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福建省泉州市丰泽区福建省泉州实验中学2023-2024学年九年级下学期4月期中物理试题（原卷版+解析版）
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考试时间：90分钟 满分：100分
一、选择题（14小题，每小题2分，共28分）
1. 智能手环可随时记录佩戴人的运动数据，且能将数据无线传输到手机上显示。将数据从智能手环无线传输到手机是利用了（ ）
A. 电磁波B. 超声波C. 次声波D. 红外线
【答案】A
【解析】
【详解】将数据从智能手环无线传输到手机，是通过电磁波以无线的方式向手机发送运动的统计数据，故A符合题意。BCD不符合题意。
故选A。
2. 现藏于上海博物馆的“战国商鞅方升”，容积约为，是中国度量衡史的标志性器物。其所能容纳水的质量与下列哪个物体的质量最接近（ ）
A. 一张物理试卷B. 一本物理课本
C. 一瓶500ml的矿泉水D. 一个实心球
【答案】B
【解析】
【详解】商鞅方升所能容纳水的质量
A．一张物理试卷约为5g，故A不符合题意；
B．一本物理课本约为200g，故B符合题意；
C．一瓶500ml的矿泉水的质量约为500g，故C不符合题意；
D．一个实心球约为2kg=2000g，故D不符合题意。
故选B。
3. 中国人发明的风筝（古称鸢）是世界上公认最早的飞行器之一，明代《询刍录）中描述：“于鸢首以竹为笛，使风入竹，声如筝鸣，故名风筝”，“声如筝鸣”指的是（ ）
A. 响度B. 音调C. 音色D. 回声
【答案】C
【解析】
【详解】音色是由发声体本身决定的一个特性，不同人的声音的音色一般不同。“声如筝鸣”的意思是声音像是筝发出的，所以指的是音色，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
4. 山西风能资源丰富，全省各地广泛分布着风力发电站。如图所示，这是山顶上的风力发电机，它的叶片转动起来能够扫过几个足球场大的面积。为了让风更易带动起扇叶，制成叶片的材料应该具有（ ）
A. 较大的质量B. 较小的密度C. 较低的熔点D. 较高的硬度
【答案】B
【解析】
【详解】为了让风更易带动起扇叶，要选用质量尽可能小的叶片。在体积一定时，根据可知，密度小的物质，其质量小，所以制成叶片的材料应该具有较小的密度，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
5. “糖画”是一种传统民间手工艺。如图，先把糖熬成糖汁，用糖汁在石板上画出造型后，粘在竹签上即可。关于糖的物态变化情况，说法正确的是（ ）
A. 先凝固再液化B. 先液化后凝固C. 先凝固再熔化D. 先熔化后凝固
【答案】D
【解析】
【详解】先把糖熬成糖汁，这一过程物质从固态变为液态，是熔化过程；在石板上来回浇铸糖汁，等糖汁变成固态，就做好了糖画，这个过程物质从液态变为固态，是凝固现象，因此，整个过程是先熔化再凝固。故D正确，ABC错误。
故选D。
6. 如图所示，下列事实中不能说明大气压存在的是（ ）
A. 吸盘吸附在墙面B. 装水的塑料袋向四周鼓出
C 去壳熟鸡蛋被吸入瓶子内D. 细管吸饮料
【答案】B
【解析】
【详解】A．吸盘吸附在墙面，是大气压将其压在墙上的，能说明大气压的存在，故A不符合题意；
B．装水的塑料袋向四周鼓出，说明液体向各个方向都有压强，与大气压无关，故B符合题意；
C．去壳熟鸡蛋被吸入瓶子内是因为外界大气压大于瓶内气压，是大气压把鸡蛋压入瓶内的，故C不合题意；
D．用细管吸饮料是利用大气压的作用将饮料压入嘴中，能说明大气压的存在，故D不合题意。
故选B。
7. 如图所示的是我国生产的某种电动式无针注射器工作示意图，通电时永磁体的磁场与通电线圈相互作用，产生强大的助推力，使药液以接近声音的速度注入皮肤，下列能反映该注射器工作原理的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】电动式无针注射器通电时永磁体的磁场与通电线圈相互作用，这与电动机的原理相同，工作时将电能转化为机械能。
【详解】根据题意可知，电动式无针注射器是依靠磁场对通电线圈有力的作用，利用了药液的惯性，将药液快速“注入”皮肤的，这与电动机的原理相同：
A．该装置是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验，利用的是电流的磁效应，与注射器工作原理不相同，故A不符合题意；
B．闭合开关，通电导体在磁场中受到力的作用，与注射器工作原理相同，故B符合题意；
C．闭合电路的线圈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，与注射器工作原理不相同，故C不符合题意；
D．该实验奥斯特实验，说明了电流的周围存在磁场，与注射器工作原理不相同，故D不符合题意。
故选B。
8. 如图，是一款感应式垃圾桶，其工作原理如下：启动开关S1闭合后，指示灯亮起，这时垃圾桶才能正常使用；扔垃圾时，只需将手伸到感应区上方，感应开关S2自动闭合，动力装置工作，桶盖打开；手离开5秒后，感应开关S2就会自动断开。下列电路符合要求是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】D．由题意可知，动力装置工作与否不会影响指示灯的工作，所以指示灯与动力装置是并联的，故D不符合题意；
ABC．由题意可知，开关S1控制整个电路，开关S2只控制动力装置，则开关S1在干路上，开关S2与动力装置串联在同一条支路上，故A符合题意，BC不符合题意。
故选A。
9. 图甲所示是我们家庭中常用一款空气净化器，其工作过程如图乙所示：脏空气进入净化器时，钨丝对灰尘放电使其带上负电，当带电灰尘流到带电格栅板时会被吸附。关于空气净化器的下列说法中正确的是（ ）
A. 灰尘因失去电子而带上负电
B. 带电格栅板上应该带有负电
C. 带电格栅板吸引灰尘的原理是异种电荷相互吸引
D. 带电格栅板吸引灰尘的原理是带电体可以吸引轻小物体
【答案】C
【解析】
【详解】A．钨丝对灰尘放电使其带上负电，因此灰尘因得到电子而带上负电，故A错误；
B．因灰尘带负电，当带电灰尘流到带电格栅板时会被吸附，根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引可知，带电格栅板上应该带有正电，故B错误；
CD．带电格栅板吸引灰尘是利用异种电荷相互吸引的原理，并非是带电体可以吸引轻小物体，故C正确，D错误。
故选C。
10. 如图所示，电源电压一定，关于电路工作情况，下列说法中正确的是（ ）
A. 只闭合时，两只灯泡是串联的
B. 若先闭合，再闭合，电压表与电流表的示数比值变小
C. 只闭合时，只有灯会亮
D. 若先闭合，再闭合，电压表、电流表的读数均变小
【答案】B
【解析】
【详解】A．只闭合S1时，电路为灯泡L1的简单电路，电流表测电路中的电流，电压表测电源的电压，故A错误；
BD．闭合S1、S2时，两灯泡并联，电流表测干路电流，电压表测电源的电压，则电压表的示数不变；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以先闭合S1，再闭合S2，干路电流变大，即电流表的示数变大，电压表与电流表的示数比值变小，故B正确，D错误；
C．只闭合S2时，干路的开关没有闭合，电路中没有电流，没有灯泡发光，故C错误。
故选B。
11. 图甲为我国古代的滴水计时工具——漏刻，图乙为它的模拟示意图。漏水壶通过底部的出水口向受水壶中滴水，受水壶中的箭尺始终处于漂浮状态。当受水壶中液面升高时，下列说法正确的是（ ）
A. 箭尺受到的浮力变小B. 箭尺排开水的质量不变
C. 箭尺排开水的重力变大D. 水对受水壶底压强不变
【答案】B
【解析】
【详解】A．箭尺始终处于漂浮状态，受到的浮力等于其重力，箭尺重力不变，所受浮力也不变，故A错误；
BC．根据公式
可知，箭尺受到的浮力不变，排开水的重力及质量不变，故B正确，C错误；
D．根据公式可知，当受水壶中液面升高时，水对受水壶底压强变大，故D错误。
故选B。
12. 如图所示，闭合开关S，条形磁铁在水平桌面上静止。下列说法正确的是（ ）
A. 电磁铁受到条形磁铁对其向左的作用力
B. 条形磁铁受到桌面对其向右的摩擦力
C. 将滑片P向下移动，电路消耗的总功率变小
