2026年湖南省长沙市中考一模物理试题附答案

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1．下图是汽车利用AI语音助手实现“人与车”全场景自然交互的情景，下列说法正确的是（ ）
A．人们能听到的音乐声频率低于20Hz
B．AI语音助手发出的声音是扬声器的振动产生的
C．减小声音音量实质是降低音调
D．AI语音助手能根据用户语音指令完成指定操作，说明声音可以传递能量
2．下图是放皮影戏时情景，用光照射相应的人或物，相应的“影”就在白幕上。下列光现象中与皮影戏的投影原理相同的是（ ）
A．海市蜃楼B．水中倒影C．雨后彩虹D．立竿见影
3．“打铁花”是始于北宋，盛于明清的一种民俗文化表演技艺，至今已有千余年历史。表演者击打高温铁水，铁水在四散飞溅的过程中发出耀眼的光芒，最后变成小铁粒，形成如图所示的“铁树银花落，万点星辰开”的美丽场景。下列自然现象的形成与此过程发生的物态变化相同的是（ ）
A．冰雪消融B．霜打枝头C．森林晨雾D．冰封湖面
4．如图，是利用“喷气飞行背包”飞行时的情景。下列有关说法正确的是（ ）
A．飞行时高速气流对背包的力与背包对高速气流的力是平衡力
B．人加速上升时，动能转化为重力势能
C．人在空中转弯时运动状态不变
D．燃料燃烧过程中，剩余燃料的热值不变
5．厨房里能发现许多与物理知识有关的现象，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中菜刀的刀刃磨得光滑而薄，是为了增加压力，增大压强
B．乙图中向水平管中吹气，水从竖直管中喷出，是因为管上方空气流速变大，压强变小
C．丙图中轻轻一吸，牛奶入口，使牛奶上升到嘴里的力是嘴的吸力
D．丁图中高压锅能很快煮熟食物，是由于锅内气压增大，水的沸点降低
6．为了提高旅客的乘车通行效率，火车站实施“验检合一”，乘客通过检票处“一道闸”，当身份信息和人脸信息都符合时（相当于闭合开关），电动机转动，打开闸门直达站台，下列电路设计符合要求的是（ ）
A．B．
C．D．
7．为了市民电动车充电安全，很多地方都配备了安全充电区，如图所示，对于电动车的使用，符合的安全用电原则的是（ ）
A．用湿抹布擦拭充电插口
B．正在充电的电动车着火时直接用水浇灭
C．充电结束，断开开关，拔下插头
D．发现有人触电时，应直接用手将其拉开
8．2024年春晚节目中，杭州宇树机器人扭秧歌的舞蹈大放异彩，其动力核心部件是直流电机，直流电机工作时，将电能转换成机械能。下列实验中，能说明电动机工作原理的是（ ）
A．B．
C．D．
9．人脸识别系统被广泛地应用于考勤、门禁、监控、支付等方面，它是通过将“刷脸机”镜头捕捉到的人脸信息，与系统中储存的人脸模板对比，进行人脸的识别。下列选项说法正确的是（ ）
A．“刷脸机”的镜头相当于一个凹透镜
B．“刷脸”的同学要位于摄像头两倍焦距以外
C．要使屏幕上人脸的像变小，需靠近“刷脸机”镜头
D．人脸通过“刷脸机”镜头所成的像是正立的实像
10．世界储能能力和装机容量最大的抽水蓄能电站—河北丰宁抽水蓄能电站，利用电网过剩的电力，驱动水泵，将水抽到高处储存起来，需要时再将水放出发电，堪称电力系统的巨型“充电宝”。下列说法正确的是（ ）
A．抽水蓄能时是将机械能转化为电能
B．放水发电时是将机械能转化为电能
C．通过技术创新，该电站的能量转化效率可能达到100%
D．风能、光能、机械能、电能可以相互转化，说明能量的转化是没有方向性的
二、多项选择题（本大题共2小题，每小题3分，共6分。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，请将符合题意的选项用2B铅笔填涂在答题卡相应位置）
11．如图所示节选自我国古代科技巨著《天工开物》，下列说法正确的是（ ）
A．图甲“轧蔗取浆”中，犁匀速转动的过程中，犁受力平衡
B．图乙“湿田击稻”中，稻粒落入木桶过程中，是因为稻粒具有惯性
C．图丙“北耕兼种”中，“铁尖”是通过减小受力面积来增大压强的
D．图丁“长流漂米”中，水从高处流下，是因为水具有重力
12．我国大力推行电动汽车，汽车搭载的电动机其转速是利用接入电路的旋钮变阻器来控制，如图所示。若电源电压不变，当踩下踏板旋钮向E段转动时，则下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数变大，电流表示数变小
B．电压表示数变小，电流表示数变大
C．电阻的功率变小、电路的总功率变大
D．电压表的示数与电流表的示数比值变大
三、填空题（本大题共5小题，每空2分，共22分）
