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2023年宁夏银川市英才学校中考二模物理试题
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这是一份2023年宁夏银川市英才学校中考二模物理试题，共31页。试卷主要包含了单项选择题，选择说理题，填空题，实验题，应用题等内容，欢迎下载使用。
2023年宁夏银川市英才学校中考物理二模试卷
一、单项选择题（本题共7小题，每小题2分，共14分）
1．（2分）下面是对于日常生活中一些物理量的估计，其中符合实际的是（ ）
A．一支普通2B铅笔的质量约为500g
B．中学生的脉搏跳动时间间隔约为0.1s
C．初中物理课本的长度约为0.26m
D．一个普通鸡蛋的密度约为1.0kg/m3
2．（2分）有关声音的知识，下列说法正确的是（ ）
A．演奏古筝时按压不同的弦是为了改变其响度
B．用大小不同的力击打鼓面是为了改变其音调
C．摩托车安装消音器是为了在传播过程中减弱噪声
D．能分辨出《二泉映月》是用二胡演奏的，是因为不同乐器发声时音色不同
3．（2分）日出东方，万物光明；林间疏影，潭影映人。上面句中，林间疏影与潭影映人，是两种光学现象，其原理与下面两幅图的光学原理相同，这两幅图是（ ）
A．①和② B．②和③ C．③和④ D．②和④
4．（2分）有关生活用电，下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中，用湿布擦拭正在工作的用电器及插头是安全的
B．在家庭电路中，人不小心触电了，图乙所示的空气开关将自动跳闸，切断电源
C．图丙中站在绝缘凳上的人触电了，家里的漏电保护器会自动断开，起到保护作用
D．图丁中，断开开关，人站在地上，手接触到灯的左端金属线M时，人会触电
5．（2分）某科考队员在海拔5500m的高山上进行了下列实验探究。
（1）首先利用随身携带的普通烧水壶烧水，发现壶中水温才80℃就沸腾了；
（2）利用图甲所示装置安装两套相同的实验器材，在两套装置的试管中分别装有少量的固体P和固体Q，点燃酒精灯进行实验。利用实验测得的数据得到它们的温度与加热时间图像如图乙所示。则下列判断正确的是（ ）
A．固体P熔化经历了35min
B．固体P的熔点为50℃，一定是晶体
C．固体Q的熔点为80℃，在0～35min内持续吸热
D．水80℃沸腾，说明实验时的大气压高于1标准大气压
6．（2分）如图所示，用滑轮组提升质量为12kg的物体时，物体在10s内匀速竖直上升2m。所用拉力F为50N。则在提升物体的过程中（不计绳重和摩擦，g＝10N/kg），下列说法错误的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.6m/s
B．滑轮组提升物体做的有用功为300J
C．拉力做功的功率为30W
D．该滑轮组的机械效率为80%
7．（2分）小林受穿戴式“智能体温计”（如图甲所示）的启发，设计了一个如图乙所示的体温计电路图，用电表示数大小反映温度高低，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而增大，定值电阻R2起保护电路的作用。下列分析正确的是（ ）
A．该电路中的电表是电流表
B．温度变化时R2两端电压不变
C．温度升高时电路中电流变大
D．温度降低时电路的总功率变大
二、选择说理题（每题5分，共10分）
8．（5分）如图甲，小明利用水透镜来探究凸透镜的成像规律，通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄。如图位置所示，下列说法错误的是 。
A．光屏上成倒立、缩小的实像
B．在图示位置对水透镜抽水，此时模拟的是远视眼的形成原因，用图丙的方法矫正
C．将图中的蜡烛移动到光具座上30cm刻度线处，若保持光屏不动，对水透镜抽水能在光屏上重新得到一个清晰的像
D．将一远视镜放在蜡烛和水透镜之间，像变得模糊了，向左移动光屏，能在光屏上重新得到一个清晰的像
选择理由： 。
9．（5分）如图所示是某载人潜水器，它可以在4500米的水下连续工作。若海水密度约为1.0×103kg/m3，潜水器悬浮在海水中时的总质量为18t。下列说法正确的是 。
A．潜水器在海面上漂浮时浮力大于重力
B．潜水器上浮和下潜是靠改变浮力大小实现的
C．潜水器悬浮在海水中时，所受浮力为1.8×105N
D．潜水器在海面下4500米处作业时，受到的海水压强为4.5×106Pa
选择理由： 。
三、填空题（每空1分，共8分）
10．（3分）“油香”是宁夏的特色名吃。厨师将面坯做成圆的面饼，表明力可以改变物体的 ；在锅里油炸时，通过 的方式改变了面饼的内能；饼出锅时香气四溢，这是 现象。
11．（3分）目前，中国是世界上高铁规模最大、发展速度最快的国家。坐在行驶列车上的乘客以自己为参照物，列车是 （选填“静止的”或“运动的”），列车进站时动能 （选填“增大”“不变”或“减小”），候车时，需站在安全黄线以外，是因为列车经过时，空气流速变大，压强变 ，形成压强差，造成安全事故。
12．（2分）“共享单车”绿色出行成为一种时尚，在单车的设计中有很多地方利用了物理知识。如车闸把设计成一个 （“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆；刹车时用力捏车闸这是用增大 的方法来增大摩擦力。
四、实验题（共25分）
13．（5分）图甲是探究“平面镜成像特点”的实验装置图。
（1）实验时，用透明的薄玻璃板代替平面镜的目的是 ；
（2）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，可以看到蜡烛A在玻璃板后面的像，这是由光的 （选填“反射”或“折射”）形成的。如果在点燃的蜡烛和玻璃板之间放上一块不透光的木板，则 （选填“能”或“不能”）看到蜡烛A在玻璃板后面的像；
（3）实验过程中如果玻璃板没有垂直架在纸上，而是如图乙所示倾斜，蜡烛A的像应是 图中的（选填“A1”“A2”或“A3”）；
（4）做完实验后，班级要测量视力，要求学生距离视力表5m，但是房间可利用的宽度只有3m，小宁利用平面镜成像特点解决了这一问题，她的方法如图丙所示，小宁到平面镜的距离s为 m。
14．（4分）为了“比较不同物质的吸热能力”，物理兴趣小组在实验室利用老师提供的器材连接好如图所示的电路，A瓶中装的是水，B瓶中装的是煤油，两瓶中用的是电阻均为5Ω的电热丝。
（1）为确保实验的准确性，水和煤油的质量和初温必须相等。闭合开关后，经过一段时间发现 （选填“A”或“B”）瓶中的温度计的示数升高快，这是因为水的比热容较大的缘故。若电热丝产生的热量完全被水和煤油吸收，在这段时间内，水和煤油吸收的热量 （选填“相等”或“不相等”）；
（2）实验时，小明和小红发现电热丝热得很快，而连接的导线却不怎么热。小红猜想：发热不同是因为通过电热丝和导线的电流不同。小明猜想：发热不同是因为电热丝和导线的电阻不同。其他同学立刻判断小红的猜想是错误的，原因是 。小明和小红又利用此装置探究了“通电导体产生热量的多少和电流的关系”，根据记录数据大致画出了产生的热量Q和电流I关系的图象，其中正确的是 。
15．（8分）小明用电源（电压恒为3V）、电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线进行实验。
（1）探究电流与电压的关系。
①小明设计了图1中甲、乙、丙三个电路图，经小组讨论，最终确定用图丙电路进行实验，原因是该电路不仅能保持 不变，还能很容易改变 。
②图2是小明实验时连接的部分电路，请你用笔画线代替导线将电路连接完整。
③小明先将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，得到如表三组数据。小明准备分析数据归纳结论，小丽认为还不能归纳结论，他们接下来的实验操作是 。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.3
0.4
（2）测量小灯泡的电功率。
①小明将图2中的定值电阻更换为额定电压为2.5V的小灯泡，将滑动变阻器的滑片调至B端，闭合开关后发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数。接下来他首先应进行的操作是 。
A.检查电路是否断路
B.更换小灯泡
C.调节滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
②实验中，滑动变阻器的滑片在某一位置时，电压表示数为1.5V，为测量小灯泡的额定功率，应将滑片向 （选填“A”或“B”）端移动，直至电压表示数为 V。
③本实验多次测量的目的是 。
A.求平均值减小误差
B.测不同电压下小灯泡的电功率
16．（8分）小晨同学买了一个小吊坠（如图甲所示）作为母亲节的礼物送给妈妈，他利用天平和量筒测量小吊坠的密度进行鉴定。（取g＝10N/kg，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3）
（1）将天平放在 上，拨动 至标尺左端零刻度线，此时指针偏向分度盘中线左侧，他应该将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）移动，直至天平平衡；
（2）将解去挂绳的小吊坠放在左盘，往右盘加减砝码，当最后放入5g的砝码时，发现指针指在分度盘中线的右侧，则他下一步的操作是 。
A.向右移动游码
B.向左移动平衡螺母
C.取出5g的砝码
（3）天平再次平衡后，砝码和游码的位置如图乙所示，则该小吊坠的质量为 g；
（4）先向量筒中加入30mL的水，将重新系好挂绳的小吊坠轻放入量筒中，水面如图丙所示，则小吊坠的体积为 cm3；
（5）小晨将测得的密度和表格中数据进行对比，发现小吊坠可能是 制作而成的，他仔细分析了自己的测量过程发现，小吊坠密度的测量值与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
材质
翡翠
和田玉
玻璃
有机玻璃
密度/g•cm﹣3
约3.3～3.36
约2.95～3.17
2.5
1.18
五、应用题（共18分）
17．
人造太阳
太阳内部每时每刻都在发生着核聚变，核聚变释放的能量比核裂变要大的多，而且不会像核裂变那样产生有害的核废料。海水中可以提取大量的核聚变材料氘和氚，如果能够有效利用，那人类的能源危机将被彻底解除。如何让核聚变产生的能量为人所用呢？从第一颗原子弹爆炸，到第一座核裂变电站建成只用了9年。但从第一颗氢弹爆炸到核聚变发电一下子就研究了近70年，至今还在实验室试验阶段。
为什么会这样难呢？要想发生可控核聚变需要满足两个基本条件。
一是要有高温高压的环境。地球上要想让两个轻核聚合在一起，最起码也要5000万摄氏度的温度。这样才能让两个带正电的轻核，具有足够的能量克服相互靠近时的静电斥力。
二是要有一个“容器”将聚变材料“约束”起来。问题是，哪里去找这么个“容器”？要知道，金属中耐高温的扛把子—钨，其熔点也不过3410℃。5000万摄氏度足以让地球上所有物质变为气体后，成为等离子态。经过研究，科学家发现三种“约束”方式，分别是引力场约束、惯性约束和磁约束。太阳发生的核聚变就是靠自身巨大的质量产生的引力场约束聚变时的等离子体。这个控制原理显然不适合地球上的科学家们，下面我们重点说一说最靠谱、技术最成熟的磁约束核聚变。
托卡马克是一种利用磁约束来实现受控核聚变复杂的环形容器。图甲中，环心处有一欧姆线圈，四周是一个环形真空室，真空室的外部排列着环向场线圈和极向场线圈。当欧姆线圈中通以变化的电流时，在托卡马克的内部会产生巨大的涡旋电场，将真空室中的等离子体加热，再通过辅助加热手段，逐渐达到聚变需要的临界温度。同时，环形真空室中的高温等离子体形成的等离子电流与极向场线圈、环向场线圈共同产生磁场，在真空室区域内形成闭合磁笼子，将高温等离子体紧紧约束在真空中，如图乙所示。
理论上讲，想要实现可控核聚变必须使等离子温度达到一亿摄氏度以上，并能稳定运行1000s以上，才能用于商业运行。图丙是中国的托卡马克装置二号M环流器，它于2020年12月4日14时02分，实现了1亿摄氏度10s的目标。近日，对该装置的升级改造已经完成，正在准备向1亿摄氏度100s的新高峰迈进。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）科学家发现三种“约束”聚变材料的方式，其中最靠谱、技术最成熟的是 。
（2）托卡马克装置中核聚变的原理和我国已经商业运行的核电站中核反应的原理是 （选填“相同”或“不同”）的。
（3）发生核聚变时，两个带正电的轻核需要具有很大的动能，以克服它们之间相互作用的静电 （选填“吸引”或“排斥”）力，才能发生核融合。
（4）给托卡马克真空室里的等离子体加热称为“点火”。三个线圈中，首先给等离子体“点火”的是 线圈。
18．2022年北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车（如图所示），该车排放物是水，不产生任何污染物，是当前世界新能源汽车重要的发展方向。假设某国产氢燃料电池车总质量为5×103kg。在某次测试中该车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍，在0.5h内行驶了28km的路程，消耗的氢能源为0.4kg（不考虑氢能源燃料消耗对车质量的影响）。求该测试过程中氢燃料电池车：（已知q氢＝1.4×108J/kg，g取10N/kg）
