2021年江苏省徐州市中考物理试卷

一、选择题（每小题只有一个选项符合题意；每小题2分，共20分）

1．（2分）医生给病人检查口腔时，常将一把带柄的金属小镜子放在酒精灯上烤一烤，然后再放入口腔，这样做的主要目的是防止口腔中的水蒸气（　　）

A．熔化

B．液化

C．凝固

D．凝华

【答案】B

【考点】液化的概念及现象

【分析】物质从气态变为液态的过程叫液化。医生使用镜子的目的是通过牙齿在小镜子里面的像，观察牙齿的情况；口中的水蒸气遇到冷的小镜子会发生液化现象，这样镜子表面会有一层雾导致看不清楚口中病状。

【解答】解：当冷的小镜子进入到温暖且水蒸气较多的口腔中时，口腔中的水蒸气遇冷液化成小水滴吸附在平面镜上，使人看不清楚成像的情况，也就无法确定病情。烤一烤的目的是提高镜子的温度，防止口腔中的水蒸气遇冷液化，使医生看清楚牙齿的情况。故选：B。

【难度】1

2．（2分）小明乘坐地铁时，看到站台上的信息牌向后运动，他选取的参照物可能是（　　）

A．地铁车厢

B．信息牌

C．候车椅

D．进站楼梯

【答案】A

【考点】参照物的选择

【分析】被研究的物体和参照物之间如果发生位置的改变，则被研究的物体是运动的，如果没有发生位置的改变，则被研究的物体是静止的。

【解答】解：当地铁启动时，小明在地铁内看到站台的信息牌是向后运动的，信息牌和地铁之间发生了位置的改变，所以信息牌向后退是以地铁为参照物的，故A正确；

站台的信息牌与候车椅及进站楼梯之间的位置没有发生变化，以信息牌、候车椅以及进站楼梯为参照物，站台的信息牌是静止的，故BCD错误。故选：A。

【难度】3

3．（2分）选用橡胶制作自行车轮胎时，下列物理属性不需要考虑的是（　　）

A．弹性

B．耐磨性

C．防滑性

D．导电性

【答案】D

【考点】物质的物理属性

【分析】根据自行车轮胎需要的材料特点分析解题。

【解答】解：自行车的轮胎选用橡胶，考虑到橡胶的弹性、耐磨性、防滑性，不需要考虑其导电性（橡胶是绝缘体，不容易导电），故D符合题意。故选：D。

【难度】1

4．（2分）有人做了这样一个实验：把金片和铅片紧压在一起，放置5年后再把它们分开，可以看到它们相互进入约1mm。这个实验说明（　　）

A．分子是由原子构成的

B．分子是运动的

C．分子间存在引力

D．分子间存在斥力

【答案】B

【考点】分子的热运动；分子间作用力的现象

【分析】分子动理论的基本内容包括：物质是由大量分子组成的；分子在永不停息地做无规则运动；分子间存在着相互的引力和斥力。

【解答】解：把金片和铅片紧压在一起，放置5年后再把它们分开，可以看到它们相互进入约1mm属于固体的扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故ACD不符题意，B符合题意。故选：B。

【难度】1

5．（2分）下列生活中的物品，利用弹力来工作的是（　　）

A．铅垂线

B．静电除尘刷

C．弹簧秤

D．指南针

【答案】C

【考点】弹力的概念

【分析】根据弹力的性质是由于发生弹性形变而产生的和力可以改变物体的运动状态来分析。

【解答】解：A.铅垂线是利用重力的方向始终是竖直向下的，故A不符合题意；B.静电除尘刷是利用带电体具有吸引轻小物体的性质，故B不符合题意；C.弹簧秤的弹簧受力会发生弹性形变从而产生弹力，是利用弹力工作的，故C符合题意；D.指南针是受地磁场作用，而南北指向的，所以是利用磁场对磁体的作用来工作的，故D不符合题意。故选：C。

