物理（江苏泰州卷）-冲刺中考：2024年中考第一次模拟考试

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注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题（本大题共12题，每题2分，共24分，每题只有一个正确选项）
1． 下列有关中学生的估测符合实际的是（ ）
A．正常骑行自行车的功率约70W
B．眨一次眼睛的时间约5s
C．游泳时受到的浮力约为100N
D．完成一次引体向上做的功约为2000J
【答案】A
【详解】A．根据物体功率的估测可知，正常骑自行车的功率约70W，故A符合题意；
B．正常人每一分钟要眨眼次，每一次眨眼的时间约为秒，故B不符合题意；
C．中学生在游泳池里游泳时，处于漂浮状态，中学生受到的浮力等于其重力，即，中学生的质量一般50kg左右，根据重力与质量的关系可得重力
故浮力大约为500N左右，故C不符合题意；
D．中学生的质量一般50kg左右，其重力
中学生每次引体向上身体向上运动40cm，引体向上是克服人体重力做功，完成一次引体向上做的功
故D不符合题意。
故选A。
2． 2022年11月我国部分地区上演了一场月全食的天文奇观，使观众一饱眼福。下列现象成因与之相同的是（ ）
A．水中倒影 B．雨后彩虹
C．“折断”铅笔 D．手后影子
【答案】D
【详解】月全食是由光的直线传播形成的；
A．水中的倒影属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故A不符合题意；
B．雨后彩虹是由光的折射形成的，是光的色散现象，故B不符合题意；
C．铅笔“折断”是由水中进入空气时发生折射形成的，是光的折射现象，故C不符合题意；
D．手后的影子是由光的直线传播形成的，故D符合题意。
故选D。
3． 火锅，古称“古董羹”，因食物投入沸水时发出的“咕咚”声而得名，是中国独创的美食之一，倍受大家的喜爱。在吃鸳鸯火锅时，一般会发现油腻的红锅比清淡的白锅先开；冬天吃火锅时，火锅上方“白雾缭绕”；关于吃火锅涉及的物理现象，下列说法中错误的是（ ）
A．加热后，一股“火锅味道”迎面扑来说明温度越高，分子运动越剧烈
B．火锅沸腾后，继续加热，温度不变
C．红锅先开说明油的沸点比水低
D．白锅因液面缺少油膜阻碍，汤液蒸发较快
【答案】C
【详解】A．根据分子动理论可知分子热运动与温度有关，加热后，“火锅味道”迎面扑来说明温度越高，分子运动越剧烈，故A正确，不符合题意；
B．火锅沸腾后要不断吸收热量，但温度保持在沸点不变，故B正确，不符合题意；
CD．食用油的沸点高于水的沸点，红锅先沸腾是因为食用油覆盖在水的上面，减小了液体表面积，从而减少热量散失，所以红锅先沸腾；而相对于白锅，因液面缺少油膜阻碍，液体表面积的更大，汤液蒸发较快，故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。
故选C。
4． 如图是单手啤酒开瓶器“Keb”及其使用图片，开瓶器采用不锈钢材质，精工细作，表面抛光处理，在顶部内嵌有磁铁，开启啤酒后瓶盖会吸附于开瓶器，不会掉下来，比较人性化。下列关于此现象的说法正确的是（ ）
A．单手开瓶器是一个费力杠杆，A为杠杆支点
B．单手开瓶器是一个省力杠杆，B为杠杆支点
C．内嵌磁铁是利用了不锈钢的吸铁性
D．开瓶器采用不锈钢材质是应用它的导电性好容易加工
【答案】B
【详解】AB．单手开瓶器的动力臂大于阻力臂，所以是一个省力杠杆，B为杠杆支点，故B正确，A错误；
C．内嵌磁铁是利用了内嵌磁铁的吸铁性的特点，故C错误；
D．开瓶器采用不锈钢材质是应用它的硬度大，故D错误。
故选B。
5．人脸识别系统是一项新兴的生物识别技术，在车站，当旅客距安检口0.5~1.2m处时，安装在安检口的人脸识别系统的摄像机就可以对其面部特征进行快速核对，如图所示，由此判断，人脸识别系统的摄像机的镜头（ ）
A．相当于凸透镜，焦距可能为0.2m B．相当于凹透镜，焦距可能为0.8m
C．相当于凸透镜，焦距可能为0.8m D．相当于凹透镜，焦距可能为0.2m
【答案】A
【详解】人脸识别系统的摄像机的镜头是凸透镜，对人脸进行识别时，其作用相当于照相机，人脸位于镜头的两倍焦距以外，故，
解得，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
6． 关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A．0℃的冰块内能为0
B．温度高的物体含有的热量多
C．物体温度升高一定是吸收了热量
D．两个发生热传递的物体之间一定存在温度差
【答案】D
【详解】A．一切物体都具有内能，温度为0℃的冰块也有内能，故A错误；
