2022年安徽省中考物理模拟试卷

这是一份2022年安徽省中考物理模拟试卷，共29页。试卷主要包含了填空题，选择题，实验题，计算与推导题等内容，欢迎下载使用。
2022年安徽省中考物理模拟试卷
一、填空题（每空2分，共20分）
1．（2分）杀青是制茶制作中的一个重要环节，它是通过加热使新鲜茶叶中的水分快速 　 　（填写物态变化的名称）。
2．（2分）为提升全体市民的防空安全意识，某市每年都要进行防空警报演练，为了使警报声传得更远，应该提高警报声的 　 　（选填“响度”、“音调”或“音色”）。
3．（2分）某图书馆工作人员在整理受潮书籍时，先给书“充电”，使书页上带上同种电荷而自动分开。如果某次“充电”时，书页上都带上了正电荷，则书页的原子核对电子的束缚能力 　 　（选填“强”或“弱”）。
4．（2分）小欣家收藏了一架老式照相机，下图是它内部结构简图。取景时，来自景物的光线经过镜头后，再由平面镜OM反射进入人眼；按下快门时，平面镜OM首先绕支点O迅速向上翻起（此时OM可视为杠杆），接着快门开启，胶片曝光。画出取景时平行于主光轴的光线a射入人眼的光路。

5．（2分）如图所示，回形针处于静止状态，并因处在通电螺线圈所产生的磁场而磁化。由此判断，回形针的上端为 　 　（选填“N”或“S”）极。

6．（2分）一个重200N的物体在水平拉力作用下匀速前进了20m，拉力撤销后，物体由于惯性又前进了5m。若拉力做的功为500J，则拉力的大小为 　 　N。
7．（2分）现有足够多的温度为20℃的冷水和温度为100℃的沸水，需要得到40℃的温水，则所需冷水和沸水的质量之比为 　 　（不考虑热量的散失）。
8．（2分）高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷的直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置，钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣。若5s内坠砣串下降了40cm，则输电线A端向左移动的速度为 　 　m/s（不考虑钢绳的热胀冷缩）。

9．（2分）如图所示，图甲是通过小灯泡L的电流随其两端电压变化的关系图像。现将小灯泡L与电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合开关S，小灯泡的实际功率为0.6W，再闭合开关S1，电流表的示数为0.5A，则电阻R消耗的电功率为 　 　W。

10．（2分）甲为木块，乙、丙是体积相同的两种物质构成的物体，丙物体放在甲木块上，乙物体用细绳系在甲木块下，两种方法都使漂浮在水面上甲的木块恰好完全浸没（上表面刚好没入水中），丙物体的密度是2×103kg/m3，则乙物质的密度是 　 　kg/m3（g取10N/kg）。

二、选择题（本大题包括7小题，每小题2分，共14分。每小题的4个选项中只有1个选项是符合题意的）
11．（2分）下列物理现象中，分析正确的是（　　）
A．推土机的推土铲刃做得锋利，是通过增大受力面积来增大压强的
B．一艘轮船从河里驶入海里，要上浮一些，但所受浮力不变
C．用高压锅炖肉熟的透是因为增大了锅内大气压
D．汽车在行驶过程中车窗打开，窗帘总是往外飘是因为窗外空气流速大，压强大
12．（2分）竖直固定的薄板右侧放置电磁铁，通电后，左侧小磁针N极转至如图甲所示位置，左侧换成铁块A，则A会靠着薄板悬空静止如图乙所示（　　）

A．甲图电磁铁左端为N极
B．乙图增大电流，A所受的摩擦力不变
C．乙图电流反向，电磁铁会排斥A
D．乙图电源断开，A由于惯性会保持静止
13．（2分）如图所示，轻质弹簧一端固定在O点，另一端系一小球，将小球从与悬点O水平且使弹簧长为原长的A点由静止释放，不计空气阻力，在小球由A点摆向最低点B的过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，则在此过程中（　　）

A．小球的机械能守恒
B．小球的机械能减小
C．小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变
D．小球的动能和弹簧的弹性势能之和减小
14．（2分）小船在河里顺流而下，速度是6m/s，然后以2m/s的速度逆流返回原地，则来回全程的平均速度为（　　）
A．4m/s B．3m/s C．5m/s D．6m/s
15．（2分）某同学在做“用滑动变阻器改变电流”的实验时，连接如图所示的电路，将滑动变阻器的滑片移动到最大阻值处，闭合开关S，发现小灯不亮，接下来的操作，在以下步骤中最合理的是（　　）

A．断开开关，更换灯泡重新实验
B．断开开关，增加电池的节数重新实验
C．断开开关，拆掉导线重新连接电路
D．观察电流表的示数是否为零，移动滑片，判断电路是否断路，灯泡是否发光
16．（2分）小明同学按照如图所示的电路“研究串联电路中电流、电压的特点”，当开关闭合时，灯L1亮，灯L2不亮，电流表和电压表均有示数。则故障原因可能是（　　）

A．L1断路 B．L1短路 C．L2断路 D．L2短路
17．（2分）如图甲所示的电路，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关，滑片P从一端滑到另一端的过程中，电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A．R0阻值为10Ω
B．电源电压为6V
C．电路消耗的最大功率为3.6W
D．滑片打到中点时，R的功率最大为1.6W
三、实验题（第18小题4分，第19小题4分，第20小题8分，共16分）
18．（4分）为了测量一块形状不规则石块的体积，某同学进行了以下实验：
（1）调节天平平衡后，空烧杯放左盘，当右盘中所放砝码和游码在标尺上的位置如图所示时，天平横梁再次在水平位置平衡，空烧杯质量为　 　g。然后他将50mL自来水倒入空烧杯中，称得烧杯和自来水的总质量为125g。
（2）在石块上系一细绳，手提细绳将石块浸没在天平左盘上烧杯内的自来水中（石块不接触烧杯，且水未溢出），当天平再次平衡时，右盘中砝码总质量和游码所示质量之和为186.2g，结合本题中自来水的密度，可得矿石的体积为　 　cm3。