【难度】1

6．（2分）如图所示是一位同学连接的电路。闭合开关后，下列对各元件状况的判断正确的是（　　）

A．灯L₁不亮

B．灯L₂不亮

C．电流表无示数

D．电池被烧坏

【答案】A

【考点】电路的三种状态

【分析】（1）电流表相当于导线，电流表要与被测电路串联。

（2）短路包括：①电源短路：是指用导线直接将电源两极连接起来的电路。电源短路时，电路中有强大的电流通过，可能烧毁电源和导线，甚至引起火灾，因此绝对不允许发生电源短路。

②用电器短路（部分电路短路）：是指用一根导线将某用电器的两端直接连接起来。这时没有电流通过用电器，该用电器不会损坏。

【解答】解：观察电路图可知，两灯泡串联接入电路，电流表与灯L₁并联，造成灯L₁短路；

当开关闭合后，灯L₁因短路不亮，L₂有电流通过，电流表有示数，电源没有短路，不会被烧坏；故A正确，BCD错误。故选：A。

【难度】1

7．（2分）今年5月21日晚，在云龙湖畔的无人机灯光表演中，数百架无人机在夜空中按照指令排列出“100”“初心•使命”等字样。地面工作人员向无人机发送指令通过的是（　　）

A．紫外线

B．电磁波

C．超声波

D．次声波

【答案】B

【考点】电磁波的传播

【分析】电磁波能够传递信息，也能传递能量。广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。

【解答】解：无人机传递信息利用的是无线电波，无线电波是电磁波的一种。故选：B。

【难度】3

8．（2分）一辆汽车在圆形跑道上做快慢不变的运动，下列关于该汽车的说法正确的是（　　）

A．运动状态不变，受力平衡

B．运动状态不变，受力不平衡

C．运动状态改变，受力平衡

D．运动状态改变，受力不平衡

【答案】D

【考点】力与运动的关系；平衡状态的判断

【分析】力可以改变物体的运动状态，物体运动状态变化包括速度大小变化和运动方向变化两个方面；若物体的运动状态改变，则一定受非平衡力的作用。

【解答】解：汽车在圆形跑道上运动过程中，虽然速度大小快慢不变，但运动方向不断变化，所以其运动状态不断改变；力是改变物体运动状态的原因，因为汽车的运动状态发生改变，所以它一定受到非平衡力的作用，即汽车受力不平衡。故选：D。

【难度】3

9．（2分）今年5月15日，我国首辆火星探测车“祝融号”成功降落在火星表面，它将开展一系列科学探究活动。下列探究不属于“祝融号”探究任务的是（　　）

A．火星命名的缘由

B．火星磁场的变化

C．火星土壤中存在水的证据

D．稀薄大气对火星表面的影响

【答案】A

【考点】物理常识；物理学方法的选择；大气压存在的现象

【分析】迄今为止，火星探测可分为三个阶段，第一阶段是早期的飞越探测，时间跨度为1960﹣1970年，这一阶段国际深空探测刚刚起步，相关国家主要以火星飞越探测、传送火星图片与探测大气参数为主，但探测任务成功率并不高。第二阶段是初步了解火星表面，时间跨度为1970﹣1990年。以轨道环绕与着陆探测为主，主要任务包括传输图象，探测大气，磁场，地表温度等。第三阶段则是探寻火星生命迹象，从1990年至今，火星探测活动的探测方式主要为着陆和巡视探测，其间发射过“火星快车”、“勇气号”等多颗探测器，成功找到了火星上水存在的证据。

【解答】解：迄今为止，火星探测可分为三个阶段，第一阶段是早期的飞越探测，时间跨度为1960﹣1970年，这一阶段国际深空探测刚刚起步，相关国家主要以火星飞越探测、传送火星图片与探测大气参数为主，但探测任务成功率并不高。第二阶段是初步了解火星表面，时间跨度为1970﹣1990年。以轨道环绕与着陆探测为主，主要任务包括传输图象，探测大气，磁场，地表温度等。第三阶段则是探寻火星生命迹象，从1990年至今，火星探测活动的探测方式主要为着陆和巡视探测，其间发射过“火星快车”、“勇气号”等多颗探测器，成功找到了火星上水存在的证据。根据火星探测的三个阶段可知，火星命名的缘由不属于“祝融号”探究任务。故选：A。

【难度】3

10．（2分）如图所示，用球形的珠子连成均匀的珠链，把珠链挂在一个水平横杆上，横杆表面光滑，横截面为直角三角形，开始时珠链静止，下列对珠链运动状态的判断正确的是（　　）

