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2021年安徽休宁县休宁中学一模物理试卷
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这是一份2021年安徽休宁县休宁中学一模物理试卷，共12页。试卷主要包含了单项选择题，填空题，实验题，计算题，综合应用题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（共7小题；共28分）
1. 如图所示，北京时间 2018 年 1 月 31 日，我国绝大部分地区迎来一次千载难逢的天文奇观—“月全食”。下列所述现象中与“月全食”的光学成因相同的是
A. 立竿见影B. 拱桥倒影C. 毕业合影D. 海市蜃楼幻影
2. 如图所示，一个物块恰能沿斜面向下做匀速直线运动。在此过程中，关于物块的受力分析，下列说法正确的是
A. 物块受到重力、支持力、下滑力和滑动摩擦力
B. 物块受到重力、支持力和滑动摩擦力
C. 物块受到的支持力和压力是一对平衡力
D. 物块受到的重力和支持力是一对平衡力
3. 如图所示，小明为了探究飞机的升力，制作了一个机翼模型，并把它固定在一根铁丝上，然后挂在一个弹簧测力计上保持静止（此时测力计示数不为零）。用电风扇对着机翼吹风，下面是小明在不考虑模型在水平方向的移动时对实验结果作出的猜想，你认为正确的是
A. 弹簧测力计的示数将增大B. 弹簧测力计的示数将减小
C. 弹簧测力计的示数将不变D. 以上三种情况都有可能
4. 在装有液体的甲、乙两烧杯中，同时放入两个完全相同的物体，如图，当物体静止后两烧杯内液面恰好相平。若液体对甲、乙两烧杯底部压强分别是 p甲 、 p乙，液体对两物体的浮力分别是 F甲 、 F乙，则对它们的判断正确的是
A. p甲>p乙，F甲=F乙B. p甲=p乙，F甲>F乙
C. p甲=p乙，F甲
5. 如图所示的水平拉力 F 的作用下，使重 300 N 的物体在水平桌面上以 0.1 m/s 的速度匀速运动时，物体与桌面的摩擦力为 60 N（不计绳重，动滑轮重及摩擦），F 及其功率的大小分别为
A. 20 N 6 WB. 20 N 2 WC. 60 N 2 WD. 30 N 6 W
6. 如图所示，电源电压保持不变，R 为定值电阻，当开关 S 闭合后，滑动变阻器的滑片 P 向右移动的过程中，关于两个电表示数的变化说法正确的是
A. 电压表示数变大，电流表示数变小B. 电压表示数变小，电流表示数变大
C. 电压表示数变大，电流表示数变大D. 电压表示数变小，电流表示数变小
7. 如图所示电路，电源电压不变，R0 为定值电阻，R 为滑动变阻器。闭合开关 S，当滑片 P 从 a 点滑到 b 点过程中，电流表的示数从 Ia 变为 Ib。下列各图中，能表示这一过程中电压表示数 U 与电流表示数 I 之间关系的是
A. B.
C. D.
二、填空题（共9小题；共22分）
8. 为了减少环境污染，提升城市文明水平。自 2018 年 1 月 1 日起，合肥市区正式实行禁止燃放烟花爆竹。燃放爆竹产生的噪音主要是由其爆炸时引起周围空气的 产生的。
9. 如图所示，物质三种状态下的对应的物理模型，其中“”表示构成物质的分子。根据图示可知，物质由甲图的状态变成乙图状态的过程叫做 （选填物态变化的名称）。
10. 如图所示，一根不可伸缩的细线上端固定，下端系着一个小球。小球可以从 A 点摆动到 B 点再摆动到 C 点。其中小球从 B 点摆动到 C 点的过程中，其动能主要逐渐转化为 。
11. 如图所示，小磁针能保持静止状态，根据所学的物理知识，可以判断出电路中电源的正极为 端（选填“a”或“b”）。
12. 收音机上调节音量的旋钮实际上是一个旋钮型变阻器如图所示，若接线片 A 、 B 已接入了电路，则顺时针转动旋钮触片时，收音机的音量将 。（选填：“不变”、“变大”或“变小”）
13. 我国著名的高校浙江大学研制出了一种超轻气凝胶—“全碳气凝胶”，刷新了目前世界上最轻材料的纪录。其内部由碳纳米管和石墨烯共同支撑起无数个空隙，充斥着空气，因此极为轻盈，其密度仅为 0.16 mg/cm3。如图所示，由该气凝胶制成的体积为 20 cm3 的“碳海绵”可以亭亭玉立地静止在桃花的花蕊上，则该“碳海绵”的质量为 kg；此时花蕊对“碳海绵”的支持力大小为 N。（g=10 N/kg）
