2024年湖南省长沙市部分学校中考物理一模试卷

这是一份2024年湖南省长沙市部分学校中考物理一模试卷，共27页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图与实验探究，计算题等内容，欢迎下载使用。

1．（3分）下列有关人的估测合理的是（ ）
A．人步行的速度约为1m/s
B．一个初中生的质量约为600kg
C．人体的密度约为1.0×103g/cm3
D．一个初中生的身高约为1.65dm
2．（3分）“月掩火星”是地球、月亮和火星三者在一条直线上而出现的视觉现象。下列光现象成因与其相同的是（ ）
A．手机照相B．手影游戏
C．交警服的反光条D．雨后彩虹
3．（3分）下列有关谚语的分析，正确的是（ ）
A．“十月打了霜，来年粮满仓”，霜的形成是凝华现象，需要吸热
B．“草上露水凝，天气一定晴”，露的形成是汽化现象，需要放热
C．“今年大雪飘，明年收成好”，雪的形成是凝固现象，需要吸热
D．“大雾不过晌，过晌听雨响”，雾的形成是液化现象，需要放热
4．（3分）材料的应用促进人类文明的进步。下列说法正确的是（ ）
A．电线的线芯用铜做，是因为铜的硬度大
B．影视剧中用塑料泡沫做场景中的“落石”，是因为泡沫体积大、密度大
C．炒菜的锅通常用铁制成，是因为铁的导热性好
D．输电导线的外层用塑料制成，是因为塑料的导电性好
5．（3分）某公路上，由于后车超速，导致两车发生“追尾”事故（如图所示）。在安全带及头枕的保护下，驾驶员和乘客并未受重伤。下列说法如正确的是（ ）
A．A车损坏更严重，说明撞击时A车对B车的作用力大于B车对A车的作用力
B．对B车司机起保护作用的是安全带
C．A、B两车都发生了变形，说明力可以改变物体的形状
D．对A车司机起保护作用的是头枕
6．（3分）电脑正常工作时，中央处理器（即CPU）不断发热必须用风扇降温，CPU工作之前，带动风扇的电动机要先启动，电动机仍能工作很长一段时间来散热，下列四个电路图符合要求的是（ ）
A．B．
C．D．
7．（3分）由于未拉手刹导致“溜车”引发的交通事故时有发生。物理兴趣小组对此进行分析，下列说法正确的是（ ）
A．停在坡上的车会向下滑动说明没有力也可以改变物体的运动状态
B．大货车比小轿车造成的危害更大，因为大货车受到的惯性力更大
C．静止在水平地面上的车不容易“溜车”，因为车受到的重力和地面对车的支持力是一对平衡力
D．拉手刹可以有效防止“溜车”，因为拉手刹增大了轮胎的粗糙程度
8．（3分）古代人们常用钻木取火，下列改变内能方式与其不同的是（ ）
A．酒精灯给水加热
B．小朋友溜滑梯臀部发热
C．热机的压缩冲程
D．压缩空气使其内能增大
9．（3分）如图是一个磁悬浮地球仪，其底座装有金属线圈，只有底座通电后地球仪才能悬浮在空中。任意转动地球仪，北极总在上方。下列分析正确的是（ ）
A．磁悬浮地球仪利用了电磁感应
B．地球仪利用同名磁极互相排斥而悬浮
C．地球仪受到的重力和地球仪对底座的磁力是一对平衡力
D．地球仪北极指向是地磁场作用的结果
10．（3分）如图电路电源电压保持不变。闭合开关S，电路正常工作，一段时间后，已知电路中只有一处故障，且只发生在电阻R1或R2上。下列判断正确的是（ ）
A．若电压表示数变小，一定是R2短路
B．若电流表示数变小，一定是R1断路
C．若电压表示数与电流表示数的比值不变，一定是R1短路
D．若电压表示数与电流表示数的比值不变，一定是R2断路
（多选）11．（3分）如图所示的“天气预报瓶”是央视《大风车》栏目的创意新品，A玻璃管与大气相通，B为密闭的玻璃球，往往转为阴雨天气。下列说法正确的是（ ）
A．A管液面上升时，显示大气压增大
B．A管和B球组成一个连通器
C．A管越细，装置的灵敏度越高
D．阴雨天气，外界气压会减小
（多选）12．（3分）如图电路，电源电压不变，下列说法正确的是（ ）
A．只闭合S1，滑片P向右移动时，电流表和电压表示数都变小