D. 将滑片P向上移动，条形磁铁受到的摩擦力不变
【答案】A
【解析】
【详解】A．由安培定则得，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向电磁铁左端为N极，右侧为S极，同名磁极相互排斥，所以电磁铁受到条形磁铁对其向左的作用力，故A正确；
B．条形磁铁处于静止状态，水平方向上受到平衡力的作用，水平向右的排斥力和桌面对条形磁铁的水平向左的摩擦力为一对平衡力，故B错误；
C．将滑动变阻器的滑片向下移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，根据P=UI知，电功率变大，故C错误；
D．将滑动变阻器的滑片向上移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱，排斥力变小，条形磁铁所受摩擦力和排斥力是一对平衡力，大小相等，所以摩擦力变小，故D错误。
故选A。
13. 如图所示，水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器，分别装有质量相等的不同液体。则以下分析不正确的是（ ）
A. 甲容器底受到液体的压力小于乙容器底受到液体的压力
B. 甲、乙两容器底受到液体的压强相等
C. 甲的密度大于乙的密度
D. 甲容器对桌面的压力等于乙容器对桌面的压力
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．从图中可知，乙中液体的体积大于甲中液体的体积，因为液体质量相同，根据可知，ρ甲＞ρ乙； 液体对容器底的压力等于液体的总重力与凸起部分液体的重力之差；根据图示可知，两个容器凸起部分的体积相同，甲中液体的密度大，根据G=mg=ρgV可知，甲中凸起部分液体的重力大于乙中凸起部分的重力，液体总重力相同，所以甲受到液体的压力小于乙容器受到液体的压力；受力面积相同，根据可知，甲、乙两容器受到液体的压强不相等，故AC正确，不符合题意；B错误，符合题意；
D．水平桌面上，甲、乙两个容器中两种液体质量相等，容器的质量相等，根据G=mg可知，二者的总重力相等，因为容器对水平桌面的压力等于容器和液体的总重力，故容器对桌面的压力F甲=F乙，故D正确，不符合题意。
故选B
14. 如图甲所示，用一轻质钢丝固定在一正方体的木块中央。通过钢丝对木块在竖直方向上的作用力F，使木块浸入水中。钢丝对木块在竖直方向上的作用力F与木块下表面到水面距离x的关系如图乙所示。已知，，。钢丝机械强度足够且质量不计，烧杯内液面变化忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A. 正方体木块的边长为7cm
B. 正方体木块重力为10N
C. 正方体全部浸没在水中受到的浮力为3N
D. 正方体全部浸没在水中受到的浮力为10N
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据图乙可知，作用在钢丝绳上的力为0时，木块下表面距离水面的高度为h=7cm，并且木块处于漂浮状态，则浮力等于重力，即F浮=G，即
ρ水gV排=ρ物gV木
整理得
ρ水Sh=ρ物Sa
正方体的木块的边长
故A错误；
B．当木块下表面到水面距离为0时，钢丝绳上的拉力竖直向上，且大小等于木块的重力，由图乙可知，木块的重力为7N，故B错误；
CD．正方体全部浸没在水中受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)3=10N
故C错误，D正确。
故选D。
二、填空题（6小题，每空1分，共12分）
15. 一般来说，若将颗地球同步轨道卫星定位于赤道上空，它们发送的信号几乎可以覆盖全球。这些卫星之间是______（选填“运动”或“静止”）的，这些卫星受______（选填“平衡力”或“非平衡力”）的作用。
【答案】 ①. 静止 ②. 非平衡力
【解析】
【详解】[1]根据题意可知，颗地球同步轨道卫星全部定位于赤道上空，这些卫星之间没有位置变化，所以它们是相对静止的。
[2]地球同步卫星随地球同步转动，做圆周运动时，其运动方向是变化的即运动状态发生改变，因此这些卫星受非平衡力的作用。
16. 热可擦笔类似于中性笔，不同的是，热可擦笔的笔迹遇热即可消失。改错时，用橡皮头反复摩擦字迹使其升温，即可擦除。此过程中笔迹的内能是通过__________的方式来改变。将踩瘪但是没有破裂的乒乓球放入热水中，球内气体的内能会__________（选填“增加”、“减少”或“不变”）。
【答案】 ①. 做功 ②. 增加
【解析】
【详解】[1]改错时，用橡皮头反复摩擦字迹使其升温，此过程中橡皮头对笔迹做了功，笔迹的内能是通过做功的方式来改变的。
[2]将踩瘪但是没有破裂的乒乓球放入热水中，球内气体从热水中吸收热量，内能会增加。
17. 如图所示，在新型汽车的研制中，将汽车模型放在风洞中不动，让风迎面吹来，可研究汽车高速行驶的情况，此时汽车__________（选填“上方”或“下方”）气体对汽车的压强较大。此时，轿车对地面的压力__________地面对轿车的支持力。（选填“大于”、“小于”或“等于”）
【答案】 ①. 下方 ②. 等于
【解析】
【详解】[1]汽车高速行驶时，汽车上方气体流速大，对汽车的压强较小，汽车下方的气体流速小，对汽车的压强较大。
[2]此时，轿车对地面的压力和地面对轿车的支持力是一对相互作用力，大小相等。
18. 一密闭的玻璃管放在平板车上，玻璃管中装有水，管中留有一个小气泡。如图所示，当车向左运动过程中，突然减速时，气泡向__________运动（选填“左”或“右”），这是__________（选填“液体”或“气泡”）具有惯性。
【答案】 ①. 右 ②. 液体
【解析】
【详解】[1][2]当车向左运动过程中，突然减速时，水由于惯性要保持原来的运动状态，继续向左运动，则会将气泡挤向后方，即气泡向右运动。
19. 在长为20cm均匀细木棱的一端缠绕一些细铜丝，制成两个完全相同的简易密度计。现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中，如图所示为它们竖直静止在液体中的情况。若密度计在甲液体中露出液面的长度为10cm，在乙液体中露出液面的长度为13cm，若乙液体为水时，甲液体的密度_______。若在乙烧杯的水中加入适量盐，其中的密度计所受的浮力__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 ①. 0.7×103 ②. 不变
【解析】
【详解】[1]由图可知，简易密度计在甲、乙两种液体中都处于漂浮状态，此时F浮=G，因同一支密度计的重力不变，所以密度计在两种液体中所受的浮力相等； 设密度计的底面积为S，若乙液体是水，则在水中时所受浮力
F乙=ρ水gV排水=ρ水gL水S
在甲液体中所受浮力
F甲=ρ甲gV排甲=ρ甲gL甲S
由于F甲=F乙，则
ρ甲gL甲S=ρ水gL水S
解得
[2] 在乙烧杯的水中加入适量盐，密度计仍处于漂浮状态，受到的浮力不变。
20. 超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导元件和限流电阻并联组成，内部电路如图甲中虚线框内所示。超导元件的电阻随电流I的变化关系如图乙所示，限流电阻，灯泡L上标有“6V 3W”字样。若电源电压为6V，当灯泡发生短路时，电流表的示数为__________A。若电源电压降为3V时，忽略温度对灯泡电阻的影响，其时电路的总功率为__________W。
【答案】 ①. 1.1 ②. 0.75
【解析】
【详解】[1]当灯泡发生短路时，R1与R2并联， 根据图乙可知，通过R1的电流大于0.6A时阻值为10Ω，则根据欧姆定律可得，R1两端的电压
U1=I1R1=0.6A×10Ω=6V
所以
U1=U=6V
此时R1的阻值为10Ω， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，此时电流表的示数
[2]灯的电阻为
若电源电压降为3V时，则通过灯的电流一定小于
根据串并联电路电流的规律，通过R1的电流小于0.25A，则R1的电阻为0，限流电阻R2被短路，电路为灯的简单电路，这时电路的总功率为
三、作图题（2小题，每题2分，共4分）
21. 小磁针静止在通电螺线管左侧，请标出小磁针的N极和电源的正负极。
【答案】
【解析】
