2023年安徽省合肥市包河区中考物理二模试卷

2023年安徽省合肥市包河区中考物理二模试卷

一、填空题（每小题2分，共20分，将答案直接写在横线上，不必写出解题过程）

1．（2分）今年“五•四”青年节期间，学校举办了以“奋斗百年路，启航新征程”为主题的庆祝中国共产党成立102周年歌咏比赛。参赛选手们高歌一曲歌颂中国共产党的丰功伟业，这里的高歌一曲中的“高”是指声音的 　      　。（填写描述声音特性的物理量名称）

2．（2分）二十四节气是我国特有的计时方式，在“二十四节气歌”的歌词中写到“秋处露献寒霜降”，其中“露”的形成是 　     　现象。（填写物态变化的名称）

3．（2分）如图是重为20N的物块静止在粗糙的水平地面上，在大小为5N的水平拉力F作用下，物块恰好向左做匀速直线运动，当把拉力F增大为8N，则物块受到的摩擦力将 　     　（选填“变大”“变小”或“不变”）。

4．（2分）如图是我国自主研制的大飞机C919已正式投入商业运营，其机身采用密度较小的碳纤维材料制造，极大减轻了飞机的质量，已知碳纤维材料的密度是1.8g/cm3，该密度值表示的物理含义是：　                  　。

5．（2分）如图所示，干燥的丝绸和玻璃棒在相互摩擦的过程中，丝绸因 　     　电子而带上电荷。（选填“失去”或“得到”）

6．（2分）利用一个重为6N的动滑轮及细绳等器材将质量为3kg的物体竖直向上匀速提升2m用时10s，则此过程中作用在绳子自由端竖直向上的拉力做功的功率为 　      　W。（不计绳重和摩擦，g取10N/kg）

7．（2分）一束光从水中斜射向水面，图中已画出空气中的折射光线，请画出大致的入射光线和反射光线。

8．（2分）如图所示，一个质量为800g，边长为10cm的实心正方体物块漂浮于水面上，则该正方体物块浸入水中的深度h为 　   　cm。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）

9．（2分）如图所示，电源电压为3V且保持不变，定值电阻R1的阻值为10Ω，闭合开关S，电压表示数为1V，则定值电阻R2在2min内消耗的电能为 　     　J。

10．（2分）如图所示的电路，电源电压保持不变，定值电阻R1的阻值为15Ω，只闭合开关S，电流表的示数为0.2A；再闭合开关S1，则此时电路的总功率为1.5W，则定值电阻R2的阻值是　     　Ω.

二、选择题（每小题2分，共14分；每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意，请在答题卷上用2B铅笔将表示正确答案的字母填涂完整）

11．（2分）如图所示，2023年4月15日，神舟十五号航天员乘组进行第四次出舱活动。圆满完成舱外扩展泵组安装、跨舱线缆安装接通、舱外载荷暴露平台支撑杆安装后，顺利返回问天实验舱。下列说法正确的是（　　）

A．神舟十五号航天员乘组出舱后，在舱外作业的航天员没有惯性 

B．神舟十五号航天员在轨与地面控制中心是通过电磁波传递信息 

C．问天实验舱体外的太阳能电池板工作时，将电能转化为太阳能 

D．神舟十五号航天员乘组在轨绕地球高速飞行时，处于平衡状态

12．（2分）如图所示，用水平向右的恒力F将物块紧压在竖直的墙壁上保持静止状态。下列分析正确的是（　　）

A．物块所受重力与物块对墙壁的摩擦力是一对平衡力 

B．墙壁对物块的弹力与力F是一对相互作用力 

C．物块所受重力与墙壁对物块的摩擦力是一对平衡力 

D．物块对墙壁的压力与力F是一对相互作用力

13．（2分）钢架雪车也称卧式雪橇，是借助起滑后的惯性从山顶沿专门构筑的冰道快速滑降的一种冰上运动。在2022年北京冬奥会上，我国钢架雪车选手闫文港摘得铜牌，实现该项比赛奖牌“零”的突破。闫文港随钢架雪车上从滑道高处加速下滑的情景，如图所示。此过程中，关于闫文港能量变化判断正确的是（　　）

A．动能增大，重力势能增大，机械能增大 

B．动能减小，重力势能增大，机械能增大 

C．动能减小，重力势能减小，机械能减小 

D．动能增大，重力势能减小，机械能减小

14．（2分）商场门口的广告投影灯及其内部结构，如图所示。它主要由光源、广告片（即物体）和焦距为f的凸透镜（镜头）组成，该装置能把广告片投射到地面上进行指引或宣传。下列说法正确的是（　　）

A．广告片到镜头的距离应大于2f 

B．广告片在地面上呈现的是倒立、放大的实像 

C．广告片到镜头的距离应小于f 

D．为顾客能从多角度看见广告片，应选择光滑的地面

15．（2分）甲、乙两种固体熔化的温度﹣时间图像，如图所示。下列分析判断正确的是（　　）

A．甲是晶体且其熔点为48℃，乙是非晶体 

B．甲物体的熔化过程持续了8min 

C．在4min～8min内，甲的内能大于乙的内能 

D．甲物体在ab段是固液共存态，且内能保持不变

16．（2分）如图所示，闭合开关S后，灯泡L1和L2都能正常发光，两电表均有示数。可是过一会儿，两灯泡都突然熄灭，电流表示数变为零，电压表示数变大，则该电路的故障可能是（　　）