14. 2017 年 4 月 20 日，“天舟一号”货运飞船搭乘“长征七号”遥二运载火箭升空。在发射升空的过程中，当箭船分离后，失去火箭的推力，但货运飞船仍可以继续向上飞行，这是由于飞船具有 的缘故。“长征七号”遥二运载火箭安装液氧煤油发动机，完全燃烧 5 kg 煤油可放出 J 的热量（已知 q煤油=4.6×107 J/kg）。
15. 如图所示，电源电压保持不变，R1 的阻值为 15 Ω，只闭合开关 S，电流表的示数为 0.4 A；再闭合开关 S1，电流表的示数变为 0.6 A，则 R2 的阻值是 Ω。
16. 小明家的电饭锅电路原理图如图所示，S1 是温控开关，它可使电饭锅处于“加热”或“保温”状态，R1 、 R2 是发热板上的两个电阻。如果该电饭锅加热状态时的电功率为其保温状态时电功率的 4 倍，则 R1:R2= 。
三、实验题（共3小题；共22分）
17. 晓聪探究"凸透镜成像规律"的实验装置如图所示，其中焦距为 10 cm 的凸透镜固定在光具座上 50 cm 刻度线处，光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜的两侧。
（1）晓聪将蜡烛移至光具座上 10 cm 刻度线处，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是 （填"放大""等大"或"缩小"）的实像；
（2）晓聪将蜡烛移至光具座上 35 cm 刻度线处，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是 （填"倒立"或"正立"）的实像；
（3）晓聪将蜡烛移至光具座上 45 cm 刻度线处，晓聪从透镜的右侧通过透镜可以看到烛焰 （填"倒立"或"正立"）的像。
18. 小明同学利用图甲装置研究“固体熔化”的实验。他每隔相同的时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态。图乙是他根据记录的数据绘制的“温度—时间”图象。请完成下列问题：
（1）根据图乙可知该物质是晶体，判断理由是： 。
（2）如图乙，在 BC 阶段，利用酒精灯不断加热的过程中，小试管中构成物质的分子无规则运动的剧烈程度将 （选填“发生”或“不发生”）变化。
（3）分析图乙的数据，可以得出该物质固态与液态时的比热容大小之比为 。
19. 在测定小灯泡的电功率的实验中，选用如图甲所示的器材并连接好电路，其中电源电压为 6 V，小灯泡额定的电压为 2.5 V（灯丝电阻约为 12 Ω）。
（1）为了能顺利完成该实验探究，应选用 （选填“a”、“b”）规格的滑动变阻器。
a．“10 Ω，0.5 A”
b．“20 Ω，0.5 A”
（2）正确规范操作，闭合开关后，缓慢移动滑动变阻器的滑片，发现电流表示数逐渐变大，小灯泡却始终不发光，电压表也无示数，则电路故障可能是 （写出一条即可）。
（3）排除故障后，闭合开关，发现电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，接下来正确完整的实验操作是 。
（4）由图丙可知，通过小灯泡的电流（I）和加在它两端的电压（U）不成正比例关系，其原因是 ；根据图象可计算出该小灯泡的额定功率为 W。
四、计算题（共3小题；共39分）
20. 如图所示，小明驾驶小汽车沿水平公路匀速直线行驶 144 km，用时 2 h，消耗汽油 9 kg，在其过程中，该小汽车发动机的功率恒为 23 kW。请运用所学的物理知识解答下列问题（汽油的热值为 4.6×107 J/kg）。求：
（1）该过程中，汽车匀速直线行驶时所受的摩擦阻力是多大?
（2）该过程中，汽车发动机的工作效率是多少?
21. 如图所示，一个均匀的长方体物块在液体中静止时处于漂浮状态。已知它的底面积为 S，下表面处受到液体的压强为 p，请完成下列问题（计算结果均用题中所给的字母表示）：
（1）求长方形物块受到的浮力 F浮 大小；
（2）若长方体物块静止时，露出液面的高度为 h，液体密度为 ρ，求长方体物块的密度 ρ物；
（3）若要使该长方体恰好能完全浸没液体中保持静止状态，求要在其上底面施加的压力 F 的大小。
22. 电流表是有一定内阻的测量仪器，在做精确测量时，其电阻不可忽略，此时，可以把电流表看成一个定值电阻 Rg 与理想电流表串联（如图甲），通过它的电流可以从表盘上读出。有一个电流表满刻度电流值 Ig=0.6 A，内阻 Rg=0.4 Ω，为了扩大其量程，使其满刻度电流值 Ic=3 A，需要并联一个电阻 Rx（如图乙）。求：
（1）当量程为 3 A，并联的电阻 Rx 应为多少欧姆?
