2021年陕西省西安市莲湖区中考物理一模试卷

这是一份2021年陕西省西安市莲湖区中考物理一模试卷，共28页。

A．洗澡水的温度约为80℃
B．人正常步行速度约10m/s
C．物理课本的质量约是3kg
D．中学生课桌的高度约为80cm
2．（2分）华为P40系列智能手机所搭载的国产7nm制造工艺麒麟990芯片，“在指甲盖大小的尺寸上塞进105亿个晶体管”，实现了性能与能效提升的新突破。计算机芯片、智能手机芯片等体积的微型化及性能的代际提升（ ）
A．超导材料B．磁性材料
C．纳米材料D．半导体材料
3．（2分）关于声现象下列说法错误的是（ ）
A．发出较强声音的喇叭能使它前面的烛焰“跳舞”，说明声音具有能量
B．两名宇航员在太空中不能直接对话，是因为声音不能在真空中传播
C．诗句“不敢高声语，恐惊天上人”中的“高”是指声音的音调高
D．听不同乐器弹奏同一首歌曲时能分辨出所用乐器，是利用了声音的音色不同
4．（2分）某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象，如图所示（ ）
A．该凸透镜的焦距是16cm
B．当u＝12cm时，在光屏上能得到一个缩小的像
C．当u＝20cm时，成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的
D．把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，像逐渐变小
5．（2分）关于热量、温度、内能之间的关系，下列说法正确的是（ ）
A．物体吸收了热量，温度可能不变
B．物体温度升高，一定是吸收了热量
C．温度为0℃的物体没有内能
D．物体内能减少时，一定对外做功
6．（2分）给一定质量的水加热，其温度与时间的关系与图中图线a所示，若其他条件不变，则温度与时间关系正确的是（ ）
A．aB．bC．cD．d
7．（2分）如图所示物块上方固定有一根管和弹簧，物块在大小不变的推力F作用下向右做匀速直线运动。管内小球从上方落下，在小球接触并压缩的弹簧过程中（ ）
A．小球速度保持不变
B．小球速度一直在变大
C．物块保持匀速直线运动
D．物块运动速度减小
8．（2分）下列说法正确的是（ ）
A．力是维持物体运动的原因
B．物体运动速度越大，其惯性越大
C．在太空中的宇航员没有惯性
D．物体运动状态改变时，一定受到力的作用
9．（2分）如图是某同学家中的部分电路，三孔插座上连了电热壶，开始时各部分工作正常，但电灯仍正常发光。把试电笔分别插入两孔和三孔插座的左右两孔，除了两孔插座的左孔以外，则可以判断出电路的故障可能是（ ）
A．电路的A、B两点间导线断路
B．电路的C、D两点间导线断路
C．电路的D、F两点间导线断路
D．电热壶所在电路的E、F两点间断路
10．（2分）如图是一种水位自动报警器的原理图，当水位到达金属块A时（一般的水能导电），电路中（ ）
A．仅绿灯亮B．仅红灯亮
C．红灯和绿灯都亮D．红灯和绿灯都不亮
二．填空题（共9小题，满分29分）
11．（2分）随着经济的发展，社会的进步，人们对城市环境要求越来越高，提高空气质量。洒水车沿街道匀速行驶，将水洒向地面 （选填“质量”或“速度”）不断减小，动能 （在“增大”或“减小”中选填）。
12．（3分）冬天气候干燥，人接触汽车有时会被“电”，这是因为汽车行驶时与空气摩擦产生了 ，并且在汽车表面会吸附一层灰尘是因为 ；实验室验电器的原理是 。
13．（3分）如图所示，小明将一枚硬币放在碗底，眼睛在A处恰好看不到它，小明在A处又能看到“硬币”。这是因为光从 斜射入 中时发生了 现象。
14．（6分）实验小组的同学进行电磁学实验。
（1）在如图甲所示的实验中，当闭合开关后，可以观察到磁场中金属棒ab在导轨上运动，这
说明磁场对通电导体 ， 是利用这一原理工作的。（选填“发电机”或“电动机”）
（2）若只将磁体的两极对调，接通电源，观察到金属棒ab向相反的方向运动 方向有关。
（3）在如图乙所示的实验中，闭合开关，保持蹄形磁体不动，则电流表指针将发生偏转。与此现象原理相同的是 （选填“话筒”或“扬声器”）。
（4）根据图示的情境可知， （填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时， 。电磁铁磁性越强。
