2024年黑龙江省大庆市中考物理模拟试卷（三）

这是一份2024年黑龙江省大庆市中考物理模拟试卷（三），共31页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．（4分）下列数据最接近实际值的是（ ）
A．中学生的脉搏跳动频率约为1.2Hz
B．大庆市冬季最低气温约为﹣8℃
C．成年人正常步行的速度约为5m/s
D．家用液晶电视机正常工作时的电流约为10A
2．（4分）古筝是我国传统的一种弦乐器，下列关于古筝演奏时的说法正确的是（ ）
A．古筝发出的声音是由琴弦的振动产生的
B．弹奏古筝时，手指越用力，发出声音的响度越小
C．人们能根据声音的音调分辨出古筝
D．古筝发出的声音可以在真空中传播
3．（4分）下列说法符合安全用电原则的是（ ）
A．带金属外壳的用电器使用时没有必要接地
B．使用测电笔时，切不可用手直接接触金属笔尖
C．家用电器或电线着火时，首先应该迅速用水来灭火
D．控制电灯的开关应接在电灯和零线之间
4．（4分）藏书羊肉是一种特色小吃，历史悠久，烹饪技艺独特，菜式丰富，肉香汤鲜，营养丰富。下列有关说法中正确的是（ ）
A．烹饪时，液化气燃烧时的能量转化是将液化气的内能转化为化学能
B．羊肉汤香味扑鼻而来是因为分子永不停息地做无规则运动
C．把羊肉煮熟是通过做功的方式增加其内能
D．刚出锅的羊肉很烫是因为它含有的热量多
5．（4分） 2024年1月29日，我国成功完成了超高速低真空管道磁浮交通系统（简称“高速飞车”）全尺寸超导电动悬浮试验。如图所示，高速飞车相当于在真空管道中高速行驶的磁悬浮列车，其设计时速达到1000千米，具有更快速、更便捷、更舒适、更安全的特点。关于高速飞车，下列说法不正确的是（ ）
A．超导材料用于高速飞车，可减少能量损耗
B．高速飞车是利用电流的磁效应来工作的，与发电机工作原理相同
C．高速飞车设计速度约为278m/s
D．列车悬浮是通过列车底部与轨道上磁极间的相互作用来实现的
6．（4分）为倡导绿色出行，共享单车进入人们的生活（如图所示）。下列说法中正确的是（ ）
A．在水平路面上骑行过程中，不蹬车车就会慢慢停下来，说明力是维持物体运动的原因
B．在水平路面上匀速骑行时，单车和人受到的总重力与水平路面对单车的支持力是一对平衡力
C．上坡前用力蹬车，是为了增大骑行者和单车的惯性
D．在水平路面上匀速直线骑行时，只有单车受到的力是平衡力，骑行者受到的力不是平衡力
7．（4分）电梯为居民上、下楼带来很大的便利，出于安全考虑，电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如图所示。在控制电路中R1为压敏电阻（装在电梯厢底，压力增大时其电阻减小），R2为保护电阻。在工作电路中，K为动触点，A、B为静触点，当出现超载情况时，电铃将发出报警声，电梯停止运行。下列说法错误的是（ ）
A．当衔铁被吸下时，弹簧被拉长，说明力可以使物体发生形变
B．电磁铁磁性的强弱与线圈中电流的大小有关
C．电梯超载时，电磁铁的磁性减弱
D．电梯未超载时，动触点K与静触点A接触
8．（4分）如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上，小球由A点以速度v沿轨道滚下，经过右侧等高点B后到达最高点C，下列分析不正确的是（ ）
A．小球在A、B、C三点的速度大小关系是vC＜vB＜vA
B．整个过程只有重力对小球做功
C．小球在A、B两点具有的重力势能相同
D．小球在A、B两点的动能之差等于小球从A点到B点克服摩擦力做的功
9．（4分）人类在探索自然规律的过程中，总结出了许多科学研究方法，如：“控制变量法”、“等效替代法”、“类比法”、“理想模型法”等。下面是初中物理中的几个研究实例：
①研究电流时，把电流比作水流；
②研究磁场时，引入“磁感线”；
③研究动能与速度的关系时，让物体的质量保持不变；
④研究光的传播时，引入“光线”。
其中，采用了相同研究方法的是（ ）
A．①和②B．②和③C．②和④D．③和④
10．（4分）某测温模拟电路如图甲所示，温度表由量程为0～3V的电压表改装而成，电源电压为6V不变，定值电阻R的阻值为40Ω，热敏电阻Rt的阻值随温度t变化的关系如图乙所示。则当开关S闭合后，温度表不超量程的情况下，下列说法正确的是（ ）
A．Rt的阻值可以增大到50Ω
B．温度表的0℃应标在电压表零刻度处
C．减小电源电压，电路可测量的最高温度将减小
D．若电源电压增大3V，R增大40Ω，电路可测量的最高温度将不变
二、填空题（本大题共4小题，14题每空2分，其他每空1分，共16分）
11．（4分）小明在学习了测量与光的知识后，利用课余时间进行了如下操作：
（1）如图甲所示，木块A的长度为 cm；如图乙所示，温度计的示数为 ℃。
（2）如图丙所示，用激光笔向水面O点射出一束光，入射光线与水面的夹角为30°，测得水中的折射光线与水面的夹角为50°，此时折射角的度数为 。若将入射光线绕O点顺时针旋转20°，则折射角将 （填“增大”“减小”或“不变”）。
12．（2分）小明利用塑料水瓶做了有关压强的实验。
（1）如图甲所示，瓶中装满水，用薄纸片盖住瓶口后悬空倒置，水不会流出，证明了 的存在。
（2）在瓶子侧壁不同高度处开三个同样大小的孔如图乙所示，用手指堵住小孔往瓶中注满水，放开手指，观察到小孔的位置越低，从小孔射出的水越远，说明 。
13．（4分）2024年2月29日，长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞，随后成功将卫星互联网高轨卫星01星送入预定轨道。如图所示是火箭发射时的场景，燃料燃烧后喷出的高温燃气，使发射台温度急剧升高，科学家在发射台下建造了一个巨大的水池，利用水的 较大的特性和水 （填物态变化名称）时会吸收大量的热量来降低发射台的温度。有些火箭使用的燃料是液态氢，是因为液态氢的 较大。地面指挥中心是通过 （填“电磁波”或“超声波”）与运行的卫星联系的。
14．（6分）汽车出厂后在两段长度相等的路段上进行性能测试，0～5s内在A路段行驶，5～12s内在B路段行驶，汽车的v﹣t图像和F﹣t图像分别如图甲、乙所示，则在0～5s内汽车牵引力F的功率是 W，在5～7s内汽车行驶的平均速度是 m/s，汽车全程克服摩擦力做的功是 J。
三、作图题（本大题共3小题，15题2分，16题3分，17题4分，共9分）
15．（2分）用轻绳悬挂的铁球自由摆动，请画出摆动到如图所示位置时，铁球的受力示意图。（忽略空气阻力）
16．（3分）开关S闭合后，小磁针静止时指向如图所示。请在图中两个虚线框内分别标出螺线管的磁极和电源的极性