13．我国高铁正在高速发展。在旷野里，远远看到疾驰的列车犹如一枚“白色子弹”。小明正在利用5G网络通过手机与妈妈视频通话，5G采用的是频率更高的 波来传递信息。以列车为参照物，列车上的座位是 的。
14．现有一电热水袋，内装的水，若要使袋内水的温度从升高到，水需要吸收 的热量．热水袋用水作为工作物质，是由于水具有较大的 ．
15．如图所示，充电柜中的6个充电宝之间的连接方式是 ，当用户将其归还至充电柜中充电时，充电宝相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”）。
16．如图甲，工人利用图乙所示的电动滑轮吊起质量为1.2t的神舟飞船部件，10s内匀速提升2m。电动机对绳的拉力为8000N，电动滑轮所做的有用功为 J，电动滑轮的机械效率为 。（g取10N/kg）
17．小润为停车场设计了一个记录车辆数的自动计数器，其简化电路如图甲所示，其中是光敏电阻，当汽车挡住了射向的红外线时，的电阻会减小15Ω，这时自动计数器计数1次，是定值电阻，已知电源电压为9V，某时段间的电压随时间变化的图像如图乙所示，当汽车挡住了射向的红外线时，两端的电压为 V，则的阻值为 Ω。有红外线照射时，电路消耗的总功率为 W。
四、作图和实验探究题（本大题共5小题，每空2分，共28分）
18．请在括号中标出通电螺线管的磁极
19．小红在做“探究平面镜成像规律”的实验中，选择了如图甲所示的实验装置，A、B是两支外形相同的蜡烛，先在桌面上铺了一张白纸，将玻璃板竖直放置在白纸上，如图甲所示：
（1）选择A、B两支外形相同的蜡烛，是为了便于比较像与物的 关系；
（2）实验结束后，小红想，若把玻璃板沿截成两部分，如图乙所示，并分别向两侧平移一小段距离，则蜡烛通过左右两部分玻璃板成像的情况___________；（填字母）
A．都成完整的像，且两个像在同一位置
B．各成半个像，合起来成一个完整的像
C．都成完整的像，且两个像在不同位置
（3）小红得出平面镜成像的特点后，给大家表演了一个“浇不灭的蜡烛”的魔术如图丙所示，杯中的“蜡烛”是实际蜡烛的正立等大的 像。
20．在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，小平完成了如图所示的甲、乙、丙三次实验。
（1）图甲中弹簧测力计的示数为 N。
（2）如图乙、丙所示，在木块上放一个重物，重复上面的操作，比较乙、丙两图中的弹簧测力计的示数可探究滑动摩擦力的大小与 的关系。
（3）在图甲实验中，若沿水平方向拉着木块以比原来更大的速度运动，你认为木块受到滑动摩擦力的大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
21．探究“杠杆的平衡条件”实验，如图所示，所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、细线、若干相同的砝码等，每个钩码质量为50g，杠杆上每个单元格长度为5.0cm。
（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，杠杆静止时如图甲所示。此时应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节；
（2）实验数据如下表所示：
分析表格数据，可得出的实验结论：杠杆平衡条件是 ；（用字母表示）
（3）如图乙所示，杠杆在水平位置平衡，如果在杠杆两侧各增加一个相同的钩码，则杠杆 （选填“左”或“右”）端将下沉。
22．如图甲所示为“伏安法”测电阻的电路，实验过程中电源电压保持不变。
（1）请用笔画线表示导线，将图甲所示的实物连接成完整电路。要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表示数变小（不要更改原有导线，导线不能交叉）；
（2）正确连接好电路后，闭合开关，发现电流表示数为零，但电压表有示数，查明电路中的故障只有一处且电表没有故障，则故障可能是 ；
（3）另一小组用相同的器材连接电路并进行实验，并根据所记录的实验数据绘制了如图乙所示的图像。根据该图像计算出被测电阻为 Ω，并请分析图像不是过原点的原因： 。
五、计算题（本大题共2小题，第24题6分，第25题8分，共14分）
23．图甲为一款高、中低三挡电热暖身毯，简化电路如图乙，电源电压为8V。的阻值为32Ω，仅闭合时，此时电流为0.5A，求：
（1）电阻的阻值；
（2）只闭合时电热毯的功率；
（3）高温挡10s产生的热量。