【详解】磁感线是从磁体的N极出发，回到S极，所以螺线管的左端为N极，根据安培定则，即用右手握住螺线管，则大拇指指向左端可知，电流从电源右端流出，即电源的右端是正极，左端是负极；螺线管的左端为N极，根据磁极间从相互作用规律可知，小磁针的左端为N极。作图如下：
22. 如图所示，木块正在水平地面上向右滑动并压缩弹簧，请在O点画出木块水平方向受力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】木块正在水平地面上向右滑动，会受到地面水平向左的摩擦力f；同时木块向右压缩弹簧，使弹簧发生弹性形变，弹簧对木块产生一个水平向左的弹力F弹。所以在水平方向，木块同时受到水平向左的摩擦力和弹力，如图所示：
四、简答题（1小题，共4分）
23. 2022年2月5日，北京冬奥会短道速滑比赛，中国队以2分37秒348夺得混合团体接力冠军。如图所示，比赛中，运动员要穿上特殊的冰刀鞋，冰刀非常锐利，你认为冰刀做得非常锐利的原因是什么？（已知冰的熔点随所受压强的增大而降低）
【答案】见解析
【解析】
【详解】运动员穿的冰刀鞋上的冰刀做得非常锐利，可以在压力一定时，通过减小受力面积来增大对冰面的压强，冰的熔点随所受压强的增大而降低，所以，这样可以使冰尽快熔化，在冰刀和冰面之间形成一层水膜，减小冰刀与冰面之间的摩擦，有利于运动员在冰面上滑行。
五、实验题（5小题，共30分）
24. 某科技小组为了比较“泡沫塑料和棉花的保温性能”，用大烧杯、小烧杯、温度计、计时器、热水等器材进行实验。把小烧杯放进大烧杯中，在两个烧杯之间塞满保温材料，将热水倒入小烧杯中，盖好插有温度计的盖子。实验装置如图所示：
（1）实验中，要控制两个小烧杯中热水的______和初温相同；
（2）根据实验数据，在方格纸上画出了图甲装置中的热水温度与时间的图像，并描出了乙装置中的热水温度与时间的坐标点；
①请在方格纸上，将乙装置中的热水温度与时间的图像补充完整______；
②根据图像可知，保温性能好的材料是______。理由是：______；
（3）分析图象，你还有什么新的发现？（写出一条即可）______
【答案】 ①. 质量 ②. ③. 泡沫塑料 ④. 见解析
⑤. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]在实验中，为了使实验结论准确、可靠，需要控制水的初温和质量相同。
（2）①[2]描点作图如下:
②[3][4]由图像可知，在相同时间内，装置甲中的热水温度比装置乙中的降低慢，因此泡沫塑料保温效果好。
（3）[5]由图像可知，当温度降到20℃时，温度不再变化，所以室温为20℃。
25. 小丹选取了两个弹簧测力计、细线、棉布、木板、重为10N和15N的两个木块（表面粗糙程度相同）等器材，探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关。
（1）小丹水平__________拉动木块，利用__________原理可知木块所受摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。她分别做了如图甲、乙、丙所示三次实验：分析甲、乙两次实验，可以得出的结论是__________；
（2）她想继续探究滑动摩擦力大小与物体的重力大小是否有关，利用图甲实验做对比分析，又设计了如图丁的实验，使弹簧测力计A始终保持竖直状态，并调整高度，使其示数为__________N，以拉力F1拉动木板，当木块相对于地面静止时，弹簧测力计B的示数为1N，分析可得：滑动摩擦力大小与物体重力大小__________（选填“有关”或“无关”）；如果增大拉力F1，弹簧测力计B的示数__________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】 ①. 匀速直线 ②. 二力平衡 ③. 见解析 ④. 5 ⑤. 无关 ⑥. 不变
【解析】
【详解】（1）[1][2]沿水平方向匀速直线拉动木块，木块在水平方向上受到平衡力作用，根据二力平衡知识，弹簧测力计对木块的拉力大小等于滑动摩擦力的大小。
[3] 通过对比甲、乙两次实验，接触面粗糙程度相同，乙中压力大，测力计示数大，可知：接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
（2）[4][5][6]探究滑动摩擦力大小与物体的重力大小是否有关，需要控制压力和接触面的粗糙程度相同，与图甲对比，当弹簧测力计的示数是5N时，木块对木板的压力都是10N，拉动木板，当木块相对于地面静止时，弹簧测力计B的示数为1N，分析可得滑动摩擦力大小与物体重力大小无关； 摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，木板受到的压力不变，而且接触面的粗糙程度不变，只增加拉力对摩擦力没有影响，因此摩擦力不变，弹簧测力计B的示数不变。
26. 小薇同学制作了如图1所示的探头进行了液体压强和浮力的综合探究。
（1）实验时的情形如图2所示，比较__________两图，可以初步得出结论：在同种液体中，液体内部压强随深度的增加而增大；
（2）小薇同学用弹簧测力计挂着此探头继续探究如图3；
①向溢水杯中注水，直到溢水口水流出时停止加水，最后溢水杯中的水面恰好与溢水口__________；
②用细线悬挂在弹簧测力计下的探头刚好浸没，溢出的水全部流入小量筒中，此时探头所受的浮力为__________N；
③探头从丁图位置不断缓慢往下放（细线足够长，实验过程中橡皮膜没有破裂），弹簧测力计的示数会__________（选填字母）。
A．一直变大 B．先不变后变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大
【答案】 ①. 甲、乙 ②. 相平 ③. 0.2 ④. C
【解析】
【详解】（1）[1]要探究液体压强大小与深度的关系，应控制液体的密度相同、探头的方向相同，而深度不同，故选甲、乙两图。
（2）①[2]向溢水杯中注水，直到溢水口水流出时停止加水，最后溢水杯中的水面恰好与溢水口相平。
②[3]由图知，溢出的水全部流入小量筒中，排开水的体积为20mL=20cm3，此时探头所受的浮力
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×20×10-6m3=0.2N
③[4]当探头从丁图位置不断缓慢往下放的过程中，橡皮膜受到水的压强越来越大而逐渐向里凹，导致探头排开水的体积逐渐变小，受到的浮力越来越小，则弹簧测力计的示数越来越大。当下落到容器底时浮力不变，由于受到容器底向上的支持力，则弹簧测力计的示数变小。故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
27. 小明使用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个，电压为3V的电源以及规格为“10Ω，0.5A”的滑动变阻器等器材，来“探究电流与电阻的关系”。
（1）他首先将5Ω的电阻接入了图甲的电路中，检查时发现电路中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确__________；
（2）电路正确连接后，闭合开关时发现，此时电压表和电流表均无示数，他判断产生此现象的原因是__________（选填“定值电阻”或者“滑动变阻器”）断路；排除故障后移动滑动变阻器的滑片，电流表示数如图乙所示，则此时电流表示数为__________A；
（3）当定值电阻由5Ω换为10Ω时，为达到实验要求，需向__________（选填“左”或“右”）调节滑动变阻器的滑片。分别将5Ω和10Ω的电阻接入电路，在电压表示数不变的情况下，滑动变阻器两次消耗的电功率之比为__________；
（4）小明又设计了一个方案测量额定电压为3V的小灯泡正常发光时的电阻，电路如图丙（电源电压为6V，滑动变阻器规格为“20Ω，1A”），请把下面的实验步骤补充完整。
①只闭合开关__________，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为__________V，此时小灯泡正常发光；
②只闭合开关S和，保持滑片P的位置不动，此时的示数为1V，的示数为2V；
③小灯泡正常发光时的电阻=_______。
【答案】 ①. ②. 滑动变阻器 ③. 0.4 ④. 右 ⑤. 2∶1 ⑥. S、S2 ⑦. 3 ⑧. 15