B．热量是一个过程量，不能说含有或具有热量，故B错误；
C．物体温度升高，可能是物体吸收了热量，也可能是对物体做了功，故C错误；
D．存在温度差的两个物体相接触发生热传递时，热量总是从高温物体传给低温物体，或者从物体的高温部分传向低温部分，故D正确。
故选D。
7． 马拉松比赛时常采用感应芯片计时，芯片里的线圈一旦有电流通过，就会激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息。当正确佩带芯片的参赛者通过起点和终点设置有磁场的地带时，就能计时，下列器件工作原理与它相同的是（ ）
A．闭合开关导体棒在磁场中运动 B．门吸
C．手摇发电电筒 D．电铃
【答案】C
【详解】感应芯片计时，芯片里的线圈一旦有电流通过，就会激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息。利用了电磁感应原理。
A．闭合开关导体棒在磁场中运动，原理是通电导体在磁场中受力的作用，故A不符合题意；
B．门吸的原理是磁体有吸引铁的性质，故B不符合题意；
C．手摇发电电筒的原理是电磁感应，故C符合题意；
D．电铃的原理是通电导体周围存在磁场，利用了电流的磁效应，故D不符合题意。
故选C。
8． 如图所示，粗糙程度相同的水平面，弹簧左端固定在竖直墙壁上，弹簧处于自由状态时右端在b点，小物块从a点以一定的速度向弹簧运动，压缩弹簧至c点，之后又向a点运动。下列说法正确的是（ ）
A．小物块从a点向c点运动的过程中，速度先变小后变大
B．小物块从c点向a点运动的过程中，速度先变大后变小
C．小物块从a点向c点运动的过程中，速度先变大后变小
D．小物块从c点向a点运动的过程中，在b点速度最大
【答案】B
【详解】AC．小物块从a点向b点运动的过程中，受到摩擦力的作用，速度变小，从b到c，受到摩擦力和弹力的作用，速度变小，所以物块从a点向c点运动的过程中速度一直变小，故AC错误；
BD．小物块从c点向b点运动的过程中，开始弹力大于摩擦力，速度变大，当弹力等于摩擦力，速度最大，当弹力小于摩擦力，速度变小，从b点到a点，受到摩擦力作用，速度变小，小物块从c点向a点运动的过程中，速度先变大后变小，故B正确，D错误。
故选B。
9． 在如图所示的电路中，电源电压不变，R为滑动变阻器，在a、b间接有“6V；6W”的小灯泡，闭合开关后，移动滑动变阻器滑片P，使恰好正常发光。若取下灯泡，保持滑片P的位置不变，在进行下列正确操作后，符合物理规律的选项是（ ）
A．把电流表接在a、b时，电流表的示数是
B．把电压表接在a、b时，电压表的示数是
C．把“6V；9W”的小灯泡接在a、b时，能正常发光
D．把阻值为的电炉丝接在a、b时，发热功率是6W
【答案】D
【详解】A．小灯泡标有“6V6W”，表示灯的额定电压为6V，额定功率为6W，在a、b间接有“6V6W”的小灯泡，闭合开关后，移动滑动变阻器滑片P，使恰好正常发光，根据可得，小灯泡的额定电流为
把电流表接在a、b时，根据串联电路电阻的规律可知，电阻变小，所以电流变大，即电流表的示数大于，故A不符合题意；
B．在A中，在恰好正常发光时，小灯泡的电压为6V，根据串联电路电压的规律可知，电源电压一定大于6V，把电压表接在a、b时，电压表与电源连通，此时电压表测电源电压，所以其示数大于，故B不符合题意；
C．“6V；9W”的小灯泡表示该灯的额定电压为6V，额定功率为9W；两灯的额定电压相同，由于的额定功率较大，根据可知，的电阻小于灯的电阻，把“6V；9W”的小灯泡接在a、b时，根据串联分压原理可知，的电压将小于6V，故不能正常发光，故C不符合题意；
D．“6V；6W”的小灯泡的电阻
与电炉丝电阻大小相等，因在a、b间接有“6V；6W”的小灯泡，闭合开关后，移动滑动变阻器滑片P，恰好正常发光，则的功率为6W，故若把阻值为的电炉丝接在a、b时，其发热功率也为6W，故D符合题意。
故选D。
10．如图，在进户线的干路上串联一只标有“220V 40W”的校验灯L2，检查L1所在支路情况，下列说法正确的是（ ）
A．若闭合开关S1时发现L1不亮，L2正常发光，说明L1所在支路断路
B．若闭合开关S1时发现L1、L2都不亮，说明L1所在支路短路
C．若闭合开关S1时发现L1、L2都发光，但较暗，说明L1所在支路正常
D．若闭合开关S1时发现L1不亮，L2正常发光，此时用测电笔接触A点，氖管会发光
【答案】C
【详解】A．若闭合开关S1时，发现L1不亮，L2正常发光，这说明校验灯两端的电压为220V，所以故障是L1所在支路短路，故A错误；
B．若闭合开关S1时，发现L1、L2都不亮，说明电路出现了断路现象，即L1所在支路断路，故B错误；
C．若闭合开关S1时，发现L1、L2都发光，但较暗，说明电路是通路，因此L1所在支路正常，故C正确；