19．（4分）如图所示是小聪同学设计的“测量斜面机械效率”的实验装置：
（1）每个实验都有需要特别强调的注意事项，如在本实验中，用弹簧测力计拉动木块时，需要注意两点：一是拉力方向要与斜面平行；二是要让物体沿斜面做 　 　运动。
（2）小聪分别使用等重的木块和小车完成了机械效率的测量，相关数据如下表所示：
次数
物体
物重G/N
拉升高度h/cm
拉力F/N
拉动距离s/cm
机械效率η/%
1
木块
6
10
1.20
100
50
2
小车
6
12
0.75
120

第2次实验中斜面的机械效率为 　 　；小聪的两次实验对比，可以研究斜面的机械效率与 　 　的关系。

20．（8分）徽徽用图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”，电源电压恒为4.5V，滑动变阻器上标有“30Ω 2A”字样，阻值为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻各一个。

（1）连接电路之前，徽徽检查了电表，并对电表进行调零，将滑动变阻器的滑片应该位于B端，徽徽将5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，移动滑片，发现电流表有示数而电压表无示数，他及时纠正了电路中的故障，记录下此时的电流表示数。
（2）更换20Ω电阻，重复刚才的实验步骤；当徽徽换上30Ω的电阻时，发现无论怎样调节滑动变阻器，都无法使电压表示数为刚才的数值，原因可能是控制电压表的示数的太 　 　（选填“大”或“小”）。
（3）徽徽又将定值电阻替换为灯泡，测出在不同电压下灯泡的电流值，将记录下来的数据描绘成U﹣I图像（如下），实验中发现灯泡电阻随温度升高而增大，则正确的图像为 　 　。

（4）隔壁组的安安同学拿来一个阻值为几千欧的电阻Rx，想让徽徽帮忙测量。用刚才的器材和图甲的电路图 　 　（选填“能”或“不能”）完成测量。查阅资料，他们发现电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻，找实验室老师要了一个2000Ω的定值电阻R0，设计了图丙的电路图，电源电压恒为4.5V。当S1闭合，S2接1时，电压表示数为3V；当S1闭合，S2接2时，电压表示数为2.5V，则Rx＝　 　Ω。
四、计算与推导题（第21小题6分，第22小题6分，第23小题8分，共20分；解答要有必要的公式和解答过程，只有最后答案的不能得分）
21．（6分）古代护城河上有座吊桥，它的结构原理如图所示。把桥面看成是长为8m，所受重力为1500N的均匀杆OA，可以绕转轴O点在竖直平面内转动，在O点正上方8m处固定一个定沿轮，绳子通过定惜轮与杆的另一端A相连，用力拉动绳子就可以将杆从水平位置缓慢向上拉起。杆即将离开水平位置时，绳子的拉力为F1，当士兵们把吊桥拉起到与水平而的夹角为30°时，所用的时间是0.5min（忽略绳子重力、滑轮半径和摩擦）。求：
（1）杆即将离开水平位置时，绳子的拉力F1；
（2）士兵们对吊桥所做功的平均功率。
22．（6分）科技小组的同学用长方体泡沫塑料A、三脚架和灯泡等制作了一个如图所示的航标灯模型，模型总重为4N，A底部与浮子B用细绳相连，浮子B重0.5N．水位上升时，浮子B下降；水位下降时，浮子B上升，使航标灯始终竖立在水面。若A静止时排开水的体积保持500cm3不变，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，g取10N/kg。求：
（1）泡沫塑料A受到的浮力；
（2）浮子B体积的大小。

23．（8分）如图甲所示，电源两端电压U总保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。图乙反映了开关闭合后，滑片P从最右端移动到最左端的过程中，ab两端电压U和通过电流I之间的关系图像（图中A、B两点分别对应两端）；图丙反映了滑动变阻器R2消耗的功率P与电流I之间的关系的部分图像。求：
（1）R2的最大阻值R0为多大？
（2）电源两端电压U总为多大？
（3）当R2的功率为120W时，电路消耗的总功率P总可能为多大？


2022年安徽省中考物理模拟试卷
参考答案与试题解析
一、填空题（每空2分，共20分）
1．（2分）杀青是制茶制作中的一个重要环节，它是通过加热使新鲜茶叶中的水分快速 　汽化　（填写物态变化的名称）。
【分析】物质由液态变成气态的现象叫做汽化。
【解答】解：新鲜的茶叶中含有大量的水分，加热可以使新鲜茶叶中的水分温度升高，从而加快蒸发，达到“杀青”的目的，蒸发是汽化的一种方式。
故答案为：汽化。
【点评】本题主要考查学生对物态变化的基本知识的理解和掌握，是中考的热点。
2．（2分）为提升全体市民的防空安全意识，某市每年都要进行防空警报演练，为了使警报声传得更远，应该提高警报声的 　响度　（选填“响度”、“音调”或“音色”）。
【分析】声音的三个特征分别就是：音调、响度、音色，是从不同角度描述声音的，音调指声音的高低，由振动频率决定；响度指声音的强弱或大小，与振幅和距发声体的距离有关；音色反映了声音的品质与特色，是由发声体本身决定的一个特性。
【解答】解：进行防空警报演练，为了使警报声传得更远，应该提高警报声的响度。
故答案为：响度。
【点评】声音的特征有音调、响度、音色；三个特征是从三个不同角度描述声音的，且影响三个特征的因素各不相同。
3．（2分）某图书馆工作人员在整理受潮书籍时，先给书“充电”，使书页上带上同种电荷而自动分开。如果某次“充电”时，书页上都带上了正电荷，则书页的原子核对电子的束缚能力 　弱　（选填“强”或“弱”）。
【分析】摩擦起电的实质是电子的转移，物体原子核对电子的束缚能力强就得到电子带负电，物体原子核对电子的束缚能力弱就失去电子带正电。
【解答】解：书页上都带上了正电荷，说明书页原子核失去电子，则书页的原子核对电子的束缚能力弱。
故答案为：弱。
【点评】本题主要考查了摩擦起电的实质。
4．（2分）小欣家收藏了一架老式照相机，下图是它内部结构简图。取景时，来自景物的光线经过镜头后，再由平面镜OM反射进入人眼；按下快门时，平面镜OM首先绕支点O迅速向上翻起（此时OM可视为杠杆），接着快门开启，胶片曝光。画出取景时平行于主光轴的光线a射入人眼的光路。