17．（4分）如图所示，有一点光源S发出的一条光线经平面镜反射后，反射光线经过凸透镜折射后与主光轴平行（F为透镜的焦点），请画出：①入射光线，②反射光线，③经凸透镜折射后的折射光线。
四、实验探究题（本大题共2小题，18题（4）、19题（6）③每空2分，其他每空1分，作图1分，共19分）
18．（10分）在探究“滑动摩擦力大小与压力的关系”实验中，王瑞选取了如下实验器材：长木板、木块、砝码（1个）、棉布、毛巾、弹簧测力计。
（1）此实验是根据 原理测出摩擦力大小。
（2）开始拉木块时，水平拉力逐渐增大，但木块仍然静止，木块所受的摩擦力 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）匀速直线拉动木块，弹簧测力计的示数如图甲所示，为 N。
（4）在木块上放上一个砝码，然后匀速直线拉动木块，弹簧测力计示数如图乙所示。通过甲、乙两次实验得出的结论是在接触面粗糙程度相同的情况下 。
（5）根据所提供的实验器材还可探究下列哪个实验 。
A．探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系
B．探究影响重力大小的因素
（6）王瑞同学利用如图丙装置探究“滑动摩擦力大小是与压力有关，还是与重力有关？”这一问题，实验步骤和数据记录如表：
a．实验步骤②使用氢气球是为了改变 （选填“金属盒对纸的压力”或“金属盒的重力”）。
b．根据实验步骤②、③的数据 （选填“能”或“不能”）说明摩擦力大小与压力有关。
c．要分析摩擦力大小与重力大小是否有关，应选择实验步骤 两组数据进行分析。
19．（9分）小亮用“伏安法”测小灯泡的电阻，小灯泡额定电压为2.5V，电源电压为4.5V。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲所示的电路连接完整。
（2）在闭合开关前，滑动变阻器滑片P应位于 （填“A”或“B”）端。
（3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，此时小灯泡的电阻约为 Ω（保留一位小数）；小亮根据多次测量的电流值和电压值绘制成的I﹣U关系图线是一条曲线，原因是 。
（4）小亮 （填“能”或“不能”）用该实验装置完成探究电流与电压的关系。
（5）小美在进行此实验时，连接完电路闭合开关后，她发现，当移动滑动变阻器滑片，电压表示数增大时，电流表示数却是减小的，其原因是 。
（6）小美还设计了如图丙所示的电路，测出另一只小灯泡正常发光时的电阻。已知滑动变阻器R1的最大阻值为R0，小灯泡的额定电压为U额，请完成下列实验步骤：
①只闭合开关 ，调节R1的滑片，使电压表的示数为U额。
②只闭合开关 ，保持R1滑片不动，调节R2的滑片，使电压表的示数为U额。
③接下来小美将R1的滑片调至最左端，记下电压表示数为U1；再将R1的滑片调至最右端，记下电压表示数为 U2，则小灯泡正常发光时的电阻R＝ （用R0、U1、U2表示）
五、计算题（本大题共2小题，第20题8分，第21题8分，共16分。解题时要写出必要的文字说明、依据的主要公式或变形公式，运算过程和结果要写明单位，只有结果、没有过程不能得分）
20．（8分）某兴趣小组设计了一个水塔水位监测装置，图甲是该装置的部分简化模型。轻质硬杆AB能绕O点无摩擦转动，AO：OB＝2：3；物体N是一个不吸水的柱体。打开阀门，假定水的流量相同，物体M对压力传感器的压强p与水流时间t的关系如图乙所示，t2时刻装置自动报警，t3时刻塔内水流完，杠杆始终在水平位置平衡。已知正方体M的密度为6×103kg/m3，棱长为0.1m；悬挂物体M、N的轻质细绳不可伸长，g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3，单位时间内水通过阀门处管道横截面的体积为水的流量。求：
（1）物体M的重力大小。
（2）t1时刻杠杆A端所受拉力大小。
（3）物体N的密度。
21．（8分）现有一个可调电压电源，一个滑动变阻器R（铭牌上标有“50Ω 2A”的字样），一个电压表，A、B、C三盏小灯泡规格分别为：A灯“6V 3W”、B灯“6V 4.8W”、C灯“6V 6W”，三盏小灯泡的电流电压关系如图甲所示，即三个灯的电阻随实际功率变化而变化。在保证电路安全的情况下，进行以下实验
（1）若将A、B、C三盏小灯泡并联接在可调电压电源两端，电源电压调节为6V，求经过2.5min，三盏小灯泡消耗的总电能为多少J
（2）若将A、B、C三盏小灯泡串联接在可调电压电源两端，调节电源电压，使A灯正常发光，求此时C灯的实际电功率
（3）若将电路元件按如图乙所示连接，电源电压调节为20V，当滑动变阻器滑片在某个点时，电压表读数为15V，求将滑动变阻器滑片从这个点开始向左滑动的过程中，滑动变阻器阻值变化范围
2024年黑龙江省大庆市中考物理模拟试卷（三）
参考答案与试题解析
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题所给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）
1．（4分）下列数据最接近实际值的是（ ）
A．中学生的脉搏跳动频率约为1.2Hz
B．大庆市冬季最低气温约为﹣8℃
C．成年人正常步行的速度约为5m/s
D．家用液晶电视机正常工作时的电流约为10A
【分析】不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进行单位的换算，最后判断最符合实际的是哪一个。
【解答】解：A、平静状态下，中学生的脉搏平均1s跳动1.2次，所以其频率为1.2Hz，故A符合实际；
B、大庆市历史最低气温约为﹣17℃，故B不符合实际；
C、成年人正常步行的速度约为4km/h＝4×m/s≈1.1m/s，故C不符合实际；
D、液晶电视机正常工作电流在0.7A左右，故D不符合实际。
故选：A。
【点评】估测法是利用物理概念、规律、物理常数和常识对物理量的数值、数量级进行快速计算以及对取值范围合理估测的方法。
2．（4分）古筝是我国传统的一种弦乐器，下列关于古筝演奏时的说法正确的是（ ）
A．古筝发出的声音是由琴弦的振动产生的
B．弹奏古筝时，手指越用力，发出声音的响度越小
C．人们能根据声音的音调分辨出古筝
D．古筝发出的声音可以在真空中传播
【分析】（1）声音是由物体振动产生的；