D．若闭合开关S1时，发现L1不亮，L2正常发光，此时用测电笔接触A点，A点与零线相连，氖管不会发光，故D错误。
故选C。
11．将一实心圆柱体悬挂于弹簧测力计下，物体下表面刚好与水面接触，如图甲所示，从此处匀速下放物体，直至浸没（物体未与容器底接触）的过程中，弹簧测力计示数F与物体下表面浸入水中深度h的关系如图乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A．物体重为20N
B．物体浸没时受到的浮力为20N
C．物体的密度为3×103 kg/m3
D．匀速下放物体，从刚好与水面接触到浸没的过程中下表面受到的液体压强大小不变
【答案】C
【详解】A．由图像可知，物体下表面刚好与水面接触时，即物体浸入水中的深度为0，则物体的重力大小等于测力计示数，即物重为30N，故A错误；
B．根据图乙可知，当物体下表面浸入水中深度4cm时物体浸没在水中，之后测力计示数不发生改变，物体受到的浮力不变，根据称重法可得，物体浸没在水中受到的浮力为
故B错误；
C．根据阿基米德原理可得，物体的体积为
根据G=mg可得，物体的质量为
则物体的密度为
故C正确；
D．从刚好与水面接触到浸没的过程中，液体密度不变，下表面所处的深度变大，根据p=ρgh可得，下表面受到的液体压强大小变大。故D错误。
故选C。
12．如图所示电路，电源电压不变，定值电阻R1=6Ω，电流表的量程为0~0.6A，电压表的量程为0~3V，滑动变阻器R2的规格为“50Ω 1A”。现闭合开关，当滑片P置于M点时，电流表示数为0.3A，当滑片P置于N点时，电流表示数变化了0.1A，且滑动变阻器二次接入电路中的阻值之比为1∶2，则下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为1.8V
B．滑动变阻器R2允许的变化范围为0Ω~40Ω
C．电路消耗的总功率允许的变化范围为0.36W~2.16W
D．滑片P置于N点时，滑动变阻器接入电路中的阻值为10Ω
【答案】C
【详解】由图可知，电阻R1与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中电流，根据串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和欧姆定律可得，滑片P置于M点时，电源电压
滑片P置于N点时，电源电压
已知RM∶RN=1∶2，则RN=2RM
滑片由M点滑到N点，滑动变阻器接入电路中的阻值变大，则总电阻变大，电路中的电流减小，所以滑片P置于N点时电路中的电流IN=IM-0.1A=0.3A-0.1A=0.2A
所以0.3A×(R1+RM)=0.2A×(R1+2RM)，解得RM=R1=6Ω
电源电压U=IM(R1+RM)=0.3A×(6Ω+6Ω)=3.6V
滑动变阻器允许接入电路的最大阻值RN=2RM=2×6Ω=12Ω
根据电流表量程和滑动变阻器规格可知，电路中的最大电流为I大=0.6A，由欧姆定律可得，电路总电阻
滑动变阻器连入电路的最小阻值R滑小=R-R1=6Ω-6Ω=0Ω
电压表的量程为0~3V，滑动变阻器两端的最大电压U滑=3V，R1两端的电压U1=U-U滑=3.6V-3V=0.6V
则电路中的最小电流
由欧姆定律可得
所以在不损坏元件的情况下，滑动变阻器的取值范围为0Ω~30Ω；电路消耗的最大总功率
P大=UI大=3.6V×0.6A=2.16W
电路消耗的最小总功率
P小=UI小=3.6V×0.1A=0.36W
所以，电路消耗的总功率允许的变化范围为0.36W~2.16W
故C正确，ABD错误。
故选C。
二、填空题（本大题共9题，共25分）
13．如图所示，物块的长度为 cm；图中，秒表的读数为 s。
【答案】 3.25 337.5
【详解】[1]刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表1mm，即刻度尺的分度值为1mm；物体左侧与2.00cm对齐，右侧与5.25cm对齐，所以物体的长度为
l=5.25cm-2.00cm=3.25cm
[2]在秒表的中间表盘上，1min中间有两个小格，所以一个小格代表0.5min，指针在5和6之间，偏向6一侧，所以分针指示的时间为5min；在秒表的大表盘上，1s之间有10个小格，所以一个小格代表0.1s，指针在37.5s处，所以秒针指示的时间为37.5s，即秒表的读数为
t=5min37.5s=337.5s
14．如图-1是生活中常见的塑料瓶，瓶盖上的竖条纹是为了 摩擦；如图-2，往塑料瓶里倒入适量热水并晃一晃，然后把热水倒出，迅速盖上瓶盖，过一会儿瓶子变瘪了，证明了 的存在；如图-3，把塑料瓶平放在水平桌面上，用吸管在右侧沿平行于瓶身方向吹气，会看到瓶子向 运动；如图-4，与头发摩擦过的塑料瓶能吸引碎纸屑，是因为瓶子带了 。
