2021年山东省聊城市中考物理试卷

一、单项选择题（本题包括10个小题；毎小题3分，共30分，每小题只有一个选项符合题意，选对得分，错选、不选或多选均得0分）

1．（3分）下列物理学家或学者与他研究的成果对应正确的是（　　）

A．沈括最早记述了地理的两极和地磁的两极不重合

B．法拉第最先通过实验发现了电与磁之间的联系

C．伽利略最早利用水银做实验测得了大气压的数值

D．奥斯特通过实验最先精确的确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系

【答案】A

【考点】物理常识

【分析】本题考查物理学史，应记住一些物理学家及他们的贡献，可逐一对题干中的描述做出判断。

【解答】解：A、沈括最早记述了“地理的两极和地磁两极不重合”的现象，即发现了磁偏角，故A正确；B、奥斯特首先发现了电与磁之间的联系，法拉第发现了电磁感应现象，故B不正确C、托里拆利最早利用水银做实验测得了大气压的数值，故C不正确；D、焦耳最先精确确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，而不是奥斯特，故D不正确。故选：A。

【难度】1

2．（3分）关于声现象，下列说法正确的是（　　）

A．用大小不同的力先后敲击同一物体，可以改变物体发声的音调

B．医生利用听诊器来诊断疾病是利用了声音能传递信息

C．声音在真空中传播的速度为3×10⁸m/s

D．在教室周围植树可以在声源处减弱噪声

【答案】B

【考点】减弱噪声的途径；声音的传播条件；响度与振幅、距离发声体的关系；声与信息

【分析】（1）声音的三个特征分别是：音调、响度、音色，是从不同角度描述声音的，音调指声音的高低，由振动频率决定；响度指声音的强弱或大小，与振幅和距离有关；音色是由发声体本身决定的一个特性；

（2）声音可以传递信息，也可以传递能量；

（3）声音的传播靠介质，真空不能传声；

（4）减弱噪声有三条途径，即在声源处减弱、在人耳处减弱、在传播过程中减弱。

【解答】解：A、用大小不同的力敲击音叉，音叉振动的幅度不同，发出声音的响度就会不同，但其本身振动的频率不变，音调就不会变化，故A错误；B、医生利用听诊器听音诊断疾病，是利用声音来传递信息，故B正确；C、声音的传播靠介质，声音不可以在真空中传播，故C错误；D、在教室周围植树，是在声音的传播过程中减弱噪声，故D错误。故选：B。

【难度】1

3．（3分）如图所示的光学现象中，属于光的折射形成的是（　　）

A． 墙上的手影

B． 铅笔的弯折

C． 日食的形成

D． 水中的月亮

【答案】B

【考点】光的折射现象

【分析】光在同种均匀介质中沿直线传播，如：小孔成像和影子的形成等；

当光照射到两种物质分界面上时，有一部分光被反射回来发生反射现象，如：平面镜成像、水中倒影等；

当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向的会改变，发生折射现象，如：看水里的鱼比实际位置浅等。

【解答】解：A、墙上的手影，影子的形成利用了光沿直线传播的原理，故A错误；B、杯中“折断”的铅笔，这是光的折射现象，故B正确；C、日食是由光的直线传播形成的，故C错误；D、水中的“倒影”属于平面镜成像，平面镜成像是利用光的反射原理，故D错误；故选：B。

【难度】1

4．（3分）为了增强中学生的身体素质，某学校的体育测试增设了铅球项目，在某次投掷铅球的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．铅球一直受到平衡力的作用

B．手对铅球的力大于铅球对手的力

C．铅球离开后会继续向前运动，是因为铅球具有惯性；铅球最终停下来，惯性消失

D．铅球在空中运动时，如果受到的力全部消失，它将做匀速直线运动

【答案】D

【考点】力的相互性；相互作用力的大小相等、方向相反；惯性的概念；惯性的普遍性；力与运动的关系

【分析】（1）受平衡力的物体，运动状态不会改变；

（2）力的作用是相互的；

（3）一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，叫惯性；

（4）根据牛顿第一定律可知，当物体不受任何外力的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态，在力消失的一瞬间，原来运动的物体将做匀速直线运动，原来静止的物体将永远静止下去。

【解答】解：A、掷铅球的过程中，铅球运动的速度和方向不断发生变化，受非平衡力的作用，故A错误；B、手对铅球的力等于铅球对手的力，故B正确；C、投掷铅球时，铅球离开手后继续向前运动是由于铅球具有惯性，铅球最终停下来，仍然具有惯性，故C错误；D、根据牛顿第一定律可知，铅球在空中运动时，如果受到的力全部消失，它将做匀速直线运动，故D正确。故选：D。