（1）行驶的平均速度为多少km/h；
（2）牵引力做的功；
（3）氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率。
19．如图是一种温度自动报警器原理示意图当环境温度低于设定的警戒温度时灯亮，电铃不响。当环境温度达到警戒温度值时灯不亮电铃响发出报警信号。
①在图中的虚线框内填入相应的电路元件符号并补全电路；
②标出通电螺线管的N极。（电铃符号）
20．小明的妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆。其加热系统中加热电阻额定电压为220V，额定功率为1210W，问：
（1）加热系统中加热电阻的阻值为多少？
（2）小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入5kg初温为20℃的水，加热系统将水加热到40℃，此加热过程中水吸收的热量是多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）足浴盆开启加热状态后，关闭其他用电器，如图所示的电能表铝盘在3min内转了150圈，求足浴盆的实际功率。
2023年宁夏银川市英才学校中考物理二模试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题（本题共7小题，每小题2分，共14分）
1．（2分）下面是对于日常生活中一些物理量的估计，其中符合实际的是（ ）
A．一支普通2B铅笔的质量约为500g
B．中学生的脉搏跳动时间间隔约为0.1s
C．初中物理课本的长度约为0.26m
D．一个普通鸡蛋的密度约为1.0kg/m3
【分析】不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进行单位的换算，最后判断最符合实际的是哪一个。
【解答】解：A、一枚一元硬币的质量为6g，一支普通2B铅笔的质量略小于此数值，约为5g。故A不符合实际；
B、正常情况下，人的脉搏1min跳动的次数在70次左右，跳动两次的时间间隔接近1s。故B不符合实际；
C、一根筷子的长度约25cm，初中物理课本的长度略大于此数值，在26cm＝0.26m左右。故C符合实际；
D、水的密度是1.0×103kg/m3，鸡蛋密度与水的密度差不多，在1.0×103kg/m3左右。故D不符合实际。
故选：C。
【点评】物理与社会生活联系紧密，多了解一些生活中的常见量的值可帮助我们更好地学好物理，同时也能让物理更好地为生活服务。
2．（2分）有关声音的知识，下列说法正确的是（ ）
A．演奏古筝时按压不同的弦是为了改变其响度
B．用大小不同的力击打鼓面是为了改变其音调
C．摩托车安装消音器是为了在传播过程中减弱噪声
D．能分辨出《二泉映月》是用二胡演奏的，是因为不同乐器发声时音色不同
【分析】（1）音调、响度、音色，是从不同角度描述声音的，音调指声音的高低，由振动频率决定；响度指声音的强弱或大小，与振幅有关；音色是由发声体本身决定的一个特性。
（2）减弱噪声的途径：①在声源处减弱；②在传播过程中减弱，③在人耳处减弱。
【解答】解：A、弦乐器发声的音调高低是由弦的材质、长度、横截面积、松紧度来决定的；在材质、横截面积、松紧度一定的情况下，改变其长度，可以改变音调高低；所以，演奏弦乐时，手指在弦上的位置不断变化，改变了振动弦的长短，这是为了改变琴声的音调，故A错误。
B、大小不同的力击打鼓面，振幅不同，响度不同，故用大小不同的力击打鼓面是为了改变其响度，故B错误；
C、摩托车安装消音器是为了在声源处减弱噪声，故C错误；
D、音色反映了声音的品质和特色，不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也就不同。我们能区分不同乐器发出的声音，这是因为不同乐器发出声音的音色不同，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了声音的特征以及影响因素、防治噪声的途径，属于声学基础知识的考查。
3．（2分）日出东方，万物光明；林间疏影，潭影映人。上面句中，林间疏影与潭影映人，是两种光学现象，其原理与下面两幅图的光学原理相同，这两幅图是（ ）
A．①和② B．②和③ C．③和④ D．②和④
【分析】光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，产生的现象有小孔成像、影子的形成、日食和月食等；
光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象，例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的；
光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时，就会出现光的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的。
【解答】解：林间疏影是由光的直线传播形成的；潭影映人属于平面镜成像，是由光的反射形成的；
影子是由光的直线传播形成的；倒影属于平面镜成像，是由光的反射形成的；
插在水中的笔变弯了，是由光的折射形成的；彩虹属于光的色散现象，光的色散现象的实质是光的折射；
由此可知，A正确。
故选：A。
【点评】此题考查了三种光现象，了解生活中常见的光的直线传播、光的折射现象和光的反射现象是解答本题的关键。
4．（2分）有关生活用电，下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中，用湿布擦拭正在工作的用电器及插头是安全的
B．在家庭电路中，人不小心触电了，图乙所示的空气开关将自动跳闸，切断电源
C．图丙中站在绝缘凳上的人触电了，家里的漏电保护器会自动断开，起到保护作用
D．图丁中，断开开关，人站在地上，手接触到灯的左端金属线M时，人会触电
【分析】（1）生活中的水是导体，用湿布擦拭正在工作的用电器易引发触电事故；
（2）空气开关会在电路中电流过大时跳闸；
（3）漏电保护器会在通过火线和零线的电流大小达到一定差值时自动断开；
（4）触电是人体直接或间接接触火线造成的。
【解答】解：A、用湿布擦拭正在工作的用电器及插头容易引发触电事故，故A错误；
B、在家庭电路中，人不小心触电了，不会造成电路中电流过大，所以空气开关不会自动跳闸，不能切断电源，故B错误；
C、图丙中站在绝缘凳上的人触电了，通过火线和零线的电流大小相同，家里的漏电保护器不会自动断开，不能起到保护作用，故C错误；
D、图丁中，断开开关，切断了零线，M仍与火线相通，人站在地上，手接触到灯的左端金属线M时，电流会通过灯泡、人体，流向大地，形成通路，因此，人会触电，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了安全用电的常识、空气开关和漏电保护器的原理、对触电现象的理解，有一定综合性，也是重要的电学常识。
5．（2分）某科考队员在海拔5500m的高山上进行了下列实验探究。
（1）首先利用随身携带的普通烧水壶烧水，发现壶中水温才80℃就沸腾了；
（2）利用图甲所示装置安装两套相同的实验器材，在两套装置的试管中分别装有少量的固体P和固体Q，点燃酒精灯进行实验。利用实验测得的数据得到它们的温度与加热时间图像如图乙所示。则下列判断正确的是（ ）
A．固体P熔化经历了35min
B．固体P的熔点为50℃，一定是晶体
C．固体Q的熔点为80℃，在0～35min内持续吸热
D．水80℃沸腾，说明实验时的大气压高于1标准大气压
【分析】（1）晶体熔化的条件：达到熔点，继续吸热；熔化时温度不变。
（2）液体的沸点跟气压有关，气压增大，沸点升高；气压减小，沸点降低。
【解答】解：A、从图像中可看出：固体P从第5分钟开始熔化，第20分钟结束，一共经历了15分钟，故A错误。
B、固体P在50℃时开始熔化，熔化期间，温度保持不变，故熔点是50℃，固体P是晶体，故B正确。
C、固体Q在80℃时温度不变，是因为烧杯中的水80℃时就沸腾了，水沸腾时温度不变，固体Q无法继续吸收热量，固体Q的熔点不一定为80℃，故C错误。
D、在标准气压下，水的沸点为100℃，水80℃就沸腾，说明说明实验时的大气压低于1标准大气压，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了晶体熔化的特点和沸点与气压的关系，要求同学们学会看图，从图中提取有用信息进行解答。
6．（2分）如图所示，用滑轮组提升质量为12kg的物体时，物体在10s内匀速竖直上升2m。所用拉力F为50N。则在提升物体的过程中（不计绳重和摩擦，g＝10N/kg），下列说法错误的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.6m/s
B．滑轮组提升物体做的有用功为300J
C．拉力做功的功率为30W
D．该滑轮组的机械效率为80%
【分析】（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s＝nh求出绳子自由端移动的距离，利用v＝求出绳子自由端移动的速度；
（2）根据W＝Gh＝mgh求出滑轮组提升物体做的有用功；
（3）根据W＝Fs求出拉力做的总功，利用P＝求出拉力做功的功率；
（4）根据η＝×100%求出该滑轮组的机械效率。
【解答】解：
A．由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，则绳子自由端移动的距离s＝nh＝3×2m＝6m，绳子自由端移动的速度v＝＝＝0.6m/s，故A正确；
B．滑轮组提升物体做的有用功W有＝Gh＝mgh＝12kg×10N/kg×2m＝240J，故B错误；
C．拉力做的总功W总＝Fs＝50N×6m＝300J，拉力做功的功率P＝＝＝30W，故C正确；
D．该滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%＝80%，故D正确。
故选：B。
【点评】本题考查了速度公式和做功公式、功率公式、滑轮组机械效率公式的应用等，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。
7．（2分）小林受穿戴式“智能体温计”（如图甲所示）的启发，设计了一个如图乙所示的体温计电路图，用电表示数大小反映温度高低，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而增大，定值电阻R2起保护电路的作用。下列分析正确的是（ ）
A．该电路中的电表是电流表
B．温度变化时R2两端电压不变
C．温度升高时电路中电流变大
D．温度降低时电路的总功率变大
【分析】A、该电路中的电表如果是电流表，热敏电阻R1被短路，不符题意；
BC、电阻R1的阻值随温度的升高而增大，串联电路的总电阻变大，根据I＝得总电流变小，根据U＝IR可得R2的电压变小；
D、电阻R1的阻值随温度的降低而减小，串联电路的总电阻变小，根据I＝得总电流变大，根据P＝UI可得功率变大。
【解答】解：A、电阻R1和R2串联接入电路，该电路中的电表如果是电流表，热敏电阻R1被短路，R2是定值电阻，则电流表示数不变，不符题意，故A错误；
BC、该电路中的电表是电压表，电阻R1的阻值随温度的升高而增大，串联电路的总电阻变大，根据I＝得总电流变小，R2是定值电阻，根据U＝IR可得R2两端电压变小，故B、C错误；
D、电阻R1的阻值随温度的降低而减小，串联电路的总电阻变小，根据I＝得总电流变大，根据P＝UI可得功率变大，故D正确。
故选：D。
【点评】此类问题能够综合考查串联并联电路的电流、电压、电阻关系、欧姆定律、电功、电功率等知识的掌握和综合运用情况。
二、选择说理题（每题5分，共10分）
8．（5分）如图甲，小明利用水透镜来探究凸透镜的成像规律，通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄。如图位置所示，下列说法错误的是 C 。
A．光屏上成倒立、缩小的实像
B．在图示位置对水透镜抽水，此时模拟的是远视眼的形成原因，用图丙的方法矫正
C．将图中的蜡烛移动到光具座上30cm刻度线处，若保持光屏不动，对水透镜抽水能在光屏上重新得到一个清晰的像
D．将一远视镜放在蜡烛和水透镜之间，像变得模糊了，向左移动光屏，能在光屏上重新得到一个清晰的像
选择理由： 凸透镜成实像时，物距减小，像距应增大，如果像的位置不变，则凸透镜的焦距要变短，即对水透镜注水 。
【分析】（1）根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像；
（2）远视眼晶状体的凸度较小，对光的偏折能力较弱，像成在了视网膜的后方，用凸透镜矫正；
（3）凸透镜成实像时，物距减小，像距应增大，如果像的位置不变，则凸透镜的焦距要变短；
（4）远视镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用。
【解答】解：A、由图可知，物距大于像距，根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，故A正确；
B、在图示位置对水透镜抽水，凸透镜的凸度变小，对光的偏折能力减弱，在物距不变的情况下，像距变大，像会成在光屏的后方，此时模拟的是远视眼的形成原因，为了使像成在光屏上，应用对光线具有会聚作用的凸透镜矫正，即用图丙的方法矫正，故B正确；
