2021年江苏省南通市中考物理试卷
一、选择题（共10小题，每小题2分，满分20分）
1．（2分）周末，同学们乘大巴去张謇纪念馆参观。在大巴行驶过程中，小华觉得自己是静止的，他所选的参照物是（ ）
A．路边的树木
B．迎面而来的汽车
C．身旁的同学
D．后方超越的汽车
【答案】C
【考点】参照物的选择
【分析】研究物体的运动时，必须事先选定一个标准的物体，这个事先被选作标准的物体叫参照物，如果被研究的物体相对于这个标准位置发生了改变，则是运动的；如果被研究的物体相对于这个标准位置没有发生了改变，则是静止的。
【解答】解：在大巴行驶过程中，小华相对于身旁的同学位置没有变化，以身旁的同学为参照物，小华是静止的；在大巴行驶过程中，路边的树木、迎面而来的汽车、后方超越的汽车与小华相的位置不断变化，以路边的树木、迎面而来的汽车、后方超越的汽车为参照物，小华是运动的，故ABD不符合题意，C符合题意。故选：C。
【难度】1
2．（2分）如图为学校附近常见的控制噪声标志。下列控制噪声的措施与图示方法相同的是（ ）
A．工人戴上防噪声耳罩
B．道路两旁设置隔音板
C．上课时关闭教室门窗
D．观演时手机调为静音
【答案】D
【考点】减弱噪声的途径
【分析】控制噪声有三种方法：防止噪声的产生（即在声源处减弱噪声）、阻断噪声的传播（即在传播过程中减弱）和防止噪声进入耳朵（在人耳处减弱）。禁鸣喇叭就是在声源处减弱噪声。
【解答】解：禁鸣喇叭就是在声源处减弱噪声；A、工人戴上防噪声耳罩，是在人耳处减弱噪声，故A不合题意；B、在道路旁设置隔声板，是在传播过程中减弱噪声，故B不合题意；C、上课时关闭教室的门窗，是在传播过程中减弱噪声，故C不合题意；D、观演时手机调为静音，是在声源处减弱噪声，故D符合题意。故选：D。
【难度】1
3．（2分）关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（ ）
A．用电器的金属外壳应该接地
B．熔丝熔断后可以使用铜丝替代
C．电灯的开关应安装在零线上
D．用测电笔时手要接触笔尖金属
【答案】A
【考点】安全用电原则；家庭电路中各元件的连接方式
【分析】（1）三孔插座的第三个孔接地线，三脚插头的第三个脚接用电器金属外壳；
（2）家庭电路要安装符合安全要求的保险丝，不能用铁丝或铜丝代替保险丝；
（3）为保证用电安全，控制家用电器的开关应该控制火线，开关断开时，切断电源，用电器不带电；
（4）测电笔的正确使用是：手接触笔尾金属体，笔尖金属体接触零线或火线，氖管发光的是火线，氖管不发光的是零线。
【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正确；B、当电路电流过大时，保险丝容易熔断而保护电路，如果用铜丝代替保险丝后，就起不到保护作用了，故B错误；C、家庭电路中，控制电灯的开关应安装在火线上，断开开关时电灯不带电，更换灯泡时才能更安全，故C错误；D、使用测电笔时，手要与笔尾金属体接触，不能接触笔尖金属，否则容易触电，故D错误。故选：A。
【难度】1
4．（2分）用矿泉水瓶做的下列小实验中，探究影响液体压强大小的因素的是（ ）
A．
水量越多海绵形变越大
B．
纸片托住满瓶矿泉水
C．
小孔位置越低流速越大
D．
用力吹气喷出水雾
【答案】C
【考点】液体压强规律；大气压存在的现象；流体压强与流速的关系
【分析】液体的压强跟液体的深度和密度有关；分析各个实验中的原理，得出答案。
【解答】解：A、水量越多形变越大，这是探究压力的作用效果与压力大小的关系，故A错误；B、纸片托住满瓶泉水，这是验证大气压存在的实验，故B错误；C、孔位越低流速越大，这是因为液体内部的压强随着深度的增加而增大，故C正确；D、用力吹气喷出水雾，这是探究流体的压强与流速关系的实验，故D错误。故选：C。
【难度】3
5．（2分）如图，把小石块挂在弹簧测力计上，示数为2.5N，再将石块浸没在盐水中，示数变为1.5N，利用以上信息能求解的物理量是（ ）
A．石块的体积
B．排开盐水的重
C．石块的密度
D．盐水的密度
【答案】B
【考点】阿基米德原理的理解；密度的简单计算
【分析】把小石块挂在弹簧测力计上，示数为2.5N，则石块的重力为2.5N，再将石块浸没在盐水中，示数变为1.5N，根据称重法可知石块所受浮力；据阿基米德原理可知排开盐水的重力。
【解答】解：把小石块挂在弹簧测力计上，示数为2.5N，则石块的重力为2.5N，再将石块浸没在盐水中，示数变为1.5N，根据称重法可知石块所受浮力F浮＝G﹣F示＝2.5N﹣1.5N＝1N；根据阿基米德原理可知排开盐水的重G排＝F浮＝1N。由于条件有限，无法计算石块的体积、密度和盐水的密度。故选：B。
【难度】3
6．（2分）关于粒子与宇宙，下列事实与对应的推论正确的是（ ）
A．汤姆生发现电子——原子是可分的
B．星系离地球远去——宇宙正在收缩
C．固体很难被压缩——分子间没有间隙
D．地球绕太阳运动——太阳是宇宙中心
【答案】A
【考点】人类探索太阳系及宇宙的历程；人类探索微观世界的历程
【分析】（1）电子是汤姆生发现的，从而揭示了原子可能有其内部结构；
（2）天文学家哈勃发现星系的光谱向长波方向偏移，称之为谱线“红移”，这一现象说明星系正在远离我们，宇宙正在膨胀；
（3）分子间存在相互作用的引力和斥力；