（2）量程改装为 3 A 后，如图乙所示，则改装后的电流表内部整体的等效电阻为多少欧姆?
（3）将改装后的电流表接入某电路中时，电流表指针如图丙所示，则通电 1 min，与原电流表并联的电阻 Rx 消耗的电能为多少?
五、综合应用题（共1小题；共13分）
23. 动滑轮也可以看成一个变形的费力杠杆。如图所示，用竖直向上的拉力 F 通过动滑轮提升的拉力重物 G。
（1）请在图中标出动滑轮的支点 O，并作出拉力 F 的力臂 L1；
（2）用大小为 10 N 的拉力 F，将重为 4 N 的物体 G 匀速竖直向上提升 1 m，则在此过程中，该动滑轮的机械效率为 。
答案
第一部分
1. A
2. B
3. B
4. A
【解析】两物体完全相同，由图可知，在甲中漂浮，在乙中悬浮，故它们受到的浮力都等于它们的重力，所以 F甲=F乙；
由于物体在甲中浸入液面的体积比乙中的小，故由 F=ρ液gV排，得甲液体的密度大于乙液体的密度，由 p=ρgh 得，由于液面高度相同，
则 p甲>p乙。
5. A
6. D
【解析】由电路图可知，两电阻串联，电压表测 R 两端的电压，电流表测电路中的电流；
当滑片向右移动时，变阻器接入电路的电阻变大，电路的总电阻变大，根据 I=UR 可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小；根据 U=IR 可知，R 两端的电压变小，即电压表的示数变小，故D正确。
7. B
【解析】由电路图可知，定值电阻 R0 与滑动变阻器 R 串联，电压表测 R 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，由 I=UR 可得，电压表示数 U 与电流表示数 I 的关系：
U=U电源−IR0，
据此可知，U−I 图象是一次函数图象，故CD错误；
当滑片位于 a 点时，变阻器接入电路中的电阻较小，电路中的电流较大，
由 U=U电源−IR0 可知，电压表的示数较小，故A错误、B正确。
第二部分
8. 振动
9. 液化
10. 重力势能
11. b
12. 变小
13. 3.2×10−6；3.2×10−5
14. 惯性；2.3×108
15. 30
【解析】由图可知，当只闭合 S 时，只有 R1 接入电路，已知 R1=15 Ω，I1=0.4 A，
由 I=UR 可得电源电压：
U=I1R1=0.4 A×15 Ω=6 V，
当再闭合 S1 时，两电阻并联，电流表测干路电流，
由并联电路的特点可知：U2=U=6 V，通过 R1 的电流不变，
则通过 R2 的电流：I2=I−I1=0.6 A−0.4 A=0.2 A，
由欧姆定律可得，R2 的阻值：R2=U2I2=6 V0.2 A=30 Ω。
16. 1:3
【解析】由电路图可知，当 S 、 S1 都闭合时，电路为 R1 的简单电路，电路中电阻最小，由 P=U2R 可知，电路消耗的功率最大，则电饭锅处于加热状态，
所以，电饭锅的加热功率：P加热=U2R1；
由电路图可知，当开关 S 闭合、 S1 断开时，R1 、 R2 串联，此时电饭锅处于保温状态，
则电饭锅的保温功率：P保温=U2R1+R2，
因为 P加热:P保温=4:1，
所以 U2R1:U2R1+R2=4:1，
解得 R1:R2=1:3。
第三部分
17. （1） 缩小
（2） 倒立
（3） 正立
18. （1） 该物质在熔化的过程中吸收热量，温度保持不变
【解析】由图可知，该物质在熔化的过程中，温度保持不变，故是晶体；
（2） 不发生
【解析】在 BC 阶段，物质吸收热量，但温度不变，小试管中的物质的温度不变，所以剧烈程度不变；
（3） 1:2
【解析】由图乙中的数据可知，升高相同的温度时，AB 段吸收的热量为 CD 段吸收热量的一半，根据 Q吸=cmΔt 可知，CD 段物质的比热容为 AB 段物质比热容的 2 倍，即比值为：1:2。
19. （1） b
【解析】灯泡正常工作时电流为 IL=ULRL=2.5 V12 Ω≈0.2 A。测定灯泡功率的实验中，灯泡与滑动变阻器串联，根据串联电路电压特点得，灯泡正常工作时，滑动变阻器电压为：U滑=U−UL=6 V−2.5 V=3.5 V，
由 I=UR 可得滑动变阻器电阻为：R滑=U滑IL=3.5 V0.2 A=17.5 Ω。
滑动变阻器应选“20 Ω 0.5 A”的滑动变阻器 b；
（2） 灯泡短路
