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2024年陕西省西安市湖滨中学中考第一次模拟物理试题（原卷版+解析版）
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1. 下列估测数据，最接近实际的是（ ）
A. 洗澡水的温度大约是70℃B. 一名普通中学生一步的长度约为1m
C. 一个鸡蛋的质量是50gD. 空气的密度约为1.29g/m3
【答案】C
【解析】
【详解】A．洗澡水的温度比体温略高，大约是40℃，故A不符合题意；
B．一名普通中学生一步的长度约为0.6m，故B不符合题意；
C．十个鸡蛋1斤，合500g，则一个鸡蛋的质量约50g，故C符合题意；
D．空气的密度约为1.29kg/m3，故D不符合题意。
故选C。
2. 中华文化博大精深，很多诗句中蕴含着科学知识。下列分析中正确的是（ ）
A. “不敢高声语，恐惊天上人”——“高”是指声音的响度大
B. “姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”——人们是通过音调辨别出钟声的
C. “忽闻水上琵琶声，主人忘归客不发”——琵琶声是由于空气振动产生的
D. “柴门闻犬吠，风雪夜归人”——说明声音可以传递能量
【答案】A
【解析】
【详解】A．“不敢高声语，恐惊天上人” —— “高”是指声音响亮、音量大，即声音的响度大，故A正确；
B．“夜半钟声到客船” ——由于不同物体的材质和结构不同，所以不同物体的音色不同，故钟声是根据音色判断出的，故B错误；
C．“忽闻水上琵琶声，主人忘归客不发”——由于一切声音都是由发声体振动产生的，所以琵琶声是由琵琶弦的振动产生的，故C错误；
D．“柴门闻犬吠，风雪夜归人”——听到狗的叫声，知道人回来了，这说明声音可以传递信息，故D错误。
故选A。
3. 各种新材料的应用正在改变我们的生活，坚硬的纳米材料——石墨烯，就是其中的一种。石墨烯是人类已知强度最高的物质，它几乎是完全透明的，并有着出色的导电性和导热性，许多方面可以用来替代硅材料，下列物体中不适合使用石墨烯制作的是（ ）
A. 冰箱的保温层B. 防弹衣的防弹夹层
C. 电脑元件的散热器D. 太阳能电池的电极
【答案】A
【解析】
【详解】由材料知石墨烯具有坚硬、透明、导电性、导热性等物理性质；
A．保温层要求导热性能差，而石墨烯具有优良的导电性和导热性，不适合做冰箱的保温隔热材料，故A符合题意；
B．防弹衣要求强度高，石墨烯是人类已知强度最高的物质，可用于制作防弹衣的防弹夹层，故B不符合题意；
C．石墨烯有着出色的导热性，可应用于电脑元件散热器，故C不符合题意；
D．石墨烯可用于制造更耐热的太阳能电池，故D不符合题意。
故选A。
4. 下列关于力与运动说法正确的是（ ）
A. 物体重力不随物体位置的变化而变化
B. 弹簧测力计不能在太空中使用
C. 自行车车轮受到的摩擦力是阻力
D. 大卡车启动较慢是因为他的惯性大
【答案】D
【解析】
【详解】A．重力的大小与物体所处的位置（纬度和高度）有关，即随物体位置变化而变化，故A错误；
B．弹簧测力计工作原理是弹簧的伸长与受到的拉力成正比，拉力能使弹簧伸长，物体在失重状态下，能对弹簧产生拉力作用，所以弹簧测力计能测量拉力，故B错误；
C．自行车前进的动力是地面对后轮向前的摩擦力，不是阻碍自行车前进的力，故C错误；
D．惯性是物体本身的一种属性，惯性大小只跟物体的质量大小有关，跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系，大卡车启动较慢是因为他的质量大，惯性大，故D正确。
故选D。
5. 小车在水平方向受到两个拉力F1和F2的作用，拉力F1和F2的大小随时间变化的图像如图乙和丙，小车的运动状态随时间变化的图像如图丁，根据图像，下列分析正确的是（ ）
A. t=1s时，小车受到的摩擦力大小是2N，摩擦力的方向水平向左
B. t=3s时，小车受到的摩擦力大小是3N，摩擦力方向水平向右
C. t=7s时，小车受到的合力大小是1N，合力方向水平向右
D. 在4s到6s这个时间段，若桌面变得绝对光滑，小车将匀速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图丁可知，t=1s时小车的速度为0，处于静止状态，受到的合力为0，水平方向上受到向左的拉力F1和向右的拉力F2、静摩擦力的共同作用，这三个力的合力为0；由图可知，此时的F1=3N，F2=1N，则静摩擦力为2N，方向与F2的方向相同，水平向右，故A错误；
B．由v-t图像可知，4s~6s小车做匀速直线运动，水平方向上受到的合力为0；由图可知，此时的F'1=6N，F'2=3N，则可得滑动摩擦力为3N，方向与F2的方向相同，水平向右；t=3s时，F1大于F2，小车向左运动，小车对桌面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，则受到的摩擦力不变，仍为3N，摩擦力方向水平向右，故B正确；
C．t=7s时，F''1=0N，F''2=2N，小车仍向左做减速运动，小车对桌面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，则受到的摩擦力不变，仍为3N，摩擦力方向水平向右，此时的合力为5N，合力的方向水平向右，故C错误；
D．在4到6s这个时间段，若桌面变得绝对光滑，则小车不会受到摩擦力的作用，由于此时的两个拉力不同，则小车做变速运动，故D错误。
故选B。
6. 中国海军为维护世界和平赴亚丁湾、索马里海域护航。海上护航编队在行驶中，各舰距离较近时一般采用“前后”形式，而不采用“并排”形式，是因为“并排”形式两舰容易相撞，下列事例中与其原理相同是（ ）
A. 自制喷雾器
B. 用吸管吸饮料
C. 盆景自动供水
D. 风车
【答案】A
【解析】
【详解】舰艇并排行驶时，舰艇带动其周围的水随船向前运动，结果使舰艇内侧之间的水流速度大于舰艇外侧的水流速度；因此舰艇内侧水的压强小于舰艇外侧水的压强，水的压强差使舰艇靠近，进而发生碰撞，为了避免事故的发生，舰艇护航编队在较近距离时一般采用前后护航形式，而不采用“并排”护航。
A．通过B管吹气，使A管顶部空气流动速度变快，压强变小，在大气压的作用下，杯中的水将顺着A管向上运动，然后随着吹气喷向前方，故A符合题意；
B．用吸管吸饮料时，嘴内的气压小于外界大气压，饮料在大气压力作用下被压入嘴中，利用了大气压，故B不符合题意；
C．在一个标准大气压下，大气压可以支持约10.3m高的水柱。瓶中水面能高于盆内水面不会流出来，正是因为盆景中的水与大气相通，是大气压支持着瓶内的水不会流出来，故C不符合题意；
D．风车转动是将风能转化为风车的机械能，故D不符合题意。
故选A。
7. 用如图所示的简单机械提升重为G的物体，且处于静止状态。图中滑轮、杠杆质量均不计，A点为杠杆的正中点。这四种情况下用力最大的是（ ）
A. F1B. F2C. F3D. F4
【答案】D
【解析】
【详解】定滑轮不省力，则F1=G；动滑轮可以省一半力，则；F3的力臂是物体对杠杆拉力力臂的2倍，则；F4的力臂是物体对杠杆拉力力臂的一半，则。则用力最大的是F4，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
8. 下列现象的描述，正确的是（ ）
A. 甲图中塞子冲出，气体内能增大
B. 乙图是将内能转化为机械能的冲程
C. 丙图中通过做功增大气体内能
D. 水轮机可以永远转动，该装置可以创造动能
【答案】C
【解析】
【详解】A．图中塞子冲出，气体对塞子做功，内能转化为机械能，因此气体内能减小，故A错误；
B．乙图两个气门都关闭，活塞向上是汽油机的压缩冲程，该冲程使机械能转化为内能，故B错误；
C．下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，使气体的内能增加、温度升高，故C正确；
D．高处水槽中水流下时，水的势能转化成了水的动能、装置的机械能、克服摩擦产生的内能等；由于部分机械能转化为内能，则这个机器不能够永远运动下去，它违背了能量守恒定律，故D错误。
故选C。
9. 三个相同容器内分别盛满不同的液体，现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中，小球静止后的状态如图所示，以下判断正确的有几个（ ）
①液体的密度关系是ρ甲<ρ丙<ρ乙
②液体对容器底部的压强关系是p乙>p甲>p丙
③容器对桌面的压强关系是p'乙>p'丙>p'甲
④小球受到的浮力大小关系是F乙>F丙>F甲
A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个
