2025年广东省深圳市南外外国语集团中考三模物理试题（解析版）

这是一份2025年广东省深圳市南外外国语集团中考三模物理试题（解析版），共27页。试卷主要包含了反射等内容，欢迎下载使用。
1．（2分）没有精确测量仪器的情况下，估测能帮我们粗略的认识物体。下列最符合实际的（ ）
A．一名中学生站在水平地面上，对水平地面的压力是1500N
B．小汽车在高速公路上正常行驶的速度约为100m/s
C．电视机的额定功率大约为2kW
D．手机电池电压约为3.7V
2．（2分）煮鸳鸯火锅时（如图），一般油腻的红锅比清淡的白锅先开；冬天吃火锅时，火锅上方“白雾缭绕”；吃完后衣物上有火锅的气味关于吃火锅涉及的物理现象，下列说法中正确的是（ ）
A．红锅先沸腾说明油吸收了更多热量
B．白锅升温慢是因为汤的热值更大
C．火锅里的食物是通过热传递的方式改变了内能
D．衣物上有火锅气味说明香料分子静止在衣服上
3．（2分）超声导盲手杖是一种科技助残设备，视障人士可利用该设备感知障碍物的方向、形状、距离和材质等信息。图中所示的超声导盲手杖，它可以发射超声波探测周围5m内障碍物的情况，并处理成语言信号及时播放出来，达到“以听代视”的效果。下列说法正确的是（ ）
A．“以听代视”听到的是超声波信号
B．该导盲手杖利用了回声定位的原理
C．该导盲手杖需要碰触到物体才能发现障碍物
D．超声导盲杖能帮助视障人士辨别障碍物的方向形状、距离等，利用声音传递能量
4．（2分）关于下列四幅图的说法正确的是（ ）
A．甲图的实验说明：通电导体在磁场中受到力的作用
B．乙图的实验原理和动圈式话筒的原理是一样的
C．丙图是发电机工作图，其工作时将电能转化为机械能
D．丁图是电动机工作图，它的原理是磁场对通电导体有力的作用
5．（2分）小明设计了一种晚上自动给花草浇水电路，要求浇花器仅在土壤过于干燥的夜间才开始工作，对花草进行浇水。光控开关S1在天黑时闭合，湿敏开关S2在土壤过于干燥时闭合，下列电路能满足上述条件的是（ ）
A．B．
C．D．
6．（2分）如图甲所示，建筑工地上起重机竖直提升重物，如图乙所示是起重机对重物拉力F的大小随时间t变化的情况，重物上升的v﹣t图像如图丙所示，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．第1s时重物所受合力为1000N，方向竖直向上
B．第11s时重物所受合力为2000N，方向竖直向下
C．2s～10s时起重机对物体做的功为24000J
D．2s～10s时起重机对物体做功的功率300W
二.作图题（共2小题，满分4分，每小题2分）
7．（2分）如图所示，请画出蜡烛AB经凸透镜所成的像A'B'。
8．（2分）如图，O为杠杆OA的支点，下方吊着小球，请画出使杠杆平衡的最小力F和力臂L示意图。
三.填空题（共2小题，满分5分）
9．（2分）冬天，小明在家用液化气烧开水时发现壶嘴上方冒出“白气”，如图所示，“白气”是 （填物态变化名称）现象形成的。看到壶身闪闪发光，这是因为光在光滑的壶身表面发生了 （选填“镜面”或“漫”）反射。
10．（3分）如图所示，工人用60N的拉力，将重100N的小桶在5秒内匀速提升了3m。工人利用滑轮做的有用功为 J，工人做功的功率为 W，使用动滑轮的机械效率为 。
四.实验探究题（共3小题，满分19分）
11．（5分）在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，小明利用1个弹簧测力计、1个木块、1条毛巾、1个砝码、1块木板，做了如图甲、乙、丙所示的3次实验。
（1）在图甲中，弹簧测力计必须沿水平方向拉动木块做 运动。
（2）比较图甲、丙两次实验，是为了探究滑动摩擦力与 的关系。
（3）小明做图甲中第1次实验时，拉力随时间变化的图像如图A所示，木块的速度随时间变化的图像如图B所示，则7s时木块所受的摩擦力为 N。
（4）小芳将实验方法进行了改进，如图C所示，实验时变速拖动木板， （选填“能”或“不能”）测量出木块所受滑动摩擦力的大小，此时木板受到的摩擦力的方向是 。
12．（6分）汽车行驶时，发动机水温可能高达100℃以上，为此需要利用冷却液循环流动带走热量。冷却液常选用防冻、防沸的原液与水混合而成。为选取合适的冷却液，探究实验如下：将质量相同但原液含量不同的冷却液放入低温箱中凝固后取出，用图1所示实验装置加热，分别得到凝固点与原液含量、温度与加热时间的关系图像。
（1）本实验采用“沙浴法”的优点： 。（写出一条即可）
（2）分析图像可得：随着冷却液中原液含量增大，凝固点 ，沸点 。（填写变化情况）
（3）某地区最低气温﹣20℃，原液含量30%、50%、70%、90%的冷却液中，满足防冻要求，且冷却效果最好的是原液含量为 的冷却液。
（4）有同学提出，厦门日常气温高于0℃，冷却液可以直接用水代替，长时间使用可节省较多费用。你是否同意该观点？ ，简要说明理由： 。
13．（8分）以下是“电阻的测量”实验内容。
（1）根据公式 可知，可以通过对电流和电压的测量来间接测出导体的电阻，这种测量电阻的方法简称“伏安法”。
（2）如图甲所示的用伏安法测量某未知电阻R的电路。请你检查一下电路，有一根导线连接错误，请找出并打上“×”，在画线把它改到正确的位置上。
（3）改成正确的连接后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应放置在 端。（选填“A”或“B”）
（4）闭合开关，移动滑片使电压表示数为2.8V，电流表示数如图乙所示为 A，则电阻R＝ Ω。若把该数据作为本实验的最终结果，你认为合理吗？若合理请说明理由，若不合理请给出建议 。
