2024年山西省中考物理试卷

这是一份2024年山西省中考物理试卷，共31页。试卷主要包含了选择题，实验探究题，综合应用题温馨提示等内容，欢迎下载使用。
1．（3分）（2024•山西）如图是为了纪念老红军谢宝金而立的铜像。在长征途中他背着一台68kg的发电机走完全程，创造了长征路上的奇迹。以下与这台发电机质量最接近的是（ ）
A．一支铅笔B．一本物理教科书
C．一个篮球D．一名中学生
2．（3分）（2024•山西）安全用电是每一位公民的必备素养。在家庭电路中，下列做法符合安全用电的是（ ）
A．更换灯泡时不需要断开开关
B．电冰箱的金属外壳需接地线
C．电路着火可以立即用水扑灭
D．湿抹布可擦拭工作中的台灯
3．（3分）（2024•山西）如图所示为科技小组制作的“火焰琴”。展示时，试管中金属丝和空气被加热，堵住或松开塑料管上不同的孔能发出不同声音。下列说法正确的是（ ）
A．琴声不是由物体振动产生的
B．琴声在真空中传播速度最大
C．琴声是通过空气传入人耳的
D．按压不同的孔可以改变音色
4．（3分）（2024•山西）如图为运动员撑杆跳高的场景。他通过助跑将撑杆压弯后起跳，越过横杆，松手后撑杆恢复原状。下列说法正确的是（ ）
A．助跑时运动员相对于地面是静止的
B．压弯撑杆说明力能改变物体的形状
C．运动员鞋底的花纹是为了减小摩擦
D．松手后运动员仍然受撑杆的作用力
5．（3分）（2024•山西）如图为青少年眼病患者眼球与正常眼球对比图。关于该患者的晶状体及视力矫正，下列说法正确的是（ ）
A．对光的会聚能力太强，需佩戴近视眼镜
B．对光的会聚能力太强，需佩戴远视眼镜
C．对光的会聚能力太弱，需佩戴近视眼镜
D．对光的会聚能力太弱，需佩戴远视眼镜
6．（3分）（2024•山西）如图所示，一辆公交车正在水平路面匀速向右行驶，遇到突发情况紧急刹车时，下列能正确表示车内拉环情形的是（ ）
A．B．
C．D．
7．（3分）（2024•山西）近年来风能和太阳能发电逐渐增多。为增加供电稳定性，需要储能系统进行调节。研究发现可利用“深井拉铁”技术储存电能，还能实现废旧矿井的再利用。如图所示，用电低峰时，电动机利用多余电能将重物提升至高处；用电高峰时，重物下降带动发电机发电。下列说法正确的是（ ）
A．风能和太阳能都属于不可再生能源
B．用电低峰时，重物上升，机械能转化为电能
C．用电高峰时，重物下降，电能转化为机械能
D．重物质量一定，井越深，能储存的电能越多
8．（3分）（2024•山西）二氧化碳（CO2）爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术，起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体，液化后输入爆破筒内。如图所示，煤破时电加热管发热。使筒内的液态CO2迅速汽化，形成的高压气体从泄气孔中喷出，实施爆破。下列说法正确的是（ ）
A．高压泵压缩CO2，气体内能增大，温度降低
B．高压泵压缩CO2，气体内能减小，温度升高
C．高压CO2气体喷出时，内能增大，温度升高
D．高压CO2气体喷出时，内能减小，温度降低
9．（3分）（2024•山西）小明从电动玩具上拆下一块电池。为了确定该电池的正负极，他设计了以下四种方案，其中可行的是（ ）
A．
B．
C．
D．
10．（3分）（2024•山西）海鲜保存常要求温度低于﹣18℃。小明为海鲜市场的冷库设计了温度自动报警器，其原理如图甲所示。控制电路和工作电路的电源电压均为3V保持不变，电磁铁线圈电阻忽略不计，乙图为热敏电阻R随温度变化的图象。冷库温度等于或高于﹣18℃时，工作电路报警。下列说法正确的是（ ）
A．冷库温度升高时，热敏电阻R的阻值变大
B．工作电路报警时，衔铁被吸下，灯亮铃不响
C．冷库温度为﹣18℃时，控制电路中电流为0.03A
D．冷库温度降低时，控制电路消耗的电功率变大
二、实验探究题（本大题共5个小题，11小题4分，12小题9分，13小题4分，14小题3分，15小题4分，共24分）
11．（4分）（2024•山西）小明照镜子时，看到镜中自己的像，这个像有什么特点呢？为此他进行了实验探究。
实验思路：
（1）探究平面镜成像的特点，关键是要确定像的位置和大小。
（2）可选用 作为平面镜观察像，先将点燃的蜡烛置于镜前，再用一支外形相同未点燃的蜡烛在镜后移动，通过是否与像重合来确定像的位置和大小，进而得到平面镜成像的特点。
实验过程：
（3）按照实验思路进行操作，观察蜡烛与像完全重合后，在纸上分别标记平面镜、蜡烛和像的位置，并测量蜡烛和像到平面镜的 ，记录在表格中。试着用光屏承接平面镜后面的像，观察光屏上能否呈现点燃蜡烛的像。
（4）换用两个相同的跳棋子、两块相同的橡皮重复上述操作。多次实验的目的是 。
实验结论：
（5）平面镜所成的像为 （选填“实”或“虚”）像，像与物体关于镜面对称。
12．（9分）（2024•山西）实验室里有一个标识不清的定值电阻，小亮设计实验进行测量（电源为两节干电池）。
（1）根据公式 可知，通过对电流和电压的测量来间接测出导体的电阻。请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整（导线不得交叉）。
