2024年中考物理押题预测卷01（武汉卷）-（含考试版、答案、解析和答题卡）

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2、练心态。平时做练习卷，有多少同学是磨磨蹭蹭应付的？如果严格按照中考的时间限时做题，并且仔细把答题卡填涂好，这种限时训练是非常必要的。因此中考流程越熟悉，超常发挥的几率才越大。
3、研究答案详解。押题卷里面的答案非常详细，解题思路、考点、命题意图全都有，而且还要对照中考改卷标准，这才是真正意义的改完一道题。
绝密★启用前
2024年中考押题预测卷01【武汉卷】
物 理·全解全析
（考试时间：70分钟 试卷满分：70分）
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题（本题包括12小题，每小题只有一个选项最符合题意。每小题3分，共36分）
1．如图所示是同学们正在音乐课堂上用古筝弹奏乐曲，下列说法中正确的是（ ）
A．学生听到的乐曲声是由空气振动产生的
B．教师听到的乐曲声是通过琴弦传播来的
C．用大小不同的力拨动同一根弦，发出声音的响度不同
D．乐曲声对邻班正在进行英语听力训练的同学而言是乐音
【答案】C
【详解】A.学生听到的乐曲声是由古筝的弦振动产生的，故A错误；
B.教师听到的乐曲声是通过空气传播来的，故B错误；
C.用大小不同的力拨动同一根弦，振幅不同，发出声音的响度不同，故C正确；
D.乐曲声对邻班正在进行英语听力训练的同学而言是噪声，故D错误。
故选：C。
2．“一池曲江水，千秋盛唐梦。”如图所示是西安曲江大唐芙蓉园大型水舞光影秀《大唐追梦》，在亦幻亦真的场景构建中，用光影水舞描绘了盛唐时期古人的丰富情感。下列说法正确的是（ ）
A．屋顶的红砖是光源
B．夜空中笔直的光束说明光在均匀介质中沿直线传播
C．游客能从各个角度观察到建筑物，是因为发生了光的镜面反射
D．水中绚丽多彩的建筑物倒影是光的折射形成的
【答案】B
【详解】A、屋顶的红砖不能自行发光，不是光源，故A错误；
B、夜空中笔直的光束说明光在同种均匀介质中沿直线传播，故B正确；
C、游客能从各个角度观察到建筑物，是因为发生了光的漫反射，故C错误；
D、建筑物的倒影是平面镜成像现象，是光的反射形成的，故D错误。
故选：B。
3．2024年1月17日22时27分，天舟七号货运飞船成功发射至预定轨道，首次采用快速交会对接方案，对接于空间站核心舱后向端口，形成如图所示的“三舱+载人飞船+货运飞船”的组合体形态。下列说法正确的是（ ）
A．“货运飞船”发射至预定轨道的过程中，相对于地球是静止的
B．“货运飞船”发射至预定轨道的过程中，相对于“三舱”是静止的
C．以组合体形态运行时，“货运飞船”相对于“载人飞船”是运动的
D．以组合体形态运行时，“货运飞船”相对于地球是运动的
【答案】D
【详解】A、“货运飞船”发射至预定轨道的过程中，“货运飞船”与地球之间有位置的变化，相对于地球是运动的，故A错误；
B、“货运飞船”发射至预定轨道的过程中，“货运飞船”与“三舱”之间有位置的变化，相对于“三舱”是运动的，故B错误；
C、以组合体形态运行时，“货运飞船”与“载人飞船”之间没有位置的变化，“货运飞船”相对于“载人飞船”是静止的，故C错误；
D、以组合体形态运行时，“货运飞船”与地球之间有位置的变化，“货运飞船”相对于地球是运动的，故D正确。
故选：D。
4．如图所示，“华龙一号”是我国具有自主知识产权的第三代核反应堆，设置了完善的严重事故预防和缓解措施，使核能的利用更安全，下列说法正确的是（ ）
A．核能可直接转化为电能
B．核能是一种可再生的能源
C．核废料没有放射性，可以随意处置
D．核反应堆是利用核材料发生核裂变且可控的链式反应装置
【答案】D
【详解】AD、核电站的核心是核反应堆，它以铀为核燃料，核反应堆中发生的核裂变反应是可以控制的；核能会先转化为内能，然后内能转化为机械能，机械能再转化为电能，故A错误、D正确；
B、核能直接取自于地壳中的核物质，短时间得不到补充，是不可再生能源，故B错误；
C、核废料有放射性，不能随意处置，故C错误。
故选：D。
5．利用如图甲所示的装置探究水沸腾时温度变化的特点，通过两次实验得到如图乙所示的温度随时间变化的图像。下列说法错误的是（ ）
A．纸板上的小孔是为了使烧杯内外气压相等 B．沸腾前，水的内能增加是通过热传递的方式
C．沸腾过程中，水不断吸热，温度不变 D．由图乙可知第一次实验用水质量较大
【答案】D