24．某科技小组为学校的饮水机设计了一个“智能水箱”。如图所示，其外壳是敞口的长方体容器，距容器底面上处固定一支撑板，支撑板中心有一个小圆孔。浮子A是长、宽、高分别为10cm、10cm、20cm的实心均匀长方体，重力为12N，放在支撑板的正中央。浮子A周围有竖直光滑的固定装置（未画出），此装置能使浮子A在竖直方向上移动。容器的右下角有注水口，水能够匀速注入长方体容器内部，随着液面升高，浮子A竖直上浮：当压力传感器受到的压力为5N时，自动停止注水，饮水机开始工作。（支撑板和传感器的厚度不计，）
（1）求浮子A的密度；
（2）求浮子A刚好浮起离开支撑板时，水对支撑板的压强；
（3）为了节能环保，要使饮水机水箱内的水位比原设计低8cm就开始工作，在不改变浮子材料的情况下，重新调整浮子的参数。组内同学思考后得出两种方案：
方案一：浮子高度不变，增加底面积；
方案二：浮子底面积不变，增加高度。
请通过计算分析两种方案哪种可行，并计算出符合标准的浮子高度或底面积。
答案
1．【答案】B
【解析】【解答】 A．人耳听觉范围是20～20000Hz，低于20Hz的声属于次声波，人耳听不到，故A错误；
B．AI语音助手发出的声音是通过扬声器的振动产生的，故B正确；
C．减小声音音量，实质是降低声音的响度，故C错误；
D．AI语音助手能根据用户语音指令，完成指定操作，说明声音可以传递信息，故D错误。
故选：B。
【分析】 （1）人耳的听觉频率范围是20Hz～20000Hz。
（2）声音是由物体振动产生的。
（3）声音的大小叫响度，响度与振幅和距离声源的远近有关。
（4）声音可以传递信息，如B超；声音可以传递能量，如超声波碎石。
2．【答案】D
【解析】【解答】 皮影戏是利用光沿直线播形成的；
A、海市蜃楼是光在不均匀的空气中传播时发生折射形成的，故A错误；
B、水中倒影是光的反射形成的，故B错误；
C、雨后彩虹是光的色散现象，是由光的折射形成的，故C错误；
D、立竿见影是因为光沿直线传播，这与皮影戏中光照射人或物形成“影”的光的直线传播原理相同，故D正确。
故选：D。
【分析】 光在自然界中存在三种光现象：
（1）光在同种均匀物质中沿直线传播，在日常生活中，激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的；
（2）当光照射到物体表面上时，有一部分光被反射回来，例如：平面镜成像、水中倒影等；
（3）当光在同种不均匀介质中传播时或光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向均会偏折，发生折射现象，如：看水里的鱼比实际位置浅等。
3．【答案】D
【解析】【解答】打铁花时，液态高温铁水变为固态小铁粒，发生凝固现象。
A．冰雪消融，固态冰变为液态水，是熔化现象，故A不符合题意；
B．霜打枝头，气态水蒸气变为固态霜，属于凝华，故B不符合题意；
C．森林晨雾，气态水蒸气变为液态小水滴，属于液化，故C不符合题意；
D．冰封湖面，液态水变为固态冰，属于凝固（放热），故D符合题意。
故选D。
【分析】根据物体原有状态和后来状态，判断物态变化。
4．【答案】D
【解析】【解答】A、高速气流对背包的力与背包对高速气流的力，是两个物体间的相互作用力，作用在不同物体上，不符合 “同体、等大、反向、共线” 的平衡力条件，因此不是平衡力，故A错误。
B、人加速上升时，动能和重力势能都在增大，增加的机械能来自燃料燃烧释放的化学能，并非动能转化为重力势能，故B错误。
C、人在空中转弯时，运动方向发生了改变，而运动状态包括速度大小和运动方向，因此运动状态发生了改变，故C错误。
D、热值是燃料的固有特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度无关，所以燃料燃烧过程中，剩余燃料的热值不变，故D正确。
故选：D。
【分析】（1）相互作用力与平衡力的区别在于：相互作用力作用在两个不同物体上，而平衡力作用在同一个物体上。
（2）判断能量转化时，需明确能量的来源与去向：人加速上升时，动能和重力势能均增大，能量来自燃料的化学能，而非动能向重力势能的转化。
（3）运动状态的改变包括速度大小或运动方向的改变，只要其中一个发生变化，运动状态就发生了改变。
（4）热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、燃烧情况等均无关。
5．【答案】B
【解析】【解答】A、菜刀刀刃磨得薄，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强；磨得光滑是为了减小摩擦，并非增大压力，故A错误。
B、向水平管吹气时，竖直管上方空气流速加快，根据流体压强规律，流速越大压强越小，管内水在下方大气压的作用下向上喷出，故B正确。