（2）连接电路时，开关应 ，滑动变阻器的滑片P应放在 （选填“A”或“B”）端。闭合开关，电压表示数接近电源电压，电流表无示数。经检查电流表及各接线处均完好，则电路的故障可能是 。
（3）排除故障后闭合开关，移动滑片使电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示为 A，则电阻为 Ω。小亮把该数据作为本实验的最终结果，请你做出评价或建议： 。
13．（4分）（2024•山西）小明发现木头在水中是漂浮的，而铁块在水中会下沉，他猜想浮力的大小与浸在液体中的物体的密度有关。为此他进行了如下探究，请你帮助他完成实验。
实验思路：
（1）选取体积相同、 不同的物体A和B分别浸没在水中，测出其所受浮力并进行比较。
实验过程：
（2）按照实验思路依次进行如图所示的操作，从甲图中可知物体A所受的浮力为 N。观察乙图可知物体B在水中受到的拉力为 N，并计算出物体B所受的浮力。
实验结论：
（3）分析实验数据，可得出初步结论： 。
14．（3分）（2024•山西）小亮发现进入电梯后手机信号会变弱，老师告诉小亮这是因为密闭的电梯对手机信号有屏蔽作用。小亮想知道不同材质的密闭容器对手机信号是否都有屏蔽作用，他设计如下实验进行探究。
步骤一：收集纸盒、塑料盒、木盒、装茶叶的铁盒、铝质饭盒和锡箔纸做成的密闭盒子。
步骤二：将一部手机分别放入密闭盒中，用另一部手机拨打该手机并记录现象如表。
步骤三：从铁盒、铝盒和锡箔纸盒中众出手机，手机立刻打通。
（1）手机是用 传递信息的。通过实验，可得出初步结论： 。
（2）过量的电磁波辐射对人体有害。小亮调查发现很多地方需要进行电磁波屏蔽，如：为减少微波泄漏，微波炉玻璃门上安装有致密的细金属网；医院CT室为防止射线泄漏，房门用含有铅板夹层的厚钢板制成。根据以上信息，请你提出一个可探究的科学问题： 。
15．（4分）（2024•山西）由于全球变暖，世界各地许多冰川开始快速消融。如图所示，为了保护全球海拔最低、蕴含丰富地质学信息的四川达古冰川，科学家正在探索为冰川盖“被子”来减小太阳辐射热对冰川消融的影响。市场上有同种规格的白色、灰色、黑色三种颜色的纳米纤维布，选谁做“被子”呢？请你设计一个可操作的选择方案。
三、综合应用题（本大题共6个小题，16、17、18小题各4分，19小题2分，20、21小题各6分，共26分）温馨提示：20、21小题，解题过程要有必要的文字说明、计算公式和演算步骤，只写最后结果不得分。
16．（4分）（2024•山西）小明在成长笔记中记录了表中错题，请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。
17．（4分）（2024•山西）阅读短文，回答问题。
莱顿弗罗斯特效应
1756年，德国医生莱顿弗罗斯特在一把烧红的铁勺上滴了一滴水珠，水珠竟然悬浮起来并能持续30s，人们把这一现象称为莱顿弗罗斯特效应。
研究发现把液体滴落在远高于自身沸点的高温物体表面时，一部分液体会发生剧烈沸腾，液体沸腾时，会有气体不断产生，在液体和高温物体表面之间会瞬间形成一个“气垫”，如图甲所示。由于蒸气具有良好的隔热效果，“气垫”很快将沸腾抑制住。液滴悬浮在“气垫”上，在液滴重力的作用下，“气垫”中的气体从四周无规则逸出，“气垫”就会拖着液滴在高温物体表面几乎没有摩擦的情况下四处滑动。
（1）如图甲所示，“气垫”的形成是 （填物态变化名称）现象。“气垫”减小液滴与高温物体之间摩擦的方式与 （选填“磁悬浮列车”或“轮滑鞋”）相同。
（2）如图乙所示，将手伸入﹣196℃的液氮中停留数秒不会冻伤，是利用 （选填“液氮”或“汗液”）发生物态变化形成的气垫层保护了手。
（3）用普通铁锅不放油煎鸡蛋，若要鸡蛋不粘锅，以下两种做法合理的是 。
A.先打入鸡蛋再烧热铁锅；
B.先烧热铁锅再打入鸡蛋。
18．（4分）（2024•山西）在消防安全教育中，消防员在讲解如图所示的警示图片时强调：落水汽车车门所处深度平均按1m算，车门很难被打开。正确的方法是立即解开安全带，用安全锤等尖锐物品破窗进行自救。有的同学很疑惑：落水汽车车门离水面仅有1m深。为什么很难打开呢？请你用学过的物理知识解释车门很难打开的原因。（提示：用数据解释更有说服力，g取10N/kg）
19．（2分）（2024•山西）杂技在我国历史悠久，是力量与柔韧完美结合的传统艺术，如图1所示，是杂技演员正在表演的情景。请你在图2中画出演员A被托举且静止时受力的示意图。
20．（6分）（2024•山西）在项目化学习中，科技小组的同学给旧电吹风加装两根塑料管改装成湿鞋烘干器，如图1所示，可实现冷风吹干和热风烘干两种功能。其内部电路是由一个发热电阻（ ）、一个电动机（）和两个开关组成的并联电路。发热电阻正常工作时功率为440W，且不能单独工作出现“干烧”现象。请你帮助他们解决下列问题：
（1）在图2虚线框内画出烘干器内部电路图。
（2）使用时发现温度过高，存在安全隐患，想要把发热电阻的功率减小到原来的一半，需要购买一个多大的电阻替换原发热电阻。
21．（6分）（2024•山西）山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3）