【分析】要解答本题需掌握：
①平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后过焦点；
②根据光的反射定律画反射光线。
【解答】解：平行于主光轴的光线，经凸透镜后过焦点，即a光线经凸透镜后过F点，如图所示；
过焦点的光线射到平面镜上，被平面镜反射，射入人眼，如图所示；

【点评】本题考查了光的反射定律、凸透镜成像以及平面镜的应用；解答本题需注意：①光的反射定律：反射光线与入射光线、法线在同一平面内，反射光线、入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角；②物距大于2倍焦距时，成倒立缩小的实像，照相机利用了此原理；③平面镜是利用光的反射原理。
5．（2分）如图所示，回形针处于静止状态，并因处在通电螺线圈所产生的磁场而磁化。由此判断，回形针的上端为 　N　（选填“N”或“S”）极。

【分析】运用安培定则可对螺线管的磁极进行判断；没有磁性的物体在磁场或电流的作用下获得磁性的过程叫磁化；根据磁极间的相互作用知，磁铁将物体磁化成异名磁极。
【解答】解：由安培定则可知，用右手握住螺线管，使四指指向电流的方向，则大拇指所指的上端为通电螺线管的N极，其下端为S极；
回形针因处在通电螺线管所产生的磁场中被磁化，所以回形针被通电螺线管吸引，根据异名磁极相互吸引可知回形针的上端为N极。
故答案为：N。
【点评】本题考查了磁极方向的判断等，注意通电螺线管的磁极极性与电流的方向和线圈的绕法有关。
6．（2分）一个重200N的物体在水平拉力作用下匀速前进了20m，拉力撤销后，物体由于惯性又前进了5m。若拉力做的功为500J，则拉力的大小为 　25　N。
【分析】做功的两个必要因素是：作用在物体上的力；在力的方向上通过的距离；
不做功的三种情况：
（1）物体受力，但物体没有在力的方向上通过距离，此情况叫“劳而无功”；
（2）物体移动了一段距离，但在此运动方向上没有受到力的作用（如物体因惯性而运动），此情况叫“不劳无功”；
（3）物体既受到力，又通过一段距离，但两者方向互相垂直（如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动），此情况叫“垂直无功”；
根据W＝Fs，知道W和s可以求F。
【解答】解：已知物体在水平拉力作用下匀速前进了20m，此过程中拉力对物体是做功的；
拉力撤销后，物体由于惯性又前进了5m，此过程中拉力对物体没有做功；
已知，拉力做的功为500J，根据W＝Fs，则：
F=Ws=500J20m=25N。
故答案为：25。
【点评】本题考查了功的计算公式的应用、对不做功的情况的判断，属于基础题。
7．（2分）现有足够多的温度为20℃的冷水和温度为100℃的沸水，需要得到40℃的温水，则所需冷水和沸水的质量之比为 　3：1　（不考虑热量的散失）。
【分析】设冷水的质量为m1，沸水的质量为m2，已知沸水的初温和末温，利用放热公式表示出热水放出的热量；
又知道冷水的初温和末温，利用吸热公式表示出冷水吸收的热量，不考虑热量散失，根据热平衡方程求出冷水和沸水的质量之比。
【解答】解：设冷水的质量为m1，沸水的质量为m2，
冷水吸收的热量Q吸＝cm1（t﹣t01），
沸水放出的热量Q放＝cm2（t02﹣t），
不考虑热量散失，则Q吸＝Q放，所以cm1（t﹣t01）＝cm2（t02﹣t），
则所需冷水和沸水的质量之比：m1m2=t02−tt−t01=100℃−40℃40℃−20℃=31。
故答案为：3：1。
【点评】此题主要考查的是学生对热量计算公式和热平衡方程的理解和掌握，利用好热平衡方程Q吸＝Q放是本题的关键，虽难度不大，但要注意掌握解题技巧。
8．（2分）高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷的直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置，钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣。若5s内坠砣串下降了40cm，则输电线A端向左移动的速度为 　0.04　m/s（不考虑钢绳的热胀冷缩）。

【分析】根据坠砣串下降高度h＝2sA，可求输电线A端向左移动的距离，然后利用速度公式可求得电线A端向左移动速度。
【解答】解：
图中坠砣挂在钢绳的自由端，则坠砣串下降高度h＝2sA，
则输电线A端向左移动的距离：
sA=12h=12×40cm＝20cm＝0.2m。
A端向左移动速度v=sAt=0.2m5s=0.04m/s。
故答案为：0.04。
【点评】本题考查了水平使用滑轮组时拉力端移动距离与物体升高高度的关系，注意与竖直使用滑轮组的区别。
9．（2分）如图所示，图甲是通过小灯泡L的电流随其两端电压变化的关系图像。现将小灯泡L与电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合开关S，小灯泡的实际功率为0.6W，再闭合开关S1，电流表的示数为0.5A，则电阻R消耗的电功率为 　0.9　W。

