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专题07 综合题-2024年中考物理【热点·重点·难点】专练（全国通用）
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1.“网络式”复习法：即采用章、节、标题、要点四个层次对教材进行梳理和编织记忆网络。
2.提高“回头率”：为了防止遗忘，就要采用提高“回头率”的`方法，即看完一节、一章、一部分之后，再回头扫视一遍，这样知识得到了系统的巩固，效果很好。
3.“空想法”：所谓空想法就是不看课本回想看过的内容;或看课本的大纲填充细节。
4.树形图：复习时，可以在每门考试科目众多的参考书中，选出一本较有代表性的参考书，通读全书后，理出该领域研究的主要线索。
5.梳理错题法：把综合复习阶段做过的所有习题重新浏览一遍。把曾经做错并改正后的题重点看一遍。
6.“齐头并进”法：在复习过程中，由于要复习的学科多，所以必须合理安排时间。学科和学科之间不可偏废。可将每天的时间划分为大致相等的5部分，用于7门课的复习，弱科花的时间稍多一些。
专题07 综合题
在2024年的中考物理“综合题”命题中，我们可以预见几个明显的趋势。
题目的跨学科性将会更加突出。随着科学教育的综合性和跨学科性越来越被重视，物理题目可能会融合数学、化学、生物等其他科学领域的知识，要求学生进行综合分析和解决。例如，可能会出现在解决物理问题的过程中，需要运用数学知识进行建模和计算，或者需要理解生物学中的某些现象与物理原理的关联。
题目的实际应用性将更加强调。物理是一门与现实生活紧密联系的学科，因此，命题者可能会设计更多具有实际背景的题目，让学生在解决实际问题的过程中，运用所学的物理知识。例如，可能会涉及到环保、能源、交通等领域的实际问题，让学生在解答过程中，既能锻炼物理思维，又能增强社会责任感。
题目的创新性和开放性将进一步提升。随着教育改革的深入，对学生的创新思维和问题解决能力的要求越来越高。因此，物理综合题的命题也将更加注重培养学生的创新思维和开放性思维。例如，可能会出现一些开放性的题目，允许学生从不同的角度进行思考，提出多种可能的解决方案，从而激发学生的创新精神和探索欲望。
2024年中考物理“综合题”的命题趋势将更加注重跨学科性、实际应用性和创新性，这将对学生的综合素质和问题解决能力提出更高的要求，也将为物理教学带来更多的挑战和机遇。
（限时20分钟）
1．某同学锻炼时，双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手掌支撑在竖直墙壁上，手臂水平，A为人体重心所在位置。此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示，不计墙壁对手掌的摩擦力。
（1）以O为支点，请在图中作出动力F的力臂l；( )
（2）该同学质量为50kg，则墙壁对人的支撑力约为 N；
（3）若增大脚尖与墙壁的距离，手臂仍然水平支撑在墙壁上，支撑力F如何变化？ ，并说明理由 。
【答案】 187.5 支撑力F变大 动力臂变小，阻力臂边长，阻力大小不变
【解析】（1）[1]支点O到力F的作用线的距离为力臂l，先延长力F的作用线，过支点O做力F作用线的垂线，支点O到垂足之间的距离为力臂l。如图所示
（2）[2] 由下图得，动力臂为8个格子的长度，阻力臂3个格子的长度，由杠杆平衡条件得，墙壁对人的支撑力约为
（3）[3][4]若增大脚尖与墙壁的距离，手臂仍然水平支撑在墙壁上，则动力臂变小，阻力臂边长，阻力为人的重力，大小不变，由杠杆平衡条件得，支撑力F变大。
2．如图甲是某品牌家用电吹风，其电路如图乙所示，R1、R2为电阻丝，M为电动机。通过调节开关，可使电吹风分别处于“停止”“冷风”“暖风”或“热风”四种状态。
（1）要使电吹风正常工作，图甲中的A处应安装 ，B处应安装 （选填“电动机”或“电阻丝”）；
（2）如图乙，要使电吹风处于“冷风”状态，应闭合开关 。要使电吹风处于“暖风”状态，应闭合开关 ；
（3）已知电吹风处于“暖风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了20℃；处于“热风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了30℃，假设这两种状态下的热效率相同，相同时间内吹出的空气质量相同，则R1:R2= ；
（4）电吹风用了几年后，由于电阻丝的升华，实际发热功率会 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】 电阻丝 电动机 S S和S1 1:2 变小
【解析】（1）[1][2]电阻用来发热，电动机用来产生风，若A处装电动机，B处装电阻，则B处产生的热无法被风带出，会烧坏电吹风，因此A处应装电阻，B处装电动机，风将产生的热带出，形成热风。
（2）[3]要吹冷风状态，则电阻不工作，电动机工作，应闭合开关S。
[4]要吹暖风，由图，R1工作、R2不工作，因此应闭合开关S、S1 。
（3）[5]电吹风处于“暖风”状态时，R1和电动机并联，从出风口吹出的空气温度升高了20℃，此时发热功率为
处于“热风”状态时，R1、R2、电动机并联，从出风口吹出的空气温度升高了30℃，此时发热功率为
假设这两种状态下的热效率相同且都为η，则二种情况下空气吸热分别为
两式相比得
化简整理得
可求得
（4）[6]电阻丝升华，会变细，电阻值会变大，为纯电阻电路，根据功率公式
可知，电阻增大时，发热功率会变小。
3．如图所示，中国“祝融号火星车质量为240kg。太阳能板将太阳能转化为电能，为火星车上的科学设备供电，车顶部安装有集热器，其窗口覆盖了一层透光率很高的膜，阳光可以透进来，保证红外线能量只进不出、在膜下面，是一种叫正十一烷的材料，白天它被阳光照射吸热熔化，到了夜晚温度降低，它逐渐凝固，把储存的能量再释放出来，“祝融号”火星车是六轮驱动，且每个车轮都能转向，爬坡时走“之”字形路线。（火星表面g取4N/kg）
（1）阳光中的红外线具有显著的 效应；火星车爬坡时走“之”字形路线可以省 （选填“力”或“功”）
（2）火星车在火星表面所受的重力大小为多少 ？
（3）在下列方框中填上装置或能量名称，完成火星车利用太阳能的路径图 ，
【答案】 热 力 960N 太阳能板 内能
【解析】（1）[1]红外辐射被物体吸收后转化为内能，使物体的温度升高，是由于红外线具有热效应。
[2]任何机械都不省功，火星车爬坡时走“之”字形路线，相当于利用了斜面，斜面可以省力。
（2）[3]由重力公式可得
G=mg=240kg×4N/kg=960N
（3）[4]太阳光照射在太阳能板上，利用光电效应，将太阳能转化为电能。
[5]集热器保证了热量不会散失，从而使温度升高，内能增大。
4．用甲、乙两个滑轮组分别将物体M、N匀速提升1m，拉力分别为F甲、F乙。此过程相关数据如图，g取10N/kg，则：
（1）物体M的质量为 kg；
（2）两个滑轮组此过程的机械效率的大小关系是η甲 η乙（选填“>”、“<”或“=”）；
（3）甲滑轮组 （选填“A”、“B”或“C”）；
A．省力 B．费力 C．不省力也不费力
（4）除了利用滑轮组，也可以利用杠杆抬升物体M，如下图所示，利用杠杆AOB翘起物体M，O为杠杆支点，L1为杠杆的动力臂，现杠杆处于水平位置平衡。请作出杠杆受到的动力F1的示意图和重物M对杠杆压力F2的示意图 。若已知此时动力F1小于阻力F2，则动力臂L1与阻力臂的L2的关系应为 。
A．L1>L2 B．L1=L2 C．L1【答案】 40 < B A
【解析】（1）[1]由图可知，甲滑轮组的总功W总甲=1200J，额外功W额甲=800J，则有用功
W有甲=W总甲－W额甲=1200J－800J=400J
则物体M的重力
则物体M的质量
（2）[2]由图可知，甲滑轮组做总功为1200J，做额外功为800J，则甲滑轮组机械效率
由图可知，乙滑轮组做总功为800J，做额外功为400J，则甲滑轮组机械效率
即η甲<η乙。
（3）[3]由图可知，甲滑轮组动滑轮上有两段绳子承载物重，则绳子自由端移动的距离
甲滑轮组的总功W总甲=1200J，则自由端拉力
由（1）可知物体M的重力，由F甲>GM可知，甲滑轮组费力，故AC不符合题意，B符合题意。
故选B。
（4）[4]从支点到动力的作用线的距离为动力臂，动力臂与动力的作用线是垂直的，过力臂L1的上端作力臂的垂线，可得F1的作用线，F1的作用线与杠杆AB的交点为动力F1的作用点；重物M对杠杆压力F2的作用点在AB上，压力的方向垂直于AB向下，F1的作用效果与F2的作用效果相反，F2的方向向下，则杠杆动力F1的方向是斜向下的，如图所示：
[5]根据杠杆平衡的条件：F1l1=F2l2，动力F1小于阻力F2，则动力臂L1大于阻力臂L2。
故选A。
5．篮球从M点以速度v0竖直下落，经水平地面反弹后恰好回到与M点等高的N点如图。设在M点时篮球的机械能为E，动能为Ek1，重力势能为Ep1；回弹到N点时篮球的重力势能为Ep2；
（1）请比较：Ep1 Ep2（选填“>”，“=”，“＜”）；
（2）从水平地面回弹到N点过程中，篮球动能 （选填“减小”，“不变”，“增大”）；
（3）M到N过程中减少的机械能E损= （选填“E﹣Ep1”，“E﹣Ek1”）；
（4）最后篮球静止在水平地面上，对地压力为6N，压强为2×103Pa，请根据公式 计算出此时地面的受力面积为 。
【答案】 = 减小 E﹣Ep1 3×10﹣3m3
【解析】（1）[1]由于M点与N点等高，所以M点和N的重力势能相等，故Ep1=Ep2。
（2）[2]从水平地面回弹到N点过程中，篮球的质量不变，篮球的速度越来越小，所以篮球动能减小。
（3）[3]篮球在M点具有的机械能
由于篮球在N点的动能为0，所以篮球在N点具有的机械能E=Ep2，故M到N过程中减少的机械能
（4）[4][5]已知篮球对地面的压力F=6N，压强p=2×103Pa，由压强公式式得
6．“碳中和”是指生产生活中通过各种方式来抵消自身产生的CO2（二氧化碳）排放量，达到CO2的相对“零排放”，是当今共同应对气候变暖问题的全球行动。2022年北京冬奥会是全球第一个实现了“碳中和”的冬奥会。冬奥会使用了氢燃料电池大巴，行驶时只排放水而无其它任何有害物质。大巴使用的氢燃料电池相当于发电机，电池工作原理如图甲所示。把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散并与电解质发生反应后，放出的电子通过外部工作电路到达阴极，失去电子的氢离子（质子）穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板。
（1）氢燃料电池工作时将燃料的 能转化为电能；
（2）图甲是氢燃料电池工作原理图，则电池正常工作时电池内部电流的方向为 （选填“向左”或“向右”）；
（3）如图乙，驾驶位有通风和加热两种功能，且能独立控制，以下简化电路可达到此要求的是 （填字母）；
（4）氢燃料电池大巴可实现CO2的零排放，而柴油动力大巴每燃烧1kg柴油排放的CO2约3kg。某柴油动力大巴行驶100km耗油25L，这25L柴油完全燃烧可释放热量 J；如改用氢燃料电池大巴行驶100km可减少约 kg的CO2排放；（ρ柴油=0.8×103kg/m3，q柴油=4.3×107J/kg）
（5）请你为“低碳生活”给出一条合理的出行建议： 。
【答案】 化学 向右 B 8.6×108 60 绿色出行
【解析】（1）[1]氢燃料电池工作时，消耗氢气产生电能，将燃料的化学能转化为电能。
（2）[2]图甲氢燃料电池工作原理图中，电池正常工作时带正电的氢离子向右定向移动，因此电池正常工作时电池内部电流的方向为向右。
（3）[3]如图乙，驾驶位有通风和加热两种功能，且能独立控制，因此电动机和电热丝应该是并联关系，且都有各自的控制开关，因此简化电路可达到此要求的是B。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
（4）[4][5]柴油的体积是
V=25L=0.025m3
25L柴油的质量为
m=ρ柴油V=0.8×103kg/m3×0.025m3=20kg
25L柴油完全燃烧可释放热量的热量为
Q=q柴油m=4.3×107J/kg×20kg=8.6×108J
如改用氢燃料电池大巴行驶100km，可减少CO2排放的质量约为
m气=3×20kg=60kg
（5）[6]“低碳生活”出行建议：绿色出行。尽最大可能减少乘坐燃油车出行。
7．如图甲，重3N的物体在水平压力F的作用下，压在竖直的墙壁上，F大小随时间t的变化关系及物体运动的速度随时间t的变化关系如图乙所示，由图像可知：
（1）当t=1s时，物体所受摩擦力为 N；
（2）在2~4s内物体做 运动（选填“加速”、“减速”或“匀速”）；
（3）当t=5s时，物体所受摩擦力为 N。
【答案】 3 加速 3
【解析】（1）[1]由图乙v-t图象可知，在0~2s内，物体速度为零，物体静止，处于平衡状态，由平衡条件可得，此时物体受到的摩擦力和物体的重力是一对平衡力，大小相等，所以物体受到的摩擦力
（2）[2]由图乙中的v-t图象可知，在2~4s内物体的速度越来越大，物体做加速运动。
（3）[3]由图乙中的v-t图象可知，在4~6s内物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件可得，物体受到的摩擦力和物体的重力是一对平衡力， 大小相等，所以物体受到的摩擦力
8．即热式饮水机工作原理如图1所示，水箱中的水被水泵抽出后，流经电阻丝时被加热，实现边加热边出热水的即热功能，电阻丝最大加热功率为2000W。用户可根据需要调节出水温度和出水量。小军对该饮水机进行了探究。
表一
（1）小军探究过程如下（设电阻丝产生的热量全部被流经的水吸收且无热量损失）：
①将出水量设置为250mL，出水质量为 kg；
②用温度计测出水箱内水的初温如图2所示，示数为 ℃；
③保持水的初温和出水量不变，改变出水温度，测量出水时间并记录在表1中；
④根据表1数据计算出加热功率，第1次实验时的加热功率为 W；
（2）小军采用的实验方法是 ，小军由表1数据得出结论：饮水机可根据出水温度自动选择不同的控制方式，当出水温度低于85℃时，仅通过改变 来调节出水温度，若上述实验中将出水温度设定为88℃，可估算出水时间约为 s；
（3）小军对实验进行了反思：上述结论在冬季还适用吗？为得到精准的结论，小军将表1设计优化如下并重新实验，你认为①、②处应分别填写的是 和 。
【答案】 0.25 24 1050 控制变量法 加热功率 33.6 水的初温/℃ 水升高的温度/℃
【解析】（1）①[1]将出水量设置为
V=250mL=250cm3
出水质量
m=ρV=1g/cm3×250cm3=250g
②[2]由图2知温度计的分度值为1℃，则温度计的示数为24℃。
④[3]第1次实验，水吸收的热量
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/（kg•℃）×0.25kg×（40℃-24℃）=1.68×104J
由于无热量损失，所以加热器产生的热量
W=Q吸=1.68×104J
加热器的功率
（2）[4]实验中保持水的初温和出水量不变，改变出水温度，用到了控制变量法。
[5]由表1数据知当出水温度低于85℃时，仅通过改变加热功率来调节出水温度。
[6]由表1数据知当出水温度高于85℃时，加热功率不变，都为1999W，此时水吸收的热量
Q吸′=c水mΔt′=4.2×103J/（kg•℃）×0.25kg×（88℃-24℃）=6.72×104J
由于无热量损失，所以加热器产生的热量
W′=Q吸′=6.72×104J
由得水时间
（3）[7][8]由于冬季温度变化较大，为得到精准的结论，实验中需要记录水的初温度、末温度以及升高的温度，所以表格①处应该填写水的初温/℃，②处应填水升高的温度/℃。
9．厨艺最讲究“火候”二字，如图甲所示的智能蛋糕机就是通过智能化技术控制制作时间和温度，制作出口感好、营养价值高的蛋糕。该蛋糕机的电路简图如图乙所示，其中R1、R2均为发热电阻（假定电阻不随温度变化），部分参数如下表所示。求：
（1）当开关S1断开，单刀多掷开关S2打到3时，蛋糕机处于 档（选填“高温”、“中温”或“低温”）；
（2）该蛋糕机以高温挡正常工作时，10分钟产生的热量；( )
（3）该蛋糕机正常工作时R2的电阻值；( )
（4）该蛋糕机低温挡的额定功率。( )
【答案】 低温 660000J 220Ω 176W
【解析】（1）[1]当开关S1断开，单刀多掷开关S2打到3时，此时电阻R1、R2串联，根据欧姆定律可知，此时电路中电流最小，再根据电功率公式P＝UI可知，电路中消耗的电功率最小，由参数表可知，此时蛋糕机处于低温档。
（2）[2]蛋糕机在工作过程中将电能完全转化为了内能，所以蛋糕机以高温档正常工作10min产生的热量为
Q＝W＝Pt＝1100W×10×60s＝660000）J
（3）[3]由题意可知，当R1、R2并联接入电路中时，电路中的总电阻最小，电路中的总电流最大，此时为高温档；当R1单独接入电路中时，电路中的总电阻较小，电路中的电流较大大，此时为中温档；当电阻R1、R2串联接入电路时，电路中的总电阻最大，电路中的总电流最小，此时为低温档；
当R1单独接入电路中时，电源电压为
U＝220V
电路总的电功率为
P中＝880W
根据电功率公式P＝UI可知，中温档时电路中通过R1的电流为
根据公式可得
当当R1、R2并联接入电路中时，因为电源电压不变，根据并联电路中电流的规律可知
I总＝I1＋I2
此时为高温档，根据公式P＝UI可知
所以通过电阻R2电流
I2＝ I总－I1＝5A－4A=1A
根据公式可得，电阻R2的阻值为
（4）[4]当电阻R1、R2串联接入电路时，电路中的总电阻
R总= R1+R2=220Ω+55Ω=275Ω
电路中的电流为
根据电功率公式P＝UI可知，电路的总功率为
P＝UI=220V×0.8A=176W
所以低温档的额定功率为176W。
10．小雨家买了一台储水式电热水器。外观如图甲所示，图乙是热水器剖视图。热水器的内胆是密封的，里面有两个通到外部的水管，a是热水出水管，b是冷水进水管。c和d是两个外层包有绝缘材料的电加热管。
（1）关于电热水器下列说法中正确的是 ；
A．电源指示灯发出的红光是红外线
B．电加热管通电时电能转化为内能
C．电加热管里电阻丝用电阻小、熔点低的材料制成
（2）电热水器要使用三脚插头，是为了使电热水器的金属外壳与 相连；
（3）如图甲所示，在热水管和冷水管交会处安有一个水龙头。水龙头的手柄做的较长，这个水龙头的手柄相当于一个 （选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆；
（4）电热水器内胆充满水后才能通电加热。电加热管周围的水吸收热量温度升高，水的体积膨胀，密度变 ；
（5）为了防止电热水器漏电，电热水器生产厂家利用自来水导电能力差的特性，发明了一种“防电墙”技术。即用一段空心绝缘管替换一段热水出水管。通过改变此管的内径和长度来改变管内水的电阻的大小。如图丙所示，四个用同种材料制成的空心绝缘管，A和B内径相同，C和D内径相同，A、B的内径大于C、D的内径。为了增大流经空心绝缘管内水的电阻，减小漏电电流，如果你是设计师，会选用下图中的 绝缘管；
（6）电热水器面板上有两个控制开关S1、S2，火线两个电加热管分别用R1、R2表示，要求S1单独控制R1，S2单独控制R2，两个开关同时闭合时R1与R2同时加热。请你在图丁中，用笔画线代替导线，补全开关控制电加热管的电路，且符合安全用电的原则 。
【答案】 B 大地 省力 小 D
【解析】（1）[1]电源指示灯发出的红光是可见光，不是红外线；电加热管里电阻丝用电阻大、熔点高的材料制成；电加热管通电时电能转化为内能，故B正确。
（2）[2]电热水器要使用三脚插头，是为了使电热水器的金属外壳能够接地，防止漏电造成事故。
（3）[3]水龙头的手柄做的较长，使用开关时，动力臂较长能够省力，所以是省力杠杆。
（4）[4]电加热管周围的水吸收热量温度升高，水的体积膨胀，水的质量不变，所以密度变小。
（5）[5]厂家利用自来水导电能力差的特性，发明了一种“防电墙”技术，所以需要电阻大，同种材料，横截面积越小，长度越长，电阻越大，所以选择D绝缘管。
（6）[6]由题意可知R1与R2并联，两个开关分别控制两个电阻，为了用电安全，必须把开关与火线相连，如下图所示：
11．黄旭华是中国的“核潜艇之父”，为我国核潜艇事业做出巨大的贡献。核潜艇是国家的战略重器，是维护国家安全的基石之一。图甲是核潜艇的外观。
