2021年海南省中考物理试卷

这是一份2021年海南省中考物理试卷，共22页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图与实验题，综合计算题等内容，欢迎下载使用。

2021年海南省中考物理试卷
一、选择题（本大题有10小题，每小题只有一个正确的选项，每小题3分，共30分）
1．（3分）（2021•海南）经过不懈探索，在1831年发现电磁感应现象的物理学家是（　　）
A．法拉第 B．牛顿 C．安培 D．欧姆
2．（3分）（2021•海南）下列选项中，不能传播声音的是（　　）
A．空气 B．真空 C．大地 D．水
3．（3分）（2021•海南）祝融号火星车运用了比铝还轻的新型复合材料，满足了火星车轻量化的要求。“比铝还轻”反映了这种材料（　　）
A．密度小 B．导电性强 C．导热性好 D．弹性大
4．（3分）（2021•海南）今年1月份海南最低气温跌破0℃，五指山水满乡出现结霜现象。霜的形成属于（　　）
A．凝固现象 B．汽化现象 C．凝华现象 D．液化现象
5．（3分）（2021•海南）如图为帕斯卡实验，在一个封闭的木桶内装满水，从桶盖上插入一根细长的管，向细管里只灌了几杯水，就把木桶压裂。这个实验说明液体压强大小与下列哪个因素有关（　　）

A．液体的重力 B．液体的体积 C．液体的深度 D．液体的密度
6．（3分）（2021•海南）关于平面镜所成的像，下列说法正确的是（　　）
A．像比物体大 B．像比物体小 C．像是实像 D．像是虚像
7．（3分）（2021•海南）如图所示的四个实例中，目的是增大摩擦的是（　　）
A．垫上滚木搬运重物
B．磁悬浮列车悬浮行驶
C．轮胎上有凹凸不平的花纹
D．给车轮的轴加润滑油
8．（3分）（2021•海南）在冬天，人们常常搓手取暖，这个过程中的能量转化与四冲程内燃机的哪个冲程相同（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
9．（3分）（2021•海南）如图是运动员踢足球的情景，下列说法正确的是（　　）

A．踢球时，脚会痛是因为力的作用是相互的
B．踢球时，脚对球的作用力和球对脚的作用力是一对平衡力
C．踢球时，脚对球的作用力大于球对脚的作用力
D．足球离脚后，继续运动是因为受到惯性力的作用
10．（3分）（2021•海南）如图所示的电路，电源电压和灯泡L的电阻不变，闭合开关S，将滑片P向右移动时（　　）

A．电压表示数变小，电流表示数变小
B．电压表示数变小，电流表示数变大
C．电压表示数变大，电流表示数变大
D．电压表示数变大，电流表示数变小
二、填空题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）
11．（4分）（2021•海南）用天平测量一个芒果的质量，天平平衡时砝码和游码的位置如图甲所示，则该芒果的质量是 　 　g。受疫情影响，中考要求入场前对考生进行体温测量，某考生的体温测量结果如图乙所示，体温计的示数为 　 　℃。


12．（4分）（2021•海南）“杂交水稻之父”袁隆平有禾下乘凉梦，其中水稻影子的形成是光的 　 　现象；收获的季节，三亚南繁基地飘来阵阵稻香，这是 　 　现象。
13．（4分）（2021•海南）2021年5月30日，天舟二号货运飞船与天和核心舱实现顺利对接，对接成功后，以天舟二号为参照物，天和核心舱是 　 　（选填“静止”或“运动”）的；地面指挥中心通过 　 　（选填“超声波”或“电磁波”）对二者进行远程控制。
14．（4分）（2021•海南）近期某地出现了龙卷风特殊天气，龙卷风内外存在巨大的压强差是由于其中心空气流速大，压强 　 　，导致周边的物体被“吸入”龙卷风中心；某人用手机拍下龙卷风的照片，手机镜头相当于 　 　透镜。
15．（4分）（2021•海南）如图所示，利用滑轮组把物体匀速提升一定高度，该滑轮组有 　 　段绳子承担物重，在绳子承受范围内，不计绳重和摩擦，若增加所提升的物重，则滑轮组的机械效率将 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。