15．（3分）去年冬季，合肥市大雾天气比往年频繁，而霜却比往年少见。从物态变化分析 现象；在这个过程中需要 热量（填“吸收或放出”），下雪时为了加速雪的熔化，常常向冰雪中撒盐 。
16．（3分）小敏家电能表如图所示，该电能表所在电路允许接的最大功率是 W．当她单独开启600W电水壶（其他用电器全部停止工作），正常工作2min，电能表转盘转过12转，电能表的转盘转过 转。在家庭电路中进户线首先要接在 （选填“总开关”、“电能表”或“保险装置”）上。
17．（3分）如图所示，物体A沿斜面向下做匀速直线运动，请在图中作出斜面对物体A所施加力的示意图。
18．（3分）请画出拉力F的力臂．
19．（3分）如图所示：MN为平面镜，AB、CD是点光源S发出的光经平面镜反射后的两条反射光线，请用平面镜成像原理作图确定S的位置和入射光线。
三．实验探究题（共4小题，满分25分）
20．（7分）物理是一门注重实验的自然科学，请同学们根据自己掌握的实验操作技能，解答下列问题：
（1）研究影响单摆摆动快慢的因素时，用卷尺测量摆线长，卷尺零刻度与摆线的一端问题对齐，则摆线长为 cm；小明同学说：“只要我们选用精密的测量工具，并且测量方法正确，小明的说法 （选填“是”或“不是”）正确的。
（2）在用天平测邮票质量的实验中，小明把规格相同的200张邮票放在已经调好的天平左盘，当在右盘加上最小的砝码后，接下来的操作应该是 ，直至天平恢复平衡，最终右盘只放了一个10g的砝码，游码移到如图2乙的位置时，将砝码的质量加上 ，除以邮票的数量即可得出一张邮票的质量是 g。
（3）如图3所示的寒暑表是利用 的原理工作的，此时的室温为 ℃。
21．（6分）物理兴趣小组同学在总结物理实验的过程中，发现同样器材可以完成多个实验，于是他们选取如下实验器材
探究实验一：探究不同液体吸热能力
（1）将甲乙电热丝串联接入电路，请完成图A实验的电路连线。
（2）所选电热丝R甲 R乙（选填“＞”、“＝”或“＜”）。甲、乙玻璃瓶中应装入质量相同的水和煤油，实验记录数据，并绘制图像如图B所示 （选填“水”或“煤油”）。
探究实验二：探究不同电热丝发热能力
甲、乙两瓶中装入100g煤油，瓶内各安装一根电阻丝。两瓶中各插入一支温度计，在测量两瓶煤油的温度后，记录数据如上表所示。c煤油＝2.1×103J/（kg•℃）。
（3）分析表中第一次甲、乙数据，可得出：在 相同时，导体电阻越大，导体发热越多。
（4）有同学提出，煤油吸收的热量不一定等于电热丝放出的热量。经小组讨论后一致认为他的观点是正确的，并且提出在不同的加热过程中，请你计算第一次实验中甲的加热效率为 。（保留2位有效数字）
22．（6分）如图是小美同学探究电流与电阻的关系的实验电路。已知电源电压为5V，滑动变阻器规格为“30Ω 1A”，小美选择了阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω和30Ω的定值电阻来完成实验。
（1）连接电路时，开关应 。闭合开关后，发现两个电表中只有一个电表有示数，初步检查确认，则发生故障的元件是 （填“电源”、“定值电阻”或“滑动变阻器”）。
（2）先用5Ω的定值电阻进行实验，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片；再将5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验，此时电压表的示数会 2V（选填“大于”或“小于”），此时应将滑动变阻器的滑片向 （选填“A”或“B”）端移动。
（3）小美由小到大依次更换定值电阻继续探究，结果发现：当她接入阻值为 的定值电阻时，无论怎么移动滑片都无法使电压表示数为2V了。你认为“电压表的示数无法达到实验要求值”的原因可能是 。（选填字母）
A.电源电压太小
B.电压表量程选小了
C.滑动变阻器的阻值太小
D.滑动变阻器烧坏了
23．（6分）某科创兴趣小组的同学们发现在做电学实验时两节干电池串联时对外提供的电压总是达不到3V，经过上网查找资料发现实际的电源是有内阻的，相当于一个电压为U的理想电源和电阻r串联；为测量某电源的内阻，同学们设计了如图乙所示的电路1＝20Ω，电源电压恒定但要考虑其内阻r，接着同学们进行了以下操作：①只闭合开关S时；②当开关S和S1同时闭合时，观察到电流表示数为0.75A。灯泡标有“12V 4.8W”字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响。试求：