【详解】A．实验中若在烧杯上加盖密闭，气压升高，水的沸点会升高，所以设计一个小孔是为了使杯内外气压平衡，故A正确；
B．沸腾前，水吸收热量，温度升高，水的内能增加，是通过热传递的方式改变水的内能，故B正确；
C．水在沸腾前，水不断吸热，水的温度上升，沸腾过程中，水不断吸热，水的温度不变，故C正确；
D．由图乙可知，两次水的初温和末温相同，两次的比热容和升高的温度相同，第一次实验水加热到沸腾的时间较短，第一次水吸收的热量较少，由Q＝cmΔt可知第一次实验用水质量较小，故D错误。
故选：D。
6．中国代表团在北京冬奥会上夺得的首枚金牌是短道速滑混合团体2000米接力赛项目，短道速滑的接力与田径比赛的接力不同，运动员只需要在到达接力地点的时候推送下一个队友出发就是完成了接力。如图所示，决赛中，“接棒”的运动员甲在“交棒”的运动员乙前面滑行，当追上时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前滑行，下列说法正确的是（ ）
A．甲不蹬冰也能继续向前滑行，说明物体受到力的作用才能运动
B．甲在运动过程中受到了平衡力的作用
C．乙停止蹬冰后不会立即停下来是因为受到惯性力的作用
D．运动中的乙如果所受的力全部消失，她将做匀速直线运动
【答案】D
【详解】A、甲不蹬冰也能继续向前滑行，是由于具有惯性，不能说明物体受到力的作用才能运动，故A错误；
B、物体受平衡力时会静止或做匀速直线运动，甲在运动过程中做变速运动，不是平衡状态，因此受到的不是平衡力，故B错误；
C、惯性不是力，不能说受到惯性力的作用，故C错误；
D、运动中的乙如果所受的力全部消失，那么她的速度将不会改变，因此将一直做匀速直线运动，故D正确。
故选D。
7．如图所示，一个上端开口的容器中间用隔板分成左右均等的两部分，隔板与容器的接触部分密合，隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭，橡皮膜两侧压强不同时会发生形变。分别向左右两侧注入两种不同液体，此时橡皮膜恰好不发生形变，关于此装置，下列说法正确的是（ ）
A．左侧液体密度小于右侧液体密度
B．左侧液体的质量等于右侧液体的质量
C．本装置可以探究液体压强与液体密度的关系
D．左侧液体对容器底的压强小于右侧液体对容器底的压强
【答案】C
【详解】A.橡皮膜恰好不发生形变，则液体对橡皮膜产生的压强相同，又因为橡皮膜到液面的高度h左＜h右，根据p＝ρgh可知，ρ左＞ρ右，故A错误；
B.在橡皮膜位置，设左侧的液面所受液体的压力为F左，右侧的液面所受液体的压力为F右，因为左右两侧容器的底面积相等，由F＝pS，所以F左＝F右；由于液面所受压力：F＝pS＝ρghS＝ρgV＝mg＝G，可知，在橡皮膜位置上方液体的重力G左上＝G右上；设橡皮膜到容器底部距离为h下，橡皮膜到容器底部左侧液体的重力为：G左下＝ρ左gh下S，右侧液体的重力为：G右下＝ρ右gh下S，所以G左下＞G右下，
由于G左上+G左下＞G右上+G右下，由G＝mg可知，左侧液体的质量大于右侧液体的质量，故B错误；
C.在容器两边分别装入深度相同，密度不同的甲、乙两种液体，若橡皮膜凹向左边，则右边液体密度大，若橡皮膜凹向右边，则左边液体密度大，因此本实验装置能大致比较两种液体的密度大小，故C正确；
D.因为柱形容器液体对容器底部的压力等于液体自身的重力，则液体对容器底部的压力F左'＞F右'，
由p＝可知液体对容器底的压强p左'＞p右'，故D错误。
故选：C。
8．如图所示，用一段细铁丝做一个支架，作为转动轴，把一根中间既有小孔（没有戳穿）的吸管放在转动轴上，吸管能在水平面内自由转动。先用餐巾纸摩擦吸管使其带电，再把与毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管时，橡胶棒排斥吸管。对这一现象，下列说法中正确的是（ ）

A．摩擦起电创造了电荷 B．与毛皮摩擦过的橡胶棒带正电
C．在摩擦过程中，吸管得到电子 D．与吸管摩擦过的餐巾纸带负电
【答案】C
【详解】A、摩擦起电不是创造了电荷，而是电荷的转移，故A错误；
B、据课本知识可知，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，故B错误；
C、毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，由于毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管时，橡胶棒排斥吸管，因为同种电荷相互排斥，所以吸管带负电；吸管带负电的原因：吸管和餐巾纸摩擦时，吸管得到了电子，故C正确；
