2022年广东省揭阳市中考物理一模试卷

这是一份2022年广东省揭阳市中考物理一模试卷，共38页。试卷主要包含了单项选择题，填空题，作图题，实验题，计算题，综合能力题等内容，欢迎下载使用。

2022年广东省揭阳市中考物理一模试卷
一、单项选择题（本大题7小题，每小题3分，共21分）
1．（3分）关于如图所示的实验或现象，下列说法错误的是（　　）

A．图甲：敲击音叉，旁边的乒乓球被弹开说明声音是由物体的振动产生
B．图乙：两个声音的波形图反映的声音音调相同，但音色和响度不同
C．图丙：噪声检测仪可以显示声音的响度，是在传播过程减弱噪声
D．图丁：利用超声波工作的倒车雷达可以说明声能够传递信息
2．（3分）关于力与运动，下列说法错误的是（　　）
A．人推桌子，桌子没有动，是因为推力小于摩擦力
B．物体的运动状态发生改变，一定受到力的作用
C．在平直的轨道上匀速行驶的火车，一定受到平衡力
D．推出去的铅球能在空中飞行，是由于铅球具有惯性
3．（3分）以下跟汽车有关的热现象中说法错误的是（　　）
A．打开除雾功能，汽车玻璃上的“雾”很快消失，是汽化现象
B．冬天排气管冒出的“白气”，是空气液化形成的
C．利用水来作为汽车发动机的制冷剂是因为水的比热容较大
D．汽车空调制冷时，制冷剂汽化时吸热、液化时放热
4．（3分）如图所示，这是一款测温5G警用巡逻机器人，它装有5个高清摄像头，可实现全景无死角巡逻另外可实现5m以内红外线快速测量体温，下列有关说法正确的是（　　）

A．摄像头拍摄到的是倒立、缩小的虚像
B．在拍摄时，人到摄像头的距离在一倍焦距和二倍焦距之间
C．当被拍摄的人远离摄像头时，人经摄像头成的像会变小
D．红外测温利用的是人的体温越高，辐射的红外线越弱
5．（3分）如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻。闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片P向左滑动的过程中，关于电压表和电流表的示数变化，下列判断正确的是（　　）

A．电压表示数变小，电流表示数变大
B．电压表示数不变，电流表示数变小
C．电压表示数不变，电流表示数变大
D．电压表示数变小，电流表示数不变
6．（3分）智能手机的“蓝牙”功能使用2.4×109Hz这个波段的电磁波进行通讯，如图所示是电磁波家族，则下列表述正确的是（　　）

A．“蓝牙”功能使用的电磁波是蓝光，所以叫“蓝”牙
B．“蓝牙”功能使用的电磁波在真空中传播速度比紫外线要快
C．“蓝牙”功能使用的电磁波的频率比X射线的频率高
D．“蓝牙”功能使用的电磁波的波长比红外线的波长长
7．（3分）将两个相同的带有电子显示的弹簧测力计如图放置在光滑的水平地面上，现将铁球把左边的弹簧压缩一定长度后自由释放，（不计阻力）则分析正确的是（　　）

A．铁球的速度一直增加
B．铁球在加速过程中受到平衡力的作用
C．两边弹簧的电子屏最大读数相同
D．小球接触右边弹簧后的电子屏读数一直增大
二、填空题（本大题7小题，每空1分，共21分）
8．（2分）去年揭阳是个干旱年，为了使农作物能正常生长，有关部门进行“打炮”降雨，这些“炮”的主要成分是干冰。这是由于干冰在 　 　（填物态变化名称）时迅速　 　（填“吸收”或“放出”）热量，使周围的气温急剧下降，致使空气中的水蒸气遇冷 　 　（填物态变化名称）形成小水滴。
9．（3分）如图所示，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（EAST）取得重大突破，它主要是让含有质子和 　 　的氢原子核在超高温下发生 　 　（选填“裂变”或“聚变”），从而获得核能的研究装置，这与核电站获得核能的方式 　 　（选填“相同”或“不同”）。

10．（3分）在2021年的东京奥运会上，运动员们在跳水项目上取得佳绩，如图所示是跳板跳水运动员在向下压跳板，此时可以发现跳板的 　 　发生改变，后运动员向上跃起的过程中，其惯性 　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”），若忽略空气阻力，则运动员在下落跳水过程中只受到 　 　的作用，表明力可以改变运动员的 　 　。

11．（3分）如图所示，闭合开关S，水平桌面上的条形磁铁被电磁体排斥且始终保持静止。条形磁铁的左端为 　 　极；当滑片P向右移动时，条形磁铁受到的摩擦力 　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）、方向 　 　（选填“水平向左”或“水平向右”）。

12．（3分）如图甲所示，框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组，利用该滑轮组提升质量为27kg的物体所用的拉力为100N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，不计绳重和摩擦，则滑轮组中动滑轮重 　 　N，拉力的功率为 　 　W，该滑轮组的机械效率为 　 　%。

13．（3分）如图所示的电路中，L1标有“6V 3W”，L2标有“3V 3W”，闭合开关后，两灯均发光，此时电路的总电阻R总＝　 　Ω，两电压表示数之比U1：U2＝　 　；若将两灯并联后接入3V电路中，则两灯的实际功率之比P1：P2＝　 　。（不计温度对灯丝电阻的影响）

14．（3分）如图甲所示，密闭的容器中装有一定量的水，静置在水平桌面上，容器内水面到容器底的距离为6cm，则水对容器底的压强为 　 　Pa；若把该容器倒放在该桌面上，如图乙所示，容器对水平桌面的压强将 　 　，水对容器底的压力将 　 　（后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）。


三、作图题（共7分）
15．（3分）请在图中标出通电螺线管的N极和静止的小磁针的N极。


16．（2分）如图，凹透镜与凸透镜的主光轴平行且凸透镜的主光轴与水面重合，凹透镜的虚焦点为F1，凸透镜的焦点为F2，一条光线经凹透镜（该光线的延长线过凹透镜的虚焦点F1）折射后射向凸透镜，后经凸透镜折射后最终射入水中，请画出此过程的光路图。

17．（2分）如图所示在C点对杠杆施加一个最小的力，使杠杆平衡，画出最小的力F及力臂L。

四、实验题（本大题3小题，共20分）
18．（7分）（1）如图所示，图甲中的温度计示数为 　 　℃；图乙中物体A的长度为 　 　cm；图丙中弹簧测力计的读数为 　 　N；图丁中机械秒表的读数为 　 　。

（2）小陈家的电能表的表盘如图（2）所示，电能表的读数为 　 　kW•h。小陈家中用电器正常使用的总功率不能超过 　 　W，一个2Ω的电阻当通过电流为2A，10s内产生的热量为 　 　J。
19．（7分）小滨用如图所示装置进行了“探究平面镜成像特点”的实验。
（1）他应选取两支外形 　 　（选填“相同”或“不同”）的蜡烛进行实验，若蜡烛B与A的像重合，说明像与物大小 　 　。
（2）小滨选择用玻璃板代替平面镜进行实验的目的是 　 　。
（3）在探究实验的过程中，他把蜡烛A放在距玻璃板30cm处，蜡烛A在玻璃板中所成的像到蜡烛A的距离是 　 　cm；当蜡烛A远离玻璃板时，它的像的大小将 　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）在玻璃板后放一光屏，无论怎样移动光屏，都不能接收到蜡烛的像，说明 　 　。
（5）如果玻璃板没有竖直放置，试验中会出现的现象是 　 　。

