黑龙江省绥化市2022年中考物理试卷解析版

这是一份黑龙江省绥化市2022年中考物理试卷解析版，共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，作图题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

黑龙江省绥化市2022年中考物理试卷
一、单选题
1．下列光现象中，属于光的反射实例的是（　　）
A．海市蜃楼 B．雨后彩虹
C．手影 D．演员对着镜子画脸谱
【答案】D
【知识点】光的反射；光的折射现象及其应用
【解析】【解答】A．海市蜃楼是地球上某处的物体由于大气层的折射形成的虚像，A不符合题意；
B．雨后彩虹是太阳光传播时由于空气中大量水滴的折射形成的，B不符合题意；
C．手影是由于光沿直线传播形成的，C不符合题意；
D．平面镜成像原理是由于光的反射形成的虚像，D符合题意。
故答案为：D。

【分析】平面镜成像利用了光的反射规律。
2．下列电路图中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】电路的构成及电路图
【解析】【解答】电路的基本组成：电源、开关、用电器、导线。A没开关，闭合开关后C会短路，D开路，B符合题意。
故答案为：B。

【分析】电路的基本组成有：电源、开关、用电器、导线。
3．下列有关声现象的说法中，正确的是（　　）
A．声音是由物体振动产生的，以波的形式在真空中传播
B．物体振动的频率越低，响度越大
C．汽车安装倒车雷达是利用声传递信息
D．物体做规则振动时发出的声音一定不是噪声
【答案】C
【知识点】声音的产生；音调及音调与频率的关系；声与信息；噪声及来源
【解析】【解答】A．声音是由物体振动产生的，声音的传播需要介质，真空不能传播声音，A不符合题意；
B．音调的高低与物体振动的频率有关，频率越高，音调越高，B不符合题意；
C．声音可以传递信息，也可以传递能量，汽车安装倒车雷达是利用超声传递信息，C符合题意；
D．从环境保护角度看，凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听的声音产生干扰的声音都属于噪声。所以物体做规则振动时发出的声音不定不是噪声，D不符合题意。
故答案为：C。

【分析】声音是由物体振动产生的；音调的高低与物体振动的频率有关；倒车雷达是利用超声传递信息；凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音都是噪声。
4．下列电路图中，电压、电流关系正确的是（　　）
A．IA>IB>IC
B．UAC=UAB-UBC
C．IA=IB+IC
D．UAB=UCD+UEF
【答案】C
【知识点】串联电路的电流规律；并联电路的电流规律；串联电路的电压规律；并联电路的电压规律
【解析】【解答】A．串联电路中电流处处相等，即IA=IB=IC
A不符合题意；
B．串联电路中电源电压等于各用电器电压之和，即UAC=UAB+UBC
B不符合题意；
C．并联电路中干路电流等于各支路电流之和，即IA=IB+IC
C符合题意；
D．并联电路中电源电压等于各支路电压，即UAB=UCD=UEF
D不符合题意。
故答案为：C。

【分析】串联电路电流处处相等，并联电路干路电流等于各支路电流之和；串联电路总电压等于各用电器分压之和；并联电路支路电压等于电源电压。
5．下图中符合安全用电的做法是（　　）
A．使用试电笔时手用按住金属笔卡
B．多个大功率用电器同时工作
C．两只手分别接触火线和零线
D．用湿毛巾擦拭电器
【答案】A
【知识点】测电笔的使用；安全用电原则
【解析】【解答】A．使用试电笔时，手应按住金属笔卡，笔尖接触导线，如果测的是火线，电流经试电笔、人体、大地回到供电设备，试电笔会发光，如果测的是零线，试电笔不发光，这样就能辨别火线和零线了，A符合题意；
B．多个大功率用电器同时工作，会导致电路中的电流过大，保险丝可能会熔断，B不符合题意；
C．两只手分别接触火线和零线，会形成电流通路，有电流经过人体，人体会触电，C不符合题意；
D．湿毛巾是导体，用湿毛巾擦拭电器，可能会发生触电事故，D不符合题意。
故答案为：A。