【解析】闭合开关后，小灯泡不亮，可能是灯泡短路或电路存在断路造成的；电流表指针偏转，说明电路不存在断路；电压表示数为零，说明与电压表并联的灯泡短路；
（3） 滑片应该向 B 端移动，直到电压表示数为 2.5 V
【解析】电压表接的是 0∼3 V 量程，分度值为 0.1 V，此时示数为 2.2 V；该电压低于额定电压，为使电压达到额定电压，滑片应该向 B 端移动，直到电压表示数为 2.5 V；
（4） 灯丝电阻随电压增大而增大；0.5
【解析】由图丙可知，通过小灯泡的电流（I）和加在它两端的电压（U）不成正比例关系，其原因是灯丝电阻随电压增大而增大；
分析图象可知：当电压为 2.5 V 时，电流为 0.2 A，
额定功率为 P=UI=2.5 V×0.2 A=0.5 W。
第四部分
20. （1） 1150 N
【解析】小明驾驶小汽车沿水平公路匀速直线行驶 144 km，用时 2 h，
则汽车的速度为：v=st=144 km2 h=72 km/h=20 m/s；
根据 P=Fv 可得，汽车受到的牵引力为：F=Pv=23000 W20 m/s=1150 N；
由于汽车做匀速直线运动，则牵引力和摩擦力是一对平衡力，故摩擦力 f=F=1150 N；
（2） 40%
【解析】9 kg 汽油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=9 kg×4.6×107 J/kg=4.14×108 J，
发动机做的功：W=Pt=23000 W×2×3600 s=1.656×108 J；
汽车发动机的效率：η=WQ×100%=1.656×108 J4.14×108 J×100%=40%。
21. （1） pS
【解析】据浮力产生的原因可知，物体漂浮时所受的浮力等于其底面所受液体的压力，
即长方形物块受到的浮力：F浮=F下=pS；
（2） ρpp+ρgh
【解析】由于物块漂浮，所以 G=F浮=pS；
根据密度公式和重力公式可得，长方体的体积为：
V=mρ物=Ggρ物=pSρ物g；
故长方体的高度为：
H=VS=pSρ物gS=pρ物g；
若长方体物块静止时，露出液面的高度为 h，
则物块浸入水中的高度：h浸=H−h=pρ物g−h；
物块排开液体的体积：V排=Sh浸=pρ物g−hS，
由于长方体漂浮在液体中，则 F浮=G物，
由 F浮=ρgV排，G物=m物g=ρ物V物g 可得：
ρgpρ物g−hS=ρ物pSρ物gg；
解得长方体物块的密度：ρ物=ρpp+ρgh；
（3） ρgSh
【解析】若要使该长方体恰好能完全浸没液体中保持静止状态，所施加的压力需要克服长方体露在外面部分所受的浮力，才能够把长方体完全压入水中，
所以所施加的压力 F=F浮露=ρgV露=ρgSh。
22. （1） 0.1 Ω
【解析】电流表满刻度电流值 Ig=0.6 A，内阻 Rg=0.4 Ω，
由 I=UR 可得，当通过小量程电流表的电流为满偏电流时，它两端的电压为：
U=IgRg=0.6 A×0.4 Ω=0.24 V；
当量程为 3 A 时，两个电阻并联，通过 Rx 的电流为：
Ix=I最大−Ig=3 A−0.6 A=2.4 A，
并联电阻的阻值为：Rx=UIx=0.24 V2.4 A=0.1 Ω；
（2） 0.08 Ω
【解析】电流表的内阻 Rg=0.4 Ω，并联一个电阻 Rx=0.1 Ω，
则并联的总电阻：R并=Rg×RxRg+Rx=0.4 Ω×0.1 Ω0.4 Ω+0.1 Ω=0.08 Ω；
（3） 8.64 J
【解析】由电流表指针如图丙所示，电流表量程 0∼3 A，分度值 0.1 A，电流表的示数：I=1.5 A，
根据并联电路各支路两端的电压相等，U并=Ux，
即 IR并=IxRx；
此时通过电阻 Rx 的电流：Ix=IR并Rx=1.5 A×0.08 Ω0.1 Ω=1.2 A，
通电 1 min，电阻 Rx 消耗的电能：
W=Ix2Rxt=(1.2 A)2×0.1 Ω×60 s=8.64 J。
第五部分
23. （1） 如图所示：
【解析】动滑轮的支点 O 在绳子与滑轮左边的接触点上，动力 F 为绳子的拉力，方向竖直向上，过支点 O 向动力作用线作垂线段，就得到动力臂 L1。
（2） 80%
【解析】这是动滑轮的特殊使用方法（拉力作用在轴上），它的特点是费力却省一半的距离。
有用功 W有用=Gh=4 N×1 m=4 J，