C、用吸管喝牛奶时，是先吸走管内空气，使管内气压小于外界大气压，牛奶在大气压的作用下被压入嘴中，并非靠 “嘴的吸力”，故C错误。
D、液体的沸点随气压增大而升高，高压锅通过增大锅内气压，提高了水的沸点，使食物在更高温度下更快煮熟，故D错误。
故选：B。
【分析】（1）增大压强的方法有两种：压力不变时减小受力面积，或受力面积不变时增大压力；刀刃磨薄属于前者。
（2）流体压强与流速的关系：流速越大，压强越小；流速越小，压强越大，乙图正是利用这一原理。
（3）大气压的应用场景中，如吸管吸饮料，本质都是利用内外气压差，而非直接的 “吸力”。
（4）液体沸点与气压的关系：气压越高，沸点越高；高压锅正是利用提高沸点来加快烹饪速度。
6．【答案】A
【解析】【解答】 只有当身份信息开关和人脸信息开关同时闭合时，电动机才工作，打开闸门。这说明两个开关必须同时控制电路通断，缺一不可。
A、两个开关串联，只有同时闭合时，电路才接通，电动机才能工作，完全符合题目要求，故A正确。
B、两个开关并联，只要闭合其中一个开关，电路就接通，电动机就会工作，不符合 “同时闭合” 的条件，故B错误。
C、闭合人脸信息开关时，会直接接通电源，造成电源短路，同时身份信息开关无法独立控制电动机，不符合要求，故C错误。
D、闭合身份信息开关时，会直接接通电源，造成电源短路，不符合电路安全要求，故D错误。
故选：A。
【分析】本题的核心逻辑是串联电路的控制特性：只有所有开关都闭合，电路才导通。
串联电路：各开关相互制约，必须全部闭合，电路才通。
并联电路：各开关独立工作，闭合任意一个，电路都能通。
题目中 “身份信息和人脸信息都符合” 才开门，正是典型的 “串联控制” 逻辑。
短路故障：C、D选项中存在开关直接接在电源两端的情况，一旦闭合会造成电源短路，这是电路设计中必须避免的。
7．【答案】C
【解析】【解答】A、湿抹布含有水分，而水是导体，用湿抹布擦拭充电插口，电流易通过抹布传导，会造成触电事故，故A不符合安全用电原则。
B、正在充电的电动车着火时，若直接用水浇灭，由于水具有导电性，易引发触电危险，故B不符合安全用电原则。
C、充电结束后，先断开开关再拔下插头，可避免带负荷拔插头产生电火花，降低短路、火灾等风险，故C符合安全用电原则。
D、发现有人触电时，直接用手拉触电者，施救者也会接触电流发生触电事故，应先切断电源或用绝缘工具使触电者脱离电源，故D不符合安全用电原则。
故选：C。
【分析】（1）生活用水是导体，接触带电体易引发触电，因此带电设备不能用湿物擦拭；
（2）带电设备起火时，严禁用水直接浇灭，应使用干粉灭火器或先切断电源再处理；
（3）插拔插头时，应先断开开关切断电路，避免带负荷操作产生电火花；
（4）触电急救的首要步骤是切断电源，严禁直接用手接触触电者。
8．【答案】D
【解析】【解答】 A、图为奥斯特实验装置图，说明通电导线周围存在磁场，故A错误；
B、图为探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系图，说明电流一定时，匝数越多，电磁铁磁性越强，故B错误；
C、图为探究电磁感应实验装置图，说明闭合电路部分导体切割磁感线时会产生感应电流，故C错误；
D、闭合开关，导体在磁场中受力运动，是电动机的原理图，故D正确。
故选：D。
【分析】 电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用而转动。
9．【答案】B
【解析】【解答】 ABD、“刷脸机”的镜头相当于一个凸透镜，成像原理与照相机相同，“刷脸”的同学要位于摄像头两倍焦距以外，成倒立、缩小的实像，故AD错误，B正确；
C、要使屏幕上人脸的像变小，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，可知，人脸需远离“刷脸机”镜头，故C错误。
故选：B。
【分析】 （1）当u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机；
（2）凸透镜成实像时，物远像近像变小。
10．【答案】B
【解析】【解答】 A、抽水蓄能时是将电能转化为机械能，故A错误；
B、放水发电时是将机械能转化为电能，故B正确；
C、由于能量在转化和转移过程中，会有能量的损失，所以该电站的能量转化效率不可能达到100%，故C错误；
D、能量的转化、能量的转移都是有方向性的，要逆向转化或转移能量，就会消耗其他的能量，故D错误。
故选：B。
【分析】 （1）抽水蓄能电站的工作原理是：用过剩电能将水抽到高处储存势能，需要时放水发电。