（4）整个宇宙都是运动的；宇宙有层次之分，是由无数天体组成，太阳是宇宙中的一颗行星，不是宇宙的中心。
【解答】解：A、汤姆生发现了电子，从而说明了原子是可以再分的。故A正确；B、谱线“红移”现象说明星系正在远离我们，宇宙正在膨胀。故B错误；C、固体很难被压缩，说明分子之间存在斥力。故C错误；D、地球等行星绕太阳转动，太阳是太阳系的中心，不是宇宙的中心。故D错误。故选：A。
【难度】3
7．（2分）将两个不带电的轻质小球用绝缘细线悬挂在天花板上，给它们同时带上同种电荷后，两球分开，如图所示，此现象不能说明（ ）
A．力的作用是相互的
B．同种电荷相互排斥
C．力能改变物体的运动状态
D．自然界中只存在两种电荷
【答案】D
【考点】电荷间的相互作用；力可以改变物体的运动状态；力的相互性
【分析】同种电荷相互排斥；物体间力的作用是相互的；力的作用效果有两个：改变物体的形状和运动状态。
【解答】解：A、由图可知，两个小球分开，这说明两个小球都受到了排斥力的作用，即物体间力的作用是相互的，故A不符合题意；B、两个小球带上了同种电荷，同种电荷相互排斥，故B不符合题意；C、两个小球同时带上同种电荷后，由于相互排斥，所以两球分开，排斥力改变了小球的运动状态，故C不符合题意；D、实验中两个小球带的是同种电荷，不能说明自然界中只存在两种电荷，故D符合题意。故选：D。
【难度】3
8．（2分）跳伞运动员从高空跳下后沿直线向下做加速运动，降落伞打开后开始减速，落地前运动员的速度已减至安全值且保持不变，若把运动员和降落伞作为一个整体进行研究，则（ ）
A．加速运动时动能转化为重力势能
B．减速运动时所受的阻力大于重力
C．匀速直线运动时机械能保持不变
D．整个过程中所受的阻力保持不变
【答案】B
【考点】动能和重力势能的相互转化；力与运动的关系
【分析】（1）重力势能大小的影响因素：质量、高度有关；动能的大小与质量、速度有关；机械能为动能和势能的和；
（2）对于运动的物体来说：当阻力小于动力时，物体做加速运动，若阻力等于动力时，物体做匀速运动；当阻力大于动力时，物体做减速运动。
【解答】解：A、加速运动时，整体的质量不变，速度变大，动能变大，高度变小，重力势能变小，重力势能转化为动能，故A错误；B、减速运动时合力的方向是向上的，所受的阻力大于重力，故B正确；C、匀速直线运动时，整体的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度不变，动能不变，机械能为动能和势能的和，所以机械能保持减小，故C错误；D、加速运动时，合力的方向向下，阻力小于装备的总重力；匀速直线运动时，阻力等于装备的总重力；减速运动时阻力大于重力，所以阻力是变化的，故D错误。故选：B。
【难度】3
9．（2分）在“估测用电器的实际功率”的综合实践活动中，小明先断开家中所有用电器，只让图甲所示的电饭锅煮饭3min，测得电能表指示灯闪烁120次。若只让图乙所示的家用台扇工作6min，则电能表指示灯闪烁的次数最可能是（ ）
A．4次
B．16次
C．36次
D．48次
【答案】B
【考点】电能表的读数；电能表的计算；电功率的综合计算
【分析】电饭锅的功率约为800W＝0.8kW，家用台扇的功率约为50W＝0.05kW，分别根据W＝Pt得出电饭锅煮饭3min和家用台扇工作6min消耗的电能，再根据电饭锅工作时电能表指示灯闪烁的次数得出只让图乙所示的家用台扇工作6min，电能表指示灯闪烁的次数。
【解答】解：电饭锅的功率约为800W＝0.8kW，家用台扇的功率约为50W＝0.05kW，电饭锅煮饭3min，消耗的电能W1＝P1t1＝0.8kW
h＝0.04kW•h，测得电能表指示灯闪烁120次，家用台扇工作6min，消耗的电能W2＝P2t2＝0.05kW
h＝0.005kW•h，设此段时间电能表指示灯闪烁的次数为n，则：
，解出n＝15imp。故符合要求的选项为B。故选：B。
【难度】3
10．（2分）物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益MA，用于比较不同机械的省力程度，现用图示滑轮组匀速提升重物，不计绳重和摩擦，则下列描述滑轮组的机械效益MA与物体重力G、机械效率η与机械效益MA的关系图线中，可能正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算
【分析】根据机械效益MA的定义写出关系式；不计绳重和摩擦，机械效率为：η
；根据关系式进行对比，得出答案。
【解答】解：AB、机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益MA，即：MA
，不计绳重和摩擦，则F
（G+G动），则：MA
，由此可知，MA与G的关系图线是一条向MA轴凸的斜线，故AB错误；CD、MA
，不计绳重和摩擦，η
，则：
n，即MA与η是成正比的，故C正确，D错误。故选：C。
【难度】5
二、填空题与作图（共8小题，满分27分）
11．（3分）冬奥训练场上，滑雪运动员佩戴的护目镜能有效防止 （选填“红外线”或“紫外线”）的伤害；滑雪手套的掌心处很粗糙，这是为了增大手套与滑雪杖之间的 ；滑过终点，运动员不能立即停下，这是因为人具有 。
【答案】紫外线；摩擦；惯性。
【考点】增大有益摩擦的方法；紫外线；惯性的概念