总功 W总=Fs=10 N×12×1 m=5 J，
该动滑轮的机械效率：
η=W有用W总=4 J5 J×100%=80%。
一、单项选择题（共7小题；共28分）
1. 如图所示，北京时间 2018 年 1 月 31 日，我国绝大部分地区迎来一次千载难逢的天文奇观—“月全食”。下列所述现象中与“月全食”的光学成因相同的是
A. 立竿见影B. 拱桥倒影C. 毕业合影D. 海市蜃楼幻影
2. 如图所示，一个物块恰能沿斜面向下做匀速直线运动。在此过程中，关于物块的受力分析，下列说法正确的是
A. 物块受到重力、支持力、下滑力和滑动摩擦力
B. 物块受到重力、支持力和滑动摩擦力
C. 物块受到的支持力和压力是一对平衡力
D. 物块受到的重力和支持力是一对平衡力
3. 如图所示，小明为了探究飞机的升力，制作了一个机翼模型，并把它固定在一根铁丝上，然后挂在一个弹簧测力计上保持静止（此时测力计示数不为零）。用电风扇对着机翼吹风，下面是小明在不考虑模型在水平方向的移动时对实验结果作出的猜想，你认为正确的是
A. 弹簧测力计的示数将增大B. 弹簧测力计的示数将减小
C. 弹簧测力计的示数将不变D. 以上三种情况都有可能
4. 在装有液体的甲、乙两烧杯中，同时放入两个完全相同的物体，如图，当物体静止后两烧杯内液面恰好相平。若液体对甲、乙两烧杯底部压强分别是 p甲 、 p乙，液体对两物体的浮力分别是 F甲 、 F乙，则对它们的判断正确的是
A. p甲>p乙，F甲=F乙B. p甲=p乙，F甲>F乙
C. p甲=p乙，F甲
5. 如图所示的水平拉力 F 的作用下，使重 300 N 的物体在水平桌面上以 0.1 m/s 的速度匀速运动时，物体与桌面的摩擦力为 60 N（不计绳重，动滑轮重及摩擦），F 及其功率的大小分别为
A. 20 N 6 WB. 20 N 2 WC. 60 N 2 WD. 30 N 6 W
6. 如图所示，电源电压保持不变，R 为定值电阻，当开关 S 闭合后，滑动变阻器的滑片 P 向右移动的过程中，关于两个电表示数的变化说法正确的是
A. 电压表示数变大，电流表示数变小B. 电压表示数变小，电流表示数变大
C. 电压表示数变大，电流表示数变大D. 电压表示数变小，电流表示数变小
7. 如图所示电路，电源电压不变，R0 为定值电阻，R 为滑动变阻器。闭合开关 S，当滑片 P 从 a 点滑到 b 点过程中，电流表的示数从 Ia 变为 Ib。下列各图中，能表示这一过程中电压表示数 U 与电流表示数 I 之间关系的是
A. B.
C. D.
二、填空题（共9小题；共22分）
8. 为了减少环境污染，提升城市文明水平。自 2018 年 1 月 1 日起，合肥市区正式实行禁止燃放烟花爆竹。燃放爆竹产生的噪音主要是由其爆炸时引起周围空气的 产生的。
9. 如图所示，物质三种状态下的对应的物理模型，其中“”表示构成物质的分子。根据图示可知，物质由甲图的状态变成乙图状态的过程叫做 （选填物态变化的名称）。
10. 如图所示，一根不可伸缩的细线上端固定，下端系着一个小球。小球可以从 A 点摆动到 B 点再摆动到 C 点。其中小球从 B 点摆动到 C 点的过程中，其动能主要逐渐转化为 。
11. 如图所示，小磁针能保持静止状态，根据所学的物理知识，可以判断出电路中电源的正极为 端（选填“a”或“b”）。
12. 收音机上调节音量的旋钮实际上是一个旋钮型变阻器如图所示，若接线片 A 、 B 已接入了电路，则顺时针转动旋钮触片时，收音机的音量将 。（选填：“不变”、“变大”或“变小”）
13. 我国著名的高校浙江大学研制出了一种超轻气凝胶—“全碳气凝胶”，刷新了目前世界上最轻材料的纪录。其内部由碳纳米管和石墨烯共同支撑起无数个空隙，充斥着空气，因此极为轻盈，其密度仅为 0.16 mg/cm3。如图所示，由该气凝胶制成的体积为 20 cm3 的“碳海绵”可以亭亭玉立地静止在桃花的花蕊上，则该“碳海绵”的质量为 kg；此时花蕊对“碳海绵”的支持力大小为 N。（g=10 N/kg）
14. 2017 年 4 月 20 日，“天舟一号”货运飞船搭乘“长征七号”遥二运载火箭升空。在发射升空的过程中，当箭船分离后，失去火箭的推力，但货运飞船仍可以继续向上飞行，这是由于飞船具有 的缘故。“长征七号”遥二运载火箭安装液氧煤油发动机，完全燃烧 5 kg 煤油可放出 J 的热量（已知 q煤油=4.6×107 J/kg）。