（1）核潜艇在海面下的100m的深处水平匀速行驶过程中，遇到紧急情况，迅速调整艇身仰角（与水平方向的夹角）至30°开始上浮，上浮过程中潜艇始终以不变的速度沿艇身方向行驶，潜艇的深度计显示的潜艇在海面下的深度随时间变化的关系如图乙，则潜艇在第80s时受到海水压强为 Pa（潜艇高度不计，海水密度取1.0×103kg/m3， g取10N/kg），上浮过程中（第50s至第100s）潜艇的速度大小为 m/s；
（2）流动的海水属于流体，核潜艇在海里行驶要考虑流体压强和流速的关系。如图丙所示是演示“流体压强和流速的关系”实验装置，U形管中装有水，直径相同的a、b两管中的水静止时液面相平。如果在右端c处往装置里急吹气，导致b管上方气流速度 （选填“大于”、“等于”或“小于”）a管上方的气流速度，b管与a管的水面上方形成气压差，U形管中 （选填“a”或“b”）管水面升高， （选填“a”或“b”）管水面降低，如果升高端的液面比原来升高了5cm，则此时U形管底部d处左右两侧液体压强差为 Pa。（g取10N/kg）
【答案】 4×105 2 小于 a b 1000
【解析】（1）[1][2]核潜艇在海面下的100m的深处水平匀速行驶过程中，由乙图可求潜艇上浮速度
则潜艇在第80s时所处的深度
则潜艇在第80s时受到的压强
（2）[3]由丙图发现b管上方横截面积比a管上方横截面积大，则b管上方气流速度小于a管上方的气流速度。
[4][5]由于流体流速大的位置压强小，所以b管与a管的水面上方形成气压差，a管的水面上方气流速度大，压强小，则a管水面升高，b管水面降低。
[6]升高端的液面比原来升高了5cm，则两侧液面高度差为10cm，则两侧液体压强差
12．如图甲是某自动控温电热水器的电路图，其中控制电路电压恒为6V，R1为热敏电阻，置于水箱中产生的热量对水箱中水温的影响忽略不计，R1阻值随温度变化的关系如图乙所示，R2为可调电阻，用来设定电热水器的水温。R3、R4为纯电热丝，均置于水箱中，R3=22Ω；电磁铁线圈电阻忽略不计，当电磁铁电流达到0.2A时，继电器衔铁被吸下来。（工作过程中，电源电压均保持不变），请完成下列问题：
（1）图甲中电磁铁的上端为 （选填“N极”或“S极”）；
（2）加热时电热丝R3的功率为 ；
（3）如果电热水器储有60kg的水，电路处于加热状态，正常工作1小时，产生的热量80%被水吸收，则水温升高了 ℃；[c水=4.2×103J/（kg•℃），结果保留1位小数]
（4）如果将电热水器水温设为60℃，R2的阻值应该调至 Ω。
【答案】 S极 2200W 25.1 20
【解析】（1）[1]电磁铁是根据电流的磁效应制成的，图甲中电流从电磁铁的上端外侧流入，由安培定则可知，线圈的下端为N极，其上端的磁极为S极。
（2）[2]分析甲图可知，当衔铁与上方触点接通时，电路中只有R3工作，为加热状态，
当衔铁与下方触点接通时，电路中R3与R4串联，一起工作，为保温状态，加热时电热丝R3的功率为
（3）[3]电路处于加热状态，正常工作1小时，产生热量
Q=Pt=2200W×3600s=7.92×106J
产生的热量80%被水吸收，则水吸收热量
Q吸=80%×Q=80%×7.92×106J=6.336×106J
由Q吸=cmΔt变形得，水升高的温度
（4）[4]如果将热水器中的水温设置为60℃，此时控制电路中的电流刚好为0.2A，由可知此时控制电路的总电阻
由图像可知，60℃时R1的阻值为10Ω，则R2的阻值为
R2=R总-R1=30Ω-10Ω=20Ω
13．如图所示，先用大小为200N的拉力 F1把重为150N的物体甲从A点竖直向上加速拉至B 点，h=2m，再用平行于斜面大小不变的拉力F2把甲沿斜面从C点拉至与B点等高的D点；如图所示，用大小相同的拉力F2将物体乙沿水平地面从O点直线拉至P点。已知 F2=120N，甲在CD 段的速度—时间图像和乙在OP段的路程—时间图像如图所示。 求：
（1）F1所做的功是多少？( )
（2）利用斜面提升甲的机械效率是多少？( )
（3）F2在OP段做功的功率是多少？( )
（4）甲在CD段受到的摩擦力为 f1和乙在OP段受到摩擦力为 f2，则f1 f2（选填“=”或“≠”）。
【答案】 400 62.5% 60 ≠
【解析】（1）[1]不用机械直接提升物体甲做的功为有用功，即F1做的功为
W有=F1h=200N×2m=400J
（2）[2]利用斜面提升甲所做的功是总功，由甲在CD 段的速度—时间图像可知，甲运动的速度v=0.4m/s，CD段路程为
s=vt=0.4m/s×10s=4m
将甲从C拉到D所做的总功为
W总=F2s=120N×4m=480J
所以利用斜面提升甲的机械效率是
（3）[3]乙在OP段的路程—时间图像可知，乙在10s内通过的距离为5m，对乙做的功为
W乙=F2sOP=120N×5m=600J
F2在OP段做功的功率为
（4）[4]由图3可知，甲在CD段（在斜面上）做匀速直线运动，且速度大小为0.4m/s,虽然甲物体处于平衡状态，但拉力F2既要克服物体与斜面间的摩擦力，也要克服物体的重力，所以拉力F2与摩擦力f1不是一对平衡力，则F2≠f1；乙在OP段（在水平面上）做匀速直线运动，且速度为0.5m/s,此时乙受到的拉力、摩擦力是一对平衡力，则F2=f2；由此可见：f1≠f2。
14．质量为48.5kg的机器人携带1.5kg的快递件乘坐电梯上楼，如图1（g取10N/kg）
（1）电梯上升过程速度随时间变化图像如图2，求：
①匀速阶段电梯上升的距离；
②匀速阶段电梯对机器人支持力的功率；
（2）离开电梯后，机器人受到水平向前的动力F，其所受地面阻力是总重力的0.2倍，从电梯口O点匀速直线运动4s到A点时撤去动力，然后减速运行0.5s到房门前C点，随后静止在C点，求：
①在方框中画出机器人（包括快递件）在B点的受力示意图，用“”表示机器人；
②以机器人在O点为计时起点，在图3中画出0~5s机器人所受阻力的大小随时间变化的图像；
（3）现有图4装置，放置在五楼窗口，小明操作机器从一楼匀速提升质量同为1.5kg的快递件到五楼，该过程此装置的机械效率为50%，则牵拉绳子的力是 N。
【答案】 9m 750W 15
【解析】（1）[1]由图2可知电梯在2~8s内匀速上升，此时的速度为1.5m/s，由可知，匀速阶段电梯上升的距离
s=vt=1.5m/s×(8s-2s)=9m
[2]机器人和快件的总重力
G总=m总g=(48.5kg+1.5kg)×10N/kg=500N
因为机器人做匀速直线运动，所以，由二力平衡条件可知，匀速阶段电梯对机器人支持力
F支=G总=500N
则支持力做功的功率
（2）[3]由题意可知，机器人在B点不再受到水平向前的动力F，由题意可知，机器人受到地面的阻力大小为
f=0.2G总=0.2×500N=100N
此时机器人相对于地面向右运动，因此机器人受到的阻力方向水平向左，由于机器人在水平方向上运动，此时机器人在竖直方向上受力平衡，即机器人受到地面的支持力与机器人的重力是一对平衡力，故机器人（包括快递件）在B点的受力示意图，如图所示：
[4]由于0~4.5s内机器人对地面的压力和接触面的粗糙程度都没有发生变化，因此0~4.5s内机器人所受阻力的大小不变，仍为100N，4.5s~5s内，机器人静止，不受阻力，因此0~5s机器人所受阻力的大小随时间变化的图像如图所示：
（3）[5]快递件的重力
G=mg=1.5kg×10N/kg=15N
由图4可知，承担动滑轮绳子的股数n=2，由
可知，牵拉绳子的力
15．2020年11月10日，中国万米载人深潜器“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底，深度达10909m。图甲是“奋斗者”号模型，图乙是它的部分结构示意图。“奋斗者”号总质量为20t，其底部装配有质量为2t的可抛弃压载铁，中部安装有固体浮力材料，载人舱为空心球体。除载人舱及部分电路设施外，其余部分与海水相通。“奋斗者”号在海水中依靠改变自身重力和受到的海水浮力实现无动力下潜和上浮。不考虑海水的流动影响，忽略深潜器部件受到海水压力后的体积变化。（海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）若在10909m深度处，海水产生的压强为1.1×108Pa，此处海水在载人舱外壳2×10﹣4m2的面积上产生的压力为多少？( )
（2）若固体浮力材料质量为2400kg，密度为600kg/m3。求：
①固体浮力材料的体积为多少？( )
②固体浮力材料完全浸没在海水中时，受到的浮力和自身重力之差为多少？( )
（3）“奋斗者”号完全浸没在海水中后匀速下潜，接近海沟底部时，抛掉质量为m的压载铁后悬浮在海水中，待海底科研任务结束后，抛掉剩余的全部压载铁后匀速上浮至海面。若 “奋斗者” 号只在竖直方向实现下潜和上浮，船身与水平面平行，下潜和上浮过程中所受阻力大小不变、方向与运动方向相反，压载铁的密度为8.0×103kg/m3，则“奋斗者”号在抛掉质量为m的压载铁后所受海水的浮力为 N。
【答案】
【解析】（1）[1]此处海水在载人舱外壳2×10﹣4m2的面积上产生的压力为
故海水在载人舱外壳2×10﹣4m2的面积上产生的压力为。
（2）[2][3]固体浮力材料的体积为
故固体浮力材料的体积为；固体浮力材料完全浸没在海水中时，受到的浮力
自身重力为
浮力与自身重力差为
则浮力与自身重力差为1.6×104N。
（3）[4]设“奋斗者”号的体积为V船，由题匀速下沉时
……①
压载铁全部抛完匀速上升时
……②
两式相加可得
=……③
当抛掉质量为m的压载铁后，“奋斗者”号悬浮，则
……④
令③-④×2整理得
ρ水（V铁-2V铁剩）=ρ铁（V铁-2V铁剩）
可知
V铁-2V铁剩=0
即
船和压载铁总质量20t，压载铁质量为2t，则船的质量为18t，即18000kg，则船的重力
G船=18000kg×10N/kg=1.8×105N
则“奋斗者”号在抛掉质量为m的压载铁后所受海水的浮力为
答：（1）此处海水在载人舱外壳2×10﹣4m2的面积上产生的压力为；
（2）固体浮力材料的体积为4m3；固体浮力材料完全浸没在海水中时，受到的浮力和自身重力之差为1.6×104N；
（3）“奋斗者”号在抛掉质量为m的压载铁后所受海水的浮力为1.9×105N。
16．小明用如图甲所示的装置来探究“弹簧的伸长跟拉力的关系”，弹簧的一端固定在木板上，他先在木板上标上0～7.00cm的刻度，把木板竖直放置，在弹簧下端挂钩码（每个钩码的质量为50g），实验数据记录如下表。（g＝10N/kg）
（1）当挂3个钩码时，指针所对刻度如图乙，此时弹簧的伸长量 cm；
（2）分析表中的数据可得：在弹性限度内， ；
（3）小明想用该装置设计一个直接测量液体密度的“密度秤”，他找来一个质量为50g的小桶，挂在弹簧下面的挂钩上，测量时，在桶中加满待测液体，根据指针指示的刻度，就能直接读出液体的密度；
①该“密度秤”的零刻度线应在 cm刻度处；
②在桶中加满水指针指在3cm刻度处，如图丙，则该桶的容积是 cm3；
③该“密度秤”能测量的最大的密度是 g/cm3；
④小明想增大该“密度秤”的量程，在不更换弹簧的前提下，你的办法是 。（写出一种即可）
【答案】 1.50 弹簧的伸长量和拉力成正比 2.50 50 4.5 换用质量更小的小桶（答案合理即可）
【解析】（1）[1]先判断出刻度尺的分度值，再读出弹簧原长和弹簧的伸长量，由图中刻度尺的分度值为1mm，弹簧的原长为2.00cm，现在弹簧的长度为3.50cm，故弹簧的伸长为
（2）[2]通过横向分析表中数据可以看出，在弹性限度内，钩码个数变成原来的几倍，即拉力变为原来的几倍，弹簧的伸长量也变为原来的几倍，所以得出：在弹性限度内，弹簧的伸长量与拉力成正比。
（3）[3]由甲、乙两图可知，当挂3个钩码，即150g时，弹簧伸长1.50cm，由
可知，伸长1cm时物体的质量为100g，故当质量为50g的小桶挂在弹簧下面的挂钩上时，弹簧伸长0.50cm，长度变为2.50cm，即该“密度秤”的零刻度线在2.50cm处。
[4]在桶中加满水，指针指在3cm刻度处，和未装水时相比，弹簧伸长量为
故桶中水的质量为50g， 根据可知，桶的容积为
[5]由于木板上的刻度最大为7.00cm，所以“密度秤”能测量的最大质量为
该“密度秤”能测量的最大的密度为
[6]在测力计量程一定的情况下，由“密度秤”能测量的最大质量是一定的，减小桶的质量，则相同体积的桶内可以装的液体的质量更大，由可知，可以测的液体密度更大，可以增大该秤的称量范围。
17．（1）“”是汽车应用的一种新型技术，也叫“平行显示系统”。其原理是：位于仪表台后端的显示屏将车速、导航等信息投射到贴有透明反射膜的前挡风玻璃上，挡风玻璃将光反射给驾驶员，驾驶员就看到显示屏的虚像，让司机在不低头、不转头时就能看到车辆行驶信息。请在图中作出人眼通过前挡风玻璃看到显示屏上A点的像的光路图；
（2）一束平行于主光轴的光经过某凸透镜后的光路图如图甲所示，凸透镜的光心在0cm处。把物体MN放在凸透镜前某位置，如图乙所示；
①把图乙中N点发出的两条光线的光路补充完整 ；（a平行于主光轴，b过0cm处）；
②物体MN经凸透镜后成 （选填“倒立”或“正立”）、 （选填“放大”或“缩小”）的 （选填“实像”或“虚像”）， （选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”）就是利用该原理成像的。
【答案】 倒立 放大 实像 投影仪
【解析】（1）[1]利用平面镜成像的特点：像与物关于平面镜对称，作出A点关于挡风玻璃的对称点，即为其像点A'，根据反射光线反向延长通过像点，连接与平面镜的交点即为入射点O，OB即为反射光线，AO为入射光线，如下所示：
（2）①[2]根据图乙可知，平行于主光轴的光线经过凸透镜后过焦点，光线平行于主光轴，经凸透镜折射后过另一侧的焦点；光线经凸透镜的光心后传播方向不改变，据此作图；
②[3][4][5][6]焦点到凸透镜光心的距离叫焦距，故焦距为2cm，由图乙知，物体在一倍焦距和二倍焦距之间，此时成倒立、放大的实像，生活中投影仪就是依据此原理制成的。
18．图甲为热敏电阻的R-t图象，图乙为用此热敏电阻R和电磁继电器组成的一个简单恒温箱温控电路（U为恒压电源），继电器线圈的电阻为30Ω，图中的“电源”是恒温箱加热器的电源，当线圈中的电流大于或等于20mA时，衔铁被吸合，加热器停止工作，实现温控。
（1）恒温箱内的加热器应接在 （选填“A、C”或“B、D”）端；
（2）要实现对50℃~100℃之间任一温度的控制，该装置恒压电源U至少为 V；若恒压电源U为4V，则滑动变阻器R'的最大阻值为 Ω。
【答案】 A、C 2.4 120
【解析】（1）[1]由题意知，衔铁被吸合，加热器停止工作，则衔铁松开时，加热器工作。所以恒温箱的加热器应接在A、C端。
（2）[2]衔铁被吸合时，控制电路的电流至少为20mA，继电器两端的电压
U1=I1R线圈=0.02A×30Ω=0.6V
由图乙知，电磁铁与热敏电阻及滑动变阻器串联在控制电路中。由图甲知，热敏电阻的阻值随温度升高而降低。据串联电路的分压特点知，热敏电阻越大，分得的电压越大，所以当温度为50摄氏度，热敏电阻阻值为90Ω时，电源电压最小，此时热敏电阻两端电压
U=I1R1=0.02A×90Ω=1.8V
最小电源电压
U小=U1+U=0.6V+1.8V=2.4V
[3]电源电压恒为4V，电路的总电阻
热敏电阻的阻值越大，分压越大，变阻器两端需要分压越小，所以热敏电阻的阻值为50Ω时，变阻器需要接入电路的阻值最大，滑动变阻器的最大阻值
R最大=R-R线圈-R1=200Ω-30Ω-50Ω=120Ω
19．广东的春季，天气潮湿，需要除湿，如图1所示为某实验室的自动除湿器。除湿器内部的电路结构由控制电路和工作电路两部分组成，简化后的电路图如图2所示。控制电路中的电源电压U1=12V，调控电阻R0的阻值范围为0﹣1000Ω，R为装在除湿器内的湿敏电阻，其阻值随相对湿度φ（空气中含有水蒸气的百分比，单位为：%RH）变化的图像如图3所示。L为磁控开关，当湿敏电阻R的阻值发生变化时，控制电路中的电流随之发生变化，当电流大于或等于20mA时，L的两个由磁性材料制成的弹片具有了磁性并相互吸合，工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。工作电路两端电压U2=220V，Rg为保护电阻，磁控开关L的线电阻不计。问：
（1）当S接通时，可判断出图2中线圈上端P的磁极是 极；
（2）磁性弹片可能是下列哪些材料组成 ；
A．钴、锌
B．铁、铝
C．钴、镍
D．铁、钢
（3）开关S闭合后，磁控开关L的两个弹片就具有了磁性，其原理与以下哪个装置相同？ （填写字母）；
A．电动机
B．电磁铁
C．发电机
D．话筒
（4）因实验室内有较敏感的器件，要求相对湿度控制在45%RH以内，则R0调控电阻的阻值不能超过 Ω；
（5）由图3可知，湿敏电阻R的阻值随着相对湿度的增加而 ；在磁控开关L闭合条件不变的情况下，若要早点开始除湿，则应将控制电阻R0的阻值 （以上两空均选填“增大”或“减小”）。
（6）小明查看了该除湿器的铭牌，其中有一参数为“除湿量1.2kg/h（30℃80%RH）”，表示在30℃、相对湿度80%的情况下每小时的除水量，相关资料显示在该环境条件下的室内空气含水量是30g/m3。小明所在的实验室环境温度为30℃、相对温度80%，体积为200m3，想使用这台总功率为1100W的除湿器为实验室除湿，如果每次都能把该实验室里的水分除干，则除湿一次需要消耗电能 J。
【答案】 N C B 500 减小 减小 1.98×107
【解析】（1）[1]当S接通时，电流从螺线管上端流入，由安培定则可判断出图2中线圈的上端P的磁极是N极。
（2）[2]磁性材料是指铁、钴、镍等物质，磁性弹片需要用磁性材料，锌、铝不是磁性材料，钢是磁性材料，但钢是硬磁性材料，通电时有磁性，断电时磁性不会消失，不适合做磁性弹片，故ABD不符合题意，C符合题意，故选C。
（3）[3]开关S闭合后，磁控开关L的两个弹片在电流的作用下被磁化成异名磁极，异名磁极相互吸引，利用了电流的磁效应：
A．电动机的原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故A不符合题意；
B．电磁铁的原理是导体通电产生了磁场，即电生磁，属于电流磁效应，故B符合题意；
CD．发动机和话筒的原理都是电磁感应，故CD不符合题意。
故选B。
（4）[4]由图3可知，当相对湿度控制在45%RH时湿敏电阻R的阻值
R′=100Ω
电流为
此时L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。根据欧姆定律可得，电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，调控电阻R0的阻值
R0=R总﹣R′=600Ω﹣100Ω=500Ω
（5）[5][6]根据图3可知湿敏电阻R的阻值随着相对湿度的增加而减小，若要早点开始除湿，即相对湿度减小，湿敏电阻阻值变大，由于衔铁被吸下的电流不变，根据欧姆定律可知，若U1不变，I不变，则R总不变，所以需要减小控制电阻R0的阻值。
（6）[7]根据密度公式可知实验室内水蒸气的质量为
m=ρV=30g/m3×200m3=6000g=6kg
除湿一次的时间为
消耗的电能为
W=Pt=1100W×1.8×104s＝1.98×107J
20．如1图所示，2018年5月23日中央新闻报道，我国自行设计制造的新型磁悬浮列车工程样车运行试验取得成功，时速可达160公里以上，列车由于车体与轨道不接触、无摩擦，具有噪音低损耗小、易维护等优点，被誉为“零高度飞行器”.这种兼具高速与中低速磁浮交通优点的新型磁悬浮列车将为我国城市间提供一种方便快捷的绿色轨道交通工具.
（1）磁浮列车是在车厢底部和轨道上分别安装了磁体，并使它们的同名磁极相互 ，车体与轨道不接触，无摩擦，列车能够在轨道上方几厘米的高度上飞驰，避免了来自车轮与轨道之间的摩擦.
（2）如2图所示，列车站台设计成中间高两边低的原因是：进站时列车由于 要保持原来的运动状态冲上站台；从能量转换的角度来说，当列车出站时从高度较高的地方下行，它的 ，不用消耗过多的电能或化学能等能量.
（3）如3图所示，当列车进站时，乘客必须站在站台和黄色线以外的位置候车才安全的原因是 .
（4）小张乘坐列车时看见两旁的房屋迅速向东退去，则列车相对于地面正在向 行驶.
【答案】 排斥 惯性 重力势能转化为动能 列车开动时带动周围的空气流动，流体流速越大，压强越小，人如果站的太靠近列车，会被“吸入”引发危险 西
【解析】（1）磁浮列车是在车厢底部和轨道上分别安装了磁体，并使它们的同名磁极相互排斥，车体与轨道不接触，无摩擦，列车能够在轨道上方几厘米的高度上飞驰，避免了来自车轮与轨道之间的摩擦.
（2）如2图所示，列车站台设计成中间高两边低的原因是：进站时列车由于惯性要保持原来的运动状态，所以会冲上站台；
从能量转换的角度来说，较高时重力势能较大，下行时转化为动能，即当列车出站时从高度较高的地方下行，它的重力势能转化为动能，所以不用消耗过多的电能或化学能等能量.