【分析】（1）护目镜可以阻挡阳光中的紫外线；
（2）增大摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，增大压力；在压力一定时，增大接触面的粗糙程度；
（3）一切物体都有惯性，惯性的大小只与质量有关，与其他都无关。
【解答】解：护目镜能有效防止来自太阳的辐射，主要是能阻挡太阳光中的紫外线；滑雪手套的掌心处很粗糙，在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力；滑过终点，运动员不能立即停下，是因为运动员具有惯性，还要保持原来的运动状态。故答案为：紫外线；摩擦；惯性。
【难度】1
12．（4分）小芳探究用酒精灯给水加热的效率。她先测出酒精灯质量为185g，接着用该酒精灯将200mL的水从20℃加热至70℃，结束加热后再次测量酒精灯的质量，天平平衡时右盘中的砝码及游码的位置如图，读数为 g。实验中水吸收的热量为 J，酒精完全燃烧放出的热量可用公式Q放＝ 计算，则酒精灯给水加热的效率为 %。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q酒精＝3.0×107J/kg]
【答案】178；4.2×104；qm；20。
【考点】利用比热容的公式计算热量
【分析】（1）天平平衡时的读数为砝码的质量加游码的示数；
（2）由ρ
可得水的质量，根据Q吸＝c水m水（t﹣t0）得出水吸收的热量；
（3）酒精完全燃烧放出的热量可用公式Q放＝qm计算；
先计算消耗的酒精的质量，根据Q放＝q酒精m酒精得出酒精完全燃烧放出的热量，根据η
得出酒精灯给水加热的效率。
【解答】解：（1）天平平衡时右盘中的砝码及游码的位置如图，读数为m＝100g+50g+20g+5g+3g＝178g，（2）水的体积V＝200mL＝200cm3＝2×10﹣4m3，由ρ
可得，水的质量m水＝ρV＝1.0×103kg/m3×2×10﹣4m3＝0.2kg，水吸收的热量Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×（70℃﹣20℃）＝4.2×104J；（3）酒精完全燃烧放出的热量可用公式Q放＝qm计算，消耗的酒精的质量m酒精＝185g﹣178g＝7g＝0.007kg，酒精完全燃烧放出的热量Q放＝q酒精m酒精＝3.0×107J/kg×0.007kg＝2.1×105J，则酒精灯给水加热的效率η
20%。故答案为：178；4.2×104；qm；20。
【难度】3
13．（4分）2021年5月29日，搭载“天舟二号”飞船的长征运载火箭发射升空，火箭点火后，发射架周围出现大量“白气”，这是由水蒸气 形成的，这个过程需要 热量；“天舟二号”是空间站的“快递小哥”，补给被送到空间站后，质量的大小 ；空间站实现天地互联，是利用 波传递信息的。
【答案】液化；放出；不变；电磁
【考点】液化的概念及现象；液化的放热特点；电磁波的传播；质量的概念与特性
【分析】（1）物质由气态转变为液态的过程叫做液化．液化是放热过程；
（2）质量是物体的一种基本属性，与物体的状态、形状、温度、所处的空间位置的变化无关；
（3）电磁波能够传递信息，广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。
【解答】解：（1）火箭点火后，发射架周围出现大量“白气”，这是由水蒸气液化形成的，同时放出热量；（2）质量是物体的一种基本属性，“天舟二号”将补给被送到空间站后，补给的质量大小不变；（3）空间站实现天地互联，是利用电磁波传递信息的。故答案为：液化；放出；不变；电磁。
【难度】1
14．（5分）学校使用风力发电路灯，每个路灯配备一台小风力发电机，得到的电能储存于蓄电池中，供路灯使用。相关参数如表，其中蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积，当蓄电池的容量只剩下总容量的20%时，蓄电池停止供电。
蓄电池 |
路灯 |
||
额定电压 |
12V |
额定电压 |
12V |
容量 |
100Ah |
额定功率 |
100W |
（1）风能属于 能源，发电机的工作原理是 。给蓄电池充电时，蓄电池在电路中属于 （选填“电源”或“用电器”）。
（2）一个充满电的蓄电池可向一盏路灯持续供电 h，学校共有100盏这样的路灯，每天照明10h，电价为0.5元/（kW•h），每月（30天）可节省电费 元。
【答案】（1）可再生；电磁感应现象；用电器；（2）9.6；1500。
【考点】发电机能量转化；电功与电能的计算；发电机的原理
【分析】（1）像水能、风能、太阳能、生物质能等都是能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；
发电机的制作原理是电磁感应现象，即发电过程是将机械能转化为电能的过程；
在电路中，能够提供电能的是电源，需要消耗电能的是用电器；
（2）已知蓄电池的额定电压和容量，可以得到蓄电池充满电储存的电能；已知蓄电池储存的电能和路灯的额定功率及使用时放电至余留20%停止电能输出，利用公式t
可以得到一盏路灯持续工作时间；
已知路灯额定功率、数量、工作时间，利用W＝Pt得到每月节约的电能；
已知节约电能及电费单价，可以得到每月节省的电费。
