2023年河南省周口市郸城县中考物理二模试卷

这是一份2023年河南省周口市郸城县中考物理二模试卷，共17页。试卷主要包含了填空题，选择题，作图题，实验探究题，综合应用题等内容，欢迎下载使用。
2023年河南省周口市郸城县中考物理二模试卷
一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）
1．（2分）中华民族五千年传承过程中涌现出很多伟大的发明，如古代四大发明之一的指南针，它能指向南北是因为受到 　 　的作用；如图所示，中国环流器二号M装置在可控核聚变（人造太阳）上取得了重大突破，核聚变产生的核能属于 　 　（选填“可再生”或“不可再生”）能源。

2．（3分）小芳在整理家务时，将厚衣物装入带有排气孔的塑料收纳袋内。如图所示，抽气一段时间后，抽气筒壁因摩擦发热，这是通过 　 　的方式改变了内能，收纳袋及衣服在 　 　的作用下变瘪了。冬天，打开收纳袋拿出里面的衣物，会闻到樟脑气味，说明了分子在不停地做 　 　。

3．（2分）如图所示，这是航天员叶光富在空间站用葫芦丝演奏《月光下的凤尾竹》的情景。葫芦丝发出的声音是由 　 　振动产生的；手指按压葫芦丝不同的孔，可以改变葫芦丝发出声音的 　 　（选填“音调”、“响度”或“音色”）。

4．（2分）小聪模拟静电复印，如图甲所示，桌面上的透明塑料板下放一张爱心的图案，用丝绸裹住手指，照着图案用力摩擦塑料板后，均匀撒上木屑，竖起塑料板轻敲，丝绸摩擦过的塑料板由于带了 　 　吸引木屑，在板上留下一颗由木屑组成的爱心，如图乙所示。塑料板如图甲单独放置对桌面的压强 　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）图乙中塑料板对桌面的压强。

5．（3分）如图所示的电路中，电源电压保持不变，定值电阻R3＝20Ω。当只闭合开关S2时，电流表示数为0.3A，定值电阻R1的功率为0.9W；当闭合开关S1、S2、S3时，电流表的示数为1.2A。则电源电压为 　 　V；只闭合开关S1时，定值电阻R1的功率为 　 　W；闭合开关S1、S2、S3时，通电100s定值电阻R2产生的热量是 　 　J。

6．（2分）2022年北京冬奥会精神掀起了冰雪运动热潮。如图所示，这是冰雪爱好者冬季滑雪运动的一个场景。滑雪运动中涉及很多物理知识，请仿照示例写出其中两个场景及对应的物理知识，不要与示例重复。
示例：向后撑雪杖人向前运动——物体间力的作用是相互的。
（1）　 　；
（2）　 　。

二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7～12题每小题只有一个选项符合题目要求，第13～14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有错选的得0分）
7．（2分）如图所示，这是雪后晴天屋檐下的冰凌，下列现象与冰凌形成的物态变化相同的是（　　）

A．冰雪消融 B．河水结冰 C．树上的雾凇 D．大雾弥漫
8．（2分）如图所示，这是仿照人的手臂设计的我国天宫空间站的机械臂。下列工具使用时与机械臂属同类型杠杆的是（　　）

A．用镊子夹砝码 B．用羊角锤起钉子
C．用钢丝钳剪铁丝 D．用瓶盖起子起瓶盖
9．（2分）下列情境中容易发生危险的是（　　）
A．发现有人触电应先断开电源
B．高大建筑物上安装避雷针
C．夏天站在高压变电器旁纳凉
D．使用测电笔时手要接触金属体笔尾
10．（2分）如图所示，小丽拿自己的近视眼镜给凸透镜“戴上”，光屏上出现烛焰清晰的像，而拿走眼镜光屏上烛焰的像变得模糊。为了能在光屏上重新得到清晰的像，下列操作可行的是（　　）

A．将蜡烛远离凸透镜
B．将光屏靠近凸透镜
C．将光屏远离凸透镜
D．将蜡烛和光屏同时远离凸透镜
11．（2分）如图所示的电路中，电源电压保持不变。下列说法正确的是（　　）