（5）用伏安法测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，闭合开关，应移动滑动变阻器的滑片P使 以确定小灯泡正常发光，此时电流表示数也如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
五、计算题（共2小题，满分13分）
14．（6分）如图甲，实心正方体石块在钢绳牵引下从水面上方匀速降入水中，未触及容器底部。图乙是钢绳拉力F随时间t的变化图像。若不计水的阻力。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。
求：（1）石块全部浸入水中受到的浮力；
（2）石块的体积；
（3）石块的密度。
15．（7分）空气湿度RH较大时，人体会感觉不舒服。小亮设计了一款湿度表，其原理如图甲所示，R为湿敏电阻，其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示。已知人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%﹣60%，R0为10Ω的定值电阻，电源电压恒为6V。求：
（1）当空气湿度为40%时，求100s内R0消耗的电能；
（2）当电流表的示数为0.3A时，请通过计算判断人体感觉是否舒服？
六.综合能力题（共2小题，满分10分）
16．（4分）请阅读《宇宙灯塔——脉冲星》并回答问题。
宇宙灯塔——脉冲星
截至2024年5月，有“中国天眼”之称的500m口径球面射电望远镜（FAST）发现的新脉冲星数量突破900颗，这些发现，极大拓展了人类观察宇宙视野的极限。
“中国天眼”紧盯的脉冲星是什么？脉冲星是一类高速自转的天体，具有极强的磁场，它高速自转时就在两磁极处形成了方向性很强的锥形电磁波束（如图甲所示）。由于两个电磁波束会随着脉冲星的高速自转而一起转动，它们就会像灯塔发出的两束光一样扫过宇宙空间。电磁波束每扫过地球上的射电望远镜一次，射电望远镜就会收到一个脉冲信号（如图乙所示），脉冲星便以此而得名。
脉冲星具有极其稳定的自转周期（自转一圈所用的时间），部分脉冲星的自转周期约3亿年仅变化0.1ms，因此可将脉冲星作为计时基准。
脉冲星还是宇宙中的“探针”，可应用于探测引力波。宇宙中的超大质量天体加速运动时，会产生引力波。引力波信号极其微弱，特别是纳赫兹（10﹣9Hz）引力波，难以直接观测。但是，引力波会使我们收到的脉冲星的脉冲信号发生变化。我国科学家通过综合分析多个脉冲星脉冲信号的变化，于2023年6月找到了纳赫兹引力波存在的关键证据。
越来越多被发现的脉冲星，犹如宇宙中不断被点亮的灯塔，引领我们揭开更多暗藏在宇宙中的秘密。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）电磁波束每扫过射电望远镜一次，射电望远镜就会收到一个 ，脉冲星便以此而得名。
（2）脉冲星能够作为计时基准是因为它具有 。
（3）科学家找到纳赫兹引力波存在的关键证据的研究方法在初中物理的学习过程中也用到过，请类比研究条形磁体周围磁场分布的方法，补全表格中①②的内容。
17．（6分）阅读短文，回答问题：
载人飞艇
某飞艇如图甲所示，其气囊体积巨大，采用轻质材料制作。飞艇升空靠浮力来实现，水平飞行和驱动飞艇上的发电机工作都是依靠发动机燃烧燃油来提供动力，即发动机输出的能量用于做推动功和辅助功。推动功是指克服空气阻力推动飞艇水平飞行做的功，辅助功是指发动机驱动飞艇上发电机工作所做的功，辅助功的功率恒定。
当飞艇低速（v≤12m/s）水平直线飞行时，其受到的空气阻力F阻与速度v的关系如图乙所示。飞艇部分参数见表。忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力。
（1）飞艇上的发电机是利用电磁感应原理工作的，发电时将 能转化为电能；
（2）当发动机内的燃油燃烧得更充分时，燃油的热值将 。（选填“变大”“变小”或“不变”）
（3）下列关于飞艇的说法，其中正确的是 。（只有一个选项正确，请将选项字母填到横线上）
A.飞艇匀速下降过程中，重力不做功
B.飞艇匀速上升过程中，浮力不做功
C.飞艇上升遇冷空气降温，内能增大
D.飞艇匀速下降过程中，机械能减小
（4）将气囊充满氦气，此时飞艇最多可载 位乘客升空。已知每位乘客质量为60kg，空气密度为1.2kg/m3，氦气密度为0.2kg/m3，g取10N/kg。
（5）飞艇先、后以4m/s和10m/s的速度水平匀速直线飞行相同的时间，推动功分别为W1和W2。则W1：W2＝ 。
（6）在执行某次任务中，飞艇始终以5m/s速度水平匀速直线飞行，共消耗了12.5kg燃油。则此次飞行的距离为 km。（燃油热值q油=5×107J/kg)
参考答案与试题解析
一．选择题（共6小题）
一.选择题（共6小题，满分12分，每小题2分）
1．（2分）没有精确测量仪器的情况下，估测能帮我们粗略的认识物体。下列最符合实际的（ ）
A．一名中学生站在水平地面上，对水平地面的压力是1500N
B．小汽车在高速公路上正常行驶的速度约为100m/s
C．电视机的额定功率大约为2kW
D．手机电池电压约为3.7V
【分析】根据生活经验估测一些物理量，一个中学生的体重大约为500N，站在水平地面上，对水平地面的压力等于重力；高速公路上小汽车的速度约为30m/s；电视机的额定功率大约为100W；数码相机电池电压约为5V。
【解答】解：A、一名中学生的体重大约为500N，站在水平地面上，对水平地面的压力等于重力，故A错误；
B、小汽车在高速公路上正常行驶的速度约为30m/s，故B错误；