C、将图甲中的烛移动到光具座上30cm处，物距减小，光屏不动，像距不变，也就是需要透镜对光线的会聚能力更强，所以此时应对水透镜注水，使其焦距变短，才能在光屏上重新得到一个清晰的像，故C错误；
D、将一远视镜放在蜡烛和水透镜之间，远视镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用，会提前使光线会聚成像，所以应向左移动光屏，才能在光屏上重新得到一个清晰的像，故D正确；
故选：C。
故答案为：C；凸透镜成实像时，物距减小，像距应增大，如果像的位置不变，则凸透镜的焦距要变短，即对水透镜注水。
【点评】此题考查了凸透镜成像规律的探究及应用，关键是熟记成像规律的内容，并做到灵活运用。
9．（5分）如图所示是某载人潜水器，它可以在4500米的水下连续工作。若海水密度约为1.0×103kg/m3，潜水器悬浮在海水中时的总质量为18t。下列说法正确的是 C 。
A．潜水器在海面上漂浮时浮力大于重力
B．潜水器上浮和下潜是靠改变浮力大小实现的
C．潜水器悬浮在海水中时，所受浮力为1.8×105N
D．潜水器在海面下4500米处作业时，受到的海水压强为4.5×106Pa
选择理由： 见解析过程 。
【分析】（1）物体漂浮时，浮力与重力相等；
（2）潜水器通过改变自重来实现沉浮；
（3）根据F浮＝ρ液gV排计算浮力大小；
（4）根据p＝ρgh计算出液体压强的，
【解答】解：A、潜水器在海面上漂浮时浮力等于重力，故A错误；
B、潜水器在海面下4500米处连续作业时，海水的密度和排开海水的体积都不变，根据F浮＝ρ液gV排可知，所受浮力的大小不变，所以潜水器的沉浮不是靠改变浮力大小而是靠改变自重的大小实现的，故B错误；
C、潜水器悬浮时浮力等于重力。即F浮＝G总＝mg＝18×103kg×10N/kg＝1.8×105N，故C正确；
D、潜水器在海面下4500米处作业时，潜水器受到的海水压强约为：
p＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×4500m＝4.5×107Pa，故D错误；
故选：C。
故答案为：C；见解析过程。
【点评】本题主要考查了液体压强和浮力公式的应用、潜水艇的沉浮原理，在分析液体的压强问题时，要用好p＝ρgh，在分析物体所受浮力时，要用好F浮＝ρ液gV排。
三、填空题（每空1分，共8分）
10．（3分）“油香”是宁夏的特色名吃。厨师将面坯做成圆的面饼，表明力可以改变物体的 形状 ；在锅里油炸时，通过 热传递 的方式改变了面饼的内能；饼出锅时香气四溢，这是 扩散 现象。
【分析】（1）力的作用效果：①改变物体的运动状态；②使物体发生形变；
（2）改变物体内能的方式：做功和热传递；
（3）扩散现象表面物体不停地做无规则运动。
【解答】解：厨师将面坯做成圆的面饼，面坯形状发生了变化，表明力可以使物体发生形变；
在锅里油炸时，面饼吸收热量，内能增加，是通过热传递的方式改变了面饼的内能；
饼出锅时香飘四溢，属于扩散现象，是由于分子的无规则运动产生的。
故答案为：形状；热传递；扩散。
【点评】本题考查力作用效果、改变物体内能的方式和扩散现象等知识的应用，要明确做功和热传递改变物体内能的实质，做功属于能量的转化，热传递属于能量的转移。
11．（3分）目前，中国是世界上高铁规模最大、发展速度最快的国家。坐在行驶列车上的乘客以自己为参照物，列车是 静止 （选填“静止的”或“运动的”），列车进站时动能 减小 （选填“增大”“不变”或“减小”），候车时，需站在安全黄线以外，是因为列车经过时，空气流速变大，压强变 小 ，形成压强差，造成安全事故。
【分析】（1）判断物体运动还是静止，就是看研究的物体和参照物之间位置是否发生了变化；
（2）动能的大小与质量、速度有关；
（3）流体的压强跟流速有关流速越大的地方，压强越小。
【解答】解：坐在行驶列车上的乘客以自己为参照物，列车与乘客之间没有位置的变化，是静止的；
列车进站时质量不变，速度变小，动能减小；
人离高速列车比较近时，高速列车的速度很大，人和高速列车的之间的空气流动速度很大，压强小，人外侧的压强不变，人受到外侧压强大于人内侧受到的压强，人在较大的压强差作用下很容易被压向列车，发生交通事故。
故答案为：静止；减小；小。
【点评】此题考查了流体压强和流速关系的应用及运动和静止相对性的判断，是一道综合题。
12．（2分）“共享单车”绿色出行成为一种时尚，在单车的设计中有很多地方利用了物理知识。如车闸把设计成一个 省力 （“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆；刹车时用力捏车闸这是用增大 压力 的方法来增大摩擦力。
【分析】（1）判断自行车的刹车在使用过程中动力臂和阻力臂的关系，即可判断杠杆类型；
（2）增大摩擦的方法：在压力一定时，增大接触面的粗糙程度；在接触面粗糙程度一定时，增大压力。
【解答】解：（1）自行车在刹车时，车闸把的动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
（2）刹车时用力捏车闸，在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力的方法来增大摩擦力。
故答案为：省力；压力。
【点评】本题考查了杠杆分类和增大摩擦的方法，属于基础题目。
四、实验题（共25分）
13．（5分）图甲是探究“平面镜成像特点”的实验装置图。
（1）实验时，用透明的薄玻璃板代替平面镜的目的是 便于确定像的位置 ；
（2）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，可以看到蜡烛A在玻璃板后面的像，这是由光的 反射 （选填“反射”或“折射”）形成的。如果在点燃的蜡烛和玻璃板之间放上一块不透光的木板，则 不能 （选填“能”或“不能”）看到蜡烛A在玻璃板后面的像；
（3）实验过程中如果玻璃板没有垂直架在纸上，而是如图乙所示倾斜，蜡烛A的像应是 A1 图中的（选填“A1”“A2”或“A3”）；
（4）做完实验后，班级要测量视力，要求学生距离视力表5m，但是房间可利用的宽度只有3m，小宁利用平面镜成像特点解决了这一问题，她的方法如图丙所示，小宁到平面镜的距离s为 2 m。
【分析】（1）探究平面镜成像实验中，要用透明的玻璃板代替平面镜，虽然成像不太清晰，但是在物体一侧能看到物体的像，同时还能看到代替物体像的另一个物体，便于确定像的位置；
（2）平面镜成像的原理是光的反射，所成的像是虚像，是不会在屏上成像的；
（3）平面镜所成的像和物体关于镜面是对称的；
（4）依据平面镜成像特点，人和人的像相对于镜面对称，视力表和视力表的像相对于平面镜对称，依据数学知识计算。
【解答】解：
（1）用透明的薄玻璃板代替平面镜，透过玻璃板看到替代像的蜡烛B和蜡烛A的像，从而便于确定像的位置。
（2）蜡烛A在玻璃板后面的像是光的反射形成的虚像；如果在点燃的蜡烛和玻璃板之间放上一块不透光的木板，没有光线照射到平面镜上，故无法成像。
（3）因为像与物体关于平面镜对称，由图可知，蜡烛A的像应是A1。
（4）如图所示，视力表到平面镜的位置为3m，那么视力表的像到平面镜的位置为3m，而要求像到观察者的距离为5m，故人到平面镜的距离为5m﹣3m＝2m。
故答案为：（1）便于确定像的位置；（2）反射；不能；（3）A1；（4）2。
【点评】本题主要考查了平面镜成像特点的实验及其应用，这是光学中的一个重点，也是近几年来中考经常出现的题型，要求学生熟练掌握，并学会灵活运用。
14．（4分）为了“比较不同物质的吸热能力”，物理兴趣小组在实验室利用老师提供的器材连接好如图所示的电路，A瓶中装的是水，B瓶中装的是煤油，两瓶中用的是电阻均为5Ω的电热丝。
（1）为确保实验的准确性，水和煤油的质量和初温必须相等。闭合开关后，经过一段时间发现 B （选填“A”或“B”）瓶中的温度计的示数升高快，这是因为水的比热容较大的缘故。若电热丝产生的热量完全被水和煤油吸收，在这段时间内，水和煤油吸收的热量 相等 （选填“相等”或“不相等”）；
（2）实验时，小明和小红发现电热丝热得很快，而连接的导线却不怎么热。小红猜想：发热不同是因为通过电热丝和导线的电流不同。小明猜想：发热不同是因为电热丝和导线的电阻不同。其他同学立刻判断小红的猜想是错误的，原因是 导线和电热丝串联，电流相等 。小明和小红又利用此装置探究了“通电导体产生热量的多少和电流的关系”，根据记录数据大致画出了产生的热量Q和电流I关系的图象，其中正确的是 B 。
【分析】（1）实验中使用相同的电热丝串联，保证了通过的电流和通电时间相同，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知水和煤油吸收的热量相同，由吸热公式Q吸＝cmΔt可知，为了比较不同物质吸收相同的热量温度变化情况，还要让水和煤油的质量和初温相同；
根据Δt＝比较两种物质升温的高低；
（2）由导线和电热丝串联、电流相同进行判断；根据焦耳定律结合图象分析答题。
【解答】解：（1）为了“比较不同物质的吸热能力”，由吸热公式Q吸＝cmΔt可知，要让水和煤油的质量和初温相同；
煤油的比热容小于水的比热容，相同质量的水和煤油，吸收相同的热量时，由Δt＝可知，煤油的温度升高的快，即B瓶中的温度计的示数升高快；
由题知不考虑热量损失，电阻相等的两电热丝串联，通过的电流相等，根据Q＝I2Rt可知，在这段时间内，水和煤油吸收的热量相等；
（2）因为导线和电阻丝串联，通过的电流相等，所以小红的猜想的错误的；
探究“通电导体产生热量的多少和电流的关系”，应当控制电阻和通电时间作为常数，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，产生的热量Q是电流的二次函数，即B符合。
故答案为：（1）B；相等；（2）导线和电热丝串联，电流相等；B。
【点评】本题考查了两个实验（比较不同物质的吸热能力、通电导体产生热量的多少和电阻的关系），知识点多、综合性强，用好控制变量法是关键。
15．（8分）小明用电源（电压恒为3V）、电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线进行实验。
（1）探究电流与电压的关系。
①小明设计了图1中甲、乙、丙三个电路图，经小组讨论，最终确定用图丙电路进行实验，原因是该电路不仅能保持 电阻阻值 不变，还能很容易改变 定值电阻两端的电压 。
②图2是小明实验时连接的部分电路，请你用笔画线代替导线将电路连接完整。
③小明先将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，得到如表三组数据。小明准备分析数据归纳结论，小丽认为还不能归纳结论，他们接下来的实验操作是 换用不同规格的电阻再做几次实验 。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.3
0.4
（2）测量小灯泡的电功率。
①小明将图2中的定值电阻更换为额定电压为2.5V的小灯泡，将滑动变阻器的滑片调至B端，闭合开关后发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数。接下来他首先应进行的操作是 C 。
A.检查电路是否断路
B.更换小灯泡
C.调节滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
②实验中，滑动变阻器的滑片在某一位置时，电压表示数为1.5V，为测量小灯泡的额定功率，应将滑片向 A （选填“A”或“B”）端移动，直至电压表示数为 2.5 V。
③本实验多次测量的目的是 B 。
A.求平均值减小误差
B.测不同电压下小灯泡的电功率
【分析】（1）①探究电流与电压的关系时，应控制电阻阻值不变，改变电阻两端的电压，据此分析图丙电路的优点；
②根据电压表与被测电路并联、滑动变阻器与定值电阻串联连接电路；
③用归纳法得出普遍性的结论，一要选用的样本有代表性，二要数量足够多；
（2）①闭合开关后发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，电路为通路，发现小灯泡不亮，说明电路中的电流过小，据此分析；
②灯在额定电压下正常发光，将灯泡的实际电压与灯泡的额定电压比较，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向；
③灯泡在不同电压下的功率不同，据此分析。
【解答】解：（1）①探究电流与电压的关系时，应控制电阻阻值不变，改变电阻两端的电压，图1甲图中灯泡的电阻随温度的变化而变化，因为电源电压恒定，所以乙图无法改变电阻两端的电压，丙图不仅能保持电阻阻值不变，还可以通过移动滑动变阻器的滑片改变定值电阻两端的电压；
②滑动变阻器与定值电阻串联，电压表与定值电阻并联，如图所示：
；
③为了使得出的结论具有普遍性，应换用不同规格的电阻再做几次实验；
（2）①闭合开关后发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，电路为通路，发现小灯泡不亮，说明电路中的电流过小，接下来应进行的操作是：移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光，选C；
②灯在额定电压下正常发光，灯泡的实际1.5V小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向A移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V；