A．灯泡L1开路 B．灯泡L1被短路 

C．灯泡L2被短路 D．电流表开路

17．（2分）如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片P从左向右滑动过程中（灯泡L的灯丝电阻不随温度变化），下列说法正确的是（　　）

A．电流表A2示数变小，灯泡L逐渐变暗 

B．电流表A1和电压表V的示数都将变大 

C．电压表V与电流表A1示数的比值变大 

D．电压表V与电流表A2示数的乘积变大

三、实验题（第18小题4分，第19小题4分，第20小题8分，共16分）

18．（4分）如图所示，利用长木板、木块、弹簧测力计等器材，探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”。请你回答下列问题：

（1）如图所示，将轻质的弹簧测力计左端的提环固定在墙壁上，通过细线将木块与弹簧测力计的挂钩连接，木块放在水平的长木板上。为测量木块所受的滑动摩擦力大小，手拉长木板右端的细线使长木板 　      　（选填“一定”或“不一定”）要做匀速直线运动。

（2）要想探究滑动摩擦力大小是否与接触面积大小有关，用如图所示的实验装置并按照（1）的实验方法测出木块在水平长木板上所受的滑动摩擦力大小，然后将木块沿竖直方向锯掉一半，用同样的方法测得剩下的木块所受的滑动摩擦力的大小，发现其值变为原来的一半。由此得出实验结论：当接触面的粗糙程度一定时，接触面积越小，滑动摩擦力越小。这样得出的实验结论不正确的原因是 　           　。

19．（4分）利用如图所示的实验装置“探究导体在磁场中运动中产生感应电流的条件”。请你解决下列问题：

（1）闭合开关，按照正确的实验操作进行多次实验，并根据记录的实验现象和数据，初步得出产生感应电流的条件是：闭合电路中的一部分导体，在磁场中做 　        　运动。

（2）为了探究感应电流方向与磁场方向的关系，正确的实验操作是：要保证 　            　不变，仅将磁体N、S极位置对调，闭合开关，进行实验，观察实验现象即可得出实验结论。

20．（8分）小明同学在“用电流表、电压表测电阻”的实验中，所用的电源电压保持不变。请你解决下列问题：

（1）本实验原理是 　                  　：

（2）小明在仔细检查图甲所示的实物电路连接时，发现有一根导线连接错误。请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的一根连接导线。（注意导线不能交叉）

（3）改正电路连接后，按照正确的实验操作步骤，闭合开关，将滑动变阻器的滑片向右移至某一位置时，电压表示数如图乙所示，电流表示数如图丙所示，根据此次实验数据可计算出未知电阻Rx　       　Ω。

（4）小明同学继续调节滑动变阻器滑片的位置获取多组实验数据，其目的是：　            　。

四、计算与推导题（第21小题5分，第22小题7分，第23小题8分，共20分；解答要有必要的公式和过程）

21．（5分）人体中有不少骨骼构成杠杆，如图甲所示是手端起托盘和茶杯的情景。此时人体前臂骨骼相当于杠杆，其结构示意图如图乙所示，其中肘关节相当于支点O，肱二头肌收缩提供动力F1，茶杯（内盛一定量的水）和托盘整体对手的压力相当于阻力F2。

（1）如图甲所示，手端起托盘和茶杯并保持水平的静止状态，若此时茶杯对托盘的压强为800Pa，且茶杯底部与托盘的接触面积为50cm2，则茶杯及其内部所盛的水的总质量为多少千克？（g取10N/kg）

（2）如图乙所示，若茶杯（内盛一定量的水）和托盘整体对手的压力F2为8N，OA＝5cm，OC＝20cm，则此时肱二头肌收缩产生的动力F1大小为多少牛顿？

22．（7分）如图甲所示，在水平桌面上放置一个内装有适量水的容器，将一实心圆柱体系在弹簧测力计下端的挂钩上，让该圆柱体从水面逐渐浸入水中直至浸没，弹簧测力计的示数F与圆柱体下底面浸入水中的深度h的关系如图乙所示。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：

（1）圆柱体浸没在水中时所受到的浮力大小；

（2）该实心圆柱体的密度；

（3）当该圆柱体刚好有一半体积浸入水中时，其下底面受到水的压力大小。

23．（8分）图甲是小明家购买的一款“美的”牌电饭锅其内部简化的电路图，如图乙所示。其中R1是一个定值电阻（不是电热丝），R2是加热用的电热丝（其阻值不受温度影响），该电饭锅工作时有两种状态：一种是保温状态；另一种是加热状态且处于加热状态时该电饭锅的额定电功率为1000W。

（1）开关S断开或闭合时，电饭锅分别处于哪种工作状态？请分析说明理由。

（2）已知定值电阻R1和电热丝R2的阻值之比为4：1，求该电饭锅在“保温”和“加热”两种状态下正常工作所消耗的电功率P保温：P加热的值。

（3）小明查询资料得知，国家标准中规定电饭锅在加热状态下正常工作时，三级能效的热效率值（即电热转化效率）范围为81%≤η＜86%。于是小明利用所学的物理知识对家里的电饭锅进行测试并记录数据：该电饭锅处于加热状态下正常工作1000s，可将初始温度为20℃、质量为2.5kg的水恰好加热到100℃。请你通过计算判断小明家的电饭锅的热效率值是否达到国家规定的三级能效。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]