15. 如图所示，电源电压保持不变，R1 的阻值为 15 Ω，只闭合开关 S，电流表的示数为 0.4 A；再闭合开关 S1，电流表的示数变为 0.6 A，则 R2 的阻值是 Ω。
16. 小明家的电饭锅电路原理图如图所示，S1 是温控开关，它可使电饭锅处于“加热”或“保温”状态，R1 、 R2 是发热板上的两个电阻。如果该电饭锅加热状态时的电功率为其保温状态时电功率的 4 倍，则 R1:R2= 。
三、实验题（共3小题；共22分）
17. 晓聪探究"凸透镜成像规律"的实验装置如图所示，其中焦距为 10 cm 的凸透镜固定在光具座上 50 cm 刻度线处，光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜的两侧。
（1）晓聪将蜡烛移至光具座上 10 cm 刻度线处，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是 （填"放大""等大"或"缩小"）的实像；
（2）晓聪将蜡烛移至光具座上 35 cm 刻度线处，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是 （填"倒立"或"正立"）的实像；
（3）晓聪将蜡烛移至光具座上 45 cm 刻度线处，晓聪从透镜的右侧通过透镜可以看到烛焰 （填"倒立"或"正立"）的像。
18. 小明同学利用图甲装置研究“固体熔化”的实验。他每隔相同的时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态。图乙是他根据记录的数据绘制的“温度—时间”图象。请完成下列问题：
（1）根据图乙可知该物质是晶体，判断理由是： 。
（2）如图乙，在 BC 阶段，利用酒精灯不断加热的过程中，小试管中构成物质的分子无规则运动的剧烈程度将 （选填“发生”或“不发生”）变化。
（3）分析图乙的数据，可以得出该物质固态与液态时的比热容大小之比为 。
19. 在测定小灯泡的电功率的实验中，选用如图甲所示的器材并连接好电路，其中电源电压为 6 V，小灯泡额定的电压为 2.5 V（灯丝电阻约为 12 Ω）。
（1）为了能顺利完成该实验探究，应选用 （选填“a”、“b”）规格的滑动变阻器。
a．“10 Ω，0.5 A”
b．“20 Ω，0.5 A”
（2）正确规范操作，闭合开关后，缓慢移动滑动变阻器的滑片，发现电流表示数逐渐变大，小灯泡却始终不发光，电压表也无示数，则电路故障可能是 （写出一条即可）。
（3）排除故障后，闭合开关，发现电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，接下来正确完整的实验操作是 。
（4）由图丙可知，通过小灯泡的电流（I）和加在它两端的电压（U）不成正比例关系，其原因是 ；根据图象可计算出该小灯泡的额定功率为 W。
四、计算题（共3小题；共39分）
20. 如图所示，小明驾驶小汽车沿水平公路匀速直线行驶 144 km，用时 2 h，消耗汽油 9 kg，在其过程中，该小汽车发动机的功率恒为 23 kW。请运用所学的物理知识解答下列问题（汽油的热值为 4.6×107 J/kg）。求：
（1）该过程中，汽车匀速直线行驶时所受的摩擦阻力是多大?
（2）该过程中，汽车发动机的工作效率是多少?
21. 如图所示，一个均匀的长方体物块在液体中静止时处于漂浮状态。已知它的底面积为 S，下表面处受到液体的压强为 p，请完成下列问题（计算结果均用题中所给的字母表示）：
（1）求长方形物块受到的浮力 F浮 大小；
（2）若长方体物块静止时，露出液面的高度为 h，液体密度为 ρ，求长方体物块的密度 ρ物；
（3）若要使该长方体恰好能完全浸没液体中保持静止状态，求要在其上底面施加的压力 F 的大小。
22. 电流表是有一定内阻的测量仪器，在做精确测量时，其电阻不可忽略，此时，可以把电流表看成一个定值电阻 Rg 与理想电流表串联（如图甲），通过它的电流可以从表盘上读出。有一个电流表满刻度电流值 Ig=0.6 A，内阻 Rg=0.4 Ω，为了扩大其量程，使其满刻度电流值 Ic=3 A，需要并联一个电阻 Rx（如图乙）。求：
（1）当量程为 3 A，并联的电阻 Rx 应为多少欧姆?
（2）量程改装为 3 A 后，如图乙所示，则改装后的电流表内部整体的等效电阻为多少欧姆?