③因为灯泡在不同电压下的功率不同，多次测量取平均值没有意义，所以本实验多次测量的目的是测不同电压下小灯泡的电功率，故选B。
故答案为：（1）①电阻阻值；定值电阻两端的电压；②如图所示；③换用不同规格的电阻再做几次实验；（2）①C；②A；2.5；③B。
【点评】本题探究电流与电压的关系和测量小灯泡的电功率，考查电路连接、实验方案的评价、实验操作和归纳法的应用。
16．（8分）小晨同学买了一个小吊坠（如图甲所示）作为母亲节的礼物送给妈妈，他利用天平和量筒测量小吊坠的密度进行鉴定。（取g＝10N/kg，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3）
（1）将天平放在 水平桌面 上，拨动 游码 至标尺左端零刻度线，此时指针偏向分度盘中线左侧，他应该将平衡螺母向 右 （选填“左”或“右”）移动，直至天平平衡；
（2）将解去挂绳的小吊坠放在左盘，往右盘加减砝码，当最后放入5g的砝码时，发现指针指在分度盘中线的右侧，则他下一步的操作是 C 。
A.向右移动游码
B.向左移动平衡螺母
C.取出5g的砝码
（3）天平再次平衡后，砝码和游码的位置如图乙所示，则该小吊坠的质量为 24 g；
（4）先向量筒中加入30mL的水，将重新系好挂绳的小吊坠轻放入量筒中，水面如图丙所示，则小吊坠的体积为 8 cm3；
（5）小晨将测得的密度和表格中数据进行对比，发现小吊坠可能是 和田玉 制作而成的，他仔细分析了自己的测量过程发现，小吊坠密度的测量值与真实值相比 偏小 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
材质
翡翠
和田玉
玻璃
有机玻璃
密度/g•cm﹣3
约3.3～3.36
约2.95～3.17
2.5
1.18
【分析】（1）在调节天平平衡前，应将天平放在水平桌面上，然后将游码移到标尺左端的零刻度线处；指针左偏，平衡螺母右调；指针右偏，平衡螺母左调；
（2）天平平衡后，把小吊坠放在左盘，用镊子向右盘加减砝码，当把砝码盒中最小的砝码放入右盘后，发现指针偏向分度盘的右侧，说明右盘重，需要将最小的砝码取下来，再向右移动游码；
（3）天平的读数等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值；
（4）读出小吊坠和水的总体积，计算出小吊坠的体积；
（5）利用ρ＝计算出小吊坠的密度，与表格中的物质密度比较即可判断；
吊坠放入水中时，根据测得水和吊坠的总体积变化，由密度公式判断测得吊坠的密度变化。
【解答】解：（1）正确使用天平：应先把天平放在水平桌面上，然后将游码移到标尺左端零刻度线位置上，此时指针偏向分度盘中线左侧，应将平衡螺母向右调，才能使天平平衡；
（2）天平平衡后，把小吊坠放在左盘，用镊子向右盘加减砝码，当把砝码盒中最小的砝码放入右盘后，发现指针偏向分度盘的右侧，接下来正确的操作步骤是把天平右盘的最小的砝码拿走，并向右移游码，使天平平衡，故C正确；
（3）由图乙知，标尺的分度值为0.2g，所以吊坠的质量为m＝20g+4g＝24g；
（4）由图丙知，水和吊坠的体积为38mL，所以吊坠的体积为：V＝38mL﹣30mL＝8mL＝8cm3；
（5）小吊坠的密度为；ρ＝＝＝3g/cm3，
和表格中数据进行对比，发现小吊坠可能是和田玉制作而成的；
根据题意当吊坠放入量筒中的水时，吊坠中间的孔可能会有部分气泡，挂绳（浸在水中的部分）也有一定的体积，使测量的总体积V偏大，根据V物＝V﹣V0可知测得吊坠的体积偏大，由密度公式ρ＝可知测得吊坠的密度将偏小。
故答案为：（1）水平桌面；游码；右；（2）C；（3）24；（4）8；（5）和田玉；偏小。
【点评】本题考查了量筒与天平的使用及读数，密度公式的应用等问题。量筒是初中物理中的常用测量仪器，利用密度公式进行计算，这都是我们在测量密度的实验中必须掌握的。
五、应用题（共18分）
17．
人造太阳
太阳内部每时每刻都在发生着核聚变，核聚变释放的能量比核裂变要大的多，而且不会像核裂变那样产生有害的核废料。海水中可以提取大量的核聚变材料氘和氚，如果能够有效利用，那人类的能源危机将被彻底解除。如何让核聚变产生的能量为人所用呢？从第一颗原子弹爆炸，到第一座核裂变电站建成只用了9年。但从第一颗氢弹爆炸到核聚变发电一下子就研究了近70年，至今还在实验室试验阶段。
为什么会这样难呢？要想发生可控核聚变需要满足两个基本条件。
一是要有高温高压的环境。地球上要想让两个轻核聚合在一起，最起码也要5000万摄氏度的温度。这样才能让两个带正电的轻核，具有足够的能量克服相互靠近时的静电斥力。
二是要有一个“容器”将聚变材料“约束”起来。问题是，哪里去找这么个“容器”？要知道，金属中耐高温的扛把子—钨，其熔点也不过3410℃。5000万摄氏度足以让地球上所有物质变为气体后，成为等离子态。经过研究，科学家发现三种“约束”方式，分别是引力场约束、惯性约束和磁约束。太阳发生的核聚变就是靠自身巨大的质量产生的引力场约束聚变时的等离子体。这个控制原理显然不适合地球上的科学家们，下面我们重点说一说最靠谱、技术最成熟的磁约束核聚变。
托卡马克是一种利用磁约束来实现受控核聚变复杂的环形容器。图甲中，环心处有一欧姆线圈，四周是一个环形真空室，真空室的外部排列着环向场线圈和极向场线圈。当欧姆线圈中通以变化的电流时，在托卡马克的内部会产生巨大的涡旋电场，将真空室中的等离子体加热，再通过辅助加热手段，逐渐达到聚变需要的临界温度。同时，环形真空室中的高温等离子体形成的等离子电流与极向场线圈、环向场线圈共同产生磁场，在真空室区域内形成闭合磁笼子，将高温等离子体紧紧约束在真空中，如图乙所示。
理论上讲，想要实现可控核聚变必须使等离子温度达到一亿摄氏度以上，并能稳定运行1000s以上，才能用于商业运行。图丙是中国的托卡马克装置二号M环流器，它于2020年12月4日14时02分，实现了1亿摄氏度10s的目标。近日，对该装置的升级改造已经完成，正在准备向1亿摄氏度100s的新高峰迈进。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）科学家发现三种“约束”聚变材料的方式，其中最靠谱、技术最成熟的是 磁约束 。
（2）托卡马克装置中核聚变的原理和我国已经商业运行的核电站中核反应的原理是 不同 （选填“相同”或“不同”）的。
（3）发生核聚变时，两个带正电的轻核需要具有很大的动能，以克服它们之间相互作用的静电 排斥 （选填“吸引”或“排斥”）力，才能发生核融合。
（4）给托卡马克真空室里的等离子体加热称为“点火”。三个线圈中，首先给等离子体“点火”的是 欧姆 线圈。
【分析】解答本题需要认真阅读材料，掌握材料中给出的提示，再利用学过的知识解决问题。
【解答】解：（1）结合最后一段可知，科学家发现三种“约束”聚变材料的方式，其中最靠谱、技术最成熟的是磁约束。
（2）我国已经商业运行的核电站利用的是核裂变原理，托卡马克装置利用的是核聚变原理，故它们的原理是不同的。
（3）发生核聚变时，两个轻核带正电，它们带同种电荷，根据同种电荷相互排斥的原理可知，它们需要有很大的动能，才能克服它们之间的经典排斥力，才能发生核融合。
（4）通过原文“当欧姆线圈中通以变化的电流时，在托卡马克的内部会产生巨大的涡旋电场，将真空室中的等离子体加热，再通过辅助加热手段，逐渐达到聚变需要的临界温度”可知，首先“点火”的是欧姆线圈。
故答案为：（1）磁约束；（2）不同；（3）排斥；（4）欧姆。
【点评】本题重点考查了核能的原理和核能的利用，是目前的前沿科技。
18．2022年北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车（如图所示），该车排放物是水，不产生任何污染物，是当前世界新能源汽车重要的发展方向。假设某国产氢燃料电池车总质量为5×103kg。在某次测试中该车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍，在0.5h内行驶了28km的路程，消耗的氢能源为0.4kg（不考虑氢能源燃料消耗对车质量的影响）。求该测试过程中氢燃料电池车：（已知q氢＝1.4×108J/kg，g取10N/kg）
（1）行驶的平均速度为多少km/h；
（2）牵引力做的功；
（3）氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率。
【分析】（1）根据v＝求出测试过程中氢燃料电池车的平均速度；
（2）根据G＝mg求氢燃料电池车的总重力，根据f＝0.02G计算出氢燃料电池车匀速行驶时受到的阻力，根据二力平衡条件求出氢燃料电池车的牵引力，根据W＝Fs求出牵引力做的功；
（3）根据Q放＝mq求出氢燃料完全燃烧放出的热量，根据η＝×100%求出氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率。
【解答】解：（1）测试过程中氢燃料电池车的平均速度：＝＝＝56km/h；
（2）氢燃料电池车的总重力：G＝mg＝5×103kg×10N/kg＝5×104N，
氢燃料电池车匀速行驶时受到的阻力：f＝0.02G＝0.02×5×104N＝1×103N，
因为氢燃料电池车匀速行驶时的牵引力和受到的阻力是一对平衡力，
所以氢燃料电池车匀速行驶时的牵引力：F＝f＝1×103N，
牵引力做的功：W＝Fs＝1×103N×28×103m＝2.8×107J；
（3）氢燃料完全燃烧放出的热量：Q放＝m氢q氢＝0.4kg×1.4×108J/kg＝5.6×107J，
则氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率：η＝×100%＝×100%＝50%。
答：（1）行驶的平均速度为56km/h；
（2）牵引力做的功为2.8×107J；
（3）氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率为50%。
【点评】本题考查平均速度、重力、功、热值、效率公式和二力平衡条件的应用，熟练运用公式即可正确解题
19．如图是一种温度自动报警器原理示意图当环境温度低于设定的警戒温度时灯亮，电铃不响。当环境温度达到警戒温度值时灯不亮电铃响发出报警信号。
①在图中的虚线框内填入相应的电路元件符号并补全电路；
②标出通电螺线管的N极。（电铃符号）
【分析】（1）由题意可知，当温度达到金属丝下端所指的温度时，控制电路有电流，电磁铁有磁性，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点吸合，电铃发出报警信号，指示灯不工作；
当温度低于金属丝下端所指的温度时，线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与静触点吸合，电铃不响，指示灯工作。
（2）根据安培定则判断电磁铁的极性。
【解答】解：（1）温度自动报警器的工作原理：当温度升高时，玻璃泡中的液体物质膨胀，液柱上升，当升高到警戒温度即金属丝下端对应的温度时，控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，从而使动触点与下面的静触点接通过，与上面的静触点分离，此时电铃响，发出报警信号，而灯不亮，故下面应为电铃，上面为灯。（当环境温度低于设定的警戒温度时，控制电路断开，电磁铁没有磁性，衔铁在弹簧拉力的作用下与上面的静触点接触，与下面的静触点分离，故灯亮，电铃不响），如下图所示；
（2）从图可知，电流是从螺线管的下端流入，上端流出，根据安培定则可知，用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的上端就是螺线管的N极，如下图所示：
故答案为：①如上所示；②如上所示。
【点评】本题考查了电磁铁知识、安培定则的运用，关键是确定工作电路的连接。
20．小明的妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆。其加热系统中加热电阻额定电压为220V，额定功率为1210W，问：
（1）加热系统中加热电阻的阻值为多少？
（2）小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入5kg初温为20℃的水，加热系统将水加热到40℃，此加热过程中水吸收的热量是多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）足浴盆开启加热状态后，关闭其他用电器，如图所示的电能表铝盘在3min内转了150圈，求足浴盆的实际功率。
【分析】（1）知道加热电阻额定电压和额定功率，根据P＝求加热电阻的阻值；
（2）知道水的质量、比热容、初温和末温，根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（3）3000r/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，电能表的铝盘转3000圈，据此求电能表铝盘在3min内转了150圈时足浴盆消耗的电能，根据P＝求足浴盆的实际功率。
【解答】解：（1）加热系统中加热电阻的阻值为R＝＝40Ω；
（2）加热过程中水吸收的热量为Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（40℃﹣20℃）＝4.2×105J；
（3）3min内足浴盆消耗的电能为W＝kW•h＝0.05kW•h，
足浴盆的实际功率为P实＝＝1kW＝1000W。
答：（1）加热系统中加热电阻的阻值为40Ω；