（1）求汽车的平均速度。
（2）汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q。
（3）若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。
2024年山西省中考物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（本大题共10个小题，每小题3分，共30分。在每小题的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1．（3分）（2024•山西）如图是为了纪念老红军谢宝金而立的铜像。在长征途中他背着一台68kg的发电机走完全程，创造了长征路上的奇迹。以下与这台发电机质量最接近的是（ ）
A．一支铅笔B．一本物理教科书
C．一个篮球D．一名中学生
【答案】D
【分析】根据生活常识对各选项进行判断。
【解答】解：A、一支铅笔大概10g，故A错误；
B、一本物理教科书大概250g，故B错误；
C、一个篮球大概500g，故C错误；
D、一名中学生大概60kg，故D正确。
故选：D。
【点评】本题是生活常识题，属于基础题。
2．（3分）（2024•山西）安全用电是每一位公民的必备素养。在家庭电路中，下列做法符合安全用电的是（ ）
A．更换灯泡时不需要断开开关
B．电冰箱的金属外壳需接地线
C．电路着火可以立即用水扑灭
D．湿抹布可擦拭工作中的台灯
【答案】B
【分析】（1）更换灯泡、移动用电器之前必须断开开关，防止发生触电事故；
（2）有金属外壳的用电器，外壳要保持良好接地；
（3）生活用水是导体。
【解答】解：A、更换灯泡时容易碰到金属部分，切断电源可以保证金属部分不带电，故A不符合安全用电原则；
B、电冰箱使用三孔插座，是由于这些用电器的外壳是金属，金属是导体，当用电器漏电时，会使金属外壳带电，若接上地线，电流就通过地线，流入大地，而防止了触电事故的发生，故B符合安全用电原则；
C、发现电路着火时，由于生活用水是导体，所以不能用水扑灭，否则容易发生触电事故，故C不符合安全用电原则；
D、湿抹布容易导电，用湿抹布擦拭工作中的台灯容易会发生触电事故，故D不符合安全用电原则。
故选：B。
【点评】本题考查了学生对安全用电知识的了解与掌握，平时学习时多了解、多积累，加强安全意识，不能违反。
3．（3分）（2024•山西）如图所示为科技小组制作的“火焰琴”。展示时，试管中金属丝和空气被加热，堵住或松开塑料管上不同的孔能发出不同声音。下列说法正确的是（ ）
A．琴声不是由物体振动产生的
B．琴声在真空中传播速度最大
C．琴声是通过空气传入人耳的
D．按压不同的孔可以改变音色
【答案】C
【分析】声音是物体的振动产生的；声音的传播需要介质；空气能传声；音调与频率有关。
【解答】解：A、琴声是由物体振动产生的，故A错误；
B、琴声不可以在真空中传播，故B错误；
C、琴声通过空气传入人耳的，故C正确；
D、按压不同的孔可以改变音调，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了有关声的知识，属于基础题。
4．（3分）（2024•山西）如图为运动员撑杆跳高的场景。他通过助跑将撑杆压弯后起跳，越过横杆，松手后撑杆恢复原状。下列说法正确的是（ ）
A．助跑时运动员相对于地面是静止的
B．压弯撑杆说明力能改变物体的形状
C．运动员鞋底的花纹是为了减小摩擦
D．松手后运动员仍然受撑杆的作用力
【答案】B
【分析】（1）分析物体是运动还是静止的，就看它与参照物间的相对位置是否发生变化；如果相对位置发生了变化，则物体是运动的，如果没发生变化，则物体是静止的；
（2）力的作用效果有两个：一是改变物体的形状，二是改变物体的运动状态；
（3）摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关；
（4）力是物体对物体的作用。
【解答】解：A、助跑时。运动员与地面之间有位置的变化，助跑时运动员相对于地面是运动的，故A错误；
B、用力撑杆，杆弯被压弯，说明力改变了物体的形状，故B正确；
C、运动员鞋底的花纹是在压力一定的情况下，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，故C错误；
D、力是物体对物体的作用，松手后运动员不再受撑杆的作用力，故D错误。
故选：B。
【点评】此题考查了机械运动、力的作用效果、增大摩擦的方法和力的定义，属于基础性题目。
5．（3分）（2024•山西）如图为青少年眼病患者眼球与正常眼球对比图。关于该患者的晶状体及视力矫正，下列说法正确的是（ ）
A．对光的会聚能力太强，需佩戴近视眼镜
B．对光的会聚能力太强，需佩戴远视眼镜
C．对光的会聚能力太弱，需佩戴近视眼镜
D．对光的会聚能力太弱，需佩戴远视眼镜
【答案】A
【分析】近视眼的形成原因：晶状体过凸或眼睛的前后距离过长，使物体的像成在视网膜前；
近视眼的矫正：近视眼戴凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，使光线错后会聚，使像呈在视网膜上，看清物体。
