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2023年江苏省南通市通州区、如东县中考物理一模试卷(含答案)
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这是一份2023年江苏省南通市通州区、如东县中考物理一模试卷(含答案)，共43页。试卷主要包含了选择题，填空题等内容，欢迎下载使用。
2023年江苏省南通市通州区、如东县中考物理一模试卷
一、选择题（共10小题，每小题3分，满分30分）
1．（3分）“石墨烯量子点”是一种新型纳米材料，它无毒、超轻，导电、导热性能好，易于折叠与卷曲，擅长吸收不可见光。这种材料适合用来制造（ ）
A．太阳能电池 B．小轿车车身 C．绝缘防滑垫 D．新型消防服
2．（3分）2025年我国将开展宇航员登月计划。宇航员在月球上（ ）
A．声带无法振动发声
B．可利用超强声呐技术与地面通信
C．无法利用红外遥控器工作
D．用天平测量物体质量与在地球上的相同
3．（3分）如图所示为“探究水沸腾”的实验情景，下列判断正确的是（ ）
A．应该用酒精灯内焰加热
B．水沸腾过程中不再吸热升温
C．该次实验中水的沸点为98℃
D．水杯上方的白气是水汽化形成的
4．（3分）周末，小科一家到丽江边游玩。妈妈拍照时，小科正在欣赏美景：对岸树木的倒影、水中的鱼“影”……，此时地面上留下了他的身影。关于“影”的形成原理，下列说法不正确的是（ ）
A．妈妈的摄“影”——光的折射
B．树木的倒“影”——光的反射
C．水中的鱼“影”——光的反射
D．小科的身“影”——光的直线传播
5．（3分）水枪是孩子们喜爱的玩具，如图所示是常见的气压式水枪储水罐。从储水罐充气口充入空气，达到一定压强后，关闭充气口，扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。在水不断喷出的过程中（ ）
A．罐内的气压保持不变
B．罐内空气的密度不断变小
C．罐内空气的内能保持不变
D．水喷出的速度不断增大
6．（3分）如图所示的电吉它主要由“拾音器”和“音箱”组成，拾音器上装有磁铁和线圈。拨动钢弦，让其振动，导线中产生不同频率的电流，该电流经放大后通过音箱中的扬声器而发声。下列与“拾音器”工作原理相同的装置是（ ）
A．发电机 B．电磁铁 C．电磁继电器 D．电动机
7．（3分）如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定于地面，原长时上端位于O点，现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧。不计空气阻力，则小球（ ）
A．在整个运动过程中机械能不变
B．从A点向上运动至O点的过程中，速度一直增大
C．被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力
D．运动至速度最大处时，受平衡力作用
8．（3分）如图是小明设计的一种聪明的“楼梯灯”电路，S1、S2分别为声控和光控开关，实现了只有当晚上有人经过时灯才会发光的控制效果，且符合安全用电接线要求。则（ ）
A．A线为火线 B．有声音时，S1闭合
C．无光时，S2断开 D．S1、S2的位置不能互换
9．（3分）北京冬奥会上，运动员孔凡影从斜坡上A点沿直线滑到B点过程中，拍摄的频闪照片如图所示，若相机每隔0.2s闪拍一次，则孔凡影在AB间运动的平均速度最接近于（ ）
A．5m/s B．8m/s C．15m/s D．30m/s
10．（3分）如图甲为小明设计的身高体重测量仪，其电路原理如图乙所示。电源电压保持不变，R1为压敏电阻，其阻值与压力F成反比；R2为均匀电阻丝，电阻与长度成正比，滑片P随身高的增加而上滑。当开关S闭合后，则下列描述电压表示数U随身高h、电流表示数I随体重G的变化关系图像中可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
二、填空题
11．（4分）如图所示，街头无人驾驶智能清洁车正在清扫路面。
（1）车身上的LED灯是由 （填“超导体”或“半导体”）材料制成的；
（2）车辆配置的5G网络利用 传输信号，在工作中遇到透明障碍物时，利用 才能较好地定位绕行；（均填“超声波”或“电磁波”）
（3）车轮外表制作成凹凸形状，目的是 。
12．（4分）课外制作“浮沉子”活动中，小明将装有适量水的小瓶瓶口向下，使其漂浮在大塑料瓶内的水面上，如图所示。已知ρ水＝1.0g/cm3。
（1）用力挤压大塑料瓶前，应使大塑料瓶 （填“敞口”或“封口”），此时小瓶受到的浮力 （填“小于”、“等于”或“大于”）重力；
（2）若小瓶的总体积为16cm3，刚开始时小瓶露出液面的体积为4cm3，则浸没后再次进入小瓶内水的质量至少应为 g；
（3）用手压大塑料瓶，先使小瓶悬停在A点，此时小瓶内水的质量为m1，再改变手对塑料瓶压力，使其悬停于较深的B点，此时小瓶内水的质量为m2，则m1 m2。
13．（4分）小明利用轻质吸盘和粗细、质量分布均匀的杠杆估测大气压，实验装置如图所示。已知吸盘与玻璃板的接触面积为1cm2，当盘刚要离开玻璃板时，测力计示数如图。
（1）实验中小明将吸盘蘸水后用力挤压在光滑玻璃板上，这样做的目的是 ；
（2）根据小明的实验设计，可计算出大气压值为 Pa；
（3）实验结果明显比一标准大气压值 ，其原因可能是 。
14．（4分）某款太阳能电池板，它能确保与日照方向始终垂直，使其吸收的太阳能最多。该电池板装有自动清洁装置，电池板相关参数如表。已知：水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），焦炭的热值q＝3×107J/kg。
叶片面积
光电转换效率
充电效率
清洁功率
25m2
20%
70%
1kW
（1）太阳能属于 （填“常规”或“新”）能源；
（2）电池板自动清洁一次需要120min，需要消耗的电能为 度；这一能量需要完全燃烧 kg焦炭；
（3）某天，电池板接收太阳辐射的平均功率为1000W/m2，转化的电能直接供功率为4kW的用电器工作，多余的电能存储在电池中，晚上将当天存储的电能全部转化为内能，可将50kg的水升温40℃，则当天的日照时间为 min。
15．（5分）图甲所示的电暖器可通过两个开关形成多挡位调节，其电路原理图如图乙。两电热丝阻值R1＜R2，电热丝阻值随温度的变化忽略不计。S1、S2为挡位开关。
（1）在使用电暖器时，应选用 孔插座；
（2）若家中仅使用该电暖器的最高挡工作1min，测得如图丙所示的电能表指示灯闪烁了120次，则最高挡功率为 W，该过程消耗的电能为 J；
（3）分析图乙可知，该电暖器共有 个挡位，当置于最低挡时，S1接 。
16．（2分）如图，光线AO由玻璃斜射进入空气，作出反射光线和大致的折射光线。
17．（2分）如图，在桌面用最小的力把桌腿B抬离地面，在抬起时桌腿A没有滑动。图中G为桌子所受的重力，请画出最小动力F1和阻力臂l2。
18．（2分）在图中标出小磁针的N极和A点的磁感线方向。
19．（6分）小明家装修房屋，一箱质量为80kg的建筑材料放在水平地面上，它与水平地面的接触面积是104cm2。装修工人用500N的拉力F通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升。（g＝10N/kg）求：
（1）建筑材料放在水平地面上时对地面的压强；
（2）滑轮组的机械效率。
20．（7分）如图，L是标有“6V 1.2W”字样的小灯泡，R是定值电阻。断开开关S2，闭合开关S1和S3，灯泡正常发光，电流表的示数为0.5A。求：
（1）灯泡正常发光时的电流和电阻；
（2）定值电阻R的阻值；
（3）断开开关S1和S3，闭合开关S2，改变电源电压，当灯泡仍正常发光时电路的总功率。
21．（6分）小明在“探究凸透镜成像规律”实验中，进行了如下操作：
（1）实验前，应调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的 上；
（2）通过探究，记录并绘制了像距v与物距u之间的关系图像如图甲所示，则该凸透镜的焦距是 cm；
（3）如图乙所示，可在光屏上得到一个清晰的像，生活中的 （填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用该成像原理工作的；若保持透镜位置不变，让蜡烛和光屏分别以1cm/s和2cm/s的速度，从图示位置同时匀速向左运动过程中，看到光屏上只能成一次清晰的像，则蜡烛移动的时间为 s，所成的像是 （填“放大”、“缩小”或“等大”）的。
（4）在图乙中，小明将一眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原本清晰的像变模糊了，向右移动光屏，光屏上的像又变清晰了，说明该眼镜是 （填“近视”或“远视”）眼镜。
22．（8分）在“测量小灯泡正常发光时电阻”的实验中，电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
（1）如图甲所示，闭合开关后，发现只有 有示数，经检查发现有一根导线连接错误。请在错误导线上打“×”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确；
（2）改正错误后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑片适当向 （填“左”或“右”）滑动；
（3）图丙是小灯泡的电流随电压变化的关系图像，根据图像可知，小灯泡正常发光时的电阻为 Ω；
（4）在实际测量过程中，调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小ΔR1，相应的小灯泡的阻值将变化ΔR2，则ΔR1 ΔR2（填“＞”、“＜”或“＝”）；
（5）实验结束后，某同学设计了如图丁的电路来测定额定电压为3V的小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压为9V，定值电阻R1的阻值为10Ω。实验步骤如下：
①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 V时，灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，闭合S、S2，断开S1，此时电压表示数为4V；再将滑动变阻器R2的滑片移至最左端，此时电压表示数为7V；
③小灯泡正常发光时电阻为RL＝ Ω。
23．（7分）小明是一个建筑爱好者，他被图甲所示的我国南极泰山科考站主楼的外形设计所吸引。他认为这种多棱柱的结构设计可能是为了更好地承受南极冰雪的压力。那么主楼能承受的最大压力可能与哪些因素有关呢？如图乙所示，小明将打印纸剪成大小相等的四部分，然后分别做成如图丙所示的两组正多棱柱进行模拟探究。实验中g取10N/kg。
（1）分析图丙所示的设计方案，推测小明可能认为多棱柱能承受的最大压力与“棱数和棱高”有关，与棱柱的 （填“质量”或“底面积”）无关。
（2）为了比较棱柱能承受的最大压力，小明将棱柱放在水平桌面上，把圆台形小桶轻轻放在棱柱上，如图丁。为使棱柱受力均匀，放置时应将小桶的中轴线与棱柱的中轴线 ，缓缓向小桶中加水至棱柱变形，用天平测量出此时小桶和水的总质量m。
（3）换用不同的棱柱，多次实验，收集部分数据记录在下表。棱柱高b的测量数据如图乙所示，第2次实验的总质量m如图戊所示，将数据补录入表格。
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
多棱柱的高度/cm
a＝14.85
b＝
多棱柱的棱数
三
四
六
八
三
四
六
八
小桶和水的总质量m/g
185
281
345
243
298
518
（4）比较实验序号1和5、2和6、4和8三组数据，可得初步结论： 。
（5）分析实验数据规律，可推算第7次实验的六棱柱能承受的最大压力为 N，进一步推理分析可知：同等条件下，圆柱体所能承受的压力更 。
24．（9分）阅读短文，回答问题。
中央新风系统
中央新风系统由风机、进风口、排风口及各种管道和净化器组成。风机启动后，室内受污染的空气经排风口及风机排往室外，使室内形成负压，这样室外新鲜空气便经进风口送入，在送风的同时对新风进行预热、过滤和除尘处理，从而使室内空气中二氧化碳的含量保持在占空气体积的0.03%左右，其工作流程如图甲所示。
新风系统的核心是风机，随着材料技术的发展，体积为3.0×10﹣3m3的风机叶轮采用碳纤维增强树脂代替钢来制造，使其质量减轻19.5kg。风机部分参数如表一所示，风机的风量Q指风机单位时间内排出空气的体积，风速v指风机排出空气的速度。已知风机的转速受电脑控制，与屋内空气中二氧化碳的含量ρ的平方根成正比。风机的风速v、风量Q和空气中二氧化碳的含量ρ的关系如表二所示。
表一：
额定转速n
1200r/min
额定风量Q
0.8m3/s
额定功率P
500W
表二：
风速v/（m•s﹣1）
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
二氧化碳含量ρ/%
0.050
0.072
0.098
0.162
0.200
风量Q/（m3•s﹣1）
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
（1）为承受负压影响，新风系统的管道应采用 （填“软”或“硬”）管，图甲中的止风阀只能将风向室外输出，所以应向室 （填“内”或“外”）打开。
（2）下列有关新风系统的说法，错误的是 。
A.吸尘器的工作原理与新风系统原理相同
B.风机的风量与室内空间大小无关
C.进出的气流以热传递的方式来交换能量
D.新风中尘埃经过滤网被吸附在除尘器中是分子引力的作用
（3）已知ρ钢＝8.0g/cm3，则碳纤维增强树脂的密度为 kg/m3；当风机以额定功率运转时，室内二氧化碳的含量为 %。当风机的风量为0.5m3/s时，风机的转速为 r/min。
（4）为保持空气清新的同时降低夜间能耗，小明制作了图乙所示的控制风机断续工作的模拟电路，A、B两端输入如图丙所示的周期性变化的电压UAB。R0、R1、R2均为定值电阻，R0＝2Ω。当R1或R2的电功率为12W，且R0两端电压U0≤4V时风机才能启动正常工作。则开关分别接1、2各工作lh，风机消耗的电能差值为 J，电阻之比R1：R2＝ 。
2023年江苏省南通市通州区、如东县中考物理一模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（共10小题，每小题3分，满分30分）
1．（3分）“石墨烯量子点”是一种新型纳米材料，它无毒、超轻，导电、导热性能好，易于折叠与卷曲，擅长吸收不可见光。这种材料适合用来制造（ ）
A．太阳能电池 B．小轿车车身 C．绝缘防滑垫 D．新型消防服
【分析】石墨烯量子点（GQD）是横向尺寸小于100 nm的几层石墨烯片，具有很强的量子限域和边缘效应。GQD具有生物相容性、光稳定性并且继承了石墨烯出色的热力性质、电性质和机械性能。因此，它们具有独特的物理性质，如强光致发光，导电性，导热性，它比钢强200倍。这些功能大大促进了各种最先进的应用：光学增白剂；用于安全应用的爆炸物示踪剂；生物成像标记物；荧光聚合物；抗菌、抗生物污染、消毒系统；重金属、湿度和压力传感器；电池；闪存设备；光伏设备；发光二极管。
【解答】石墨烯量子点太阳能电池是第三代太阳能电池，引入了纳米技术与最子力学理论，尽管目前尚没有制作出超高转换效率的实用太阳能电池，但是大量的理论计算和实验研究已经证实，最子点太阳能电池将会在未来显示出巨大的发展前景。