16．（4分）（2021•海南）中学生要养成文明的行为习惯，严禁高空抛物。如果一个重0.5N的鸡蛋从20m高处自由下落，不计空气阻力，下落过程中鸡蛋的重力势能转化为 　 　能，重力对鸡蛋所做的功为 　 　J。
17．（4分）（2021•海南）如图所示，电源电压和灯泡L的电阻不变，灯泡L上标有“6V 6W”字样。当开关S、S1均闭合，滑片P移至a端时，电流表示数为2.0A，灯泡L正常发光；当开关S闭合，S1断开，滑片P移至b端时，电源电压U为 　 　V，灯泡L的实际电功率P为 　 　W。

三、作图与实验题（第18题2分，第19题2分，第20题8分，第21题8分，共20分）
18．（2分）（2021•海南）根据要求完成以下作图。如图所示，杯子静止在水平面上，请画出杯子所受支持力F的示意图。

19．（2分）（2021•海南）如图所示，请用箭头标出A点的磁感线方向。

20．（8分）（2021•海南）如图所示，根据杠杆的平衡条件测量某种液体的密度，所用器材：轻质杠杆（自身重力忽略不计）、容积为100mL的空桶、重为0.5N的物体M、刻度尺、细线。
（1）如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向 　 　调节；调节杠杆在水平位置平衡的目的是 　 　。
（2）把空桶悬挂在A点，物体M悬挂在B点时，杠杆再次在水平位置平衡，测得OA的长度为10cm，OB的长度为20cm，则空桶重为 　 　N。
（3）若此时，往A点的空桶内注满某种液体，调节物体M到C点时，杠杆在水平位置重新平衡，测得OC的长度为42cm，则桶内液体的密度为 　 　kg/m3。
21．（8分）（2021•海南）某实验小组探究电流与电压的关系。实验中电源电压恒为3V，定值电阻R为5Ω，实验电路图如图甲所示。

实验序号
1
2
3
U/V
0.5
1.0
2.0
I/A
0.1
0.2
0.4
（1）请根据电路图，用笔画线表示导线，连接图乙所示的实物电路（要求导线不能交叉）；
（2）连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑片，电压表的示数约为3V保持不变，电流表的示数几乎为零，则电路的故障可能是 　 　（选填“定值电阻R短路”“定值电阻R断路”或“滑动变阻器断路”）；
（3）排除故障后，将多次实验测得的数据记录在表格中，请根据表格中的数据，在图丙的坐标图中画出定值电阻R的I﹣U图像；
（4）分析图像可知，电阻一定时，电流与电压成 　 　比。
四、综合计算题（第22题10分，第23题12分，共22分。解答时要写出必要的文字说明公式和具体步骤）
22．（10分）（2021•海南）为了增强中学生体质，进一步加强防溺水教育，学校组织学生进行游泳训练。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：
（1）小东在一次游泳训练中，游20m所用的时间为40s，则他游泳的平均速度是多少m/s？
（2）如图所示，小东手上佩戴的防溺水安全手环是水上救生设备，携带非常方便，手环里的安全气囊充气后的体积是1.7×10﹣2m3，当它完全浸没在水中时受到的浮力为多少N？
（3）小东的质量为50kg，他站立在泳池岸上，双脚与水平地面的总接触面积是500cm2，他对水平地面的压强是多少Pa？
（4）小东在泳池岸上看到池水的深度比实际深度要浅，正如古诗所说“潭清疑水浅”，请用光学知识分析其中原因。

23．（12分）（2021•海南）为了庆祝中国共产党成立100周年，某校开展了科技竞赛活动，物理兴趣小组设计了车速提醒简化电路，如图甲所示，电源电压保持不变，定值电阻R的阻值为10Ω，Rv为可变电阻，当电压表的示数达到某一数值时提醒驾驶员车速过快，需要减速。当车速从0加速到120km/h的过程中，Rv消耗的电功率随电流变化的图像如图乙所示；图丙是Rv的阻值与车速关系的图像。求：
（1）由图丙可知，车速越大，Rv的阻值越 　 　（选填“大”或“小”）；
（2）当车速为120km/h时，电流表示数为0.2A，求此时电压表的示数和Rv的阻值；
（3）电源电压的大小；
（4）当车速是60km/h时，电压表的示数。