【解答】解：由图可知，患者眼球的晶状体比正常眼睛的晶状体前后径过长，说明患者是近视眼，晶状体对光的会聚能力太强，需佩戴近视眼镜矫正。
故选：A。
【点评】本题考查了近视眼的成因和矫正，属于基础题。
6．（3分）（2024•山西）如图所示，一辆公交车正在水平路面匀速向右行驶，遇到突发情况紧急刹车时，下列能正确表示车内拉环情形的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【分析】一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质，即惯性。
【解答】解：开始时公交车及拉环以相同速度向右行驶，突然刹车使车厢做减速运动时，拉环由于惯性保持原来的运动状态，故拉环向运动，故A正确。
故选：A。
【点评】解答本题的关键是了解惯性，判断出公交车紧急刹车时拉环的运动方向。
7．（3分）（2024•山西）近年来风能和太阳能发电逐渐增多。为增加供电稳定性，需要储能系统进行调节。研究发现可利用“深井拉铁”技术储存电能，还能实现废旧矿井的再利用。如图所示，用电低峰时，电动机利用多余电能将重物提升至高处；用电高峰时，重物下降带动发电机发电。下列说法正确的是（ ）
A．风能和太阳能都属于不可再生能源
B．用电低峰时，重物上升，机械能转化为电能
C．用电高峰时，重物下降，电能转化为机械能
D．重物质量一定，井越深，能储存的电能越多
【答案】D
【分析】（1）能源从是否可再生角度划分：
可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源。例：水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能。
不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源。例：化石能源（煤炭、石油、天然气）、核能。
（2）重物上升时，电能转化为机械能。
（3）重物下降时，机械能转化为电能。
（4）机械能的大小与质量、速度和高度有关。
【解答】解：A、风能和太阳能都属于可再生能源，故A错误；
B、用电低峰时，重物上升，电能转化为机械能，故B错误；
C、用电高峰时，重物下降，机械能转化为电能，故C错误；
D、机械能与质量、速度和高度有关，重物质量一定，井越深，能储存的电能越多，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查的是能量转化和守恒定律；知道能源的分类。
8．（3分）（2024•山西）二氧化碳（CO2）爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术，起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体，液化后输入爆破筒内。如图所示，煤破时电加热管发热。使筒内的液态CO2迅速汽化，形成的高压气体从泄气孔中喷出，实施爆破。下列说法正确的是（ ）
A．高压泵压缩CO2，气体内能增大，温度降低
B．高压泵压缩CO2，气体内能减小，温度升高
C．高压CO2气体喷出时，内能增大，温度升高
D．高压CO2气体喷出时，内能减小，温度降低
【答案】D
【分析】做功可以改变物体的内能，对物体做功，物体的内能增加，物体对外做功，物体内能减小。
【解答】解：AB、高压泵压缩CO2，对气体做功，气体内能增大，温度升高，故AB错误；
CD、高压CO2气体喷出时，气体对外做功，气体内能减小，温度降低，故C错误、D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了做功改变物体内能，属于基础题。
9．（3分）（2024•山西）小明从电动玩具上拆下一块电池。为了确定该电池的正负极，他设计了以下四种方案，其中可行的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【分析】判断电源的正负极，可以利用电流表、电压表、通电直导线、通电螺线管的磁极来进行判断，再结合选项分析判断对错。
【解答】解：
A、试电笔是测量家庭电路的，低电压情况下无法测试其是否带电，故A选项错误；
B、灯泡没有正负接线柱之分，无论哪边是正极都会亮，所以无法判断，故B选项错误；
C、通电螺线管的磁极方向可以通过小磁针偏转来判断，而磁极方向与电流方向有关，因此可以辨别电源正负极，故C选项正确；
D、与C类似，但螺线管吸引的是小铁钉，无论电流方向如何都可以吸引，因此无法判断电源正负极，故D选项错误。
故选：C。
【点评】本题考查了电源正负极的判别方式，结合了“电生磁”现象中的“安培定则”来判断方向，属于基础题，难度不大。
10．（3分）（2024•山西）海鲜保存常要求温度低于﹣18℃。小明为海鲜市场的冷库设计了温度自动报警器，其原理如图甲所示。控制电路和工作电路的电源电压均为3V保持不变，电磁铁线圈电阻忽略不计，乙图为热敏电阻R随温度变化的图象。冷库温度等于或高于﹣18℃时，工作电路报警。下列说法正确的是（ ）
A．冷库温度升高时，热敏电阻R的阻值变大