2023年安徽省合肥市包河区中考物理二模试卷

参考答案与试题解析

一、填空题（每小题2分，共20分，将答案直接写在横线上，不必写出解题过程）

1．（2分）今年“五•四”青年节期间，学校举办了以“奋斗百年路，启航新征程”为主题的庆祝中国共产党成立102周年歌咏比赛。参赛选手们高歌一曲歌颂中国共产党的丰功伟业，这里的高歌一曲中的“高”是指声音的 　响度大　。（填写描述声音特性的物理量名称）

【分析】音调是指声音的高低，和发声体的振动频率有关；响度是指声音的大小，和发声体的振幅、距离发声体的远近有关；不同发声体的音色是不同的。

【解答】解：高歌一曲中的“高”是声音的响度大。

故答案为：响度大。

【点评】此题考查了声音的特征，是一道声学基础题。

2．（2分）二十四节气是我国特有的计时方式，在“二十四节气歌”的歌词中写到“秋处露献寒霜降”，其中“露”的形成是 　液化　现象。（填写物态变化的名称）

【分析】物质由气态变为液态的过程叫液化。

【解答】解：“露”是空气中的水蒸气发生液化形成的小水珠。

故答案为：液化。

【点评】此题考查了生活中的液化现象，难度不大，属基础题目。

3．（2分）如图是重为20N的物块静止在粗糙的水平地面上，在大小为5N的水平拉力F作用下，物块恰好向左做匀速直线运动，当把拉力F增大为8N，则物块受到的摩擦力将 　不变　（选填“变大”“变小”或“不变”）。

【分析】滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关。

【解答】解：如图是重为20N的物块静止在粗糙的水平地面上，在大小为5N的水平拉力F作用下，物块恰好向左做匀速直线运动，滑动摩擦力大小等于拉力，当把拉力F增大为8N，物体始终运动，受到是滑动摩擦力，而滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，压力和接触面的粗糙程度不变，物体受到滑动摩擦力不变。

故答案为：不变。

【点评】本题考查滑动摩擦力的有关因素，属于基础题。

4．（2分）如图是我国自主研制的大飞机C919已正式投入商业运营，其机身采用密度较小的碳纤维材料制造，极大减轻了飞机的质量，已知碳纤维材料的密度是1.8g/cm3，该密度值表示的物理含义是：　1cm3的碳纤维材料质量为1.8g　。

【分析】在物理学中，把某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度，根据定义可知其物理意义。

【解答】解：碳纤维材料的密度是1.8g/cm3，1cm3的碳纤维材料质量为1.8g。

故答案为：1cm3的碳纤维材料质量为1.8g；

【点评】此题考查了密度的物理意义，属于基本概念的考查，是一道基础题。

5．（2分）如图所示，干燥的丝绸和玻璃棒在相互摩擦的过程中，丝绸因 　得到　电子而带上电荷。（选填“失去”或“得到”）

【分析】摩擦起电的实质是电子的转移；失去电子的物体因缺少电电子带正电；得到电子的物体带负电；

【解答】解：燥的丝绸和玻璃棒在相互摩擦的过程中，丝绸因得到电子而带负电。

故答案为：得到。

【点评】本题考查了摩擦起电，属于基础题。

6．（2分）利用一个重为6N的动滑轮及细绳等器材将质量为3kg的物体竖直向上匀速提升2m用时10s，则此过程中作用在绳子自由端竖直向上的拉力做功的功率为 　7.2　W。（不计绳重和摩擦，g取10N/kg）

【分析】不计绳重和摩擦，根据W＝Gh＝mgh计算拉力对物体做的有用功和对动滑轮做的额外功，根据W总＝W有+W额计算拉力做的总功，根据P＝计算拉力的功率。

【解答】解：拉力对物体做的有用功：

W有＝Gh＝mgh＝3kg×10N/kg×2m＝60J，

不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力做的额外功：

W额＝G动h＝6N×2m＝12J，

绳端拉力做的总功：

W总＝W有+W额＝60J+12J＝72J，

拉力做功的功率：

P＝＝＝7.2W。

故答案为：7.2。

【点评】本题考查使用动滑轮时功和功率的计算，明确W总＝W有+W额计算总功是关键。

7．（2分）一束光从水中斜射向水面，图中已画出空气中的折射光线，请画出大致的入射光线和反射光线。

【分析】光的反射定律：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；

光的折射规律：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，当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角；当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折，折射角大于入射角。

【解答】解：光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，首先作出法线，然后根据入射角小于折射角作出入射光线；

在光的反射中，反射角等于入射角，据此作出水中的反射光线。如图所示：

【点评】本题考查了利用光的反射定律和光的折射规律作图，难度不大。

8．（2分）如图所示，一个质量为800g，边长为10cm的实心正方体物块漂浮于水面上，则该正方体物块浸入水中的深度h为 　8　cm。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）