20．（6分）小亮利用如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值。
（1）若要求滑动变阻器的滑片在B端时，其接入电路的阻值最大，请在图甲中以笔画线代替导线完成实验电路的连接。
（2）如图乙所示，闭合开关S，发现电压表和电流表示数均为0。小亮利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在ab之间、bc之间和bd之间，电压表示数均接近电源两端的电压；接在ad之间，电压表示数为0．如果导线完好且连接无误，只有一个元件有故障，该元件是 　 　。
（3）排除电路故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器接入电路中的电阻值，当电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图丙所示，此时电路中电流的测量值为 　 　A，则未知电阻Rx的电阻测量值为 　 　Ω。
（4）小亮又设计了一种方案，也测出了Rx的电阻值，电路图如图丁所示。R0为阻值已知的定值电阻，电源两端的电压恒定但大小未知．测量步骤如下：
①当开关S1、S2都闭合时，电流表示数为I1；
②当开关 　 　时，电流表示数为I2；
③待测电阻Rx＝　 　。（用已知量和测出的物理量的符号表示）
五、计算题（本大题2小题，共13分）
21．（6分）如图所示，重力不计的一木板可绕O点无摩擦转动，在A端挂一边长为20cm的正方体P，一个质量为50kg的中学生站在B点时，P对地面的压强刚好为零；OA＝1m，OB＝3m。（取g＝10N/kg）求：
（1）中学生的重力；
（2）物体P的重力；
（3）若把P浸没在水中时，它受到的浮力是多少。

22．（7分）如图甲所示是小明家的养生壶，它有高温、中温、低温三个挡位，图乙是他的工作电路图，下表所列的是其部分参数，其中R1、R2为发热电阻，R2＝88Ω，求：
额定电压
220V
低温挡功率
275W
容量
3L
防烧干功能
有
（1）发热电阻R1的阻值是多少？
（2）该养生壶中温挡的电功率是多少？
（3）小明在额定电压下用高温挡加热3kg的水，使其温度从20℃上升到100℃，则烧开一壶水需要多长时间？[不计热量损失，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]，计算结果保留整数。

六、综合能力题（本大题3小题，共18分）
23．（6分）（1）如图1，甲、乙两物体都在向南做匀速直线运动，那么乙物体相对于甲物体是向 　 　运动的；在0～t0时间段内乙物体的平均速度 　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）丙物体的平均速度。

（2）小明想知道某块透镜的焦距，进行如图2操作（镜面正对着太阳光，在透镜下面放上白纸，且透镜与白纸保持平行），测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出图像，可判断该透镜的焦距为 　 　cm；若用该透镜来成像，当物体离透镜距离为18cm时，所成像的性质与 　 　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）一样。
（3）如图3所示，是小刚家里部分电路的示意图。当闭合开关S后，发现电灯L不亮，检查空气开关没有跳闸。当小刚用测电笔分别测试F、E两点时测电笔的氖管都发光，但用测电笔分别测试A、B两点时测电笔的氖管都不发光；用测电笔分别测试电灯L接口的两根电线C点和D点；发现这两处都能使测电笔的氖管发光。
①你判定此电路故障应是 　 　。
A.火线和零线短路
B.电灯L短路
C.电线AB段某处断路
D.电线BC段某处断路
②小刚排除电路故障后，电灯L正常工作时，用测电笔分别测试电灯L接口的两根电线C点和D点时，能使测电笔发光的是 　 　点。
24．（6分）在“探究滑动摩擦力大小”的实验中：
（1）第一次实验装置如图甲、乙，木板固定在水平桌面上，滑块放在木板上（不计空气阻力）用弹簧测力计水平拉滑块在水平木板上做匀速直线运动，根据　 　可知摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。

在图乙中，如在滑块上放置一重物，继续拉动物体匀速运动，此时滑块所受的摩擦力为　 　N。由可得结论：接触面的粗糙程度　 　。
（2）第二次实验如图，将滑块放置在一水平传送带上，当传传送带转动时，物体在弹簧测力计拉力作用下相对于地面静止，弹簧测力计有稳定的示数。
①图中C处所用的滑轮为　 　滑轮，作用是：　 　。
②该实验装置中很多地方存在摩擦力，属于有益摩擦的是：　 　。
A．传送皮带与轮子之间的摩擦
B．轮子轴承处的摩擦
C．滑轮与转轴间的摩擦
D．弹簧测力计指针与面板的摩擦
③该传送带的电机有高、中、低三个挡位，不同挡位传送带前进速度不同，如图记录了电机功率、传送带速度与所测得的摩擦力的情况，根据表格可知：当其他条件一定时，滑动摩擦力　 　。

实验次数
电机功率
传送带速度
摩擦力/N
1
高
快
2
2
中
中
2
3
低
慢
2
25．（6分）为了更好的防控新冠病毒疫情，我国研制了某款智能防疫机器人。机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度，控制驱动电机运转，图甲为控制电机运转的原理电路，U为输入电压，RB为磁敏电阻，阻值随外加磁场强弱的变化而改变。
如表为机器人的部分参数，“电池比能量”为单位质量的电池所能输出的电能；“减速器的减速比”为输入转速与输出转速的比值。
电池的质量
10kg
减速器的减速比
30：1
电池比能量
140W•h/kg
驱动电机的输入总功率
400W
移动速度
0.1～1m/s
驱动电机将电能转化为机械能的效率
60%
（1）图甲中电磁铁是利用 　 　工作的；
（2）电磁铁上端的磁极是 　 　极（选填“N”或“S”）。
（3）若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动21min，此过程机器人受到的阻力为 　 　N，消耗的电能占电池所能输出总电能的 　 　%。
（4）控制电机运转的磁敏电阻阻值随磁场强弱变化的图线如图乙，当磁敏电阻在正常工作区时，即使图甲电路中输入电压U发生改变，R1两端电压U都能维持在某一定值附近微小变化，从而使控制电路中的电机稳定转动，则磁敏电阻的正常工作区对应图乙中 　 　（选填“ab”或“bc”）段，已知无磁场时RB的阻值为200Ω，R1的阻值为400Ω，线圈电阻忽略不计，当U为24V时，处在磁场中的RB电功率为0.32W，则R1两端的电压U2是 　 　V。


2022年广东省揭阳市中考物理一模试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题（本大题7小题，每小题3分，共21分）
1．（3分）关于如图所示的实验或现象，下列说法错误的是（　　）