【答案】 增大 大气压强/大气压 右 电荷/电
【详解】[1]竖纹的作用主要是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，易于拧开瓶盖。
[2]往空塑料瓶内注入少量的热水，摇晃后倒掉并立即盖紧瓶盖，过一会儿瓶内水蒸气液化，体积变小，瓶内气体压强变小，瓶子在外界大气压作用下慢慢向内凹陷，这说明了大气压的存在。
[3]流体流速越快压强越小，用吸管在右侧沿平行于瓶身方向吹气，瓶子右侧的空气流速变快，瓶子右侧空气向左的压强小于瓶子左侧空气向右的压强，所以瓶子向右运动。
[4]带电体能够吸引轻小物体，与头发摩擦过的塑料瓶能吸引碎纸屑，是因为瓶子因为摩擦带了电，所以能吸引碎纸屑。
15．如图甲所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧。此过程与四冲程汽油机的 冲程能量转化相同；如乙图所示的是汽油机的 冲程，若飞轮的转速为，在1s内，汽油机做功 次。
【答案】 压缩 排气 15
【详解】[1]在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速向下压，棉花燃烧起来，说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增加；引火仪实验中，活塞的机械能转化为空气的内能，内燃机有四个冲程，在压缩冲程中，活塞压缩空气做功，将机械能转化为内能，故与内燃机的压缩冲程相似。
[2]从图中可以看出，进气门关闭、排气门打开，活塞向上移动的特点，可以判断这个冲程是排气冲程。
[3]四冲程汽油机的飞轮转速为
则该飞轮每秒钟转30圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功1次，所以1s内，飞轮转30圈，共15个工作循环，共60个冲程，共做功15次。
16．小明书房照明灯标有“220V，60W”，发现开关S闭合后灯不亮，电工检修照明电路时用测电笔去测C、D两点时（如甲图所示），发现氖管均发光，用测电笔去测A、B两点时，只有测A点时氖管发光，那么故障原因可能是 （选填“A、B间短路”；“D、C间短路”；“A、D间断路”；“B、D间断路”）；电路维修完成后，小明用家中电能表（如乙图所示）测量了该灯的实际功率，单独使用该照明灯，发现电能表指示灯6min才闪烁了11次，该灯的实际功率是 W。
【答案】 B、D间断路 55
【详解】[1]由题意可知，用测电笔测A、B、C、D四点时，测A、C、D三点时，氖管均发光，只有测B点时氖管不发光，则说明A、C、D三点与火线相连，B点与火线是断开的，由此可知B与D点之间断路。
[2]电能表指示灯闪烁11次消耗的电能
用电器的实际功率
17．如图所示，取一大塑料瓶，用一小玻璃瓶制作成“浮沉子”。将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮在大塑料瓶的水面上。为了观察其浮沉，大瓶的瓶盖应该
（旋紧/拧开），当用力挤压大瓶时，“浮沉子”的重力 （大于/小于/等于）“浮沉子”所受浮力，此时“浮沉子”会 （加速/减速/匀速） （上浮/下沉）。
【答案】 旋紧 大于 加速 下沉
【详解】[1][2][3][4]为了探究“浮沉子”的浮沉，将装有适量水的小瓶瓶口向下，使其漂浮在瓶盖旋紧的大塑料瓶内的水面上，挤压大塑料瓶，瓶内空气被压缩，压强增大，水被压入小瓶中，瓶内水的重力增加，重力大于浮力时，浮沉子下沉，浮沉子受到的合力方向向下，运动方向向下，所以浮沉子加速下沉。
18．时下，越来越多的年轻人将借助运动APP辅助健身当作一类时尚生活方式，如图是某同学借助跳绳APP获得的练习数据，若他自身质量为50kg，每次跳起的高度为，根据图中数据，他跳绳时的平均功率是 W。看完数据一览表，他对最高速率产生了疑问，查阅资料后可知bpm是BeatPerMinute的简称，中文名为拍子数，释义为每分钟节拍数，若该同学的心率为75bpm，根据这一心率，该同学的心跳一次时间是 s。（g=10N/kg）
【答案】73.2 0.8
【详解】[1]他每跳一次克服重力做的功
由图可知，跳绳244个，内做的功
跳绳时的平均功率
[3]该同学的心跳一次时间
19．如图甲电路中，R为定值电阻，R1为滑动变阻器；图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图像；则R阻值为 Ω，整个电路的消耗的最大功率为 W。
【答案】 10 3.6
【详解】[1]由电路图可知，R1与R串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。由图乙可知，当R1=10Ω时，P1=0.9W，当R1'=20Ω时，P1'=0.8W，因串联电路中各处的电流相等，所以，由P=I2R可得，电路中的电流分别为，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且电源的电压不变，由可得，电源的电压