【解析】
【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]若电流表无示数，说明电路可能断路；电压表无示数，说明电压表与电源之间存在断路，即产生此现象的原因是滑动变阻器断路。
[3]电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.4A。
（3）[4]实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大滑动变阻器两端的电压，由分压原理，要增大滑动变阻器电阻阻值，故应把滑动变阻器滑片向右滑动。
[5]小明将5Ω和10Ω电阻分别接入电路，因定值电阻两端的电压保持不变，根据欧姆定律可知，在电压不变时，电流与电阻成反比，故电路中电流之比为
I1∶I2=10Ω∶5Ω=2∶1
因电源电压和定值电阻两端的电压不变，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压不变，由P=UI可知，在电压不变时，电功率与电流成正比，故两次实验滑动变阻器消耗的电功率之比为2∶1。
（4）①[6][7][8]①只闭合开关S和S2，调节变阻器的滑片，使电压表V2的示数为3V，此时小灯泡正常发光；
②只闭合开关S和S1，保持滑片P的位置不动，此时V1的示数为1V，V2的示数为2V；
③在②中，电压表V2测灯的电压，V1测滑动变阻器滑片以左电阻R左的电压，由串联电路电压的规律，滑动变阻器滑片以右电阻R右的电压
U右=6V-1V-2V=3V
因滑动变阻器的最大电阻为20Ω，根据串联电路电流的规律，通过变阻器滑片以左和以右的电流相等，由欧姆定律有
即
解得：R右=15Ω。在第1次操作中，电压表V2测灯的电压，由串联电路电压的规律，变阻器的电压为
U滑=6V-3V=3V
电路中的电流即灯的额定电流为
小灯泡正常发光时的电阻
28. 科学选种是提高粮食产量的关键环节。小华想测量稻谷种子的密度，具体做法如下：
（1）如图甲，将天平放在水平台面上，指针恰好指在分度盘中央，接下来应该将__________移至零刻度线后向__________（选填“左”或“右”）调节平衡螺母，使指针再次指在分度盘中央；
（2）用调好天平测量适量稻谷种子的总质量，天平平衡时右盘砝码质量和游码在标尺上的位置如图乙所示，_______g；
（3）往量筒中加入适量的水，测得其体积为300mL，将上述种子放入量筒中，种子全部沉入水中，如图所丙示，此时水和种子的总体积_______mL；
（4）种子的密度_______，由于种子吸水性（短时间内体积认为不变），会导致密度的测量值__________（选填“偏大”，“偏小”或“不变”）；
（5）小华经过反思后改进了实验方案：将量筒中种子倒出，用纸巾吸干种子表面的水后，再次测得种子总质量为，则种子密度_______。（用和测得的物理量符号表示）
【答案】 ①. 游码 ②. 右 ③. 153 ④. 400 ⑤. 1.53 ⑥. 偏大 ⑦.
【解析】
【详解】（1）[1][2]调节天平的主要步骤是：首先将天平放在水平桌面上，再将游码移至标尺左端零刻度线处，最后调节平衡螺母，使天平水平平衡。如图所示，指针指在分度盘中央位置时，游码不在零刻度线的位置，因此先将游码移至零刻度线的位置，指针会向左偏转，则向右调节平衡螺母，直到指针指在分度盘中央刻度线处，天平水平平衡。
（2）[3]天平平衡时物体的质量等于右盘砝码质量加上游码在标尺上所对的刻度值，则稻谷种子的总质量
m1=100g+50g+3g=153g
（3）[4]由图丙读出水和种子的总体积
V2=400mL=400cm3
（4）[5][6]种子的体积
V=V2-V1=400mL-300mL=100mL=100cm3
种子的密度
种子浸没在水中，由于吸水，测得的水和种子的总体积偏小，计算得出的种子的体积偏小，故测得的密度会偏大。
（5）[7]根据题意浸入水中种子吸收的水的体积
种子的实际体积
此时种子密度为
六．计算题（3小题，共22分）
29. “祝融号”火星车安全驶离着陆平台到达火星表面，标志着我国探索火星进入了新时代。“祝融号”火星车高约1.85米，总质量约240kg，但在火星表面时的重力仅为960N。6轮独立驱动，每个轮子与地面的接触面积为100cm2，在火星上连续行驶每小时可前进36m。通过计算请回答：
（1）火星车在火星上行驶时的平均速度；
（2）火星车静止在水平火星表面上时，对火星表面的压强。
【答案】（1）0.01m/s；（2）1.6×104Pa
【解析】
【详解】解: （1）火星车所行驶的时间为
t=1h=3600s
火星车在火星上行驶时的平均速度为
（2）火星车在水平火面上，所以火星车对火星表面的压力为
F=G=960N
火星车与火星表面总的接触面积为
故火星车对火星表面的压强是
答: （1）火星车在火星上行驶时的平均速度为0.01m/s；
（2）火星车静止在水平火星表面上时，对火星表面的压强1.6×104Pa。
30. 一边长为10cm、重力为15N的正方体物块，用细线悬挂在水中静止时，物块下表面到水面的距离为15cm，如图所示。求：
（1）物块下表面受到水的压强大小；
（2）物块所受的浮力大小；
（3）细线的拉力大小。
【答案】（1）1500Pa；（2）10N；（3）5N
【解析】
【详解】解：（1）由题意可知，物块下表面到水面的距离为
h下＝15cm＝0.15m
则物块下表面受到水的压强为
p下＝ρ水gh下＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m＝1500Pa
（2）物块的体积为
V＝（10cm）3＝1000cm3＝1×10﹣3m3
因为物块浸没在水中，所以物块排开水的体积为
V排＝V＝1×10﹣3m3
则物块所受的浮力为
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N
（3）由图可知，物块受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和拉力，由力的平衡条件可知，细线的拉力为
F拉＝G﹣F浮＝15N﹣10N＝5N
答：（1）物块下表面受到水的压强为1500Pa；
（2）物块所受的浮力大小为10N；
（3）细线的拉力大小为5N。
31. 小明设计了一个简易电子秤，其工作电路图如图甲所示，为定值电阻，电流表的量程选用0~0.6A，压力传感器踏板受到压力后，其阻值R随所受压力F的变化而改变（如图丙所示），并导致电路中的电流发生改变，通过改写电流表表盘数值后可直接读出所称物体的质量，闭合开关S，小明站上踏板并最终静止在踏板上，电流表的示数I随时间t变化的图象如图乙所示，已知电源电压，定值电阻，g取，踏板的质量忽略不计。求：
（1）0~1s时间内，小明尚未站上踏板，压力传感器的电阻为多少Ω？
（2）图乙中的大小为多少A？
（3）电流表表盘上0.5A刻度线应标为多少kg？
（4）0~4s时间内，压力传感器R受到的最大压力是多少N？小明的质量为多少kg？
【答案】（1）110Ω；（2）0.1A；（3）80kg；（4）750N，50kg
【解析】
【详解】解：（1）0~1s时间内，小明尚未站上踏板，传感器所受压力为0，由图丙可知，压力传感器的电阻为110Ω。
（2）图乙中I1的大小为小明尚未站上踏板时电路中的电流，此时压力传感器R与R0串联，此时电路中的电流
（3）当电路中电流为0.5A时电路中的电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，此时压力传感器的电阻
R'=R总-R0=24Ω−10Ω=14Ω
由图丙可知，R-F满足以下关系式
将R'=14Ω代入解得F=800N，则物体的质量
即电流表表盘上0.5A刻度线应标为80kg。
（4）由题意可知，0~4s时间内，当电流表的示数为0.4A时，压力传感器R受到的压力最大，此时电路中的总电阻
此时压力传感器的电阻
R''=R'总-R0=30Ω−10Ω=20Ω
代入R-F关系式解得F'=750N，即0~4s时间内压力传感器R受到的最大压力是750N。由题意知，3~4s时间内，当电流表的示数为0.2A时，压力传感器R受到的压力与小明的重力相等，则此时压力传感器的阻值
由图丙可知，此时压力为500N，则小明的重力为500N。小明的质量
答：（1）0~1s时间内，小明尚未站上踏板，压力传感器的电阻为110Ω；
（2）图乙中I1的大小为0.1A；