C、电视机的额定功率大约为100W，故C错误；
D、手机电池电压约为3.7V，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了学生对生活中常见物理量的估测，结合生活经验，找出符合实际的选项。
2．（2分）煮鸳鸯火锅时（如图），一般油腻的红锅比清淡的白锅先开；冬天吃火锅时，火锅上方“白雾缭绕”；吃完后衣物上有火锅的气味关于吃火锅涉及的物理现象，下列说法中正确的是（ ）
A．红锅先沸腾说明油吸收了更多热量
B．白锅升温慢是因为汤的热值更大
C．火锅里的食物是通过热传递的方式改变了内能
D．衣物上有火锅气味说明香料分子静止在衣服上
【分析】（1）吃火锅时，油和汤吸收的热量相同；
（2）热值与物质的种类有关；
（3）改变内能的方式：做功与热传递；
（4）分子在永不停息地做无规则运动。
【解答】解：A、相同的热源，相同时间内液体吸收的热量相同，故A不符合题意；
B、白锅的汤液热升温较慢，是因为白锅的汤液的比热容较大，不是热值较大，故B不符合题意；
C、火锅里的食物吸收热量，温度升高，是通过热传递的方式改变了内能，故C符合题意；
D、衣物上残留的香味，这是扩散现象，扩散表明分子在不停地做无规则运动，故D不符合题意。
故选：C。
【点评】本题考查了比热容、沸腾和改变内能的方式，属于基础题。
3．（2分）超声导盲手杖是一种科技助残设备，视障人士可利用该设备感知障碍物的方向、形状、距离和材质等信息。图中所示的超声导盲手杖，它可以发射超声波探测周围5m内障碍物的情况，并处理成语言信号及时播放出来，达到“以听代视”的效果。下列说法正确的是（ ）
A．“以听代视”听到的是超声波信号
B．该导盲手杖利用了回声定位的原理
C．该导盲手杖需要碰触到物体才能发现障碍物
D．超声导盲杖能帮助视障人士辨别障碍物的方向形状、距离等，利用声音传递能量
【分析】超声波的振动频率高于20000Hz，不在人耳的听觉频率范围之内。
声可以传递信息和能量。
该导盲手杖利用了回声定位的原理。
【解答】解：A.超声波不在人耳的听觉频率范围之内，“以听代视”听到的不是超声波信号，故A错误；
BC.该导盲手杖利用了回声定位的原理，该导盲手杖不需要碰触到物体就能发现障碍物，故B正确，C错误；
D.声导盲杖能帮助视障人士辨别障碍物的方向形状、距离等，利用声音传递信息，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查超声波的应用及声音可以传递信息，属于基础题。
4．（2分）关于下列四幅图的说法正确的是（ ）
A．甲图的实验说明：通电导体在磁场中受到力的作用
B．乙图的实验原理和动圈式话筒的原理是一样的
C．丙图是发电机工作图，其工作时将电能转化为机械能
D．丁图是电动机工作图，它的原理是磁场对通电导体有力的作用
【分析】（1）奥斯特实验，说明电流周围存在磁场。
（2）电磁继电器，主体部分是电磁铁，利用了电流的磁效应。
（3）动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象。
（4）话筒、发电机的原理都是电磁感应现象，能量转化是机械能转化为电能。
【解答】解：A．甲图是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，故A错误，不符合题意；
B．图中是电磁继电器，主体部分是电磁铁，利用了电流的磁效应，动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象，二者原理不同，故B错误，不符合题意；
C．图中是电磁感应实验，根据此原理可以制成发电机，其工作时将机械能转化为电能，故C错误，不符合题意；
D．图中是磁场对电流的作用的实验，通电导体在磁场中受到力的作用而运动，该过程中将电能转化为机械能，根据此原理制成了电动机，故D正确，符合题意。
故选：D。
【点评】本题考查奥斯特实验，电磁继电器及发电机与电动机的工作原理，动圈式话筒的原理。
5．（2分）小明设计了一种晚上自动给花草浇水电路，要求浇花器仅在土壤过于干燥的夜间才开始工作，对花草进行浇水。光控开关S1在天黑时闭合，湿敏开关S2在土壤过于干燥时闭合，下列电路能满足上述条件的是（ ）
A．B．
C．D．
【分析】由题意可知，当土壤过于干燥的夜间，电动机才开始工作，说明两开关不能独立工作即为串联，然后共同控制浇花器的工作，据此进行解答。
【解答】解：由题知当土壤过于干燥的夜间，浇花器才开始工作，白天，即使土壤干燥，浇花器也不工作，说明两个开关不能独立工作，即两个开关应串联，由安全用电的知识知开关与火线相连，再和浇花器串联，故A符题意。
故选：A。
【点评】本题考查了串并联电路的设计，根据题意得出光控开关和湿敏开关的连接方式是关键。
6．（2分）如图甲所示，建筑工地上起重机竖直提升重物，如图乙所示是起重机对重物拉力F的大小随时间t变化的情况，重物上升的v﹣t图像如图丙所示，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．第1s时重物所受合力为1000N，方向竖直向上
B．第11s时重物所受合力为2000N，方向竖直向下
C．2s～10s时起重机对物体做的功为24000J
D．2s～10s时起重机对物体做功的功率300W
【分析】（1）根据丙图，2﹣10s物体做匀速直线运动，受力平衡，拉力等于重力，第1s物体加速运动，由拉力和重力得到合力；
（2）第11s物体做减速运动，由拉力和重力得到合力；
（3）根据s＝vt得到物体上升的高度，根据W＝Fs得到2～10s拉力做的功；
（4）根据P=Wt得到2～10s拉力做功的功率。