故选：A。
【点评】石墨烯量子点太阳能电池有着良好的应用前景，但真正意义上的最子点太阳能电池还有待深入研究。
2．（3分）2025年我国将开展宇航员登月计划。宇航员在月球上（ ）
A．声带无法振动发声
B．可利用超强声呐技术与地面通信
C．无法利用红外遥控器工作
D．用天平测量物体质量与在地球上的相同
【分析】（1）声音是由物体振动产生的；
（2）月球上是真空环境；声音的传播需要介质，真空不能传声；
（3）红外遥控器是利用了红外线的热效应工作的；
（4）质量是物体本身的一种属性，不随位置、状态、形状的改变而改变。
【解答】解：
A、月球上宇航员的声带可以振动发声，故A错误；
B、月球上是真空环境，而真空不能传声，所以不能利用超强声呐技术与地面通信，故B错误；
C、红外遥控器是利用了红外线的热效应工作的，因此宇航员在月球上同样可以利用红外遥控器工作，故C错误；
D、质量是物体本身的一种属性，不随位置、状态、形状的改变而改变，因此用天平测量物体质量与在地球上的相同，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了声音的产生和传播、红外遥控器的工作原理以及质量的定义，难度一般。
3．（3分）如图所示为“探究水沸腾”的实验情景，下列判断正确的是（ ）
A．应该用酒精灯内焰加热
B．水沸腾过程中不再吸热升温
C．该次实验中水的沸点为98℃
D．水杯上方的白气是水汽化形成的
【分析】（1）运用酒精灯的火焰分为外焰、内焰和焰心及外焰的温度最高，焰心的温度低相关知识解答此选项；
（2）液体在沸腾过程中，不断地吸收热量，但是温度保持沸点不变；
（3）水沸腾时吸热温度不变，不变的温度即为沸点；
（4）物质由气态变为液态的过程叫液化，液化时要放出热量。
【解答】解：A、酒精灯的火焰分为外焰、内焰和焰心，外焰的温度最高，焰心的温度低，所以选用外焰加热，故A错误。
B、烧开水时，水在沸腾过程中仍然要不断吸热，但是温度保持不变，故B错误；
C、水沸腾时吸热温度不变，不变的温度即为沸点，由图所示，水的沸点是98℃，故C正确；
D、水杯口上方的白气是水蒸气遇冷液化成的小水滴，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了酒精灯火焰的分层情况和各层的温度高低，还要知明确物态变化现象在生活中随处可见，尤其是液化现象，各种“白气”都是水蒸气遇冷液化形成的。
4．（3分）周末，小科一家到丽江边游玩。妈妈拍照时，小科正在欣赏美景：对岸树木的倒影、水中的鱼“影”……，此时地面上留下了他的身影。关于“影”的形成原理，下列说法不正确的是（ ）
A．妈妈的摄“影”——光的折射
B．树木的倒“影”——光的反射
C．水中的鱼“影”——光的反射
D．小科的身“影”——光的直线传播
【分析】（1）“摄影”，即利用照相机照相，是利用凸透镜成像，属于光的折射。
（2）“倒影”属于平面镜成像，是光的反射原理。
（3）水中鱼上反射的光从水中斜射入空气中时，发生折射，折射光线远离法线，当人逆着折射光线的方向看时，看到的是鱼的虚像；
（4）影子的形成、日月食以及小孔成像都是光沿直线传播形成的。
【解答】解：
A、妈妈的摄“影”，属于凸透镜成像，是由光的折射形成的，故A项说法正确；
B、树木的倒“影”，属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故B项说法正确；
C、水中的鱼“影”，水中鱼上反射的光从水中斜射入空气中时，发生折射，折射光线远离法线，当人逆着折射光线的方向看时，看到的是鱼的虚像，即鱼“影”是由光的折射形成的，故C项说法错误；
D、小科的身“影”，是由于光的直线传播形成的，故D项说法正确。
故选：C。
【点评】本题主要考查了光现象中的几种“影”，在学习过程中要注意区分。熟练掌握其原理；对于生活中的现象要善于分析和总结，达到学以致用的目的。
5．（3分）水枪是孩子们喜爱的玩具，如图所示是常见的气压式水枪储水罐。从储水罐充气口充入空气，达到一定压强后，关闭充气口，扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。在水不断喷出的过程中（ ）
A．罐内的气压保持不变
B．罐内空气的密度不断变小
C．罐内空气的内能保持不变
D．水喷出的速度不断增大
【分析】（1）密闭容器内，一定质量的气体，体积增大，压强减小；
（2）气体体积增大，质量不变，根据密度公式分析密度变化；
（3）做功可以改变物体的内能，物体对外做功内能减小；
（4）气体压强减小，给水流的压力不断减小，据此分析水喷出的速度变化。
【解答】解：A、在水不断喷出的过程中，气体体积增大，质量不变，压强减小，故A错误。
B、在水不断喷出的过程中，气体体积增大，质量不变，根据ρ＝可知，罐内空气的密度不断变小，故B正确。
C、在水不断喷出的过程中，罐内气体体积增大，压迫水流喷出，气体对外做功，内能减小，故C错误。
D、由A知，在水不断喷出的过程中，罐内气体压强减小，给水流的压力不断减小，所以水喷出的速度不断减小，故D错误。
故选：B。
【点评】此题考查做功改变物体的内能、密度公式的应用，气体压强跟体积的关系等，是一道综合性较强的题目，难度适中，要求学生熟练掌握相关基础知识。
6．（3分）如图所示的电吉它主要由“拾音器”和“音箱”组成，拾音器上装有磁铁和线圈。拨动钢弦，让其振动，导线中产生不同频率的电流，该电流经放大后通过音箱中的扬声器而发声。下列与“拾音器”工作原理相同的装置是（ ）
A．发电机 B．电磁铁 C．电磁继电器 D．电动机
【分析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，该现象称为电磁感应现象。
【解答】解：电吉它的拾音吕由磁铁和线圈组成，钢弦被磁化，当拨动钢弦，相当于线圈做切割磁感线运动，在线圈中就会产生对应的音频电流，电吉他是利用电磁感应现象的原理制成的。
A、发电机也是利用电磁感应现象的原理制成的，故A正确；
BC、电磁铁、电磁继电器是利用电流的磁效应原理制成的，故BC错误；
D、电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用而转动的原理制成的，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了电磁感应现象在实际生活中的应用实例。
7．（3分）如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定于地面，原长时上端位于O点，现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧。不计空气阻力，则小球（ ）
A．在整个运动过程中机械能不变
B．从A点向上运动至O点的过程中，速度一直增大
C．被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力
D．运动至速度最大处时，受平衡力作用
【分析】（1）离开弹簧之前 弹簧的弹性势能转化为小球的机械能。
（2）弹簧从A点向B点运动过程中，弹性势能转化为动能，脱离弹簧后，动能转化为重力势能。
（3）被释放瞬间，所受弹力大于重力。
（4）运动至速度最大处时，受到的重力和弹力平衡。
【解答】解：A、离开弹簧之前 弹簧的弹性势能转化为小球的机械能，小球的机械能增加；离开弹簧后，小球的机械能不变，则整个过程小球的机械能不守恒，故A错误；
B、从A点开始向上运动时，弹力大于重力，小球所受合力方向向上，速度不断增大；当弹力小于重力时，其所受合力方向向下，速度不断变小；所以速度先增大后减小，故B错误；
C、被释放瞬间，所受弹力大于重力，故C错误；
D、开始向上运动时，弹力大于重力，小球所受合力方向向上，速度不断增大；当弹力等于重力时，速度达到最大值，此时受平衡力作用，当弹力小于重力时，其所受合力方向向下，速度不断变小，故D正确。
故选：D。
【点评】知道动能和势能的影响因素；知道力和运动的关系。
8．（3分）如图是小明设计的一种聪明的“楼梯灯”电路，S1、S2分别为声控和光控开关，实现了只有当晚上有人经过时灯才会发光的控制效果，且符合安全用电接线要求。则（ ）
A．A线为火线 B．有声音时，S1闭合
C．无光时，S2断开 D．S1、S2的位置不能互换
【分析】电路中开关控制用电器时，开关和用电器是串联的。光控开关和声控开关同时控制一盏灯，同时符合光暗到一定程度，而且有一定的声音时电灯才发光，两个开关和灯泡应该是串联的；在家庭电路中，为了用电的安全，开关应接在用电器和火线之间。
【解答】解：
A、根据图示可知，开关接在了B线与灯泡之间，所以B为火线、A为零线，故A错误；
BC、根据题意可知，有声音时，S1闭合，无光时，开关S2闭合，此时灯泡会发光，故B正确、C错误；
D、在串联电路中，开关的位置改变，控制作用不变，所以S1、S2的位置能互换，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了家庭电路的连接，属于基础题。
9．（3分）北京冬奥会上，运动员孔凡影从斜坡上A点沿直线滑到B点过程中，拍摄的频闪照片如图所示，若相机每隔0.2s闪拍一次，则孔凡影在AB间运动的平均速度最接近于（ ）
A．5m/s B．8m/s C．15m/s D．30m/s
【分析】运动员的身高约为1.9m，由图可知AB间的距离约为3个运动员的身高，据此可知AB间的距离，根据题意可知相机每隔0.2s闪拍一次，据此求出运动员从A到B运动的时间，根据速度公式求出孔凡影在AB间运动的平均速度最接近的值。
【解答】解：运动员的身高约为1.9m，由图可知，AB间的距离约为3个运动员的身高，即身高s＝3×1.9m＝5.7m，
根据题意可知相机每隔0.2s闪拍一次，即运动员从A到B运动的时间t＝2×0.2s＝0.4s，
则孔凡影在AB间运动的平均速度：v＝＝＝14.25m/s，故C选项最符合题意。
故选：C。
【点评】本题考查速度公式的应用，难度不大。
10．（3分）如图甲为小明设计的身高体重测量仪，其电路原理如图乙所示。电源电压保持不变，R1为压敏电阻，其阻值与压力F成反比；R2为均匀电阻丝，电阻与长度成正比，滑片P随身高的增加而上滑。当开关S闭合后，则下列描述电压表示数U随身高h、电流表示数I随体重G的变化关系图像中可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】由电路图甲可知，滑动变阻器与压敏电阻R并联，电压表测滑动变阻器电阻丝下端与滑片P之间电阻丝两端的电压，电流表测R1支路的电流；
当人的身高增大时，根据滑片的移动方向分析与电压表并联部分电阻的变化，根据欧姆定律分析通过R2电流的变化，根据U＝IR分析电压表示数的变化；
压敏电阻的阻值与压力F成反比，利用欧姆定律表示通过压敏电阻的电流，分析函数关系即可。
【解答】解：由电路图可知，滑动变阻器与压敏电阻R并联，电压表测滑动变阻器滑片P下方电阻丝两端的电压，电流表测R1支路的电流；
因电压表的内阻很大，在电路中相当于断路，所以滑动变阻器滑片移动时，R2接入电路中的电阻不变，由欧姆定律可知通过R2的电流不变；
人的身高越高，滑片会向上移动，与电压表并联部分的电阻变大，根据U＝IR可知电压表示数变大，当滑片移动到最上端时，与电压表并联部分的电阻最大，电压表示数保持不变，当人的身高偏低时，电压表测量导线两端的电压，示数为0，所以电压表的示数由0先变大，然后保持不变，故A错误，B正确；
R1为压敏电阻，其阻值与压力F成反比，设R1F＝k，则R1＝，
根据欧姆定律可知通过压敏电阻的电流I＝＝＝•F，分析函数关系可知I与F成正比，故CD错误。
故选：B。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用以及电路的动态分析，分析好电路的结构是关键。
二、填空题
11．（4分）如图所示，街头无人驾驶智能清洁车正在清扫路面。
（1）车身上的LED灯是由 半导体 （填“超导体”或“半导体”）材料制成的；
（2）车辆配置的5G网络利用 电磁波 传输信号，在工作中遇到透明障碍物时，利用 超声波 才能较好地定位绕行；（均填“超声波”或“电磁波”）
（3）车轮外表制作成凹凸形状，目的是 增大摩擦力 。
【分析】（1）LED灯的材料由半导体制成；
（2）根据电磁波和超声波的性质分析；
（3）影响滑动摩擦力大小的因素：压力大小、接触面的粗糙程度。
【解答】解：（1）车身的LED灯本质是发光二极管，它由半导体材料制成；
（2）车辆配置的5G网络利用电磁波传输信号，超声波是以波的形式传播的，遇到障碍物时会反射从而被机器人接收，超声波的特点是遇到障碍物会反射，电磁波没有这个特点；
（3）清洁车采用凹凸材质的轮皮，是为了在压力一定时通过增大清洁车与地面的粗糙程度而增大摩擦力。
故答案为：（1）半导体；（2）电磁波；超声波；（3）增大摩擦力。
【点评】本题考查了半导体的应用、超声波的应用、增大摩擦力的方法，属于基础题。
12．（4分）课外制作“浮沉子”活动中，小明将装有适量水的小瓶瓶口向下，使其漂浮在大塑料瓶内的水面上，如图所示。已知ρ水＝1.0g/cm3。
（1）用力挤压大塑料瓶前，应使大塑料瓶 封口 （填“敞口”或“封口”），此时小瓶受到的浮力 等于 （填“小于”、“等于”或“大于”）重力；
（2）若小瓶的总体积为16cm3，刚开始时小瓶露出液面的体积为4cm3，则浸没后再次进入小瓶内水的质量至少应为 4 g；
（3）用手压大塑料瓶，先使小瓶悬停在A点，此时小瓶内水的质量为m1，再改变手对塑料瓶压力，使其悬停于较深的B点，此时小瓶内水的质量为m2，则m1 ＝ m2。
【分析】（1）用力挤压大塑料瓶前，应使大塑料瓶封口，此时小瓶处于漂浮状态，物体漂浮时受到的浮力等于重力；
（2）根据ΔF浮＝ρ水gΔV排计算小瓶浸没后受到的浮力与漂浮时受到的浮力的差值，根据阿基德原理可知浸没后再次进入小瓶内水的重力等于ΔF浮，进一步计算浸没后再次进入小瓶内水的质量；
（3）小瓶悬停时处于悬浮状态，悬浮时受到的浮力等于自身重力，根据G＝mg可知瓶内水的质量不变。
【解答】解：（1）用力挤压大塑料瓶前，应使大塑料瓶封口，此时小瓶处于漂浮状态，小瓶漂浮时小瓶受到的浮力等于重力；
（2）小瓶浸没后受到的浮力与漂浮时受到的浮力的差值：ΔF浮＝ρ水gΔV排＝1×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣6m3＝0.04N，
根据阿基米德原理可知浸没后再次进入小瓶内水的重力等于ΔF浮，则浸没后再次进入小瓶内水的质量m＝＝＝0.004kg＝4g；
（3）小瓶悬停时处于悬浮状态，受到的浮力等于自身重力，根据G＝mg可知瓶内水的质量不变，即m1＝m2。
故答案为：（1）封口；等于；（2）4；（3）＝。
【点评】本题考查物体的浮沉条件、阿基米德原理的灵活运用，在学习中应注意将所学知识灵活应用到生活实际中去。
13．（4分）小明利用轻质吸盘和粗细、质量分布均匀的杠杆估测大气压，实验装置如图所示。已知吸盘与玻璃板的接触面积为1cm2，当盘刚要离开玻璃板时，测力计示数如图。
（1）实验中小明将吸盘蘸水后用力挤压在光滑玻璃板上，这样做的目的是 将吸盘内的空气排干净 ；
（2）根据小明的实验设计，可计算出大气压值为 7.8×104 Pa；
（3）实验结果明显比一标准大气压值 小 ，其原因可能是 没有排尽吸盘内的空气。 。
【分析】（1）用力挤压是为了排净吸盘内的空气，这一步非常重要；
（2）根据杠杆的平衡条件求得拉力F的大小；根据p＝即可计算大气压强；
（3）没有排尽吸盘内的空气，可使测量结果偏小。