【分析】使用试电笔时，手应接触金属笔尾；多个大功率用电器不能同时使用同一插排；两只手分别接触火线和零线，人会触电；用湿毛巾擦拭电器，可能会发生触电事故。
6．下列有关力的说法中，正确的是（　　）
①力是物体对物体的作用；②物体不发生形变也能产生弹力；③物体的重心总在物体上；④相互平衡的两个力一定作用在同一物体上；⑤物体的运动需要力来维持；⑥摩擦力可以为物体的运动提供动力
A．①②③ B．①④⑤ C．②⑤⑥ D．①④⑥
【答案】D
【知识点】力作用的相互性；弹力；重心；物体运动状态的变化；摩擦力产生的条件
【解析】【解答】ABCD．①力是施力物体对受力物体产生的作用，故①正确；②弹力是物体发生弹性形变，恢复过程中产生的力，故②错误；③物体的重力不一定在物体上，比如手镯，重心在圆心，故③错误；④平衡力是作用在一个物体上，方向相反，大小相等，在同一直线上的力，故④正确；⑤力是改变物体运动状态的原因，物体的运动不需要力来维持，故⑤错误；⑥摩擦力可以阻碍物体运动，也可以使物体运动，比如人走路就是靠摩擦力前进，故⑥正确，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。

【分析】力是物体对物体的作用；发生弹性形变时，物体产生弹力；物体的重心不一定在物体上；平衡力指同一受力物体；力可以改变物体的运动状态。
7．甲、乙二人从同一位置沿同一方向做直线运动，其s-t图像如下图所示，下列分析正确的是（　　）
A．0～10min，甲通过的路程大于乙通过的路程
B．0～30min，甲的平均速度等于乙的平均速度
C．10～20min，以乙为参照物，甲是静止的
D．20～30min，甲、乙二人之间的距离越来越大
【答案】B
【知识点】速度公式及其应用；时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】A．由图像可知，0～10min，乙的图线比甲的图线更靠近纵坐标，故甲通过的路程小于乙通过的路程，A不符合题意；
B．由图像可知，0～30min，甲、乙两人通过的路程相等为s甲=s乙=1.8km=1800m
所用的时间为t甲=t乙=30min=1800s
则甲的平均速度为v甲=s甲t甲=1800m1800s=1m/s
乙的平均速度为v乙=s乙t乙=1800m1800s=1m/s
即在0～30min，甲、乙两人的平均速度相等，B符合题意；
C．由图像可知，10～20min，乙是静止，甲做匀速直线运动，以乙为参照物，甲是运动的，C不符合题意；
D．由图像可知，20～30min之间，刚开始时甲的路程大于乙的路程，乙的图线比甲的图线更靠近纵坐标，乙的速度大于甲的速度，故在这时间段，甲、乙两之间的距离越来越小，直至地30min两人相遇，D不符合题意。
故答案为：B。

【分析】在路程和时间图像中，正比例图像是匀速直线运动；根据路程和时间的比值， 计算速度。
8．在测量液体密度的实验中，测得液体和烧杯的总质量m与液体体积V的关系如下图所示，则空烧杯的质量和液体的密度分别为（　　）
A．158g，0.75g/cm3 B．90g，0.9g/cm3
C．140g，0.9g/cm3 D．248g，1.4g/cm3
【答案】C
【知识点】密度公式及其应用
【解析】【解答】由图可知，液体的体积增加ΔV=120cm3−20cm3=100cm3
液体的质量增加Δm=248g−158g=90g
所以液体的密度为ρ=ΔmΔV=90g100cm3=0.9g/cm3
当液体体积为20cm3时，液体的质量为m=ρV=0.9g/cm3×20cm3=18g
则空烧杯的质量为m烧杯=158g-18g=140g
C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。

【分析】根据质量差和体积差的比值，可以计算物体的密度；利用密度和体积的乘积计算质量。
二、多选题
9．下列说法中正确的是（　　）
A．篆刻刀的刀口做得很锋利是通过减小受力面积来增大压强
B．拦河大坝上窄下宽是为了减小水对大坝底部的压强
C．从山下到山上的过程中，大气压是逐渐减小的
D．当列车驶过时，列车周围的空气流速增大，压强增大
【答案】A,C
【知识点】增大压强的方法及其应用；液体压强的特点；大气压强与高度的关系；流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A．篆刻刀的刀口做得很锋利，是为了在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，A符合题意；
B．拦河大坝上窄下宽是由于液体压强随深度的增加而增大，B不符合题意；
C．大气压随海拔高度的增加而减小，从山下到山上的过程中，大气压是逐渐减小，C符合题意；
D．流体在流速大的地方压强小，当列车驶过时，列车周围的空气流速增大，压强减小，D不符合题意。
故答案为：AC。