【解答】解：A、根据丙图，2～10s物体做匀速直线运动，受力平衡，拉力等于重力，根据乙图知此时的拉力为2000N，则重力也是2000N，第1s物体加速运动，由图乙可知，拉力是3000N，重物所受合力为F合1＝F1﹣G＝3000N﹣2000N＝1000N，方向竖直向上，故A正确；
B、根据丙图，2～10s物体做匀速直线运动，受力平衡，拉力等于重力，根据乙图知此时的拉力为2000N，则重力也是2000N，第11s物体减速运动，由图乙可知，拉力是1000N，重物所受合力为F合2＝﹣G﹣F2＝2000N﹣1000N＝1000N，方向竖直向下，故B错误；
C、2s～10s时物体上升的高度s＝vt＝1.2m/s×（10s﹣2s）＝9.6m，拉力做的功W＝Fs＝2000N×9.6m＝19200J，故C错误；
D、2s～10s时起重机对物体做功的功率P=Wt=19200J10s-2s=2400W，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查二力平衡、力的合力、功和功率的计算，属于综合题。
二.作图题（共2小题，满分4分，每小题2分）
7．（2分）如图所示，请画出蜡烛AB经凸透镜所成的像A'B'。
【分析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，通过光心的光线传播方向不变；物距大于二倍焦距成倒立、缩小实像。
【解答】解：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，通过光心的光线传播方向不变，如图所示：
【点评】凸透镜的特殊光线有三条：一是平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点；二是过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴；三是过光心的光线其传播方向不变。
8．（2分）如图，O为杠杆OA的支点，下方吊着小球，请画出使杠杆平衡的最小力F和力臂L示意图。
【分析】已知点O是支点，由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小，那么只需找出最长动力臂即可，可根据这个思路进行求解。
【解答】解：O为支点，重物对杠杆的拉力为阻力，由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；由图知，当动力作用在杠杆的最右端A点，并且动力臂是OA时，动力臂最长，此时的动力最小；为使轻质杠杆保持平衡，动力的方向应向上，则过A点垂直于力臂OA（L）向上可作出最小力F的示意图，如图所示：
【点评】本题主要考查了杠杆中最小力的问题；解答此类题目的关键是确定最长的动力臂，并根据力臂的画法作出最小力的示意图。
三.填空题（共2小题，满分5分）
9．（2分）冬天，小明在家用液化气烧开水时发现壶嘴上方冒出“白气”，如图所示，“白气”是 液化 （填物态变化名称）现象形成的。看到壶身闪闪发光，这是因为光在光滑的壶身表面发生了 镜面 （选填“镜面”或“漫”）反射。
【分析】（1）物质由气态变为液态，称为液化，液化是放热的；
（2）光的反射分为镜面反射和漫反射，当平行光线射到光滑表面时发生镜面反射，反射光线依然平行。
【解答】解：烧开水时发现壶嘴上方冒出的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水珠；
看到壶身闪闪发光，这是因为光在光滑的壶身表面发生了镜面反射。
故答案为：液化；镜面。
【点评】此题主要考查的知识点有两个：一是液化的定义﹣﹣由气态变成液态的过程；二是镜面反射的定义﹣﹣当平行光线射到光滑表面时发生镜面反射，反射光线依然平行。
10．（3分）如图所示，工人用60N的拉力，将重100N的小桶在5秒内匀速提升了3m。工人利用滑轮做的有用功为 300 J，工人做功的功率为 72 W，使用动滑轮的机械效率为 83.3%。 。
【分析】①根据W有＝Gh求出工人利用滑轮做的有用功；
②根据绳子的有效段数求出绳子自由端移动的距离s，根据W＝Fs求工人做的总功，根据P=Wt求工人的功率；
③根据η=W有W总×100%求动滑轮的机械效率。
【解答】解：这个过程中做的有用功：
W有＝Gh＝100N×3m＝300J；
工人用60N的拉力，将重100N的小桶在5秒内匀速提升了3m，因绳子的有效段数为2，绳子自由端移动的距s＝2×3m＝6m，工人做的功：
W总＝Fs＝60N×6m＝360J，
工人做功的功率：
P=W总t=360J5s=72W；
动滑轮的机械效率：
η=W有W总=300J360J×100%≈83.3%。
故答案为：300；72；83.3%。
【点评】本题考查了功、功率和机械效率的计算。难度适中。
四.实验探究题（共3小题，满分19分）
11．（5分）在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，小明利用1个弹簧测力计、1个木块、1条毛巾、1个砝码、1块木板，做了如图甲、乙、丙所示的3次实验。
（1）在图甲中，弹簧测力计必须沿水平方向拉动木块做 匀速直线 运动。
（2）比较图甲、丙两次实验，是为了探究滑动摩擦力与 接触面的粗糙程度 的关系。
（3）小明做图甲中第1次实验时，拉力随时间变化的图像如图A所示，木块的速度随时间变化的图像如图B所示，则7s时木块所受的摩擦力为 3 N。
（4）小芳将实验方法进行了改进，如图C所示，实验时变速拖动木板， 能 （选填“能”或“不能”）测量出木块所受滑动摩擦力的大小，此时木板受到的摩擦力的方向是 水平向左 。