B．只闭合S1，滑片P向右移动时，电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变
C．开关都闭合，滑片P向右移动时，灯L消耗的功率不变，R2消耗的功率变小
D．开关都闭合，无论怎样移动滑片P，灯L的亮度都不发生改变
二、填空题（本大题共4小题，10空，每空2分，共20分）
13．（4分）神舟十六号载人飞船于2023年5月30日发射，如图所示，飞船与空间站成功对接 能获得能量；空间站的图像信号是通过 波传回地面的。
14．（4分）如图，插线板上的A插孔连接家庭电路的 线；现将台灯的插头插入插线板，闭合开关，原因可能是： 。
15．（6分）如图是小洋练习投掷实心球的过程，他用90N的力将重为20N的球投出，相关数据如图所示。球脱手后在空中飞行的过程中 。球从最高点到落地的过程中，球的重力做功 J；若在最高点，球受到的力全部消失 。
16．（6分）如图甲是某超声波加湿器的简化示意图。R1是探测空气湿度的湿敏电阻，置于加湿器表面，其阻值随空气湿度变化的关系如图乙，R0是电磁铁线圈的电阻。已知控制电路电源电压U0为6V，且保持不变，该加湿器正常工作时
（1）当空气湿度为30%时，控制电路中的电流为0.03A，此时R1的阻值为 Ω，R0消耗的电功率为 W。
（2）若用阻值为25Ω的线圈替换原电磁铁线圈，则加湿器正常工作时，卧室内的空气湿度最小是 %。
三、作图与实验探究（本大题共6小题，第17题2分，第18题4分，第19题6分，第20题6分，第21题6分，第22题7分，共31分）
17．（2分）请画出人眼从A处看平面镜中烛焰上S点的像的完整光路图。
18．（4分）小明想知道某固体物质是晶体还是非晶体，于是组装了如图装置通过液体给试管加热进行验证。
（1）器材组装过程中，为确保能用酒精灯外焰加热，提高效率 装置。
（2）根据表中所记录的实验数据，请判断该物质是否是晶体。 晶体。
19．（6分）在“探究凸透镜成像的规律”实验中：
（1）将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，并调整高度。如图甲、乙是分别调节完的实验装置，其中调节正确的是 装置。
（2）当蜡烛、凸透镜和光屏处于如图丙位置时，在光屏上恰好得到一个清晰的像（未画出），则该凸透镜的焦距f＝ cm。
（3）当各器具位置如图丁时，光屏上恰好成清晰的像（未画出），生活中的 就是利用这一成像原理制成的。
20．（6分）小宇进行“探究杠杆的平衡条件”实验，实验中使用的钩码质量均相等，杠杆上每格长度均相等。
（1）当杠杆静止时如图甲，应将杠杆的平衡螺母向 调节，直至杠杆在水平位置平衡。
（2）小宇设计了以下两种方案，并收集了数据，其中合理的是方案 。
（3）根据实验数据分析，在A处挂3个钩码时，如图乙 个钩码，才能使杠杆在水平位置保持平衡。
21．（6分）小梦在做“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验时，实验装置如图甲。
（1）闭合开关并轻敲玻璃板，观察到铁屑分布情况如图甲，则通电螺线管外部的磁场与 磁体周围的磁场相似。
（2）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极（小磁针涂黑的一端）所指方向如图乙 极。
（3）对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图丙 方向有关。
22．（7分）同学们在“探究电流与电阻的关系”时，实验器材有：电压恒为6V的电源、定值电阻5个（阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、规格为“40Ω 1A”的滑动变阻器一个、电流表、电压表、开关、导线若干。
（1）同学们连接了如图甲的实验电路，连接电路时，开关应处于 状态。
（2）实验中，依次将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻接入电路进行探究，根据实验数据绘制了如图乙的I﹣R图象，通过导体的电流与导体的电阻成 比。