A．定值电阻与滑动变阻器串联
B．闭合开关，若滑动变阻器短路，两电表及电源都烧坏
C．闭合开关，滑片向左移动，两表示数均变小
D．闭合开关，滑片向左移动，整个电路消耗的总功率变小
12．（2分）小聪测量一形状不规则木块的密度，实验步骤如下：向容器内倒入适量的水，体积为V1，如图甲所示；将木块轻轻放入容器中，液面上升至V2，如图乙所示；用细针将木块浸没于水中，液面上升至V3，如图丙所示。则木块密度为（已知水的密度为ρ水）（　　）

A．ρ水 B．ρ水
C．ρ水 D．ρ水
（多选）13．（2分）2022年11月12日，天舟五号货运飞船搭载长征七号遥六运载火箭升空。两小时后与天和核心舱快速精准对接，万里穿针也能轻盈优雅。下列说法正确的是（　　）
A．飞船把货物从地球运送到太空后，货物的质量不变
B．飞船运行过程中，通过电磁波与地面遥控中心进行信息传递
C．飞船与核心舱对接后绕地球飞行，以核心舱为参照物，飞船是运动的
D．遥控中心显示屏上多彩画面是由红、黄、绿三种色光混合而成的
（多选）14．（2分）全自动消毒柜的工作原理如图所示，控制电路与工作电路中的电源电压保持不变，控制电路通过热敏电阻R为实现加热和保温状态，当温度达到120℃时，衔铁被吸引进入保温状态。下列说法正确的是（　　）

A．电磁铁的上端为S极
B．R1是保温电热丝
C．热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小
D．消毒柜可通过增大柜内气压的方法使水的沸点达到120℃
三、作图题（本大题共2小题，每题2分，共4分）
15．（2分）第五届中国国际进口博览会在上海举行，大量货运车辆携带展品入场布展。如图甲所示，安保人员正在用车底检查镜例行检查，图乙为其简化示意图，B代表安保人员的眼睛，请在图乙中画出安保人员看到车底A的光路图。

16．（2分）在研学活动中，同学们参观自动化生产线时看到一个工件与传送带一起以恒定的速度水平向右匀速运动，如图所示。不计空气阻力，请在图中画出工件受力的示意图（O为力的作用点）。

四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题9分，共19分）
17．（4分）小聪组装了如图甲所示的装置探究“水沸腾前后温度变化的特点”。

（1）图乙是实验中某一时刻温度计示数，其读数是 　 　℃。
（2）当水温接近94℃时，每隔2min记录一次温度，并绘制了水温随时间变化的图像，如图丙所示。由图像可知：水在沸腾前温度逐渐升高，水沸腾后温度 　 　，此实验中水的沸点为 　 　℃。
（3）实验中发现水升温较慢，若需要缩短水沸腾前的加热时间，可采用的方法是 　 　（合理即可）。
18．（6分）实验小组在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中，用弹簧测力计拉着木块在不同表面上运动，实验操作如图甲、乙、丙所示。

（1）实验中，应用弹簧测力计水平拉动木块做 　 　运动，此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。图乙实验中木块受到的滑动摩擦力为 　 　N。
（2）分析比较图 　 　两次实验可知，滑动摩擦力的大小与压力大小有关；分析比较图乙、丙两次实验可得出的结论：　 　。
（3）实验后小组同学对实验进行评估，一致认为在实验中要保持木块匀速直线运动很困难，通过讨论交流设计了如图丁所示的实验装置，用力将木板向左拉出的过程中，弹簧测力计 　 　（选填“A”或“B”）的示数等于木块与木板间的滑动摩擦力大小。
（4）同学们还利用如图丁所示的装置，将木块沿竖直方向切成大小两部分进行实验，根据实验现象得出滑动摩擦力的大小与物体间接触面积的大小有关。这种做法是否合理？并说明理由。 　 　。
19．（9分）实验小组在探究“电流与电阻的关系”的实验中，实验器材：电压恒为3V的电源、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻（阻值分别为4Ω、8Ω、10Ω、20Ω）、开关和若干导线。

