2023年陕西省西安市未央区中考物理模拟试卷(含答案)

这是一份2023年陕西省西安市未央区中考物理模拟试卷(含答案)，共33页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验与探究题，综合题等内容，欢迎下载使用。

2023年陕西省西安市未央区中考物理模拟试卷
一、选择题
1．（2分）在我国云南生长着一种神奇的“跳舞草”每当音乐声响起，它的叶子就会随着音乐旋律的高低快慢上下跳动，音乐的节奏越快，它跳动就越快；音乐的节奏一慢，它也随之慢下来；音乐停止时，它也就停止了跳舞；如图所示，人对着它唱歌时，它也会“跳舞”。根据现象下列说法错误的是（　　）

A．将“跳舞草”置于月球上，“跳舞草”也会翩翩起舞
B．“跳舞草”能够跳舞是因为声音传播时引起空气的振动，振动的空气又会引起跳舞草叶子的振动
C．音乐节奏快时，声波频率大，叶子就振动得快
D．音乐停止时，没有了振动，它也就停止了跳舞
2．（2分）关于如图中物态变化的描述正确的是（　　）
A．初春，湖面上冰化成“水”是熔化现象，冰熔化过程中温度升高
B．盛夏，草叶上形成“露珠”是液化现象，需要吸收热量
C．深秋，树叶上形成“霜”是凝华现象，会放出热量
D．严冬，树枝上形成“雾凇”是凝固现象，凝固过程温度不变
3．（2分）关于粒子和宇宙的相关知识，下列说法中正确的是（　　）
A．人类在探索比分子更小的微粒的历程中，首先发现了质子
B．宇宙是一个有层次的天体结构系统，它是有起源的、膨胀的和演化的
C．物体热胀冷缩，是因为分子大小随温度的变化而改变
D．汤姆生首先依据实验结论提出了原子核式结构模型
4．（2分）2018年1月31日晚，天空上演了一幕152年一遇的“超级蓝血月全食”天文奇观。月全食是月亮、地球、太阳在一条直线上，地球在太阳和月亮之间，整个月亮全部走进地球的影子里；“血月”是由于太阳光通过地球厚厚的大气层时，太阳光中的红光折射和散射到月面上形成的；“超级月亮”是因为月亮离地球比较近，看上去比较大；“蓝月亮”是指连续两次满月都落在了公历的同月份。下列关于“超级蓝血月全食”的说法错误的是（　　）

A．月全食现象和小孔成像的原理相同
B．“血色月亮”说明太阳光是复色光，大气层对太阳光有折射作用
C．人们利用开普勒望远镜欣赏月亮，月亮通过望远镜的物镜成倒立的实像
D．人们能看见月亮是因为月亮是光源
5．（2分）回顾初中所学的物理学研究方法，下列说法正确的是（　　）
A．研究牛顿第一定律时，通过小车运动的距离来分析小车受到的阻力大小运用了转换法
B．研究导体中电流大小与导体两端电压和导体电阻的关系时运用了等效替代法
C．研究磁场时，引入“磁感线”，运用了图象法
D．研究影响导体电阻大小的因素时运用了类比法
6．（2分）关于电和磁，下列说法正确的是（　　）
A．如图实验是奥斯特首先完成的，该实验首次揭示了电与磁之间有联系
B．如图探究的是电流大小对电磁铁磁性强弱的影响
C．如图所示的装置中同时使电流方向和磁场方向反向，导体运动的方向发生改变
D．如图所示的装置把机械能转化为电能，是扬声器的工作原理
7．（2分）电动平衡车又称体感车，其原理是利用车体内部的陀螺仪和速度传感器来检测车体姿态变
化的，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。其低碳环保，是一种时尚的代步工具。当人驾驶平衡车在水平路面上匀速直线运动时，下列说法正确的是（　　）

A．人驾驶平衡车匀速行驶2分钟，行驶的路程大约为2000m
B．平衡车行驶过程中电源的电能转化为人和车的机械能
C．人对平衡车的压力与地面对平衡车的支持力是一对平衡力
D．关闭电机，平衡车仍继续前进是由于其受到惯性作用
8．（2分）饮酒驾驶易造成交通事故，利用酒精测试仪可以检测司机是否酒驾。其电路原理如图甲示。R1为“气敏传感器”，它的电阻值与它接触到的酒精气体浓度的关系如图乙所示，R2为定值电阻，阻值为60Ω，电源电压恒为12V，若酒精气体浓度≥0.2mg/ml时，则判定被检者为酒驾。以下说法错误的是（　　）

A．电压表示数为3V时，判定被检者为酒驾
B．酒精浓度降低时，电压表与电流表示数的比值增大
C．被检者的酒精气体浓度越高，电压表示数越大
D．被检者酒精气体浓度为0.2mg/ml时，电压表的示数是4V
二、填空题
9．（3分）2017年1月5日19时45分，西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭，成功发射两颗北斗三号全球组网卫星。预计到2018年底，将有18颗北斗卫星发射升空，服务区覆盖“一带一路”沿线国家及周边国家，长征三号乙运载火箭起飞过程中燃料燃烧释放的内能将转化为火箭的　 　能，加速上升过程中受到　 　（选填“平衡力”或“非平衡力”）作用，北斗卫星与地面之间通过　 　传递信息。

10．（3分）2017年12月6日，让人们期盼已久的西成高铁正式通车，实现了“早上在西安吃凉皮，中午在成都吃火锅”的梦想，西成高铁运营里程658km，设计最高时速250km/h，则从西安到成都的最短时间需要　 　h，以巍巍秦岭为参照物，高速行驶的列车是　 　（选填“静止”或“运动”）的，车厢地板设计的条形花纹是为了增大鞋与地板之间的　 　。

11．（3分）如图是自制的简易气压计，整个装置质量为0.8千克，容器与水平桌面的接触面积为8cm2，则装置对桌面的压强为　 　Pa；小明把它从1楼拿到28楼，玻璃管中水柱的高度会　 　（选填“升高”、“降低”或“不变”），说明大气压随高度的增加而　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）（g＝10N/kg）