D、由C项解答可知，吸管和餐巾纸摩擦时，吸管得到了电子，则摩擦过程中餐巾纸失去电子而带正电，故D错误。
故选：C。
9．电给我们的生活带来了极大的便利，但不正确用电也会带来很大的危害，甚至会危及生命。家庭电路中，总开关上装有漏电保护器，若出现如图所示的两种情况，则下列说法正确的是（ ）
A．甲图中，人站在大地上，一只手触摸到了火线，人不会触电
B．甲图中，人站在大地上，如果两只手同时触摸火线和零线，人不会触电
C．乙图中，人站在绝缘的板凳上，如果两只手同时触摸火线和零线，人会触电
D．乙图中，人站在绝缘的板凳上，如果两只手同时触摸零线，人会触电
【答案】C
【详解】A.甲图中，人站在大地上，只有一只手触摸到了火线，人体构成了通路，人会触电，故A错误；
B.甲图中，若人站在地上，双手触摸火线，则电流会通过人体导向大地，属于家庭电路中的单线触电，故B错误；
C.乙图中，人站在绝缘的板凳上，双手同时触摸火线和零线，人体构成了通路，人会触电，故C正确；
D.乙图中，人站在绝缘的板凳上，双手同时触摸零线，人体构成不了通路，人不会触电，故D错误。
故选：C。
10．福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰，配备了全球领先的电磁弹射装置。如图所示，电磁弹射装置的弹射车与战斗机前轮连接，并处于强磁场中。当弹射车内的导体通以强大电流时，战斗机就受到强大的推力而向前弹射飞出。下列实验中，与电磁弹射装置工作原理一致的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】由题意可知，电磁弹射装置的弹射车与战斗机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强大电流时，即可受到强大的推力，由此可知其工作原理是通电导体在磁场中受力而运动。
A．图中是探究磁场的性质的实验，故A错误；
B．图中没有电源，是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，为电磁感应原理，故B错误；
C．图中有电源，通电导体棒在磁场中受力而运动，即与电磁弹射车的工作原理相同，故C正确；
D．图中是电磁铁，电磁铁是利用电流的磁效应工作的，故D错误。
故选：C。
11.在弹簧测力计下挂一圆柱体，从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降，圆柱体浸没后继续下降，直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止，如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象，下列说法中正确的是（ ）
A．分析图象可知，圆柱体重力是14N B．圆柱体浸没在水中时，受到的浮力是6N
C．圆柱体的体积是7.5×10-4m3 D．圆柱体的密度是1.5×103kg/m3
【答案】D
【详解】A、由图象可知，当h=0时，弹簧测力计示数为12N，
此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡条件可知圆柱体的重力为：G=F拉=12N，故A错误；
B、从h=7cm开始，弹簧测力计示数不变，说明此时圆柱体已经浸没在水中，对圆柱体受力分析可知圆柱体受到的浮力为：F浮=G-F拉=12N-4N=8N，故B错误；
C、由阿基米德原理F浮=ρ液V排g得：V排===8×10-4m3，
因为物体是全部浸没，所以V物=V排=8×10-4m3，故C错误；
D、由公式G=mg可求出圆柱体的质量：m===1.2kg，
圆柱体的密度为：ρ物===1.5×103kg/m3，故D正确。
故选：D。
12．如图所示，电源电压恒为4V，灯泡L上标有“4V，2W”字样（灯丝电阻不变），当S、S1、S2都闭合，且滑动变阻器R2的滑片刚好在中点时，电流表示数为0.9A，此时灯泡的功率为P1；当S闭合，S1、S2都断开时，灯泡的功率为P2，且P1：P2＝4：1，则下列说法正确的是（ ）
A．R1的阻值为6Ω
B．R2的最大阻值为30Ω
C．当S、S1、S2都闭合时，电流表示数最小值为0.8A
D．当S闭合，S1、S2断开时，灯泡工作2min实际消耗的电能为60J
