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精品解析：2021年江苏省南京市玄武区中考二模物理试题（解析版+原卷版）
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2021年南京玄武区中考物理二模试卷
一、选择题（本题共 12 小题，每小题 2 分，共 24 分。每小题给出的四个选项中只有一个选项正确）
1. 关于能源和可持续发展，下列认识正确的是（ ）
A. 煤、石油和天然气是当今人类利用的主要能源，它们是可再生能源
B. 核电站是利用核裂变产生的巨大能量发电的
C. 人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生
D. 汽车制动过程中产生的内能可自动转化为机械能再用来驱动汽车
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．煤、石油和天然气是当今人类利用的主要能源，它们用完后短时间内不能恢复，属于不可再生能源，故A错误；
B．核电站中利用了核裂变产生能量带动发电机发电，故B正确；
C．能量不能凭空产生也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体上，或从一种形式转化为其它形式，故C错误；
D．能量的转化具有方向性，汽车制动过程中产生的内能没法自动转化为机械能来驱动汽车，故D错误。
故选B。
2. 关于生活中的物态变化，下列说法正确的是（ ）
①食品保鲜的时候会用到干冰，是利用干冰升华吸热
②用冰箱制作冰棒，发生了凝固放热的现象
③冷冻的牛排表面的霜是水蒸气吸热凝华而成的
④烧开水的时候，壶口的“白气”是水汽化吸热形成的水蒸气
A. ①② B. ①③ C. ①④ D. ③④
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】①干冰升华过程中能够吸收热量，从而降低温度进行食品保鲜，故①正确；
②冰箱制作的冰棒从液体变成固体，是凝固过程，凝固过程出现的是放热现象，故②正确；
③冷冻的牛排表面的霜是由水蒸气直接变成固体小冰晶，是凝华过程，凝华过程出现的是放热现象，故③错误；
④当水烧开时，从壶口是冒出温度较高的水蒸气在空气中遇冷放出热量，液化形成小水珠，也就是我们所看到的壶口的“白气”，故④错误。
故选A。
3. 下列四幅光路图能正确解释生活中现象的是（ ）
A. 水中的潜水员看见岸上的物体 B. 光从室外透过窗户玻璃进入室内
C. 太阳在树荫下形成的圆形光斑 D. 人观察对岸的树木在水中倒影
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．水中的潜水员看见岸上的物体，是岸上的物体反射的光经过空气和水折射入人的眼睛，故A不符合题意；
B．在折射中，空气中的入射角或折射角最大。光从室外透过窗户玻璃进入室内，空气中的入射角和折射角相等，且大于玻璃中的入射角和折射角，故B不符合题意；
C．太阳在树荫下形成的圆形光斑，是太阳光线经过树叶缝隙沿直线传播所成的像，是小孔成像，故C符合题意；
D．人观察对岸的树木在水中倒影，是岸上的树木反射的光经过水面反射后进入人的眼睛，故D不符合题意。
故选C。
4. 如图，小华站在平面玻璃制的地铁安全门外候车，小华与安全门的距离为1m，下列说法正确的是（ ）
A. 安全门后的墙壁上明亮的灯箱使小华能更清晰的观察到她的像
B. 若小华向安全门走近0.5m，则她与像的距离为1m
C. 小华远离安全门，则她在安全门中成的像变小
D. 若安全门向两侧打开，则小华在安全门中成的像位置发生改变
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．安全门后的墙壁上明亮的灯箱，使物体和环境对比度较小，小华不能清晰的观察到她的像，故A错误；
B．小华站在平面镜制的地铁安全门外候车，小华与安全门的距离为1m，小华向安全门走近0.5m，她与安全门的距离为0.5m，她的像到安全门的距离也是0.5m，则她与像的距离为
0.5m+0.5m=1m
故B正确；
C．物像大小相等，小华远离安全门，则她在安全门中所成的像大小不变，故C错误；
D．物像连线与镜面垂直，安全门向两侧打开，则小华在安全门中所成的像位置不会发生改变，故D错误。
故选B。
5. 关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（ ）
A. 在相同温度下，1kg水比1kg冰内能大
B. 物体温度越低内能越小，所以 0℃的物体没有内能
C. 热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
D. 物体温度升高，一定是吸收了热量
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A．在相同温度下，水和冰的质量也相同，冰化成水需要吸收热量，所以1kg水比1kg冰内能大，故A正确；
B．一切物体在任何温度下都具有内能，所以0℃的物体仍具有内能，故B错误；
C．发生热传递的条件是：有温度差，热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体或从同一物体温度高的部分传递给温度低的部分，内能大的物体的温度不一定高，故C错误；
D．物体温度升高，不一定是吸收了热量，还可能是外界对物体做了功，故D错误。
故选A。
6. 中国将于 2022 年首次举办冬奥会，如图是滑雪运动员从山上下滑的情景，下列说法中正确的是（ ）
A. 下滑的过程中，重力没有对他做功
B. 下滑的过程中，若一切外力都消失，他将停止运动
C. 用撑杆撑地进行加速，是利用了力的作用是相互的
D. 滑雪板长且宽，是为了增大压强
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．重力是竖直向下的，则下滑过程，在重力的方向上移动了距离，所以重力对运动员做了功，故A错误；
B．下滑过程中，一切外力消失，运动员将保持原来的速度做匀速直线运动，故B错误；
C．撑杆撑地，是撑杆对地用力，地面反过来对撑杆有力的作用，这个力让运动员的速度加快，故C正确；
D．滑雪板长且宽是在压力不变时，通过增大受力面积而减小压强，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，放在水平桌面上的物块A与B用细线通过定滑轮与沙桶相连，当沙桶与沙总重力为G时，物块AB恰好一起做匀速直线运动。此过程中下列说法正确的是（ ）
A. B受到向右的滑动摩擦力，其大小为G
B. A受到的重力与桌面对A的支持力是一对平衡力
C. 小桶匀速下降的过程中重力势能转化为动能
D. B对A的压力是B的形变产生的
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．沙桶与沙的总重力为G，使用定滑轮不能改变力的大小（忽略细线与滑轮之间的摩擦），则物块受到的拉力大小为G，因为物块做匀速直线运动，拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，所以A和B所受滑动摩擦力的大小为G，B相对于A相对静止且没有相对运动的趋势，故不受摩擦力，故A错误；
B．物块A受到的重力与桌面对A的支持力，大小不等，不是一对平衡力，故B错误；
C．小桶匀速下降的过程中速度和质量不变，动能不变，重力势能克服摩擦力做功转化为内能，故C错误；
D．AB之间相互挤压，B对A的压力是B的形变产生的，故D正确。
故选D。
8. 如图所示，甲、乙、丙装置完全相同，燃料的质量、液体的质量和初温都相等，当燃料燃尽时（烧杯内的液体均未沸腾），温度计示数为T甲>T乙>T丙。下列说法正确的是（ ）
A. 选择甲、乙，可以用燃烧相同时间比较液体升高温度来反映燃料热值的大小
B. 选择甲、丙，可以用加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少
C. 液体a的比热容ca与液体b的比热容cb 相比，有ca>cb
D. 燃料1的热值q1与燃料2的热值q2相比，有 q1
【解析】
【分析】
【详解】A．比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同；故应选择甲、乙两图进行实验，可以用燃料完全燃烧后，比较液体升高的温度反映燃料热值的大小，故A错误；
B．若比较不同物质的吸热本领，应控制燃料相同而被加热的液体不同，应选择甲、丙两图进行实验；用相同的加热装置对液体加热，相等时间内液体吸收的热量相等，加热时间反应了不同物质吸热的多少，故B正确；
C．燃料燃尽，说明加热相同的时间，液体吸收相同的热量，液体a和液体b的温度关系是
T甲>T丙
可以得到
ca＜cb
故C错误；
D．燃料燃尽，甲乙中液体的温度关系是
T甲>T乙
可以得到燃料热值的关系为
q1＞q2
故D错误。
故选B。
9. 关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（ ）
甲
乙
丙
丁
A. 图甲的连接方式符合安全用电的原则