12．（4分）图甲所示为一种搬运建筑材料的机械装置AB是个杠杆，O为支点，杠杆平衡时，B端受到的向下的拉力　 　A端受到的向下拉力（选填“大于”、“小于或“等于”）；若搬运2000N的货物，电动卷扬机拉钢丝绳的力F甲＝1600N，该滑轮组的效率η甲＝　 　；若用同样的滑轮按乙图组装，匀速提升相同的货物，电动卷扬机拉钢丝绳的力为F乙，乙滑轮组的效率为η乙，考虑实际情况，则F甲　 　F乙，η甲　 　η乙（选填“＞”、“＜”或“＝”）。

13．（2分）如图所示的是甲、乙两种液体质量和体积的关系图象。甲的密度为 　 　g/cm3；将体积相等的这两种液体分别倒入形状相同的圆柱形容器中，则 　 　（选填“甲”或“乙”）液体对容器底部的压强大。

14．（2分）如图，小球悬挂在弹簧下端处于静止，请画出小球所受力的示意图。

15．（2分）图中虚线框内是一台灯旋钮开关的内部电路简图，通过它可控制台灯的通断和亮度。请将电路图连接完整，使其符合安全用电的原则。

三、实验与探究题（共6小题，每空1分，计19分）
16．（1分）如图所示，将一根摩擦过的吸管悬挂起来，用一根与毛皮摩擦过的硬橡胶棒去靠近它时，发现吸管被排斥，这说明吸管带的是　 　电荷。

17．（1分）如图所示测量木块的长度是　 　cm。

18．（1分）如图所示，天平的读数是　 　g。

19．（1分）如图所示，该实验能探究出并联电路电流的特点是　 　。

20．（8分）小张同学在做“测量小灯泡电阻”的实验中，所用器材如下：两节新干电池，标有2.5V相同规格的小灯泡若干，两个滑动变阻器R1“10Ω　1A”、R2“20Ω　2A”，开关、导线若干。

（1）请你根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的电路连接完整（要求：滑动变阻器滑片P右移灯泡变亮，且导线不交叉）。
（2）闭合开关前，滑片P应位于　 　（选填“A”或“B”）端。正确连接电路后，闭合开关S，移动滑片P，小张发现小灯泡始终不亮，电流表指针几乎未偏转，电压表有示数，则故障原因可能是　 　。
A．小灯泡短路
B．滑动变阻器短路
C．小灯泡断路
D．滑动变阻器断路
（3）排除故障后，移动滑片P，依次测得6组数据，如表一所示。其中第2次实验时电流表表盘如图丙，此时电路中的电流为　 　A；第4次实验时灯泡电阻值为　 　Ω．由表一中的数据可知，小张选用的滑动变阻器应是　 　（选填“R1”或“R2”）。
（4）小张将这6组数据算得的电阻值取平均值作为小灯泡的电阻，这种数据处理方式是　 　（选填“合理”或“不合理”）的，理由是　 　。
表一
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
2.8
电流I/A
0.16

0.22
0.25
0.28
0.29
电阻R/Ω
3.1

6.8

8.9
9.7
表二
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.30
0.20
0.12
（5）小张继续用图乙所示装置来探究“电流与电阻的关系”。他分别把阻值准确的5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入原小灯泡的位置，通过实验，记录电流表示数如表二所示。他发现通过导体的电流跟电阻不成反比，其原因可能是：　 　。
21．（7分）某物理兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凹、凸形状可改变的液体透镜，并利用液体透镜探究“光的折射”和“透镜成像规律”。
（1）图甲中，从形状上可以辨别此透镜是　 　镜；研究小组对透镜中继续注入少量水，发现透镜右端的焦点向左移动，抽出少量的水后该焦点向右移动，并测得了水透镜的多个焦距，这一现象说明水透镜的凸出程度越大，水透镜的焦距　 　（选填“越长”或“越短”）。
（2）图乙中，在光具座上固定好蜡烛和水透镜，移动光屏到图示位置时，获得一个清晰的像，这个像是倒立、　 　的实像。应用这一成像原理的光学仪器是　 　（选填“放大镜”或“投影仪”）。
（3）保持蜡烛和水透镜的位置不变，利用甲图装置测量水透镜的焦距，并在乙图中进行透镜成像实验，获得的实验数据如下表所示。
实验次数
焦距f/cm
像距v/cm
1
15.0
80.0
2
12.0
30.0
3
10.0
20.0
4
8.0
13.0
5
5.0
6.7
①根据表中的数据可知物距不变时像距的大小跟　 　有关；
②某次实验时，当向水透镜中不断注水过程中发现屏幕上的像逐渐变得模糊，这种现象和　 　（选填“近视眼”或“远视眼”）的缺陷原理相同，眼球的这种视力缺陷是通过佩戴　 　透镜进行矫正。

四、综合题（共2小题，计16分）
22．（8分）某物理兴趣小组同学对物体的浮沉条件进行研究，在一个重为4N，底面积为200cm2的圆柱形薄壁玻璃容器底部，放一个边长为10cm的正方体物块，然后逐渐向容器中倒水（始终未溢出）．通过测量容器中水的深度h，分别计算出该物块所受到的浮力F浮，并绘制了如图所示的图象。请你解答下列问题（g取10N/kg）。
（1）分析图象可知，水的深度由0逐渐增加到8cm的过程中，物块受到的浮力越来越　 　，当水深增至8cm后，物块处于　 　（选填“漂浮”“悬浮”或“下沉”）状态。
（2）物块的密度是多少？
（3）将物块取出后，若容器中水的重力为20N，此时容器对水平桌面的压强是多少？

23．（8分）科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路（设环境温度不高于20℃），由工作电路和控制电路组成。工作电路中的电热器上标有“220V 2000W“的字样；控制电路中热敏电阻R1作为感应器探测水温，置于恒温水箱内，其阻值随温度变化的关系如图乙所示，R1为滑动变阻器，电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流关系如图丙所示，衔铁只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下，（不计继电器线圈的电阻，c水＝4.2×103J/（kg•℃）。