【解答】解：（1）蘸水和用力挤压吸盘都是为了尽量将吸盘内的空气排干净，这样里面没有气压，外面的大气压才能将其紧紧压在玻璃板上；
（2）如图在实验中，由杠杆的平衡条件得：2.6N×3L＝F×L，解得F＝7.8N，就等于大气对吸盘的压力，
吸盘的横截面积S＝1cm2＝1×10﹣4m2，所以大气压强为p＝＝＝7.8×104Pa；
（3）实验结果明显比一标准大气压值小，其原因可能是没有排尽吸盘内的空气。
故答案为：（1）将吸盘内的空气排干净；（2）7.8×104；（3）小；没有排尽吸盘内的空气。
【点评】本题考查大气压的测量实验以及误差分析，难度不大。
14．（4分）某款太阳能电池板，它能确保与日照方向始终垂直，使其吸收的太阳能最多。该电池板装有自动清洁装置，电池板相关参数如表。已知：水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），焦炭的热值q＝3×107J/kg。
叶片面积
光电转换效率
充电效率
清洁功率
25m2
20%
70%
1kW
（1）太阳能属于 新 （填“常规”或“新”）能源；
（2）电池板自动清洁一次需要120min，需要消耗的电能为 2 度；这一能量需要完全燃烧 0.24 kg焦炭；
（3）某天，电池板接收太阳辐射的平均功率为1000W/m2，转化的电能直接供功率为4kW的用电器工作，多余的电能存储在电池中，晚上将当天存储的电能全部转化为内能，可将50kg的水升温40℃，则当天的日照时间为 200 min。
【分析】（1）太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的，来自太阳的辐射能量。
（2）根据W＝Pt计算消耗的电能，根据m＝计算需要的焦炭。
（3）先算出白天太阳能电池接受太阳辐射的功率，再算出白天储存的电功率，然后算出水吸收的电能，最后算出时间。
【解答】解：（1）太阳是近几年开发的能源，属于新能源。
（2）消耗的电能：
t＝120min＝2h，
W＝Pt＝1kW×2h＝2kW•h＝2度；
因为W＝Q＝2×3.6×106J＝7.2×106J，需要燃烧的焦炭：
m＝＝＝0.24kg；
（3）白天太阳能电池接受太阳辐射的功率：
P太＝25m2×1000W/m2＝2.5×104W；
白天获得的电功率：
P电＝ηP太＝20%×2.5×104W＝5000W；
白天剩余的功率：
P剩＝P电﹣P白＝5000W﹣4000W＝1000W；
蓄电池的储存功率：
P储＝ηP剩＝70%×1000W＝700W；
W电＝Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×40℃＝8.4×106J；
日照的时间为：
t＝＝＝1.2×104s＝1.2×104×min＝200min。
故答案为：（1）新；（2）2；0.24；（3）200。
【点评】本题考查了能源分类、电功和热量的计算，属于基础题。
15．（5分）图甲所示的电暖器可通过两个开关形成多挡位调节，其电路原理图如图乙。两电热丝阻值R1＜R2，电热丝阻值随温度的变化忽略不计。S1、S2为挡位开关。
（1）在使用电暖器时，应选用 3 孔插座；
（2）若家中仅使用该电暖器的最高挡工作1min，测得如图丙所示的电能表指示灯闪烁了120次，则最高挡功率为 2400 W，该过程消耗的电能为 1.44×105 J；
（3）分析图乙可知，该电暖器共有 4 个挡位，当置于最低挡时，S1接 b 。
【分析】（1）为了安全用电，避免触电危险，在使用金属外壳的用电器时应选用三孔插座；
（2）已知电能表指示灯的闪烁3000次，消耗1度电，由题可知指示灯闪烁了120次，则可求1min消耗的电能，在根据P＝求高温挡功率；
（3）当S1接b，S2断开时，R1和R2串联，此时电阻最大，根据P＝可知，此时功率最小，故为低温挡；
当S1接a，S2闭合，R1和R2并联，故为高温挡；
当S1接a，S2断开，R1连入电路，为加热1挡；
当S1接b，S2闭合时，R2接入电路，为加热2挡；
【解答】解：（1）为了安全用电，避免触电危险，在使用金属外壳的用电器时应选用三孔插座；
（2）已知电能表指示灯的闪烁3000次，消耗1度电，当指示灯闪烁120次时，消耗的电能W＝＝0.04kW•h＝0.04×3.6×106J＝1.44×105J；
则电功率P＝＝＝2400W；
（3）当S1接b，S2断开时，R1和R2串联，此时电阻最大，根据P＝可知，功率最小，故为低温挡；
当S1接a，S2闭合，R1和R2并联，故为高温挡；
当S1接a，S2断开，R1连入电路，为加热1挡；
当S1接b，S2闭合时，R2接入电路，为加热2挡；
由此可得该电暖气有4个挡位。
故答案为：（1）3；（2）2400；1.44×105；（3）4；b。
【点评】本题考查三孔插座的应用、电能表的应用、电功和电功率的计算、电路的动态分析，属于综合题目，有一定难度。
16．（2分）如图，光线AO由玻璃斜射进入空气，作出反射光线和大致的折射光线。
【分析】根据反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，画出反射光线；根据光由空气斜射进入玻璃时遵循：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，作出折射光线。
【解答】解：光线AO射向玻璃时会发生反射，根据反射角等于入射角，在法线右侧的玻璃中画出反射光线OB；
光线AO由玻璃斜射进入空气，折射角大于入射角，据此在法线上方的空气中斜向上画出折射光线OC，如图所示：
【点评】光从一种透明介质斜射进入另一种透明介质时，若同时发生反射和折射，注意反射与入射在同一种介质中，折射与入射在两种不同的介质中。
17．（2分）如图，在桌面用最小的力把桌腿B抬离地面，在抬起时桌腿A没有滑动。图中G为桌子所受的重力，请画出最小动力F1和阻力臂l2。
【分析】（1）力臂的概念：力臂是指从支点到力的作用线的距离；
（2）杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F1L1＝F2L2），在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小。
【解答】解：由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小。在桌面用最小的力把桌腿B抬离地面时，支点在A点，OC为最长动力臂，动力最小，过C点垂直于AC向上作出最小动力F1的示意图；
延长重力G的作用线，从A点向重力G的作用线引垂线段，垂线段的长即为阻力臂l2。如下图所示：
【点评】根据杠杆的平衡条件，要使杠杆上的力最小，必须使该力的力臂最大，而力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远，所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点，这两点的连线就是最长的力臂，过力的作用点作垂线就是最小的力。
18．（2分）在图中标出小磁针的N极和A点的磁感线方向。
【分析】由电源的正负极确定电流流向，再利用安培定则可判断螺线管的极性，利用磁极间的作用规律确定小磁针的N极，在磁体外部，磁感线从N极出，再回到S极。
【解答】解：电流由右侧流入，由安培定则知电磁铁的左侧为N极，右侧为S极；由磁极间的相互作用可知小磁针左侧为N极，右侧为S极。通电螺线管外部磁感线由N极指向S极。如图所示：
【点评】本题考查了安培定则的应用、磁极间的作用规律、磁感线方向的规定，属于基础题目。
19．（6分）小明家装修房屋，一箱质量为80kg的建筑材料放在水平地面上，它与水平地面的接触面积是104cm2。装修工人用500N的拉力F通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升。（g＝10N/kg）求：
（1）建筑材料放在水平地面上时对地面的压强；
（2）滑轮组的机械效率。
【分析】（1）根据G＝mg求出建筑材料的重力，建筑材料对水平地面的压力大小等于建筑材料的重力，根据p＝求出建筑材料对水平地面的压强；
（2）由图可知n＝2，根据公式η＝＝＝＝求出滑轮组的机械效率。
【解答】解：（1）建筑材料的重力：G＝mg＝80kg×10N/kg＝800N，
建筑材料对水平地面的压力：F压＝G＝800N，
建筑材料对水平地面的压强：p＝＝＝800Pa；
（2）由图可知n＝2，则滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝80%。
答：（1）建筑材料放在水平地面上时对地面的压强为800Pa；
（2）滑轮组的机械效率为80%。
【点评】本题考查了重力公式、压强定义式和机械效率公式的灵活运用，关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等。
20．（7分）如图，L是标有“6V 1.2W”字样的小灯泡，R是定值电阻。断开开关S2，闭合开关S1和S3，灯泡正常发光，电流表的示数为0.5A。求：
（1）灯泡正常发光时的电流和电阻；
（2）定值电阻R的阻值；
（3）断开开关S1和S3，闭合开关S2，改变电源电压，当灯泡仍正常发光时电路的总功率。
【分析】（1）根据P＝UI、欧姆定律可计算出灯泡正常发光时电流和电阻；
（2）灯泡正常发光；根据灯泡的额定电压可知电源电压，利用并联电路电流规律求出通过定值电阻的电流，最后根据欧姆定律的变形公式求出定值电阻R的阻值；
（3）断开开关S1和S3，闭合开关S2，定值电阻R和灯泡L串联；根据串联电路电阻的特点求出电路的总电阻，又已知灯泡正常发光的电流，再利用P＝I2R求出电路的总功率。
【解答】解：（1）灯泡正常发光时，根据P＝UI得，通过小灯泡的电流：，
根据欧姆定律得，小灯泡的电阻：＝30Ω；
（2）断开开关S2，闭合开关S1和S3时，电阻R和灯泡L并联，灯泡正常发光，所以电源电压等于灯泡的额定电压，即6V；
因为并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以通过R的电流：IR＝I﹣IL＝0.5A﹣0.2A＝0.3A；
由I＝可知，定值电阻R的阻值：R＝＝20Ω；
（3）断开开关S1和S3，闭合开关S2，定值电阻R和灯泡L串联，此时电路中的总电阻：R总＝RL+R＝30Ω+20Ω＝50Ω；
因为灯泡正常发光，所以电路中的电流为IL＝0.2A，
则电路的总功率：P＝R总＝（0.2A）2×50Ω＝2W。
答：（1）灯泡正常发光时的电流是0.2A，电阻是30Ω；
（2）定值电阻R的阻值是20Ω；
（3）断开开关S1和S3，闭合开关S2，改变电源电压，当灯泡仍正常发光时电路的总功率是2W。
【点评】本题考查了串联电路和并联电路的特点以及电功、欧姆定律、电功率公式的灵活应用，知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等以及开关闭合、断开时电路的串并联是关键。
21．（6分）小明在“探究凸透镜成像规律”实验中，进行了如下操作：
（1）实验前，应调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的 主光轴 上；
（2）通过探究，记录并绘制了像距v与物距u之间的关系图像如图甲所示，则该凸透镜的焦距是 10 cm；
（3）如图乙所示，可在光屏上得到一个清晰的像，生活中的 投影仪 （填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用该成像原理工作的；若保持透镜位置不变，让蜡烛和光屏分别以1cm/s和2cm/s的速度，从图示位置同时匀速向左运动过程中，看到光屏上只能成一次清晰的像，则蜡烛移动的时间为 15 s，所成的像是 缩小 （填“放大”、“缩小”或“等大”）的。
（4）在图乙中，小明将一眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原本清晰的像变模糊了，向右移动光屏，光屏上的像又变清晰了，说明该眼镜是 近视 （填“近视”或“远视”）眼镜。
【分析】（1）实验前，应调整烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上；
（2）当物距等于2倍焦距时，成倒立、等大的实像，像距等于二倍焦距；
（3）物距大于1倍焦距小于2倍焦距时，成倒立、放大的实像，像距大于2倍焦距，物距小于像距；
凸透镜成实像时，物远像近像变小，光路具有可逆性；
（4）近视眼镜为凹透镜，对光线具有发散作用。
【解答】解：（1）为了使像成在光屏中央，实验前，应调整烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上；
（2）当物距等于2倍焦距时，成倒立、等大的实像，像距等于二倍焦距，由图甲可知u＝20cm，v＝20cm，则凸透镜的焦距f＝10cm；
（3）由图可知，此时物距小于像距，成倒立、放大的实像，投影仪就是利用该成像原理工作的；
保持凸透镜位置不变，让蜡烛和光屏分别以1cm/s和2cm/s的速度同时匀速向左运动，此时物距变大，像距变小，根据光路的可逆性可知当u＝80cm﹣50cm＝30cm，v＝50cm﹣35cm＝15cm时成倒立、缩小的实像，则蜡烛移动的时间为t＝＝15s；
（4）将一眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原本清晰的像变模糊了，向右移动光屏，光屏上的像又变清晰了，所以为在蜡烛与凸透镜之间放置的是具有发散作用的凹透镜，即近视眼镜。
故答案为：（1）主光轴；（2）10；（3）投影仪；15；缩小；（4）近视。
【点评】此题是探究凸透镜成像的规律，主要考查了焦距的定义、成像规律的应用，都是基础知识，要掌握。
22．（8分）在“测量小灯泡正常发光时电阻”的实验中，电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
（1）如图甲所示，闭合开关后，发现只有 电压表 有示数，经检查发现有一根导线连接错误。请在错误导线上打“×”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确；
（2）改正错误后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑片适当向 左 （填“左”或“右”）滑动；
（3）图丙是小灯泡的电流随电压变化的关系图像，根据图像可知，小灯泡正常发光时的电阻为 5 Ω；
（4）在实际测量过程中，调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小ΔR1，相应的小灯泡的阻值将变化ΔR2，则ΔR1 ＞ ΔR2（填“＞”、“＜”或“＝”）；
（5）实验结束后，某同学设计了如图丁的电路来测定额定电压为3V的小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压为9V，定值电阻R1的阻值为10Ω。实验步骤如下：
①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 6 V时，灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，闭合S、S2，断开S1，此时电压表示数为4V；再将滑动变阻器R2的滑片移至最左端，此时电压表示数为7V；
③小灯泡正常发光时电阻为RL＝ 10 Ω。
