中考物理二轮复习压轴培优训练挑战27 北京卷（北京近三年共30题）（2份，原卷版+解析版）

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21、22、23年题型统计：
一．选择题（共7小题）
1．（2021•北京）甲、乙两支完全相同的试管，分别装有质量相等的液体。甲试管内液体的密度为ρ甲，乙试管内液体的密度为ρ乙。将两支试管放置在同一水平桌面上，甲试管竖直，乙试管倾斜，静止时，两试管内液体相平，液面距离桌面的高度为h，如图所示，液体对甲、乙两试管底的压强分别为p甲和p乙，则下列判断中正确的是（ ）
A．ρ甲＜ρ乙，p甲＜p乙B．ρ甲＜ρ乙，p甲＝p乙
C．ρ甲＞ρ乙，p甲＞p乙D．ρ甲＞ρ乙，p甲＝p乙
【答案】C
【解答】解：由图可知，甲容器中的液体体积要比乙容器小，因液体质量相同，由ρ＝可得甲液体的密度比乙液体密度大，即ρ甲＞ρ乙；
又因为两试管中液面等高，所以由液体压强公式p＝ρgh可知，p甲＞p乙，故C正确。
故选：C。
2．（2023•北京）如图是小强利用器械进行锻炼的示意图，其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动，OA：OB＝3：2，在杆A端用细绳悬挂重为300N的配重，他在B端施加竖直方向的力F1，杆AB在水平位置平衡，此时他对水平地面的压力为F2。为了锻炼不同位置的肌肉力量，他将固定点移动到A端，杆AB可绕端点A在竖直平面内转动，配重悬挂在O点，在B端施加竖直方向的力使杆AB在水平位置再次平衡，此时，他对水平地面的压力为F3，压强为p。已知小强重为650N，两只脚与地面接触的总面积为400cm2，不计杆重与绳重，下列判断正确的是（ ）
A．F1为200NB．F2为1100N
C．F3为830ND．p为11750Pa
【答案】C
【解答】解：横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动，OA：OB＝3：2，在杆A端用细绳悬挂重为300N的配重，他在B端施加竖直方向的力F1，杆AB在水平位置平衡，此时他对水平地面的压力为F2，
根据杠杆平衡条件可得F1＝＝＝450N，方向向下，
他对杠杆有向下的450N拉力，杠杆对他有向上的450N的拉力，所以他对水平地面的压力为F2＝G人﹣F1＝650N﹣450N＝200N，故AB错误；
他将固定点移动到A端，杆AB可绕端点A在竖直平面内转动，配重悬挂在O点，在B端施加竖直方向的力使杆AB在水平位置再次平衡，此时，他对水平地面的压力为F3，
根据杠杆平衡条件可得F＝＝＝180N，方向向上，
他对杠杆有向上的180N推力，杠杆对他有向下的180N的压力，所以他对水平地面的压力为F3＝G人+F＝650N+180N＝830N，故C正确；
此时他对地面的压强p＝＝＝20750Pa，故D错误。
故选：C。
3．（2023•北京）如图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图，R1、R2所用电阻丝（涂有绝缘漆）粗细均匀、材料相同，分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上，圈数分别为43圈和33圈，R1的电阻丝比R2的电阻丝细。将R1、R2并联在电路中工作一段时间，下列说法正确的是（ ）
A．通过R1的电流等于通过R2的电流
B．R1两端的电压大于R2两端的电压
C．R1的电功率大于R2的电功率
D．R1消耗的电能小于R2消耗的电能
【答案】D
【解答】解：AB、电阻丝R1与R2的材料相同，R1比R2更长，更细，所以R1的电阻比R2的电阻更大，
将R1、R2并联在电路中工作一段时间，根据并联电路的电压特点可知，R1两端的电压等于R2两端的电压，故B错误；
根据欧姆定律可知，由于 R1的电阻比R2的电阻更大，所以通过R1的电流小于通过R2的电流，故A错误；
C、由于R1两端的电压等于R2两端的电压，通过R1的电流小于通过R2的电流，根据P＝UI可知，R1的电功率小于R2的电功率，故C错误；
D、根据W＝UIt可知，R1消耗的电能小于R2消耗的电能，故D正确。
故选：D。
4．（2022•北京）小京在探究影响滑动摩擦力大小的因素时，用弹簧测力计水平拉动木块沿水平木板做匀速直线运动，如图甲所示；将铁块放在木块上，再次用弹簧测力计水平拉动木块，使木块和铁块沿同一水平木板做匀速直线运动，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．图甲所示实验中，弹簧测力计的示数小于滑动摩擦力的大小
B．图乙所示实验中，木板受到的压力等于木块受到的重力
C．甲、乙两次实验，探究的是滑动摩擦力的大小与压力是否有关
D．甲、乙两次实验，探究的是滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关
【答案】C
【解答】解：A、用弹簧测力计水平拉动木块沿水平木板做匀速直线运动，此时滑动摩擦力的大小等于拉力的大小，即弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小，故A错误；
B、图乙所示实验中，木板受到的压力等于木块和铁块的重力之和，故B错误；
