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2023年北京市中考物理模拟押题密卷 (四)
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这是一份2023年北京市中考物理模拟押题密卷 (四)，共31页。
2023年北京市中考物理模拟押题密卷
一．选择题（共12小题，满分24分，每小题2分）
1．（2分）下列四组物体中，在通常情况下都不容易导电的是（ ）
A．空气、人体 B．陶瓷管、橡胶棒
C．石墨棒、金属丝 D．盐水溶液、塑料
2．（2分）下列实例中利用大气压强工作的是（ ）
A．用钓鱼竿钓鱼 B．用吸管吸饮料
C．用硬棒撬石块 D．用温度计测温度
3．（2分）下列有关力学的说法中正确的是（ ）
A．给自行车轴加润滑油是为了增大有益摩擦
B．正确使用的筷子是费力杠杆
C．载重货车的宽大轮胎可以减小对地面的摩擦力
D．吸管的一端剪成斜口是为了减小压强
4．（2分）央视新闻“大数据”播报让我们看到了数据的价值，下列估测数据符合生活实际的是（ ）
A．一名中学生的质量约600g
B．人步行的速度约为20m/s
C．人的平均密度1.0×103kg/m3
D．人体正常温度为40℃
5．（2分）有利的惯性要利用，惯性的危害要预防。下列实例中，属于利用惯性的是（ ）
A．跳远运动员起跳前的助跑
B．公交车乘客扶着把手
C．行驶的汽车保持一定车距
D．汽车驾驶员系安全带
6．（2分）在家里安装螺口灯泡的灯头时，灯头内的螺旋套应连接电源线的
A．地线 B．火线 C．零线 D．火线和零线
7．（2分）如图所示，电源电压不变，闭合开关，当滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数不变 B．电压表示数变小
C．灯泡的亮度变暗 D．电路的总功率变大
8．（2分）如图所示，一木块放在水平面上，上表面固定一轻滑轮（不计滑轮摩擦），轻绳绕过滑轮后，一端固定在右侧墙上，另一端施加力，使木块向右匀速运动。第一种用大小为F1的力竖直向上拉，第二种用大小为F2的力水平向右拉。下列说法正确的是（ ）
A．两种情况摩擦力相同 B．第一种情况摩擦力大
C．F2一定大于F1 D．F2一定大于F1
9．（2分）如图所示，将甲、乙两个容器放在水平桌面上，甲、乙两容器的底面积分别为S甲和S乙，容器内装有同种液体。现将体积相等的A、B两个物体分别放入甲、乙两容器后，物体A悬浮，物体B漂浮且有一半体积露出液面，此时两容器中液面相平。液体对甲容器底部的压强为p1、压力为F1，A物体的密度为ρA、受到的浮力为FA，液体对乙容器底部的压强为p2、压力为F2，B物体的密度为ρB、受到的浮力为FB。已知S乙等于4S甲。则下列判断正确的是（ ）
A．p1＝p2，F1＝4F2 B．4p1＝p2，4F1＝F2
C．FA＝2FB，ρA＝2ρB D．2FA＝FB，2ρA＝ρB
10．（2分）用同种铝合金制成质量相等的金属盒和金属球各一个，若把球放在盒内密封后，它们恰能悬浮在水中，如图甲所示，若把球和盒用细绳相连，放入水里静止后，盒有体积露出水面，此时细绳对球的拉力为20N，如图乙所示，则下列说法错误的是（ ）
A．盒内最多能装重50N的水
B．这种铝合金的密度为3.0×103kg/m3
C．图甲中球对盒的压力为20N
D．图乙中若剪断细绳，盒静止时有一半体积露出水面
11．（2分）如图所示，电源电压为3V，灯泡L1标有“3V 0.75W”，L2标有“4V 1W”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，闭合开关S1、S2时，下列说法不正确的是（ ）
A．L2不能正常发光，但要比L1亮一些
B．电压表能测量电源电压
C．电流表示数不等于两灯电流大小之和
D．若电流表无示数，但L2发光且电压表有示数，则可能是L1断路
12．（2分）如图甲所示，长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动，上升到离水面一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间变化的图象，结合图象中的信息，下列判断不正确的是（ ）
A．该金属块的重力为 54N
B．浸没在水中时金属块受到的浮力大小是20N
C．若在第6s末剪断细绳后金属块会上浮到水面上
D．5～9s 时物体受到的浮力不断变小
二．多选题（共3小题，满分6分，每小题2分）
（多选）13．（2分）如图所示的四个装置，关于它们分别用来演示哪个物理现象的描述，正确的是（ ）
A．图a可用来演示电磁感应现象
B．图b可用来演示磁场对电流的作用
C．图c可用来演示电荷间的相互作用
D．图d可用来演示发电机模型
（多选）14．（2分）体重为700N的工人用图所示的滑轮组将建材运送到高处。在某次运送中，工人用100N的拉力在2s内将建材竖直向上匀速提升了0.5m，滑轮组的机械效率为95%。若两个滑轮的质量相等，不计绳重及摩擦，g取10N/kg。下列说法中正确的是（ ）
A．建材的重力为200N
B．此过程中工人拉力做功的功率为100W
C．此过程中B处挂钩受到天花板的拉力为210N
D．此过程中该工人对地面的压力的大小为600N
（多选）15．（2分）如图甲所示的电路中电源电压不变R0为定值电阻，滑动变阻器R消耗的电功率随电流变化的关系如图乙所示。图乙中的a′、b′两点分别与滑片P在图甲中的a、b两位置相对应则下列说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器在a点与b点时电源的输出功率相同
B．电路中的最大功率为6.4W
C．R0的阻值是10Ω，滑动变阻器的最大功率为3.6W
D．电源电压为12V
三．填空题（共15小题，满分29分）
16．（1分）如图所示，刻度尺的分度值是 。木板长为 cm。
17．（1分）如图所示，请根据图中通电螺线管附近小磁针静止时N、S极，判断电源右端为 极（选填“正”或“负”）。
18．（1分）如图所示，在使用弹簧测力计时首先要观察指针是否指在零点，然后还应当观察它的 和 ，此时手对弹簧测力计的拉力为 N。
19．（2分）在图中，一个重为5N的小球正在水中上升，画出此时小球受重力的示意图。
20．（2分）如图是一个简易压水泵。整个手柄是一个弯曲的杠杆。图中箭头表示此时活塞的运动方向。请在图上标出支点O，画出作用在手柄上的最小动力F1，并作出它的力臂L1。
21．（2分）如图所示，请画出最省力的绕线方法。
22．（1分）如图所示，小明坐在一艘静止的小船上，用力推另一艘静止的小船，两艘小船同时由静止开始向后运动。产生这个现象有两个原因：一是因为力的作用是相互的，二是因为力可以改变 。
23．（2分）小明利用一个装有适量水的瓶子、两端开口的玻璃管、大小合适的带孔瓶塞制作了一个气压计，如图所示。为了使玻璃管内液面高于瓶内液面，瓶内的气压应 大气压（选填“大于”、“等于”或“小于”）。这种气压计在使用时为了避免其他因素的干扰，应该选择在受力时 形变的瓶子（选填“容易”或“不容易”）。
24．（1分）某兴趣小组的同学为探究水的密度与温度的关系，分别取100mL不同温度的水测量质量，得到如下数据：
温度/℃
0
0
2
4
6
8
状态
冰
水
水
水
水
水
体积/cm3
100
100
100
100
100
100
质量/g
90.5
99.0
99.5
100
99.8
99.4
（1）0℃冰的密度为 ，4℃时水的密度为 。
（2）从0℃到4℃，水的密度变化情况是 。
（3）猜测10℃时，100mL水的质量应 （填“大于”“小于”或“等于”）99.4g。
（4）100mL 0℃冰融化成水后理论上质量 。
（5）在气温为﹣7℃的冬天，湖面结了厚厚一层冰，河底未结冰，猜测河底水的温度约为 。
25．（3分）韩梅梅在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有：刻度均匀的杠杆，支架，弹簧测力计，刻度尺，细线和重量相同的0.5N的钩码若干个。
（1）安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，如图甲所示。则应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在 位置平衡：目的是便于测量 ；
（2）如图乙所示，在A点挂3个钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为 N。
（3）李雷通过对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离，与韩梅梅交流后，韩梅梅为了证明李雷的结论是错误的，他做了如图丙的实验，已知杠杆上每个小格长度为1cm，每个钩码重0.5N，此实验 （选填“能”或“不能”）说明李雷结论是错误的。
26．（1分）如图所示，将长短、粗细均相同，材料不同的金属丝分别接入电路中，当把镍铬合金丝接入电路后，闭合开关，小灯泡发光比接入铜丝时暗，这说明导体的电阻与 有关.
27．（3分）小浔在学习焦耳定律的知识后用如图装置进行探究：
（1）小浔通过分析知道电路中R2和R3的连接方式是 。
（2）解决问题后重新通电一段时间，若发现左侧U形管内液面高度差较大，可以得出结论： 。
（3）若过一段时间后发现，两侧U形玻璃管内液面高度差相同，电路中只有一处故障，可能是 。
28．（3分）图1是用伏安法测未知电阻R的实验图。
（1）根据实验需求设计了一个记录数据的表格：请将表格补充完整，
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
2
3
（2）闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至 （填“左”或“右”）端，这样做可以起到 的作用；此实验中滑动变阻器有一个作用是“改变定值电阻两端的电压”，请你写出一种不用变阻器，也可以“改变定值电阻两端电压”的方法：
（3）若实验中只有一个电压表和一个已知电阻Ro，小明设计了图2所示的电路，同样可以测量未知电阻Rx，请在空格内将饰演步骤补充完整。
①闭合S、断开S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1。
② ，用电压表测出电源的电压U
③请写出测量值U、U1及Ro来表示Rx的表达式：Rx＝
29．（2分）用不同的方法测量小石块和小瓷杯的密度。
（1）测小石块的密度
①把天平放在水平桌面上，调节平衡螺母，使天平横梁在水平位置平衡。此操作中存在的问题是 ；
②该同学改正错误后，在重新调节天平平衡时出现了如图1所示的现象，他需向 （填“左”或“右”）调节平衡螺母。
③用此天平测量小石块的质量，右盘所加砝码和游码位置如图2甲所示，则小石块的质量为 g，在量筒内放入适量的水，用细线绑好小石块，缓慢放入水中，如图2乙所量为示，则小石块的密度为 kg/m3。
（2）测小瓷杯的密度
如图2丙所示，先在量筒内放入适量的水，液面刻度为V1；再将小瓷杯浸没于水中，液面刻度为V2；最后捞起小瓷杯并将杯中的水倒回量筒，使其浮于水面（水未损失），液面刻度为V3；小瓷杯密度的表达式ρ＝ （用V1、V2、V3和ρ水表示）。实验完毕后发现小瓷杯内的水未倒干净，则所测结果 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
30．（4分）综合实验﹣﹣设计实验方案：探究重力势能大小与物体密度的关系，要求添加一个器材，因变量定量研究，请完成实验设计方案（可以配图说明）。
器材
质量相同的铜球、钢球和塑料球、
装置步骤
。将数据填入表格，归纳分析，得出结论。
数据记录表格
四．科普阅读题（共1小题，满分3分，每小题3分）
31．（3分）请阅读《北京8分钟》回答问题。
北京8分钟
2018年平昌冬奥会闭幕式上，“北京8分钟”表演惊艳全世界，同时宣告冬奥会进入北京
时间。短短8分钟的表演蕴涵着大量的“中国智慧”和“中国制造”。
闭幕式上，演员穿着大尺寸的熊猫木偶道具（如图所示）进行轮滑表演，给人留下了深刻印象。制作团队在原有工艺的基础上不断改良和创新，经过反复对比和测试，最终确定用强度高、韧性好的铝合金管材和碳纤维条作为制作材料。最终版的熊猫木偶道具质量仅为10kg。
装载着大屏幕的机器人与轮滑舞者进行了互动表演，为体现冰雪主题，大屏幕也使用了新技术，让它们看起来像是用冰雪制成的“冰屏”，每块“冰屏”长3m。为保证“冰屏”具有较强的抗风能力，“冰屏”的整个结构非常精密，背后卡槽与屏之间的距离达到微米级。经过风洞测试，每块“冰屏”都能承受15m/s的风速，目前我国的“冰屏”技术已处于世界领先水平。