（3）电流表表盘上0.5A刻度线应标为80kg；
（4）0~4s时间内，压力传感器R受到的最大压力是750N，小明的质量为50kg。
考试时间：90分钟 满分：100分
一、选择题（14小题，每小题2分，共28分）
1. 智能手环可随时记录佩戴人的运动数据，且能将数据无线传输到手机上显示。将数据从智能手环无线传输到手机是利用了（ ）
A. 电磁波B. 超声波C. 次声波D. 红外线
【答案】A
【解析】
【详解】将数据从智能手环无线传输到手机，是通过电磁波以无线的方式向手机发送运动的统计数据，故A符合题意。BCD不符合题意。
故选A。
2. 现藏于上海博物馆的“战国商鞅方升”，容积约为，是中国度量衡史的标志性器物。其所能容纳水的质量与下列哪个物体的质量最接近（ ）
A. 一张物理试卷B. 一本物理课本
C. 一瓶500ml的矿泉水D. 一个实心球
【答案】B
【解析】
【详解】商鞅方升所能容纳水的质量
A．一张物理试卷约为5g，故A不符合题意；
B．一本物理课本约为200g，故B符合题意；
C．一瓶500ml的矿泉水的质量约为500g，故C不符合题意；
D．一个实心球约为2kg=2000g，故D不符合题意。
故选B。
3. 中国人发明的风筝（古称鸢）是世界上公认最早的飞行器之一，明代《询刍录）中描述：“于鸢首以竹为笛，使风入竹，声如筝鸣，故名风筝”，“声如筝鸣”指的是（ ）
A. 响度B. 音调C. 音色D. 回声
【答案】C
【解析】
【详解】音色是由发声体本身决定的一个特性，不同人的声音的音色一般不同。“声如筝鸣”的意思是声音像是筝发出的，所以指的是音色，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
4. 山西风能资源丰富，全省各地广泛分布着风力发电站。如图所示，这是山顶上的风力发电机，它的叶片转动起来能够扫过几个足球场大的面积。为了让风更易带动起扇叶，制成叶片的材料应该具有（ ）
A. 较大的质量B. 较小的密度C. 较低的熔点D. 较高的硬度
【答案】B
【解析】
【详解】为了让风更易带动起扇叶，要选用质量尽可能小的叶片。在体积一定时，根据可知，密度小的物质，其质量小，所以制成叶片的材料应该具有较小的密度，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
5. “糖画”是一种传统民间手工艺。如图，先把糖熬成糖汁，用糖汁在石板上画出造型后，粘在竹签上即可。关于糖的物态变化情况，说法正确的是（ ）
A. 先凝固再液化B. 先液化后凝固C. 先凝固再熔化D. 先熔化后凝固
【答案】D
【解析】
【详解】先把糖熬成糖汁，这一过程物质从固态变为液态，是熔化过程；在石板上来回浇铸糖汁，等糖汁变成固态，就做好了糖画，这个过程物质从液态变为固态，是凝固现象，因此，整个过程是先熔化再凝固。故D正确，ABC错误。
故选D。
6. 如图所示，下列事实中不能说明大气压存在的是（ ）
A. 吸盘吸附在墙面B. 装水的塑料袋向四周鼓出
C 去壳熟鸡蛋被吸入瓶子内D. 细管吸饮料
【答案】B
【解析】
【详解】A．吸盘吸附在墙面，是大气压将其压在墙上的，能说明大气压的存在，故A不符合题意；
B．装水的塑料袋向四周鼓出，说明液体向各个方向都有压强，与大气压无关，故B符合题意；
C．去壳熟鸡蛋被吸入瓶子内是因为外界大气压大于瓶内气压，是大气压把鸡蛋压入瓶内的，故C不合题意；
D．用细管吸饮料是利用大气压的作用将饮料压入嘴中，能说明大气压的存在，故D不合题意。
故选B。
7. 如图所示的是我国生产的某种电动式无针注射器工作示意图，通电时永磁体的磁场与通电线圈相互作用，产生强大的助推力，使药液以接近声音的速度注入皮肤，下列能反映该注射器工作原理的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】电动式无针注射器通电时永磁体的磁场与通电线圈相互作用，这与电动机的原理相同，工作时将电能转化为机械能。
【详解】根据题意可知，电动式无针注射器是依靠磁场对通电线圈有力的作用，利用了药液的惯性，将药液快速“注入”皮肤的，这与电动机的原理相同：
A．该装置是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验，利用的是电流的磁效应，与注射器工作原理不相同，故A不符合题意；
B．闭合开关，通电导体在磁场中受到力的作用，与注射器工作原理相同，故B符合题意；
C．闭合电路的线圈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，与注射器工作原理不相同，故C不符合题意；
D．该实验奥斯特实验，说明了电流的周围存在磁场，与注射器工作原理不相同，故D不符合题意。
故选B。
8. 如图，是一款感应式垃圾桶，其工作原理如下：启动开关S1闭合后，指示灯亮起，这时垃圾桶才能正常使用；扔垃圾时，只需将手伸到感应区上方，感应开关S2自动闭合，动力装置工作，桶盖打开；手离开5秒后，感应开关S2就会自动断开。下列电路符合要求是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】D．由题意可知，动力装置工作与否不会影响指示灯的工作，所以指示灯与动力装置是并联的，故D不符合题意；
ABC．由题意可知，开关S1控制整个电路，开关S2只控制动力装置，则开关S1在干路上，开关S2与动力装置串联在同一条支路上，故A符合题意，BC不符合题意。
故选A。
9. 图甲所示是我们家庭中常用一款空气净化器，其工作过程如图乙所示：脏空气进入净化器时，钨丝对灰尘放电使其带上负电，当带电灰尘流到带电格栅板时会被吸附。关于空气净化器的下列说法中正确的是（ ）
A. 灰尘因失去电子而带上负电
B. 带电格栅板上应该带有负电
C. 带电格栅板吸引灰尘的原理是异种电荷相互吸引
D. 带电格栅板吸引灰尘的原理是带电体可以吸引轻小物体
【答案】C
【解析】
【详解】A．钨丝对灰尘放电使其带上负电，因此灰尘因得到电子而带上负电，故A错误；
B．因灰尘带负电，当带电灰尘流到带电格栅板时会被吸附，根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引可知，带电格栅板上应该带有正电，故B错误；
CD．带电格栅板吸引灰尘是利用异种电荷相互吸引的原理，并非是带电体可以吸引轻小物体，故C正确，D错误。
故选C。
10. 如图所示，电源电压一定，关于电路工作情况，下列说法中正确的是（ ）
A. 只闭合时，两只灯泡是串联的
B. 若先闭合，再闭合，电压表与电流表的示数比值变小
C. 只闭合时，只有灯会亮
D. 若先闭合，再闭合，电压表、电流表的读数均变小
【答案】B
【解析】
【详解】A．只闭合S1时，电路为灯泡L1的简单电路，电流表测电路中的电流，电压表测电源的电压，故A错误；
BD．闭合S1、S2时，两灯泡并联，电流表测干路电流，电压表测电源的电压，则电压表的示数不变；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以先闭合S1，再闭合S2，干路电流变大，即电流表的示数变大，电压表与电流表的示数比值变小，故B正确，D错误；
C．只闭合S2时，干路的开关没有闭合，电路中没有电流，没有灯泡发光，故C错误。
故选B。
11. 图甲为我国古代的滴水计时工具——漏刻，图乙为它的模拟示意图。漏水壶通过底部的出水口向受水壶中滴水，受水壶中的箭尺始终处于漂浮状态。当受水壶中液面升高时，下列说法正确的是（ ）
A. 箭尺受到的浮力变小B. 箭尺排开水的质量不变
C. 箭尺排开水的重力变大D. 水对受水壶底压强不变
【答案】B
【解析】
【详解】A．箭尺始终处于漂浮状态，受到的浮力等于其重力，箭尺重力不变，所受浮力也不变，故A错误；
BC．根据公式
可知，箭尺受到的浮力不变，排开水的重力及质量不变，故B正确，C错误；
D．根据公式可知，当受水壶中液面升高时，水对受水壶底压强变大，故D错误。
故选B。
12. 如图所示，闭合开关S，条形磁铁在水平桌面上静止。下列说法正确的是（ ）
A. 电磁铁受到条形磁铁对其向左的作用力
B. 条形磁铁受到桌面对其向右的摩擦力
C. 将滑片P向下移动，电路消耗的总功率变小
D. 将滑片P向上移动，条形磁铁受到的摩擦力不变
【答案】A
【解析】
【详解】A．由安培定则得，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向电磁铁左端为N极，右侧为S极，同名磁极相互排斥，所以电磁铁受到条形磁铁对其向左的作用力，故A正确；