【分析】（1）只闭合开关S时，电路为L的简单电路，根据图甲、灯泡的实际功率为0.6W以及P＝UI得出此时电路电流以及电源电压；
（2）再闭合S1后，电阻和灯泡并联，电流表测量干路电流，根据通过灯的电流不变和并联电路电流规律可求出通过R的电流，根据P＝UI可求出电阻R消耗的电功率。
【解答】解：只闭合S时，电路为L的简单电路，电流表测电路中的电流，
由图像可知，当UL＝3V，IL＝0.2A时，灯泡的实际功率：PL＝ULIL＝3V×0.2A＝0.6W，
则电源的电压U＝UL＝3V；
再闭合S1后，R与L并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，通过灯泡的电流不变，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R的电流：IR＝I﹣IL＝0.5A﹣0.2A＝0.3A，
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，电阻R消耗的电功率：
PR＝UIR＝3V×0.3A＝0.9W。
故答案为：0.9。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据图像读出灯泡功率为0.6W时的电流和电压值。
10．（2分）甲为木块，乙、丙是体积相同的两种物质构成的物体，丙物体放在甲木块上，乙物体用细绳系在甲木块下，两种方法都使漂浮在水面上甲的木块恰好完全浸没（上表面刚好没入水中），丙物体的密度是2×103kg/m3，则乙物质的密度是 　3×103　kg/m3（g取10N/kg）。

【分析】由图可知木块甲和乙悬浮在水中，根据悬浮条件表示出受到的浮力；
当将丙置于木块甲之上，静止时木块上表面刚好和水面齐平，根据漂浮条件求出受到的浮力；联立两式即可求解。
【解答】解：由图可知木块甲和乙悬浮在水中，所以V排1＝V甲+V乙，
根据悬浮条件可得：
F浮1＝G总1＝G甲+G乙，
根据F浮＝ρ水gV排和G＝mg＝ρgV可得：
ρ水gV排1＝ρ水g（V甲+V乙）＝ρ甲gV甲+ρ乙gV乙
即ρ水g（V甲+V乙）＝ρ甲gV甲+ρ乙gV乙……①
当将丙置于木块甲之上，静止时木块上表面刚好和水面齐平，所以V排2＝V甲，
根据漂浮条件可得：
F浮2＝G总2＝G甲+G丙，
所以ρ水gV排2＝ρ水gV甲＝ρ甲gV甲+ρ丙gV丙，
因为V乙＝V丙，
所以ρ水gV甲＝ρ甲gV甲+ρ丙gV乙……②
由①②解得：
ρ乙＝ρ水+ρ丙＝1.0×103kg/m3+2×103kg/m3＝3×103kg/m3。
故答案为：3×103。
【点评】本题考查了阿基米德原理和物体浮沉条件的应用，灵活应用相关公式是关键。
二、选择题（本大题包括7小题，每小题2分，共14分。每小题的4个选项中只有1个选项是符合题意的）
11．（2分）下列物理现象中，分析正确的是（　　）
A．推土机的推土铲刃做得锋利，是通过增大受力面积来增大压强的
B．一艘轮船从河里驶入海里，要上浮一些，但所受浮力不变
C．用高压锅炖肉熟的透是因为增大了锅内大气压
D．汽车在行驶过程中车窗打开，窗帘总是往外飘是因为窗外空气流速大，压强大
【分析】（1）增大压强的方法：①在受力面积一定时，增大压力，②在压力一定时，减小受力面积；
（2）在海里和河里，轮船都漂浮，受到的浮力都等于轮船受到的重力，根据漂浮条件得出受到浮力的大小关系；
（3）大气压和高度有关，随高度的增加而减小；液体的沸点与气压有关；
（4）对于流体来说，流速大的位置，压强小；流速小的位置，压强大。
【解答】解：A、推土机的推土铲刃做得很锋利，是在压力一定时，减小受力面积来增大压强，故A错误；
B、同一艘轮船，其重力不变，轮船始终漂浮，F浮＝G，由F浮＝ρ水gV排可知，海水的密度大于河水的密度，因此，在浮力不变的情况下，轮船的排水体积要变小，则会上浮一些，故B正确；
C、用高压锅炖肉熟的透是因为增大了锅内气压，使液体的沸点升高，但不是增大外界的大气压，故C错误；
D、汽车在行驶过程中车窗打开时，遮阳的窗帘总是往外飘，因为窗外空气流速大、压强小，故D错误。
故选：B。
【点评】这是一道与生活联系非常密切的物理题，包括增大或减小压强的方法，物体浮沉条件的应用，大气压的认识，流体压强与流速的关系等，要学会学以致用，活学活用，这才是学习物理的真正意义。
12．（2分）竖直固定的薄板右侧放置电磁铁，通电后，左侧小磁针N极转至如图甲所示位置，左侧换成铁块A，则A会靠着薄板悬空静止如图乙所示（　　）