舞台上要求演员衣服轻薄，动作舒展流畅，由于现场气温低至﹣3℃，为做好演员的保暖工作，超薄保暖服采用了超级新型纳米材料一石墨烯发热膜，石墨烯具有超高强度及很好的导热性能。演员上场前，需先对服饰内的电池进行充电，充电完成后，石墨烯发热膜保暖服可在﹣20℃的环境中工作4小时，确保了演员穿着舒适和演出成功。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）为达到最佳表演效果，熊猫木偶道具选用铝合金管材和碳纤维条作为制作材料，可以减小道具质量，这是因为这两种材料的 较小；
（2）在对“冰屏”进行抗风能力的风洞测试中，让屏幕正对风的方向，“冰屏”相对于地面静止，风速为15m/s，则“冰屏”相对于风的速度大小为 km/h；
（3）根据石墨烯的特性，请设计一种石墨烯在生活或生产中可能的应用。
五．计算题（共2小题，满分8分，每小题4分）
32．（4分）在综合实践活动中，小峰设计了一种具有加热和保温功能的电路，如图甲所示，图中R1和R2均为电阻丝，S1是电路控制开关，他将该电路接入220V家庭电路中，在30min内，该电路消耗的总功率随时间变化的图象如图乙所示。求：
（1）R1的电阻大小；
（2）15min内该电路消耗的电能；
（3）R2工作时的电功率。
33．（4分）如图所示，一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上，OA＝20cm，G1是边长为10cm的正方体，G2重为20N。当OB＝10cm时，G1对水平面的压强为2×103Pa。求：
（1）绳子的拉力；
（2）正方体G1的重力；
（3）现用一水平拉力使G2向右匀速直线运动，若使G1对地面的压力恰好为零，求G2移动的距离。（g取10N/kg）
2023年北京市中考物理模拟押题密卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共12小题，满分24分，每小题2分）
1．（2分）下列四组物体中，在通常情况下都不容易导电的是（ ）
A．空气、人体 B．陶瓷管、橡胶棒
C．石墨棒、金属丝 D．盐水溶液、塑料
【解答】解：常见的导体包括：人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。题中所列物质，只有石墨棒、人体、金属、盐水溶液、金属丝、湿木头是导体，其他都是绝缘体。
故选：B。
2．（2分）下列实例中利用大气压强工作的是（ ）
A．用钓鱼竿钓鱼 B．用吸管吸饮料
C．用硬棒撬石块 D．用温度计测温度
【解答】解：
AC，钓鱼竿钓鱼、硬棒撬石块是利用杠杆平衡条件，故AC不符合题意；
B，用吸管吸饮料时，是利用大气压强，故B符合题意；
D，温度计是利用工作液体的热胀冷缩工作的，故D不符合题意。
故选：B。
3．（2分）下列有关力学的说法中正确的是（ ）
A．给自行车轴加润滑油是为了增大有益摩擦
B．正确使用的筷子是费力杠杆
C．载重货车的宽大轮胎可以减小对地面的摩擦力
D．吸管的一端剪成斜口是为了减小压强
【解答】解：A、给自行车轴加润滑油是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦，故A错误；
B、正确使用筷子时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B正确；
C、洒水车轮胎比一般货车宽大，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故C错误；
D、吸管的一端剪成斜口，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故D错误。
故选：B。
4．（2分）央视新闻“大数据”播报让我们看到了数据的价值，下列估测数据符合生活实际的是（ ）
A．一名中学生的质量约600g
B．人步行的速度约为20m/s
C．人的平均密度1.0×103kg/m3
D．人体正常温度为40℃
【解答】解：
A、成年人的质量在70kg左右，中学生的质量比成年人小一些，在60kg＝60000g左右。此选项不符合实际；
B、人步行的速度约为1.1m/s，故选项不符合实际；
C、人体的密度跟水的密度差不多，为1.0×103kg/m3，故此选项符合实际；
D、人的正常体温约37℃，故选项不符合实际。
故选：C。
5．（2分）有利的惯性要利用，惯性的危害要预防。下列实例中，属于利用惯性的是（ ）
A．跳远运动员起跳前的助跑
B．公交车乘客扶着把手
C．行驶的汽车保持一定车距
D．汽车驾驶员系安全带
【解答】解：
A、跳远运动员起跳前助跑，是为了利用惯性使人跳得更远，故A符合题意；
B、公交车乘客扶着把手，是为了防止突然加速、减速或转弯时由于惯性造成的危害，故B不符合题意；
C、汽车行驶要保持一定的车距，是为了防止由于惯性而造成追尾事故，不是利用惯性，故C不符合题意；
D、驾驶员要系安全带，是为了防止紧急刹车时，车在阻力作用下停止运动，而司机由于惯性继续向前运动而被撞伤，这是防止惯性带来的危害，故D不符合题意。
故选：A。
6．（2分）在家里安装螺口灯泡的灯头时，灯头内的螺旋套应连接电源线的
A．地线 B．火线 C．零线 D．火线和零线
【解答】解：为了安全起见，安装家庭电路中螺口灯泡的灯头时，灯头内中间的金属片应跟电源线的火线相连，灯头内的螺旋套应跟零线相连．
故选：C．
7．（2分）如图所示，电源电压不变，闭合开关，当滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数不变 B．电压表示数变小
C．灯泡的亮度变暗 D．电路的总功率变大
【解答】解：
由图可知，灯泡和滑动变阻器并联，电流表测通过灯泡的电流，电压表测灯泡的电压。
AC、因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时，通过灯泡的电流不变，即电流表示数不变，灯泡的实际功率不变，亮度不变，故A正确，C错误；
B、电压表测灯泡的电压，由并联电路的电压特点可知，灯泡的电压等于电源电压，所以，滑片移动时，电压表的示数不变，故B错误；
D、滑片P由中点向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，由欧姆定律可知，通过变阻器的电流减小，根据并联电路的电流规律可知，总电流减小，电源电压不变，由P＝UI可知，总功率变小，故D错误。
故选：A。
8．（2分）如图所示，一木块放在水平面上，上表面固定一轻滑轮（不计滑轮摩擦），轻绳绕过滑轮后，一端固定在右侧墙上，另一端施加力，使木块向右匀速运动。第一种用大小为F1的力竖直向上拉，第二种用大小为F2的力水平向右拉。下列说法正确的是（ ）
A．两种情况摩擦力相同 B．第一种情况摩擦力大
C．F2一定大于F1 D．F2一定大于F1
【解答】解：始终用大小为F1的力竖直向上拉，木块向右匀速运动，木块受到向右的拉力和向左的摩擦力是一对平衡力，大小相等，故木块受到的摩擦力f1＝F1；
若将绳端拉力方向改为水平向右，木块仍能匀速运动，这时拉力大小为F2，则物体受向右的两个F2和向左的摩擦力平衡，大小相等，即2F2＝f2，即F2＝f2
因为影响滑动摩擦力的因素是压力和接触面的粗糙程度，当绳子竖直向上拉时，对物体有竖直向上的拉力，物体对地面的压力小于重力，当改为水平向右拉时，物体对水平面的压力等于重力，即当拉力改为水平方向后，压力增大，木块受到的摩擦力增大，即f2＞f1（即第二种情况摩擦力大），所以F2＝f2＞F1．故ABC错误，D正确。
故选：D。
9．（2分）如图所示，将甲、乙两个容器放在水平桌面上，甲、乙两容器的底面积分别为S甲和S乙，容器内装有同种液体。现将体积相等的A、B两个物体分别放入甲、乙两容器后，物体A悬浮，物体B漂浮且有一半体积露出液面，此时两容器中液面相平。液体对甲容器底部的压强为p1、压力为F1，A物体的密度为ρA、受到的浮力为FA，液体对乙容器底部的压强为p2、压力为F2，B物体的密度为ρB、受到的浮力为FB。已知S乙等于4S甲。则下列判断正确的是（ ）
A．p1＝p2，F1＝4F2 B．4p1＝p2，4F1＝F2
C．FA＝2FB，ρA＝2ρB D．2FA＝FB，2ρA＝ρB
【解答】解：两容器中，液体的密度相同，深度相同，根据公式p＝ρgh可知，液体对容器底部的压强相同，即p1＝p2；S乙等于4S甲，根据F＝pS可知，液体对容器底部的压力大小关系为
4F1＝F2；
A悬浮在液体中，A的密度等于液体的密度；B漂浮在液体中，根据物体的浮沉条件和阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知：F浮＝ρ液g＝GB＝ρBVg，则：ρ液＝2ρB，所以ρA＝2ρB；
A排开的液体的体积是B排开的液体的体积的2倍，根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知，FA＝2FB；
对比四个选项可知，C正确。
故选C。
10．（2分）用同种铝合金制成质量相等的金属盒和金属球各一个，若把球放在盒内密封后，它们恰能悬浮在水中，如图甲所示，若把球和盒用细绳相连，放入水里静止后，盒有体积露出水面，此时细绳对球的拉力为20N，如图乙所示，则下列说法错误的是（ ）
A．盒内最多能装重50N的水
B．这种铝合金的密度为3.0×103kg/m3
C．图甲中球对盒的压力为20N
D．图乙中若剪断细绳，盒静止时有一半体积露出水面
【解答】解：设金属盒的体积为V盒，金属球的体积为V球，二者的质量为：m（二者质量相等），
（1）根据图甲可知，盒与球处于悬浮，则浮力等于盒和球的总重力；由图乙可知，盒与球处于漂浮，则则浮力等于盒和球的总重力，因此两种情况下盒与球受到的浮力相等；
由F浮＝ρ水gV排可知，两次排开水的体积相同，即：V盒＝（1﹣）V盒+V球，所以V球＝V盒；
由于F浮＝G总，则
ρ水gV排＝2mg
ρ水gV盒＝2ρ铝gV球
ρ铝＝3ρ水＝3×103kg/m3，故B正确；
（2）对甲、乙两种情况，进行受力分析：
由图甲可知：G总＝F浮，即2mg＝ρ水gV盒﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
对图乙中金属盒受力分析可得：mg+20N＝ρ水g（1﹣）V盒﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
对图乙中金属球受力分析可得：mg＝20N+ρ水gV球﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
联立①②③可得：V盒＝6×10﹣3m3，m＝3kg，V球＝1×10﹣3m3；
球对盒的压力：F压＝G球＝mg＝3kg×10N/kg＝30N；故C错误；
（3）当绳子剪断后，金属盒处于漂浮，G＝F浮′，即：mg＝ρ水gV排1
所以，V排1＝＝＝3×10﹣3m3；
则金属盒露出水面的体积：V露＝V盒﹣V排1＝6×10﹣3m3﹣3×10﹣3m3＝3×10﹣3m3；
由于V露＝V排1，所以盒静止时有一半体积露出水面，故D正确；
（4）又V空＝V盒﹣V实＝V盒﹣＝6×10﹣3m3﹣＝5×10﹣3m3，
则盒内最多能装的水重为：G水＝ρ水gV水＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣3m3＝50N，故A正确。
故选：C。
11．（2分）如图所示，电源电压为3V，灯泡L1标有“3V 0.75W”，L2标有“4V 1W”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，闭合开关S1、S2时，下列说法不正确的是（ ）
A．L2不能正常发光，但要比L1亮一些
B．电压表能测量电源电压
C．电流表示数不等于两灯电流大小之和
D．若电流表无示数，但L2发光且电压表有示数，则可能是L1断路
【解答】解：由电路图可知，闭合开关S1、S2时，两灯泡并联，电流表测通过灯泡L1的电流，电压表测灯泡L2两端的电压；
A、由P＝UI＝可知，两灯泡的电阻分别为：R1＝＝＝12Ω，R2＝＝＝16Ω，
灯泡的实际电压等于额定电压时小灯泡正常发光，由并联电路的电压特点可知，两灯泡两端的电压均为3V，因此灯泡L1正常发光，灯泡L2不能正常发光，
两灯泡的实际功率分别为：P1实＝P1＝0.75W，P2实＝＝＝0.5625W，即P1实＞P2实，因此L2要比L1暗一些，故A错误；
B、由电路图可知，闭合开关S1、S2时，两灯泡并联，电压表并联在电源两端，因此电压表能测量电源电压，故B正确；
C、电流表串联在L1的支路上，因此电流表只测通过灯泡L1的电流，故C正确；
D、L2发光且电压表有示数，所以电源和灯泡L2是正常的，电流表无示数，说明电流表所在的支路断路，因此故障可能是L1开路，故D正确。
故选：A。