（2）声音的特性包括音调、响度和音色：①音调是指声音的高低，与频率有关，振动的频率越高，音调越高；②响度是指声音的大小，与振幅有关，振动的幅度越大，响度越大；③不同物体的材料和结构不同，发出声音的音色不同；
（3）能够传播声音的物质叫做传声的介质，一切固体、液体、气体都可以作为传声的介质。
【解答】解：A、声音是由物体振动产生的，因此古筝发出的声音是由琴弦的振动产生的，故A正确；
B、弹奏古筝时，手指越用力，琴弦振动的幅度越大，发出声音的响度越大，故B错误；
C、不同物体的材料和结构不同，发出声音的音色不同，因此人们能根据声音的音色分辨出古筝，故C错误；
D、声音的传播需要介质，一切固体、液体、气体都可以作为传声的介质，真空不能传声，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了声音的产生、声音的三个特性和声音的传播等知识，属于基础知识考查。
3．（4分）下列说法符合安全用电原则的是（ ）
A．带金属外壳的用电器使用时没有必要接地
B．使用测电笔时，切不可用手直接接触金属笔尖
C．家用电器或电线着火时，首先应该迅速用水来灭火
D．控制电灯的开关应接在电灯和零线之间
【分析】（1）大功率或带有金属外壳的用电器，其金属外壳一定要接地，以防用电器外壳带电，会危及人身安全；
（2）使用测电笔辨别火线时，有一定要用手触及笔尾的金属部分，否则容易造成误判，认为带电体不带电是十分危险的；使用测电笔时，不能用手触及测电笔前端的金属探头，这样会造成人身触电事故。
（3）发现用电器失火时，首先要切断电源，再采取救火措施；
（4）开关应该接在灯泡和火线之间。
【解答】解：A、带有金属外壳的用电器，其金属外壳一定要接地，以防用电器外壳带电，会危及人身安全，故A不符合安全用电原则；
B、使用测电笔辨别火线时，一定要用手触及笔尾的金属部分，不能用手触及测电笔前端的金属探头，否则会造成人身触电事故，故B符合安全用电原则；
C、发现用电器失火时，首先要切断电源，再采取救火措施；切不可用水来救火，容易造成人身伤害，故C不符合安全用电原则；
D、火线首先进开关，再入灯泡顶端的金属点，故D不符合安全用电原则。
故选：B。
【点评】本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识，安全用电的原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。值得注意的是：本来不带电的物体带了电；本来不导电的物体导电了。
4．（4分）藏书羊肉是一种特色小吃，历史悠久，烹饪技艺独特，菜式丰富，肉香汤鲜，营养丰富。下列有关说法中正确的是（ ）
A．烹饪时，液化气燃烧时的能量转化是将液化气的内能转化为化学能
B．羊肉汤香味扑鼻而来是因为分子永不停息地做无规则运动
C．把羊肉煮熟是通过做功的方式增加其内能
D．刚出锅的羊肉很烫是因为它含有的热量多
【分析】（1）燃料燃烧时将化学能转化为内能；
（2）一切物质的分子都在不停地做匀速直线运动；
（3）改变物体内能方式有两种：做功和热传递，做功的实质是能量的转化，热传递的实质是能量的转移；
（4）热量是过程量，不能用含有、具有来修饰。
【解答】解：A、烹饪时，液化气燃烧时的能量转化是将液化气的化学能转化为内能，故A错误；
B、羊肉汤香味扑鼻而来是因为分子永不停息地做无规则运动，产生的扩散现象，故B正确；
C、把羊肉煮熟是通过热传递的方式增加其内能，故C错误；
D、刚出锅的羊肉很烫是因为它的温度高，而热量是一个过程量，不能说含有的热量多，故D错误。
故选：B。
【点评】本题主要考查了对能量转化的判断、分子的热运动、改变内能的方式、热量与温度的概念等，属热学综合题。
5．（4分） 2024年1月29日，我国成功完成了超高速低真空管道磁浮交通系统（简称“高速飞车”）全尺寸超导电动悬浮试验。如图所示，高速飞车相当于在真空管道中高速行驶的磁悬浮列车，其设计时速达到1000千米，具有更快速、更便捷、更舒适、更安全的特点。关于高速飞车，下列说法不正确的是（ ）
A．超导材料用于高速飞车，可减少能量损耗
B．高速飞车是利用电流的磁效应来工作的，与发电机工作原理相同
C．高速飞车设计速度约为278m/s
D．列车悬浮是通过列车底部与轨道上磁极间的相互作用来实现的
【分析】（1）超导材料电阻为零，不会将电能转化为内能；
（2）发电机工作原理为：闭合电路中的部分导体切割磁感线运动可以产生感应电流；
（3）根据“其设计时速达到1000千米”分析；
（4）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
【解答】解：A．超导材料电阻为零，不会将电能转化为内能，因此可以减少能量损耗，故A正确；
B．磁悬浮列车利用电流的磁效应工作，但是发电机是电磁感应，不是电流的磁效应，故B错误；
C．由“其设计时速达到1000千米”可知，高速飞车设计速度约为v＝≈278m/s，故C正确；
D．悬浮是通过列车底部与轨道上的磁极间的相互作用来实现的，故D正确；
故选：B。
【点评】该题目综合考查超导体特点、速度的计算、电与磁的常见应用，难度适中。
6．（4分）为倡导绿色出行，共享单车进入人们的生活（如图所示）。下列说法中正确的是（ ）
A．在水平路面上骑行过程中，不蹬车车就会慢慢停下来，说明力是维持物体运动的原因
B．在水平路面上匀速骑行时，单车和人受到的总重力与水平路面对单车的支持力是一对平衡力
C．上坡前用力蹬车，是为了增大骑行者和单车的惯性
D．在水平路面上匀速直线骑行时，只有单车受到的力是平衡力，骑行者受到的力不是平衡力
【分析】（1）物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因；
（2）平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上；
（3）惯性是物体保持运动状态不变的一种性质，惯性大小只与物体的质量有关，与物体的速度无关；
（4）当物体处于平衡状态（静止或匀速直线运动）时，受平衡力的作用。
【解答】解：A、停止蹬车车就会慢慢停下来，原因是车受到阻力作用，说明力是改变物体运动状态的原因，故A错误；
B、地面对车的支持力大小等于人和车的总重力，且二力的方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上，所以人和车受到的重力与地面对车的支持力是一对平衡力，故B正确；
C、惯性大小只与物体的质量有关，与其他因素无关；上坡前用力蹬车是为了增大动能以利于爬坡，该过程中骑行者和单车的质量不变，其惯性不变，故C错误；