（1）闭合开关S时，电磁铁的上端为　 　极。
（2）用电热器给恒温箱中100kg的水加热，正常工作20min时，水温由20℃升高到25℃，求电热器的加热效率？
（3）调节滑动变阻器，使R1＝280Ω，为了把温度控制在25℃左右，设定在水温低于25℃时自动加热，在水温达到25℃时停止加热，求控制电路中的电源电压U是多少？
（4）设控制电路中电源电压U不变，将水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃的恒温，应　 　（选填“增大”或“减小”）滑动变阻器接入电路中的阻值。

2023年陕西省西安市未央区中考物理模拟试卷
参考答案与试题解析
一、选择题
1．（2分）在我国云南生长着一种神奇的“跳舞草”每当音乐声响起，它的叶子就会随着音乐旋律的高低快慢上下跳动，音乐的节奏越快，它跳动就越快；音乐的节奏一慢，它也随之慢下来；音乐停止时，它也就停止了跳舞；如图所示，人对着它唱歌时，它也会“跳舞”。根据现象下列说法错误的是（　　）

A．将“跳舞草”置于月球上，“跳舞草”也会翩翩起舞
B．“跳舞草”能够跳舞是因为声音传播时引起空气的振动，振动的空气又会引起跳舞草叶子的振动
C．音乐节奏快时，声波频率大，叶子就振动得快
D．音乐停止时，没有了振动，它也就停止了跳舞
【分析】跳舞草能随着音乐跳舞，是因为音乐响起，引起周围空气振动，节奏不同，周围空气振动不同，因而跳舞草振动不同。
【解答】解：A、“跳舞草”之所以能跳舞，是这种草对声波的刺激很灵敏，声音传播时引起空气的振动，月球上没有空气，故“跳舞草”不会跳舞，故A错误；
BCD、“跳舞草”之所以能跳舞，可能是这种草对声波的刺激很灵敏，声音传播时引起空气的振动，空气的振动又会引起草叶的振动，音乐节奏快时，声波频率高，叶子振动的就快；反之，则慢，音乐一旦停止，没有了振动，“跳舞草”也就停止了振动，故BCD正确。
故选：A。
【点评】解答本题需清楚：跳舞草能随音乐起舞，是由于音乐响起，导致空气振动，导致跳舞草振动造成的。
2．（2分）关于如图中物态变化的描述正确的是（　　）
A．初春，湖面上冰化成“水”是熔化现象，冰熔化过程中温度升高
B．盛夏，草叶上形成“露珠”是液化现象，需要吸收热量
C．深秋，树叶上形成“霜”是凝华现象，会放出热量
D．严冬，树枝上形成“雾凇”是凝固现象，凝固过程温度不变
【分析】物质从固态变成液态叫熔化，物质从液态变成固态的过程叫凝固，物质由液体变为气态称为汽化，物质从气态变成液态称为液化，物质直接从固态变为气态叫升华，物质直接从气态变为固态的过程叫凝华。其中熔化、汽化、升华吸收热量，凝固、液化、凝华放出热量。
【解答】解：A、初春，湖面上冰化成水，是固态变为液态，是熔化现象，冰是晶体，冰熔化过程中温度不变，故A错误；
B、盛夏，草叶上形成“露珠”是水蒸气液化形成的，液化放热，故B错误；
C、深秋，树叶上形成“霜”是水蒸气直接凝华形成的，凝华放热，故C正确；
D、严冬，树枝上形成“雾凇”是水蒸气直接凝华形成的，凝华放热，故D错误。
故选：C。
【点评】此题考查的是我们生活中的物态变化现象，看物体由什么状态变为了什么状态，根据物态变化的定义来判断。
3．（2分）关于粒子和宇宙的相关知识，下列说法中正确的是（　　）
A．人类在探索比分子更小的微粒的历程中，首先发现了质子
B．宇宙是一个有层次的天体结构系统，它是有起源的、膨胀的和演化的
C．物体热胀冷缩，是因为分子大小随温度的变化而改变
D．汤姆生首先依据实验结论提出了原子核式结构模型
【分析】（1）汤姆生发现电子后，人们认识到原子是由位于原子中央的原子核和核外电子组成，原子核是由带正电的质子与不带电的中子组成。
（2）宇宙是有层次的天体系统，它的层次结构：行星﹣﹣太阳系﹣﹣银河系﹣﹣星系团﹣﹣超星系团﹣﹣总星系。
（3）一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，分子间有间隙，当分子间距离大于分子直径10倍时，分子间作用力几乎没有。
（4）卢瑟福首先依据实验结论提出了原子核式结构模型。
【解答】解：A、人类在探索比分子更小的微粒的历程中，首先发现了电子。故A错误；
B、宇宙是由物质组成的，宇宙中有很多的星系，星系中又有很多星体，宇宙是一个有层次的天体结构系，它是有起源的、膨胀的，并且处于不断的演化过程中。故B正确。
C、物体热胀冷缩，是因为物体的分子间的距离随温度的变化而变化，故C错误；
D、卢瑟福首先依据实验结论提出了原子核式结构模型，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了微观到宏观的尺度和宇宙结构等内容，是一道基础题，熟练掌握基础知识是正确解题的前提与关键。
4．（2分）2018年1月31日晚，天空上演了一幕152年一遇的“超级蓝血月全食”天文奇观。月全食是月亮、地球、太阳在一条直线上，地球在太阳和月亮之间，整个月亮全部走进地球的影子里；“血月”是由于太阳光通过地球厚厚的大气层时，太阳光中的红光折射和散射到月面上形成的；“超级月亮”是因为月亮离地球比较近，看上去比较大；“蓝月亮”是指连续两次满月都落在了公历的同月份。下列关于“超级蓝血月全食”的说法错误的是（　　）