12．（2分）如图甲所示，长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动，上升到离水面一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间变化的图象，结合图象中的信息，下列判断不正确的是（ ）
A．该金属块的重力为 54N
B．浸没在水中时金属块受到的浮力大小是20N
C．若在第6s末剪断细绳后金属块会上浮到水面上
D．5～9s 时物体受到的浮力不断变小
【解答】解：
A、当金属块完全露出水面时，金属块不受浮力，此时拉力等于重力，即为图中的CD段，由图可知，该金属块重力为：G＝F拉1＝54N，故A正确；
B、当金属块未露出水面时，即为图中的AB段；从图可知，此时绳子的拉力为34N，
则金属块浸没时受到的浮力为：F浮＝G﹣F拉2＝54N﹣34N＝20N，故B正确；
C、对物体进行受力分析控制，在第6s末时，物体所受的重力：G＝F浮+F拉；如果此时剪断细绳（即物体不再受到拉力的作用），则G＞F浮，所以物体会下沉，故C错误；
D、从图可知，在5s～9s时间内绳子的拉力逐渐变大，金属块的重力不变，由公式F浮＝G﹣F拉可知，物体受到的浮力逐渐变小，故D正确。
故选：C。
二．多选题（共3小题，满分6分，每小题2分）
（多选）13．（2分）如图所示的四个装置，关于它们分别用来演示哪个物理现象的描述，正确的是（ ）
A．图a可用来演示电磁感应现象
B．图b可用来演示磁场对电流的作用
C．图c可用来演示电荷间的相互作用
D．图d可用来演示发电机模型
【解答】解：
A、图a中无电源，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，是研究电磁感应现象的实验装置，是发电机的原理图，故A正确；
B、图b演示的是奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，故B错误；
C、图c中，两带电体靠近时会相互排斥或吸引，是研究电荷间相互作用的实验装置，故C正确；
D、图d中有电源，该实验说明磁场对通电导体有力的作用，是电动机的原理图，故D错误。
故选：AC。
（多选）14．（2分）体重为700N的工人用图所示的滑轮组将建材运送到高处。在某次运送中，工人用100N的拉力在2s内将建材竖直向上匀速提升了0.5m，滑轮组的机械效率为95%。若两个滑轮的质量相等，不计绳重及摩擦，g取10N/kg。下列说法中正确的是（ ）
A．建材的重力为200N
B．此过程中工人拉力做功的功率为100W
C．此过程中B处挂钩受到天花板的拉力为210N
D．此过程中该工人对地面的压力的大小为600N
【解答】解：
A、由图可知n＝2，因为滑轮组的机械效率η＝＝＝＝，
所以建材的重力：G＝ηnF＝95%×2×100N＝190N，故A错误；
B、绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×0.5m＝1m，
拉力做的总功：W总＝Fs＝100N×1m＝100J，
此过程中工人拉力做功的功率：P＝＝＝50W，故B错误；
C、因为不计绳重和摩擦时F＝（G+G动），所以动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝2×100N﹣190N＝10N，
因为两个滑轮的质量相等，由G＝mg可知，两个滑轮的重力也相等，故G定＝G动＝10N，
此过程中B处挂钩受到天花板的拉力：F拉＝G定+2F＝10N+2×100N＝210N，故C正确；
D、此过程中该工人对地面的压力：F压＝G人﹣F＝700N﹣100N＝600N，故D正确。
故选：CD。
（多选）15．（2分）如图甲所示的电路中电源电压不变R0为定值电阻，滑动变阻器R消耗的电功率随电流变化的关系如图乙所示。图乙中的a′、b′两点分别与滑片P在图甲中的a、b两位置相对应则下列说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器在a点与b点时电源的输出功率相同
B．电路中的最大功率为6.4W
C．R0的阻值是10Ω，滑动变阻器的最大功率为3.6W
D．电源电压为12V
【解答】解：由电路图可知，R0与R串联。
（1）由图乙可知，滑动变阻器消耗的功率PR＝3.2W时，电路中的电流可能为I1＝0.4A，也可能为I2＝0.8A，
由P＝UI＝I2R可得，两种情况下变阻器接入电路中的电阻：
R1＝＝＝20Ω，R2＝＝＝5Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且电源的电压不变，
所以，由I＝可得，电源的电压：
U＝I1（R0+R1）＝I2（R0+R2），即0.4A×（R0+20Ω）＝0.8A×（R0+5Ω），
解得：R0＝10Ω，
电源的电压U＝I1（R0+R1）＝0.4A×（10Ω+20Ω）＝12V，故D正确；
由P＝UI可知，电源的电压不变，滑片P在a点与b点时，电路中的电流不同，则电源的输出功率不相同，故A错误；
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路的总功率最大，
则P大＝＝＝14.4W，故B错误；
（2）滑动变阻器接入电路中的电阻为R时电路中的电流：
I＝，
滑动变阻器消耗的电功率：
PR＝I2R＝（）2R＝，
当R＝R0＝10Ω时，滑动变阻器的电功率最大，则
PR大＝＝＝＝3.6W，故C正确。
故选：CD。
三．填空题（共15小题，满分29分）
16．（1分）如图所示，刻度尺的分度值是 1mm 。木板长为 2.60 cm。
【解答】解：由图知：
在刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表1mm，即刻度尺的分度值为1mm；
木板左侧与1.00cm对齐，右侧与3.6cm对齐，估读为3.60cm，所以木板的长度为L＝3.60cm﹣1.00cm＝2.60cm。
故答案为：1mm；2.60。
17．（1分）如图所示，请根据图中通电螺线管附近小磁针静止时N、S极，判断电源右端为 正 极（选填“正”或“负”）。
【解答】解：由图知，小磁针静止时，其左端为S极，右端为N极，根据磁极间的作用规律可知，螺线管的右端为S极，左端为N极；
根据螺线管的N、S极和螺线管的线圈绕向，利用安培定则可知电流是从螺线管的右端流入、左端流出；由于电流是从电源的正极流出，经过外电路回到电源负极，所以可知右端是电源的正极，左端是电源的负极。
故答案为：正。
18．（1分）如图所示，在使用弹簧测力计时首先要观察指针是否指在零点，然后还应当观察它的 量程 和 分度值 ，此时手对弹簧测力计的拉力为 1.6 N。
【解答】解：
在使用弹簧测力计前，先沿拉力方向调零，再确定弹簧测力计的量程和分度值；
由图知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数F＝1N+0.2N×3＝1.6N。
故答案为：量程；分度值；1.6。
19．（2分）在图中，一个重为5N的小球正在水中上升，画出此时小球受重力的示意图。
【解答】解：重力的示意图的画法：过球的重心O点，竖直向下作垂线，标上箭头，标出力的大小和符号，如图所示：
20．（2分）如图是一个简易压水泵。整个手柄是一个弯曲的杠杆。图中箭头表示此时活塞的运动方向。请在图上标出支点O，画出作用在手柄上的最小动力F1，并作出它的力臂L1。
【解答】解：如图，OA的长就是力F1最长的力臂L1；因此过A点做垂直于OA的动力F1，如图所示。
故答案为：如图所示。
21．（2分）如图所示，请画出最省力的绕线方法。
【解答】解：图中滑轮组由2个定滑轮和2个动滑轮组成，要使该滑轮组最省力，则需要承担物重的绳子段数最多，即n最多为5，所以绳子要先系在动滑轮上面的挂钩上，依次向外绕线；如图所示：
22．（1分）如图所示，小明坐在一艘静止的小船上，用力推另一艘静止的小船，两艘小船同时由静止开始向后运动。产生这个现象有两个原因：一是因为力的作用是相互的，二是因为力可以改变 物体的运动状态 。
【解答】解：因为两艘小船同时由静止开始向后运动，则知物体受到了力的作用改变了运动状态。
故答案为：物体的运动状态。
23．（2分）小明利用一个装有适量水的瓶子、两端开口的玻璃管、大小合适的带孔瓶塞制作了一个气压计，如图所示。为了使玻璃管内液面高于瓶内液面，瓶内的气压应 大于 大气压（选填“大于”、“等于”或“小于”）。这种气压计在使用时为了避免其他因素的干扰，应该选择在受力时 不容易 形变的瓶子（选填“容易”或“不容易”）。
【解答】解：在玻璃瓶里装一些的水，取一根两端开口的细玻璃管，让玻璃管穿过橡皮塞插入水中，并从管子上端吹入少量气体，瓶内的气压等于大气压加上细管内水柱产生的压强，故瓶内气压大于瓶外大气压；
气压计在使用时为了避免其他因素的干扰，应该选择在受力时不容易发生形变的瓶子。
故答案为：大于；不容易。
24．（1分）某兴趣小组的同学为探究水的密度与温度的关系，分别取100mL不同温度的水测量质量，得到如下数据：
温度/℃
0
0
2
4
6
8
状态
冰
水
水
水
水
水
体积/cm3
100
100
100
100
100
100
质量/g
90.5
99.0
99.5
100
99.8
99.4
（1）0℃冰的密度为 0.905g/cm3 ，4℃时水的密度为 1g/cm3 。
（2）从0℃到4℃，水的密度变化情况是 增大 。
（3）猜测10℃时，100mL水的质量应 小于 （填“大于”“小于”或“等于”）99.4g。
（4）100mL 0℃冰融化成水后理论上质量 90.5g 。
（5）在气温为﹣7℃的冬天，湖面结了厚厚一层冰，河底未结冰，猜测河底水的温度约为 4℃ 。
【解答】解：（1）0℃冰的密度：
ρ冰＝＝＝0.905g/cm3；
4℃时水的密度为：
ρ水＝＝＝1g/cm3；
（2）由表格数据知，从0℃到4℃，体积一定，质量最大，根据ρ＝知，密度增大；
（3）根据水的热胀冷缩的规律知：温度越高，体积越大，密度越小，根据ρ＝知，在体积一定时，密度减小，质量越小，即10℃时，100mL水的质量应小于99.4g；
（4）质量是物体本身的一种性质，与温度、状态、性质、位置无关，当100mL0℃冰熔化成水后状态变化，质量不变，仍未90.5g；
（5）因为气温是﹣7℃，故河面上的冰也是﹣7℃，而冰水混合物的温度为0℃，故冰的下表面是0℃，而水在4℃时的密度最大，所以河底的水温为4℃。
故答案为：（1）0.905g/cm3；1g/cm3；（2）增大；（3）小于；（4）90.5g；（5）4℃。
25．（3分）韩梅梅在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有：刻度均匀的杠杆，支架，弹簧测力计，刻度尺，细线和重量相同的0.5N的钩码若干个。
（1）安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，如图甲所示。则应将平衡螺母向 左 （选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在 水平 位置平衡：目的是便于测量 力臂 ；
（2）如图乙所示，在A点挂3个钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为 2 N。
（3）李雷通过对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离，与韩梅梅交流后，韩梅梅为了证明李雷的结论是错误的，他做了如图丙的实验，已知杠杆上每个小格长度为1cm，每个钩码重0.5N，此实验 能 （选填“能”或“不能”）说明李雷结论是错误的。
【解答】解：（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆左端下沉，右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
（2）一个钩码重G＝0.5N，一个小格长度L，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2得，
3G×4L＝F×3L，解得F＝4G＝2N；
（3）李雷通过对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离，与韩梅梅交流后，韩梅梅为了证明李雷的结论是错误的，他做了如图丙的实验，此实验能得到“动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离”，这个结论是不正确的；当动力臂不等于支点到动力作用点的距离时，看实验结论是否成立，所以利用图C能进行验证。
故答案为：（1）左；水平；力臂；自重；（2）2；（3）能。
26．（1分）如图所示，将长短、粗细均相同，材料不同的金属丝分别接入电路中，当把镍铬合金丝接入电路后，闭合开关，小灯泡发光比接入铜丝时暗，这说明导体的电阻与 导体材料 有关.