B．工作电路报警时，衔铁被吸下，灯亮铃不响
C．冷库温度为﹣18℃时，控制电路中电流为0.03A
D．冷库温度降低时，控制电路消耗的电功率变大
【答案】C
【分析】控制电路只有热敏电阻R，结合电源电压可以求出报警的临界电流；当温度升高后，电阻变小，控制电路电流变大，衔铁被吸下，工作电路中电铃响，报警。据此再对选项进行分析判断即可。
【解答】解：
A、根据图像，冷库温度上升后，热敏电阻阻值变小，故A选项错误；
B、温度过高，热敏电阻阻值变小，控制电路电流变大，衔铁被吸下，工作电路中电铃响，灯不亮，故B选项错误；
C、冷库温度﹣18℃时，热敏电阻阻值为100Ω，利用欧姆定律得到：，故C选项正确；
D、冷库温度降低时，控制电路中热敏电阻阻值变大，电流变小，根据P＝UI得出电路电功率变小，故D选项错误。
故选：C。
【点评】本题考查了电磁继电器的基本工作原理。利用控制电路的热敏电阻的报警温度对应的阻值计算出报警电流，再结合工作电路进行识别即可，在电磁继电器题目中属于比较基础的。
二、实验探究题（本大题共5个小题，11小题4分，12小题9分，13小题4分，14小题3分，15小题4分，共24分）
11．（4分）（2024•山西）小明照镜子时，看到镜中自己的像，这个像有什么特点呢？为此他进行了实验探究。
实验思路：
（1）探究平面镜成像的特点，关键是要确定像的位置和大小。
（2）可选用 玻璃板 作为平面镜观察像，先将点燃的蜡烛置于镜前，再用一支外形相同未点燃的蜡烛在镜后移动，通过是否与像重合来确定像的位置和大小，进而得到平面镜成像的特点。
实验过程：
（3）按照实验思路进行操作，观察蜡烛与像完全重合后，在纸上分别标记平面镜、蜡烛和像的位置，并测量蜡烛和像到平面镜的 距离 ，记录在表格中。试着用光屏承接平面镜后面的像，观察光屏上能否呈现点燃蜡烛的像。
（4）换用两个相同的跳棋子、两块相同的橡皮重复上述操作。多次实验的目的是 为了得出普遍结论 。
实验结论：
（5）平面镜所成的像为 虚 （选填“实”或“虚”）像，像与物体关于镜面对称。
【答案】（2）玻璃板；（3）距离；（4）为了得出普遍结论；（5）虚。
【分析】（2）实验中用玻璃板代替平面镜，便于观察像并确定像的位置；
（3）在纸上分别标记平面镜、蜡烛和像的位置，可得出像与物到平面镜的距离关系；
（4）多次实验的目的是为了得出普遍结论，避免偶然性；
（5）由实验可得出平面镜所成是虚像。
【解答】解：（2）实验中用玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃板透明的特点，便于观察像并确定像的位置；
（3）在纸上分别标记平面镜、蜡烛和像的位置，并测量蜡烛和像到平面镜的距离，可得出像与物到平面镜的距离关系；
（4）换用两个相同的跳棋子、两块相同的橡皮重复上述操作，多次实验的目的是为了得出普遍结论，避免偶然性；
（5）由实验可得出平面镜所成是虚像，像与物体关于镜面对称。
故答案为：（2）玻璃板；（3）距离；（4）为了得出普遍结论；（5）虚。
【点评】本题探究平面镜成像实验，掌握平面镜成像规律是解题关键。
12．（9分）（2024•山西）实验室里有一个标识不清的定值电阻，小亮设计实验进行测量（电源为两节干电池）。
（1）根据公式 R＝ 可知，通过对电流和电压的测量来间接测出导体的电阻。请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整（导线不得交叉）。
（2）连接电路时，开关应 断开 ，滑动变阻器的滑片P应放在 B （选填“A”或“B”）端。闭合开关，电压表示数接近电源电压，电流表无示数。经检查电流表及各接线处均完好，则电路的故障可能是 电阻R断路 。
（3）排除故障后闭合开关，移动滑片使电压表示数为2.4V，电流表示数如图乙所示为 0.3 A，则电阻为 8 Ω。小亮把该数据作为本实验的最终结果，请你做出评价或建议： 应多次改变滑片位置，测量多组数据，求平均值来计算定值电阻阻值，减小测量误差 。
【答案】（1）R＝；如图所示；（2）断开；B；电阻R断路；（3）0.3；8；应多次改变滑片位置，测量多组数据，求平均值来计算定值电阻阻值，减小测量误差。
【分析】（1）根据欧姆定律变形公式R＝可以间接测量电阻，电路图直接将待测电阻与滑动变阻器串联即可；
（2）电路连接基本要求，连接时开关需要断开，滑片放到最大阻值一端，再根据串联电路故障分析故障类型和位置；
（3）读出电表示数，算出电阻，再根据实验流程进行评价即可。
【解答】（1）根据R＝可以测量电阻，电路图连接如下图。
（2）连接电路时，开关必须断开，滑片应置于阻值最大的一端即B端；
电路故障分析，先看电流表示数为0，因此故障类型应为断路；电压表示数约为电源电压，则电压表测量处断路，即定值电阻R断路。
（3）根据电流表读出电流为0.3A，算出未知电阻R＝＝。小亮只测量一组数据就得到结果，测量结果可能存在较大误差，应多次改变滑片位置，测量多组数据求平均值，来得到更准确的电阻的阻值。
故答案为：（1）R＝；如图所示；（2）断开；B；电阻R断路；（3）0.3；8；应多次改变滑片位置，测量多组数据，求平均值来计算定值电阻阻值，减小测量误差。