【分析】（1）根据二力平衡的条件分析；
（2）影响滑动摩擦力大小因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变，据此分析回答；
（3）根据图B可知，木块在2﹣6s做匀速直线运动，由A图，根据二力平衡可知木块受到的摩擦力大小；根据压力大小和接触面的粗糙程度不变，可得出7s时木块所受的摩擦力；
（4）如图C所示，木块相对地面处于静止状态，根据二力平衡原理分析回答。
【解答】解：（1）在图甲中，弹簧测力计必须沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，木块在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡的条件，弹簧测力计的示数等于摩擦力的大小；
（2）比较图中甲、丙两次实验，压力大小相同，而接触面粗糙程度不同，是为了探究滑动摩擦力与触面粗糙程度的关系；
（3）根据图B可知，木块在2﹣6s做匀速直线运动，由A图可知，此时的拉力为3N，根据二力平衡的条件可知，木块受到的摩擦力为3N；因压力大小和接触面的粗糙程度不变，则7s时木块所受的摩擦力不变，仍为3N；
（4）如图C所示，木块相对地面处于静止状态，受到测力计的拉力与受到木板施加的滑动摩擦力为一对平衡力，大小相等，方向相反，因测力计的拉力方向为水平向左，故木块所受的摩擦力方向为水平向右；力的作用是相互的，此时木板受到的摩擦力的方向是水平向左
故答案为：（1）匀速直线； （2）接触面的粗糙程度；（3）3；（4）能；水平向左。
【点评】本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关，考查实验原理及控制变量法的运用和对实验方案的改进，体现了对过程和方法的考查。
12．（6分）汽车行驶时，发动机水温可能高达100℃以上，为此需要利用冷却液循环流动带走热量。冷却液常选用防冻、防沸的原液与水混合而成。为选取合适的冷却液，探究实验如下：将质量相同但原液含量不同的冷却液放入低温箱中凝固后取出，用图1所示实验装置加热，分别得到凝固点与原液含量、温度与加热时间的关系图像。
（1）本实验采用“沙浴法”的优点： 使冷却液受热均匀 。（写出一条即可）
（2）分析图像可得：随着冷却液中原液含量增大，凝固点 先降低后升高 ，沸点 升高 。（填写变化情况）
（3）某地区最低气温﹣20℃，原液含量30%、50%、70%、90%的冷却液中，满足防冻要求，且冷却效果最好的是原液含量为 50% 的冷却液。
（4）有同学提出，厦门日常气温高于0℃，冷却液可以直接用水代替，长时间使用可节省较多费用。你是否同意该观点？ 不同意 ，简要说明理由： 虽然厦门日常气温高于0℃，但汽车发动机在工作时水温可能高达100℃以上，水的沸点为100℃，容易沸腾，而冷却液的沸点通常在110℃以上，能承受更高的温度而不易沸腾，可有效防止“开锅”现象的发生。此外，水中含有杂质，容易在冷却系统中产生水垢，附着在冷却管道和发动机部件上，影响散热效果，还会对冷却系统造成腐蚀，而冷却液具有防腐、防垢的功能。所以，即使在厦门这样的地区，也不能直接用水代替冷却液 。
【分析】（1）本实验采用“沙浴法”的优点是使冷却液受热均匀。
（2）分析图像可得：随着冷却液中原液含量增大，凝固点先降低后升高，沸点升高。
（3）根据凝固点与原液含量的关系图像，得出结论。
（4）结合生活实际进行分析。
【解答】解：（1）本实验采用“沙浴法”的优点是使冷却液受热均匀。因为沙子能将热量均匀地传递给容器，避免局部过热或过冷，从而使冷却液在加热过程中温度变化较为平稳，有利于准确测量和观察冷却液的温度变化，减少实验误差。
（2）分析图像可得：随着冷却液中原液含量增大，凝固点先降低后升高，沸点升高。通常在一定范围内，原液中如乙二醇等成分与水混合，会降低混合液的凝固点，提高沸点。但当原液含量超过一定比例后，凝固点会随原液含量增加而升高。
（3）某地区最低气温﹣20℃，根据凝固点与原液含量的关系图像，原液含量 30%、50%、70%、90% 的冷却液中，30% 的冷却液凝固点高于﹣20℃，不满足防冻要求。而 50%、70%、90% 的冷却液虽然都能满足防冻要求，但一般来说，原液含量过高会使冷却液的粘度增大，流动性变差，冷却效果反而不好。综合考虑，原液含量为50%的冷却液既能满足防冻要求，又具有较好的冷却效果。
（4）不同意该观点。理由如下：虽然厦门日常气温高于0℃，但汽车发动机在工作时水温可能高达100℃以上，水的沸点为100℃，容易沸腾，而冷却液的沸点通常在110℃以上，能承受更高的温度而不易沸腾，可有效防止“开锅”现象的发生。此外，水中含有杂质，容易在冷却系统中产生水垢，附着在冷却管道和发动机部件上，影响散热效果，还会对冷却系统造成腐蚀，而冷却液具有防腐、防垢的功能。所以，即使在厦门这样的地区，也不能直接用水代替冷却液。
故答案为：（1）使冷却液受热均匀；（2）先降低后升高；升高；（3）50%；（4）不同意；虽然厦门日常气温高于0℃，但汽车发动机在工作时水温可能高达100℃以上，水的沸点为100℃，容易沸腾，而冷却液的沸点通常在110℃以上，能承受更高的温度而不易沸腾，可有效防止“开锅”现象的发生。此外，水中含有杂质，容易在冷却系统中产生水垢，附着在冷却管道和发动机部件上，影响散热效果，还会对冷却系统造成腐蚀，而冷却液具有防腐、防垢的功能。所以，即使在厦门这样的地区，也不能直接用水代替冷却液。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化，关键要看清物态变化前后，物质各处于什么状态，是解题的关键。