【答案】D
【详解】（1）当S1、S2都闭合时，R1短路，滑动变阻器与灯泡L并联，电流表测干路电流。
当滑动变阻器R2的滑片刚好在中点时，电流表示数为0.9A，
因并联电路中各支路两端的电压相等，且电源的电压和灯泡的额定电压相等，此时灯泡正常发光，其功率P1＝2W，由P＝UI可得，通过灯泡支路的电流：IL＝＝＝0.5A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，通过变阻器支路的电流：I2＝I﹣IL＝0.9A﹣0.5A＝0.4A，
变阻器接入电路中的电阻：R2＝＝＝10Ω，则电阻R2的最大阻值为20Ω，故B错误；
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，干路电流最小，电流表的示数最小，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，通过灯泡支路的电流不变，此时通过滑动变阻器支路的电流：I2′＝＝＝0.2A，
则电流表示数最小值：I′＝IL+I2′＝0.5A+0.2A＝0.7A，故C错误；
（2）灯泡的电阻：RL＝＝＝8Ω，当S1、S2都断开时，定值电阻R1与灯泡L串联，电流表测电路中的电流，灯泡实际消耗的功率为P2，由P＝UI＝I2R可得：＝＝，解得：IL′＝IL＝×0.5A＝0.25A，
因串联电路中各处的电流相等，此时电路中的总电阻：R总＝＝＝＝16Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，电阻R1的阻值：R1＝R总﹣RL＝16Ω﹣8Ω＝8Ω，故A错误；
灯泡工作2min实际消耗的电能：WL＝UL′IL′t＝（IL′）2RLt＝（0.25A）2×8Ω×2×60s＝60J，故D正确。
故选：D。
第Ⅱ卷（非选择题）
二、非选择题（本题包括7小题，共34分）
13．（3分）2023年4月26日，武汉光谷空轨旅游线项目首列“光谷光子号”空轨列车在武汉市东湖高新区试跑，预计今年内开通营运。光谷空轨旅游线项目位于武汉市东湖高新区光谷中央生态大走廊内，是生态大走廊旅游配套基础设施之一。空轨为全封闭电力驱动，无噪音，无任何污染，占地面积极小，是最为环保的交通工具。先行建设的一期工程起于九峰山，止于龙泉山，长约10.5公里，若某次试运行时全程用时14min，则平均速度为
km/h。该列车行驶时主要是将 能转化为 能。
【答案】45；电；机械
【详解】列车的平均速度v＝＝＝45km/h；列车为电力驱动，工作时能量转化为：电能转化为机械能。
14．（3分）如图甲表示四冲程内燃机的某个冲程示意图，这个冲程是 冲程，把内能转化为 能，将内燃机的能量流向制成如图乙所示的图表，请根据给出的信息，计算该内燃机的效率为 %。
【答案】做功；机械；30%
【详解】图中两个阀门都关闭，活塞向上移动，火花塞产生火花，则该冲程是做功冲程；
做功冲程主要是把内能转化为机械能；由图可知，热机的效率为η＝100%﹣33%﹣30%﹣7%＝30%。
15．（4分）如图为探究通电螺线管外部磁场分布的实验。
（1）通电螺线管中插入一根铁棒，是为了使通电螺线管的磁性 ；
（2）在图上记录小磁针 极的方向，这个方向就是该点的磁场方向；
（3）实验表明，通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似；
（4）若仅将电源的正、负极对调，发现通电螺线管的N、S极也对调，这说明通电螺线管两端的极性与螺线管中 的方向有关。
【答案】（1）增强；（2）N；（3）条形。（4）电流
【详解】（1）通电螺线管中插入一根铁棒，铁棒被通电螺线管的磁场磁化，磁化后的铁棒也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强；
（2）小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向，故把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后记录小磁针N极的方向；
（3）通电螺线管外部磁感线也是从N极指向S极，故通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似；
（4）若仅将电源的正、负极对调，电路中电流方向改变，发现通电螺线管的N、S极也对调，说明磁场方向改变，这说明通电螺线管两端的极性与螺线管中电流方向有关。
