2024年中考物理第二次模擬考試（陜西卷）

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3、三模考試大概在中考前兩周左右，三模是中考前的最后一次考前檢驗。三模學(xué)校會有意降低難度，目的是增強考生信心，難度只能是中上水平，主要也是對初中三年的知識做一個系統(tǒng)的檢測，讓學(xué)生知道中考的一個大致體系和結(jié)構(gòu)。
2024年中考第二次模擬考試（陜西卷）
物理·全解全析
一、單選題（共10小題，每小題2分，計20分。每小題只有一個選項是符合題意的）
1．如圖所示，是運動會比賽場上同學(xué)們敲鼓為運動健兒們加油的場景。下列分析正確的是（ ）
A．鼓聲主要是由空氣振動產(chǎn)生的
B．鼓聲傳播不需要介質(zhì)
C．使用不同的力度敲擊鼓面，鼓發(fā)出聲音的響度不同
D．鼓聲隨著響度的增加，傳播速度加快，從而傳的更遠
【答案】C
【詳解】A．聲音是由物體的振動產(chǎn)生的，因此鼓聲主要是由鼓皮振動產(chǎn)生的；故A錯誤；
B．聲音的傳播需要介質(zhì)，因此鼓聲的傳播也需要介質(zhì)；故B錯誤；
C．使用不同的力度敲擊鼓面，鼓面振動的幅度不同，鼓發(fā)出聲音的響度不同；故C正確；
D．聲音的傳播速度與介質(zhì)的種類及溫度有關(guān)，與響度無關(guān)，因此鼓聲隨著響度的增加，傳播速度不會加快，故D錯誤。
故選C。
2．天氣預(yù)報說北方有一股強冷空氣南下，我市將會有一場小雨。下列說法正確的是（ ）
A．淋雨后容易感冒是因為人身上的水蒸發(fā)吸熱而受涼
B．雨后操場上的水消失是水的升華
C．水蒸氣遇到冷空氣迅速熔化形成降雨
D．洗澡時發(fā)現(xiàn)房間里充滿“白氣”，這些“白氣”是水蒸氣
【答案】A
【詳解】A．淋雨容易感冒，因為人因身上的水汽化時需要吸收人體的熱量，使人體溫度降低而受涼，故A正確；
B．雨后操場上的水消失是水汽化成水蒸氣，故B錯誤；
C．雨是水蒸氣遇冷液化形成的小水滴，故C錯誤；
D．洗澡時發(fā)現(xiàn)房間里充滿“白氣”，這些“白氣”是水蒸氣液化成的小水滴，故D錯誤。
故選A。
3．下列有關(guān)光現(xiàn)象的說法中正確的是（ ）
A．電影院銀幕上的圖案是放映機生成的正立、放大的實像
B．經(jīng)過凹透鏡折射后的兩條光不可能相交
C．太陽光經(jīng)過三棱鏡形成彩色光，彩色光再經(jīng)凸透鏡會聚后又可形成白光
D．小孔成像時物體離孔越近所成的像越大
【答案】C
【詳解】A．電影院銀幕上的圖案是放映機生成的倒立、放大的實像，故A錯誤；
B．經(jīng)過凹透鏡折射后的兩條光可能相交，比如原本要會聚的兩束光，經(jīng)過凹透鏡折射后，延遲會聚，但仍會相交，故B錯誤；
C．太陽光是由多種顏色色光混合得到的，太陽光經(jīng)過三棱鏡折射后形成彩色光，彩色光再經(jīng)凸透鏡會聚后，多種顏色色光重新混合，又可形成白光，故C正確；
D．在孔的大小和像距不變的情況下，物體離孔越近所成的像才越大，故D錯誤。
故選C。
4．如圖所示是一種未來可用于航空飛行器制造的“微格金屬”特殊材料，可放置在一朵蒲公英上.如果將一枚雞蛋包裹在該材料中，從80m高處落下，即使砸壞地面雞蛋也不會破損；用外力將它壓縮50%，外力撤銷后能夠完全恢復(fù)原狀.下列物理屬性與它無關(guān)的是（ ）
A．熔點高B．彈性好C．密度小D．延展性好
【答案】A
【詳解】由題意知，“微格金屬”特殊材料可以放置在一朵蒲公英上，說明密度小；用該材料包裹住雞蛋，從25樓扔下，即使砸壞地面雞蛋也不會破損，說明硬度大；在外力作用下將它壓縮50%，外力撤銷后該材料能夠完全恢復(fù)原狀，說明該物質(zhì)彈性好；通過資料無法得知其熔點高的特點，故BCD不符合題意，A符合題意。
故選A。
5．如圖為航母上簡化的蒸汽彈射裝置，能帶動艦載機在兩秒鐘內(nèi)達到起飛速度，如圖b為四沖程汽油機的工作示意圖。下列判斷錯誤的是（ ）
A．圖a中汽缸內(nèi)的蒸汽體積膨脹，從而推動活塞使艦載機獲得牽引力