D、在水平路面上匀速骑行时，骑行者和单车都处于平衡状态，所以此时骑行者和单车受到的力是平衡力，故D错误。
故选：B。
【点评】此题考查的是我们对平衡力的辨别、运动与力的关系、惯性等概念和规律的掌握情况，熟练、深入理解概念和规律是解答的关键。
7．（4分）电梯为居民上、下楼带来很大的便利，出于安全考虑，电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如图所示。在控制电路中R1为压敏电阻（装在电梯厢底，压力增大时其电阻减小），R2为保护电阻。在工作电路中，K为动触点，A、B为静触点，当出现超载情况时，电铃将发出报警声，电梯停止运行。下列说法错误的是（ ）
A．当衔铁被吸下时，弹簧被拉长，说明力可以使物体发生形变
B．电磁铁磁性的强弱与线圈中电流的大小有关
C．电梯超载时，电磁铁的磁性减弱
D．电梯未超载时，动触点K与静触点A接触
【分析】（1）力的作用效果：力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态；
（2）电磁铁是根据电流的磁效应制成的；电磁铁的磁性强弱和电流大小、线圈匝数多少有关；
（3）R1为压敏电阻，根据电路的工作状态分析电路中电流的变化；
（4）正常情况下（未超载时），衔铁被弹簧拉起，K与静触点A接触。
【解答】解：A、当衔铁被吸下时，弹簧被拉长，弹簧的形状发生变化，说明力可以改变物体的形状，故A正确；
B、电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关，故B正确；
C、电梯超载时报警，此时电铃的电路接通，衔铁被吸下，说明通过电磁铁的电流变大，电磁铁磁性增强，故C错误；
D、正常情况下（未超载时），衔铁被弹簧拉起，K与静触点A接触，故D正确。
故选：C。
【点评】此题主要考查的是学生对电磁铁和电磁继电器的原理、磁性强弱的影响因素、力的作用效果的理解和掌握，知识点较多，但都是基础性题目。
8．（4分）如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上，小球由A点以速度v沿轨道滚下，经过右侧等高点B后到达最高点C，下列分析不正确的是（ ）
A．小球在A、B、C三点的速度大小关系是vC＜vB＜vA
B．整个过程只有重力对小球做功
C．小球在A、B两点具有的重力势能相同
D．小球在A、B两点的动能之差等于小球从A点到B点克服摩擦力做的功
【分析】（1）由于受到阻力，小球下落过程中有机械能的损失；机械能等于动能和势能之和，根据动能和重力势能的影响因素分析；
（2）做功的条件是：有力，且沿力的方向运动一段距离；
（3）影响重力势能的因素是质量和高度；
（4）由于斜面是粗糙的，存在摩擦，小球在滚动的过程中克服摩擦力做功。
【解答】解：A、小球运动过程中，要克服摩擦力做功，机械能逐渐减小；小球质量不变，在A、B、C三点高度关系为：hA＝hB＜hC，所以重力势能关系为：EA＝EB＞EC；所以在A、B、C三点动能关系为：EA＜EB＜EC，即在A、B、C三点的速度大小关系是vC＜vB＜vA，故A正确；
B、小球受到竖直向下的重力的作用，下落中，移动了距离，小球的重力是做功的，因为是粗糙的弧形轨道，所以受摩擦力，要克服摩擦力做功，故B错误；
C、小球在A、B两点的高度相同，质量相同，具有的重力势能相同；故C正确；
D、小球在A、B两点高度相同，所以重力势能相等，速度不同，动能不同；在粗糙的弧形轨道上受摩擦力，要克服摩擦力做功，所以小球下落过程中，减小的动能全部用来克服摩擦力做功，所以小球在A、B两点的动能之差等于小球从A点到B点克服摩擦力做的功，故D正确。
故选：B。
【点评】此题考查了能量的转化和运动快慢的分析，综合性强，明确动能、势能的影响因素是解题的关键。
9．（4分）人类在探索自然规律的过程中，总结出了许多科学研究方法，如：“控制变量法”、“等效替代法”、“类比法”、“理想模型法”等。下面是初中物理中的几个研究实例：
①研究电流时，把电流比作水流；
②研究磁场时，引入“磁感线”；
③研究动能与速度的关系时，让物体的质量保持不变；
④研究光的传播时，引入“光线”。
其中，采用了相同研究方法的是（ ）
A．①和②B．②和③C．②和④D．③和④
【分析】分析实例中的科学研究方法，然后找出相同的研究方法。
【解答】解：①研究电流时，把电流比作水流；采用的是类比法；
②研究磁场时，引入“磁感线”；采用的是理想模型法；
③研究动能与速度的关系时，让物体的质量保持不变；采用的是控制变量法；
④研究光的传播时，引入“光线”；采用的是理想模型法；
比较可知：②和④都采用的是理想模型法；
故选：C。
【点评】本题考查了物理中的科学研究方法的种类区分，注意在初中物理中灵活应用这些研究方法。
10．（4分）某测温模拟电路如图甲所示，温度表由量程为0～3V的电压表改装而成，电源电压为6V不变，定值电阻R的阻值为40Ω，热敏电阻Rt的阻值随温度t变化的关系如图乙所示。则当开关S闭合后，温度表不超量程的情况下，下列说法正确的是（ ）
A．Rt的阻值可以增大到50Ω
B．温度表的0℃应标在电压表零刻度处
C．减小电源电压，电路可测量的最高温度将减小
D．若电源电压增大3V，R增大40Ω，电路可测量的最高温度将不变
【分析】由电路图可知，开关闭合时两电阻串联，电压表测Rt两端电压。
（1）若Rt的阻值增大到50Ω，根据串联电路规律和欧姆定律求出电压表的示数；
（2）根据串联电路的分压作用分析解答；
（3）若减小电源电压U，电压表的量程仍为0﹣3V，根据串联电路的分压作用知，定值电阻两端的电压减小，由欧姆定律I＝知电路的电流减小，热敏电阻的阻值Rt的阻值增大，由图乙可知电路可测量最高温度的变化；
（4）当电压表的示数最大时电路允许测量的温度最高，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出热敏电阻的阻值，由图象读出环境的最高温度；
若U增大3V，R增大40Ω，此时电压表的量程仍为0～3V，根据串联电路的分压作用知，定值电阻两端的电压增大，根据欧姆定律求出此时电路的电流和热敏电阻的阻值Rt的阻值，由图乙读出此时电路可测量的最高温度；据此比较作答。
【解答】解：由甲图可知，开关闭合时R、Rt串联，电压表测Rt两端电压。
A、若R″t的阻值增大到50Ω，根据串联电路电阻规律可得，电路的总电阻：R总＝R+R″t＝40Ω+50Ω＝90Ω，
由欧姆定律可得，电路中的电流：I＝＝＝A，
电压表的示数：Ut＝IR″t＝A×50Ω＝V＞3V（电压表量程为0～3V），故A错误；