A．图甲：敲击音叉，旁边的乒乓球被弹开说明声音是由物体的振动产生
B．图乙：两个声音的波形图反映的声音音调相同，但音色和响度不同
C．图丙：噪声检测仪可以显示声音的响度，是在传播过程减弱噪声
D．图丁：利用超声波工作的倒车雷达可以说明声能够传递信息
【分析】（1）声音是由物体的振动产生的，声音可以传递信息和能量；
（2）频率是1s物体振动的次数，相同时间内振动越快，频率越大。音调跟频率有关，频率越大，音调越高；音色反映声音的品质，与发生体的结构、材料有关；
（3）减弱噪声的途径：在声源处、在传播过程中、在人耳处；
（4）回声定位是根据回声到来的时间和方位，确定目标的位置和距离，即利用声音获得信息。
【解答】解：A、甲图中用小锤敲击音叉，旁边的乒乓球被弹开，说明声音是由物体的振动产生的，故A正确；
B、乙图中两个声波的波形图，都有3个波峰、4个波谷，即它们的振动频率是相同的，说明它们的音调是相同的；从波形图中可以看出，其波的形状都不相同，说明它们的音色不同，振幅不相同，响度不相同，故B正确；
C、丙图中噪声检测装置是检测噪声的大小装置，不能减弱噪声，故C错误；
D、回声定位是根据回声到来的时间和方位，确定目标的位置和距离，即利用超声波获得信息，故D正确。
故选：C。
【点评】本题考查声现象的基础知识及应用，要求学生对声音及其特性、声音的传播及特征等知识点全面掌握。解题的关键是能够从波形图上看懂频率、振幅和音色。
2．（3分）关于力与运动，下列说法错误的是（　　）
A．人推桌子，桌子没有动，是因为推力小于摩擦力
B．物体的运动状态发生改变，一定受到力的作用
C．在平直的轨道上匀速行驶的火车，一定受到平衡力
D．推出去的铅球能在空中飞行，是由于铅球具有惯性
【分析】（1）物体处于静止状态或匀速直线运动状态，受平衡力的作用；
（2）力可以改变物体的运动状态和形状；
（3）物体处于静止或匀速直线运动状态，受平衡力；
（4）物体具有保持原来运动状态不变的性质叫做惯性，任何物体都具有惯性。
【解答】解：
A、人推地面上的桌子，桌子不动，因此桌子受平衡力作用，故推力等于桌子受到的摩擦力，故A错误；
B、力是改变物体运动状态的原因，物体运动状态改变，所以一定受到力的作用，故B正确；
C、在平直轨道上行驶的火车处于平衡状态，所以其受到平衡力的作用，故C正确；
D、铅球被推出后能够在空中继续飞行，是因为铅球具有惯性，故D正确。
故选：A。
【点评】本题考查了力与运动的关系、惯性等知识的理解和应用，要理解：物体在平衡力作用下，运动状态不变，在非平衡力作用下，物体的运动状态发生改变。
3．（3分）以下跟汽车有关的热现象中说法错误的是（　　）
A．打开除雾功能，汽车玻璃上的“雾”很快消失，是汽化现象
B．冬天排气管冒出的“白气”，是空气液化形成的
C．利用水来作为汽车发动机的制冷剂是因为水的比热容较大
D．汽车空调制冷时，制冷剂汽化时吸热、液化时放热
【分析】（1）物质从固态变为液态的过程叫做熔化，物质从液态变为固态的过程叫做凝固；物质从液态变为气态的过程叫做汽化，物质从气态变为液态的过程叫做液化；物质从固态直接变为气态的过程叫升华，物质从气态直接变为固态的过程叫凝华；
（2）水的比热容较大，质量相同的水和其它液体相比较，升高相同的温度时，水吸收的热量多；吸收或放出相同的热量时，水的温度变化较小，因此常用水来做冷却剂。
【解答】解：A、打开除雾功能，汽车玻璃上的“雾”很快消失，水变成水蒸气，属于汽化现象，故A正确；
B、冬天排气管冒出的“白气”，是水蒸气液化形成的小水滴，故B错误；
C、用水作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大，与其他物质相比，在质量相同、升高的温度相同时，水吸收的热量多，故C正确；
D、汽车空调制冷时，制冷剂汽化时需要吸收热量，液化时放出热量，故D正确。
故选：B。
【点评】本题考查了物态变化以及比热容的相关知识，属于热学基础知识的考查，比较简单。
4．（3分）如图所示，这是一款测温5G警用巡逻机器人，它装有5个高清摄像头，可实现全景无死角巡逻另外可实现5m以内红外线快速测量体温，下列有关说法正确的是（　　）

A．摄像头拍摄到的是倒立、缩小的虚像
B．在拍摄时，人到摄像头的距离在一倍焦距和二倍焦距之间
C．当被拍摄的人远离摄像头时，人经摄像头成的像会变小
D．红外测温利用的是人的体温越高，辐射的红外线越弱
【分析】（1）（2）（3）凸透镜成实像时，遵循“物近像远像变大，物远像近像变小”规律；光线通过凸透镜时会发生折射，根据凸透镜成像规律，当u＞2f时，成倒立缩小的实像，应用于照相机；
（4）物体的温度越高，辐射的红外线越强。
【解答】解：
AB、摄像头相当于一个凸透镜，其成像原理与照相机相同，人到摄像头的距离在二倍焦距以外时，摄像头拍摄到的是倒立、缩小的实像，故AB错误；
C、根据“凸透镜成实像时物远像近像变小”的规律，当被拍摄的人远离摄像头时，物距变大，像距变小，人经摄像头成的像会变小，故C正确；
D、红外测温利用的是人的体温越高，辐射的红外线越强，故D错误。
故选：C。
【点评】本题主要考查了凸透镜成像的原理和规律，明确凸透镜成像的三种情况和应用，以及凸透镜成实像时，“物近像远像变大，物远像近像变小”的成像规律是解题的关键。
5．（3分）如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻。闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片P向左滑动的过程中，关于电压表和电流表的示数变化，下列判断正确的是（　　）

A．电压表示数变小，电流表示数变大
B．电压表示数不变，电流表示数变小
C．电压表示数不变，电流表示数变大
D．电压表示数变小，电流表示数不变
【分析】由电路图可知，R1与R2并联，电压表测电源两端的电压，电流表测干路电流，根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数的变化，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过R1的电流变化，根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知通过R2的电流变化，利用并联电路的电流特点可知干路电流的变化。
【解答】解：由电路图可知，R1与R2并联，电压表测电源两端的电压，电流表测干路电流，
因电源电压保持不变，所以，滑片向左移动时，电压表的示数不变；因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时，通过R1的电流不变，
滑动变阻器R2的滑片P向左滑动的过程中，接入电路中的电阻变小，由I=UR可知，通过R2的电流变大，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流变大，即电流表的示数变大；
综上所述，C正确，ABD错误。
故选：C。
【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到并联电路的特点和欧姆定律的应用，要注意并联电路中各支路独立工作、互不影响特点的应用。
6．（3分）智能手机的“蓝牙”功能使用2.4×109Hz这个波段的电磁波进行通讯，如图所示是电磁波家族，则下列表述正确的是（　　）

A．“蓝牙”功能使用的电磁波是蓝光，所以叫“蓝”牙
B．“蓝牙”功能使用的电磁波在真空中传播速度比紫外线要快
C．“蓝牙”功能使用的电磁波的频率比X射线的频率高
D．“蓝牙”功能使用的电磁波的波长比红外线的波长长
【分析】（1）根据无线电波的频率范围判断“蓝牙”功能使用的电磁波是否属于蓝光；
（2）电磁波的传播速度为一定值；
（3）根据c＝λf判断波长、频率的关系。
【解答】解：A、“蓝牙”功能使用2.4×109Hz这个波段的电磁波，在无线电波的范围内，不在可见光范围，故A错误；
B、电磁波在真空中传播速度为一定值3.0×108m/s，故B错误；
CD、根据c＝λf，c为定值，所以波长与频率成反比，由图可知，“蓝牙”功能使用的电磁波的频率比红外线、X射线的频率高，波长比红外线、X射线长，故C错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了电磁波的传播和应用、波速、波长和频率的关系是基础题型，难度不大。
7．（3分）将两个相同的带有电子显示的弹簧测力计如图放置在光滑的水平地面上，现将铁球把左边的弹簧压缩一定长度后自由释放，（不计阻力）则分析正确的是（　　）