（2）加热过程中水吸收的热量为4.2×105J；
（3）足浴盆的实际功率为1000W。
【点评】本题考查了电功与热量的综合计算，涉及到吸热公式、电功率公式的应用，明确电能表参数意义是关键之一。
2023年宁夏银川市英才学校中考物理二模试卷
一、单项选择题（本题共7小题，每小题2分，共14分）
1．（2分）下面是对于日常生活中一些物理量的估计，其中符合实际的是（ ）
A．一支普通2B铅笔的质量约为500g
B．中学生的脉搏跳动时间间隔约为0.1s
C．初中物理课本的长度约为0.26m
D．一个普通鸡蛋的密度约为1.0kg/m3
2．（2分）有关声音的知识，下列说法正确的是（ ）
A．演奏古筝时按压不同的弦是为了改变其响度
B．用大小不同的力击打鼓面是为了改变其音调
C．摩托车安装消音器是为了在传播过程中减弱噪声
D．能分辨出《二泉映月》是用二胡演奏的，是因为不同乐器发声时音色不同
3．（2分）日出东方，万物光明；林间疏影，潭影映人。上面句中，林间疏影与潭影映人，是两种光学现象，其原理与下面两幅图的光学原理相同，这两幅图是（ ）
A．①和② B．②和③ C．③和④ D．②和④
4．（2分）有关生活用电，下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中，用湿布擦拭正在工作的用电器及插头是安全的
B．在家庭电路中，人不小心触电了，图乙所示的空气开关将自动跳闸，切断电源
C．图丙中站在绝缘凳上的人触电了，家里的漏电保护器会自动断开，起到保护作用
D．图丁中，断开开关，人站在地上，手接触到灯的左端金属线M时，人会触电
5．（2分）某科考队员在海拔5500m的高山上进行了下列实验探究。
（1）首先利用随身携带的普通烧水壶烧水，发现壶中水温才80℃就沸腾了；
（2）利用图甲所示装置安装两套相同的实验器材，在两套装置的试管中分别装有少量的固体P和固体Q，点燃酒精灯进行实验。利用实验测得的数据得到它们的温度与加热时间图像如图乙所示。则下列判断正确的是（ ）
A．固体P熔化经历了35min
B．固体P的熔点为50℃，一定是晶体
C．固体Q的熔点为80℃，在0～35min内持续吸热
D．水80℃沸腾，说明实验时的大气压高于1标准大气压
6．（2分）如图所示，用滑轮组提升质量为12kg的物体时，物体在10s内匀速竖直上升2m。所用拉力F为50N。则在提升物体的过程中（不计绳重和摩擦，g＝10N/kg），下列说法错误的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.6m/s
B．滑轮组提升物体做的有用功为300J
C．拉力做功的功率为30W
D．该滑轮组的机械效率为80%
7．（2分）小林受穿戴式“智能体温计”（如图甲所示）的启发，设计了一个如图乙所示的体温计电路图，用电表示数大小反映温度高低，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而增大，定值电阻R2起保护电路的作用。下列分析正确的是（ ）
A．该电路中的电表是电流表
B．温度变化时R2两端电压不变
C．温度升高时电路中电流变大
D．温度降低时电路的总功率变大
二、选择说理题（每题5分，共10分）
8．（5分）如图甲，小明利用水透镜来探究凸透镜的成像规律，通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄。如图位置所示，下列说法错误的是 。
A．光屏上成倒立、缩小的实像
B．在图示位置对水透镜抽水，此时模拟的是远视眼的形成原因，用图丙的方法矫正
C．将图中的蜡烛移动到光具座上30cm刻度线处，若保持光屏不动，对水透镜抽水能在光屏上重新得到一个清晰的像
D．将一远视镜放在蜡烛和水透镜之间，像变得模糊了，向左移动光屏，能在光屏上重新得到一个清晰的像
选择理由： 。
9．（5分）如图所示是某载人潜水器，它可以在4500米的水下连续工作。若海水密度约为1.0×103kg/m3，潜水器悬浮在海水中时的总质量为18t。下列说法正确的是 。
A．潜水器在海面上漂浮时浮力大于重力
B．潜水器上浮和下潜是靠改变浮力大小实现的
C．潜水器悬浮在海水中时，所受浮力为1.8×105N
D．潜水器在海面下4500米处作业时，受到的海水压强为4.5×106Pa
选择理由： 。
三、填空题（每空1分，共8分）
10．（3分）“油香”是宁夏的特色名吃。厨师将面坯做成圆的面饼，表明力可以改变物体的 ；在锅里油炸时，通过 的方式改变了面饼的内能；饼出锅时香气四溢，这是 现象。
11．（3分）目前，中国是世界上高铁规模最大、发展速度最快的国家。坐在行驶列车上的乘客以自己为参照物，列车是 （选填“静止的”或“运动的”），列车进站时动能 （选填“增大”“不变”或“减小”），候车时，需站在安全黄线以外，是因为列车经过时，空气流速变大，压强变 ，形成压强差，造成安全事故。
12．（2分）“共享单车”绿色出行成为一种时尚，在单车的设计中有很多地方利用了物理知识。如车闸把设计成一个 （“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆；刹车时用力捏车闸这是用增大 的方法来增大摩擦力。
四、实验题（共25分）
13．（5分）图甲是探究“平面镜成像特点”的实验装置图。
（1）实验时，用透明的薄玻璃板代替平面镜的目的是 ；
（2）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，可以看到蜡烛A在玻璃板后面的像，这是由光的 （选填“反射”或“折射”）形成的。如果在点燃的蜡烛和玻璃板之间放上一块不透光的木板，则 （选填“能”或“不能”）看到蜡烛A在玻璃板后面的像；
（3）实验过程中如果玻璃板没有垂直架在纸上，而是如图乙所示倾斜，蜡烛A的像应是 图中的（选填“A1”“A2”或“A3”）；
（4）做完实验后，班级要测量视力，要求学生距离视力表5m，但是房间可利用的宽度只有3m，小宁利用平面镜成像特点解决了这一问题，她的方法如图丙所示，小宁到平面镜的距离s为 m。
14．（4分）为了“比较不同物质的吸热能力”，物理兴趣小组在实验室利用老师提供的器材连接好如图所示的电路，A瓶中装的是水，B瓶中装的是煤油，两瓶中用的是电阻均为5Ω的电热丝。
（1）为确保实验的准确性，水和煤油的质量和初温必须相等。闭合开关后，经过一段时间发现 （选填“A”或“B”）瓶中的温度计的示数升高快，这是因为水的比热容较大的缘故。若电热丝产生的热量完全被水和煤油吸收，在这段时间内，水和煤油吸收的热量 （选填“相等”或“不相等”）；
（2）实验时，小明和小红发现电热丝热得很快，而连接的导线却不怎么热。小红猜想：发热不同是因为通过电热丝和导线的电流不同。小明猜想：发热不同是因为电热丝和导线的电阻不同。其他同学立刻判断小红的猜想是错误的，原因是 。小明和小红又利用此装置探究了“通电导体产生热量的多少和电流的关系”，根据记录数据大致画出了产生的热量Q和电流I关系的图象，其中正确的是 。
15．（8分）小明用电源（电压恒为3V）、电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线进行实验。
（1）探究电流与电压的关系。
①小明设计了图1中甲、乙、丙三个电路图，经小组讨论，最终确定用图丙电路进行实验，原因是该电路不仅能保持 不变，还能很容易改变 。
②图2是小明实验时连接的部分电路，请你用笔画线代替导线将电路连接完整。
③小明先将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，得到如表三组数据。小明准备分析数据归纳结论，小丽认为还不能归纳结论，他们接下来的实验操作是 。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.3
0.4
（2）测量小灯泡的电功率。
①小明将图2中的定值电阻更换为额定电压为2.5V的小灯泡，将滑动变阻器的滑片调至B端，闭合开关后发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数。接下来他首先应进行的操作是 。
A.检查电路是否断路
B.更换小灯泡
C.调节滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
②实验中，滑动变阻器的滑片在某一位置时，电压表示数为1.5V，为测量小灯泡的额定功率，应将滑片向 （选填“A”或“B”）端移动，直至电压表示数为 V。
③本实验多次测量的目的是 。
A.求平均值减小误差
B.测不同电压下小灯泡的电功率
16．（8分）小晨同学买了一个小吊坠（如图甲所示）作为母亲节的礼物送给妈妈，他利用天平和量筒测量小吊坠的密度进行鉴定。（取g＝10N/kg，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3）
（1）将天平放在 上，拨动 至标尺左端零刻度线，此时指针偏向分度盘中线左侧，他应该将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）移动，直至天平平衡；
（2）将解去挂绳的小吊坠放在左盘，往右盘加减砝码，当最后放入5g的砝码时，发现指针指在分度盘中线的右侧，则他下一步的操作是 。
A.向右移动游码
B.向左移动平衡螺母
C.取出5g的砝码
（3）天平再次平衡后，砝码和游码的位置如图乙所示，则该小吊坠的质量为 g；
（4）先向量筒中加入30mL的水，将重新系好挂绳的小吊坠轻放入量筒中，水面如图丙所示，则小吊坠的体积为 cm3；
（5）小晨将测得的密度和表格中数据进行对比，发现小吊坠可能是 制作而成的，他仔细分析了自己的测量过程发现，小吊坠密度的测量值与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
材质
翡翠
和田玉
玻璃
有机玻璃
密度/g•cm﹣3
约3.3～3.36
约2.95～3.17
2.5
1.18
五、应用题（共18分）
17．
人造太阳
太阳内部每时每刻都在发生着核聚变，核聚变释放的能量比核裂变要大的多，而且不会像核裂变那样产生有害的核废料。海水中可以提取大量的核聚变材料氘和氚，如果能够有效利用，那人类的能源危机将被彻底解除。如何让核聚变产生的能量为人所用呢？从第一颗原子弹爆炸，到第一座核裂变电站建成只用了9年。但从第一颗氢弹爆炸到核聚变发电一下子就研究了近70年，至今还在实验室试验阶段。
为什么会这样难呢？要想发生可控核聚变需要满足两个基本条件。
一是要有高温高压的环境。地球上要想让两个轻核聚合在一起，最起码也要5000万摄氏度的温度。这样才能让两个带正电的轻核，具有足够的能量克服相互靠近时的静电斥力。
二是要有一个“容器”将聚变材料“约束”起来。问题是，哪里去找这么个“容器”？要知道，金属中耐高温的扛把子—钨，其熔点也不过3410℃。5000万摄氏度足以让地球上所有物质变为气体后，成为等离子态。经过研究，科学家发现三种“约束”方式，分别是引力场约束、惯性约束和磁约束。太阳发生的核聚变就是靠自身巨大的质量产生的引力场约束聚变时的等离子体。这个控制原理显然不适合地球上的科学家们，下面我们重点说一说最靠谱、技术最成熟的磁约束核聚变。
托卡马克是一种利用磁约束来实现受控核聚变复杂的环形容器。图甲中，环心处有一欧姆线圈，四周是一个环形真空室，真空室的外部排列着环向场线圈和极向场线圈。当欧姆线圈中通以变化的电流时，在托卡马克的内部会产生巨大的涡旋电场，将真空室中的等离子体加热，再通过辅助加热手段，逐渐达到聚变需要的临界温度。同时，环形真空室中的高温等离子体形成的等离子电流与极向场线圈、环向场线圈共同产生磁场，在真空室区域内形成闭合磁笼子，将高温等离子体紧紧约束在真空中，如图乙所示。
理论上讲，想要实现可控核聚变必须使等离子温度达到一亿摄氏度以上，并能稳定运行1000s以上，才能用于商业运行。图丙是中国的托卡马克装置二号M环流器，它于2020年12月4日14时02分，实现了1亿摄氏度10s的目标。近日，对该装置的升级改造已经完成，正在准备向1亿摄氏度100s的新高峰迈进。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）科学家发现三种“约束”聚变材料的方式，其中最靠谱、技术最成熟的是 。
（2）托卡马克装置中核聚变的原理和我国已经商业运行的核电站中核反应的原理是 （选填“相同”或“不同”）的。
（3）发生核聚变时，两个带正电的轻核需要具有很大的动能，以克服它们之间相互作用的静电 （选填“吸引”或“排斥”）力，才能发生核融合。
（4）给托卡马克真空室里的等离子体加热称为“点火”。三个线圈中，首先给等离子体“点火”的是 线圈。
18．2022年北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车（如图所示），该车排放物是水，不产生任何污染物，是当前世界新能源汽车重要的发展方向。假设某国产氢燃料电池车总质量为5×103kg。在某次测试中该车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍，在0.5h内行驶了28km的路程，消耗的氢能源为0.4kg（不考虑氢能源燃料消耗对车质量的影响）。求该测试过程中氢燃料电池车：（已知q氢＝1.4×108J/kg，g取10N/kg）
（1）行驶的平均速度为多少km/h；
（2）牵引力做的功；
（3）氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率。