2021年海南省中考物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（本大题有10小题，每小题只有一个正确的选项，每小题3分，共30分）
1．（3分）（2021•海南）经过不懈探索，在1831年发现电磁感应现象的物理学家是（　　）
A．法拉第 B．牛顿 C．安培 D．欧姆
【分析】电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，这种现象叫做电磁感应。是由法拉第发现的。
【解答】解：英国物理学家法拉第敏锐地觉察到：磁与电之间也应该有类似的“感应”，为此他进行了长达 10年的艰辛探索，终于在 1831年发现了磁生电的条件和规律，实现了利用磁场获得电流的愿望。
故选：A。
【点评】本题考查科学家及其贡献，属于物理常识，难度较小。
2．（3分）（2021•海南）下列选项中，不能传播声音的是（　　）
A．空气 B．真空 C．大地 D．水
【分析】声音的传播需要介质，真空不能传声。
【解答】解：空气、大地、水都可以传播声音，声音不能在真空中传播，故B正确。
故选：B。
【点评】本题考查了声音的传播，属于基础题。
3．（3分）（2021•海南）祝融号火星车运用了比铝还轻的新型复合材料，满足了火星车轻量化的要求。“比铝还轻”反映了这种材料（　　）
A．密度小 B．导电性强 C．导热性好 D．弹性大
【分析】单位体积某种物质的质量叫做这种物质的密度。
【解答】解：“比铝还轻”反映了这种材料在相同体积时，质量小，即单位体积的质量小，即密度小。
故选：A。
【点评】本题以祝融号火星车为内容，考查了材料密度的应用，难度不大。
4．（3分）（2021•海南）今年1月份海南最低气温跌破0℃，五指山水满乡出现结霜现象。霜的形成属于（　　）
A．凝固现象 B．汽化现象 C．凝华现象 D．液化现象
【分析】物质由气态直接变为固态叫凝华，物质由固态直接变为气态叫升华；由气态变为液态叫液化，由液态变为气态叫汽化；由固态变为液态叫熔化；由液态变为固态叫凝固。
【解答】解：霜是空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶，属于凝华现象。
故选：C。
【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。
5．（3分）（2021•海南）如图为帕斯卡实验，在一个封闭的木桶内装满水，从桶盖上插入一根细长的管，向细管里只灌了几杯水，就把木桶压裂。这个实验说明液体压强大小与下列哪个因素有关（　　）

A．液体的重力 B．液体的体积 C．液体的深度 D．液体的密度
【分析】从桶裂这个现象可以看出倒入的几杯水使水桶受到的压强产生了很大的变化，然后再将倒入这几杯水造成的变化与液体压强的特点联系起来进行分析。即可得到答案。
【解答】解：由于是一根细管，所以倒入几杯水后，细管中水的深度增加的很多，根据液体压强的特点可知：液体压强随着深度的增加而增大，所以这一实验表明的是影响液体内部压强大小的因素是液体的深度。
故选：C。
【点评】液体压强的大小是由液体的密度和深度决定的，与液体的质量没有直接的关系，质量大产生的压强不一定大。
6．（3分）（2021•海南）关于平面镜所成的像，下列说法正确的是（　　）
A．像比物体大 B．像比物体小 C．像是实像 D．像是虚像
【分析】解决此题，需要掌握平面镜成像的特点：成正立、等大的虚像，像与物体关于平面镜对称。
【解答】解：平面镜成的像与物体的大小相等，即为正立等大的虚像。所以选项ABC说法错误，选项D正确。
故选：D。
【点评】此题主要考查了平面镜成像的特点，要理解成正立、等大虚像的真正含义，并做到灵活运用。
7．（3分）（2021•海南）如图所示的四个实例中，目的是增大摩擦的是（　　）
A．垫上滚木搬运重物
B．磁悬浮列车悬浮行驶
C．轮胎上有凹凸不平的花纹
D．给车轮的轴加润滑油
【分析】（1）增大摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力；在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
（2）减小摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，通过减小压力来减小摩擦力；在压力一定时，通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力；使接触面脱离；用滚动摩擦代替滑动摩擦。
【解答】解：A、垫上滚木搬运重物，是用滚动代替滑动来减小摩擦力，故A错误；
B、磁悬浮列车悬浮行驶，是在压力一定时，通过使接触面脱离来减小摩擦力，故B错误；
C、轮胎上有凹凸不平的花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的，故C正确；
D、给车轴加润滑油，是在压力一定时，通过使接触面脱离来减小摩擦力，故D错误。
故选：C。
【点评】本题在考查影响滑动摩擦力大小的两个因素的同时，也考查了学生运用所学知识分析实际问题的能力，要求学生在生活中多注意观察，并学会应用，增大有益摩擦，减小有害摩擦，使其更好地为人类服务。
8．（3分）（2021•海南）在冬天，人们常常搓手取暖，这个过程中的能量转化与四冲程内燃机的哪个冲程相同（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【分析】做功可以改变物体的内能；汽油机的压缩冲程中，活塞压缩空气做功，将机械能转化为内能。
【解答】解：人们在冬天常常搓手取暖，是通过搓手将机械能转化为内能，内能增加，温度升高，手暖和，这是通过做功的方式改变手的内能，这与汽油机工作中的压缩冲程的能量转化相同，都是将机械能转化为内能。
故选：B。
【点评】本题考查了做功改变物体内能的利用以及汽油机中的能量转化，难度不大。
9．（3分）（2021•海南）如图是运动员踢足球的情景，下列说法正确的是（　　）