【解答】解：（1）风能是一种很清洁的可再生能源，资源丰富，无污染；发电机是将机械能转化为电能的装置，是利用电磁感应现象的原理制成的；给蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，相当于用电器；（2）蓄电池充满电储存的电能为W蓄＝UIt＝12V×100A×3600s＝4.32×106J＝1.2kW•h，使用时放电至余留20%停止电能输出，对路灯提供的电能为W灯＝1.2kW•h×（1﹣20%）＝0.96kW•h：一盏路灯的功率为P＝100W＝0.1kW，由P
得，可向一盏路灯持续供电t路灯
9.6h；已知每盏灯每天照明10h，则由上面的计算可知，在蓄电池供电下每盏灯的工作时间为9.6h，由P
得，100盏路灯每月节省的电能为W总＝P路灯t总＝0.1kW×100×30×10h＝3000kW•h，节省的电费为0.5元/（kW•h）×3000kW•h＝1500元。故答案为：（1）可再生；电磁感应现象；用电器；（2）9.6；1500。
【难度】3
15．（5分）小娟对有关光学实验进行比较研究。
（1）探究凸透镜成像规律时，调节器材使烛焰和光屏的中心位于透镜的 上，器材在图示位置时，观察到光屏上呈现烛焰清晰的像，则该像为倒立、 实像，若将蜡烛移至35cm处，此时凸透镜对烛焰发出的光起 作用。
（2）将图中的透镜换为带小孔的遮光板，烛焰的像成在光屏下方，要让像成在光屏中央，应将小孔向 调节，此时的像与图中透镜所成的像相比，像的大小 。
【答案】（1）主光轴；等大；会聚；（2）上；不变。
【考点】探究凸透镜成像的规律
【分析】（1）探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度，像才能成在光屏的中央；
当像距等于物距，凸透镜成倒立、等大的实像；凸透镜对光线有会聚作用；
（2）光是沿直线传播的，小孔成像是光的直线传播现象；当物距等于像距，物体通过小孔成等大的实像。
【解答】解：（1）探究凸透镜成像规律时，调节器材使蜡烛、凸透镜、光屏三者在同一条直线上，也就是使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，像才能成在光屏的中央，便于观察；由图知，此时v＝60cm﹣40cm＝20cm，u＝40cm﹣20cm＝20cm，即v＝u，所以此时成倒立、等大的实像；因为凸透镜对光线有会聚作用，所以若将蜡烛移至35cm处，此时凸透镜对烛焰发出的光仍然起会聚作用；（2）将图中的透镜换为带小孔的遮光板，烛焰发出的光沿直线传播，通过小孔在光屏上会聚成倒立的实像。已知烛焰的像成在光屏下方，要让像成在光屏中央，应将小孔向上调节；因为像距等于物距，所以像物等大，所以此时的像与图中透镜所成的像相比，像的大小不变。故答案为：（1）主光轴；等大；会聚；（2）上；不变。
【难度】 3
16．（2分）如图，判断重力方向装置中的小球静止，请画出小球的受力示意图。
【答案】
【考点】画力的示意图
【分析】根据小球的状态，根据二力平衡条件对小球受力分析，据此作图。
【解答】解：由图可知，小球处于静止状态，受力平衡，受到竖直向下的重力和竖直向上的绳子的拉力的作用，这两个力都作用在小球的重心上，如图所示：
【难度】3
17．（2分）如图，轻质杠杆平衡，请作出动力F1的力臂l1和杠杆所受阻力F2的示意图。
【答案】
【考点】力和力臂的画法
【分析】（1）画力臂的方法：首先确定支点；然后找到动力和阻力，并用虚线延长动力和阻力的作用线；用虚线做支点到动力作用线和阻力作用线的垂线。
（2）阻力F2是物体A对杠杆的拉力，先找出阻力作用点，然后过作用点作竖直向下的阻力。
【解答】解：由图可知支点是O点，从O点向动力F1的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是动力臂l1。阻力F2是物体A对杠杆的拉力，作用点在杠杆上，方向竖直向下，如图所示：
【难度】3
18．（2分）如图，小磁针静止在通电螺线管右侧，请标出磁感线方向及小磁针的N极。
【答案】
【考点】关于磁现象的作图
【分析】（1）根据安培定则可确定螺线管的极性，根据磁极间的相互作用，可以判断小磁针的磁极。
（2）磁体周围的磁感线都是从N极出来，回到S极，进行判断。
【解答】解：（1）已知电源右端为正极，根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的左端，则左端为N极，右端为S极，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可判定小磁针的左端为N极、右端为S极。（2）根据磁体外部磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极，可以标出磁感线的方向向右。如图所示。
【难度】3
三、计算题（共2小题，满分18分）
19．（9分）如图为南通“濠河国际龙舟邀请赛”的比赛场景，500m直线赛项目的冠军队所使用龙舟的质量为300kg，运动员总质量为1500kg，比赛用时2min30s。假设比赛中龙舟做匀速直线运动，且龙舟受到的阻力是龙舟和运动员总重力的0.1倍，g取10N/kg。求：
（1）龙舟的重力；