【分析】压力一定时，通过减小受力面积来增大压强；大气压随海拔高度的增加而减小；流体在流速大的地方压强小。
10．图甲是探究欧姆定律的实验电路，电源电压恒定，R1是滑动变阻器，R2是定值电阻；图乙中的a、b分别是将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2的示数变化关系图象。下列说法中正确的是（　　）
A．图线a是电流表A的示数随电压表V1的示数变化关系图象
B．当电压表V1、V2的示数相等时，滑片在滑动变阻器的中点位置
C．电源电压是6V
D．定值电阻阻值是10Ω
【答案】A,C,D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】A．通过定值电阻的电流与定值电阻两端电压成正比，所以图线b是对应的是定值电阻，a对应滑动变阻器。由甲图可知，电压表V1测定值电阻两端电压，A符合题意；
BD．定值电阻的阻值R=UI=6V0.6A=10Ω
滑动变阻器的最大阻值Rmax=UI=5V0.1A=50Ω
当电压表V1、V2的示数相等时，即滑动变阻器的最值等于定值电阻的阻值，此时滑动变阻器的阻值R实=15Rmax=10Ω
B不符合题意，D符合题意；
C．当电流为0.1A时，V1和V2的示数分别为1V和5V，串联电路中，电源电压等于各用电器两端电压之和，故电源电压为6V，C符合题意。
故答案为：ACD。

【分析】利用电压和电阻的比值， 计算电阻；根据串联电路电压规律计算总电压。
三、填空题
11．202年6月5日神舟十四号载人飞船与天宫空间站对接成功，神舟十四号靠接收和发射　 　与地面联系；空间站利用的太阳能是　 　能源（选填“可再生”或“不可再生”）。
【答案】电磁波；可再生
【知识点】能源及其分类；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】太空中是真空，而电磁波的传播不需要介质，可以传递信息，神舟十四号靠接收和发射电磁波与地面联系。
太阳能可以在自然界里源源不断地得到补充，所以太阳能是可再生能源。

【分析】空间站利用电磁波向地球传递信息；太阳能是可再生能源。
12．某次实验中各光学元件在如图所示位置光屏上得到清晰倒立　 　的实像（选填“放大”“缩小”或“等大”），生活中的　 　就是根据这个原理制成的（选填“照相机“投影仪”或“放大镜”）。
【答案】放大；投影仪
【知识点】凸透镜成像的应用
【解析】【解答】由图可知，物距小于像距且能成清晰的实像，由凸透镜成像规律可知，此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距，像距大于二倍焦距，能成倒立放大的实像。
照相机成倒立缩小的实像，投影仪成倒立放大的实像，放大镜成正立放大的虚像，生活中投影仪就是根据物距大于一倍焦距小于二倍焦距，像距大于二倍焦距这一原理制成的。

【分析】当凸透镜成像时，物距小于像距，成倒立放大的实像；实际应用是投影仪。
13．如图所示是汽油机的　 　冲程，在此冲程中汽缸内气体的内能　 　（选填“增大”“不变”或“减小”）。
【答案】做功；减小
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】由图可知，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程。在做功冲程中，气缸内气体的体积增大，温度降低，内能减小，将内能转化为机械能。
【分析】汽油机的气门关闭，活塞下行，是做功冲程；内能对外做功，内能减小。
14．将a、b、c三个轻质小球悬挂起来，相互作用情况如图所示，已知a带正电，则c的具体带电情况是　 　；用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近a球，二者将互相　 　（选填“吸引”或“排斥”）。
【答案】带负电或不带电；吸引
【知识点】两种电荷；电荷间的相互作用规律
【解析】【解答】已知a带正电，a与b相互排斥，则b带正电，b和c之间相互吸引，则c可能带负电，异种电荷相吸，或者c不带电，带电体b吸引轻小物体c。
用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，a带正电，异种电荷相吸，则二者将互相吸引。

【分析】带电体吸引轻小物体，异种电荷相互吸引，同种电荷相互排斥。
15．如图所示的通电螺线管N极在　 　端（选填“A”或“B”）。发电机是利用　 　的原理发电的。
【答案】B；电磁感应
【知识点】通电螺线管的磁场；电磁感应
【解析】【解答】通电螺线管的N、S极判断应用右手螺旋定则，用右手握住螺线管，使四指弯曲方向与螺线管中电流方向一致，则大拇指所指一端为通电螺线管的N极，图中电流从螺线管的左端流入，从螺线管的右端流出，根据右手螺旋定则可得通电螺线管N极在B端。
发电机将机械能转换成电能是利用电磁感应原理制成的。