（1）灯泡正常发光时的电阻为 Ω；
（2）电源的内阻r＝ Ω，电源电压U＝ V；
（3）电源输出功率是指电源外部电路消耗的功率，要使此电源的输出功率最大，外部电路的总电阻R'应为 Ω。
四．计算题（共2小题，满分16分，每小题8分）
24．（8分）如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12m，物体重G＝6×103N，汽车重G车＝3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F＝2.2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求：
（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？
（2）滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数）
（3）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？
（4）汽车牵引力为多少？牵引力的功率为多少？
25．（8分）阅读下列短文，回答问题：
电阻式触摸屏
触摸屏被广泛用于诸如平板电脑、智能手机、汽车车载显示屏等人机交互场景。电阻式触摸屏是触摸屏技术中一种，它的结构如下图1、图2所示。
当手指触摸屏幕时，平常相互绝缘的两层ITO导电涂层就在触摸点位置有了一个接触，因其中一面导电层接通y轴方向的Uy伏均匀电压场，使得侦测层的电压由零变为非零，控制器侦测到这个接通后，并将得到的电压值与Uy伏相比，即可得触摸点的y轴坐标，同理得出x轴的坐标
（1）按图1手指触摸方式触压屏幕，压力为1N，则手指对屏幕压强大小的数量级为 。
A.102Pa
B.104Pa
C.106Pa
D.103Pa
（2）以y层竖直方向为例，触摸屏相当于一根电阻丝，触摸时，设上部分电阻为R1，下部分电阻为R2，结构可等效为如图3所示电路。
①如图3，当触点在P时，测得R2两端电压为U2、通过触摸屏的电流为I2。若手指从P点上滑，则电压U2 、电流I2 。（均选填“增大”、“减小”或“不变”）
②电源电压为Uy，接通电源，R2两端电压U2＝ ，y涂层的耗电功率P＝ 。
③若Uy＝6V，y涂层有效长度为15cm。某次触摸，测得下边缘R2两端电压U2＝5V，则触摸点到下边缘的距离为 。
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题，满分20分，每小题2分）
1．（2分）“估测”是物理学中常用的一种重要方法，下列估测数据中最接近实际的是（ ）
A．洗澡水的温度约为80℃
B．人正常步行速度约10m/s
C．物理课本的质量约是3kg
D．中学生课桌的高度约为80cm
【解答】解：
A、人体正常体温在37℃左右，在40℃左右，故A不符合实际；
B、人正常步行的速度在4km/h＝4×，故B不符合实际；
C、两个苹果的质量约300g，在250g左右；
D、中学生的身高在160cm左右，在80cm左右。
故选：D。
2．（2分）华为P40系列智能手机所搭载的国产7nm制造工艺麒麟990芯片，“在指甲盖大小的尺寸上塞进105亿个晶体管”，实现了性能与能效提升的新突破。计算机芯片、智能手机芯片等体积的微型化及性能的代际提升（ ）
A．超导材料B．磁性材料
C．纳米材料D．半导体材料
【解答】解：由“在指甲盖大小的尺寸上塞进105亿个晶体管”知，这些零件所占空间体积极小，所以属于纳米材料。
故选：C。
3．（2分）关于声现象下列说法错误的是（ ）
A．发出较强声音的喇叭能使它前面的烛焰“跳舞”，说明声音具有能量
B．两名宇航员在太空中不能直接对话，是因为声音不能在真空中传播
C．诗句“不敢高声语，恐惊天上人”中的“高”是指声音的音调高
D．听不同乐器弹奏同一首歌曲时能分辨出所用乐器，是利用了声音的音色不同
【解答】解：A、发出较强声音的喇叭能使它前面的烛焰“跳舞”，说明声音具有能量。
B、太空中是真空，不能面对面讲话。不符合题意。
C、“不敢高声语，担心打扰天上人，响度大。