（3）当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，发现电压表示数始终不能调到所需的2V电压，为继续完成此次探究
方案一：将滑动变阻器更换为“60Ω 1A”的滑动变阻器，其余不变。
方案二：只调节滑动变阻器，使定值电阻R两端电压为2.2V不变。
仍不能完成此次探究的是方案 ，理由是： 。
四、计算题（本大题共2小题，第23题6分，第24题7分，共13分）
23．（6分）如图甲是一款具有高温、低温两挡的家用电热水壶，低温挡电功率为200W，简化电路如图乙所示，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值是R2的4倍。求：
（1）R1的阻值。
（2）高温挡的功率。
（3）若电热水壶的加热效率为80%，使热水壶中1kg、20℃的水温度升高到100℃至少需要加热多长时间？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
24．（7分）如图甲是底面积为300cm2的足够高的薄壁圆柱形容器（底部装有阀门），放置在水平地面上，容器底部放有一实心均匀正方体M（M与容器底部不密合），向容器中缓慢注水，容器底部所受液体压强与注入水的质量关系如图乙，停止注水。已知：图乙中Δm1＝Δm2，Δp1：Δp2＝3：2，g取10N/kg。求：
（1）M所受重力。
（2）M的密度。
（3）打开容器底部阀门放水，放出水的质量为1.2kg时，停止放水，将M竖直向上提升3cm，待液面稳定后
参考答案与试题解析
一、选择题（本大题共12小题，每小题3分，共36分。第1～10题为单选题，每小题只有1个选项符合题意。第11、12题为多选题，每小题有两个选项符合题意，选对但少选得2分，错选得0分。）
1．（3分）下列有关人的估测合理的是（ ）
A．人步行的速度约为1m/s
B．一个初中生的质量约为600kg
C．人体的密度约为1.0×103g/cm3
D．一个初中生的身高约为1.65dm
【解答】解：A、成年人正常步行的速度在4km/h＝4×，故A符合实际；
B、成年人的质量在65kg左右，在60kg左右；
C、人体的密度与水的密度差不对6，故C不符合实际；
D、一个初中生的身高约为165cm＝16.5dm。
故选：A。
2．（3分）“月掩火星”是地球、月亮和火星三者在一条直线上而出现的视觉现象。下列光现象成因与其相同的是（ ）
A．手机照相B．手影游戏
C．交警服的反光条D．雨后彩虹
【解答】解：“月掩火星”是由光的直线传播形成的；
A、手机照相属于凸透镜成像，故A错误；
B、影子是由光的直线传播形成的；
C、交警服的反光条属于光的反射；
D、雨后彩虹是由光的折射形成的。
故选：B。
3．（3分）下列有关谚语的分析，正确的是（ ）
A．“十月打了霜，来年粮满仓”，霜的形成是凝华现象，需要吸热
B．“草上露水凝，天气一定晴”，露的形成是汽化现象，需要放热
C．“今年大雪飘，明年收成好”，雪的形成是凝固现象，需要吸热
D．“大雾不过晌，过晌听雨响”，雾的形成是液化现象，需要放热
【解答】解：A、霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成固态的小冰晶，故A错误；
BD、露和雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小液滴，故B错误；
C、雪是水蒸气凝华形成的，故C错误。
故选：D。
4．（3分）材料的应用促进人类文明的进步。下列说法正确的是（ ）
A．电线的线芯用铜做，是因为铜的硬度大
B．影视剧中用塑料泡沫做场景中的“落石”，是因为泡沫体积大、密度大
C．炒菜的锅通常用铁制成，是因为铁的导热性好
D．输电导线的外层用塑料制成，是因为塑料的导电性好
【解答】解：A、电线的线芯用铜做，故A错误。