【答案】B
【解析】
【详解】三个完全相同的小球，其质量、体积和密度都相同。
①小球在甲中下沉，故ρ球> ρ甲，在乙容器中漂浮，故ρ球< ρ乙，在丙中悬浮，故ρ球=ρ丙；所以三种液体的密度关系为： ρ甲<ρ丙< ρ乙，故①正确；
②静止时三个容器的液面恰好相平，即深度h相等，由于乙液体的密度最大，根据ρ = ρgh可知，乙容器底受到的液体压强最大，甲容器底受到的液体压强最小，即p乙>p丙>p甲，故②错误；
③开始时，液体的体积V甲=V乙=V丙，放入小球后，甲、丙溢出相同体积的液体，则剩余液体体积V甲′=V丙′；由于ρ甲<ρ丙，故m甲˂m丙，重力G甲˂G丙，乙液体溢出的最少，故剩余液体体积V乙′最大，又因为ρ乙最大，所以乙的质量最大，重力最大，故G甲˂G丙˂G乙；容器相同，则容器重力相等，三个完全相同的小球，则小球的重力相等，容器对水平桌面的压力等于容器、容器内液体和球的重力之和，即F甲˂F丙˂F乙；由于受力面积相同，由可得，p乙′˃p丙′˃p甲′，故③正确；
④由图知，小球在丙容器中悬浮， 在乙容器中漂浮，所以小球所受的浮力与自身的重力相等；在甲容器中下沉，浮力小于其重力，所以小球受到的浮力大小关系是F乙= F丙>F甲，故④错误；
由上分析可知①③正确，共计2个。
故选B。
10. 如图甲所示，L标有“6V 3W”字样（灯丝电阻不变），定值电阻R2=20Ω，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~15V，滑动变阻器R1的最大阻值为100Ω。当闭合开关S和S1时，移动滑片P，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示，在保证电路安全的情况下，下列说法错误的是（ ）
A. 电源电压为18V
B. 只闭合开关S和S2，电路中电流的变化范围为0.25A~0.5A
C. 只闭合开关S和S1，当电压表示数为9V与15V时，R1接入电路的阻值之差为80Ω
D. 在任意闭合开关和调节滑片P时，整个电路的最大功率与最小功率的比值为16∶1
【答案】D
【解析】
【详解】A．当闭合开关S和S1时，R1和R2串联，移动滑片，R1两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示，由图可知，当R1接入电阻为16Ω时，它两端的电压为8V，可知此时电路中的电流
则此时R2两端的电压
可得电源电压
故A正确，A不符合题意；
B．只闭合开关S和S2时，R1和灯泡L串联，灯泡的额定电流
灯泡的电阻
为了不烧坏灯泡，电路中的最大电流为0.5A。当滑片向左移动，根据串联电路的分压原理可知，电压表示数会变大，当电压为15V时，滑动变阻器接入电路的电阻达到最大值，此时电路中的电流最小，根据串联电路的电压规律可知，此时小灯泡两端的电压
则电路中的最小电流
故只闭合开关S和S2，电路中电流的变化范围为0.25A~0.5A，故B正确，B不符合题意；
C．当闭合开关S和S1时，R1和R2串联，已知电源电压为18V，当电压表示数为9V时，可知R2两端电压为9V，由串联电路的分压原理可知，此时R1接入电路的电阻
当R2两端电压为15V时，R2两端电压为3V，则电路中的电流
则此时R1接入电路的电阻
可得电压表示数为9V与15V时，R1接入电路的阻值之差
故C正确，C不符合题意；
D．闭合开关S、S1，断开S2， R2和R1串联，电流表选择的是小量程，所以电路中最大电流为0.6A，此时电路总功率最大，则电路最大总功率
已知R2=20Ω，RL=12Ω，因此当闭合开关S和S1，R1和R2串联，通过调节滑动变阻器R1滑片，可使电路中的电流达到最小值，当R1两端电压为15V时，接入电路的电阻最大，电流最小，此时R2两端的电压为3V，则是电路中的最小电流
则电路中的最小功率
可得整个电路的最大功率与最小功率的比值
故D错误，D符合题意。
故选D。
二、填空与作图题（共8小题，每空1分，每图2分，计22分）
11. 闷热的夏天，小湖的屋里开了冷气，他发现窗户上起雾了，这是______（填物态变化名称）形成的，出现在玻璃窗的______（选填“外侧”或“内侧”）。周末，小滨到长安公园游玩，看到了“鱼戏莲叶间”的景象，他看到的水中的鱼是______（选填“实”或“虚”）像。
【答案】 ①. 液化 ②. 外侧 ③. 虚
【解析】
【详解】[1][2]夏天青青的小屋里开了冷气，发现玻璃窗上有密密麻麻的小水珠，小水珠是户外的水蒸气遇冷玻璃液化形成的，出现在玻璃窗的外侧。
[3]周末，公园游玩时在湖边看到了“鱼戏莲叶间”的景象，看到的水中的鱼是由于来自水底鱼反射的光，进入空气射入人眼时发生光的折射所形成的，人眼逆着光看去在水底形成鱼的虚像，像得位置高于鱼的实际位置。
12. “共享单车”绿色环保，它具GPS定位功能，方便人们用手机寻找到附近车辆，它的前储物篮底板是一个太阳能电池板，为GPS功能供电。太阳能电池板工作时，把太阳能转化为______能。GPS卫星定位工作是靠_______来传递信号的，这种波在真空中的传播速度为_______m/s。
【答案】 ①. 电 ②. 电磁波 ③. 3×108
【解析】
【详解】[1]太阳能电池板工作时，消耗太阳能，产生电能，所以太阳能电池板在工作时把太阳能转化为电能。
[2][3]电磁波可以传递信息，GPS工作是靠电磁波来实现定位的。电磁波在真空的传播速度与光在真空中的传播速度相同，且速度为
c=3×105km/s=3×108m/s
13. 如图所示，玻璃球内的导线是分开的，小磁针处于静止状态。当用酒精灯把玻璃球加热到红炽状态时，发现小磁针发生了偏转；根据以上现象可知，当把玻璃球加热到红炽状态时，玻璃变成了_________体（选填“导体”或“绝缘体”），此时小磁针的_________极将向螺线管偏转；如图甲、乙所示，能说明电动机工作原理的是_________（选填“甲”或“乙”）图。
【答案】 ①. 导体 ②. N ③. 甲
【解析】
【详解】[1]小磁针发生了偏转，说明电路为通路，螺线管产生了磁场，说明玻璃可以导电，所以把玻璃球加热到红炽状态时，玻璃变成了导体。
[2]电源正极在右侧，由安培定则可知，螺线管右端为S极，由异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极会向螺线管偏转。
[3]电动机是将电能转化为机械能的装置，甲图中有电源，所以是电动机的原理图；乙图中没有电源，是发电机的原理图。
14. 汽油价格每隔一段时间都会调整。和大多数物质一样，汽油也有热胀冷缩的性质，随着气温的下降，汽油密度会______（选填“变大”“变小”或“不变”），受此因素影响，在每吨汽油价格不变的情况下，每升汽油的价格会______（选填“上调”或“下调”）。夏季汽油的密度为0.7g/cm3，价格是6.65元/升，冬季汽油的密度为0.72g/cm3，油价应该调整为______元/升。
【答案】 ①. 变大 ②. 上调 ③. 6.84
【解析】
【详解】[1]质量指的是物体所含物质的多少，与温度无关，所以气温的下降，质量不变，体积变小，故密度变大。
[2]质量相同时，冬季比夏季相比，密度变大，体积变小，在每吨汽油价格不变的情况下，每升汽油的价格会上调。
[3]夏季汽油的密度为0.7g/cm3，价格是6.65元/升，则1升的汽油的质量为
m1=ρ夏V=0.7g/cm3×1×103cm3=700g
则每1g汽油的价格为
冬季，冬季汽油的密度为0.72g/cm3，1升汽油的质量为
m2=ρ冬V=0.72g/cm3×1×103cm3=720g
油价应该调整为
a=0.0095元/g×720g=6.84元
15. 汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以有效燃烧的混合气，这就是空燃比（可燃混合气中空气质量与燃油质量之比），某总排量（可简单理解为气缸的容积）为2.0L的四冲程发动机的空燃比为22︰1，混合燃气的密度为1.5kg/m3，则发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为______J，当发动机曲轴每分钟转速为3000转时，此时汽车输出的机械功率为60kW，则该发动机每秒钟做功______次，此时该发动机的效率是______%（汽油的热值为4.6×107J/kg）。
【答案】 ①. 6×103 ②. 25 ③. 40
【解析】
【详解】[1]一个工作循环吸入混合物的体积
V=2.0L=2×10-3m3
一个工作循环吸入混合物的质量
m=ρ混合V=1.5kg/m3×2×10-3m3=3×10-3kg
一个工作循环吸入汽油的质量
发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为