A．踢球时，脚会痛是因为力的作用是相互的
B．踢球时，脚对球的作用力和球对脚的作用力是一对平衡力
C．踢球时，脚对球的作用力大于球对脚的作用力
D．足球离脚后，继续运动是因为受到惯性力的作用
【分析】（1）物体间力的作用是相互的；
（2）一对平衡力必须大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在一条直线上；
（3）踢球时，脚对球施加力，物体间力的作用是相互的，球也对脚施加力，两个力的大小相等；
（4）物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，一切物体都有惯性，惯性是物体的一种属性。
【解答】解：A、力的作用是相互的，故踢球时脚也受到球的反作用力，所以脚也会痛，故A正确；
B、踢球时，脚对球的作用力和球对脚的作用力作用在两个物体上，不是一对平衡力，故B错误；
C、踢球时，脚对球的作用力与球对脚的作用力是相互作用力，大小相等，故C错误；
D、球离开脚后能继续向前运动是因为足球具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性力的作用，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了力的作用的相互性、惯性以及平衡力与相互作用力的理解与应用，属基础知识，难度不大。
10．（3分）（2021•海南）如图所示的电路，电源电压和灯泡L的电阻不变，闭合开关S，将滑片P向右移动时（　　）

A．电压表示数变小，电流表示数变小
B．电压表示数变小，电流表示数变大
C．电压表示数变大，电流表示数变大
D．电压表示数变大，电流表示数变小
【分析】由图可知，开关闭合后，该电路为串联电路，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流；根据滑片的移动方向判定滑动变阻器接入电路电阻的变化，根据欧姆定律和串联电路的分压规律判定电流表、电压表示数的变化。
【解答】解：由图可知，开关闭合后，该电路为串联电路，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流；
将滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据串联电路的分压规律可知，滑动变阻器两端的电压变大，电压表示数变大；
滑动变阻器阻值变大，总电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电流表示数变小。
故选：D。
【点评】本题考查了电路的动态分析，明确电路的连接方式是解题的关键。
二、填空题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）
11．（4分）（2021•海南）用天平测量一个芒果的质量，天平平衡时砝码和游码的位置如图甲所示，则该芒果的质量是 　82　g。受疫情影响，中考要求入场前对考生进行体温测量，某考生的体温测量结果如图乙所示，体温计的示数为 　36.5　℃。