【难度】1

5．（3分）生活中处处有物理，下列说法错误的是（　　）

A．甲图钳子是省力杠杆

B．乙图破窗锤的敲击端做成锥状是利用减小受力面积来增大压强

C．丙图自行车刹车时用力捏车闸是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力

D．丁图在火车站站台候车时，人必须站在安全线以外，是为了避免列车驶过时空气流速增大压强减小造成的危险

【答案】C

【考点】杠杆的分类；增大有益摩擦的方法；增大压强；流体压强与流速的关系

【分析】（1）动力臂大于阻力臂的杠杆属于省力杠杆；

（2）增大压强的方法：在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强；在受力面积一定时，通过增大压力来增大压强；

（3）增大摩擦的方法：增大压力，增大接触面的粗糙程度；

（4）流体的压强跟流体的速度有关，流体流速越大的地方，压强越小。

【解答】解：A、钳子在使用时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故A正确；B、破窗锤的敲击端做成锥状，是通过减小受力面积来增大压强，故B正确；C、骑共享单车刹车时用力捏车闸，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力，故C错误；D、当列车驶进站台时，会带动人和车之间的空气流动速度加快，根据流体压强与流速的关系可知：安全线以内的地方空气流速增大，压强减小，而此时人外侧的空气流动速度慢，根据流体压强与流速的关系可知，人外侧空气流速慢压强大，而内侧流速快压强小，会产生一个向内侧的压强差，将人推向火车，易出现危险，故D正确。故选：C。

【难度】3

6．（3分）如图所示，小明从滑梯上滑下，在运动越来越快的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．以滑梯为参照物小明是静止的

B．小明的重力势能减小，动能增大

C．小明的重力势能全部转化为动能

D．小明的机械能守恒

【答案】B

【考点】动能和重力势能的相互转化；机械能的守恒；参照物的选择

【分析】（1）在研究物体运动时，要选择参照的标准，即参照物，物体的位置相对于参照物发生变化，则运动，不发生变化，则静止。

（2）动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大；

重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度．质量越大，高度越高，重力势能越大；

不计空气阻力和摩擦阻力时，机械能没有转化为内能，机械能守恒。

【解答】解：A、以滑梯为参照物，小明与滑梯之间有位置变化，所以小明是运动的，故A错误；B、小明从滑梯上滑下，在运动越来越快的过程中，其质量不变，高度变小，速度变大，故小明的重力势能减小，动能增大，故B正确；CD、小明从滑梯上滑下的过程中，需要克服阻力做功，会有一部分机械能转化为内能，所以小明的重力势能没有全部转化为动能、机械能不守恒，故CD错误。故选：B。

【难度】3

7．（3分）关于下列热学实验说法正确的是（　　）

A．甲图气体扩散实验中只有二氧化氮分子在不停地做无规则运动

B．乙图两个紧压在一起的铅柱没有被重物拉开，是因为铅柱的分子之间存在斥力

C．丙图用电加热器给食用油加热，随着温度的升高，食用油的内能增加

D．丁图水蒸气的压力把塞子推出去，这个过程中的能量转化和汽油机压缩冲程的能量转化相同

【答案】C

【考点】扩散现象；分子间作用力的现象；温度、内能、热量的关系；能量的转化与转移

【分析】（1）分子是在永不停息地做无规则运动；

（2）分子间存在相互作用的引力和斥力；

（3）物体吸收热量，内能增加；

（4）改变物体内能的方式有做功和热传递；在汽油机的四冲程中，其中压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲程将内能转化为机械能。

【解答】解：A、甲图气体扩散实验中除了二氧化氮分子在不停地做无规则运动，空气分子也在不停地做无规则运动，故A错误；B、乙图两个紧压在一起的铅柱没有被重物拉开，是因为铅柱的分子之间存在引力，故B错误；C、丙图用电加热器给食用油加热，食用油吸收热量，温度升高，食用油的内能增加，故C正确；D、在塞子被冲出试管口的过程中，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，与内燃机的做功冲程能量转化相同，故D错误。故选：C。

【难度】3

8．（3分）关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（　　）

A．不高于220V的电压对人体都是安全的

B．闭合教室里一个开关，三盏灯同时亮，说明这三盏灯是串联的

C．使用试电笔时不能接触笔尾的金属体

D．家庭电路中电流过大导致空气开关跳闸，原因是电路短路或者总功率过大

【答案】D

【考点】短路对家庭电路的影响；串联和并联的概念与辨析；常见电压的大小；试电笔的结构与使用；总功率过大对家庭电路的影响

【分析】（1）对人体的安全电压是不高于36V。

（2）并联电路中各用电器工作互不影响。

（3）试电笔在使用时，人体一定要接触笔尾金属体。

（4）家庭电路中电流过大的原因：短路或用电器总功率过大。

【解答】解：A、不高于36V的电压对人体都是安全的，故A错误；B、教室里三盏灯是并联的，故B错误；C、试电笔在使用时，人体一定要接触笔尾金属体，故C错误；D、家庭电路中电流过大导致空气开关跳闸，原因是电路短路或者总功率过大，故D正确。故选：D。