【分析】（1）观察图甲可知电压表串联在电路中，由于电压表相当于开路，据此可知闭合开关后可能出现的现象；然后根据电压表应并联使用，将电压表并联在灯泡两端；
（2）根据电压表选用小量程确定分度值得出示数，与灯泡的额定电压比较，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向；
（3）灯泡在额定电压下正常发光，由图丙中的图象得出额定电压下的电流，根据R＝可求出小灯泡正常发光时的电阻；
（4）通过对滑动变阻器的电阻、灯泡的电阻和总电阻变化情况分析得出结论；
（5）①开关S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器滑片右边的电阻与灯泡串联，电压表测变阻器的电压，小灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压；
②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，滑动变阻器的全部电阻与定值电阻串联，电压表测量变阻器滑片右边电阻两端的电压；由于滑动变阻器的全部电阻连入电路，滑片移动时电路中的电流不变，根据电压表示数的变化可知滑片移动的方向；
③在②中，滑动变阻器的全部电阻与定值电阻串联，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据欧姆定律求出此时电路中的电流，再根据欧姆定律求出电压表示数为U右＝4V时变阻器滑片右边电阻的阻值，进一步根据欧姆定律求出①中灯的额定电流，利用R＝可求出小灯泡正常发光时的电阻；
【解答】解：（1）由甲电路图可知，电压表串联在电路中测电源两端的电压有示数，因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，所以电路中无电流、电流表无示数；
造成这种现象的原因是开关与灯泡之间的导线连接错误，应将电压表并联在灯泡两端，如下图所示：
；
（2）由图乙可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，则其示数为1.8V，小于灯泡的额定电压2.5V，
要测量小灯泡的额定功率应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律可知，应减小滑动变阻器的电压，
由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻，故滑片向左移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V；
（3）小灯泡的额定电压为2.5V，由图丙可知，此时通过小灯泡的电流为0.5A，则小灯泡正常发光时的电阻R＝＝＝5Ω；
（4）在实际测量过程中，调节滑动变阻器接入电路中的电阻减小时，电路中的电流增大，电路中的总电阻减小，
由电路的总电阻R＝R滑+R灯可知：只有当滑动变阻器接入电路中的电阻减小量ΔR1大于灯泡的阻值增加量ΔR2才会让总电阻变小。
（5）①开关S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器滑片右边的电阻与灯泡串联，电压表测变阻器的电压，要使小灯泡正常发光，则灯泡两端的电压：UL＝U额＝3V，
根据串联电路电压的规律可得：U滑＝U﹣UL＝9V﹣3V＝6V，所以，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为6V，则灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联，电压表测量变阻器滑片右边电阻两端的电压，此时电压表示数为U右＝4V；
由于滑动变阻器的全部电阻连入电路，为了间接测出定值电阻R两端的电压，所以需要测出滑动变阻器两端的电压，故再将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时电压表示数为滑动变阻器两端的电压，即U′＝7V；
③在②中，滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联，根据串联电路电压的规律可得，R1两端的电压：U1＝U﹣U′＝9V﹣7V＝2V，此时电路中的电流：I＝＝＝0.2A，
当电压表示数为U右＝4V时，变阻器滑片右边电阻的阻值：R右＝＝＝20Ω，
故在①中，灯的额定电流为：IL＝I滑＝＝＝0.3A，则小灯泡正常发光时的电阻R＝＝＝10Ω；
故答案为：（1）电压表；见解答；（2）左；（3）5；（4）＞；（5）①6；③10。
【点评】本题考查了“测量小灯泡电功率”的实验，涉及到电表的正确使用和电压表的读数、欧姆定律以及电功率公式的应用，有一定的难度。
23．（7分）小明是一个建筑爱好者，他被图甲所示的我国南极泰山科考站主楼的外形设计所吸引。他认为这种多棱柱的结构设计可能是为了更好地承受南极冰雪的压力。那么主楼能承受的最大压力可能与哪些因素有关呢？如图乙所示，小明将打印纸剪成大小相等的四部分，然后分别做成如图丙所示的两组正多棱柱进行模拟探究。实验中g取10N/kg。
（1）分析图丙所示的设计方案，推测小明可能认为多棱柱能承受的最大压力与“棱数和棱高”有关，与棱柱的 底面积 （填“质量”或“底面积”）无关。
（2）为了比较棱柱能承受的最大压力，小明将棱柱放在水平桌面上，把圆台形小桶轻轻放在棱柱上，如图丁。为使棱柱受力均匀，放置时应将小桶的中轴线与棱柱的中轴线 对齐 ，缓缓向小桶中加水至棱柱变形，用天平测量出此时小桶和水的总质量m。
（3）换用不同的棱柱，多次实验，收集部分数据记录在下表。棱柱高b的测量数据如图乙所示，第2次实验的总质量m如图戊所示，将数据补录入表格。
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
多棱柱的高度/cm
a＝14.85
b＝ 10.50
多棱柱的棱数
三
四
六
八
三
四
六
八
小桶和水的总质量m/g
185
217
281
345
243
298
518
（4）比较实验序号1和5、2和6、4和8三组数据，可得初步结论： 当多棱柱的边数相同时，多棱柱的高度越大，承受的压力越小 。
（5）分析实验数据规律，可推算第7次实验的六棱柱能承受的最大压力为 408 N，进一步推理分析可知：同等条件下，圆柱体所能承受的压力更 大 。
【分析】（1）为了防止南极暴风雪的掩埋，科考站的建筑特点是架空离地。泰山站的多棱柱设计就是为了能够支撑住科考站的压力。多棱柱能承受的最大压力与棱数和棱高有关，与底面积无关。因为底面积与压强有关了。
（2）为使棱柱受力均匀，放置时应将小桶的中轴线与棱柱的中轴线对齐，这样能使棱柱受力均匀。
（3）刻度尺的读数要注意分度值，读数时要估读一位。天平测质量记数要砝码加上游码。
（4）要应用控制变量法来描述结论。
（5）分析实验数据，先分析a棱柱在三条边，四条边，六条边，八条边时能承受的最大质量再推理棱柱b的情况。
【解答】（1）多棱柱能承受的最大压力与棱数和棱高有关，与底面积无关
（2）为使棱柱受力均匀，放置时应将小桶的中轴线与棱柱的中轴线对齐，这样能使棱柱受力均匀。
（3）图乙刻度尺的读数为10.50厘米。图戊天平读数217克。
（4）从图中数据分析，当多棱柱的边数相同时，多棱柱的高度越大，能承受的压力越小。
（5）从下图中分析第7次实验的六棱柱能承受的最大压力为408克。进一步推理当边数无限增大时，圆柱体的承受力更大。
故答案为：（1）底面积；（2）对齐；（3）10.50，217 （4）当多棱柱的边数相同时，多棱柱的高度越大，承受的压力越小（5）408；大。
【点评】这个题要综合应用各方面的知识，难度比较大。要学会控制变量法的应用，会刻度尺的计数，还要会推理分析数据，最终得出结论。
24．（9分）阅读短文，回答问题。
中央新风系统
中央新风系统由风机、进风口、排风口及各种管道和净化器组成。风机启动后，室内受污染的空气经排风口及风机排往室外，使室内形成负压，这样室外新鲜空气便经进风口送入，在送风的同时对新风进行预热、过滤和除尘处理，从而使室内空气中二氧化碳的含量保持在占空气体积的0.03%左右，其工作流程如图甲所示。
新风系统的核心是风机，随着材料技术的发展，体积为3.0×10﹣3m3的风机叶轮采用碳纤维增强树脂代替钢来制造，使其质量减轻19.5kg。风机部分参数如表一所示，风机的风量Q指风机单位时间内排出空气的体积，风速v指风机排出空气的速度。已知风机的转速受电脑控制，与屋内空气中二氧化碳的含量ρ的平方根成正比。风机的风速v、风量Q和空气中二氧化碳的含量ρ的关系如表二所示。
表一：
额定转速n
1200r/min
额定风量Q
0.8m3/s
额定功率P
500W
表二：
风速v/（m•s﹣1）
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
二氧化碳含量ρ/%
0.050
0.072
0.098
0.162
0.200
风量Q/（m3•s﹣1）
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
（1）为承受负压影响，新风系统的管道应采用 硬 （填“软”或“硬”）管，图甲中的止风阀只能将风向室外输出，所以应向室 外 （填“内”或“外”）打开。
（2）下列有关新风系统的说法，错误的是 D 。
A.吸尘器的工作原理与新风系统原理相同
B.风机的风量与室内空间大小无关
C.进出的气流以热传递的方式来交换能量
D.新风中尘埃经过滤网被吸附在除尘器中是分子引力的作用
（3）已知ρ钢＝8.0g/cm3，则碳纤维增强树脂的密度为 1.5×103 kg/m3；当风机以额定功率运转时，室内二氧化碳的含量为 0.128 %。当风机的风量为0.5m3/s时，风机的转速为 750 r/min。
（4）为保持空气清新的同时降低夜间能耗，小明制作了图乙所示的控制风机断续工作的模拟电路，A、B两端输入如图丙所示的周期性变化的电压UAB。R0、R1、R2均为定值电阻，R0＝2Ω。当R1或R2的电功率为12W，且R0两端电压U0≤4V时风机才能启动正常工作。则开关分别接1、2各工作lh，风机消耗的电能差值为 6×105 J，电阻之比R1：R2＝ 1：4 。
【分析】（1）根据新风系统要承受负压影响分析管的类型；根据止风阀只能将风向室外输出分析阀的打开方向；
（2）根据选项逐一分析对错，选出正确答案；
（3）根据减轻的质量结合密度公式列出表达式解方程求出碳纤维树脂的密度；
根据表一可知以额定功率运转时的额定风量，根据表二数据分析求出二氧化碳含量；根据风机的转速受电脑控制，与屋内空气中二氧化碳的含量ρ的平方根成正比求出风机的风量为0.5m3/s时，风机的转速；
（4）根据电路能降低夜间能耗结合图丙可知白天和夜晚工作lh风机实际通电的时间，以及白天和夜晚AB间的电压，根据P＝求出风机消耗的电能差值；
根据P＝UI＝I2R表示出R1或R2的电功率，根据串联电路的电阻特点和欧姆定律表示出电源电压，解方程求出R1、R2的阻值，进而求出R1：R2的电阻之比。
【解答】解：（1）由于新风系统要承受负压影响，管内的压强小于管外的压强，为了保障气体顺利通过，不能让管道被压瘪，因此管道要采用硬管；由于止风阀只能向将室内风向外排出，即向外排风时阀打开，因此阀应向外打开；
（2）A、吸尘器的电机转动时，会使得密封的壳体内空气的流速增大、压强减小，外界的压强大于内部的压强形成负压；中央新风系统风机启动后，也使室内形成负压，故A正确，不符合题意；
B、风机的风量Q指风机单位时间内排出空气的体积，与室内空间大小无关，故B正确，不符合题意；
C、进出的气流的能量是由温度高的气流将能量传递给温度低的气流，因此是以热传递的方式来交换能量，故C正确，不符合题意；
D、由于尘埃是宏观上的小颗粒，不是分子，因此新风中尘埃经过滤网被吸附在除尘器中不是分子引力的作用，故D错误，符合题意。
故选D；
（3）用碳纤维增强树脂代替钢来制造后，体积不变，由ρ＝可知，减轻的质量：Δm＝m钢﹣m碳纤维＝ρ钢V﹣ρ碳纤维V，
解得：ρ碳纤维＝＝＝1.5×103kg/m3；
由表一可知，风机以额定功率运转时，额定风量Q＝0.8m3/s，分析表二数据可知二氧化碳含量为：ρ＝vQ×100%＝×1.6m/s×0.8m3/s×100%＝0.128%；
因为风机的转速与屋内空气中二氧化碳的含量ρ的平方根成正比，所以风机的转速：n＝k，则k＝，
由表一可知，额定转速n＝1200r/min，额定风量Q＝0.8m3/s，当风机的风量Q＝0.5m3/s时，二氧化碳的含量ρ＝0.050%，因为k值一定，所以＝，
解得：n2＝n1＝×1200r/min＝750r/min；
（4）由电路能降低夜间能耗，即风机白天消耗的电能比夜晚消耗的电能大，风机的正常工作的电功率W额＝500W，由P＝可知，1h内风机白天实际通电的时间比夜晚实际通电的时间长，
由图丙可知，当AB间电压为10V时，风机的工作周期为15min，每个周期内风机实际通电时间为10min，则此时1h内风机实际通电的时间为×10min＝40min＝2400s，
当AB间电压为14V时，风机的工作周期为15min，每个周期内风机实际通电时间为15min﹣10min＝5min，则此时1h内风机实际通电的时间为×5min＝20min＝1200s，
因此1h内风机白天实际通电的时间t白天＝40min，白天AB间的电压U白天＝10V，夜晚实际通电的时间t夜晚＝20min，夜晚AB间的电压U夜晚＝14V，
由P＝可知，风机消耗的电能差值：ΔW＝W白天﹣W夜晚＝Pt白天﹣Pt夜晚＝500W×2400s﹣500W×1200s＝6×105J；
由图乙可知，白天电阻R1与R0串联，此时R1的电功率：P1＝I白天2R1＝12W……①
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，此时的电源电压：U白天＝I白天R白天＝I白天（R1+R0）＝I白天（R1+2Ω）＝10V……②
由①②可知，＝，
解得：R11＝Ω，R12＝3Ω，
由串联电路的电阻特点可知，当R11＝Ω时，电路中的总电阻：R白天1＝R11+R0＝Ω+2Ω＝Ω，
电路中的电流：I白天1＝＝＝3A，
由欧姆定律可知，此时R0两端电压U0白天1＝I白天1R0＝3A×2Ω＝6V＞4V，不符合题意，
当R12＝3Ω时，电路中的总电阻：R白天2＝R12+R0＝3Ω+2Ω＝5Ω，
电路中的电流：I白天2＝＝＝2A，
此时R0两端电压U0白天2＝I白天2R0＝2A×2Ω＝4V，符合题意，
则R1的阻值R1＝3Ω；
由图乙可知，夜晚电阻R2与R0串联，此时R2的电功率：P2＝I夜晚2R2＝12W……③
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，此时的电源电压：U夜晚＝I夜晚R夜晚＝I夜晚（R2+R0）＝I夜晚（R2+2Ω）＝14V……④
由③④可知，＝，
解得：R21＝Ω，R22＝12Ω，
由串联电路的电阻特点可知，当R21＝Ω时，电路中的总电阻：R夜晚1＝R21+R0＝Ω+2Ω＝Ω，
电路中的电流：I夜晚1＝＝＝6A，
由欧姆定律可知，此时R0两端电压U0夜晚1＝I夜晚1R0＝6A×2Ω＝12V＞4V，不符合题意，
当R22＝12Ω时，电路中的总电阻：R夜晚2＝R22+R0＝12Ω+2Ω＝14Ω，
电路中的电流：I夜晚2＝＝＝1A，
此时R0两端电压U0夜晚2＝I夜晚2R0＝1A×2Ω＝2V＜4V，符合题意，
则R2的阻值R2＝12Ω；
因此电阻之比R1：R2＝3Ω：12Ω＝1：4。
故答案为：（1）硬；外；（2）D；（3）1.5×103；0.128；750；（4）6×105；1：4。