D、不同的乐器振动的材料不同，根据音色不同来分辨物体。
故选：C。
4．（2分）某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象，如图所示（ ）
A．该凸透镜的焦距是16cm
B．当u＝12cm时，在光屏上能得到一个缩小的像
C．当u＝20cm时，成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的
D．把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，像逐渐变小
【解答】解：A、u＝v＝2f、等大的实像，u＝v＝2f＝16cm 时。A错误。
B、当u＝12cm时，成倒立。B错误。
C、当u＝20cm时，成倒立，应用于照相机。
D、物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，成实像，物距增大，像变小。
故选：D。
5．（2分）关于热量、温度、内能之间的关系，下列说法正确的是（ ）
A．物体吸收了热量，温度可能不变
B．物体温度升高，一定是吸收了热量
C．温度为0℃的物体没有内能
D．物体内能减少时，一定对外做功
【解答】解：A、物体吸收了热量，例如：晶体在熔化的过程中吸热，但温度不变；
B、物体的温度升高，可能是吸收了热量，故B错误；
C、一切物体都具有内能，故C错误；
D、改变物体内能的方式有做功和热传递，可能是对外做功，故D错误；
故选：A。
6．（2分）给一定质量的水加热，其温度与时间的关系与图中图线a所示，若其他条件不变，则温度与时间关系正确的是（ ）
A．aB．bC．cD．d
【解答】解：由题可知，其他条件不变，所以水的沸点是不变的、d表示沸点都变了。
但由于水的质量变大，相同时间吸收的热量相同，所以，C正确。
故选：C。
7．（2分）如图所示物块上方固定有一根管和弹簧，物块在大小不变的推力F作用下向右做匀速直线运动。管内小球从上方落下，在小球接触并压缩的弹簧过程中（ ）
A．小球速度保持不变
B．小球速度一直在变大
C．物块保持匀速直线运动
D．物块运动速度减小
【解答】解：物块在大小不变的推力F作用下向右做匀速直线运动；小球在水平方向没有受到力的作用，小球接触并压缩的弹簧过程中，对小球有竖直向上的弹力的作用，小球做加速运动，产生的弹力越大，小球的速度最大，弹力大于重力；小球对弹簧的压力增大，则摩擦力变大，故物块做减速运动，ABC错误。
故选：D。
8．（2分）下列说法正确的是（ ）
A．力是维持物体运动的原因
B．物体运动速度越大，其惯性越大
C．在太空中的宇航员没有惯性
D．物体运动状态改变时，一定受到力的作用
【解答】解：AD、物体的运动不需要力来维持，物体运动状态改变时，故A错误；
BC、惯性的大小与物体的质量有关，任何物体在任何情况下都有惯性，故BC错误；
故选：D。
9．（2分）如图是某同学家中的部分电路，三孔插座上连了电热壶，开始时各部分工作正常，但电灯仍正常发光。把试电笔分别插入两孔和三孔插座的左右两孔，除了两孔插座的左孔以外，则可以判断出电路的故障可能是（ ）
A．电路的A、B两点间导线断路
B．电路的C、D两点间导线断路
C．电路的D、F两点间导线断路
D．电热壶所在电路的E、F两点间断路
【解答】解：电灯仍正常工作，说明不是保险丝烧坏了；
A、若电路的A，即中间的火线断路，氖管都不发光；
B、若电路的C，两孔插座的左孔通过DF，左孔会使氖管发光，故B错误；
C、若电路的D，两孔插座正常接入电路中；三孔插座的左孔通过电热水壶与火线相连，符合题意；
D、若电热壶所在电路的E，当三孔插座与E之间发生断路时（火线断开），不符合题意。
故选：C。
10．（2分）如图是一种水位自动报警器的原理图，当水位到达金属块A时（一般的水能导电），电路中（ ）
A．仅绿灯亮B．仅红灯亮
C．红灯和绿灯都亮D．红灯和绿灯都不亮
【解答】解：图中所示的水位自动报警器工作原理：当水位到达A时，由于一般水具有导电性，电磁铁向下吸引衔铁，此时红灯亮，故B正确。
故选：B。
二．填空题（共9小题，满分29分）
11．（2分）随着经济的发展，社会的进步，人们对城市环境要求越来越高，提高空气质量。洒水车沿街道匀速行驶，将水洒向地面 质量 （选填“质量”或“速度”）不断减小，动能 减小 （在“增大”或“减小”中选填）。