【难度】3

9．（3分）下列关于生活中电和磁的应用，工作原理对应错误的是（　　）

A．手摇发电机的工作原理是电磁感应

B．电磁起重机的工作原理是电流的磁效应

C．动圈式话筒的工作原理是安培定则

D．电动机的工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用

【答案】C

【考点】发电机的原理；发电机能量转化；动圈式话筒；电流的热效应；电动机工作原理

【分析】（1）发电机原理为电磁感应；

（2）电磁铁的原理是电流的磁场效应；

（3）动圈式话筒的原理是电磁感应原理；

（4）电动机的工作原理：通电线圈在磁场中受力转动。

【解答】解：A、发电机的工作原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能，故A正确；B、电磁起重机的主要元件是电磁铁，它的工作原理是电流的磁效应，故B正确；C、动圈式话筒的原理是电磁感应原理，故C错误；D、电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，故D正确。故选：C。

【难度】3

10．（3分）某型号的电热毯有高温和低温两个挡，其内部电路原理图和主要参数如图和表所示，R₁是发热体，以下说法正确的是（　　）

额定电压	220V
高温发热功率	121W
低温发热功率	44W
交流频率	50Hz

A．当S闭合时是低温挡

B．发热体的电阻是40Ω

C．在低温挡工作1min发热体产生的热量是44J

D．实际电压为200V时，高温挡实际发热功率是100W

【答案】D

【考点】电热的多挡问题；电功率多档位问题；电功率的综合计算

【分析】（1）当开关S闭合时，电阻R₂被短路，电路中只有R₁，电阻较小，根据P 判断出功率的大小；

当开关S断开时，两电阻串联，电路的总电阻较大，由I 判断出电路中电流的大小，由P＝I²R₁判断出R₁功率的大小；

（2）根据P 算出发热体的电阻；

（3）由Q＝W＝P_低温t算出在低温挡工作1min发热体产生的热量；

（4）当实际电压为200V时，利用P 可求得高温挡的实际功率。

【解答】解：（1）当开关S闭合时，电阻R₂被短路，电路中只有R₁，电阻较小，根据P 知R₁的功率较大，处于高温挡；当开关S断开时，两电阻串联，电路的总电阻较大，由I 知电路中的电流较小，由P＝I²R₁知R₁的功率较小，处于低温挡，故A错误；（2）开关S闭合时，电路中只有R₁，根据P 知R₁的电阻为：R₁ 400Ω，故B错误；（3）在低温挡工作1min发热体产生的热量是：Q＝W＝P_低温t＝44W×60s＝2640J，故C错误；（4）根据P 知实际电压为200V时高温挡实际发热功率为：P_高′ 100W，故D正确。故选：D。

【难度】5

二、多项选择题（本题包括3个小题；每小题4分，共12分，每小题的选项中至少有两个符合题意，全部选对得4分，选对但不全得2分，错选或不选得0分）

11．（4分）（多选）在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，所用凸透镜的焦距为10cm，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上成清晰的像（像未在图中画出来），下列说法正确的是（　　）

A．实验前应调整烛焰、透镜、光屏的中心在同一水平直线上

B．光屏上形成的是烛焰倒立、放大的实像

C．图中烛焰的成像特点与照相机成像特点相同

D．将蜡烛移到光具座35cm刻度线处，保持凸透镜位置不动，向右移动光屏到合适位置，可以得到烛焰倒立、放大的清晰实像

【答案】ACD

【考点】探究凸透镜成像的规律

【分析】（1）为使像能成在光屏的中央，应调整凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处；（2）凸透镜成实像时，根据物距和像距的关系，能判断凸透镜的成像情况：物距大于2f，凸透镜成倒立缩小的实像，像距处于f和2f之间，照相机根据这个原理制成；物距等于2f，凸透镜成倒立等大的实像；物距处于f和2f之间，凸透镜成倒立放大的实像，像距大于2f，幻灯机或投影仪根据这个原理制成；物距小于f，凸透镜成正立放大的虚像，放大镜根据这个原理制成。

【解答】解：A、将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在同一水平直线上。其目的是使像成在光屏的中央；故A正确；BC、根据图示可知，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，因此与照相机原理相同。故B错误，C正确；D、将蜡烛移到光具座35cm刻度线处，此时物距处于f和2f之间，凸透镜成倒立放大的实像，故D正确。故选：ACD。

【难度】5

12．（4分）在“测量滑轮组机械效率”的实验中，实验装置和弹簧测力的示数如图所示，已知每个钩码的重力为0.5N，缓慢拉动弹簧测力计，5s内使钩码升高了10cm，不计摩擦，则下列说法正确的是（　　）

A．拉力做的有用功为0.05J

B．滑轮组的机械效率为66.7%

C．拉力做功的功率为0.01W

D．若利用此滑轮组提升4个同样的钩码，则滑轮组机械效率变大

【答案】BD

【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算；功率的计算；有用功、额外功与总功

【分析】（1）利用W_有＝Gh求有用功；

（2）根据图确定弹簧测力计的分度值读数，由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离s＝nh，利用W_总＝Fs求拉力做的总功，利用η 100%求滑轮组的机械效率；