B．圖a中汽缸內(nèi)的蒸汽推動活塞時，內(nèi)能減小
C．從能量轉(zhuǎn)化角度講，蒸汽彈射裝置工作時與圖b中B圖所示的工作原理相似
D．圖b中汽油機一個工作循環(huán)的正確順序是A→B→C→D
【答案】D
【詳解】A．a(chǎn)圖中，汽缸內(nèi)蒸汽體積膨脹，對外做功，其內(nèi)能減小，同時推動活塞，使艦載機獲得巨大的牽引力，故A正確，A不符合題意；
B．圖a中汽缸內(nèi)的蒸汽推動活塞時，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，燃氣的內(nèi)能減小，故B正確，B不符合題意；
C．根據(jù)氣門的開閉情況和活塞的運動方向可以判斷出：A是吸氣沖程、B是做功沖程、C是壓縮沖程、D是排氣沖程，蒸汽彈射裝置工作時內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，與汽油機的做功沖程相似，與圖b中B圖所示的工作原理相似，故C正確，C不符合題意；
D．四沖程汽油機一個工作循環(huán)由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程組成，所以汽油機一個工作循環(huán)的正確順序是A→C→B→D，故D錯誤，D符合題意。
故選D。
6．如圖所示，用5N的水平拉力F拉動木板A在水平地面上向右勻速運動，物體B相對地面靜止不動，彈簧測力計示數(shù)為2N，下列說法正確的是（ ）
A．必須使木板A做勻速運動才能測出B受到的摩擦力
B．A對B的摩擦力大小為2N，方向水平向右
C．B對A的摩擦力大小為3N，方向水平向右
D．地面對A的摩擦力大小為5N，方向水平向右
【答案】B
【詳解】A．拉動木板時，B始終處于靜止狀態(tài)，滑動摩擦力的大小與運動速度無關(guān)，所以實驗中可以不勻速拉動A，故A錯誤；
B．因B靜止時處于平衡狀態(tài)，水平方向受到測力計向左的拉力和A對B向右的摩擦力是一對平衡力，所以，A對B水平向右的摩擦力
fA對B=F示=2N
故B正確；
C．因A對B的摩擦力和B對A的摩擦力是一對相互作用力，所以B對A的摩擦力方向水平向左，大小為2N，故C錯誤；
D．因物體A做勻速直線運動時，受到水平向右的拉力和B對A向左的摩擦力、地面對A向左的摩擦力處于平衡狀態(tài)，所以，由力的合成可得
fB對A+f地=F
則地面對A水平向左的摩擦力
f地=F-fB對A=5N-2N=3N
故D錯誤。
故選B。
7．將金屬塊掛在彈簧測力計下端，先后浸沒在水和酒精中，金屬塊靜止時彈簧測力計的示數(shù)如圖中甲、乙所示。，則下列關(guān)于金屬塊的幾個物理量計算正確的是（ ）
A．在酒精中受到的浮力為B．體積為
C．質(zhì)量為0.3kgD．密度為
【答案】C
【詳解】物體浸沒在液體中受到浮力、重力、拉力作用，浸沒在水中
G-F浮1=F拉1
G-ρ水gV排=2N①
浸沒在酒精中
G-F浮2=F拉2
G-ρ酒精gV排=2.2N②
由①②聯(lián)立解得V排=1×10-4m3，G=3N，物體質(zhì)量
物體完全浸沒，故物體的體積
V物=V排=1×10-4m3=100cm3
物體的密度
在酒精中受到的浮力為
F浮=ρ酒精gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=0.8N
故選C。
8．如圖甲、乙所示是由相同的滑輪組裝的滑輪組，甲、乙兩人分別用兩裝置在相等時間內(nèi)將質(zhì)量相等的重物勻速提升相同的高度，空氣阻力、摩擦、滑輪和繩子的質(zhì)量均不計，下列說法正確的是（ ）
A．甲的拉力是乙的拉力的3倍
B．甲拉力的功率大于乙拉力的功率
C．乙拉繩子的速度大小是甲拉繩子速度大小的2倍
D．如果考慮滑輪質(zhì)量，圖甲裝置的機械效率比圖乙的小
【答案】C
【詳解】由題知，重物重力相同，設(shè)其大小為G；由在相等時間內(nèi)將質(zhì)量相等的重物勻速提升相同的高度可知，物體升高的速度相同，設(shè)其大小為v；對于圖甲，因為兩個都是定滑輪，空氣阻力、摩擦、滑輪和繩子的質(zhì)量均不計，所以，繩端的速度；拉力功率