B．条形磁铁处于静止状态，水平方向上受到平衡力的作用，水平向右的排斥力和桌面对条形磁铁的水平向左的摩擦力为一对平衡力，故B错误；
C．将滑动变阻器的滑片向下移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，根据P=UI知，电功率变大，故C错误；
D．将滑动变阻器的滑片向上移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱，排斥力变小，条形磁铁所受摩擦力和排斥力是一对平衡力，大小相等，所以摩擦力变小，故D错误。
故选A。
13. 如图所示，水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器，分别装有质量相等的不同液体。则以下分析不正确的是（ ）
A. 甲容器底受到液体的压力小于乙容器底受到液体的压力
B. 甲、乙两容器底受到液体的压强相等
C. 甲的密度大于乙的密度
D. 甲容器对桌面的压力等于乙容器对桌面的压力
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．从图中可知，乙中液体的体积大于甲中液体的体积，因为液体质量相同，根据可知，ρ甲＞ρ乙； 液体对容器底的压力等于液体的总重力与凸起部分液体的重力之差；根据图示可知，两个容器凸起部分的体积相同，甲中液体的密度大，根据G=mg=ρgV可知，甲中凸起部分液体的重力大于乙中凸起部分的重力，液体总重力相同，所以甲受到液体的压力小于乙容器受到液体的压力；受力面积相同，根据可知，甲、乙两容器受到液体的压强不相等，故AC正确，不符合题意；B错误，符合题意；
D．水平桌面上，甲、乙两个容器中两种液体质量相等，容器的质量相等，根据G=mg可知，二者的总重力相等，因为容器对水平桌面的压力等于容器和液体的总重力，故容器对桌面的压力F甲=F乙，故D正确，不符合题意。
故选B
14. 如图甲所示，用一轻质钢丝固定在一正方体的木块中央。通过钢丝对木块在竖直方向上的作用力F，使木块浸入水中。钢丝对木块在竖直方向上的作用力F与木块下表面到水面距离x的关系如图乙所示。已知，，。钢丝机械强度足够且质量不计，烧杯内液面变化忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A. 正方体木块的边长为7cm
B. 正方体木块重力为10N
C. 正方体全部浸没在水中受到的浮力为3N
D. 正方体全部浸没在水中受到的浮力为10N
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据图乙可知，作用在钢丝绳上的力为0时，木块下表面距离水面的高度为h=7cm，并且木块处于漂浮状态，则浮力等于重力，即F浮=G，即
ρ水gV排=ρ物gV木
整理得
ρ水Sh=ρ物Sa
正方体的木块的边长
故A错误；
B．当木块下表面到水面距离为0时，钢丝绳上的拉力竖直向上，且大小等于木块的重力，由图乙可知，木块的重力为7N，故B错误；
CD．正方体全部浸没在水中受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)3=10N
故C错误，D正确。
故选D。
二、填空题（6小题，每空1分，共12分）
15. 一般来说，若将颗地球同步轨道卫星定位于赤道上空，它们发送的信号几乎可以覆盖全球。这些卫星之间是______（选填“运动”或“静止”）的，这些卫星受______（选填“平衡力”或“非平衡力”）的作用。
【答案】 ①. 静止 ②. 非平衡力
【解析】
【详解】[1]根据题意可知，颗地球同步轨道卫星全部定位于赤道上空，这些卫星之间没有位置变化，所以它们是相对静止的。
[2]地球同步卫星随地球同步转动，做圆周运动时，其运动方向是变化的即运动状态发生改变，因此这些卫星受非平衡力的作用。
16. 热可擦笔类似于中性笔，不同的是，热可擦笔的笔迹遇热即可消失。改错时，用橡皮头反复摩擦字迹使其升温，即可擦除。此过程中笔迹的内能是通过__________的方式来改变。将踩瘪但是没有破裂的乒乓球放入热水中，球内气体的内能会__________（选填“增加”、“减少”或“不变”）。
【答案】 ①. 做功 ②. 增加
【解析】
【详解】[1]改错时，用橡皮头反复摩擦字迹使其升温，此过程中橡皮头对笔迹做了功，笔迹的内能是通过做功的方式来改变的。
[2]将踩瘪但是没有破裂的乒乓球放入热水中，球内气体从热水中吸收热量，内能会增加。
17. 如图所示，在新型汽车的研制中，将汽车模型放在风洞中不动，让风迎面吹来，可研究汽车高速行驶的情况，此时汽车__________（选填“上方”或“下方”）气体对汽车的压强较大。此时，轿车对地面的压力__________地面对轿车的支持力。（选填“大于”、“小于”或“等于”）
【答案】 ①. 下方 ②. 等于
【解析】
【详解】[1]汽车高速行驶时，汽车上方气体流速大，对汽车的压强较小，汽车下方的气体流速小，对汽车的压强较大。
[2]此时，轿车对地面的压力和地面对轿车的支持力是一对相互作用力，大小相等。
18. 一密闭的玻璃管放在平板车上，玻璃管中装有水，管中留有一个小气泡。如图所示，当车向左运动过程中，突然减速时，气泡向__________运动（选填“左”或“右”），这是__________（选填“液体”或“气泡”）具有惯性。
【答案】 ①. 右 ②. 液体
【解析】
【详解】[1][2]当车向左运动过程中，突然减速时，水由于惯性要保持原来的运动状态，继续向左运动，则会将气泡挤向后方，即气泡向右运动。
19. 在长为20cm均匀细木棱的一端缠绕一些细铜丝，制成两个完全相同的简易密度计。现将它们分别放入盛有不同液体的两个烧杯中，如图所示为它们竖直静止在液体中的情况。若密度计在甲液体中露出液面的长度为10cm，在乙液体中露出液面的长度为13cm，若乙液体为水时，甲液体的密度_______。若在乙烧杯的水中加入适量盐，其中的密度计所受的浮力__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 ①. 0.7×103 ②. 不变
【解析】
【详解】[1]由图可知，简易密度计在甲、乙两种液体中都处于漂浮状态，此时F浮=G，因同一支密度计的重力不变，所以密度计在两种液体中所受的浮力相等； 设密度计的底面积为S，若乙液体是水，则在水中时所受浮力
F乙=ρ水gV排水=ρ水gL水S
在甲液体中所受浮力
F甲=ρ甲gV排甲=ρ甲gL甲S
由于F甲=F乙，则
ρ甲gL甲S=ρ水gL水S
解得
[2] 在乙烧杯的水中加入适量盐，密度计仍处于漂浮状态，受到的浮力不变。
20. 超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导元件和限流电阻并联组成，内部电路如图甲中虚线框内所示。超导元件的电阻随电流I的变化关系如图乙所示，限流电阻，灯泡L上标有“6V 3W”字样。若电源电压为6V，当灯泡发生短路时，电流表的示数为__________A。若电源电压降为3V时，忽略温度对灯泡电阻的影响，其时电路的总功率为__________W。
【答案】 ①. 1.1 ②. 0.75
【解析】
【详解】[1]当灯泡发生短路时，R1与R2并联， 根据图乙可知，通过R1的电流大于0.6A时阻值为10Ω，则根据欧姆定律可得，R1两端的电压
U1=I1R1=0.6A×10Ω=6V
所以
U1=U=6V
此时R1的阻值为10Ω， 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以，此时电流表的示数
[2]灯的电阻为
若电源电压降为3V时，则通过灯的电流一定小于
根据串并联电路电流的规律，通过R1的电流小于0.25A，则R1的电阻为0，限流电阻R2被短路，电路为灯的简单电路，这时电路的总功率为
三、作图题（2小题，每题2分，共4分）
21. 小磁针静止在通电螺线管左侧，请标出小磁针的N极和电源的正负极。
【答案】
【解析】
【详解】磁感线是从磁体的N极出发，回到S极，所以螺线管的左端为N极，根据安培定则，即用右手握住螺线管，则大拇指指向左端可知，电流从电源右端流出，即电源的右端是正极，左端是负极；螺线管的左端为N极，根据磁极间从相互作用规律可知，小磁针的左端为N极。作图如下：