13．（8分）以下是“电阻的测量”实验内容。
（1）根据公式 R=UI 可知，可以通过对电流和电压的测量来间接测出导体的电阻，这种测量电阻的方法简称“伏安法”。
（2）如图甲所示的用伏安法测量某未知电阻R的电路。请你检查一下电路，有一根导线连接错误，请找出并打上“×”，在画线把它改到正确的位置上。
（3）改成正确的连接后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应放置在 最左 端。（选填“A”或“B”）
（4）闭合开关，移动滑片使电压表示数为2.8V，电流表示数如图乙所示为 0.28 A，则电阻R＝ 10 Ω。若把该数据作为本实验的最终结果，你认为合理吗？若合理请说明理由，若不合理请给出建议 根据一组数据测出的电阻误差较大，为减小误差，要多次测量取平均值 。
（5）用伏安法测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，闭合开关，应移动滑动变阻器的滑片P使 电压表示数为2.5V 以确定小灯泡正常发光，此时电流表示数也如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 0.7 W。
【分析】（1）“伏安法”测电阻的原理是欧姆定律。
（2）原电路中，电流表与电阻并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应与电阻串联，电压表与灯并联。
（3）为保护电路，滑动变阻器的滑片应放置在阻值最大处。
（4）根据电流表分度值读数，由欧姆定律得出电阻大小。
根据一组数据测出的电阻误差较大，为减小误差，要多次测量取平均值。
（5）灯在额定电压下正常发光，确定电流表分度值读数，根据P＝UI得出小灯泡的额定功率。
【解答】解：（1）通过测量导体两端的电压和通过导体的电流，根据公式R=UI计算出导体的电阻，这种测量电阻的方法简称“伏安法”；
（2）原电路中，电流表与电阻并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应与电阻串联，电压表与灯并联，如下所示：
（3）改成正确的连接后，闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应放置在阻值最大处，即最左端；
（4）闭合开关，移动滑片使电压表示数为2.8V，由图乙可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，由指针位置可知，电流表的示数为0.28A，根据欧姆定律可知，电阻R的阻值：R=UI=Ω；
若把该数据作为本实验的最终结果，评价或建议是：根据一组数据测出的电阻误差较大，为减小误差，要多次测量取平均值。
（5）灯在额定电压下正常发光，用伏安法测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，闭合开关，应移动滑动变阻器的滑片P使电压表示数为2.5V，以确定小灯泡正常发光，此时电流表示数也如图乙所示，
则小灯泡的额定功率：P＝ULI＝2.5V×0.28A＝0.7W。
故答案为：（1）R=UI；（2）图见解析；（3）最左；（4）0.28；10；根据一组数据测出的电阻误差较大，为减小误差，要多次测量取平均值；（5）电压表示数为2.5V；0.7。
【点评】本题考查伏安法测电阻和电功率、主要考查实验原理、实物图的连接、电流表的读数、减小误差的方法以及电功率的计算，是一道实验综合题，有一定的难度。
五、计算题（共2小题，满分13分）
14．（6分）如图甲，实心正方体石块在钢绳牵引下从水面上方匀速降入水中，未触及容器底部。图乙是钢绳拉力F随时间t的变化图像。若不计水的阻力。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。
求：（1）石块全部浸入水中受到的浮力；
（2）石块的体积；
（3）石块的密度。
【分析】（1）根据图乙可知石块在空气中受到的拉力，即石块的重力；根据图乙可知石块全部浸没时所受的拉力，利用称重法求石块浸没时受到的浮力；
（2）由阿基米德原理F浮＝ρ水gV排可求得石块排开水的体积，浸没时V排＝V，
（3）根据重力的公式求出石块的质量，由密度公式可求得其密度。
【解答】解：（1）由图可知，石块的重力：G＝1400N，金属块浸没在水中，钢丝绳的拉力为900N，
则金属块浸没时受到的浮力为：F浮＝G﹣F拉＝1400N﹣900N＝500N，
（2）由阿基米德原理F浮＝ρ水gV排可得：500N＝ρ水gV排；
则V排=500Nρ水g=500N1.0×103kg/m3×10N/kg=0.05m3，
（3）根据G＝mg可得，石块质量：
m=Gg=1400N10N/kg=140kg，
浸没时V排＝V＝0.05m3，
则ρ石=mV=140kg0.05m3=2.8×103kg/m3。
答：（1）石块全部浸入水中受到的浮力为500N；
（2）石块的体积为0.05m3；
（3）石块的密度为2.8×103kg/m3。
【点评】本题为力学综合题，考查了重力公式、密度公式、阿基米德原理的应用，根据图像确定金属块的重力及全部浸没时所受的浮力是解题的关键。
15．（7分）空气湿度RH较大时，人体会感觉不舒服。小亮设计了一款湿度表，其原理如图甲所示，R为湿敏电阻，其阻值随空气湿度的变化关系如图乙所示。已知人体感觉比较舒服的湿度RH范围是40%﹣60%，R0为10Ω的定值电阻，电源电压恒为6V。求：
（1）当空气湿度为40%时，求100s内R0消耗的电能；
（2）当电流表的示数为0.3A时，请通过计算判断人体感觉是否舒服？