B. 图乙的方式使用测电笔，接触火线，氖管会发光
C. 图丙中空气开关跳闸，一定是家庭电路出现短路造成的
D. 图丁安装该电能表的家庭同时使用的用电器总功率不能超过1100W
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．图甲的连接方式中开关应接在火线上，不符合安全用电的原则，故A错误；
B．使用测电笔，手应接触笔尾金属体，图乙的方式使用测电笔，接触火线，氖管不会发光，故B错误；
C．过载和短路都会造成空气开关跳闸，故C错误；
D．图丁安装该电能表的额定最大电流为5A，同时使用的用电器总功率不能超过
P=UI=5A×220V=1100W
故D正确。
故选D。
10. 以下对四个实验的认识，不正确的是（ ）
甲
乙
丙
丁
A. 图甲演示的是电流的磁效应 B. 图乙可用来演示电动机的工作原理
C. 图丙可探究感应电流产生的条件 D. 图丁可用来演示发电机的工作原理
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．图甲中是电磁铁，利用电流的磁效应，故A正确，不符合题意；
B．图乙中线圈通电后在磁场中发生转动，是电动机的原理图，故B正确，不符合题意；
C．该图中没有电源，即探究电磁感应现象，此实验说明闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，探究感应电流产生的条件，故C正确，不符合题意；
D．通电直导线在磁场中会受到力的作用，是电动机的原理图，故D错误，符合题意。
故选D。
11. 如图所示的电路，电源电压不变，电阻R1、R2和R3的阻值分别是4Ω、12Ω和9Ω，只闭合开关S2时，R1的电功率为P。下列说法正确的是（ ）
A. 只闭合开关S1、S2，R1和R3并联
B. 只闭合开关S1，R1的电功率仍为P
C. 只闭合开关S3，电路的总功率为64P
D. 所有开关都闭合，R1和R3并联
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．只闭合开关S1、S2，只有R1的简单电路，故A错误；
B．只闭合开关S2时，R1和R2串联，由串联分压可知
R1的电功率为
P=
只闭合开关S1，只有R1的简单电路，R1的电功率
所以只闭合开关S1，R1的电功率大于P，故B错误；
C．只闭合开关S3，R2和R3串联，电路的总功率为
所以P总=，故C错误；
D．所有开关都闭合时，电流分别经过R1和R3，R1和R3并联，故D正确。
故选D。
12. 如图所示电路中，电源电压不变，R1 为 90Ω 的定值电阻，R2 为滑动变阻器，闭合开关S，滑动变阻器接入电路的阻值由 R0 增大到 5R0，电流减少了一半，定值电阻 R1 的功率变化了 2.7W，此过程中（ ）
①电流表示数变化了 0.1A
②电压表示数变化了 18V
③滑动变阻器 R2 的功率变化了 0.3W
④电路消耗的总功率变化了 3W
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ③④
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】由电路图可知，闭合开关S，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，当滑动变阻器接入电路的阻值为R0时，电路中的电流
当滑动变阻器接入电路的阻值为5R0时，电路中的电流
因滑动变阻器接入电路的阻值由R0增大到5R0，电流减少了一半，定值电阻R1的功率变化了2.7W，所以
I1=2I2
整理可得
ΔP1=I12R1-I22R1=(2I2)2R1-I22R1=3I22R1=3×
解得U=24V。
①电流表示数变化了
ΔI=I1-I2=2I2-I2=I2=
故①正确；
②两电压表的示数分别为
U2=I1R2=
则电压表示数变化了
ΔU2=U2′-U2=15V-6V=9V
故②错误；
③滑动变阻器R2的功率变化了
ΔP2=U2′I2-U2I1=U2′I2-U2×2I2=(U2′-2U2)I2=(15V-2×6V)×0.1A=0.3W
故③正确；
④电路消耗的总功率变化了
ΔP=UI1-UI2=U(I1-I2)=UΔI=24V×0.1A=2.4W
故④错误。
综上可知，①③正确。
故选B。
二、填空题（本题共 0 小题，每空 1 分，共 0 分）
13. 2021年2月，“天问一号”的环绕器绕火星同步飞行，它相对火星地面是______的。“天问一号”降落时与火星大气层摩擦产生巨大热量使外表面温度升高，这是通过______方式改变了内能。其收集的信息通过______传输回地球，这种波在真空中传播的速度是___________m/s。
【答案】 ①. 静止 ②. 做功 ③. 电磁波 ④. 3×108
【解析】
分析】
【详解】[1]“天问一号”的环绕器绕火星同步飞行，它相对火星地面的位置没有发生改变，“天问一号”相对火星地面是静止的。
[2]“天问一号”降落时与火星大气层摩擦，机械能转化为内能，使“天问一号”外表面温度升高，这是通过做功的方式改变内能的。
[3]“天问一号”火星探测器是利用电磁波将其收集的信息传输回地球。
[4]电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s。
14. 2021 年春晚节目《唐宫夜宴》广受好评。观众能区别不同乐器发出的声音，因为声音的___________不同。观众看到演员的裙子呈绿色，是因为裙子____________选填（“吸收”或“反射”）了绿光。如图所示，这是照相机拍摄的一个画面。拍照时，相机镜头与演员之间的距离应大于___________。如果想让更多的演员进入画面中，可将照相机的镜头___________（选填“远离” 或“靠近”）演员。
【答案】 ①. 音色 ②. 反射 ③. 两倍焦距 ④. 远离
【解析】
【分析】
【详解】[1]音色是由发声体本身决定的一个特性，观众能区别不同乐器发出的声音，因为声音的音色不同。
[2]不透明物体的颜色由它反射的色光决定，观众看到演员的裙子呈绿色，是因为裙子反射绿光。
[3]照相机的原理是物距大于2倍焦距，成倒立缩小的实像，拍照时，相机镜头与演员之间的距离应大于二倍焦距。
[4]当凸透镜成实像时，物体到透镜的距离越远，所成的像越小，想让更多的演员进入画面中，可将照相机的镜头远离演员。
15. 用煤炉给 10L 水加热，加热过程中水温随时间变化的图像如图所示。燃烧的过程中煤的化学能转化为______能。加热 6min，水所吸收的热量为______J。若煤炉烧水时的热效率为 60%，则需要燃烧______kg 的煤。[c 水=4.2×103J/（kg·℃），q 煤=3×107J/kg]
【答案】 ①. 内 ②. 2.52×106 ③. 0.14
【解析】
【分析】
【详解】[1]燃烧的过程中煤会释放大量的热量，化学能转化为内能。
[2] 由得，10L 水的质量
从图中可以看出，加热 6min，水从20℃上升到80℃，水所吸收的热量
[3]由得，若煤炉烧水时的热效率为 60%，需要煤放出的热量为
由 得，需要燃烧的煤的质量
16. 如图所示，两个相同的溢水杯分别装满水和某种液体，放入不同的物体后，用两个相同的容器承接排出的水和该液体。两物体静止时两个电子秤的示数相同。球状物和碗状物所受的浮力大小关系：F1______F2，溢水杯底部受到的液体压强大小关系：p水______p液。在两个溢水杯中放适量的盐，杯中液体的密度都增大，两物体仍然处于原来的状态，则球状物所受的浮力______（选填“变大”、“变小”或“不变”，下同），碗状物所受的浮力______。
【答案】 ①. = ②. 大于
③. 变大 ④. 不变
【解析】
【分析】
【详解】[1]根据阿基米德原理，物体所受浮力大小等于被物体排开的液体的重力。电子秤的示数相同说明球状物和碗状物所排开的质量相同，那么两容器中液体的重力相同，则球状物和碗状物受到的浮力大小相同，即F1=F2。
[2]已知两个完全相同容器中的液体的质量相同，由题图可知，溢出水的体积小于溢出的某种液体的体积，根据密度公式
可知ρ水>ρ液；两个溢水杯相同，则溢水杯底部到液面的深度相同，根据液体压强公式
则装有水的溢水杯底部受到的液体压强较大，即p水>p液。
[3]球状物完全浸没在水中，所受浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关。溢水杯中的液体密度增大后，排开液体的体积始终等于球状物的体积，所以球状物受到的浮力变大。
[4]溢水杯中的液体密度增大，碗状物仍然处于漂浮的状态，它所受的浮力等于重力，它的重力不变，所以浮力也不变。
17. 如图所示，起重机上的滑轮组匀速起吊重 4.2×103N 的物体，物体 5s 内上升了 5m。此过程中有用功为______J，绳子自由端移动的速度为______m/s；若滑轮组的机械效率为70%，则拉力 F 为______N，拉力 F 的功率为______W。
【答案】 ①. 2.1×104 ②. 3 ③. 2000 ④. 6000
【解析】
【分析】
【详解】[1]此过程中有用功
W有=Gh=4.2×103N×5m=2.1×104J