（2）在能量转化过程中，总存在一定的能量损耗。
（3）能量的转化、能量的转移都是有方向性的，要逆向转化或转移能量，就会消耗其他的能量。
11．【答案】B,C
【解析】【解答】 A．犁匀速转动的过程中，其运动方向不断变化，运动状态改变，物体只有处于静止或匀速直线运动状态时才受力平衡，所以犁受力不平衡，故A错误；
B．稻秆落入木桶过程中，稻秆由于受到力的作用立即静止，稻粒具有惯性，要保持原来的运动状态不变，稻粒从稻秆脱落，落入木桶，故B正确；
C．“铁尖”的受力面积较小，通过减小受力面积来增大压强，故C正确；
D．水从高处流下，是因为水受到重力作用，不能说成具有重力，故D错误。
故选：BC。
【分析】 （1）物体匀速转动时，受到的力不平衡。
（2）物体保持运动状态不变的性质叫惯性。
（3）在压力一定时，减小受力面积可以增大压强。
（4）水往低处流式由于受到重力的作用。
12．【答案】A,D
【解析】【解答】AB、电路中旋钮变阻器与R0串联，电流表测电路电流，电压表测变阻器两端电压。当旋钮向E段转动时，变阻器接入电路的电阻丝长度变长，接入电阻变大。根据欧姆定律，电源电压不变，电路总电阻变大，所以电路电流变小，即电流表示数变小；根据串联分压规律，变阻器接入电阻变大，其分得的电压变大，即电压表示数变大，故A正确，B错误。
C、定值电阻R0的功率P0=I2R0，电流变小，R0不变，所以P0变小；电路总功率P=UI，电源电压不变，电流变小，所以电路总功率也变小，故C错误。
D、电压表的示数与电流表的示数比值，等于变阻器接入电路的电阻值，而变阻器接入的电阻变大，所以该比值变大，故D正确。
故选：AD。
【分析】（1）串联电路中，电源电压不变，当滑动变阻器接入电阻变大时，电路总电阻变大，电流变小，滑动变阻器分得的电压变大。
（2）定值电阻的功率与电流的平方成正比，电路总功率与电流成正比，因此电流变小，两者均变小。
（3）电压表与电流表示数的比值，等于被测部分的电阻值，因此比值随变阻器电阻变大而变大
13．【答案】电磁；静止
【解析】【解答】（1）手机通信依靠电磁波传递信息，5G网络采用的是频率更高的电磁波，以实现更快的数据传输速率。
（2）以列车为参照物，列车上的座位与列车之间的相对位置没有发生改变，因此座位相对于列车是静止的。
故答案为：电磁；静止。
【分析】 （1）移动通信均以电磁波为载体传递信息，5G技术通过采用更高频率的电磁波，提升了信息传输的容量和速度。
（2）判断物体运动或静止的关键，是看物体相对于所选参照物的位置是否发生变化。若位置不变，则物体相对于参照物是静止的。列车上的座位与列车同步运动，相对位置始终不变，因此以列车为参照物时座位是静止的。
14．【答案】2.1×105；比热容
【解析】【解答】 （1）1kg的水从30℃升高到80℃，吸收的热量：
Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（80℃-30℃）=2.1×105J。
（2）由于水具有较大的比热容，与其他物质相比在质量和降低温度相同时，水能放出更多的热量，作为工作物质。
故答案为：2.1×105；比热容。
【分析】（1）由热量公式Q吸=cm（t-t0）可以求出水所吸收的热量；
（2）水的比热容比较大，质量相同的水和其他物质相比，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化要小些。
15．【答案】并联；用电器
【解析】【解答】充电柜中的充电宝可以独立取放，互不影响工作状态，说明它们之间的连接方式是并联；当充电宝归还至充电柜中充电时，它需要消耗电能来储存电量，此时充电宝相当于电路中的用电器。
故答案为：并联；用电器。
【分析】（1）串联电路中用电器相互影响，而并联电路中各支路用电器互不影响，充电宝能独立工作，因此是并联连接。
（2）在电路中，消耗电能的装置为用电器，提供电能的装置为电源。充电宝充电时消耗电能，因此属于用电器。
16．【答案】；75％
【解析】【解答】根据重力公式G=mg可知，重物受到的重力
克服重力做的功为用用功，即
如图乙所示，电动滑轮上有两股绳，即
绳端移动的距离为物体移动距离的2倍，即
根据功的公式可知，拉力做的功
由效率公式可知，电动滑轮的机械效率。
故答案为：2.4×104；75%。
【分析】有用功是指对物体所做的功，计算公式为 W有用=Gh，其中G为物体重力，h为物体上升高度。
总功是拉力所做的功，计算公式为W总=Fs，其中F为拉力，s为绳子自由端移动的距离，且s=nh。
机械效率是有用功与总功的比值，反映了滑轮组的工作效率，计算公式为。​​​​​​​