【分析】根据安培定则可以判断通电螺线管的磁极位置；发电机根据电磁感应的原理工作。
16．某饮水机额定加热功率为500W，水箱容积为1L，在额定电压下将满箱水从75℃加热到95℃，用时210s，则水箱中的水吸收的热量是　 　J，该饮水机的效率是　 　。
【答案】8.4×104；80%
【知识点】密度公式及其应用；热量的计算；电功的计算
【解析】【解答】水箱中的水的质量是m=ρV=1×103kg/m3×1×10−3m3=1kg
水箱中的水吸收的热量是Q吸=c水mΔt=4.2×103J/（kg⋅℃）×1kg×（95℃−75℃）=8.4×104J
消耗的电能为W电＝Pt＝500W×210s＝1.05×105J
该饮水机的效率是η=Q吸W电×100%＝8.4×104J1.05×105J×100%＝80%

【分析】根据密度和体积的乘积计算质量；利用比热容、质量和温度差的乘积计算热量；就电功率和时间的乘积计算消耗的电能；根据热量和电能的比值， 计算电热效率。
17．如图所示，电源电压不变，滑动变阻器的最大阻值为R，R1、R2为定值电阻，已知R∶R1∶R2=1∶1∶2，当滑片P移动到a端时，闭合开关S1、S2，通过R1与R2的电流之比是　 　；当滑片P移动到b端时，只闭合开关S2，通电1min，R与R2产生的热量之比是　 　。
【答案】2∶1；1∶2
【知识点】欧姆定律及其应用；焦耳定律的应用
【解析】【解答】当滑片P移动到a端时，闭合开关S1、S2，电阻R1与电阻R2并联，根据并联电路特点支路电流与电阻成反比与R1∶R2=1∶2可得，通过R1与R2的电流之比是2∶1。
当滑片P移动到b端时，只闭合开关S2，电阻R与电阻R2串联，串联电路电流相等，根据Q=I2Rt，结合R∶R2=1∶2，可得通电1min，R与R2产生的热量之比是1∶2。

【分析】在并联电路中，各支路电流比等于电阻的反比；根据焦耳定律，可以计算电阻产生的热量的比值。
18．如图所示，一个底面积为800cm2的薄壁圆柱形容器中装有某种液体，将一边长为10cm的正方体木块轻放入该容器中，木块静止时露出液面的高度为2cm，液体对容器底部的压强变化了80Pa。则该木块底部受到的液体压强为　 　Pa，木块受到的浮力为　 　N。
【答案】640；6.4
【知识点】密度公式及其应用；液体压强的计算；浮力大小的计算
【解析】【解答】木块静止时露出液面的高度为2cm，则木开排开液体的体积
V排=S木h浸=10cm×10cm×(10cm−2cm)=800cm3=8×10-4m3
则液面升高的高度为Δh=V排S容=8×10-4m30.08m2=0.01m
则该液体的密度ρ液=ΔpgΔh=80Pa10N/kg×0.01m=800kg/m3
则该木块底部受到的液体压强为p=ρ液gh浸=800kg/m3×10N/kg×0.08m=640Pa
木块受到的浮力为F浮=ρ液gV排=800kg/m3×10N/kg×8×10-4m3=6.4N

【分析】根据体积和底面积的比值， 计算深度；利用压强和深度，可以计算液体密度；根据液体密度和深度，可以计算液体压强；利用液体密度和排开液体的体积，可以计算浮力大小。
四、作图题
19．画出图中折射光线的入射光线。
【答案】解：如图所示：
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】凸透镜对光线有会聚作用，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，则入射光线如下图所示：

【分析】光线平行于凸透镜的主光轴，折射光线过焦点。
20．请用笔画线表示导线，将电灯和开关接入家庭电路中。
【答案】解：如图所示：
【知识点】家庭电路的连接
【解析】【解答】开关控制电灯中电流的通断，所以开关与电灯串联。为安全用电，开关要接在火线上，电灯接在零线上。如图所示：

【分析】家庭电路中，灯泡的开关接在火线一侧。
五、实验题
21．图甲是用海波和石蜡“探究固体熔化时温度的变化规律”的实验装置。
（1）组装器材时，应先固定图甲中的　 　；（选填“A”“B”或“C”）
（2）开始实验后，某一时刻温度计的示数如图甲所示，温度为　 　℃；
（3）根据实验数据绘制的两种物质熔化时温度随时间变化图像如图乙所示，由图像可知石蜡是　 　（选填“晶体”或“非晶体”），海波熔化持续了　 　min；
（4）由实验可得到晶体熔化特点：　 　；
（5）由实验可知，晶体的温度是熔点时，可能处于____态。
A．固 B．液 C．固液共存
【答案】（1）C
（2）38
（3）非晶体；6
（4）吸收热量，温度不变
（5）A；B；C
【知识点】熔化和凝固的温度—时间图象；熔化和凝固的探究实验
【解析】【解答】（1）由于要用酒精灯的外焰加热，所以需先根据酒精灯应先固定图甲中的C的高度。
（2）开始实验后，某一时刻温度计的示数如图甲所示，该温度计的分度值为1℃，零刻度线在30℃下方，故此时温度为38℃。
（3）根据实验数据绘制的两种物质熔化时温度随时间变化图像如图乙所示，由图像可知石蜡整个熔化过程没有固定的熔化温度，故石蜡是非晶体。
由图像如图乙所示海波熔化从第4分钟开始熔化到第10分钟熔化结束，故熔化持续了
t=t2−t1=10min−4min=6min
（4）由图甲和图乙知，整个熔化过程持续加热，所以实验可得到晶体熔化特点：吸收热量，温度保持不变。
（5）由图乙可知，晶体的温度是熔点时，可能没熔化，可能处于熔化过程中，也可能熔化结束，故晶体可能处于固态、液态或固液共存态，ABC符合题意。
故答案为：ABC。