[2]汽油机的转速为3000r/min，说明1s内汽油机曲轴的转动次数等于50次，一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，1s内曲轴转动50次，对外做功25次。
[3]1s内高温高压的燃气推动活塞做功25次，1s内汽油燃烧释放的热量
Q放1=25Q放=25×6×103J=1.5×105J
根据可知，发动机1s做功为
W=Pt=60×103W×1s=6×104J
该车发动机的效率
16. 期末要进行坐位体前屈体质测试，原理如图所示，电源电压恒为6V，R1=30Ω，电阻丝R2粗细均匀，总长度为30cm。闭合开关，挡板P在B端时，坐位体前屈成绩为0，电流表示数为0.05A；挡板P在A端时，坐位体前屈成绩为30cm。挡板P由B端向A端滑动时，电流表示数______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。当推动挡板P到A端时，电压表示数是______V。国家体质标准中九年级男生坐位体前屈成绩大于17.8cm为优秀，若小林进行测试时电压表示数为3V，通过计算可知小林的成绩是______cm。
【答案】 ①. 不变 ②. 4.5 ③. 20
【解析】
【详解】[1]由图可知，R1和R2串联，电压表与R2 部分电阻并联；挡板P由B端向A端滑动时电路中电压电阻不变。由欧姆定律得，电路中电流不变，即电流表示数不变。
[2]闭合开关，挡板P在B端时，坐位体前屈成绩为0，电流表示数为0.05A；此时电路的总电阻为
R2的电阻为
R2=R总-R1=120Ω-30Ω=90Ω
挡板P在A端时，R1和R2串联，电压表测R2两端电源，根据串联分压可得
即
解之得U2=4.5V，所以电压表示数为4.5V。
[3]由上述可知，电阻丝R2粗细均匀，总长度为30cm，R2两端的电压为4.5V，当电压表示数为3V时，电压表所测R2 部分的长度为
可知小林的成绩是20cm。
17. 如图，一束光线垂直于凸透镜主光轴射向平面镜，在图中画出经过平面镜反射后射向凸透镜入射光线和折射光线。
【答案】
【解析】
【详解】过入射点垂直于镜面作出法线，已知入射光线与平面镜的夹角为45°，入射角等于
反射角等于45°，据此画出反射光线；又知入射光线垂直于主光轴，所以可知反射光线平行于主光轴，再根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点画出折射光线。如图所示：
18. 学校楼道里的声光控开关给晚上带来了光明，请设计一个只有在夜间有声音才会亮灯的自动控制电路。
【答案】
【解析】
【详解】由题意可知，只有当声控开关与光控开关都闭合了灯才能亮，故这两个开关与灯串联。灯泡的接法：火线进入开关，再接入灯泡顶端的金属点，零线接入灯泡的螺旋套。如图所示：
三、实验与探究题（共4小题，每空1分，计23分）
19. 物理课上我们做了许多实验，如下图：
（1）图甲中对吸管吹气发出声音，吸管剪的越短，音调越______；
（2）图乙中是一种简易自制验电器。将吸管悬挂在支架上，用另一带电的物体靠近吸管一端，吸管会发生偏转，此验电器的原理是______；
（3）如图丙所示，探究“阻力对物体运动影响”实验中，小车从同一高度由静止开始滑下，目的是______；
（4）如图丁所示，是探究“电流通过导体产生的热量与______关系”的实验装置。
【答案】 ①. 高 ②. 带电能吸引轻小物体 ③. 使小车到达斜面底端的速度相同 ④. 电流大小
【解析】
【详解】（1）[1]对着管口吹气时，管内的空气柱振动发出声音，管的长度越短，筒内的空气柱越短，振动时频率就越快，发出声音的音调越高。
（2）[2]将吸管悬挂在支架上，用另一带电的物体靠近吸管一端，吸管会发生偏转，此验电器的原理是带电能吸引轻小物体。
（3）[3]根据控制变量法，将小车从斜面的同一高度由静止开始释放，其目的是使小车到达斜面底端的速度相同。
（4）[4]观察图中实验装置可知，右侧容器内的电阻和容器外电阻并联接入电路，根据并联电路电流的特点可知，两个容器内的电阻大小相同，通电时间相同，通过的电流不同，所以是探究“电流通过导体产生的热量与电流大小关系”的实验装置。
20. 小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏、等实验器材探究凸透镜成像的规律：
（1）如图甲所示，小明将一束平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，该凸透镜的焦距为______cm；实验时，把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，为使像成在光屏中央，应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到______；
（2）小明将蜡烛移至光具座20cm刻度线处，如图乙所示，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是倒立、______的实像；
（3）在如图乙所示实验情形下，如果保持凸透镜和光屏的位置不变，将蜡烛适当远离凸透镜，发现光屏上烛焰的像变得模糊不清，此现象可以体现______（选填“近视眼”或“远视眼”）的成像情况；
（4）一份调查报告显示，我国儿童青少年总体近视率为52.7%。为了探究“近视眼的形成原因和矫正方法”，小明选择了如下器材：蜡烛（模拟所视物）、水透镜（模拟人眼晶状体，并与注射器相连）、光屏（模拟人眼视网膜）、光具座等。）如下图甲所示，将点燃的蜡烛置于水透镜前某一位置时，在光屏上得到了烛焰清晰的像，此时所成的像在生活中的应用是______；
（5）向水透镜内继续注水，发现光屏上已无烛焰清晰的像。如上图乙所示，小明在水透镜前放置一个______（选填“近视镜”或“远视镜”），发现光屏上再次得到烛焰清晰的像。若撤去放置的镜，应将光屏______（选填“靠近”或“远离”）水透镜，才能得到清晰的像。
【答案】 ①. 10.0 ②. 同一高度 ③. 缩小 ④. 近视眼 ⑤. 照相机 ⑥. 近视镜 ⑦. 靠近
【解析】
【详解】（1）[1]如图甲所示，光屏上形成一个最小最亮的光斑是焦点所在的位置，焦点到凸透镜的距离是 ，故该凸透镜的焦距为
f=30.0cm-20.0cm=10.0cm
[2]经过凸透镜光心的光线传播方向不变，为使像成在光屏中央，应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到同一水平高度。
（2）[3]小明将蜡烛移至光具座20.0cm刻度线处，如图乙所示，物距为30.0cm，此时物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像。
（3）[4]将蜡烛适当远离凸透镜，即物距变大，根据凸透镜成像规律，此时像距会变小，像在光屏的前方，烛焰的像变得模糊不清，近视眼因为晶状体会聚能力过强或眼球前后径距离过大导致像成在视网膜前方，故此现象可以体现近视眼的成像情况。
（4）[5]由图可知，此时物距大于像距，因此物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，在生活中的应用是照相机。
（5）[6]向水透镜内继续注水，水透镜的焦距会变短，会聚能力变强，使像提前会聚，要想在光屏上再次得到烛焰清晰的像，应延迟像的形成，所以在水透镜前放置一个放一个凹透镜，即近视镜。
[7]若撤去放置的镜，因像提前会聚了，所以应将光屏靠近水透镜，才能得到清晰的像。
21. 某同学利用如图甲所示的电路，探究“电流与电压、电阻的关系”。实验器材：电源（电压恒为4.5V）、电流表、电压表各一个，一个开关，若干定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω），一个滑动变阻器（60Ω 3A），导线若干。
（1）请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线把图乙所示的实物电路连接完整；______
（2）闭合开关S后，发现电压表指针反向偏转，出现这种现象的原因可能是：______；
（3）在探究“电流与电压的关系”，连接电路时，滑片应置于______端（选填“A”或“B”），通过实验得到多组实验数据，由这些数据画出如图丙所示的图象，由图象可得结论：______；
（4）在探究“电流与电阻的关系”时，现将5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关S，发现电流表无示数而电压表有示数，则电路中的故障可能是______；纠正错误后，为了保证所有定值电阻均能完成实验，实验过程中小芳应该保证电压表示数至少为______V不变；