如果考慮滑輪質(zhì)量，但空氣阻力、摩擦、繩子的質(zhì)量均不計，該裝置的額外功為0，。
對于圖乙，因為是一個定滑輪、一個動滑輪，，空氣阻力、摩擦、滑輪和繩子的質(zhì)量均不計，所以，繩端的速度，拉力F乙的功率
如果考慮滑輪質(zhì)量，空氣阻力、摩擦、繩子的質(zhì)量均不計，該裝置需要提升動滑輪做額外功，，；由以上分析可知
A．甲的拉力是乙的拉力的3倍，故A錯誤；
B．甲拉力功率等于乙拉力功率
故B錯誤；
C．甲拉繩的速度為v，乙拉繩的速度為2v，乙拉繩的速度大小是甲拉繩速度大小的2倍，故C正確；
D．如果考慮滑輪質(zhì)量，圖甲裝置的機械效率比圖乙的大，故D錯誤。
故選C。
9．如圖，在注射疫苗時，學(xué)生只需刷身份證就可以提取個人信息。將身份證靠近機器，機器感應(yīng)電路中就會產(chǎn)生電流，從而識別學(xué)生身份。選項圖中與這一原理相同的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【詳解】由題意可知，刷身份證時會產(chǎn)生感應(yīng)電流，即由磁產(chǎn)生電，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，所以其工作原理為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
A．圖示為奧斯特實驗，說明通電導(dǎo)線周圍存在磁場，故A不符合題意；
B．圖中有電源，為電動機的工作原理，說明通電導(dǎo)體在磁場中受力而運動，故B不符合題意；
C．圖示的實驗是探究影響電磁鐵磁性大小的實驗，其原理是電流的磁效應(yīng)，故C不符合題意；
D．圖中沒有電源，閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故D符合題意。
故選D。
10．在如圖所示的電路中，電源電壓不變。閉合開關(guān) S 后，當滑片 P 在某一端點時，電流表示數(shù)為 0.3A，小燈泡消耗的功率為 0.9W；當滑片 P 移至中點時，電壓表示數(shù)變化了 2V，此時小燈泡恰好正常發(fā)光，且消耗的功率為 2W。下列說法中正確的是（ ）
A．小燈泡正常發(fā)光時的電阻為 10Ω
B．滑動變阻器的最大阻值為 20Ω
C．電源電壓為 10V
D．當滑片 P 在最右端時，滑動變阻器消耗的功率為 3.6W
【答案】B
【詳解】由圖可知，開關(guān)S閉合后，小燈泡與滑動變阻器及電流表串聯(lián)，電壓表測量小燈泡兩端的電壓。
A．當滑片 P 在某一端點時，電流表示數(shù)為 0.3A，小燈泡消耗的功率為 0.9W，根據(jù)公式可得，此時小燈泡兩端的電壓為
當滑片 P 移至中點時，電壓表示數(shù)變化了 2V，且此時小燈泡恰好正常發(fā)光，說明小燈泡正常發(fā)光時的電壓大于3V，所以小燈泡的額定電壓為
U額=3V+2V=5V
額定功率為2W，則小燈泡正常發(fā)光時的電阻為
故A錯誤；
BC．根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，滑片P位于最右端，即滑動變阻器最值最大時，電路電流為0.3A，根據(jù)歐姆定律及串聯(lián)電路電壓規(guī)律可得
①
當滑片 P 移至中點時，電路電流為
則
②
由①②兩式可得：U=9V，R滑=20Ω，故B正確，C錯誤；
D．當滑片 P 在最右端時，滑動變阻器消耗的功率為
故D錯誤。
故選B。
二、填空與作圖題（共7小題，計22分）
11．（3分）我國紅沿河核電站核能供暖示范項目，利用核能發(fā)電的同時實現(xiàn)了清潔供暖。
（1）核電站利用原子核 （填“聚變”或“裂變”）釋放的核能發(fā)電；
（2）核電站利用發(fā)電過程中產(chǎn)生的余熱進行供暖，提高了能量的利用率。供暖時，用水做輸運能量的介質(zhì)，是因為水的 ；