B、由m＝ρV可知，密度越小，所以影视剧中用塑料泡沫作场景中的“落石”是因为其密度小，以确保演员的安全；
C、炒菜的锅通常用铁制成，故C正确；
D、输电导线的外层用塑料制成，故D错误。
故选：C。
5．（3分）某公路上，由于后车超速，导致两车发生“追尾”事故（如图所示）。在安全带及头枕的保护下，驾驶员和乘客并未受重伤。下列说法如正确的是（ ）
A．A车损坏更严重，说明撞击时A车对B车的作用力大于B车对A车的作用力
B．对B车司机起保护作用的是安全带
C．A、B两车都发生了变形，说明力可以改变物体的形状
D．对A车司机起保护作用的是头枕
【解答】解：A、撞击时A车对B车的作用力与B车对A车的作用力是一对相互作用力，故A错误；
B、撞击时，司机由于惯性保持原来的运动状态，因此，故B错误；
C、A、B两车都发生了变形，故C正确；
D、撞击时，司机由于惯性保持原来的运动状态，因此，故D错误。
故选：C。
6．（3分）电脑正常工作时，中央处理器（即CPU）不断发热必须用风扇降温，CPU工作之前，带动风扇的电动机要先启动，电动机仍能工作很长一段时间来散热，下列四个电路图符合要求的是（ ）
A．B．
C．D．
【解答】解：
A、干路开关闭合后，闭合支路开关后电动机才开始工作，CPU与电动机都不工作，CPU后工作，电动机仍能工作很长一段时间，故A错误；
B、干路开关闭合；而CPU在支路开关的作用下后工作，CPU不工作，做到中央处理器断电后，来进行散热；
C、电动机与CPU并联，两者同时工作，不能使CPU断电后，来进行散热；
D、下面开关闭合后；断开下面的开关后CPU和电动机同时停止工作，故D错误。
故选：B。
7．（3分）由于未拉手刹导致“溜车”引发的交通事故时有发生。物理兴趣小组对此进行分析，下列说法正确的是（ ）
A．停在坡上的车会向下滑动说明没有力也可以改变物体的运动状态
B．大货车比小轿车造成的危害更大，因为大货车受到的惯性力更大
C．静止在水平地面上的车不容易“溜车”，因为车受到的重力和地面对车的支持力是一对平衡力
D．拉手刹可以有效防止“溜车”，因为拉手刹增大了轮胎的粗糙程度
【解答】解：A、力是改变物体运动状态的原因，故A错误；
B、大货车比小轿车造成的危害更大，动能大，惯性不是力；
C、静止在水平地面上的车受到的重力和地面对车的支持力大小相等、作用在同一直线上，是一对平衡力；
D、拉手刹可以有效防止“溜车”，变滚动摩擦为滑动摩擦，故D错误。
故选：C。
8．（3分）古代人们常用钻木取火，下列改变内能方式与其不同的是（ ）
A．酒精灯给水加热
B．小朋友溜滑梯臀部发热
C．热机的压缩冲程
D．压缩空气使其内能增大
【解答】解：钻木取火时，克服摩擦做功，属于通过做功改变物体的内能；
A、酒精灯给水加热，属于通过热传递改变物体的内能；
B、小朋友溜滑梯臀部发热，故B不符合题意；
C、热机的压缩冲程，机械能转化为内能，故C不符合题意；
D、将活塞迅速下压，使其内能增大，达到硝化棉的燃点，故D不符合题意。
故选：A。
9．（3分）如图是一个磁悬浮地球仪，其底座装有金属线圈，只有底座通电后地球仪才能悬浮在空中。任意转动地球仪，北极总在上方。下列分析正确的是（ ）
A．磁悬浮地球仪利用了电磁感应
B．地球仪利用同名磁极互相排斥而悬浮
C．地球仪受到的重力和地球仪对底座的磁力是一对平衡力
D．地球仪北极指向是地磁场作用的结果
【解答】解：AB、磁悬浮地球仪利用了同名磁极互相排斥，B正确；
C、地球仪受到的重力和地球仪对底座的磁力方向相同，不是相互作用力也不是一对平衡力；
D、地球仪北极指向是受到下面底座的磁场力的作用。
故选：B。
10．（3分）如图电路电源电压保持不变。闭合开关S，电路正常工作，一段时间后，已知电路中只有一处故障，且只发生在电阻R1或R2上。下列判断正确的是（ ）
A．若电压表示数变小，一定是R2短路
B．若电流表示数变小，一定是R1断路
C．若电压表示数与电流表示数的比值不变，一定是R1短路
D．若电压表示数与电流表示数的比值不变，一定是R2断路