CD、滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力有关，分析甲、乙两图可知弹簧测力计水平拉动木块沿水平木板做匀速直线运动时，接触面的粗糙程度没有改变，将铁块放在木块上，再次用弹簧测力计水平拉动木块时，木板受到的压力变大，所以甲、乙两次实验，探究的是滑动摩擦力的大小与压力是否有关，故C正确；D错误。
故选：C。
5．（2022•北京）如图所示的实验中能说明发电机工作原理的是（ ）
A．磁极间有相互作用
B．通电导线周围存在磁场
C．通电导体在磁场中受力
D．电磁感应现象
【答案】D
【解答】解：A、由图可知，用条形磁体的N极靠近小磁针的N极，相互排斥，说明同名磁极相互排斥，故A错误；
B、开关闭合后，小磁针偏转说明通电导体周围有磁场，故B错误；
C、开关闭合后，电路中有电流，通电导体受到磁场力的作用发生运动，是电动机的原理，故C错误；
D、开关闭合后，在外力作用下使导体左右移动，切割磁感应线，则电流表指针发生偏转，说明此时有感应电流产生，是发电机的原理，故D正确。
故选：D。
6．（2022•北京）如图所示，两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上，甲容器底面积大于乙容器底面积，它们分别装有体积相等的液体，甲容器中液体的密度为ρ甲，乙容器中液体的密度为ρ乙。液体内A、B两点到容器底部的距离相等，其压强分别为pA、pB。若两容器底部受到的液体压强相等，则下列判断正确的是（ ）

A．ρ甲＜ρ乙，pA＜pBB．ρ甲＜ρ乙，pA＞pB
C．ρ甲＞ρ乙，pA＝pBD．ρ甲＞ρ乙，pA＜pB
【答案】D
【解答】解：由题意知两容器底部受到的液体压强相等p甲＝p乙，由图知甲液体的深度小于乙液体的深度，由p＝ρgh知ρ甲＞ρ乙；
由题意知液体内A、B两点到容器底部的距离相等，根据p＝ρgh知pA下＞pB下，
由于p甲＝pA+pA下，p乙＝pB+pB下，且p甲＝p乙，
所以pA＜pB，故D正确。
故选：D。
7．（2021•北京）测量工具为我们的工作和生活带来了极大的便利，而成功制作测量工具需要科技人员的创造性劳动，小慧通过自制密度计。体验动手与动脑相结合的劳动过程。她在粗细均匀的木棒一端缠绕一些细铜丝制成简易密度计（未标刻度）。该密度计放在水和酒精中时均竖直漂浮，露出液面的长度用L表示（如图所示），已知酒精的密度为0.8g/cm3，水的密度为1.0g/cm3。为了给简易密度计标刻度，小慧将该密度计放入酒精中，密度计静止时L为6cm，她在密度计上距顶端6cm处标记刻度线，该刻度线对应的密度值为0.8g/cm3。小慧将该密度计放入水中，密度计静止时L为8cm，她在密度计上距顶端8cm处标记刻度线，该刻度线对应的密度值为1.0g/cm3。利用上述数据，可计算出该密度计上对应密度值为1.25g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为（忽略铜丝的体积）（ ）
A．9.2cmB．9.6cmC．10cmD．10.4cm
【答案】B
【解答】解：设木棒长度为h，底面积为S，密度计重力为G，小慧将该密度计放入酒精中，密度计静止时L为6cm，ρ酒精＝0.8g/cm3＝0.8×103kg/m3，
由F浮酒精＝G，可得：ρ酒精gV排酒精＝G，
即[（h﹣0.06m）S]×0.8×103kg/m3×10N/kg＝G﹣﹣﹣﹣﹣①，
小慧将该密度计放入水中，密度计静止时L为8cm，ρ水＝1.0g/cm3＝1.0×103kg/m3，
由F浮水＝G，可得：
[（h﹣0.08m）S]×1.0×103kg/m3×10N/kg＝G﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
由①②可得，h＝0.16m；
设该密度计上对应密度值为1.25g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为L′，
则[（h﹣L′）S]×1.25×103kg/m3×10N/kg＝G﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，
将h＝0.16m分别代入②和③，并将②③联立，
解得L＝0.096m＝9.6cm。
故选：B。
二．多选题（共4小题）
8．（2023•北京）（多选）如图所示，是小京设计的汽车油箱内油量不足时触发报警的电路，电源两端电压保持不变，电阻R1、R2中的一个是定值电阻，另一个是压敏电阻。压敏电阻装在油箱内底部，其阻值随油箱中油量的减少而增大，当电压表示数大于某一值U时，就会触发报警。电压表示数为U时，油箱中的油量为警戒油量。下列说法正确的是（ ）
A．R1为压敏电阻
B．随着油箱的油量减少，通过定值电阻的电流变大
C．若换用阻值更大的定值电阻，警戒油量将变小
D．若换用电压更大的电源，警戒油量将变大
【答案】ACD
【解答】解：根据电路图可知，电阻R1、R2串接入电路中，电压表测量电阻R1两端的电压；
AB、压敏电阻的阻值随油箱中油量的减少而增大，当油箱中的油量减少时，压敏电阻的阻值变大，根据串联电路的分压规律可知，压敏电阻分担电压变大；根据串联电路的电压规律可知，定值电阻两端电压变小，由于电压表示数大于某一值U时，就会触发报警，所以R1是压敏电阻；此时电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，故A正确、B错误；
C、电压表的报警电压不变，定值电阻两端电压不变，若换用阻值更大的定值电阻，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，根据R＝可知，压敏电阻的阻值变大，警戒油量将变小，故C正确；