（3）在供暖過程中，熱量只能自發(fā)地從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，不能相反，這一現(xiàn)象說明能量的轉(zhuǎn)移具有 。
【答案】 裂變 比熱容大 方向性
【詳解】（1）[1]獲得核能的兩種途徑：核裂變和核聚變，核電站都是利用原子核裂變釋放的核能發(fā)電。
（2）[2]供暖的“暖氣”用水做輸運能量的介質(zhì)，是因為水的比熱容較大，相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較，降低相同的溫度時，水放出的熱量多。
（3）[3]熱量總是自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，而不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，說明能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性。
12．（3分）芯片（如圖甲所示）是電子設(shè)備的心臟和大腦，為了實現(xiàn)我國芯片的自主可控，某種光刻機的原理和照相機的原理相似。如圖乙所示，光刻機在工作時，再用紫外線光束透過事先設(shè)計好集成電路圖的鏤空掩模，經(jīng)過凸透鏡去照射下面的磚片，電路圖梁就轉(zhuǎn)移到了硅片表面的光刻膠上。紫外線通過鏤空掩體后經(jīng)過凸透鏡成一個倒立 （選填“縮小”或“放大”）的實像，但我國現(xiàn)有技術(shù)還不能完成5nm光刻機的制造，想讓我國制造的光刻機成像更小應(yīng)該使鏤空掩模 （選填“遠離”或“靠近”）凸透鏡，或者更換焦距更 （選填“小”或“大”）的透鏡。
【答案】 縮小 遠離 大
【詳解】[1]鏤空掩膜到凸透鏡光心的距離u應(yīng)該滿足u＞2f，紫外線通過鏤空掩體后經(jīng)過凸透鏡成的像是倒立。
[2][3]凸透鏡成實像時，物遠像近像變小。所以，想讓我國制造的光刻機成像更小，需要增大物距，應(yīng)該使鏤空掩模遠離凸透鏡。
13．（3分）如圖所示，電動叉車將1500kg的石材勻速豎直抬升了3m，所用時間為30s，叉車對石材豎直向上的力為 N，對石材做功的功率為 W。電能表標有“5000r/(kW·h)”的字樣，把電路中的其它用電器都斷開，只接入該電動叉車的電池充電，在額定電壓下工作半小時，電能表的轉(zhuǎn)盤恰好轉(zhuǎn)過15000圈，則半小時內(nèi)消耗的電能是 kW·h。
【答案】 1.5×104 1500 3
【詳解】[1][2]因石材勻速豎直提升時處于平衡狀態(tài)，受到的豎直向上的力和重力是一對平衡力，所以，叉車對石材豎直向上的力
F=G=mg=1500kg×10N/kg=1.5×104N
叉車對石材做的功
W=Fh=1.5×104N×3m=4.5×104J
對石材做功的功率
[3]電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)15000r時，消耗的電能
14．（3分）如圖所示，一個質(zhì)量為1.2kg、棱長為10cm質(zhì)量分布均勻的立方體，它的密度為 kg/m3。將該立方體靜止放在水平地面上，立方體對水平地面的壓強為 Pa；若沿圖中虛線將其分割成體積相等的a、b兩部分，并取走a部分，b部分對水平地面的壓強 （選填“大于”“小于”或“等于”）原立方體對水平地面的壓強。（g取10N/kg）
【答案】 1.2×103 1.2×103 小于
【詳解】[1]立方體的體積為
它的密度為
[2]物體在水平地面上壓力等于物體自身的重力，則壓力為
立方體對水平地面的壓強為
[3]沿圖中虛線將其分割成體積相等的a、b兩部分，則b部分的體積為原立方體體積的一半，質(zhì)量也為原來一半，重力和對地面的壓力均為原來的一半，但由圖可知，b部分的底面積超過原來地面的一半，根據(jù)可得b部分的壓強小于原來的壓強。