【分析】根据砝码和游码对应的刻度值计算物体的质量；
掌握体温计的基本结构，包括体温计的量程、分度值等，读数的时候要看液柱与哪个刻度对齐，然后根据刻度读出体温计的示数。
【解答】解：由图甲可知，标尺每一个大格代表1g，每一个小格代表0.2g，游码对应的刻度值（以游码的左边缘对应的刻度）是2g，芒果的质量＝砝码的质量+游码对应的刻度值＝50g+20g+10g+2g＝82g；图乙中体温计的量程为35℃～42℃，一个大格表示1℃，里面有10个小格，它的分度值是0.1℃，因此它的读数为36℃+0.5℃＝36.5℃。
故答案为：82；36.5。
【点评】本题属于基础题，考查天平的读数和体温计的读数，难度不大，但易错。
12．（4分）（2021•海南）“杂交水稻之父”袁隆平有禾下乘凉梦，其中水稻影子的形成是光的 　直线传播　现象；收获的季节，三亚南繁基地飘来阵阵稻香，这是 　扩散　现象。
【分析】光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，产生的现象有小孔成像、影子的形成、日食和月食等；两种物质接触时，彼此进入对方的现象叫扩散现象，扩散现象表明一切物质的分子都是不停地做无规则的运动。
【解答】解：水稻影子的形成是光的直线传播形成的；三亚南繁基地飘来阵阵稻香，这是由于稻香分子不停地做无规则运动，发生了扩散现象。
故答案为：直线传播；扩散。
【点评】本题考查了光的直线传播、扩散现象，属于基础题。
13．（4分）（2021•海南）2021年5月30日，天舟二号货运飞船与天和核心舱实现顺利对接，对接成功后，以天舟二号为参照物，天和核心舱是 　静止　（选填“静止”或“运动”）的；地面指挥中心通过 　电磁波　（选填“超声波”或“电磁波”）对二者进行远程控制。
【分析】（1）判断物体的运动与静止时，要看物体相对于参照物的位置是否改变；
（2）在航天通讯中，是利用电磁波来传递信息的。
【解答】解：对接成功后，以天舟二号为参照物，天和核心舱的位置没有发生改变，所以是静止的；地面指挥中心通过电磁波对二者进行远程控制。
故答案为：静止；电磁波。
【点评】本题以航天事件为背景，考查了运动与静止的相对性、电磁波的运用等，体现了物理知识在高科技领域的应用。
14．（4分）（2021•海南）近期某地出现了龙卷风特殊天气，龙卷风内外存在巨大的压强差是由于其中心空气流速大，压强 　小　，导致周边的物体被“吸入”龙卷风中心；某人用手机拍下龙卷风的照片，手机镜头相当于 　凸　透镜。
【分析】在流体中，流速越大的位置压强越小，流速越小的位置压强越大；
手机镜头是利用凸透镜成实像的原理工作的。
【解答】解：根据流体压强和流速的关系可知龙卷风的中心空气流速大、压强小，外围的空气流速小、压强大，形成向内的压强差，导致周边的物体被“吸入”龙卷风中心。
手机镜头相当于一个凸透镜，成倒立、缩小的实像。
故答案为：小；凸。
【点评】此题考查的是流体压强与流速关系、凸透镜成像的应用，属于基础知识考查，难度不大。
15．（4分）（2021•海南）如图所示，利用滑轮组把物体匀速提升一定高度，该滑轮组有 　2　段绳子承担物重，在绳子承受范围内，不计绳重和摩擦，若增加所提升的物重，则滑轮组的机械效率将 　变大　（选填“变大”“变小”或“不变”）。

【分析】（1）使用滑轮组时，承担物重的绳子股数，是指从动滑轮上直接引出的绳子股数；
（2）增大滑轮组机械效率的方法：一是增大提升的物重，二是减小摩擦、减小动滑轮重。
【解答】解：（1）由图知，从动滑轮上直接引出的绳子股数为2，则该滑轮组有2段绳子承担物重；
（2）在绳子承受范围内，不计绳重和摩擦，若增加所提升的物重，拉力做的有用功变大，而额外功不变，有用功在总功中所占的比例变大，滑轮组的械效率变大。
故答案为：2；变大。
【点评】本题考查了使用滑轮组时承担物重绳子股数的判断、提升物体重力对机械效率的影响，属于基础题目。
16．（4分）（2021•海南）中学生要养成文明的行为习惯，严禁高空抛物。如果一个重0.5N的鸡蛋从20m高处自由下落，不计空气阻力，下落过程中鸡蛋的重力势能转化为 　动　能，重力对鸡蛋所做的功为 　10　J。
【分析】（1）判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是：减小的转化为增多的；
（2）利用W＝Gh计算重力对鸡蛋所做的功。
【解答】解：鸡蛋下落过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小；速度增加，动能增大，重力势能转化为动能；
重力对鸡蛋所做的功为：W＝Gh＝0.5N×20m＝10J。
故答案为：动；10。
【点评】此题考查动能和重力势能的转化、功的计算，难度不大，掌握动能和重力势能的影响因素是关键。
17．（4分）（2021•海南）如图所示，电源电压和灯泡L的电阻不变，灯泡L上标有“6V 6W”字样。当开关S、S1均闭合，滑片P移至a端时，电流表示数为2.0A，灯泡L正常发光；当开关S闭合，S1断开，滑片P移至b端时，电源电压U为 　6　V，灯泡L的实际电功率P为 　1.5　W。