【分析】（1）由图乙可知，当空气湿度为40%时R的阻值，根据串联电路特点求出电路中的总电阻，根据欧姆定律求出电路中的电流，利用W＝UIt＝I2Rt求出100s内R0消耗的电能；
（2）根据欧姆定律求出当电流表示数为0.3A时电路中的总电阻，根据串联电路的电阻特点求出R的阻值，由图乙可知空气湿度，据此可知人体感觉是否舒服。
【解答】解：（1）由图乙可知，当空气湿度为40%时，R的阻值R＝30Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻：R总＝R0+R＝10Ω+30Ω＝40Ω，
此时电路中的电流：I1=UR总=6V40Ω=0.15A，
100s内 R0消耗的电能：W＝Q=I12R0t＝（0.15A）2×10×100s＝22.5J；
（2）由欧姆定律可知，当电流表示数为0.3A时电路中的总电阻：R'总=UI3=6V0.3A=20Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，此时R的阻值：R'＝R'总﹣R0＝20Ω﹣10Ω＝10Ω，
由图乙可知，此时的空气湿度为RH＝80%，根据人体感觉比较舒服的湿度RH范围可知，此时人体感觉不舒服。
答：（1）当空气湿度为40%时，100s内R0消耗的电能为22.5J；
（2）当电流表的示数为0.3A时，人体感觉不舒服。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律以及电功公式的应用，能从图中获取相关信息是解题的关键。
六.综合能力题（共2小题，满分10分）
16．（4分）请阅读《宇宙灯塔——脉冲星》并回答问题。
宇宙灯塔——脉冲星
截至2024年5月，有“中国天眼”之称的500m口径球面射电望远镜（FAST）发现的新脉冲星数量突破900颗，这些发现，极大拓展了人类观察宇宙视野的极限。
“中国天眼”紧盯的脉冲星是什么？脉冲星是一类高速自转的天体，具有极强的磁场，它高速自转时就在两磁极处形成了方向性很强的锥形电磁波束（如图甲所示）。由于两个电磁波束会随着脉冲星的高速自转而一起转动，它们就会像灯塔发出的两束光一样扫过宇宙空间。电磁波束每扫过地球上的射电望远镜一次，射电望远镜就会收到一个脉冲信号（如图乙所示），脉冲星便以此而得名。
脉冲星具有极其稳定的自转周期（自转一圈所用的时间），部分脉冲星的自转周期约3亿年仅变化0.1ms，因此可将脉冲星作为计时基准。
脉冲星还是宇宙中的“探针”，可应用于探测引力波。宇宙中的超大质量天体加速运动时，会产生引力波。引力波信号极其微弱，特别是纳赫兹（10﹣9Hz）引力波，难以直接观测。但是，引力波会使我们收到的脉冲星的脉冲信号发生变化。我国科学家通过综合分析多个脉冲星脉冲信号的变化，于2023年6月找到了纳赫兹引力波存在的关键证据。
越来越多被发现的脉冲星，犹如宇宙中不断被点亮的灯塔，引领我们揭开更多暗藏在宇宙中的秘密。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）电磁波束每扫过射电望远镜一次，射电望远镜就会收到一个 脉冲信号 ，脉冲星便以此而得名。
（2）脉冲星能够作为计时基准是因为它具有 极其稳定的自转周期 。
（3）科学家找到纳赫兹引力波存在的关键证据的研究方法在初中物理的学习过程中也用到过，请类比研究条形磁体周围磁场分布的方法，补全表格中①②的内容。
【分析】（1）认真阅读短文，根据短文内容进行回答。
（2）转换法是物理学习中常用的一种方法。结合短文内容，通过类比完成填空。
【解答】解：（1）（1）电磁波束每扫过射电望远镜一次，射电望远镜就会收到一个脉冲信号，脉冲星便以此而得名。
（2）脉冲星能够作为计时基准是因为它具有极其稳定的自转周期。部分脉冲星的自转周期约3亿年仅变化0.1ms，因此可将脉冲星作为计时基准。
（3）脉冲星还是宇宙中的“探针”，可应用于探测引力波。引力波信号极其微弱，特别是纳赫兹（10﹣9Hz）引力波，难以直接观测。但是，引力波会使我们收到的脉冲星的脉冲信号发生变化。
我国科学家通过综合分析多个脉冲星脉冲信号的变化，于2023年6月找到了纳赫兹引力波存在的关键证据。
故答案为：（1）脉冲信号；（2）极其稳定的自转周期；（3）脉冲星；脉冲信号发生变化。
【点评】该题是短文阅读题，其关键是认真阅读短文，获取关键信息，回答问题。
17．（6分）阅读短文，回答问题：
载人飞艇
某飞艇如图甲所示，其气囊体积巨大，采用轻质材料制作。飞艇升空靠浮力来实现，水平飞行和驱动飞艇上的发电机工作都是依靠发动机燃烧燃油来提供动力，即发动机输出的能量用于做推动功和辅助功。推动功是指克服空气阻力推动飞艇水平飞行做的功，辅助功是指发动机驱动飞艇上发电机工作所做的功，辅助功的功率恒定。
当飞艇低速（v≤12m/s）水平直线飞行时，其受到的空气阻力F阻与速度v的关系如图乙所示。飞艇部分参数见表。忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力。
（1）飞艇上的发电机是利用电磁感应原理工作的，发电时将 机械 能转化为电能；
（2）当发动机内的燃油燃烧得更充分时，燃油的热值将 不变 。（选填“变大”“变小”或“不变”）
（3）下列关于飞艇的说法，其中正确的是 D 。（只有一个选项正确，请将选项字母填到横线上）
A.飞艇匀速下降过程中，重力不做功
B.飞艇匀速上升过程中，浮力不做功
C.飞艇上升遇冷空气降温，内能增大
D.飞艇匀速下降过程中，机械能减小
（4）将气囊充满氦气，此时飞艇最多可载 8 位乘客升空。已知每位乘客质量为60kg，空气密度为1.2kg/m3，氦气密度为0.2kg/m3，g取10N/kg。