B、当温度计的示数为0℃时，热敏电阻Rt的阻值不为零，根据串联电路的分压作用知，热敏电阻Rt两端的电压不为零，电压表的示数不为零，故B错误；
C、若减小电源电压U，电压表的量程仍为0﹣3V，根据串联电路的分压作用知，定值电阻两端的电压减小，由欧姆定律I＝知电路的电流减小，热敏电阻的阻值Rt的阻值增大，电路可测量的最高温度增大，故C错误；
D、当电压表的示数最大，即Ut＝3V时，电路允许测量的温度最高，根据串联电路两端的总电压等于各分电阻两端的电压之和可得：
定值电阻R两端的电压：UR＝U﹣Ut＝6V﹣3V＝3V，
则电路中的电流：I＝＝＝0.075A，
热敏电阻的阻值：Rt＝＝＝40Ω，由图象可知，此电路允许的最高环境温度为30℃；
若U增大3V，即电源电压为U′＝3V+6V＝9V，R增大40Ω，R′＝40Ω+40Ω＝80Ω，此时电压表的量程仍为0～3V，
根据串联电路的分压作用知，定值电阻两端的电压增大，变为U′R＝U′﹣Ut＝9V﹣3V＝6V，
由I＝可得，此时电路的电流为I′＝＝＝0.075A，
热敏电阻的阻值Rt的阻值为Rt′＝＝＝40Ω，
由图乙可知，此时电路可测量的最高温度大于30℃；
因此，若电源电压增大3V，R增大40Ω，电路可测量的最高温度将不变，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是根据图象读出热敏电阻对应的温度。
二、填空题（本大题共4小题，14题每空2分，其他每空1分，共16分）
11．（4分）小明在学习了测量与光的知识后，利用课余时间进行了如下操作：
（1）如图甲所示，木块A的长度为 3.30 cm；如图乙所示，温度计的示数为 16 ℃。
（2）如图丙所示，用激光笔向水面O点射出一束光，入射光线与水面的夹角为30°，测得水中的折射光线与水面的夹角为50°，此时折射角的度数为 40° 。若将入射光线绕O点顺时针旋转20°，则折射角将 减小 （填“增大”“减小”或“不变”）。
【分析】（1）刻度尺的分度值是刻度尺相邻两刻度线表示的长度。使用刻度尺时要明确其分度值，起始端从0开始，读出末端刻度值，就是物体的长度；起始端没有从0刻度线开始的，要以某一刻度线为起点，读出末端刻度值，减去起始端所对刻度即为物体长度，注意刻度尺要估读到分度值的下一位；
（2）使用温度计测量液体温度时，先要弄清楚温度计的量程和分度值，读数时视线与液柱相平，并注意区分温度是零上还是零下；
（3）折射光线与法线间的夹角为折射角；折射角随入射角的改变而改变。
【解答】解：（1）刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm＝1mm，即此刻度尺的分度值为1mm，木块A左侧与0.00cm对齐，右侧示数为3.30cm，所以木块A的长度为L＝3.30cm；温度计上10℃之间有10个小格，所以一个小格代表的温度是1℃，即此温度计的分度值为1℃，温度计的液面在0度以上，所以温度计的示数为16℃；
（2）测得水中折射光线与水面的夹角为50°，此时折射角的度数为90°﹣50°＝40°，
已知入射光线与水面的夹角为30°，则入射角为90°﹣30°＝60°，若将入射光线绕O点顺时针旋转20°，则入射角减小20°，为60°﹣20°＝40°，折射角随入射角的改变而改变，故折射角随之减小。
故答案为：（1）3.30；16；（2）40°；减小。
【点评】本题考查刻度尺与温度计的读数、光的折射现象的分析，属于中档题。
12．（2分）小明利用塑料水瓶做了有关压强的实验。
（1）如图甲所示，瓶中装满水，用薄纸片盖住瓶口后悬空倒置，水不会流出，证明了 大气压 的存在。
（2）在瓶子侧壁不同高度处开三个同样大小的孔如图乙所示，用手指堵住小孔往瓶中注满水，放开手指，观察到小孔的位置越低，从小孔射出的水越远，说明 液体内部压强随深度的增加而增大 。
【分析】（1）此实验是证实大气压存在的最常见的实验，薄纸片不会脱落，水不会流出，说明了大气压的存在；
（2）液体内部压强随深度的增加而增大。
【解答】解：（1）薄纸片受到水对它向下的压强和外界大气压对它向上的压强，大气压远大于水对薄纸片向下的压强，所以薄纸片不会掉下来，该现象说明了大气压的存在；
（2）在瓶子侧壁不同高度处开三个同样大小的孔，用手指堵住小孔往瓶中注满水，放开手指，观察到水从小孔射出，小孔的位置越低，射出的水越急，该现象说明了液体内部压强随着深度的增加而增大。
故答案为：（1）大气压；（2）液体内部压强随深度的增加而增大。
【点评】本题考查了大气压强的存在、液体压强的概念和特点等知识，比较简单。
13．（4分）2024年2月29日，长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞，随后成功将卫星互联网高轨卫星01星送入预定轨道。如图所示是火箭发射时的场景，燃料燃烧后喷出的高温燃气，使发射台温度急剧升高，科学家在发射台下建造了一个巨大的水池，利用水的 比热容 较大的特性和水 汽化 （填物态变化名称）时会吸收大量的热量来降低发射台的温度。有些火箭使用的燃料是液态氢，是因为液态氢的 热值 较大。地面指挥中心是通过 电磁波 （填“电磁波”或“超声波”）与运行的卫星联系的。
【分析】水的比热容较大，在升高一定的温度时，能够吸收更多的热量。
物质从液态变成气态的过程叫汽化。
液氢的热值大；电磁波可以传递信息。
【解答】解：科学家在发射台下建造了一个巨大的水池，利用水的比热容较大的特性和水汽化时会吸收大量的热量来降低发射台的温度。有些火箭使用的燃料是液态氢，是因为液态氢的热值较大。地面指挥中心是通过电磁波与运行的卫星联系的。
故答案为：比热容；汽化；热值；电磁波。
【点评】本题考查的是热值、比热容、汽化的基本概念及应用；知道电磁波可以传递信息。
14．（6分）汽车出厂后在两段长度相等的路段上进行性能测试，0～5s内在A路段行驶，5～12s内在B路段行驶，汽车的v﹣t图像和F﹣t图像分别如图甲、乙所示，则在0～5s内汽车牵引力F的功率是 3000 W，在5～7s内汽车行驶的平均速度是 12.5 m/s，汽车全程克服摩擦力做的功是 3.75×104 J。
【分析】（1）从图中可知在0～5s内汽车匀速运动的速度为15m/s，牵引力为200N，根据P＝＝＝Fv可知汽车牵引力F的功率；
（2）根据速度公式可知0～5s内在A路段行驶的路程s1，7～12s内汽车匀速运动的速度为10m/s，根据速度公式可知行驶的路程s3，A路段和B路段的路程相等，根据s2＝s1﹣s3可得出汽车在5～7s内汽车行驶的路程，根据速度公式可得出汽车在5～7s内汽车行驶的速度；