[2]由图示知，起重机上滑轮组承重绳子的根数为3根，物体上升5m，绳子自由端移动的距离为
s=3h=3×5m=15m
绳子自由端的速度
[3]据知
则拉力
[4]拉力F的功率
P=Fv=2000N×3m/s=6000W
18. 如图所示，电源电压恒为 6V，灯泡 L 标有“6V 3W”的字样，R1为定值电阻，R2为标有“10Ω 1A”字样的变阻器，电流表的量程为 0~3A，电压表的量程为 0~3V。灯泡 L 正常工作时的电流为______A。当 S1、S2、S3均闭合时，电流表的示数为 1.7A，则 R1的阻值为______Ω。当闭合 S1，断开 S2、S3时，在保证电路安全的情况下，R2连入电路的阻值为______Ω 时电路总功率最小，最小值为______W。
【答案】 ①. 0.5 ②. 5 ③. 5 ④. 3.6
【解析】
【分析】
【详解】[1]灯泡L正常工作时的电流
[2]当S1、S2、S3均闭合时，灯泡L与定值电阻R1并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，此时灯泡两端的电压为6V，灯泡正常发光，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R1的电流
I1=I-IL=1.7A-0.5A=1.2A
则R1的阻值
R1=
[3][4]当闭合S1，断开S2、S3时，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，当电压表的示数U2=3V时，R1两端的电压
U1=U-U2=6V-3V=3V
因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流
I′=
此时滑动变阻器接入电路中的电阻
此时电路安全，此时电路中的电流最小，电路的总功率最小，则
P小=UI′=6V×0.6A=3.6W
19. 某科技小组设计了如图甲所示的多功能水位报警电路，当水面上升到警戒水位时，a、 b两点接通，控制开关连接______两触点时仅电铃发出忽强忽弱的报警声。电路中电源电压恒为 6V，灯泡规格为“6V 3W”（灯泡的电阻不变），R0 为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计。当控制开关与触点“4 和 5”接通时，灯泡两端实际电压变化规律如图乙所示。已知当灯泡微弱发光时，其两端实际电压为 U0，消耗的实际功率为额定功率的，定值电阻 R0为______Ω，灯泡闪烁交替工作 60s 消耗的电能为______J。
【答案】 ①. 2 和 3 ②. 36 ③. 67.5
【解析】
【分析】
【详解】[1]由图甲知，当a、b两点接通，控制开关连接2、3两触点时，电铃、电磁铁和定值电阻R0串联在电路中，有电流通过电路，电铃发出较弱的报警声，电磁铁产生磁场，将动触点A吸引下来，与触点B连接，电磁铁和R0短路，电铃单独工作，此时电路中的电流较强，电铃发出较强报警声。
[2]当a、b两点接通，控制开关连接4、5两触点时，灯泡与电磁铁和R0串联，电路有电流通过，电磁铁产生磁场，将动触点A吸下来与静触点B接通，电磁铁和R0被短路，灯泡单独工作，电磁铁没有电流通过，不能产生磁场，动触点A被弹簧拉回原位，电磁铁又恢复磁性，将A吸下来，如此反复。动触点A未与静触点B接触时，灯泡的实际功率
P实=
灯泡的电阻
灯泡两端的实际电压
则R0两端的电压
UR0=U-U0=6V-15V=4.5V
据串联电路的分压特点知
1.5V:4.5V=12Ω:R0
解得
R0=36Ω
[3]由图乙知，一个交替用时1.5s，60s内完成交替数
A与B接触时，灯泡正常工作，用时0.5s，这个过程消耗的电能
W1=P额t1=3W×0.5s=1.5J
A与B不接触时，用时1s，这个过程消耗的电能
W2=P实t2=0.1875W×1s=0.1875J
则60s消耗的总电能
W=n(W1+W2)=40×(1.5J+0.1875J)=67.5J
三、解答题（本题共 9 小题，共 50 分）
20. 按要求作图：
（1）当一束光从水中射向空气时，它的反射光线如图甲，请画出入射光线和折射光线；
（2）请在图乙中画出FA的力臂L，并在B端画出使杠杆平衡的最小力FB；
（3）如图丙所示，闭合电路的一部分导体向右运动，导体中感应电流的方向如图A所示。改变实验条件，请在图B中画出导体的运动方向。
甲
乙
丙
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【分析】
【详解】（1）由光的反射定律可作出入射光线；光从水中射入空气中时，折射角大于入射角，如下图所示：
（2）过O点作FA的垂线，垂线段即为力臂L；B点用力，最长力臂为OB，垂直OB向下用力即为最小力FB，如下图所示：
（3）通电导体在磁场中受力方向与磁场方向、电流方向有关，当磁场方向和电流方向都发生变化时，受力方向不变，图B中导体的运动方向如下图所示：
21. 小明用图甲所示的装置做“观察水的沸腾”实验。
（1）图甲装置中，存在的错误是____。器材中纸板的主要作用是______；
（2）在加热过程中，水中的气泡如图乙所示，此时水_____（选填“已沸腾”或“未沸腾”）；
（3）其他同学分别采用如图丙的三个实验装置进行实验，根据实验数据分别画出水温随时间变化的图像如图丁所示，则用装置③做实验画出的图像是______。
【答案】 ①. 温度计的玻璃泡碰到容器底 ②. 减少水的热量损失 ③. 未沸腾 ④. b
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]由图可知，错误之处是温度计的玻璃泡接触了容器底，会造成测量的水温偏高。
[2]纸板盖在烧杯口，可以减小热量的损失，缩短加热时间，还可以固定温度计。
（2）[3]水的气泡在上升过程中体积逐渐变大才是沸腾时的现象，图中气泡由大变小，此时水未沸腾。
（3）[4]装置②中水的初温为92°C，装置①③水的初温为90°C，用相同的酒精灯加热，装置②中的水最先达到沸点，所以装置②对应的图像是c；装置①中的水较少，③中的水较多，用相同的酒精灯加热，①中的水温度升高得快，③中的水温度升高得慢，所以，装置①对应的图像是a，装置③对应的图像是b。
22. 小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜固定在光具座上 50cm 刻度线处不动，移动蜡烛和光屏至如图所示位置时，光屏上成清晰的像。
（1）此时光屏上成倒立、___________的实像。
（2）小明将一副近视眼镜放在蜡烛和透镜之间的适当位置，此时应将蜡烛向___________（选填“左”或“右”）移动，光屏上才能再次成清晰的像。
（3）取走眼镜，小明将蜡烛放至光具座上 20cm 刻度线左侧的一段距离后，应将光屏移至___________（选填序号）范围内才能看到清晰的像。
A.60~65cm B.65~80cm C.80~95cm
（4）小明想用大小合适的玻璃板替换凸透镜探究平面镜成像规律，他取两只相同的蜡烛是为了比较___________；光具座上有刻度的好处是___________。
【答案】 ①. 等大 ②. 左 ③. B ④. 像与物的大小关系 ⑤. 便于比较像与物到平面镜的距离关系
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]从图中可以看出，此时
当物距等于像距时，物体位于凸透镜2f处，光屏上成的是倒立、 等大的实像。
（2）[2]近视镜是凹透镜，对光线具有发散作用，能使像变远。根据凸透镜成像满足“物远像近像变小”，小明将一副近视眼镜放在蜡烛和透镜之间的适当位置，不移动光屏，此时应将蜡烛向左移动，光屏上才能再次成清晰的像。
（3）[3]该凸透镜的焦距为
取走眼镜，小明将蜡烛放至光具座上 20cm 刻度线左侧的一段距离后，此时
成的是倒立缩小的实像，像距满足
应将光屏移至65~80cm范围内才能看到清晰的像，故B符合题意，AC不符合题意。
故选B。
（4）[4]取两只相同的蜡烛，便于比较像与物的大小关系。
[5]光具座上刻有刻度，可以直接看出像距与物距大小关系。
23. 利用图甲的实验装置探究“阻力对物体运动的影响”。
（1）实验中将同一小车放在同一斜面的___________，由静止开始下滑。小车分别停在如图乙、丙、丁所示的位置上。由此可以得出的结论是：在初速度相同的条件下，___________。
（2）在上述实验中，小车在毛巾表面运动过程中的速度变化量___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）在木板表面运动过程中的速度变化量。
（3）若在此实验基础上，仅添加一个木块，利用甲图可探究物体的动能大小与___________是否有关。
【答案】 ①. 同一高度 ②. 小车受到的阻力越小，运动的距离越远 ③. 等于 ④. 质量
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]小车从同一斜面相同的高度下滑，可以使得小车到达斜面底端时获得相同的初速度。
[2]根据图乙、丙、丁可知，毛巾表面的阻力最大，运动的距离最短；木板表面的阻力最小，运动的距离最远，因此可得出结论：初速度相同时，小车受到的阻力越小，运动的距离越远。