（3）将改装后的电流表接入某电路中时，电流表指针如图丙所示，则通电 1 min，与原电流表并联的电阻 Rx 消耗的电能为多少?
五、综合应用题（共1小题；共13分）
23. 动滑轮也可以看成一个变形的费力杠杆。如图所示，用竖直向上的拉力 F 通过动滑轮提升的拉力重物 G。
（1）请在图中标出动滑轮的支点 O，并作出拉力 F 的力臂 L1；
（2）用大小为 10 N 的拉力 F，将重为 4 N 的物体 G 匀速竖直向上提升 1 m，则在此过程中，该动滑轮的机械效率为 。
答案
第一部分
1. A
2. B
3. B
4. A
【解析】两物体完全相同，由图可知，在甲中漂浮，在乙中悬浮，故它们受到的浮力都等于它们的重力，所以 F甲=F乙；
由于物体在甲中浸入液面的体积比乙中的小，故由 F=ρ液gV排，得甲液体的密度大于乙液体的密度，由 p=ρgh 得，由于液面高度相同，
则 p甲>p乙。
5. A
6. D
【解析】由电路图可知，两电阻串联，电压表测 R 两端的电压，电流表测电路中的电流；
当滑片向右移动时，变阻器接入电路的电阻变大，电路的总电阻变大，根据 I=UR 可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小；根据 U=IR 可知，R 两端的电压变小，即电压表的示数变小，故D正确。
7. B
【解析】由电路图可知，定值电阻 R0 与滑动变阻器 R 串联，电压表测 R 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，由 I=UR 可得，电压表示数 U 与电流表示数 I 的关系：
U=U电源−IR0，
据此可知，U−I 图象是一次函数图象，故CD错误；
当滑片位于 a 点时，变阻器接入电路中的电阻较小，电路中的电流较大，
由 U=U电源−IR0 可知，电压表的示数较小，故A错误、B正确。
第二部分
8. 振动
9. 液化
10. 重力势能
11. b
12. 变小
13. 3.2×10−6；3.2×10−5
14. 惯性；2.3×108
15. 30
【解析】由图可知，当只闭合 S 时，只有 R1 接入电路，已知 R1=15 Ω，I1=0.4 A，
由 I=UR 可得电源电压：
U=I1R1=0.4 A×15 Ω=6 V，
当再闭合 S1 时，两电阻并联，电流表测干路电流，
由并联电路的特点可知：U2=U=6 V，通过 R1 的电流不变，
则通过 R2 的电流：I2=I−I1=0.6 A−0.4 A=0.2 A，
由欧姆定律可得，R2 的阻值：R2=U2I2=6 V0.2 A=30 Ω。
16. 1:3
【解析】由电路图可知，当 S 、 S1 都闭合时，电路为 R1 的简单电路，电路中电阻最小，由 P=U2R 可知，电路消耗的功率最大，则电饭锅处于加热状态，
所以，电饭锅的加热功率：P加热=U2R1；
由电路图可知，当开关 S 闭合、 S1 断开时，R1 、 R2 串联，此时电饭锅处于保温状态，
则电饭锅的保温功率：P保温=U2R1+R2，
因为 P加热:P保温=4:1，
所以 U2R1:U2R1+R2=4:1，
解得 R1:R2=1:3。
第三部分
17. （1） 缩小
（2） 倒立
（3） 正立
18. （1） 该物质在熔化的过程中吸收热量，温度保持不变
【解析】由图可知，该物质在熔化的过程中，温度保持不变，故是晶体；
（2） 不发生
【解析】在 BC 阶段，物质吸收热量，但温度不变，小试管中的物质的温度不变，所以剧烈程度不变；
（3） 1:2
【解析】由图乙中的数据可知，升高相同的温度时，AB 段吸收的热量为 CD 段吸收热量的一半，根据 Q吸=cmΔt 可知，CD 段物质的比热容为 AB 段物质比热容的 2 倍，即比值为：1:2。
19. （1） b
【解析】灯泡正常工作时电流为 IL=ULRL=2.5 V12 Ω≈0.2 A。测定灯泡功率的实验中，灯泡与滑动变阻器串联，根据串联电路电压特点得，灯泡正常工作时，滑动变阻器电压为：U滑=U−UL=6 V−2.5 V=3.5 V，
由 I=UR 可得滑动变阻器电阻为：R滑=U滑IL=3.5 V0.2 A=17.5 Ω。
滑动变阻器应选“20 Ω 0.5 A”的滑动变阻器 b；
（2） 灯泡短路
【解析】闭合开关后，小灯泡不亮，可能是灯泡短路或电路存在断路造成的；电流表指针偏转，说明电路不存在断路；电压表示数为零，说明与电压表并联的灯泡短路；