（5）用小灯泡将定值电阻更换，测得数据后发现小灯泡两端电压与通过的电流关系如图丁所示，若闭合开关S，小灯泡发光，滑动变阻器滑片P滑动过程中，小灯泡阻值的变化量大小为ΔR1，滑动变阻器连入电路阻值的变化量大小为ΔR2，则这两个量的大小关系是：ΔR1______ΔR2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】 ①. ②. 电压表正、负接线柱接反 ③. B ④. 当电路中电阻阻值一定时，流过电阻的电流与两端电压成正比 ⑤. 定值电阻断路 ⑥. 1.5 ⑦. 小于
【解析】
【详解】（1）[1]滑动变阻器与定值电阻串联，且随着变阻器向右滑动，接入电路的电阻阻值变大，因此用导线将滑动变阻器的接线柱A与定值电阻的右侧接线柱连接，如图所示：
（2）[2]若电压表接入电路的正、负接线柱接反，当电路通电后，指针会反向偏转。
（3）[3]为了对电路起到保护作用，连接电路时，滑动变阻器的滑片应在最大阻值处，因此滑动变阻器的滑片应在B端。
[4]从图丙可以得知，图像任一点的电压值U与对应的电流I的比值始终为定值5Ω。因此，当电路中电阻阻值一定时，流过电阻的电流与两端电压成正比。
（4）[5]电压表有示数，说明电压表两端的电路是通路，而电流表没有示数，则可能的原因是定值电阻发生断路，此时电压表与电流表串联，电流表因此而没有示数显示，电压表显示的示数是电源电压。
[6]由串联电路分压的原理可知，无论用哪个定值电阻接入电路，当滑动变阻器滑到最大值60Ω时，定值电阻两端分得的电压最低。假设不同定值电阻R接入电路时，其两端最小电压为U定，则当定值电阻取最大值R=30Ω时，电阻两端最小电压为U定=1.5V。根据上述式子可以推知，定值电阻R越小，则电阻两端可以达到的最小电压U定越小，所以当取用其他的定值电阻时，其两端最小电压一定小于1.5V。为了使用不同定值电阻后，电压表都可以显示这个示数，该示数一定要大于或等于1.5V，故至少要保证电压表示数为1.5V。
（5）[7]假设原来电路中的电流为I1，将滑动变阻器的滑片向右滑动，滑动变阻器的电阻值增大了，假设增大量为ΔR2，由串联电路分压的原理可以推知，灯泡两端的电压减小，故此时流过灯泡的电流I2变小，即
I1>I2
由图丁可知，灯泡两端电压越小，其电阻值越小，所以灯泡电压减小使得其阻值变小，假设变小了ΔR1。设电源电压为U，由上述电流I1和I2的不等关系，有如下式子成立
所以，将滑动变阻器的滑片向右滑动后，电路的总电阻是变大的，假设增大量是ΔR总，故
ΔR总>0
ΔR总=ΔR2-ΔR1
综上所述，可得如下结论
ΔR2>ΔR1
22. 某物理兴趣小组采用“皮球排气法”测量空气的密度，实验步骤如下：
步骤一：将打足气的皮球放在已调节好的天平左盘，再次调节天平平衡时，右盘中的砝码和标尺上游码位置如图甲所示；
步骤二：将100mL量杯装满水后倒放入装满水的水槽中，100mL刻度线与水面齐平，将带夹软管一端连接皮球的气嘴，另一端放在量杯内，准备排水集气，如图乙所示；
步骤三：打开管夹向量杯中注入空气，当水面回落到100mL刻度线时，夹住软管，暂停放气；
步骤四：重复步骤二和三的操作，共进行10次，拆除气针和软管，用天平称量放气后的皮球，示数为160.6g。
放气前后，皮球的体积变化可忽略不计，请回答下列问题：
（1）步骤二中，量杯装满水后倒放入装满水的水槽中，量杯中的水没有落回水槽，是因为______作用；
（2）上述实验过程共排出空气的质量为______g；
（3）根据实验数据，测算出空气的密度为______g/cm3；
（4）在实验步骤四中重复集气多次的目的：为了降低______（质量/体积）的测量误差；
（5）若实验时有两次不小心放气过多有一部分气体不慎溢出，则所测量的空气密度值会______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】 ①. 大气压 ②. 1.4 ③. 1.4×10-3 ④. 质量 ⑤. 偏大
【解析】
【详解】（1）[1]标准大气压可以支持大约10.3m高的水柱，量杯中的水没有落回水槽，是因为有大气压的支持。
（2）[2]如图甲所示，标尺分度值为0.2g，游码的读数为2g，打足气的皮球的总质量为
m总=100g+50g+10g+2g=162g
上述实验过程共排出空气的质量为
m=m总-m剩余=162g-160.6=1.4g
（3）[3]根据实验数据，测算出收集空气的总体积为
V=100mL×10=1000mL=1000cm3
空气的密度为
（4）[4]空气的密度太小，如果收集气体的体积太小，质量会很小，多次实验的目的是收集较大体积的空气，增加空气的总质量，减小测量质量时的误差。
（5）[5]如果有部分气体漏出，测量剩余空气质量时会偏小，计算排出总质量时会偏大，根据可知，测量体积不变，密度偏大。
四、综合题（共2小题、22题7分，23题8分，共计15分）
23. 如图甲所示是湖滨学校安装的一款电热直饮水机，它方便快捷、内部带有滤芯，将水过滤剂可饮用保险后，按下按钮即可有开水饮用，同时还有保温功能。如图乙是它的简化电路示意图（R2和R2均为电热量），其各项参数如表格。
（1）电热直饮水机处于保温状态时的工作电流是多少？
（2）电热丝R2的阻值是多少？
（3）在标准大气压下，直饮水机的热阻装满水，在加热状态下正常工作10min，可将水20℃加热到沸腾，则该热水器的加热效率是多少？[ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103 J/(kg·℃)，g取10N/kg]
【答案】（1）0.5A；（2）343.2Ω；（3）89.6%
【解析】
【详解】解：（1）由图可知，闭合S，断开S0，R2和R2串联，此时处于保温状态，电热直饮机处于保温状态时的工作电流
（2）当S、S0都闭合时，只有R1工作，为加热状态，R1的电阻为
保温时串联的总电阻为
R2的电阻为
（3）水的质量为
标准大气压下，水的沸点为100℃，热胆中装满水，水由20℃加热到沸腾吸收的热量为
电热直饮水机在加热状态下正常工作10min消耗的电能为
电热直饮水机的加热效率是
答：（1）电热直饮水机处于保温状态时的工作电流是0.5A；
（2）电热丝R2的阻值是343.2Ω；
（3）该热水器的加热效率是89.6%。
24. 我国全面推进乡村振兴以来，如今的乡村生活环境已经得到很大的改善。很多乡村道路新安装了如图所示的风光互补路灯，它既可以通过太阳能电池板独立发电并储存在蓄电池内，也可以通过风力发电机独立发电并储存，还可以两者同时发电并将电能储存在蓄电池内，晚上供LED路灯照明时使用。而蓄电池放电深度会影响它的寿命，使用时放电至少留20%就停止电能输出。这种型号风光互补路灯技术参数如表。其中光电转换率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率；蓄电池的容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积；最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率。
（1）当阳光照到电池板表面每m2的功率为800W时，太阳能电池板的输出总功率为 _______W；
（2）已知风力发电机的输出功率P与风速v的平方成正比，若风力发电机的输出功率为80W，此时风速为 _____m/s；
（3）充满电的蓄电池以额定电压对一个LED路灯供电，为使蓄电池的使用寿命更长，持续供电时间不能超过多少小时？（ ）
（4）若用100盏该型号路灯照明，每天正常工作8h，如果用煤发电对该路灯供电，已知煤电转换关系β=400g/(kW·h)，则煤燃烧一天时的能量有效利用率是多少？（煤的热值为3×107J/kg）（ ）
【答案】 ①. 48 ②. 5 ③. 14.4h ④. 30%
【解析】
【详解】（1）[1]太阳能电池板的输出功率
（2）[2]因为风力发电机的输出功率P与风速v的平方成正比，所以有
所以风力发电机的输出功率为80W时风速为
（3）[3]蓄电池充满电所储存的电能为
蓄电池供电所消耗的电能最多为
给一个LED灯供电的最长时间为
（4）[4]路灯总功率为
一天消耗的电能
已知煤电转换关系为β=400g/(kW·h)，所以需要煤的质量
则煤完全燃烧放出的热量
煤燃烧一天时的能量有效利用率
电热直饮水机
热水温度：100℃
保温功率：110W
热胆容积：0.8L
额定电压：220V
加热功率：500W
频率：50Hz
风力发电机
太阳能电池板
最大限制风速
10m/s
电池板面积
0.5m2
最大输出功率
320W
光电转换效率
12%
蓄电池
LED路灯