【点评】本题一道综合题，考查了流体流速与压强的关系、改变物体内能方式的判断、串联电路的特点、欧姆定律、电功率公式的应用等，关键是根据题干找出有用的信息，难度大。
2023年江苏省南通市通州区、如东县中考物理一模试卷
一、选择题（共10小题，每小题3分，满分30分）
1．（3分）“石墨烯量子点”是一种新型纳米材料，它无毒、超轻，导电、导热性能好，易于折叠与卷曲，擅长吸收不可见光。这种材料适合用来制造（ ）
A．太阳能电池 B．小轿车车身 C．绝缘防滑垫 D．新型消防服
2．（3分）2025年我国将开展宇航员登月计划。宇航员在月球上（ ）
A．声带无法振动发声
B．可利用超强声呐技术与地面通信
C．无法利用红外遥控器工作
D．用天平测量物体质量与在地球上的相同
3．（3分）如图所示为“探究水沸腾”的实验情景，下列判断正确的是（ ）
A．应该用酒精灯内焰加热
B．水沸腾过程中不再吸热升温
C．该次实验中水的沸点为98℃
D．水杯上方的白气是水汽化形成的
4．（3分）周末，小科一家到丽江边游玩。妈妈拍照时，小科正在欣赏美景：对岸树木的倒影、水中的鱼“影”……，此时地面上留下了他的身影。关于“影”的形成原理，下列说法不正确的是（ ）
A．妈妈的摄“影”——光的折射
B．树木的倒“影”——光的反射
C．水中的鱼“影”——光的反射
D．小科的身“影”——光的直线传播
5．（3分）水枪是孩子们喜爱的玩具，如图所示是常见的气压式水枪储水罐。从储水罐充气口充入空气，达到一定压强后，关闭充气口，扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。在水不断喷出的过程中（ ）
A．罐内的气压保持不变
B．罐内空气的密度不断变小
C．罐内空气的内能保持不变
D．水喷出的速度不断增大
6．（3分）如图所示的电吉它主要由“拾音器”和“音箱”组成，拾音器上装有磁铁和线圈。拨动钢弦，让其振动，导线中产生不同频率的电流，该电流经放大后通过音箱中的扬声器而发声。下列与“拾音器”工作原理相同的装置是（ ）
A．发电机 B．电磁铁 C．电磁继电器 D．电动机
7．（3分）如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定于地面，原长时上端位于O点，现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧。不计空气阻力，则小球（ ）
A．在整个运动过程中机械能不变
B．从A点向上运动至O点的过程中，速度一直增大
C．被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力
D．运动至速度最大处时，受平衡力作用
8．（3分）如图是小明设计的一种聪明的“楼梯灯”电路，S1、S2分别为声控和光控开关，实现了只有当晚上有人经过时灯才会发光的控制效果，且符合安全用电接线要求。则（ ）
A．A线为火线 B．有声音时，S1闭合
C．无光时，S2断开 D．S1、S2的位置不能互换
9．（3分）北京冬奥会上，运动员孔凡影从斜坡上A点沿直线滑到B点过程中，拍摄的频闪照片如图所示，若相机每隔0.2s闪拍一次，则孔凡影在AB间运动的平均速度最接近于（ ）
A．5m/s B．8m/s C．15m/s D．30m/s
10．（3分）如图甲为小明设计的身高体重测量仪，其电路原理如图乙所示。电源电压保持不变，R1为压敏电阻，其阻值与压力F成反比；R2为均匀电阻丝，电阻与长度成正比，滑片P随身高的增加而上滑。当开关S闭合后，则下列描述电压表示数U随身高h、电流表示数I随体重G的变化关系图像中可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
二、填空题
11．（4分）如图所示，街头无人驾驶智能清洁车正在清扫路面。
（1）车身上的LED灯是由 （填“超导体”或“半导体”）材料制成的；
（2）车辆配置的5G网络利用 传输信号，在工作中遇到透明障碍物时，利用 才能较好地定位绕行；（均填“超声波”或“电磁波”）
（3）车轮外表制作成凹凸形状，目的是 。
12．（4分）课外制作“浮沉子”活动中，小明将装有适量水的小瓶瓶口向下，使其漂浮在大塑料瓶内的水面上，如图所示。已知ρ水＝1.0g/cm3。
（1）用力挤压大塑料瓶前，应使大塑料瓶 （填“敞口”或“封口”），此时小瓶受到的浮力 （填“小于”、“等于”或“大于”）重力；
（2）若小瓶的总体积为16cm3，刚开始时小瓶露出液面的体积为4cm3，则浸没后再次进入小瓶内水的质量至少应为 g；
（3）用手压大塑料瓶，先使小瓶悬停在A点，此时小瓶内水的质量为m1，再改变手对塑料瓶压力，使其悬停于较深的B点，此时小瓶内水的质量为m2，则m1 m2。
13．（4分）小明利用轻质吸盘和粗细、质量分布均匀的杠杆估测大气压，实验装置如图所示。已知吸盘与玻璃板的接触面积为1cm2，当盘刚要离开玻璃板时，测力计示数如图。
（1）实验中小明将吸盘蘸水后用力挤压在光滑玻璃板上，这样做的目的是 ；
（2）根据小明的实验设计，可计算出大气压值为 Pa；
（3）实验结果明显比一标准大气压值 ，其原因可能是 。
14．（4分）某款太阳能电池板，它能确保与日照方向始终垂直，使其吸收的太阳能最多。该电池板装有自动清洁装置，电池板相关参数如表。已知：水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），焦炭的热值q＝3×107J/kg。
叶片面积
光电转换效率
充电效率
清洁功率
25m2
20%
70%
1kW
（1）太阳能属于 （填“常规”或“新”）能源；
（2）电池板自动清洁一次需要120min，需要消耗的电能为 度；这一能量需要完全燃烧 kg焦炭；
（3）某天，电池板接收太阳辐射的平均功率为1000W/m2，转化的电能直接供功率为4kW的用电器工作，多余的电能存储在电池中，晚上将当天存储的电能全部转化为内能，可将50kg的水升温40℃，则当天的日照时间为 min。
15．（5分）图甲所示的电暖器可通过两个开关形成多挡位调节，其电路原理图如图乙。两电热丝阻值R1＜R2，电热丝阻值随温度的变化忽略不计。S1、S2为挡位开关。
（1）在使用电暖器时，应选用 孔插座；
（2）若家中仅使用该电暖器的最高挡工作1min，测得如图丙所示的电能表指示灯闪烁了120次，则最高挡功率为 W，该过程消耗的电能为 J；
（3）分析图乙可知，该电暖器共有 个挡位，当置于最低挡时，S1接 。
16．（2分）如图，光线AO由玻璃斜射进入空气，作出反射光线和大致的折射光线。
17．（2分）如图，在桌面用最小的力把桌腿B抬离地面，在抬起时桌腿A没有滑动。图中G为桌子所受的重力，请画出最小动力F1和阻力臂l2。
18．（2分）在图中标出小磁针的N极和A点的磁感线方向。
19．（6分）小明家装修房屋，一箱质量为80kg的建筑材料放在水平地面上，它与水平地面的接触面积是104cm2。装修工人用500N的拉力F通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升。（g＝10N/kg）求：
（1）建筑材料放在水平地面上时对地面的压强；
（2）滑轮组的机械效率。
20．（7分）如图，L是标有“6V 1.2W”字样的小灯泡，R是定值电阻。断开开关S2，闭合开关S1和S3，灯泡正常发光，电流表的示数为0.5A。求：
（1）灯泡正常发光时的电流和电阻；
（2）定值电阻R的阻值；
（3）断开开关S1和S3，闭合开关S2，改变电源电压，当灯泡仍正常发光时电路的总功率。
21．（6分）小明在“探究凸透镜成像规律”实验中，进行了如下操作：
（1）实验前，应调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的 上；
（2）通过探究，记录并绘制了像距v与物距u之间的关系图像如图甲所示，则该凸透镜的焦距是 cm；
（3）如图乙所示，可在光屏上得到一个清晰的像，生活中的 （填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用该成像原理工作的；若保持透镜位置不变，让蜡烛和光屏分别以1cm/s和2cm/s的速度，从图示位置同时匀速向左运动过程中，看到光屏上只能成一次清晰的像，则蜡烛移动的时间为 s，所成的像是 （填“放大”、“缩小”或“等大”）的。
（4）在图乙中，小明将一眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原本清晰的像变模糊了，向右移动光屏，光屏上的像又变清晰了，说明该眼镜是 （填“近视”或“远视”）眼镜。
22．（8分）在“测量小灯泡正常发光时电阻”的实验中，电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
（1）如图甲所示，闭合开关后，发现只有 有示数，经检查发现有一根导线连接错误。请在错误导线上打“×”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确；
（2）改正错误后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑片适当向 （填“左”或“右”）滑动；
（3）图丙是小灯泡的电流随电压变化的关系图像，根据图像可知，小灯泡正常发光时的电阻为 Ω；
（4）在实际测量过程中，调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小ΔR1，相应的小灯泡的阻值将变化ΔR2，则ΔR1 ΔR2（填“＞”、“＜”或“＝”）；
（5）实验结束后，某同学设计了如图丁的电路来测定额定电压为3V的小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压为9V，定值电阻R1的阻值为10Ω。实验步骤如下：
①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 V时，灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，闭合S、S2，断开S1，此时电压表示数为4V；再将滑动变阻器R2的滑片移至最左端，此时电压表示数为7V；
③小灯泡正常发光时电阻为RL＝ Ω。
23．（7分）小明是一个建筑爱好者，他被图甲所示的我国南极泰山科考站主楼的外形设计所吸引。他认为这种多棱柱的结构设计可能是为了更好地承受南极冰雪的压力。那么主楼能承受的最大压力可能与哪些因素有关呢？如图乙所示，小明将打印纸剪成大小相等的四部分，然后分别做成如图丙所示的两组正多棱柱进行模拟探究。实验中g取10N/kg。
（1）分析图丙所示的设计方案，推测小明可能认为多棱柱能承受的最大压力与“棱数和棱高”有关，与棱柱的 （填“质量”或“底面积”）无关。
（2）为了比较棱柱能承受的最大压力，小明将棱柱放在水平桌面上，把圆台形小桶轻轻放在棱柱上，如图丁。为使棱柱受力均匀，放置时应将小桶的中轴线与棱柱的中轴线 ，缓缓向小桶中加水至棱柱变形，用天平测量出此时小桶和水的总质量m。
（3）换用不同的棱柱，多次实验，收集部分数据记录在下表。棱柱高b的测量数据如图乙所示，第2次实验的总质量m如图戊所示，将数据补录入表格。
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
多棱柱的高度/cm
a＝14.85
b＝
多棱柱的棱数
三
四
六
八
三
四
六
八
小桶和水的总质量m/g
185
281
345
243
298
518
（4）比较实验序号1和5、2和6、4和8三组数据，可得初步结论： 。
（5）分析实验数据规律，可推算第7次实验的六棱柱能承受的最大压力为 N，进一步推理分析可知：同等条件下，圆柱体所能承受的压力更 。
24．（9分）阅读短文，回答问题。
中央新风系统
中央新风系统由风机、进风口、排风口及各种管道和净化器组成。风机启动后，室内受污染的空气经排风口及风机排往室外，使室内形成负压，这样室外新鲜空气便经进风口送入，在送风的同时对新风进行预热、过滤和除尘处理，从而使室内空气中二氧化碳的含量保持在占空气体积的0.03%左右，其工作流程如图甲所示。
新风系统的核心是风机，随着材料技术的发展，体积为3.0×10﹣3m3的风机叶轮采用碳纤维增强树脂代替钢来制造，使其质量减轻19.5kg。风机部分参数如表一所示，风机的风量Q指风机单位时间内排出空气的体积，风速v指风机排出空气的速度。已知风机的转速受电脑控制，与屋内空气中二氧化碳的含量ρ的平方根成正比。风机的风速v、风量Q和空气中二氧化碳的含量ρ的关系如表二所示。
表一：
额定转速n
1200r/min
额定风量Q
0.8m3/s
额定功率P
500W
表二：
风速v/（m•s﹣1）
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
二氧化碳含量ρ/%
0.050
0.072
0.098
0.162
0.200
风量Q/（m3•s﹣1）
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
（1）为承受负压影响，新风系统的管道应采用 （填“软”或“硬”）管，图甲中的止风阀只能将风向室外输出，所以应向室 （填“内”或“外”）打开。
（2）下列有关新风系统的说法，错误的是 。
A.吸尘器的工作原理与新风系统原理相同
B.风机的风量与室内空间大小无关
C.进出的气流以热传递的方式来交换能量
D.新风中尘埃经过滤网被吸附在除尘器中是分子引力的作用
（3）已知ρ钢＝8.0g/cm3，则碳纤维增强树脂的密度为 kg/m3；当风机以额定功率运转时，室内二氧化碳的含量为 %。当风机的风量为0.5m3/s时，风机的转速为 r/min。
（4）为保持空气清新的同时降低夜间能耗，小明制作了图乙所示的控制风机断续工作的模拟电路，A、B两端输入如图丙所示的周期性变化的电压UAB。R0、R1、R2均为定值电阻，R0＝2Ω。当R1或R2的电功率为12W，且R0两端电压U0≤4V时风机才能启动正常工作。则开关分别接1、2各工作lh，风机消耗的电能差值为 J，电阻之比R1：R2＝ 。
2023年江苏省南通市通州区、如东县中考物理一模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（共10小题，每小题3分，满分30分）
1．（3分）“石墨烯量子点”是一种新型纳米材料，它无毒、超轻，导电、导热性能好，易于折叠与卷曲，擅长吸收不可见光。这种材料适合用来制造（ ）
A．太阳能电池 B．小轿车车身 C．绝缘防滑垫 D．新型消防服
【分析】石墨烯量子点（GQD）是横向尺寸小于100 nm的几层石墨烯片，具有很强的量子限域和边缘效应。GQD具有生物相容性、光稳定性并且继承了石墨烯出色的热力性质、电性质和机械性能。因此，它们具有独特的物理性质，如强光致发光，导电性，导热性，它比钢强200倍。这些功能大大促进了各种最先进的应用：光学增白剂；用于安全应用的爆炸物示踪剂；生物成像标记物；荧光聚合物；抗菌、抗生物污染、消毒系统；重金属、湿度和压力传感器；电池；闪存设备；光伏设备；发光二极管。
【解答】石墨烯量子点太阳能电池是第三代太阳能电池，引入了纳米技术与最子力学理论，尽管目前尚没有制作出超高转换效率的实用太阳能电池，但是大量的理论计算和实验研究已经证实，最子点太阳能电池将会在未来显示出巨大的发展前景。
故选：A。
【点评】石墨烯量子点太阳能电池有着良好的应用前景，但真正意义上的最子点太阳能电池还有待深入研究。
2．（3分）2025年我国将开展宇航员登月计划。宇航员在月球上（ ）