19．如图是一种温度自动报警器原理示意图当环境温度低于设定的警戒温度时灯亮，电铃不响。当环境温度达到警戒温度值时灯不亮电铃响发出报警信号。
①在图中的虚线框内填入相应的电路元件符号并补全电路；
②标出通电螺线管的N极。（电铃符号）
20．小明的妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆。其加热系统中加热电阻额定电压为220V，额定功率为1210W，问：
（1）加热系统中加热电阻的阻值为多少？
（2）小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入5kg初温为20℃的水，加热系统将水加热到40℃，此加热过程中水吸收的热量是多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）足浴盆开启加热状态后，关闭其他用电器，如图所示的电能表铝盘在3min内转了150圈，求足浴盆的实际功率。
2023年宁夏银川市英才学校中考物理二模试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题（本题共7小题，每小题2分，共14分）
1．（2分）下面是对于日常生活中一些物理量的估计，其中符合实际的是（ ）
A．一支普通2B铅笔的质量约为500g
B．中学生的脉搏跳动时间间隔约为0.1s
C．初中物理课本的长度约为0.26m
D．一个普通鸡蛋的密度约为1.0kg/m3
【分析】不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进行单位的换算，最后判断最符合实际的是哪一个。
【解答】解：A、一枚一元硬币的质量为6g，一支普通2B铅笔的质量略小于此数值，约为5g。故A不符合实际；
B、正常情况下，人的脉搏1min跳动的次数在70次左右，跳动两次的时间间隔接近1s。故B不符合实际；
C、一根筷子的长度约25cm，初中物理课本的长度略大于此数值，在26cm＝0.26m左右。故C符合实际；
D、水的密度是1.0×103kg/m3，鸡蛋密度与水的密度差不多，在1.0×103kg/m3左右。故D不符合实际。
故选：C。
【点评】物理与社会生活联系紧密，多了解一些生活中的常见量的值可帮助我们更好地学好物理，同时也能让物理更好地为生活服务。
2．（2分）有关声音的知识，下列说法正确的是（ ）
A．演奏古筝时按压不同的弦是为了改变其响度
B．用大小不同的力击打鼓面是为了改变其音调
C．摩托车安装消音器是为了在传播过程中减弱噪声
D．能分辨出《二泉映月》是用二胡演奏的，是因为不同乐器发声时音色不同
【分析】（1）音调、响度、音色，是从不同角度描述声音的，音调指声音的高低，由振动频率决定；响度指声音的强弱或大小，与振幅有关；音色是由发声体本身决定的一个特性。
（2）减弱噪声的途径：①在声源处减弱；②在传播过程中减弱，③在人耳处减弱。
【解答】解：A、弦乐器发声的音调高低是由弦的材质、长度、横截面积、松紧度来决定的；在材质、横截面积、松紧度一定的情况下，改变其长度，可以改变音调高低；所以，演奏弦乐时，手指在弦上的位置不断变化，改变了振动弦的长短，这是为了改变琴声的音调，故A错误。
B、大小不同的力击打鼓面，振幅不同，响度不同，故用大小不同的力击打鼓面是为了改变其响度，故B错误；
C、摩托车安装消音器是为了在声源处减弱噪声，故C错误；
D、音色反映了声音的品质和特色，不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也就不同。我们能区分不同乐器发出的声音，这是因为不同乐器发出声音的音色不同，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了声音的特征以及影响因素、防治噪声的途径，属于声学基础知识的考查。
3．（2分）日出东方，万物光明；林间疏影，潭影映人。上面句中，林间疏影与潭影映人，是两种光学现象，其原理与下面两幅图的光学原理相同，这两幅图是（ ）
A．①和② B．②和③ C．③和④ D．②和④
【分析】光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，产生的现象有小孔成像、影子的形成、日食和月食等；
光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象，例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的；
光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时，就会出现光的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的。
【解答】解：林间疏影是由光的直线传播形成的；潭影映人属于平面镜成像，是由光的反射形成的；
影子是由光的直线传播形成的；倒影属于平面镜成像，是由光的反射形成的；
插在水中的笔变弯了，是由光的折射形成的；彩虹属于光的色散现象，光的色散现象的实质是光的折射；
由此可知，A正确。
故选：A。
【点评】此题考查了三种光现象，了解生活中常见的光的直线传播、光的折射现象和光的反射现象是解答本题的关键。
4．（2分）有关生活用电，下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中，用湿布擦拭正在工作的用电器及插头是安全的
B．在家庭电路中，人不小心触电了，图乙所示的空气开关将自动跳闸，切断电源
C．图丙中站在绝缘凳上的人触电了，家里的漏电保护器会自动断开，起到保护作用
D．图丁中，断开开关，人站在地上，手接触到灯的左端金属线M时，人会触电
【分析】（1）生活中的水是导体，用湿布擦拭正在工作的用电器易引发触电事故；
（2）空气开关会在电路中电流过大时跳闸；
（3）漏电保护器会在通过火线和零线的电流大小达到一定差值时自动断开；
（4）触电是人体直接或间接接触火线造成的。
【解答】解：A、用湿布擦拭正在工作的用电器及插头容易引发触电事故，故A错误；
B、在家庭电路中，人不小心触电了，不会造成电路中电流过大，所以空气开关不会自动跳闸，不能切断电源，故B错误；
C、图丙中站在绝缘凳上的人触电了，通过火线和零线的电流大小相同，家里的漏电保护器不会自动断开，不能起到保护作用，故C错误；
D、图丁中，断开开关，切断了零线，M仍与火线相通，人站在地上，手接触到灯的左端金属线M时，电流会通过灯泡、人体，流向大地，形成通路，因此，人会触电，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了安全用电的常识、空气开关和漏电保护器的原理、对触电现象的理解，有一定综合性，也是重要的电学常识。
5．（2分）某科考队员在海拔5500m的高山上进行了下列实验探究。
（1）首先利用随身携带的普通烧水壶烧水，发现壶中水温才80℃就沸腾了；
（2）利用图甲所示装置安装两套相同的实验器材，在两套装置的试管中分别装有少量的固体P和固体Q，点燃酒精灯进行实验。利用实验测得的数据得到它们的温度与加热时间图像如图乙所示。则下列判断正确的是（ ）
A．固体P熔化经历了35min
B．固体P的熔点为50℃，一定是晶体
C．固体Q的熔点为80℃，在0～35min内持续吸热
D．水80℃沸腾，说明实验时的大气压高于1标准大气压
【分析】（1）晶体熔化的条件：达到熔点，继续吸热；熔化时温度不变。
（2）液体的沸点跟气压有关，气压增大，沸点升高；气压减小，沸点降低。
【解答】解：A、从图像中可看出：固体P从第5分钟开始熔化，第20分钟结束，一共经历了15分钟，故A错误。
B、固体P在50℃时开始熔化，熔化期间，温度保持不变，故熔点是50℃，固体P是晶体，故B正确。
C、固体Q在80℃时温度不变，是因为烧杯中的水80℃时就沸腾了，水沸腾时温度不变，固体Q无法继续吸收热量，固体Q的熔点不一定为80℃，故C错误。
D、在标准气压下，水的沸点为100℃，水80℃就沸腾，说明说明实验时的大气压低于1标准大气压，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了晶体熔化的特点和沸点与气压的关系，要求同学们学会看图，从图中提取有用信息进行解答。
6．（2分）如图所示，用滑轮组提升质量为12kg的物体时，物体在10s内匀速竖直上升2m。所用拉力F为50N。则在提升物体的过程中（不计绳重和摩擦，g＝10N/kg），下列说法错误的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.6m/s
B．滑轮组提升物体做的有用功为300J
C．拉力做功的功率为30W
D．该滑轮组的机械效率为80%
【分析】（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s＝nh求出绳子自由端移动的距离，利用v＝求出绳子自由端移动的速度；
（2）根据W＝Gh＝mgh求出滑轮组提升物体做的有用功；
（3）根据W＝Fs求出拉力做的总功，利用P＝求出拉力做功的功率；
（4）根据η＝×100%求出该滑轮组的机械效率。
【解答】解：
A．由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，则绳子自由端移动的距离s＝nh＝3×2m＝6m，绳子自由端移动的速度v＝＝＝0.6m/s，故A正确；
B．滑轮组提升物体做的有用功W有＝Gh＝mgh＝12kg×10N/kg×2m＝240J，故B错误；
C．拉力做的总功W总＝Fs＝50N×6m＝300J，拉力做功的功率P＝＝＝30W，故C正确；
D．该滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%＝80%，故D正确。
故选：B。
【点评】本题考查了速度公式和做功公式、功率公式、滑轮组机械效率公式的应用等，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。
7．（2分）小林受穿戴式“智能体温计”（如图甲所示）的启发，设计了一个如图乙所示的体温计电路图，用电表示数大小反映温度高低，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而增大，定值电阻R2起保护电路的作用。下列分析正确的是（ ）
A．该电路中的电表是电流表
B．温度变化时R2两端电压不变
C．温度升高时电路中电流变大
D．温度降低时电路的总功率变大
【分析】A、该电路中的电表如果是电流表，热敏电阻R1被短路，不符题意；
BC、电阻R1的阻值随温度的升高而增大，串联电路的总电阻变大，根据I＝得总电流变小，根据U＝IR可得R2的电压变小；
D、电阻R1的阻值随温度的降低而减小，串联电路的总电阻变小，根据I＝得总电流变大，根据P＝UI可得功率变大。
【解答】解：A、电阻R1和R2串联接入电路，该电路中的电表如果是电流表，热敏电阻R1被短路，R2是定值电阻，则电流表示数不变，不符题意，故A错误；
BC、该电路中的电表是电压表，电阻R1的阻值随温度的升高而增大，串联电路的总电阻变大，根据I＝得总电流变小，R2是定值电阻，根据U＝IR可得R2两端电压变小，故B、C错误；
D、电阻R1的阻值随温度的降低而减小，串联电路的总电阻变小，根据I＝得总电流变大，根据P＝UI可得功率变大，故D正确。
故选：D。
【点评】此类问题能够综合考查串联并联电路的电流、电压、电阻关系、欧姆定律、电功、电功率等知识的掌握和综合运用情况。
二、选择说理题（每题5分，共10分）
8．（5分）如图甲，小明利用水透镜来探究凸透镜的成像规律，通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄。如图位置所示，下列说法错误的是 C 。
A．光屏上成倒立、缩小的实像
B．在图示位置对水透镜抽水，此时模拟的是远视眼的形成原因，用图丙的方法矫正
C．将图中的蜡烛移动到光具座上30cm刻度线处，若保持光屏不动，对水透镜抽水能在光屏上重新得到一个清晰的像
D．将一远视镜放在蜡烛和水透镜之间，像变得模糊了，向左移动光屏，能在光屏上重新得到一个清晰的像
选择理由： 凸透镜成实像时，物距减小，像距应增大，如果像的位置不变，则凸透镜的焦距要变短，即对水透镜注水 。
【分析】（1）根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像；
（2）远视眼晶状体的凸度较小，对光的偏折能力较弱，像成在了视网膜的后方，用凸透镜矫正；
（3）凸透镜成实像时，物距减小，像距应增大，如果像的位置不变，则凸透镜的焦距要变短；
（4）远视镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用。
【解答】解：A、由图可知，物距大于像距，根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，故A正确；
B、在图示位置对水透镜抽水，凸透镜的凸度变小，对光的偏折能力减弱，在物距不变的情况下，像距变大，像会成在光屏的后方，此时模拟的是远视眼的形成原因，为了使像成在光屏上，应用对光线具有会聚作用的凸透镜矫正，即用图丙的方法矫正，故B正确；
C、将图甲中的烛移动到光具座上30cm处，物距减小，光屏不动，像距不变，也就是需要透镜对光线的会聚能力更强，所以此时应对水透镜注水，使其焦距变短，才能在光屏上重新得到一个清晰的像，故C错误；