A．月全食现象和小孔成像的原理相同
B．“血色月亮”说明太阳光是复色光，大气层对太阳光有折射作用
C．人们利用开普勒望远镜欣赏月亮，月亮通过望远镜的物镜成倒立的实像
D．人们能看见月亮是因为月亮是光源
【分析】（1）月食和小孔成像是由于光的直线传播形成的；
（2）太阳光是复色光，光在不均匀的介质中传播时会发生折射；
（3）望远镜的物镜成倒立缩小的实像；
（4）本身能发光的物体叫光源。
【解答】解：A、月全食和小孔成像都是由于光的直线传播形成的，故A正确；
B、太阳光是复色光，由于大气层的密度不均匀，光在不均匀的介质中传播时会发生折射，故大气层对太阳光有折射作用，故B正确；
C、月亮在物镜的二倍焦距之外，故月亮通过望远镜的物镜成倒立缩小的实像，故C正确；
D、月亮本身不发光，是靠反射太阳光，故D错误；
故选：D。
【点评】此题考查的知识点较多，但难度不大，认真分析即可。
5．（2分）回顾初中所学的物理学研究方法，下列说法正确的是（　　）
A．研究牛顿第一定律时，通过小车运动的距离来分析小车受到的阻力大小运用了转换法
B．研究导体中电流大小与导体两端电压和导体电阻的关系时运用了等效替代法
C．研究磁场时，引入“磁感线”，运用了图象法
D．研究影响导体电阻大小的因素时运用了类比法
【分析】物理学的发展离不开科学的思维方法，要明确各种科学方法在物理中的应用，如控制变量法、理想实验、理想化模型、极限思想等，根据各个实验的原理以及比值定义法的定义分析即可选择
【解答】解：A、研究牛顿第一定律时，通过小车运动的距离来分析小车受到的阻力大小运用了转换法，故A正确；
B、研究导体中电流大小与导体两端电压和导体电阻的关系时运用了控制变量法，故B错误；
C、研究磁场时，引人“磁感线”，运用了模型法，故C错误；
D、研究影响导体电阻大小的因素时运用了控制变量法，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了常见的研究物理问题的方法的具体应用，要通过练习体会这些方法的重要性，培养学科思想。
6．（2分）关于电和磁，下列说法正确的是（　　）
A．如图实验是奥斯特首先完成的，该实验首次揭示了电与磁之间有联系
B．如图探究的是电流大小对电磁铁磁性强弱的影响
C．如图所示的装置中同时使电流方向和磁场方向反向，导体运动的方向发生改变
D．如图所示的装置把机械能转化为电能，是扬声器的工作原理
【分析】（1）奥斯特是世界上第一个发现电能产生磁的科学家；
（2）电磁铁磁性的强弱与电流的大小和线圈的匝数有关；
（3）利用通电导体在磁场中受力方向的影响因素分析判断；
（4）根据电磁感应实验分析判断。
【解答】解：A、奥斯特是世界上第一个发现了电与磁之间有联系的科学家，故A正确；
B、图中两个电磁铁串联，电流相同，而匝数不同，故探究的是匝数对电磁铁磁性强弱的影响，故B错误；
C、若同时改变电流方向和磁场方向，则导体棒ab运动方向不变，故C错误；
D、闭合电路的部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这是电磁感应现象；扬声器的原理是通电导体在磁场中受力运动，故D错误。
故选：A。
【点评】此题主要考查学生对于磁感线、通电螺线管磁场、磁场对电流作用和电磁感应实验的理解。
7．（2分）电动平衡车又称体感车，其原理是利用车体内部的陀螺仪和速度传感器来检测车体姿态变
化的，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。其低碳环保，是一种时尚的代步工具。当人驾驶平衡车在水平路面上匀速直线运动时，下列说法正确的是（　　）

A．人驾驶平衡车匀速行驶2分钟，行驶的路程大约为2000m
B．平衡车行驶过程中电源的电能转化为人和车的机械能
C．人对平衡车的压力与地面对平衡车的支持力是一对平衡力
D．关闭电机，平衡车仍继续前进是由于其受到惯性作用
【分析】（1）根据v＝求出物体2min内匀速行驶2000m时的速度，然后结合平衡车的速度一般小于20km/h进行判断；
（2）判断清楚该过程中消耗了哪种形式的能，进而产生了哪种形式的能即可；
（3）二力平衡的条件：大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于同一物体上；
（4）惯性是物体保持运动状态不变的性质，不是力，不能说物体受到惯性或惯性力。
【解答】解：
A．物体2min内匀速行驶2000m时的速度v＝＝＝m/s＝60km/h，而平衡车的速度一般小于20km/h，故A错误；
B．平衡车行驶时电动机消耗电源的电能转化为人和车的机械能，故B正确；
C．人对平衡车的压力和人的重力相等，地面对平衡车的支持力等于平衡车和人的重力之和，二力大小不相等，不是一对平衡力，故C错误；
D．关闭电机后，由于惯性，平衡车能继续前进，但是不能说受到惯性作用，因为惯性不是力，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了速度公式的应用、能量的转化、平衡力的辨别以及有关惯性的知识，是一道力学综合题。
8．（2分）饮酒驾驶易造成交通事故，利用酒精测试仪可以检测司机是否酒驾。其电路原理如图甲示。R1为“气敏传感器”，它的电阻值与它接触到的酒精气体浓度的关系如图乙所示，R2为定值电阻，阻值为60Ω，电源电压恒为12V，若酒精气体浓度≥0.2mg/ml时，则判定被检者为酒驾。以下说法错误的是（　　）