（1）根据设计的如图甲所示的实验电路，用笔画线代替导线将如图乙所示的实物电路连接完整。
（2）为了保护电路，闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移到 　 　（选填“A”或“B”）端。
（3）检查电路试触时，移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表无示数，电压表的示数始终接近电源电压，造成这一现象的原因可能是 　 　。
（4）排除电路故障后，闭合开关S，移动滑片P，电流表示数如图丙所示，为 　 　A；更换定值电阻，闭合开关S，移动滑片P使电压表的示数保持不变，重复实验，实验数据记录如下表。
实验次数
1
2
3
4
电阻R/Ω
4
8
10
20
电流I/A

0.25
0.2
0.1
分析表中数据可知：①电压一定时，电流与电阻成 　 　；②实验中控制电压表的示数为 　 　V不变；③为了保证本实验的顺利进行，所选的滑动变阻器的最大阻值不能小于 　 　Ω。
（5）完成实验后，小组同学利用现有实验器材测量一未知电阻Rx的阻值，所用定值电阻的阻值已知且为R0，电源电压恒定未知。小明同学设计了如图丁所示的电路图。请将实验步骤补充完整。
①闭合开关S、S1，断开开关S2，适当调节滑片的位置，电压表示数为U1。
②保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关S、S2，断开开关S1，电压表示数为U2。
③未知电阻阻值的表达式：Rx＝　 　（用U1、U2、R0表示）。

五、综合应用题（本题共2小题，第20题8分，第21题9分，共17分）
20．（8分）雾炮车在创建良好的生活环境中大显身手，如图所示，雾炮车正在对街道进行除尘消毒。作业前该雾炮车的总重为4.8×104N，车轮与路面总接触面积为0.12m2，装载深度为1.2m的药液。作业时，雾炮车在大小恒定为6×103N的牵引力作用下，沿平直路面以7.2km/h的速度匀速行驶5min消耗汽油0.4kg。（g取10N/kg，ρ药液＝1.0×103kg/m3，q汽油＝4.5×107J/kg）
（1）雾炮车作业过程中对路面的压强 　 　，雾炮车的机械能 　 　。（均选填“变大”、“变小”或“不变”）
（2）作业前雾炮车对水平路面的压强及水罐底部20cm2面积上受到药液的压力各是多少？
（3）雾炮车发动机的热机效率是多少？

21．（9分）孝敬父母是中华民族的优良美德！如图所示，这是妈妈给爷爷新购买的一台电热足浴盆，小聪阅读说明书得知其工作过程是：闭合温度开关S1，加热电阻R（阻值不变）工作进入加热模式，当水温升高到设定温度时，温度开关S1断开，控制电动机的开关S2闭合进入按摩模式。足浴器铭牌的部分参数如下表所示。
[1L＝10﹣3m3，ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
***牌足浴器
额定电压
220V
额定功率
加热功率
880W
按摩功率
220W
容积（最高水位）
10L
加热效率
70%
（1）请根据题意画出电热足浴盆的简化工作电路图。
（2）电热足浴盆为按摩模式正常工作时，通过电热足浴盆的电流是多少？
（3）电热足浴盆装入最大容积、初温为22℃的水加热到设定温度44℃需要正常加热的时间是多少？
（4）小聪通过计算发现加热时间太长，想对加热电路进行改造，使加热模式时具有加热和保温两挡，且加热功率为1320W，则需要与加热电阻R 　 　（选填“串联”或“并联”）一个加热电阻，该加热电阻的阻值是多少？