（3）如3图所示，当列车进站时，乘客必须站在站台和黄色线以外的位置候车才安全的原因是：列车运行时带动空气流动，所以靠近列车的地方空气流速大，而流速越大，压强越小，外侧空气流速较慢，压强大，在此压强差的作用下，人若站在近处，会被推向列车而发生危险．
（4）小张乘坐列车时看见两旁的房屋迅速向东退去，它是以自己或列车为参照的，以地面为参照物时，列车正在向西行驶．
点睛：重点是流体压强与流速关系的应用，牢记流速大的地方压强小的规律，中考中也是常出现的题目类型，要能用此特点解释生活中的相关现象．
（限时25分钟）
1．老师给小宁一个暗箱，其表面有两个接线柱M、N，它们之间电阻值RMN恒定不变。小宁利用如图甲所示电路（电源电压不变）进行实验：在开关S、S1都闭合和开关S闭合、S1断开两种情况下，改变电阻箱R1的阻值，读取电流表示数，绘制了如图乙所示的电流表示数I随R1变化的曲线。由上述信息可知：
（1）电源电压U为 V；
（2）RMN为 ；
（3）图乙中曲线 （填“A”或“B”）是根据开关S、S1都闭合时测得的实验数据绘制的；
（4）老师告诉小宁，暗箱的M、N之间只接有两个定值电阻：一个阻值为R0（R0值已知），另一个阻值未知，假设为Rx。求Rx的值。( )（用R0、RMN表示）
【答案】 6 10Ω B 见解析
【解析】（1）[1]（2）[2]（3）[3]当开关S、S1闭合时，RMN短路，只有R1接入电路，电流表测电流，R1两端电压等于电源电压；当开关S闭合，S1断开时，RMN与R1串联。由图乙得，B曲线当R1为30欧时，电流为0.2A，A曲线当R1为20欧时，电流为0.2A，根据串联总电阻关系，B曲线为开关S、S1闭合，A曲线为开关S闭合，S1断开。电源电压为
解得
（4）[4]因为暗箱的M、N之间只接有两个定值电阻R0和RX，串联电路中的总电阻比任何一个分电阻都要大，并联电路中的总电阻比任何一个分电阻都要小，若
R0则R0和Rx应串联，所以
Rx=RMN-R0
若
R0>RMN
则R0和Rx应并联，即有
2．显微镜主要由物镜和目镜两组透镜组成，被观察的细微物体先在物镜中成一个像，这个像就相当于目镜中的物体，然后它在目镜中再次成像。如图，F1为物镜的焦点，F2为目镜的焦点，图中已出细小物体AB在物镜中所成像A’B’的光路图，以及A’B’射向目镜的两条光线。
（1）该显微镜的物镜相当于 （选填“凸透镜”、“凹透镜”）；
（2）请你画出光线a，b经目镜L2折射后的光线；
（3）与A’B’对比，目镜L2所成的像是一个 （选填“正立”或“倒立”）、 （选填“实像”或“虚像”）。
【答案】 凸透镜 正立 虚像
【解析】（1）[1]由图可知，平行于主光轴的光线经透镜后向焦点会聚，因此显微镜的物镜相当于凸透镜。
（2）[2]显微镜的目镜相当于放大镜，因此根据凸透镜成像规律作图，如下：
（3）[3][4]显微镜的目镜相当于放大镜，因此相对于A’B’成的是正立放大的虚像。
3．读短文，回答问题。
闯红灯违章抓拍系统工作原理
如图甲所示，是马路路口的闯红灯系统，图乙是该系统的简化示意图，该系统实际上是一个电磁继电器，控制电路中的光控开关实际上是一个光敏电阻，它在感受到交通信号灯发出的红色光而自动闭合；埋藏在路口停车线前面路面下的电子脉冲感应开关中的感应线用能感应到路面上汽车通过时发出的电子脉冲，从而使得电子脉冲感应开关自动闭合。当红灯亮起，汽车越过了停车线而闯红灯时，受拉电路接通，摄像头对违规车辆进行摄像或拍照。
（1）请根据短文描述，用笔画线代替导线将图乙电路连接完整，要求电流从A端流入。
（2）电磁继电器实际上是用电磁铁控制电路的一种 （选填“用电器”、“开关”或“电源”），红灯亮时，当汽车通过，电磁铁 磁性（选填“有”或“没有”），电磁继电器中的衔铁 （选填“可以”或者“不可以“）用铜质材料代替；
（3）当图乙中控制电路接通时，电路中电磁铁的上端为 极；此时若对调电源正负极，则 （选填“会”或者“不会”）影响摄像系统的工作。
【答案】 开关 有 不可以 N 不会
【解析】（1）[1]根据题意可知，当光控开关接收到红光时，开关自动闭合，此时，若汽车越过了停车线，电子脉冲感应开关中的感应线圈能感应到路面上汽车通过时发出的电子脉冲，则整个控制电路接通，继电器的衔铁就被吸下，工作电路中摄像系统电路接通开始工作，拍摄违规车辆，当光控开关没有受到红光照射时，光控开关断开，此时电磁铁无磁性，衔铁没有被吸引，接摄像系统不工作；连接时，根据电流流向，电流经光控开关，从A端流入电磁铁，再从电磁铁流出，经电子脉冲感应开关，回到电源的负极，如下图所示：
（2）[2][4]电磁继电器实际上是用电磁铁控制电路的一种开关，其作用是用低电压、弱电流电路的通断来控制高电压、强电流电路的通断，以确保人的安全操作；具有磁性电磁铁只能吸引铁钴镍等物质，不能吸引铜，所以衔铁不可以用铜质材料代替。
[3]红灯亮时，当汽车通过，光控开关和电子脉冲感应开关都闭合，电路接通，电磁铁具有磁性，衔铁落下，摄像头对违规车辆进行摄像或拍照。
（3）[5]当图乙中控制电路接通时，根据安培定则，电路中电磁铁的上端为N极。
[6]此时若对调电源正负极，根据安培定则，只改变螺线管的极性，螺线管仍有磁性，仍会吸引磁铁，不会影响摄像系统的工作。
4．体育锻炼与物理密不可分，回答下列问题。
（1）如图1所示，体重60kg的小明做引体向上，在1min时间内完成了8个，每次匀速上拉，身体重心上升0.4m，则他每完成一次引体向上做功 J。1min内的平均功率是 W。匀速拉升的过程中，他的机械能 （填“增大”“减小”或“不变”）（g取10N/kg）；
（2）如图2是某消防员训练爬杆和爬绳的情况，他受到的摩擦力为f杆和f绳，当他顺着比杆粗糙的绳两次匀速向上爬时，f杆 f绳（选填“>”“=”或“＜”），此时消防员所受摩擦力的方向 。在紧急集合时，消防员需要抓住竖直的杆从楼上滑下，如果某消防员自身及装备质量共80kg，当他用500N的力抓着竖直的杆匀速下滑时，杆对人的摩擦力大小 N；接近地面时，他增大握力，则此时杆对手的摩擦力将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）某训练用空心球的体积为600cm3，空心部分体积为400cm3将其放入水中静止后，有一半的体积露出水面，则空心球的实心部分密度为 g/cm3；若将空心球的空心部分注满酒精，将其浸没于水中后松手，则该球将 （选填“上浮”“悬浮”“或“下沉”，ρ酒精=0.8×103kg/m3）。
【答案】 240 32 增大 = 竖直向上 800 变大 1.5 下沉
【解析】（1）[1][2][3]小明所受的重力
G=mg=60kg×10N/kg=600N
每次上升高度h=0.4m，则将身体向上拉起一次所做的功
W=Gh=600N×0.4m=240J
时间为
t=1min=60s
在1min时间内完成了8个引体向上，则他在1min内做的总功
W总=8W=8×240J=1920J
平均功率为
匀速拉升的过程中，他的质量不变，速度不变，动能不变；同时高度增大，重力势能增大；因为机械能等于动能与重力势能之和，所以他的机械能增大。
（2）[4]消防员训练爬杆和爬绳时，均做匀速直线运动，受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力，这两个力是一对平衡力，大小相等，两次的摩擦力都等于消防员的重力，故f绳=f杆。
[5][6][7]在紧急集合时，消防员需要抓住竖直的杆从楼上滑下，如果某消防员自身及装备质量共80kg，当他用500N的力抓着竖直的杆匀速下滑时，杆对人的摩擦力大小与人的总重力是一对平衡力，故摩擦力为
f=G=mg=80kg×10N/kg=800N
接近地面时，他增大握力，对杆的压力变大，接触面的粗糙程度不变，则此时杆对手的摩擦力将变大，速度逐渐变小，最终停止地面上。
（3）[8][9]空心球放入水中静止后，有一半的体积露出水面，此时空心球漂浮，球排开水的体积
由漂浮条件可知，空心球的重力
G球=F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×300×10-6m3=3N
则球的质量
球实心部分的体积
V=V球﹣V空=600cm3-400cm3=200cm3=2×10-4m3
空心球的实心部分密度
将空心球的空心部分注满酒精时，酒精的质量
m酒精=ρ酒精V空=0.8×103kg/m3×400×10-6m3=0.32kg
酒精和球的总质量
m总=0.32kg+0.3kg=0.62kg
此时酒精和球的平均密度
所以该球将下沉。
5．半导体二极管
半导体二极管主要由P型半导体、N型半导体、接线端、外壳组成，其结构及对应的电路符号如图甲、乙所示。二极管具有单向导电性，当二极管两端加正向电压时，电流从正接线端流进二极管时，二极管导通，相当于一根导线，必须说明，当加在二极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导通，只有当正向电压达到某一数值（锗管约为0.1V，硅管约为0.5V）以后，二极管才能真正导通，导通后二极管两端的电压基本上保持不变（锗管约为0.3V，硅管约为0.7V）。而电流负接线端流入时，二极管断路，实际上不会有电流通过。
（1）如图丙，已知电源电压为3V，则开关S闭合后，灯泡L （能/不能）发光，电压表的示数为 V；
（2）如图丁所示，将一个锗材料二极管、电阻R和电流表串联接入电路中，电源电压恒为3V不变，电阻R1＝30Ω。开关S闭合后，电流表有示数，电压表的示数为 V，电流表示数为 A；
（3）科研人员利用P型元件和N型元件串联，如图戊所示，当电流通过时，P、N型材料的两端会产生温度差（珀尔帖效应），从而制成了电脑的散热器，如图所示，在电流方向由N流向P的地方吸热，而在电流方向从P流向N的地方放热。如图相当于一个 联电路，靠近电脑发热体（CPU）的是图中 （上方/下方）的陶瓷片。
【答案】 不能 3 0.3 0.09 串 下方
【解析】（1）[1][2]由甲图可见，电流从二极管的“-”极流进，从“+”极流出，此时二极管断路，因此开关闭合后灯泡不能发光，但电压表的两端与电源的两端相连，故电压表的示数为3V。
（2）[3][4]由题意知，当电路中由电流时，锗管两端的电压约为0.3V，由串联电路电流的规律知，电阻R1两端的电压为
电路的电流为
故电流表的示数为0.09A。
（3）[5][6]由图可知，此图相当于一个串联电路，靠近上面陶瓷片的电流方向是由P→N，靠近下面陶瓷片的电流方向是由N→P，由于在电流方向是P→N的地方放热，因此上端应是半导体元件放热的地方，在上方电流方向是N→P的地方吸热，因此电脑发热体在下方。
6．学习完电学知识后，小卢同学所在的兴趣小组发现：电学量的变化往往能够用来反映力学、热学、光学等物理量的变化。于是小卢设计了一个体重测量仪，其工作原理如图甲所示。R1为踏板下方的压敏电阻，其阻值R1随压力F的变化规律如图乙所示，把电流表A1改装成体重测量仪。
（1）关于该体重测量仪，下列说法中错误的是 。
A．体重越重，体重测量仪示数越大
B．闭合开关S后该体重测量仪的指针不能够指到电流表A1的零刻度线处
C．该体重测量仪的刻度是均匀的
（2）该兴趣小组还想再设计一个身高测量仪，小杨同学很快设计出了如图丙所示的电路，用滑片在绷直的电阻丝上滑动代替滑动变阻器，将电压表改装成身高测量仪，但同小组的小丁同学惊呼“这个电路有问题”，请你说说小丁惊呼的理由： 。
（3）在小丁同学的帮助下，小杨同学改进了自己的设计方案，并进一步发现把自己的身高测量仪和小卢的体重测量仪组合在一起，就可以完成身高和体重的同时测量，于是小杨设计出了如图丁所示的电路图。在图丁中，电源U1恒为4.5V，电源U2恒为18V，滑动变阻器R2为竖直固定放置的变阻器，其滑片P可竖直上下移动，接入电路的阻值与接入电路的长度成正比，R3是阻值为20Ω的定值电阻。设计好电路后，该小组身高140cm的小王迫不及待地站上踏板，闭合开关S1、S2，电流表A1示数为0.15A，电压表示数为9V，则小王的重力是 N；当身高180cm的小胡站上踏板时，电压表示数为12V；当小杨同学站上去时，电压表示数为10V，则小杨同学的身高是 cm。
【答案】 C 电路可能会短路 450 150
【解析】（1）[1]A．由图乙可知体重越重，压敏电阻R1的阻值越小，图甲可知电路中的电阻越小电流表的示数越大，故A正确，不符合题意；
B．由图甲可知闭合开关S后，电路中就有电流通过，电流表的示数不会为零，故B正确，不符合题意；
C．由图乙可知体重越重，压敏电阻R1的阻值越小，压敏电阻R1与压力F的的关系为
R1=R0-kF
由公式可得
所以体重测量仪的刻度是不均匀的，故C错误，符合题意。
故选C。
（2）[2]由图丙的电路可知，如果滑动变阻器滑到最下端时，会造成短路，所以电路存在问题。
（3）[3]电源U1为4.5V，电流表A1示数为0.15A，压敏电阻的阻值为
由图乙可知，此时小王的重力是450N。
[4]小王测量身高时，电源U2为18V，电压表示数为9V，R3两端的电压为
U3=U2-U示=18V-9V=9V
根据串联电路分压原理，滑动变阻器R2接入电路的阻值与R3的阻值相等为20Ω。
小胡测量身高时，电源U2为18V，电压表示数为12V，R3两端的电压为
U3＇=U2-U示＇=18V-12V=6V
根据串联电路分压原理，滑动变阻器R2接入电路的阻值是
当小杨同学站上去时，电压表示数为10V，R3两端的电压为
根据串联电路分压原理，滑动变阻器R2接入电路的阻值是
由于滑片P竖直上下移动，接入电路的阻值与接入电路的长度成正比
解得h杨=150cm。所以小杨的身高是150cm。
7．如图甲所示为电子拉力计，图乙是其原理图。拉环不受拉力时，滑片P处于a端，拉环受拉力时，滑片P随之向右滑动。电源电压U=6V，电流表的量程为0∼0.6A，定值电阻R0=5Ω，ab是一根长为5cm的均匀电阻丝，其阻值R1=25Ω，忽略摩擦。
（1）电流表的示数随拉力的增大而 （选填“增大”“减小”或“不变”）；
（2）由图乙知，拉力表的零刻度线应刻在电流表 处；
（3）拉力计内部弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间的关系如图丙所示。开关闭合后，当电流表指针指在0.4A处时，R1接入电路的阻值是 Ω，作用在拉环上水平向右的拉力是 N；
（4）该拉力计能测量拉力的范围是 N，若想增大测力计的范围，可以采取的方法是 。
【答案】 增大 0.2A 10 300 0∼400 减小电源电压
【解析】（1）[1]电路是与串联的电路，电流表测量电路中的电流。由电路图可知，当拉力变大时滑片向右移动，连入电路的电阻丝长度减小，接入电路的电阻减小，根据欧姆定律可知电路中电流增大。
（2）[2]当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，闭合开关S后，与定值电阻串联，根据串联电路的特点和欧姆定律可知电流表的读数应为
（3）[3]当电流表读数为时，根据欧姆定律，可得两端的电压为
则根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得两端的电压为
根据得接入电路部分的电阻
[4]因电阻丝的电阻值与长度成正比，ab是一根长为5cm的均匀电阻丝，其阻值，每1cm电阻丝的电阻是，，故可知弹簧被拉长的长度为
对照图乙，可知作用在拉环上的水平向右的拉力为。
（4）[5]当电流最大为时，根据欧姆定律，可得两端的电压为
则根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得两端的电压为：
根据得接入电路部分的电阻
可知弹簧被拉长的长度为
对照图乙，可知作用在拉环上的水平向右的拉力为，即该拉力计能测量拉力的范围是。
[6]要增大拉力，即变阻器接入电路的电阻更小，而电流表示数最大值不变，由欧姆定律可知，应该减小电源电压或增大定值电阻。
8．如图 是某科技小组设计的利用太阳能给 LED 路灯供电的自动控制电路的示意图（未画完整）。其中，R是光敏电阻，其电阻大小会随着光照强度的变化而变化。当流经电磁铁A的电流 I≥30.0mA 时，太阳能电池板与蓄电池形成闭合回路，蓄电池处于充电状态。下表为光敏电阻R、流经电磁铁A的电流I与光照度 E 的测试数据。
（1）由表中可知，R的阻值会随光照度E的增强而 。（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（2）白天，太阳能电池板将 能转化为 能，再通过蓄电池转化为 能。傍晚，当光照度小于 Lux 时，流经电磁铁A的电流 I<30.0mA 时，动触点D会与静触点 （选填“G、H”或“E、F”）接触，LED 开始工作；
（3）请根据上述描述将图的电路设计图连接完整，工作电路能正常工作（图中已给出静触点 E、F、G、H 的四根引线）( )
（4）当光照度为30Lux时，R两端的电压是多少？( )
（5）当光敏电阻R为20Ω时，持续了1min，R产生的热量是多少？( )
【答案】 变小 太阳 电 化学 15 E、F 2.97 1.08
【解析】（1）[1]由表中可知，光照度E越大，R的阻值越小，光照度E会随光照度E的增强而变小。
（2）[2][3][4]目前直接利用太阳能的方式之一是用太阳能电池把太阳能转化成电能。白天，太阳能电池板将太阳能转化为电能，再通过蓄电池转化为化学能。
[5][6]由题知，当线圈A中的电流I≥30.0mA时，动触点D与静触点G、H接触；当线圈A中的电流I<30.0mA时，动触点D与静触点E、F接触，根据表数据，即当光照度小于15 lux ，LED开始工作。
（3）[7]白天充电（动触点D与静触点G、H接触）、夜晚供电（动触点D与静触点E、F接触），据此连接电路电路图如右图所示：
（4）[8]当光照度为30Lux时，光敏电阻为10Ω，线圈中电流33.3mA，当光敏电阻为20Ω，线圈中电流30.0mA，根据串联电阻的规律及欧姆定律和电源电压不变有
故
R0=90Ω
U=3.3V
由欧姆定律可知当光照度为30Lux时，由欧姆定律R两端的电压是
U30=I1 R0=0.033A×90Ω=2.97V
（5）[9]当光敏电阻R为 20Ω时，由串联电阻规律和欧姆定律电路的电流为
持续1min，R产生的热量是
9．主动式空气净化器。
净化器的工作原理为：机器内的马达带动风扇使室内空气循环流动，污染的空气，通过机内的空气过滤网后将各种污染物吸附。主动式空气净化器还会在出风口加装负离子发生器，将空气不断电离，产生大量负离子，被微风扇送出，形成负离子气流，达到清洁、净化空气的目的。下表为某型号的主动式空气净化器的参数。CADR是反映其净化能力的性能指标，CADR值越大，其净化效率越高，利用CADR值，可以评估其在运行一定时间后，去除室内空气污染物的效果。可按下列公式计算CADR=2.4V/t（V：房间容积；t：空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间）能效比是空气净化器的洁净空气体积和其输入功率之比；净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比。
（1）空气净化器工作时，以机内的过滤网为参照物，空气中的污染物是 （选填“运动”或“静止”）的；颗粒物接近带有负电荷的金属网时受到强烈的吸引力，这主要是因为 ；
（2）如果室内面积为50m2，房间的高度为3m，则该空气净化器理论上使房间污染物的浓度下降90%需要消耗电能 kW·h；
（3）下列说法错误的是 ；
A．进风口流速大，气流外侧的颗粒物也被吸入净化器
B．输入净化器中的功率越大，消耗的电能越多
C．净化器工作时发出的声音不会对人的听力造成损伤
D．净化器的能效比越大，说明该净化器CADR值越大，越节能
E．气流外侧的颗粒物也被吸入净化器，是因为气流处流速大压强小的缘故
F．机器内的马达工作时将电能主要转化成了机械能
（4）该空气净化器工作挡位为3挡时，出风口的面积为0.25m2，则风速为 m/s；
（5）单独使用该净化器10min，规格为2400imp/(kW·h)的电能表指示灯闪烁30次，则该空气净化器在 挡位工作，此时该空气净化器的能效比为 m3/(h·W)；
（6）利用气敏电阻可以检测空气质量，如图乙所示为检测电路，定值电阻R0=10Ω，电源电压恒为28V；如图丙所示为气敏电阻阻值随空气中有害气体浓度β的变化曲线。代用此电路检测该型“净化器的净化效率：净化器启动前，检测电路中电流表的示数为0.7A，此时空气中有害气体浓度是 μg/m3；净化器正常使用30min后，检测电路的电流变为0.1A，则该空气净化器的实际净化效率为 %。
【答案】 运动 带电体吸引轻小物体 0.036 B 0.4 3 4.8 2.0 95
【解析】（1）[1]空气净化器工作时，空气中的污染物相对于过滤网不断发生位置变化，故空气中的污染物相对于过滤网的运动状态是运动的。
[2]带有负电荷的光洁金属网，能够吸引不带电的细小颗粒，这主要是因为带电体具有吸引轻小物体的性质。
（2）[3]该空气净化器净化空气量600m3/h，即每小时净化空气600m3，该房间内空气的体积
V=Sh=50m2×3m=150m3
根据
得到净化时间
需要消耗电能
W=Pt=0.06kW×0.6h=0.036kW·h
（3）[4] A．由于进风口流速大，则压强小，在外界大气压作用下，气流外侧的颗粒物会被压入净化器中，故A正确，不符合题意；
B．输入净化器中的功率越大，由于工作时间未知，所以根据W=Pt可知，不能判断消耗电能的多少，故B错误，符合题意；
C．为了保护听力，一般情况下应控制噪声不超过90分贝，净化器工作时发出声音的响度最大为55分贝，不会对人的听力造成损伤，故C正确，不符合题意；