【解答】解：因洒水车将水洒向地面，在此过程中洒水车的质量不断减小，速度不变；
故答案为：质量，减小。
12．（3分）冬天气候干燥，人接触汽车有时会被“电”，这是因为汽车行驶时与空气摩擦产生了 摩擦起电现象 ，并且在汽车表面会吸附一层灰尘是因为 带电体能够吸引轻小物体 ；实验室验电器的原理是 同种电荷相互排斥 。
【解答】解：人接触汽车有时会被“电”下，这是因为汽车行驶时与空气摩擦发生了摩擦起电现象；
因为带电体能够吸引轻小物体，所以在汽车表面会吸附一层灰尘；
实验室验电器的金属箔片带电后因同种电荷相互排斥而出现夹角，所以验电器的原理是同种电荷相互排斥。
故答案为：摩擦起电现象；带电体能够吸引轻小物体。
13．（3分）如图所示，小明将一枚硬币放在碗底，眼睛在A处恰好看不到它，小明在A处又能看到“硬币”。这是因为光从 水中 斜射入 空气 中时发生了 折射 现象。
【解答】解：当沿碗壁缓缓向碗中加水时，来自硬币的光线会从水中斜射入空气中从而发生折射，人眼逆着折射光线看去，所以小明在A处也能看到硬币的虚像。
故答案为：水中；空气。
14．（6分）实验小组的同学进行电磁学实验。
（1）在如图甲所示的实验中，当闭合开关后，可以观察到磁场中金属棒ab在导轨上运动，这
说明磁场对通电导体 有力的作用 ， 电动机 是利用这一原理工作的。（选填“发电机”或“电动机”）
（2）若只将磁体的两极对调，接通电源，观察到金属棒ab向相反的方向运动 磁场 方向有关。
（3）在如图乙所示的实验中，闭合开关，保持蹄形磁体不动，则电流表指针将发生偏转。与此现象原理相同的是 话筒 （选填“话筒”或“扬声器”）。
（4）根据图示的情境可知， 甲 （填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时， 线圈匝数越多 。电磁铁磁性越强。
【解答】解：（1）在甲图的实验中，当闭合开关后，这说明通电导体在磁场中受到力的作用；
（2）只将磁体的两极对调，接通电源，所以观察到直导线向右运动；
（3）乙装置无电源，闭合开关后，做切割磁感线运动，此实验是将机械能转化成电能的过程，扬声器利用的是通电导线在磁场中受力的作用的原理；
（4）电磁铁甲吸引的大头针数目多，说明甲的磁性强，电流相同，线圈匝数越多。
故答案为：（1）有力的作用；电动机；（3）话筒；线圈匝数越多。
15．（3分）去年冬季，合肥市大雾天气比往年频繁，而霜却比往年少见。从物态变化分析 凝华 现象；在这个过程中需要 放出 热量（填“吸收或放出”），下雪时为了加速雪的熔化，常常向冰雪中撒盐 降低雪的熔点 。
【解答】解：霜是固态的，是由空气中的水蒸气放热形成的；向冰雪中撒盐，是因为加盐后冰的熔点降低。
故答案为：凝华；放出。
16．（3分）小敏家电能表如图所示，该电能表所在电路允许接的最大功率是 4400 W．当她单独开启600W电水壶（其他用电器全部停止工作），正常工作2min，电能表转盘转过12转，电能表的转盘转过 600 转。在家庭电路中进户线首先要接在 电能表 （选填“总开关”、“电能表”或“保险装置”）上。
【解答】解：
（1）由电能表的参数可知，电能表的工作电压U＝220V最大＝20A，
电能表允许接入用电器的最大总电功率：P最大＝UI最大＝220V×20A＝4400W；
（2）电水壶正常工作2min消耗的电能：
W＝Pt＝600W×2×60s＝4.2×104J＝kW•h＝0.02kW•h，
消耗这些电能电能表的转盘转12r，
消耗1kW•h电能，电能表的转盘转数：
n＝×1kW•h＝600r；
（3）电能表的测量整个家庭消耗电能的多少，一定安装在最前面。
故答案为：4400；600。
17．（3分）如图所示，物体A沿斜面向下做匀速直线运动，请在图中作出斜面对物体A所施加力的示意图。
【解答】解：
物体A沿斜面向下做匀速直线运动时，受到斜面对物体A沿斜面向上的摩擦力和垂直斜面向上的支持力，由此作图如图所示：
18．（3分）请画出拉力F的力臂．
【解答】解：延长力F的作用线，从支点作力F作用线的垂线。如图所示：
19．（3分）如图所示：MN为平面镜，AB、CD是点光源S发出的光经平面镜反射后的两条反射光线，请用平面镜成像原理作图确定S的位置和入射光线。
【解答】解：第一种作法：先将两条反射光线AB、CD反向延长交于一点S′，即为发光点的位置、SC画出入射光线