【分析】（1）探究熔化规律时，组装器材从下到上；
（2）根据温度计液柱位置，测量温度；
（3）非晶体熔化时，温度一直上升；晶体熔化时，温度保持不变，温度不变的时间是熔化时间；
（4）晶体熔化时的温度保持不变，此时的温度是熔点；
（5）晶体的温度在熔点时，可以是固态、液态或固液共存态。
22．“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示，在实验中使用四根电阻丝，其材料规格如下表所示。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
灯泡亮度
A
锰铜合金
0.5
0.8
亮
B
镍铬合金
0.5
0.8
较亮
C
镍铬合金
0.5
0.4
较暗
D
镍铬合金
1.0
0.4
暗
（1）实验中通过观察　 　比较电阻丝电阻的大小；
（2）实验中采用的研究方法是　 　和转换法；
（3）分别将编号为　 　的电阻丝接入电路进行实验，可得出结论：导体的电阻大小与导体的材料有关；
（4）分别将编号为B、C的电阻丝接入电路进行实验，可得出结论：导体的电阻大小与导体的　 　有关；
（5）分别将编号为C、D的电阻丝接入电路进行实验，其得到的实验结论被实际应用到了____的工作原理中；
A．电压表 B．电流表 C．滑动变阻器
（6）实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显，可用　 　代替小灯泡完成实验。
【答案】（1）小灯泡亮度
（2）控制变量法
（3）A、B
（4）横截面积
（5）C
（6）电流表
【知识点】欧姆定律及其应用；伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】（1）在实验中，电阻的大小是通过观察灯泡的亮度来体现的，灯泡的亮度越暗，说明电阻越大。
（2）导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度有关，因此要研究电阻大小与每一个因素的具体关系时，要用到控制变量法；通过观察灯泡的亮度来体现电阻的大小，这是用到转换法，故本实验中采用的研究方法有控制变量法和转换法。
（3）电阻大小若不考虑温度的前提下，要研究导体的电阻大小与导体的材料有关，就要使导体的长度和横截面积保持不变，故答案为：用编号A、B。
（4）编号B、C两根电阻丝，材料、长度都相同，横截面积不同，将电阻丝分别接入电路中，灯泡的发光情况不同，故可以得出结论：导体的电阻大小与导体的横截面积有关。
（5）编号C、D两根电阻丝，材料、横截面积都相同，长度不同，把他们分别接入电路中，灯泡的发光情况不同，且接编号D的电阻丝比接编号C的电阻丝，灯泡发光情况要暗，相当于改变电阻丝接入电路中的长度来改变接入电路中电阻的大小，与滑动变阻器的工作原理相同，AB不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
（6）更换电阻丝后，小灯泡的亮度不明显，说明电阻丝的电阻太大，流过小灯泡的电流太小，为了完成实验可以用电流表代替小灯泡。通过观察电流表示数的大小，来判断接入电路中电阻丝阻值的大小。