A．斜面AB倾斜程度更大，AB面上的珠子将沿斜面下滑，拉动整个珠链绕横杆顺时针转动

B．斜面AC上的珠子更多，AC面上的珠子将沿斜面下滑，拉动整个珠链绕横杆逆时针转动

C．珠链将保持静止

D．以上三种情况都有可能

【答案】C

【考点】力与运动的关系；平衡状态的判断

【分析】根据珠子的受力情况分析其是否会运动。

【解答】解：根据题意可知，珠链处于静止状态，整体受到的合力为0，在不受到外力的作用下，珠链的运动状态不会改变，将保持静止状态。故选：C。

【难度】1

二、填空题（第17题2分，其余每空1分，共20分）

11．（3分）唱歌、鼓掌、踏步、牙齿相叩，身体的不同部位可以发出各种声音。鼓掌声是由于空气 　 　产生的；鼓掌声比牙齿相叩的声音传得更远，是因为鼓掌声的 　 　更大；很难听到甩动胳膊发出的声音，是因为胳膊甩动的频率 　 　（填“高”或“低”）。

【答案】振动；响度；低

【考点】响度；声音产生的原因；音调与频率的关系

【分析】（1）声音是由物体振动产生的；

（2）响度跟物体的振幅和距离声源的远近有关；

（3）人能听到的频率范围是20﹣20000Hz，振动的频率小于20Hz为次声波。

【解答】解：掌声是由于空气振动产生的；鼓掌声比牙齿相叩的声音传得更远，是因为鼓掌声的响度大；很难听到甩动胳膊发出的声音，是因为胳膊甩动的频率低于20Hz。故答案为：振动；响度；低。

【难度】3

12．（3分）在“观察水的沸腾”实验中，沸腾时水中有大量气泡产生，气泡内的气体主要是 　 　，此时温度计示数如图所示为 　 　℃。要让水持续沸腾，能不能停止加热？　 　。

【答案】水蒸气；100；不能

【考点】沸腾的特点

【分析】（1）在液体表面和内部同时进行的剧烈汽化现象叫沸腾；液体沸腾时要不断吸收热量，但温度保持在沸点不变；

（2）温度计读数时，视线应与液柱的上表面相平，先确定是零上还是零下，认清分度值，再读数。

【解答】解：水沸腾时，水由液态变为气态，故气泡内的气体主要是水蒸气；因为液体沸腾时要不断吸收热量，所以要让水持续沸腾，不能停止加热；温度计的分度值是1℃，其示数为100℃。故答案为：水蒸气；100；不能。

【难度】3

13．（3分）如图所示，小球从斜面上由静止滚下，最后停在粗糙水平面上的B点处。小球滚下过程中 　 　能转化为动能。从A点到B点的运动过程中，小球的速度 　 　（填“变大”“变小”或“不变”），原因是小球受到粗糙水平面对它的 　 　力。

【答案】重力势；变小；摩擦

【考点】动能和重力势能的相互转化

【分析】克服摩擦做功，机械能转化为内能；动能的大小与速度、质量有关；力可以改变物体的运动状态。

【解答】解：小球从斜面上由静止滚下，小球的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能；在粗糙水平面滚动的过程中，小球由于受到摩擦力的作用，速度越来越小。故答案为：重力势；变小；摩擦。

【难度】3

14．（3分）如图所示，用塑料瓶制成的潜水艇模型悬浮于水中，此时模型受到的浮力 　 　重力（填“＞”、“＜”或“＝”）。当通过进排气管向瓶中打气时，瓶内气体的压强将 　 　，模型将上浮。在上浮过程中，水对模型底部的压强将 　 　（以上两空填“变大”、“变小”或“不变”）。

【答案】＝；变大；变小

【考点】物体浮沉条件

【分析】物体悬浮时，浮力等于自身重力；

通过进排气管向瓶中打气时，瓶内气体的压强将变大；

在上浮过程中，模型底部所处深度变小，根据p＝ρ_水gh可知水对模型底部的压强的变化情况。

【解答】解：如图所示，用塑料瓶制成的潜水艇模型悬浮于水中，此时模型受到的浮力等于重力；当通过进排气管向瓶中打气时，瓶内气体的压强将变大，模型将上浮；在上浮过程中，模型底部所处深度变小，根据p＝ρ_水gh可知水对模型底部的压强将变小。故答案为：＝；变大；变小。