D、电压表的报警电压不变，若换用电压更大的电源，定值电阻两端电压变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，根据R＝可知，压敏电阻的阻值变小，警戒油量将变大，故D正确
故选：ACD。
9．（2022•北京）（多选）如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时，货物未离开水平地面；第二次竖直向上拉动绳子，使货物以0.09m/s的速度匀速上升。已知工人体重为600N，货物重为900N，货物与地面的接触面积为0.1m2，动滑轮重为100N。不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力为800N
B．第一次拉绳子时，货物对地面的压强为4000Pa
C．第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率为90%
D．第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率为81W
【答案】ABC
【解答】解：
A、工人施加的拉力F＝200N，由于力的作用是相互的，工人受到的拉力F拉＝F＝200N，
提升重物时对水平台面的压力：F压＝F拉+G人＝200N+600N＝800N，故A正确；
B、由图可知，n＝3，F＝＝＝200N，解得货物对地面的压力F压′＝400N，
则第一次拉绳子时，货物对地面的压强为p＝＝4000Pa，故B正确；
C、第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝90%，故C正确；
D、第二次拉绳子的过程中，工人拉力F′＝＝＝，由于n＝3，自由端绳子移动的速度：v＝3v物＝3×0.09m/s＝0.27m/s，
根据P＝＝＝Fv求出拉力F′的功率P＝F′v＝＝90W，故D错误。
故选：ABC。
10．（2021•北京）（多选）如图所示，用滑轮组提升所受重力为900N的物体A，滑轮组绳子自由端在拉力F作用下竖直匀速移动了12m，同时物体A被竖直匀速提升了4m，用时40s，滑轮组的额外功是400J，下列说法中正确的是（ ）
A．动滑轮所受的重力为100N
B．物体A上升的速度是0.3m/s
C．拉力F的功率是100W
D．滑轮组的机械效率是90%
【答案】CD
【解答】解：A、物体A被提高了h＝4m，由于动滑轮随物体一起运动，动滑轮提升的高度也是h＝4m，
不计绳重和摩擦，提升动滑轮做的功为额外功，
由W额＝G动h得动滑轮重力：
G动＝＝＝100N，
但题目没有提供“不计绳重和摩擦”这一条件，动滑轮的重力不等于100N，故A错误；
B、物体上升的速度：v物＝＝＝0.1m/s，故B错误；
C、有用功：
W有用＝Gh＝900N×4m＝3600J，
拉力做的总功：
W总＝W有用+W额＝3600J+400J＝4000J，
拉力的功率：
P＝＝＝100W，故C正确；
D、滑轮组的机械效率：
η＝＝×100%＝90%，故D正确。
故选：CD。
11．（2021•北京）（多选）如图所示，质量一定的木块放在由同种材料制成的粗糙程度均匀的水平桌面上。木块在水平拉力F作用下从A点由静止开始运动，运动得越来越快；当木块到达B点时，撤去拉力F，木块持续滑动，运动得越来越慢，最后停在C点。下列说法中正确的是（ ）
A．木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力
B．木块在BC段运动得越来越慢，是由于木块受到的摩擦力越来越大
C．木块在BC段运动得越来越慢，是由于木块的机械能转化为内能，机械能逐渐减小
D．木块在AB段运动得越来越快，木块的机械能越来越大，机械能没有转化为内能
【答案】AC
【解答】解：
A、木块在AB段和BC段对桌面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以所受的摩擦力不变，即木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力，故A正确；
B、木块在BC段运动得越来越慢，是由于摩擦力改变了木块的运动状态，摩擦力的大小不变，故B错误；
C、木块在BC段运动得越来越慢，木块克服摩擦做功，机械能转化为内能，使得机械能逐渐减小，故C正确；
D、木块在AB段运动得越来越快是因为受到了拉力的作用；此过程中，木块与桌面之间存在摩擦，有一部分机械能转化为内能，故D错误。
故选：AC。
三．实验探究题（共12小题）
12．（2023•北京）（1）小强在小瓶里装满带颜色的水，在橡皮塞上插进一根细玻璃管，使橡皮塞塞住瓶口，这就做了一个简易温度计，如图甲所示。小强将简易温度计分别放入温度不同的水中，观察到细管中液面的位置如图乙、丙所示，则图 丙 所反映的是放入温度较低的水中的情况。
（2）如图丁所示，两个相同瓶子的瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开，上面的瓶中装有空气，下面的瓶中装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体。抽掉玻璃板后，可以看到： 两个瓶子内的气体逐渐混合，颜色变得均匀 ，这属于扩散现象。