（3）利用P 求拉力做功的功率；

（4）利用不计摩擦时η 分析解答。

【解答】解：A、由图可知，滑轮组提起两个钩码，因此有用功：W_有＝Gh＝2×0.5N×10×0.01m＝0.1J，故A错误；B、由图可知，弹簧测力计的分度值是0.1N，示数为0.5N；由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离s＝nh＝3×10×0.01m＝0.3m，拉力做的总功：W_总＝Fs＝0.5N×0.3m＝0.15J，滑轮组的机械效率 η 100% 100%≈66.7%，故B正确；C、拉力做功的功率：P 0.03W，故C错误；D、因为不计摩擦时η ，动滑轮重力不变，提升的物重增加，所以滑轮组机械效率变大，故D正确。故选：BD。

【难度】5

13．（4分）如甲图所示的电路，在滑动变阻器R₁的滑片从A端向B端滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如乙图所示，下列说法正确的是（　　）

A．滑动变阻器的最大电阻为20Ω

B．R₂的阻值为20Ω

C．电源电压为4.5V

D．该电路消耗的最大电功率为0.45W

【答案】AC

【考点】欧姆定律的应用；电功率的综合计算

【分析】由电路图可知，闭合开关，R₁与R₂串联，电压表测R₁两端的电压，电流表测电路中的电流。

（1）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路为R₂的简单电路，电路中的电流最大，根据欧姆定律表示出电源的电压；当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电压表的示数最大，根据图象读出电表的示数，根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值，利用串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R₂的阻值，进一步求出电源的电压；

（2）当电路中电流最大时电路消耗的总功率最大，根据P＝UI求出电路消耗的最大功率。

【解答】解：由电路图可知，闭合开关，R₁与R₂串联，电压表测R₁两端的电压，电流表测电路中的电流。ABC、当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，由图乙可知I₁＝0.45A，由I 可得，电源的电压：U＝I₁R₂＝0.45A×R₂，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由图2可知，I₂＝0.15A，U₁＝3.0V，则滑动变阻器的最大阻值：R₁ 20Ω，故A正确；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压：U＝U₁+I₂R₂＝3.0V+0.15A×R₂，

因电源的电压不变，所以，0.45A×R₂＝3.0V+0.15A×R₂，解得：R₂＝10Ω，故B错误；电源的电压U＝I₁R₂＝0.45A×10Ω＝4.5V，故C正确；D、电路的最大功率：P_大＝UI₁＝4.5V×0.45A＝2.025W，故D错误。故选：AC。

【难度】5

三、填空题（本题包括5个小题；每空1分，共10分）

14．（2分）和毛皮摩擦过的橡胶棒带 　 　电荷；如图所示，将这根摩擦后的橡胶棒接触验电器的金属球，金属箔片张开，是因为 　 　。

【答案】负；同种电荷相互排斥。

【考点】正电荷和负电荷；电荷间的相互作用

【分析】（1）当用丝绸摩擦玻璃棒时，玻璃棒带正电荷，丝绸带负电荷；当用毛皮摩擦橡胶棒时，橡胶棒带负电荷，毛皮带正电荷。

（2）验电器是根据同种电荷相互排斥的原理制作的，金属箔片所带的电荷量越多，其张角越大。

【解答】解：（1）自然界中只有两种电荷，一种是用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷，叫作正电荷，另一种是用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷，叫作负电荷。（2）用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球，验电器的两金属箔片都带上了相同的负电荷，两金属箔片由于同种电荷相互排斥而张开。故答案为：负；同种电荷相互排斥。

【难度】1

15．（2分）小丽观察到书桌上的笔筒里有一个透镜，并看到了如图所示的现象，则该透镜是 　 　透镜，可以用它来矫正 　 　眼（选填“近视”或“远视”）。

【答案】凸；远视

【考点】透镜的辨析；远视眼的形成原因；远视眼的矫正

【分析】①凸透镜能成正立放大的虚像，以及凸透镜对光线有会聚作用。②远视眼是像呈在视网膜的后方。

【解答】解：由图可看出物体的图像变大了，所以该镜是凸透镜；远视眼是像呈在视网膜的后方，要想使像呈在视网膜上，应戴一会聚透镜，即凸透镜，所以该镜可以用以矫正远视眼。故答案为：凸；远视。

【难度】1

16．（2分）为测量一个不吸水石块的密度，首先用天平测量出它的质量，所用砝码的质量和游码的位置如甲图所示，则石块的质量是 　 　g，用排水法测出它的体积如乙图所示，则它的密度是 　 　kg/m³。

【答案】55.4；2.77×10³。

【考点】测量固体的密度

【分析】明确游码标尺的分度值，则石块的质量等于砝码的质量与游码左侧对应的刻度值之和，固体浸没在液体前后量筒刻度的差值等于石块的体积，再由密度公式可求固体的密度。

【解答】解：由甲图可知，游码标尺的分度值为0.1g，此时游码左边缘对应的刻度值为0.4g，砝码的质量为55g，所以石块的质量m＝55g+0.4g＝55.4g；由乙图可知，石块浸没前量筒中水的体积为V₁＝20mL，浸没后量筒中水和固体的总体积为V₂＝40mL，则固体的体积V＝V₂﹣V₁＝40mL﹣20mL＝20mL＝20cm³；由密度公式得：石块的密度为ρ ；又因为1g/cm³＝1×10³kg/m³，所以ρ＝2.77×10³kg/m³；故答案为：55.4；2.77×10³。