D．净化器的能效比越大，即空气净化器洁净空气量与输入功率的比值越大，所以，净化效率越高，则CADR值越大，故D正确，不符合题意；
E．由于进风口流速大，则压强小，在外界大气压作用下，气流外侧的颗粒物会被吸入净化器，故E正确，不符合题意；
F．机器内的马达工作时将电能主要转化成了机械能，故F正确，不符合题意。
故选B。
（4）[5]由表格数据可知，该空气净化器工作挡位为3挡时，净化空气量为360m3/h，即每小时净化空气360m3，已知出风口的面积为0.25m2，由V=Sh可得，空气柱的长度
则风速为
（5）[6]电能表指示灯闪烁30次，净化器消耗的电能
工作时间
t′=10min=600s
则净化器消耗的电功率
查表可知，功率为75W时，该空气净化器在3挡位工作。
[7]由净化器能效比的定义可得，此时该空气净化器的能效比
（6）[8][9]由电路图可知，R0、R串联，检测电路中电流表的示数为I=0.7A，电路的总电阻
根据串联电路电阻特点可知，气敏电阻的阻值
R=R总-R0=40Ω-10Ω=30Ω
由图丙可知，气敏电阻阻值为30Ω时，此时空气中有害气体浓度是β1=2.0μg/m3。当检测电路的电流变为I′=0.1A，此时电路总电阻
根据串联电路电阻特点可知，气敏电阻的阻值
R′=R总′-R0=280Ω-10Ω=270Ω
由图丙可知，气敏电阻阻值为270Ω时，此时空气中有害气体浓度是β2=0.1μg/m3。由题意知，净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比；则该空气净化器的实际净化效率
10．如图甲所示，坐位体前屈是初中体育国标测试中的一项，图乙是某学习小组设计的测试仪器的简化电路原理图。
（1）测试者向前推动的测试仪的滑块实际上是滑动变阻器，滑块推动的距离越大，滑动变阻器连入电路的电阻值越大，仪器的示数就越大，则 表反映了被测者的成绩；
（2）若电源电压为6V不变，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A，滑块能被推的最大距离为30cm，滑动变阻器的规格为“15Ω 1A”，R2=10Ω，滑块每移动1cm，R1的电阻变化0.5Ω。为保证电路各元件安全，测试中推动滑块时的最大距离是 cm；
（3）如表是坐位体前屈的得分标准，在某次练习中，小明完成测试后，电流表的示数为0.4A，则此时滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω，他的坐位体前屈得分为 ；
（4）该实验小组将图乙的表盘进行改进，改进后可以直接从电表的表盘上读出对应的长度值，改进后的表盘刻度是 （选填“均匀”或“不均匀”）的；
（5）如下图所示，他们又设计了下列四种方案，其中表盘上的长度刻度值均匀的是 （选填字母）。
A．B． C． D．
【答案】 电压 20 5 8 不均匀 A
【解析】（1）[1]由图乙可知，滑动变阻器R1与定值电阻R2串联接入电路，电流表测量电路中的电流，电压表测量滑动变阻器R1两端的电压，根据滑块推动的距离越大，滑动变阻器连入电路的电阻值越大，仪器的示数就越大可知，当滑动变阻器接入电路的阻值越大，电路中的总电阻越大，根据可知，当电源电压一定时，总电阻R越大，电路中的电流越小，根据U2=I2R2可知，定值电阻R2两端的电压越小，根据串联电路电压规律可知，滑动变阻器R1两端的电压U1=U﹣U2越大，即滑块推动的距离越大，滑动变阻器连入电路的电阻值越大，电压表示数越大。
（2）[2]由于电流表的量程是0~0.6A和滑动变阻器的规格是“15Ω 1A”可知，电路中的最大电流为0.6A，所以当电路中的电流为0.6A时，电路中的总电阻
此时滑动变阻器接入电路的阻值最小，最小阻值
R1=R总﹣R2=10Ω﹣10Ω=0
此时推动滑块移动距离是0cm；当滑动变阻器两端电压为3V时，定值电阻R2两端的电压
U2=U﹣U1=6V﹣3V=3V
通过定值电阻R2的电流
通过滑动变阻器的电流
I1=I2=0.3A
此时滑动变阻器R1接入电路的最大阻值
根据滑片每移动1 cm，R1的阻值变化0.5Ω可知，此时推动滑块移动距离是
所以推动滑块时的最大距离是20cm。
（3）[3][4]当电路中的电流为0.4A时，定值电阻R2两端的电压
U2′=I2′R2=0.4A×10Ω=4V
滑动变阻器R1两端的电压
U1′=U-U2′=6V-4V=2V
滑动变阻器R1接入电路的阻值
根据滑块每移动1cm，R1的电阻变化0.5Ω可知，推动滑块移动的距离是
根据表格数据可知，小明的得分是8分。
（4）[5]滑动变阻R1器两端的电压
所以滑动变阻R1器两端的电压U1与滑动变阻器R1接入电路的阻值的关系不是一次函数关系，而滑动变阻器接入电路中的阻值与滑块移动的距离是一次函数关系，由此可知，电压表的刻度是不均匀的。
（5）[6]A．滑动变阻器与电阻丝串联接入电路，电压表测量挡板P点右侧的那部分电阻丝两端的电压，若滑动变阻器接入电路的阻值一定，电阻丝接入电路的阻值不变，当推动挡板P时，电路中的总电阻不变，根据可知，电路中的电流不变，挡板P点右侧的那部分电阻丝长度均匀变化，其阻值变化均匀，根据U=IR可知，挡板P以右的那部分电阻丝两端的电压均匀变化，故A符合题意；
B．滑动变阻器与电阻丝串联接入电路，电压表测量电阻丝两端的电压，若滑动变阻器接入电路的阻值一定，当推动挡板P时，电阻丝接入电路的长度均匀变化，其阻值变化均匀，电阻丝两端的电压
由于电阻丝两端的电压与电阻丝接入电路的阻值不是一次函数，所以电压表的变化不均匀，故B不符合题意；
CD．滑动变阻器与电阻丝串联接入电路，电流表测量电路中的电流，若滑动变阻器接入电路的阻值一定，当推动挡板P时，电阻丝接入电路的长度均匀变化，其阻值变化均匀，电路中的电流
由此可知，电路中的电流与电阻丝接入电路的阻值不是一次函数关系，所以电流表的变化不是均匀的，故CD不符合题意。
故选A。
11．由我国著名科幻作家刘慈欣创作的科幻小说《三体》中描绘过这样一个未来世界，地球拥有“无限能源（电力）”，所有东西都无需考虑充电问题，汽车不用加油也不需插电就可以在天上飞，杯子里的牛奶握在手里即可加热。无线充电仿佛无时无刻覆盖着地球的每一个角落。而这个幻想也正在逐步变为现实。
（1）市场上支持无线充电的智能手机和充电器大部分采用Qi技术。其原理是：电流流过送电线圈产生磁场，受电线圈靠近该磁场时就会产生电流，给智能手机充电。图1实验与受电线圈处工作原理是相同的是 ；
（2）为研究无线传输电能，某科研小组在实验室试制了无线电能传输装置，在短距离内点亮了灯泡，如图甲所示。实验测得，接在b线圈上的用电器获得的电功率为输入a线圈电功率的40%。若把a线圈接入电压为220V的电源，测得该线圈中的电流为0.2A。b线圈中只接入一盏灯泡，此时该灯泡恰能正常发光，则该灯泡的功率为 W；
（3）如图乙所示，通过安置在插座上的电流转换器，将电能转换为超声波，电动小车上的接收器收到超声波讯号，可将其能量转换为电能为电池充电。已知：接收器接收到的超声波功率P与它和转换器间距离关系满足公式，将超声波能量转化为电能并储存在电池中的效率为50%；小车与转换器间距离L0=1m时，接收器接收到的超声波功率P0=8W：
①当小车与转换器间距离为1m时，电池充电1h所储存的电能为 J；
②该公式中的k值为 W⋅m2；
③若充电时小车与转换器之间距离L=2m，则超声波能量转化为电能的功率为 W，若要储存到和①中相同的电能，需等待 h。
【答案】 C 17.6 1.44×104 8 1 4
【解析】（1）[1]由题意可知，电流流过送电线圈产生磁场，受电线圈靠近该磁场时就会产生电流，给智能手机充电，则可知受电线圈处的工作原理是电磁感应现象：
A．图中是电磁继电器，主要是利用了电流的磁效应，故A不符合题意；
B．图中给金属棒通电，金属棒在磁场中会发生运动，说明通电导体受到磁场力的作用，故B不符合题意；
C．图中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动能够产生感应电流，是电磁感应现象，故C符合题意；
D．上图是探究电磁铁磁性强弱的影响因素实验，利用的是电流的磁效应，故D不符合题意；
故选C。
（2）[2] a线圈的输入功率
P总=UI=220V×0.2A=44W
由题意可得，线圈得到的功率，即灯泡的功率为
（3）①[3]电池充电后，接收器接收到的超声波能量为
由题意知，电池所储存的电能
[4]根据题意可知，当小车与转换器间距离时，接收器接收到的超声波功率，由可知的值
[5]若充电时小车与转换器之间距离，接收器接收到的超声波功率
由于接收器将超声波能量转化为电能并储存在电池中的效率为，所以超声波能量转化为电能的功率
[6]由可知，若要储存到和中相同的电能，需等待的时间
12．由相同材料制成的M、N两固态实心物体，M、N的质量分别为0.3kg、0.1kg；物体M的温度与其吸收的热量关系如题图甲所示（不考虑热量散失），则
（1）若物体N吸收的热量为2.64×103J（未发生物态变化），则它的温度升高了 ℃；
（2）物体M的比热容为 J/(kg·℃)；
（3）请写出物体M在BC段温度不变的原因 ；
（4）图乙（a）为装有200mL水的量筒，将物体N放入该量筒后，如图乙（b）所示；若在图乙（a）中放入的物体为M（能浸没），请在图乙（c）中画出水面的位置 。
【答案】 30 0.88×103 处于熔化过程中
【解析】（1）[1]由图甲可知，物体M吸收热量为2.64×103J时，升高的温度为10℃，已知相同材料制成的M、N两固态实心物体，所以他们的比热容相同，M、N的质量分别为0.3kg、0.1kg；由Q吸=cmΔt可知，吸收相同热量时，N升高的温度应该是M升高温度的3倍，即N的温度升高了30℃。
（2）[2]物体M的比热容为
（3）[3]物体M在BC段温度不变的原因处于熔化过程中，吸收热量。温度保持不变，说明M是晶体。
（4）[4]已知M、N两固态实心物体是由相同材料制成的，所以M、N的密度相同，M、N的质量分别为0.3kg、0.1kg，根据可知
VM= 3VN
由图乙中的a、b可知，量筒的分度值是10mL，原来量筒中水的体积是200mL，放入N后，水面对应的刻度是250mL，即物体N的体积为
VN = VN排= 250mL -200mL=50mL=50cm3
则物体M的体积
VM= 3VN =3×50cm3=150cm3
将M放入水中，M排开水的体积
VM排=VM=150cm3=150 mL
水面对应的刻度应为
200mL+150mL=350mL
如下图：
13．我国自主研制的某新型航空飞机，它的热效率和推进效率都较高。所谓热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃结产生的内能之比，而推进效率则是指发动机对飞机的推力所做的功与发动机获得的机械能之比。已知飞机飞行时所受阻力f与运行速度v的关系如表。若某次航行中飞机以的水平速度匀速巡航0.5h，需要完全燃烧热值为的燃油1080kg。分析并完成以下问题：
（1）飞机在这次匀速巡航的过程中，推力做功的功率。
（2）1080kg燃油完全燃烧释放的热量。
（3）若发动机的推进效率为60%，则发动机获得的机械能为多大 ？发动机的热效率为多大？
（4）分析：飞机水平匀速巡航时，发动机的推力随着巡航速度的变大而 ；动能 、机械能 （均选填“变大”“变小”或“不变”）（忽略燃油的消耗对飞机质量的影响）。
【答案】 变大 不变 不变
【解析】（1）[1]某次航行中飞机的速度
飞机匀速巡航时推力与飞机受到的阻力是一对平衡力，大小相等，由表中数据可知，当飞机的速度为200m/s时，推力为
飞机推力所做的功率
（2）[2]1080kg燃油完全燃烧放出的热量
（3）[3]发动机推力做的功
[4]由题意可知，发动机的推进效率，所以发动机获得的机械能为
[5]发动机的热效率为
（4）[6][7]根据表中数据可知，飞机飞行时所受阻力f随运行速度v的增大而增大，飞机在匀速飞行，推力等于阻力，所以发动机的推力随着巡航速度的变大而变大；忽略燃油的消耗对飞机质量的影响，飞机水平匀速巡航时，巡航速度不变，则动能不变，高度不变，则重力势能不变，故机械能不变。
14．近日，无锡市恒隆地产的建筑工地上有几台巨大的起重设备“塔吊”，其主要构成为电动机和机械装置两个部分，简化组成如图所示，M为塔吊的配重，它的质量是1.25t，OB为塔吊的起重臂，C为能在起重臂上移动的载重小车，载重小车下挂有滑轮组，OB的长度s2为25m。当载重小车在B点时，能安全起吊重物的最大质量是1.2t。如果这台“塔吊”配置的电动机铭牌参数为“额定电压380V，额定功率38kW”在某次起吊作业中，该“塔吊”电动机正常工作25s，通过载重小车从距离O点为10m的载重臂上把一质量为2.4t的重物匀速提升20m。（不计载重小车、挂钩、滑轮组和钢丝绳的重力及摩擦）那么：（g取10N/kg）
（1）当起重臂水平平衡时，由图可知，配重A与O点的距离s1是 m；
（2）起吊后，当重物匀速上升时，载重小车下电动机牵引钢丝绳自由端的拉力是 N，在这次起吊过程中，塔吊上的电动机对重物做功的效率为 %（保留整数）；
（3）本次将重物从起吊点提升20m后，为保证塔吊安全工作，载重小车最多还能向B点方向接着再平移 m。
【答案】 24 6000 51 2.5
【解析】（1）[1]当载重小车在B点时，能安全起吊重物的最大质量是1.2t，由杠杆平衡条件得到
GA×OA=m最大g×OB
mAg×OA=m最大g×OB
配重A与O点的距离
（2）[2]重物的重力
G=mg=2.4×103kg×10N/kg=2.4×104N
由图可知，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=4，因不计挂钩、滑轮组和钢丝绳重及摩擦，所以，电动机牵引钢丝绳自由端的拉力
[3]有用功
W有=Gh=2.4×104N×20m=4.8×105J
总功
W总=Pt=38×103W×25s=9.5×105J
塔吊上的电动机对重物做功的效率
（3）[4]由杠杆平衡条件得到
GA×OA=m最大g×OB
当提升
2.4t=2400kg
重物时
GA×OA=m物g×OC′
所以
m最大g×OB=m物g×OC′
即
1.2×103kg×g×25m=2.4×103kg×g×OC′
解得
OC′=12.5m
所以，载重小车最多能向B点方向平移的距离
s=OC′-OC=12.5m-10m=2.5m
15．水平桌面上有一底面积为3S0、高为的圆柱形薄壁容器，将一密度为ρ0、底面积为S0、高为h0的圆柱形物体竖直放置在容器底部，如图所示。然后向容器内缓慢注入某种液体，物体始终处于直立状态。请解答如下问题：
（1）注入液体前柱形物体对容器底部的压强p= ；
（2）若注入液体的密度为，在图所示的坐标系中，画出从刚开始注入液体到容器装满液体的过程中，物体对容器底部压力随容器中液面高度变化的图像，并标出始、末两端点的坐标；
（3）若注入液体的密度为2ρ0，与未注入液体时相比，当液体对容器底的压强增加量与容器对桌面的压强增加量的比值恰为6∶5时，求出此时容器中液体的深度。
【答案】 ρ0gh0 h0
【解析】（1）[1]根据压强公式可得，注入液体前柱形物体对容器底部的压强为
（2）[2]刚开始注入液体时，物体受到的浮力为0，物体对容器的压力即为其自身的重力，为
当注入液体的高度为h0时，物体受到的浮力最大，根据阿基米德原理可得，此时受到的浮力为
此时物体对容器底的压力为
此后继续加注液体，物体所受的浮力不变，对容器的压力不变，物体对容器底部压力随容器中液面高度变化的图像如图所示
（3）[3]当物体所受浮力等于物体重力时，有
即
解得，此时水的深度为，假设满足题目要求时，液体注入到容器的深度为h1，则有
①当时，根据液体压强公式可得，液体对容器底压强的增加量为
根据压强公式可得，容器对桌面的压强增加量为
此时液体对容器底的压强增加量与容器对桌面的压强增加量的比值为
不符合题意。
②当时，根据物体浮沉条件可知，物体处于漂浮状态，受到的浮力等于重力，此时液体对容器底压强的增加量为
容器对桌面的压强增加量为
此时液体对容器底的压强增加量与容器对桌面的压强增加量的比值为
解得，，即为此时容器中液体的深度。
16．中国海事第一舰“海巡01”号在中国南海、钓鱼岛等海域执行任务。“海巡01”号配备有声波定向发射器“金嗓子”（又名“声波炮”），它的外观类似喇叭，可遥控定向远距离发射高达150dB的高频声波，甚至比喷气式飞机引擎的噪声还要刺耳，主要用于对付海盗等人员。请你解答下列问题：
（1）这种声波能够传递 ；声波定向发射器喇叭状外观可以减少 ，从而增大 。
（2）“海巡01号”对钓鱼岛区域实行常态化的维权执法巡逻，钓鱼岛距上海约360海里“海巡01号”号的最大航速为18节（1节＝1海里/时）该船从上海出发到达钓鱼岛至少需要多长时间？( )
（3）船上有一钢制零件，体积为0.05m3，若将此零件改为铝制，质量将减少多少？( )（已知：ρ钢＝7.9×103kg/m3，ρ铝＝2.7×103kg/m3）
（4）“海巡01号”最重要的补给，除了船在港口补充的淡水外，船员还可以利用“太阳能蒸馏器”如图所示，将海水中的水蒸发而把盐留下，再将水蒸气冷凝为液态的淡水。用“太阳能蒸馏器”淡化海水的过程中涉及的物态变化有 和 。
【答案】 能量 声音的分散 响度 该船从上海出发到达钓鱼岛至少需要20h 若将此零件改为铝制，质量将减少260kg 汽化 液化
【解析】解：
（1）[1]“金嗓子”发射的高频声波，甚至比喷气式飞机引擎的噪声还要刺耳，能够震慑海盗，是利用声波能够传递能量。
[2][3]声波定向发射器喇叭状外观，声波集中，可以减少声音的分散，从而增大响度。
（2）[4]钓鱼岛距上海s＝360海里，“海巡01”号的最大航速v=18节=18海里/时，该船从上海出发到达钓鱼岛的时间
（3）[5]将该钢制零件改为铝制零件，体积相同，即
V钢=V铝=0.05m3
钢制零件的质量
m钢=ρ钢V钢=7.9×103kg/m3×0.05m3=395kg
铝制零件的质量
m铝=ρ铝V铝=2.7×103kg/m3×0.05m3=135kg
减轻的质量
m=m钢﹣m铝=395kg﹣135kg=260kg
（4）[6][7]将海水中的水蒸发是由液态变成气态，属于汽化现象，再将水蒸气冷凝为液态的水是由气态变成液态，属于液化现象。
17．在一次《趣味物理》讲座中，老师介绍伽利略的比萨斜塔实验时说:“若不计空气阻力，从同一高度由静止开始下落的任何物体，都会同时落地，下落的快慢跟物体质量无关，这种运动称为自由落体运动。”课后，兴趣小组在老师指导下开始研究这种运动，他们在高楼楼顶的相同位置，分别让不同质量的金属小球由静止开始下落，并用频闪照相机拍摄下小球运动的影像。如图是其中的一张照片（图中标注为1的位置是小球刚开始下落的位置，图片与实物的大小比例为1:7）。频闪照相是让相机每隔相等的时间曝一次光，记录下不同时刻物体所处的位置。由于曝光时间间隔相等，因此，频闪照片既记录下了物体的位置，也记录下了物体运动的时间。已知本实验所使用的频闪照相机曝光的时间间隔为Δt=0.1s。该小组对图片中小球所处位置的影像进行测量，量出了每相邻两个影像位置之间的距离如图所示。
（1）不计空气阻力情况下，在下落过程中，小球的速度 （填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“保持不变”） 。小球在第四个Δt时间内的平均速度为 m/s；
（2）兴趣小组比较数张照片，发现不同小球下落时在同一时刻几乎都在同一位置。为了进一步从理论上分析得出结论，请你计算：从1点起小球下落的距离h与对应时间平方t2的比值n，则n= m/s2；通过取多个时间计算的数据，并加以比较这些比值，发现物体下落快慢与质量 （选填“有关”或“无关”）；
（3）根据上述结论，试推算出小球自由下落时前0.8s的平均速度是 m/s；
（4）图乙是兴趣小组绘制的金属小球由静止自由下落的高度h与时间t关系图像；则图丙中描述重力对该球做功W与时间t关系的四种图像中，正确的图像是 ；
（5）从高空下落的物体，速度越来越大，所受空气阻力也会随速度的增大而增大，因此物体下落一段距离后将以某一速度做匀速运动，通常把这个速度称为收尾速度。研究发现，相同环境条件下，空气对不同的球形物体的阻力大小与球的半径和速度都有关系。某次实验数据如下。
表格的空格处所缺数据应为 。
【答案】 逐渐增大 0.49 0.7 无关 0.56 C 4
【解析】（1）[1]不计空气阻力情况下，在下落过程中，重力势能转化为动能，所以小球速度逐渐增大。
[2]根据知，小球的第四个Δt时间内的平均速度为
（2） [3][4]从1点起小球下落的距离h与对应时间平方t2的比值n，从1点到2点的距离为
从1点到3点的距离为的距离为
发现不同小球下落时在同一时刻几乎都在同一位置，通过取多个时间计算的数据，并加以比较这些比值，也相同发现物体下落快慢与质量无关。
（3）[5]从点起小球下落的距离h与对应时间平方t2的比值n，即
当时
（4）[6]h随着的增大，增大幅度越来越大，由公式可得，的增大幅度也会越来越大，综上分析知，故ABD错误，C正确。
故选C。
（5）[7]比较A、B数据可知，当半径相同时，阻力和收尾速度成正比；比较B、C数据可知，当收尾速度相同时，阻力和半径的平方成正比；可得
将数据代入公式
解得
由知，将数据代入公式
18．周末，小敏到乡下帮爷爷摘苹果，看见有些苹果以不同快慢、不同时间落下来。小敏对这些现象产生了浓厚的兴趣，提出了如下两个猜想：
猜想一：苹果的下落快慢与苹果的质量是否有关?
猜想二：苹果的下落时间与下落的高度是否有关?