A．声带无法振动发声
B．可利用超强声呐技术与地面通信
C．无法利用红外遥控器工作
D．用天平测量物体质量与在地球上的相同
【分析】（1）声音是由物体振动产生的；
（2）月球上是真空环境；声音的传播需要介质，真空不能传声；
（3）红外遥控器是利用了红外线的热效应工作的；
（4）质量是物体本身的一种属性，不随位置、状态、形状的改变而改变。
【解答】解：
A、月球上宇航员的声带可以振动发声，故A错误；
B、月球上是真空环境，而真空不能传声，所以不能利用超强声呐技术与地面通信，故B错误；
C、红外遥控器是利用了红外线的热效应工作的，因此宇航员在月球上同样可以利用红外遥控器工作，故C错误；
D、质量是物体本身的一种属性，不随位置、状态、形状的改变而改变，因此用天平测量物体质量与在地球上的相同，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了声音的产生和传播、红外遥控器的工作原理以及质量的定义，难度一般。
3．（3分）如图所示为“探究水沸腾”的实验情景，下列判断正确的是（ ）
A．应该用酒精灯内焰加热
B．水沸腾过程中不再吸热升温
C．该次实验中水的沸点为98℃
D．水杯上方的白气是水汽化形成的
【分析】（1）运用酒精灯的火焰分为外焰、内焰和焰心及外焰的温度最高，焰心的温度低相关知识解答此选项；
（2）液体在沸腾过程中，不断地吸收热量，但是温度保持沸点不变；
（3）水沸腾时吸热温度不变，不变的温度即为沸点；
（4）物质由气态变为液态的过程叫液化，液化时要放出热量。
【解答】解：A、酒精灯的火焰分为外焰、内焰和焰心，外焰的温度最高，焰心的温度低，所以选用外焰加热，故A错误。
B、烧开水时，水在沸腾过程中仍然要不断吸热，但是温度保持不变，故B错误；
C、水沸腾时吸热温度不变，不变的温度即为沸点，由图所示，水的沸点是98℃，故C正确；
D、水杯口上方的白气是水蒸气遇冷液化成的小水滴，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了酒精灯火焰的分层情况和各层的温度高低，还要知明确物态变化现象在生活中随处可见，尤其是液化现象，各种“白气”都是水蒸气遇冷液化形成的。
4．（3分）周末，小科一家到丽江边游玩。妈妈拍照时，小科正在欣赏美景：对岸树木的倒影、水中的鱼“影”……，此时地面上留下了他的身影。关于“影”的形成原理，下列说法不正确的是（ ）
A．妈妈的摄“影”——光的折射
B．树木的倒“影”——光的反射
C．水中的鱼“影”——光的反射
D．小科的身“影”——光的直线传播
【分析】（1）“摄影”，即利用照相机照相，是利用凸透镜成像，属于光的折射。
（2）“倒影”属于平面镜成像，是光的反射原理。
（3）水中鱼上反射的光从水中斜射入空气中时，发生折射，折射光线远离法线，当人逆着折射光线的方向看时，看到的是鱼的虚像；
（4）影子的形成、日月食以及小孔成像都是光沿直线传播形成的。
【解答】解：
A、妈妈的摄“影”，属于凸透镜成像，是由光的折射形成的，故A项说法正确；
B、树木的倒“影”，属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故B项说法正确；
C、水中的鱼“影”，水中鱼上反射的光从水中斜射入空气中时，发生折射，折射光线远离法线，当人逆着折射光线的方向看时，看到的是鱼的虚像，即鱼“影”是由光的折射形成的，故C项说法错误；
D、小科的身“影”，是由于光的直线传播形成的，故D项说法正确。
故选：C。
【点评】本题主要考查了光现象中的几种“影”，在学习过程中要注意区分。熟练掌握其原理；对于生活中的现象要善于分析和总结，达到学以致用的目的。
5．（3分）水枪是孩子们喜爱的玩具，如图所示是常见的气压式水枪储水罐。从储水罐充气口充入空气，达到一定压强后，关闭充气口，扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。在水不断喷出的过程中（ ）
A．罐内的气压保持不变
B．罐内空气的密度不断变小
C．罐内空气的内能保持不变
D．水喷出的速度不断增大
【分析】（1）密闭容器内，一定质量的气体，体积增大，压强减小；
（2）气体体积增大，质量不变，根据密度公式分析密度变化；
（3）做功可以改变物体的内能，物体对外做功内能减小；
（4）气体压强减小，给水流的压力不断减小，据此分析水喷出的速度变化。
【解答】解：A、在水不断喷出的过程中，气体体积增大，质量不变，压强减小，故A错误。
B、在水不断喷出的过程中，气体体积增大，质量不变，根据ρ＝可知，罐内空气的密度不断变小，故B正确。
C、在水不断喷出的过程中，罐内气体体积增大，压迫水流喷出，气体对外做功，内能减小，故C错误。
D、由A知，在水不断喷出的过程中，罐内气体压强减小，给水流的压力不断减小，所以水喷出的速度不断减小，故D错误。
故选：B。
【点评】此题考查做功改变物体的内能、密度公式的应用，气体压强跟体积的关系等，是一道综合性较强的题目，难度适中，要求学生熟练掌握相关基础知识。
6．（3分）如图所示的电吉它主要由“拾音器”和“音箱”组成，拾音器上装有磁铁和线圈。拨动钢弦，让其振动，导线中产生不同频率的电流，该电流经放大后通过音箱中的扬声器而发声。下列与“拾音器”工作原理相同的装置是（ ）
A．发电机 B．电磁铁 C．电磁继电器 D．电动机
【分析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，该现象称为电磁感应现象。
【解答】解：电吉它的拾音吕由磁铁和线圈组成，钢弦被磁化，当拨动钢弦，相当于线圈做切割磁感线运动，在线圈中就会产生对应的音频电流，电吉他是利用电磁感应现象的原理制成的。
A、发电机也是利用电磁感应现象的原理制成的，故A正确；
BC、电磁铁、电磁继电器是利用电流的磁效应原理制成的，故BC错误；
D、电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用而转动的原理制成的，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了电磁感应现象在实际生活中的应用实例。
7．（3分）如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定于地面，原长时上端位于O点，现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧。不计空气阻力，则小球（ ）
A．在整个运动过程中机械能不变
B．从A点向上运动至O点的过程中，速度一直增大
C．被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力
D．运动至速度最大处时，受平衡力作用
【分析】（1）离开弹簧之前 弹簧的弹性势能转化为小球的机械能。
（2）弹簧从A点向B点运动过程中，弹性势能转化为动能，脱离弹簧后，动能转化为重力势能。
（3）被释放瞬间，所受弹力大于重力。
（4）运动至速度最大处时，受到的重力和弹力平衡。
【解答】解：A、离开弹簧之前 弹簧的弹性势能转化为小球的机械能，小球的机械能增加；离开弹簧后，小球的机械能不变，则整个过程小球的机械能不守恒，故A错误；
B、从A点开始向上运动时，弹力大于重力，小球所受合力方向向上，速度不断增大；当弹力小于重力时，其所受合力方向向下，速度不断变小；所以速度先增大后减小，故B错误；
C、被释放瞬间，所受弹力大于重力，故C错误；
D、开始向上运动时，弹力大于重力，小球所受合力方向向上，速度不断增大；当弹力等于重力时，速度达到最大值，此时受平衡力作用，当弹力小于重力时，其所受合力方向向下，速度不断变小，故D正确。
故选：D。
【点评】知道动能和势能的影响因素；知道力和运动的关系。
8．（3分）如图是小明设计的一种聪明的“楼梯灯”电路，S1、S2分别为声控和光控开关，实现了只有当晚上有人经过时灯才会发光的控制效果，且符合安全用电接线要求。则（ ）
A．A线为火线 B．有声音时，S1闭合
C．无光时，S2断开 D．S1、S2的位置不能互换
【分析】电路中开关控制用电器时，开关和用电器是串联的。光控开关和声控开关同时控制一盏灯，同时符合光暗到一定程度，而且有一定的声音时电灯才发光，两个开关和灯泡应该是串联的；在家庭电路中，为了用电的安全，开关应接在用电器和火线之间。
【解答】解：
A、根据图示可知，开关接在了B线与灯泡之间，所以B为火线、A为零线，故A错误；
BC、根据题意可知，有声音时，S1闭合，无光时，开关S2闭合，此时灯泡会发光，故B正确、C错误；
D、在串联电路中，开关的位置改变，控制作用不变，所以S1、S2的位置能互换，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了家庭电路的连接，属于基础题。
9．（3分）北京冬奥会上，运动员孔凡影从斜坡上A点沿直线滑到B点过程中，拍摄的频闪照片如图所示，若相机每隔0.2s闪拍一次，则孔凡影在AB间运动的平均速度最接近于（ ）
A．5m/s B．8m/s C．15m/s D．30m/s
【分析】运动员的身高约为1.9m，由图可知AB间的距离约为3个运动员的身高，据此可知AB间的距离，根据题意可知相机每隔0.2s闪拍一次，据此求出运动员从A到B运动的时间，根据速度公式求出孔凡影在AB间运动的平均速度最接近的值。
【解答】解：运动员的身高约为1.9m，由图可知，AB间的距离约为3个运动员的身高，即身高s＝3×1.9m＝5.7m，
根据题意可知相机每隔0.2s闪拍一次，即运动员从A到B运动的时间t＝2×0.2s＝0.4s，
则孔凡影在AB间运动的平均速度：v＝＝＝14.25m/s，故C选项最符合题意。
故选：C。
【点评】本题考查速度公式的应用，难度不大。
10．（3分）如图甲为小明设计的身高体重测量仪，其电路原理如图乙所示。电源电压保持不变，R1为压敏电阻，其阻值与压力F成反比；R2为均匀电阻丝，电阻与长度成正比，滑片P随身高的增加而上滑。当开关S闭合后，则下列描述电压表示数U随身高h、电流表示数I随体重G的变化关系图像中可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】由电路图甲可知，滑动变阻器与压敏电阻R并联，电压表测滑动变阻器电阻丝下端与滑片P之间电阻丝两端的电压，电流表测R1支路的电流；
当人的身高增大时，根据滑片的移动方向分析与电压表并联部分电阻的变化，根据欧姆定律分析通过R2电流的变化，根据U＝IR分析电压表示数的变化；
压敏电阻的阻值与压力F成反比，利用欧姆定律表示通过压敏电阻的电流，分析函数关系即可。
【解答】解：由电路图可知，滑动变阻器与压敏电阻R并联，电压表测滑动变阻器滑片P下方电阻丝两端的电压，电流表测R1支路的电流；
因电压表的内阻很大，在电路中相当于断路，所以滑动变阻器滑片移动时，R2接入电路中的电阻不变，由欧姆定律可知通过R2的电流不变；
人的身高越高，滑片会向上移动，与电压表并联部分的电阻变大，根据U＝IR可知电压表示数变大，当滑片移动到最上端时，与电压表并联部分的电阻最大，电压表示数保持不变，当人的身高偏低时，电压表测量导线两端的电压，示数为0，所以电压表的示数由0先变大，然后保持不变，故A错误，B正确；
R1为压敏电阻，其阻值与压力F成反比，设R1F＝k，则R1＝，
根据欧姆定律可知通过压敏电阻的电流I＝＝＝•F，分析函数关系可知I与F成正比，故CD错误。
故选：B。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用以及电路的动态分析，分析好电路的结构是关键。
二、填空题
11．（4分）如图所示，街头无人驾驶智能清洁车正在清扫路面。
（1）车身上的LED灯是由 半导体 （填“超导体”或“半导体”）材料制成的；
（2）车辆配置的5G网络利用 电磁波 传输信号，在工作中遇到透明障碍物时，利用 超声波 才能较好地定位绕行；（均填“超声波”或“电磁波”）
（3）车轮外表制作成凹凸形状，目的是 增大摩擦力 。
【分析】（1）LED灯的材料由半导体制成；
（2）根据电磁波和超声波的性质分析；
（3）影响滑动摩擦力大小的因素：压力大小、接触面的粗糙程度。
【解答】解：（1）车身的LED灯本质是发光二极管，它由半导体材料制成；
（2）车辆配置的5G网络利用电磁波传输信号，超声波是以波的形式传播的，遇到障碍物时会反射从而被机器人接收，超声波的特点是遇到障碍物会反射，电磁波没有这个特点；
（3）清洁车采用凹凸材质的轮皮，是为了在压力一定时通过增大清洁车与地面的粗糙程度而增大摩擦力。
故答案为：（1）半导体；（2）电磁波；超声波；（3）增大摩擦力。
【点评】本题考查了半导体的应用、超声波的应用、增大摩擦力的方法，属于基础题。
12．（4分）课外制作“浮沉子”活动中，小明将装有适量水的小瓶瓶口向下，使其漂浮在大塑料瓶内的水面上，如图所示。已知ρ水＝1.0g/cm3。
（1）用力挤压大塑料瓶前，应使大塑料瓶 封口 （填“敞口”或“封口”），此时小瓶受到的浮力 等于 （填“小于”、“等于”或“大于”）重力；
（2）若小瓶的总体积为16cm3，刚开始时小瓶露出液面的体积为4cm3，则浸没后再次进入小瓶内水的质量至少应为 4 g；
（3）用手压大塑料瓶，先使小瓶悬停在A点，此时小瓶内水的质量为m1，再改变手对塑料瓶压力，使其悬停于较深的B点，此时小瓶内水的质量为m2，则m1 ＝ m2。
【分析】（1）用力挤压大塑料瓶前，应使大塑料瓶封口，此时小瓶处于漂浮状态，物体漂浮时受到的浮力等于重力；
（2）根据ΔF浮＝ρ水gΔV排计算小瓶浸没后受到的浮力与漂浮时受到的浮力的差值，根据阿基德原理可知浸没后再次进入小瓶内水的重力等于ΔF浮，进一步计算浸没后再次进入小瓶内水的质量；
（3）小瓶悬停时处于悬浮状态，悬浮时受到的浮力等于自身重力，根据G＝mg可知瓶内水的质量不变。
【解答】解：（1）用力挤压大塑料瓶前，应使大塑料瓶封口，此时小瓶处于漂浮状态，小瓶漂浮时小瓶受到的浮力等于重力；
（2）小瓶浸没后受到的浮力与漂浮时受到的浮力的差值：ΔF浮＝ρ水gΔV排＝1×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣6m3＝0.04N，
根据阿基米德原理可知浸没后再次进入小瓶内水的重力等于ΔF浮，则浸没后再次进入小瓶内水的质量m＝＝＝0.004kg＝4g；
（3）小瓶悬停时处于悬浮状态，受到的浮力等于自身重力，根据G＝mg可知瓶内水的质量不变，即m1＝m2。
故答案为：（1）封口；等于；（2）4；（3）＝。
【点评】本题考查物体的浮沉条件、阿基米德原理的灵活运用，在学习中应注意将所学知识灵活应用到生活实际中去。
13．（4分）小明利用轻质吸盘和粗细、质量分布均匀的杠杆估测大气压，实验装置如图所示。已知吸盘与玻璃板的接触面积为1cm2，当盘刚要离开玻璃板时，测力计示数如图。
（1）实验中小明将吸盘蘸水后用力挤压在光滑玻璃板上，这样做的目的是 将吸盘内的空气排干净 ；
（2）根据小明的实验设计，可计算出大气压值为 7.8×104 Pa；
（3）实验结果明显比一标准大气压值 小 ，其原因可能是 没有排尽吸盘内的空气。 。
【分析】（1）用力挤压是为了排净吸盘内的空气，这一步非常重要；
（2）根据杠杆的平衡条件求得拉力F的大小；根据p＝即可计算大气压强；
（3）没有排尽吸盘内的空气，可使测量结果偏小。
【解答】解：（1）蘸水和用力挤压吸盘都是为了尽量将吸盘内的空气排干净，这样里面没有气压，外面的大气压才能将其紧紧压在玻璃板上；
（2）如图在实验中，由杠杆的平衡条件得：2.6N×3L＝F×L，解得F＝7.8N，就等于大气对吸盘的压力，