【难度】1

17．（2分）近年来我国在深海技术领域和空间技术领域捷报频传，2020年11月10日“奋斗者”号载人潜水器成功实现10909米坐底海试。“奋斗者”号在下潜的过程中，深度越深所受海水压强越 　 　；2021年5月15日，“天问一号”探测器在火星乌托邦平原南部预选着路区着陆，在火星上首次留下中国印迹，火星探测器通过 　 　（选填“超声波”或“电磁波”）向地球传回信号。

【答案】大；电磁波

【考点】液体压强规律；液体压强与深度的关系；电磁波的传播

【分析】（1）根据p＝ρgh可知，液体压强随着深度的增加而增大；

（2）卫星信号都是通过无线电波来传递信息的。

【解答】解：根据p＝ρgh可知，“奋斗者”号在下潜的过程中，深度越深所受海水压强越大；因电磁波可以在真空中传播，所以从火星探测器与地球之间用电磁波传递信息。故答案为：大；电磁波。

【难度】1

18．（2分）针对新冠疫情，我国采取了各项措施，例如图甲所示，在公共场所的入口设有自动测温设备，当人通过时，可以显示出人的体温，受其启发，小明同学为学校的图书馆设计了“自动测温门”，电路如图乙所示，R是定值电阻，R_t是一个由半导体材料制成的热敏电阻，其阻值随温度变化关系如图丙所示，电源电压不变，则被测者体温越高，电流表的示数 　 　（选填“越大”或“越小”），电压表的示数 　 　（选填“越大”或“越小”）。

【答案】越大；越小

【考点】动态电路的分析

【分析】由电路图可知定值电阻R与热敏电阻R_t串联，电压表测R_t两端的电压，电流表测电路中的电流。

根据图乙可知被测者体温升高时R_t阻值的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R两端电压的变化，根据串联电路的电压规律分析R_t两端的电压变化。

【解答】解：由电路图可知定值电阻R与热敏电阻R_t串联，电压表测R_t两端的电压，电流表测电路中的电流；由图丙可知，当被测者体温升高时，R_t的阻值越小，电路中的总电阻越小，由I 可知，电路中的电流越大，即电流表的示数越大；由U＝IR可知，定值电阻R两端的电压越大，由串联电路的电压特点知，R_t两端的电压越小，即电压表的示数越小。故答案为：越大；越小。

【难度】1

四、作图题（本题包括2个小题；每小题2分，共4分）

19．（2分）如图所示，从A点出发的一条光线，经平面镜反射后，其反射光线恰好经过B点，请作出这条入射光线并完成光路图。

【答案】

【考点】利用光的反射作图

【分析】根据平面镜成像的特点知，反射光线好像是由像点发出的，由物与像关于镜面对称，作出像点后，连接A′B，与镜面的交点为入射点，再完成光路。

【解答】解：过镜面作出点A的对称点A′，即为点光源A在平面镜中的像，连接A′B与镜面交于O点，即为入射点（反射点），连接AO就得到入射光线，OB为反射光线，如下图所示：

【难度】3

20．（2分）如图所示，用一根细绳拴着一个沙袋，甩起来，使沙袋绕手做圆周运动，请画出此时沙袋的受力示意图（不考虑空气对沙袋的作用）。

【答案】

【考点】画力的示意图

【分析】对沙袋进行受力分析，将力的大小、方向、作用点表示在图上。

【解答】解：细绳拉着沙袋绕手做圆周运动，此时沙袋受重力和细绳的拉力，重力方向竖直向下，拉力方向沿细绳指向手，作用点在沙袋的重心上，如图所示：

【难度】3

五、实验探究题（本题包括3个小题，共15分）

21．（4分）某实验小组用图甲的装置，探究水沸腾时温度变化的特点，实验数据记录如表。

时间/min	0	0.5	1	1.5	2	2.5	3	3.5
温度/℃	90	92	94	96	98	98	98	98

（1）图 　 　（选填“乙”或“丙”）能反映水沸腾时产生气泡的情形。

（2）从实验数据可以看出，水在沸腾时温度变化的特点是：继续吸热，温度 　 　。

（3）为了缩短从给水加热到水开始沸腾的时间，请你提出一条有效的操作建议：　 　。

（4）烧杯中水的质量是40g，忽略水的质量变化，从开始计时到加热1.5min的过程中，水吸收的热量是 　 　J。[c_水＝4.2×10³J/（kg•℃）]