（2）[3]小车从斜面上同一高度处滑下，所以小车到达毛巾表面和木板表面时的速度相等。小车最终在毛巾表面和木板表面上都停止下来，速度变为0，所以小车在毛巾表面和木板表面运动过程中，速度变化量相等。
（3）[4]在甲的实验基础上添加木块后在同一高度释放小车，控制了小车下滑到斜面底端时的速度相同，改变小车的质量，通过观察小车运动的距离可以判断动能的大小是否与质量有关。
24. 小明利用如图甲的装置研究液体压强与深度的关系。
（1）实验前用手指轻压橡皮膜，目的是______；
（2）如图乙所示，A、B 两个相同的烧杯盛有质量相等的水，则金属盒所处深度的大小关系是：hA______hB；比较A、B 两图可得：在同种液体内部，深度越深，压强越______；
（3）小明设计了如下表格来记录实验数据，请将（a）处内容补充完整。
实验序号
金属盒的深度 H/cm
（a）______
①
②
③
【答案】 ①. 检查装置是否漏气 ②. > ③. 大 ④. U 形管两端液面高度差
【解析】
分析】
【详解】（1）[1]实验前用手指轻压橡皮膜，目的是检查装置是否漏气。若装置漏气，压橡皮膜时。U形管两边液面不会出现高度差。
（2）[2] A、B 两个相同的烧杯盛有质量相等的水。从图乙中可以看出，金属盒到烧杯A底部的距离比金属盒离烧杯B的距离短，说明金属盒在A、B烧杯中的深度
[3]从图乙中可以看出，烧杯A中的U形管压强计两边液面的高度差大于烧杯B中的U形管压强计两边液面的高度差，说明烧杯A金属盒处的压强大于烧杯B 中金属盒处的压强。故比较A、B 两图可得：在同种液体内部，深度越深，压强越大。
（3）[4]实验研究的是液体压强与深度的关系，实验中采用U 形管压强计测量液体压强，U形管压强计用两边液面的高度差表示液体深度的大小，因此要记录的数据有金属盒在同一种液体中的不同深度以及相应深度的U形管压强计两边的液面深度差。
25. 用吸管做以下物理小实验。
（1）图甲中对吸管吹气发出声音，不断将吸管剪短，发出声音的______会变化；
（2）图乙中将餐巾纸摩擦过的吸管固定在支架上，用另一带电的物体靠近吸管带电的一端，发现它们相互排斥，说明它们带的是______（选填“同种”或“异种”）电荷；
（3）图丙中往B 管中吹气，A 管中水面上升，这是因为A 管口处气体压强变______；
（4）图丁中利用底端封闭的吸管和食盐等器材来测一枚新鲜鸡蛋的密度，步骤如下：
①用刻度尺测出吸管的长度为 L0；
②往吸管内装入适量的盐使其竖直漂浮在盛水的杯中，测出吸管露出水面的长度为 L1；
③将鸡蛋放入水中，向水中加盐直至______，再测出此时吸管露出液面的长度为 L2，则鸡蛋密度 ρ=______（用测量量和已知量表示，水的密度为 ρ水）。
甲
乙
丙
丁
【答案】 ①. 音调 ②. 同种 ③. 小 ④. 鸡蛋刚好悬浮 ⑤.
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]对着吸管吹气，吸管内的空气振动发出声音，将吸管剪短，管内空气减少，振动变快，则发出的声音的声调会变化。
（2）[2]有带电体和与餐巾纸摩擦过热吸管靠近，两者相互排斥，说明它们带的是同种电荷。
（3）[3]图丙中，住B管中吹气，A管口处气体流速加快，压强变小。
（4）[4][5]吸管放入水中，处于漂浮状态，受到的浮力等于重力，则
G=F浮=ρ水gV排=ρ水gS(L0-L1)
往水中加盐，直至鸡蛋处于悬浮，此时鸡蛋的密度等于盐水的密度。吸管仍是漂浮状态，所受的浮力仍等于重力，则
G=F浮1=ρ盐水gV排1=ρ盐水gS(L0-L2)
即
ρ水gS(L0-L1) =ρ盐水gS(L0-L2)
那么盐水的密度
即鸡蛋的密度
26. 在“探究电流与电阻的关系”实验中，小明选用如下器材：电压恒为4V的电源，阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器，电流表，电压表，开关和若干导线。
甲
乙
丙
（1）甲图中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正；______
（2）改正后，闭合开关并调节滑动变阻器滑片，使电压表示数如图乙所示，记下此时电流表示数。接着断开开关，保持滑片位置不动，将20Ω电阻换成10Ω电阻，再闭合开关，应将滑片向______移动，使电压表示数与第一次实验相同，此时电流表示数应为______A；
（3）将10Ω换成5Ω后重复上述实验，分析数据得出结论；
（4）实验后，小明又设计了如图丙所示的电路图测出了额定电压为U额的小灯泡的额定功率，已知电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0，请将实验步骤补充完整；
①开关S1断开，S、S2闭合，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为______，小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片位置不动，______（填三个开关的状态），记录电压表示数为U滑；
③小灯泡额定功率的表达式P额=______。（用U、U额、U滑、R0表示）
【答案】 ①. ②. 左 ③. 0.2 ④. U-U额 ⑤. 闭合 S、S1，断开S2 ⑥.
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]在探究电流与电阻的关系的实验中，电流表要和定值电阻串联，电压表要和定值电阻并联，如图所示：
（2）[2]在探究电流与电阻的关系的实验中，应该改变电阻并保证定值电阻两端的电压不变，将20Ω电阻换成10Ω电阻，若要保持其电压不变，根据串联分压规律，应减小滑动变阻器的电压，即将滑片向左移动。
[3]由乙图可知，电压表的示数为2V，此时定值电阻阻值为10Ω，所以电流表的示数为
（4）①[4]当开关S1断开，S、S2闭合时，小灯泡和滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端电压，要使小灯泡正常发光时，其两端的电压等于额定电压，所以为了使小灯泡正常发光，根据串联电路的电压规律，应该使电压表的示数为U-U额。
②[5]要利用定值电阻得到滑动变阻器的阻值，应该让定值电阻和滑动变阻器串联，并让小灯泡被短路，所以应该闭合 S、S1，断开S2。
③[6]滑动变阻器的电阻为
小灯泡的额定功率为
27. 如图是某品牌的纯电动汽车，空车质量为1380kg，轮胎与地面总接触面积为345cm2，求：
（1）空车静止时对水平地面的压强；
（2）假设车上只有质量为60kg的司机，电动汽车充满电后在水平公路上匀速行驶 10km，所受阻力为总重力的0.04倍，求牵引力所做的功。
【答案】（1）4×105Pa；（2）5.76×106J
【解析】
【分析】
【详解】解：（1）空车静止时对水平地面的压强为
（2）汽车匀速行驶，受力平衡，牵引力大小为
F牵=F阻=0.04G总=0.04m总g=0.04×(1380kg+60kg)×10N/kg=576N
则牵引力所做功
W=F牵s=576N×10000m=5.76×106J
答：（1）空车静止时对水平地面的压强4×105Pa；
（2）牵引力所做的功为5.76×106J。
28. 如图甲所示是某款水位自动测控仪的原理图，电源电压U恒为12V，定值电阻R0=8Ω，R1总长30cm，阻值为15Ω，其接入电路的阻值与长度成正比。轻质弹簧的阻值为2Ω，上端固定，滑片P固定在弹簧下端且与R1接触良好（摩擦忽略不计）。重60N、高50cm、底面积为80cm2的圆柱体M挂在弹簧下端。当水位处于最高点A时，M刚好浸没，此时滑片P恰在R1最上端；当水位将至最低点B时，M的下表面刚好离开水面。已知弹簧所受拉力F与其伸长量∆L的关系如下表所示。闭合开关S，求：
（1）当水位处于位置A时，电压表的示数；______
（2）当水位处于位置A时，此时弹簧的伸长量为______cm；
（3）水位由位置A降至B时，此时电路消耗的电功率。______
F/N
0
20
40
60
80
∆L/cm
0
10
20
30
40
【答案】 ①. 8.16V ②. 10cm ③. 9.6W
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]水位位于A点时，滑片P恰在R1最上端，变阻器接入电路中的电阻为
R1=15Ω
根据串联电路电阻的规律可得，总电阻为
R总=R0+R弹+R1=8Ω+2Ω+15Ω=25Ω
由欧姆定律可得，电路中的电流为
电压表示数为
U1=I（R1+R弹）=0.48A×（15Ω+2Ω）=8.16V
（2）[2]当水位处于最高位置A时，M刚好浸没在水中，此时排开水的体积为
V排=V物=Sh=80cm2×50cm=4000cm3=4×10-3m3
由浮力公式可得，圆柱体M受到的浮力为
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×4×10-3m3=40N
由阿基米德原理可得，弹簧所受拉力为
F拉=G-F浮=60N-40N=20N
由表知，弹簧的伸长量为
∆L=10cm
（3）[3]水位降至B时，M的下表面刚好离开水面弹簧所受拉力为