（2）运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积；
（3）比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率。
【答案】（1）龙舟的重力为3000N；（2）运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积为1.8m3；（3）比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率为6000W。
【考点】功率的计算；重力的计算；阿基米德原理的理解
【分析】（1）根据G舟＝m舟g得出龙舟的重力；
（2）根据F浮＝G总＝m总g得出运动员坐上龙舟后龙舟所受浮力，根据阿基米德原理可知运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积；
（3）比赛过程中龙舟处于平衡状态，根据F＝f＝0.1G总得出所受动力，根据W＝Fs得出动力做的功，根据P
得出动力做功的功率。
【解答】解：（1）龙舟的重力G舟＝m舟g＝300kg×10N/kg＝3000N；（2）运动员坐上龙舟后龙舟所受浮力F浮＝G总＝m总g＝（300kg+1500kg）×10N/kg＝18000N，根据阿基米德原理可知运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积V排
1.8m3；（3）比赛过程中龙舟处于平衡状态，所受动力F＝f＝0.1G总＝0.1×18000N＝1800N，动力做的功W＝Fs＝1800N×500m＝9×105J，所用时间t＝2min30s＝150s，动力做功的功率P
6000W。答：（1）龙舟的重力为3000N；（2）运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积为1.8m3；（3）比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率为6000W。
【难度】3
20．（9分）如图，电路中电源电压恒定，小灯泡L的额定电压为6V，滑动变阻器R1标有“200Ω 1A”，电压表量程为0～5V。只闭合开关S2，当R1的滑片P移至最左端时，小灯泡恰好正常发光，此时电流表示数为0.5A；再闭合S1，电流表的示数变为0.8A。求：
（1）灯泡的额定功率；
（2）电阻R2的阻值；
（3）只闭合S1，当电路总功率最小时R1接入电路的阻值。
【答案】（1）灯泡的额定功率为3W；（2）电阻R2的阻值为20Ω；（3）只闭合S1，当电路总功率最小时R1接入电路的阻值为100Ω。
【考点】欧姆定律的应用；欧姆定律的多状态计算；电功率的综合计算
【分析】（1）只闭合开关S2，当变阻器R1的滑片P移至最左端时，只有灯泡L连入电路，电流表测灯泡的电流，由于灯泡正常发光，根据灯泡的额定电压可知电源电压，利用P＝UI求出额定功率；
（2）保持滑片P的位置不变，再闭合S1时，定值电阻R2与灯泡L并联，电流表测量干路电流，由于通过灯泡的电流不变，根据串联电路的电流特点求出通过R2的电流，根据欧姆定律即可求出R2的阻值；
（3）只闭合S1，滑动变阻器R1与定值电阻R2串联；当电压表示数最大时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，此时电路中的电流最小，根据串联电路电压规律和欧姆定律求出电路电流，再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最大阻值。
【解答】解：（1）只闭合开关S2，当变阻器R1的滑片P移至最左端时，只有灯泡L连入电路，电流表测灯泡的电流，由于灯泡正常发光，则电源电压：U＝U额＝6V，灯泡的额定功率：P额＝PL＝UIL＝6V×0.5A＝3W；（2）保持滑片P的位置不变，再闭合S1时，定值电阻R2与灯泡L并联，电流表测量干路电流，根据并联电路各支路互不影响的特点可知：通过灯泡的电流不变；根据并联电路中的干路电流等于各支路电流之和可知：通过R2的电流为：I2＝I﹣IL＝0.8A﹣0.5A＝0.3A，根据I
可得：R2
20Ω；（3）根据欧姆定律求出，只闭合S1，滑动变阻器R1与R2串联；已知电压表量程为0～5V，则当电压表示数最大为5V时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，此时电路中的电流最小，总功率最小；此时R2两端电压：U2＝U﹣U1大＝6V﹣5V＝1V，电路的最小电流：I小
0.05A，则R1接入电路的阻值：R1大
100Ω＜200Ω。所以，R1接入电路的阻值为100Ω。答：（1）灯泡的额定功率为3W；（2）电阻R2的阻值为20Ω；（3）只闭合S1，当电路总功率最小时R1接入电路的阻值为100Ω。
【难度】5
四、实验探究（共3小题，满分25分）
21．（8分）实验小组做探究“电流与电阻关系”的实验，提供的器材有：电源（电压3V）、电流表、电压表、电阻箱R（0～999.9Ω）、滑动变阻器R1，开关及导线若干。
（1）请用笔画线代替导线把图甲电路连接完整。
（2）闭合开关，发现电流表、电压表均无示数，将电压表改接在R1两端，发现电压表的示数为3V，由此判断电路的故障是 。