16．（4分）在物理实验操作课上，小超展示了下面的实验：
（1）为了确定凸透镜的焦距，小超同学让一束平行光射向凸透镜，移动光屏，直到在光屏上会聚成一点，如图甲所示，则该凸透镜的焦距为 cm。
（2）当蜡烛、凸透镜和光屏按如图乙所示的位置放置时，光屏上得到清晰的像，则生活中 （填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是应用了这个成像规律。若要使光屏上的像变得再大些，在不改变凸透镜位置的情况下，应将蜡烛向右移动一小段距离后再将光屏向 在移动适当距离。
（3）通过实验观察可知，如图丙所示的蜡烛通过凸透镜不可能形成的像是 （填“A”“B”“C”或“D”）。
【答案】（1）10.0；（2）投影仪；右；（3）B
【详解】（1）平行光线经凸透镜折射后变成会聚光线说明凸透镜对光线有会聚作用；凸透镜能把平行光 会聚于一点；由图知，光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点处，焦点到凸透镜的距离为10.0cm，则凸透镜的焦距是10.0cm；
（2）由图乙可知，此时物距小于像距，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，此时光屏上成倒立、放大的实像，应用于投影仪；若要使光屏上的像变得再大些，在不改变凸透镜位置的情况下，根据物近像远像变大可知，将蜡烛向右移动一小段距离后再将光屏向右移动适当距离，可成清晰的像；
（3）根据凸透镜成像规律可知，u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f，故A正确；u＝2f，成倒立、等大的实像，v＝2f；2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f，故C正确；u＜f，成正立、放大的虚像，故D正确；不可能出现正立、缩小的实像，故B错误；故选：B。
17．（4分）某兴趣小组在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时，用同一木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。
（1）甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向匀速拉动木块，根据二力平衡知识，弹簧测力计对木块的拉力大小 滑动摩擦力的大小（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（2）通过对比甲、乙两次实验可知：在接触面的粗糙程度相同时， 越大，滑动摩擦力越大；
（3）通过对比 两次实验可知：在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（4）兴趣小组的同学利用甲图实验装置继续探究滑动摩擦力与速度的关系，改变拉动木块的速度，进行实验，记录的实验数据如表：
（5）小组交流讨论时发现：在实验中很难使木块做匀速直线运动，于是小伟设计了如图丁所示的实验装置，该装置的优点是 长木板B做匀速直线运动（选填“需要”或“不需要”）。
【答案】（1）等于；（2）压力；（3）甲、丙；（5）不需要
【详解】（1）实验时，用弹簧测力计水平拉动木块，使其在水平桌面上做匀速直线运动，木块处于平衡状态，在水平方向上受到拉力和滑动摩擦力的作用，根据二力平衡知识，拉力的大小等于滑动滑动摩擦力的大小；
（2）由甲、乙两次实验可知，两次实验中接触面的粗糙程度相同，图乙中木块对木板的压力比图甲中木块对木板的压力大，图乙中弹簧测力计的示数比图甲中弹簧测力计的示数大，即图乙中木块受到的摩擦力比图甲中木块受到的摩擦力大，因此由甲、乙两次实验可知，在接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
（3）由甲、丙两次实验可知，两次实验中压力大小相同，图丙中毛巾的粗糙程度比图甲中的木板的粗糙程度大，图丙中弹簧测力计的示数比图甲中弹簧测力计的示数大，即图乙中木块受到的摩擦力比图甲中木块受到的摩擦力大，因此通过对比甲、丙两次实验可知：在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