【答案】（1）丙；（2）保持不变；（3）减少水的质量；（4）1008。

【考点】缩短液体沸腾实验加热的时间的方法；探究水沸腾时温度变化的特点

【分析】（1）液体沸腾前气泡在上升过程中体积逐渐变小，沸腾时气泡在上升过程中体积逐渐变大；

（2）通过实验数据得出水沸腾的特点；

（3）缩短加热至沸腾所用的时间的方法：①提高水的初温；②适当减少水的质量；③给烧杯加盖；④增大火焰等；

（4）通过实验数据确定从开始计时到加热1.5min时温度的变化量，再根据Q＝cmΔt计算水吸收的热量。

【解答】解：（1）水沸腾时气泡在上升过程中体积逐渐变大，故图丙能反映水沸腾时产生气泡的情形；（2）由实验数据可知2min后，对水继续加热，但温度保持98℃不变，故水在沸腾时吸热温度保持不变；（3）为了缩短从给水加热到水开始沸腾的时间，可以①提高水的初温；②适当减少水的质量；③给烧杯加盖；④增大火焰等；（4）由实验数据可知，从开始计时到加热1.5min时温度的变化量Δt＝96℃﹣90℃＝6℃，水吸收的热量为 1008J。故答案为：（1）丙；（2）保持不变；（3）减少水的质量；（4）1008。

【难度】3

22．（5分）在测量“小车运动的平均速度”实验中，如甲图所示把小车放到斜面的顶端，金属片放到斜面的底端，用刻度尺测出小车将要通过的路程s₁，用停表测量小车从斜面顶端由静止滑下到撞击金属片的时间t₁，停表记录的时间如乙图所示，由以上测量即可算出小车通过全程的平均速度v₁。

（1）小车沿斜面下滑的过程，做 　 　（选填“匀速”或“变速”）直线运动。

（2）s₁＝　 　cm，t₁＝　 　s，v₁＝　 　m/s（保留三位小数）。

（3）用同样的方法可测量并计算出小车通过斜面上半段的平均速度v₂，则v₁　 　v₂（选填“＞”、“＜”或“＝”）。

【答案】（1）变速；（2）80.0；4.5；0.178；（3）＞。

【考点】平均速度

【分析】（1）小车在斜面上运动的速度越来越快，据此分析；

（2）刻度尺读数时要估读到分度值的后一位，据此读出小车从斜面顶端到撞击金属片时路程；停表的小盘的单位是分钟，大盘的单位是秒，小盘的指针靠近前一数值时，大盘读数在前30s，小盘的指针靠近后一数值时，大盘读数在后30s，据此读出停表的示数；再利用速度公式求出小车通过全程的平均速度；

（3）已知小车在斜面上做加速运动，前半程的时间大于后半程的时间，利用速度公式分别将前半程和全程的平均速度表示出来，二者比较即可知道v₁和v₂的大小关系。

【解答】解：（1）小车在斜面上运动的速度越来越快，做的是加速运动，即做变速直线运动；（2）由图甲可知小车从斜面顶端到撞击金属片时路程为s₁＝80.0cm＝0.800m，由图乙可知，停表的小表盘的指针在0～1之间，读数为0min，小盘的指针更靠近“0”，因此大盘的指针读数在前30s，即t₁＝4.5s，则小车通过全程的平均速度为：v₁ 0.178m/s；（3）因为小车在斜面下滑的过程中做加速运动，前半程的时间比后半程的时间长，即前半程的时间 （2t₂＞t₁），由v 可知前半程的平均速度 ，全程的平均速度v₁ ，因此v₁＞v₂。故答案为：（1）变速；（2）80.0；4.5；0.178；（3）＞。

【难度】5

23．（6分）小华同学在“探究电流与电阻关系”的实验时，电阻R有5Ω、10Ω，20Ω三种规格，滑动变阻器有型号一“20Ω 2A”和型号二“50Ω 1A”两种规格，电源电压保持6V不变，他设计的电路图如图甲所示。

（1）根据电路图，用笔画线将乙图的实物图连接完整。

（2）小华完成第一次实验后，做第二次实验时将电阻由5Ω更换为10Ω，闭合开关，应调节滑动变阻器的滑片P向 　 　（选填“A”或“B”）端移动，直到 　 　为止，按照同样的方法，完成了第三次实验，三次实验的数据如表所示，整个实验过程中应选择型号 　 　的滑动变阻器。

次数	第一次	第二次	第三次
电阻R/Ω	5	10	20
电流I/A	0.4	0.2	0.1

（3）根据实验数据，小华得到如下实验结论：　 　。

（4）利用这个电路还能完成的实验有：　 　。（写出一条即可）

【答案】（1）见上图；（2）B；电压表的示数为2V；二；（3）在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；（4）伏安法测电阻。

【考点】探究电流与电阻的关系

【分析】（1）滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联入电路中，电压表并联在定值电阻的两端；