U=I1(R+ R1) =I2(R+ R1')
即0.3A×(R+10Ω)=0.2A×(R+ 20Ω)，解得R=10Ω
电源的电压U= I1(R+ R1)=0.3A×(10Ω+10Ω)=6V
[2]当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中只有R，电路中的电流最大，整个电路的总功率最大，则
20．如图甲可测量水流对物体的冲击力，电源电压恒为3V，电流表量程为0∼0.6A，电阻丝MN长10cm、阻值为，其阻值与长度成正比；水平光滑杆AB上套有弹簧、滑块，弹簧每受到1N的拉力伸长1cm；弹簧左端固定，右端连接滑块，滑块与滑片P、物体Q通过竖直硬杆相连，滑片P与电阻丝接触良好。水流冲击力为零时，P与M端接触，电流表刚好满偏，此时电阻R0消耗的电功率为 W；当电流表示数为时，水流的冲击力为 N；小明设计了如图乙所示的电路，电压表接“”的量程，若把电压表的刻度盘改装成能直接读出水流冲击力的“冲力表”，则该“冲力表”的分度值为 N。
【答案】 1.8 5 0.5
【详解】[1][2]由图甲可知，定值电阻R0与电阻丝串联，电流表测电路中的电流，P与M端接触时电阻丝接入电路中的电阻为零，电路为R0的简单电路，因为电流表的量程为0∼0.6A，所以电流表刚好满偏时电路中的电流为0.6A，此时电阻R0消耗的电功率
由欧姆定律可知，电阻R0的阻值
当电流表示数为0.3A时，电路中的总电阻
由串联电路的电阻特点可知，此时电阻丝接入电路的电阻
由电阻丝MN长10cm、阻值为，其阻值与长度成正比可知，电阻丝接入电路的长度
由弹簧每受到1N的拉力伸长1cm可知，此时水流的冲击力
[3]由图乙可知，定值电阻R0与电阻丝串联，电压表测电阻丝左侧电阻两端的电压，由于电压表在电路中相当于断路，因此电阻丝全部接入电路，由串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻
电路中的电流
因为电压表的量程为0∼3V ，所以电压表的分度值为，由欧姆定律可知，电压表之间电阻丝两端的电压为时这部分电阻丝的阻值
由电阻丝MN长10cm、阻值为，其阻值与长度成正比可知，电阻丝接入电路的长度
由弹簧每受到1N的拉力伸长1cm可知，“冲力表”的分度值
21．图甲为热敏电阻的图像，图乙为用此热敏电阻和继电器组成的恒温箱的温控电路，继电器线圈的电阻恒为，当线圈中电流大于或等于时，继电器的衔铁被吸合，控制电路电源电压恒为，工作电路接在的家庭电路中；
（1）恒温箱内电热丝电阻恒为，该电热丝应接在 （选填“CD” 或“EF”）；
（2）为了调节恒温箱内的温度，在原控制电路中串联接入一个变阻器，当电阻减小时，所控制的恒温箱内的温度将 （选填“升高”、“不变”或“降低”）；
（3）现将恒温箱内的最高温度调为150℃，当衔铁被吸合时，变阻器消耗的电功率
W。
【答案】 CD 降低 0.018
【详解】（1）[1]由题意可知，当线圈中电流大于或等于30mA时，继电器的衔铁被吸合；由甲图可知，温度升高，热敏电阻R1阻值变小，线圈中电流变大，衔铁被吸合，接通电路EF端，CD端被断开，由于温度升高应停止加热，故电热丝应接在CD端。
（2）[2]当电阻减小时，控制电路总电阻减小，根据欧姆定律，控制电路电压一定，电流变大，继电器的衔铁会在温度更低时就被吸合，降低了恒温箱内的控制温度。
（3）[3]当时，继电器的衔铁被吸合，此时控制电路电流
此时控制电路中总电阻
则R3的阻值
变阻器消耗的电功率
三、作图题（本大题共3题，共6分）
22．如图丙所示，烧杯沿斜面匀速下滑，小球A漂浮在烧杯内的水面上，画出此时小球A受力的示意图。
【答案】
23．图中，画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F1的示意图，并作出阻力F2。
【答案】
24．如图，将图中电磁铁、滑动变阻器接入电路，使开关闭合后电磁铁与条形磁铁相互吸引，且滑片P向右移动时吸引力变小。
【答案】
四、计算题（本大题共2题，共12分）
25．新能源油电混合动力汽车工作模式为：纯电模式行驶时，内燃机不工作，由蓄电池提供能量；混动模式行驶时，内燃机工作，既可以给汽车行驶提供能量，还可以给蓄电池充电。若汽车以混动模式在平直公路上匀速行驶100km消耗10kg的燃料，汽车克服阻力做功1.4×108J，同时蓄电池储存的电能增加4.4×107J。求汽车在行驶过程中：
（1）若燃料的热值为4.6×107J/kg，则燃料完全燃烧放出多少J的热量？
（2）内燃机工作的效率是多大？
（3）水箱中5kg防冻液温度升高50℃吸收多少J的热量？[防冻液的比热容为4×103J/(kg·℃)]