蓄电池容量
90A·h
额定电压
12V
额定电压
12V
额定功率
60W
1. 下列估测数据，最接近实际的是（ ）
A. 洗澡水的温度大约是70℃B. 一名普通中学生一步的长度约为1m
C. 一个鸡蛋的质量是50gD. 空气的密度约为1.29g/m3
【答案】C
【解析】
【详解】A．洗澡水的温度比体温略高，大约是40℃，故A不符合题意；
B．一名普通中学生一步的长度约为0.6m，故B不符合题意；
C．十个鸡蛋1斤，合500g，则一个鸡蛋的质量约50g，故C符合题意；
D．空气的密度约为1.29kg/m3，故D不符合题意。
故选C。
2. 中华文化博大精深，很多诗句中蕴含着科学知识。下列分析中正确的是（ ）
A. “不敢高声语，恐惊天上人”——“高”是指声音的响度大
B. “姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”——人们是通过音调辨别出钟声的
C. “忽闻水上琵琶声，主人忘归客不发”——琵琶声是由于空气振动产生的
D. “柴门闻犬吠，风雪夜归人”——说明声音可以传递能量
【答案】A
【解析】
【详解】A．“不敢高声语，恐惊天上人” —— “高”是指声音响亮、音量大，即声音的响度大，故A正确；
B．“夜半钟声到客船” ——由于不同物体的材质和结构不同，所以不同物体的音色不同，故钟声是根据音色判断出的，故B错误；
C．“忽闻水上琵琶声，主人忘归客不发”——由于一切声音都是由发声体振动产生的，所以琵琶声是由琵琶弦的振动产生的，故C错误；
D．“柴门闻犬吠，风雪夜归人”——听到狗的叫声，知道人回来了，这说明声音可以传递信息，故D错误。
故选A。
3. 各种新材料的应用正在改变我们的生活，坚硬的纳米材料——石墨烯，就是其中的一种。石墨烯是人类已知强度最高的物质，它几乎是完全透明的，并有着出色的导电性和导热性，许多方面可以用来替代硅材料，下列物体中不适合使用石墨烯制作的是（ ）
A. 冰箱的保温层B. 防弹衣的防弹夹层
C. 电脑元件的散热器D. 太阳能电池的电极
【答案】A
【解析】
【详解】由材料知石墨烯具有坚硬、透明、导电性、导热性等物理性质；
A．保温层要求导热性能差，而石墨烯具有优良的导电性和导热性，不适合做冰箱的保温隔热材料，故A符合题意；
B．防弹衣要求强度高，石墨烯是人类已知强度最高的物质，可用于制作防弹衣的防弹夹层，故B不符合题意；
C．石墨烯有着出色的导热性，可应用于电脑元件散热器，故C不符合题意；
D．石墨烯可用于制造更耐热的太阳能电池，故D不符合题意。
故选A。
4. 下列关于力与运动说法正确的是（ ）
A. 物体重力不随物体位置的变化而变化
B. 弹簧测力计不能在太空中使用
C. 自行车车轮受到的摩擦力是阻力
D. 大卡车启动较慢是因为他的惯性大
【答案】D
【解析】
【详解】A．重力的大小与物体所处的位置（纬度和高度）有关，即随物体位置变化而变化，故A错误；
B．弹簧测力计工作原理是弹簧的伸长与受到的拉力成正比，拉力能使弹簧伸长，物体在失重状态下，能对弹簧产生拉力作用，所以弹簧测力计能测量拉力，故B错误；
C．自行车前进的动力是地面对后轮向前的摩擦力，不是阻碍自行车前进的力，故C错误；
D．惯性是物体本身的一种属性，惯性大小只跟物体的质量大小有关，跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系，大卡车启动较慢是因为他的质量大，惯性大，故D正确。
故选D。
5. 小车在水平方向受到两个拉力F1和F2的作用，拉力F1和F2的大小随时间变化的图像如图乙和丙，小车的运动状态随时间变化的图像如图丁，根据图像，下列分析正确的是（ ）
A. t=1s时，小车受到的摩擦力大小是2N，摩擦力的方向水平向左
B. t=3s时，小车受到的摩擦力大小是3N，摩擦力方向水平向右
C. t=7s时，小车受到的合力大小是1N，合力方向水平向右
D. 在4s到6s这个时间段，若桌面变得绝对光滑，小车将匀速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图丁可知，t=1s时小车的速度为0，处于静止状态，受到的合力为0，水平方向上受到向左的拉力F1和向右的拉力F2、静摩擦力的共同作用，这三个力的合力为0；由图可知，此时的F1=3N，F2=1N，则静摩擦力为2N，方向与F2的方向相同，水平向右，故A错误；
B．由v-t图像可知，4s~6s小车做匀速直线运动，水平方向上受到的合力为0；由图可知，此时的F'1=6N，F'2=3N，则可得滑动摩擦力为3N，方向与F2的方向相同，水平向右；t=3s时，F1大于F2，小车向左运动，小车对桌面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，则受到的摩擦力不变，仍为3N，摩擦力方向水平向右，故B正确；
C．t=7s时，F''1=0N，F''2=2N，小车仍向左做减速运动，小车对桌面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，则受到的摩擦力不变，仍为3N，摩擦力方向水平向右，此时的合力为5N，合力的方向水平向右，故C错误；
D．在4到6s这个时间段，若桌面变得绝对光滑，则小车不会受到摩擦力的作用，由于此时的两个拉力不同，则小车做变速运动，故D错误。
故选B。
6. 中国海军为维护世界和平赴亚丁湾、索马里海域护航。海上护航编队在行驶中，各舰距离较近时一般采用“前后”形式，而不采用“并排”形式，是因为“并排”形式两舰容易相撞，下列事例中与其原理相同是（ ）
A. 自制喷雾器
B. 用吸管吸饮料
C. 盆景自动供水
D. 风车
【答案】A
【解析】
【详解】舰艇并排行驶时，舰艇带动其周围的水随船向前运动，结果使舰艇内侧之间的水流速度大于舰艇外侧的水流速度；因此舰艇内侧水的压强小于舰艇外侧水的压强，水的压强差使舰艇靠近，进而发生碰撞，为了避免事故的发生，舰艇护航编队在较近距离时一般采用前后护航形式，而不采用“并排”护航。
A．通过B管吹气，使A管顶部空气流动速度变快，压强变小，在大气压的作用下，杯中的水将顺着A管向上运动，然后随着吹气喷向前方，故A符合题意；
B．用吸管吸饮料时，嘴内的气压小于外界大气压，饮料在大气压力作用下被压入嘴中，利用了大气压，故B不符合题意；
C．在一个标准大气压下，大气压可以支持约10.3m高的水柱。瓶中水面能高于盆内水面不会流出来，正是因为盆景中的水与大气相通，是大气压支持着瓶内的水不会流出来，故C不符合题意；
D．风车转动是将风能转化为风车的机械能，故D不符合题意。
故选A。
7. 用如图所示的简单机械提升重为G的物体，且处于静止状态。图中滑轮、杠杆质量均不计，A点为杠杆的正中点。这四种情况下用力最大的是（ ）
A. F1B. F2C. F3D. F4
【答案】D
【解析】
【详解】定滑轮不省力，则F1=G；动滑轮可以省一半力，则；F3的力臂是物体对杠杆拉力力臂的2倍，则；F4的力臂是物体对杠杆拉力力臂的一半，则。则用力最大的是F4，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
8. 下列现象的描述，正确的是（ ）
A. 甲图中塞子冲出，气体内能增大
B. 乙图是将内能转化为机械能的冲程
C. 丙图中通过做功增大气体内能
D. 水轮机可以永远转动，该装置可以创造动能
【答案】C
【解析】
【详解】A．图中塞子冲出，气体对塞子做功，内能转化为机械能，因此气体内能减小，故A错误；
B．乙图两个气门都关闭，活塞向上是汽油机的压缩冲程，该冲程使机械能转化为内能，故B错误；
C．下压活塞时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，使气体的内能增加、温度升高，故C正确；
D．高处水槽中水流下时，水的势能转化成了水的动能、装置的机械能、克服摩擦产生的内能等；由于部分机械能转化为内能，则这个机器不能够永远运动下去，它违背了能量守恒定律，故D错误。
故选C。
9. 三个相同容器内分别盛满不同的液体，现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中，小球静止后的状态如图所示，以下判断正确的有几个（ ）
①液体的密度关系是ρ甲<ρ丙<ρ乙
②液体对容器底部的压强关系是p乙>p甲>p丙
③容器对桌面的压强关系是p'乙>p'丙>p'甲
④小球受到的浮力大小关系是F乙>F丙>F甲
A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个
【答案】B
【解析】
【详解】三个完全相同的小球，其质量、体积和密度都相同。
①小球在甲中下沉，故ρ球> ρ甲，在乙容器中漂浮，故ρ球< ρ乙，在丙中悬浮，故ρ球=ρ丙；所以三种液体的密度关系为： ρ甲<ρ丙< ρ乙，故①正确；