由图可知，弹簧的伸长量为
则滑片P与上端距离
此时变阻器接入电路中的电阻为
由功率公式可得，此时电路消耗的电功率为
2021年南京玄武区中考物理二模试卷
一、选择题（本题共 12 小题，每小题 2 分，共 24 分。每小题给出的四个选项中只有一个选项正确）
1. 关于能源和可持续发展，下列认识正确的是（ ）
A. 煤、石油和天然气是当今人类利用的主要能源，它们是可再生能源
B. 核电站是利用核裂变产生的巨大能量发电的
C. 人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生
D. 汽车制动过程中产生的内能可自动转化为机械能再用来驱动汽车
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．煤、石油和天然气是当今人类利用的主要能源，它们用完后短时间内不能恢复，属于不可再生能源，故A错误；
B．核电站中利用了核裂变产生能量带动发电机发电，故B正确；
C．能量不能凭空产生也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体上，或从一种形式转化为其它形式，故C错误；
D．能量的转化具有方向性，汽车制动过程中产生的内能没法自动转化为机械能来驱动汽车，故D错误。
故选B。
2. 关于生活中的物态变化，下列说法正确的是（ ）
①食品保鲜的时候会用到干冰，是利用干冰升华吸热
②用冰箱制作冰棒，发生了凝固放热的现象
③冷冻的牛排表面的霜是水蒸气吸热凝华而成的
④烧开水的时候，壶口的“白气”是水汽化吸热形成的水蒸气
A. ①② B. ①③ C. ①④ D. ③④
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】①干冰升华过程中能够吸收热量，从而降低温度进行食品保鲜，故①正确；
②冰箱制作的冰棒从液体变成固体，是凝固过程，凝固过程出现的是放热现象，故②正确；
③冷冻的牛排表面的霜是由水蒸气直接变成固体小冰晶，是凝华过程，凝华过程出现的是放热现象，故③错误；
④当水烧开时，从壶口是冒出温度较高的水蒸气在空气中遇冷放出热量，液化形成小水珠，也就是我们所看到的壶口的“白气”，故④错误。
故选A。
3. 下列四幅光路图能正确解释生活中现象的是（ ）
A. 水中的潜水员看见岸上的物体 B. 光从室外透过窗户玻璃进入室内
C. 太阳在树荫下形成的圆形光斑 D. 人观察对岸的树木在水中倒影
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．水中的潜水员看见岸上的物体，是岸上的物体反射的光经过空气和水折射入人的眼睛，故A不符合题意；
B．在折射中，空气中的入射角或折射角最大。光从室外透过窗户玻璃进入室内，空气中的入射角和折射角相等，且大于玻璃中的入射角和折射角，故B不符合题意；
C．太阳在树荫下形成的圆形光斑，是太阳光线经过树叶缝隙沿直线传播所成的像，是小孔成像，故C符合题意；
D．人观察对岸的树木在水中倒影，是岸上的树木反射的光经过水面反射后进入人的眼睛，故D不符合题意。
故选C。
4. 如图，小华站在平面玻璃制的地铁安全门外候车，小华与安全门的距离为1m，下列说法正确的是（ ）
A. 安全门后的墙壁上明亮的灯箱使小华能更清晰的观察到她的像
B. 若小华向安全门走近0.5m，则她与像的距离为1m
C. 小华远离安全门，则她在安全门中成的像变小
D. 若安全门向两侧打开，则小华在安全门中成的像位置发生改变
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．安全门后的墙壁上明亮的灯箱，使物体和环境对比度较小，小华不能清晰的观察到她的像，故A错误；
B．小华站在平面镜制的地铁安全门外候车，小华与安全门的距离为1m，小华向安全门走近0.5m，她与安全门的距离为0.5m，她的像到安全门的距离也是0.5m，则她与像的距离为
0.5m+0.5m=1m
故B正确；
C．物像大小相等，小华远离安全门，则她在安全门中所成的像大小不变，故C错误；
D．物像连线与镜面垂直，安全门向两侧打开，则小华在安全门中所成的像位置不会发生改变，故D错误。
故选B。
5. 关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（ ）
A. 在相同温度下，1kg水比1kg冰内能大
B. 物体温度越低内能越小，所以 0℃的物体没有内能
C. 热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
D. 物体温度升高，一定是吸收了热量
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A．在相同温度下，水和冰的质量也相同，冰化成水需要吸收热量，所以1kg水比1kg冰内能大，故A正确；
B．一切物体在任何温度下都具有内能，所以0℃的物体仍具有内能，故B错误；
C．发生热传递的条件是：有温度差，热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体或从同一物体温度高的部分传递给温度低的部分，内能大的物体的温度不一定高，故C错误；
D．物体温度升高，不一定是吸收了热量，还可能是外界对物体做了功，故D错误。
故选A。
6. 中国将于 2022 年首次举办冬奥会，如图是滑雪运动员从山上下滑的情景，下列说法中正确的是（ ）
A. 下滑的过程中，重力没有对他做功
B. 下滑的过程中，若一切外力都消失，他将停止运动
C. 用撑杆撑地进行加速，是利用了力的作用是相互的
D. 滑雪板长且宽，是为了增大压强
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．重力是竖直向下的，则下滑过程，在重力的方向上移动了距离，所以重力对运动员做了功，故A错误；
B．下滑过程中，一切外力消失，运动员将保持原来的速度做匀速直线运动，故B错误；
C．撑杆撑地，是撑杆对地用力，地面反过来对撑杆有力的作用，这个力让运动员的速度加快，故C正确；
D．滑雪板长且宽是在压力不变时，通过增大受力面积而减小压强，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，放在水平桌面上的物块A与B用细线通过定滑轮与沙桶相连，当沙桶与沙总重力为G时，物块AB恰好一起做匀速直线运动。此过程中下列说法正确的是（ ）
A. B受到向右的滑动摩擦力，其大小为G
B. A受到的重力与桌面对A的支持力是一对平衡力
C. 小桶匀速下降的过程中重力势能转化为动能
D. B对A的压力是B的形变产生的
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．沙桶与沙的总重力为G，使用定滑轮不能改变力的大小（忽略细线与滑轮之间的摩擦），则物块受到的拉力大小为G，因为物块做匀速直线运动，拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，所以A和B所受滑动摩擦力的大小为G，B相对于A相对静止且没有相对运动的趋势，故不受摩擦力，故A错误；
B．物块A受到的重力与桌面对A的支持力，大小不等，不是一对平衡力，故B错误；
C．小桶匀速下降的过程中速度和质量不变，动能不变，重力势能克服摩擦力做功转化为内能，故C错误；
D．AB之间相互挤压，B对A的压力是B的形变产生的，故D正确。
故选D。
8. 如图所示，甲、乙、丙装置完全相同，燃料的质量、液体的质量和初温都相等，当燃料燃尽时（烧杯内的液体均未沸腾），温度计示数为T甲>T乙>T丙。下列说法正确的是（ ）
A. 选择甲、乙，可以用燃烧相同时间比较液体升高温度来反映燃料热值的大小
B. 选择甲、丙，可以用加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少
C. 液体a的比热容ca与液体b的比热容cb 相比，有ca>cb
D. 燃料1的热值q1与燃料2的热值q2相比，有 q1
【解析】
【分析】
【详解】A．比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同；故应选择甲、乙两图进行实验，可以用燃料完全燃烧后，比较液体升高的温度反映燃料热值的大小，故A错误；
B．若比较不同物质的吸热本领，应控制燃料相同而被加热的液体不同，应选择甲、丙两图进行实验；用相同的加热装置对液体加热，相等时间内液体吸收的热量相等，加热时间反应了不同物质吸热的多少，故B正确；
C．燃料燃尽，说明加热相同的时间，液体吸收相同的热量，液体a和液体b的温度关系是
T甲>T丙
可以得到
ca＜cb
故C错误；
D．燃料燃尽，甲乙中液体的温度关系是
T甲>T乙
可以得到燃料热值的关系为
q1＞q2
故D错误。
故选B。
9. 关于家庭电路和安全用电，下列说法正确的是（ ）
甲
乙
丙
丁
A. 图甲的连接方式符合安全用电的原则
B. 图乙的方式使用测电笔，接触火线，氖管会发光
C. 图丙中空气开关跳闸，一定是家庭电路出现短路造成的
D. 图丁安装该电能表的家庭同时使用的用电器总功率不能超过1100W