（2）在研究电流与电阻关系实验时，应控制电阻两端的电压不变，根据串联电路的分压特点判断滑片移动的方向；

求电路电流最小时滑动变阻器接入电路的阻值，然后选择滑动变阻器规格；

（3）由表格数据可知，当导体电阻增大时，通过导体的电流减小，通过导体的电流与导体的电阻的乘积不变，由此可得出结论；

（4）根据欧姆定律回答。

【解答】解：（1）滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联入电路中，电压表并联在定值电阻的两端，如下图所示： ；（2）由表中第一组实验数据可知，定值电阻两端电压为U＝0.4A×5Ω＝2V；在研究电流与电阻关系实验时，应控制电阻两端的电压不变，由串联电路中电阻越大分得的电压越大可知，将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻，电阻两端的电压变大，即电压表示数大于2V，要使电压表的示数不变，滑动变阻器的滑片应向B移动，增大接入电路中的电阻，减小电阻两端的电压，直至电压表的示数2V为止；滑动变阻器两端电压U_滑＝U﹣U_R＝6V﹣2V＝4V，测最后一组实验数据时，滑动变阻器接入电路的阻值：R_滑 40Ω，所以应该选用“50Ω 1A”的型号二。（3）根据表中数据可知，导体中的电流与电阻的乘积为一定值，故得出的结论为：在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；（4）因电压表可测量出电阻的电压，电流表可测量出电阻的电流，根据R ，利用该电路还能完成的实验有伏安法测电阻实验。故答案为：（1）见上图；（2）B；电压表的示数为2V；二；（3）在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；（4）伏安法测电阻。

【难度】5

六、计算题（本题包括3个小题，共29分。解答时应写出必要的文字说明、主要公式和重要的演算步探，只写最后答案不得分；有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）

24．（8分）一辆汽车以20m/s的速度在平直的公路上匀速行驶了3km，受到的阻力为1200N，燃烧了0.3kg汽油。（汽油的热值q＝4.6×10⁷J/kg）求：

（1）牵引力做了多少功；

（2）这些汽油完全燃烧放出的热量；

（3）发动机的效率。

【答案】解：（1）已知汽车匀速行驶时受到的阻力为f＝1200N，由二力平衡的条件可知汽车的牵引力为：F＝f＝1200N，则牵引力做的功为：W＝Fs＝1200N×3×10³m＝3.6×10⁶J；（2）这些汽油完全燃烧放出的热量为：Q_放＝qm＝4.6×10⁷J/kg×0.3kg＝1.38×10⁷J；（3）发动机的效率为：η 26.1%。答：（1）牵引力做了3.6×10⁶J的功；（2）这些汽油完全燃烧放出的热量为1.38×10⁷J；（3）发动机的效率为26.1%

【考点】热机的效率公式与计算；功的简单计算；热值的简单计算

【分析】（1）已知汽车行驶时受到的阻力，匀速直线运动的物体受力平衡，由二力平衡的条件可知汽车的牵引力，再根据W＝Fs可求出牵引力做的功；

（2）已知汽油的热值和消耗汽油的质量，利用Q_放＝qm可求出汽油完全燃烧放出的热量；

（3）利用η 可求出发动机的效率。

【解答】解：（1）已知汽车匀速行驶时受到的阻力为f＝1200N，由二力平衡的条件可知汽车的牵引力为：F＝f＝1200N，则牵引力做的功为：W＝Fs＝1200N×3×10³m＝3.6×10⁶J；（2）这些汽油完全燃烧放出的热量为：Q_放＝qm＝4.6×10⁷J/kg×0.3kg＝1.38×10⁷J；（3）发动机的效率为：η 26.1%。答：（1）牵引力做了3.6×10⁶J的功；（2）这些汽油完全燃烧放出的热量为1.38×10⁷J；（3）发动机的效率为26.1%。

【难度】3

25．（9分）在今年我市的实验操作技能考试中，某同学的实验过程如图所示：他先将重1N，底面积为100cm²的溢水杯装满6N的某种液体，再把一个物块悬挂在弹簧测力计的挂钩上，物块在空气中时，弹簧测力计的示数是1.5N，把物块浸没在溢水杯中的液体中时，弹簧测力计的示数是0.9N，同时用空小桶收集排开的液体，已知物块的密度为3×10³kg/m³，g取10N/kg，求：

（1）物块浸入液体前，溢水杯对桌面的压强；

（2）小桶收集到的液体的质量。

（3）液体的密度。

【答案】（1）物块浸入液体前，溢水杯对桌面的压强为700Pa；（2）小桶收集到的液体的质量为0.06kg；（3）液体的密度为1.2g/cm³。

【考点】压强的公式的应用；称重法测量浮力；利用阿基米德原理进行简单计算；重力的计算

【分析】（1）物块浸入液体前，溢水杯对桌面的压力等于溢水杯和液体的总重力，根据p 求出溢水杯对桌面的压强；

（2）根据称重法求出物块受到的浮力，再根据阿基米德原理可知排开液体的重力，最后根据G＝mg求出小桶内收集到液体的质量；

（3）根据G＝mg求出物块的质量，已知物块的密度，根据密度公式求出物块的体积；物块浸没在液体中，则物块排开液体的体积（小桶中液体的体积）等于物块的体积，知道小桶收集到的液体的质量，最后根据密度公式求出液体的密度。