15．（3分）某同學(xué)在科技館參觀時發(fā)現(xiàn)這樣一個展品，在水平軌道上有一列小火車，車廂頂部有兩個孔P和Q，小火車在軌道上沿直線勻速運動，如圖所示，當小火車即將經(jīng)過“n”型框架的下方時，從P孔中豎直向上彈出火車一個小球。不計小球受到的空氣阻力，彈出的小球上升到前進最高點時，小球速度 （填“會”或“不會”）為零，小球的落點是方向 （填“P”或“Q”），是因為 （填“小球”、“小火車”）具有慣性。
【答案】 不會 P 小球
【詳解】[1][2][3]從P孔中豎直向上將一個小球彈出火車，由于小球具有慣性，且不計空氣阻力，小球在空中上升和下降過程中，在水平方向一直保持和火車相同的速度，彈出的小球上升到前進最高點時，小球速度不會為零，下落到火車頂部時，沿水平方向和火車經(jīng)過了相同的路程，所以，小球會落回P孔處。
16．（3分）如圖甲，使用測電筆的兩種方法中正確的是 （填序號）。圖乙是小紅家房間內(nèi)的部分電路，開關(guān)閉合后，燈泡正常發(fā)光，此時用測電筆檢驗B點，氖管 ；若B、C之間某處的導(dǎo)線斷了，燈泡熄滅，此時再用測電筆檢驗B點，氖管 。（后二空均選填“發(fā)光”或“不發(fā)光”）
【答案】 ② 不發(fā)光 發(fā)光
【詳解】[1] 使用測電筆時，應(yīng)用手指與筆尾金屬體接觸，如圖甲所示，①錯誤的，應(yīng)選②。
[2]測電筆中氖管發(fā)光時有微弱電流經(jīng)過，形成電流的條件是電路兩端有電壓，且電路通路，圖乙中火線與大地之間有220V的電壓，燈泡正常發(fā)光時，燈泡兩端的電壓為220V，則B點與大地之間無電壓，所以用測電筆檢驗B點，氖管不發(fā)光。
[3] B、C之間某處的導(dǎo)線斷了，燈泡熄滅，燈泡兩端的電壓為0，則B點與大地之間的電壓為220V，再用測電筆檢驗B點，氖管發(fā)光。
17．（4分）（1）如圖所示，一輛車正在水平向右勻速直線行駛，物體M是靜止在車廂里的一木箱，作出M所受力的示意圖。
【答案】
【詳解】依題意得，物體M是靜止在車廂里的一木箱，此時物體受到豎直向下的重力與豎直向上的支持力作用，兩力是平衡力，大小相等，兩力作用點都畫在物體重心位置即可，過物體重心分別做豎直向下與豎直向上的帶箭頭的直線，分別表示重力、支持力，注意兩力的線段長度相等，如答案所示。
（2）如圖所示，一個凸透鏡的最上方與水面恰好重合，F(xiàn)為凸透鏡的焦點，有一條光線平行于主光軸射入，請作出經(jīng)過凸透鏡后的折射光線和進入空氣的折射光線。
【答案】
【詳解】凸透鏡中，平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會過焦點，折射光線經(jīng)過焦點到水面處，在水面會再次發(fā)生折射，由于光從水中斜射入空氣時，折射角大于入射角，即折射光線遠離法線，作圖如答案所示。
三、實驗與探究題（共4小題，計22分）
18．（4分）在日常生活中，我們常需要測量長度、時間等物理量，請解答下列問題：
（1）如圖甲，測得圓柱體的直徑為 cm；
（2）如圖乙所示，停表所測的時間為 s；
（3）一條紙帶薄厚均勻，若把紙帶緊密地環(huán)繞在圓柱形鉛筆上，如圖丙所示，紙帶環(huán)繞了n圈，則紙帶的厚度是 （用D1、D2和n的表達式表示）。如在實驗時紙帶沒有緊密地環(huán)繞在鉛筆上，會使測量值 （選填“偏大”“不變”或“偏小”）。
【答案】 1.20 92 偏大
【詳解】（1）[1]由圖可知，該刻度尺的分度值為1mm，則該圓柱體的直徑
d=9.20cm-8.00cm=1.20cm
（2）[2]由圖可知分針指針在1min和2min的中間且超過中線，所以秒針對應(yīng)的讀數(shù)為32s，則停表所測的時間
t=1×60s+32s=92s
（3）[3]n圈紙帶的厚度為二分之一的內(nèi)外徑差，即紙帶的厚度為
19．（6分）如圖所示，甲、乙、丙三個實驗裝置完全相同，燃料的質(zhì)量均為10g；
（1）若比較不同燃料的熱值應(yīng)選擇 兩個裝置（選填裝置序號：甲、乙、丙）；
（2）在“比較不同燃料的熱值”的實驗中，通過觀察 比較燃料燃燒放出熱量的多少；