②静止时三个容器的液面恰好相平，即深度h相等，由于乙液体的密度最大，根据ρ = ρgh可知，乙容器底受到的液体压强最大，甲容器底受到的液体压强最小，即p乙>p丙>p甲，故②错误；
③开始时，液体的体积V甲=V乙=V丙，放入小球后，甲、丙溢出相同体积的液体，则剩余液体体积V甲′=V丙′；由于ρ甲<ρ丙，故m甲˂m丙，重力G甲˂G丙，乙液体溢出的最少，故剩余液体体积V乙′最大，又因为ρ乙最大，所以乙的质量最大，重力最大，故G甲˂G丙˂G乙；容器相同，则容器重力相等，三个完全相同的小球，则小球的重力相等，容器对水平桌面的压力等于容器、容器内液体和球的重力之和，即F甲˂F丙˂F乙；由于受力面积相同，由可得，p乙′˃p丙′˃p甲′，故③正确；
④由图知，小球在丙容器中悬浮， 在乙容器中漂浮，所以小球所受的浮力与自身的重力相等；在甲容器中下沉，浮力小于其重力，所以小球受到的浮力大小关系是F乙= F丙>F甲，故④错误；
由上分析可知①③正确，共计2个。
故选B。
10. 如图甲所示，L标有“6V 3W”字样（灯丝电阻不变），定值电阻R2=20Ω，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~15V，滑动变阻器R1的最大阻值为100Ω。当闭合开关S和S1时，移动滑片P，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示，在保证电路安全的情况下，下列说法错误的是（ ）
A. 电源电压为18V
B. 只闭合开关S和S2，电路中电流的变化范围为0.25A~0.5A
C. 只闭合开关S和S1，当电压表示数为9V与15V时，R1接入电路的阻值之差为80Ω
D. 在任意闭合开关和调节滑片P时，整个电路的最大功率与最小功率的比值为16∶1
【答案】D
【解析】
【详解】A．当闭合开关S和S1时，R1和R2串联，移动滑片，R1两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示，由图可知，当R1接入电阻为16Ω时，它两端的电压为8V，可知此时电路中的电流
则此时R2两端的电压
可得电源电压
故A正确，A不符合题意；
B．只闭合开关S和S2时，R1和灯泡L串联，灯泡的额定电流
灯泡的电阻
为了不烧坏灯泡，电路中的最大电流为0.5A。当滑片向左移动，根据串联电路的分压原理可知，电压表示数会变大，当电压为15V时，滑动变阻器接入电路的电阻达到最大值，此时电路中的电流最小，根据串联电路的电压规律可知，此时小灯泡两端的电压
则电路中的最小电流
故只闭合开关S和S2，电路中电流的变化范围为0.25A~0.5A，故B正确，B不符合题意；
C．当闭合开关S和S1时，R1和R2串联，已知电源电压为18V，当电压表示数为9V时，可知R2两端电压为9V，由串联电路的分压原理可知，此时R1接入电路的电阻
当R2两端电压为15V时，R2两端电压为3V，则电路中的电流
则此时R1接入电路的电阻
可得电压表示数为9V与15V时，R1接入电路的阻值之差
故C正确，C不符合题意；
D．闭合开关S、S1，断开S2， R2和R1串联，电流表选择的是小量程，所以电路中最大电流为0.6A，此时电路总功率最大，则电路最大总功率
已知R2=20Ω，RL=12Ω，因此当闭合开关S和S1，R1和R2串联，通过调节滑动变阻器R1滑片，可使电路中的电流达到最小值，当R1两端电压为15V时，接入电路的电阻最大，电流最小，此时R2两端的电压为3V，则是电路中的最小电流
则电路中的最小功率
可得整个电路的最大功率与最小功率的比值
故D错误，D符合题意。
故选D。
二、填空与作图题（共8小题，每空1分，每图2分，计22分）
11. 闷热的夏天，小湖的屋里开了冷气，他发现窗户上起雾了，这是______（填物态变化名称）形成的，出现在玻璃窗的______（选填“外侧”或“内侧”）。周末，小滨到长安公园游玩，看到了“鱼戏莲叶间”的景象，他看到的水中的鱼是______（选填“实”或“虚”）像。
【答案】 ①. 液化 ②. 外侧 ③. 虚
【解析】
【详解】[1][2]夏天青青的小屋里开了冷气，发现玻璃窗上有密密麻麻的小水珠，小水珠是户外的水蒸气遇冷玻璃液化形成的，出现在玻璃窗的外侧。
[3]周末，公园游玩时在湖边看到了“鱼戏莲叶间”的景象，看到的水中的鱼是由于来自水底鱼反射的光，进入空气射入人眼时发生光的折射所形成的，人眼逆着光看去在水底形成鱼的虚像，像得位置高于鱼的实际位置。
12. “共享单车”绿色环保，它具GPS定位功能，方便人们用手机寻找到附近车辆，它的前储物篮底板是一个太阳能电池板，为GPS功能供电。太阳能电池板工作时，把太阳能转化为______能。GPS卫星定位工作是靠_______来传递信号的，这种波在真空中的传播速度为_______m/s。
【答案】 ①. 电 ②. 电磁波 ③. 3×108
【解析】
【详解】[1]太阳能电池板工作时，消耗太阳能，产生电能，所以太阳能电池板在工作时把太阳能转化为电能。
[2][3]电磁波可以传递信息，GPS工作是靠电磁波来实现定位的。电磁波在真空的传播速度与光在真空中的传播速度相同，且速度为
c=3×105km/s=3×108m/s
13. 如图所示，玻璃球内的导线是分开的，小磁针处于静止状态。当用酒精灯把玻璃球加热到红炽状态时，发现小磁针发生了偏转；根据以上现象可知，当把玻璃球加热到红炽状态时，玻璃变成了_________体（选填“导体”或“绝缘体”），此时小磁针的_________极将向螺线管偏转；如图甲、乙所示，能说明电动机工作原理的是_________（选填“甲”或“乙”）图。
【答案】 ①. 导体 ②. N ③. 甲
【解析】
【详解】[1]小磁针发生了偏转，说明电路为通路，螺线管产生了磁场，说明玻璃可以导电，所以把玻璃球加热到红炽状态时，玻璃变成了导体。
[2]电源正极在右侧，由安培定则可知，螺线管右端为S极，由异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极会向螺线管偏转。
[3]电动机是将电能转化为机械能的装置，甲图中有电源，所以是电动机的原理图；乙图中没有电源，是发电机的原理图。
14. 汽油价格每隔一段时间都会调整。和大多数物质一样，汽油也有热胀冷缩的性质，随着气温的下降，汽油密度会______（选填“变大”“变小”或“不变”），受此因素影响，在每吨汽油价格不变的情况下，每升汽油的价格会______（选填“上调”或“下调”）。夏季汽油的密度为0.7g/cm3，价格是6.65元/升，冬季汽油的密度为0.72g/cm3，油价应该调整为______元/升。
【答案】 ①. 变大 ②. 上调 ③. 6.84
【解析】
【详解】[1]质量指的是物体所含物质的多少，与温度无关，所以气温的下降，质量不变，体积变小，故密度变大。
[2]质量相同时，冬季比夏季相比，密度变大，体积变小，在每吨汽油价格不变的情况下，每升汽油的价格会上调。
[3]夏季汽油的密度为0.7g/cm3，价格是6.65元/升，则1升的汽油的质量为
m1=ρ夏V=0.7g/cm3×1×103cm3=700g
则每1g汽油的价格为
冬季，冬季汽油的密度为0.72g/cm3，1升汽油的质量为
m2=ρ冬V=0.72g/cm3×1×103cm3=720g
油价应该调整为
a=0.0095元/g×720g=6.84元
15. 汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以有效燃烧的混合气，这就是空燃比（可燃混合气中空气质量与燃油质量之比），某总排量（可简单理解为气缸的容积）为2.0L的四冲程发动机的空燃比为22︰1，混合燃气的密度为1.5kg/m3，则发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为______J，当发动机曲轴每分钟转速为3000转时，此时汽车输出的机械功率为60kW，则该发动机每秒钟做功______次，此时该发动机的效率是______%（汽油的热值为4.6×107J/kg）。
【答案】 ①. 6×103 ②. 25 ③. 40
【解析】
【详解】[1]一个工作循环吸入混合物的体积
V=2.0L=2×10-3m3
一个工作循环吸入混合物的质量
m=ρ混合V=1.5kg/m3×2×10-3m3=3×10-3kg
一个工作循环吸入汽油的质量
发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为
[2]汽油机的转速为3000r/min，说明1s内汽油机曲轴的转动次数等于50次，一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，1s内曲轴转动50次，对外做功25次。