【答案】（1）丙；（2）两个瓶子内的气体逐渐混合，颜色变得均匀。
【解答】解：（1）温度计的工作原理是液体的热胀冷缩，分别放入温度不同的水中，在温度较低的水中液体的体积会变小，细管中液面会下降，所以图丙所反映的是放入温度较低的水中的情况。
（2）抽掉玻璃板后，可看到两个瓶子内的气体逐渐混合在一起，颜色变得均匀，这是分子运动的结果，是扩散现象。
故答案为：（1）丙；（2）两个瓶子内的气体逐渐混合，颜色变得均匀。
13．（2023•北京）小强用天平和量筒测量土豆的密度，由于土豆太大，不能放入量筒中，他将土豆切下来一小块进行实验。
（1）将天平放在水平台面上，游码归零后，发现指针指示的位置如图甲所示，将平衡螺母向 右 端移动，使横梁水平平衡。
（2）将土豆放在天平的左盘，当右盘中砝码的质量和游码在标尺上的位置如图乙所示时，横梁再次水平平衡，土豆的质量为 42.4 g。
（3）用量筒测出土豆的体积为40cm3。
（4）该土豆的密度为 1.06 g/cm3。
【答案】（1）右；（2）42.4；（4）1.06。
【解答】解：（1）由图甲可知，指针指在分度盘的左侧，说明天平的左端下沉右端上翘，所以平衡螺母向上翘的右端移动；
（2）天平的右盘上放有20g的砝码两个，游码所在位置对应的刻度值为2.4g，所以左盘中土豆的质量为m＝20g+20g+2.4g＝42.4g。
（4）土豆的密度为ρ＝＝＝1.06g/cm3。
故答案为：（1）右；（2）42.4；（4）1.06。
14．（2022•北京）小京利用如图所示的装置及相同高度的蜡烛等器材探究平面镜成像特点，其中玻璃板和蜡烛竖直放置在水平桌面上，蜡烛的高度为6cm，蜡烛与玻璃板之间的距离为10cm。蜡烛通过玻璃板所成的像是 虚 像（选填“实”或“虚”），像的高度为 6 cm，像到玻璃板的距离为 10 cm。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：根据平面镜成像特点，平面镜成的是虚像，故蜡烛通过玻璃板所成的像是虚像。
像和物体大小相等，已知蜡烛的高度为6cm，所以像的高度为6cm。
像和物体关于平面镜对称，已知蜡烛与玻璃板之间的距离为10cm，所以像到玻璃板的距离为10cm。
故答案为：虚；6；10。
15．（2022•北京）小京测量金属块的密度时，先将金属块放在调节好的天平上测量其质量，天平平衡后，右盘中所放砝码及游码在标尺上的位置如图甲所示，则金属块的质量为 54 g。再将金属块用细线系好放进盛有40mL水的量筒中，量筒中的水面升高到如图乙所示的位置，则金属块的体积为 20 cm3。该金属块的密度为 2.7 g/cm3。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）由图甲知，金属块的质量为m＝50g+4g＝54g；
（2）由图乙知，金属块和水的总体积为60mL，则金属块的体积为V＝60mL﹣40mL＝20mL＝20cm3；
该金属块的密度为：
ρ＝＝＝2.7g/cm3。
故答案为：54；20；2.7。
16．（2022•北京）小京为了证明“浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度有关”的观点是错误的，他利用符合实验要求的弹簧测力计、刻度尺、烧杯、水和金属块等器材进行实验。
（1）以下是他的部分实验步骤，请帮他补充完整。
①将金属块悬挂在弹簧测力计下，测量金属块受到的重力G并记录。
②在烧杯中装入适量的水， 将金属块浸没在水中且不接触烧杯 ，静止时记录弹簧测力计的示数F，用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录。
③ 向烧杯中加水，将金属块浸没在水中且不接触烧杯 ，静止时记录弹簧测力计的示数F，用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录。
④用公式 F浮＝G﹣F 计算金属块所受浮力F浮1、F浮2并记录。
（2）由水的深度变化时，F浮1 ＝ F浮2（选填“＝”或“≠”），就可以证明这种观点是错误的。
【答案】（1）②将金属块浸没在水中且不接触烧杯；③向烧杯中加水，将金属块浸没在水中且不接触烧杯；④F浮＝G﹣F；（2）＝。
【解答】解：（1）实验步骤：
①将金属块悬挂在弹簧测力计下，测量金属块受到的重力G并记录。
②在烧杯中装入适量的水，将金属块浸没在水中且不接触烧杯，静止时记录弹簧测力计的示数F，用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录。
③向烧杯中加水，静止时记录弹簧测力计的示数F，用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录。
④用公式F浮＝G﹣F计算金属块所受浮力F浮1、F浮2并记录。
（2）通过上述实验，由水的深度变化时，F浮1＝F浮2，就可以证明浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度有关”的观点是错误的。
故答案为：（1）②将金属块浸没在水中且不接触烧杯；③向烧杯中加水，将金属块浸没在水中且不接触烧杯；④F浮＝G﹣F；（2）＝。
17．（2021•北京）在探究水沸腾过程中温度随加热时间变化的特点时，小宇应通过观察 水面是否有大量气泡产生 判断水是否沸腾。待水沸腾后，小宇测量并记录的实验数据如下表所示，请你根据表中的数据归纳出实验结论： 水沸腾时，继续吸热，温度不变 。