【解答】解：根据电路知，两个电阻串联，电压表测量R2的电压；
A、如果电阻R2短路，电压表示数减小为零，电流表示数增大5断路时，整个电路断路、电压表示数都会减小；
B、如果R1断路时，整个电路断路、电压表示数都会减小2断路，整个电路断路。故B不符合题意；
C、如果电阻R7短路，故障出现前后、电流表示数之比都为电阻R2的阻值，而定值电阻阻值不变；
D、如果电阻R2断路，故障出现前、电流表示数比值为R7阻值；出现故障后，不好计算比值；
故选：C。
（多选）11．（3分）如图所示的“天气预报瓶”是央视《大风车》栏目的创意新品，A玻璃管与大气相通，B为密闭的玻璃球，往往转为阴雨天气。下列说法正确的是（ ）
A．A管液面上升时，显示大气压增大
B．A管和B球组成一个连通器
C．A管越细，装置的灵敏度越高
D．阴雨天气，外界气压会减小
【解答】解：AD、根据大气压的影响因素可知，外界气压会减小，B中的气压会使水向A管中流动，A管液面上升时，故A错误；
B、由图可知，因此，故B错误；
C、本装置中，因此，装置的灵敏度越高。
故选：CD。
（多选）12．（3分）如图电路，电源电压不变，下列说法正确的是（ ）
A．只闭合S1，滑片P向右移动时，电流表和电压表示数都变小
B．只闭合S1，滑片P向右移动时，电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变
C．开关都闭合，滑片P向右移动时，灯L消耗的功率不变，R2消耗的功率变小
D．开关都闭合，无论怎样移动滑片P，灯L的亮度都不发生改变
【解答】解：AB、只闭合S1，滑动变阻器R2与定值电阻R6串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，滑片P向右移动时，电路的总电阻变大电路中的电流变小；
由串联电路电阻的分压作用知滑动变阻器两端的电压变大，电压表的示数变大；
设滑片移动前后电路中的电流为I1、I2，
则电压表V示数的变化量为：ΔU＝U2′﹣U2＝（U﹣I2R2）﹣（U﹣I1R1）＝（I4﹣I2）R1＝ΔIR6，即＝R1，则电压表V示数的变化量与电流表A示数的变化量的比值不变，故B正确；
CD、开关都闭合4并联，电压表测量电源电压，由于并联电路各个支路互不影响，由P＝UI知灯L消耗的功率不变，滑动变阻器接入电路的电阻变大知通过滑动变阻器的电流变小2消耗的功率变小，故C正确，
若滑片在最左端，滑动变阻器被短路，不会发光。
故选：BC。
二、填空题（本大题共4小题，10空，每空2分，共20分）
13．（4分）神舟十六号载人飞船于2023年5月30日发射，如图所示，飞船与空间站成功对接 电 能获得能量；空间站的图像信号是通过 电磁 波传回地面的。
【解答】解：空间站利用太阳能电池板获得能量，太阳能来自于太阳内部的核聚变。
故答案为：电；电磁。
14．（4分）如图，插线板上的A插孔连接家庭电路的 地 线；现将台灯的插头插入插线板，闭合开关，原因可能是： 台灯短路 。
【解答】解：（1）由图知道，三孔插座的A孔应与家庭电路的地线相连，电流就通过地线流入大地。
（2）家里的空气开关立刻跳闸了，说明电路中的电流过大，二是电路发生了短路，所以，闭合开关，原因可能是台灯短路。
故答案为：地；台灯短路。
15．（6分）如图是小洋练习投掷实心球的过程，他用90N的力将重为20N的球投出，相关数据如图所示。球脱手后在空中飞行的过程中 不做功 。球从最高点到落地的过程中，球的重力做功 56 J；若在最高点，球受到的力全部消失 沿水平方向做匀速直线运动 。
【解答】解：实心球脱手后在空中飞行过程中，小江对球没有力的作用。
由图中可知，实心球从最高点到落地的过程中，小球的重力为G＝20N，实心球的重力做的功为：
W＝Fs＝Gh＝20N×2.8m＝56J。
当球运动到最高点时，如果此时球受到的力全部消失，所以要沿水平方向保持匀速直线运动状态。
故答案为：不做功；56。