【分析】（1）当开关S、S1均闭合，滑片P移至a端时，灯泡和变阻器并联电流表测干路电流，根据额定电压下灯泡正常发光得出电源的电压，根据I＝求出通过灯泡的电流，根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的电流，再根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值。
（2）当开关S闭合，S1断开，滑片P移至b端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联，先根据欧姆定律求出灯泡的电阻，再根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，最后根据P＝I2R求出灯L消耗的电功率。
【解答】解：（1）当开关S、S1均闭合，滑片P移至a端时，灯泡和变阻器并联电流表测干路电流，

因为灯泡正常发光，
所以电源电压U＝UL额＝6V，
由P＝UI得：通过灯泡的电流：IL额＝＝＝1A，
由于并联电路的干路电流等于各支路电流之和，
则通过变阻器的电流I变＝I﹣IL额＝2A﹣1A＝1A，
由欧姆定律得：滑动变阻器的最大阻值R滑＝＝＝6Ω；
（2）由欧姆定律得：灯泡的电阻：RL＝＝＝6Ω，
当开关S闭合，S1断开，滑片P移至b端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联，

根据串联电路的电阻特点可知：此时总阻值为R′＝R滑+RL＝6Ω+6Ω＝12Ω，
电路中的电流I′＝＝＝0.5A，
则灯泡的实际功率P实＝I′2RL＝（0.5A）2×6Ω＝1.5W。
故答案为：6；1.5。
【点评】本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是两种情况电路串并联的辨别和知道额定电压下灯泡正常发光。
三、作图与实验题（第18题2分，第19题2分，第20题8分，第21题8分，共20分）
18．（2分）（2021•海南）根据要求完成以下作图。如图所示，杯子静止在水平面上，请画出杯子所受支持力F的示意图。

【分析】支持力的方向与接触面是垂直的。
【解答】解：杯子静止在水平面上，在竖直方向上受力平衡，杯子受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力的作用，支持力的示意图如图所示：

【点评】作力的示意图，要先确定力的三要素，把三要素清楚地画出来，并标上字母符号和大小。
19．（2分）（2021•海南）如图所示，请用箭头标出A点的磁感线方向。

【分析】在磁体的外部，磁感线是从N极出来回到S极的。
【解答】解：由图可知，磁体的左端为N极，在磁体的外部，磁感线是从N极出来回到S极的，如图所示：

【点评】本题考查了磁感线的方向，属于基础题。
20．（8分）（2021•海南）如图所示，根据杠杆的平衡条件测量某种液体的密度，所用器材：轻质杠杆（自身重力忽略不计）、容积为100mL的空桶、重为0.5N的物体M、刻度尺、细线。
（1）如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向 　左　调节；调节杠杆在水平位置平衡的目的是 　便于测量力臂的大小　。
（2）把空桶悬挂在A点，物体M悬挂在B点时，杠杆再次在水平位置平衡，测得OA的长度为10cm，OB的长度为20cm，则空桶重为 　1　N。
（3）若此时，往A点的空桶内注满某种液体，调节物体M到C点时，杠杆在水平位置重新平衡，测得OC的长度为42cm，则桶内液体的密度为 　1.1×103　kg/m3。
【分析】（1）探究杠杆平衡条件时，要使杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量力臂的大小；若不平衡应调节平衡螺母，调平原则：左边比右边低向右调，右边比左边低向左调。
（2）根据杠杆平衡条件：F1l1＝F2l2可计算得；
（3）根据杠杆平衡条件：F1l1＝F2l2计算G液，再根据ρ＝计算液体密度。
【解答】解：
（1）甲图中杠杆向右偏，应将平衡螺母向左调，使杠杆在水平位置平衡，这样的目的是：便于测量力臂的大小；
（2）根据杠杆平衡条件：F1l1＝F2l2可得：
G桶•OA＝GM•OB，即G桶•10cm＝0.5N•20cm，G桶＝1N；
（3）由杠杆平衡条件得：
（G桶+G液）•OA＝GM•OC，即（1N+G液））•10cm＝0.5N•42cm，G液＝1.1N；
液体的密度：ρ＝＝＝1.1×103kg/m3。
故答案为：（1）左；便于测量力臂的大小；（2）1；（3）1.1×103。
【点评】本题考查杠杆平衡条件及液体密度的测量，分析清楚题目即可解答。
21．（8分）（2021•海南）某实验小组探究电流与电压的关系。实验中电源电压恒为3V，定值电阻R为5Ω，实验电路图如图甲所示。