【答案】水面是否有大量气泡产生；水沸腾时，继续吸热，温度不变。
【解答】解：（1）水沸腾前，可观察到水中产生少量的气泡，气泡上升时逐渐变小；水沸腾时，可观察到水面产生大量的气泡；
（2）由表中数据可得结论为：水沸腾时，继续吸热，温度不变。
故答案为：水面是否有大量气泡产生；水沸腾时，继续吸热，温度不变。
18．（2022•北京）为研究热敏电阻R2的阻值与温度的关系，小京按如图所示的电路进行实验，其中电源两端电压U不变，R1为定值电阻。实验中，他将已做防水处理的热敏电阻R2先后浸没在温度为t1、t2和t3的水中，闭合开关，分别读出对应电流表A的示数I1、I2和I3，发现I1＜I2＜I3。已知t1＜t2＜t3，请分析并说明热敏电阻R2的阻值与温度的关系。
【答案】由图可知，定值电阻R1与热敏电阻R2串联接入电路，电流表测量电路中的电流，
根据欧姆定律可得，R总＝，根据串联电路电阻规律可知，总电阻R总＝R1+R2，
所以热敏电阻R2的阻值R2＝R总﹣R1＝﹣R1，
由于电源电压U不变，R1为定值电阻，所以电路中的电流越大，热敏电阻R2的阻值越小，
由题意可知，在t1＜t2＜t3的情况下，I1＜I2＜I3，所以热敏电阻R2的阻值逐渐减小，
即热敏电阻R2的阻值随温度的升高而减小。
【解答】解：由图可知，定值电阻R1与热敏电阻R2串联接入电路，电流表测量电路中的电流，
根据欧姆定律可得，R总＝，根据串联电路电阻规律可知，总电阻R总＝R1+R2，
所以热敏电阻R2的阻值R2＝R总﹣R1＝﹣R1，
由于电源电压U不变，R1为定值电阻，所以电路中的电流越大，热敏电阻R2的阻值越小，
由题意可知，在t1＜t2＜t3的情况下，I1＜I2＜I3，所以热敏电阻R2的阻值逐渐减小，
即热敏电阻R2的阻值随温度的升高而减小。
答：由图可知，定值电阻R1与热敏电阻R2串联接入电路，电流表测量电路中的电流，
根据欧姆定律可得，R总＝，根据串联电路电阻规律可知，总电阻R总＝R1+R2，
所以热敏电阻R2的阻值R2＝R总﹣R1＝﹣R1，
由于电源电压U不变，R1为定值电阻，所以电路中的电流越大，热敏电阻R2的阻值越小，
由题意可知，在t1＜t2＜t3的情况下，I1＜I2＜I3，所以热敏电阻R2的阻值逐渐减小，
即热敏电阻R2的阻值随温度的升高而减小。
19．（2022•北京）小京为探究水沸腾前后温度随吸收热量变化的特点，进行了如下实验：用如图甲所示的装置给一定质量的水加热，当水温为90℃时，每隔一分钟记录一次水的温度，从计时开始，经5min水沸腾。水沸腾后持续加热一段时间，并记录水的温度。根据实验数据得到了水的温度随加热时间变化的关系图像，如图乙所示。
（1）在此实验中，水吸收的热量是通过 加热时间 来反映的。
（2）由图像可得出的实验结论：水在沸腾前， 吸收热量，温度升高 ；水在沸腾过程中， 吸收热量，温度不变 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）在此实验中，水吸收的热量是通过加热时间来反映的，加热时间越长，说明吸热越多；
（2）由图乙知，水在沸腾前，吸收热量，温度升高；水在沸腾过程中吸热，但温度保持不变。
故答案为：（1）加热时间；（2）吸收热量，温度升高；吸收热量，温度不变。
20．（2023•北京）小京利用同一个微小压强计等器材探究液体内部的压强与液体的深度、液体的密度是否有关，进行了如甲、乙、丙图所示的实验。
（1）实验中液体内部的压强是通过微小压强计 U形管两侧液柱高度差 反映。
（2）甲、乙两图所示的实验说明液体内部的压强与 液体深度 有关；乙、丙两图所示的实验说明液体内部的压强与 液体密度 有关。
【答案】（1）U形管两侧液柱高度差；（2）液体深度；液体密度。
【解答】解：（1）在该实验装置中，将压强计的金属盒放入液体中，如果U形管两边的液面出现液面高度差，表示液体内部存在压强，且液体内部压强越大，液面高度差越大，故微小压强计是利用U形管两侧液柱高度差表示液体压强大小的，这是利用了转换法；
（2）甲、乙图探头在同种液体中的深度不同，液面高度差不相同，说明液体内部的压强与液体深度有关；乙、丙中探头在液体中的深度相同，液体的密度不同，液面高度差不相同，所以液体的内部压强与液体密度有关。
故答案为：（1）U形管两侧液柱高度差；（2）液体深度；液体密度。
21．（2023•北京）在探究凸透镜所成实像的高度与物距、焦距的关系时，三个小组的同学用高度相同的发光体以及焦距不同的凸透镜等器材进行了实验，部分实验数据如表中所示。
表1（f1＝5cm）：
表2（f2＝8cm）：
表3（f3＝10cm）：
（1）由表中数据可知：物体高度、凸透镜焦距一定时，物距变大，所成实像高度的变化情况是： 变小 ；物体高度、物距一定时，凸透镜焦距变大，所成实像的高度变化情况是： 变大 。
（2）讲台上有一发光体，同学们利用凸透镜和光屏观察发光体在各自光屏上所成的像，小京所用凸透镜离发光体较近，小强所用凸透镜离发光体较远，发现两人光屏上呈现的像的高度相等，则小京所用凸透镜的焦距 小于 小强所用凸透镜的焦距。（选填“大于”“等于”或“小于”）
【答案】（1）变小；变大；（2）小于。
【解答】解：（1）由表中数据可知，物体高度、凸透镜焦距一定时，物距变大，所成实像的高度变小；
由三个表中最后一组数据可知，物体高度、物距一定时，凸透镜焦距变大，所成实像的高度变大；