第二种作法：先过A点垂直镜面作出法线，在法线左侧指向入射点画出入射光线，同理画出反
射光线CD的入射光线，两条入射光线的交点S即为发光点的位置
三．实验探究题（共4小题，满分25分）
20．（7分）物理是一门注重实验的自然科学，请同学们根据自己掌握的实验操作技能，解答下列问题：
（1）研究影响单摆摆动快慢的因素时，用卷尺测量摆线长，卷尺零刻度与摆线的一端问题对齐，则摆线长为 97.80 cm；小明同学说：“只要我们选用精密的测量工具，并且测量方法正确，小明的说法 不是 （选填“是”或“不是”）正确的。
（2）在用天平测邮票质量的实验中，小明把规格相同的200张邮票放在已经调好的天平左盘，当在右盘加上最小的砝码后，接下来的操作应该是 取下最小砝码，移动游码 ，直至天平恢复平衡，最终右盘只放了一个10g的砝码，游码移到如图2乙的位置时，将砝码的质量加上 游码所对应的刻度 ，除以邮票的数量即可得出一张邮票的质量是 0.062 g。
（3）如图3所示的寒暑表是利用 液体热胀冷缩 的原理工作的，此时的室温为 25 ℃。
【解答】解：（1）如图甲，用卷尺测量摆线长，刻度尺分度值是0.1cm；测量值和真实值之间总会有差别，误差不可避免，选用精密的测量工具，故采用正确的测量方法，即不能测出薄铁板的真实长度。
（2）加上最小的砝码指针向右侧偏转，接下来的操作应该是先取下砝码，直到天平平衡，即游码在标尺上对应的刻度值是8.4g，
200张邮票的总质量为：10g+2.7g＝12.4g，
一张邮票的质量为m＝＝3.062g。
（3）实验室中的寒暑表是用来测量环境的温度，玻璃泡内装有液体；
如图甲所示，寒暑表的分度值为1℃；
故答案为：（1）97.80；不是，移动游码；0.062；25。
21．（6分）物理兴趣小组同学在总结物理实验的过程中，发现同样器材可以完成多个实验，于是他们选取如下实验器材
探究实验一：探究不同液体吸热能力
（1）将甲乙电热丝串联接入电路，请完成图A实验的电路连线。
（2）所选电热丝R甲 ＝ R乙（选填“＞”、“＝”或“＜”）。甲、乙玻璃瓶中应装入质量相同的水和煤油，实验记录数据，并绘制图像如图B所示 水 （选填“水”或“煤油”）。
探究实验二：探究不同电热丝发热能力
甲、乙两瓶中装入100g煤油，瓶内各安装一根电阻丝。两瓶中各插入一支温度计，在测量两瓶煤油的温度后，记录数据如上表所示。c煤油＝2.1×103J/（kg•℃）。
（3）分析表中第一次甲、乙数据，可得出：在 通过导体的电流和通电时间 相同时，导体电阻越大，导体发热越多。
（4）有同学提出，煤油吸收的热量不一定等于电热丝放出的热量。经小组讨论后一致认为他的观点是正确的，并且提出在不同的加热过程中，请你计算第一次实验中甲的加热效率为 83% 。（保留2位有效数字）
【解答】解：（1）甲乙电热丝串联，滑动变阻器采用一上一下的接法
；
（2）为控制不同液体吸收的热量相同，应把两电阻丝串联接入电路中，通过的电流相等2Rt，故应控制电阻相等甲＝R乙；
根据实验记录绘制图象2知，质量相同的水和煤油，甲加热的时间为乙的3倍，甲容器中装的液体吸热能力强；
（3）分析表中第一次甲、乙数据知：通过导体的电流和通电时间相同，乙中煤油温度升高的多，电热丝越大；
（4）根据焦耳定律，第一次实验中甲电热丝产生的热量：
Q放＝I2Rt＝（0.7A）2×10Ω×20×60s＝4.32×107J；
煤油吸收的热量：
Q吸＝c煤油mΔt＝2.1×105J/（kg•℃）×0.1kg×（37℃﹣20℃）＝7.57×103J，
故第一次实验中甲的加热效率为；
η＝××100%＝；
故答案为：（1）；（2）＝；水；（3）通过导体的电流和通电时间。
22．（6分）如图是小美同学探究电流与电阻的关系的实验电路。已知电源电压为5V，滑动变阻器规格为“30Ω 1A”，小美选择了阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω和30Ω的定值电阻来完成实验。
（1）连接电路时，开关应 断开 。闭合开关后，发现两个电表中只有一个电表有示数，初步检查确认，则发生故障的元件是 定值电阻 （填“电源”、“定值电阻”或“滑动变阻器”）。