22. 如图所示，木块正在水平地面上向右滑动并压缩弹簧，请在O点画出木块水平方向受力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】木块正在水平地面上向右滑动，会受到地面水平向左的摩擦力f；同时木块向右压缩弹簧，使弹簧发生弹性形变，弹簧对木块产生一个水平向左的弹力F弹。所以在水平方向，木块同时受到水平向左的摩擦力和弹力，如图所示：
四、简答题（1小题，共4分）
23. 2022年2月5日，北京冬奥会短道速滑比赛，中国队以2分37秒348夺得混合团体接力冠军。如图所示，比赛中，运动员要穿上特殊的冰刀鞋，冰刀非常锐利，你认为冰刀做得非常锐利的原因是什么？（已知冰的熔点随所受压强的增大而降低）
【答案】见解析
【解析】
【详解】运动员穿的冰刀鞋上的冰刀做得非常锐利，可以在压力一定时，通过减小受力面积来增大对冰面的压强，冰的熔点随所受压强的增大而降低，所以，这样可以使冰尽快熔化，在冰刀和冰面之间形成一层水膜，减小冰刀与冰面之间的摩擦，有利于运动员在冰面上滑行。
五、实验题（5小题，共30分）
24. 某科技小组为了比较“泡沫塑料和棉花的保温性能”，用大烧杯、小烧杯、温度计、计时器、热水等器材进行实验。把小烧杯放进大烧杯中，在两个烧杯之间塞满保温材料，将热水倒入小烧杯中，盖好插有温度计的盖子。实验装置如图所示：
（1）实验中，要控制两个小烧杯中热水的______和初温相同；
（2）根据实验数据，在方格纸上画出了图甲装置中的热水温度与时间的图像，并描出了乙装置中的热水温度与时间的坐标点；
①请在方格纸上，将乙装置中的热水温度与时间的图像补充完整______；
②根据图像可知，保温性能好的材料是______。理由是：______；
（3）分析图象，你还有什么新的发现？（写出一条即可）______
【答案】 ①. 质量 ②. ③. 泡沫塑料 ④. 见解析
⑤. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]在实验中，为了使实验结论准确、可靠，需要控制水的初温和质量相同。
（2）①[2]描点作图如下:
②[3][4]由图像可知，在相同时间内，装置甲中的热水温度比装置乙中的降低慢，因此泡沫塑料保温效果好。
（3）[5]由图像可知，当温度降到20℃时，温度不再变化，所以室温为20℃。
25. 小丹选取了两个弹簧测力计、细线、棉布、木板、重为10N和15N的两个木块（表面粗糙程度相同）等器材，探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关。
（1）小丹水平__________拉动木块，利用__________原理可知木块所受摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。她分别做了如图甲、乙、丙所示三次实验：分析甲、乙两次实验，可以得出的结论是__________；
（2）她想继续探究滑动摩擦力大小与物体的重力大小是否有关，利用图甲实验做对比分析，又设计了如图丁的实验，使弹簧测力计A始终保持竖直状态，并调整高度，使其示数为__________N，以拉力F1拉动木板，当木块相对于地面静止时，弹簧测力计B的示数为1N，分析可得：滑动摩擦力大小与物体重力大小__________（选填“有关”或“无关”）；如果增大拉力F1，弹簧测力计B的示数__________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】 ①. 匀速直线 ②. 二力平衡 ③. 见解析 ④. 5 ⑤. 无关 ⑥. 不变
【解析】
【详解】（1）[1][2]沿水平方向匀速直线拉动木块，木块在水平方向上受到平衡力作用，根据二力平衡知识，弹簧测力计对木块的拉力大小等于滑动摩擦力的大小。
[3] 通过对比甲、乙两次实验，接触面粗糙程度相同，乙中压力大，测力计示数大，可知：接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
（2）[4][5][6]探究滑动摩擦力大小与物体的重力大小是否有关，需要控制压力和接触面的粗糙程度相同，与图甲对比，当弹簧测力计的示数是5N时，木块对木板的压力都是10N，拉动木板，当木块相对于地面静止时，弹簧测力计B的示数为1N，分析可得滑动摩擦力大小与物体重力大小无关； 摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，木板受到的压力不变，而且接触面的粗糙程度不变，只增加拉力对摩擦力没有影响，因此摩擦力不变，弹簧测力计B的示数不变。
26. 小薇同学制作了如图1所示的探头进行了液体压强和浮力的综合探究。
（1）实验时的情形如图2所示，比较__________两图，可以初步得出结论：在同种液体中，液体内部压强随深度的增加而增大；
（2）小薇同学用弹簧测力计挂着此探头继续探究如图3；
①向溢水杯中注水，直到溢水口水流出时停止加水，最后溢水杯中的水面恰好与溢水口__________；
②用细线悬挂在弹簧测力计下的探头刚好浸没，溢出的水全部流入小量筒中，此时探头所受的浮力为__________N；
③探头从丁图位置不断缓慢往下放（细线足够长，实验过程中橡皮膜没有破裂），弹簧测力计的示数会__________（选填字母）。
A．一直变大 B．先不变后变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大
【答案】 ①. 甲、乙 ②. 相平 ③. 0.2 ④. C
【解析】
【详解】（1）[1]要探究液体压强大小与深度的关系，应控制液体的密度相同、探头的方向相同，而深度不同，故选甲、乙两图。
（2）①[2]向溢水杯中注水，直到溢水口水流出时停止加水，最后溢水杯中的水面恰好与溢水口相平。
②[3]由图知，溢出的水全部流入小量筒中，排开水的体积为20mL=20cm3，此时探头所受的浮力
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×20×10-6m3=0.2N
③[4]当探头从丁图位置不断缓慢往下放的过程中，橡皮膜受到水的压强越来越大而逐渐向里凹，导致探头排开水的体积逐渐变小，受到的浮力越来越小，则弹簧测力计的示数越来越大。当下落到容器底时浮力不变，由于受到容器底向上的支持力，则弹簧测力计的示数变小。故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
27. 小明使用阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个，电压为3V的电源以及规格为“10Ω，0.5A”的滑动变阻器等器材，来“探究电流与电阻的关系”。
（1）他首先将5Ω的电阻接入了图甲的电路中，检查时发现电路中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确__________；
（2）电路正确连接后，闭合开关时发现，此时电压表和电流表均无示数，他判断产生此现象的原因是__________（选填“定值电阻”或者“滑动变阻器”）断路；排除故障后移动滑动变阻器的滑片，电流表示数如图乙所示，则此时电流表示数为__________A；
（3）当定值电阻由5Ω换为10Ω时，为达到实验要求，需向__________（选填“左”或“右”）调节滑动变阻器的滑片。分别将5Ω和10Ω的电阻接入电路，在电压表示数不变的情况下，滑动变阻器两次消耗的电功率之比为__________；
（4）小明又设计了一个方案测量额定电压为3V的小灯泡正常发光时的电阻，电路如图丙（电源电压为6V，滑动变阻器规格为“20Ω，1A”），请把下面的实验步骤补充完整。
①只闭合开关__________，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为__________V，此时小灯泡正常发光；
②只闭合开关S和，保持滑片P的位置不动，此时的示数为1V，的示数为2V；
③小灯泡正常发光时的电阻=_______。
【答案】 ①. ②. 滑动变阻器 ③. 0.4 ④. 右 ⑤. 2∶1 ⑥. S、S2 ⑦. 3 ⑧. 15
【解析】
【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]若电流表无示数，说明电路可能断路；电压表无示数，说明电压表与电源之间存在断路，即产生此现象的原因是滑动变阻器断路。