【分析】（1）探究电阻的大小时，通过灯泡亮度可以反应电阻大小；
（2）探究电阻的影响因素时，改变被研究的量，保持其他不变，利用了控制变量法；
（3）探究电阻和导体材料的关系，需要保持长度和横截面积相同；
（4）当导体的材料和长度相同时，可以探究电阻和横截面积的关系；
（5）改变接入电路的电阻大小，可以制作滑动变阻器；
（6）探究电阻的影响因素时，利用电流表反应电阻大小，现象明显。
23．为了探究动能大小的影响因素，利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动。
⑴该实验中所探究物体的动能是指　 　的动能；（选填“钢球”或“木块”）
⑵由甲、乙两图可知，当物体质量相同时，速度越大，动能越大；
⑶如甲、丙两图所示，让不同质量的钢球从同一斜面的　 　由静止滚下，目的是　 　，可得出结论：　 　；
⑷若斜面下方水平面光滑，本实验　 　达到实验目的。（选填“能”或“不能”）
【答案】钢球；同一高度；使钢球运动到水平面时速度相同；当物体速度相同时，质量越大，动能越大；不能
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）实验中通过比较滚下的钢球撞击木块移动的距离，来比较钢球动能的大小，这里用到了转换法。
（3）用不同质量的两个钢球从同一斜面的相同高度自由滚下，钢球到达水平面的速度是相同的；探究动能与质量的关系时，需要控制速度相同，质量不同，故需要比较甲、丙两次实验，根据实验现象可知，当物体速度相同时，质量越大，动能越大。
（4）若斜面下方水平面光滑，根据牛顿第一定律，钢球和木块将永远一直运动下去，没有运动距离的远近之分，就不能达到通过比较距离来比较动能的目的，即此时达不到实验目的。

【分析】（1）探究动能的影响因素时，被研究的物体是下落的物体；
（3）当物体下落高度相同，速度相等；物体的质量越大，动能越大；
（4）运动的物体不受力，作匀速直线运动。
24．下图为“探究杠杆的平衡条件”的实验，使用的钩码规格相同。
（1）挂钩码前杠杆静止在如图甲所示位置，此时杠杆处于　 　状态；（选填“平衡”或“不平衡”）
（2）为了使图甲中的杠杆在水平位置平衡，可以将右侧平衡螺母向　 　调节；（选填“左”或“右”）
（3）实验时，在已调平的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，调节钩码位置，使其在水平位置重新平衡。使杠杆在水平位置平衡的目的是　 　。收集实验数据如下表所示，经分析可得出杠杆的平衡条件：　 　；
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1.0
15.0
1.5
10.0
2
1.0
20.0
4.0
5.0
3
2.0
15.0
3.0
10.0
（4）为了进一步验证实验结论，又做了图乙所示的实验，现将弹簧测力计从a位置移动到b位置，在此过程中杠杆始终在水平位置平衡，弹簧测力计示数将　 　。（选填“变大”“不变”或“变小”）
【答案】（1）平衡
（2）右
（3）便于测量力臂；F1L1=F2L2
（4）变大
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用；探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】（1）根据牛顿第一定律可知，杠杆处于静止状态，则杠杆处于平衡状态。
（2）由甲图可知，杠杆的右端上翘，为了使杠杆在水平位置平衡，应将右侧平衡螺母向右调节。
（3）使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂的大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。
由表格中数据可知1.0N×15.0cm=1.5N×10.0cm
1.0N×20.0cm=4.0N×5.0cm
2.0N×15.0cm=3.0N×10.0cm
故可得杠杆对地平衡条件为F1L1=F2L2
（4）将弹簧测力计从a位置移动到b位置，在此过程中杠杆始终在水平位置平衡，弹簧测力计示数将变大。原因是：当拉力由垂直变成倾斜时，阻力和阻力臂不变，拉力F的力臂变小，相应的拉力会变大，这样杠杆才能继续在水平位置平衡。