【难度】3

15．（3分）家庭电路中，为保证用电器都能独立工作。各个用电器都是一端接零线，另一端接 　 　线，即这些用电器是 　 　联的。为防止触电，用电器的金属外壳还必须接 　 　线。

【答案】火；并；地

【考点】家庭电路中各元件的连接方式

【分析】（1）家庭电路中的电源，一根叫火线，另一根叫零线；用电器是并联接入电路的，工作时互不影响；

（2）家庭电路中为了安全用电，金属外壳都要接地，带有金属外壳的用电器漏电时，地线把人体短路，避免触电事故的发生。

【解答】解：家庭电路中各个用电器都是一端接零线，另一端接火线；用电器工作互不影响的，所以它们之间是并联的；带有金属外壳的用电器的外壳一定要接地线，避免带有金属外壳的用电器漏电时发生触电事故。故答案为：火；并；地。

【难度】3

16．（3分）如图所示，在“探究感应电流产生的条件”实验中，闭合开关，让导体AB静止在磁场中，回路中是否有感应电流产生？　 　。让导体AB做切割磁感线运动，回路中是否有感应电流产生？　 　。当回路中有感应电流时，将磁极对调，改变磁场方向，感应电流的方向是否改变？　 　。

【答案】否；是；是

【考点】产生感应电流的条件

【分析】闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动，导体中有感应电流；感应电流的方向与导体运动的方向和磁场的方向有关。

【解答】解：在“探究感应电流产生的条件”实验中，闭合开关，让导体AB静止在磁场中，导体没有做切割磁感线运动，回路中没有感应电流产生；让导体AB做切割磁感线运动，则回路中会有感应电流产生；当回路中有感应电流时，将磁极对调，改变磁场方向，由于感应电流的方向与导体运动的方向和磁场的方向有关，则感应电流的方向会改变。故答案为：否；是；是。

【难度】3

17．（2分）如图所示，有人把不锈钢块放在冰箱冷冻后，放进杯子中给饮料降温。你认为相同质量的不锈钢块和冰块相比，哪种降温效果更好？为什么？

【答案】因为冰比铁（不锈钢）的比热容大，由Q_吸＝cmΔt可知，相同质量的不锈钢块和冰块，升高相同温度时，冰块吸收的热量多，同时，冰块熔化也会吸收热量，所以相同质量的不锈钢块和冰块相比，冰块降温效果更好。

【考点】利用比热容解释生活中的现象

【分析】单位质量的某种物质温度每升高或降低1℃时所吸收或放出的热量称为该物质的比热容，由于冰比铁（不锈钢）的比热容大，故利用控制变量的思维进行分析判断即可。

【解答】答：因为冰比铁（不锈钢）的比热容大，由Q_吸＝cmΔt可知，相同质量的不锈钢块和冰块，升高相同温度时，冰块吸收的热量多，同时，冰块熔化也会吸收热量，所以相同质量的不锈钢块和冰块相比，冰块降温效果更好。

【难度】3

三、作图题

18．（2分）如图，一束光射到平面镜上，请画出其反射光线。

【答案】

【考点】利用光的反射作图

【分析】根据反射定律作出反射光线的光路图，反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。

【解答】解：首先过入射点垂直于镜面作出法线，然后根据反射角等于入射角，在法线另一侧画出反射光线。如图所示：

【难度】3

19．（2分）如图所示，用两个滑轮组成滑轮组提升重物，请画出滑轮组最省力的绕法。

【答案】

【考点】滑轮组的设计与组装

【分析】要使滑轮组最省力，就是使最多的绳子段数来承担物重，图中滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，有两种绕线方法。若n为偶数，绳子固定端在定滑轮上；若n为奇数，绳子固定端在动滑轮上；即：“奇动偶定”。