A．甲图电磁铁左端为N极
B．乙图增大电流，A所受的摩擦力不变
C．乙图电流反向，电磁铁会排斥A
D．乙图电源断开，A由于惯性会保持静止
【分析】（1）根据磁极间的相互作用规律分析甲图电磁铁左端的磁极；
（2）根据二力平衡条件分析摩擦力是否改变；
（3）根据磁体的吸铁性分析解答；
（4）根据电源断开后，电磁铁失去磁性分析。
【解答】解：A、根据磁极间的相互作用规律可知，与小磁针的N极相互吸引一端为电磁铁的S极，即甲图电磁铁左端为S极，故A错误；
B、由图乙可知，A会靠着薄板悬空静止，此时A受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力，根据二力平衡的知识可知，此时摩擦力与重力是一对平衡力，摩擦力大小始终与A重力相等，因此增大电流，增强磁性，A所受的摩擦力不变，故B正确；
C、电磁铁吸引铁块A是利用了磁体的吸铁性，与磁场的方向无关，因此乙图电流反向，只会改变磁场的方向，不会影响磁体的吸铁性，故C错误；
D、乙图电源断开后，电磁铁失去磁性，铁块会下落，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查磁极间的相互作用规律、磁体的性质和二力平衡条件的应用，关键是知道铁块被磁体吸引时会被磁化。
13．（2分）如图所示，轻质弹簧一端固定在O点，另一端系一小球，将小球从与悬点O水平且使弹簧长为原长的A点由静止释放，不计空气阻力，在小球由A点摆向最低点B的过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，则在此过程中（　　）

A．小球的机械能守恒
B．小球的机械能减小
C．小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变
D．小球的动能和弹簧的弹性势能之和减小
【分析】由A到B的过程中，整个装置的机械能守恒，通过弹簧的形变量判断弹性势能的变化，通过能量守恒判断小球机械能的变化。
【解答】解：AB、由A到B的过程中，弹簧发生了弹性形变，具有弹性势能，小球的机械能一部分转化为弹簧的弹性势能，所以小球的机械能将减少，故A错误，B正确；
C、根据系统的机械能守恒知，小球的动能、重力势能与弹簧的弹性势能之和不变，而小球的动能增大，则小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和变小，故C错误；
D、只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，即小球的动能、弹簧的弹性势能、小球的重力势能之和不变，小球的重力势能减小，则小球的动能和弹簧的弹性势能之和增大，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了机械能守恒、能量守恒定律，关键要明确研究的对象，知道对单个物体的机械能并不守恒。要知道对于单个物体，除了重力以外的力做功等于物体机械能的变化。
14．（2分）小船在河里顺流而下，速度是6m/s，然后以2m/s的速度逆流返回原地，则来回全程的平均速度为（　　）
A．4m/s B．3m/s C．5m/s D．6m/s
【分析】设顺流和逆流的路程均为s，根据t=sv求出顺流和逆流的时间，总路程和总时间的比值即为全程的平均速度。
【解答】解：设顺流和逆流的路程均为s，由v=st可得，顺流的时间：
t1=sv1，t2=sv2，
该小船跑完全程的平均速度：
v=2st1+t2=2ssv1+sv2=2v1v2v1+v2=2×6m/s×2m/s6m/s+2m/s=3m/s。故B正确。
故选：B。
【点评】本题考查了平均速度的计算，关键是知道平均速度等于总路程和总时间的比值。
15．（2分）某同学在做“用滑动变阻器改变电流”的实验时，连接如图所示的电路，将滑动变阻器的滑片移动到最大阻值处，闭合开关S，发现小灯不亮，接下来的操作，在以下步骤中最合理的是（　　）

A．断开开关，更换灯泡重新实验
B．断开开关，增加电池的节数重新实验
C．断开开关，拆掉导线重新连接电路
D．观察电流表的示数是否为零，移动滑片，判断电路是否断路，灯泡是否发光
【分析】电路中各元件串联连接，当滑动变阻器阻值最大时，灯泡不亮，可能的原因有电路电流太小、存在断路或灯泡被短路等，但最有可能的原因是电路电流太小；所以，最合理的操作是先根据电流表有无示数检测电路的故障，然后根据故障问题进行处理。
【解答】解：
A、灯泡不亮，可能是电路发生了短路，换用其他的灯泡，灯泡同样不发光，故A错误；
B、如果灯丝断了或导线发生断路，增加电池的节数，灯泡仍然不亮，故B错误。
C、如果灯丝断了或导线发生断路，拆掉导线重新连接电路，灯泡仍然不亮，故C错误；
D、闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器阻值应调至最大，闭合开关后，由于总电阻较大，电路中的电流较小，灯泡的实际功率较小，可能不发光，所以接下来的操作是：开关闭合，观察电流表的示数是否为零，移动滑片，观察灯泡的亮度是否改变，D正确。
故选：D。
【点评】本题主要考查用电流表检测电路故障，会根据电流表示数判断电路的故障，并能够对故障进行处理。
16．（2分）小明同学按照如图所示的电路“研究串联电路中电流、电压的特点”，当开关闭合时，灯L1亮，灯L2不亮，电流表和电压表均有示数。则故障原因可能是（　　）