【分析】已知实心正方体物块漂浮于水面上，利用漂浮条件求出物块受到浮力，根据阿基米德原理求出物块排开水的体积，根据V＝Sh算出物块浸入水中的深度。

【解答】解：实心正方体物块漂浮于水面上，根据漂浮条件可知：F浮＝G＝mg＝0.8kg×10N/kg＝8N；

根据F浮＝ρ水gV排可得物块排开水的体积为：

V排＝＝＝8×10﹣4m3＝800cm3，

则物块浸入水中的深度：

h＝＝＝8cm。

故答案为：8。

【点评】此题考查漂浮条件和阿基米德原理公式的应用，关键是各种公式的灵活运用，属于中档题目。

9．（2分）如图所示，电源电压为3V且保持不变，定值电阻R1的阻值为10Ω，闭合开关S，电压表示数为1V，则定值电阻R2在2min内消耗的电能为 　24　J。

【分析】由电路图可知R1、R2串联，电压表测R1两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出R2两端的电压，根据W＝UIt求出R2在2min内消耗的电能。

【解答】解：由电路图可知R1、R2串联，电压表测R1两端的电压，

由串联电路的电流特点和欧姆定律可知，电路中的电流：I＝I2＝I1＝＝＝0.1A，

由串联电路的电压特点可知，R2两端的电压：U2＝U﹣U1＝3V﹣1V＝2V，

则R2在2min内消耗的电能：W2＝U2I2t＝2V×0.1A×2×60s＝24J。

故答案为：24。

【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功公式的应用，难度不大。

10．（2分）如图所示的电路，电源电压保持不变，定值电阻R1的阻值为15Ω，只闭合开关S，电流表的示数为0.2A；再闭合开关S1，则此时电路的总功率为1.5W，则定值电阻R2的阻值是　10　Ω.

【分析】只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电源的电压；再闭合开关S1时，R1与R2并联，电流表测干路电流，根据P＝UI求出干路电流，根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R1的电流不变，根据并联电路的电流特点求出通过电阻R2的电流，根据欧姆定律求出R2的阻值。

【解答】解：只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，电流表测电路中的电流，

由I＝可得，电源电压：

U＝I1R1＝0.2A×15Ω＝3V；

再闭合开关S1时，R1与R2并联，电流表测干路电流，

由P＝UI可知，干路电流：

I＝＝＝0.5A，

因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以通过R1的电流不变，

由并联电路的电流特点可知，通过电阻R2的电流：

I2＝I﹣I1＝0.5A﹣0.2A＝0.3A，

因并联电路中各支路两端的电压相等，所以R2两端的电压：

U2＝U＝3V，

由欧姆定律可知，R2的阻值：

R2＝＝＝10Ω。

故答案为：10。

【点评】本题考查并联电路的特点、欧姆定律的应用和电功率公式的应用，是一道基础题。

二、选择题（每小题2分，共14分；每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意，请在答题卷上用2B铅笔将表示正确答案的字母填涂完整）

11．（2分）如图所示，2023年4月15日，神舟十五号航天员乘组进行第四次出舱活动。圆满完成舱外扩展泵组安装、跨舱线缆安装接通、舱外载荷暴露平台支撑杆安装后，顺利返回问天实验舱。下列说法正确的是（　　）

A．神舟十五号航天员乘组出舱后，在舱外作业的航天员没有惯性 

B．神舟十五号航天员在轨与地面控制中心是通过电磁波传递信息 

C．问天实验舱体外的太阳能电池板工作时，将电能转化为太阳能 

D．神舟十五号航天员乘组在轨绕地球高速飞行时，处于平衡状态

【分析】（1）惯性是物体的属性，只与质量有关；

（2）神舟十五号与地面控制中心是通过电磁波传递信息；

（3）太阳能电池板将太阳能转化为电能；

（4）运动状态包括运动方向和速度大小，一个改变运动状态就改变，运动状态改变，受力不平衡。

【解答】解：A．惯性是物体的属性，只与质量有关，神舟十五号航天员乘组出舱后，质量不变，惯性不变，在舱外作业的航天员有惯性，故A错误；

 B．神舟十五号在真空中运行，航天员在轨与地面控制中心是通过电磁波传递信息的，故B正确；

 C．问天实验舱体外的太阳能电池板工作时，将太阳能转化为电能，故C错误；

 D．神舟十五号航天员乘组在轨绕地球高速飞行时，处于曲线运动状态，运动方向不断改变，处于非平衡状态，故D错误。

故选：B。

【点评】本题考查惯性、电磁波的应用、太阳能、运动状态的判断，属于基础题。

12．（2分）如图所示，用水平向右的恒力F将物块紧压在竖直的墙壁上保持静止状态。下列分析正确的是（　　）

A．物块所受重力与物块对墙壁的摩擦力是一对平衡力 

B．墙壁对物块的弹力与力F是一对相互作用力 

C．物块所受重力与墙壁对物块的摩擦力是一对平衡力 

D．物块对墙壁的压力与力F是一对相互作用力

【分析】二力平衡的条件是：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上；

一对相互作用力的条件是：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上。

【解答】解：A、物块所受重力与物块对墙壁的摩擦力不是作用在同一物体上，不是一对平衡力，故A错误；

B、墙壁对物块的弹力与力F作用在同一物体上，不是一对相互作用力，故B错误；

C、物块所受重力与墙壁对物块的摩擦力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，是一对平衡力，故C正确；