A．电压表示数为3V时，判定被检者为酒驾
B．酒精浓度降低时，电压表与电流表示数的比值增大
C．被检者的酒精气体浓度越高，电压表示数越大
D．被检者酒精气体浓度为0.2mg/ml时，电压表的示数是4V
【分析】（1）根据串联分压特点求出定值电阻两端的电压，再根据I＝算出电路的电流，再根据R＝算出Rt的电阻，对照图乙得出酒精气体的浓度看是否酒驾；
（2）根据图乙知，酒精气体浓度与电阻的关系从而得出电压表与电流表示数的比值的变化；
（3）由电路图可知，传感器和定值电阻串联，电压表测传感器两端的电压，电流表测电路中的电流；由图可知气敏电阻的性质，由电阻的变化利用欧姆定律可求得电路中电流的变化，从而获得电压表示数的变化；
（4）被检者酒精气体浓度为0.2mg/mL时，根据图象乙读出此时气敏电阻的阻值，根据欧姆定律求出电流，再根据欧姆定律求出气敏电阻两端电压，即为电压表示数。
【解答】解：
（1）由图甲可知，传感器R1和定值电阻R2串联，电压表测传感器R1两端的电压，电流表测电路中的电流；
由图乙可知，当酒精气体浓度增大时，传感器R1的阻值会减小，由欧姆定律可知电路中电流增大，R2两端的电压会变大，根据串联电路总电压等于各个用电器电压之和可知，R1两端的电压会减小，即电压表示数减小，故C错误；
（2）当电压表示数为3V时，R2两端的电压为：U2＝U﹣U1＝12V﹣3V＝9V；
通过R2的电流：I＝＝＝0.15A；
此时R1的阻值为：R1＝＝＝20Ω，
由图象乙可知，此时酒精气体浓度为0.3mg/mL＞0.2mg/mL，所以此时被检者为酒驾，故A正确；
（3）由图乙可知，当酒精气体浓度降低时，传感器R1的阻值会增大，由欧姆定律可知电路中电流减小，R2两端的电压会减小，根据串联电路总电压等于各个用电器电压之和可知，R1两端的电压会增大，即电压表示数增大，则电压表与电流表示数的比值增大，故B正确；
（4）根据图象乙可知，被检者酒精气体浓度为0.2mg/mL时，气敏电阻的阻值为R1＝30Ω，
根据欧姆定律可得此时的电流为：I′＝＝＝＝A，
根据欧姆定律可得，此时气敏电阻两端电压：U1′＝I′R1＝A×30Ω＝4V，即电压表示数为4V，故D正确。
故选：C。
【点评】此题主要考查的是学生对图象的处理能力、欧姆定律、串联电路的电压和电阻特点、电功率计算公式的理解和掌握，综合性很强，读懂图象是解决此题的关键。
二、填空题
9．（3分）2017年1月5日19时45分，西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭，成功发射两颗北斗三号全球组网卫星。预计到2018年底，将有18颗北斗卫星发射升空，服务区覆盖“一带一路”沿线国家及周边国家，长征三号乙运载火箭起飞过程中燃料燃烧释放的内能将转化为火箭的　机械　能，加速上升过程中受到　非平衡力　（选填“平衡力”或“非平衡力”）作用，北斗卫星与地面之间通过　电磁波　传递信息。

【分析】（1）燃料燃烧是将化学能转化为内能的过程；
（2）物体受平衡力的作用时，总保持静止或者匀速直线运动状态。
（3）电磁波能传递信息。
【解答】解：（1）长征三号乙运载火箭起飞过程中，燃料燃烧，把化学能转化为内能，而后火箭起飞，即将内能转化为机械能；
（2）火箭加速升空过程中，速度变大，处于非平衡状态，受非平衡力的作用；
（3）太空中没有空气，是真空，所以北斗卫星导航系统是利用电磁波传递信息的。
故答案为：机械；非平衡力；电磁波。
【点评】本题考查了能量的转化、力与运动的关系、电磁波的传播等知识，是一道基础题。
10．（3分）2017年12月6日，让人们期盼已久的西成高铁正式通车，实现了“早上在西安吃凉皮，中午在成都吃火锅”的梦想，西成高铁运营里程658km，设计最高时速250km/h，则从西安到成都的最短时间需要　2.632　h，以巍巍秦岭为参照物，高速行驶的列车是　运动　（选填“静止”或“运动”）的，车厢地板设计的条形花纹是为了增大鞋与地板之间的　摩擦力　。

【分析】（1）已知路程和速度，利用速度公式计算时间；
（2）在研究物体运动时，要选择参照的标准，即参照物，物体的位置相对于参照物发生变化，则运动，不发生变化，则静止。
（3）增大摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力；在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
【解答】解：根据v＝可得，从西安到成都的最短时间：
t＝＝＝2.632h；
以巍巍秦岭为参照物，高速行驶的列车与秦岭之间的位置在不断变化，因此列车是运动的；
车厢地板设计的条形花纹，接触面的粗糙程度增大，在压力一定时，可以增大鞋与地板之间的摩擦力。
故答案为：2.632；运动；摩擦力。
【点评】此题考查速度公式及其应用、运动和静止的相对性、增大摩擦力的方法，是一道综合性较强的题目，但难度不大，属于中考常见题型。
11．（3分）如图是自制的简易气压计，整个装置质量为0.8千克，容器与水平桌面的接触面积为8cm2，则装置对桌面的压强为　104　Pa；小明把它从1楼拿到28楼，玻璃管中水柱的高度会　升高　（选填“升高”、“降低”或“不变”），说明大气压随高度的增加而　变小　（选填“变大”、“变小”或“不变”）（g＝10N/kg）

【分析】（1）根据G＝mg求出装置的重力大小，桌面的压力F＝G；已知容器与水平桌面的接触面积，根据p＝求装置对桌面的压强；
（2）大气压随高度的增加而减小，李亮同学将气压计从山下拿到山上后，大气压减小，使得管内水位升高、水柱高度增加。
【解答】解：（1）整个装置质量为0.8千克，重力为：
G＝mg＝0.8kg×10N/kg＝8N，对桌面的压力：
F＝G＝8N；因容器与水平桌面的接触面积为8cm2，故装置对桌面的压强为：
p＝＝＝104Pa；
（2）小明拿着自制气压计从1楼到28楼，由于高度增加，外界大气压减小，
瓶内气压大于外界大气压，会进一步向外压水柱，所以玻璃管内水柱的高度会升高。
说明大气压随高度的增加而变小。
故答案为：104；升高；变小。
【点评】本题考查压强的计算和大气压随高度的变化及气压计的原理。学会用所学的知识分析判断，学以致用。
12．（4分）图甲所示为一种搬运建筑材料的机械装置AB是个杠杆，O为支点，杠杆平衡时，B端受到的向下的拉力　小于　A端受到的向下拉力（选填“大于”、“小于或“等于”）；若搬运2000N的货物，电动卷扬机拉钢丝绳的力F甲＝1600N，该滑轮组的效率η甲＝　62.5%　；若用同样的滑轮按乙图组装，匀速提升相同的货物，电动卷扬机拉钢丝绳的力为F乙，乙滑轮组的效率为η乙，考虑实际情况，则F甲　＞　F乙，η甲　＞　η乙（选填“＞”、“＜”或“＝”）。