（3）實驗中需要的測量工具有溫度計、秒表和 ；燒杯乙和燒杯丙內(nèi)各裝有240mL的水，則甲中的食用油的體積應(yīng)該為 mL（ρ食用油=0.8×103kg/m3）；這種操作過程使用的方法是 （填“轉(zhuǎn)換”、“控制變量”或“等效替代”）法；
（4）實驗中，發(fā)現(xiàn)食用油和水在加熱相同時間，食用油的溫度上升得較多，由此可以判斷： （填“水”或“食用油”）物質(zhì)的吸熱能力較強。
【答案】 乙、丙 溫度計示數(shù)的變化 天平 300 控制變量 水
【詳解】（1）[1]若比較不同燃料的熱值，應(yīng)使燃料不同，被加熱的液體相同，故應(yīng)選擇乙、丙兩個裝置。
（2）[2]在比較不同燃料的熱值的實驗中，根據(jù)溫度計示數(shù)的變化比較燃料燃燒放出熱量的多少，溫度計的示數(shù)越大，說明燃料燃燒放出熱量越多。
（3）[3]根據(jù)控制變量法可知，實驗中需要控制液體的質(zhì)量相同，故需要用天平測量質(zhì)量，故實驗中除了需要溫度計、秒表外，還需要天平。
[4][5]已知燒杯乙和燒杯丙內(nèi)各裝有240mL的水，則
V水=240mL=240cm3=2.4×10-4m3
水的質(zhì)量為
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×2.4×10-4m3=0.24kg
根據(jù)控制變量法可知：甲、乙裝置中燒杯里應(yīng)裝質(zhì)量相同的不同液體，則
m食用油=m水=0.24kg
需要的食用油的體積為
這種操作過程使用的方法是控制變量法。
（4）[6]質(zhì)量相同的物質(zhì)吸收相等的熱量，溫度升高量越小，物質(zhì)吸熱能力越強，在本實驗中，食用油的溫度上升得較多，由此可以判斷：水溫度升高得小，說明水物質(zhì)的吸熱能力較強。
20．（5分）小航在做探究電流與電阻的關(guān)系的實驗時，選取了電壓恒定的電源、定值電阻（5Ω、10Ω、20Ω各一個）、規(guī)格為（40Ω 1A）的滑動變阻器和其他器材組裝成如圖甲所示的電路。
（1）按電路圖連接好實物，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)滑到最 （填“左”或“右”）端。閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)、電流表無示數(shù)，則電路存在的故障可能是定值電阻 ；
（2）排除故障后，將5Ω電阻接入電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片使電壓表指針如圖乙所示，電壓表示數(shù)為_______V；
（3）小航根據(jù)實驗需要，分別將三個定值電阻接入電路進行實驗，并將實驗數(shù)據(jù)描繪成圖像，如圖丙所示。為完成這三組實驗，選用的電源電壓應(yīng)不高于 V；
（4）小紅認為，圖甲中不連接滑動變阻器和電壓表，利用電源電壓不變也可以完成本實驗。她先后把5Ω、10Ω的電阻接入電路，讀出電流分別為0.9A、0.5A，分析發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)與定值電阻阻值不成反比。老師告訴她這是由于除定值電阻外，其他電路元件也有一定電阻。若電源本身產(chǎn)生的電壓不變，其他元件的總阻值也不變，由這兩組數(shù)據(jù)可知，其他電路元件的總阻值為 Ω。
【答案】 右 斷路 2 6 1.25
【詳解】（1）[1]由圖甲知，為了保護電路，在閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于阻值最大處，即最右端。
[2]閉合開關(guān)后，電流表無示數(shù)，說明電路可能斷路，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，則電壓表可能與電源連通，即與電壓表并聯(lián)之外的電路為通路，則電路存在故障可能是與電壓表并聯(lián)的電路斷路，即定值電阻R斷路。
（2）[3]由圖乙所示，電壓表選擇的是小量程，其分度值為0.1V，此時示數(shù)為2.0V。