（3）排除故障后，调节R的阻值，并移动R1的滑片，使电压表的示数为某一值，记录R的阻值和电流表示数，继续实验，当R的阻值变大时，R1的滑片应向
移动，以使
示数不变。将多次实验测得的数据描绘成图乙所示的I
图线。
①图在图丙中画的出当R的阻值为10Ω时，电流表指针所在位置。
②处理数据描绘的是I
图线，而不是I﹣R图线，这样做的优点是：
。
（4）实验小组要用已有器材继续测量一个阻值为数百欧的电阻Rx，他们设计了的图丁中A、B两个实验方案，其中能准确测量Rx阻值的是 。
【答案】（1）如图；（2）滑动变阻器断路；（3）左；电压表；①如图；②图像是一条直线，比较直观，便于处理数据发现规律；（4）B。
【考点】探究电流与电阻的关系
【分析】（1）电阻、电流表、滑动变阻器串联接入电路，电压表选0～3V的量程与电阻并联接入电路；
（2）闭合开关，发现电流表、电压表均无示数，说明电路断路，将电压表改接在R1两端，发现电压表的示数为3V，说明此时电压表串联接入电路，即与电压表并联的滑动变阻器断路；
（3）排除故障后，调节R的阻值，并移动R1的滑片，使电压表的示数为某一值，记录R的阻值和电流表示数，继续实验，当R的阻值变大时，需保持电阻两端电压不变，根据串联分压原理可知滑动变阻器接入电路的电阻需变大；
①由乙图可知当电阻为10Ω时，通过电路的电流为0.2A；
②图像是一条直线，比较直观，便于处理数据发现规律；
A、闭合开关S1，电路为电阻的简单电路，电源电压3V，电阻阻值为数百欧，通过电路的电流太小，电流表无法准确测量通过电路的电流，
B、两电阻串联接入电路，闭合开关S2，电压表测两电阻的总电压U，闭合开关S1，电压表测电阻Rx，两端的电压Ux，串联电路总电压等于各分电压之和，则电阻箱两端的电压为U﹣Ux，由串联分压原理可知电阻阻值。
【解答】解：（1）电阻、电流表、滑动变阻器串联接入电路，电压表选0～3V的量程与电阻并联接入电路，如图：
；（2）闭合开关，发现电流表、电压表均无示数，说明电路断路，将电压表改接在R1两端，发现电压表的示数为3V，说明此时电压表串联接入电路，即与电压表并联的滑动变阻器断路，所以电路故障为滑动变阻器断路；（3）排除故障后，调节R的阻值，并移动R1的滑片，使电压表的示数为某一值，记录R的阻值和电流表示数，继续实验，当R的阻值变大时，需保持电阻两端电压不变，根据串联分压原理可知滑动变阻器接入电路的电阻需变大，所以R1的滑片应向左移动，以使电压表示数不变；①由乙图可知当电阻为10Ω时，通过电路的电流为0.2A，如图：
；②处理数据描绘的是I
图线，而不是I﹣R图线，这样做的优点是图像是一条直线，比较直观，便于处理数据发现规律；（4）实验小组要用已有器材继续测量一个阻值为数百欧的电阻Rx，他们设计了的图丁中A、B两个实验方案，其中能准确测量Rx阻值的是B，A、闭合开关S1，电路为电阻的简单电路，电源电压3V，电阻阻值为数百欧，通过电路的电流太小，电流表无法准确测量通过电路的电流，B、两电阻串联接入电路，闭合开关S2，电压表测两电阻的总电压U，闭合开关S1，电压表测电阻Rx，两端的电压Ux，串联电路总电压等于各分电压之和，则电阻箱两端的电压为U﹣Ux，由串联分压原理可知
，所以Rx
。故答案为：（1）如图；（2）滑动变阻器断路；（3）左；电压表；①如图；②图像是一条直线，比较直观，便于处理数据发现规律；（4）B。
【难度】3
22．（7分）篮球运动员传球时，篮球撞击地面后能准确反弹到远处队友手中，小明觉得好奇：篮球击地面后，反弹方向与哪些因素有关呢？与同学讨论后，他们觉得可以用弹性小球代替篮球，对小球撞击水平地面后的反弹方向进行探究，并提出了三种猜想。
猜想1：与小球撞击地面前是否旋转有关；
猜想2：与小球撞击地面时的入射方向有关；
猜想3：与地面的粗糙程度有关。
（1）对于猜想1，联想到旋转的乒乓球打到球台后，反弹的路线发生明显变化，由此判断猜想1是 的。
（2）为验证猜想2和3，同学们设计了如图甲所示的装置，每次都让弹性小球从压缩了相同长度的弹簧的下端，由静止弹出并撞击地面，分别改变地面的粗糙程度和小球的入射方向与地面的夹角α，测出小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β，记录数据如表。
夹角α |
20.0° |
30.0° |
45.0° |
60.0° |
70.0° |
|
夹角β |
玻璃地面 |
25.5° |
34.7° |
49.2° |
63.5° |
72.8° |
木板地面 |
28.6° |
37.3° |
51.6° |
65.4° |
74.1° |
|
水泥地面 |
30.9° |
39.2° |
53.9° |
67.5° |
76.6° |
|
①对猜想2，分析数据可得β与α的定性关系是： ，说明该猜想是正确的。
②对猜想3，小虎认为：表中α一定时，各次测得的β不等，这是由测量误差引起的，所以猜想3是错误的。同学们不赞成小虎的观点，理由是 。
（3）用每隔
s曝光一次的频闪照相机拍摄到某次小球从地面O位置反弹至D位置的照片，如图乙所示。
①用毫米刻度尺测出图乙中小球在O、D两位置时球心间距为 cm；小球上标有“直径4cm”字样，请估测小球从O运动至D的平均速度为 m/s。
②小球是从图乙中的 （选填“A”、“B”或“C”）位置开始入射的。