【分析】（1）根据杠杆平衡的条件比较B端向下的拉力与A端向下拉力的关系；
（2）先根据图示读出提升物体绳子的条数，然后根据η＝求出滑轮组的机械效率；
（3）根据F＝（G+G动）可比较F甲与F乙的关系；乙增加了定滑轮需要克服绳重及摩擦力做的额外功增加，根据η＝＝进行比较两种情况下机械效率的大小。
【解答】解：
（1）AB是个杠杆，O为支点，因为OA＜OB，由FA×OA＝FB×OB可知，FA＞FB；
（2）由图知，甲滑轮组中n＝2，
由η＝＝＝＝得，甲滑轮组的效率：
η甲＝×100%＝×100%＝62.5%；
（3）由图示可知，甲图中n＝2，乙图中n＝3，由F＝（G+G动）可知，F甲＞F乙；
根据题意可知，两种方法提升货物，并且匀速提升高度相同，则有用功相同，而乙增加了定滑轮需要克服绳重及摩擦力做的额外功增加，由η＝＝可知，η甲＞η乙。
故答案为：小于；62.5%；＞；＞。
【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用以及机械效率计算公式和拉力计算公式的应用，关键是选择合适的计算公式，并从图中读出提升物体绳子的条数。
13．（2分）如图所示的是甲、乙两种液体质量和体积的关系图象。甲的密度为 　1　g/cm3；将体积相等的这两种液体分别倒入形状相同的圆柱形容器中，则 　甲　（选填“甲”或“乙”）液体对容器底部的压强大。

【分析】图象所示的是甲、乙两种物质的质量m与体积V的关系，当体积V＝50cm3时，甲质量为50kg，乙质量为25g，利用密度公式得出二者密度关系；
将体积相等的两种液体分别倒入相同容器中，则深度h相同，由p＝ρgh可知液体对容器底部的压强关系。
【解答】解：
由图象可知，当体积V＝50cm3时，甲的质量为m甲＝50g，
则甲的密度ρ甲＝＝＝1g/cm3；
由图象知，在两种物质体积相同时（如都取V＝50cm3），甲的质量较大，由公式ρ＝可知，甲物质的密度较大，即ρ甲＞ρ乙；
将体积相等的两种液体分别倒入相同容器中，则液体深度h相同，且ρ甲＞ρ乙，由p＝ρgh可知，甲液体对容器底部的压强大。
故答案为：1；甲。
【点评】本题考查密度公式的应用，关键是要分析质量、密度、体积三者的关系，必须保持一个量不变，研究其余两个量的关系，一定学会应用控制变量法解决问题，还要学会识图，从图中得出有用的数据。
14．（2分）如图，小球悬挂在弹簧下端处于静止，请画出小球所受力的示意图。

【分析】小球处于平衡状态，一定受力平衡，受到重力和弹簧的拉力，重力的作用点在重心上，方向竖直向下，拉力的作用点在重心上，方向竖直向上。
【解答】解：小球受重力和拉力，重力竖直向下画，标上符号G，拉力竖直向上画，作用点在弹簧与小球的接触点，标出符号F，注意两个力长度相等，如图：

【点评】平衡状态的物体，一定受到平衡力的作用；作出力的示意图，要用一条带箭头的线段表示力，线段的长度表示力的大小，箭头表示力的方向，起点或终点表示力的作用点。
15．（2分）图中虚线框内是一台灯旋钮开关的内部电路简图，通过它可控制台灯的通断和亮度。请将电路图连接完整，使其符合安全用电的原则。

【分析】从安全用电的角度分析，用电器的开关应该接到火线和用电器之间，即据体的接法是：火线首先过开关，再用电器，回到零线上。
【解答】解：据上面的分析可知，用电器的开关应该接到火线和用电器之间，即具体的接法是：火线首先过开关，再用电器，回到零线上，答案见下图：

【点评】知道家庭电路的连接，并能应用与实际是解决该题的关键。
三、实验与探究题（共6小题，每空1分，计19分）
16．（1分）如图所示，将一根摩擦过的吸管悬挂起来，用一根与毛皮摩擦过的硬橡胶棒去靠近它时，发现吸管被排斥，这说明吸管带的是　负　电荷。

【分析】（1）把被毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷称为负电荷，丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷称为正电荷。
（2）电荷间的作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
【解答】解：与毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电；由于同种电荷相互排斥；故吸管带负电。
故答案为：负。
【点评】本题是基础题，要求知道自然界中只有哪两种电荷，以及它们之间的作用规律。
17．（1分）如图所示测量木块的长度是　3.20　cm。

【分析】起始端没从0开始，把3.00cm处当作“0”刻度，读出末端刻度值，减去3.00cm即为物体长度，注意刻度尺要估读到分度值的下一位。
【解答】解：图示刻度尺最小刻度值为1mm；起始端刻度值为3.00cm，末端刻度值为6.20cm，木块的长度为6.20cm﹣3.00cm＝3.20cm。
故答案为：3.20。
【点评】刻度尺是初中物理中基本的测量工具，使用前要观察它的量程和分度值，使用时刻度要紧贴被测物体，读数时视线与刻度垂直，估读到分度值的下一位。
18．（1分）如图所示，天平的读数是　66.6　g。

【分析】标尺的分度值为0.2g，读数为砝码质量加游码对应的刻度值。
【解答】解：
由图可知，标尺的分度值为0.2g，则天平的读数为m＝50g+10g+5g+1.6g＝66.6g。
故答案为：66.6。
【点评】本题考查了天平的使用，是一道基础实验题。
19．（1分）如图所示，该实验能探究出并联电路电流的特点是　干路电流等于各支路电流之和　。

【分析】在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。
【解答】解：由图知，两只灯泡组成并联电路，三只电流表分别测量干路、两个支路的电流，该实验能探究出并联电路电流的特点是：干路电流等于各支路电流之和。
故答案为：干路电流等于各支路电流之和。
【点评】对于这类题目要先分析电路的构成，然后再得出结论。
20．（8分）小张同学在做“测量小灯泡电阻”的实验中，所用器材如下：两节新干电池，标有2.5V相同规格的小灯泡若干，两个滑动变阻器R1“10Ω　1A”、R2“20Ω　2A”，开关、导线若干。