A．铁球的速度一直增加
B．铁球在加速过程中受到平衡力的作用
C．两边弹簧的电子屏最大读数相同
D．小球接触右边弹簧后的电子屏读数一直增大
【分析】（1）力是改变物体运动状态的原因；
（2）分别从铁球竖直和水平方向受力分析，由平衡力的条件作出判断；
（3）不考虑能量的损失，动能和势能相互转化的过程中总量保持不变；
（4）分别从铁球向右运动压缩弹簧和铁球在弹簧弹力作用下向左运动分析。
【解答】解：A、弹簧被压缩后恢复原状，给铁球弹力的作用，铁球由静止变为运动，速度逐渐变大；当铁球离开弹簧后，不再受弹簧的弹力作用，因水平方向不受力的作用，所以铁球做匀速直线运动；故A错误；
B、铁球在加速过程中，水平方向上受到弹簧的弹力作用，竖直方向上受到水平地面的支持力作用和重力作用，支持力和重力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，是一对平衡力；故B错误；
C、不计阻力，铁球在滚动的过程中没有能量损失，撞击右侧弹簧后，铁球的动能全部转化为弹簧的弹性势能时，弹簧形变最大，且与左侧弹簧最大形变相同，所以两边弹簧的电子屏最大读数相同；故C正确；
D、铁球向右运动压缩弹簧，弹簧形变增大，弹力增大；当弹簧形变最大时，铁球在弹簧弹力作用下向左运动，弹力逐渐缩小，示数变小，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了力和运动的关系知识的应用，对物体进行正确的受力分析是解题的关键。
二、填空题（本大题7小题，每空1分，共21分）
8．（2分）去年揭阳是个干旱年，为了使农作物能正常生长，有关部门进行“打炮”降雨，这些“炮”的主要成分是干冰。这是由于干冰在 　升华　（填物态变化名称）时迅速　吸收　（填“吸收”或“放出”）热量，使周围的气温急剧下降，致使空气中的水蒸气遇冷 　液化　（填物态变化名称）形成小水滴。
【分析】（1）物质由气态直接变为固态的过程叫凝华，物质由固态直接变为气态的过程叫升华；由气态变为液态的过程叫液化，由液态变为气态的过程叫汽化；由固态变为液态的过程叫熔化，由液态变为固态的过程叫凝固。
（2）六种物态变化过程中，都伴随着吸热或放热；其中放出热量的物态变化有：凝固、液化、凝华；吸热的有：熔化、汽化、升华。
【解答】解：有关部门进行“打炮”降雨，这些“炮”的主要成分是干冰。干冰是固态二氧化碳，在常温下容易变为气态，是固态直接变为气态过程，属于升华现象；由于干冰在升华时迅速吸收热量，使周围的气温急剧下降，致使空气中的水蒸气遇冷液化形成小水滴。
故答案为：升华；吸收；液化。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化，关键要看清物态变化前后，物质各处于什么状态；另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
9．（3分）如图所示，中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”（EAST）取得重大突破，它主要是让含有质子和 　中子　的氢原子核在超高温下发生 　聚变　（选填“裂变”或“聚变”），从而获得核能的研究装置，这与核电站获得核能的方式 　不同　（选填“相同”或“不同”）。

【分析】（1）原子核由质子和中子构成。
（2）原子核发生聚变和裂变时，释放巨大的核能。核电站、原子弹利用核的裂变原理，氢弹利用核的聚变原理，太阳每时每刻都发生着核聚变。
【解答】解：氢原子核由质子和中子构成；“人造太阳”利用氢原子核在超高温下发生聚变，获得巨大核能，而核电站是利用核裂变获得能量。
故答案为：中子；聚变；不同。
【点评】知道原子核的构成，核聚变和核裂变的应用，可解答此题。
10．（3分）在2021年的东京奥运会上，运动员们在跳水项目上取得佳绩，如图所示是跳板跳水运动员在向下压跳板，此时可以发现跳板的 　形状　发生改变，后运动员向上跃起的过程中，其惯性 　不变　（选填“变大”、“变小”或“不变”），若忽略空气阻力，则运动员在下落跳水过程中只受到 　重力　的作用，表明力可以改变运动员的 　运动状态　。

【分析】（1）力的作用效果：力可以改变物体的运动状态（速度和方向的改变都称为运动状态的改变），力可以使物体发生形变；
（2）惯性的大小只与物体的质量有关。
【解答】解：跳水运动员压跳板的力使跳板发生形变，运动员向上跃起的过程中，惯性大小不变，忽略空气阻力，跳水运动员在下落过程中只受到重力作用，因为在下落过程中运动员的速度越来越大，所以力可以改变运动员的运动状态。
故答案为：形状；不变；重力；运动状态。
【点评】本题考查了力的作用效果和惯性大小的影响因素，属于基础题。
11．（3分）如图所示，闭合开关S，水平桌面上的条形磁铁被电磁体排斥且始终保持静止。条形磁铁的左端为 　S　极；当滑片P向右移动时，条形磁铁受到的摩擦力 　变大　（选填“变大”、“变小”或“不变”）、方向 　水平向右　（选填“水平向左”或“水平向右”）。

【分析】由安培定则可知螺线管的磁极，由磁极间的相互作用可知条形磁铁的受力方向，则二力平衡可知摩擦力的方向；
由滑片的移动可知螺线管中电流的变化，则可知磁性强弱的变化及相互作用力的变化，由二力平衡关系可知条形磁铁的所受摩擦力的变化。
【解答】解：由安培定则可知，电磁铁左侧为N极，水平桌面上的条形磁铁被电磁体排斥，则条形磁体的右端为N极，左端为S极；因同名磁极相互排斥，故条形磁铁所受磁场力水平向左；因条形磁铁处于平衡状态，即条形磁铁在水平方向上所受摩擦力与排斥力是一对平衡力，大小相等、方向相反，故摩擦力的方向水平向右；
当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电阻变小，由欧姆定律得电磁铁内的电流增大，则可知电磁铁的磁性增强，条形磁铁所受到的排斥力增大；因条形磁铁仍处于平衡状态，所以条形磁铁所受摩擦力也增大。
故答案为：S；变大；水平向右。
【点评】本题将力学与电磁学知识巧妙地结合起来考查了安培定则、滑动变阻器的使用、二力平衡等内容，考查内容较多，但只要抓住受力分析这条主线即可顺利求解，是一道典型的好题。
12．（3分）如图甲所示，框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组，利用该滑轮组提升质量为27kg的物体所用的拉力为100N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，不计绳重和摩擦，则滑轮组中动滑轮重 　30　N，拉力的功率为 　1.5　W，该滑轮组的机械效率为 　90　%。

【分析】（1）首先根据物体和绳子自由端的运动情况确定绳子的段数，然后根据F=1n（G+G动）可求得滑轮组中动滑轮重；
（2）由v=st可求得绳子自由端移动的速度；利用P=Wt=Fst=Fv可求得拉力的功率；
（3）由η=W有W总=GℎFs=GℎFnℎ=GnF可求得该滑轮组的机械效率。
【解答】解：（1）由图乙可知，物体上升高度h＝2cm时，绳子自由端移动距离s＝6cm，
由此可知，动滑轮上绳子的段数：
n=sℎ=6cm2cm=3，
物体重力：
G＝mg＝27kg×10N/kg＝270N，
不计绳重和摩擦，由F=1n（G+G动）可得，滑轮组中动滑轮重：
G动＝nF﹣G＝3×100N﹣270N＝30N；
（2）由图可知，绳子自由端移动的速度：
v绳=st=6cm4s=1.5cm/s＝0.015m/s；
拉力的功率：
P=Wt=Fst=Fv＝100N×0.015m/s＝1.5W；
（3）不计绳重和摩擦，该滑轮组的机械效率：
η=W有W总=GℎFs=GℎFnℎ=GnF=270N3×100N×100%＝90%。
故答案为：30；1.5；90。
【点评】本题考查了使用滑轮组时动滑轮重力、功率和机械效率的计算，能根据表中图像乙求出使用滑轮组承担物重的绳子股数是关键。
13．（3分）如图所示的电路中，L1标有“6V 3W”，L2标有“3V 3W”，闭合开关后，两灯均发光，此时电路的总电阻R总＝　15　Ω，两电压表示数之比U1：U2＝　5：1　；若将两灯并联后接入3V电路中，则两灯的实际功率之比P1：P2＝　1：4　。（不计温度对灯丝电阻的影响）