2023年河南省周口市郸城县中考物理二模试卷
参考答案与试题解析
一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）
1．【解答】解：指南针能够指向南北是因为受到地磁场的作用；核能消耗后不可能在短期内从自然界得到补充的能源，属于不可再生能源。
故答案为：地磁场；不可再生。
2．【解答】解：（1）抽气时，抽气筒壁因摩擦而发热，这是通过做功的方式改变了它的内能；
（2）厚衣物和樟脑丸装入带有排气孔的塑料收纳袋内，用抽气筒向外抽气，由于里面的气压减小，收纳袋及衣服在外界大气压的作用下变瘪了；
（3）冬天打开收纳袋会闻到樟脑的气味，说明了分子在不停地做无规则运动。
故答案为：做功；大气压；无规则运动。
3．【解答】解：葫芦丝发出的声音是由空气柱振动产生的；手指按压葫芦丝不同的孔，可以改变葫芦丝发出声音的音调。
故答案为：空气柱；音调。
4．【解答】解：（1）丝绸摩擦过的塑料板会带电，带电体能够吸引轻小物体，塑料板由于带了电荷会吸引木屑；
（2）由图可知，甲、乙两图中，塑料板对桌面的压力相同，甲图中受力面积大，乙图中受力面积小，由p＝可知，塑料板如图甲单独放置对桌面的压强小于图乙中塑料板对桌面的压强。
故答案为：电荷；小于。
5．【解答】解：由图可知，当只闭合开关S2时，R1、R3串联，电流表测量电路中的电流；
由P＝UI可知，R1两端的电压：U1＝＝＝3V，
由I＝可知，R3两端的电压：U3＝IR3＝0.3A×20Ω＝6V
根据串联电路的电压特点可知，电源电压：U＝U1+U3＝3V+6V＝9V；
由I＝可知，R1＝＝＝10Ω；
当闭合开关S1时，只有R1工作，此时定值电阻R1的功率：P1′＝＝＝8.1W；
当闭合开关S1、S2、S3时，R1、R2并联，R3被短路，电流表测量干路的总电流；
通过R1的电流：I1＝＝＝0.9A，
根据并联电路的电流特点可知，通过R2的电流：I2＝I′﹣I1＝1.2A﹣0.9A＝0.3A，
通电100s定值电阻R2产生的热量：Q＝W＝UI2t＝9V×0.3A×100s＝270J。
故答案为：9；8.1；270。
6．【解答】答：（1）滑雪板做得长而宽——在压力一定时，增大接触面积可以减小压强；
（2）雪地上的人影——光在均匀介质中沿直线传播。
二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分。第7～12题每小题只有一个选项符合题目要求，第13～14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有错选的得0分）
7．【解答】解：屋檐下冰凌的形成，是物质从液态变成固态，是凝固现象；
A、冰雪消融是物质由固态变为液态，是熔化现象，故A错误；
B、河水结冰是物质由液态变为固态，是凝固现象，故B正确；
C、树上的雾凇是物质由气态直接变为固态，是凝华现象，故C错误；
D、大雾弥漫是物质由气态变为液态，是液化现象，故D错误。
故选：B。
8．【解答】解：人的手臂和机械臂使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，与镊子属于同一类杠杆；羊角锤、钢丝钳、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故BCD错误、A正确。
故选：A。
9．【解答】解：
解：A、发现有人触电时，首先要切断电源，再采取救援措施；切不可带电救人，容易造成救人者的人身伤害，故A不容易发生危险；
B、安装避雷针后，当有雷电时，电流会从避雷针传入大地，从而避免电流通过建筑物产生破坏作用，故B不容易发生危险；