16．（6分）如图甲是某超声波加湿器的简化示意图。R1是探测空气湿度的湿敏电阻，置于加湿器表面，其阻值随空气湿度变化的关系如图乙，R0是电磁铁线圈的电阻。已知控制电路电源电压U0为6V，且保持不变，该加湿器正常工作时
（1）当空气湿度为30%时，控制电路中的电流为0.03A，此时R1的阻值为 150 Ω，R0消耗的电功率为 0.045 W。
（2）若用阻值为25Ω的线圈替换原电磁铁线圈，则加湿器正常工作时，卧室内的空气湿度最小是 40 %。
【解答】解：（1）由图甲可知，控制电路中湿敏电阻与电磁铁线圈串联，当空气湿度为30%时湿敏电阻的阻值为150Ω，
由欧姆定律可知，此时控制电路的总电阻：R＝，
由串联电路的电阻特点可知，电磁铁线圈的电阻：R0＝R﹣R1＝200Ω﹣150Ω＝50Ω，
此时电磁铁线圈消耗的功率：P＝I6R0＝（0.03A）5×50Ω＝0.045W；
（3）由图乙知卧室内的空气湿度最小时，湿敏电阻最大，
由图乙可知，在加湿器正常工作范围内，湿敏电阻的阻值最大，
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，加湿器正常工作时小＝＝＝3.048A，
由欧姆定律可知，此时控制电路中的最大电阻：R总大＝＝＝125Ω，
则用阻值为25Ω的线圈替换原电磁铁线圈后，湿敏电阻的阻值：R8'＝R总大﹣R0'＝125Ω﹣25Ω＝100Ω，
由图乙可知，当湿敏电阻的阻值为100Ω时，
即用阻值为25Ω的线圈替换原电磁铁线圈，则加湿器正常工作时卧室内的空气湿度最小是40%。
故答案为：（1）150；0.045。
三、作图与实验探究（本大题共6小题，第17题2分，第18题4分，第19题6分，第20题6分，第21题6分，第22题7分，共31分）
17．（2分）请画出人眼从A处看平面镜中烛焰上S点的像的完整光路图。
【解答】解：先作S点关于平面镜的对称点，即像点S′，与镜面的交点为入射点O，再连接SO画上箭头；如下图：
18．（4分）小明想知道某固体物质是晶体还是非晶体，于是组装了如图装置通过液体给试管加热进行验证。
（1）器材组装过程中，为确保能用酒精灯外焰加热，提高效率 A 装置。
（2）根据表中所记录的实验数据，请判断该物质是否是晶体。 是 晶体。
【解答】解：（1）酒精灯需用外焰加热，所以先放好酒精灯，最后调整温度计的高度，所以要按照自下而上的顺序进行；A、B；
（2）该物质从第3min开始熔化，温度保持在84℃不变，熔点是84℃。
故答案为：（1）A；（2）是。
19．（6分）在“探究凸透镜成像的规律”实验中：
（1）将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，并调整高度。如图甲、乙是分别调节完的实验装置，其中调节正确的是 乙 装置。
（2）当蜡烛、凸透镜和光屏处于如图丙位置时，在光屏上恰好得到一个清晰的像（未画出），则该凸透镜的焦距f＝ 10.0 cm。
（3）当各器具位置如图丁时，光屏上恰好成清晰的像（未画出），生活中的 照相机 就是利用这一成像原理制成的。
【解答】解：（1）实验前，必须将烛焰、光屏三者的中心调整到同一高度处，故乙装置正确；
（2）由图丙可知，此时的u＝v＝20.0cm＝2f；
（3）由图丁可知，此时物距大于像距，成倒立，6f＞v＞f。
故答案为：（1）乙；（2）10.0。
20．（6分）小宇进行“探究杠杆的平衡条件”实验，实验中使用的钩码质量均相等，杠杆上每格长度均相等。
（1）当杠杆静止时如图甲，应将杠杆的平衡螺母向 右 调节，直至杠杆在水平位置平衡。
（2）小宇设计了以下两种方案，并收集了数据，其中合理的是方案 二 。
（3）根据实验数据分析，在A处挂3个钩码时，如图乙 2 个钩码，才能使杠杆在水平位置保持平衡。
【解答】解：（1）杠杆静止时，杠杆左端下沉，平衡螺母需向右调节；
（2）为探究杠杆的平衡条件，实验中应多次测量、阻力的大小，寻找普遍规律；
（3）在A处挂3个钩码，根据杠杆的平衡条件可知：F1L3＝3G×2L＝2GL＝nG×3L，所以可以在右端第3格挂n＝5个钩码。