（3）在0～5s内汽车匀速运动，处于平衡状态，根据f1＝F得出A路段行驶所受摩擦力，根据W1＝f1s1得出克服摩擦力做的功，
7～12s内汽车匀速运动，处于平衡状态，且汽车对地面的压力和接触面的粗糙程度均不变，故滑动摩擦力不变，根据f2＝F′得则B路段行驶所受摩擦力，根据W1＝f2s′得出克服摩擦力做的功，进而得出汽车全程克服摩擦力做的功。
【解答】解：
（1）从图中可知在0～5s内汽车匀速运动的速度为15m/s，牵引力为200N，
根据P＝＝＝Fv可知汽车牵引力F的功率：P＝Fv1＝200N×15m/s＝3000W；
（2）0～5s内在A路段行驶的路程：s1＝v1t1＝15m/s×5s＝75m，
7～12s内汽车匀速运动的速度为10m/s，行驶的路程：s3＝v3t3＝10m/s×（12s﹣7s）＝50m，
因A路段和B路段的路程相等，则在5～7s内汽车行驶的路程：s2＝s1﹣s3＝75m﹣50m＝25m，
在5～7s内汽车行驶的速度：v2＝＝＝12.5m/s；
（3）在0～5s内汽车匀速运动，处于平衡状态，则A路段行驶所受摩擦力f1＝F＝200N，
克服摩擦力做的功：W1＝f1s1＝200N×75m＝1.5×104J，
7～12s内汽车匀速运动，处于平衡状态，且汽车对地面的压力和接触面的粗糙程度均不变，故滑动摩擦力不变，则B路段行驶所受摩擦力f2＝F′＝300N，克服摩擦力做的功：W2＝f2s′＝300N×75m＝2.25×104J，
汽车全程克服摩擦力做的功：W＝1.5×104J+2.25×104J＝3.75×104J。
故答案为：3000；12.5；3.75×104。
【点评】本题考查功率、速度、功的有关计算，综合性强，难度较大。
三、作图题（本大题共3小题，15题2分，16题3分，17题4分，共9分）
15．（2分）用轻绳悬挂的铁球自由摆动，请画出摆动到如图所示位置时，铁球的受力示意图。（忽略空气阻力）
【分析】根据规则物体的重心在物体的几何中心，然后过重心表示出重力的方向和拉力的方向。
【解答】解：铁球悬挂在细绳下来回自由摆动，忽略空气阻力，在图示位置时，铁球共受到拉力和重力的作用，过球心作竖直向下的重力和沿绳子斜向上的拉力。如图所示：
【点评】本题考查示意图的画法，要牢记重力的方向总是竖直向下的。
16．（3分）开关S闭合后，小磁针静止时指向如图所示。请在图中两个虚线框内分别标出螺线管的磁极和电源的极性
【分析】由磁极间的相互作用可知螺线管的磁极；由安培定则可知螺线管中电流的方向和电源的正负极。
【解答】解：根据题干中的图片可知，小磁针静止时，小磁针的右端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，螺线管右侧为N极，左侧为S极；由安培定则可知，电流从螺线管右侧流入，从螺线管的左侧流回电源的负极，则电源的左端为负极，右端为正极；如图所示：
【点评】右手螺旋定则为物理中的重点及考试中的热点内容，要求学生能熟练应用。
17．（4分）如图所示，有一点光源S发出的一条光线经平面镜反射后，反射光线经过凸透镜折射后与主光轴平行（F为透镜的焦点），请画出：①入射光线，②反射光线，③经凸透镜折射后的折射光线。
【分析】物像关于平面镜对称，据此确定像的位置；而反射光线好像是从虚像上发出的，据此连接像点与F确定入射点的位置，画出反射光线，再根据通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴作出折射光线。
【解答】解：
作出光源S关于平面镜的对称点，可得像的位置S′，连接S′F作出反射光线，与平面镜的交点为入射点，连接入射点与S的连线即为入射光线，再根据通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴作出折射光线。如图所示：
【点评】本题考查了平面镜成像的特点和凸透镜的三条特殊光线的作图，利用好经平面镜后的反射光线好像是从虚像上发出的是解题的关键。
四、实验探究题（本大题共2小题，18题（4）、19题（6）③每空2分，其他每空1分，作图1分，共19分）
18．（10分）在探究“滑动摩擦力大小与压力的关系”实验中，王瑞选取了如下实验器材：长木板、木块、砝码（1个）、棉布、毛巾、弹簧测力计。
（1）此实验是根据 二力平衡 原理测出摩擦力大小。
（2）开始拉木块时，水平拉力逐渐增大，但木块仍然静止，木块所受的摩擦力 变大 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）匀速直线拉动木块，弹簧测力计的示数如图甲所示，为 2.2 N。
（4）在木块上放上一个砝码，然后匀速直线拉动木块，弹簧测力计示数如图乙所示。通过甲、乙两次实验得出的结论是在接触面粗糙程度相同的情况下 压力越大，滑动摩擦力越大 。
（5）根据所提供的实验器材还可探究下列哪个实验 A 。
A．探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系
B．探究影响重力大小的因素
（6）王瑞同学利用如图丙装置探究“滑动摩擦力大小是与压力有关，还是与重力有关？”这一问题，实验步骤和数据记录如表：
a．实验步骤②使用氢气球是为了改变 金属盒对纸的压力 （选填“金属盒对纸的压力”或“金属盒的重力”）。
b．根据实验步骤②、③的数据 不能 （选填“能”或“不能”）说明摩擦力大小与压力有关。
c．要分析摩擦力大小与重力大小是否有关，应选择实验步骤 ①③ 两组数据进行分析。
【分析】（1）在探究摩擦力与哪些因素有关的实验中，利用二力平衡条件来测量摩擦力的大小；
（2）物体处于静止状态受平衡力的作用，根据拉力的变化判断出摩擦力的变化；
（3）根据弹簧测力计的分度值得出弹簧测力计的示数；
（4）滑动摩擦力大小与压力和接触面的粗糙程度有关，根据控制变量法解答；
（5）根据提供的器材分析解答；
（6）a．氢气球受到的浮力作用，氢气球竖直向上拉金属盒，据此分析；
b．研究摩擦力大小与压力有关要控制重力相同；
c．要分析摩擦力大小与重力大小是否有关，要控制压力大小相同。
【解答】解：（1）在实验中拉动木板运动时，木板做匀速直线运动，根据二力平衡条件，木板受到的摩擦力与拉力是一对平衡力，所以拉力与摩擦力的大小相等；
（2）物体处于静止状态受平衡力的作用，即摩擦力等于拉力，当拉力逐渐增大时，摩擦力也增大；
（3）图中弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.2N；