【答案】（1）4.6×108J；（2）40%；（3）1×106J
【详解】解：（1）燃料完全燃烧放出的热量
Q放=mq=10kg×4.6×107J/kg=4.6×108J
（2）内燃机做的有用功
W有=W机+W电=1.4×108J+4.4×107J=1.84×108J
内燃机工作的效率
（3）防冻液温度升高50℃吸收的热量
Q吸=cm防冻液Δt=4×103J/(kg·℃)×5kg×50℃=1×106J
答：（1）燃料完全燃烧放出的热量为4.6×108J；
（2）内燃机工作的效率是40%；
（3）水箱中5kg防冻液温度升高50℃吸收的热量为1×106J。
26．如图甲是小明家购买的一台养生壶，该养生壶的内部简化电路如图乙所示，其中电热丝，，加热挡功率为P1，保温挡功率为P2。请回答下列问题：
（1）当双触点开关同时接“2”和“3”时，电路处于加热挡还是保温挡；
（2）求P1:P2的值；
（3）为了满足日常使用，需对该养生壶电路进行改装，使其具有高、中、保温三挡位调温功能，让高温挡能更快加热，其中中温挡与原高温挡功率相同。小明设计了如图丙所示的两种方案，你认为哪方案符合要求，并说明理由。
【答案】（1）加热挡；（2）5∶1；（3）见解析
【详解】解：（1）由题意可知，养生壶有两挡位，当双触点开关接“1”和“2”时，电阻R1、R2串联接入电路，根据可知，电路总电阻最大，电功率最小，养生壶处于保温挡；当双触点开关同时接“2”和“3”时，只有R2接入电路，电路总电阻最小，电功率最大，养生壶处于加热挡。
（2）根据可得，加热挡和保温挡功率之比
（3）由题意可知，原电路中的高温挡功率为
由图丙可知：方案一：当开关S、S1闭合时，应处于中温挡，此时电路为电阻R1的简单电路，则电路的中温挡功率为
方案二：当开关S、S1闭合时，应处于中温挡，此时电路为电阻R2的简单电路，则电路的中温挡功率为

与题意相符，故方案二合理。
五、实验题（本大题共5题，共33分）
27．学完“视力矫正”的知识后，小明用透明橡皮膜自制了一个水透镜，利用注射器向水透镜内注水或往外抽水，来改变水透镜焦距；小明利用此水透镜进行了如下探究；
（1）实验前，将水透镜、蜡烛和光屏放置在光具座上，调整它们的中心在
上；
某次实验中，当蜡烛、水透镜和光屏在图示位置时，在光屏上恰能成清晰的像，
就是根据这个原理制成的；
（3）在第（2）的基础上，要想模拟正常人眼睛的成像情况，小明需要把蜡烛向 移动，并移动光屏得到清晰的倒立、缩小的实像；
（4）小明查阅相关资料后得知远视眼的晶状体要比正常眼更扁平一些；要探究远视眼的成因，在保持蜡烛和水透镜位置不动的情况下，他要用注射器 （选填“向水透镜中注水”或“从水透镜里往外抽水”），并向 移动光屏，才能在光屏上再次得到清晰的实像。
【答案】 主光轴 投影仪 左 从水透镜里往外抽水 右
【详解】（1）[1]为了使实验时，成的像在光屏的中央，应将水透镜、蜡烛和光屏的中心调到同一高度处，即调整它们的中心在水透镜的主光轴上。
（2）[2]由图可知，物距小于像距，在光屏上恰能成清晰的像，由凸透镜成像规律可知，物距应大于一倍焦距，小于二倍焦距，像距大于二倍焦距，成倒立、放大的实像，投影仪就是根据这个原理制成的。
（3）[3]要成倒立、缩小的实像，由凸透镜成像规律可知，物距大于二倍焦距，像距应大于一倍焦距，小于二倍焦距，所以需要把蜡烛向左移动。
（4）[4]远视眼的晶状体要比正常眼更扁平一些，所以将水透镜变扁平，要用注射器从水透镜里往外抽水。
[5]由于水透镜变扁平，聚光能力变弱，则焦距变长，为了能在光屏上再次得到清晰的实像，需要增大像距，所以向右移动光屏。
28．小华和小明同学想测量一块不规则合金块的密度。请把以下空格补充完整。
（1）将天平放在水平桌面上，如图甲所示，接下的正确操作是 ；
（2）调节好天平水平平衡后，小华将合金块放在左盘，在右盘加减砝码，当将最小为5g的砝码放入右盘时，分度盘指针如图乙所示，接下的正确操作是 ，使天平再次水平平衡，砝码和游码如图丙所示，则合金块的质量m合金= g；
（3）小华在量筒中倒入体积为V=30cm3的适量水，发现合金块放不进量筒，改用如图丁所示的方法测合金块的体积：
a、用调节好的天平称出①中烧杯和水的质量m1；
b、将合金块轻轻放入烧杯内，标记下此时水面的位置并称出②中烧杯、水和合金块的质量为m2；
c、将合金块取出后，将量筒中倒出部分水加水至烧杯标记处，量筒中剩余水的体积为V2，如丁图所示，称出此时③中烧杯和水的质量为m3；
小明根据以上步骤，快速写出了合金块体积为V合金=V1-V2，并根据这个体积计算出合金块的密度为 kg/m3，由于步骤c中取出合金块时合金块上沾有水，小明的结果会导致后面计算出的合金块密度 （偏大/偏小/不变）；