[3]电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.4A。
（3）[4]实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大滑动变阻器两端的电压，由分压原理，要增大滑动变阻器电阻阻值，故应把滑动变阻器滑片向右滑动。
[5]小明将5Ω和10Ω电阻分别接入电路，因定值电阻两端的电压保持不变，根据欧姆定律可知，在电压不变时，电流与电阻成反比，故电路中电流之比为
I1∶I2=10Ω∶5Ω=2∶1
因电源电压和定值电阻两端的电压不变，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压不变，由P=UI可知，在电压不变时，电功率与电流成正比，故两次实验滑动变阻器消耗的电功率之比为2∶1。
（4）①[6][7][8]①只闭合开关S和S2，调节变阻器的滑片，使电压表V2的示数为3V，此时小灯泡正常发光；
②只闭合开关S和S1，保持滑片P的位置不动，此时V1的示数为1V，V2的示数为2V；
③在②中，电压表V2测灯的电压，V1测滑动变阻器滑片以左电阻R左的电压，由串联电路电压的规律，滑动变阻器滑片以右电阻R右的电压
U右=6V-1V-2V=3V
因滑动变阻器的最大电阻为20Ω，根据串联电路电流的规律，通过变阻器滑片以左和以右的电流相等，由欧姆定律有
即
解得：R右=15Ω。在第1次操作中，电压表V2测灯的电压，由串联电路电压的规律，变阻器的电压为
U滑=6V-3V=3V
电路中的电流即灯的额定电流为
小灯泡正常发光时的电阻
28. 科学选种是提高粮食产量的关键环节。小华想测量稻谷种子的密度，具体做法如下：
（1）如图甲，将天平放在水平台面上，指针恰好指在分度盘中央，接下来应该将__________移至零刻度线后向__________（选填“左”或“右”）调节平衡螺母，使指针再次指在分度盘中央；
（2）用调好天平测量适量稻谷种子的总质量，天平平衡时右盘砝码质量和游码在标尺上的位置如图乙所示，_______g；
（3）往量筒中加入适量的水，测得其体积为300mL，将上述种子放入量筒中，种子全部沉入水中，如图所丙示，此时水和种子的总体积_______mL；
（4）种子的密度_______，由于种子吸水性（短时间内体积认为不变），会导致密度的测量值__________（选填“偏大”，“偏小”或“不变”）；
（5）小华经过反思后改进了实验方案：将量筒中种子倒出，用纸巾吸干种子表面的水后，再次测得种子总质量为，则种子密度_______。（用和测得的物理量符号表示）
【答案】 ①. 游码 ②. 右 ③. 153 ④. 400 ⑤. 1.53 ⑥. 偏大 ⑦.
【解析】
【详解】（1）[1][2]调节天平的主要步骤是：首先将天平放在水平桌面上，再将游码移至标尺左端零刻度线处，最后调节平衡螺母，使天平水平平衡。如图所示，指针指在分度盘中央位置时，游码不在零刻度线的位置，因此先将游码移至零刻度线的位置，指针会向左偏转，则向右调节平衡螺母，直到指针指在分度盘中央刻度线处，天平水平平衡。
（2）[3]天平平衡时物体的质量等于右盘砝码质量加上游码在标尺上所对的刻度值，则稻谷种子的总质量
m1=100g+50g+3g=153g
（3）[4]由图丙读出水和种子的总体积
V2=400mL=400cm3
（4）[5][6]种子的体积
V=V2-V1=400mL-300mL=100mL=100cm3
种子的密度
种子浸没在水中，由于吸水，测得的水和种子的总体积偏小，计算得出的种子的体积偏小，故测得的密度会偏大。
（5）[7]根据题意浸入水中种子吸收的水的体积
种子的实际体积
此时种子密度为
六．计算题（3小题，共22分）
29. “祝融号”火星车安全驶离着陆平台到达火星表面，标志着我国探索火星进入了新时代。“祝融号”火星车高约1.85米，总质量约240kg，但在火星表面时的重力仅为960N。6轮独立驱动，每个轮子与地面的接触面积为100cm2，在火星上连续行驶每小时可前进36m。通过计算请回答：
（1）火星车在火星上行驶时的平均速度；
（2）火星车静止在水平火星表面上时，对火星表面的压强。
【答案】（1）0.01m/s；（2）1.6×104Pa
【解析】
【详解】解: （1）火星车所行驶的时间为
t=1h=3600s
火星车在火星上行驶时的平均速度为
（2）火星车在水平火面上，所以火星车对火星表面的压力为
F=G=960N
火星车与火星表面总的接触面积为
故火星车对火星表面的压强是
答: （1）火星车在火星上行驶时的平均速度为0.01m/s；
（2）火星车静止在水平火星表面上时，对火星表面的压强1.6×104Pa。
30. 一边长为10cm、重力为15N的正方体物块，用细线悬挂在水中静止时，物块下表面到水面的距离为15cm，如图所示。求：
（1）物块下表面受到水的压强大小；
（2）物块所受的浮力大小；
（3）细线的拉力大小。
【答案】（1）1500Pa；（2）10N；（3）5N
【解析】
【详解】解：（1）由题意可知，物块下表面到水面的距离为
h下＝15cm＝0.15m
则物块下表面受到水的压强为
p下＝ρ水gh下＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m＝1500Pa
（2）物块的体积为
V＝（10cm）3＝1000cm3＝1×10﹣3m3
因为物块浸没在水中，所以物块排开水的体积为
V排＝V＝1×10﹣3m3
则物块所受的浮力为
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N
（3）由图可知，物块受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和拉力，由力的平衡条件可知，细线的拉力为
F拉＝G﹣F浮＝15N﹣10N＝5N
答：（1）物块下表面受到水的压强为1500Pa；
（2）物块所受的浮力大小为10N；
（3）细线的拉力大小为5N。
31. 小明设计了一个简易电子秤，其工作电路图如图甲所示，为定值电阻，电流表的量程选用0~0.6A，压力传感器踏板受到压力后，其阻值R随所受压力F的变化而改变（如图丙所示），并导致电路中的电流发生改变，通过改写电流表表盘数值后可直接读出所称物体的质量，闭合开关S，小明站上踏板并最终静止在踏板上，电流表的示数I随时间t变化的图象如图乙所示，已知电源电压，定值电阻，g取，踏板的质量忽略不计。求：
（1）0~1s时间内，小明尚未站上踏板，压力传感器的电阻为多少Ω？
（2）图乙中的大小为多少A？
（3）电流表表盘上0.5A刻度线应标为多少kg？
（4）0~4s时间内，压力传感器R受到的最大压力是多少N？小明的质量为多少kg？
【答案】（1）110Ω；（2）0.1A；（3）80kg；（4）750N，50kg
【解析】
【详解】解：（1）0~1s时间内，小明尚未站上踏板，传感器所受压力为0，由图丙可知，压力传感器的电阻为110Ω。
（2）图乙中I1的大小为小明尚未站上踏板时电路中的电流，此时压力传感器R与R0串联，此时电路中的电流
（3）当电路中电流为0.5A时电路中的电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，此时压力传感器的电阻
R'=R总-R0=24Ω−10Ω=14Ω
由图丙可知，R-F满足以下关系式
将R'=14Ω代入解得F=800N，则物体的质量
即电流表表盘上0.5A刻度线应标为80kg。
（4）由题意可知，0~4s时间内，当电流表的示数为0.4A时，压力传感器R受到的压力最大，此时电路中的总电阻
此时压力传感器的电阻
R''=R'总-R0=30Ω−10Ω=20Ω
代入R-F关系式解得F'=750N，即0~4s时间内压力传感器R受到的最大压力是750N。由题意知，3~4s时间内，当电流表的示数为0.2A时，压力传感器R受到的压力与小明的重力相等，则此时压力传感器的阻值
由图丙可知，此时压力为500N，则小明的重力为500N。小明的质量
答：（1）0~1s时间内，小明尚未站上踏板，压力传感器的电阻为110Ω；
（2）图乙中I1的大小为0.1A；
（3）电流表表盘上0.5A刻度线应标为80kg；
（4）0~4s时间内，压力传感器R受到的最大压力是750N，小明的质量为50kg。
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