于是他找来一些器材，在忽略空气阻力的情况下进行实验。
（1）小敏在探究“猜想一”时，应控制苹果下落高度不变，让苹果的 改变，比较苹果下落时间的长短；
（2）小敏在探究“猜想二”时，测量出同一个苹果在不同高度下落时所对应时间为t1，t2，t3，……，并绘出t-h图象如图所示。他发现这和函数的图像很相似。为了进一步确定t和h的函数关系，他应该利用以上数据做t和 之间的关系图像。
【答案】 质量 x
【解析】（1）[1]要探究苹果下落的快慢与质量的关系，根据控制变量法可知，需要保持苹果下落的高度相同，改变苹果的质量，比较下落速度与质量大小的关系。
（2）[2]为了确认t-h的函数关系是否满足，需要进步确认t-h图象和函数的图像是否一致。只需要将t带入中得出x，然后描出t-x图像，接着和t-h图象对比，若图像一致则t-h的函数关系满足，反之不满足。所以为了进一步确定t和h的函数关系，他应该利用以上数据做t和x之间的关系图像。
19．图甲是某居民楼前的无障碍通道，一位中年人正用轮椅推着他年迈的母亲缓缓上行，图乙是该通道斜面示意图。为了解中年人推轮椅时所用力的大小，小红和小华进行了探究。她们从斜面底端A点沿斜面确定了相距1m处的B点。（g取10N/kg）
（1）使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐，正确测量B点高度，结果如图乙，为 cm；
（2）选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象，进行了如下操作：
①正确使用弹簧测力计，测出小车重为2.0N；
②将弹簧测力计与斜面平行放置并 ，然后沿斜面方向匀速拉动小车，如图乙所示，弹簧测力计示数为 N；
③计算出将小车从A点拉到B点的过程中，拉力所做的功为 J；利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为 ；
（3）在小车上逐渐添加重物，测出小车的总重G，测出沿斜面匀速拉动小车需要的力，计算出拉小车从A点到B点所做的功W1；计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2。以功为纵坐标，以小车总重为横坐标，建立平面直角坐标系，作出W1和W2与小车总重G的关系图像，分别如图丙中的线段a和b；
①由图像可知：用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重 （选填“有关”或“无关”）；
②若这位母亲的质量为50kg，所坐的轮椅质量为20kg，则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，力的大小为 N。
【答案】 9.00cm 重新调零 0.3 0.3 60％ 无关 105
【解析】（1）[1]由图乙可知，该刻度尺每大格为1cm，平均分成10小格，即分度值为0.1cm，故B点高度为9.00cm。
（2）②[2]弹簧测力计在不同方向上使用时，都需要重新进行调零。
[3]由图乙可知，弹簧测力计每大格表示0.2N，平均分成10小格，即分度值为0.02N，故弹簧测力计示数为0.3N。
③[4]将小车从A点拉到B点的过程中，距离为1m，则拉力所做的功为
[5]有用功为
故机械效率为
（3）①[6]机械效率等于有用功与总功的比值，即W2与W1的比值，由图丙可得，W1与W2分别与物体的重力成正比，即
，
则W2与W1的比值为
而k1、k2为定值，即W2与W1的比值也为定值，故用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重无关。
②[7]由图丙可以，随着总重的增加，拉小车从A点到B点所做的功W1成正比例增加，当总重为1N时，W1为0.15J，故它们之间的函数关系为
若这位母亲的质量为50kg，所坐的轮椅质量为20kg，则此时总重
则此时拉小车从A点到B点所做的功
则此时推力
20．如图所示，焦距为10cm凸透镜，心为（位于15cm处），在透镜左侧有一发光体SL，S'是S点经过凸透镜所成的像，光线a、b、c是S点发出的三束经过凸透镜后的折射光线，其中光线c平行于主光轴；凸透镜右侧放置一块平面镜。
（1）请画出光线a、b、c的入射光线 ；
（2）发光体SL经过凸透镜所成的是 （选填“倒立”或“正立”）、 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）、 （选填“实像”或“虚像”）；
（3）若在40cm处放置一块垂直于主光轴的光屏，要在光屏处成清晰的像，则物体应向 移动（选填“左”或“右”）；
（4）以E点表示眼睛，请画出人眼经过平面镜看见S'的光路图 。
【答案】 倒立 等大 实像 右
【解析】（1）[1]光线b为过光心的光线，方向不发生改变，光线c是平行于主光轴的光线，其入射光线过焦点，光线a的入射光线来自发光体SL，如图
（2）[2][3][4]发光体SL经过凸透镜所成的像正好在二倍焦距处，是实际光线会聚而成的，像是倒立、等大的实像，发光体SL在二倍焦距处。
（3）[5]若在40cm处放置一块垂直于主光轴的光屏，此时像距大于二倍焦距，要在光屏处成清晰的像，物体应在一倍焦距和二倍焦距之间，则物体应从原来的二倍焦距处向右移动，直到光屏上出现清晰的像。
（4）[6]做出S'关于镜面的对称点，连接和镜面交于O点，连接为镜子的入射光线，OE为反射光线，如图
实验次数
出水温度/℃
出水时间/s
加热功率/W
1
40
16.00
2
45
16.05
1374
3
50
15.95
1712
4
60
18.90
2000
5
85
32.04
1999
6
95
37.29
1999
实验次数
①
出水温度/℃
②
出水时间/s
加热功率/W
1
。。。。。。
额定电压/V
220
额定功率/W
高温1100
中温880
低温
钩码个数
0
1
2
3
4
5
6
7
8
弹簧长度/cm
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
5.50
6.00
伸长量/cm
0
0.50
1.00
2.00
2.50
3.00
3.50
4.50
光照度E/lux
5
10
15
20
25
30
光敏电阻R/Ω
60
30
20
15
12
10
线圈中电流I/mA
21.4
27.3
30.0
31.6
32.6
33.3
额定功率
60W
CADR
600m3/h
声强范围
34~64dB
模式
睡眠
静音
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
强劲
净化效率
>90%
能效比
11
工作挡位
待机
1挡
2挡
3挡
4挡
5挡
6挡
功率（W）
0.9
23
44
75
103
123
148
净化空气量（m3/h）
-
120
240
360
500
610
760
噪音（dB）/声压级
-
23
32
39
47
49
55
推动距离/cm
得分
>17.4
10
13.6~7.3
9
9.8~13.5
8
6.0~9.7
7
2.2~5.9
5
……
速度
100
200
300
400
500
阻力
小球编号
A
B
C
D
小球半径r(×10﹣3m)
0.5
0.5
1.5
2
小球的收尾速度v(m/s)
16
40
40
20
小球受阻力f(N)
0.2
0.5
4.5
1.“网络式”复习法：即采用章、节、标题、要点四个层次对教材进行梳理和编织记忆网络。
2.提高“回头率”：为了防止遗忘，就要采用提高“回头率”的`方法，即看完一节、一章、一部分之后，再回头扫视一遍，这样知识得到了系统的巩固，效果很好。
3.“空想法”：所谓空想法就是不看课本回想看过的内容;或看课本的大纲填充细节。
4.树形图：复习时，可以在每门考试科目众多的参考书中，选出一本较有代表性的参考书，通读全书后，理出该领域研究的主要线索。
5.梳理错题法：把综合复习阶段做过的所有习题重新浏览一遍。把曾经做错并改正后的题重点看一遍。
6.“齐头并进”法：在复习过程中，由于要复习的学科多，所以必须合理安排时间。学科和学科之间不可偏废。可将每天的时间划分为大致相等的5部分，用于7门课的复习，弱科花的时间稍多一些。
专题07 综合题
在2024年的中考物理“综合题”命题中，我们可以预见几个明显的趋势。
题目的跨学科性将会更加突出。随着科学教育的综合性和跨学科性越来越被重视，物理题目可能会融合数学、化学、生物等其他科学领域的知识，要求学生进行综合分析和解决。例如，可能会出现在解决物理问题的过程中，需要运用数学知识进行建模和计算，或者需要理解生物学中的某些现象与物理原理的关联。
题目的实际应用性将更加强调。物理是一门与现实生活紧密联系的学科，因此，命题者可能会设计更多具有实际背景的题目，让学生在解决实际问题的过程中，运用所学的物理知识。例如，可能会涉及到环保、能源、交通等领域的实际问题，让学生在解答过程中，既能锻炼物理思维，又能增强社会责任感。
题目的创新性和开放性将进一步提升。随着教育改革的深入，对学生的创新思维和问题解决能力的要求越来越高。因此，物理综合题的命题也将更加注重培养学生的创新思维和开放性思维。例如，可能会出现一些开放性的题目，允许学生从不同的角度进行思考，提出多种可能的解决方案，从而激发学生的创新精神和探索欲望。
2024年中考物理“综合题”的命题趋势将更加注重跨学科性、实际应用性和创新性，这将对学生的综合素质和问题解决能力提出更高的要求，也将为物理教学带来更多的挑战和机遇。
（限时20分钟）
1．某同学锻炼时，双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手掌支撑在竖直墙壁上，手臂水平，A为人体重心所在位置。此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示，不计墙壁对手掌的摩擦力。
（1）以O为支点，请在图中作出动力F的力臂l；( )
（2）该同学质量为50kg，则墙壁对人的支撑力约为 N；
（3）若增大脚尖与墙壁的距离，手臂仍然水平支撑在墙壁上，支撑力F如何变化？ ，并说明理由 。
【答案】 187.5 支撑力F变大 动力臂变小，阻力臂边长，阻力大小不变
【解析】（1）[1]支点O到力F的作用线的距离为力臂l，先延长力F的作用线，过支点O做力F作用线的垂线，支点O到垂足之间的距离为力臂l。如图所示
（2）[2] 由下图得，动力臂为8个格子的长度，阻力臂3个格子的长度，由杠杆平衡条件得，墙壁对人的支撑力约为
（3）[3][4]若增大脚尖与墙壁的距离，手臂仍然水平支撑在墙壁上，则动力臂变小，阻力臂边长，阻力为人的重力，大小不变，由杠杆平衡条件得，支撑力F变大。
2．如图甲是某品牌家用电吹风，其电路如图乙所示，R1、R2为电阻丝，M为电动机。通过调节开关，可使电吹风分别处于“停止”“冷风”“暖风”或“热风”四种状态。
（1）要使电吹风正常工作，图甲中的A处应安装 ，B处应安装 （选填“电动机”或“电阻丝”）；
（2）如图乙，要使电吹风处于“冷风”状态，应闭合开关 。要使电吹风处于“暖风”状态，应闭合开关 ；
（3）已知电吹风处于“暖风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了20℃；处于“热风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了30℃，假设这两种状态下的热效率相同，相同时间内吹出的空气质量相同，则R1:R2= ；
（4）电吹风用了几年后，由于电阻丝的升华，实际发热功率会 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】 电阻丝 电动机 S S和S1 1:2 变小
【解析】（1）[1][2]电阻用来发热，电动机用来产生风，若A处装电动机，B处装电阻，则B处产生的热无法被风带出，会烧坏电吹风，因此A处应装电阻，B处装电动机，风将产生的热带出，形成热风。
（2）[3]要吹冷风状态，则电阻不工作，电动机工作，应闭合开关S。
[4]要吹暖风，由图，R1工作、R2不工作，因此应闭合开关S、S1 。
（3）[5]电吹风处于“暖风”状态时，R1和电动机并联，从出风口吹出的空气温度升高了20℃，此时发热功率为
处于“热风”状态时，R1、R2、电动机并联，从出风口吹出的空气温度升高了30℃，此时发热功率为
假设这两种状态下的热效率相同且都为η，则二种情况下空气吸热分别为
两式相比得
化简整理得
可求得
（4）[6]电阻丝升华，会变细，电阻值会变大，为纯电阻电路，根据功率公式
可知，电阻增大时，发热功率会变小。
3．如图所示，中国“祝融号火星车质量为240kg。太阳能板将太阳能转化为电能，为火星车上的科学设备供电，车顶部安装有集热器，其窗口覆盖了一层透光率很高的膜，阳光可以透进来，保证红外线能量只进不出、在膜下面，是一种叫正十一烷的材料，白天它被阳光照射吸热熔化，到了夜晚温度降低，它逐渐凝固，把储存的能量再释放出来，“祝融号”火星车是六轮驱动，且每个车轮都能转向，爬坡时走“之”字形路线。（火星表面g取4N/kg）
（1）阳光中的红外线具有显著的 效应；火星车爬坡时走“之”字形路线可以省 （选填“力”或“功”）
（2）火星车在火星表面所受的重力大小为多少 ？
（3）在下列方框中填上装置或能量名称，完成火星车利用太阳能的路径图 ，
【答案】 热 力 960N 太阳能板 内能
【解析】（1）[1]红外辐射被物体吸收后转化为内能，使物体的温度升高，是由于红外线具有热效应。
[2]任何机械都不省功，火星车爬坡时走“之”字形路线，相当于利用了斜面，斜面可以省力。
（2）[3]由重力公式可得
G=mg=240kg×4N/kg=960N
（3）[4]太阳光照射在太阳能板上，利用光电效应，将太阳能转化为电能。
[5]集热器保证了热量不会散失，从而使温度升高，内能增大。
4．用甲、乙两个滑轮组分别将物体M、N匀速提升1m，拉力分别为F甲、F乙。此过程相关数据如图，g取10N/kg，则：
（1）物体M的质量为 kg；
（2）两个滑轮组此过程的机械效率的大小关系是η甲 η乙（选填“>”、“<”或“=”）；
（3）甲滑轮组 （选填“A”、“B”或“C”）；
A．省力 B．费力 C．不省力也不费力
（4）除了利用滑轮组，也可以利用杠杆抬升物体M，如下图所示，利用杠杆AOB翘起物体M，O为杠杆支点，L1为杠杆的动力臂，现杠杆处于水平位置平衡。请作出杠杆受到的动力F1的示意图和重物M对杠杆压力F2的示意图 。若已知此时动力F1小于阻力F2，则动力臂L1与阻力臂的L2的关系应为 。
A．L1>L2 B．L1=L2 C．L1
【解析】（1）[1]由图可知，甲滑轮组的总功W总甲=1200J，额外功W额甲=800J，则有用功
W有甲=W总甲－W额甲=1200J－800J=400J
则物体M的重力
则物体M的质量
（2）[2]由图可知，甲滑轮组做总功为1200J，做额外功为800J，则甲滑轮组机械效率
由图可知，乙滑轮组做总功为800J，做额外功为400J，则甲滑轮组机械效率
即η甲<η乙。
（3）[3]由图可知，甲滑轮组动滑轮上有两段绳子承载物重，则绳子自由端移动的距离
甲滑轮组的总功W总甲=1200J，则自由端拉力
由（1）可知物体M的重力，由F甲>GM可知，甲滑轮组费力，故AC不符合题意，B符合题意。
故选B。
（4）[4]从支点到动力的作用线的距离为动力臂，动力臂与动力的作用线是垂直的，过力臂L1的上端作力臂的垂线，可得F1的作用线，F1的作用线与杠杆AB的交点为动力F1的作用点；重物M对杠杆压力F2的作用点在AB上，压力的方向垂直于AB向下，F1的作用效果与F2的作用效果相反，F2的方向向下，则杠杆动力F1的方向是斜向下的，如图所示：
[5]根据杠杆平衡的条件：F1l1=F2l2，动力F1小于阻力F2，则动力臂L1大于阻力臂L2。
故选A。
5．篮球从M点以速度v0竖直下落，经水平地面反弹后恰好回到与M点等高的N点如图。设在M点时篮球的机械能为E，动能为Ek1，重力势能为Ep1；回弹到N点时篮球的重力势能为Ep2；
（1）请比较：Ep1 Ep2（选填“>”，“=”，“＜”）；
（2）从水平地面回弹到N点过程中，篮球动能 （选填“减小”，“不变”，“增大”）；
（3）M到N过程中减少的机械能E损= （选填“E﹣Ep1”，“E﹣Ek1”）；
（4）最后篮球静止在水平地面上，对地压力为6N，压强为2×103Pa，请根据公式 计算出此时地面的受力面积为 。
【答案】 = 减小 E﹣Ep1 3×10﹣3m3
【解析】（1）[1]由于M点与N点等高，所以M点和N的重力势能相等，故Ep1=Ep2。
（2）[2]从水平地面回弹到N点过程中，篮球的质量不变，篮球的速度越来越小，所以篮球动能减小。
（3）[3]篮球在M点具有的机械能
由于篮球在N点的动能为0，所以篮球在N点具有的机械能E=Ep2，故M到N过程中减少的机械能
（4）[4][5]已知篮球对地面的压力F=6N，压强p=2×103Pa，由压强公式式得
6．“碳中和”是指生产生活中通过各种方式来抵消自身产生的CO2（二氧化碳）排放量，达到CO2的相对“零排放”，是当今共同应对气候变暖问题的全球行动。2022年北京冬奥会是全球第一个实现了“碳中和”的冬奥会。冬奥会使用了氢燃料电池大巴，行驶时只排放水而无其它任何有害物质。大巴使用的氢燃料电池相当于发电机，电池工作原理如图甲所示。把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散并与电解质发生反应后，放出的电子通过外部工作电路到达阴极，失去电子的氢离子（质子）穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板。
（1）氢燃料电池工作时将燃料的 能转化为电能；
（2）图甲是氢燃料电池工作原理图，则电池正常工作时电池内部电流的方向为 （选填“向左”或“向右”）；
（3）如图乙，驾驶位有通风和加热两种功能，且能独立控制，以下简化电路可达到此要求的是 （填字母）；
（4）氢燃料电池大巴可实现CO2的零排放，而柴油动力大巴每燃烧1kg柴油排放的CO2约3kg。某柴油动力大巴行驶100km耗油25L，这25L柴油完全燃烧可释放热量 J；如改用氢燃料电池大巴行驶100km可减少约 kg的CO2排放；（ρ柴油=0.8×103kg/m3，q柴油=4.3×107J/kg）
（5）请你为“低碳生活”给出一条合理的出行建议： 。
【答案】 化学 向右 B 8.6×108 60 绿色出行
【解析】（1）[1]氢燃料电池工作时，消耗氢气产生电能，将燃料的化学能转化为电能。
（2）[2]图甲氢燃料电池工作原理图中，电池正常工作时带正电的氢离子向右定向移动，因此电池正常工作时电池内部电流的方向为向右。
（3）[3]如图乙，驾驶位有通风和加热两种功能，且能独立控制，因此电动机和电热丝应该是并联关系，且都有各自的控制开关，因此简化电路可达到此要求的是B。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
（4）[4][5]柴油的体积是
V=25L=0.025m3
25L柴油的质量为
m=ρ柴油V=0.8×103kg/m3×0.025m3=20kg
25L柴油完全燃烧可释放热量的热量为
Q=q柴油m=4.3×107J/kg×20kg=8.6×108J
如改用氢燃料电池大巴行驶100km，可减少CO2排放的质量约为
m气=3×20kg=60kg
（5）[6]“低碳生活”出行建议：绿色出行。尽最大可能减少乘坐燃油车出行。
7．如图甲，重3N的物体在水平压力F的作用下，压在竖直的墙壁上，F大小随时间t的变化关系及物体运动的速度随时间t的变化关系如图乙所示，由图像可知：
（1）当t=1s时，物体所受摩擦力为 N；
（2）在2~4s内物体做 运动（选填“加速”、“减速”或“匀速”）；
（3）当t=5s时，物体所受摩擦力为 N。
【答案】 3 加速 3
【解析】（1）[1]由图乙v-t图象可知，在0~2s内，物体速度为零，物体静止，处于平衡状态，由平衡条件可得，此时物体受到的摩擦力和物体的重力是一对平衡力，大小相等，所以物体受到的摩擦力
（2）[2]由图乙中的v-t图象可知，在2~4s内物体的速度越来越大，物体做加速运动。
（3）[3]由图乙中的v-t图象可知，在4~6s内物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件可得，物体受到的摩擦力和物体的重力是一对平衡力， 大小相等，所以物体受到的摩擦力
8．即热式饮水机工作原理如图1所示，水箱中的水被水泵抽出后，流经电阻丝时被加热，实现边加热边出热水的即热功能，电阻丝最大加热功率为2000W。用户可根据需要调节出水温度和出水量。小军对该饮水机进行了探究。
表一
（1）小军探究过程如下（设电阻丝产生的热量全部被流经的水吸收且无热量损失）：
①将出水量设置为250mL，出水质量为 kg；
②用温度计测出水箱内水的初温如图2所示，示数为 ℃；
③保持水的初温和出水量不变，改变出水温度，测量出水时间并记录在表1中；
④根据表1数据计算出加热功率，第1次实验时的加热功率为 W；
（2）小军采用的实验方法是 ，小军由表1数据得出结论：饮水机可根据出水温度自动选择不同的控制方式，当出水温度低于85℃时，仅通过改变 来调节出水温度，若上述实验中将出水温度设定为88℃，可估算出水时间约为 s；
（3）小军对实验进行了反思：上述结论在冬季还适用吗？为得到精准的结论，小军将表1设计优化如下并重新实验，你认为①、②处应分别填写的是 和 。
【答案】 0.25 24 1050 控制变量法 加热功率 33.6 水的初温/℃ 水升高的温度/℃
【解析】（1）①[1]将出水量设置为
V=250mL=250cm3
出水质量
m=ρV=1g/cm3×250cm3=250g
②[2]由图2知温度计的分度值为1℃，则温度计的示数为24℃。
④[3]第1次实验，水吸收的热量
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/（kg•℃）×0.25kg×（40℃-24℃）=1.68×104J
由于无热量损失，所以加热器产生的热量
W=Q吸=1.68×104J
加热器的功率
（2）[4]实验中保持水的初温和出水量不变，改变出水温度，用到了控制变量法。
[5]由表1数据知当出水温度低于85℃时，仅通过改变加热功率来调节出水温度。
[6]由表1数据知当出水温度高于85℃时，加热功率不变，都为1999W，此时水吸收的热量
Q吸′=c水mΔt′=4.2×103J/（kg•℃）×0.25kg×（88℃-24℃）=6.72×104J
由于无热量损失，所以加热器产生的热量
W′=Q吸′=6.72×104J
由得水时间
（3）[7][8]由于冬季温度变化较大，为得到精准的结论，实验中需要记录水的初温度、末温度以及升高的温度，所以表格①处应该填写水的初温/℃，②处应填水升高的温度/℃。
9．厨艺最讲究“火候”二字，如图甲所示的智能蛋糕机就是通过智能化技术控制制作时间和温度，制作出口感好、营养价值高的蛋糕。该蛋糕机的电路简图如图乙所示，其中R1、R2均为发热电阻（假定电阻不随温度变化），部分参数如下表所示。求：
（1）当开关S1断开，单刀多掷开关S2打到3时，蛋糕机处于 档（选填“高温”、“中温”或“低温”）；
（2）该蛋糕机以高温挡正常工作时，10分钟产生的热量；( )
（3）该蛋糕机正常工作时R2的电阻值；( )
（4）该蛋糕机低温挡的额定功率。( )
【答案】 低温 660000J 220Ω 176W
【解析】（1）[1]当开关S1断开，单刀多掷开关S2打到3时，此时电阻R1、R2串联，根据欧姆定律可知，此时电路中电流最小，再根据电功率公式P＝UI可知，电路中消耗的电功率最小，由参数表可知，此时蛋糕机处于低温档。
（2）[2]蛋糕机在工作过程中将电能完全转化为了内能，所以蛋糕机以高温档正常工作10min产生的热量为
Q＝W＝Pt＝1100W×10×60s＝660000）J
（3）[3]由题意可知，当R1、R2并联接入电路中时，电路中的总电阻最小，电路中的总电流最大，此时为高温档；当R1单独接入电路中时，电路中的总电阻较小，电路中的电流较大大，此时为中温档；当电阻R1、R2串联接入电路时，电路中的总电阻最大，电路中的总电流最小，此时为低温档；
当R1单独接入电路中时，电源电压为