（1）请你根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的电路连接完整（要求：滑动变阻器滑片P右移灯泡变亮，且导线不交叉）。
（2）闭合开关前，滑片P应位于　A　（选填“A”或“B”）端。正确连接电路后，闭合开关S，移动滑片P，小张发现小灯泡始终不亮，电流表指针几乎未偏转，电压表有示数，则故障原因可能是　C　。
A．小灯泡短路
B．滑动变阻器短路
C．小灯泡断路
D．滑动变阻器断路
（3）排除故障后，移动滑片P，依次测得6组数据，如表一所示。其中第2次实验时电流表表盘如图丙，此时电路中的电流为　0.2　A；第4次实验时灯泡电阻值为　8　Ω．由表一中的数据可知，小张选用的滑动变阻器应是　R2　（选填“R1”或“R2”）。
（4）小张将这6组数据算得的电阻值取平均值作为小灯泡的电阻，这种数据处理方式是　不合理　（选填“合理”或“不合理”）的，理由是　灯丝的电阻会随温度变化　。
表一
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
2.8
电流I/A
0.16

0.22
0.25
0.28
0.29
电阻R/Ω
3.1

6.8

8.9
9.7
表二
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.30
0.20
0.12
（5）小张继续用图乙所示装置来探究“电流与电阻的关系”。他分别把阻值准确的5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻接入原小灯泡的位置，通过实验，记录电流表示数如表二所示。他发现通过导体的电流跟电阻不成反比，其原因可能是：　没有控制电阻两端的电压不变　。
【分析】（1）滑动变阻器应串联入电路中，滑片P向右移动时灯泡变亮，由此确定其接线情况；
（2）连接电路时，滑动变阻器阻值应调至最大；
若电流表指针几乎没有偏转，灯不亮，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的灯泡断路了；
（3）根据电流表的量程和分度值读数；根据欧姆定律求出灯泡的电阻；由表数据，根据串联电路电压规律求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器的电阻；
（4）灯泡的电阻与温度有关，在不同电压下其电阻是不同的，所以取灯泡电阻的平均值无意义；
（5）由欧姆定律知，电压一定时，电流跟电阻成反比，根据灯丝的电阻随温度的变化而变化分析，结合分压原理分析。
【解答】解：
（1）测量小灯泡电阻的实验中，滑动变阻器应“一上一下”串联接入电路中，由题知，P向右移动时灯泡变亮，说明电路中电流变大，变阻器连入阻值变小，故应将其右下接线柱接入电路中，如图所示：

（2）为了保护电路，闭合开关前，应将滑片P置于阻值最大处，即A端；
电流表指针几乎没有偏转，灯不亮，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的灯泡断路了，故选C；
（3）图丙中电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，电流表示数为0.2A；
由表中数据知，第4次实验时灯泡两端电压2.0V，电流0.25A，
根据I＝可得，此时灯泡电阻值为：
RL＝＝＝8Ω；
电源由两节干电池串联组成，则电源电压为3V，第1次实验时灯泡两端的电压为0.5V，则滑动变阻器两端的电压为：U'＝3V﹣0.5V＝2.5V，
此时变阻器连入电路中的电阻：R滑＝＝≈15.6Ω＞10Ω，这说明小张选用的滑动变阻器应是R2；
（4）灯泡的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，故取平均值没有意义，是不合理的；
（5）实验时，分别把5Ω、10Ω、15Ω电阻接入原灯泡位置，通过实验，记录电流表示数如表二所示；分析表二数据可知，通过导体的电流跟电阻不成反比，且每次实验中电流与电阻的乘积是不同的（即电压不同），所以其原因是没有控制电阻两端的电压不变。
故答案为：（1）见上图；（2）A；C； （3）0.2；8；R2；（4）不合理；灯丝的电阻会随温度变化；（5）没有控制电阻两端的电压不变。
【点评】本题是测量灯泡的电阻实验，考查了注意事项、故障分析、电流表的读数及电阻的计算、器材的选择和数据的处理、控制变量法的运用。
21．（7分）某物理兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凹、凸形状可改变的液体透镜，并利用液体透镜探究“光的折射”和“透镜成像规律”。
（1）图甲中，从形状上可以辨别此透镜是　凸　镜；研究小组对透镜中继续注入少量水，发现透镜右端的焦点向左移动，抽出少量的水后该焦点向右移动，并测得了水透镜的多个焦距，这一现象说明水透镜的凸出程度越大，水透镜的焦距　越短　（选填“越长”或“越短”）。
（2）图乙中，在光具座上固定好蜡烛和水透镜，移动光屏到图示位置时，获得一个清晰的像，这个像是倒立、　放大　的实像。应用这一成像原理的光学仪器是　投影仪　（选填“放大镜”或“投影仪”）。
（3）保持蜡烛和水透镜的位置不变，利用甲图装置测量水透镜的焦距，并在乙图中进行透镜成像实验，获得的实验数据如下表所示。
实验次数
焦距f/cm
像距v/cm
1
15.0
80.0
2
12.0
30.0
3
10.0
20.0
4
8.0
13.0
5
5.0
6.7
①根据表中的数据可知物距不变时像距的大小跟　焦距　有关；
②某次实验时，当向水透镜中不断注水过程中发现屏幕上的像逐渐变得模糊，这种现象和　近视眼　（选填“近视眼”或“远视眼”）的缺陷原理相同，眼球的这种视力缺陷是通过佩戴　凹　透镜进行矫正。