（4）小华没有利用量筒提供的数据写出了合金块的密度表达式为 （用上面的字母表示，合金块的质量用m合金表示，水的密度用ρ水表示）。此实验中合金块拿出后带走了部分水，此过程对小华的实验结果 （有/无）影响。
【答案】 见解析 见解析 78.6 偏小 无
【详解】（1）[1]天平放在水平桌面上，将游码移到零刻度处，然后调节平衡螺母，使天平平衡。
（2）[2][3]当将最小为5g的砝码放入右盘时，分度盘指针如图乙所示，指针偏向分度盘的左侧，需要向右移动游码使天平平衡；由图丙可知，合金块的质量
m=50g+20g+5g+3.6g=78.6g
（3）[4]由图可知，量筒中剩余水的体积为20cm3，合金的体积
V合金=V1-V2=30cm3-20cm3=10cm3
合金的密度
[5]因为合金块上沾有水，因此倒入水的体积大于合金块的体积，由可知，测量结果偏小。
（4）[6][7]根据实验步骤可知，将合金块取出后，加水至标记处，加入水体积等于合金块体积，所以合金块体积
合金块密度
若此实验中将合金块拿出后带了一部分水，后来又加水到标记处，排开水的质量仍为m3-m2，故该过程对实验结果无影响。
29．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离，如图甲所示，请回答下列问题：
（1）该实验的目的是研究铁球的动能大小与 的关系，若实验中去掉木块，则该实验能否进行；答： ；
（2）在探究物体动能的大小与另一因素有关的实验中，当观察到现象： ，就可以得到正确的结论；
（3）为达成实验目的，某同学将实验装置改进成图乙所示，利用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较；该实验方案是否可行 ，并说明判断的依据；答： 。
【答案】 质量 见解析 见解析 不可行 见解析
【详解】（1）[1]实验中让质量不同的铁球，从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，即控制铁球到达水平面时的速度相同，铁的质量不同，所以该实验的目的是研究铁球的动能大小与质量的关系。
[2]实验中运用转换法，用木块被撞击移动的距离来比较铁球的动能大小，所以实验中不能去掉木块。
（2）[3]在探究物体动能的大小与速度有关的实验中，控制铁的质量相同，铁球到达水平面时的速度不同，当铁球从更高处下滑时，把木块撞击后移动的距离更远，则说明物体动能的大小与速度有关。
（3）[4][5]将同一弹簧压缩相同程度后，将质量不同的铁球弹出，由于铁球的质量不同，铁球被弹簧弹出的速度大小也不同，由控制变量法可知，该实验方案不可行。
30．如图甲所示“探究电流与电阻的关系”实验。
图甲中有一根导线接错了，在错的那根导线上画“×”，并画出正确的电路连接；
（2）排除故障后，小明将5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路，接下来的操作是，调节滑动变阻器滑片， ；多次实验的数据记录在下表中，分析数据可得出结论 ；
（3）小明将定值电阻换成小灯泡L1，测出了几组电流和电压值，并绘制了L1的U-I图像如图乙所示，该图像不是直线的原因是 ；
（4）小华想测量额定电流为I0的灯泡L2正常发光时的电阻大小，利用灯泡L1和绘制的乙图，设计了如图丙所示的电路（电源电压为U）。请将她的实验步骤补充完整：
①闭合开关S，将开关S0接1、调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为 ，此时L2正常发光；
②将开关S0由1改接到2，滑动变阻器的滑片P ，若此时电流表的示数为I1（I1小于灯泡L1的额定电流）；
③灯泡L2正常发光时的电阻RL2= （用字母表示）。
【答案】 使电压表示数保持不变，并记录此时电流表示数 当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 灯丝电阻随温度的升高而增大 I0 保持不动
【详解】（1）[1]原电路图中，电流表与定值电阻并联，电压表串联在电路中是错误的，在探究电流与电阻的关系实验中，定值电阻、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在定值电阻两端，如下图所示：
（2）[2]排除故障后，小明将5Ω的电阻换成10Ω的电阻接入电路，根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变，故接下来的操作是，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数保持不变，并记录此时电流表示数。
[3]根据表中数据可知，当电阻增大为原来的几倍，电流就减小为原来的几分之一，故可得出结论：当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