实验序号
1
2
3
U/V
0.5
1.0
2.0
I/A
0.1
0.2
0.4
（1）请根据电路图，用笔画线表示导线，连接图乙所示的实物电路（要求导线不能交叉）；
（2）连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑片，电压表的示数约为3V保持不变，电流表的示数几乎为零，则电路的故障可能是 　定值电阻R断路　（选填“定值电阻R短路”“定值电阻R断路”或“滑动变阻器断路”）；
（3）排除故障后，将多次实验测得的数据记录在表格中，请根据表格中的数据，在图丙的坐标图中画出定值电阻R的I﹣U图像；
（4）分析图像可知，电阻一定时，电流与电压成 　正　比。
【分析】（1）滑动变阻器一上一下的串联在电路中；
（2）逐一分析每个答案，找出符合题意的答案；
（3）根据表格数据描点画出图像；
（4）根据图像得出结论。
【解答】解：（1）滑动变阻器一上一下的串联在电路中，如下所示：

（2）若定值电阻R短路，电路为通路，电流表有示数，电压表无示数，不符合题意；
若定值电阻R断路，电流表没有示数，电压表与电源连通测电源电压，电压表指针有明显偏转，符合题意；
若滑动变阻器断路，则两表都没有示数，不符合题意；
（3）根据表格数据描点画出图像，如下所示：

（4）因电流随电压的变化图像为过原点的直线，根据图像可知，当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比。
故答案为：（1）如上图所示；（2）定值电阻R断路；（3）如图所示；（4）正。
【点评】本题是探究电流与电压和电阻的关系实验，考查电路连接、故障分析、描点法作图、数据分析和归纳法的运用。
四、综合计算题（第22题10分，第23题12分，共22分。解答时要写出必要的文字说明公式和具体步骤）
22．（10分）（2021•海南）为了增强中学生体质，进一步加强防溺水教育，学校组织学生进行游泳训练。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：
（1）小东在一次游泳训练中，游20m所用的时间为40s，则他游泳的平均速度是多少m/s？
（2）如图所示，小东手上佩戴的防溺水安全手环是水上救生设备，携带非常方便，手环里的安全气囊充气后的体积是1.7×10﹣2m3，当它完全浸没在水中时受到的浮力为多少N？
（3）小东的质量为50kg，他站立在泳池岸上，双脚与水平地面的总接触面积是500cm2，他对水平地面的压强是多少Pa？
（4）小东在泳池岸上看到池水的深度比实际深度要浅，正如古诗所说“潭清疑水浅”，请用光学知识分析其中原因。