（3） 滑片应该向 B 端移动，直到电压表示数为 2.5 V
【解析】电压表接的是 0∼3 V 量程，分度值为 0.1 V，此时示数为 2.2 V；该电压低于额定电压，为使电压达到额定电压，滑片应该向 B 端移动，直到电压表示数为 2.5 V；
（4） 灯丝电阻随电压增大而增大；0.5
【解析】由图丙可知，通过小灯泡的电流（I）和加在它两端的电压（U）不成正比例关系，其原因是灯丝电阻随电压增大而增大；
分析图象可知：当电压为 2.5 V 时，电流为 0.2 A，
额定功率为 P=UI=2.5 V×0.2 A=0.5 W。
第四部分
20. （1） 1150 N
【解析】小明驾驶小汽车沿水平公路匀速直线行驶 144 km，用时 2 h，
则汽车的速度为：v=st=144 km2 h=72 km/h=20 m/s；
根据 P=Fv 可得，汽车受到的牵引力为：F=Pv=23000 W20 m/s=1150 N；
由于汽车做匀速直线运动，则牵引力和摩擦力是一对平衡力，故摩擦力 f=F=1150 N；
（2） 40%
【解析】9 kg 汽油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=9 kg×4.6×107 J/kg=4.14×108 J，
发动机做的功：W=Pt=23000 W×2×3600 s=1.656×108 J；
汽车发动机的效率：η=WQ×100%=1.656×108 J4.14×108 J×100%=40%。
21. （1） pS
【解析】据浮力产生的原因可知，物体漂浮时所受的浮力等于其底面所受液体的压力，
即长方形物块受到的浮力：F浮=F下=pS；
（2） ρpp+ρgh
【解析】由于物块漂浮，所以 G=F浮=pS；
根据密度公式和重力公式可得，长方体的体积为：
V=mρ物=Ggρ物=pSρ物g；
故长方体的高度为：
H=VS=pSρ物gS=pρ物g；
若长方体物块静止时，露出液面的高度为 h，
则物块浸入水中的高度：h浸=H−h=pρ物g−h；
物块排开液体的体积：V排=Sh浸=pρ物g−hS，
由于长方体漂浮在液体中，则 F浮=G物，
由 F浮=ρgV排，G物=m物g=ρ物V物g 可得：
ρgpρ物g−hS=ρ物pSρ物gg；
解得长方体物块的密度：ρ物=ρpp+ρgh；
（3） ρgSh
【解析】若要使该长方体恰好能完全浸没液体中保持静止状态，所施加的压力需要克服长方体露在外面部分所受的浮力，才能够把长方体完全压入水中，
所以所施加的压力 F=F浮露=ρgV露=ρgSh。
22. （1） 0.1 Ω
【解析】电流表满刻度电流值 Ig=0.6 A，内阻 Rg=0.4 Ω，
由 I=UR 可得，当通过小量程电流表的电流为满偏电流时，它两端的电压为：
U=IgRg=0.6 A×0.4 Ω=0.24 V；
当量程为 3 A 时，两个电阻并联，通过 Rx 的电流为：
Ix=I最大−Ig=3 A−0.6 A=2.4 A，
并联电阻的阻值为：Rx=UIx=0.24 V2.4 A=0.1 Ω；
（2） 0.08 Ω
【解析】电流表的内阻 Rg=0.4 Ω，并联一个电阻 Rx=0.1 Ω，
则并联的总电阻：R并=Rg×RxRg+Rx=0.4 Ω×0.1 Ω0.4 Ω+0.1 Ω=0.08 Ω；
（3） 8.64 J
【解析】由电流表指针如图丙所示，电流表量程 0∼3 A，分度值 0.1 A，电流表的示数：I=1.5 A，
根据并联电路各支路两端的电压相等，U并=Ux，
即 IR并=IxRx；
此时通过电阻 Rx 的电流：Ix=IR并Rx=1.5 A×0.08 Ω0.1 Ω=1.2 A，
通电 1 min，电阻 Rx 消耗的电能：
W=Ix2Rxt=(1.2 A)2×0.1 Ω×60 s=8.64 J。
第五部分
23. （1） 如图所示：
【解析】动滑轮的支点 O 在绳子与滑轮左边的接触点上，动力 F 为绳子的拉力，方向竖直向上，过支点 O 向动力作用线作垂线段，就得到动力臂 L1。
（2） 80%
【解析】这是动滑轮的特殊使用方法（拉力作用在轴上），它的特点是费力却省一半的距离。
有用功 W有用=Gh=4 N×1 m=4 J，
总功 W总=Fs=10 N×12×1 m=5 J，
该动滑轮的机械效率：
η=W有用W总=4 J5 J×100%=80%。
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