【分析】知道两灯泡的额定电压和额定功率，根据P＝UI=U2R求出两灯泡的电阻；由电路图可知，L1与L2串联，电压表V1测电源两端的电压，电压表V2测L2两端的电压，根据电阻的串联求出电路的总电阻，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出两电压表的示数之比；将两灯并联后接入3V电路中时，根据并联电路的电压特点和P＝UI=U2R求出两灯的实际功率之比。
【解答】解：由P＝UI=U2R可得，两灯泡的电阻分别为：
R1=U12P1=(6V)23W=12Ω，R2=U22P2=(3V)23W=3Ω，
由电路图可知，L1与L2串联，电压表V1测电源两端的电压，电压表V2测L2两端的电压，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，此时电路的总电阻：
R总＝R1+R2＝12Ω+3Ω＝15Ω，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由I=UR可得，两电压表示数之比：
UU2=IR总IR2=R总R2=15Ω3Ω=51，
若将两灯并联后接入3V电路中，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，两灯的实际功率之比：
P1′P2′=U并2R1U并2R2=R2R1=3Ω12Ω=14
故答案为：15；5：1；1：4。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，是一道较为简单的应用题。
14．（3分）如图甲所示，密闭的容器中装有一定量的水，静置在水平桌面上，容器内水面到容器底的距离为6cm，则水对容器底的压强为 　600　Pa；若把该容器倒放在该桌面上，如图乙所示，容器对水平桌面的压强将 　变大　，水对容器底的压力将 　变小　（后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）。


【分析】（1）知道容器内水面到容器底的距离，根据p＝ρgh求出水对容器底的压强；
（2）根据水平面上物体的压力和自身的重力相等可知容器对桌面的压力变化，根据p=FS可知容器对水平桌面压强的变化；
液体对容器底部的压力，可以根据液体产生的压力和液体的重力的关系进行分析，注意上下粗细一样的容器中，液体对容器底的压力等于液体的重力；上面粗、下面细的容器中液体对容器底的压力小于液体的重力；上面细、下面粗的容器中液体的压力大于液体的重力。
【解答】解：（1）水对容器底的压强：p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣2m＝600Pa；
（2）因水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以，容器对桌面的压力不变，由p=FS可知，容器对水平桌面的压强变大；
甲图中容器上面细、下面粗，由于容器侧壁对液体有斜向下的压力，则液体对容器底部的压力大于液体的重力，即F甲＞G液；
倒置后（如乙图所示）容器上面粗、下面细，有一部分液体压在容器的侧壁上，则液体对容器底的压力小于液体的重力，即F乙＜G液；
倒置后容器内液体质量不变，重力不变，比较可知F乙＜F甲，即把该容器倒放在该桌面上，水对容器底部的压力将变小。
故答案为：600；变大；变小。
【点评】本题考查了液体压强的计算和液体压强、固体压强公式的应用，关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等。
三、作图题（共7分）
15．（3分）请在图中标出通电螺线管的N极和静止的小磁针的N极。


【分析】利用安培定则判断出通电螺线管的N、S极，确定静止的小磁针的两极。
【解答】解：根据安培定则：用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指所指的就是N极，可知通电螺线管的左端为N极；由于同名磁极相互排斥，故静止小磁针的右端为N极。

【点评】熟知安培定则和同名磁极相互排斥作用规律是解题关键。
16．（2分）如图，凹透镜与凸透镜的主光轴平行且凸透镜的主光轴与水面重合，凹透镜的虚焦点为F1，凸透镜的焦点为F2，一条光线经凹透镜（该光线的延长线过凹透镜的虚焦点F1）折射后射向凸透镜，后经凸透镜折射后最终射入水中，请画出此过程的光路图。

【分析】延长线过焦点的光线经凹透镜折射后，折射光线平行于主光轴；
平行于凸透镜主光轴入射的光线，经凸透镜折射后，折射光线的经过凸透镜的焦点；
当光从空气中斜射入水中时，在水和空气的界面发生折射，折射角小于入射角。
【解答】解：
对准凹透镜的虚焦点F1入射的光线（延长线过焦点），经凹透镜折射后，折射光线平行于主光轴；平行于凸透镜主光轴入射的光线，经凸透镜折射后，折射光线的经过凸透镜的焦点F2；当光从空气中斜射入水中时，在水和空气的界面发生折射，折射角小于入射角，如图所示：

【点评】本题考查了凸透镜、凹透镜的三条特殊光线，以及光的折射规律的应用，属于基础题目。
17．（2分）如图所示在C点对杠杆施加一个最小的力，使杠杆平衡，画出最小的力F及力臂L。

【分析】由杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，知阻力×阻力臂是定值时，当动力臂最大时，动力是最小的。
【解答】解：根据杠杆平衡条件，要想动力最小，动力臂就要最大，因为支点是O点，当力作用在C点时，动力臂为OC时动力臂最长。要使杠杆平衡，其方向应该向上，所以过点C作垂直于OC的有向线段，即为最小力的示意图，如图所示：

【点评】本题考查了最小力和力臂的画法，力臂与力的作用线是垂直关系。
四、实验题（本大题3小题，共20分）
18．（7分）（1）如图所示，图甲中的温度计示数为 　31　℃；图乙中物体A的长度为 　2.00　cm；图丙中弹簧测力计的读数为 　1.6　N；图丁中机械秒表的读数为 　40.0　。

（2）小陈家的电能表的表盘如图（2）所示，电能表的读数为 　2017.6　kW•h。小陈家中用电器正常使用的总功率不能超过 　8800　W，一个2Ω的电阻当通过电流为2A，10s内产生的热量为 　80　J。
【分析】（1）读取温度计示数时，首先要明确温度计的分度值，读数时视线与液柱最高处相平，并注意区分零上或零下；
刻度尺读数时，首先看起始端有没有从0开始，若没有从0开始，把起始端对应的刻度值当作“0”刻度，读出末端刻度值，减去起始端对应的刻度值，即为物体长度，注意刻度尺要估读到分度值的下一位读取；
观察该测力计的示数在1N～2N之间，且分度值是0.2N，可据此判断出测力计的示数；
秒表的中间的表盘代表分钟，周围的大表盘代表秒，秒表读数是两个表盘的示数之和；
（2）电能表的读数：数字方框中最后一位是小数，单位是kW•h；220V表示电能表的工作电压为220V，10（40）A表示电能表的标定电流为10A，额定最大电流为40A，利用P＝UI计算出小陈家中用电器正常使用的最大总功率；利用焦耳定律计算出一个2Ω的电阻当通过电流为2A，10s内产生的热量。
【解答】解：（1）由图知：
甲图中的温度计一个大格都是10℃，其中又分了10份，故其分度值是1℃，“40”在“30”上方，说明温度高于0℃，所以读数是31℃；
乙图中刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm＝1mm，即此刻度尺的分度值为1mm；物体左侧与0刻度线对齐，右侧与2.0cm对齐，估读为2.00cm，所以物体的长度为L＝2.00cm；
丙图中，在弹簧测力计上，弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为1N+0.6N＝1.6N；
丁图中，在秒表的中间表盘上，1min中间有两个小格，所以一个小格代表0.5min，指针在“0”和“1”之间，偏向“1”一侧，所以分针指示的时间大于0.5min，小于1min；
在秒表的大表盘上，一个小格代表0.1s，由中间表盘知秒针已转过一周，所以指针在40.0s处，即秒表的读数为40.0s；
（2）由图2可知，电电能表的读数为2017.6kW•h；
220V表示电能表的工作电压为220V，10（40）A表示电能表的标定电流为10A，额定最大电流为40A，
小陈家中用电器正常使用的最大总功率：P＝UI＝220V×40A＝8800W；
一个2Ω的电阻当通过电流为2A，10s内产生的热量：Q＝I2Rt＝（2A）2×2Ω×10s＝80J。
故答案为：（1）31；2.00；1.6；40；（2）2017.6；8800；80。
【点评】本题考查仪器的使用和读数、电功率的计算、焦耳定律的应用，初中物理学习了很多测量工具的使用，但没有特殊说明，只有刻度尺的读数要有估读值，其它只要读到准确值即可。
19．（7分）小滨用如图所示装置进行了“探究平面镜成像特点”的实验。
（1）他应选取两支外形 　相同　（选填“相同”或“不同”）的蜡烛进行实验，若蜡烛B与A的像重合，说明像与物大小 　相等　。
（2）小滨选择用玻璃板代替平面镜进行实验的目的是 　便于确定像的位置　。
（3）在探究实验的过程中，他把蜡烛A放在距玻璃板30cm处，蜡烛A在玻璃板中所成的像到蜡烛A的距离是 　60　cm；当蜡烛A远离玻璃板时，它的像的大小将 　不变　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）在玻璃板后放一光屏，无论怎样移动光屏，都不能接收到蜡烛的像，说明 　平面镜所成的像为虚像　。
（5）如果玻璃板没有竖直放置，试验中会出现的现象是 　蜡烛B无法与蜡烛A的像完全重合　。