D、物块对墙壁的压力与力F方向相同，不是一对相互作用力，故D错误。

故选：C。

【点评】本题主要考查了对平衡力和相互作用力的理解与辨别，掌握它们各自的四个因素，是正确判断的关键。

13．（2分）钢架雪车也称卧式雪橇，是借助起滑后的惯性从山顶沿专门构筑的冰道快速滑降的一种冰上运动。在2022年北京冬奥会上，我国钢架雪车选手闫文港摘得铜牌，实现该项比赛奖牌“零”的突破。闫文港随钢架雪车上从滑道高处加速下滑的情景，如图所示。此过程中，关于闫文港能量变化判断正确的是（　　）

A．动能增大，重力势能增大，机械能增大 

B．动能减小，重力势能增大，机械能增大 

C．动能减小，重力势能减小，机械能减小 

D．动能增大，重力势能减小，机械能减小

【分析】（1）动能大小跟质量、速度有关。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大。

（2）重力势能大小跟质量、被举的高度有关。被举的高度一定时，质量越大，重力势能越大；质量一定时，高度越高，重力势能越大。

（3）机械能等于动能和势能的总和。

【解答】解：闫文港随钢架雪车上从滑道高处加速下滑时，质量不变，速度变大，动能变大；高度变小，质量不变，重力势能减小；由于克服赛道的阻力做功，一部分机械能转化为内能，使得机械能减小，故D正确。

故选：D。

【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素，利用控制变量法能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。

14．（2分）商场门口的广告投影灯及其内部结构，如图所示。它主要由光源、广告片（即物体）和焦距为f的凸透镜（镜头）组成，该装置能把广告片投射到地面上进行指引或宣传。下列说法正确的是（　　）

A．广告片到镜头的距离应大于2f 

B．广告片在地面上呈现的是倒立、放大的实像 

C．广告片到镜头的距离应小于f 

D．为顾客能从多角度看见广告片，应选择光滑的地面

【分析】当2f＞u＞f时，凸透镜成放大、倒立实像，此时像在二倍焦距之外，此原理与投影仪成像原理相同；物体的表面有两种，一种是平的而且是光滑的，这种表面会发生镜面反射，平行光线经镜面反射后，反射光线还是平行的。另一种是粗糙的，这种表面发生漫反射，平行光线经过凹凸不平的表面，反射光线射向各个方向。

【解答】解：ABC、由图可知，u＜v，此时2f＞u＞f，凸透镜成放大、倒立实像，此原理与投影仪成像原理相同，故B正确，AC错误；

D、各个方向都能看到地上的广告图标，这是因为发生了漫反射，应选择粗糙的地面，故D错误。

故选：B。

【点评】此题主要考查了凸透镜成像规律的应用，难度不大。

15．（2分）甲、乙两种固体熔化的温度﹣时间图像，如图所示。下列分析判断正确的是（　　）

A．甲是晶体且其熔点为48℃，乙是非晶体 

B．甲物体的熔化过程持续了8min 

C．在4min～8min内，甲的内能大于乙的内能 

D．甲物体在ab段是固液共存态，且内能保持不变

【分析】（1）固体分晶体和非晶体，晶体和非晶体的重要区别是晶体有一定的熔点，而非晶体没有。

（2）晶体有一定的熔点，非晶体没有固定的熔点，同一晶体的熔点和凝固点相同。晶体熔化的特点：晶体熔化过程吸收热量，温度保持不变，但内能增加。

【解答】解：A、如图所示的是甲、乙两种物质温度随加热时间变化的图像。其中，乙物质没有固定的熔点，则乙物质是非晶体；在熔化的过程中，温度保持不变的物质是甲，则甲是晶体，该晶体的熔点是48℃，故A正确；

B、甲物质在4～8min处于熔化阶段，熔化时间是4min，故B错误；

C、在4～8min，甲、乙的质量未知，甲的内能不一定大于乙的内能，故C错误；

D、甲物体在ab段是固液共存态，不断吸收热量，内能增加，故D错误。

故选：A。

【点评】本题把晶体和非晶体的熔化图像放到一个坐标系中，考查了学生从图像中获取信息的能力，考查的很全面。

16．（2分）如图所示，闭合开关S后，灯泡L1和L2都能正常发光，两电表均有示数。可是过一会儿，两灯泡都突然熄灭，电流表示数变为零，电压表示数变大，则该电路的故障可能是（　　）

A．灯泡L1开路 B．灯泡L1被短路 

C．灯泡L2被短路 D．电流表开路

【分析】由图可知，开关闭合后，两个灯泡串联在电路中，电流表测量电路中的电流，电压表测量的是电流表与灯泡L2两端的电压；两灯泡都熄灭，说明电路中无电流，根据电压表的示数变化判定故障的原因。

【解答】解：由图可知，开关闭合后，两个灯泡串联在电路中，电流表测量电路中的电流，电压表测量的是电流表与灯泡L2两端的电压，根据串联电路的电压特点可知，此时电压表示数要小于电源电压；

过一会儿，两灯泡都突然熄灭，电流表示数变为零，说明电路出现了开路现象；

电压表示数变大，说明电压表与电源之间是接通的，即测量的是电源电压，所以故障是与电压表并联的灯泡L2开路或电流表开路。

故选：D。

【点评】本题考查了学生利用电流表、电压表判断电路故障的分析能力，电路故障分短路和断路两种情况，平时做实验时试一试，多总结、提高分析能力。

17．（2分）如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，将滑动变阻器的滑片P从左向右滑动过程中（灯泡L的灯丝电阻不随温度变化），下列说法正确的是（　　）