C、不靠近高压带电体，夏天站在高压变电器旁纳凉，很容易造成高压电弧触电，故C容易发生危险；
D、使用测电笔时，手要与笔尾金属体接触，故D不容易发生危险。
故选：C。
10．【解答】解：近视镜片属于凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，有近视镜片时，凸透镜所成的像会后移；拿走近视镜片后，蜡烛烛焰的像成在光屏的前面，即凸透镜所成的清晰的像应该在光屏和透镜之间，所以应将光屏向靠近凸透镜方向移动或将蜡烛靠近凸透镜，才能得到清晰的烛焰的像，故B正确。
故选：B。
11．【解答】解：A、根据实物图可知，该电路为并联电路，甲电流表测量干路中的电流，乙电流表测量通过定值电阻的电流，故A错误；
B、闭合开关，若滑动变阻器短路，定值电阻和乙电流表也被短路，这样甲电流表就直接接在电源的两端，所以甲电流表和电源会被烧坏，故B错误；
CD、闭合开关，滑片向左移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，由I＝可知通过滑动变阻器的电流变小，由于并联电路各个支路互不影响，所以通过定值电阻的电流不变，乙电流表的示数不变，根据并联电路干路电流等于各支路电流的和知干路电流减小，甲电流表的示数减小，根据P＝UI知整个电路消耗的总功率变小，故C错误，D正确。
故选：D。
12．【解答】解：由图乙可知，木块处于漂浮状态，受到的浮力和自身的重力相等，F浮＝G＝mg，由甲、乙可知，木块排开水的体积：V排＝V2﹣V1，
由ρ＝和G＝mg可得，木块排开水的重力：
G排＝m排g＝ρ水V排g＝ρ水（V2﹣V1）g，
由阿基米德原理可得：
F浮＝G排＝G＝mg＝ρ水（V2﹣V1）g；
则木块的质量：
m＝＝＝ρ水（V2﹣V1）；
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，
所以，由甲丙可知，木块的体积：
V＝V3﹣V1，
木块的密度：
ρ＝＝。
故选：C。
13．【解答】解：A、飞船把货物从地球运送到太空后，货物的质量不变，故A正确；
B、飞船运行过程中，通过电磁波与地面遥控中心进行信息传递，故B正确；
C、飞船与核心舱对接后绕地球飞行，以核心舱为参照物，飞船位置没有变化，是静止的，故C错误；
D、遥控中心显示屏上多彩画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成的，故D错误。
故选：AB。
14．【解答】解：A、由图可知电流从电磁铁的下端流入，根据安培定则可知，电磁铁通电时，电磁铁上端为N极，故A错误；
B、当温度达到120℃时，衔铁被吸下进入保温状态，此时工作电路中的R2接入电路中，据此可知R2的作用保温电热丝；当衔铁被拉起时，R1接入电路中，所以R1是加热电热丝，故B错误；
C、当温度达到120℃时，衔铁被吸下进入保温状态，这说明电磁铁的磁性增强，通过电磁铁的电流变大，根据欧姆定律可知，控制电路中的总电阻变小，根据串联电路的电阻关系可知，热敏电阻R的阻值减小，所以热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小，故C正确；
D、标准气压下，水的沸点为100℃，气压越大，水的沸点越高，所以消毒柜可通过增大柜内气压的方法使水的沸点达到120℃，故D正确。
故选：CD。
三、作图题（本大题共2小题，每题2分，共4分）
15．【解答】解：平面镜成像时，像与物体关于镜面对称，据此向左延长平面镜平面，作出A点关于镜面的对称点A'即为A在镜中的像，连接像点A'与眼睛与镜面相交于一点O，即为入射点，连接BO、AO，则AO是入射光线，OB为反射光线，如下图所示：