（4）在木块上放上一个砝码，压力增大，弹簧测力计的示数增大，摩擦力也增大，所以可以得出：然后匀速直线拉动木块，弹簧测力计示数如图乙所示。通过甲、乙两次实验得出的初步结论是在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（5）实验中提供的器材有长木板、棉布、毛巾三种不同接触面材料，所以还可以完成“探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系”的探究，故A符合题意。
（6）a．实验步骤②使用氢气球，由于氢气球向上拉金属盒，所以金属盒对白纸的压力变小，但其本身的重力不变；
b．实验步骤②、③的数据，物体的重力和压力都不相同，没有控制重力不变，根据实验步骤②、③的数据不能说明摩擦力大小与压力有关；
c．要分析摩擦力大小与重力大小是否有关，要控制压力大小相同，故应选择①③两组数据进行分析。
故答案为：（1）二力平衡；（2）变大；（3）2.2；（4）压力越大，滑动摩擦力越大；（5）A；（6）a．金属盒对纸的压力；b．不能；c．①③。
【点评】本题探究“滑动摩擦力大小与压力的有关”，考查控制变量法的运用及根据数据归纳结论的能力，以及弹簧测力计的读数。
19．（9分）小亮用“伏安法”测小灯泡的电阻，小灯泡额定电压为2.5V，电源电压为4.5V。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲所示的电路连接完整。
（2）在闭合开关前，滑动变阻器滑片P应位于 A （填“A”或“B”）端。
（3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，此时小灯泡的电阻约为 10.4 Ω（保留一位小数）；小亮根据多次测量的电流值和电压值绘制成的I﹣U关系图线是一条曲线，原因是 灯丝电阻随温度的升高而增大 。
（4）小亮 不能 （填“能”或“不能”）用该实验装置完成探究电流与电压的关系。
（5）小美在进行此实验时，连接完电路闭合开关后，她发现，当移动滑动变阻器滑片，电压表示数增大时，电流表示数却是减小的，其原因是 电压表与滑动变阻器并联 。
（6）小美还设计了如图丙所示的电路，测出另一只小灯泡正常发光时的电阻。已知滑动变阻器R1的最大阻值为R0，小灯泡的额定电压为U额，请完成下列实验步骤：
①只闭合开关 S、S1 ，调节R1的滑片，使电压表的示数为U额。
②只闭合开关 S、S2 ，保持R1滑片不动，调节R2的滑片，使电压表的示数为U额。
③接下来小美将R1的滑片调至最左端，记下电压表示数为U1；再将R1的滑片调至最右端，记下电压表示数为 U2，则小灯泡正常发光时的电阻R＝ （用R0、U1、U2表示）
【分析】（1）在用“伏安法”测小灯泡的电阻的实验中，电压表并联在定值电阻两端，根据小灯泡的额定电压判断电压表选用的量程；
（2）为了保护电路，连接电路时，将滑动变阻器滑片P移动至阻值最大处；
（3）根据电流表选用的量程确定分度值读数，由欧姆定律求电阻大小；I﹣U图线是一条曲线，说明灯泡的电阻不是一个定值，据此分析；
（4）灯的电阻随温度的变化而变化，则通过灯泡的电流与电压不成正比，据此分析；
（5）伏安法测灯泡电阻的实验中，如果电压表并联在灯泡两端，滑动变阻器阻值减小时，总电阻减小，电流增大，灯泡电压增大，电流表示数和电压表示数都增大；如果电压表并联在滑动变阻器两端，滑动变阻器阻值减小时，总电阻减小，电流增大，灯泡电压增大，滑动变阻器电压减小，电流表示数增大，电压表示数减小；
（6）①使灯在额定电压下正常发光；②利用等效替代的方法表示出R2＝R；③根据串联电路电压的规律和欧姆定律表示出R2。
【解答】解：（1）在“探究电流与电阻的关系”实验中，电压表并联在定值电阻两端，小灯泡的额定电压为2.5V，电压表选用小量程，据此完成电路连接如下图所示：
（2）为了保护电路，连接电路时，将滑动变阻器滑片P移动至阻值最大处，即A端；
（3）图中电流表使用小量程，分度值为0.02A，示数为0.24A，
由I＝可得，此时小灯泡的电阻：RL＝≈10.4Ω；
发现小灯泡的I﹣U图线是一条曲线，根据欧姆定律I＝可知，灯丝的电阻不是定值，原因是小灯泡的电阻随温度的变化而变化；
（4）探究电流与电压的关系的实验中需要改变电压同时保持电阻不变，但灯泡电阻是变化的，所以不能完成；
（5）移动滑动变阻器滑片，电路电流增大，灯泡电压增大，电源电压不变，滑动变阻器电压减小，测量过程中电压表和电流表的示数变化相反，原因为电压表并联在滑动变阻器两端；
（5）①闭合开关S，S1，调节R1的滑片，使电压表的示数为U额，此时灯泡正常发光；
②接着断开S1，闭合S2，保持变阻器R1的滑片位置不动，移动变阻器R2的滑片位置，使电压表示数不变；根据等效替代的方法，此时R2＝R；
③将R1的滑片P调至最左端，R1连入电路中的电阻为0，记下电压表的示数为U1，U1即为电源电压；再将R1的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2，即为R2两端的电压；
根据串联电路电压的规律和分压原理有：
，
解得：
R2＝，
故小灯泡正常发光时的电阻表达式：R＝。
故答案为：（1）见解答；（2）A；（3）10.4；灯丝电阻随温度的升高而增大；（4）不能；（5）电压表与滑动变阻器并联；（6）①S、S1；②S、S2；③。
【点评】本题考查测量小灯泡的电阻实验，考查了电路连接、故障分析、实验操作、电阻的计算及设计实验方案测电阻的能力。
五、计算题（本大题共2小题，第20题8分，第21题8分，共16分。解题时要写出必要的文字说明、依据的主要公式或变形公式，运算过程和结果要写明单位，只有结果、没有过程不能得分）
20．（8分）某兴趣小组设计了一个水塔水位监测装置，图甲是该装置的部分简化模型。轻质硬杆AB能绕O点无摩擦转动，AO：OB＝2：3；物体N是一个不吸水的柱体。打开阀门，假定水的流量相同，物体M对压力传感器的压强p与水流时间t的关系如图乙所示，t2时刻装置自动报警，t3时刻塔内水流完，杠杆始终在水平位置平衡。已知正方体M的密度为6×103kg/m3，棱长为0.1m；悬挂物体M、N的轻质细绳不可伸长，g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3，单位时间内水通过阀门处管道横截面的体积为水的流量。求：
（1）物体M的重力大小。
（2）t1时刻杠杆A端所受拉力大小。
（3）物体N的密度。
【分析】（1）通过边长求得M的体积；由物体M的重力G＝mg＝ρVg得出重力大小；
（2）由图分析可知，当在t1时，液面刚好到N的上表面。由M对压力传感器的压力F＝ps解得压力；