（4）同学们分析：当α一定时，地面越光滑，β值与α越接近，由此推理，如果地面没有摩擦，则β与α应相等，请写出一个用此思想方法研究问题的实例 。
【答案】（1）正确；（2）①当地面的粗糙程度一定时，小球的入射方向与地面的夹角α越大，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β就越大；②如果是由误差引起的，则不管地面的粗糙程度如何变化，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β可能偏大也可能偏小，但分析表中数据发现，当小球的入射方向与地面的夹角a一定时，接触面越粗糙，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β越大，说明β是受接触面粗程度的影响，而不是误差造成的；（3）①3.20；3.2；②C；（4）探究阻力对物体运动的影响。
【考点】控制变量法
【分析】（1）根据旋转的乒乓球打到球台后，反弹的路线发生明显变化，说明小球撞击水平地面后的反弹方向与小球撞击地面前是否旋转有关，由此判断猜想1是正确的；
（2）根据相同点和不同点，利用控制变量法结合表中数据分析；
（3）用刻度尺测量一下，根据刻度尺的分度值确定读数；测量出图中小球的直径，结合实际的小球直径估测OD之间的实际距离，利用速度公式v
计算小球从O运动至D的平均速度；
分析表中数据可知，小球的入射方向与地面的夹角α始终小于小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β，即可判断小球是从图乙中的哪个位置开始入射的；
（4）探究阻力对物体运动的影响时用到了科学推理的方法。
【解答】解：（1）旋转的乒乓球打到球台后，反弹的路线发生明显变化，说明小球撞击水平地面后的反弹方向与小球撞击地面前是否旋转有关，由此判断猜想1是正确的；（2）①由表中数据可知，当地面的粗糙程度一定时，小球的入射方向与地面的夹角α越大，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β就越大，由此验证猜想2是正确的；②如果是由误差引起的，则不管地面的粗糙程度如何变化，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β可能偏大也可能偏小，但分析表中数据发现，当小球的入射方向与地面的夹角a一定时，接触面越粗糙，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β越大，说明β是受接触面粗程度的影响，而不是误差造成的；（3）①因为用毫米刻度尺测量，估读到分度值的下一位，故数据记录为3.20cm；用刻度尺测出图中小球的直径为4mm＝0.4cm，则图中O、D两位置球心间距离大约是
8个小球的直径，已知小球的实际直径4cm，所以O、D两位置球心间距离为：s＝8×4cm＝32cm＝0.32m，小球从O运动到D位置过程被记录的4次，这个过程所用时间为：t＝3
s＝0.1s，从O运动至D的平均速度v
3.2m/s；②分忻表中数据可知，小球的入射方向与地面的夹角α始终小于小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β，由此判断小球是从图乙中C位置开始入射的；（4）探究阻力对物体运动的影响时发现，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，小车在水平面上运动的距离越远，由此推理如果水平面绝对光滑，小车受到的阻力为零，小车将做匀速直线运动，这个实例也用到了科学推理的方法。故答案为：（1）正确；（2）①当地面的粗糙程度一定时，小球的入射方向与地面的夹角α越大，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β就越大；②如果是由误差引起的，则不管地面的粗糙程度如何变化，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β可能偏大也可能偏小，但分析表中数据发现，当小球的入射方向与地面的夹角a一定时，接触面越粗糙，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β越大，说明β是受接触面粗程度的影响，而不是误差造成的；（3）①3.20；3.2；②C；（4）探究阻力对物体运动的影响。
【难度】5
23．（10分）阅读短文，回答问题。
安全舒适的家用轿车
为了让司乘人员有安全舒适的驾乘体验，某款家用小轿车配有U形座椅、抬头显示器、倒车雷达、麦弗逊式悬架、真空轮胎等装置。
汽车座椅设计成能增大乘客与座椅接触面积的U形。座椅内部装有电热装置，冬季使用时，人坐上去温暖舒适，图甲为座椅电热装置的电路原理图，电源电压恒定，装置设有“高温”、“低温”、“关”三个挡位，其中高温功率为36W，低温功率为9W。
汽车行驶中，抬头显示器可将重要行车数据和导航信息，通过前挡风玻璃投射在正前方，驾驶员无需低头即可了解相关信息；导航系统可按个人喜好选择不同人的语音播报路况；倒车时，倒车雷达利用超声波探测障碍物位置，使倒车更容易、更安全。