U＝220V
电路总的电功率为
P中＝880W
根据电功率公式P＝UI可知，中温档时电路中通过R1的电流为
根据公式可得
当当R1、R2并联接入电路中时，因为电源电压不变，根据并联电路中电流的规律可知
I总＝I1＋I2
此时为高温档，根据公式P＝UI可知
所以通过电阻R2电流
I2＝ I总－I1＝5A－4A=1A
根据公式可得，电阻R2的阻值为
（4）[4]当电阻R1、R2串联接入电路时，电路中的总电阻
R总= R1+R2=220Ω+55Ω=275Ω
电路中的电流为
根据电功率公式P＝UI可知，电路的总功率为
P＝UI=220V×0.8A=176W
所以低温档的额定功率为176W。
10．小雨家买了一台储水式电热水器。外观如图甲所示，图乙是热水器剖视图。热水器的内胆是密封的，里面有两个通到外部的水管，a是热水出水管，b是冷水进水管。c和d是两个外层包有绝缘材料的电加热管。
（1）关于电热水器下列说法中正确的是 ；
A．电源指示灯发出的红光是红外线
B．电加热管通电时电能转化为内能
C．电加热管里电阻丝用电阻小、熔点低的材料制成
（2）电热水器要使用三脚插头，是为了使电热水器的金属外壳与 相连；
（3）如图甲所示，在热水管和冷水管交会处安有一个水龙头。水龙头的手柄做的较长，这个水龙头的手柄相当于一个 （选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆；
（4）电热水器内胆充满水后才能通电加热。电加热管周围的水吸收热量温度升高，水的体积膨胀，密度变 ；
（5）为了防止电热水器漏电，电热水器生产厂家利用自来水导电能力差的特性，发明了一种“防电墙”技术。即用一段空心绝缘管替换一段热水出水管。通过改变此管的内径和长度来改变管内水的电阻的大小。如图丙所示，四个用同种材料制成的空心绝缘管，A和B内径相同，C和D内径相同，A、B的内径大于C、D的内径。为了增大流经空心绝缘管内水的电阻，减小漏电电流，如果你是设计师，会选用下图中的 绝缘管；
（6）电热水器面板上有两个控制开关S1、S2，火线两个电加热管分别用R1、R2表示，要求S1单独控制R1，S2单独控制R2，两个开关同时闭合时R1与R2同时加热。请你在图丁中，用笔画线代替导线，补全开关控制电加热管的电路，且符合安全用电的原则 。
【答案】 B 大地 省力 小 D
【解析】（1）[1]电源指示灯发出的红光是可见光，不是红外线；电加热管里电阻丝用电阻大、熔点高的材料制成；电加热管通电时电能转化为内能，故B正确。
（2）[2]电热水器要使用三脚插头，是为了使电热水器的金属外壳能够接地，防止漏电造成事故。
（3）[3]水龙头的手柄做的较长，使用开关时，动力臂较长能够省力，所以是省力杠杆。
（4）[4]电加热管周围的水吸收热量温度升高，水的体积膨胀，水的质量不变，所以密度变小。
（5）[5]厂家利用自来水导电能力差的特性，发明了一种“防电墙”技术，所以需要电阻大，同种材料，横截面积越小，长度越长，电阻越大，所以选择D绝缘管。
（6）[6]由题意可知R1与R2并联，两个开关分别控制两个电阻，为了用电安全，必须把开关与火线相连，如下图所示：
11．黄旭华是中国的“核潜艇之父”，为我国核潜艇事业做出巨大的贡献。核潜艇是国家的战略重器，是维护国家安全的基石之一。图甲是核潜艇的外观。
（1）核潜艇在海面下的100m的深处水平匀速行驶过程中，遇到紧急情况，迅速调整艇身仰角（与水平方向的夹角）至30°开始上浮，上浮过程中潜艇始终以不变的速度沿艇身方向行驶，潜艇的深度计显示的潜艇在海面下的深度随时间变化的关系如图乙，则潜艇在第80s时受到海水压强为 Pa（潜艇高度不计，海水密度取1.0×103kg/m3， g取10N/kg），上浮过程中（第50s至第100s）潜艇的速度大小为 m/s；
（2）流动的海水属于流体，核潜艇在海里行驶要考虑流体压强和流速的关系。如图丙所示是演示“流体压强和流速的关系”实验装置，U形管中装有水，直径相同的a、b两管中的水静止时液面相平。如果在右端c处往装置里急吹气，导致b管上方气流速度 （选填“大于”、“等于”或“小于”）a管上方的气流速度，b管与a管的水面上方形成气压差，U形管中 （选填“a”或“b”）管水面升高， （选填“a”或“b”）管水面降低，如果升高端的液面比原来升高了5cm，则此时U形管底部d处左右两侧液体压强差为 Pa。（g取10N/kg）
【答案】 4×105 2 小于 a b 1000
【解析】（1）[1][2]核潜艇在海面下的100m的深处水平匀速行驶过程中，由乙图可求潜艇上浮速度
则潜艇在第80s时所处的深度
则潜艇在第80s时受到的压强
（2）[3]由丙图发现b管上方横截面积比a管上方横截面积大，则b管上方气流速度小于a管上方的气流速度。
[4][5]由于流体流速大的位置压强小，所以b管与a管的水面上方形成气压差，a管的水面上方气流速度大，压强小，则a管水面升高，b管水面降低。
[6]升高端的液面比原来升高了5cm，则两侧液面高度差为10cm，则两侧液体压强差
12．如图甲是某自动控温电热水器的电路图，其中控制电路电压恒为6V，R1为热敏电阻，置于水箱中产生的热量对水箱中水温的影响忽略不计，R1阻值随温度变化的关系如图乙所示，R2为可调电阻，用来设定电热水器的水温。R3、R4为纯电热丝，均置于水箱中，R3=22Ω；电磁铁线圈电阻忽略不计，当电磁铁电流达到0.2A时，继电器衔铁被吸下来。（工作过程中，电源电压均保持不变），请完成下列问题：
（1）图甲中电磁铁的上端为 （选填“N极”或“S极”）；
（2）加热时电热丝R3的功率为 ；
（3）如果电热水器储有60kg的水，电路处于加热状态，正常工作1小时，产生的热量80%被水吸收，则水温升高了 ℃；[c水=4.2×103J/（kg•℃），结果保留1位小数]
（4）如果将电热水器水温设为60℃，R2的阻值应该调至 Ω。
【答案】 S极 2200W 25.1 20
【解析】（1）[1]电磁铁是根据电流的磁效应制成的，图甲中电流从电磁铁的上端外侧流入，由安培定则可知，线圈的下端为N极，其上端的磁极为S极。
（2）[2]分析甲图可知，当衔铁与上方触点接通时，电路中只有R3工作，为加热状态，
当衔铁与下方触点接通时，电路中R3与R4串联，一起工作，为保温状态，加热时电热丝R3的功率为
（3）[3]电路处于加热状态，正常工作1小时，产生热量
Q=Pt=2200W×3600s=7.92×106J
产生的热量80%被水吸收，则水吸收热量
Q吸=80%×Q=80%×7.92×106J=6.336×106J
由Q吸=cmΔt变形得，水升高的温度
（4）[4]如果将热水器中的水温设置为60℃，此时控制电路中的电流刚好为0.2A，由可知此时控制电路的总电阻
由图像可知，60℃时R1的阻值为10Ω，则R2的阻值为
R2=R总-R1=30Ω-10Ω=20Ω
13．如图所示，先用大小为200N的拉力 F1把重为150N的物体甲从A点竖直向上加速拉至B 点，h=2m，再用平行于斜面大小不变的拉力F2把甲沿斜面从C点拉至与B点等高的D点；如图所示，用大小相同的拉力F2将物体乙沿水平地面从O点直线拉至P点。已知 F2=120N，甲在CD 段的速度—时间图像和乙在OP段的路程—时间图像如图所示。 求：
（1）F1所做的功是多少？( )
（2）利用斜面提升甲的机械效率是多少？( )
（3）F2在OP段做功的功率是多少？( )
（4）甲在CD段受到的摩擦力为 f1和乙在OP段受到摩擦力为 f2，则f1 f2（选填“=”或“≠”）。
【答案】 400 62.5% 60 ≠
【解析】（1）[1]不用机械直接提升物体甲做的功为有用功，即F1做的功为
W有=F1h=200N×2m=400J
（2）[2]利用斜面提升甲所做的功是总功，由甲在CD 段的速度—时间图像可知，甲运动的速度v=0.4m/s，CD段路程为
s=vt=0.4m/s×10s=4m
将甲从C拉到D所做的总功为
W总=F2s=120N×4m=480J
所以利用斜面提升甲的机械效率是
（3）[3]乙在OP段的路程—时间图像可知，乙在10s内通过的距离为5m，对乙做的功为
W乙=F2sOP=120N×5m=600J
F2在OP段做功的功率为
（4）[4]由图3可知，甲在CD段（在斜面上）做匀速直线运动，且速度大小为0.4m/s,虽然甲物体处于平衡状态，但拉力F2既要克服物体与斜面间的摩擦力，也要克服物体的重力，所以拉力F2与摩擦力f1不是一对平衡力，则F2≠f1；乙在OP段（在水平面上）做匀速直线运动，且速度为0.5m/s,此时乙受到的拉力、摩擦力是一对平衡力，则F2=f2；由此可见：f1≠f2。
14．质量为48.5kg的机器人携带1.5kg的快递件乘坐电梯上楼，如图1（g取10N/kg）
（1）电梯上升过程速度随时间变化图像如图2，求：
①匀速阶段电梯上升的距离；
②匀速阶段电梯对机器人支持力的功率；
（2）离开电梯后，机器人受到水平向前的动力F，其所受地面阻力是总重力的0.2倍，从电梯口O点匀速直线运动4s到A点时撤去动力，然后减速运行0.5s到房门前C点，随后静止在C点，求：
①在方框中画出机器人（包括快递件）在B点的受力示意图，用“”表示机器人；
②以机器人在O点为计时起点，在图3中画出0~5s机器人所受阻力的大小随时间变化的图像；
（3）现有图4装置，放置在五楼窗口，小明操作机器从一楼匀速提升质量同为1.5kg的快递件到五楼，该过程此装置的机械效率为50%，则牵拉绳子的力是 N。
【答案】 9m 750W 15
【解析】（1）[1]由图2可知电梯在2~8s内匀速上升，此时的速度为1.5m/s，由可知，匀速阶段电梯上升的距离
s=vt=1.5m/s×(8s-2s)=9m
[2]机器人和快件的总重力
G总=m总g=(48.5kg+1.5kg)×10N/kg=500N
因为机器人做匀速直线运动，所以，由二力平衡条件可知，匀速阶段电梯对机器人支持力
F支=G总=500N
则支持力做功的功率
（2）[3]由题意可知，机器人在B点不再受到水平向前的动力F，由题意可知，机器人受到地面的阻力大小为
f=0.2G总=0.2×500N=100N
此时机器人相对于地面向右运动，因此机器人受到的阻力方向水平向左，由于机器人在水平方向上运动，此时机器人在竖直方向上受力平衡，即机器人受到地面的支持力与机器人的重力是一对平衡力，故机器人（包括快递件）在B点的受力示意图，如图所示：
[4]由于0~4.5s内机器人对地面的压力和接触面的粗糙程度都没有发生变化，因此0~4.5s内机器人所受阻力的大小不变，仍为100N，4.5s~5s内，机器人静止，不受阻力，因此0~5s机器人所受阻力的大小随时间变化的图像如图所示：
（3）[5]快递件的重力
G=mg=1.5kg×10N/kg=15N
由图4可知，承担动滑轮绳子的股数n=2，由
可知，牵拉绳子的力
15．2020年11月10日，中国万米载人深潜器“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底，深度达10909m。图甲是“奋斗者”号模型，图乙是它的部分结构示意图。“奋斗者”号总质量为20t，其底部装配有质量为2t的可抛弃压载铁，中部安装有固体浮力材料，载人舱为空心球体。除载人舱及部分电路设施外，其余部分与海水相通。“奋斗者”号在海水中依靠改变自身重力和受到的海水浮力实现无动力下潜和上浮。不考虑海水的流动影响，忽略深潜器部件受到海水压力后的体积变化。（海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）若在10909m深度处，海水产生的压强为1.1×108Pa，此处海水在载人舱外壳2×10﹣4m2的面积上产生的压力为多少？( )
（2）若固体浮力材料质量为2400kg，密度为600kg/m3。求：
①固体浮力材料的体积为多少？( )
②固体浮力材料完全浸没在海水中时，受到的浮力和自身重力之差为多少？( )
（3）“奋斗者”号完全浸没在海水中后匀速下潜，接近海沟底部时，抛掉质量为m的压载铁后悬浮在海水中，待海底科研任务结束后，抛掉剩余的全部压载铁后匀速上浮至海面。若 “奋斗者” 号只在竖直方向实现下潜和上浮，船身与水平面平行，下潜和上浮过程中所受阻力大小不变、方向与运动方向相反，压载铁的密度为8.0×103kg/m3，则“奋斗者”号在抛掉质量为m的压载铁后所受海水的浮力为 N。
【答案】
【解析】（1）[1]此处海水在载人舱外壳2×10﹣4m2的面积上产生的压力为
故海水在载人舱外壳2×10﹣4m2的面积上产生的压力为。
（2）[2][3]固体浮力材料的体积为
故固体浮力材料的体积为；固体浮力材料完全浸没在海水中时，受到的浮力
自身重力为
浮力与自身重力差为
则浮力与自身重力差为1.6×104N。
（3）[4]设“奋斗者”号的体积为V船，由题匀速下沉时
……①
压载铁全部抛完匀速上升时
……②
两式相加可得
=……③
当抛掉质量为m的压载铁后，“奋斗者”号悬浮，则
……④
令③-④×2整理得
ρ水（V铁-2V铁剩）=ρ铁（V铁-2V铁剩）
可知
V铁-2V铁剩=0
即
船和压载铁总质量20t，压载铁质量为2t，则船的质量为18t，即18000kg，则船的重力
G船=18000kg×10N/kg=1.8×105N
则“奋斗者”号在抛掉质量为m的压载铁后所受海水的浮力为
答：（1）此处海水在载人舱外壳2×10﹣4m2的面积上产生的压力为；
（2）固体浮力材料的体积为4m3；固体浮力材料完全浸没在海水中时，受到的浮力和自身重力之差为1.6×104N；
（3）“奋斗者”号在抛掉质量为m的压载铁后所受海水的浮力为1.9×105N。
16．小明用如图甲所示的装置来探究“弹簧的伸长跟拉力的关系”，弹簧的一端固定在木板上，他先在木板上标上0～7.00cm的刻度，把木板竖直放置，在弹簧下端挂钩码（每个钩码的质量为50g），实验数据记录如下表。（g＝10N/kg）
（1）当挂3个钩码时，指针所对刻度如图乙，此时弹簧的伸长量 cm；
（2）分析表中的数据可得：在弹性限度内， ；
（3）小明想用该装置设计一个直接测量液体密度的“密度秤”，他找来一个质量为50g的小桶，挂在弹簧下面的挂钩上，测量时，在桶中加满待测液体，根据指针指示的刻度，就能直接读出液体的密度；
①该“密度秤”的零刻度线应在 cm刻度处；
②在桶中加满水指针指在3cm刻度处，如图丙，则该桶的容积是 cm3；
③该“密度秤”能测量的最大的密度是 g/cm3；
④小明想增大该“密度秤”的量程，在不更换弹簧的前提下，你的办法是 。（写出一种即可）
【答案】 1.50 弹簧的伸长量和拉力成正比 2.50 50 4.5 换用质量更小的小桶（答案合理即可）
【解析】（1）[1]先判断出刻度尺的分度值，再读出弹簧原长和弹簧的伸长量，由图中刻度尺的分度值为1mm，弹簧的原长为2.00cm，现在弹簧的长度为3.50cm，故弹簧的伸长为
（2）[2]通过横向分析表中数据可以看出，在弹性限度内，钩码个数变成原来的几倍，即拉力变为原来的几倍，弹簧的伸长量也变为原来的几倍，所以得出：在弹性限度内，弹簧的伸长量与拉力成正比。
（3）[3]由甲、乙两图可知，当挂3个钩码，即150g时，弹簧伸长1.50cm，由
可知，伸长1cm时物体的质量为100g，故当质量为50g的小桶挂在弹簧下面的挂钩上时，弹簧伸长0.50cm，长度变为2.50cm，即该“密度秤”的零刻度线在2.50cm处。
[4]在桶中加满水，指针指在3cm刻度处，和未装水时相比，弹簧伸长量为
故桶中水的质量为50g， 根据可知，桶的容积为
[5]由于木板上的刻度最大为7.00cm，所以“密度秤”能测量的最大质量为
该“密度秤”能测量的最大的密度为
[6]在测力计量程一定的情况下，由“密度秤”能测量的最大质量是一定的，减小桶的质量，则相同体积的桶内可以装的液体的质量更大，由可知，可以测的液体密度更大，可以增大该秤的称量范围。
17．（1）“”是汽车应用的一种新型技术，也叫“平行显示系统”。其原理是：位于仪表台后端的显示屏将车速、导航等信息投射到贴有透明反射膜的前挡风玻璃上，挡风玻璃将光反射给驾驶员，驾驶员就看到显示屏的虚像，让司机在不低头、不转头时就能看到车辆行驶信息。请在图中作出人眼通过前挡风玻璃看到显示屏上A点的像的光路图；
（2）一束平行于主光轴的光经过某凸透镜后的光路图如图甲所示，凸透镜的光心在0cm处。把物体MN放在凸透镜前某位置，如图乙所示；
①把图乙中N点发出的两条光线的光路补充完整 ；（a平行于主光轴，b过0cm处）；
②物体MN经凸透镜后成 （选填“倒立”或“正立”）、 （选填“放大”或“缩小”）的 （选填“实像”或“虚像”）， （选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”）就是利用该原理成像的。
【答案】 倒立 放大 实像 投影仪
【解析】（1）[1]利用平面镜成像的特点：像与物关于平面镜对称，作出A点关于挡风玻璃的对称点，即为其像点A'，根据反射光线反向延长通过像点，连接与平面镜的交点即为入射点O，OB即为反射光线，AO为入射光线，如下所示：
（2）①[2]根据图乙可知，平行于主光轴的光线经过凸透镜后过焦点，光线平行于主光轴，经凸透镜折射后过另一侧的焦点；光线经凸透镜的光心后传播方向不改变，据此作图；
②[3][4][5][6]焦点到凸透镜光心的距离叫焦距，故焦距为2cm，由图乙知，物体在一倍焦距和二倍焦距之间，此时成倒立、放大的实像，生活中投影仪就是依据此原理制成的。
18．图甲为热敏电阻的R-t图象，图乙为用此热敏电阻R和电磁继电器组成的一个简单恒温箱温控电路（U为恒压电源），继电器线圈的电阻为30Ω，图中的“电源”是恒温箱加热器的电源，当线圈中的电流大于或等于20mA时，衔铁被吸合，加热器停止工作，实现温控。
（1）恒温箱内的加热器应接在 （选填“A、C”或“B、D”）端；
（2）要实现对50℃~100℃之间任一温度的控制，该装置恒压电源U至少为 V；若恒压电源U为4V，则滑动变阻器R'的最大阻值为 Ω。
【答案】 A、C 2.4 120
【解析】（1）[1]由题意知，衔铁被吸合，加热器停止工作，则衔铁松开时，加热器工作。所以恒温箱的加热器应接在A、C端。
（2）[2]衔铁被吸合时，控制电路的电流至少为20mA，继电器两端的电压
U1=I1R线圈=0.02A×30Ω=0.6V
由图乙知，电磁铁与热敏电阻及滑动变阻器串联在控制电路中。由图甲知，热敏电阻的阻值随温度升高而降低。据串联电路的分压特点知，热敏电阻越大，分得的电压越大，所以当温度为50摄氏度，热敏电阻阻值为90Ω时，电源电压最小，此时热敏电阻两端电压
U=I1R1=0.02A×90Ω=1.8V
最小电源电压
U小=U1+U=0.6V+1.8V=2.4V
[3]电源电压恒为4V，电路的总电阻
热敏电阻的阻值越大，分压越大，变阻器两端需要分压越小，所以热敏电阻的阻值为50Ω时，变阻器需要接入电路的阻值最大，滑动变阻器的最大阻值
R最大=R-R线圈-R1=200Ω-30Ω-50Ω=120Ω
19．广东的春季，天气潮湿，需要除湿，如图1所示为某实验室的自动除湿器。除湿器内部的电路结构由控制电路和工作电路两部分组成，简化后的电路图如图2所示。控制电路中的电源电压U1=12V，调控电阻R0的阻值范围为0﹣1000Ω，R为装在除湿器内的湿敏电阻，其阻值随相对湿度φ（空气中含有水蒸气的百分比，单位为：%RH）变化的图像如图3所示。L为磁控开关，当湿敏电阻R的阻值发生变化时，控制电路中的电流随之发生变化，当电流大于或等于20mA时，L的两个由磁性材料制成的弹片具有了磁性并相互吸合，工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。工作电路两端电压U2=220V，Rg为保护电阻，磁控开关L的线电阻不计。问：
（1）当S接通时，可判断出图2中线圈上端P的磁极是 极；
（2）磁性弹片可能是下列哪些材料组成 ；
A．钴、锌
B．铁、铝
C．钴、镍
D．铁、钢
（3）开关S闭合后，磁控开关L的两个弹片就具有了磁性，其原理与以下哪个装置相同？ （填写字母）；
A．电动机
B．电磁铁
C．发电机
D．话筒
（4）因实验室内有较敏感的器件，要求相对湿度控制在45%RH以内，则R0调控电阻的阻值不能超过 Ω；
（5）由图3可知，湿敏电阻R的阻值随着相对湿度的增加而 ；在磁控开关L闭合条件不变的情况下，若要早点开始除湿，则应将控制电阻R0的阻值 （以上两空均选填“增大”或“减小”）。
（6）小明查看了该除湿器的铭牌，其中有一参数为“除湿量1.2kg/h（30℃80%RH）”，表示在30℃、相对湿度80%的情况下每小时的除水量，相关资料显示在该环境条件下的室内空气含水量是30g/m3。小明所在的实验室环境温度为30℃、相对温度80%，体积为200m3，想使用这台总功率为1100W的除湿器为实验室除湿，如果每次都能把该实验室里的水分除干，则除湿一次需要消耗电能 J。
【答案】 N C B 500 减小 减小 1.98×107
【解析】（1）[1]当S接通时，电流从螺线管上端流入，由安培定则可判断出图2中线圈的上端P的磁极是N极。
（2）[2]磁性材料是指铁、钴、镍等物质，磁性弹片需要用磁性材料，锌、铝不是磁性材料，钢是磁性材料，但钢是硬磁性材料，通电时有磁性，断电时磁性不会消失，不适合做磁性弹片，故ABD不符合题意，C符合题意，故选C。
（3）[3]开关S闭合后，磁控开关L的两个弹片在电流的作用下被磁化成异名磁极，异名磁极相互吸引，利用了电流的磁效应：
A．电动机的原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故A不符合题意；
B．电磁铁的原理是导体通电产生了磁场，即电生磁，属于电流磁效应，故B符合题意；
CD．发动机和话筒的原理都是电磁感应，故CD不符合题意。
故选B。
（4）[4]由图3可知，当相对湿度控制在45%RH时湿敏电阻R的阻值
R′=100Ω
电流为
此时L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。根据欧姆定律可得，电路中的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，调控电阻R0的阻值
R0=R总﹣R′=600Ω﹣100Ω=500Ω
（5）[5][6]根据图3可知湿敏电阻R的阻值随着相对湿度的增加而减小，若要早点开始除湿，即相对湿度减小，湿敏电阻阻值变大，由于衔铁被吸下的电流不变，根据欧姆定律可知，若U1不变，I不变，则R总不变，所以需要减小控制电阻R0的阻值。
（6）[7]根据密度公式可知实验室内水蒸气的质量为
m=ρV=30g/m3×200m3=6000g=6kg
除湿一次的时间为
消耗的电能为
W=Pt=1100W×1.8×104s＝1.98×107J
20．如1图所示，2018年5月23日中央新闻报道，我国自行设计制造的新型磁悬浮列车工程样车运行试验取得成功，时速可达160公里以上，列车由于车体与轨道不接触、无摩擦，具有噪音低损耗小、易维护等优点，被誉为“零高度飞行器”.这种兼具高速与中低速磁浮交通优点的新型磁悬浮列车将为我国城市间提供一种方便快捷的绿色轨道交通工具.
（1）磁浮列车是在车厢底部和轨道上分别安装了磁体，并使它们的同名磁极相互 ，车体与轨道不接触，无摩擦，列车能够在轨道上方几厘米的高度上飞驰，避免了来自车轮与轨道之间的摩擦.
（2）如2图所示，列车站台设计成中间高两边低的原因是：进站时列车由于 要保持原来的运动状态冲上站台；从能量转换的角度来说，当列车出站时从高度较高的地方下行，它的 ，不用消耗过多的电能或化学能等能量.
（3）如3图所示，当列车进站时，乘客必须站在站台和黄色线以外的位置候车才安全的原因是 .
（4）小张乘坐列车时看见两旁的房屋迅速向东退去，则列车相对于地面正在向 行驶.
【答案】 排斥 惯性 重力势能转化为动能 列车开动时带动周围的空气流动，流体流速越大，压强越小，人如果站的太靠近列车，会被“吸入”引发危险 西
【解析】（1）磁浮列车是在车厢底部和轨道上分别安装了磁体，并使它们的同名磁极相互排斥，车体与轨道不接触，无摩擦，列车能够在轨道上方几厘米的高度上飞驰，避免了来自车轮与轨道之间的摩擦.
（2）如2图所示，列车站台设计成中间高两边低的原因是：进站时列车由于惯性要保持原来的运动状态，所以会冲上站台；
从能量转换的角度来说，较高时重力势能较大，下行时转化为动能，即当列车出站时从高度较高的地方下行，它的重力势能转化为动能，所以不用消耗过多的电能或化学能等能量.