【点评】本题考查了利用欧姆定律变形公式来测量未知电阻的操作，考查了电路图连线、电路故障诊断、电表读数、基本计算问题，属于测量实验中的基础题。
13．（4分）（2024•山西）小明发现木头在水中是漂浮的，而铁块在水中会下沉，他猜想浮力的大小与浸在液体中的物体的密度有关。为此他进行了如下探究，请你帮助他完成实验。
实验思路：
（1）选取体积相同、 密度（或质量） 不同的物体A和B分别浸没在水中，测出其所受浮力并进行比较。
实验过程：
（2）按照实验思路依次进行如图所示的操作，从甲图中可知物体A所受的浮力为 1.2 N。观察乙图可知物体B在水中受到的拉力为 2.8 N，并计算出物体B所受的浮力。
实验结论：
（3）分析实验数据，可得出初步结论： 浮力的大小与浸在液体中的物体的密度无关 。
【答案】（1）密度（或质量）；（2）1.2；2.8；（3）浮力的大小与浸在液体中的物体的密度无关。
【分析】利用重力与拉力之差测量浮力，并比较两种物体所受浮力大小是否相同，从而得出结论。
【解答】解：
（1）小明猜想浮力大小与物体密度有关，因此应选择密度（或质量）不同的物体进行浮力的测量和比较；
（2）根据受力平衡，A所受的浮力应该等于其重力与拉力之差，即浮力为3N﹣1.8N＝1.2N；乙图读出测力计的拉力为2.8N，再利用重力与浮力之差算浮力，大小为4N﹣2.8N＝1.2N。
（3）根据（2）的分析，两个密度不同的物体浸没状态下所受浮力相等，故浮力的大小与浸在液体中的物体的密度无关。
故答案为：（1）密度（或质量）；（2）1.2；2.8；（3）浮力的大小与浸在液体中的物体的密度无关。
【点评】此题考查了浮力的影响因素，结合控制变量思想、浮力测量的基本方法进行解答，属于基础题。
14．（3分）（2024•山西）小亮发现进入电梯后手机信号会变弱，老师告诉小亮这是因为密闭的电梯对手机信号有屏蔽作用。小亮想知道不同材质的密闭容器对手机信号是否都有屏蔽作用，他设计如下实验进行探究。
步骤一：收集纸盒、塑料盒、木盒、装茶叶的铁盒、铝质饭盒和锡箔纸做成的密闭盒子。
步骤二：将一部手机分别放入密闭盒中，用另一部手机拨打该手机并记录现象如表。
步骤三：从铁盒、铝盒和锡箔纸盒中众出手机，手机立刻打通。
（1）手机是用 电磁波 传递信息的。通过实验，可得出初步结论： 金属对电磁波有屏蔽作用 。
（2）过量的电磁波辐射对人体有害。小亮调查发现很多地方需要进行电磁波屏蔽，如：为减少微波泄漏，微波炉玻璃门上安装有致密的细金属网；医院CT室为防止射线泄漏，房门用含有铅板夹层的厚钢板制成。根据以上信息，请你提出一个可探究的科学问题： 比较不同金属对电磁波屏蔽作用的强弱 。
【答案】（1）电磁波；金属对电磁波有屏蔽作用；（2）比较不同金属对电磁波屏蔽作用的强弱。
【分析】（1）现代信息传递主要靠电磁波，手机是电磁波传递信息的；通过实验表格，可以得出金属盒子会屏蔽电磁波。
（2）开放性问题，只要科学问题合理且可以探究即可。
【解答】解：（1）手机利用电磁波传递信息。表格中，当手机放入非金属盒子时可以打通，当手机放入非金属盒子时无法打通，因此金属对电磁波具有屏蔽作用。
（2）有些电磁波会对人造成伤害，因此需要利用金属来对其进行屏蔽。问题中给出的例子，是在实际不同的需求下，用不同金属、不同厚度来屏蔽电磁波，因此可以对此进行探究，例如比较“不同种类金属对电磁波屏蔽作用强弱”，也可以比较“同种金属，屏蔽作用强弱与厚度的关系”等等。
故答案为：（1）电磁波；金属对电磁波有屏蔽作用；（2）比较不同金属对电磁波屏蔽作用的强弱。
【点评】此题目为结合信息的综合探究问题，第（1）问只要了解电磁波基本知识即可，第（2）问较为开放，提出的问题有价值、可探究即可。整体难度不大。
15．（4分）（2024•山西）由于全球变暖，世界各地许多冰川开始快速消融。如图所示，为了保护全球海拔最低、蕴含丰富地质学信息的四川达古冰川，科学家正在探索为冰川盖“被子”来减小太阳辐射热对冰川消融的影响。市场上有同种规格的白色、灰色、黑色三种颜色的纳米纤维布，选谁做“被子”呢？请你设计一个可操作的选择方案。
【答案】取3个相同的容器，倒入相同质量的水，放入冰箱冷冻室足够长时间后取出，同时放在一个室温约25℃的房间内，分别盖上同样厚度的白色、灰色、黑色三种颜色的纳米纤维布。每隔相同时间记录冰块剩余的大小，相同时间冰块剩余最大对应的颜色，是最适合做“被子”的。
【分析】根据题意，需要设计实验来比较不同颜色纳米纤维布隔热性，需要结合控制变量思想设计实验。
【解答】答：取3个相同的容器，倒入相同质量的水，放入冰箱冷冻室足够长时间后取出，同时放在一个室温约25℃的房间内，分别盖上同样厚度的白色、灰色、黑色三种颜色的纳米纤维布。每隔相同时间记录冰块剩余的大小，相同时间冰块剩余最大对应的颜色，是最适合做“被子”的。
【点评】此题目考查了“比较不同颜色隔热性能”的实验，需要自己设计对照、控制无关变量，对语言组织能力、物理实验思想理解深度要求较高。
三、综合应用题（本大题共6个小题，16、17、18小题各4分，19小题2分，20、21小题各6分，共26分）温馨提示：20、21小题，解题过程要有必要的文字说明、计算公式和演算步骤，只写最后结果不得分。