（5）丁图所示的实验装置，木块A相对于地面静止，木块受到的滑动摩擦力与木块对木板的压力、接触面的粗糙程度有关，与木板运动的速度无关，因此无论怎样拉动木板，木块受到的滑动摩擦力大小不变，木块受到的滑动滑动摩擦力和弹簧测力计的拉力为一对平衡力，弹簧测力计的示数不变；则该装置的优点是不需要长木板做匀速直线运动。
18．（6分）在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中，小明可利用的器材有：滑动变阻器、开关、电源（电压恒定），电流表、电压表各一块，四个定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω、30Ω），导线若干。小明做了如下实验：
表1
（1）如图所示是小明连接的实物电路，其中只有一根导线连接错误，请在这根导线上打“×”，并用笔重新画一根正确连接的导线（连线不要交叉）。
（2）改正电路后，闭合开关，将滑片从一端移到另一端的过程中，收集的实验数据填入了表1中。
①分析表1中数据可以看出第 组数据明显错误。
②分析可知，小明使用的变阻器的最大阻值为 Ω。
（3）小红又拿来可调电压的电源，并且把电压调到4V不变，上述其他实验器材与小明相同，探究“电流与电阻的关系”，使与电阻（5Ω）并联的电压表示数为2V，读出电流表示数，再分别改接10Ω、20Ω的电阻，重复上述实验，收集的实验数据如表2。老师告诉小红第二组数据是错误的，错误的原因是 。
小红重新实验后，得到正确数据并分析可得： 。
表2
【拓展】小红在前三个电阻接入电路并顺利完成实验后，小红又将30Ω的电阻接入电路时，无论怎样调节滑片，都不能使电压表的示数达到2V，为了完成实验，以下措施可行的是 。
①重新设定定值电阻两端的电压，则定值电阻两端的电压范围为2.4V～3V；
②在电路中串联定值电阻R，则定值电阻R的范围为10Ω～30Ω；
③重新更换滑动变阻器，则滑动变阻器阻值至少为30Ω；
④重新更换电源，则电源电压的范围为2V～5V。
【答案】（1）见下图所示；（2）①4；②20；（3）没有控制定值电阻两端电压不变；当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；【拓展】①③
【详解】（1）原电路图中，电流表与定值电阻并联，电压表串联在电路中是错误的，在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中，定值电阻、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在定值电阻两端，如答图所示；
（2）①同一电阻电流与电压成正比，而第4次实验的电压与电流的比值与其它实验比值不同，说明第4组数据明显是错误的；②由图可知，电源为2节干电池串联，即3V；根据表中数据可知，当定值电阻两端为1V时，通过定值电阻的电流为0.1A，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大；
滑动变阻器两端电压为U滑＝U﹣U1＝3V﹣1V＝2V，根据串联电路电流特点和欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的阻值为：R滑＝＝＝20Ω，即小明使用的变阻器的最大阻值为20Ω；
（3）由表中数据可知，第1次和第3次定值电阻两端电压为UV＝IR＝0.4A×5Ω＝0.1×20Ω＝2V，而第2次定值电阻两端电压为0.27A×10Ω＝2.7V，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变，故第二组数据是错误的；因定值电阻两端电压不变，故可得出结论：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
【拓展】①由图可知，电流表选用小量程，即电路中最大电流为0.6A，当电路中电流最大，定值电阻阻值最小时，定值电阻两端电压最大，最大电压为：UV大＝I大R定小＝0.6A×5Ω＝3V；
设电压表示数为UV'，滑动变阻器分得的电压：U滑＝U总﹣UV'＝4V﹣UV'，
根据分压原理有：＝，即＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣Ⅰ，
因电压表示数UV'为定值，由Ⅰ式知，方程左边为一定值，故右边也为一定值，故当定值电阻取最大时，滑动变阻器连入电路中的电阻最大，由①式得：＝，
解得电压表的示数：UV'＝2.4V，即为完成实验，电压表的最小电压为2.4V；