（3）[4]由圖丙知，三個定值電阻接入電路時，其兩端的電壓分別為
即電阻兩端的電壓為UV=2V保持不變，當20Ω的電阻接入電路時，此時電路的電流為
滑動變阻器接入電路的最大阻值為40Ω，則滑動變阻器兩端的電壓最大為
根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點可知，電源電壓最大為
（4）[5]設(shè)電路元件的總阻值為Rx，電源電壓為U0，當5Ω的電阻接入電路時，由可得，電源電壓為
同理，接入10Ω的電阻時，電源電壓為
聯(lián)立①②可得
21．（7分）【探究名稱】籃球反彈方向與哪些因素有關(guān)
【問題】小星在打籃球時發(fā)現(xiàn)，傳球時，籃球撞擊地面后能準確反彈到遠處隊友手中，由此他提出“籃球撞擊地面后，反彈方向與哪些因素有關(guān)？”的疑問。
【證據(jù)】小星用彈性小球代替籃球，設(shè)計了如圖甲所示的裝置。分別改變水平地面的粗糙程度和小球的入射方向與水平地面的夾角α，每次都讓彈性小球從壓縮相同長度的彈簧下端，由靜止彈出并撞擊水平地面，測出小球反彈方向與水平地面的夾角β，記錄數(shù)據(jù)如下表所示：
【解釋】
（1）設(shè)計實驗時，分別采用玻璃地面、木板地面和水泥地面，是為了改變 ；
（2）分析實驗數(shù)據(jù)可知，其他條件相同時，夾角α越大，夾角β越 ；
（3）由表格數(shù)據(jù)可知，小球反彈的方向與地面的粗糙程度 （選填“有”或“無”）關(guān)。
【交流】
（1）壓縮的彈簧將小球彈出的過程中，彈簧的 能轉(zhuǎn)化為小球的動能；
（2）如圖乙所示，某次小球從A位置入射到水平地面后反彈，則 最有可能是小球反彈的方向；
（3）小星分析發(fā)現(xiàn)，當α一定時，水平地面越光滑，β值與α越接近；他由此推理，如果水平地面與小球間沒有摩擦，則β與α應(yīng) （選填“相等”或“不相等”）；下列物理規(guī)律的得出也運用了這種研究方法的是 。
A．平面鏡成像規(guī)律 B．牛頓第一定律 C．阿基米德原理
【答案】 水平地面的粗糙程度 大 有 彈性勢 B 相等 B
【詳解】（1）[1]玻璃地面、木板地面和水泥地面，小球接觸時的粗糙程度不同，所以是為了改變水平地面的粗糙程度。
（2）[2]由表格數(shù)據(jù)知，接觸面的粗糙程度和其它條件相同時，隨著夾角α增大，小球反彈方向與水平地面的夾角β也越大。
（3）[3]當夾角α相同時，小球反彈時的夾角β在玻璃地面上最小，在水泥地面上的最大，在木板地面上的居中，而玻璃地面最光滑，水泥地面最粗糙，可得：小球反彈的方向水平地面的粗糙程度有關(guān)。
（1）[4]壓縮的彈簧具有彈性勢能，將小球彈出的過程，對小球做功，將彈性勢能轉(zhuǎn)化為小球的動能。
（2）[5]由表格數(shù)據(jù)知，小球在粗糙程度不同的水平面上反彈時，夾角β比夾角α大，當夾角α為50度時，則夾角β大于50度，所以B最有可能是小球的反彈方向。
（3）[6]通過實驗分析知，當α一定時，水平地面越光滑，β值與α越接近，由此可推理得出：當水平地面與小球間沒有摩擦?xí)r，夾角β與α相等。
[7]實驗中應(yīng)用了實驗推理法，不能用實驗直接驗證，通過推理得出實驗結(jié)論，這是牛頓第一定律的研究方法。平面鏡成像和阿基米德原理都可通過實驗直接驗證，故AC不符合題意，B符合題意。
故選B。
四、綜合題（共2小題，計16分）
22．（8分）如圖甲是某新型太陽能汽車，該汽車的動力完全由安裝在車頂?shù)碾姵匕迨占奶柲芴峁?。汽車（包括司乘人員）的質(zhì)量為1.2t，接收太陽能電池板的面積為8m2，在水平路面上以恒定功率做直線運動的v-t圖象如圖乙（取g=10N/kg）。
（1）如汽車勻速行駛過程中所受阻力大小為車重的0.02倍，求汽車在0-20s內(nèi)牽引力做的功。
（2）若汽車吸收的太陽能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為40%，則太陽光照射到地面單位面積上的輻射功率為多少?