A．L1断路 B．L1短路 C．L2断路 D．L2短路
【分析】（1）首先分析电路的连接方式为串联，电流表测电路电流，电压表测量灯L1的电压；
（2）根据灯泡的亮度变化和电流表、电压表示数的情况分析电路的故障。
【解答】解：串联电路中一灯亮一灯不亮，则可能不亮的灯泡短路了，即L2短路，电流表有示数，说明电路故障不可能是断路；电压表有示数，说明电压表所测部分没有短路，综合判断，所以是L2短路。
故选：D。
【点评】本题利用了串联电路的电流特点分析电路故障。灯亮说明是通路，而串联的一灯不亮，说明它短路。
17．（2分）如图甲所示的电路，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关，滑片P从一端滑到另一端的过程中，电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A．R0阻值为10Ω
B．电源电压为6V
C．电路消耗的最大功率为3.6W
D．滑片打到中点时，R的功率最大为1.6W
【分析】由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）读出图中滑动变阻器的电阻和其两端的电压，根据欧姆定律算出其电阻，根据电源电压相等列等式算出定值电阻的阻值，进而求出电源电压；
（2）当滑动变阻器的电阻为零时电路消耗的功率最大；
（3）R0与R串联接入电路，电路的总功率等于各部分功率之和，则R的功率为：PR＝P﹣P0，代入数据结合抛物线的性质可知当电路为多少时R的功率最大，根据欧姆定律计算此时电路的总电阻，根据串联电路电阻规律计算滑动变阻器接入电路的电阻，进一步判断此时滑片的位置。
【解答】解：由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）由图2可知，当滑动变阻器的电阻为5Ω时，其两端的电压为3V，通过电路的电流为：I1=U1R1=3V5Ω=0.6A，
串联电路总电压等于各部分电压之和，则电源电压为：U＝U1+I1R0＝3V+0.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；
滑动变阻器的电阻为10Ω时，其两端的电压为4V，通过电路的电流为：I2=U2R2=4V10Ω=0.4A，
则电源电压为：U＝U2+I2R0＝4V+0.4A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②；
联立①②得，R0＝5Ω，U＝3V+0.6A×5Ω＝6V，故A错误，B正确；
（2）当滑动变阻器的电阻为零时电路消耗的功率最大，电路消耗的最大功率为P=U2R0=(6V)25Ω=7.2W，故C错误；
（3）R0与R串联接入电路，电路的总功率等于各部分功率之和，则R的功率为：PR＝P﹣P0＝UI﹣I2R0，
即PR＝6V×I﹣I2×5Ω，由抛物线的性质可知当I=6V−2×−5Ω=0.6A时，R的功率最大，此时电路的总电阻：R总=UI=6V0.6A=10Ω，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则滑动变阻器接入电路的电阻为：R3＝R总﹣R0＝10Ω﹣5Ω＝5Ω，
由图可知滑动变阻器的最大阻值为20Ω，则此时滑动变阻器的滑片不在中点，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了电路的动态分析和欧姆定律的应用，从图像中获取有用的信息是关键。
三、实验题（第18小题4分，第19小题4分，第20小题8分，共16分）
18．（4分）为了测量一块形状不规则石块的体积，某同学进行了以下实验：
（1）调节天平平衡后，空烧杯放左盘，当右盘中所放砝码和游码在标尺上的位置如图所示时，天平横梁再次在水平位置平衡，空烧杯质量为　74　g。然后他将50mL自来水倒入空烧杯中，称得烧杯和自来水的总质量为125g。
（2）在石块上系一细绳，手提细绳将石块浸没在天平左盘上烧杯内的自来水中（石块不接触烧杯，且水未溢出），当天平再次平衡时，右盘中砝码总质量和游码所示质量之和为186.2g，结合本题中自来水的密度，可得矿石的体积为　60　cm3。

【分析】（1）使用天平测量物体质量时，物体质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值；
（2）手提细绳将石块浸没在自来水中，此时天平的示数减去第一次烧杯和自来水的总质量，即为石块排开水的质量，再利用密度公式的变形可求得石块排开水的体积，由于石块瓶浸没，所以V排＝V石块。
【解答】解：（1）由图可知，标尺的刻度值为0.2g，空烧杯质量m杯＝50g+20g+4g＝74g，
（2）自来水的质量为：m自来水＝m总1﹣m杯＝125g﹣74g＝51g，
自来水的体积：V自来水＝50mL＝50cm3，
则自来水的密度：ρ自来水=m自来水V自来水=51g50cm3=1.02g/cm3；
由两次所测数据可知，石块排开水的质量：m排水＝186.2g﹣125g＝61.2g，
由ρ=mV可得，石块排开水的体积：
V排水=m排水ρ自来水=61.2g1.02g/cm3=60cm3，
因为石块浸没在自来水中，所以石块的体积：
V石块＝V排水＝60cm3。
故答案为：（1）74；（2）60。
【点评】本题主要考查了天平的使用，既包括质量的测量，也包括利用密度的公式间接测物体的体积，有一定的技巧性。
19．（4分）如图所示是小聪同学设计的“测量斜面机械效率”的实验装置：
（1）每个实验都有需要特别强调的注意事项，如在本实验中，用弹簧测力计拉动木块时，需要注意两点：一是拉力方向要与斜面平行；二是要让物体沿斜面做 　匀速直线　运动。
（2）小聪分别使用等重的木块和小车完成了机械效率的测量，相关数据如下表所示：
次数
物体
物重G/N
拉升高度h/cm
拉力F/N
拉动距离s/cm
机械效率η/%
1
木块
6
10
1.20
100
50
2
小车
6
12
0.75
120

第2次实验中斜面的机械效率为 　80%　；小聪的两次实验对比，可以研究斜面的机械效率与 　摩擦力大小　的关系。

【分析】（1）从实验操作方便的角度考虑，要测量沿斜面的拉力，就要让拉力方向要与斜面平行，且物体做匀速直线运动，因为只有这样，弹簧测力计的示数稳定，测量才够准确；
（2）根据η=W有W总×100%=GℎFs×100%求出第2次实验中斜面的机械效率；
比较两次实验数据中的拉升高度与拉动距离的比值可知斜面坡度关系，分别拉动木块和小车在斜面上做匀速直线运动时，木块受到滑动摩擦力小于小车受到滚动摩擦力，结合减小摩擦力的方法可知，在其它条件都相同时，滚动摩擦力小于滑动摩擦力，据此分析影响斜面机械效率的因素。
【解答】解：（1）“测量斜面机械效率”的实验中，为使弹簧测力计的示数稳定，便于读数，一是拉力方向要与斜面平行；二是要让物体沿斜面做匀速直线运动；
所以应尽量使物体做匀速直线运动；
（2）第2次实验中斜面的机械效率：η=W有W总×100%=GℎFs×100%=6N×12×10−2m0.75N×120×10−2m×100%＝80%；
根据表中实验数据可知，两次实验数据中的拉升高度与拉动距离的比值相等，因此斜面的坡度相同；
由于木块受到滑动摩擦力小于小车受到滚动摩擦力，而在其它条件都相同时，滚动摩擦力小于滑动摩擦力，且第2次实验时的机械效率较大，所以该实验探究斜面的机械效率与摩擦力大小的关系。
故答案为：（1）匀速直线；（2）80%；摩擦力大小。
【点评】本题考查了测量斜面机械效率实验注意事项、机械效率的计算以及分析实验数据得出结论的能力，有一定的难度。
20．（8分）徽徽用图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”，电源电压恒为4.5V，滑动变阻器上标有“30Ω 2A”字样，阻值为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻各一个。