【分析】（1）实验时为了比较物像大小关系，应选择两个相同的蜡烛；
（2）利用玻璃板透明的特点，可以观察到玻璃板的另一侧，便于找到像的位置；
（3）像和物体到平面镜的距离相等，像和物体大小相等；
（4）实像能用光屏承接，虚像不能用光屏承接；
（5）实验中玻璃板如果不垂直于桌面，后面的蜡烛无法与前面蜡烛的像完全重合。
【解答】解：（1）实验时为了比较物像大小关系，应选择两个相同的蜡烛，若蜡烛B与A的像重合，说明像与物大小相等；
（2）在做平面镜成像特点实验时，用玻璃板代替平面镜，目的是为了便于确定像的位置；
（3）蜡烛A放在距玻璃板30cm处，蜡烛A到玻璃板的距离是30cm，蜡烛A的像到玻璃板的距离是30cm，所以蜡烛A和蜡烛A的像之间的距离是60cm，蜡烛A远离玻璃板时，蜡烛A大小不变，蜡烛A的像大小不变；
（4）在玻璃板后放一光屏，无论怎样移动光屏，都不能接收到蜡烛的像，说明平面镜所成的像为虚像；
（5）在实验的过程中，玻璃板与桌面不垂直，则接下来的实验中会遇到的问题是：蜡烛B无法与蜡烛A的像完全重合。
故答案为：（1）相同；相等；（2）便于确定像的位置；（3）60；不变；（4）平面镜所成的像为虚像；（5）蜡烛B无法与蜡烛A的像完全重合。
【点评】本题主要考查了平面镜成像特点的实验及其应用。这是光学中的一个重点，也是近几年来中考经常出现的题型，要求学生熟练掌握，并学会灵活运用。
20．（6分）小亮利用如图甲所示的电路测量未知电阻的阻值。
（1）若要求滑动变阻器的滑片在B端时，其接入电路的阻值最大，请在图甲中以笔画线代替导线完成实验电路的连接。
（2）如图乙所示，闭合开关S，发现电压表和电流表示数均为0。小亮利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在ab之间、bc之间和bd之间，电压表示数均接近电源两端的电压；接在ad之间，电压表示数为0．如果导线完好且连接无误，只有一个元件有故障，该元件是 　滑动变阻器　。
（3）排除电路故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器接入电路中的电阻值，当电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图丙所示，此时电路中电流的测量值为 　0.5　A，则未知电阻Rx的电阻测量值为 　5　Ω。
（4）小亮又设计了一种方案，也测出了Rx的电阻值，电路图如图丁所示。R0为阻值已知的定值电阻，电源两端的电压恒定但大小未知．测量步骤如下：
①当开关S1、S2都闭合时，电流表示数为I1；
②当开关 　S1断开，S2闭合　时，电流表示数为I2；
③待测电阻Rx＝　(I1−I2)R0I2　。（用已知量和测出的物理量的符号表示）
【分析】（1）根据滑动变阻器此时接入电路的电阻最大，确定变阻器左下接线柱连入电路中；
（2）由题意可知，电路连接完好，只有一个元件有故障，当电压表和电流表均无示数时电路不可能是短路，只能是断路，利用一支电压表检测电路故障时，电压表有示数说明电压表两接线柱与电源之间是通路，若电压表无示数说明电压表两接线柱与电源之间断路；
（3）根据电流表的量程和分度值多处电流表的示数，由欧姆定律算出未知电阻Rx的电阻；
（4）当开关S1、S2都闭合时，两电阻并联，电流表示数为I1；
当开关S1断开，S2闭合时，电路为只有Rx工作的简单电路，电流表示数为I2，在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，由此可得出R0这条支路的电流，再根据欧姆定律的变形公式可计算出Rx的阻值。
【解答】解：（1）要求滑动变阻器此时接入电路的电阻最大，故应将变阻器的A下接线柱连入电路中，如下图所示：
；
（2）闭合开关，电压表和电流表均无示数，说明电路断路；
把电压表分别接在ab之间、bc之间和bd之间，电压表示数均接近电源两端的电压，说明b、a、c、d部分是通路，
接在a、d之间，电压表无示数，说明a、d之间断路，如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是滑动变阻器断路；
（3）由图丙知，电流表使用0﹣0.6A量程，分度值0.02A，所以电压表示数为2.5V时，电路中的电流为0.5A，
由欧姆定律可得未知电阻Rx的电阻为：
R=UI=2.5V0.5A=5Ω；
（4）①当开关S1、S2都闭合时，两电阻并联，电流表测量干路的电流，示数为I1；
②当开关S1断开，S2闭合时，电路为只有Rx工作的简单电路，电流表示数为I2；③在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以R0这条支路的电流为：
I0＝I1﹣I2，
电源电压为：U＝I0R0＝（I1﹣I2）R0，
待测电阻为：
Rx=UxIx=(I1−I2)R0I2。
故答案为：（1）见上图；（2）滑动变阻器；（3）0.5；5；（4）②S1断开，S2闭合；③(I1−I2)R0I2。
【点评】本题是测电阻的实验，考查了实物电路的连接、电流表读数、电阻的计算以及特殊的方法测量电阻，难度不大。
五、计算题（本大题2小题，共13分）
21．（6分）如图所示，重力不计的一木板可绕O点无摩擦转动，在A端挂一边长为20cm的正方体P，一个质量为50kg的中学生站在B点时，P对地面的压强刚好为零；OA＝1m，OB＝3m。（取g＝10N/kg）求：
（1）中学生的重力；
（2）物体P的重力；
（3）若把P浸没在水中时，它受到的浮力是多少。