（3）[4]由图乙可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P=UI可知，灯泡功率变大，温度升高，灯丝电阻随温度的升高而增大，故L1的U-I图像不是直线。
（4）[5][6][7]实验步骤：
①闭合开关S，将开关S0接1、调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为I0，此时L2正常发光；
②将开关S0由1改接到2，滑动变阻器的滑片P保护不动，若此时电流表的示数为I1（I1小于灯泡L1的额定电流；
③在步骤①中，L1短路，L2与滑动变阻器串联，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为，此时L2正常发光；
在步骤②中，L2短路，L1与滑动变阻器串联，因电流为I1，由图丙知，L1对应的电压为U1，根据串联电路的规律和欧姆定律，则滑动变阻器接入电路的阻值
在步骤①中，由欧姆定律，滑动变阻器两端的电压为
根据串联电路电压的规律，L2的额定电压为
则灯泡L2正常发光时的电阻为
31．小明利用实验室提供的器材：学生电源、三个定值电阻（R1＝5Ω、R2＝15Ω、R3＝25Ω）、标有“20Ω 1A”的滑动变阻器R4和最大阻值为999Ω的电阻箱R₅等器材，完成了如下实验。
（1）小明分别利用R1、R2、R3作为研究对象来探究“电流与电阻的关系”：
①图甲是连接的电路，其中有一根导线连接错误。请你在这根导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连线 ；
②图甲连线正确后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P调节到最 （选填“左”或“右”）端；
③闭合开关，调节滑动变阻器滑片P到某一位置，记录数据时，电流表示数如图乙所示；再用15Ω的电阻替换5Ω的电阻，调节滑动变阻器滑片P，直到 ，再记录另一只电表的读数；
④为能完成实验，电源电压最大为 V；
（2）小华利用R4、R5及R1、R2、R3中的某一个定值电阻，设计图丙所示的电路测出了额定电压为3.8V小灯泡L的额定功率（小灯泡的电阻约为10Ω）；
①只闭合开关S、S1，先调节电阻箱R5的示数为0，再调节滑动变阻器R4的滑片P，使电压表示数为3.8V；
②再断开S1，闭合开关S、S2，保持 不变，调节 ，使电压表示数为3.8V，读出此时电阻箱R5的示数为4Ω；
③根据题中信息和以上测量可知：图丙中选用的定值电阻为 （选填“R1”、“R2”或“R3”）；小灯泡L的额定功率P额＝ W（结果保留1位小数）。
【答案】 右 电压表的示数为2V 3.6 滑动变阻器R4的滑片 电阻箱R5 R1 1.6
【详解】（1）[1]电流表应与定值电阻串联，电压表应与定值电阻并联，正确的连线如图所示：

[2]为了保护电路，闭合开关实验前，应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，由图知，滑片左侧电阻丝接入电路，所以滑片应移到阻值最大的右端。
[3]图乙中电流表选用0～0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.4A，则定值电阻两端的电压为
探究电流与电阻的关系，需保持电阻两端的电压不变，因此用15Ω的电阻替换5Ω的电阻后，调节滑动变阻器滑片P，直到电压表的示数为2V。
[4]由串联电路的规律及分压原理有
因为电源电压一定，定值电阻两端的电压不变，由串联电路的电压特点可知，滑动变阻器两端的电压也不变，所以方程左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器连入电路的电阻最大时，对应的定值电阻应最大，此时，对应的电源电压最大，即
解得U=3.6V，所以为能完成实验，电源电压最大为3.6V。
（2）[5]闭合开关S、S1，调节电阻箱R5的示数为0，灯泡与R5串联，调节滑动变阻器R4的滑片P，使电压表示数为额定电压3.8V。
闭合开关S、S2，定值电阻、R5和R4串联，保持滑动变阻器的滑片P的位置不变，滑动变阻器的阻值不变，由于实验中采用的是等效替代的方法，因此应该调节电阻箱R5，使电压表示数为额定电压3.8V，此时把定值电阻和电阻箱当成一个整体，这个整体两端电压为3.8V，灯泡两端的电压也是3.8V，因此定值电阻和电阻箱的总阻值等于小灯泡的阻值，而小灯泡电阻约为10Ω，则定值电阻肯定小于10Ω，故选择R1由以上分析可知，小灯泡L的电阻为
小灯泡的额定电功率为
实验序号
①
②
③
④
电阻R/Ω
5
10
20
25
电流I/A
0.40
0.20
0.10
0.08