【解答】解：图中有一个动滑轮和一个定滑轮，要求最省力，则由3段绳子承担物重时，是最省力的绕绳方法；绳子先系在动滑轮的上挂钩，绕过上面的定滑轮，再绕过动滑轮，如图所示：

【难度】3

四、计算题

20．（6分）根据《西游记》的描述，孙悟空的金箍棒的质量约为6750kg，体积约为0.2m³，横截面积约为0.03m²，g取10N/kg。求：

（1）金箍棒的密度；

（2）金箍棒竖立在水平地面时，对地面的压强。

【答案】（1）金箍棒的密度为33.75×10³kg/m³；（2）金箍棒竖立在水平地面时，对地面的压强为2.25×10⁶Pa。

【考点】压强的公式的应用；密度的简单计算

【分析】（1）根据ρ 得出金箍棒的密度；

（2）金箍棒竖立在水平地面时，根据F＝G＝mg得出地面的压力，根据p 得出对地面的压强。

【解答】解：（1）金箍棒的密度ρ 33.75×10³kg/m³；（2）金箍棒竖立在水平地面时，对地面的压力F＝G＝mg＝6750kg×10N/kg＝67500N，对地面的压强p 2.25×10⁶Pa。答：（1）金箍棒的密度为33.75×10³kg/m³；（2）金箍棒竖立在水平地面时，对地面的压强为2.25×10⁶Pa。

【难度】3

21．（6分）如图所示电路，开关S断开时，电阻R₂两端的电压为2V，功率为1W；开关S闭合时，电阻R₁的功率为4.5W。求：

（1）开关S断开时，通过R₂的电流。

（2）R₁的阻值。

【答案】（1）开关S断开时，通过R₂的电流为0.5A。（2）R₁的阻值2Ω或8Ω。

【考点】欧姆定律的应用；电功率的综合计算

【分析】（1）由图可知，开关S断开时，R₁与R₂串联，利用P＝UI即可求出通过R₂的电流；

（2）当S断开时，R₁与R₂串联，利用串联电路的特点和欧姆定律得出电源电压的表达式；开关S闭合时为R₁的简单电路，其功率为4.5W，利用P 得出电源电压的表达式；然后两式联立求得R₁的阻值。

【解答】解：（1）由图可知，开关S断开时，R₁与R₂串联，根据P＝UI可得，通过R₂的电流：I₂ 0.5A；（2）当S断开时，R₁与R₂串联，根据串联电路中电流处处相等和I 可得电源电压：U＝IR₁+U₂＝0.5A×R₁+2V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，开关S闭合时为R₁的简单电路，根据P 可得电源电压：U ②，由①②联立可得：R₁＝2Ω或R₁＝8Ω。答：（1）开关S断开时，通过R₂的电流为0.5A。（2）R₁的阻值2Ω或8Ω。

【难度】5

五、实验探究题

22．（8分）要测量一个约为数百欧的电阻R_x的阻值，器材有：干电池两节，电压表（量程为0～3V、0～15V）、滑动变阻器（100Ω 2A）和电阻箱（0～9999Ω）各一个，开关、导线若干。测量电路如图甲所示。

（1）和通常使用的“伏安法”不同，这次实验没有选用电流表。请你简要说明原因：　 　。

（2）在接通电路前，应将滑动变阻器的滑片P移到 　 　端。

（3）连接好电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数如图乙所示为 　 　V。

（4）接下来把电路中的待测电阻R_x替换为电阻箱，然后要进行的操作是：　 　。

【答案】（1）电路中的电流很小，不能用电流表准确测出电流的大小；（2）b；（3）2.5；（4）保持滑动变阻器滑片P的位置不变，调节电阻箱，使电压表的示数仍为2.5V，并读出此时电阻箱接入电路的阻值，即为待测电阻Rx的阻值。

【考点】伏安法测电阻

【分析】（1）由题意知，电源电压为3V，R_x的阻值约为数百欧，根据欧姆定律可知，电路中的电流很小，不能用电流表准确测出电路中的电流大小；

（2）为保护电路，闭合开关接通电路前，应将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处；

（3）根据电压表所选量程及指针位置读数；

（4）本实验方案是利用等效法来测得R_x的阻值大小，当电阻箱与R_x分别与滑动变阻器串联在同一电源两端，且滑动变阻器接入电路的阻值不变时，调节电阻箱接入电路的阻值，使其两端的电压与R_x原来两端的电压相等，则根据串联电路分压特点可知，阻值等于电阻箱接入电路的阻值大小。