（3）如3图所示，当列车进站时，乘客必须站在站台和黄色线以外的位置候车才安全的原因是：列车运行时带动空气流动，所以靠近列车的地方空气流速大，而流速越大，压强越小，外侧空气流速较慢，压强大，在此压强差的作用下，人若站在近处，会被推向列车而发生危险．
（4）小张乘坐列车时看见两旁的房屋迅速向东退去，它是以自己或列车为参照的，以地面为参照物时，列车正在向西行驶．
点睛：重点是流体压强与流速关系的应用，牢记流速大的地方压强小的规律，中考中也是常出现的题目类型，要能用此特点解释生活中的相关现象．
（限时25分钟）
1．老师给小宁一个暗箱，其表面有两个接线柱M、N，它们之间电阻值RMN恒定不变。小宁利用如图甲所示电路（电源电压不变）进行实验：在开关S、S1都闭合和开关S闭合、S1断开两种情况下，改变电阻箱R1的阻值，读取电流表示数，绘制了如图乙所示的电流表示数I随R1变化的曲线。由上述信息可知：
（1）电源电压U为 V；
（2）RMN为 ；
（3）图乙中曲线 （填“A”或“B”）是根据开关S、S1都闭合时测得的实验数据绘制的；
（4）老师告诉小宁，暗箱的M、N之间只接有两个定值电阻：一个阻值为R0（R0值已知），另一个阻值未知，假设为Rx。求Rx的值。( )（用R0、RMN表示）
【答案】 6 10Ω B 见解析
【解析】（1）[1]（2）[2]（3）[3]当开关S、S1闭合时，RMN短路，只有R1接入电路，电流表测电流，R1两端电压等于电源电压；当开关S闭合，S1断开时，RMN与R1串联。由图乙得，B曲线当R1为30欧时，电流为0.2A，A曲线当R1为20欧时，电流为0.2A，根据串联总电阻关系，B曲线为开关S、S1闭合，A曲线为开关S闭合，S1断开。电源电压为
解得
（4）[4]因为暗箱的M、N之间只接有两个定值电阻R0和RX，串联电路中的总电阻比任何一个分电阻都要大，并联电路中的总电阻比任何一个分电阻都要小，若
R0
Rx=RMN-R0
若
R0>RMN
则R0和Rx应并联，即有
2．显微镜主要由物镜和目镜两组透镜组成，被观察的细微物体先在物镜中成一个像，这个像就相当于目镜中的物体，然后它在目镜中再次成像。如图，F1为物镜的焦点，F2为目镜的焦点，图中已出细小物体AB在物镜中所成像A’B’的光路图，以及A’B’射向目镜的两条光线。
（1）该显微镜的物镜相当于 （选填“凸透镜”、“凹透镜”）；
（2）请你画出光线a，b经目镜L2折射后的光线；
（3）与A’B’对比，目镜L2所成的像是一个 （选填“正立”或“倒立”）、 （选填“实像”或“虚像”）。
【答案】 凸透镜 正立 虚像
【解析】（1）[1]由图可知，平行于主光轴的光线经透镜后向焦点会聚，因此显微镜的物镜相当于凸透镜。
（2）[2]显微镜的目镜相当于放大镜，因此根据凸透镜成像规律作图，如下：
（3）[3][4]显微镜的目镜相当于放大镜，因此相对于A’B’成的是正立放大的虚像。
3．读短文，回答问题。
闯红灯违章抓拍系统工作原理
如图甲所示，是马路路口的闯红灯系统，图乙是该系统的简化示意图，该系统实际上是一个电磁继电器，控制电路中的光控开关实际上是一个光敏电阻，它在感受到交通信号灯发出的红色光而自动闭合；埋藏在路口停车线前面路面下的电子脉冲感应开关中的感应线用能感应到路面上汽车通过时发出的电子脉冲，从而使得电子脉冲感应开关自动闭合。当红灯亮起，汽车越过了停车线而闯红灯时，受拉电路接通，摄像头对违规车辆进行摄像或拍照。
（1）请根据短文描述，用笔画线代替导线将图乙电路连接完整，要求电流从A端流入。
（2）电磁继电器实际上是用电磁铁控制电路的一种 （选填“用电器”、“开关”或“电源”），红灯亮时，当汽车通过，电磁铁 磁性（选填“有”或“没有”），电磁继电器中的衔铁 （选填“可以”或者“不可以“）用铜质材料代替；
（3）当图乙中控制电路接通时，电路中电磁铁的上端为 极；此时若对调电源正负极，则 （选填“会”或者“不会”）影响摄像系统的工作。
【答案】 开关 有 不可以 N 不会
【解析】（1）[1]根据题意可知，当光控开关接收到红光时，开关自动闭合，此时，若汽车越过了停车线，电子脉冲感应开关中的感应线圈能感应到路面上汽车通过时发出的电子脉冲，则整个控制电路接通，继电器的衔铁就被吸下，工作电路中摄像系统电路接通开始工作，拍摄违规车辆，当光控开关没有受到红光照射时，光控开关断开，此时电磁铁无磁性，衔铁没有被吸引，接摄像系统不工作；连接时，根据电流流向，电流经光控开关，从A端流入电磁铁，再从电磁铁流出，经电子脉冲感应开关，回到电源的负极，如下图所示：
（2）[2][4]电磁继电器实际上是用电磁铁控制电路的一种开关，其作用是用低电压、弱电流电路的通断来控制高电压、强电流电路的通断，以确保人的安全操作；具有磁性电磁铁只能吸引铁钴镍等物质，不能吸引铜，所以衔铁不可以用铜质材料代替。
[3]红灯亮时，当汽车通过，光控开关和电子脉冲感应开关都闭合，电路接通，电磁铁具有磁性，衔铁落下，摄像头对违规车辆进行摄像或拍照。
（3）[5]当图乙中控制电路接通时，根据安培定则，电路中电磁铁的上端为N极。
[6]此时若对调电源正负极，根据安培定则，只改变螺线管的极性，螺线管仍有磁性，仍会吸引磁铁，不会影响摄像系统的工作。
4．体育锻炼与物理密不可分，回答下列问题。
（1）如图1所示，体重60kg的小明做引体向上，在1min时间内完成了8个，每次匀速上拉，身体重心上升0.4m，则他每完成一次引体向上做功 J。1min内的平均功率是 W。匀速拉升的过程中，他的机械能 （填“增大”“减小”或“不变”）（g取10N/kg）；
（2）如图2是某消防员训练爬杆和爬绳的情况，他受到的摩擦力为f杆和f绳，当他顺着比杆粗糙的绳两次匀速向上爬时，f杆 f绳（选填“>”“=”或“＜”），此时消防员所受摩擦力的方向 。在紧急集合时，消防员需要抓住竖直的杆从楼上滑下，如果某消防员自身及装备质量共80kg，当他用500N的力抓着竖直的杆匀速下滑时，杆对人的摩擦力大小 N；接近地面时，他增大握力，则此时杆对手的摩擦力将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）某训练用空心球的体积为600cm3，空心部分体积为400cm3将其放入水中静止后，有一半的体积露出水面，则空心球的实心部分密度为 g/cm3；若将空心球的空心部分注满酒精，将其浸没于水中后松手，则该球将 （选填“上浮”“悬浮”“或“下沉”，ρ酒精=0.8×103kg/m3）。
【答案】 240 32 增大 = 竖直向上 800 变大 1.5 下沉
【解析】（1）[1][2][3]小明所受的重力
G=mg=60kg×10N/kg=600N
每次上升高度h=0.4m，则将身体向上拉起一次所做的功
W=Gh=600N×0.4m=240J
时间为
t=1min=60s
在1min时间内完成了8个引体向上，则他在1min内做的总功
W总=8W=8×240J=1920J
平均功率为
匀速拉升的过程中，他的质量不变，速度不变，动能不变；同时高度增大，重力势能增大；因为机械能等于动能与重力势能之和，所以他的机械能增大。
（2）[4]消防员训练爬杆和爬绳时，均做匀速直线运动，受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力，这两个力是一对平衡力，大小相等，两次的摩擦力都等于消防员的重力，故f绳=f杆。
[5][6][7]在紧急集合时，消防员需要抓住竖直的杆从楼上滑下，如果某消防员自身及装备质量共80kg，当他用500N的力抓着竖直的杆匀速下滑时，杆对人的摩擦力大小与人的总重力是一对平衡力，故摩擦力为
f=G=mg=80kg×10N/kg=800N
接近地面时，他增大握力，对杆的压力变大，接触面的粗糙程度不变，则此时杆对手的摩擦力将变大，速度逐渐变小，最终停止地面上。
（3）[8][9]空心球放入水中静止后，有一半的体积露出水面，此时空心球漂浮，球排开水的体积
由漂浮条件可知，空心球的重力
G球=F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×300×10-6m3=3N
则球的质量
球实心部分的体积
V=V球﹣V空=600cm3-400cm3=200cm3=2×10-4m3
空心球的实心部分密度
将空心球的空心部分注满酒精时，酒精的质量
m酒精=ρ酒精V空=0.8×103kg/m3×400×10-6m3=0.32kg
酒精和球的总质量
m总=0.32kg+0.3kg=0.62kg
此时酒精和球的平均密度
所以该球将下沉。
5．半导体二极管
半导体二极管主要由P型半导体、N型半导体、接线端、外壳组成，其结构及对应的电路符号如图甲、乙所示。二极管具有单向导电性，当二极管两端加正向电压时，电流从正接线端流进二极管时，二极管导通，相当于一根导线，必须说明，当加在二极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导通，只有当正向电压达到某一数值（锗管约为0.1V，硅管约为0.5V）以后，二极管才能真正导通，导通后二极管两端的电压基本上保持不变（锗管约为0.3V，硅管约为0.7V）。而电流负接线端流入时，二极管断路，实际上不会有电流通过。
（1）如图丙，已知电源电压为3V，则开关S闭合后，灯泡L （能/不能）发光，电压表的示数为 V；
（2）如图丁所示，将一个锗材料二极管、电阻R和电流表串联接入电路中，电源电压恒为3V不变，电阻R1＝30Ω。开关S闭合后，电流表有示数，电压表的示数为 V，电流表示数为 A；
（3）科研人员利用P型元件和N型元件串联，如图戊所示，当电流通过时，P、N型材料的两端会产生温度差（珀尔帖效应），从而制成了电脑的散热器，如图所示，在电流方向由N流向P的地方吸热，而在电流方向从P流向N的地方放热。如图相当于一个 联电路，靠近电脑发热体（CPU）的是图中 （上方/下方）的陶瓷片。
【答案】 不能 3 0.3 0.09 串 下方
【解析】（1）[1][2]由甲图可见，电流从二极管的“-”极流进，从“+”极流出，此时二极管断路，因此开关闭合后灯泡不能发光，但电压表的两端与电源的两端相连，故电压表的示数为3V。
（2）[3][4]由题意知，当电路中由电流时，锗管两端的电压约为0.3V，由串联电路电流的规律知，电阻R1两端的电压为
电路的电流为
故电流表的示数为0.09A。
（3）[5][6]由图可知，此图相当于一个串联电路，靠近上面陶瓷片的电流方向是由P→N，靠近下面陶瓷片的电流方向是由N→P，由于在电流方向是P→N的地方放热，因此上端应是半导体元件放热的地方，在上方电流方向是N→P的地方吸热，因此电脑发热体在下方。
6．学习完电学知识后，小卢同学所在的兴趣小组发现：电学量的变化往往能够用来反映力学、热学、光学等物理量的变化。于是小卢设计了一个体重测量仪，其工作原理如图甲所示。R1为踏板下方的压敏电阻，其阻值R1随压力F的变化规律如图乙所示，把电流表A1改装成体重测量仪。
（1）关于该体重测量仪，下列说法中错误的是 。
A．体重越重，体重测量仪示数越大
B．闭合开关S后该体重测量仪的指针不能够指到电流表A1的零刻度线处
C．该体重测量仪的刻度是均匀的
（2）该兴趣小组还想再设计一个身高测量仪，小杨同学很快设计出了如图丙所示的电路，用滑片在绷直的电阻丝上滑动代替滑动变阻器，将电压表改装成身高测量仪，但同小组的小丁同学惊呼“这个电路有问题”，请你说说小丁惊呼的理由： 。
（3）在小丁同学的帮助下，小杨同学改进了自己的设计方案，并进一步发现把自己的身高测量仪和小卢的体重测量仪组合在一起，就可以完成身高和体重的同时测量，于是小杨设计出了如图丁所示的电路图。在图丁中，电源U1恒为4.5V，电源U2恒为18V，滑动变阻器R2为竖直固定放置的变阻器，其滑片P可竖直上下移动，接入电路的阻值与接入电路的长度成正比，R3是阻值为20Ω的定值电阻。设计好电路后，该小组身高140cm的小王迫不及待地站上踏板，闭合开关S1、S2，电流表A1示数为0.15A，电压表示数为9V，则小王的重力是 N；当身高180cm的小胡站上踏板时，电压表示数为12V；当小杨同学站上去时，电压表示数为10V，则小杨同学的身高是 cm。
【答案】 C 电路可能会短路 450 150
【解析】（1）[1]A．由图乙可知体重越重，压敏电阻R1的阻值越小，图甲可知电路中的电阻越小电流表的示数越大，故A正确，不符合题意；
B．由图甲可知闭合开关S后，电路中就有电流通过，电流表的示数不会为零，故B正确，不符合题意；
C．由图乙可知体重越重，压敏电阻R1的阻值越小，压敏电阻R1与压力F的的关系为
R1=R0-kF
由公式可得
所以体重测量仪的刻度是不均匀的，故C错误，符合题意。
故选C。
（2）[2]由图丙的电路可知，如果滑动变阻器滑到最下端时，会造成短路，所以电路存在问题。
（3）[3]电源U1为4.5V，电流表A1示数为0.15A，压敏电阻的阻值为
由图乙可知，此时小王的重力是450N。
[4]小王测量身高时，电源U2为18V，电压表示数为9V，R3两端的电压为
U3=U2-U示=18V-9V=9V
根据串联电路分压原理，滑动变阻器R2接入电路的阻值与R3的阻值相等为20Ω。
小胡测量身高时，电源U2为18V，电压表示数为12V，R3两端的电压为
U3＇=U2-U示＇=18V-12V=6V
根据串联电路分压原理，滑动变阻器R2接入电路的阻值是
当小杨同学站上去时，电压表示数为10V，R3两端的电压为
根据串联电路分压原理，滑动变阻器R2接入电路的阻值是
由于滑片P竖直上下移动，接入电路的阻值与接入电路的长度成正比
解得h杨=150cm。所以小杨的身高是150cm。
7．如图甲所示为电子拉力计，图乙是其原理图。拉环不受拉力时，滑片P处于a端，拉环受拉力时，滑片P随之向右滑动。电源电压U=6V，电流表的量程为0∼0.6A，定值电阻R0=5Ω，ab是一根长为5cm的均匀电阻丝，其阻值R1=25Ω，忽略摩擦。
（1）电流表的示数随拉力的增大而 （选填“增大”“减小”或“不变”）；
（2）由图乙知，拉力表的零刻度线应刻在电流表 处；
（3）拉力计内部弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间的关系如图丙所示。开关闭合后，当电流表指针指在0.4A处时，R1接入电路的阻值是 Ω，作用在拉环上水平向右的拉力是 N；
（4）该拉力计能测量拉力的范围是 N，若想增大测力计的范围，可以采取的方法是 。
【答案】 增大 0.2A 10 300 0∼400 减小电源电压
【解析】（1）[1]电路是与串联的电路，电流表测量电路中的电流。由电路图可知，当拉力变大时滑片向右移动，连入电路的电阻丝长度减小，接入电路的电阻减小，根据欧姆定律可知电路中电流增大。
（2）[2]当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，闭合开关S后，与定值电阻串联，根据串联电路的特点和欧姆定律可知电流表的读数应为
（3）[3]当电流表读数为时，根据欧姆定律，可得两端的电压为
则根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得两端的电压为
根据得接入电路部分的电阻
[4]因电阻丝的电阻值与长度成正比，ab是一根长为5cm的均匀电阻丝，其阻值，每1cm电阻丝的电阻是，，故可知弹簧被拉长的长度为
对照图乙，可知作用在拉环上的水平向右的拉力为。
（4）[5]当电流最大为时，根据欧姆定律，可得两端的电压为
则根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得两端的电压为：
根据得接入电路部分的电阻
可知弹簧被拉长的长度为
对照图乙，可知作用在拉环上的水平向右的拉力为，即该拉力计能测量拉力的范围是。
[6]要增大拉力，即变阻器接入电路的电阻更小，而电流表示数最大值不变，由欧姆定律可知，应该减小电源电压或增大定值电阻。
8．如图 是某科技小组设计的利用太阳能给 LED 路灯供电的自动控制电路的示意图（未画完整）。其中，R是光敏电阻，其电阻大小会随着光照强度的变化而变化。当流经电磁铁A的电流 I≥30.0mA 时，太阳能电池板与蓄电池形成闭合回路，蓄电池处于充电状态。下表为光敏电阻R、流经电磁铁A的电流I与光照度 E 的测试数据。
（1）由表中可知，R的阻值会随光照度E的增强而 。（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（2）白天，太阳能电池板将 能转化为 能，再通过蓄电池转化为 能。傍晚，当光照度小于 Lux 时，流经电磁铁A的电流 I<30.0mA 时，动触点D会与静触点 （选填“G、H”或“E、F”）接触，LED 开始工作；
（3）请根据上述描述将图的电路设计图连接完整，工作电路能正常工作（图中已给出静触点 E、F、G、H 的四根引线）( )
（4）当光照度为30Lux时，R两端的电压是多少？( )
（5）当光敏电阻R为20Ω时，持续了1min，R产生的热量是多少？( )
【答案】 变小 太阳 电 化学 15 E、F 2.97 1.08
【解析】（1）[1]由表中可知，光照度E越大，R的阻值越小，光照度E会随光照度E的增强而变小。
（2）[2][3][4]目前直接利用太阳能的方式之一是用太阳能电池把太阳能转化成电能。白天，太阳能电池板将太阳能转化为电能，再通过蓄电池转化为化学能。
[5][6]由题知，当线圈A中的电流I≥30.0mA时，动触点D与静触点G、H接触；当线圈A中的电流I<30.0mA时，动触点D与静触点E、F接触，根据表数据，即当光照度小于15 lux ，LED开始工作。
（3）[7]白天充电（动触点D与静触点G、H接触）、夜晚供电（动触点D与静触点E、F接触），据此连接电路电路图如右图所示：
（4）[8]当光照度为30Lux时，光敏电阻为10Ω，线圈中电流33.3mA，当光敏电阻为20Ω，线圈中电流30.0mA，根据串联电阻的规律及欧姆定律和电源电压不变有
故
R0=90Ω
U=3.3V
由欧姆定律可知当光照度为30Lux时，由欧姆定律R两端的电压是
U30=I1 R0=0.033A×90Ω=2.97V
（5）[9]当光敏电阻R为 20Ω时，由串联电阻规律和欧姆定律电路的电流为
持续1min，R产生的热量是
9．主动式空气净化器。
净化器的工作原理为：机器内的马达带动风扇使室内空气循环流动，污染的空气，通过机内的空气过滤网后将各种污染物吸附。主动式空气净化器还会在出风口加装负离子发生器，将空气不断电离，产生大量负离子，被微风扇送出，形成负离子气流，达到清洁、净化空气的目的。下表为某型号的主动式空气净化器的参数。CADR是反映其净化能力的性能指标，CADR值越大，其净化效率越高，利用CADR值，可以评估其在运行一定时间后，去除室内空气污染物的效果。可按下列公式计算CADR=2.4V/t（V：房间容积；t：空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间）能效比是空气净化器的洁净空气体积和其输入功率之比；净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比。
（1）空气净化器工作时，以机内的过滤网为参照物，空气中的污染物是 （选填“运动”或“静止”）的；颗粒物接近带有负电荷的金属网时受到强烈的吸引力，这主要是因为 ；
（2）如果室内面积为50m2，房间的高度为3m，则该空气净化器理论上使房间污染物的浓度下降90%需要消耗电能 kW·h；
（3）下列说法错误的是 ；
A．进风口流速大，气流外侧的颗粒物也被吸入净化器
B．输入净化器中的功率越大，消耗的电能越多
C．净化器工作时发出的声音不会对人的听力造成损伤
D．净化器的能效比越大，说明该净化器CADR值越大，越节能
E．气流外侧的颗粒物也被吸入净化器，是因为气流处流速大压强小的缘故
F．机器内的马达工作时将电能主要转化成了机械能
（4）该空气净化器工作挡位为3挡时，出风口的面积为0.25m2，则风速为 m/s；
（5）单独使用该净化器10min，规格为2400imp/(kW·h)的电能表指示灯闪烁30次，则该空气净化器在 挡位工作，此时该空气净化器的能效比为 m3/(h·W)；
（6）利用气敏电阻可以检测空气质量，如图乙所示为检测电路，定值电阻R0=10Ω，电源电压恒为28V；如图丙所示为气敏电阻阻值随空气中有害气体浓度β的变化曲线。代用此电路检测该型“净化器的净化效率：净化器启动前，检测电路中电流表的示数为0.7A，此时空气中有害气体浓度是 μg/m3；净化器正常使用30min后，检测电路的电流变为0.1A，则该空气净化器的实际净化效率为 %。
【答案】 运动 带电体吸引轻小物体 0.036 B 0.4 3 4.8 2.0 95
【解析】（1）[1]空气净化器工作时，空气中的污染物相对于过滤网不断发生位置变化，故空气中的污染物相对于过滤网的运动状态是运动的。
[2]带有负电荷的光洁金属网，能够吸引不带电的细小颗粒，这主要是因为带电体具有吸引轻小物体的性质。
（2）[3]该空气净化器净化空气量600m3/h，即每小时净化空气600m3，该房间内空气的体积
V=Sh=50m2×3m=150m3
根据
得到净化时间
需要消耗电能
W=Pt=0.06kW×0.6h=0.036kW·h
（3）[4] A．由于进风口流速大，则压强小，在外界大气压作用下，气流外侧的颗粒物会被压入净化器中，故A正确，不符合题意；
B．输入净化器中的功率越大，由于工作时间未知，所以根据W=Pt可知，不能判断消耗电能的多少，故B错误，符合题意；
C．为了保护听力，一般情况下应控制噪声不超过90分贝，净化器工作时发出声音的响度最大为55分贝，不会对人的听力造成损伤，故C正确，不符合题意；
D．净化器的能效比越大，即空气净化器洁净空气量与输入功率的比值越大，所以，净化效率越高，则CADR值越大，故D正确，不符合题意；
E．由于进风口流速大，则压强小，在外界大气压作用下，气流外侧的颗粒物会被吸入净化器，故E正确，不符合题意；
F．机器内的马达工作时将电能主要转化成了机械能，故F正确，不符合题意。
故选B。
（4）[5]由表格数据可知，该空气净化器工作挡位为3挡时，净化空气量为360m3/h，即每小时净化空气360m3，已知出风口的面积为0.25m2，由V=Sh可得，空气柱的长度
则风速为
（5）[6]电能表指示灯闪烁30次，净化器消耗的电能
工作时间
t′=10min=600s
则净化器消耗的电功率
查表可知，功率为75W时，该空气净化器在3挡位工作。
[7]由净化器能效比的定义可得，此时该空气净化器的能效比
（6）[8][9]由电路图可知，R0、R串联，检测电路中电流表的示数为I=0.7A，电路的总电阻
根据串联电路电阻特点可知，气敏电阻的阻值
R=R总-R0=40Ω-10Ω=30Ω
由图丙可知，气敏电阻阻值为30Ω时，此时空气中有害气体浓度是β1=2.0μg/m3。当检测电路的电流变为I′=0.1A，此时电路总电阻
根据串联电路电阻特点可知，气敏电阻的阻值
R′=R总′-R0=280Ω-10Ω=270Ω
由图丙可知，气敏电阻阻值为270Ω时，此时空气中有害气体浓度是β2=0.1μg/m3。由题意知，净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比；则该空气净化器的实际净化效率
10．如图甲所示，坐位体前屈是初中体育国标测试中的一项，图乙是某学习小组设计的测试仪器的简化电路原理图。
（1）测试者向前推动的测试仪的滑块实际上是滑动变阻器，滑块推动的距离越大，滑动变阻器连入电路的电阻值越大，仪器的示数就越大，则 表反映了被测者的成绩；
（2）若电源电压为6V不变，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A，滑块能被推的最大距离为30cm，滑动变阻器的规格为“15Ω 1A”，R2=10Ω，滑块每移动1cm，R1的电阻变化0.5Ω。为保证电路各元件安全，测试中推动滑块时的最大距离是 cm；
（3）如表是坐位体前屈的得分标准，在某次练习中，小明完成测试后，电流表的示数为0.4A，则此时滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω，他的坐位体前屈得分为 ；
（4）该实验小组将图乙的表盘进行改进，改进后可以直接从电表的表盘上读出对应的长度值，改进后的表盘刻度是 （选填“均匀”或“不均匀”）的；
（5）如下图所示，他们又设计了下列四种方案，其中表盘上的长度刻度值均匀的是 （选填字母）。
A．B． C． D．
【答案】 电压 20 5 8 不均匀 A
【解析】（1）[1]由图乙可知，滑动变阻器R1与定值电阻R2串联接入电路，电流表测量电路中的电流，电压表测量滑动变阻器R1两端的电压，根据滑块推动的距离越大，滑动变阻器连入电路的电阻值越大，仪器的示数就越大可知，当滑动变阻器接入电路的阻值越大，电路中的总电阻越大，根据可知，当电源电压一定时，总电阻R越大，电路中的电流越小，根据U2=I2R2可知，定值电阻R2两端的电压越小，根据串联电路电压规律可知，滑动变阻器R1两端的电压U1=U﹣U2越大，即滑块推动的距离越大，滑动变阻器连入电路的电阻值越大，电压表示数越大。
（2）[2]由于电流表的量程是0~0.6A和滑动变阻器的规格是“15Ω 1A”可知，电路中的最大电流为0.6A，所以当电路中的电流为0.6A时，电路中的总电阻