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．图甲的连接方式中开关应接在火线上，不符合安全用电的原则，故A错误；
B．使用测电笔，手应接触笔尾金属体，图乙的方式使用测电笔，接触火线，氖管不会发光，故B错误；
C．过载和短路都会造成空气开关跳闸，故C错误；
D．图丁安装该电能表的额定最大电流为5A，同时使用的用电器总功率不能超过
P=UI=5A×220V=1100W
故D正确。
故选D。
10. 以下对四个实验的认识，不正确的是（ ）
甲
乙
丙
丁
A. 图甲演示的是电流的磁效应 B. 图乙可用来演示电动机的工作原理
C. 图丙可探究感应电流产生的条件 D. 图丁可用来演示发电机的工作原理
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．图甲中是电磁铁，利用电流的磁效应，故A正确，不符合题意；
B．图乙中线圈通电后在磁场中发生转动，是电动机的原理图，故B正确，不符合题意；
C．该图中没有电源，即探究电磁感应现象，此实验说明闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，探究感应电流产生的条件，故C正确，不符合题意；
D．通电直导线在磁场中会受到力的作用，是电动机的原理图，故D错误，符合题意。
故选D。
11. 如图所示的电路，电源电压不变，电阻R1、R2和R3的阻值分别是4Ω、12Ω和9Ω，只闭合开关S2时，R1的电功率为P。下列说法正确的是（ ）
A. 只闭合开关S1、S2，R1和R3并联
B. 只闭合开关S1，R1的电功率仍为P
C. 只闭合开关S3，电路的总功率为64P
D. 所有开关都闭合，R1和R3并联
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．只闭合开关S1、S2，只有R1的简单电路，故A错误；
B．只闭合开关S2时，R1和R2串联，由串联分压可知
R1的电功率为
P=
只闭合开关S1，只有R1的简单电路，R1的电功率
所以只闭合开关S1，R1的电功率大于P，故B错误；
C．只闭合开关S3，R2和R3串联，电路的总功率为
所以P总=，故C错误；
D．所有开关都闭合时，电流分别经过R1和R3，R1和R3并联，故D正确。
故选D。
12. 如图所示电路中，电源电压不变，R1 为 90Ω 的定值电阻，R2 为滑动变阻器，闭合开关S，滑动变阻器接入电路的阻值由 R0 增大到 5R0，电流减少了一半，定值电阻 R1 的功率变化了 2.7W，此过程中（ ）
①电流表示数变化了 0.1A
②电压表示数变化了 18V
③滑动变阻器 R2 的功率变化了 0.3W
④电路消耗的总功率变化了 3W
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ③④
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】由电路图可知，闭合开关S，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，当滑动变阻器接入电路的阻值为R0时，电路中的电流
当滑动变阻器接入电路的阻值为5R0时，电路中的电流
因滑动变阻器接入电路的阻值由R0增大到5R0，电流减少了一半，定值电阻R1的功率变化了2.7W，所以
I1=2I2
整理可得
ΔP1=I12R1-I22R1=(2I2)2R1-I22R1=3I22R1=3×
解得U=24V。
①电流表示数变化了
ΔI=I1-I2=2I2-I2=I2=
故①正确；
②两电压表的示数分别为
U2=I1R2=
则电压表示数变化了
ΔU2=U2′-U2=15V-6V=9V
故②错误；
③滑动变阻器R2的功率变化了
ΔP2=U2′I2-U2I1=U2′I2-U2×2I2=(U2′-2U2)I2=(15V-2×6V)×0.1A=0.3W
故③正确；
④电路消耗的总功率变化了
ΔP=UI1-UI2=U(I1-I2)=UΔI=24V×0.1A=2.4W
故④错误。
综上可知，①③正确。
故选B。
二、填空题（本题共 0 小题，每空 1 分，共 0 分）
13. 2021年2月，“天问一号”的环绕器绕火星同步飞行，它相对火星地面是______的。“天问一号”降落时与火星大气层摩擦产生巨大热量使外表面温度升高，这是通过______方式改变了内能。其收集的信息通过______传输回地球，这种波在真空中传播的速度是___________m/s。
【答案】 ①. 静止 ②. 做功 ③. 电磁波 ④. 3×108
【解析】
分析】
【详解】[1]“天问一号”的环绕器绕火星同步飞行，它相对火星地面的位置没有发生改变，“天问一号”相对火星地面是静止的。
[2]“天问一号”降落时与火星大气层摩擦，机械能转化为内能，使“天问一号”外表面温度升高，这是通过做功的方式改变内能的。
[3]“天问一号”火星探测器是利用电磁波将其收集的信息传输回地球。
[4]电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s。
14. 2021 年春晚节目《唐宫夜宴》广受好评。观众能区别不同乐器发出的声音，因为声音的___________不同。观众看到演员的裙子呈绿色，是因为裙子____________选填（“吸收”或“反射”）了绿光。如图所示，这是照相机拍摄的一个画面。拍照时，相机镜头与演员之间的距离应大于___________。如果想让更多的演员进入画面中，可将照相机的镜头___________（选填“远离” 或“靠近”）演员。
【答案】 ①. 音色 ②. 反射 ③. 两倍焦距 ④. 远离
【解析】
【分析】
【详解】[1]音色是由发声体本身决定的一个特性，观众能区别不同乐器发出的声音，因为声音的音色不同。
[2]不透明物体的颜色由它反射的色光决定，观众看到演员的裙子呈绿色，是因为裙子反射绿光。
[3]照相机的原理是物距大于2倍焦距，成倒立缩小的实像，拍照时，相机镜头与演员之间的距离应大于二倍焦距。
[4]当凸透镜成实像时，物体到透镜的距离越远，所成的像越小，想让更多的演员进入画面中，可将照相机的镜头远离演员。
15. 用煤炉给 10L 水加热，加热过程中水温随时间变化的图像如图所示。燃烧的过程中煤的化学能转化为______能。加热 6min，水所吸收的热量为______J。若煤炉烧水时的热效率为 60%，则需要燃烧______kg 的煤。[c 水=4.2×103J/（kg·℃），q 煤=3×107J/kg]
【答案】 ①. 内 ②. 2.52×106 ③. 0.14
【解析】
【分析】
【详解】[1]燃烧的过程中煤会释放大量的热量，化学能转化为内能。
[2] 由得，10L 水的质量
从图中可以看出，加热 6min，水从20℃上升到80℃，水所吸收的热量
[3]由得，若煤炉烧水时的热效率为 60%，需要煤放出的热量为
由 得，需要燃烧的煤的质量
16. 如图所示，两个相同的溢水杯分别装满水和某种液体，放入不同的物体后，用两个相同的容器承接排出的水和该液体。两物体静止时两个电子秤的示数相同。球状物和碗状物所受的浮力大小关系：F1______F2，溢水杯底部受到的液体压强大小关系：p水______p液。在两个溢水杯中放适量的盐，杯中液体的密度都增大，两物体仍然处于原来的状态，则球状物所受的浮力______（选填“变大”、“变小”或“不变”，下同），碗状物所受的浮力______。
【答案】 ①. = ②. 大于
③. 变大 ④. 不变
【解析】
【分析】
【详解】[1]根据阿基米德原理，物体所受浮力大小等于被物体排开的液体的重力。电子秤的示数相同说明球状物和碗状物所排开的质量相同，那么两容器中液体的重力相同，则球状物和碗状物受到的浮力大小相同，即F1=F2。
[2]已知两个完全相同容器中的液体的质量相同，由题图可知，溢出水的体积小于溢出的某种液体的体积，根据密度公式
可知ρ水>ρ液；两个溢水杯相同，则溢水杯底部到液面的深度相同，根据液体压强公式
则装有水的溢水杯底部受到的液体压强较大，即p水>p液。
[3]球状物完全浸没在水中，所受浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关。溢水杯中的液体密度增大后，排开液体的体积始终等于球状物的体积，所以球状物受到的浮力变大。
[4]溢水杯中的液体密度增大，碗状物仍然处于漂浮的状态，它所受的浮力等于重力，它的重力不变，所以浮力也不变。
17. 如图所示，起重机上的滑轮组匀速起吊重 4.2×103N 的物体，物体 5s 内上升了 5m。此过程中有用功为______J，绳子自由端移动的速度为______m/s；若滑轮组的机械效率为70%，则拉力 F 为______N，拉力 F 的功率为______W。
【答案】 ①. 2.1×104 ②. 3 ③. 2000 ④. 6000
【解析】
【分析】
【详解】[1]此过程中有用功
W有=Gh=4.2×103N×5m=2.1×104J
[2]由图示知，起重机上滑轮组承重绳子的根数为3根，物体上升5m，绳子自由端移动的距离为
s=3h=3×5m=15m
绳子自由端的速度
[3]据知
则拉力
[4]拉力F的功率
P=Fv=2000N×3m/s=6000W