（2）同学们利用凸透镜和光屏观察发光体在各自光屏上所成的像，小京所用凸透镜离发光体较近，小强所用凸透镜离发光体较远，说明小强的物距大于小京物距，而两人光屏上呈现的像的高度相等，根据物距一定时，凸透镜焦距变大，所成实像的高度变大可知，小京所用凸透镜的焦距小于小强所用凸透镜的焦距。
故答案为：（1）变小；变大；（2）小于。
22．（2021•北京）在“重阳节”到来之际，小航送给奶奶一个放大镜，奶奶借助这个放大镜能够细致欣赏邮票上的图案，如图1所示。此时奶奶看到的是一个 正立 、放大的虚像。为了模拟上述现象，小航利用一个焦距为10cm的凸透镜、蜡烛和光具座等器材进行实验。他先将蜡烛固定在光具座上50cm刻线处，如图2所示，接下来他应将凸透镜放置在光具座上的A、B、C三点中的 C 点处，然后再从透镜的 左 （选填“左”或“右”）侧用眼睛观察蜡烛烛焰的像。该像 不能 （选填“能”或“不能”）用光屏承接到。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：奶奶借助这个放大镜能够细致欣赏邮票上的图案，如图1所示。此时奶奶看到的是一个正立、放大的虚像；
小航利用一个焦距为10cm的凸透镜、蜡烛和光具座等器材进行实验。他先将蜡烛固定在光具座上50cm刻线处，如图2所示，物距小于焦距成正立、放大的虚像，接下来他应将凸透镜放置在光具座上的A、B、C三点中的C点处，然后再从透镜的左侧用眼睛观察蜡烛烛焰的像。虚像不能用光屏承接到。
故答案为：正立；C；左；不能。
23．（2021•北京）小圆想探究通过导体的电流与导体的电阻之间的关系，他利用干电池、电流表、电压表、多个阻值不同且已知的定值电阻、开关及导线，设计了如图所示的电路。实验中，他将定值电阻R接入电路中，读出相应的电流表的示数并观察电压表的示数，记录实验数据。将R换为不同阻值的另一个电阻后，小圆观察到电压表的示数增大了。小圆意识到自己的实验设计不能实现探究目的。
（1）请你写出小圆的实验设计不能实现探究目的的原因： 没有保持电阻两端电压不变 ；
（2）请你画出能够实现探究目的的电路图（可以添加适当的实验器材）；
（3）依据你设计的电路图，针对小圆不能实现探究目的的原因，写出操作的方法。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）由题意可知，小圆的实验设计不能实现探究目的的原因：没有保持电阻两端电压不变
（2）要能够实现探究目的，需要在电路中串联一个滑动变阻器，通过移动滑片使定值电阻两端的电压保持不变，电路图如图所示：
（3）①开关断开，将滑动变阻器调至最大处，电压表和电流表调零，按电路图连接电路；
②闭合开关，移动滑动变阻器到适当位置，读出电压表和电流表的示数，把U、I1和R1记录到表格中；
③断开开关，更换不同的定值电阻，将滑动变阻器调至阻值最大处，闭合开关，调节滑片P，使电压表的示数仍为U，记录I2、R2；
④仿照步骤③再做几次实验，把电流和电阻记录在表格中。
故答案为：（1）没有保持电阻两端电压不变；
（2）如下图：
；
（3））①开关断开，将滑动变阻器调至最大处，电压表和电流表调零，按电路图连接电路；
②闭合开关，移动滑动变阻器到适当位置，读出电压表和电流表的示数，把U、I1和R1记录到表格中；
③断开开关，更换不同的定值电阻，将滑动变阻器调至阻值最大处，闭合开关，调节滑片P，使电压表的示数仍为U，记录I2、R2；
④仿照步骤③再做几次实验，把电流和电阻记录在表格中。
四．计算题（共5小题）
24．（2022•北京）俯卧撑是一项常见的健身项目，采用不同的方式做俯卧撑，健身效果通常不同。图1甲所示的是小京在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境，他的身体与地面平行，可抽象成如图1乙所示的杠杆模型，地面对脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，小京的重心在A点。已知小京的体重为750N，OA长为1m，OB长为1.5m。
（1）图乙中，地面对手的力F1与身体垂直，求F1的大小。
（2）图2所示的是小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时的情境，此时他的身体姿态与图甲相同，只是身体与水平地面成一定角度，栏杆对手的力F2与他的身体垂直，且仍作用在B点。分析并说明F2与F1的大小关系。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）
如图1所受，O为支点，重力的力臂为lA，F1的力臂为lB，依据杠杆的平衡条件F1lB＝GlA可得：F1＝＝＝500N；
（2）
小京手扶栏杆时，抽象成杠杆模型如图2所示，O为支点，重力的力臂为lA′，F2的力臂为lB′，依据杠杆的平衡条件，F2lB′＝GlA′可得：F2＝，由图可知：lA′＜lA，lB′＝lB，因此F2＜F1。
答：（1）F1的大小为500N。
（2）F2＜F1。
25．（2023•北京）小京利用图甲所示电路获取了额定电压为2.5V的小灯泡L在不同电压下的电流，并利用所测的数据绘制出电流I随其两端电压U变化的图像，如图乙所示。
（1）画出实物电路所对应的电路图。
（2）求小灯泡两端电压为1.0V时的电阻。
（3）求小灯泡正常发光时的电功率。
【答案】（1）；（2）5Ω；（3）0.7W。
【解答】解：（1）根据实物图可知：电压表并联在灯泡的两端，电流表串联在电路中，滑动变阻器“一上一下”串联接入电路，电路图如下：