故答案为：（1）右；（2）二。
21．（6分）小梦在做“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验时，实验装置如图甲。
（1）闭合开关并轻敲玻璃板，观察到铁屑分布情况如图甲，则通电螺线管外部的磁场与 条形 磁体周围的磁场相似。
（2）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极（小磁针涂黑的一端）所指方向如图乙 N 极。
（3）对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图丙 电流方向 方向有关。
【解答】解：（1）由图可看出，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，螺线管的右端是N极；
（2）在磁场中，小磁针的N极表示该点的磁场方向，则通电螺线管的右端为N极。
（3）对调电源的正负极重复上述实验，电流的方向发生了变化，说明通电螺线管的极性跟电流方向有关。
故答案为：（1）条形；（2）N。
22．（7分）同学们在“探究电流与电阻的关系”时，实验器材有：电压恒为6V的电源、定值电阻5个（阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、规格为“40Ω 1A”的滑动变阻器一个、电流表、电压表、开关、导线若干。
（1）同学们连接了如图甲的实验电路，连接电路时，开关应处于 断开 状态。
（2）实验中，依次将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻接入电路进行探究，根据实验数据绘制了如图乙的I﹣R图象，通过导体的电流与导体的电阻成 反比 比。
（3）当他们用25Ω的电阻替换20Ω的电阻后，发现电压表示数始终不能调到所需的2V电压，为继续完成此次探究
方案一：将滑动变阻器更换为“60Ω 1A”的滑动变阻器，其余不变。
方案二：只调节滑动变阻器，使定值电阻R两端电压为2.2V不变。
仍不能完成此次探究的是方案 方案二 ，理由是： 滑动变阻器最大阻值不够大 。
【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时开关应断开；
（2）根据图乙所示的图象可知，a、b两端的电压为：U＝IR＝0.4A×3Ω＝0.2A×10Ω＝2.1A×20Ω＝2V，故可得出：当电压一定时；
（3）方案一：电源电压为2V，定值电阻两端电压为2V，根据串联分压原理得R定：R变＝UV：U变＝2V：6V＝1：2，滑动变阻器的阻值是定值电阻的7倍，则解得R变＝50Ω，此方案可行；
方案二：电源电压为6V，定值电阻两端电压为2.5V，根据串联分压原理得R定：R变＝UV：U变＝2.2V：6.8V＝11：19，滑动变阻器的阻值是定值电阻的倍，则解得R变≈43Ω，而滑动变阻器最大阻值40Ω，故方案二不可行。
故答案为：（1）断开；（2）反比；滑动变阻器最大阻值不够大。
四、计算题（本大题共2小题，第23题6分，第24题7分，共13分）
23．（6分）如图甲是一款具有高温、低温两挡的家用电热水壶，低温挡电功率为200W，简化电路如图乙所示，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值是R2的4倍。求：
（1）R1的阻值。
（2）高温挡的功率。
（3）若电热水壶的加热效率为80%，使热水壶中1kg、20℃的水温度升高到100℃至少需要加热多长时间？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【解答】解：（1）由电路图可知，闭合开关S1、S2时，电阻R8与R2并联；只闭合开关S1时，电路为R4的简单电路，此时电路中的总电阻较大（比并联的总电阻大）可知，处于保温挡，
由P＝UI＝可得R4的电阻：