（2）先用5Ω的定值电阻进行实验，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片；再将5Ω的定值电阻换成10Ω定值电阻进行实验，此时电压表的示数会 大于 2V（选填“大于”或“小于”），此时应将滑动变阻器的滑片向 A （选填“A”或“B”）端移动。
（3）小美由小到大依次更换定值电阻继续探究，结果发现：当她接入阻值为 25Ω、30Ω 的定值电阻时，无论怎么移动滑片都无法使电压表示数为2V了。你认为“电压表的示数无法达到实验要求值”的原因可能是 C 。（选填字母）
A.电源电压太小
B.电压表量程选小了
C.滑动变阻器的阻值太小
D.滑动变阻器烧坏了
【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时；
由实物图可知，如果电源有故障，电表都没有示数，只能是定值电阻或变阻器断路，电表都没有示数，则电压表串联入电路中有示数，符合题意；
（2）根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，其分得的电压增大；
在探究电流与电阻的实验中应控制电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知，由分压原理，所以滑片应向A端移动，并记录电流表示数；
（3）电阻两端的电压始终保持UV＝2V，根据串联电路电压的规律滑＝U﹣UV＝5V﹣2V＝3V，根据分压原理，＝＝＝，此时定值电阻的阻值最大，即，＝，故换用阻值为25Ω，无论怎么移动滑片都无法使电压表示数为2V，无法分得相应电压值。
故答案为：（1）断开；定值电阻；A；（3）25Ω；C。
23．（6分）某科创兴趣小组的同学们发现在做电学实验时两节干电池串联时对外提供的电压总是达不到3V，经过上网查找资料发现实际的电源是有内阻的，相当于一个电压为U的理想电源和电阻r串联；为测量某电源的内阻，同学们设计了如图乙所示的电路1＝20Ω，电源电压恒定但要考虑其内阻r，接着同学们进行了以下操作：①只闭合开关S时；②当开关S和S1同时闭合时，观察到电流表示数为0.75A。灯泡标有“12V 4.8W”字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响。试求：
（1）灯泡正常发光时的电阻为 30 Ω；
（2）电源的内阻r＝ 4 Ω，电源电压U＝ 12 V；
（3）电源输出功率是指电源外部电路消耗的功率，要使此电源的输出功率最大，外部电路的总电阻R'应为 4 Ω。
【解答】（解：（1）根据P＝得，灯泡正常发光时的电阻：
RL＝＝＝30Ω；
（2）由电路图可知：只闭合开关S时，电阻R4与电源的阻值r串联，电流表测电路中的电流，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，则此时电路的总电阻为R总＝r+R1；
由I＝可得电源电压：U＝I1R总＝I4（r+R1）＝0.2A×（r+20Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当开关S和S1同时闭合时，L与R1并联后与电源内阻r串联，电流表测干路电流，
不考虑温度对灯丝电阻的影响。因电阻的串并联特点可得总′＝r+＝r+；
由I＝可得电源电压：U＝I2R总′＝6.75A×（r+12Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
解①②可得：r＝4Ω，U＝12V；
（3）输出功率P＝I2R＝（）4R′＝＝，
所以要使此电源的输出功率最大，R′＝r＝6Ω。
故答案为：（1）30；（2）4；（3）4。
四．计算题（共2小题，满分16分，每小题8分）
24．（8分）如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12m，物体重G＝6×103N，汽车重G车＝3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F＝2.2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求：
（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？
（2）滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数）