【解答】解：（1）由题意知，电源电压为3V，R_x的阻值约为数百欧，根据欧姆定律 可知，电路中的电流很小，不能用电流表准确测出电路中的电流大小，故没有选用电流表进行实验；（2）为保护电路，闭合开关接通电路前，应将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处，即将滑片P移到b端；（3）在图乙中，电压表所选量程为0～3V，分度值为0.1V，电压表的示数为2.5V；（4）本实验方案是利用等效法来测得R_x的阻值大小，当电阻箱与R_x分别与滑动变阻器串联在同一电源两端，且保持滑动变阻器接入电路的阻值不变时，调节电阻箱接入电路的阻值，使其两端的电压仍为2.5V，则根据串联电路分压规律可知，滑动变阻器两端的电压为：U_滑＝U﹣U_x＝U﹣U_箱＝3V﹣2.5V＝0.5V，即U_滑不变，且：U_x：U_滑＝R_x：R_滑＝R_箱：R_滑，由此可得：R_x的阻值等于电阻箱接入电路的阻值大小。所以，接下来的操作为：保持滑动变阻器滑片P的位置不变，调节电阻箱，使电压表的示数仍为2.5V。故答案为：（1）电路中的电流很小，不能用电流表准确测出电流的大小；（2）b；（3）2.5；（4）保持滑动变阻器滑片P的位置不变，调节电阻箱，使电压表的示数仍为2.5V，并读出此时电阻箱接入电路的阻值，即为待测电阻Rx的阻值。

【难度】3

23．（8分）在“探究凸透镜成像的规律”实验中：

（1）将凸透镜正对太阳，可在凸透镜后方得到一个最小、最亮的光斑，则光斑到凸透镜光心的距离为凸透镜的

　 　。

（2）如图甲所示，此时烛焰在光屏上成清晰的像，则像的性质是 　 　。

A.倒立、放大的实像

B.倒立、缩小的实像

C.倒立、等大的实像

D.正立、放大的虚像

（3）保持烛焰和光屏位置不变，取走凸透镜，则光屏上 　 　。

A.成正立、等大的实像

B.成倒立、等大的实像

C.成正立、等大的虚像

D.不成像

（4）保持烛焰和光屏位置不变，在原凸透镜位置换上另一个透镜模拟近视眼的成因。接着小莉和小华分别用自己的近视眼镜来模拟视力矫正，小莉的眼镜放在透镜前时，像仍成在光屏前方；小华的眼镜放在透镜前时，光屏上恰能成清晰的像。整个实验过程中用到的四块透镜如图乙所示，则放小华的眼镜时，实验所用的两块透镜分别是 　 　（填编号）。

【答案】（1）焦距；（2）B；（3）D；（4）①③。

【考点】加装眼镜片；探究凸透镜成像的规律

【分析】（1）平行主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点和光心之间的距离是焦距。

（2）凸透镜成实像时，若u＞v，成倒立、缩小的实像；若u＜v，成倒立、放大的实像。

（3）蜡烛经凸透镜成像是蜡烛的光经凸透镜折射后会聚而成，据此分析判断。

（4）同样口径的凸透镜越厚，焦距越小，聚光能力越强；凹透镜越厚焦距越小，对光线的发散作用越强；近视眼的晶状体太厚，折射能力太强，或眼球前后方向上太长，物体的像成在视网膜前，需要配戴凹透镜矫正；根据实验的现象结合四块透镜分析解答。