因此为顺利完成4次实验，定值电阻两端的电压需要控制在2.4～3V范围内，故①正确；②因电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，为了保证电路的安全，电路中的最大电流为0.6A，此时定值电阻和滑动变阻器接入电路中的电阻都最小，此时电路中的定值电阻最小为：R小＝＝≈3.3Ω；
在探究电流与电阻的关系实验中，应控制定值电阻两端电压UV＝2V不变，滑动变阻器两端电压为U滑＝U﹣UV＝4V﹣2V＝2V，定值电阻两端电压是变阻器两端电压的＝1倍；因滑动变阻器的最大电阻为20Ω，当滑动变阻器的电阻最大时，定值电阻阻值也最大；定值电阻阻值为R大＝R滑大＝1×20Ω＝20Ω，即定值电阻R的范围为3.3～20Ω，故②错误；③实验中使用的定值电阻阻值最大为30Ω，定值电阻两端的电压始终保持UV＝2V，滑动变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝4V﹣2V＝2V，滑动变阻器分得的电压为电压表示数的＝1倍，当接入30Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝1×30Ω＝30Ω，即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于30Ω，故③正确；
④当定值电阻最大值为30Ω时，滑动变阻器的最大值为20Ω，若控制的定值电阻两端的电压不变，为2V，滑动变阻器分担的电压约为1.3V，则电源电压最大值为2V+1.3V＝3.3V；当滑动变阻器的阻值为零时，电压表的示数为2V，此时只有一个用电器，电压表也测量电源电压，故电源电压最小值为2V，故电源电压需要控制在2～3.3V，故④错误；故选：①③。
19．（10分）中国自行研制的“新光华”号半潜船，堪称海上“大力神叉车”，它的甲板面积1.35×104m3，有两个足球场那么大！甲板与水面相平时，排开水的质量达10万吨。它通过本身压载水的调整，把巨大的甲板潜入水中，再用拖轮将所要承运的超大货物（如钻井平台、舰船、甚至航母）拖行到“新光华”甲板正上方，定位后，用压缩空气将压载水舱里的水排出一部分，船身变轻，甲板上浮，将货物托起。
（1）当“新光华”半潜船的甲板与水面相平时，所受的浮力为多少？
（2）当“新光华”半潜船在水面上做匀速直线运动时，水平推进器提供的动力为3×106N时，总输出功率达到24000kW，则“新光华”航行2h通过的距离为多少？
（3）图乙是“新光华”半潜船正在进行跨海大桥的工程建设。整体桥梁ABC质量为m，重心O位于跨度为80m的两个桥墩的中点。此时甲板上的托举塔顶端P刚好接触桥梁，且PD＝20m。当压载水舱里的水再排出6×103m3时，桥梁的一端刚好离开桥墩D，求桥梁ABC质量m为多少？
【答案】（1）当“新光华”半潜船的甲板与水面相平时，所受的浮力为1×109N；
（2）“新光华”航行2h通过的距离为5.76×104m；
（3）桥梁ABC质量m为9×106kg。
【详解】（1）由题意可知，当“新光华”轮的甲板与水面相平时，排水量达10万吨；由阿基米德原理可得此时所受的浮力为：F浮＝G排＝m排g＝10×104×103kg×10N/kg＝1×109N；
（2）根据P＝得，“新光华”航行2h做的功：W＝Pt＝24000×103W×2×60×60s＝1.728×1011J，
根据W＝Fs得，“新光华”航行2h通过的距离为：s＝＝＝5.76×104m；
（3）压载水舱里的水在排出6×103m3时，产生的浮力为：
F浮＝G排＝m排g＝ρ水V排g＝1.0×103kg/m3×6×103m3×10N/kg＝6×107N；
则半潜船托举塔顶端P向上的力为F＝6×107N，
桥梁ABC的重力G＝mg，由题知E为支点，根据杠杆平衡条件得，
F×PE＝G×OE，即6×107N×（80m﹣20m）＝G××80m，
解得，G＝9×107N，
桥梁ABC质量为：m＝＝＝9×106kg。
实验次数
1
2
3
4
运动速度（m/s）
0.3
0.4
0.5
0.6
测力计的示数（N）
1.2
1.2
1.2
1.2
电阻R/Ω
10
数据序号
1
2
3
4
5
电压U/V
1
1.4
2
2.1
3
电流I/A
0.1
0.14
0.2
0.26
0.3
据序号
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.4
0.27
0.1