吸盘的横截面积S＝1cm2＝1×10﹣4m2，所以大气压强为p＝＝＝7.8×104Pa；
（3）实验结果明显比一标准大气压值小，其原因可能是没有排尽吸盘内的空气。
故答案为：（1）将吸盘内的空气排干净；（2）7.8×104；（3）小；没有排尽吸盘内的空气。
【点评】本题考查大气压的测量实验以及误差分析，难度不大。
14．（4分）某款太阳能电池板，它能确保与日照方向始终垂直，使其吸收的太阳能最多。该电池板装有自动清洁装置，电池板相关参数如表。已知：水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），焦炭的热值q＝3×107J/kg。
叶片面积
光电转换效率
充电效率
清洁功率
25m2
20%
70%
1kW
（1）太阳能属于 新 （填“常规”或“新”）能源；
（2）电池板自动清洁一次需要120min，需要消耗的电能为 2 度；这一能量需要完全燃烧 0.24 kg焦炭；
（3）某天，电池板接收太阳辐射的平均功率为1000W/m2，转化的电能直接供功率为4kW的用电器工作，多余的电能存储在电池中，晚上将当天存储的电能全部转化为内能，可将50kg的水升温40℃，则当天的日照时间为 200 min。
【分析】（1）太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的，来自太阳的辐射能量。
（2）根据W＝Pt计算消耗的电能，根据m＝计算需要的焦炭。
（3）先算出白天太阳能电池接受太阳辐射的功率，再算出白天储存的电功率，然后算出水吸收的电能，最后算出时间。
【解答】解：（1）太阳是近几年开发的能源，属于新能源。
（2）消耗的电能：
t＝120min＝2h，
W＝Pt＝1kW×2h＝2kW•h＝2度；
因为W＝Q＝2×3.6×106J＝7.2×106J，需要燃烧的焦炭：
m＝＝＝0.24kg；
（3）白天太阳能电池接受太阳辐射的功率：
P太＝25m2×1000W/m2＝2.5×104W；
白天获得的电功率：
P电＝ηP太＝20%×2.5×104W＝5000W；
白天剩余的功率：
P剩＝P电﹣P白＝5000W﹣4000W＝1000W；
蓄电池的储存功率：
P储＝ηP剩＝70%×1000W＝700W；
W电＝Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×40℃＝8.4×106J；
日照的时间为：
t＝＝＝1.2×104s＝1.2×104×min＝200min。
故答案为：（1）新；（2）2；0.24；（3）200。
【点评】本题考查了能源分类、电功和热量的计算，属于基础题。
15．（5分）图甲所示的电暖器可通过两个开关形成多挡位调节，其电路原理图如图乙。两电热丝阻值R1＜R2，电热丝阻值随温度的变化忽略不计。S1、S2为挡位开关。
（1）在使用电暖器时，应选用 3 孔插座；
（2）若家中仅使用该电暖器的最高挡工作1min，测得如图丙所示的电能表指示灯闪烁了120次，则最高挡功率为 2400 W，该过程消耗的电能为 1.44×105 J；
（3）分析图乙可知，该电暖器共有 4 个挡位，当置于最低挡时，S1接 b 。
【分析】（1）为了安全用电，避免触电危险，在使用金属外壳的用电器时应选用三孔插座；
（2）已知电能表指示灯的闪烁3000次，消耗1度电，由题可知指示灯闪烁了120次，则可求1min消耗的电能，在根据P＝求高温挡功率；
（3）当S1接b，S2断开时，R1和R2串联，此时电阻最大，根据P＝可知，此时功率最小，故为低温挡；
当S1接a，S2闭合，R1和R2并联，故为高温挡；
当S1接a，S2断开，R1连入电路，为加热1挡；
当S1接b，S2闭合时，R2接入电路，为加热2挡；
【解答】解：（1）为了安全用电，避免触电危险，在使用金属外壳的用电器时应选用三孔插座；
（2）已知电能表指示灯的闪烁3000次，消耗1度电，当指示灯闪烁120次时，消耗的电能W＝＝0.04kW•h＝0.04×3.6×106J＝1.44×105J；
则电功率P＝＝＝2400W；
（3）当S1接b，S2断开时，R1和R2串联，此时电阻最大，根据P＝可知，功率最小，故为低温挡；
当S1接a，S2闭合，R1和R2并联，故为高温挡；
当S1接a，S2断开，R1连入电路，为加热1挡；
当S1接b，S2闭合时，R2接入电路，为加热2挡；
由此可得该电暖气有4个挡位。
故答案为：（1）3；（2）2400；1.44×105；（3）4；b。
【点评】本题考查三孔插座的应用、电能表的应用、电功和电功率的计算、电路的动态分析，属于综合题目，有一定难度。
16．（2分）如图，光线AO由玻璃斜射进入空气，作出反射光线和大致的折射光线。
【分析】根据反射定律：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，画出反射光线；根据光由空气斜射进入玻璃时遵循：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，作出折射光线。
【解答】解：光线AO射向玻璃时会发生反射，根据反射角等于入射角，在法线右侧的玻璃中画出反射光线OB；
光线AO由玻璃斜射进入空气，折射角大于入射角，据此在法线上方的空气中斜向上画出折射光线OC，如图所示：
【点评】光从一种透明介质斜射进入另一种透明介质时，若同时发生反射和折射，注意反射与入射在同一种介质中，折射与入射在两种不同的介质中。
17．（2分）如图，在桌面用最小的力把桌腿B抬离地面，在抬起时桌腿A没有滑动。图中G为桌子所受的重力，请画出最小动力F1和阻力臂l2。
【分析】（1）力臂的概念：力臂是指从支点到力的作用线的距离；
（2）杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F1L1＝F2L2），在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小。
【解答】解：由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小。在桌面用最小的力把桌腿B抬离地面时，支点在A点，OC为最长动力臂，动力最小，过C点垂直于AC向上作出最小动力F1的示意图；
延长重力G的作用线，从A点向重力G的作用线引垂线段，垂线段的长即为阻力臂l2。如下图所示：
【点评】根据杠杆的平衡条件，要使杠杆上的力最小，必须使该力的力臂最大，而力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远，所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点，这两点的连线就是最长的力臂，过力的作用点作垂线就是最小的力。
18．（2分）在图中标出小磁针的N极和A点的磁感线方向。
【分析】由电源的正负极确定电流流向，再利用安培定则可判断螺线管的极性，利用磁极间的作用规律确定小磁针的N极，在磁体外部，磁感线从N极出，再回到S极。
【解答】解：电流由右侧流入，由安培定则知电磁铁的左侧为N极，右侧为S极；由磁极间的相互作用可知小磁针左侧为N极，右侧为S极。通电螺线管外部磁感线由N极指向S极。如图所示：
【点评】本题考查了安培定则的应用、磁极间的作用规律、磁感线方向的规定，属于基础题目。
19．（6分）小明家装修房屋，一箱质量为80kg的建筑材料放在水平地面上，它与水平地面的接触面积是104cm2。装修工人用500N的拉力F通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升。（g＝10N/kg）求：
（1）建筑材料放在水平地面上时对地面的压强；
（2）滑轮组的机械效率。
【分析】（1）根据G＝mg求出建筑材料的重力，建筑材料对水平地面的压力大小等于建筑材料的重力，根据p＝求出建筑材料对水平地面的压强；
（2）由图可知n＝2，根据公式η＝＝＝＝求出滑轮组的机械效率。
【解答】解：（1）建筑材料的重力：G＝mg＝80kg×10N/kg＝800N，
建筑材料对水平地面的压力：F压＝G＝800N，
建筑材料对水平地面的压强：p＝＝＝800Pa；
（2）由图可知n＝2，则滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝80%。
答：（1）建筑材料放在水平地面上时对地面的压强为800Pa；
（2）滑轮组的机械效率为80%。
【点评】本题考查了重力公式、压强定义式和机械效率公式的灵活运用，关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等。
20．（7分）如图，L是标有“6V 1.2W”字样的小灯泡，R是定值电阻。断开开关S2，闭合开关S1和S3，灯泡正常发光，电流表的示数为0.5A。求：
（1）灯泡正常发光时的电流和电阻；
（2）定值电阻R的阻值；
（3）断开开关S1和S3，闭合开关S2，改变电源电压，当灯泡仍正常发光时电路的总功率。
【分析】（1）根据P＝UI、欧姆定律可计算出灯泡正常发光时电流和电阻；
（2）灯泡正常发光；根据灯泡的额定电压可知电源电压，利用并联电路电流规律求出通过定值电阻的电流，最后根据欧姆定律的变形公式求出定值电阻R的阻值；
（3）断开开关S1和S3，闭合开关S2，定值电阻R和灯泡L串联；根据串联电路电阻的特点求出电路的总电阻，又已知灯泡正常发光的电流，再利用P＝I2R求出电路的总功率。
【解答】解：（1）灯泡正常发光时，根据P＝UI得，通过小灯泡的电流：，
根据欧姆定律得，小灯泡的电阻：＝30Ω；
（2）断开开关S2，闭合开关S1和S3时，电阻R和灯泡L并联，灯泡正常发光，所以电源电压等于灯泡的额定电压，即6V；
因为并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以通过R的电流：IR＝I﹣IL＝0.5A﹣0.2A＝0.3A；
由I＝可知，定值电阻R的阻值：R＝＝20Ω；
（3）断开开关S1和S3，闭合开关S2，定值电阻R和灯泡L串联，此时电路中的总电阻：R总＝RL+R＝30Ω+20Ω＝50Ω；
因为灯泡正常发光，所以电路中的电流为IL＝0.2A，
则电路的总功率：P＝R总＝（0.2A）2×50Ω＝2W。
答：（1）灯泡正常发光时的电流是0.2A，电阻是30Ω；
（2）定值电阻R的阻值是20Ω；
（3）断开开关S1和S3，闭合开关S2，改变电源电压，当灯泡仍正常发光时电路的总功率是2W。
【点评】本题考查了串联电路和并联电路的特点以及电功、欧姆定律、电功率公式的灵活应用，知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等以及开关闭合、断开时电路的串并联是关键。
21．（6分）小明在“探究凸透镜成像规律”实验中，进行了如下操作：
（1）实验前，应调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的 主光轴 上；
（2）通过探究，记录并绘制了像距v与物距u之间的关系图像如图甲所示，则该凸透镜的焦距是 10 cm；
（3）如图乙所示，可在光屏上得到一个清晰的像，生活中的 投影仪 （填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用该成像原理工作的；若保持透镜位置不变，让蜡烛和光屏分别以1cm/s和2cm/s的速度，从图示位置同时匀速向左运动过程中，看到光屏上只能成一次清晰的像，则蜡烛移动的时间为 15 s，所成的像是 缩小 （填“放大”、“缩小”或“等大”）的。
（4）在图乙中，小明将一眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原本清晰的像变模糊了，向右移动光屏，光屏上的像又变清晰了，说明该眼镜是 近视 （填“近视”或“远视”）眼镜。
【分析】（1）实验前，应调整烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上；
（2）当物距等于2倍焦距时，成倒立、等大的实像，像距等于二倍焦距；
（3）物距大于1倍焦距小于2倍焦距时，成倒立、放大的实像，像距大于2倍焦距，物距小于像距；
凸透镜成实像时，物远像近像变小，光路具有可逆性；
（4）近视眼镜为凹透镜，对光线具有发散作用。
【解答】解：（1）为了使像成在光屏中央，实验前，应调整烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上；
（2）当物距等于2倍焦距时，成倒立、等大的实像，像距等于二倍焦距，由图甲可知u＝20cm，v＝20cm，则凸透镜的焦距f＝10cm；
（3）由图可知，此时物距小于像距，成倒立、放大的实像，投影仪就是利用该成像原理工作的；
保持凸透镜位置不变，让蜡烛和光屏分别以1cm/s和2cm/s的速度同时匀速向左运动，此时物距变大，像距变小，根据光路的可逆性可知当u＝80cm﹣50cm＝30cm，v＝50cm﹣35cm＝15cm时成倒立、缩小的实像，则蜡烛移动的时间为t＝＝15s；
（4）将一眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原本清晰的像变模糊了，向右移动光屏，光屏上的像又变清晰了，所以为在蜡烛与凸透镜之间放置的是具有发散作用的凹透镜，即近视眼镜。
故答案为：（1）主光轴；（2）10；（3）投影仪；15；缩小；（4）近视。
【点评】此题是探究凸透镜成像的规律，主要考查了焦距的定义、成像规律的应用，都是基础知识，要掌握。
22．（8分）在“测量小灯泡正常发光时电阻”的实验中，电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
（1）如图甲所示，闭合开关后，发现只有 电压表 有示数，经检查发现有一根导线连接错误。请在错误导线上打“×”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确；
（2）改正错误后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡正常发光时的电阻，应将滑片适当向 左 （填“左”或“右”）滑动；
（3）图丙是小灯泡的电流随电压变化的关系图像，根据图像可知，小灯泡正常发光时的电阻为 5 Ω；
（4）在实际测量过程中，调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小ΔR1，相应的小灯泡的阻值将变化ΔR2，则ΔR1 ＞ ΔR2（填“＞”、“＜”或“＝”）；
（5）实验结束后，某同学设计了如图丁的电路来测定额定电压为3V的小灯泡正常发光时的电阻。已知电源电压为9V，定值电阻R1的阻值为10Ω。实验步骤如下：
①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 6 V时，灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，闭合S、S2，断开S1，此时电压表示数为4V；再将滑动变阻器R2的滑片移至最左端，此时电压表示数为7V；
③小灯泡正常发光时电阻为RL＝ 10 Ω。
【分析】（1）观察图甲可知电压表串联在电路中，由于电压表相当于开路，据此可知闭合开关后可能出现的现象；然后根据电压表应并联使用，将电压表并联在灯泡两端；
（2）根据电压表选用小量程确定分度值得出示数，与灯泡的额定电压比较，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向；