17．【答案】6；10；2.7
【解析】【解答】由图乙可知，挡住射向的红外线时，的电阻会减小15Ω，此时AB间电压较大，为6V，即此时两端的电压。因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以此时两端的电压
电阻比等于电压比，即
化简得①
当没有汽车挡住射向的红外线时，AB间电压较小，为3V，即此时两端的电压，则两端的电压
在串联电路中，电阻比等于电压比，即
化简得②
联立①②解得，
当有红外线照射时，电路中的电流
电路消耗的总功率。
故答案为：6；10；2.7。
【分析】 由图甲可知，R1与R2串联，AB间电压为R2两端的电压。由图乙可知，当汽车挡住射向R1的红外线时，R1的电阻会减小15Ω，根据串联电路分压原理，此时AB间电压较大，为6V，即此时R2两端的电压U2=6V。因为串联电路中总电压等于各分电压之和，计算此时R1两端的电压U1，根据串联电路分压原理，电阻比等于电压比，列方程2R1-30Ω=R2①
当没有汽车挡住射向R1的红外线时，列方程R1=2R2②
求得R2与R1的阻值。
当有红外线照射R1时，计算电路中的电流，根据P=UI'计算电路消耗的总功率。
18．【答案】
【解析】【解答】 由图可知，电源的右端为正极，电流由螺线管的右端流入，左端流出，由安培定则可知，通电螺线管的右侧磁极为N极，如下图：
【分析】已知电流的方向，根据安培定则判断出通电螺线管的磁极。
19．【答案】（1）大小
（2）A
（3）虚
【解析】【解答】 （1）选择A、B两支外形相同的蜡烛，是让蜡烛B与蜡烛A的像重合，便于比较像与物的大小关系。
（2）平面镜成的像与物关于镜面对称，把玻璃板沿MN截成两部分，对称面的位置不变，由于蜡烛位置不变，两个像的位置也相同，故A符合题意，B不符合题意。
故选：A。
（3）平面镜成像的特点是成正立、等大的虚像，虚像不是由实际光线会聚而成，而是由反射光线的反向延长线会聚形成的，所以用杯子去“浇”，实际并没有真正的蜡烛火焰，因此“浇不灭”。
故答案为：（1）大小；（2）A；（3）虚。【分析】 （1）本实验根据等效替代法确定像的位置和比较像与物大小；
（2）平面镜成的像与物关于镜面对称；
（3）虚像不是由实际光线会聚而成，而是由反射光线的反向延长线会聚形成的。
（1）在“探究平面镜成像规律”实验中，选择两支外形相同的蜡烛，当玻璃板后面的蜡烛和前面蜡烛的像完全重合时，就可以说明像与物的大小相等，所以是为了便于比较像与物的大小关系。
（2）平面镜所成的像和物体关于平面镜对称，只要物体位置不变、平面镜所在的直线位置不变，像的位置就不变。把玻璃板沿MN截成两部分，并分别向两侧平移一小段距离，此过程中每一部分都可以看作一个完整的平面镜，且蜡烛位置、平面镜所在直线位置均无变化，所以蜡烛在两个平面镜中都能成完整的像，且这两个像都与原来蜡烛所成的像位置相同，即都成完整的像，且两个像在同一位置，故选A。
（3）平面镜所成的像是由光的反射形成的，不是实际光线会聚而成，是虚像，所以杯中的“蜡烛”是实际蜡烛的正立等大的虚像。
20．【答案】（1）1.2
（2）接触面粗糙程度
（3）不变
【解析】【解答】（1）由图甲可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，指针位于1N下方第1个小格，因此示数为1.2N。
（2）乙、丙两次实验中，木块上的重物相同，对接触面的压力大小相等，但接触面材料不同，粗糙程度不同，弹簧测力计示数不同，因此可探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
（3）滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关，与物体运动速度无关。图甲中，即使拉木块的速度变大，压力和接触面粗糙程度均未改变，因此木块受到的滑动摩擦力大小不变。
故答案为：（1）1.2；（2）接触面粗糙程度；（3）不变。【分析】 （1）弹簧测力计读数时，需先明确其分度值，再根据指针位置读取数值。
（2）控制变量法的应用：探究滑动摩擦力与某一因素的关系时，需保持其他因素不变。乙、丙中压力不变，改变接触面粗糙程度，是探究摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
（3）滑动摩擦力的影响因素只有压力和接触面粗糙程度，与物体运动速度、接触面积等无关。
（1）由图甲可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，根据指针位置，其示数为1.2N。