【分析】（1）根据凸透镜的定义判断透镜的种类；凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关；
（2）分析图像中物距和像距的大小关系，得出此时成像的特点；
（3）①根据焦距的倒数计算出焦距的大小；分析表格中数据，分析变化的量，得出在物距不变情况下，像距大小的影响因素；根据数据分析规律得出结论。
②根据凸透镜和凹透镜对光线的作用能判断出所应选择的透镜或光屏的移动情况，进而总结出近视眼的成因及矫正。
【解答】解：（1）由图可知，此液体透镜中间厚，边沿薄，相当于一个凸透镜，凸透镜对光有会聚作用；抽出少量的水后，水透镜的凸出程度变小，焦点向右移动，焦距变长，这一现象说明水透镜的凸出程度越大，水透镜的焦距越短；
（2）由图乙知，物距小于像距，根据凸透镜成像特点可知，此时成倒立、放大的实像，生活中的投影仪就是利用了这一原理；
（3）①由数据知，物距不变，凸透镜的焦距改变，像距改变，可知当凸透镜成实像时，物距不变，像距的大小与焦距有关；
②向水凸透镜内注入水时，透镜更凸，会聚能力较强，将像成在光屏的前面，这种现象就是近视眼的成因，这种视力通过配戴凹透镜可以进行矫正。
故答案为：（1）凸；越短；（2）放大；投影仪；（3）①焦距；②近视眼；凹。
【点评】本题是探究水透镜成像的规律实验，主要考查了透镜的分类、焦距和物距的概念、对实验数据的分析，根据数据总结规律是难点，在分析时，要注意各个数据的特点，结合图像和表格分析效果更好。
四、综合题（共2小题，计16分）
22．（8分）某物理兴趣小组同学对物体的浮沉条件进行研究，在一个重为4N，底面积为200cm2的圆柱形薄壁玻璃容器底部，放一个边长为10cm的正方体物块，然后逐渐向容器中倒水（始终未溢出）．通过测量容器中水的深度h，分别计算出该物块所受到的浮力F浮，并绘制了如图所示的图象。请你解答下列问题（g取10N/kg）。
（1）分析图象可知，水的深度由0逐渐增加到8cm的过程中，物块受到的浮力越来越　大　，当水深增至8cm后，物块处于　漂浮　（选填“漂浮”“悬浮”或“下沉”）状态。
（2）物块的密度是多少？
（3）将物块取出后，若容器中水的重力为20N，此时容器对水平桌面的压强是多少？

【分析】（1）由图可知随着水的深度增大物体受到的浮力变化规律以及受到的最大浮力，知道正方体的棱长可求体积，根据阿基米德原理求出木块完全浸没时受到的浮力，然后与木块受到的最大浮力相比较确定当水深增至8cm后木块的状态；
（2）物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等，根据G＝mg和ρ＝求出木块的密度；
（3）将物块取出后，容器对水平桌面的压力等于水和容器的重力之和，根据p＝求出容器对水平桌面的压强。
【解答】解：（1）由图象可知：水的深度由0逐渐增加到8cm的过程中，物块受到的浮力越来越大；
当水深增至8cm后，受到的浮力8N，
木块的体积：
V＝L3＝（10cm）3＝1000cm3＝1×10﹣3m3，
木块浸没时受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N＞8N，
所以，木块处于漂浮状态；
（2）因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等，
所以，木块的重力：
G＝F浮′＝8N，
木块的密度：
ρ＝＝＝＝0.8×103kg/m3；
（3）容器对桌面的压力：
F＝G水+G容＝20N+4N＝24N，
容器对桌面的压强：
p＝＝＝1200Pa。
答：（1）大；漂浮；
（2）密度为0.8×103kg/m3；
（3）容器对水平桌面的压强是1200Pa。
【点评】本题考查了阿基米德原理和物体浮沉条件、重力公式、密度公式、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以及从图象中获取有用的信息。
23．（8分）科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路（设环境温度不高于20℃），由工作电路和控制电路组成。工作电路中的电热器上标有“220V 2000W“的字样；控制电路中热敏电阻R1作为感应器探测水温，置于恒温水箱内，其阻值随温度变化的关系如图乙所示，R1为滑动变阻器，电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流关系如图丙所示，衔铁只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下，（不计继电器线圈的电阻，c水＝4.2×103J/（kg•℃）。

（1）闭合开关S时，电磁铁的上端为　S　极。
（2）用电热器给恒温箱中100kg的水加热，正常工作20min时，水温由20℃升高到25℃，求电热器的加热效率？
（3）调节滑动变阻器，使R1＝280Ω，为了把温度控制在25℃左右，设定在水温低于25℃时自动加热，在水温达到25℃时停止加热，求控制电路中的电源电压U是多少？
（4）设控制电路中电源电压U不变，将水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃的恒温，应　增大　（选填“增大”或“减小”）滑动变阻器接入电路中的阻值。
【分析】（1）知道电流的方向，根据安培定则判断出电磁铁的N、S极；
（2）根据Q吸＝cmΔt求出水吸收的热量；根据Q＝W＝Pt求出1min电热丝R0产生的电热，利用η＝求电热器的加热效率；
（2）从乙图直接读出恒温箱中温度在25℃时热敏电阻的阻值，根据电阻的串联求出总阻值，衔铁受到3N的吸引力，由图象丙可知，控制电路中电流，根据欧姆定律求出电源电压；
（3）将水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃的恒温，根据热敏电阻的变化和欧姆定律判断滑动变阻器滑片移动的方向。
【解答】解：
（1）由甲图可知，电流从电磁铁的下面导线流入，利用安培定则判断出电磁铁的下端为N极，上端为S极；
（2）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（25℃﹣20℃）＝2.1×106J，
由P＝可得，电热器消耗的电能：
W＝Pt＝2000W×20×60s＝2.4×106J，
电热器的加热效率：
η＝×100%＝×100%＝87.5%；
（3）当水温达到25℃时停止加热，由图乙可知，热敏电阻的阻值为：Rt＝80Ω，
因为串联电路的总阻值等于各电阻之和，所以电路中的总电阻：R总＝Rt+R1＝80Ω+280Ω＝360Ω，
衔铁受到3N的吸引力，由图象丙可知，控制电路中电流为：I＝100mA＝0.1A，
由欧姆定律得，电源电压：U＝IR总＝0.1A×360Ω＝36V；
（4）将水箱中水温由25℃的恒温调节到30℃的恒温，即将启动的温度调高，则热敏电阻的阻值将减小，由I＝可知，当电源电压一定时，热敏电阻越小，则滑动变阻器接入电路的阻值应增大，
故答案为：（1）S；（2）电热器的加热效率是87.5%；（3）控制电路中的电源电压U是36V；（4）增大。
【点评】本题难度较大，既需要从电磁铁的性质上进行分析，还要对电磁继电器的原理进行分析。能从图乙得出相关信息、结合串联电路的特点和欧姆定律求解是本题的关键。