麦弗逊式悬架（图乙）是车身与车轮之间的传力部件，由螺旋弹簧和减振器有机组合，悬架工作时车身先压缩弹簧一段距离，之后将弹簧和减振器一起压缩，减缓行驶过程中车辆的振动。
车轮选用真空轮胎，即无内胎的充气轮胎，空气直接充进轮胎内腔。<u>车辆高速行驶时，由于轮胎和路面摩擦而产生的温度，由内部空气经钢圈直接传递出去</u>，快速降低轮胎温度：轮胎的负荷指轮胎承受的压力，与轮胎气压有关，下表是汽车静止时在轮胎发生标准形变的条件下，每只轮胎的负荷F与轮胎气压p的参数。
气压p/KPa |
120 |
150 |
180 |
200 |
240 |
负荷F/N |
2920 |
3400 |
3880 |
4200 |
4840 |
（1）抬头显示器将信息投射在驾驶员的正前方，这是光的
现象；导航过程听到播报的语音，就可知道系统在模仿谁的声音，这是根据声音的
进行判断的。
（2）下列有关汽车的说法中不正确的是 。
A.轮胎的钢圈是热的良导体
B.倒车雷达原理与“声呐测距”相同
C.U形座椅是为了增大压强
D.弹簧和减振器被压缩时弹性势能增大
（3）座椅处于低温挡正常工作5min消耗的电能为 J；R1、R2的阻值之比为 。
（4）文中划线部分描述中存在错误，请写出描述错误的文字并改正： ；当轮胎发生标准形变、汽车静止且轮胎气压为250kPa时，轮胎与地面接触的总面积为0.1m2，则汽车对地面的压强为 Pa。
（5）用两根轻弹簧可以模拟汽车悬架。如图丙，在一根大弹簧内套有一根小弹簧，它们的下端都固定在水平面上，压缩该弹簧组合，测得压力F与压缩距离Δl之间的关系图线如图丁所示，已知弹簧中的弹力与被压缩的距离成正比，则当两弹簧均处于自由状态时，它们上端点间的距离为x＝ m，小弹簧中的弹力F2与被压缩量Δl2之间的定量关系式可表示为F2＝ 。
【答案】（1）反射；音色；（2）C；（3）2700；1：3；（4）温度改为热量；2×105；（5）0.2；20N/m×Δl2。
【考点】电功与电能的计算；弹力的概念；必须发生弹性形变；减小压强；根据音色辨别发声体；声音的综合利用；光的反射现象
【分析】（1）挡风玻璃相当于平面镜，平面镜成像的原理是光的反射；不同发声体发出的声音的音色是不同的；
（2）①像金属这样导热性能好的物体称为热的良导体；而像塑料、木头这样导热性能差的物体称为热的不良导体；
②倒车雷达和声呐都是利用回声定位的原理来工作的；
③压强与压力大小和受力面积的大小有关。减小压强的方法：减小压力、增大受力面积；
④弹性势能是由于物体发生弹性形变而具有的能量，跟材料本身以及弹性形变量大小有关；
（3）根据W＝Pt可求出的电能；根据P
可知，在电压一定时，电功率与电阻成反比；
（4）温度表示物体的冷热程度，也就是一个热运动的状态量；而热量总是伴随着一个吸热或放热的过程，它是一个热运动的过程量。
分析表中数据可知，汽车静止时在轮胎发生标准形变的条件下，每只轮胎的负荷F与轮胎气压p之间的关系，再利用p
求出汽车对地面的压强；
（5）从图丙和图丁可知：在0～0.2m范围内只有大弹簧产生弹力，在0.2～0.3m范围内，弹力是这两个弹簧产生弹力的合力，应用胡克定律列式即可。
【解答】解：（1）抬头显示器将信息投射在驾驶员的正前方，这是光的反射现象；导航过程听到播报的语音，就可知道系统在模仿谁的声音，这是根据声音的音色进行判断的；（2）A、像金属这样导热性能好的物体称为热的良导体，钢圈是金属制成的，故A正确；B、倒车雷达和“声呐测距”都是利用超声波回声定位来探测障碍物的，故B正确；C、U形座椅是通过增大受力面积来减小压强的，故C错误；D、弹簧和减振器被压缩时，弹性形变变大，弹性势能增大，故D正确；故选：C。（3）座椅处于低温挡正常工作5min消耗的电能为：W＝P低t＝9W×5×60s＝2700J；当S接2时，R1和R2串联，此时电路中电阻最大，电功率最小，电功率为：P低
，当S接3时，此时为R1的简单电路，电路中总电阻最小，电功率最大，电功率为：P高
，所以，
，解得：
；（4）温度表示物体的冷热程度，也就是一个热运动的状态量；而热量总是伴随着一个吸热或放热的过程，它是一个热运动的过程量，在车辆高速行驶时，由于轮胎和路面摩擦而产生的热量而不是温度；由表中数据可知，轮胎气压p增加10kPa，每只轮胎的负荷F将增加160N，则当轮胎发生标准形变、汽车静止且轮胎气压为250kPa时，每只轮胎的负荷F为4840N+160N＝5000N，故此时汽车对地面的压强为：p地
2×105Pa；（5）从图丙和图丁可知：在0～0.2m范围内只有大弹簧产生弹力，在0.2～0.3m范围内，弹力是这两个弹簧产生弹力的合力，则当两弹簧均处于自由状态时，它们上端点间的距离为x＝0.2m；由图丁图象可知：F＝kΔl可得，当Δl＝0.2m时有：2N＝k1×0.2m，则大弹簧的劲度系数k1＝10N/m；当大弹簧的压缩量Δl1为0.3m时，小弹簧的压缩量Δl2为0.3m﹣0.2m＝0.1m，此时总弹力为5N，由图丁图象可知：F＝kΔl可得：5N＝k1×0.3m+k2×0.1m＝10N/m×0.3m+k2×0.1m，解得小弹簧的劲度系数：k2＝20N/m，所以小弹簧中的弹力F2与被压缩量Δl2之间的定量关系式可表示为F2＝20N/m×Δl2。故答案为：（1）反射；音色；（2）C；（3）2700；1：3；（4）温度改为热量；2×105；（5）0.2；20N/m×Δl2。
【难度】5