（1）连接电路之前，徽徽检查了电表，并对电表进行调零，将滑动变阻器的滑片应该位于B端，徽徽将5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，移动滑片，发现电流表有示数而电压表无示数，他及时纠正了电路中的故障，记录下此时的电流表示数。
（2）更换20Ω电阻，重复刚才的实验步骤；当徽徽换上30Ω的电阻时，发现无论怎样调节滑动变阻器，都无法使电压表示数为刚才的数值，原因可能是控制电压表的示数的太 　小　（选填“大”或“小”）。
（3）徽徽又将定值电阻替换为灯泡，测出在不同电压下灯泡的电流值，将记录下来的数据描绘成U﹣I图像（如下），实验中发现灯泡电阻随温度升高而增大，则正确的图像为 　A　。

（4）隔壁组的安安同学拿来一个阻值为几千欧的电阻Rx，想让徽徽帮忙测量。用刚才的器材和图甲的电路图 　不能　（选填“能”或“不能”）完成测量。查阅资料，他们发现电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻，找实验室老师要了一个2000Ω的定值电阻R0，设计了图丙的电路图，电源电压恒为4.5V。当S1闭合，S2接1时，电压表示数为3V；当S1闭合，S2接2时，电压表示数为2.5V，则Rx＝　1250　Ω。
【分析】（2）研究电流与电阻关系时，要控制电阻的电压不变；由乙图可知，电压表控制的电压为2V；根据串联电路电压的规律和分压原理求出他应控制电压表的示数不低于多少；
（3）灯的电阻随温度的升高而变大，由欧姆定律，电压增大量大于电流增加量，据此分析；
（4）由欧姆定律，电路的最大电流远小于电流表分度值；
分析开关转换时电路连接，由串联电路电压的规律求出定值电阻与电压表串联时定值电阻的电压，由分压原理得出电压表内阻；
由待测电阻与电压表串联电压表示数，根据串联电路电压的规律求出定值电阻的电压，由分压原理，求出Rx。
【解答】解：（2）研究电流与电阻关系时，要控制电阻的电压不变，由乙图可知，电压表控制的电压为2V；设电压表的示数为UV，当换上最大定值电阻，变阻器阻值最大时，电压表的示数最小，根据串联电路电压的规律和分压原理有：
U−UVUV=R滑大R定大，即4.5V−UVUV=30Ω30Ω，
解得UV＝2.25V，
应控制电压表的示数不低于2.25V；
故当徽徽换上30Ω的电阻时，发现无论怎样调节滑动变阻器，都无法使电压表示数为刚才的数值，原因可能是控制电压表的示数太小；
（3）灯的电阻随温度的升高而变大，不是一个定值，故电流随电压的变化图象不是过原点的直线，B错误；
由图2A知，电压增大量大于电流增加量，如图2所示，由欧姆定律，电阻变大；
由图2C知，电压增大量小于电流增加量，由欧姆定律，电阻变小，C错误；故选A；

（4）电源电压恒为4.5V，隔壁组的安安同学拿来一个阻值为几千欧的电阻Rx，想让徽徽帮忙测量，由欧姆定律，电路的最大电流远小于电流表分度值0.02A，故不能测量出电路的电流大小，不能根据伏安法测电阻大小；
设计了电路图丙，电源电压恒为4.5V，S2接2时，定值电阻与电压表串联，电压表示数为2.5V，由串联电路电压的规律，定值电阻的电压为：U0＝U﹣UV'＝4.5V﹣2.5V＝2V，由分压原理：
UV′U0=RVR0，即2.5V2V=RV2000Ω，
解得RV=2.5V2V×2000Ω＝2500Ω；
S1闭合，S2接1时，待测电阻与电压表串联，电压表示数为3V；由串联电路电压的规律，待测电阻两端的电压为：Ux＝U﹣UV''＝4.5V﹣3V＝1.5V，由分压原理：
UxUV″=RxRV，即1.5V3V=Rx2500Ω，
解得Rx=1.5V3V×2500Ω＝1250Ω。
故答案为：（2）小；（3）A；（4）不能；1250。
【点评】本题探究“电流与电阻的关系”，考查控制变量法、欧姆定律的运用和设计方案测电阻的能力。
四、计算与推导题（第21小题6分，第22小题6分，第23小题8分，共20分；解答要有必要的公式和解答过程，只有最后答案的不能得分）
21．（6分）古代护城河上有座吊桥，它的结构原理如图所示。把桥面看成是长为8m，所受重力为1500N的均匀杆OA，可以绕转轴O点在竖直平面内转动，在O点正上方8m处固定一个定沿轮，绳子通过定惜轮与杆的另一端A相连，用力拉动绳子就可以将杆从水平位置缓慢向上拉起。杆即将离开水平位置时，绳子的拉力为F1，当士兵们把吊桥拉起到与水平而的夹角为30°时，所用的时间是0.5min（忽略绳子重力、滑轮半径和摩擦）。求：
（1）杆即将离开水平位置时，绳子的拉力F1；
（2）士兵们对吊桥所做功的平均功率。
【分析】（1）画出杠杆模型图，确定杠杆即将离开水平位置时的动力臂和阻力臂，然后结合利用杠杆的平衡条件求出F1的大小；
（2）由于不计绳重和摩擦，士兵对吊桥做的功即为克服桥重做的功，那么求出桥重心提升的高度，利用W＝Gh即可得出士兵做功的多少，然后根据功率公式P=Wt即可得出答案。
【解答】解：（1）杆即将离开水平位置，如图，