（3）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？
（4）汽车牵引力为多少？牵引力的功率为多少？
【解答】解：
（1）由图知，n＝3，
将物体从井底拉至井口的过程中，绳端移动的距离：s＝3h＝6×12m＝36m，
汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功：
W总＝Fs＝2.2×108N×36m＝7.92×104J；
（2）W有用＝Gh＝3×103N×12m＝7.6×104J；
滑轮组的机械效率：
η＝＝×100%≈90.9%；
（3）已知汽车运动的速度为v＝7m/s，
则物体上升速度：v物＝v＝，
由v＝得，将物体由井底拉至井口需要的时间：
t物＝＝＝12s；
（4）汽车匀速运动时，受向右的牵引力，
根据力的平衡条件可得牵引力：
F牵＝F+f＝F+5.1G车＝2.4×103N+0.5×3×104N＝8.2×103N，
牵引力做功功率：
P＝F牵v汽＝8.2×103N×4m/s＝1.56×104W。
答：（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了4.92×104J功；
（2）滑轮组的机械效率为90.9%；
（3）若汽车运动的速度为7m/s，则将物体由井底拉至井口需要12s；
（4）汽车牵引力为5.2×108N，牵引力的功率为1.56×104W。
25．（8分）阅读下列短文，回答问题：
电阻式触摸屏
触摸屏被广泛用于诸如平板电脑、智能手机、汽车车载显示屏等人机交互场景。电阻式触摸屏是触摸屏技术中一种，它的结构如下图1、图2所示。
当手指触摸屏幕时，平常相互绝缘的两层ITO导电涂层就在触摸点位置有了一个接触，因其中一面导电层接通y轴方向的Uy伏均匀电压场，使得侦测层的电压由零变为非零，控制器侦测到这个接通后，并将得到的电压值与Uy伏相比，即可得触摸点的y轴坐标，同理得出x轴的坐标
（1）按图1手指触摸方式触压屏幕，压力为1N，则手指对屏幕压强大小的数量级为 B 。
A.102Pa
B.104Pa
C.106Pa
D.103Pa
（2）以y层竖直方向为例，触摸屏相当于一根电阻丝，触摸时，设上部分电阻为R1，下部分电阻为R2，结构可等效为如图3所示电路。
①如图3，当触点在P时，测得R2两端电压为U2、通过触摸屏的电流为I2。若手指从P点上滑，则电压U2 增大 、电流I2 不变 。（均选填“增大”、“减小”或“不变”）
②电源电压为Uy，接通电源，R2两端电压U2＝，y涂层的耗电功率P＝。
③若Uy＝6V，y涂层有效长度为15cm。某次触摸，测得下边缘R2两端电压U2＝5V，则触摸点到下边缘的距离为 12.5cm 。
【解答】解：（1）手指与屏幕的接触面积为S＝1cm2＝10﹣7m2，
则手指对屏幕压强p＝＝＝104Pa，故选B；
（2）①如图3，R5和R2串联，触摸点P移动的过程中，
根据欧姆定律I＝可知2不变；
当触点在P时，测得R6两端电压为U2、通过触摸屏的电流为l2，若手指从P点上滑，则R6增大，
根据欧姆定律I＝可知电压U2增大；
②电源电压为Uy，接通电源，根据欧姆定律I＝，
R2两端电压U2＝IR5＝×R4＝；
y涂层的耗电功率P＝UI＝Uy×＝；
③触摸屏相当于一根电阻丝，故R3和R2的电阻与其两端的电阻丝长度成正比，设总电阻为R。
若Uy＝6V，y涂层有效长度为15cm，测得下边缘R2两端电压U2＝5V，
电路中电流设为I，根据欧姆定律可得：
＝＝＝＝，解得：x＝12.5cm。
故答案为：（1）B；（2）①增大；②；；③12.2cm。实验次数
实验装置
电流/A
通电时间/min
电阻/Ω
初温/℃
末温/℃
第一次
甲
0.6
20
10
20
37
乙
0.6
20
30
20
63
第二次
甲
0.6
30
10
20
44
乙
0.6
30
30
20
76
实验次数
实验装置
电流/A
通电时间/min
电阻/Ω
初温/℃
末温/℃
第一次
甲
0.6
20
10
20
37
乙
0.6
20
30
20
63
第二次
甲
0.6
30
10
20
44
乙
0.6
30
30
20
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