【解答】解：（1）太阳光可以看成平行光，将一个凸透镜正对太阳，此时平行光跟主光轴平行，经凸透镜折射后，会聚成最小最亮的光斑，是凸透镜的焦点，所以光斑到凸透镜光心的距离为凸透镜的焦距。（2）由图甲知，蜡烛到凸透镜距离（物距）大于光屏到凸透镜距离（像距），此时光屏上成清晰的像，像的性质是：倒立、缩小的实像，故选B。（3）蜡烛经凸透镜成像是蜡烛的光经凸透镜折射后会聚而成。保持烛焰和光屏位置不变，取走凸透镜，蜡烛的光沿直线射向光屏，所以在光屏上不能再成像，故选D。（4）保持烛焰和光屏位置不变，在原凸透镜位置换上另一个透镜来模拟近视眼的成因，因为近视眼晶状体太厚，所以应选择一个厚一点的凸透镜代替原凸透镜，由图乙知，用的是透镜①；近视眼镜是凹透镜，且镜片越厚，焦距越小，对光线的发散作用越强；小莉的眼镜放在透镜前时，像仍成在光屏前方，说明小莉的近视眼镜对光线发散作用较弱，镜片较薄；小华的眼镜放在透镜前时，光屏上恰能成清晰的像，说明小华的近视眼镜对光线发散作用比小莉的强，镜片较厚，用的是透镜③。故答案为：（1）焦距；（2）B；（3）D；（4）①③。

【难度】5

24．（8分）阅读短文，回答文后问题。

航速优化

化石燃料的广泛应用加快了人类文明的进程，但同时也污染了环境。因为大量燃烧化石燃料使大气中CO₂浓度增加，引起温室效应而导致全球变暖。人们意识到环境保护的重要性，开始从各个方面着手减少碳排放。

船舶航行大多使用柴油发动机，航行时受到的阻力通常和航行速度的平方成正比。降低航速可以大大减小航行阻力，发动机对推进设备做功的功率即推进功率就会大大减小，从而减少燃油消耗。但航速不是越小越好，因为船舶航行过程中除了推进设备，还有其他辅助设备工作，需要发动机做功。航速减小后，一段航程所需的航行时间就会延长，虽然推进功减少，但辅助功增加了。发动机要做的功包括推进功和辅助功两部分。航速优化就是要找到适合的航速，使发动机做的总功减少，达到节能减排的目的。

（1）在柴油发动机的工作循环中，排出CO₂等气体的冲程是 　 　。

（2）若船舶以速度v匀速直线航行，航行时受到的阻力为f＝kv²（k为常量）。则理想情况下，推进功率和速度

的关系为P_推＝　 　。

（3）某船舶航行时，每公里航程的推进功、辅助功和航速的关系如图所示，则最省油的航速约为　 　m/s。

（4）若题（3）中船舶的最大航速为10m/s，柴油发动机的效率为40%，柴油的热值为4.3×10⁷J/kg，则航速从最大航速降低到最省油航速，每公里航程少消耗柴油 　 　kg。

【答案】（1）排气冲程；（2）kv³；（3）6；（4）29。

【考点】内燃机的四个冲程；热机的效率公式与计算；功率的计算；功、功率的图像问题

【分析】（1）四冲程柴油机工作时，有吸气、压缩、做功、排气四个冲程；

（2）根据公式P Fv分析；

（3）分析图象，找出推进功和辅助功的和最小的点；

（4）根据图像找出速度为10m/s时的推进功和辅助功；求出此时与最省油时节省的推进功，根据效率求出节省的柴油完全燃烧放出的热量，根据热量公式求出节省的柴油的质量。

【解答】解：（1）在柴油发动机的工作循环中，排出CO₂等气体的冲程是排气冲程；（2）若船舶以速度v匀速直线航行，航行时受到的阻力与牵引力是一对平衡力，大小相等；根据P Fv可知，推进的功率为：P_推＝Fv＝fv＝kv²×v＝kv³；（3）根据图像可知，当推进功为2×10⁸J，辅助功为5×10⁸J时，推进功和辅助功的和是7×10⁸J，是最小的，此时对应的速度为6m/s；（4）由图可知，当v'＝10m/s时的推进功约为8.5×10⁸J，辅助功约为3.5×10⁸J，与最省油时相比，节省的功为：W'＝8.5×10⁸J+3.5×10⁸J﹣2×10⁸J﹣5×10⁸J＝5×10⁸J；柴油发动机的效率为40%，则完全燃烧节省的柴油放出的热量为：Q 1.25×10⁹J；每公里航程少消耗柴油的质量为：m 29kg。故答案为：（1）排气冲程；（2）kv³；（3）6；（4）29。

【难度】5