【分析】（1）根据G＝mg求中学生的重力；
（2）根据杠杆的平衡条件求物体P的重力；
（3）根据体积公式求出物体P的体积，物体浸没时排开水的体积等于物体的体积，根据F浮＝ρ液gV排求物体P浸没时受到的浮力。
【解答】解：（1）中学生的重力：G人＝m人g＝50kg×10N/kg＝500N；
（2）因为P对地面的压强刚好为零，所以物体P拉杠杆的力等于物体P的重力；
根据杠杆平衡条件有：
GP×OA＝G人×OB，
则GP=G人×OBOA=500N×3m1m=1500N；
（3）物体P的体积：
VP＝a3＝（20cm）3＝8000cm3＝8×10﹣3m3，
因为物体P浸没在水中，所以物体P排开水的体积：
V排＝VP＝8×10﹣3m3，
则物体P浸没时受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣3m3＝80N。
答：（1）中学生的重力为500N；
（2）物体P的重力为1500N；
（3）若把P浸没在水中时，它受到的浮力是80N。
【点评】本题考查了浮力、重力、杠杆的平衡条件的应用，综合性强。关键是对公式和公式变形的理解和应用。
22．（7分）如图甲所示是小明家的养生壶，它有高温、中温、低温三个挡位，图乙是他的工作电路图，下表所列的是其部分参数，其中R1、R2为发热电阻，R2＝88Ω，求：
额定电压
220V
低温挡功率
275W
容量
3L
防烧干功能
有
（1）发热电阻R1的阻值是多少？
（2）该养生壶中温挡的电功率是多少？
（3）小明在额定电压下用高温挡加热3kg的水，使其温度从20℃上升到100℃，则烧开一壶水需要多长时间？[不计热量损失，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]，计算结果保留整数。

【分析】（1）分析开关转换时电路的连接，根串并联电路的电阻特点和P＝UI=U2R得出低温挡、高温挡、中温挡电路的连接方式，根据P＝UI=U2R求出低温挡时电路的连接方式，利用电阻的串联求出发热电阻R1的阻值：
（2）当开关S2接B、S1闭合时，电路为R1的简单电路，养生壶处于中温挡，根据P＝UI=U2R求出养生壶中温挡时的电功率；
（3）当开关S2接A、S1闭合时，两电阻并联，养生壶处于高温挡，根据并联电路的电压特点和P＝UI=U2R求出高温挡的功率，根据Q吸＝c水m（t﹣t0）求出水吸收的热量，不计热量损失，消耗的电能等于水吸收的热量，根据求出P=Wt求出需要的加热时间。
【解答】解：（1）当开关S2接B、S1断开时，两电阻串联；当开关S2接B、S1闭合时，电路为R1的简单电路；当开关S2接A、S1闭合时，两电阻并联；
因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻，并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，
所以，当开关S2接B、S1断开时电路的总电阻最大，当开关S2接A、S1闭合时电路中的总电阻最小，
由P＝UI=U2R可知，电源的电压一定时，电路的总电阻越大，总功率越小，反之越大，
则当开关S2接A、S1闭合时养生壶处于高温挡，当开关S2接B、S1断开时养生壶处于低温挡，当开关S2接B、S1闭合时养生壶处于中温挡，
由P＝UI=U2R可得，低温挡时电路的总电阻：
R总=U2P低=(220V)2275W=176Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，发热电阻R1的阻值：R1＝R总﹣R2＝176Ω﹣88Ω＝88Ω；
（2）当开关S2接B、S1闭合时，电路为R1的简单电路，养生壶处于中温挡，
则养生壶中温挡时的电功率：P中=U2R1=(220V)288Ω=550W；
（3）当开关S2接A、S1闭合时，两电阻并联，养生壶处于高温挡，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，养生壶高温挡的功率：P高＝P1+P2=U2R1+U2R2=(220V)288Ω+(220V)288Ω=1100W，
水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×3kg×（100℃﹣20℃）＝1.008×106J，
不计热量损失，消耗的电能：W＝Q吸＝1.008×106J，
由P=Wt可得，需要的加热时间：
t′=WP高=1.008×106J1100W≈916s。
答：（1）发热电阻R1的阻值是88Ω；
（2）该养生壶中温挡时的电功率是550W；
（3）烧开一壶水需要916s。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和电功率公式、吸热公式、电功公式的综合应用，分清养生壶处于不同挡位时电路的连接方式是关键。
六、综合能力题（本大题3小题，共18分）
23．（6分）（1）如图1，甲、乙两物体都在向南做匀速直线运动，那么乙物体相对于甲物体是向 　北　运动的；在0～t0时间段内乙物体的平均速度 　等于　（选填“大于”、“小于”或“等于”）丙物体的平均速度。

（2）小明想知道某块透镜的焦距，进行如图2操作（镜面正对着太阳光，在透镜下面放上白纸，且透镜与白纸保持平行），测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出图像，可判断该透镜的焦距为 　12　cm；若用该透镜来成像，当物体离透镜距离为18cm时，所成像的性质与 　投影仪　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）一样。
（3）如图3所示，是小刚家里部分电路的示意图。当闭合开关S后，发现电灯L不亮，检查空气开关没有跳闸。当小刚用测电笔分别测试F、E两点时测电笔的氖管都发光，但用测电笔分别测试A、B两点时测电笔的氖管都不发光；用测电笔分别测试电灯L接口的两根电线C点和D点；发现这两处都能使测电笔的氖管发光。
①你判定此电路故障应是 　D　。
A.火线和零线短路
B.电灯L短路
C.电线AB段某处断路
D.电线BC段某处断路
②小刚排除电路故障后，电灯L正常工作时，用测电笔分别测试电灯L接口的两根电线C点和D点时，能使测电笔发光的是 　D　点。
【分析】（1）在研究机械运动时，假定不动的物体叫参照物．判断一个物体相对于那一个物体在运动，就要看这个物体相对于那个物体位置的变化；利用公式v=st分析解题；
（2）凸透镜正对太阳光，移动凸透镜和纸面之间的距离，在纸面上得到一个最小最亮的点，这个点就是凸透镜的焦点，凸透镜的焦点处温度最高；焦点和光心之间的距离是凸透镜的焦距；物距在一倍焦距和二倍焦距之间，凸透镜成倒立、放大的实像；
（3）当测电笔与火线相连时，氖泡发光；当电路导通时，测电笔接触各部分电路都会发光；而电路不通电时，接触零线是不发光的。
【解答】解：（1）已知甲、乙两物体都在向南做匀速直线运动，由图1知甲的速度大于乙的速度，若以甲为参照物，则乙向北运动；
由图1知，在0～t0时间段内，乙物体和丙物体通过的路程相等，由公式v=st可知，在这段时间内，两物体的平均速度相等；
（2）由图2乙图可以判断，凸透镜和白纸间距是12cm时，白纸被烤焦的时间最短，说明该点的温度最高，则该点是凸透镜的焦点，所以该凸透镜的焦距为12cm；
当物体离透镜距离为18cm时，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，凸透镜成倒立、放大的实像，其应用是投影仪。
（3）①当小刚用测电笔分别测试F、E两点时测电笔的氖管都发光，说明EF段没有断路，说明火线没有断路，空气开关没有跳闸，不可能为火线和零线短路，电灯L短路，故AB错误；
用测电笔分别测试电灯L接口的两根电线C点和D点；这两处都能使测电笔的氖管发光，说明这两处和火线相连，说明灯泡完好，并与火线接触良好，CF段没有断路；
用测电笔分别测试A、B两点时测电笔的氖管都不发光，是测量零线，氖管就是不会发光，不能判断是否断路，故C错误；
用测电笔分别测试B点时测电笔的氖管不发光，说明BC段断路；故D正确；
②小刚排除电路故障后，电灯L正常工作时，电灯L接口处的D点和火线相连，能使测电笔发光，而C点和零线相连，氖管不发光。
故答案为：（1）北；等于；（2）12；投影仪；（3）①D；②D。
【点评】本题考查了变速运动与平均速度、凸透镜的焦点和焦距、凸透镜成像规律的应用、家庭电路的故障等，是一道综合题。
24．（6分）在“探究滑动摩擦力大小”的实验中：
（1）第一次实验装置如图甲、乙，木板固定在水平桌面上，滑块放在木板上（不计空气阻力）用弹簧测力计水平拉滑块在水平木板上做匀速直线运动，根据　二力平衡　可知摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。