【解答】解：将长短和粗细均相同、材料不同的金属丝与灯泡串联，闭合开关后小灯泡亮度不同，说明通过的电流不同，所以据此能够探究电流大小与导体材料是否有关。
故答案为：导体材料。
27．（3分）小浔在学习焦耳定律的知识后用如图装置进行探究：
（1）小浔通过分析知道电路中R2和R3的连接方式是 并联 。
（2）解决问题后重新通电一段时间，若发现左侧U形管内液面高度差较大，可以得出结论： 当通电时间和电阻相同时，电流越大，导体产生的热量越多 。
（3）若过一段时间后发现，两侧U形玻璃管内液面高度差相同，电路中只有一处故障，可能是 R2断路 。
【解答】解：
（1）由图可知，R2和R3是并联在电路中的，然后与R1串联；
（2）由图可知，容器内电阻丝的阻值是相同的，左侧容器内电阻丝在干路上，右侧容器内电阻丝在支路上，则左侧的电流要大于右侧容器内电阻丝的电流，若发现左侧U形管内液面高度差较大，可以得出结论：当通电时间和电阻相同时，电流越大，导体产生的热量越多：
（3）过一段时间发现两侧U形管中液面高度差相同，根据转换法，说明两容器内电阻丝产生的热量相同，因两电阻丝的阻值和通电时间相同，由Q＝I2Rt知，通过两电阻丝的电流也相同，故原因可能是电阻丝R2断路；
故答案为：（1）并联；（2）当加热时间和电阻相同时，电流越大，导体产生的热量越多；（3）R2断路。
28．（3分）图1是用伏安法测未知电阻R的实验图。
（1）根据实验需求设计了一个记录数据的表格：请将表格补充完整，
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻的平均值/Ω
1
2
3
（2）闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至 右 （填“左”或“右”）端，这样做可以起到 保护电路 的作用；此实验中滑动变阻器有一个作用是“改变定值电阻两端的电压”，请你写出一种不用变阻器，也可以“改变定值电阻两端电压”的方法： 改变电池的节数
（3）若实验中只有一个电压表和一个已知电阻Ro，小明设计了图2所示的电路，同样可以测量未知电阻Rx，请在空格内将饰演步骤补充完整。
①闭合S、断开S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1。
② 闭合开关S、S1， ，用电压表测出电源的电压U
③请写出测量值U、U1及Ro来表示Rx的表达式：Rx＝
【解答】解：
（1）用伏安法测未知电阻R的实验中，要记录被测电阻两端电压以及通过它的电流，从而计算出电阻的大小，为了减小测量的误差还要取多次测量的平均值，由此补充表格如下：
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻的平均值/Ω
1
2
3
（2）由图知，滑动变阻器的下面接了左边的接线柱，所以在闭合开关前，应将滑片移至最右端，使其阻值最大，这样电路中电阻最大，电流最小，能起到保护电路作用；
改变电池的节数（即改变电源电压）也可以“改变定值电阻两端电压”；
（3）实验步骤：
①闭合开关S、断开S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1；
②闭合开关S、S1，用电压表测出电源的电压U；
③因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，两电阻串联时R0两端的电压：U0＝U﹣Ux＝U﹣U1，
因串联电路中各处的电流相等，
所以：I＝＝，
即：＝，
解得：Rx＝。
故答案为：（1）电阻R/Ω；电阻的平均值/Ω；
（2）右；保护电路；改变电池的节数；
（3）②闭合开关S、S1；③。
29．（2分）用不同的方法测量小石块和小瓷杯的密度。
（1）测小石块的密度
①把天平放在水平桌面上，调节平衡螺母，使天平横梁在水平位置平衡。此操作中存在的问题是 没有把游码移至标尺左侧的零刻线处 ；
②该同学改正错误后，在重新调节天平平衡时出现了如图1所示的现象，他需向 右 （填“左”或“右”）调节平衡螺母。
③用此天平测量小石块的质量，右盘所加砝码和游码位置如图2甲所示，则小石块的质量为 17.4 g，在量筒内放入适量的水，用细线绑好小石块，缓慢放入水中，如图2乙所量为示，则小石块的密度为 3.48×103 kg/m3。
（2）测小瓷杯的密度
如图2丙所示，先在量筒内放入适量的水，液面刻度为V1；再将小瓷杯浸没于水中，液面刻度为V2；最后捞起小瓷杯并将杯中的水倒回量筒，使其浮于水面（水未损失），液面刻度为V3；小瓷杯密度的表达式ρ＝ （用V1、V2、V3和ρ水表示）。实验完毕后发现小瓷杯内的水未倒干净，则所测结果 不变 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【解答】解：（1）①把天平放在水平桌面上，调节平衡螺母，使天平横梁在水平位置平衡，此过程没有把游码移至标尺左侧的零刻线处（或游码没有归零）。
②如图所示的现象，指针向左偏转，平衡螺母应向右调节。
③如图甲所示，天平标尺分度值是0.2g，左盘砝码的总质量为15g，游码所对刻度值为2.4g，所以物体的总质量为m＝17.4g。
由图乙可知，量筒的分度值是1mL，物体的体积为：V＝35mL﹣30mL＝5mL＝5cm3，
所以物体的密度为：ρ＝＝＝3.48g/cm3＝3.48×103m3；
（2）先在量筒内放入适量的水，液面刻度为V1；再将小瓷杯浸没于水中，液面刻度为V2；则小瓷杯的体积为V瓷＝V2﹣V1，
小瓷杯漂浮时V排＝V3﹣V1，
小瓷杯漂浮时G＝F浮，
根据阿基米德原理可知F浮＝G排，所以G＝G排，mg＝m排g，
则小瓷杯的质量m瓷＝m排＝ρ水（V3﹣V1），
小瓷杯的密度：ρ＝＝；
小瓷杯内的水未倒干净，瓷杯内的水受到的浮力等于自身重力，排开水的体积也等于自身体积。水在杯内和杯外，量筒内水的液面都不会变化。所以由小瓷杯的密度表达式ρ＝可知，所测结果不会变化。
故答案为：（1）没有把游码移至标尺左侧的零刻线处；（2）右；（3）17.4；（4）3.48×103； （5）；（6）不变。
30．（4分）综合实验﹣﹣设计实验方案：探究重力势能大小与物体密度的关系，要求添加一个器材，因变量定量研究，请完成实验设计方案（可以配图说明）。
器材
质量相同的铜球、钢球和塑料球、 沙子
装置步骤
把质量相同的球分别从同一高度由静止开始释放，观察沙子的凹陷深度 。将数据填入表格，归纳分析，得出结论。
数据记录表格
【解答】解：
让质量相同三个球从相同高度下落到沙地后比较沙地下陷的程度，下陷程度越大，说明重力势能越大。
故答案为：沙子；把质量相同的球分别从同一高度由静止开始释放，观察沙子的凹陷深度。
四．科普阅读题（共1小题，满分3分，每小题3分）
31．（3分）请阅读《北京8分钟》回答问题。
北京8分钟
2018年平昌冬奥会闭幕式上，“北京8分钟”表演惊艳全世界，同时宣告冬奥会进入北京
时间。短短8分钟的表演蕴涵着大量的“中国智慧”和“中国制造”。
闭幕式上，演员穿着大尺寸的熊猫木偶道具（如图所示）进行轮滑表演，给人留下了深刻印象。制作团队在原有工艺的基础上不断改良和创新，经过反复对比和测试，最终确定用强度高、韧性好的铝合金管材和碳纤维条作为制作材料。最终版的熊猫木偶道具质量仅为10kg。
装载着大屏幕的机器人与轮滑舞者进行了互动表演，为体现冰雪主题，大屏幕也使用了新技术，让它们看起来像是用冰雪制成的“冰屏”，每块“冰屏”长3m。为保证“冰屏”具有较强的抗风能力，“冰屏”的整个结构非常精密，背后卡槽与屏之间的距离达到微米级。经过风洞测试，每块“冰屏”都能承受15m/s的风速，目前我国的“冰屏”技术已处于世界领先水平。
舞台上要求演员衣服轻薄，动作舒展流畅，由于现场气温低至﹣3℃，为做好演员的保暖工作，超薄保暖服采用了超级新型纳米材料一石墨烯发热膜，石墨烯具有超高强度及很好的导热性能。演员上场前，需先对服饰内的电池进行充电，充电完成后，石墨烯发热膜保暖服可在﹣20℃的环境中工作4小时，确保了演员穿着舒适和演出成功。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）为达到最佳表演效果，熊猫木偶道具选用铝合金管材和碳纤维条作为制作材料，可以减小道具质量，这是因为这两种材料的 密度 较小；
（2）在对“冰屏”进行抗风能力的风洞测试中，让屏幕正对风的方向，“冰屏”相对于地面静止，风速为15m/s，则“冰屏”相对于风的速度大小为 54 km/h；
（3）根据石墨烯的特性，请设计一种石墨烯在生活或生产中可能的应用。
【解答】解：
（1）熊猫木偶由铝合金材料制成，铝合金具有密度小、硬度大的特点；由“熊猫木偶道具的尺寸大，质量却仅为10kg”知，此道具的体积虽然较大，但质量不大，由ρ＝知，其密度较小；
（2）“冰屏”相对于地面静止，风速为15m/s，则“冰屏”相对于风的速度大小为15m/s＝15×3.6km/h＝54km/h；
（3）石墨烯具有超高强度，故可用来制作防弹衣。
故答案为：（1）密度；（2）54；（3）制作防弹衣。
五．计算题（共2小题，满分8分，每小题4分）
32．（4分）在综合实践活动中，小峰设计了一种具有加热和保温功能的电路，如图甲所示，图中R1和R2均为电阻丝，S1是电路控制开关，他将该电路接入220V家庭电路中，在30min内，该电路消耗的总功率随时间变化的图象如图乙所示。求：
（1）R1的电阻大小；
（2）15min内该电路消耗的电能；
（3）R2工作时的电功率。
【解答】解：（1）当S1、S2闭合时，R2被短路，只有R1工作，当S1闭合、S2断开时，R1、R2串联；
根据串联电路特点可知，串联后的总电阻大于任一分电阻，
所以当S1、S2闭合时，R2被短路，只有R1工作，此时电路中的电阻最小，根据P＝可知，电压不变时，电功率较大，电路具有加热功能；
当S1、S2闭合时，R2被短路，只有R1工作，电功率最大，具有加热功能；
由图象可知，在0～20min内，电路消耗的功率较大，所以开关S2是闭合的；
由图乙可知，电路处于加热状态时的功率P加热＝1100W，处于保温状态时的功率P保温＝440W，
由P＝可知，电阻R1的阻值R1＝＝＝44Ω；
（2）由图象可知，处于保温状态时的功率P保温＝440W，
加热时间t加热＝10min＝600s，保温时间t保温＝5min＝300s，
由P＝可知，加热消耗的电能：W加热＝P加热t加热＝1100W×600s＝6.6×105J，
保温消耗的电能：W保温＝P保温t保温＝440W×300s＝1.32×105J，
则15min内该电路消耗的电能：W＝W加热+W保温＝6.6×105J+1.32×105J＝7.92×106J；
（3）根据P＝UI可得保温时的电流为：I保温＝＝＝2A，
则保温时R1的功率：P1＝I保温2R1＝（2A）2×44Ω＝176W，
所以，R2的电功率：P2＝P保温﹣P1＝440W﹣176W＝264W。
答：（1）R1的电阻大小为44Ω；
（2）15min内该电路消耗的电能为7.92×106J；
（3）R2工作时的电功率为264W。
33．（4分）如图所示，一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上，OA＝20cm，G1是边长为10cm的正方体，G2重为20N。当OB＝10cm时，G1对水平面的压强为2×103Pa。求：
（1）绳子的拉力；
（2）正方体G1的重力；
（3）现用一水平拉力使G2向右匀速直线运动，若使G1对地面的压力恰好为零，求G2移动的距离。（g取10N/kg）
【解答】解：（1）G2在B点时，由杠杆平衡条件得：FA×OA＝G2×OB，即：FA×20cm＝20N×10cm，
绳子作用在A点的力为：FA＝10N；则绳子对G1的拉力为T＝10N；
（2）G1对水平面的压强为2×103Pa，则G1对地面的压力为：F1＝pS＝2×103Pa×（0.1m×0.1m）＝20N；
因此时G1处于静止状态，受力平衡，由力的平衡可知：G1＝F1+T＝20N+10N＝30N；
当G1对地面的压力为0时，杠杆在A点的受到的拉力FA′＝G1＝30N，
设G2位于D点，由杠杆平衡条件得：FA′×OA＝G2×OD，
即：30N×20cm＝20N×OD，解得：OD＝30cm，
故将G2向右移动30cm﹣10cm＝20cm后，可使G1对地面的压力恰好为零。
答：（1）绳子的拉力为10N；
（2）正方体G1的重力为30N；
（3）G2移动的距离为20cm。
2023年北京市中考物理模拟押题密卷
一．选择题（共12小题，满分24分，每小题2分）
1．（2分）下列四组物体中，在通常情况下都不容易导电的是（ ）
A．空气、人体 B．陶瓷管、橡胶棒