[3]1s内高温高压的燃气推动活塞做功25次，1s内汽油燃烧释放的热量
Q放1=25Q放=25×6×103J=1.5×105J
根据可知，发动机1s做功为
W=Pt=60×103W×1s=6×104J
该车发动机的效率
16. 期末要进行坐位体前屈体质测试，原理如图所示，电源电压恒为6V，R1=30Ω，电阻丝R2粗细均匀，总长度为30cm。闭合开关，挡板P在B端时，坐位体前屈成绩为0，电流表示数为0.05A；挡板P在A端时，坐位体前屈成绩为30cm。挡板P由B端向A端滑动时，电流表示数______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。当推动挡板P到A端时，电压表示数是______V。国家体质标准中九年级男生坐位体前屈成绩大于17.8cm为优秀，若小林进行测试时电压表示数为3V，通过计算可知小林的成绩是______cm。
【答案】 ①. 不变 ②. 4.5 ③. 20
【解析】
【详解】[1]由图可知，R1和R2串联，电压表与R2 部分电阻并联；挡板P由B端向A端滑动时电路中电压电阻不变。由欧姆定律得，电路中电流不变，即电流表示数不变。
[2]闭合开关，挡板P在B端时，坐位体前屈成绩为0，电流表示数为0.05A；此时电路的总电阻为
R2的电阻为
R2=R总-R1=120Ω-30Ω=90Ω
挡板P在A端时，R1和R2串联，电压表测R2两端电源，根据串联分压可得
即
解之得U2=4.5V，所以电压表示数为4.5V。
[3]由上述可知，电阻丝R2粗细均匀，总长度为30cm，R2两端的电压为4.5V，当电压表示数为3V时，电压表所测R2 部分的长度为
可知小林的成绩是20cm。
17. 如图，一束光线垂直于凸透镜主光轴射向平面镜，在图中画出经过平面镜反射后射向凸透镜入射光线和折射光线。
【答案】
【解析】
【详解】过入射点垂直于镜面作出法线，已知入射光线与平面镜的夹角为45°，入射角等于
反射角等于45°，据此画出反射光线；又知入射光线垂直于主光轴，所以可知反射光线平行于主光轴，再根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点画出折射光线。如图所示：
18. 学校楼道里的声光控开关给晚上带来了光明，请设计一个只有在夜间有声音才会亮灯的自动控制电路。
【答案】
【解析】
【详解】由题意可知，只有当声控开关与光控开关都闭合了灯才能亮，故这两个开关与灯串联。灯泡的接法：火线进入开关，再接入灯泡顶端的金属点，零线接入灯泡的螺旋套。如图所示：
三、实验与探究题（共4小题，每空1分，计23分）
19. 物理课上我们做了许多实验，如下图：
（1）图甲中对吸管吹气发出声音，吸管剪的越短，音调越______；
（2）图乙中是一种简易自制验电器。将吸管悬挂在支架上，用另一带电的物体靠近吸管一端，吸管会发生偏转，此验电器的原理是______；
（3）如图丙所示，探究“阻力对物体运动影响”实验中，小车从同一高度由静止开始滑下，目的是______；
（4）如图丁所示，是探究“电流通过导体产生的热量与______关系”的实验装置。
【答案】 ①. 高 ②. 带电能吸引轻小物体 ③. 使小车到达斜面底端的速度相同 ④. 电流大小
【解析】
【详解】（1）[1]对着管口吹气时，管内的空气柱振动发出声音，管的长度越短，筒内的空气柱越短，振动时频率就越快，发出声音的音调越高。
（2）[2]将吸管悬挂在支架上，用另一带电的物体靠近吸管一端，吸管会发生偏转，此验电器的原理是带电能吸引轻小物体。
（3）[3]根据控制变量法，将小车从斜面的同一高度由静止开始释放，其目的是使小车到达斜面底端的速度相同。
（4）[4]观察图中实验装置可知，右侧容器内的电阻和容器外电阻并联接入电路，根据并联电路电流的特点可知，两个容器内的电阻大小相同，通电时间相同，通过的电流不同，所以是探究“电流通过导体产生的热量与电流大小关系”的实验装置。
20. 小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏、等实验器材探究凸透镜成像的规律：
（1）如图甲所示，小明将一束平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，该凸透镜的焦距为______cm；实验时，把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，为使像成在光屏中央，应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到______；
（2）小明将蜡烛移至光具座20cm刻度线处，如图乙所示，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是倒立、______的实像；
（3）在如图乙所示实验情形下，如果保持凸透镜和光屏的位置不变，将蜡烛适当远离凸透镜，发现光屏上烛焰的像变得模糊不清，此现象可以体现______（选填“近视眼”或“远视眼”）的成像情况；
（4）一份调查报告显示，我国儿童青少年总体近视率为52.7%。为了探究“近视眼的形成原因和矫正方法”，小明选择了如下器材：蜡烛（模拟所视物）、水透镜（模拟人眼晶状体，并与注射器相连）、光屏（模拟人眼视网膜）、光具座等。）如下图甲所示，将点燃的蜡烛置于水透镜前某一位置时，在光屏上得到了烛焰清晰的像，此时所成的像在生活中的应用是______；
（5）向水透镜内继续注水，发现光屏上已无烛焰清晰的像。如上图乙所示，小明在水透镜前放置一个______（选填“近视镜”或“远视镜”），发现光屏上再次得到烛焰清晰的像。若撤去放置的镜，应将光屏______（选填“靠近”或“远离”）水透镜，才能得到清晰的像。
【答案】 ①. 10.0 ②. 同一高度 ③. 缩小 ④. 近视眼 ⑤. 照相机 ⑥. 近视镜 ⑦. 靠近
【解析】
【详解】（1）[1]如图甲所示，光屏上形成一个最小最亮的光斑是焦点所在的位置，焦点到凸透镜的距离是 ，故该凸透镜的焦距为
f=30.0cm-20.0cm=10.0cm
[2]经过凸透镜光心的光线传播方向不变，为使像成在光屏中央，应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到同一水平高度。
（2）[3]小明将蜡烛移至光具座20.0cm刻度线处，如图乙所示，物距为30.0cm，此时物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像。
（3）[4]将蜡烛适当远离凸透镜，即物距变大，根据凸透镜成像规律，此时像距会变小，像在光屏的前方，烛焰的像变得模糊不清，近视眼因为晶状体会聚能力过强或眼球前后径距离过大导致像成在视网膜前方，故此现象可以体现近视眼的成像情况。
（4）[5]由图可知，此时物距大于像距，因此物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，在生活中的应用是照相机。
（5）[6]向水透镜内继续注水，水透镜的焦距会变短，会聚能力变强，使像提前会聚，要想在光屏上再次得到烛焰清晰的像，应延迟像的形成，所以在水透镜前放置一个放一个凹透镜，即近视镜。
[7]若撤去放置的镜，因像提前会聚了，所以应将光屏靠近水透镜，才能得到清晰的像。
21. 某同学利用如图甲所示的电路，探究“电流与电压、电阻的关系”。实验器材：电源（电压恒为4.5V）、电流表、电压表各一个，一个开关，若干定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、25Ω、30Ω），一个滑动变阻器（60Ω 3A），导线若干。
（1）请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线把图乙所示的实物电路连接完整；______
（2）闭合开关S后，发现电压表指针反向偏转，出现这种现象的原因可能是：______；
（3）在探究“电流与电压的关系”，连接电路时，滑片应置于______端（选填“A”或“B”），通过实验得到多组实验数据，由这些数据画出如图丙所示的图象，由图象可得结论：______；
（4）在探究“电流与电阻的关系”时，现将5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关S，发现电流表无示数而电压表有示数，则电路中的故障可能是______；纠正错误后，为了保证所有定值电阻均能完成实验，实验过程中小芳应该保证电压表示数至少为______V不变；