在图乙中，如在滑块上放置一重物，继续拉动物体匀速运动，此时滑块所受的摩擦力为　1.8　N。由可得结论：接触面的粗糙程度　相同时，压力越大，滑动摩擦力越大　。
（2）第二次实验如图，将滑块放置在一水平传送带上，当传传送带转动时，物体在弹簧测力计拉力作用下相对于地面静止，弹簧测力计有稳定的示数。
①图中C处所用的滑轮为　定　滑轮，作用是：　改变力的方向　。
②该实验装置中很多地方存在摩擦力，属于有益摩擦的是：　A　。
A．传送皮带与轮子之间的摩擦
B．轮子轴承处的摩擦
C．滑轮与转轴间的摩擦
D．弹簧测力计指针与面板的摩擦
③该传送带的电机有高、中、低三个挡位，不同挡位传送带前进速度不同，如图记录了电机功率、传送带速度与所测得的摩擦力的情况，根据表格可知：当其他条件一定时，滑动摩擦力　与速度无关　。

实验次数
电机功率
传送带速度
摩擦力/N
1
高
快
2
2
中
中
2
3
低
慢
2
【分析】（1）根据二力平衡分析；
由测力计分度值读数；影响滑动摩擦力大小因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变，根据图中现象得出结论；
（2）①滑轮是一个周边有槽、能绕轴转动的小轮；在使用时，滑轮的轴固定不动，则为定滑轮，其作用是改变力的方向；
②对人们有益的摩擦、要利用的摩擦属于有益摩擦，有益摩擦要增大；对人们有害摩擦是有害摩擦，有害摩擦要减小。
③图中物体相对地面是静止的，根据二力平衡结合表中数据数据得出结论。
【解答】解：
（1）第一次实验装置如图甲、乙所示，木板固定在水平桌面上，滑块放在木板上（不计空气阻力）用弹簧测力计水平拉滑块在水平木板上做匀速直线运动，根据二力平可知摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
在乙图中，如在滑块上放置一重物，继续拉动物体匀速运动，测力计分度值0.2N，此时滑块所受的摩擦力为1.8N；乙图中压力大，测力计读数为2.6N，
由图甲、乙可得结论：接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（2）①图中C处所用的滑轮为定滑轮，作用是：改变力的方向；
②A．皮带传动中，传送皮带与轮子之间的摩擦，防止皮带在轮子上打滑，属于有益摩擦，
B．轮子轴承处的摩擦，为有害摩擦；
C．滑轮与转轴间的摩擦，为有害摩擦；
D．弹簧测力计指针与面板的摩擦，为有害摩擦；
故选A；
③由题意可知，图丙中物体相对于地面是静止的，受到绳子的拉力与传送带对它的摩擦力为平衡力，大小相同，根据定滑轮的特点可知，测力计示数即为物体受到的摩擦力，由表中数据知，当其他条件一定时，滑动摩擦力与速度无关。
故答案为：（1）二力平衡； 1.8；相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；（2）①定； 改变力的方向 ②A；③与速度无关。
【点评】本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关，考查实验原理及控制变量法的运用及有益和有害摩擦的识别及滑轮的知识。
25．（6分）为了更好的防控新冠病毒疫情，我国研制了某款智能防疫机器人。机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度，控制驱动电机运转，图甲为控制电机运转的原理电路，U为输入电压，RB为磁敏电阻，阻值随外加磁场强弱的变化而改变。
如表为机器人的部分参数，“电池比能量”为单位质量的电池所能输出的电能；“减速器的减速比”为输入转速与输出转速的比值。
电池的质量
10kg
减速器的减速比
30：1
电池比能量
140W•h/kg
驱动电机的输入总功率
400W
移动速度
0.1～1m/s
驱动电机将电能转化为机械能的效率
60%
（1）图甲中电磁铁是利用 　电流的磁效应　工作的；
（2）电磁铁上端的磁极是 　N　极（选填“N”或“S”）。
（3）若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动21min，此过程机器人受到的阻力为 　240　N，消耗的电能占电池所能输出总电能的 　10　%。
（4）控制电机运转的磁敏电阻阻值随磁场强弱变化的图线如图乙，当磁敏电阻在正常工作区时，即使图甲电路中输入电压U发生改变，R1两端电压U都能维持在某一定值附近微小变化，从而使控制电路中的电机稳定转动，则磁敏电阻的正常工作区对应图乙中 　bc　（选填“ab”或“bc”）段，已知无磁场时RB的阻值为200Ω，R1的阻值为400Ω，线圈电阻忽略不计，当U为24V时，处在磁场中的RB电功率为0.32W，则R1两端的电压U2是 　8　V。

【分析】（1）电磁铁的原理是电流的磁效应；
（2）由安培定则可判断电磁铁上端的磁极；
（3）已知驱动电机的输入总功率和驱动电机将电能转化为机械能的效率，得出其机械功率，由P=Wt=Fst=Fv可知机器人所受牵引力，因做匀速直线运动，由二力平衡求出机器人受到的阻力；
若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动21min，根据W＝Pt求出机器人消耗电能：
由表中数据可知电池比能量，从而得出电池所能输出总电能；根据η=WW电×100%求出消耗的电能占电池所能输出总电能的百分比；
（4）根据已知条件，结合分压原理分析；
定值电阻RB、R1串联，已知处在磁场中的R0电功率，根据P＝I2R得出电路的电流，由欧姆定律求出R1的电压；根据串联电路的规律及欧姆定律和P＝I2R得出RB的功率表达式，从而得出RB，根据磁敏电阻工作时电阻变化大的特点确定其大小；由串联电路电压的规律和分压原理求出R1两端的电压U1。
【解答】解：（1）电磁铁的是利用电流的磁效应工作的；
（2）电流从电源正极依次流经RB、R1、电磁铁到电源负极，根据电流流向，由安培定则可知，图中电磁铁上端为N极，下端是S极；
（3）驱动电机的输入总功率为400W，驱动电机将电能转化为机械能的效率为60%，机械功率为：
P机＝400W×60%＝240W，
由P=Wt=Fst=Fv得，机器人所受牵引力：F=P机v=240W1m/s=240N；
因做匀速直线运动，由二力平衡可知，机器人受到的阻力为f＝F＝240N；
若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动21min，机器人消耗电能：
W＝Pt＝400W×21×60s＝5.04×105J，
由表中数据，电池比能量为140W•h/kg，电池所能输出总电能：
W电＝140W•h/kg×10kg＝1400W×3600s＝5.04×106J，
消耗的电能占电池所能输出总电能的：
η=WW电=5.04×105J5.04×106J×100%＝10%；
（4）因为R1与RB串联，由串联分压原理可知，为维持U1两端电压稳定，磁敏电阻RB两端电压UB也应该随输入电压U的变化而发生变化，则RB阻值的变化量较大，由图乙可知应选择“bc”段；
根据串联电路的规律及欧姆定律和P＝I2R有：
PB＝IB2RB＝（24V400Ω+RB）2×RB＝0.32W，
RB1＝200Ω，RB2＝800Ω，
由于磁敏电阻工作时电阻变化大，故RB＝RB2＝800Ω，
R1与RB串联，由串联电路电压的规律和分压原理有：U1UB=U124V−U1=R1RB=400Ω800Ω=12，
解得：U1＝8V。
故答案为：（1）电流的磁效应；（2）N；（3）240；10；（4）bc；8。
【点评】本题考查电流的磁效应、安培定则、功率、电功、效率、欧姆定律的应用等知识，难度较大。