C．石墨棒、金属丝 D．盐水溶液、塑料
2．（2分）下列实例中利用大气压强工作的是（ ）
A．用钓鱼竿钓鱼 B．用吸管吸饮料
C．用硬棒撬石块 D．用温度计测温度
3．（2分）下列有关力学的说法中正确的是（ ）
A．给自行车轴加润滑油是为了增大有益摩擦
B．正确使用的筷子是费力杠杆
C．载重货车的宽大轮胎可以减小对地面的摩擦力
D．吸管的一端剪成斜口是为了减小压强
4．（2分）央视新闻“大数据”播报让我们看到了数据的价值，下列估测数据符合生活实际的是（ ）
A．一名中学生的质量约600g
B．人步行的速度约为20m/s
C．人的平均密度1.0×103kg/m3
D．人体正常温度为40℃
5．（2分）有利的惯性要利用，惯性的危害要预防。下列实例中，属于利用惯性的是（ ）
A．跳远运动员起跳前的助跑
B．公交车乘客扶着把手
C．行驶的汽车保持一定车距
D．汽车驾驶员系安全带
6．（2分）在家里安装螺口灯泡的灯头时，灯头内的螺旋套应连接电源线的
A．地线 B．火线 C．零线 D．火线和零线
7．（2分）如图所示，电源电压不变，闭合开关，当滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数不变 B．电压表示数变小
C．灯泡的亮度变暗 D．电路的总功率变大
8．（2分）如图所示，一木块放在水平面上，上表面固定一轻滑轮（不计滑轮摩擦），轻绳绕过滑轮后，一端固定在右侧墙上，另一端施加力，使木块向右匀速运动。第一种用大小为F1的力竖直向上拉，第二种用大小为F2的力水平向右拉。下列说法正确的是（ ）
A．两种情况摩擦力相同 B．第一种情况摩擦力大
C．F2一定大于F1 D．F2一定大于F1
9．（2分）如图所示，将甲、乙两个容器放在水平桌面上，甲、乙两容器的底面积分别为S甲和S乙，容器内装有同种液体。现将体积相等的A、B两个物体分别放入甲、乙两容器后，物体A悬浮，物体B漂浮且有一半体积露出液面，此时两容器中液面相平。液体对甲容器底部的压强为p1、压力为F1，A物体的密度为ρA、受到的浮力为FA，液体对乙容器底部的压强为p2、压力为F2，B物体的密度为ρB、受到的浮力为FB。已知S乙等于4S甲。则下列判断正确的是（ ）
A．p1＝p2，F1＝4F2 B．4p1＝p2，4F1＝F2
C．FA＝2FB，ρA＝2ρB D．2FA＝FB，2ρA＝ρB
10．（2分）用同种铝合金制成质量相等的金属盒和金属球各一个，若把球放在盒内密封后，它们恰能悬浮在水中，如图甲所示，若把球和盒用细绳相连，放入水里静止后，盒有体积露出水面，此时细绳对球的拉力为20N，如图乙所示，则下列说法错误的是（ ）
A．盒内最多能装重50N的水
B．这种铝合金的密度为3.0×103kg/m3
C．图甲中球对盒的压力为20N
D．图乙中若剪断细绳，盒静止时有一半体积露出水面
11．（2分）如图所示，电源电压为3V，灯泡L1标有“3V 0.75W”，L2标有“4V 1W”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，闭合开关S1、S2时，下列说法不正确的是（ ）
A．L2不能正常发光，但要比L1亮一些
B．电压表能测量电源电压
C．电流表示数不等于两灯电流大小之和
D．若电流表无示数，但L2发光且电压表有示数，则可能是L1断路
12．（2分）如图甲所示，长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动，上升到离水面一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间变化的图象，结合图象中的信息，下列判断不正确的是（ ）
A．该金属块的重力为 54N
B．浸没在水中时金属块受到的浮力大小是20N
C．若在第6s末剪断细绳后金属块会上浮到水面上
D．5～9s 时物体受到的浮力不断变小
二．多选题（共3小题，满分6分，每小题2分）
（多选）13．（2分）如图所示的四个装置，关于它们分别用来演示哪个物理现象的描述，正确的是（ ）
A．图a可用来演示电磁感应现象
B．图b可用来演示磁场对电流的作用
C．图c可用来演示电荷间的相互作用
D．图d可用来演示发电机模型
（多选）14．（2分）体重为700N的工人用图所示的滑轮组将建材运送到高处。在某次运送中，工人用100N的拉力在2s内将建材竖直向上匀速提升了0.5m，滑轮组的机械效率为95%。若两个滑轮的质量相等，不计绳重及摩擦，g取10N/kg。下列说法中正确的是（ ）
A．建材的重力为200N
B．此过程中工人拉力做功的功率为100W
C．此过程中B处挂钩受到天花板的拉力为210N
D．此过程中该工人对地面的压力的大小为600N
（多选）15．（2分）如图甲所示的电路中电源电压不变R0为定值电阻，滑动变阻器R消耗的电功率随电流变化的关系如图乙所示。图乙中的a′、b′两点分别与滑片P在图甲中的a、b两位置相对应则下列说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器在a点与b点时电源的输出功率相同
B．电路中的最大功率为6.4W
C．R0的阻值是10Ω，滑动变阻器的最大功率为3.6W
D．电源电压为12V
三．填空题（共15小题，满分29分）
16．（1分）如图所示，刻度尺的分度值是 。木板长为 cm。
17．（1分）如图所示，请根据图中通电螺线管附近小磁针静止时N、S极，判断电源右端为 极（选填“正”或“负”）。
18．（1分）如图所示，在使用弹簧测力计时首先要观察指针是否指在零点，然后还应当观察它的 和 ，此时手对弹簧测力计的拉力为 N。
19．（2分）在图中，一个重为5N的小球正在水中上升，画出此时小球受重力的示意图。
20．（2分）如图是一个简易压水泵。整个手柄是一个弯曲的杠杆。图中箭头表示此时活塞的运动方向。请在图上标出支点O，画出作用在手柄上的最小动力F1，并作出它的力臂L1。
21．（2分）如图所示，请画出最省力的绕线方法。
22．（1分）如图所示，小明坐在一艘静止的小船上，用力推另一艘静止的小船，两艘小船同时由静止开始向后运动。产生这个现象有两个原因：一是因为力的作用是相互的，二是因为力可以改变 。
23．（2分）小明利用一个装有适量水的瓶子、两端开口的玻璃管、大小合适的带孔瓶塞制作了一个气压计，如图所示。为了使玻璃管内液面高于瓶内液面，瓶内的气压应 大气压（选填“大于”、“等于”或“小于”）。这种气压计在使用时为了避免其他因素的干扰，应该选择在受力时 形变的瓶子（选填“容易”或“不容易”）。
24．（1分）某兴趣小组的同学为探究水的密度与温度的关系，分别取100mL不同温度的水测量质量，得到如下数据：
温度/℃
0
0
2
4
6
8
状态
冰
水
水
水
水
水
体积/cm3
100
100
100
100
100
100
质量/g
90.5
99.0
99.5
100
99.8
99.4
（1）0℃冰的密度为 ，4℃时水的密度为 。
（2）从0℃到4℃，水的密度变化情况是 。
（3）猜测10℃时，100mL水的质量应 （填“大于”“小于”或“等于”）99.4g。
（4）100mL 0℃冰融化成水后理论上质量 。
（5）在气温为﹣7℃的冬天，湖面结了厚厚一层冰，河底未结冰，猜测河底水的温度约为 。
25．（3分）韩梅梅在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有：刻度均匀的杠杆，支架，弹簧测力计，刻度尺，细线和重量相同的0.5N的钩码若干个。
（1）安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，如图甲所示。则应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在 位置平衡：目的是便于测量 ；
（2）如图乙所示，在A点挂3个钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为 N。
（3）李雷通过对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离，与韩梅梅交流后，韩梅梅为了证明李雷的结论是错误的，他做了如图丙的实验，已知杠杆上每个小格长度为1cm，每个钩码重0.5N，此实验 （选填“能”或“不能”）说明李雷结论是错误的。
26．（1分）如图所示，将长短、粗细均相同，材料不同的金属丝分别接入电路中，当把镍铬合金丝接入电路后，闭合开关，小灯泡发光比接入铜丝时暗，这说明导体的电阻与 有关.
27．（3分）小浔在学习焦耳定律的知识后用如图装置进行探究：
（1）小浔通过分析知道电路中R2和R3的连接方式是 。
（2）解决问题后重新通电一段时间，若发现左侧U形管内液面高度差较大，可以得出结论： 。
（3）若过一段时间后发现，两侧U形玻璃管内液面高度差相同，电路中只有一处故障，可能是 。
28．（3分）图1是用伏安法测未知电阻R的实验图。
（1）根据实验需求设计了一个记录数据的表格：请将表格补充完整，
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
2
3
（2）闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至 （填“左”或“右”）端，这样做可以起到 的作用；此实验中滑动变阻器有一个作用是“改变定值电阻两端的电压”，请你写出一种不用变阻器，也可以“改变定值电阻两端电压”的方法：
（3）若实验中只有一个电压表和一个已知电阻Ro，小明设计了图2所示的电路，同样可以测量未知电阻Rx，请在空格内将饰演步骤补充完整。
①闭合S、断开S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1。
② ，用电压表测出电源的电压U
③请写出测量值U、U1及Ro来表示Rx的表达式：Rx＝
29．（2分）用不同的方法测量小石块和小瓷杯的密度。
（1）测小石块的密度
①把天平放在水平桌面上，调节平衡螺母，使天平横梁在水平位置平衡。此操作中存在的问题是 ；
②该同学改正错误后，在重新调节天平平衡时出现了如图1所示的现象，他需向 （填“左”或“右”）调节平衡螺母。
③用此天平测量小石块的质量，右盘所加砝码和游码位置如图2甲所示，则小石块的质量为 g，在量筒内放入适量的水，用细线绑好小石块，缓慢放入水中，如图2乙所量为示，则小石块的密度为 kg/m3。
（2）测小瓷杯的密度
如图2丙所示，先在量筒内放入适量的水，液面刻度为V1；再将小瓷杯浸没于水中，液面刻度为V2；最后捞起小瓷杯并将杯中的水倒回量筒，使其浮于水面（水未损失），液面刻度为V3；小瓷杯密度的表达式ρ＝ （用V1、V2、V3和ρ水表示）。实验完毕后发现小瓷杯内的水未倒干净，则所测结果 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
30．（4分）综合实验﹣﹣设计实验方案：探究重力势能大小与物体密度的关系，要求添加一个器材，因变量定量研究，请完成实验设计方案（可以配图说明）。
器材
质量相同的铜球、钢球和塑料球、
装置步骤
。将数据填入表格，归纳分析，得出结论。
数据记录表格
四．科普阅读题（共1小题，满分3分，每小题3分）
31．（3分）请阅读《北京8分钟》回答问题。
北京8分钟
2018年平昌冬奥会闭幕式上，“北京8分钟”表演惊艳全世界，同时宣告冬奥会进入北京
时间。短短8分钟的表演蕴涵着大量的“中国智慧”和“中国制造”。
闭幕式上，演员穿着大尺寸的熊猫木偶道具（如图所示）进行轮滑表演，给人留下了深刻印象。制作团队在原有工艺的基础上不断改良和创新，经过反复对比和测试，最终确定用强度高、韧性好的铝合金管材和碳纤维条作为制作材料。最终版的熊猫木偶道具质量仅为10kg。
装载着大屏幕的机器人与轮滑舞者进行了互动表演，为体现冰雪主题，大屏幕也使用了新技术，让它们看起来像是用冰雪制成的“冰屏”，每块“冰屏”长3m。为保证“冰屏”具有较强的抗风能力，“冰屏”的整个结构非常精密，背后卡槽与屏之间的距离达到微米级。经过风洞测试，每块“冰屏”都能承受15m/s的风速，目前我国的“冰屏”技术已处于世界领先水平。
舞台上要求演员衣服轻薄，动作舒展流畅，由于现场气温低至﹣3℃，为做好演员的保暖工作，超薄保暖服采用了超级新型纳米材料一石墨烯发热膜，石墨烯具有超高强度及很好的导热性能。演员上场前，需先对服饰内的电池进行充电，充电完成后，石墨烯发热膜保暖服可在﹣20℃的环境中工作4小时，确保了演员穿着舒适和演出成功。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）为达到最佳表演效果，熊猫木偶道具选用铝合金管材和碳纤维条作为制作材料，可以减小道具质量，这是因为这两种材料的 较小；