（3）灯泡在额定电压下正常发光，由图丙中的图象得出额定电压下的电流，根据R＝可求出小灯泡正常发光时的电阻；
（4）通过对滑动变阻器的电阻、灯泡的电阻和总电阻变化情况分析得出结论；
（5）①开关S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器滑片右边的电阻与灯泡串联，电压表测变阻器的电压，小灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压；
②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，滑动变阻器的全部电阻与定值电阻串联，电压表测量变阻器滑片右边电阻两端的电压；由于滑动变阻器的全部电阻连入电路，滑片移动时电路中的电流不变，根据电压表示数的变化可知滑片移动的方向；
③在②中，滑动变阻器的全部电阻与定值电阻串联，根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压，根据欧姆定律求出此时电路中的电流，再根据欧姆定律求出电压表示数为U右＝4V时变阻器滑片右边电阻的阻值，进一步根据欧姆定律求出①中灯的额定电流，利用R＝可求出小灯泡正常发光时的电阻；
【解答】解：（1）由甲电路图可知，电压表串联在电路中测电源两端的电压有示数，因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，所以电路中无电流、电流表无示数；
造成这种现象的原因是开关与灯泡之间的导线连接错误，应将电压表并联在灯泡两端，如下图所示：
；
（2）由图乙可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，则其示数为1.8V，小于灯泡的额定电压2.5V，
要测量小灯泡的额定功率应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律可知，应减小滑动变阻器的电压，
由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻，故滑片向左移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V；
（3）小灯泡的额定电压为2.5V，由图丙可知，此时通过小灯泡的电流为0.5A，则小灯泡正常发光时的电阻R＝＝＝5Ω；
（4）在实际测量过程中，调节滑动变阻器接入电路中的电阻减小时，电路中的电流增大，电路中的总电阻减小，
由电路的总电阻R＝R滑+R灯可知：只有当滑动变阻器接入电路中的电阻减小量ΔR1大于灯泡的阻值增加量ΔR2才会让总电阻变小。
（5）①开关S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器滑片右边的电阻与灯泡串联，电压表测变阻器的电压，要使小灯泡正常发光，则灯泡两端的电压：UL＝U额＝3V，
根据串联电路电压的规律可得：U滑＝U﹣UL＝9V﹣3V＝6V，所以，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为6V，则灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联，电压表测量变阻器滑片右边电阻两端的电压，此时电压表示数为U右＝4V；
由于滑动变阻器的全部电阻连入电路，为了间接测出定值电阻R两端的电压，所以需要测出滑动变阻器两端的电压，故再将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时电压表示数为滑动变阻器两端的电压，即U′＝7V；
③在②中，滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联，根据串联电路电压的规律可得，R1两端的电压：U1＝U﹣U′＝9V﹣7V＝2V，此时电路中的电流：I＝＝＝0.2A，
当电压表示数为U右＝4V时，变阻器滑片右边电阻的阻值：R右＝＝＝20Ω，
故在①中，灯的额定电流为：IL＝I滑＝＝＝0.3A，则小灯泡正常发光时的电阻R＝＝＝10Ω；
故答案为：（1）电压表；见解答；（2）左；（3）5；（4）＞；（5）①6；③10。
【点评】本题考查了“测量小灯泡电功率”的实验，涉及到电表的正确使用和电压表的读数、欧姆定律以及电功率公式的应用，有一定的难度。
23．（7分）小明是一个建筑爱好者，他被图甲所示的我国南极泰山科考站主楼的外形设计所吸引。他认为这种多棱柱的结构设计可能是为了更好地承受南极冰雪的压力。那么主楼能承受的最大压力可能与哪些因素有关呢？如图乙所示，小明将打印纸剪成大小相等的四部分，然后分别做成如图丙所示的两组正多棱柱进行模拟探究。实验中g取10N/kg。
（1）分析图丙所示的设计方案，推测小明可能认为多棱柱能承受的最大压力与“棱数和棱高”有关，与棱柱的 底面积 （填“质量”或“底面积”）无关。
（2）为了比较棱柱能承受的最大压力，小明将棱柱放在水平桌面上，把圆台形小桶轻轻放在棱柱上，如图丁。为使棱柱受力均匀，放置时应将小桶的中轴线与棱柱的中轴线 对齐 ，缓缓向小桶中加水至棱柱变形，用天平测量出此时小桶和水的总质量m。
（3）换用不同的棱柱，多次实验，收集部分数据记录在下表。棱柱高b的测量数据如图乙所示，第2次实验的总质量m如图戊所示，将数据补录入表格。
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
多棱柱的高度/cm
a＝14.85
b＝ 10.50
多棱柱的棱数
三
四
六
八
三
四
六
八
小桶和水的总质量m/g
185
217
281
345
243
298
518
（4）比较实验序号1和5、2和6、4和8三组数据，可得初步结论： 当多棱柱的边数相同时，多棱柱的高度越大，承受的压力越小 。
（5）分析实验数据规律，可推算第7次实验的六棱柱能承受的最大压力为 408 N，进一步推理分析可知：同等条件下，圆柱体所能承受的压力更 大 。
【分析】（1）为了防止南极暴风雪的掩埋，科考站的建筑特点是架空离地。泰山站的多棱柱设计就是为了能够支撑住科考站的压力。多棱柱能承受的最大压力与棱数和棱高有关，与底面积无关。因为底面积与压强有关了。
（2）为使棱柱受力均匀，放置时应将小桶的中轴线与棱柱的中轴线对齐，这样能使棱柱受力均匀。
（3）刻度尺的读数要注意分度值，读数时要估读一位。天平测质量记数要砝码加上游码。
（4）要应用控制变量法来描述结论。
（5）分析实验数据，先分析a棱柱在三条边，四条边，六条边，八条边时能承受的最大质量再推理棱柱b的情况。
【解答】（1）多棱柱能承受的最大压力与棱数和棱高有关，与底面积无关
（2）为使棱柱受力均匀，放置时应将小桶的中轴线与棱柱的中轴线对齐，这样能使棱柱受力均匀。
（3）图乙刻度尺的读数为10.50厘米。图戊天平读数217克。
（4）从图中数据分析，当多棱柱的边数相同时，多棱柱的高度越大，能承受的压力越小。
（5）从下图中分析第7次实验的六棱柱能承受的最大压力为408克。进一步推理当边数无限增大时，圆柱体的承受力更大。
故答案为：（1）底面积；（2）对齐；（3）10.50，217 （4）当多棱柱的边数相同时，多棱柱的高度越大，承受的压力越小（5）408；大。
【点评】这个题要综合应用各方面的知识，难度比较大。要学会控制变量法的应用，会刻度尺的计数，还要会推理分析数据，最终得出结论。
24．（9分）阅读短文，回答问题。
中央新风系统
中央新风系统由风机、进风口、排风口及各种管道和净化器组成。风机启动后，室内受污染的空气经排风口及风机排往室外，使室内形成负压，这样室外新鲜空气便经进风口送入，在送风的同时对新风进行预热、过滤和除尘处理，从而使室内空气中二氧化碳的含量保持在占空气体积的0.03%左右，其工作流程如图甲所示。
新风系统的核心是风机，随着材料技术的发展，体积为3.0×10﹣3m3的风机叶轮采用碳纤维增强树脂代替钢来制造，使其质量减轻19.5kg。风机部分参数如表一所示，风机的风量Q指风机单位时间内排出空气的体积，风速v指风机排出空气的速度。已知风机的转速受电脑控制，与屋内空气中二氧化碳的含量ρ的平方根成正比。风机的风速v、风量Q和空气中二氧化碳的含量ρ的关系如表二所示。
表一：
额定转速n
1200r/min
额定风量Q
0.8m3/s
额定功率P
500W
表二：
风速v/（m•s﹣1）
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
二氧化碳含量ρ/%
0.050
0.072
0.098
0.162
0.200
风量Q/（m3•s﹣1）
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
（1）为承受负压影响，新风系统的管道应采用 硬 （填“软”或“硬”）管，图甲中的止风阀只能将风向室外输出，所以应向室 外 （填“内”或“外”）打开。
（2）下列有关新风系统的说法，错误的是 D 。
A.吸尘器的工作原理与新风系统原理相同
B.风机的风量与室内空间大小无关
C.进出的气流以热传递的方式来交换能量
D.新风中尘埃经过滤网被吸附在除尘器中是分子引力的作用
（3）已知ρ钢＝8.0g/cm3，则碳纤维增强树脂的密度为 1.5×103 kg/m3；当风机以额定功率运转时，室内二氧化碳的含量为 0.128 %。当风机的风量为0.5m3/s时，风机的转速为 750 r/min。
（4）为保持空气清新的同时降低夜间能耗，小明制作了图乙所示的控制风机断续工作的模拟电路，A、B两端输入如图丙所示的周期性变化的电压UAB。R0、R1、R2均为定值电阻，R0＝2Ω。当R1或R2的电功率为12W，且R0两端电压U0≤4V时风机才能启动正常工作。则开关分别接1、2各工作lh，风机消耗的电能差值为 6×105 J，电阻之比R1：R2＝ 1：4 。
【分析】（1）根据新风系统要承受负压影响分析管的类型；根据止风阀只能将风向室外输出分析阀的打开方向；
（2）根据选项逐一分析对错，选出正确答案；
（3）根据减轻的质量结合密度公式列出表达式解方程求出碳纤维树脂的密度；
根据表一可知以额定功率运转时的额定风量，根据表二数据分析求出二氧化碳含量；根据风机的转速受电脑控制，与屋内空气中二氧化碳的含量ρ的平方根成正比求出风机的风量为0.5m3/s时，风机的转速；
（4）根据电路能降低夜间能耗结合图丙可知白天和夜晚工作lh风机实际通电的时间，以及白天和夜晚AB间的电压，根据P＝求出风机消耗的电能差值；
根据P＝UI＝I2R表示出R1或R2的电功率，根据串联电路的电阻特点和欧姆定律表示出电源电压，解方程求出R1、R2的阻值，进而求出R1：R2的电阻之比。
【解答】解：（1）由于新风系统要承受负压影响，管内的压强小于管外的压强，为了保障气体顺利通过，不能让管道被压瘪，因此管道要采用硬管；由于止风阀只能向将室内风向外排出，即向外排风时阀打开，因此阀应向外打开；
（2）A、吸尘器的电机转动时，会使得密封的壳体内空气的流速增大、压强减小，外界的压强大于内部的压强形成负压；中央新风系统风机启动后，也使室内形成负压，故A正确，不符合题意；
B、风机的风量Q指风机单位时间内排出空气的体积，与室内空间大小无关，故B正确，不符合题意；
C、进出的气流的能量是由温度高的气流将能量传递给温度低的气流，因此是以热传递的方式来交换能量，故C正确，不符合题意；
D、由于尘埃是宏观上的小颗粒，不是分子，因此新风中尘埃经过滤网被吸附在除尘器中不是分子引力的作用，故D错误，符合题意。
故选D；
（3）用碳纤维增强树脂代替钢来制造后，体积不变，由ρ＝可知，减轻的质量：Δm＝m钢﹣m碳纤维＝ρ钢V﹣ρ碳纤维V，
解得：ρ碳纤维＝＝＝1.5×103kg/m3；
由表一可知，风机以额定功率运转时，额定风量Q＝0.8m3/s，分析表二数据可知二氧化碳含量为：ρ＝vQ×100%＝×1.6m/s×0.8m3/s×100%＝0.128%；
因为风机的转速与屋内空气中二氧化碳的含量ρ的平方根成正比，所以风机的转速：n＝k，则k＝，
由表一可知，额定转速n＝1200r/min，额定风量Q＝0.8m3/s，当风机的风量Q＝0.5m3/s时，二氧化碳的含量ρ＝0.050%，因为k值一定，所以＝，
解得：n2＝n1＝×1200r/min＝750r/min；
（4）由电路能降低夜间能耗，即风机白天消耗的电能比夜晚消耗的电能大，风机的正常工作的电功率W额＝500W，由P＝可知，1h内风机白天实际通电的时间比夜晚实际通电的时间长，
由图丙可知，当AB间电压为10V时，风机的工作周期为15min，每个周期内风机实际通电时间为10min，则此时1h内风机实际通电的时间为×10min＝40min＝2400s，
当AB间电压为14V时，风机的工作周期为15min，每个周期内风机实际通电时间为15min﹣10min＝5min，则此时1h内风机实际通电的时间为×5min＝20min＝1200s，
因此1h内风机白天实际通电的时间t白天＝40min，白天AB间的电压U白天＝10V，夜晚实际通电的时间t夜晚＝20min，夜晚AB间的电压U夜晚＝14V，
由P＝可知，风机消耗的电能差值：ΔW＝W白天﹣W夜晚＝Pt白天﹣Pt夜晚＝500W×2400s﹣500W×1200s＝6×105J；
由图乙可知，白天电阻R1与R0串联，此时R1的电功率：P1＝I白天2R1＝12W……①
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，此时的电源电压：U白天＝I白天R白天＝I白天（R1+R0）＝I白天（R1+2Ω）＝10V……②
由①②可知，＝，
解得：R11＝Ω，R12＝3Ω，
由串联电路的电阻特点可知，当R11＝Ω时，电路中的总电阻：R白天1＝R11+R0＝Ω+2Ω＝Ω，
电路中的电流：I白天1＝＝＝3A，
由欧姆定律可知，此时R0两端电压U0白天1＝I白天1R0＝3A×2Ω＝6V＞4V，不符合题意，
当R12＝3Ω时，电路中的总电阻：R白天2＝R12+R0＝3Ω+2Ω＝5Ω，
电路中的电流：I白天2＝＝＝2A，
此时R0两端电压U0白天2＝I白天2R0＝2A×2Ω＝4V，符合题意，
则R1的阻值R1＝3Ω；
由图乙可知，夜晚电阻R2与R0串联，此时R2的电功率：P2＝I夜晚2R2＝12W……③
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，此时的电源电压：U夜晚＝I夜晚R夜晚＝I夜晚（R2+R0）＝I夜晚（R2+2Ω）＝14V……④
由③④可知，＝，
解得：R21＝Ω，R22＝12Ω，
由串联电路的电阻特点可知，当R21＝Ω时，电路中的总电阻：R夜晚1＝R21+R0＝Ω+2Ω＝Ω，
电路中的电流：I夜晚1＝＝＝6A，
由欧姆定律可知，此时R0两端电压U0夜晚1＝I夜晚1R0＝6A×2Ω＝12V＞4V，不符合题意，
当R22＝12Ω时，电路中的总电阻：R夜晚2＝R22+R0＝12Ω+2Ω＝14Ω，
电路中的电流：I夜晚2＝＝＝1A，
此时R0两端电压U0夜晚2＝I夜晚2R0＝1A×2Ω＝2V＜4V，符合题意，
则R2的阻值R2＝12Ω；
因此电阻之比R1：R2＝3Ω：12Ω＝1：4。
故答案为：（1）硬；外；（2）D；（3）1.5×103；0.128；750；（4）6×105；1：4。
【点评】本题一道综合题，考查了流体流速与压强的关系、改变物体内能方式的判断、串联电路的特点、欧姆定律、电功率公式的应用等，关键是根据题干找出有用的信息，难度大。
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