18. 如图所示，电源电压恒为 6V，灯泡 L 标有“6V 3W”的字样，R1为定值电阻，R2为标有“10Ω 1A”字样的变阻器，电流表的量程为 0~3A，电压表的量程为 0~3V。灯泡 L 正常工作时的电流为______A。当 S1、S2、S3均闭合时，电流表的示数为 1.7A，则 R1的阻值为______Ω。当闭合 S1，断开 S2、S3时，在保证电路安全的情况下，R2连入电路的阻值为______Ω 时电路总功率最小，最小值为______W。
【答案】 ①. 0.5 ②. 5 ③. 5 ④. 3.6
【解析】
【分析】
【详解】[1]灯泡L正常工作时的电流
[2]当S1、S2、S3均闭合时，灯泡L与定值电阻R1并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，此时灯泡两端的电压为6V，灯泡正常发光，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R1的电流
I1=I-IL=1.7A-0.5A=1.2A
则R1的阻值
R1=
[3][4]当闭合S1，断开S2、S3时，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，当电压表的示数U2=3V时，R1两端的电压
U1=U-U2=6V-3V=3V
因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流
I′=
此时滑动变阻器接入电路中的电阻
此时电路安全，此时电路中的电流最小，电路的总功率最小，则
P小=UI′=6V×0.6A=3.6W
19. 某科技小组设计了如图甲所示的多功能水位报警电路，当水面上升到警戒水位时，a、 b两点接通，控制开关连接______两触点时仅电铃发出忽强忽弱的报警声。电路中电源电压恒为 6V，灯泡规格为“6V 3W”（灯泡的电阻不变），R0 为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计。当控制开关与触点“4 和 5”接通时，灯泡两端实际电压变化规律如图乙所示。已知当灯泡微弱发光时，其两端实际电压为 U0，消耗的实际功率为额定功率的，定值电阻 R0为______Ω，灯泡闪烁交替工作 60s 消耗的电能为______J。
【答案】 ①. 2 和 3 ②. 36 ③. 67.5
【解析】
【分析】
【详解】[1]由图甲知，当a、b两点接通，控制开关连接2、3两触点时，电铃、电磁铁和定值电阻R0串联在电路中，有电流通过电路，电铃发出较弱的报警声，电磁铁产生磁场，将动触点A吸引下来，与触点B连接，电磁铁和R0短路，电铃单独工作，此时电路中的电流较强，电铃发出较强报警声。
[2]当a、b两点接通，控制开关连接4、5两触点时，灯泡与电磁铁和R0串联，电路有电流通过，电磁铁产生磁场，将动触点A吸下来与静触点B接通，电磁铁和R0被短路，灯泡单独工作，电磁铁没有电流通过，不能产生磁场，动触点A被弹簧拉回原位，电磁铁又恢复磁性，将A吸下来，如此反复。动触点A未与静触点B接触时，灯泡的实际功率
P实=
灯泡的电阻
灯泡两端的实际电压
则R0两端的电压
UR0=U-U0=6V-15V=4.5V
据串联电路的分压特点知
1.5V:4.5V=12Ω:R0
解得
R0=36Ω
[3]由图乙知，一个交替用时1.5s，60s内完成交替数
A与B接触时，灯泡正常工作，用时0.5s，这个过程消耗的电能
W1=P额t1=3W×0.5s=1.5J
A与B不接触时，用时1s，这个过程消耗的电能
W2=P实t2=0.1875W×1s=0.1875J
则60s消耗的总电能
W=n(W1+W2)=40×(1.5J+0.1875J)=67.5J
三、解答题（本题共 9 小题，共 50 分）
20. 按要求作图：
（1）当一束光从水中射向空气时，它的反射光线如图甲，请画出入射光线和折射光线；
（2）请在图乙中画出FA的力臂L，并在B端画出使杠杆平衡的最小力FB；
（3）如图丙所示，闭合电路的一部分导体向右运动，导体中感应电流的方向如图A所示。改变实验条件，请在图B中画出导体的运动方向。
甲
乙
丙
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【分析】
【详解】（1）由光的反射定律可作出入射光线；光从水中射入空气中时，折射角大于入射角，如下图所示：
（2）过O点作FA的垂线，垂线段即为力臂L；B点用力，最长力臂为OB，垂直OB向下用力即为最小力FB，如下图所示：
（3）通电导体在磁场中受力方向与磁场方向、电流方向有关，当磁场方向和电流方向都发生变化时，受力方向不变，图B中导体的运动方向如下图所示：
21. 小明用图甲所示的装置做“观察水的沸腾”实验。
（1）图甲装置中，存在的错误是____。器材中纸板的主要作用是______；
（2）在加热过程中，水中的气泡如图乙所示，此时水_____（选填“已沸腾”或“未沸腾”）；
（3）其他同学分别采用如图丙的三个实验装置进行实验，根据实验数据分别画出水温随时间变化的图像如图丁所示，则用装置③做实验画出的图像是______。
【答案】 ①. 温度计的玻璃泡碰到容器底 ②. 减少水的热量损失 ③. 未沸腾 ④. b
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]由图可知，错误之处是温度计的玻璃泡接触了容器底，会造成测量的水温偏高。
[2]纸板盖在烧杯口，可以减小热量的损失，缩短加热时间，还可以固定温度计。
（2）[3]水的气泡在上升过程中体积逐渐变大才是沸腾时的现象，图中气泡由大变小，此时水未沸腾。
（3）[4]装置②中水的初温为92°C，装置①③水的初温为90°C，用相同的酒精灯加热，装置②中的水最先达到沸点，所以装置②对应的图像是c；装置①中的水较少，③中的水较多，用相同的酒精灯加热，①中的水温度升高得快，③中的水温度升高得慢，所以，装置①对应的图像是a，装置③对应的图像是b。
22. 小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜固定在光具座上 50cm 刻度线处不动，移动蜡烛和光屏至如图所示位置时，光屏上成清晰的像。
（1）此时光屏上成倒立、___________的实像。
（2）小明将一副近视眼镜放在蜡烛和透镜之间的适当位置，此时应将蜡烛向___________（选填“左”或“右”）移动，光屏上才能再次成清晰的像。
（3）取走眼镜，小明将蜡烛放至光具座上 20cm 刻度线左侧的一段距离后，应将光屏移至___________（选填序号）范围内才能看到清晰的像。
A.60~65cm B.65~80cm C.80~95cm
（4）小明想用大小合适的玻璃板替换凸透镜探究平面镜成像规律，他取两只相同的蜡烛是为了比较___________；光具座上有刻度的好处是___________。
【答案】 ①. 等大 ②. 左 ③. B ④. 像与物的大小关系 ⑤. 便于比较像与物到平面镜的距离关系
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]从图中可以看出，此时
当物距等于像距时，物体位于凸透镜2f处，光屏上成的是倒立、 等大的实像。
（2）[2]近视镜是凹透镜，对光线具有发散作用，能使像变远。根据凸透镜成像满足“物远像近像变小”，小明将一副近视眼镜放在蜡烛和透镜之间的适当位置，不移动光屏，此时应将蜡烛向左移动，光屏上才能再次成清晰的像。
（3）[3]该凸透镜的焦距为
取走眼镜，小明将蜡烛放至光具座上 20cm 刻度线左侧的一段距离后，此时
成的是倒立缩小的实像，像距满足
应将光屏移至65~80cm范围内才能看到清晰的像，故B符合题意，AC不符合题意。
故选B。
（4）[4]取两只相同的蜡烛，便于比较像与物的大小关系。
[5]光具座上刻有刻度，可以直接看出像距与物距大小关系。
23. 利用图甲的实验装置探究“阻力对物体运动的影响”。
（1）实验中将同一小车放在同一斜面的___________，由静止开始下滑。小车分别停在如图乙、丙、丁所示的位置上。由此可以得出的结论是：在初速度相同的条件下，___________。
（2）在上述实验中，小车在毛巾表面运动过程中的速度变化量___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）在木板表面运动过程中的速度变化量。
（3）若在此实验基础上，仅添加一个木块，利用甲图可探究物体的动能大小与___________是否有关。
【答案】 ①. 同一高度 ②. 小车受到的阻力越小，运动的距离越远 ③. 等于 ④. 质量
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]小车从同一斜面相同的高度下滑，可以使得小车到达斜面底端时获得相同的初速度。
[2]根据图乙、丙、丁可知，毛巾表面的阻力最大，运动的距离最短；木板表面的阻力最小，运动的距离最远，因此可得出结论：初速度相同时，小车受到的阻力越小，运动的距离越远。
（2）[3]小车从斜面上同一高度处滑下，所以小车到达毛巾表面和木板表面时的速度相等。小车最终在毛巾表面和木板表面上都停止下来，速度变为0，所以小车在毛巾表面和木板表面运动过程中，速度变化量相等。