（2）在图乙、丙实验中，压力大小相同，接触面粗糙程度不同，所以比较乙、丙两图中的弹簧测力计的示数可探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系。
（3）在图甲实验中，若沿水平方向拉着木块以比原来更大的速度运动，因为压力大小和接触面的粗糙程度都不变，根据滑动摩擦力的影响因素，木块受到滑动摩擦力的大小将不变。
21．【答案】（1）右
（2）
（3）右
【解析】【解答】 （1）应该向较高的一端调节平衡螺母，使杠杆在水平位置保持平衡，本题杠杆左端下沉，说明右侧较高，应该将平衡螺母向右侧调节；
（2）由表格中第1组数据可得3.0N×5.0cm=1.0N×15.0cm，由表格中第2组数据可得1.5N×10.0cm=1.5N×10.0cm，
由表格中第3组数据可得2.0N×15.0cm=1.5N×20.0cm，
可得实验结论：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，即F1L1=F2L2；
（3）设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格代表L，如果在图乙中杠杆两侧各增加一个相同的钩码时，杠杆的左端：5G×3L=15GL，杠杆的右端：4G×4L=16GL，所以杠杆的左端力和力臂的乘积小于右端的乘积，所以杠杆右端下沉。
故答案为：（1）右；（2）F1L1=F2L2；（3）右。
【分析】 （1）在调节杠杆平衡时，应该向较高的一端调节平衡螺母，使杠杆在水平位置保持平衡；
（2）杠杆平衡条件是：F1L1=F2L2；
（3）用杠杆的平衡条件来判断，力和力臂乘积大的一端，杠杆该端下沉。
（1）调节杠杆平衡可以按照“左高左调、右高右调”的调节方法调节，如图甲所示，杠杆静止时右端较高，应将平衡螺母向右调节，直至杠杆在水平位置平衡。
（2）由表格数据可知：
第一次实验时有
第二次实验时有
第三次实验时有
故可得出结论：杠杆平衡条件是
（3）若一个钩码的重力为G，杠杆上一个小格的长度为L。如图乙所示，当杠杆两侧各增加一个砝码后，左侧力与力臂的乘积
右侧力与力臂的乘积
则有
所以杠杆右端将下沉。
22．【答案】（1）
（2）断路
（3）10；电压表并联在了滑动变阻器两端
【解析】【解答】(1)滑动变阻器滑片向右滑动时，电流表示数减小，说明电路总电阻增大。由此判断，变阻器接入电路的阻值需随滑片右移而变大，因此要选用左侧下端接线柱接入线路。只需把滑动变阻器左下接线柱和开关右侧接线相连，即可满足实验要求，据此作图：
（2）开关闭合后，电流表无示数，表明电路存在断路故障；电压表指针正常偏转，说明电压表两端能够连通电源。综合现象分析，故障出在电压表并联的待测电阻位置，可判断为待测电阻Rx发生断路。
（3）本实验中，电流变大，根据U=IR可知，电阻的电压变大，由串联电路电压的规律，变阻器的电压变小，由图乙可知，电流变大时，对应的电压变小，所以此实验中电压表测量的是滑动变阻器两端电压，滑动变阻器两端电压与通过它的电流成一次函数负相关的关系，此时U-I图像不过原点。
如图乙所示，电路中电流从0.1A至0.3A过程中，电流的变化量ΔI=0.3A-0.1A=0.2A；
此过程中电压表示数的变化量ΔUV=2V-0V=2V；
定值电阻两端电压变化量ΔU=ΔUV=2V；
则定值电阻的阻值。
故答案为：（1） ； （2）Rx断路；（3）10；电压表并联在了滑动变阻器两端。
【分析】 （1）滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表示数变小，说明滑动变阻器接入电路的电阻变大，据此确定滑动变阻器的左下接线柱连入电路中；
（2）闭合开关后，电流表示数为零，说明电路可能断路；根据电压表有示数分析；
（3）本实验中，电流变大，根据U=IR可知，电阻的电压变大，由串联电路电压的规律确定变阻器的电压变小，结合图乙分析；
如图乙所示，电路中电流从0.1A至0.3A过程中，得出此过程中电压表示数的变化量，根据欧姆定律得出定值电阻的阻值。
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（1）滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表示数变小，说明滑动变阻器接入电路的电阻变大，故应将滑动变阻器的左下接线柱连入电路中。故需将滑动变阻器左下接线柱与开关右侧接线柱连接。据此作图。
（2）闭合开关后，电流表示数为零，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，所以故障可能是与电压表并联的这部分电路断路，电路中与电压表并联，所以故障可能是断路。