D、将一远视镜放在蜡烛和水透镜之间，远视镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用，会提前使光线会聚成像，所以应向左移动光屏，才能在光屏上重新得到一个清晰的像，故D正确；
故选：C。
故答案为：C；凸透镜成实像时，物距减小，像距应增大，如果像的位置不变，则凸透镜的焦距要变短，即对水透镜注水。
【点评】此题考查了凸透镜成像规律的探究及应用，关键是熟记成像规律的内容，并做到灵活运用。
9．（5分）如图所示是某载人潜水器，它可以在4500米的水下连续工作。若海水密度约为1.0×103kg/m3，潜水器悬浮在海水中时的总质量为18t。下列说法正确的是 C 。
A．潜水器在海面上漂浮时浮力大于重力
B．潜水器上浮和下潜是靠改变浮力大小实现的
C．潜水器悬浮在海水中时，所受浮力为1.8×105N
D．潜水器在海面下4500米处作业时，受到的海水压强为4.5×106Pa
选择理由： 见解析过程 。
【分析】（1）物体漂浮时，浮力与重力相等；
（2）潜水器通过改变自重来实现沉浮；
（3）根据F浮＝ρ液gV排计算浮力大小；
（4）根据p＝ρgh计算出液体压强的，
【解答】解：A、潜水器在海面上漂浮时浮力等于重力，故A错误；
B、潜水器在海面下4500米处连续作业时，海水的密度和排开海水的体积都不变，根据F浮＝ρ液gV排可知，所受浮力的大小不变，所以潜水器的沉浮不是靠改变浮力大小而是靠改变自重的大小实现的，故B错误；
C、潜水器悬浮时浮力等于重力。即F浮＝G总＝mg＝18×103kg×10N/kg＝1.8×105N，故C正确；
D、潜水器在海面下4500米处作业时，潜水器受到的海水压强约为：
p＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×4500m＝4.5×107Pa，故D错误；
故选：C。
故答案为：C；见解析过程。
【点评】本题主要考查了液体压强和浮力公式的应用、潜水艇的沉浮原理，在分析液体的压强问题时，要用好p＝ρgh，在分析物体所受浮力时，要用好F浮＝ρ液gV排。
三、填空题（每空1分，共8分）
10．（3分）“油香”是宁夏的特色名吃。厨师将面坯做成圆的面饼，表明力可以改变物体的 形状 ；在锅里油炸时，通过 热传递 的方式改变了面饼的内能；饼出锅时香气四溢，这是 扩散 现象。
【分析】（1）力的作用效果：①改变物体的运动状态；②使物体发生形变；
（2）改变物体内能的方式：做功和热传递；
（3）扩散现象表面物体不停地做无规则运动。
【解答】解：厨师将面坯做成圆的面饼，面坯形状发生了变化，表明力可以使物体发生形变；
在锅里油炸时，面饼吸收热量，内能增加，是通过热传递的方式改变了面饼的内能；
饼出锅时香飘四溢，属于扩散现象，是由于分子的无规则运动产生的。
故答案为：形状；热传递；扩散。
【点评】本题考查力作用效果、改变物体内能的方式和扩散现象等知识的应用，要明确做功和热传递改变物体内能的实质，做功属于能量的转化，热传递属于能量的转移。
11．（3分）目前，中国是世界上高铁规模最大、发展速度最快的国家。坐在行驶列车上的乘客以自己为参照物，列车是 静止 （选填“静止的”或“运动的”），列车进站时动能 减小 （选填“增大”“不变”或“减小”），候车时，需站在安全黄线以外，是因为列车经过时，空气流速变大，压强变 小 ，形成压强差，造成安全事故。
【分析】（1）判断物体运动还是静止，就是看研究的物体和参照物之间位置是否发生了变化；
（2）动能的大小与质量、速度有关；
（3）流体的压强跟流速有关流速越大的地方，压强越小。
【解答】解：坐在行驶列车上的乘客以自己为参照物，列车与乘客之间没有位置的变化，是静止的；
列车进站时质量不变，速度变小，动能减小；
人离高速列车比较近时，高速列车的速度很大，人和高速列车的之间的空气流动速度很大，压强小，人外侧的压强不变，人受到外侧压强大于人内侧受到的压强，人在较大的压强差作用下很容易被压向列车，发生交通事故。
故答案为：静止；减小；小。
【点评】此题考查了流体压强和流速关系的应用及运动和静止相对性的判断，是一道综合题。
12．（2分）“共享单车”绿色出行成为一种时尚，在单车的设计中有很多地方利用了物理知识。如车闸把设计成一个 省力 （“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆；刹车时用力捏车闸这是用增大 压力 的方法来增大摩擦力。
【分析】（1）判断自行车的刹车在使用过程中动力臂和阻力臂的关系，即可判断杠杆类型；
（2）增大摩擦的方法：在压力一定时，增大接触面的粗糙程度；在接触面粗糙程度一定时，增大压力。
【解答】解：（1）自行车在刹车时，车闸把的动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
（2）刹车时用力捏车闸，在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力的方法来增大摩擦力。
故答案为：省力；压力。
【点评】本题考查了杠杆分类和增大摩擦的方法，属于基础题目。
四、实验题（共25分）
13．（5分）图甲是探究“平面镜成像特点”的实验装置图。
（1）实验时，用透明的薄玻璃板代替平面镜的目的是 便于确定像的位置 ；
（2）在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，可以看到蜡烛A在玻璃板后面的像，这是由光的 反射 （选填“反射”或“折射”）形成的。如果在点燃的蜡烛和玻璃板之间放上一块不透光的木板，则 不能 （选填“能”或“不能”）看到蜡烛A在玻璃板后面的像；
（3）实验过程中如果玻璃板没有垂直架在纸上，而是如图乙所示倾斜，蜡烛A的像应是 A1 图中的（选填“A1”“A2”或“A3”）；
（4）做完实验后，班级要测量视力，要求学生距离视力表5m，但是房间可利用的宽度只有3m，小宁利用平面镜成像特点解决了这一问题，她的方法如图丙所示，小宁到平面镜的距离s为 2 m。
【分析】（1）探究平面镜成像实验中，要用透明的玻璃板代替平面镜，虽然成像不太清晰，但是在物体一侧能看到物体的像，同时还能看到代替物体像的另一个物体，便于确定像的位置；
（2）平面镜成像的原理是光的反射，所成的像是虚像，是不会在屏上成像的；
（3）平面镜所成的像和物体关于镜面是对称的；
（4）依据平面镜成像特点，人和人的像相对于镜面对称，视力表和视力表的像相对于平面镜对称，依据数学知识计算。
【解答】解：
（1）用透明的薄玻璃板代替平面镜，透过玻璃板看到替代像的蜡烛B和蜡烛A的像，从而便于确定像的位置。
（2）蜡烛A在玻璃板后面的像是光的反射形成的虚像；如果在点燃的蜡烛和玻璃板之间放上一块不透光的木板，没有光线照射到平面镜上，故无法成像。
（3）因为像与物体关于平面镜对称，由图可知，蜡烛A的像应是A1。
（4）如图所示，视力表到平面镜的位置为3m，那么视力表的像到平面镜的位置为3m，而要求像到观察者的距离为5m，故人到平面镜的距离为5m﹣3m＝2m。
故答案为：（1）便于确定像的位置；（2）反射；不能；（3）A1；（4）2。
【点评】本题主要考查了平面镜成像特点的实验及其应用，这是光学中的一个重点，也是近几年来中考经常出现的题型，要求学生熟练掌握，并学会灵活运用。
14．（4分）为了“比较不同物质的吸热能力”，物理兴趣小组在实验室利用老师提供的器材连接好如图所示的电路，A瓶中装的是水，B瓶中装的是煤油，两瓶中用的是电阻均为5Ω的电热丝。
（1）为确保实验的准确性，水和煤油的质量和初温必须相等。闭合开关后，经过一段时间发现 B （选填“A”或“B”）瓶中的温度计的示数升高快，这是因为水的比热容较大的缘故。若电热丝产生的热量完全被水和煤油吸收，在这段时间内，水和煤油吸收的热量 相等 （选填“相等”或“不相等”）；
（2）实验时，小明和小红发现电热丝热得很快，而连接的导线却不怎么热。小红猜想：发热不同是因为通过电热丝和导线的电流不同。小明猜想：发热不同是因为电热丝和导线的电阻不同。其他同学立刻判断小红的猜想是错误的，原因是 导线和电热丝串联，电流相等 。小明和小红又利用此装置探究了“通电导体产生热量的多少和电流的关系”，根据记录数据大致画出了产生的热量Q和电流I关系的图象，其中正确的是 B 。
【分析】（1）实验中使用相同的电热丝串联，保证了通过的电流和通电时间相同，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知水和煤油吸收的热量相同，由吸热公式Q吸＝cmΔt可知，为了比较不同物质吸收相同的热量温度变化情况，还要让水和煤油的质量和初温相同；
根据Δt＝比较两种物质升温的高低；
（2）由导线和电热丝串联、电流相同进行判断；根据焦耳定律结合图象分析答题。
【解答】解：（1）为了“比较不同物质的吸热能力”，由吸热公式Q吸＝cmΔt可知，要让水和煤油的质量和初温相同；
煤油的比热容小于水的比热容，相同质量的水和煤油，吸收相同的热量时，由Δt＝可知，煤油的温度升高的快，即B瓶中的温度计的示数升高快；
由题知不考虑热量损失，电阻相等的两电热丝串联，通过的电流相等，根据Q＝I2Rt可知，在这段时间内，水和煤油吸收的热量相等；
（2）因为导线和电阻丝串联，通过的电流相等，所以小红的猜想的错误的；
探究“通电导体产生热量的多少和电流的关系”，应当控制电阻和通电时间作为常数，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，产生的热量Q是电流的二次函数，即B符合。
故答案为：（1）B；相等；（2）导线和电热丝串联，电流相等；B。
【点评】本题考查了两个实验（比较不同物质的吸热能力、通电导体产生热量的多少和电阻的关系），知识点多、综合性强，用好控制变量法是关键。
15．（8分）小明用电源（电压恒为3V）、电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线进行实验。
（1）探究电流与电压的关系。
①小明设计了图1中甲、乙、丙三个电路图，经小组讨论，最终确定用图丙电路进行实验，原因是该电路不仅能保持 电阻阻值 不变，还能很容易改变 定值电阻两端的电压 。
②图2是小明实验时连接的部分电路，请你用笔画线代替导线将电路连接完整。
③小明先将5Ω的定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，得到如表三组数据。小明准备分析数据归纳结论，小丽认为还不能归纳结论，他们接下来的实验操作是 换用不同规格的电阻再做几次实验 。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.2
0.3
0.4
（2）测量小灯泡的电功率。
①小明将图2中的定值电阻更换为额定电压为2.5V的小灯泡，将滑动变阻器的滑片调至B端，闭合开关后发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数。接下来他首先应进行的操作是 C 。
A.检查电路是否断路
B.更换小灯泡
C.调节滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
②实验中，滑动变阻器的滑片在某一位置时，电压表示数为1.5V，为测量小灯泡的额定功率，应将滑片向 A （选填“A”或“B”）端移动，直至电压表示数为 2.5 V。
③本实验多次测量的目的是 B 。
A.求平均值减小误差
B.测不同电压下小灯泡的电功率
【分析】（1）①探究电流与电压的关系时，应控制电阻阻值不变，改变电阻两端的电压，据此分析图丙电路的优点；
②根据电压表与被测电路并联、滑动变阻器与定值电阻串联连接电路；
③用归纳法得出普遍性的结论，一要选用的样本有代表性，二要数量足够多；
（2）①闭合开关后发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，电路为通路，发现小灯泡不亮，说明电路中的电流过小，据此分析；
②灯在额定电压下正常发光，将灯泡的实际电压与灯泡的额定电压比较，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向；
③灯泡在不同电压下的功率不同，据此分析。
【解答】解：（1）①探究电流与电压的关系时，应控制电阻阻值不变，改变电阻两端的电压，图1甲图中灯泡的电阻随温度的变化而变化，因为电源电压恒定，所以乙图无法改变电阻两端的电压，丙图不仅能保持电阻阻值不变，还可以通过移动滑动变阻器的滑片改变定值电阻两端的电压；
②滑动变阻器与定值电阻串联，电压表与定值电阻并联，如图所示：
；
③为了使得出的结论具有普遍性，应换用不同规格的电阻再做几次实验；
（2）①闭合开关后发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，电路为通路，发现小灯泡不亮，说明电路中的电流过小，接下来应进行的操作是：移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光，选C；
②灯在额定电压下正常发光，灯泡的实际1.5V小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向A移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V；
③因为灯泡在不同电压下的功率不同，多次测量取平均值没有意义，所以本实验多次测量的目的是测不同电压下小灯泡的电功率，故选B。
故答案为：（1）①电阻阻值；定值电阻两端的电压；②如图所示；③换用不同规格的电阻再做几次实验；（2）①C；②A；2.5；③B。