【答案】（1）7.2×104J；（2）1125W/m2
【詳解】解：（1）由題可知，汽車的質(zhì)量為
m=1.2t=1.2×103kg
汽車所受的重力為
G=mg=1.2×103kg×10N/kg=1.2×104N
汽車所受阻力為
f=0.02G=0.02×1.2×104N=240N
因為汽車勻速行駛，牽引力與阻力是一對平衡力，大小相等，所以汽車受到的牽引力為
F=f=240N
由圖乙可知，汽車勻速行駛時v=15m/s，由P=Fv可得，汽車的恒定功率為
P=Fv=240N×15m/s=3600W
由W=Pt可得，汽車在0~20s內(nèi)牽引力做的功為
W=Pt=3600×20s=7.2×104J
（2）由題可知，汽車獲得的機械功率為
P機=3600W
汽車吸收的太陽能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為40%，則太陽照射在地面的輻射總功率為
其中接收太陽能電池板的面積為8m2，則太陽照射在地面單位面積上的輻射功率為
答：（1）如汽車勻速行駛過程中所受阻力大小為車重的0.02倍，汽車在0-20s內(nèi)牽引力做的功為7.2×104J；
（2）太陽光照射到地面單位面積上的輻射功率為1125W/m2。
23．（8分）如圖甲所示為一種新型恒溫水箱的溫控電路，它由工作電路和控制電路組成?？刂齐娐返碾娫措妷骸崦綦娮璺胖糜诤銣厮鋬?nèi)作為感應(yīng)器探測水溫，其阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖乙所示，為滑動變阻器；工作電路中的電熱器上標有“220V 2100W”的字樣，指示燈的規(guī)格為“6V3W”，為定值電阻。當閉合開關(guān)S時，電磁鐵產(chǎn)生的吸引力F與控制電路中電流I的關(guān)系如圖丙所示，銜鐵只有在不小于吸引力的作用下才能被吸下。當溫度不低于設(shè)定值時，銜鐵被吸下，電熱器停止加熱，指示燈正常發(fā)光；當溫度低于設(shè)定值時，銜鐵彈起，電熱器加熱，指示燈熄滅。[電磁繼電器線圈的電阻不計，]。求：
（1）為確保指示燈正常發(fā)光，定值電阻的阻值應(yīng)為多大？
（2）電熱器正常工作時，給恒溫箱中100kg的水加熱，已知電熱器的加熱效率為，當水溫由升高到時，電熱器的加熱時間是多少？
（3）現(xiàn)設(shè)定恒溫水箱的水溫為，求此時滑動變阻器消耗的電功率是多少？
【答案】（1）；（2）5000s；（3）
【詳解】解：（1）根據(jù)得小燈泡正常發(fā)光的電流為
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知定值電阻兩端的電壓為
由歐姆定律得定值電阻的阻值為
（2）水吸收的熱量
由可得消耗的電能
由可得加熱時間
（3）由乙圖可知，水溫時，熱敏電阻的阻值，由題可知，水溫時，銜鐵被吸下，吸引力，由圖像可知，時，控制電路中的電流
由可得控制電路的總電阻
因為與串聯(lián)，所以
所以此時滑動變阻器消耗的電功率
答：（1）定值電阻的阻值應(yīng)為；
（2）當水溫由升高到時，電熱器的加熱時間是5000s；
（3）滑動變阻器消耗的電功率為。
夾角α
20.0°
30.0°
45.0°
60.0°
70.0°
夾角β
玻璃地面
25.5°
34.7°
49.2°
63.5°
72.3°
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°