R1＝＝242Ω；
（2）R1的阻值是R2的6倍，则R2＝242Ω＝60.5Ω；
高温挡时，两个电阻并联加热＝P1+P2＝200W+＝200W+；
（3）标准大气压下水的沸点为100℃，加热过程水吸收的热量为：
Q吸＝cmΔt＝4.6×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃−20℃）＝5.36×105J；
由η＝可得消耗的电能为：
W＝＝＝6.2×105J；
由P＝可得煮沸一壶水所用时间为：
t＝＝＝420s。
答：（1）R1的阻值为242Ω；
（2）高温挡的功率1000W；
（3）至少需要加热420s。
24．（7分）如图甲是底面积为300cm2的足够高的薄壁圆柱形容器（底部装有阀门），放置在水平地面上，容器底部放有一实心均匀正方体M（M与容器底部不密合），向容器中缓慢注水，容器底部所受液体压强与注入水的质量关系如图乙，停止注水。已知：图乙中Δm1＝Δm2，Δp1：Δp2＝3：2，g取10N/kg。求：
（1）M所受重力。
（2）M的密度。
（3）打开容器底部阀门放水，放出水的质量为1.2kg时，停止放水，将M竖直向上提升3cm，待液面稳定后
【解答】解：（1）M的质量为mM＝0.8kg＝800g，
M的重力GM＝mMg＝8.8kg×10N/kg＝8N；
（2）＝＝＝，
即＝，
＝＝＝＝＝，
解得：SM＝100cm2＝6.01m2，
物体M的体积VM＝（）3＝（）3＝1000cm3，
M的密度ρM＝＝＝0.8g/cm3＝0.8×102kg/m3，
（3）由于ρM＝0.2×103kg/m3＜4.0×103kg/m7＝ρ水，所以当注入水足够多时，M将漂浮。
当M漂浮时，F浮＝GM，
ρ水gSMh3＝1.4×103kg/m3×10N/kg×7.01m2×h3＝6N，
解得：M漂浮时浸入水中的深度h3＝0.08m＝6cm，
M的下表面到达水面部分的水的体积为V上＝（S﹣SM）h3＝（300cm2﹣100cm4）×8cm＝1600cm3，
打开容器底部阀门放水，放出水的质量为7.2kg时水＝4kg﹣5.2kg＝2.6kg，
剩余水的体积V水＝＝＝2.3×10﹣3m3＝2800cm7，
M的下表面以下水的体积V下＝V水﹣V上＝2800cm3﹣1600cm3＝1200cm2，
M的下表面以下水的深度h4＝＝4cm，
此时水的深度h5＝h3+h4＝8cm+4cm＝12cm，
当把M竖直向上提升3cm后，M露出水面的体积增加ΔV＝SM×Δh＝100cm2×4cm＝300cm3，
液面下降的高度Δh'＝＝1.8cm，
此时水的深度h'5＝12cm﹣1.6cm＝10.5cm＝0.105m，
水对容器底部的压强p＝ρ水gh'2＝1.0×104kg/m3×10N/kg×0.105m＝1050Pa。
答：（1）M所受重力为5N。
（2）M的密度0.8×104kg/m3。
（3）待液面稳定后，水对容器底部的压强为1050Pa。时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
温度/℃
57
66
75
84
84
84
84
89
94
99
实验次数
方案一
F1/N
l1/cm
F2/N
l2/cm
1
3
10
3
10
2
2
15
2
15
3
1
20
1
20
实验次数
方案二
F1/N
l1/cm
F2/N
l2/cm
1
3
25
5
15
2
4
15
3
20
3
2
25
5
10
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
温度/℃
57
66
75
84
84
84
84
89
94
99
实验次数
方案一
F1/N
l1/cm
F2/N
l2/cm
1
3
10
3
10
2
2
15
2
15
3
1
20
1
20
实验次数
方案二
F1/N
l1/cm
F2/N
l2/cm
1
3
25
5
15
2
4
15
3
20
3
2
25
5
10