。
（2）由图像可知小灯泡两端电压U＝1.0V时，通过小灯泡的电流I＝0.2A；此时小灯泡的电阻；
（3）小灯泡正常发光时，两端电压UL＝2.5V，由图像可知此时通过小灯泡的电流IL＝0.28A；
小灯泡正常发光时的电功率为：PL＝ULIL＝2.5V×0.28A＝0.7W
故答案为：（1）；（2）5Ω；（3）0.7W。
26．（2022•北京）如图所示的电路中，电源两端电压为6V并保持不变，电阻R1的阻值是10Ω，闭合开关S后，电压表的示数为2V。求：
（1）电阻R2的阻值。
（2）电阻R1消耗的电功率。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：由电路图可知，两电阻串联，电压表测R2两端的电压。
（1）串联电路总电压等于各部分电压之和，所以电阻R1两端的电压：U1＝U﹣U2＝6V﹣2V＝4V，
串联电路各处电流相等，根据欧姆定律可得通过电路的电流：I＝＝＝0.4A，
电阻R2的阻值：R2＝＝＝5Ω；
（2）电阻R1消耗的电功率：P＝U1I＝4V×0.4A＝1.6W。
答：（1）电阻R2的阻值是5Ω；
（2）电阻R1消耗的电功率为1.6W。
27．（2023•北京）某科技小组的同学想制作一个简易浮力秤来测质量。他们剪掉空塑料瓶的瓶底，旋紧瓶盖，在瓶盖上系一块质量适当的石块，然后将其倒置在水桶里，当瓶中不放被测物体静止时，在瓶上与水面相平位置标记为零刻度线，再在瓶身上均匀标记其他刻度线，左侧标记的是长度值，若在刻度线右侧标上相应的质量值，即可做成一个简易浮力秤，如图所示。已知零刻度线以上瓶身粗细均匀，其横截面积为50cm2，不放被测物体时浮力秤的总质量为170g，水的密度为1.0g/cm3，g取10N/kg。
（1）画出图中浮力秤的受力示意图。
（2）求图中所示状态浮力秤受到的浮力。
（3）求浮力秤上2cm刻度线对应的质量值。
【答案】（1）图见解答；
（2）图中所示状态浮力秤受到的浮力1.7N。
（3）浮力秤上2cm刻度线对应的质量值100g。
【解答】解：（1）浮力秤漂浮时浮力等于重力，都画在重心上，浮力方向竖直向上，重力方向竖直向下，受力示意图如下图所示：
；
（2）浮力秤漂浮，依据平衡条件可知：
F浮＝G秤＝m秤g＝0.17kg×10N/kg＝1.7N；
（3）浮力秤浸到2cm刻度线漂浮时，秤内被测物的质量为m测，
依据漂浮时受力平衡条件：
不放入被测物时：F浮＝G秤；
放入被测物时：F浮'＝G秤+m测g；
可知：m测g＝F浮'﹣F浮；
依据阿基米德原理：F浮＝ρ水gV0；
F浮'＝ρ水gV0+ρ水gΔV排；
则有：。
答：（1）图见解答；
（2）图中所示状态浮力秤受到的浮力1.7N。
（3）浮力秤上2cm刻度线对应的质量值100g。
28．（2021•北京）为了说明分子之间有引力，小明在实验室用两个紧压在一起的铅柱做实验，如图所示，铅柱A和铅柱B所受的重力均为2N，两个铅柱接触面的面积为3cm2，当悬挂重物所受的重力为20N时，两个铅柱没有被拉开。于是，小明认为这个实验说明了分子之间存在引力。小华观测到该实验室的大气压为1×105Pa，于是她认为两个铅柱之所以没被拉开，是因为大气压的作用。请你利用所学知识和上述数据，判断小明做的铅柱实验能否说明分子之间存在引力。请写出计算、推理过程和结论。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：以B为对象受力分析如图
①F气＝P气S＝1×105Pa×3×10﹣4m2＝30N
②GB+G物＝2N+20N＝22N
③因为F气＞GB+G物；仅靠大气压也能使铅块无法被拉开，所以小明的实验无法证明分子间存在引力。
五．科普阅读题（共2小题）
29．（2022•北京）请阅读《国之重器——综合极端条件实验装置》并回答问题。
国之重器——综合极端条件实验装置
从人类第一次仰望星空，到试图用“中国天眼”破译日月星辰等天文现象的奥秘，从探究万物组成到利用扫描隧道显微镜透视物质的微观结构，都得益于实验条件的拓展和技术手段的进步。
在宇宙中，高温、高压、强磁场等极端环境比比皆是，而我们地球上的生活环境是一个相对温和的环境，要发现更多的新现象，就需要建造极端条件实验室，拓展研究空间。
所谓极端条件，指的是在实验室中人为创造出来特别低的温度、特别强的磁场、特别高的压强等（如图所示）实验条件。通过创造极端条件，可以发现和揭示许多在通常条件下观察不到的奇异物质特性，例如某些物质在很低的温度时，电阻就变成了0（如铝在﹣271.76℃——即1.39K——以下时电阻为0），这就是超导现象。
肩负原始创新重任的国之重器——国际首个综合极端条件实验装置布局在北京怀柔科学城，并已投入使用。该项目拥有极低温（可达1mK）、强磁场（可达32.35T）、超高压（可达3.8×1011Pa）和超快光场（时间分辨率可达10﹣18s）极端条件实验装置。
科学家们将极端条件进行综合运用，大大拓展了物质科学的研究空间，为发现新物态、探索新现象、开辟新领域，创造了前所未有的机遇。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）请写出我国综合极端条件实验装置中的一个极端条件： 极低温 。
（2）我国自主研制的载人潜水器“奋斗者”号成功完成了10000m的深潜试验，创造了中国载人深潜的新纪录。超高压极端条件的压强约为“奋斗者”号在10000m深海中（海水密度取1.0×103kg/m3）承受压强的 C 倍。（填写正确选项前的字母）