（2）在对“冰屏”进行抗风能力的风洞测试中，让屏幕正对风的方向，“冰屏”相对于地面静止，风速为15m/s，则“冰屏”相对于风的速度大小为 km/h；
（3）根据石墨烯的特性，请设计一种石墨烯在生活或生产中可能的应用。
五．计算题（共2小题，满分8分，每小题4分）
32．（4分）在综合实践活动中，小峰设计了一种具有加热和保温功能的电路，如图甲所示，图中R1和R2均为电阻丝，S1是电路控制开关，他将该电路接入220V家庭电路中，在30min内，该电路消耗的总功率随时间变化的图象如图乙所示。求：
（1）R1的电阻大小；
（2）15min内该电路消耗的电能；
（3）R2工作时的电功率。
33．（4分）如图所示，一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上，OA＝20cm，G1是边长为10cm的正方体，G2重为20N。当OB＝10cm时，G1对水平面的压强为2×103Pa。求：
（1）绳子的拉力；
（2）正方体G1的重力；
（3）现用一水平拉力使G2向右匀速直线运动，若使G1对地面的压力恰好为零，求G2移动的距离。（g取10N/kg）
2023年北京市中考物理模拟押题密卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共12小题，满分24分，每小题2分）
1．（2分）下列四组物体中，在通常情况下都不容易导电的是（ ）
A．空气、人体 B．陶瓷管、橡胶棒
C．石墨棒、金属丝 D．盐水溶液、塑料
【解答】解：常见的导体包括：人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。题中所列物质，只有石墨棒、人体、金属、盐水溶液、金属丝、湿木头是导体，其他都是绝缘体。
故选：B。
2．（2分）下列实例中利用大气压强工作的是（ ）
A．用钓鱼竿钓鱼 B．用吸管吸饮料
C．用硬棒撬石块 D．用温度计测温度
【解答】解：
AC，钓鱼竿钓鱼、硬棒撬石块是利用杠杆平衡条件，故AC不符合题意；
B，用吸管吸饮料时，是利用大气压强，故B符合题意；
D，温度计是利用工作液体的热胀冷缩工作的，故D不符合题意。
故选：B。
3．（2分）下列有关力学的说法中正确的是（ ）
A．给自行车轴加润滑油是为了增大有益摩擦
B．正确使用的筷子是费力杠杆
C．载重货车的宽大轮胎可以减小对地面的摩擦力
D．吸管的一端剪成斜口是为了减小压强
【解答】解：A、给自行车轴加润滑油是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦，故A错误；
B、正确使用筷子时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B正确；
C、洒水车轮胎比一般货车宽大，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故C错误；
D、吸管的一端剪成斜口，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故D错误。
故选：B。
4．（2分）央视新闻“大数据”播报让我们看到了数据的价值，下列估测数据符合生活实际的是（ ）
A．一名中学生的质量约600g
B．人步行的速度约为20m/s
C．人的平均密度1.0×103kg/m3
D．人体正常温度为40℃
【解答】解：
A、成年人的质量在70kg左右，中学生的质量比成年人小一些，在60kg＝60000g左右。此选项不符合实际；
B、人步行的速度约为1.1m/s，故选项不符合实际；
C、人体的密度跟水的密度差不多，为1.0×103kg/m3，故此选项符合实际；
D、人的正常体温约37℃，故选项不符合实际。
故选：C。
5．（2分）有利的惯性要利用，惯性的危害要预防。下列实例中，属于利用惯性的是（ ）
A．跳远运动员起跳前的助跑
B．公交车乘客扶着把手
C．行驶的汽车保持一定车距
D．汽车驾驶员系安全带
【解答】解：
A、跳远运动员起跳前助跑，是为了利用惯性使人跳得更远，故A符合题意；
B、公交车乘客扶着把手，是为了防止突然加速、减速或转弯时由于惯性造成的危害，故B不符合题意；
C、汽车行驶要保持一定的车距，是为了防止由于惯性而造成追尾事故，不是利用惯性，故C不符合题意；
D、驾驶员要系安全带，是为了防止紧急刹车时，车在阻力作用下停止运动，而司机由于惯性继续向前运动而被撞伤，这是防止惯性带来的危害，故D不符合题意。
故选：A。
6．（2分）在家里安装螺口灯泡的灯头时，灯头内的螺旋套应连接电源线的
A．地线 B．火线 C．零线 D．火线和零线
【解答】解：为了安全起见，安装家庭电路中螺口灯泡的灯头时，灯头内中间的金属片应跟电源线的火线相连，灯头内的螺旋套应跟零线相连．
故选：C．
7．（2分）如图所示，电源电压不变，闭合开关，当滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数不变 B．电压表示数变小
C．灯泡的亮度变暗 D．电路的总功率变大
【解答】解：
由图可知，灯泡和滑动变阻器并联，电流表测通过灯泡的电流，电压表测灯泡的电压。
AC、因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时，通过灯泡的电流不变，即电流表示数不变，灯泡的实际功率不变，亮度不变，故A正确，C错误；
B、电压表测灯泡的电压，由并联电路的电压特点可知，灯泡的电压等于电源电压，所以，滑片移动时，电压表的示数不变，故B错误；
D、滑片P由中点向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，由欧姆定律可知，通过变阻器的电流减小，根据并联电路的电流规律可知，总电流减小，电源电压不变，由P＝UI可知，总功率变小，故D错误。
故选：A。
8．（2分）如图所示，一木块放在水平面上，上表面固定一轻滑轮（不计滑轮摩擦），轻绳绕过滑轮后，一端固定在右侧墙上，另一端施加力，使木块向右匀速运动。第一种用大小为F1的力竖直向上拉，第二种用大小为F2的力水平向右拉。下列说法正确的是（ ）
A．两种情况摩擦力相同 B．第一种情况摩擦力大
C．F2一定大于F1 D．F2一定大于F1
【解答】解：始终用大小为F1的力竖直向上拉，木块向右匀速运动，木块受到向右的拉力和向左的摩擦力是一对平衡力，大小相等，故木块受到的摩擦力f1＝F1；
若将绳端拉力方向改为水平向右，木块仍能匀速运动，这时拉力大小为F2，则物体受向右的两个F2和向左的摩擦力平衡，大小相等，即2F2＝f2，即F2＝f2
因为影响滑动摩擦力的因素是压力和接触面的粗糙程度，当绳子竖直向上拉时，对物体有竖直向上的拉力，物体对地面的压力小于重力，当改为水平向右拉时，物体对水平面的压力等于重力，即当拉力改为水平方向后，压力增大，木块受到的摩擦力增大，即f2＞f1（即第二种情况摩擦力大），所以F2＝f2＞F1．故ABC错误，D正确。
故选：D。
9．（2分）如图所示，将甲、乙两个容器放在水平桌面上，甲、乙两容器的底面积分别为S甲和S乙，容器内装有同种液体。现将体积相等的A、B两个物体分别放入甲、乙两容器后，物体A悬浮，物体B漂浮且有一半体积露出液面，此时两容器中液面相平。液体对甲容器底部的压强为p1、压力为F1，A物体的密度为ρA、受到的浮力为FA，液体对乙容器底部的压强为p2、压力为F2，B物体的密度为ρB、受到的浮力为FB。已知S乙等于4S甲。则下列判断正确的是（ ）
A．p1＝p2，F1＝4F2 B．4p1＝p2，4F1＝F2
C．FA＝2FB，ρA＝2ρB D．2FA＝FB，2ρA＝ρB
【解答】解：两容器中，液体的密度相同，深度相同，根据公式p＝ρgh可知，液体对容器底部的压强相同，即p1＝p2；S乙等于4S甲，根据F＝pS可知，液体对容器底部的压力大小关系为
4F1＝F2；
A悬浮在液体中，A的密度等于液体的密度；B漂浮在液体中，根据物体的浮沉条件和阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知：F浮＝ρ液g＝GB＝ρBVg，则：ρ液＝2ρB，所以ρA＝2ρB；
A排开的液体的体积是B排开的液体的体积的2倍，根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排可知，FA＝2FB；
对比四个选项可知，C正确。
故选C。
10．（2分）用同种铝合金制成质量相等的金属盒和金属球各一个，若把球放在盒内密封后，它们恰能悬浮在水中，如图甲所示，若把球和盒用细绳相连，放入水里静止后，盒有体积露出水面，此时细绳对球的拉力为20N，如图乙所示，则下列说法错误的是（ ）
A．盒内最多能装重50N的水
B．这种铝合金的密度为3.0×103kg/m3
C．图甲中球对盒的压力为20N
D．图乙中若剪断细绳，盒静止时有一半体积露出水面
【解答】解：设金属盒的体积为V盒，金属球的体积为V球，二者的质量为：m（二者质量相等），
（1）根据图甲可知，盒与球处于悬浮，则浮力等于盒和球的总重力；由图乙可知，盒与球处于漂浮，则则浮力等于盒和球的总重力，因此两种情况下盒与球受到的浮力相等；
由F浮＝ρ水gV排可知，两次排开水的体积相同，即：V盒＝（1﹣）V盒+V球，所以V球＝V盒；
由于F浮＝G总，则
ρ水gV排＝2mg
ρ水gV盒＝2ρ铝gV球
ρ铝＝3ρ水＝3×103kg/m3，故B正确；
（2）对甲、乙两种情况，进行受力分析：
由图甲可知：G总＝F浮，即2mg＝ρ水gV盒﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
对图乙中金属盒受力分析可得：mg+20N＝ρ水g（1﹣）V盒﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
对图乙中金属球受力分析可得：mg＝20N+ρ水gV球﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
联立①②③可得：V盒＝6×10﹣3m3，m＝3kg，V球＝1×10﹣3m3；
球对盒的压力：F压＝G球＝mg＝3kg×10N/kg＝30N；故C错误；
（3）当绳子剪断后，金属盒处于漂浮，G＝F浮′，即：mg＝ρ水gV排1
所以，V排1＝＝＝3×10﹣3m3；
则金属盒露出水面的体积：V露＝V盒﹣V排1＝6×10﹣3m3﹣3×10﹣3m3＝3×10﹣3m3；
由于V露＝V排1，所以盒静止时有一半体积露出水面，故D正确；
（4）又V空＝V盒﹣V实＝V盒﹣＝6×10﹣3m3﹣＝5×10﹣3m3，
则盒内最多能装的水重为：G水＝ρ水gV水＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣3m3＝50N，故A正确。
故选：C。
11．（2分）如图所示，电源电压为3V，灯泡L1标有“3V 0.75W”，L2标有“4V 1W”字样，忽略温度对灯丝电阻的影响，闭合开关S1、S2时，下列说法不正确的是（ ）
A．L2不能正常发光，但要比L1亮一些
B．电压表能测量电源电压
C．电流表示数不等于两灯电流大小之和
D．若电流表无示数，但L2发光且电压表有示数，则可能是L1断路
【解答】解：由电路图可知，闭合开关S1、S2时，两灯泡并联，电流表测通过灯泡L1的电流，电压表测灯泡L2两端的电压；
A、由P＝UI＝可知，两灯泡的电阻分别为：R1＝＝＝12Ω，R2＝＝＝16Ω，
灯泡的实际电压等于额定电压时小灯泡正常发光，由并联电路的电压特点可知，两灯泡两端的电压均为3V，因此灯泡L1正常发光，灯泡L2不能正常发光，
两灯泡的实际功率分别为：P1实＝P1＝0.75W，P2实＝＝＝0.5625W，即P1实＞P2实，因此L2要比L1暗一些，故A错误；
B、由电路图可知，闭合开关S1、S2时，两灯泡并联，电压表并联在电源两端，因此电压表能测量电源电压，故B正确；
C、电流表串联在L1的支路上，因此电流表只测通过灯泡L1的电流，故C正确；
D、L2发光且电压表有示数，所以电源和灯泡L2是正常的，电流表无示数，说明电流表所在的支路断路，因此故障可能是L1开路，故D正确。
故选：A。
12．（2分）如图甲所示，长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动，上升到离水面一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间变化的图象，结合图象中的信息，下列判断不正确的是（ ）