A．电流表A2示数变小，灯泡L逐渐变暗 

B．电流表A1和电压表V的示数都将变大 

C．电压表V与电流表A1示数的比值变大 

D．电压表V与电流表A2示数的乘积变大

【分析】由图可知，该电路为并联电路，电流表A1测量干路中的电流，电压表测量电源电压，电流表A2测量通过灯泡的电流；

根据电源电压分析电压表示数的变化；根据并联电路互不影响分析通过灯泡的电流和灯泡亮度的变化；

根据滑片的移动方向分析滑动变阻器接入电路电阻的变化，根据欧姆定律分析通过滑动变阻器电流的变化；

根据并联电路的电流规律分析干路中电流的变化；

根据电压表V示数与电流表A1示数的变化分析其比值的变化。

根据电压表V示数与电流表A2示数的变化分析其乘积的变化。

【解答】解：由图可知，该电路为并联电路，电流表A1测量干路中的电流，电压表测量电源电压，电流表A2测量通过灯泡的电流；

由于电源电压不变，所以电压表示数不变；

并联电路中各支路互不影响，移动滑片，通过灯泡的电流不变，灯泡的亮度不变，所以电流表A2的示数不变，故A错误；

将滑动变阻器的滑片从左向右滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据I＝可知，通过滑动变阻器的电流减小；

根据并联电路中的电流规律可知，干路中的电流变小，所以电流表A1的示数变小，故B错误；

电压表V的示数不变，电流表A1示数变小，则电压表V与电流表A1示数的比值变大，故C正确；

电压表V的示数不变，电流表A2示数不变，则电压表V与电流表A2示数的乘积不变，故D错误。

故选：C。

【点评】本题考查了学生对欧姆定律的应用、并联电路的特点，分析电路图得出电路的连接方式和三表的测量对象是本题的突破口。

三、实验题（第18小题4分，第19小题4分，第20小题8分，共16分）

18．（4分）如图所示，利用长木板、木块、弹簧测力计等器材，探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”。请你回答下列问题：

（1）如图所示，将轻质的弹簧测力计左端的提环固定在墙壁上，通过细线将木块与弹簧测力计的挂钩连接，木块放在水平的长木板上。为测量木块所受的滑动摩擦力大小，手拉长木板右端的细线使长木板 　不一定　（选填“一定”或“不一定”）要做匀速直线运动。

（2）要想探究滑动摩擦力大小是否与接触面积大小有关，用如图所示的实验装置并按照（1）的实验方法测出木块在水平长木板上所受的滑动摩擦力大小，然后将木块沿竖直方向锯掉一半，用同样的方法测得剩下的木块所受的滑动摩擦力的大小，发现其值变为原来的一半。由此得出实验结论：当接触面的粗糙程度一定时，接触面积越小，滑动摩擦力越小。这样得出的实验结论不正确的原因是 　没有控制压力相同　。

【分析】（1）实验时，用弹簧测力计直接拉动木块时，要保持木块匀速直线运动，滑动摩擦力才等于拉力。

因为滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关，跟物体的运动速度，进行什么运动都没有关系，所以改进后的实验不必要求长木板进行匀速直线运动，并且弹簧测力计示数是静止的容易读数。

（2）在探究摩擦力与接触面积的关系时，应控制压力大小和接触面的粗糙程度相同，据此对实验做出评价。

【解答】解：（1）因为滑动摩擦力跟压力大小和接触面粗糙程度有关，跟物体的运动速度，进行什么运动都没有关系，不一定要匀速拉动长木板，所以改进后的实验不必要求长木板进行匀速直线运动，并且弹簧测力计是静止的容易读数；

（2）从实验过程可以看出，将木块沿竖直方向锯掉一半，受力面积改变的同时，压力也发生了改变，因此得出的结论是不正确的，因为没有控制压力的大小相同。

故答案为：（1）不一定；（2）没有控制压力相同。

【点评】滑动摩擦力实验的改进，学生不容易理解，理解的关键在于滑动摩擦力大小跟压力大小、接触面粗糙程度有关，跟运动速度，跟匀速还是变速无关。

19．（4分）利用如图所示的实验装置“探究导体在磁场中运动中产生感应电流的条件”。请你解决下列问题：

（1）闭合开关，按照正确的实验操作进行多次实验，并根据记录的实验现象和数据，初步得出产生感应电流的条件是：闭合电路中的一部分导体，在磁场中做 　切割磁感线　运动。

（2）为了探究感应电流方向与磁场方向的关系，正确的实验操作是：要保证 　导体切割磁感线方向　不变，仅将磁体N、S极位置对调，闭合开关，进行实验，观察实验现象即可得出实验结论。

【分析】（1）产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中有感应电流产生；

（2）根据控制变量法分析；

【解答】解：（1）由实验现象和数据可得：闭合电路中的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流；

（2）感应电流的方向与导体切割磁感线的方向和磁场的方向有关，为了探究感应电流方向与磁场方向的关系，需要控制导体切割磁感线的方向不变，仅将磁体N、S极位置对调，改变磁场的方向。