（5）飞艇先、后以4m/s和10m/s的速度水平匀速直线飞行相同的时间，推动功分别为W1和W2。则W1：W2＝ 4：25 。
（6）在执行某次任务中，飞艇始终以5m/s速度水平匀速直线飞行，共消耗了12.5kg燃油。则此次飞行的距离为 20 km。（燃油热值q油=5×107J/kg)
【分析】（1）发电机工作时将机械能转化为电能；
（2）热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关；
（3）AB、做功的必要条件：作用在物体上的力，物体在力的方向上通过的距离；
C、物体温度降低，内能减小；
D、机械能包括动能与势能，动能与物体的质量、速度有关；重力势能与质量、高度有关；
（4）将气囊充满氦气，排开空气的体积等于气囊的体积，利用阿基米德原理计算飞艇受到的浮力；此时飞艇空载重力、氦气的重力、乘客的总重之和等于浮力大小，据此求乘客的总重，知道每个乘客的质量，可求乘客人数（除不开时，小数点后面的只舍不入）；
（5）由图乙可知，空气阻力F阻与速度v的图线为一条过原点的斜线，即F阻＝kv，当速度为12m/s时，空气阻力为6×103N，据此求解k的大小；
进而求出飞艇先后以4m/s和10m/s的速度水平匀速直线飞行时受到的阻力，因飞艇水平匀速直线飞行，推力等于阻力，利用W＝Fs计算推力做功之比；
（6）利用Q放＝mq计算6.25kg燃油完全燃烧放出的热量，发动机输出的能量（即发动机所做的总功）W＝ηQ放；
由图乙可知，飞艇受到的空气阻力F阻＝500N•s/m×v，根据题意可知：W＝W推+W辅，辅助功的功率恒定，W辅＝P辅t，推动功W推＝F阻s，根据速度公式可得t=sv，
所以可得：W＝F阻s+P辅t＝F阻s+P辅×sv，据此求解该过程中飞艇的飞行距离。
【解答】解：（1）发电机是利用电磁感应的原理来发电的，发电时将机械能转化为电能；
（2）热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，因此发动机内的燃油燃烧得越充分，燃油的热值不变；
（3）A、飞艇匀速下降过程中，重力方向与运动方向相同，所以重力做功，故A错误；
B、飞艇匀速上升过程中，浮力方向与运动方向相同，浮力做功，故B错误；
C、飞艇上升遇冷空气降温，内能减小，故C错误；
D、机械能包括动能与势能，飞艇匀速下降过程中，动能不变，重力势能减小，所以机械能减小，故D正确。
故选：D；
（4）将气囊充满氦气，此时飞艇受到的浮力为：
F浮＝ρ空gV排＝ρ空gV气囊＝1.2kg/m3×10N/kg×4300m3＝5.16×104N；
此时飞艇空载重力、氦气的重力、乘客的总重之和等于浮力大小，乘客的总重为：
G人总＝F浮﹣G飞艇﹣G氦＝F浮﹣m飞g﹣ρ氦气gV气囊＝5.16×104N﹣3780kg×10N/kg﹣0.2kg/m3×10N/kg×4300m3＝5200N，则乘客人数为：
n=G人总G人=5200N60kg×10N/kg≈8.7，取8人；
（5）由图乙可知，空气阻力F阻与速度v的图线为一条过原点的斜线，即F阻＝kv，当速度为12m/s时，空气阻力为6×103N，解得：k＝500N•s/m；
飞艇先后以4m/s和10m/s的速度水平匀速直线飞行时受到的阻力分别为：
F阻1＝kv1＝500N•s/m×4m/s＝2000N，
F阻2＝kv2＝500N•s/m×10m/s＝5000N，
因飞艇水平匀速直线飞行，则F推1＝F阻1＝2000N，F推2＝F阻2＝5000N，
故W1：W2＝F推1s1：F推2s2＝F推1v1t：F推2v2t＝F推1v1：F推2v2＝2000N×4m/s：5000N×10m/s＝4：25；
（6）12.5kg燃油完全燃烧放出的热量为：Q放＝mq油＝12.5kg×5×107J/kg＝6.25×108J，
则发动机输出的能量为（即发动机所做的总功）：W＝ηQ放＝40%×6.25×108J＝2.5×108J；
由图乙可知，飞艇受到的空气阻力：F阻＝500N•s/m×v，
根据题意可知：W＝W推+W辅，辅助功的功率恒定，W辅＝P辅t，
由题知推动功W推＝F阻s，根据速度公式可得t=sv，
所以可得：W＝F阻s+P辅t＝F阻s+P辅×sv，
2.5×108J＝500N•s/m×v×s+5×104W×sv，
飞艇匀速直线飞行的速度v＝5m/s，代入上式可得该过程中飞艇的飞行距离：s＝2×104m＝20km。
故答案为：（1）机械；（2）不变；（3）D；（4）8；（5）4：25；（6）20km。
【点评】这道题综合性较强，涉及到发电机工作时的能量转化、对热值特性的理解、是否做功的判断、机械能变化分析，以及浮力、功、功率、路程的计算等，涉及知识面广，难度较大。
研究对象
条形磁体的磁场
纳赫兹引力波
观测“设备”
人眼
中国天眼
探测工具
铁屑
①
可观测证据
铁屑有规则地排列
②
推理得到的结论
条形磁体周围的磁场有规律分布
纳赫兹引力波存在
空载质量（不含氦气）
3780kg
气囊总容积
4300m3
发动机额定输出功率
5×107W
辅助功的功率
5×104W
发动机效率
40%
最大速度
70km/h
题号
1
2
3
4
5
6
答案
D
C
B
D
A
A
研究对象
条形磁体的磁场
纳赫兹引力波
观测“设备”
人眼
中国天眼
探测工具
铁屑
① 脉冲星
可观测证据
铁屑有规则地排列
② 脉冲信号发生变化
推理得到的结论
条形磁体周围的磁场有规律分布
纳赫兹引力波存在
空载质量（不含氦气）
3780kg
气囊总容积
4300m3
发动机额定输出功率
5×107W
辅助功的功率
5×104W
发动机效率
40%
最大速度
70km/h