A．该金属块的重力为 54N
B．浸没在水中时金属块受到的浮力大小是20N
C．若在第6s末剪断细绳后金属块会上浮到水面上
D．5～9s 时物体受到的浮力不断变小
【解答】解：
A、当金属块完全露出水面时，金属块不受浮力，此时拉力等于重力，即为图中的CD段，由图可知，该金属块重力为：G＝F拉1＝54N，故A正确；
B、当金属块未露出水面时，即为图中的AB段；从图可知，此时绳子的拉力为34N，
则金属块浸没时受到的浮力为：F浮＝G﹣F拉2＝54N﹣34N＝20N，故B正确；
C、对物体进行受力分析控制，在第6s末时，物体所受的重力：G＝F浮+F拉；如果此时剪断细绳（即物体不再受到拉力的作用），则G＞F浮，所以物体会下沉，故C错误；
D、从图可知，在5s～9s时间内绳子的拉力逐渐变大，金属块的重力不变，由公式F浮＝G﹣F拉可知，物体受到的浮力逐渐变小，故D正确。
故选：C。
二．多选题（共3小题，满分6分，每小题2分）
（多选）13．（2分）如图所示的四个装置，关于它们分别用来演示哪个物理现象的描述，正确的是（ ）
A．图a可用来演示电磁感应现象
B．图b可用来演示磁场对电流的作用
C．图c可用来演示电荷间的相互作用
D．图d可用来演示发电机模型
【解答】解：
A、图a中无电源，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，是研究电磁感应现象的实验装置，是发电机的原理图，故A正确；
B、图b演示的是奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，故B错误；
C、图c中，两带电体靠近时会相互排斥或吸引，是研究电荷间相互作用的实验装置，故C正确；
D、图d中有电源，该实验说明磁场对通电导体有力的作用，是电动机的原理图，故D错误。
故选：AC。
（多选）14．（2分）体重为700N的工人用图所示的滑轮组将建材运送到高处。在某次运送中，工人用100N的拉力在2s内将建材竖直向上匀速提升了0.5m，滑轮组的机械效率为95%。若两个滑轮的质量相等，不计绳重及摩擦，g取10N/kg。下列说法中正确的是（ ）
A．建材的重力为200N
B．此过程中工人拉力做功的功率为100W
C．此过程中B处挂钩受到天花板的拉力为210N
D．此过程中该工人对地面的压力的大小为600N
【解答】解：
A、由图可知n＝2，因为滑轮组的机械效率η＝＝＝＝，
所以建材的重力：G＝ηnF＝95%×2×100N＝190N，故A错误；
B、绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×0.5m＝1m，
拉力做的总功：W总＝Fs＝100N×1m＝100J，
此过程中工人拉力做功的功率：P＝＝＝50W，故B错误；
C、因为不计绳重和摩擦时F＝（G+G动），所以动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝2×100N﹣190N＝10N，
因为两个滑轮的质量相等，由G＝mg可知，两个滑轮的重力也相等，故G定＝G动＝10N，
此过程中B处挂钩受到天花板的拉力：F拉＝G定+2F＝10N+2×100N＝210N，故C正确；
D、此过程中该工人对地面的压力：F压＝G人﹣F＝700N﹣100N＝600N，故D正确。
故选：CD。
（多选）15．（2分）如图甲所示的电路中电源电压不变R0为定值电阻，滑动变阻器R消耗的电功率随电流变化的关系如图乙所示。图乙中的a′、b′两点分别与滑片P在图甲中的a、b两位置相对应则下列说法正确的是（ ）
A．滑动变阻器在a点与b点时电源的输出功率相同
B．电路中的最大功率为6.4W
C．R0的阻值是10Ω，滑动变阻器的最大功率为3.6W
D．电源电压为12V
【解答】解：由电路图可知，R0与R串联。
（1）由图乙可知，滑动变阻器消耗的功率PR＝3.2W时，电路中的电流可能为I1＝0.4A，也可能为I2＝0.8A，
由P＝UI＝I2R可得，两种情况下变阻器接入电路中的电阻：
R1＝＝＝20Ω，R2＝＝＝5Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且电源的电压不变，
所以，由I＝可得，电源的电压：
U＝I1（R0+R1）＝I2（R0+R2），即0.4A×（R0+20Ω）＝0.8A×（R0+5Ω），
解得：R0＝10Ω，
电源的电压U＝I1（R0+R1）＝0.4A×（10Ω+20Ω）＝12V，故D正确；
由P＝UI可知，电源的电压不变，滑片P在a点与b点时，电路中的电流不同，则电源的输出功率不相同，故A错误；
当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路的总功率最大，
则P大＝＝＝14.4W，故B错误；
（2）滑动变阻器接入电路中的电阻为R时电路中的电流：
I＝，
滑动变阻器消耗的电功率：
PR＝I2R＝（）2R＝，
当R＝R0＝10Ω时，滑动变阻器的电功率最大，则
PR大＝＝＝＝3.6W，故C正确。
故选：CD。
三．填空题（共15小题，满分29分）
16．（1分）如图所示，刻度尺的分度值是 1mm 。木板长为 2.60 cm。
【解答】解：由图知：
在刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表1mm，即刻度尺的分度值为1mm；
木板左侧与1.00cm对齐，右侧与3.6cm对齐，估读为3.60cm，所以木板的长度为L＝3.60cm﹣1.00cm＝2.60cm。
故答案为：1mm；2.60。
17．（1分）如图所示，请根据图中通电螺线管附近小磁针静止时N、S极，判断电源右端为 正 极（选填“正”或“负”）。
【解答】解：由图知，小磁针静止时，其左端为S极，右端为N极，根据磁极间的作用规律可知，螺线管的右端为S极，左端为N极；
根据螺线管的N、S极和螺线管的线圈绕向，利用安培定则可知电流是从螺线管的右端流入、左端流出；由于电流是从电源的正极流出，经过外电路回到电源负极，所以可知右端是电源的正极，左端是电源的负极。
故答案为：正。
18．（1分）如图所示，在使用弹簧测力计时首先要观察指针是否指在零点，然后还应当观察它的 量程 和 分度值 ，此时手对弹簧测力计的拉力为 1.6 N。
【解答】解：
在使用弹簧测力计前，先沿拉力方向调零，再确定弹簧测力计的量程和分度值；
由图知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数F＝1N+0.2N×3＝1.6N。
故答案为：量程；分度值；1.6。
19．（2分）在图中，一个重为5N的小球正在水中上升，画出此时小球受重力的示意图。
【解答】解：重力的示意图的画法：过球的重心O点，竖直向下作垂线，标上箭头，标出力的大小和符号，如图所示：
20．（2分）如图是一个简易压水泵。整个手柄是一个弯曲的杠杆。图中箭头表示此时活塞的运动方向。请在图上标出支点O，画出作用在手柄上的最小动力F1，并作出它的力臂L1。
【解答】解：如图，OA的长就是力F1最长的力臂L1；因此过A点做垂直于OA的动力F1，如图所示。
故答案为：如图所示。
21．（2分）如图所示，请画出最省力的绕线方法。
【解答】解：图中滑轮组由2个定滑轮和2个动滑轮组成，要使该滑轮组最省力，则需要承担物重的绳子段数最多，即n最多为5，所以绳子要先系在动滑轮上面的挂钩上，依次向外绕线；如图所示：
22．（1分）如图所示，小明坐在一艘静止的小船上，用力推另一艘静止的小船，两艘小船同时由静止开始向后运动。产生这个现象有两个原因：一是因为力的作用是相互的，二是因为力可以改变 物体的运动状态 。
【解答】解：因为两艘小船同时由静止开始向后运动，则知物体受到了力的作用改变了运动状态。
故答案为：物体的运动状态。
23．（2分）小明利用一个装有适量水的瓶子、两端开口的玻璃管、大小合适的带孔瓶塞制作了一个气压计，如图所示。为了使玻璃管内液面高于瓶内液面，瓶内的气压应 大于 大气压（选填“大于”、“等于”或“小于”）。这种气压计在使用时为了避免其他因素的干扰，应该选择在受力时 不容易 形变的瓶子（选填“容易”或“不容易”）。
【解答】解：在玻璃瓶里装一些的水，取一根两端开口的细玻璃管，让玻璃管穿过橡皮塞插入水中，并从管子上端吹入少量气体，瓶内的气压等于大气压加上细管内水柱产生的压强，故瓶内气压大于瓶外大气压；
气压计在使用时为了避免其他因素的干扰，应该选择在受力时不容易发生形变的瓶子。
故答案为：大于；不容易。
24．（1分）某兴趣小组的同学为探究水的密度与温度的关系，分别取100mL不同温度的水测量质量，得到如下数据：
温度/℃
0
0
2
4
6
8
状态
冰
水
水
水
水
水
体积/cm3
100
100
100
100
100
100
质量/g
90.5
99.0
99.5
100
99.8
99.4
（1）0℃冰的密度为 0.905g/cm3 ，4℃时水的密度为 1g/cm3 。
（2）从0℃到4℃，水的密度变化情况是 增大 。
（3）猜测10℃时，100mL水的质量应 小于 （填“大于”“小于”或“等于”）99.4g。
（4）100mL 0℃冰融化成水后理论上质量 90.5g 。
（5）在气温为﹣7℃的冬天，湖面结了厚厚一层冰，河底未结冰，猜测河底水的温度约为 4℃ 。
【解答】解：（1）0℃冰的密度：
ρ冰＝＝＝0.905g/cm3；
4℃时水的密度为：
ρ水＝＝＝1g/cm3；
（2）由表格数据知，从0℃到4℃，体积一定，质量最大，根据ρ＝知，密度增大；
（3）根据水的热胀冷缩的规律知：温度越高，体积越大，密度越小，根据ρ＝知，在体积一定时，密度减小，质量越小，即10℃时，100mL水的质量应小于99.4g；
（4）质量是物体本身的一种性质，与温度、状态、性质、位置无关，当100mL0℃冰熔化成水后状态变化，质量不变，仍未90.5g；
（5）因为气温是﹣7℃，故河面上的冰也是﹣7℃，而冰水混合物的温度为0℃，故冰的下表面是0℃，而水在4℃时的密度最大，所以河底的水温为4℃。
故答案为：（1）0.905g/cm3；1g/cm3；（2）增大；（3）小于；（4）90.5g；（5）4℃。
25．（3分）韩梅梅在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有：刻度均匀的杠杆，支架，弹簧测力计，刻度尺，细线和重量相同的0.5N的钩码若干个。
（1）安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，如图甲所示。则应将平衡螺母向 左 （选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在 水平 位置平衡：目的是便于测量 力臂 ；
（2）如图乙所示，在A点挂3个钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为 2 N。
（3）李雷通过对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离，与韩梅梅交流后，韩梅梅为了证明李雷的结论是错误的，他做了如图丙的实验，已知杠杆上每个小格长度为1cm，每个钩码重0.5N，此实验 能 （选填“能”或“不能”）说明李雷结论是错误的。
【解答】解：（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆左端下沉，右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
（2）一个钩码重G＝0.5N，一个小格长度L，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2得，
3G×4L＝F×3L，解得F＝4G＝2N；
（3）李雷通过对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离，与韩梅梅交流后，韩梅梅为了证明李雷的结论是错误的，他做了如图丙的实验，此实验能得到“动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离”，这个结论是不正确的；当动力臂不等于支点到动力作用点的距离时，看实验结论是否成立，所以利用图C能进行验证。
故答案为：（1）左；水平；力臂；自重；（2）2；（3）能。
26．（1分）如图所示，将长短、粗细均相同，材料不同的金属丝分别接入电路中，当把镍铬合金丝接入电路后，闭合开关，小灯泡发光比接入铜丝时暗，这说明导体的电阻与 导体材料 有关.