16．【解答】解：工件与传送带一起做匀速直线运动，因此不受摩擦力的作用，只受竖直向下的重力G和竖直向上的支持力F的作用，二者是一对平衡力，如图所示。

四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题9分，共19分）
17．【解答】解：（1）如图乙所示，温度计的分度值是1℃，此时是零上，读作84℃；
（2）由图丙可知，水在沸腾前，温度逐渐升高；沸腾时，温度不变；其沸点为98℃；
（3）根据影响加热时间的因素有：水量的多少、是否加盖等，若缩短水沸腾前的加热时间，可采用减少水量或加盖。
故答案为：（1）84；（2）不变；98；（3）减少水量或加盖。
18．【解答】解：（1）实验中，应用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动，木块在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡的条件，弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小；图乙中测力计分度值为0.2N，示数为5.4N，实验中木块受到的滑动摩擦力为5.4N。
（2）研究滑动摩擦力大小与压力的关系时，要控制接触面粗糙程度相同，故分析比较图甲、乙两次实验可知，滑动摩擦力的大小与压力大小有关；分析比较图乙、丙两次实验可知，丙中测力计示数较大，可得出的结论：压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
（3）如图丁所示的实验装置，木块相对地面处于静止状态，受到B测力计的拉力与受到长木板施加的滑动摩擦力为一对平衡力，大小相等，方向相反，即弹簧测力计B的示数等于木块与木板间的滑动摩擦力大小。
（4）研究滑动摩擦力的大小与物体间接触面积的大小的关系，要控制压力大小和接触面的粗糙程度相同，将木块沿竖直方向切成大小两部分进行实验，压力变小了，根据实验现象得出滑动摩擦力的大小与物体间接触面积的大小有关，这种做法不合理，理由是没有控制压力相同。
故答案为：（1）匀速直线；5.4；（2）甲、乙；压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；（3）B；（4）不合理；没有控制压力相同。
19．【解答】解：（1）电源电压为3V，故电压表选用小量程与电阻并联，滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中，如下所示：
；
（2）为了保护电路，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处的B端；
（3）若电流表无示数，说明电路可能断路；移动滑动变阻器的滑片，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电阻断路了；
（4）排除电路故障后，移动滑片，当选用4Ω的电阻时，电流表示数如图丙所示，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.5A，
根据欧姆定律I＝得电阻两端的电压为：
U＝IR＝0.5A×4Ω＝2V，
由表格数据知：在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；
当定值电阻R′＝20Ω时，此时电路中的电流为：
I′＝＝＝0.1A，
则电路中的总电阻为：
R总＝＝＝30Ω，
所以滑动变阻器的最大阻值不能小于：
R滑＝R总﹣R＝30Ω﹣20Ω＝10Ω；
（5）①闭合S、S1，断开S2，适当调节滑片的位置，电压表示数为U1。
②闭合S、S2，断开S1，滑动变阻器滑片的位置保持不变，电压表示数为U2。
③在①中，电压表测待测电阻和定值电阻的总电压，
在②中，电压表定值电阻的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，根据串联电路电压的规律，待测电阻的电压为：U1﹣U2，
由分压原理得：＝，
未知电阻的阻值：
Rx＝R0。
故答案为：（1）如上所示；（2）B；（3）定值电阻断路；（4）0.5；①反比；②2；③10；（5）R0。

五、综合应用题（本题共2小题，第20题8分，第21题9分，共17分）
20．【解答】解：（1）雾炮车作业过程中对路面的压力等于重力，重力G＝mg，雾炮车消毒时药液逐渐减少，质量减少，重力减小，则对路面的压力变小；
雾炮车作业过程中质量不断减小，则机械能减小；
（2）雾炮车作业过程中对路面的压力F＝G＝4.8×104N，
雾炮车作业过程中对路面的压强p＝＝＝4×105Pa；
水罐底部受到药液的压强p′＝ρ药液gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2m＝1.2×104Pa；
水罐底部受到药液的压力F′＝p′S＝1.2×104Pa×20×10﹣4m2＝24N；
（3）雾炮车行驶的路程s＝vt＝7.2km/h×h＝0.6km＝600m，
雾炮车发动机做的功W＝F牵引s＝6×103N×600m＝3.6×106J，
消耗的汽油完全燃烧放出的热量Q放＝mq汽油＝0.4kg×4.5×107J/kg＝1.8×107J，
雾炮车发动机的热机效率η＝×100%＝×100%＝20%。
答：（1）变小；变小；
（2）作业前雾炮车对水平路面的压强是1.2×104Pa；
水罐底部20cm2面积上受到药液的压力是24N；
（3）雾炮车发动机的热机效率是20%。
21．【解答】解：（1）由题意可知，加热电阻R和电动机不同时工作，因此加热电阻R与电动机并联，其中温度开关S1与加热电阻R串联，开关S2与电动机串联，如图所示：
；
（2）由P＝UI可知，按摩模式正常工作时，通过电热足浴盆的电流：IM＝＝＝1A；
（3）由ρ＝可知，水的质量为：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×10×10﹣3m3＝10kg，
水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（44℃﹣22℃）＝9.24×105J，
电热足浴盆加热消耗的电能：W＝＝＝1.32×106J，
由P＝可知，正常加热需要的时间：t＝＝＝1500s；
（4）由P＝UI＝可知，原加热电阻的阻值：R＝＝＝55Ω，
改造后加热时电路中总电阻：R后＝＝＝Ω≈36.7Ω＜55Ω，即R后＜R，
因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻，串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，所以需要与加热电阻R并联一个加热电阻，
由并联电路的电阻特点可知，该加热电阻的阻值：R'＝＝＝110Ω。
答：（1）见解答图；
（2）按摩模式正常工作时，通过电热足浴盆的电流是1A；
（3）需要正常加热的时间是1500s；
（4）并联；该加热电阻的阻值是110Ω。