【点评】本题探究电流与电压的关系和测量小灯泡的电功率，考查电路连接、实验方案的评价、实验操作和归纳法的应用。
16．（8分）小晨同学买了一个小吊坠（如图甲所示）作为母亲节的礼物送给妈妈，他利用天平和量筒测量小吊坠的密度进行鉴定。（取g＝10N/kg，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3）
（1）将天平放在 水平桌面 上，拨动 游码 至标尺左端零刻度线，此时指针偏向分度盘中线左侧，他应该将平衡螺母向 右 （选填“左”或“右”）移动，直至天平平衡；
（2）将解去挂绳的小吊坠放在左盘，往右盘加减砝码，当最后放入5g的砝码时，发现指针指在分度盘中线的右侧，则他下一步的操作是 C 。
A.向右移动游码
B.向左移动平衡螺母
C.取出5g的砝码
（3）天平再次平衡后，砝码和游码的位置如图乙所示，则该小吊坠的质量为 24 g；
（4）先向量筒中加入30mL的水，将重新系好挂绳的小吊坠轻放入量筒中，水面如图丙所示，则小吊坠的体积为 8 cm3；
（5）小晨将测得的密度和表格中数据进行对比，发现小吊坠可能是 和田玉 制作而成的，他仔细分析了自己的测量过程发现，小吊坠密度的测量值与真实值相比 偏小 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
材质
翡翠
和田玉
玻璃
有机玻璃
密度/g•cm﹣3
约3.3～3.36
约2.95～3.17
2.5
1.18
【分析】（1）在调节天平平衡前，应将天平放在水平桌面上，然后将游码移到标尺左端的零刻度线处；指针左偏，平衡螺母右调；指针右偏，平衡螺母左调；
（2）天平平衡后，把小吊坠放在左盘，用镊子向右盘加减砝码，当把砝码盒中最小的砝码放入右盘后，发现指针偏向分度盘的右侧，说明右盘重，需要将最小的砝码取下来，再向右移动游码；
（3）天平的读数等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值；
（4）读出小吊坠和水的总体积，计算出小吊坠的体积；
（5）利用ρ＝计算出小吊坠的密度，与表格中的物质密度比较即可判断；
吊坠放入水中时，根据测得水和吊坠的总体积变化，由密度公式判断测得吊坠的密度变化。
【解答】解：（1）正确使用天平：应先把天平放在水平桌面上，然后将游码移到标尺左端零刻度线位置上，此时指针偏向分度盘中线左侧，应将平衡螺母向右调，才能使天平平衡；
（2）天平平衡后，把小吊坠放在左盘，用镊子向右盘加减砝码，当把砝码盒中最小的砝码放入右盘后，发现指针偏向分度盘的右侧，接下来正确的操作步骤是把天平右盘的最小的砝码拿走，并向右移游码，使天平平衡，故C正确；
（3）由图乙知，标尺的分度值为0.2g，所以吊坠的质量为m＝20g+4g＝24g；
（4）由图丙知，水和吊坠的体积为38mL，所以吊坠的体积为：V＝38mL﹣30mL＝8mL＝8cm3；
（5）小吊坠的密度为；ρ＝＝＝3g/cm3，
和表格中数据进行对比，发现小吊坠可能是和田玉制作而成的；
根据题意当吊坠放入量筒中的水时，吊坠中间的孔可能会有部分气泡，挂绳（浸在水中的部分）也有一定的体积，使测量的总体积V偏大，根据V物＝V﹣V0可知测得吊坠的体积偏大，由密度公式ρ＝可知测得吊坠的密度将偏小。
故答案为：（1）水平桌面；游码；右；（2）C；（3）24；（4）8；（5）和田玉；偏小。
【点评】本题考查了量筒与天平的使用及读数，密度公式的应用等问题。量筒是初中物理中的常用测量仪器，利用密度公式进行计算，这都是我们在测量密度的实验中必须掌握的。
五、应用题（共18分）
17．
人造太阳
太阳内部每时每刻都在发生着核聚变，核聚变释放的能量比核裂变要大的多，而且不会像核裂变那样产生有害的核废料。海水中可以提取大量的核聚变材料氘和氚，如果能够有效利用，那人类的能源危机将被彻底解除。如何让核聚变产生的能量为人所用呢？从第一颗原子弹爆炸，到第一座核裂变电站建成只用了9年。但从第一颗氢弹爆炸到核聚变发电一下子就研究了近70年，至今还在实验室试验阶段。
为什么会这样难呢？要想发生可控核聚变需要满足两个基本条件。
一是要有高温高压的环境。地球上要想让两个轻核聚合在一起，最起码也要5000万摄氏度的温度。这样才能让两个带正电的轻核，具有足够的能量克服相互靠近时的静电斥力。
二是要有一个“容器”将聚变材料“约束”起来。问题是，哪里去找这么个“容器”？要知道，金属中耐高温的扛把子—钨，其熔点也不过3410℃。5000万摄氏度足以让地球上所有物质变为气体后，成为等离子态。经过研究，科学家发现三种“约束”方式，分别是引力场约束、惯性约束和磁约束。太阳发生的核聚变就是靠自身巨大的质量产生的引力场约束聚变时的等离子体。这个控制原理显然不适合地球上的科学家们，下面我们重点说一说最靠谱、技术最成熟的磁约束核聚变。
托卡马克是一种利用磁约束来实现受控核聚变复杂的环形容器。图甲中，环心处有一欧姆线圈，四周是一个环形真空室，真空室的外部排列着环向场线圈和极向场线圈。当欧姆线圈中通以变化的电流时，在托卡马克的内部会产生巨大的涡旋电场，将真空室中的等离子体加热，再通过辅助加热手段，逐渐达到聚变需要的临界温度。同时，环形真空室中的高温等离子体形成的等离子电流与极向场线圈、环向场线圈共同产生磁场，在真空室区域内形成闭合磁笼子，将高温等离子体紧紧约束在真空中，如图乙所示。
理论上讲，想要实现可控核聚变必须使等离子温度达到一亿摄氏度以上，并能稳定运行1000s以上，才能用于商业运行。图丙是中国的托卡马克装置二号M环流器，它于2020年12月4日14时02分，实现了1亿摄氏度10s的目标。近日，对该装置的升级改造已经完成，正在准备向1亿摄氏度100s的新高峰迈进。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）科学家发现三种“约束”聚变材料的方式，其中最靠谱、技术最成熟的是 磁约束 。
（2）托卡马克装置中核聚变的原理和我国已经商业运行的核电站中核反应的原理是 不同 （选填“相同”或“不同”）的。
（3）发生核聚变时，两个带正电的轻核需要具有很大的动能，以克服它们之间相互作用的静电 排斥 （选填“吸引”或“排斥”）力，才能发生核融合。
（4）给托卡马克真空室里的等离子体加热称为“点火”。三个线圈中，首先给等离子体“点火”的是 欧姆 线圈。
【分析】解答本题需要认真阅读材料，掌握材料中给出的提示，再利用学过的知识解决问题。
【解答】解：（1）结合最后一段可知，科学家发现三种“约束”聚变材料的方式，其中最靠谱、技术最成熟的是磁约束。
（2）我国已经商业运行的核电站利用的是核裂变原理，托卡马克装置利用的是核聚变原理，故它们的原理是不同的。
（3）发生核聚变时，两个轻核带正电，它们带同种电荷，根据同种电荷相互排斥的原理可知，它们需要有很大的动能，才能克服它们之间的经典排斥力，才能发生核融合。
（4）通过原文“当欧姆线圈中通以变化的电流时，在托卡马克的内部会产生巨大的涡旋电场，将真空室中的等离子体加热，再通过辅助加热手段，逐渐达到聚变需要的临界温度”可知，首先“点火”的是欧姆线圈。
故答案为：（1）磁约束；（2）不同；（3）排斥；（4）欧姆。
【点评】本题重点考查了核能的原理和核能的利用，是目前的前沿科技。
18．2022年北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车（如图所示），该车排放物是水，不产生任何污染物，是当前世界新能源汽车重要的发展方向。假设某国产氢燃料电池车总质量为5×103kg。在某次测试中该车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍，在0.5h内行驶了28km的路程，消耗的氢能源为0.4kg（不考虑氢能源燃料消耗对车质量的影响）。求该测试过程中氢燃料电池车：（已知q氢＝1.4×108J/kg，g取10N/kg）
（1）行驶的平均速度为多少km/h；
（2）牵引力做的功；
（3）氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率。
【分析】（1）根据v＝求出测试过程中氢燃料电池车的平均速度；
（2）根据G＝mg求氢燃料电池车的总重力，根据f＝0.02G计算出氢燃料电池车匀速行驶时受到的阻力，根据二力平衡条件求出氢燃料电池车的牵引力，根据W＝Fs求出牵引力做的功；
（3）根据Q放＝mq求出氢燃料完全燃烧放出的热量，根据η＝×100%求出氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率。
【解答】解：（1）测试过程中氢燃料电池车的平均速度：＝＝＝56km/h；
（2）氢燃料电池车的总重力：G＝mg＝5×103kg×10N/kg＝5×104N，
氢燃料电池车匀速行驶时受到的阻力：f＝0.02G＝0.02×5×104N＝1×103N，
因为氢燃料电池车匀速行驶时的牵引力和受到的阻力是一对平衡力，
所以氢燃料电池车匀速行驶时的牵引力：F＝f＝1×103N，
牵引力做的功：W＝Fs＝1×103N×28×103m＝2.8×107J；
（3）氢燃料完全燃烧放出的热量：Q放＝m氢q氢＝0.4kg×1.4×108J/kg＝5.6×107J，
则氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率：η＝×100%＝×100%＝50%。
答：（1）行驶的平均速度为56km/h；
（2）牵引力做的功为2.8×107J；
（3）氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率为50%。
【点评】本题考查平均速度、重力、功、热值、效率公式和二力平衡条件的应用，熟练运用公式即可正确解题
19．如图是一种温度自动报警器原理示意图当环境温度低于设定的警戒温度时灯亮，电铃不响。当环境温度达到警戒温度值时灯不亮电铃响发出报警信号。
①在图中的虚线框内填入相应的电路元件符号并补全电路；
②标出通电螺线管的N极。（电铃符号）
【分析】（1）由题意可知，当温度达到金属丝下端所指的温度时，控制电路有电流，电磁铁有磁性，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点吸合，电铃发出报警信号，指示灯不工作；
当温度低于金属丝下端所指的温度时，线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与静触点吸合，电铃不响，指示灯工作。
（2）根据安培定则判断电磁铁的极性。
【解答】解：（1）温度自动报警器的工作原理：当温度升高时，玻璃泡中的液体物质膨胀，液柱上升，当升高到警戒温度即金属丝下端对应的温度时，控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，从而使动触点与下面的静触点接通过，与上面的静触点分离，此时电铃响，发出报警信号，而灯不亮，故下面应为电铃，上面为灯。（当环境温度低于设定的警戒温度时，控制电路断开，电磁铁没有磁性，衔铁在弹簧拉力的作用下与上面的静触点接触，与下面的静触点分离，故灯亮，电铃不响），如下图所示；
（2）从图可知，电流是从螺线管的下端流入，上端流出，根据安培定则可知，用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的上端就是螺线管的N极，如下图所示：
故答案为：①如上所示；②如上所示。
【点评】本题考查了电磁铁知识、安培定则的运用，关键是确定工作电路的连接。
20．小明的妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆。其加热系统中加热电阻额定电压为220V，额定功率为1210W，问：
（1）加热系统中加热电阻的阻值为多少？
（2）小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入5kg初温为20℃的水，加热系统将水加热到40℃，此加热过程中水吸收的热量是多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）足浴盆开启加热状态后，关闭其他用电器，如图所示的电能表铝盘在3min内转了150圈，求足浴盆的实际功率。
【分析】（1）知道加热电阻额定电压和额定功率，根据P＝求加热电阻的阻值；
（2）知道水的质量、比热容、初温和末温，根据Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（3）3000r/kW•h表示每消耗1kW•h的电能，电能表的铝盘转3000圈，据此求电能表铝盘在3min内转了150圈时足浴盆消耗的电能，根据P＝求足浴盆的实际功率。
【解答】解：（1）加热系统中加热电阻的阻值为R＝＝40Ω；
（2）加热过程中水吸收的热量为Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（40℃﹣20℃）＝4.2×105J；
（3）3min内足浴盆消耗的电能为W＝kW•h＝0.05kW•h，
足浴盆的实际功率为P实＝＝1kW＝1000W。
答：（1）加热系统中加热电阻的阻值为40Ω；
（2）加热过程中水吸收的热量为4.2×105J；
（3）足浴盆的实际功率为1000W。
【点评】本题考查了电功与热量的综合计算，涉及到吸热公式、电功率公式的应用，明确电能表参数意义是关键之一。
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