（5）用小灯泡将定值电阻更换，测得数据后发现小灯泡两端电压与通过的电流关系如图丁所示，若闭合开关S，小灯泡发光，滑动变阻器滑片P滑动过程中，小灯泡阻值的变化量大小为ΔR1，滑动变阻器连入电路阻值的变化量大小为ΔR2，则这两个量的大小关系是：ΔR1______ΔR2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】 ①. ②. 电压表正、负接线柱接反 ③. B ④. 当电路中电阻阻值一定时，流过电阻的电流与两端电压成正比 ⑤. 定值电阻断路 ⑥. 1.5 ⑦. 小于
【解析】
【详解】（1）[1]滑动变阻器与定值电阻串联，且随着变阻器向右滑动，接入电路的电阻阻值变大，因此用导线将滑动变阻器的接线柱A与定值电阻的右侧接线柱连接，如图所示：
（2）[2]若电压表接入电路的正、负接线柱接反，当电路通电后，指针会反向偏转。
（3）[3]为了对电路起到保护作用，连接电路时，滑动变阻器的滑片应在最大阻值处，因此滑动变阻器的滑片应在B端。
[4]从图丙可以得知，图像任一点的电压值U与对应的电流I的比值始终为定值5Ω。因此，当电路中电阻阻值一定时，流过电阻的电流与两端电压成正比。
（4）[5]电压表有示数，说明电压表两端的电路是通路，而电流表没有示数，则可能的原因是定值电阻发生断路，此时电压表与电流表串联，电流表因此而没有示数显示，电压表显示的示数是电源电压。
[6]由串联电路分压的原理可知，无论用哪个定值电阻接入电路，当滑动变阻器滑到最大值60Ω时，定值电阻两端分得的电压最低。假设不同定值电阻R接入电路时，其两端最小电压为U定，则当定值电阻取最大值R=30Ω时，电阻两端最小电压为U定=1.5V。根据上述式子可以推知，定值电阻R越小，则电阻两端可以达到的最小电压U定越小，所以当取用其他的定值电阻时，其两端最小电压一定小于1.5V。为了使用不同定值电阻后，电压表都可以显示这个示数，该示数一定要大于或等于1.5V，故至少要保证电压表示数为1.5V。
（5）[7]假设原来电路中的电流为I1，将滑动变阻器的滑片向右滑动，滑动变阻器的电阻值增大了，假设增大量为ΔR2，由串联电路分压的原理可以推知，灯泡两端的电压减小，故此时流过灯泡的电流I2变小，即
I1>I2
由图丁可知，灯泡两端电压越小，其电阻值越小，所以灯泡电压减小使得其阻值变小，假设变小了ΔR1。设电源电压为U，由上述电流I1和I2的不等关系，有如下式子成立
所以，将滑动变阻器的滑片向右滑动后，电路的总电阻是变大的，假设增大量是ΔR总，故
ΔR总>0
ΔR总=ΔR2-ΔR1
综上所述，可得如下结论
ΔR2>ΔR1
22. 某物理兴趣小组采用“皮球排气法”测量空气的密度，实验步骤如下：
步骤一：将打足气的皮球放在已调节好的天平左盘，再次调节天平平衡时，右盘中的砝码和标尺上游码位置如图甲所示；
步骤二：将100mL量杯装满水后倒放入装满水的水槽中，100mL刻度线与水面齐平，将带夹软管一端连接皮球的气嘴，另一端放在量杯内，准备排水集气，如图乙所示；
步骤三：打开管夹向量杯中注入空气，当水面回落到100mL刻度线时，夹住软管，暂停放气；
步骤四：重复步骤二和三的操作，共进行10次，拆除气针和软管，用天平称量放气后的皮球，示数为160.6g。
放气前后，皮球的体积变化可忽略不计，请回答下列问题：
（1）步骤二中，量杯装满水后倒放入装满水的水槽中，量杯中的水没有落回水槽，是因为______作用；
（2）上述实验过程共排出空气的质量为______g；
（3）根据实验数据，测算出空气的密度为______g/cm3；
（4）在实验步骤四中重复集气多次的目的：为了降低______（质量/体积）的测量误差；
（5）若实验时有两次不小心放气过多有一部分气体不慎溢出，则所测量的空气密度值会______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】 ①. 大气压 ②. 1.4 ③. 1.4×10-3 ④. 质量 ⑤. 偏大
【解析】
【详解】（1）[1]标准大气压可以支持大约10.3m高的水柱，量杯中的水没有落回水槽，是因为有大气压的支持。
（2）[2]如图甲所示，标尺分度值为0.2g，游码的读数为2g，打足气的皮球的总质量为
m总=100g+50g+10g+2g=162g
上述实验过程共排出空气的质量为
m=m总-m剩余=162g-160.6=1.4g
（3）[3]根据实验数据，测算出收集空气的总体积为
V=100mL×10=1000mL=1000cm3
空气的密度为
（4）[4]空气的密度太小，如果收集气体的体积太小，质量会很小，多次实验的目的是收集较大体积的空气，增加空气的总质量，减小测量质量时的误差。
（5）[5]如果有部分气体漏出，测量剩余空气质量时会偏小，计算排出总质量时会偏大，根据可知，测量体积不变，密度偏大。
四、综合题（共2小题、22题7分，23题8分，共计15分）
23. 如图甲所示是湖滨学校安装的一款电热直饮水机，它方便快捷、内部带有滤芯，将水过滤剂可饮用保险后，按下按钮即可有开水饮用，同时还有保温功能。如图乙是它的简化电路示意图（R2和R2均为电热量），其各项参数如表格。
（1）电热直饮水机处于保温状态时的工作电流是多少？
（2）电热丝R2的阻值是多少？
（3）在标准大气压下，直饮水机的热阻装满水，在加热状态下正常工作10min，可将水20℃加热到沸腾，则该热水器的加热效率是多少？[ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103 J/(kg·℃)，g取10N/kg]
【答案】（1）0.5A；（2）343.2Ω；（3）89.6%
【解析】
【详解】解：（1）由图可知，闭合S，断开S0，R2和R2串联，此时处于保温状态，电热直饮机处于保温状态时的工作电流
（2）当S、S0都闭合时，只有R1工作，为加热状态，R1的电阻为
保温时串联的总电阻为
R2的电阻为
（3）水的质量为
标准大气压下，水的沸点为100℃，热胆中装满水，水由20℃加热到沸腾吸收的热量为
电热直饮水机在加热状态下正常工作10min消耗的电能为
电热直饮水机的加热效率是
答：（1）电热直饮水机处于保温状态时的工作电流是0.5A；
（2）电热丝R2的阻值是343.2Ω；
（3）该热水器的加热效率是89.6%。
24. 我国全面推进乡村振兴以来，如今的乡村生活环境已经得到很大的改善。很多乡村道路新安装了如图所示的风光互补路灯，它既可以通过太阳能电池板独立发电并储存在蓄电池内，也可以通过风力发电机独立发电并储存，还可以两者同时发电并将电能储存在蓄电池内，晚上供LED路灯照明时使用。而蓄电池放电深度会影响它的寿命，使用时放电至少留20%就停止电能输出。这种型号风光互补路灯技术参数如表。其中光电转换率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率；蓄电池的容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积；最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率。
（1）当阳光照到电池板表面每m2的功率为800W时，太阳能电池板的输出总功率为 _______W；
（2）已知风力发电机的输出功率P与风速v的平方成正比，若风力发电机的输出功率为80W，此时风速为 _____m/s；
（3）充满电的蓄电池以额定电压对一个LED路灯供电，为使蓄电池的使用寿命更长，持续供电时间不能超过多少小时？（ ）
（4）若用100盏该型号路灯照明，每天正常工作8h，如果用煤发电对该路灯供电，已知煤电转换关系β=400g/(kW·h)，则煤燃烧一天时的能量有效利用率是多少？（煤的热值为3×107J/kg）（ ）
【答案】 ①. 48 ②. 5 ③. 14.4h ④. 30%
【解析】
【详解】（1）[1]太阳能电池板的输出功率
（2）[2]因为风力发电机的输出功率P与风速v的平方成正比，所以有
所以风力发电机的输出功率为80W时风速为
（3）[3]蓄电池充满电所储存的电能为
蓄电池供电所消耗的电能最多为
给一个LED灯供电的最长时间为
（4）[4]路灯总功率为
一天消耗的电能
已知煤电转换关系为β=400g/(kW·h)，所以需要煤的质量
则煤完全燃烧放出的热量
煤燃烧一天时的能量有效利用率
电热直饮水机
热水温度：100℃
保温功率：110W
热胆容积：0.8L
额定电压：220V
加热功率：500W
频率：50Hz
风力发电机
太阳能电池板
最大限制风速
10m/s
电池板面积
0.5m2
最大输出功率
320W
光电转换效率
12%
蓄电池
LED路灯
蓄电池容量
90A·h
额定电压
12V
额定电压
12V
额定功率
60W
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