对于M受力分析：受到支持力，重力和B端绳子的拉力。通过计算可得到B端绳子的拉力；
由杠杆平衡原理：FA×OA＝FB×OB；解得FA；
（3）t2时压力传感器的压强为0，则FB′＝G；
由杠杆平衡原理：FA′×OA＝FB′×OB；FA′×2＝60N×3，解得FA′；
此时N受力分析：重力和A端拉力；所以GN＝FA′；
t1时N受力分析：重力，A端拉力和浮力；F浮＝GN﹣FA；解得F浮；
此时N完全浸没，N的体积VN＝V排＝；N的密度ρN＝＝解得密度。
【解答】解：（1）M的体积V＝（0.1m）3＝10﹣3m3；
物体M的重力G＝mg＝ρVg＝6×103kg/m3×10﹣3m3×10N/kg＝60N；
（2）由图分析可知，当在t1时，液面刚好到N的上表面。F＝ps＝4000Pa×（0.1m）2＝40N；
根据力的作用是相互的，F支＝F＝40N；
对于M受力分析：受到支持力，重力和B端绳子的拉力。FB＝G﹣F支＝60N﹣40N＝20N；
对于杠杆平衡原理：
FA×OA＝FB×OB；FA×2＝20N×3，解得FA＝30N；
（3）t2时压力传感器的压强为0，t3时压力传感器的压强也为0，说明在t2时，物体N已经完全露出水面；
则FB′＝G＝60N；
对于杠杆平衡原理：
FA′×OA＝FB′×OB；FA′×2＝60N×3，解得FA′＝90N；
此时N受力分析：重力和A端拉力；所以GN＝FA′＝90N；
t1时N受力分析：重力，A端拉力和浮力；F浮＝GN﹣FA＝90N﹣30N＝60N；
此时N完全浸没，N的体积VN＝V排＝＝＝6×10﹣3m3；
N的密度ρN＝＝＝＝1.5×103kg/m3。
答：（1）物体M的重力大小是60N；
（2）t1时刻杠杆A端所受拉力大小是30N；
（3）物体N的密度是1.5×103kg/m3。
【点评】本题考查了阿基米德原理的应用、压强和密度的计算，难度很大！
21．（8分）现有一个可调电压电源，一个滑动变阻器R（铭牌上标有“50Ω 2A”的字样），一个电压表，A、B、C三盏小灯泡规格分别为：A灯“6V 3W”、B灯“6V 4.8W”、C灯“6V 6W”，三盏小灯泡的电流电压关系如图甲所示，即三个灯的电阻随实际功率变化而变化。在保证电路安全的情况下，进行以下实验
（1）若将A、B、C三盏小灯泡并联接在可调电压电源两端，电源电压调节为6V，求经过2.5min，三盏小灯泡消耗的总电能为多少J
（2）若将A、B、C三盏小灯泡串联接在可调电压电源两端，调节电源电压，使A灯正常发光，求此时C灯的实际电功率
（3）若将电路元件按如图乙所示连接，电源电压调节为20V，当滑动变阻器滑片在某个点时，电压表读数为15V，求将滑动变阻器滑片从这个点开始向左滑动的过程中，滑动变阻器阻值变化范围
【分析】（1）将A、B、C并联接在6V电源两端时，两灯泡两端的电压和额定电压相等，两灯泡都正常发光，先求出总功率，利用W＝Pt求出2.5min内电路消耗的电能；
（2）将A、B、C串联接在某电源两端，使A灯恰好正常发光，根据图象读出通过A灯的电流即为电路中的电流，再根据图象读出C灯两端的电压，根据欧姆定律求出此时C灯的实际功率；
（3）图乙中B、C两灯以及滑动变阻器串联，当电压表为15V时，B、C两灯的总电压为20V﹣15V＝5V，从图象中找出BC电压之和为5V时的电流，根据欧姆定律算出滑动变阻器的最大电阻；向左滑动的过程，电阻减小，电流增大，但最大不能超过B或C灯的额定电流，根据图象判断出BC的电压，根据串联电路电压的规律算出滑动变阻器的电压，根据欧姆定律算出最小电阻。
【解答】解：（1）由题知，3个灯泡的额定电压均为6V，
将A、B、C并联接在6V电源两端时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，
所以，电路的总功率：
P＝PA+PB+PC＝3W+4.8W+6W＝13.8W，
由P＝可得，2.5min内电路消耗的电能：
W＝Pt＝13.8W×2.5×60s＝2070J；
（2）将A、B、C串联接在某电源两端，
因串联电路中各处的电流相等，且使A灯恰好正常发光，即UA＝6V，
所以，由图象可知，电路中的电流IA＝IC＝0.5A，此时C灯泡两端的电压UC＝2V，
则C灯的实际电功率：PC实＝UCIC＝2V×0.5A＝1W。
（3）图乙中，B、C两灯以及滑动变阻器串联，
当电压表为15V时，B、C两灯的总电压为20V﹣15V＝5V，
由图象知当电流为0.5A时，B灯泡的电压为3V，C灯泡的电压为2V，即UB+UC＝3V+2V＝5V，根据串联电路电流处处相等可知I滑＝IB＝0.5A，
滑动变阻器允许接入的最大电阻：R大＝＝＝30Ω；
向左滑动的过程，变阻器接入的阻值减小，电流增大，但最大不能超过B或C灯的额定电流，
根据图象甲知，灯泡B的额定电流为0.8A，C灯的额定电流为1A，
故电路中的最大电流不能超过0.8A，此时B灯的电压为6V，C灯的电压为4V，
则滑动变阻器的电压为：U滑′＝20V﹣6V﹣4V＝10V；
滑动变阻器的最小电阻：R小′＝＝＝12.5Ω。
所以，滑动变阻器阻值的变化范围为30Ω～12.5Ω。
答：（1）若将A、B、C三盏小灯泡并联接在可调电压电源两端，电源电压调节为6V，经过2.5min，三盏小灯泡消耗的总电能为2070J；
（2）若将A、B、C三盏小灯泡串联接在可调电压电源两端，调节电源电压，使A灯正常发光，此时C灯的实际电功率为1W；
（3）若将电路元件按如图乙所示连接，电源电压调节为20V，当滑动变阻器滑片在某个点时，电压表读数为15V，求将滑动变阻器滑片从这个点开始向左滑动的过程中，滑动变阻器阻值变化范围是30Ω～12.5Ω。
【点评】本题考查了串联、并联电路的特点、欧姆定律和电功率的计算，解题的关键是根据串联和并联电路特点从图象中获取有用的信息。实验步骤
台式测力计示数F/N
金属盒重力G/N
弹簧测力计示数f/N
①把金属盒放在质量不计的白纸上，在拉动白纸的过程中读出测力计的示数
4.8
4.8
1.9
②将质量不计的氢气球系在金属盒上，重复步骤①的实验
3.2
4.8
1.2
③氢气球仍系在金属盒上，往金属盒加入适量的沙子，使台式测力计的示数为4.8N，再重复步骤步骤①的实验
4.8
6.4
1.9
实验步骤
台式测力计示数F/N
金属盒重力G/N
弹簧测力计示数f/N
①把金属盒放在质量不计的白纸上，在拉动白纸的过程中读出测力计的示数
4.8
4.8
1.9
②将质量不计的氢气球系在金属盒上，重复步骤①的实验
3.2
4.8
1.2
③氢气球仍系在金属盒上，往金属盒加入适量的沙子，使台式测力计的示数为4.8N，再重复步骤步骤①的实验
4.8
6.4
1.9