【解答】解：将长短和粗细均相同、材料不同的金属丝与灯泡串联，闭合开关后小灯泡亮度不同，说明通过的电流不同，所以据此能够探究电流大小与导体材料是否有关。
故答案为：导体材料。
27．（3分）小浔在学习焦耳定律的知识后用如图装置进行探究：
（1）小浔通过分析知道电路中R2和R3的连接方式是 并联 。
（2）解决问题后重新通电一段时间，若发现左侧U形管内液面高度差较大，可以得出结论： 当通电时间和电阻相同时，电流越大，导体产生的热量越多 。
（3）若过一段时间后发现，两侧U形玻璃管内液面高度差相同，电路中只有一处故障，可能是 R2断路 。
【解答】解：
（1）由图可知，R2和R3是并联在电路中的，然后与R1串联；
（2）由图可知，容器内电阻丝的阻值是相同的，左侧容器内电阻丝在干路上，右侧容器内电阻丝在支路上，则左侧的电流要大于右侧容器内电阻丝的电流，若发现左侧U形管内液面高度差较大，可以得出结论：当通电时间和电阻相同时，电流越大，导体产生的热量越多：
（3）过一段时间发现两侧U形管中液面高度差相同，根据转换法，说明两容器内电阻丝产生的热量相同，因两电阻丝的阻值和通电时间相同，由Q＝I2Rt知，通过两电阻丝的电流也相同，故原因可能是电阻丝R2断路；
故答案为：（1）并联；（2）当加热时间和电阻相同时，电流越大，导体产生的热量越多；（3）R2断路。
28．（3分）图1是用伏安法测未知电阻R的实验图。
（1）根据实验需求设计了一个记录数据的表格：请将表格补充完整，
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻的平均值/Ω
1
2
3
（2）闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至 右 （填“左”或“右”）端，这样做可以起到 保护电路 的作用；此实验中滑动变阻器有一个作用是“改变定值电阻两端的电压”，请你写出一种不用变阻器，也可以“改变定值电阻两端电压”的方法： 改变电池的节数
（3）若实验中只有一个电压表和一个已知电阻Ro，小明设计了图2所示的电路，同样可以测量未知电阻Rx，请在空格内将饰演步骤补充完整。
①闭合S、断开S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1。
② 闭合开关S、S1， ，用电压表测出电源的电压U
③请写出测量值U、U1及Ro来表示Rx的表达式：Rx＝
【解答】解：
（1）用伏安法测未知电阻R的实验中，要记录被测电阻两端电压以及通过它的电流，从而计算出电阻的大小，为了减小测量的误差还要取多次测量的平均值，由此补充表格如下：
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻的平均值/Ω
1
2
3
（2）由图知，滑动变阻器的下面接了左边的接线柱，所以在闭合开关前，应将滑片移至最右端，使其阻值最大，这样电路中电阻最大，电流最小，能起到保护电路作用；
改变电池的节数（即改变电源电压）也可以“改变定值电阻两端电压”；
（3）实验步骤：
①闭合开关S、断开S1，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1；
②闭合开关S、S1，用电压表测出电源的电压U；
③因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，两电阻串联时R0两端的电压：U0＝U﹣Ux＝U﹣U1，
因串联电路中各处的电流相等，
所以：I＝＝，
即：＝，
解得：Rx＝。
故答案为：（1）电阻R/Ω；电阻的平均值/Ω；
（2）右；保护电路；改变电池的节数；
（3）②闭合开关S、S1；③。
29．（2分）用不同的方法测量小石块和小瓷杯的密度。
（1）测小石块的密度
①把天平放在水平桌面上，调节平衡螺母，使天平横梁在水平位置平衡。此操作中存在的问题是 没有把游码移至标尺左侧的零刻线处 ；
②该同学改正错误后，在重新调节天平平衡时出现了如图1所示的现象，他需向 右 （填“左”或“右”）调节平衡螺母。
③用此天平测量小石块的质量，右盘所加砝码和游码位置如图2甲所示，则小石块的质量为 17.4 g，在量筒内放入适量的水，用细线绑好小石块，缓慢放入水中，如图2乙所量为示，则小石块的密度为 3.48×103 kg/m3。
（2）测小瓷杯的密度
如图2丙所示，先在量筒内放入适量的水，液面刻度为V1；再将小瓷杯浸没于水中，液面刻度为V2；最后捞起小瓷杯并将杯中的水倒回量筒，使其浮于水面（水未损失），液面刻度为V3；小瓷杯密度的表达式ρ＝ （用V1、V2、V3和ρ水表示）。实验完毕后发现小瓷杯内的水未倒干净，则所测结果 不变 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【解答】解：（1）①把天平放在水平桌面上，调节平衡螺母，使天平横梁在水平位置平衡，此过程没有把游码移至标尺左侧的零刻线处（或游码没有归零）。
②如图所示的现象，指针向左偏转，平衡螺母应向右调节。
③如图甲所示，天平标尺分度值是0.2g，左盘砝码的总质量为15g，游码所对刻度值为2.4g，所以物体的总质量为m＝17.4g。
由图乙可知，量筒的分度值是1mL，物体的体积为：V＝35mL﹣30mL＝5mL＝5cm3，
所以物体的密度为：ρ＝＝＝3.48g/cm3＝3.48×103m3；
（2）先在量筒内放入适量的水，液面刻度为V1；再将小瓷杯浸没于水中，液面刻度为V2；则小瓷杯的体积为V瓷＝V2﹣V1，
小瓷杯漂浮时V排＝V3﹣V1，
小瓷杯漂浮时G＝F浮，
根据阿基米德原理可知F浮＝G排，所以G＝G排，mg＝m排g，
则小瓷杯的质量m瓷＝m排＝ρ水（V3﹣V1），
小瓷杯的密度：ρ＝＝；
小瓷杯内的水未倒干净，瓷杯内的水受到的浮力等于自身重力，排开水的体积也等于自身体积。水在杯内和杯外，量筒内水的液面都不会变化。所以由小瓷杯的密度表达式ρ＝可知，所测结果不会变化。
故答案为：（1）没有把游码移至标尺左侧的零刻线处；（2）右；（3）17.4；（4）3.48×103； （5）；（6）不变。
30．（4分）综合实验﹣﹣设计实验方案：探究重力势能大小与物体密度的关系，要求添加一个器材，因变量定量研究，请完成实验设计方案（可以配图说明）。
器材
质量相同的铜球、钢球和塑料球、 沙子
装置步骤
把质量相同的球分别从同一高度由静止开始释放，观察沙子的凹陷深度 。将数据填入表格，归纳分析，得出结论。
数据记录表格
【解答】解：
让质量相同三个球从相同高度下落到沙地后比较沙地下陷的程度，下陷程度越大，说明重力势能越大。
故答案为：沙子；把质量相同的球分别从同一高度由静止开始释放，观察沙子的凹陷深度。
四．科普阅读题（共1小题，满分3分，每小题3分）
31．（3分）请阅读《北京8分钟》回答问题。
北京8分钟
2018年平昌冬奥会闭幕式上，“北京8分钟”表演惊艳全世界，同时宣告冬奥会进入北京
时间。短短8分钟的表演蕴涵着大量的“中国智慧”和“中国制造”。
闭幕式上，演员穿着大尺寸的熊猫木偶道具（如图所示）进行轮滑表演，给人留下了深刻印象。制作团队在原有工艺的基础上不断改良和创新，经过反复对比和测试，最终确定用强度高、韧性好的铝合金管材和碳纤维条作为制作材料。最终版的熊猫木偶道具质量仅为10kg。
装载着大屏幕的机器人与轮滑舞者进行了互动表演，为体现冰雪主题，大屏幕也使用了新技术，让它们看起来像是用冰雪制成的“冰屏”，每块“冰屏”长3m。为保证“冰屏”具有较强的抗风能力，“冰屏”的整个结构非常精密，背后卡槽与屏之间的距离达到微米级。经过风洞测试，每块“冰屏”都能承受15m/s的风速，目前我国的“冰屏”技术已处于世界领先水平。
舞台上要求演员衣服轻薄，动作舒展流畅，由于现场气温低至﹣3℃，为做好演员的保暖工作，超薄保暖服采用了超级新型纳米材料一石墨烯发热膜，石墨烯具有超高强度及很好的导热性能。演员上场前，需先对服饰内的电池进行充电，充电完成后，石墨烯发热膜保暖服可在﹣20℃的环境中工作4小时，确保了演员穿着舒适和演出成功。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）为达到最佳表演效果，熊猫木偶道具选用铝合金管材和碳纤维条作为制作材料，可以减小道具质量，这是因为这两种材料的 密度 较小；
（2）在对“冰屏”进行抗风能力的风洞测试中，让屏幕正对风的方向，“冰屏”相对于地面静止，风速为15m/s，则“冰屏”相对于风的速度大小为 54 km/h；
（3）根据石墨烯的特性，请设计一种石墨烯在生活或生产中可能的应用。
【解答】解：
（1）熊猫木偶由铝合金材料制成，铝合金具有密度小、硬度大的特点；由“熊猫木偶道具的尺寸大，质量却仅为10kg”知，此道具的体积虽然较大，但质量不大，由ρ＝知，其密度较小；
（2）“冰屏”相对于地面静止，风速为15m/s，则“冰屏”相对于风的速度大小为15m/s＝15×3.6km/h＝54km/h；
（3）石墨烯具有超高强度，故可用来制作防弹衣。
故答案为：（1）密度；（2）54；（3）制作防弹衣。
五．计算题（共2小题，满分8分，每小题4分）
32．（4分）在综合实践活动中，小峰设计了一种具有加热和保温功能的电路，如图甲所示，图中R1和R2均为电阻丝，S1是电路控制开关，他将该电路接入220V家庭电路中，在30min内，该电路消耗的总功率随时间变化的图象如图乙所示。求：
（1）R1的电阻大小；
（2）15min内该电路消耗的电能；
（3）R2工作时的电功率。
【解答】解：（1）当S1、S2闭合时，R2被短路，只有R1工作，当S1闭合、S2断开时，R1、R2串联；
根据串联电路特点可知，串联后的总电阻大于任一分电阻，
所以当S1、S2闭合时，R2被短路，只有R1工作，此时电路中的电阻最小，根据P＝可知，电压不变时，电功率较大，电路具有加热功能；
当S1、S2闭合时，R2被短路，只有R1工作，电功率最大，具有加热功能；
由图象可知，在0～20min内，电路消耗的功率较大，所以开关S2是闭合的；
由图乙可知，电路处于加热状态时的功率P加热＝1100W，处于保温状态时的功率P保温＝440W，
由P＝可知，电阻R1的阻值R1＝＝＝44Ω；
（2）由图象可知，处于保温状态时的功率P保温＝440W，
加热时间t加热＝10min＝600s，保温时间t保温＝5min＝300s，
由P＝可知，加热消耗的电能：W加热＝P加热t加热＝1100W×600s＝6.6×105J，
保温消耗的电能：W保温＝P保温t保温＝440W×300s＝1.32×105J，
则15min内该电路消耗的电能：W＝W加热+W保温＝6.6×105J+1.32×105J＝7.92×106J；
（3）根据P＝UI可得保温时的电流为：I保温＝＝＝2A，
则保温时R1的功率：P1＝I保温2R1＝（2A）2×44Ω＝176W，
所以，R2的电功率：P2＝P保温﹣P1＝440W﹣176W＝264W。
答：（1）R1的电阻大小为44Ω；
（2）15min内该电路消耗的电能为7.92×106J；
（3）R2工作时的电功率为264W。
33．（4分）如图所示，一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上，OA＝20cm，G1是边长为10cm的正方体，G2重为20N。当OB＝10cm时，G1对水平面的压强为2×103Pa。求：
（1）绳子的拉力；
（2）正方体G1的重力；
（3）现用一水平拉力使G2向右匀速直线运动，若使G1对地面的压力恰好为零，求G2移动的距离。（g取10N/kg）
【解答】解：（1）G2在B点时，由杠杆平衡条件得：FA×OA＝G2×OB，即：FA×20cm＝20N×10cm，
绳子作用在A点的力为：FA＝10N；则绳子对G1的拉力为T＝10N；
（2）G1对水平面的压强为2×103Pa，则G1对地面的压力为：F1＝pS＝2×103Pa×（0.1m×0.1m）＝20N；
因此时G1处于静止状态，受力平衡，由力的平衡可知：G1＝F1+T＝20N+10N＝30N；
当G1对地面的压力为0时，杠杆在A点的受到的拉力FA′＝G1＝30N，
设G2位于D点，由杠杆平衡条件得：FA′×OA＝G2×OD，
即：30N×20cm＝20N×OD，解得：OD＝30cm，
故将G2向右移动30cm﹣10cm＝20cm后，可使G1对地面的压力恰好为零。
答：（1）绳子的拉力为10N；
（2）正方体G1的重力为30N；
（3）G2移动的距离为20cm。
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