AE＝OE，OA＝OD，
由勾股定理可得，（OE）2+（AE）2＝（OA）2，即：2OE2＝OA2＝（8m）2，
解得：OE＝42m，
由杠杆平衡条件可得：F1×OE＝G×OB，
则绳子的拉力为：F1=G×OBOE=1500N×8m242=7502N；
（2）士兵们把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°的过程中，桥的重心升高的距离为：
h=12OA•sin30°=12×8m×12=2m；
克服重力做的功为：W＝Gh＝1500N×2m＝3000J；
由于不计绳重和摩擦，士兵做的功即为克服桥重做的功，
那么其平均功率为：P=Wt=3000J0.5×60s=100W。
答：（1）杆即将离开水平位置时，绳子的拉力F1为7502N；
（2）士兵们对吊桥所做功的平均功率为100W。
【点评】本题考查了学生对功的公式、功率的公式、杠杆平衡条件的掌握和运用，知识点多，属于难题。
22．（6分）科技小组的同学用长方体泡沫塑料A、三脚架和灯泡等制作了一个如图所示的航标灯模型，模型总重为4N，A底部与浮子B用细绳相连，浮子B重0.5N．水位上升时，浮子B下降；水位下降时，浮子B上升，使航标灯始终竖立在水面。若A静止时排开水的体积保持500cm3不变，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，g取10N/kg。求：
（1）泡沫塑料A受到的浮力；
（2）浮子B体积的大小。

【分析】（1）知道A静止时排开水的体积，根据F浮＝ρ液gV排求出泡沫塑料A受到的浮力；
（2）泡沫塑料A受到的浮力减去自身的重力即为绳子对航标灯的拉力，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，同一根绳子的拉力相等，浮子受到的浮力等于绳子的拉力加上自身的重力，根据F浮＝ρ液gV排求出浮子B的体积。
【解答】解：（1）泡沫塑料A受到的浮力：
F浮A＝ρ水gV排A＝1.0×103kg/m3×10N/kg×500×10﹣6m3＝5N；
（2）绳子对航标灯的拉力：
F拉＝F浮A﹣GA＝5N﹣4N＝1N，
不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，则同一根绳子的拉力相等，
浮子受到的浮力：
F浮B＝F拉+GB＝1N+0.5N＝1.5N，
浮子B的体积：
VB＝V排B=F浮Bρ水g=1.5N1.0×103kg/m3×10N/kg=1.5×10﹣4m3。
答：（1）泡沫塑料A受到的浮力为5N；
（2）浮子B体积的大小为1.5×10﹣4m3。
【点评】本题考查了阿基米德原理的应用，要注意物体浸没时排开液体的体积等于自身的体积以及同一根绳子的拉力相等。
23．（8分）如图甲所示，电源两端电压U总保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。图乙反映了开关闭合后，滑片P从最右端移动到最左端的过程中，ab两端电压U和通过电流I之间的关系图像（图中A、B两点分别对应两端）；图丙反映了滑动变阻器R2消耗的功率P与电流I之间的关系的部分图像。求：
（1）R2的最大阻值R0为多大？
（2）电源两端电压U总为多大？
（3）当R2的功率为120W时，电路消耗的总功率P总可能为多大？

【分析】（1）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，根据图乙读出电流和电压，根据欧姆定律求出R2的最大阻值；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压；当滑动变阻器阻值为0时，电流中的电流最大，根据乙图读出电路中的电流，根据欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R1的阻值，进一步求出电源的电压；
（3）由丙图可知，当R2的功率为120W时的电流，根据P＝UI求出电路消耗的总功率；由乙图读出R2的功率为120W时的电流，再根据P＝UI求出电路消耗的总功率，然后得出答案。
【解答】解：（1）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，
由乙图中A点可知，电流的最小值I1＝2A，此时R2两端电压U1＝40V，
由I=UR可得，R2的最大阻值：
R0=U1I1=40V2A=20Ω；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U总＝I1R1+U1＝2A×R1+40V，
当滑动变阻器阻值为0时，电流中的电流最大，由乙图中B点可知最大值I2＝10A，
则电源的电压：
U总＝I2R1＝10A×R1，
因电源的电压不变，
所以，2A×R1+40V＝10A×R1，
解得：R1＝5Ω，
电源电压U总＝I2R1＝10A×5Ω＝50V；
（3）由丙图可知，当R2的功率为120W时，电路中的电流I＝4A，
则电路消耗的总功率：
P总＝U总I＝50V×4A＝200W；
由乙图可知，当ab两端电压U2＝20V时电路中的电流I′＝6A，
P2＝U2I′＝20V×6A＝120W，
此时电路消耗的总功率：
P总′＝U总I′＝50V×6A＝300W，
所以，电路消耗的总功率P总可能为200W或300W。
答：（1）R2的最大阻值R0为20Ω；
（2）电源两端电压U总为50V；
（3）当R2的功率为120W时，电路消耗的总功率P总可能为200W，也可能为300W。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，从图像中获取有用的信息是关键。