16．（4分）（2024•山西）小明在成长笔记中记录了表中错题，请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。
【答案】动力臂l1大小错误；计算动力臂时，找错了支点的位置；如图将左脚看作杠杆。抬脚跟时脚绕支点O转动，动力为F1，阻力为F2，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2：得小腿肌肉拉力F1＝＝＝225N
【分析】本题为“纠错题”，需要找出小明计算中的错误进行分析解答，而小明的错因比较明显，在于动力臂找错了，实际上支点仍然在O点，动力臂应该是16cm即0.16m。将小明的过程中动力臂l1的大小改为0.16m进行计算即可。
【解答】解：
（1）小明的错误之处在于动力臂代错了，代成了4cm。
（2）可能是错将阻力作用点当成了阻力臂的支点。
（3）如图将左脚看作杠杆。抬脚跟时脚绕支点O转动，动力为F1，阻力为F2，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2：得小腿肌肉拉力F1＝＝＝225N。
故答案为：动力臂l1大小错误；计算动力臂时，找错了支点的位置；如图将左脚看作杠杆。抬脚跟时脚绕支点O转动，动力为F1，阻力为F2，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2：得小腿肌肉拉力F1＝＝＝225N
【点评】本题考查了杠杆平衡条件，和同学们的纠错能力。题中小明的错误较为明显，找出并改正、重新计算的难度不大，属于简单题。
17．（4分）（2024•山西）阅读短文，回答问题。
莱顿弗罗斯特效应
1756年，德国医生莱顿弗罗斯特在一把烧红的铁勺上滴了一滴水珠，水珠竟然悬浮起来并能持续30s，人们把这一现象称为莱顿弗罗斯特效应。
研究发现把液体滴落在远高于自身沸点的高温物体表面时，一部分液体会发生剧烈沸腾，液体沸腾时，会有气体不断产生，在液体和高温物体表面之间会瞬间形成一个“气垫”，如图甲所示。由于蒸气具有良好的隔热效果，“气垫”很快将沸腾抑制住。液滴悬浮在“气垫”上，在液滴重力的作用下，“气垫”中的气体从四周无规则逸出，“气垫”就会拖着液滴在高温物体表面几乎没有摩擦的情况下四处滑动。
（1）如图甲所示，“气垫”的形成是 汽化 （填物态变化名称）现象。“气垫”减小液滴与高温物体之间摩擦的方式与 磁悬浮列车 （选填“磁悬浮列车”或“轮滑鞋”）相同。
（2）如图乙所示，将手伸入﹣196℃的液氮中停留数秒不会冻伤，是利用 液氮 （选填“液氮”或“汗液”）发生物态变化形成的气垫层保护了手。
（3）用普通铁锅不放油煎鸡蛋，若要鸡蛋不粘锅，以下两种做法合理的是 B 。
A.先打入鸡蛋再烧热铁锅；
B.先烧热铁锅再打入鸡蛋。
【答案】（1）汽化；磁悬浮列车；（2）液氮；（3）B。
【分析】（1）物质从液态变为汽态的过程是汽化；减少摩擦力的方法有：一是减小压力；二是减小接触面的粗糙程度；三是用滚动摩擦代替滑动摩擦；四是使接触面彼此分离（如加润滑油等）。
（2）液态氮的沸点低于手的温度，汽化形成的“气垫”保护了手；
（3）根据“液体滴落在远高于自身沸点的高温物体表面时，一部分液体会发生剧烈沸腾”可作出选择。
【解答】解：（1）由题意可知，把液体滴落在远高于自身沸点的高温物体表面时，一部分液体会发生剧烈沸腾，液体沸腾时，会有气体不断产生，在液体和高温物体表面之间会瞬间形成一个“气垫”，因此“气垫”的形成是液体汽化现象；
水蒸气遇冷的空气液化成小水珠悬浮在空气中，就是我们看到的“气垫”；
磁悬浮列车行驶时，将车身悬于空中，通过使接触面分离可减小摩擦力，因此“气垫”减小液滴与高温物体之间摩擦的方式与磁悬浮列车行驶时所采用的减小摩擦力的方式相同；
（2）将手伸入﹣196℃的液氮中停留数秒不会冻伤，是因为液态氮的沸点低于手的温度，因此汽化形成的气垫层保护了手；
（3）由题意可知，把液体滴落在远高于自身沸点的高温物体表面时，一部分液体会发生剧烈沸腾，因此应当先烧热铁锅再打入鸡蛋，下方沸腾形成的气垫使得鸡蛋悬浮，使鸡蛋不粘锅。
故答案为：（1）汽化；磁悬浮列车；（2）液氮；（3）B。
【点评】此题考查物体变化、减小摩擦的方法等，读懂材料信息是关键。
18．（4分）（2024•山西）在消防安全教育中，消防员在讲解如图所示的警示图片时强调：落水汽车车门所处深度平均按1m算，车门很难被打开。正确的方法是立即解开安全带，用安全锤等尖锐物品破窗进行自救。有的同学很疑惑：落水汽车车门离水面仅有1m深。为什么很难打开呢？请你用学过的物理知识解释车门很难打开的原因。（提示：用数据解释更有说服力，g取10N/kg）
【答案】车门受到的平均压强为：p＝ρ水gh＝1×103kg/m3×10N/kg×1m＝1×104Pa，
车门的面积约为1.5m2，车门受到水的压力为：F＝pS＝1×104Pa×1.5m2＝1.5×104N，
由计算可知。水对车门的压力远远大于人的推力，所以很难打开。
【分析】根据液体压强的计算公式，和压强的定义式估算出打开车门需要的推力大小进行分析。
【解答】答：车门受到的平均压强为：p＝ρ水gh＝1×103kg/m3×10N/kg×1m＝1×104Pa，