（3）[4]在甲的实验基础上添加木块后在同一高度释放小车，控制了小车下滑到斜面底端时的速度相同，改变小车的质量，通过观察小车运动的距离可以判断动能的大小是否与质量有关。
24. 小明利用如图甲的装置研究液体压强与深度的关系。
（1）实验前用手指轻压橡皮膜，目的是______；
（2）如图乙所示，A、B 两个相同的烧杯盛有质量相等的水，则金属盒所处深度的大小关系是：hA______hB；比较A、B 两图可得：在同种液体内部，深度越深，压强越______；
（3）小明设计了如下表格来记录实验数据，请将（a）处内容补充完整。
实验序号
金属盒的深度 H/cm
（a）______
①
②
③
【答案】 ①. 检查装置是否漏气 ②. > ③. 大 ④. U 形管两端液面高度差
【解析】
分析】
【详解】（1）[1]实验前用手指轻压橡皮膜，目的是检查装置是否漏气。若装置漏气，压橡皮膜时。U形管两边液面不会出现高度差。
（2）[2] A、B 两个相同的烧杯盛有质量相等的水。从图乙中可以看出，金属盒到烧杯A底部的距离比金属盒离烧杯B的距离短，说明金属盒在A、B烧杯中的深度
[3]从图乙中可以看出，烧杯A中的U形管压强计两边液面的高度差大于烧杯B中的U形管压强计两边液面的高度差，说明烧杯A金属盒处的压强大于烧杯B 中金属盒处的压强。故比较A、B 两图可得：在同种液体内部，深度越深，压强越大。
（3）[4]实验研究的是液体压强与深度的关系，实验中采用U 形管压强计测量液体压强，U形管压强计用两边液面的高度差表示液体深度的大小，因此要记录的数据有金属盒在同一种液体中的不同深度以及相应深度的U形管压强计两边的液面深度差。
25. 用吸管做以下物理小实验。
（1）图甲中对吸管吹气发出声音，不断将吸管剪短，发出声音的______会变化；
（2）图乙中将餐巾纸摩擦过的吸管固定在支架上，用另一带电的物体靠近吸管带电的一端，发现它们相互排斥，说明它们带的是______（选填“同种”或“异种”）电荷；
（3）图丙中往B 管中吹气，A 管中水面上升，这是因为A 管口处气体压强变______；
（4）图丁中利用底端封闭的吸管和食盐等器材来测一枚新鲜鸡蛋的密度，步骤如下：
①用刻度尺测出吸管的长度为 L0；
②往吸管内装入适量的盐使其竖直漂浮在盛水的杯中，测出吸管露出水面的长度为 L1；
③将鸡蛋放入水中，向水中加盐直至______，再测出此时吸管露出液面的长度为 L2，则鸡蛋密度 ρ=______（用测量量和已知量表示，水的密度为 ρ水）。
甲
乙
丙
丁
【答案】 ①. 音调 ②. 同种 ③. 小 ④. 鸡蛋刚好悬浮 ⑤.
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]对着吸管吹气，吸管内的空气振动发出声音，将吸管剪短，管内空气减少，振动变快，则发出的声音的声调会变化。
（2）[2]有带电体和与餐巾纸摩擦过热吸管靠近，两者相互排斥，说明它们带的是同种电荷。
（3）[3]图丙中，住B管中吹气，A管口处气体流速加快，压强变小。
（4）[4][5]吸管放入水中，处于漂浮状态，受到的浮力等于重力，则
G=F浮=ρ水gV排=ρ水gS(L0-L1)
往水中加盐，直至鸡蛋处于悬浮，此时鸡蛋的密度等于盐水的密度。吸管仍是漂浮状态，所受的浮力仍等于重力，则
G=F浮1=ρ盐水gV排1=ρ盐水gS(L0-L2)
即
ρ水gS(L0-L1) =ρ盐水gS(L0-L2)
那么盐水的密度
即鸡蛋的密度
26. 在“探究电流与电阻的关系”实验中，小明选用如下器材：电压恒为4V的电源，阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器，电流表，电压表，开关和若干导线。
甲
乙
丙
（1）甲图中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正；______
（2）改正后，闭合开关并调节滑动变阻器滑片，使电压表示数如图乙所示，记下此时电流表示数。接着断开开关，保持滑片位置不动，将20Ω电阻换成10Ω电阻，再闭合开关，应将滑片向______移动，使电压表示数与第一次实验相同，此时电流表示数应为______A；
（3）将10Ω换成5Ω后重复上述实验，分析数据得出结论；
（4）实验后，小明又设计了如图丙所示的电路图测出了额定电压为U额的小灯泡的额定功率，已知电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0，请将实验步骤补充完整；
①开关S1断开，S、S2闭合，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为______，小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片位置不动，______（填三个开关的状态），记录电压表示数为U滑；
③小灯泡额定功率的表达式P额=______。（用U、U额、U滑、R0表示）
【答案】 ①. ②. 左 ③. 0.2 ④. U-U额 ⑤. 闭合 S、S1，断开S2 ⑥.
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]在探究电流与电阻的关系的实验中，电流表要和定值电阻串联，电压表要和定值电阻并联，如图所示：
（2）[2]在探究电流与电阻的关系的实验中，应该改变电阻并保证定值电阻两端的电压不变，将20Ω电阻换成10Ω电阻，若要保持其电压不变，根据串联分压规律，应减小滑动变阻器的电压，即将滑片向左移动。
[3]由乙图可知，电压表的示数为2V，此时定值电阻阻值为10Ω，所以电流表的示数为
（4）①[4]当开关S1断开，S、S2闭合时，小灯泡和滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端电压，要使小灯泡正常发光时，其两端的电压等于额定电压，所以为了使小灯泡正常发光，根据串联电路的电压规律，应该使电压表的示数为U-U额。
②[5]要利用定值电阻得到滑动变阻器的阻值，应该让定值电阻和滑动变阻器串联，并让小灯泡被短路，所以应该闭合 S、S1，断开S2。
③[6]滑动变阻器的电阻为
小灯泡的额定功率为
27. 如图是某品牌的纯电动汽车，空车质量为1380kg，轮胎与地面总接触面积为345cm2，求：
（1）空车静止时对水平地面的压强；
（2）假设车上只有质量为60kg的司机，电动汽车充满电后在水平公路上匀速行驶 10km，所受阻力为总重力的0.04倍，求牵引力所做的功。
【答案】（1）4×105Pa；（2）5.76×106J
【解析】
【分析】
【详解】解：（1）空车静止时对水平地面的压强为
（2）汽车匀速行驶，受力平衡，牵引力大小为
F牵=F阻=0.04G总=0.04m总g=0.04×(1380kg+60kg)×10N/kg=576N
则牵引力所做功
W=F牵s=576N×10000m=5.76×106J
答：（1）空车静止时对水平地面的压强4×105Pa；
（2）牵引力所做的功为5.76×106J。
28. 如图甲所示是某款水位自动测控仪的原理图，电源电压U恒为12V，定值电阻R0=8Ω，R1总长30cm，阻值为15Ω，其接入电路的阻值与长度成正比。轻质弹簧的阻值为2Ω，上端固定，滑片P固定在弹簧下端且与R1接触良好（摩擦忽略不计）。重60N、高50cm、底面积为80cm2的圆柱体M挂在弹簧下端。当水位处于最高点A时，M刚好浸没，此时滑片P恰在R1最上端；当水位将至最低点B时，M的下表面刚好离开水面。已知弹簧所受拉力F与其伸长量∆L的关系如下表所示。闭合开关S，求：
（1）当水位处于位置A时，电压表的示数；______
（2）当水位处于位置A时，此时弹簧的伸长量为______cm；
（3）水位由位置A降至B时，此时电路消耗的电功率。______
F/N
0
20
40
60
80
∆L/cm
0
10
20
30
40
【答案】 ①. 8.16V ②. 10cm ③. 9.6W
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]水位位于A点时，滑片P恰在R1最上端，变阻器接入电路中的电阻为
R1=15Ω
根据串联电路电阻的规律可得，总电阻为
R总=R0+R弹+R1=8Ω+2Ω+15Ω=25Ω
由欧姆定律可得，电路中的电流为
电压表示数为
U1=I（R1+R弹）=0.48A×（15Ω+2Ω）=8.16V
（2）[2]当水位处于最高位置A时，M刚好浸没在水中，此时排开水的体积为
V排=V物=Sh=80cm2×50cm=4000cm3=4×10-3m3
由浮力公式可得，圆柱体M受到的浮力为
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×4×10-3m3=40N
由阿基米德原理可得，弹簧所受拉力为
F拉=G-F浮=60N-40N=20N
由表知，弹簧的伸长量为
∆L=10cm
（3）[3]水位降至B时，M的下表面刚好离开水面弹簧所受拉力为
由图可知，弹簧的伸长量为
则滑片P与上端距离
此时变阻器接入电路中的电阻为
由功率公式可得，此时电路消耗的电功率为
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