【分析】（1）静止的杠杆是平衡状态；
（2）调节杠杆水平平衡时，平衡螺母向偏高的一侧调节；
（3）水平平衡的杠杆便于测量力臂；根据多次实验探究的结论，总结规律为F1L1=F2L2；
（4）当杠杆的拉力倾斜时，力臂减小，拉力变大。
25．在“测量小灯泡的额定功率”实验中，小灯泡上标有“2.5V”字样。
（1）实验原理是　 　。
（2）图甲中有一根导线多余导致电路错误，请在这根导线上打“×”；
（3）改正电路错误后，在闭合开关前，应将图甲中滑动变阻器的滑片调至　 　端；（选填“A”或“B”）
（4）闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数。接下来应进行的操作是____；
A．更换小灯泡
B．检查电路是否断路
C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（5）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为　 　；
（6）小华用如图丙所示的电路也完成了该实验。电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大阻值为R0。实验步骤如下：
①只闭合开关S、S1，调节R2，使电压表的示数为U额；
②只闭合开关S、S2，调节R1，使电压表的示数仍为U额；
③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表示数为U2，则小灯泡额定功率的表达式P额=　 　。（用U额、R0、U1、U2表示）
【答案】（1）P=UI
（2）
（3）B
（4）C
（5）0.75
（6）U额2(U1−U2)U2R0
【知识点】电功率的计算；探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】（1）由公式P=UI可知，用电压表测出灯泡两端的电压，用电流表测出通过灯泡的电流，就可以计算出灯泡的电功率。
（2）由图甲可知，滑动变阻器与灯泡左侧接线柱连接的导线会导致滑动变阻器接线错误，同时使灯泡短路，应该去掉，如图所示
（3）为保护电路，在闭合开关前，应将滑动变阻器的阻值调到最大，即滑片调至B端。
（4）闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，可能是通过灯泡的电流太小，实际电功率太小，所以接下来应移动滑动变阻器的滑片，减小电阻，观察灯泡是否发光，C符合题意，AB不符合题意。
故答案为：C。
（5）图乙可知，电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，小灯泡的额定功率为P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W
（6）①只闭合开关S、S1，调节R2，使电压表的示数为U额；
②只闭合开关S、S2，调节R1，使电压表的示数仍为U额；此时，R1连入电路的阻值等于小灯泡正常发光时的电阻；
③接着将R2的滑片P调至最左端，R2连入电路的电阻为零，电压表的示数U1即为电源电压；再将R2的滑片P调至最右端，此时R1、R2串联，电压表示数为U2，根据串联电路分压规律，R2两端的电压为U滑=U1-U2
根据欧姆定律，电路中的电流为I=U滑R0=U1−U2R0
滑动变阻器R1接入电路的电阻为R1=U2I=U2U1−U2R0=U2R0U1−U2
根据等效替代法，此时R1连入电路的电阻的大小等于小灯泡正常发光时的电阻RL的大小，则小灯泡的额定功率为P额=U额2RL=U额2R1=U额2U2R0U1−U2=U额2（U1−U2)U2R0