车门的面积约为1.5m2，车门受到水的压力为：F＝pS＝1×104Pa×1.5m2＝1.5×104N，
由计算可知。水对车门的压力远远大于人的推力，所以很难打开。
【点评】本题考查了的是利用液体压强的计算公式分析实际问题，属于基础题。
19．（2分）（2024•山西）杂技在我国历史悠久，是力量与柔韧完美结合的传统艺术，如图1所示，是杂技演员正在表演的情景。请你在图2中画出演员A被托举且静止时受力的示意图。
【答案】
【分析】演员A受到支持力和重力的作用，支持力的方向竖直向上，重力的方向竖直向下，这两个力的大小相等，所画线段的长度应该相等。
【解答】解：演员A被托举且静止时，演员A受到支持力和重力的作用，支持力的方向竖直向上，重力的方向竖直向下，这两个力的大小相等，作用点可都画在重心处，如图所示：
【点评】本题考查了受力的示意图的画法，属于基础性题目。
20．（6分）（2024•山西）在项目化学习中，科技小组的同学给旧电吹风加装两根塑料管改装成湿鞋烘干器，如图1所示，可实现冷风吹干和热风烘干两种功能。其内部电路是由一个发热电阻（ ）、一个电动机（）和两个开关组成的并联电路。发热电阻正常工作时功率为440W，且不能单独工作出现“干烧”现象。请你帮助他们解决下列问题：
（1）在图2虚线框内画出烘干器内部电路图。
（2）使用时发现温度过高，存在安全隐患，想要把发热电阻的功率减小到原来的一半，需要购买一个多大的电阻替换原发热电阻。
【答案】（1）如图。（2）需要购买一个220Ω的电阻替换原发热电阻。
【分析】（1）根据题目要求，两元件并联，设计好开关的位置即可。（2）根据给出的功率算出替换后的功率，然后算出替换后的电阻。
【解答】解：
（1）两个元件并联，但不能“干烧”，故发热电阻需要一个单独的开关，而电动机不需要额外的开关，干路上再放一个总开关即可，如下图。
（2）若发热电阻功率减小到一半，则其功率为＝；
则发热电阻阻值为：。
答：（1）如图。（2）需要购买一个220Ω的电阻替换原发热电阻。
【点评】本题考查了电路设计和电功率的基本计算，属于电学中较为基础的题目。
21．（6分）（2024•山西）山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3）
（1）求汽车的平均速度。
（2）汽车全程消耗汽油25L，求汽油完全燃烧放出的热量Q。
（3）若汽车发动机全程的平均功率为25kW，求汽车发动机的效率。
【答案】（1）汽车的平均速度为90km/h；（2）汽油完全燃烧放出的热量Q为9×108J；（3）汽车发动机的效率为40%。
【分析】（1）根据路程和时间直接计算；（2）题中给的热值是单位质量的产热，所以要先根据体积算质量，再算放出的热量；（3）根据W＝Pt算出机械功，再结合热机的效率进行计算。
【解答】解：
（1）汽车平均速度为：。
（2）消耗汽油的质量为：m＝ρV＝25L×0.8×103kg/m3＝20kg；
燃烧释放的热量为：Q＝qm＝4.5×107J/kg×20kg＝9×108J。
（3）汽车发动机做的机械功为：W＝Pt＝25kW×4h＝3.6×108J；
发动机的机械效率为：。
答：（1）汽车的平均速度为90km/h；（2）汽油完全燃烧放出的热量Q为9×108kg；（3）汽车发动机的效率为40%。
【点评】本题考查了速度的计算、质量密度的计算、热量与热值的计算、热机的效率，是一道综合题，但没有很难的问题，整体较为简单。
声明：试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/6/26 13:08:30；用户：物理；邮箱：jnsssz65@xyh.cm；学号：37149825盒子材质
纸
塑料
木头
铁
铝
锡箔
能否打通
能
能
能
不能
不能
不能
错题记录
错题改正
站立地面踮脚跟是中国传统文化“八段锦”的第八式。如图为踮脚跟时左脚的一些相关数据。当脚跟抬离地面时，请你计算小腿肌肉拉F1的大小。
解：如图将左脚看作杠杆。抬脚跟时脚绕支点O转动，动力为F1，阻力为F2，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2：得小腿肌肉拉力F1＝＝＝900N
错误之处： ；
错因分析： ；
正确解答： 。
盒子材质
纸
塑料
木头
铁
铝
锡箔
能否打通
能
能
能
不能
不能
不能
错题记录
错题改正
站立地面踮脚跟是中国传统文化“八段锦”的第八式。如图为踮脚跟时左脚的一些相关数据。当脚跟抬离地面时，请你计算小腿肌肉拉F1的大小。
解：如图将左脚看作杠杆。抬脚跟时脚绕支点O转动，动力为F1，阻力为F2，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2：得小腿肌肉拉力F1＝＝＝900N
错误之处： 动力臂l1大小错误 ；
错因分析： 计算动力臂时，找错了支点的位置 ；
正确解答： 如图将左脚看作杠杆。抬脚跟时脚绕支点O转动，动力为F1，阻力为F2，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2：得小腿肌肉拉力F1＝＝＝225N 。