A.4
B.40
C.4000
D.400000
（3）强磁场的产生需要大电流，但电流越大，导线的温度就会越高，通常会导致铝导线等熔化，给强磁场的产生带来限制。依据文中信息，请写出应选择哪种极端条件，能减少电流通过导线所产生的热量，从而突破限制，创造强磁场极端条件，并写出选择依据。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）由“所谓极端条件，指的是在实验室中人为创造出来特别低的温度、特别强的磁场、特别高的压强等（如图所示）实验条件”可知，我国综合极端条件实验装置中的一个极端条件为极低温；
（2）“奋斗者”号在10000m深海中受到的压强：p＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10000m＝1×108Pa，
则超高压极端条件的压强约为“奋斗者”号在10000m深海中（海水密度取1.0×103kg/m3）承受压强的倍数：n＝＝3800≈4000，故选C；
（3）选择极低温极端条件。因为，铝等物质在极低温极端条件下可以出现超导现象，此种情况下导线的电阻为0，根据Q＝I2Rt，电流通过导线产生的热量为0，这样就可以减小电流通过导线产生的热量，从而突破限制。
答：（1）极低温；
（2）C；
（3）选择极低温极端条件。因为，铝等物质在极低温极端条件下可以出现超导现象，此种情况下导线的电阻为0，根据Q＝I2Rt，电流通过导线产生的热量为0，这样就可以减小电流通过导线产生的热量，从而突破限制。
30．（2023•北京）请阅读《云中探秘问苍穹》并回答小题。
云中探秘问苍穹
苍茫云海、万里层云中蕴藏着丰富的水资源，水的降落滋润着地球万物。降水量的多少和降水在时间与空间的分布极大地影响着人们的生活。在一定时段内，从云中降落到地面上的液态或固态降水，在无渗透、蒸发、流失情况下积聚的水层深度，称为该地该时段内的降水量，单位为毫米（mm）。
如何预测某个区域的降水量呢？如果能获得该区域正上方云层所含降水粒子（云中的小水滴或小冰晶）所能形成的水的总体积，再结合其他信息估测能够降落到地面的降水粒子占总降水粒子的比例，利用体积和该区域面积之间的关系，就可以得到降水量了。
精准预报降水是一个世界难题，我国在轨气象卫星家族中的新成员——风云三号G星（如图所示）的出现，向解决这一难题迈出了一大步。风云三号G星搭载了我国首套“空中雨量计”——星载KU、KA双频主动降水测量雷达，通过向大气发射无线电磁波信号，接收大气中不同高度层的降水粒子反射信号，获取竖直方向不同高度层的降水结构信息；同时，利用雷达跨轨方向的扫描，实现对水平方向的降水探测。这就如同对大气降水进行“CT”扫描，最终使风云三号G星自上而下地获取云层的三维结构信息，如云层厚度、云层中不同位置降水粒子的数密度（即单位体积内降水粒子的数量）以及各种降水粒子的直径大小等。
风云三号G星云中探秘、叩问苍穹，助力我国在探索浩瀚宇宙的征程上，跑出加速度。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）风云三号G星搭载了我国首套 空中雨量计 ，即星载KU、KA双频主动降水测量雷达。
（2）降水粒子的数密度越大，则1m3内降水粒子的 C 越大。
A.质量
B.体积
C.数量
（3）假设探测到某云层的平均厚度为1000m，内部的降水粒子（可视为小水滴）分布均匀，数密度为6.25×109个/m3，每个降水粒子的体积均为4×10﹣15m3。若在12小时内，该云层中有80%的降水粒子以雨滴形式竖直降落到地面上。该云层对应区域的平均降水量为 20 mm。根据我国气象部门规定的各类雨的降水量标准（见表），可知此次降雨的种类为 大雨 。
表 各类雨的降水量标准：
【答案】（1）空中雨量计；（2）C；（3）20；大雨。
【解答】解：（1）阅读材料可知：风云三号G星搭载了我国首套“空中雨量计”——星载KU、KA双频主动降水测量雷达；
（2）降水粒子的数密度是指单位体积内降水粒子的数量，故选：C；
（3）假设该云层对应区域面积为S，则该云层内部的降水粒子为：S×1000m×6.25×109个/m3，
该云层中降落为雨滴的降水粒子为：S×1000m×6.25×109个/m3×80%，
则雨滴的体积为：V＝S×1000m×6.25×109个/m3×80%×4×10﹣15m3
所以该云层对应区域的平均降水量：h＝＝1000m×6.25×109个/m3×80%×4×10﹣15m3＝0.02m＝20mm。
根据各类雨的降水量标准可知属于大雨。
故答案为：（1）空中雨量计；（2）C；（3）20；大雨。
选择题
实验探究题
计算题
科普阅读题
合计
电学综合
3
1
2
0
6
力学综合
8
4
2
0
14
热、电、力综合
0
7
1
2
10
合计
11
12
5
2
30
加热时间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
温度/℃
99
99
99
99
99
99
99
物距u/cm
像高h/cm
11
5
17
2.5
40
0.9
物距u/cm
像高h/cm
24
3
36
1.7
40
1.5
物距u/cm
像高h/cm
25
4
28
3.3
40
2
种类
12小时降水量（mm）
小雨
小于5.0
中雨
5.0～14.9
大雨
15.0～29.9
暴雨
30.0～69.9
大暴雨
70.0～139.9
特大暴雨
140.0以上