【分析】（1）测量灯泡电功率时，实验原理是P=UI；
（2）测量灯泡的电功率时，灯泡和滑动变阻器串联连接；
（3）闭合开关前，滑片在电阻最大处；
（4）在串联电路中，电流表有示数，灯泡不发光，可以调节滑动变阻器检查；
（5）根据电压和电流的乘积，计算电功率；
（6）利用滑动变阻器和电压测量电功率时，根据滑动变阻器的分压和电阻的比值， 计算电流；结合分压和电流的比值， 计算电阻；根据电压和电阻，计算电功率的大小。
六、计算题
26．如图甲所示，有一底面积为0.01m2，质量为3kg的正方体物块，在拉力F的作用下在水平面上做直线运动。拉力随时间变化、速度随时间变化图象分别如图乙、丙所示，已知物块在2～4s的运动距离为2m。求：
（1）物块静止时对水平面的压强；
（2）在2～4s物块受到的摩擦力；
（3）在前6s内，拉力F做的功。
【答案】（1）解：物块对水平面压力F压=G=mg=3kg×10N/kg=30N
物块对水平面的压强p=F压s=30N0.01m2=3×103Pa
答：物块静止时对水平面的压强是3×103Pa；
（2）解：由图象可知物块在4～6s做匀速直线运动，摩擦力f与拉力F大小相等，即f=F=6N
物块运动过程压力和接触面粗糙程度不变，摩擦力不变。所以2～4s物块受到的摩擦力f'=f=6N
答：在2～4s物块受到的摩擦力是6N；
（3）解：0～2s物块处于静止状态拉力不做功，已知物块在2～4s运动的距离s'=2m，2～4s拉力F做的功W'=F's'=9N×2m=18J
物块在4～6s内运动的距离s=vt=2m/s×2s=4m
4～6s拉力F做的功W=Fs=6N×4m=24J
前6s拉力F做的功W总=W'+W=18J+24J=42J
答：在前6s内，拉力F做的功是42J。
【知识点】速度公式及其应用；压强的大小及其计算；功的计算及应用；有用功和额外功
【解析】【分析】（1）根据物体的质量计算重力；利用压力和受力面积的比值，计算压强；
（2）根据二力平衡，结合拉力计算摩擦力；
（3）利用力和距离的乘积计算做功多少；速度和时间的乘积计算路程；根据有用功和额外功的和计算总功。
27．如图甲所示的电路，电源电压可调，R为标有“1A”字样的滑动变阻器，a、c为其两个端点，电流表量程为0～3A，电压表量程为0～15V，L1、L2是额定电压均为6V的小灯泡，其电流与电压的关系如图乙所示。求：
（1）L1正常发光时的电阻；
（2）闭合开关S，断开S1、S2，在不损坏电路的情况下，使其中一盏灯正常发光，电压表示数是多少？
（3）闭合开关S、S2，断开S1，将电源电压调至14V，当滑动变阻器滑片P在b点时，小灯泡正常发光，此时Rab：Rbc=1：2，则滑动变阻器的最大阻值是多少欧姆？
（4）若不限制电路中各开关的状态，滑动变阻器滑片P的移动范围为中点位置至最大阻值处；现移动滑片P的同时调节电源电压，使电路中有小灯泡正常发光，其它各元件均安全，每种电路对应的总功率变化范围。
【答案】（1）解：由图像乙可知L1正常发光时的电流I1=1.2A，则L1正常发光时的电阻为R′1=U额I1=6V1.2A=5Ω
答：L1正常发光时的电阻5Ω；
（2）解：闭合开关S，断开S1、S2，L1、L2与R串联，此时电压表测两灯串联后总电压，若不损坏电路，只能L2正常发光，由图像乙可知串联电路电流I=0.8A。此时两灯泡电压分别为U1=2V，U2=6V。则电压表的示数为U=U1+U2=2V+6V=8V
答：电压表示数是8V；
（3）解：闭合开关S、S2，断开S1，L1被短路，L2与R串联，L2正常发光，此时串联电路电流I=0.8A。根据串联电路得此时滑动变阻器电压为U滑=U总−U2=14V−6V=8V
滑动变阻器接入电路阻值Rab=U滑I=8V0.8A=10Ω
因为Rab：Rbc=1：2，故RabR=13，则滑动变阻器总阻值R=3Rab=3×10Ω=30Ω
答：滑动变阻器的最大阻值是30Ω；
（4）解：解法一
滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，由图像乙可知L1的额定电流为1.2A，大于滑动变阻器允许通过最大电流1A，所以L1不能正常发光。只能让L2正常发光，此时对应电路有两种情况。
情况一：
闭合开关S，断开S1、S2，L1、L2与R串联，若不损坏电路，只能L2正常发光，由图像乙可知串联电路电流I=0.8A，两灯泡电压分别为U1=2V、U2=6V。此时L1电阻
R1=U11=2V0.8A=2.5Ω
L2的电阻R2=U21=6V0.8A=7.5Ω
最小电功率为P小=I2(R1+R2+R2)=(0.8A)2×(2.5Ω+7.5Ω+30Ω2)=16W
最大电功率为P大=I2(R1+R2+R)=(0.8A)2×(2.5Ω+7.5Ω+30Ω)=25.6W
电路总功率变化范围16W～25.6W。
情况二：
闭合开关S、S2，断开S1，L1，被短路，L2与R串联，L2正常发光，此时串联电路电流I=0.8A。最小电功率P′小=I2(R2+R2)=(0.8A)2×(7.5Ω+30Ω2)=14.4W
最大电功率P′大=I2(R2+R)=(0.8A)2×(7.5Ω+30Ω)=24W
电路总功率变化范围14.4W～24W。
解法二
滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，由图像乙可知L1额定电流为1.2A大于滑动变阻器允许通过最大电流1A，所以L1不能正常发光。只能让L2正常发光，此时对应电路有两种情况。
情况一：
闭合开关S，断开S1、S2，L1、L2与R串联，若不损坏电路，只能L2正常发光，由图像乙可知串联电路电流I=0.8A，L1、L2两端电压U=8V。滑动变阻器最小电压UR小=IR中=0.8A×30Ω2=12V
电源电压U小=U+UR小=8V+12V=20V
电路最小总功率P小=U小I=20V×0.8A=16W
变阻器两端最大电压UR大=IR=0.8A×30Ω=24V
电源电压U大=U+UR大=8V+24V=32V
电路最大总功率P大=U大I=32V×0.8A=25.6W
电路总功率变化范围为16W～25.6W。
情况二：
闭合开关S、S2断开S1，L1被短路，L2与R串联，L2正常发光，此时串联电路电流I=0.8A，U=6V。电源电压U′小=U2+UR小=6V+12V=18V
电路最小总功率P′小=U′小I=18V×0.8A=14.4W
电源电压U′大=U2+UR大=6V+24V=30V
电路最大总功率P′大=U′大I=30V×0.8A=24W
电路总功率变化范围为14.4～24W。
综上所述，每种电路对应的总功率变化范围为16W～25.6W或14.4W～24W。
答：每种电路对应的总功率变化范围为16W～25.6W或14.4W～24W。
【知识点】串联电路的电压规律；电阻的串联；欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【分析】（1）根据电压和电流的比值计算电阻；
（2）根据串联电路分压规律，计算总电压；
（3）根据串联电路电压规律，计算分压；根据电压和电流的比值， 计算电流；
（4）根据电压和电流的比值， 计算电阻；利用电流和总电阻，计算电功率；根据总电阻的不同，计算最大和最小电功率。