故答案为：（1）切割磁感线；（2）导体切割磁感线的方向。

【点评】本题是考查探究电磁感应的实验，难度不大，属于常考题。

20．（8分）小明同学在“用电流表、电压表测电阻”的实验中，所用的电源电压保持不变。请你解决下列问题：

（1）本实验原理是 　R＝　：

（2）小明在仔细检查图甲所示的实物电路连接时，发现有一根导线连接错误。请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的一根连接导线。（注意导线不能交叉）

（3）改正电路连接后，按照正确的实验操作步骤，闭合开关，将滑动变阻器的滑片向右移至某一位置时，电压表示数如图乙所示，电流表示数如图丙所示，根据此次实验数据可计算出未知电阻Rx　17.5　Ω。

（4）小明同学继续调节滑动变阻器滑片的位置获取多组实验数据，其目的是：　求平均值，减小误差　。

【分析】（1）伏安法测电阻的原则是：R＝；

（2）伏安法测电阻，电流表与待测电阻Rx串联，电压表并联在待测电阻Rx两端，滑动变阻器串联在电路中，改变电路的电流，多次测量求电阻Rx的平均值，据此正确连接电路；

（3）根据电流表和电压表所选取的量程，由R＝求阻值；

（3）伏安法测电阻需多次测量求平均值，减小误差。

【解答】解：（1）安法测电阻用电流表测通过待测电阻的电流，用电压表测待测电阻两端的电压，根据公式R＝求阻值；

（2）由甲图可知，电流表与电测电阻并联，电压表与电流表串联，故应将Rx右端接线改接到电流表的“﹣”接线柱，电路图如图：

；

（3）电压表量程为0～3V，示数为2.8V；电流表量程为0～0.6A，示数为0.18A，Rx的阻值为Rx＝＝＝17.5Ω；

（4）调节滑动变阻器滑片的位置获取多组实验数据，其目的是多次测量求平均值，减小误差。

故答案为：（1）R＝；（2）如图所示；（3）17.5；（4）求平均值，减小误差。

【点评】本题考查伏安法测电阻的基本原理、实验电路、欧姆定律及多次实验的目的，属于基本实验考查，难度不大。

四、计算与推导题（第21小题5分，第22小题7分，第23小题8分，共20分；解答要有必要的公式和过程）

21．（5分）人体中有不少骨骼构成杠杆，如图甲所示是手端起托盘和茶杯的情景。此时人体前臂骨骼相当于杠杆，其结构示意图如图乙所示，其中肘关节相当于支点O，肱二头肌收缩提供动力F1，茶杯（内盛一定量的水）和托盘整体对手的压力相当于阻力F2。

（1）如图甲所示，手端起托盘和茶杯并保持水平的静止状态，若此时茶杯对托盘的压强为800Pa，且茶杯底部与托盘的接触面积为50cm2，则茶杯及其内部所盛的水的总质量为多少千克？（g取10N/kg）

（2）如图乙所示，若茶杯（内盛一定量的水）和托盘整体对手的压力F2为8N，OA＝5cm，OC＝20cm，则此时肱二头肌收缩产生的动力F1大小为多少牛顿？

【分析】（1）知道此时茶杯对托盘的压强和受力面积，根据F＝pS计算茶杯对托盘的压力；茶杯对托盘的压力大小等于茶杯及其内部所盛的水的总重力，据此可知茶杯和水的总重力，根据重力公式求出茶杯及其内部所盛的水的总质量；

（2）根据杠杆平衡条件可得F1×OA＝F2×OC，代入数据解方程可得肱二头肌收缩产生的动力的大小。

【解答】解：

（1）茶杯对托盘的压力：F＝pS＝800Pa×50×10﹣4m2＝4N，

茶杯对托盘的压力大小等于茶杯及其内部所盛的水的总重力，即G＝F＝4N，

由G＝mg可得，茶杯及其内部所盛的水的总质量：m＝＝＝0.4kg；

（2）如图乙，O为支点，F1的力臂为OA，F2的力臂为OC，

根据杠杆平衡条件可得F1×OA＝F2×OC，

代入数据可得F1×5cm＝8N×20cm，

解得F1＝32N。

答：（1）茶杯及其内部所盛的水的总质量为0.4kg；

（2）此时肱二头肌收缩产生的动力F1大小为32N。

【点评】本题考查了重力公式、压强公式、杠杆平衡条件的灵活运用，涉及的知识点较多，但难度不大。

22．（7分）如图甲所示，在水平桌面上放置一个内装有适量水的容器，将一实心圆柱体系在弹簧测力计下端的挂钩上，让该圆柱体从水面逐渐浸入水中直至浸没，弹簧测力计的示数F与圆柱体下底面浸入水中的深度h的关系如图乙所示。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：