【分析】（1）已知路程和时间，根据速度公式求出小东游泳的平均速度；
（2）安全气囊浸没在水中时，排开水的体积等于安全气囊的体积，根据F浮＝G排＝ρ水gV排求出安全气囊完全浸没在水中时受到的浮力；
（3）小东站立在泳池岸上，他对水平地面的压力等于他的重力，根据G＝mg即可求出，再根据p＝求出他对水平地面的压强；
（4）光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时，就会出现光的折射现象。
【解答】解：
（1）小东游泳的平均速度：v＝＝＝0.5m/s；
（2）因为安全气囊浸没在水中，所以V排＝V物＝1.7×10﹣2m3，
安全气囊完全浸没在水中时受到的浮力：F浮＝G排＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.7×10﹣2m3＝170N；
（3）因为在水平面上，则水平地面受到的压力：F＝G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，
受力面积：S＝500cm2＝5×10﹣2m2
小东对水平地面的压强：p＝＝＝104Pa；
（4）因为光从水斜射入空气时发生了折射，折射光线远离法线（折射角大于入射角），人眼逆着折射光线向水中看去，会感觉水变浅了。
答：（1）小东游泳的平均速度是0.5m/s；
（2）安全气囊完全浸没在水中时受到的浮力为170N；
（3）小东对水平地面的压强为104Pa；
（4）因为光从水斜射入空气时发生了折射，折射光线远离法线（折射角大于入射角），人眼逆着折射光线向水中看去，会感觉水变浅了。
【点评】本题综合考查了速度公式、阿基米德原理、压强的计算以及光的折射，涉及的知识点较多，但都属于必须掌握的内容，难度不大。
23．（12分）（2021•海南）为了庆祝中国共产党成立100周年，某校开展了科技竞赛活动，物理兴趣小组设计了车速提醒简化电路，如图甲所示，电源电压保持不变，定值电阻R的阻值为10Ω，Rv为可变电阻，当电压表的示数达到某一数值时提醒驾驶员车速过快，需要减速。当车速从0加速到120km/h的过程中，Rv消耗的电功率随电流变化的图像如图乙所示；图丙是Rv的阻值与车速关系的图像。求：
（1）由图丙可知，车速越大，Rv的阻值越 　大　（选填“大”或“小”）；
（2）当车速为120km/h时，电流表示数为0.2A，求此时电压表的示数和Rv的阻值；
（3）电源电压的大小；
（4）当车速是60km/h时，电压表的示数。
【分析】（1）根据图丙直接得出车速越大Rv的阻值变化；
（2）根据电路图可知，R与Rv串联，电压表测Rv的电压，根据图乙读出当电流表示数为0.2A时Rv的功率，利用P＝UI求出此时电压表的示数，利用欧姆定律求出Rv的阻值；
（3）当电流表示数为0.2A时，根据欧姆定律求出定值电阻R两端的电压，利用串联电路的电压特点求出电源的电压；
（4）根据图丙可知Rv与v的关系是一次函数，设出表达式并代入两组数据得出具体表达式，然后求出当车速是60km/h时可变电阻的阻值，利用电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出电压表的示数。
【解答】解：（1）由图丙可知，车速越大，Rv的阻值越大；
（2）图甲的电路中，R与Rv串联，电压表测Rv的电压，
由图乙可知，当电流表示数为0.2A时，Rv的功率为P＝2.0W，
由P＝UI可得，此时电压表的示数：Uv＝＝＝10V，
由I＝可得，Rv的阻值：Rv＝＝＝50Ω；
（3）当电流表示数为0.2A时，定值电阻R两端的电压：UR＝IR＝0.2A×10Ω＝2V，
因串联电路中总电压等于各用电器两端的电压之和，
所以，电源的电压：U＝Uv+UR＝10V+2V＝12V；
（4）由图丙可知，Rv与v的关系是一次函数，可设为Rv＝kv+b，
把Rv＝10Ω、v＝0km/h和Rv＝50Ω、v＝120km/h代入可得：10Ω＝k×0km/h+b，50Ω＝k×120km/h+b，
解得：b＝10Ω，k＝Ω•h/km，即Rv＝Ω•h/km×v+10Ω，
当车速是60km/h时，可变电阻的阻值：Rv′＝Ω•h/km×60km/h+10Ω＝30Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：I′＝＝＝＝0.3A，
则电压表的示数Uv′＝I′Rv′＝0.3A×30Ω＝9V。
答：（1）大；
（2）当车速为120km/h时，电压表的示数为10V，Rv的阻值为50Ω；
（3）电源电压为12V；
（4）当车速是60km/h时，电压表的示数为9V。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，从图像中获取有用的信息和正确得出Rv与v的关系是关键。
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日期：2021/9/30 15:01:10；用户：周达；邮箱：sjhzxyh13@xyh.com；学号：37802003