此时滑动变阻器接入电路的阻值最小，最小阻值
R1=R总﹣R2=10Ω﹣10Ω=0
此时推动滑块移动距离是0cm；当滑动变阻器两端电压为3V时，定值电阻R2两端的电压
U2=U﹣U1=6V﹣3V=3V
通过定值电阻R2的电流
通过滑动变阻器的电流
I1=I2=0.3A
此时滑动变阻器R1接入电路的最大阻值
根据滑片每移动1 cm，R1的阻值变化0.5Ω可知，此时推动滑块移动距离是
所以推动滑块时的最大距离是20cm。
（3）[3][4]当电路中的电流为0.4A时，定值电阻R2两端的电压
U2′=I2′R2=0.4A×10Ω=4V
滑动变阻器R1两端的电压
U1′=U-U2′=6V-4V=2V
滑动变阻器R1接入电路的阻值
根据滑块每移动1cm，R1的电阻变化0.5Ω可知，推动滑块移动的距离是
根据表格数据可知，小明的得分是8分。
（4）[5]滑动变阻R1器两端的电压
所以滑动变阻R1器两端的电压U1与滑动变阻器R1接入电路的阻值的关系不是一次函数关系，而滑动变阻器接入电路中的阻值与滑块移动的距离是一次函数关系，由此可知，电压表的刻度是不均匀的。
（5）[6]A．滑动变阻器与电阻丝串联接入电路，电压表测量挡板P点右侧的那部分电阻丝两端的电压，若滑动变阻器接入电路的阻值一定，电阻丝接入电路的阻值不变，当推动挡板P时，电路中的总电阻不变，根据可知，电路中的电流不变，挡板P点右侧的那部分电阻丝长度均匀变化，其阻值变化均匀，根据U=IR可知，挡板P以右的那部分电阻丝两端的电压均匀变化，故A符合题意；
B．滑动变阻器与电阻丝串联接入电路，电压表测量电阻丝两端的电压，若滑动变阻器接入电路的阻值一定，当推动挡板P时，电阻丝接入电路的长度均匀变化，其阻值变化均匀，电阻丝两端的电压
由于电阻丝两端的电压与电阻丝接入电路的阻值不是一次函数，所以电压表的变化不均匀，故B不符合题意；
CD．滑动变阻器与电阻丝串联接入电路，电流表测量电路中的电流，若滑动变阻器接入电路的阻值一定，当推动挡板P时，电阻丝接入电路的长度均匀变化，其阻值变化均匀，电路中的电流
由此可知，电路中的电流与电阻丝接入电路的阻值不是一次函数关系，所以电流表的变化不是均匀的，故CD不符合题意。
故选A。
11．由我国著名科幻作家刘慈欣创作的科幻小说《三体》中描绘过这样一个未来世界，地球拥有“无限能源（电力）”，所有东西都无需考虑充电问题，汽车不用加油也不需插电就可以在天上飞，杯子里的牛奶握在手里即可加热。无线充电仿佛无时无刻覆盖着地球的每一个角落。而这个幻想也正在逐步变为现实。
（1）市场上支持无线充电的智能手机和充电器大部分采用Qi技术。其原理是：电流流过送电线圈产生磁场，受电线圈靠近该磁场时就会产生电流，给智能手机充电。图1实验与受电线圈处工作原理是相同的是 ；
（2）为研究无线传输电能，某科研小组在实验室试制了无线电能传输装置，在短距离内点亮了灯泡，如图甲所示。实验测得，接在b线圈上的用电器获得的电功率为输入a线圈电功率的40%。若把a线圈接入电压为220V的电源，测得该线圈中的电流为0.2A。b线圈中只接入一盏灯泡，此时该灯泡恰能正常发光，则该灯泡的功率为 W；
（3）如图乙所示，通过安置在插座上的电流转换器，将电能转换为超声波，电动小车上的接收器收到超声波讯号，可将其能量转换为电能为电池充电。已知：接收器接收到的超声波功率P与它和转换器间距离关系满足公式，将超声波能量转化为电能并储存在电池中的效率为50%；小车与转换器间距离L0=1m时，接收器接收到的超声波功率P0=8W：
①当小车与转换器间距离为1m时，电池充电1h所储存的电能为 J；
②该公式中的k值为 W⋅m2；
③若充电时小车与转换器之间距离L=2m，则超声波能量转化为电能的功率为 W，若要储存到和①中相同的电能，需等待 h。
【答案】 C 17.6 1.44×104 8 1 4
【解析】（1）[1]由题意可知，电流流过送电线圈产生磁场，受电线圈靠近该磁场时就会产生电流，给智能手机充电，则可知受电线圈处的工作原理是电磁感应现象：
A．图中是电磁继电器，主要是利用了电流的磁效应，故A不符合题意；
B．图中给金属棒通电，金属棒在磁场中会发生运动，说明通电导体受到磁场力的作用，故B不符合题意；
C．图中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动能够产生感应电流，是电磁感应现象，故C符合题意；
D．上图是探究电磁铁磁性强弱的影响因素实验，利用的是电流的磁效应，故D不符合题意；
故选C。
（2）[2] a线圈的输入功率
P总=UI=220V×0.2A=44W
由题意可得，线圈得到的功率，即灯泡的功率为
（3）①[3]电池充电后，接收器接收到的超声波能量为
由题意知，电池所储存的电能
[4]根据题意可知，当小车与转换器间距离时，接收器接收到的超声波功率，由可知的值
[5]若充电时小车与转换器之间距离，接收器接收到的超声波功率
由于接收器将超声波能量转化为电能并储存在电池中的效率为，所以超声波能量转化为电能的功率
[6]由可知，若要储存到和中相同的电能，需等待的时间
12．由相同材料制成的M、N两固态实心物体，M、N的质量分别为0.3kg、0.1kg；物体M的温度与其吸收的热量关系如题图甲所示（不考虑热量散失），则
（1）若物体N吸收的热量为2.64×103J（未发生物态变化），则它的温度升高了 ℃；
（2）物体M的比热容为 J/(kg·℃)；
（3）请写出物体M在BC段温度不变的原因 ；
（4）图乙（a）为装有200mL水的量筒，将物体N放入该量筒后，如图乙（b）所示；若在图乙（a）中放入的物体为M（能浸没），请在图乙（c）中画出水面的位置 。
【答案】 30 0.88×103 处于熔化过程中
【解析】（1）[1]由图甲可知，物体M吸收热量为2.64×103J时，升高的温度为10℃，已知相同材料制成的M、N两固态实心物体，所以他们的比热容相同，M、N的质量分别为0.3kg、0.1kg；由Q吸=cmΔt可知，吸收相同热量时，N升高的温度应该是M升高温度的3倍，即N的温度升高了30℃。
（2）[2]物体M的比热容为
（3）[3]物体M在BC段温度不变的原因处于熔化过程中，吸收热量。温度保持不变，说明M是晶体。
（4）[4]已知M、N两固态实心物体是由相同材料制成的，所以M、N的密度相同，M、N的质量分别为0.3kg、0.1kg，根据可知
VM= 3VN
由图乙中的a、b可知，量筒的分度值是10mL，原来量筒中水的体积是200mL，放入N后，水面对应的刻度是250mL，即物体N的体积为
VN = VN排= 250mL -200mL=50mL=50cm3
则物体M的体积
VM= 3VN =3×50cm3=150cm3
将M放入水中，M排开水的体积
VM排=VM=150cm3=150 mL
水面对应的刻度应为
200mL+150mL=350mL
如下图：
13．我国自主研制的某新型航空飞机，它的热效率和推进效率都较高。所谓热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃结产生的内能之比，而推进效率则是指发动机对飞机的推力所做的功与发动机获得的机械能之比。已知飞机飞行时所受阻力f与运行速度v的关系如表。若某次航行中飞机以的水平速度匀速巡航0.5h，需要完全燃烧热值为的燃油1080kg。分析并完成以下问题：
（1）飞机在这次匀速巡航的过程中，推力做功的功率。
（2）1080kg燃油完全燃烧释放的热量。
（3）若发动机的推进效率为60%，则发动机获得的机械能为多大 ？发动机的热效率为多大？
（4）分析：飞机水平匀速巡航时，发动机的推力随着巡航速度的变大而 ；动能 、机械能 （均选填“变大”“变小”或“不变”）（忽略燃油的消耗对飞机质量的影响）。
【答案】 变大 不变 不变
【解析】（1）[1]某次航行中飞机的速度
飞机匀速巡航时推力与飞机受到的阻力是一对平衡力，大小相等，由表中数据可知，当飞机的速度为200m/s时，推力为
飞机推力所做的功率
（2）[2]1080kg燃油完全燃烧放出的热量
（3）[3]发动机推力做的功
[4]由题意可知，发动机的推进效率，所以发动机获得的机械能为
[5]发动机的热效率为
（4）[6][7]根据表中数据可知，飞机飞行时所受阻力f随运行速度v的增大而增大，飞机在匀速飞行，推力等于阻力，所以发动机的推力随着巡航速度的变大而变大；忽略燃油的消耗对飞机质量的影响，飞机水平匀速巡航时，巡航速度不变，则动能不变，高度不变，则重力势能不变，故机械能不变。
14．近日，无锡市恒隆地产的建筑工地上有几台巨大的起重设备“塔吊”，其主要构成为电动机和机械装置两个部分，简化组成如图所示，M为塔吊的配重，它的质量是1.25t，OB为塔吊的起重臂，C为能在起重臂上移动的载重小车，载重小车下挂有滑轮组，OB的长度s2为25m。当载重小车在B点时，能安全起吊重物的最大质量是1.2t。如果这台“塔吊”配置的电动机铭牌参数为“额定电压380V，额定功率38kW”在某次起吊作业中，该“塔吊”电动机正常工作25s，通过载重小车从距离O点为10m的载重臂上把一质量为2.4t的重物匀速提升20m。（不计载重小车、挂钩、滑轮组和钢丝绳的重力及摩擦）那么：（g取10N/kg）
（1）当起重臂水平平衡时，由图可知，配重A与O点的距离s1是 m；
（2）起吊后，当重物匀速上升时，载重小车下电动机牵引钢丝绳自由端的拉力是 N，在这次起吊过程中，塔吊上的电动机对重物做功的效率为 %（保留整数）；
（3）本次将重物从起吊点提升20m后，为保证塔吊安全工作，载重小车最多还能向B点方向接着再平移 m。
【答案】 24 6000 51 2.5
【解析】（1）[1]当载重小车在B点时，能安全起吊重物的最大质量是1.2t，由杠杆平衡条件得到
GA×OA=m最大g×OB
mAg×OA=m最大g×OB
配重A与O点的距离
（2）[2]重物的重力
G=mg=2.4×103kg×10N/kg=2.4×104N
由图可知，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=4，因不计挂钩、滑轮组和钢丝绳重及摩擦，所以，电动机牵引钢丝绳自由端的拉力
[3]有用功
W有=Gh=2.4×104N×20m=4.8×105J
总功
W总=Pt=38×103W×25s=9.5×105J
塔吊上的电动机对重物做功的效率
（3）[4]由杠杆平衡条件得到
GA×OA=m最大g×OB
当提升
2.4t=2400kg
重物时
GA×OA=m物g×OC′
所以
m最大g×OB=m物g×OC′
即
1.2×103kg×g×25m=2.4×103kg×g×OC′
解得
OC′=12.5m
所以，载重小车最多能向B点方向平移的距离
s=OC′-OC=12.5m-10m=2.5m
15．水平桌面上有一底面积为3S0、高为的圆柱形薄壁容器，将一密度为ρ0、底面积为S0、高为h0的圆柱形物体竖直放置在容器底部，如图所示。然后向容器内缓慢注入某种液体，物体始终处于直立状态。请解答如下问题：
（1）注入液体前柱形物体对容器底部的压强p= ；
（2）若注入液体的密度为，在图所示的坐标系中，画出从刚开始注入液体到容器装满液体的过程中，物体对容器底部压力随容器中液面高度变化的图像，并标出始、末两端点的坐标；
（3）若注入液体的密度为2ρ0，与未注入液体时相比，当液体对容器底的压强增加量与容器对桌面的压强增加量的比值恰为6∶5时，求出此时容器中液体的深度。
【答案】 ρ0gh0 h0
【解析】（1）[1]根据压强公式可得，注入液体前柱形物体对容器底部的压强为
（2）[2]刚开始注入液体时，物体受到的浮力为0，物体对容器的压力即为其自身的重力，为
当注入液体的高度为h0时，物体受到的浮力最大，根据阿基米德原理可得，此时受到的浮力为
此时物体对容器底的压力为
此后继续加注液体，物体所受的浮力不变，对容器的压力不变，物体对容器底部压力随容器中液面高度变化的图像如图所示
（3）[3]当物体所受浮力等于物体重力时，有
即
解得，此时水的深度为，假设满足题目要求时，液体注入到容器的深度为h1，则有
①当时，根据液体压强公式可得，液体对容器底压强的增加量为
根据压强公式可得，容器对桌面的压强增加量为
此时液体对容器底的压强增加量与容器对桌面的压强增加量的比值为
不符合题意。
②当时，根据物体浮沉条件可知，物体处于漂浮状态，受到的浮力等于重力，此时液体对容器底压强的增加量为
容器对桌面的压强增加量为
此时液体对容器底的压强增加量与容器对桌面的压强增加量的比值为
解得，，即为此时容器中液体的深度。
16．中国海事第一舰“海巡01”号在中国南海、钓鱼岛等海域执行任务。“海巡01”号配备有声波定向发射器“金嗓子”（又名“声波炮”），它的外观类似喇叭，可遥控定向远距离发射高达150dB的高频声波，甚至比喷气式飞机引擎的噪声还要刺耳，主要用于对付海盗等人员。请你解答下列问题：
（1）这种声波能够传递 ；声波定向发射器喇叭状外观可以减少 ，从而增大 。
（2）“海巡01号”对钓鱼岛区域实行常态化的维权执法巡逻，钓鱼岛距上海约360海里“海巡01号”号的最大航速为18节（1节＝1海里/时）该船从上海出发到达钓鱼岛至少需要多长时间？( )
（3）船上有一钢制零件，体积为0.05m3，若将此零件改为铝制，质量将减少多少？( )（已知：ρ钢＝7.9×103kg/m3，ρ铝＝2.7×103kg/m3）
（4）“海巡01号”最重要的补给，除了船在港口补充的淡水外，船员还可以利用“太阳能蒸馏器”如图所示，将海水中的水蒸发而把盐留下，再将水蒸气冷凝为液态的淡水。用“太阳能蒸馏器”淡化海水的过程中涉及的物态变化有 和 。
【答案】 能量 声音的分散 响度 该船从上海出发到达钓鱼岛至少需要20h 若将此零件改为铝制，质量将减少260kg 汽化 液化
【解析】解：
（1）[1]“金嗓子”发射的高频声波，甚至比喷气式飞机引擎的噪声还要刺耳，能够震慑海盗，是利用声波能够传递能量。
[2][3]声波定向发射器喇叭状外观，声波集中，可以减少声音的分散，从而增大响度。
（2）[4]钓鱼岛距上海s＝360海里，“海巡01”号的最大航速v=18节=18海里/时，该船从上海出发到达钓鱼岛的时间
（3）[5]将该钢制零件改为铝制零件，体积相同，即
V钢=V铝=0.05m3
钢制零件的质量
m钢=ρ钢V钢=7.9×103kg/m3×0.05m3=395kg
铝制零件的质量
m铝=ρ铝V铝=2.7×103kg/m3×0.05m3=135kg
减轻的质量
m=m钢﹣m铝=395kg﹣135kg=260kg
（4）[6][7]将海水中的水蒸发是由液态变成气态，属于汽化现象，再将水蒸气冷凝为液态的水是由气态变成液态，属于液化现象。
17．在一次《趣味物理》讲座中，老师介绍伽利略的比萨斜塔实验时说:“若不计空气阻力，从同一高度由静止开始下落的任何物体，都会同时落地，下落的快慢跟物体质量无关，这种运动称为自由落体运动。”课后，兴趣小组在老师指导下开始研究这种运动，他们在高楼楼顶的相同位置，分别让不同质量的金属小球由静止开始下落，并用频闪照相机拍摄下小球运动的影像。如图是其中的一张照片（图中标注为1的位置是小球刚开始下落的位置，图片与实物的大小比例为1:7）。频闪照相是让相机每隔相等的时间曝一次光，记录下不同时刻物体所处的位置。由于曝光时间间隔相等，因此，频闪照片既记录下了物体的位置，也记录下了物体运动的时间。已知本实验所使用的频闪照相机曝光的时间间隔为Δt=0.1s。该小组对图片中小球所处位置的影像进行测量，量出了每相邻两个影像位置之间的距离如图所示。
（1）不计空气阻力情况下，在下落过程中，小球的速度 （填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“保持不变”） 。小球在第四个Δt时间内的平均速度为 m/s；
（2）兴趣小组比较数张照片，发现不同小球下落时在同一时刻几乎都在同一位置。为了进一步从理论上分析得出结论，请你计算：从1点起小球下落的距离h与对应时间平方t2的比值n，则n= m/s2；通过取多个时间计算的数据，并加以比较这些比值，发现物体下落快慢与质量 （选填“有关”或“无关”）；
（3）根据上述结论，试推算出小球自由下落时前0.8s的平均速度是 m/s；
（4）图乙是兴趣小组绘制的金属小球由静止自由下落的高度h与时间t关系图像；则图丙中描述重力对该球做功W与时间t关系的四种图像中，正确的图像是 ；
（5）从高空下落的物体，速度越来越大，所受空气阻力也会随速度的增大而增大，因此物体下落一段距离后将以某一速度做匀速运动，通常把这个速度称为收尾速度。研究发现，相同环境条件下，空气对不同的球形物体的阻力大小与球的半径和速度都有关系。某次实验数据如下。
表格的空格处所缺数据应为 。
【答案】 逐渐增大 0.49 0.7 无关 0.56 C 4
【解析】（1）[1]不计空气阻力情况下，在下落过程中，重力势能转化为动能，所以小球速度逐渐增大。
[2]根据知，小球的第四个Δt时间内的平均速度为
（2） [3][4]从1点起小球下落的距离h与对应时间平方t2的比值n，从1点到2点的距离为
从1点到3点的距离为的距离为
发现不同小球下落时在同一时刻几乎都在同一位置，通过取多个时间计算的数据，并加以比较这些比值，也相同发现物体下落快慢与质量无关。
（3）[5]从点起小球下落的距离h与对应时间平方t2的比值n，即
当时
（4）[6]h随着的增大，增大幅度越来越大，由公式可得，的增大幅度也会越来越大，综上分析知，故ABD错误，C正确。
故选C。
（5）[7]比较A、B数据可知，当半径相同时，阻力和收尾速度成正比；比较B、C数据可知，当收尾速度相同时，阻力和半径的平方成正比；可得
将数据代入公式
解得
由知，将数据代入公式
18．周末，小敏到乡下帮爷爷摘苹果，看见有些苹果以不同快慢、不同时间落下来。小敏对这些现象产生了浓厚的兴趣，提出了如下两个猜想：
猜想一：苹果的下落快慢与苹果的质量是否有关?
猜想二：苹果的下落时间与下落的高度是否有关?
于是他找来一些器材，在忽略空气阻力的情况下进行实验。
（1）小敏在探究“猜想一”时，应控制苹果下落高度不变，让苹果的 改变，比较苹果下落时间的长短；
（2）小敏在探究“猜想二”时，测量出同一个苹果在不同高度下落时所对应时间为t1，t2，t3，……，并绘出t-h图象如图所示。他发现这和函数的图像很相似。为了进一步确定t和h的函数关系，他应该利用以上数据做t和 之间的关系图像。
【答案】 质量 x
【解析】（1）[1]要探究苹果下落的快慢与质量的关系，根据控制变量法可知，需要保持苹果下落的高度相同，改变苹果的质量，比较下落速度与质量大小的关系。
（2）[2]为了确认t-h的函数关系是否满足，需要进步确认t-h图象和函数的图像是否一致。只需要将t带入中得出x，然后描出t-x图像，接着和t-h图象对比，若图像一致则t-h的函数关系满足，反之不满足。所以为了进一步确定t和h的函数关系，他应该利用以上数据做t和x之间的关系图像。
19．图甲是某居民楼前的无障碍通道，一位中年人正用轮椅推着他年迈的母亲缓缓上行，图乙是该通道斜面示意图。为了解中年人推轮椅时所用力的大小，小红和小华进行了探究。她们从斜面底端A点沿斜面确定了相距1m处的B点。（g取10N/kg）
（1）使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐，正确测量B点高度，结果如图乙，为 cm；
（2）选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象，进行了如下操作：
①正确使用弹簧测力计，测出小车重为2.0N；
②将弹簧测力计与斜面平行放置并 ，然后沿斜面方向匀速拉动小车，如图乙所示，弹簧测力计示数为 N；
③计算出将小车从A点拉到B点的过程中，拉力所做的功为 J；利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为 ；
（3）在小车上逐渐添加重物，测出小车的总重G，测出沿斜面匀速拉动小车需要的力，计算出拉小车从A点到B点所做的功W1；计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2。以功为纵坐标，以小车总重为横坐标，建立平面直角坐标系，作出W1和W2与小车总重G的关系图像，分别如图丙中的线段a和b；
①由图像可知：用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重 （选填“有关”或“无关”）；
②若这位母亲的质量为50kg，所坐的轮椅质量为20kg，则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，力的大小为 N。
【答案】 9.00cm 重新调零 0.3 0.3 60％ 无关 105
【解析】（1）[1]由图乙可知，该刻度尺每大格为1cm，平均分成10小格，即分度值为0.1cm，故B点高度为9.00cm。
（2）②[2]弹簧测力计在不同方向上使用时，都需要重新进行调零。
[3]由图乙可知，弹簧测力计每大格表示0.2N，平均分成10小格，即分度值为0.02N，故弹簧测力计示数为0.3N。
③[4]将小车从A点拉到B点的过程中，距离为1m，则拉力所做的功为
[5]有用功为
故机械效率为
（3）①[6]机械效率等于有用功与总功的比值，即W2与W1的比值，由图丙可得，W1与W2分别与物体的重力成正比，即
，
则W2与W1的比值为
而k1、k2为定值，即W2与W1的比值也为定值，故用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重无关。
②[7]由图丙可以，随着总重的增加，拉小车从A点到B点所做的功W1成正比例增加，当总重为1N时，W1为0.15J，故它们之间的函数关系为
若这位母亲的质量为50kg，所坐的轮椅质量为20kg，则此时总重
则此时拉小车从A点到B点所做的功
则此时推力
20．如图所示，焦距为10cm凸透镜，心为（位于15cm处），在透镜左侧有一发光体SL，S'是S点经过凸透镜所成的像，光线a、b、c是S点发出的三束经过凸透镜后的折射光线，其中光线c平行于主光轴；凸透镜右侧放置一块平面镜。
（1）请画出光线a、b、c的入射光线 ；
（2）发光体SL经过凸透镜所成的是 （选填“倒立”或“正立”）、 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）、 （选填“实像”或“虚像”）；
（3）若在40cm处放置一块垂直于主光轴的光屏，要在光屏处成清晰的像，则物体应向 移动（选填“左”或“右”）；
（4）以E点表示眼睛，请画出人眼经过平面镜看见S'的光路图 。
【答案】 倒立 等大 实像 右
【解析】（1）[1]光线b为过光心的光线，方向不发生改变，光线c是平行于主光轴的光线，其入射光线过焦点，光线a的入射光线来自发光体SL，如图
（2）[2][3][4]发光体SL经过凸透镜所成的像正好在二倍焦距处，是实际光线会聚而成的，像是倒立、等大的实像，发光体SL在二倍焦距处。
（3）[5]若在40cm处放置一块垂直于主光轴的光屏，此时像距大于二倍焦距，要在光屏处成清晰的像，物体应在一倍焦距和二倍焦距之间，则物体应从原来的二倍焦距处向右移动，直到光屏上出现清晰的像。
（4）[6]做出S'关于镜面的对称点，连接和镜面交于O点，连接为镜子的入射光线，OE为反射光线，如图
实验次数
出水温度/℃
出水时间/s
加热功率/W
1
40
16.00
2
45
16.05
1374
3
50
15.95
1712
4
60
18.90
2000
5
85
32.04
1999
6
95
37.29
1999
实验次数
①
出水温度/℃
②
出水时间/s
加热功率/W
1
。。。。。。
额定电压/V
220
额定功率/W
高温1100
中温880
低温
钩码个数
0
1
2
3
4
5
6
7
8
弹簧长度/cm
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
5.50
6.00
伸长量/cm
0
0.50
1.00
2.00
2.50
3.00
3.50
4.50
光照度E/lux
5
10
15
20
25
30
光敏电阻R/Ω
60
30
20
15
12
10
线圈中电流I/mA
21.4
27.3
30.0
31.6
32.6
33.3
额定功率
60W
CADR
600m3/h
声强范围
34~64dB
模式
睡眠
静音
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
强劲
净化效率
>90%
能效比
11
工作挡位
待机
1挡
2挡
3挡
4挡
5挡
6挡
功率（W）
0.9
23
44
75
103
123
148
净化空气量（m3/h）
-
120
240
360
500
610
760
噪音（dB）/声压级
-
23
32
39
47
49
55
推动距离/cm
得分
>17.4
10
13.6~7.3
9
9.8~13.5
8
6.0~9.7
7
2.2~5.9
5
……
速度
100
200
300
400
500
阻力
小球编号
A
B
C
D
小球半径r(×10﹣3m)
0.5
0.5
1.5
2
小球的收尾速度v(m/s)
16
40
40
20
小球受阻力f(N)
0.2
0.5
4.5
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