（1）圆柱体浸没在水中时所受到的浮力大小；

（2）该实心圆柱体的密度；

（3）当该圆柱体刚好有一半体积浸入水中时，其下底面受到水的压力大小。

【分析】（1）根据图象分析出物体的重力和完全浸没时的拉力，根据公式F浮＝G﹣F拉求出圆柱体浸没在水中时受到的浮力；

（2）根据F浮＝ρ水gV排求出圆柱体浸没时排开水的体积，即圆柱体的体积；根据G＝mg求出圆柱体的质量，再利用密度公式求出圆柱体的密度；

（3）当该圆柱体刚好有一半体积浸入水中时，根据F浮＝ρ水gV排求出圆柱体的浮力大小，根据浮力产生的原因可知此时圆柱体底部所受水的压力等于浮力的大小。

【解答】解：

（1）由图象知，当圆柱体浸入深度h＝0时，测力计的示数为10N，此时弹簧测力计的示数等于圆柱体的重力，则圆柱体的重力G＝10N，

圆柱体完全浸没在水中时，弹簧测力计的示数F拉＝2N，

则圆柱体浸没在水中时受到的浮力：F浮＝G﹣F拉＝10N﹣2N＝8N；

（2）圆柱体完全浸没在水中时，排开水的体积等于圆柱体的体积，

由F浮＝ρ水gV排可知，圆柱体的体积：V＝V排＝＝＝8×10﹣4m3，

由G＝mg可知，圆柱体的质量：m＝＝＝1kg，

圆柱体的密度：ρ＝＝＝1.25×103kg/m3；

（3）当该圆柱体刚好有一半体积浸入水中时，则V排′＝V＝×8×10﹣4m3＝4×10﹣4m3，

所以，受到的浮力大小为：F浮′＝ρ水gV排′＝1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣4m3＝4N；

根据浮力产生的原因可知其下底面受到水的压力大小：ΔF＝F浮′＝4N。

答：（1）圆柱体浸没在水中时受到的浮力为8N；

（2）圆柱体的密度为1.25×103kg/m3；

（3）当该圆柱体刚好有一半体积浸入水中时，其下底面受到水的压力大小为4N。

【点评】本题考查阿基米德原理、称重法求浮力、密度以及压强的计算，是一道力学综合题，有一定的难度。

23．（8分）图甲是小明家购买的一款“美的”牌电饭锅其内部简化的电路图，如图乙所示。其中R1是一个定值电阻（不是电热丝），R2是加热用的电热丝（其阻值不受温度影响），该电饭锅工作时有两种状态：一种是保温状态；另一种是加热状态且处于加热状态时该电饭锅的额定电功率为1000W。

（1）开关S断开或闭合时，电饭锅分别处于哪种工作状态？请分析说明理由。

（2）已知定值电阻R1和电热丝R2的阻值之比为4：1，求该电饭锅在“保温”和“加热”两种状态下正常工作所消耗的电功率P保温：P加热的值。

（3）小明查询资料得知，国家标准中规定电饭锅在加热状态下正常工作时，三级能效的热效率值（即电热转化效率）范围为81%≤η＜86%。于是小明利用所学的物理知识对家里的电饭锅进行测试并记录数据：该电饭锅处于加热状态下正常工作1000s，可将初始温度为20℃、质量为2.5kg的水恰好加热到100℃。请你通过计算判断小明家的电饭锅的热效率值是否达到国家规定的三级能效。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]

【分析】（1）由图乙可知，当开关S闭合时，只有R2工作，当开关断开时，R1、R2串联；根据串联电路的特点和P＝可知电饭锅加热状态和保温状态的电路连接；

（2）根据串联电路的电阻特点和欧姆定律可知加热状态和保温状态的电流关系，根据P＝I2R可知电饭锅在“保温”和“加热”两种状态下正常工作所消耗的电功率P保温：P加热的值；

（3）利用Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量，根据W＝Pt求出电饭锅消耗的电能，利用效率公式求出电饭锅的热效率，根据三级能效的热效率值范围判断是否达到国家规定的三级能效。

【解答】解：（1）由图乙可知，当开关S闭合时，只有R2工作，当开关断开时，R1、R2串联；

根据串联电路的电阻特点可知，当开关S闭合时，只有R2工作，电路中的总电阻最小，由P＝可知，电路中的总功率最大，电饭锅处于加热状态；

当开关断开时，R1、R2串联，电路中的总电阻最大，总功率最小，电饭锅处于保温状态；

（2）根据题意可知，R1＝4R2，

则加热状态和保温状态下，电路中的总电阻之比：＝＝＝，

根据欧姆定律可知，电饭锅加热状态和保温状态时电路中电流之比：＝＝＝，

电饭锅在“保温”和“加热”两种状态下正常工作所消耗的电功率：P保温：P加热＝I加热2R2：I保温2R2＝I加热2：I保温2＝52：12＝25：1；

（3）水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2.5kg×（100℃﹣20℃）＝8.4×105J，

电饭锅消耗的电能：W＝P加热t′＝1000W×1000s＝1×106J，

电饭锅的热效率：η＝＝＝84%，

根据题意可知，三级能效的热效率值（即电热转化效率）范围为81%≤η＜86%，所以电饭锅达到了国家规定的三级能效。

答：（1）当开关S闭合时，只有R2工作，电路中的总电阻最小，由P＝可知，电路中的总功率最大，电饭锅处于加热状态；

当开关S断开时，R1、R2串联，电路中的总电阻最大，总功率最小，电饭锅处于保温状态；

（2）该电饭锅在“保温”和“加热”两种状态下正常工作所消耗的电功率P保温：P加热的值为25；

（3）电饭锅达到了国家规定的三级能效。

【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律、电功公式、电功率公式、吸热公式以及效率公式的应用，解题的关键是能正确分析不同状态下的电路连接。