【解答】解：（1）物块浸入液体前，溢水杯对桌面的压力等于溢水杯和液体的总重力，则溢水杯对桌面的压力：F＝G_杯+G_液＝1N+6N＝7N，则溢水杯对桌面的压强：p 700Pa；（2）由称重法可知，物块受到的浮力：F_浮＝G﹣F_示＝1.5N﹣0.9N＝0.6N；由阿基米德原理可知，小桶收集到液体的重力：G_液′＝F_浮＝0.6N，由G＝mg可知，小桶收集到的液体的质量：m_液′ 0.06kg＝60g；（3）物块的质量：m 0.15kg＝150g，物块的密度ρ＝3×10³kg/m³＝3g/cm³，因物块浸没在液体中，则物块排开液体的体积（小桶中液体的体积）：V_排＝V 50cm³，液体的密度：ρ_液 1.2g/cm³。答：（1）物块浸入液体前，溢水杯对桌面的压强为700Pa；（2）小桶收集到的液体的质量为0.06kg；（3）液体的密度为1.2g/cm³。

【难度】5

26．（12分）如图甲所示，是通过小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图像。将小灯泡连接到如图乙所示的电路中，已知电源电压保持3V不变，小灯泡的额定电流是0.3A，R₁＝20Ω，R₂标有“30Ω 2A”字样。

（1）求小灯泡正常发光时的电阻；

（2）同时闭合开关S、S₂，断开S₁，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为1V，求此时滑动变阻器R₂的电阻；

（3）同时闭合开关S、S₁和S₂，当滑动变阻器的滑片调至最左端时，求此时整个电路工作1min消耗的电能；

（4）在电路通电的情况下，调整开关S₁、S₂的开闭状态，并移动滑动变阻器的滑片，求整个电路消耗的最小电功率。

【答案】（1）小灯泡正常发光时的电阻为10Ω；（2）同时闭合开关S、S₂，断开S₁，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为1V，此时滑动变阻器R₂的电阻为4Ω；（3）同时闭合开关S、S₁和S₂，当滑动变阻器的滑片调至最左端时，此时整个电路工作1min消耗的电能81J；（4）在电路通电的情况下，当S、S₁闭合、S₂断开，且滑片在右端时电路的总电阻最大，整个电路消耗的最小电功率为0.18W。

【考点】欧姆定律的应用；欧姆定律的多状态计算；电功与电能的计算；电功率的综合计算

【分析】（1）由甲图可知灯泡正常发光时的电流与电压，根据欧姆定律可求出此时的电阻；

（2）同时闭合开关S、S₂，断开S₁，灯泡与变阻器R₂串联，电压表测变阻器R₂两端电压，根据串联电路规律及欧姆定律可求出此时滑动变阻器R₂的电阻；

（3）同时闭合开关S、S₁和S₂，当滑动变阻器的滑片调至最左端时，变阻器R₂连入电路的阻值为0，灯泡与R₁并联，由欧姆定律可求出通过R₁的电流，根据并联电路电流的规律及W＝UIt可求出此时整个电路工作1min消耗的电能；

（4）电源电压一定，由P 知当电路中电阻最大时功率最小，由此分析解答。

【解答】解：（1）小灯泡的额定电流是0.3A，由图乙知，小灯泡两端的电压是3V，则小灯泡正常发光时的电阻为：R_L 10Ω；（2）同时闭合开关S、S₂，断开S₁，灯泡与变阻器R₂串联，电压表测变阻器R₂两端电压，由串联电路电压规律可知，此时灯泡两端电压为：U_L'＝U﹣U₂＝3V﹣1V＝2V，由图甲知，此时电路中电流为：I＝0.25A，则此时滑动变阻器R₂的电阻为：R₂' 4Ω；（3）同时闭合开关S、S₁和S₂，当滑动变阻器的滑片调至最左端时，变阻器R₂连入电路的阻值为0，灯泡与R₁并联，由欧姆定律可知，通过R₁的电流为：I₁ 0.15A，则干路中电流为：I_并＝I₁+I_L＝0.15A+0.3A＝0.45A，此时整个电路工作1min消耗的电能为：W＝UI_并t＝3V×0.45A×60s＝81J；（4）由图甲可知R₁＞R_L，根据串联和并联电路电阻的特点可知，当S、S₁闭合、S₂断开，且滑片在右端时电路的总电阻最大，电源电压一定，由P 可知，此时电路的总功率最小，P_min 0.18W。答：（1）小灯泡正常发光时的电阻为10Ω；（2）同时闭合开关S、S₂，断开S₁，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为1V，此时滑动变阻器R₂的电阻为4Ω；（3）同时闭合开关S、S₁和S₂，当滑动变阻器的滑片调至最左端时，此时整个电路工作1min消耗的电能81J；（4）在电路通电的情况下，当S、S₁闭合、S₂断开，且滑片在右端时电路的总电阻最大，整个电路消耗的最小电功率为0.18W。

【难度】5