（3）[1][2]由图乙可知，电流随电压的减小而增大，所以此实验中电压表测量的是滑动变阻器两端电压，当电路中电流增大时，定值电阻两端电压变大，滑动变阻器两端电压变小，即电压表的示数变小，此时U-I图像不过原点。
如图乙所示，电路中电流从0.1A至0.3A过程中，电流的变化量
此过程中电压表示数的变化量
定值电阻两端电压变化量
则定值电阻的阻值
23．【答案】（1）仅闭合S1时，电阻R1接入电路，电阻R1的阻值为。
答：电阻R1的阻值是16Ω。
（2）只闭合S2时，电阻R2接入电路，电热毯的功率为。
答：只闭合S2时电热毯的功率是2W。
（3）当同时闭合S1和S2时，电阻R1、R2并联，此时总电阻最小，此时功率最大，为高温挡。此时R1消耗的功率为，
所以高温挡总功率为P高=P1+P2=4W+2W=6W，
高温挡10s产生的热量Q=W=P高t=6W×10s=60J。
答：高温挡10s产生的热量是60J。
【解析】【分析】 （1）仅闭合S1时，电路为R1的简单电路，根据得到电阻R1的阻值；（2）只闭合S2时，电阻R2接入电路，根据只闭合S2时电热毯的功率；
（3）当同时闭合S1和S2时，电阻R1、R2并联，此时总电阻最小，此时功率最大，为高温挡。根Q=W=Pt得到高温挡10s产生的热量。
（1）仅闭合时，电阻R1接入电路，电阻的阻值为
（2）只闭合时，电阻R2接入电路，电热毯的功率为
（3）当同时闭合和时，电阻R1、R2并联，此时总电阻最小，此时功率最大，为高温挡。此时R1消耗的功率为
所以高温挡总功率为
高温挡10s产生的热量
24．【答案】（1）浮子A的体积为：；
由G=mg可得，浮子A的质量为：。
浮子A的密度为；。
答：浮子A的密度为0.6g/cm3
（2）当浮子A刚好浮起离开支撑板时，其所受浮力等于自身重力，即F浮=GA=12N，
根F浮=ρ水gV排得此时浮子排开水的体积为：；
浮子A的底面积为：，
此时浮子A浸入水中的深度为：，
此时容器内水的深度为h水=h0+h浸=0.2m+0.12m=0.32m，
水对支撑板的压强为：；
答：浮子A刚好浮起离开支撑板时，水对支撑板的压强为1200Pa。
（3）原工作状态，当传感器受到的压力为5N时，浮子受力平衡，有
此时浮子浸入水中的深度为
要使饮水机水箱内的水位比原设计低8cm就开始工作，则浮子露出水面的高度
方案一
设新的底面积为 ，高度 不变，此时浸入水中的深度
根据平衡条件，则有
代入数据得
解得，显然不可能，因此方案一不可行。
方案二
设新的高度为 ，底面积 ，此时浸入水中的深度​
根据平衡条件，则有
代入数据得
解得，故此方案可行。
答：方案一不行，方案二可行，高度0.4m。
【解析】【分析】（1）知道浮子A的长、宽、高，由长方体的体积公式求出其体积；知道浮力的重力，由重力公式求出浮子的质量，再根据密度公式求出浮子A的密度；
（2）根据阿基米德原理物体受到的浮力等于排开液体的重力，排开液体的底面积已知，求出高度；
（3）物体A浮起接触到了传感器，传感器受压到5N是，饮水机工作，设从支持板到传感器的高度为h，物体的高度为h物，正常工作时物体排开液体的深度为h排此时的水面到支撑板的深度h深，则h深=h-（h物-h排）=h+h排-h物，不改变方案前根据平衡条件F浮=GA+F传，求出h排，要使水箱内水为低8cm开始工作，即h深=h+h排-h物-0.08m，底面积不变，h物改变，根据公式h深=h+h排-h物-0.08m，及平衡条件，检查方案的合理性。
（1）根据题意，浮子A的体积为
由可得，浮子A的质量为
所以，浮子A的密度
（2）当浮子A刚好浮起离开支撑板时，其所受浮力等于自身重力
根据阿基米德原理 ，此时浮子排开水的体积
浮子A的底面积为
此时浮子A浸入水中的深度为
此时容器内水的深度为
水对支撑板的压强
（3）原工作状态，当传感器受到的压力为5N时，浮子受力平衡，有
此时浮子浸入水中的深度为
要使饮水机水箱内的水位比原设计低8cm就开始工作，则浮子露出水面的高度
方案一
设新的底面积为 ，高度 不变，此时浸入水中的深度
根据平衡条件，则有
代入数据得
解得，显然不可能，因此方案一不可行。
方案二
设新的高度为 ，底面积 ，此时浸入水中的深度​
根据平衡条件，则有
代入数据得
解得，故此方案可行。实验次序
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
3.0
5.0
1.0
15.0
2
1.5
10.0
1.5
10.0
3
2.0
15.0
1.5
20.0