广西北部湾地区2022年中考物理试卷解析版

这是一份广西北部湾地区2022年中考物理试卷解析版，共20页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，简答题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1．下列物理学家中，以其名字命名力的单位的是（ ）
A．牛顿B．瓦特C．帕斯卡D．焦耳
【答案】A
【知识点】力的概念及单位
【解析】【解答】A．牛顿是力的单位，A符合题意；
B．瓦特是功率的单位，B不符合题意；
C．帕斯卡是压强的单位，C不符合题意；
D．焦耳是功和热量的单位，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】在国际单位中，力的单位是牛顿。
2．如图所示的光现象中，由于光沿直线传播形成的是（ ）
A．墙上手影B．水中倒影
C．水中“折筷”D．海市蜃楼
【答案】A
【知识点】光的直线传播及其应用
【解析】【解答】A．墙上的手影是由于光的直线传播在经过手所在位置时，被手遮挡形成的，A符合题意；
B．水中倒影是由于光的反射形成的，B不符合题意；
C．水中的“折筷”是由于光的折射形成的，C不符合题意；
D．海市蜃楼是由于光的折射形成的，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】影子是光沿直线传播形成的。
3．声纹锁可以通过识别人的声音进行解锁，是根据每个人的声音具有不同的（ ）
A．音调B．音色C．响度D．声速
【答案】B
【知识点】音色
【解析】【解答】因为每个人的声带结构不同，所以发出声音的音色就会不同，因此声纹锁可以根据音色来识别人的声音进行解锁，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】不同发声体的音色不同，是辨别发声体的依据。
4．自然现象中蕴含着丰富的物理知识。图中属于凝固的是（ ）
A．冰雪消融B．露珠形成
C．滴水成冰D．雾凇结枝
【答案】C
【知识点】凝固与凝固放热特点
【解析】【解答】A．冰雪消融是固态的冰雪变成液态的水，是熔化现象，A不符合题意；
B．露珠是水蒸气遇冷变成液体的水，是液化现象，B不符合题意；
C．滴水成冰是液态的水变成固态的冰，是凝固现象，C符合题意；
D．雾凇是固态的小冰晶，是水蒸气遇冷直接变成的，是凝华现象，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】液体变为固体，是凝固现象。
5．迄今为止，广西新能源汽车保有量突破30万辆，仅2022年4月，全区建成投运的公用充电桩共2140个。关于充电桩及其使用，符合安全用电的是（ ）
A．不用安装漏电保护器
B．在未断开电源的情况下进行检修
C．充电桩的金属外壳与大地相连
D．充电插头的绝缘层破损后仍继续使用
【答案】C
【知识点】家庭电路的连接；安全用电原则
【解析】【解答】A．每个充电桩在安装时，都要装漏电保护器，电路漏电时，漏电保护器能切断电源，起到保护作用，A不符合题意；
B．在检修充电桩时，必须要断开电源，不能带电工作，否则会有触电风险，B不符合题意；
C．充电桩在安装时，要使用三角插头，使用时金属外壳接地，防止外壳漏电，发生触电事故，C符合题意；
D．充电插头的绝缘层破损后应及时更换，若继续使用，会有触电风险，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】有金属外壳的用电器，外壳要接地；修电器时，先断开电源。
6．2022年5月31日，我国自主研制的大型两栖飞机——“鲲龙”AG600在广东珠海首飞成功。返航时，飞机在减速下降过程中（ ）
A．动能增大，重力势能减小B．动能减小，机械能不变
C．动能增大，重力势能增大D．动能减小，机械能减小
【答案】D
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】飞机在减速下降过程中，质量不变，速度减小，动能减小；质量不变，高度变小，重力势能减小，则飞机的机械能减小，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】质量一定时，速度减小，动能减小；高度减小，重力势能减小。
7．如图所示，通电螺线管周围存在磁场，M是某一磁感线上的一点，小磁针静止在磁场中，则M点的磁场方向及小磁针的左端极性分别是（ ）
A．向左 N极B．向右 N极
C．向左 S极D．向右 S极
【答案】B
【知识点】通电螺线管的磁场；安培定则
【解析】【解答】由图可知，螺线管的左端为N极，由于磁体周围的磁感线是从N极出发，回到S极，所以M点的磁感线向右；螺线管的右端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，小磁针的左端为N极，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】磁体的磁场方向从北极回到南极；根据磁极间的作用判断小磁针的磁极。
8．看似“轻”的空气，却有很大作用。以下事例中，利用流体压强与流速关系的是（ ）
A．塑料吸盘“吸”在光滑的墙上
B．我们交谈的声音是通过空气传播
C．茶壶盖上开小孔便于把水倒出
D．飞机机翼设计成上表面弯曲，下表面较平
【答案】D
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】A．使用塑料吸盘时，先挤出里边的空气，使其内部的气体压强减小，在外界大气压的作用下，吸盘被压在了光滑的墙面上，利用的是大气压，A不符合题意；
B．我们交谈的声音是通过空气传播，因为空气能够传声，B不符合题意；
C．茶壶盖上开小孔，是为了使水壶内外的气压相等，然后在水的重力的作用下，水可以更容易倒出，利用了大气压，C不符合题意；
D．飞机机翼设计成上表面弯曲，下表面较平，所以在机翼上方的空气流速快，压强小，在机翼下方的空气流速慢，压强大，从而形成向上的压强差，从而产生向上的升力，利用了液体压强大小与流速的关系，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】流体在流速大的地方压强小；凸起的位置流速大。
9．在“探究电流与电压的关系”实验中，采用图像法得到如图所示的I－U图像，由图可知，电阻R一定时，通过导体的电流与导体两端的电压的关系及R的阻值分别是（ ）
A．成正比，R＝10ΩB．成正比，R＝1Ω
C．成反比，R＝10ΩD．成反比，R＝1Ω
【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【解答】由图所示的I－U图像是一条过原点的直线，所以当电阻R一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；当电压为2V时，电流为0.2A，根据欧姆定律I=UR可得R的阻值为R=UI=2V0.2A=10Ω
A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据电压和电流的比值， 计算电阻；定值电阻的电流和电压成正比。
10．如图所示的各种工具，正常使用时省力的是（ ）
A．定滑轮B．动滑轮
C．筷子D．船桨
【答案】B
【知识点】杠杆的分类；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A．定滑轮的实质是等臂杠杆，使用时既不省力，也不省距离，A不符合题意；
B．动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，若不计轮重和摩擦，可以省一半的力，B符合题意；
C．筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，C不符合题意；
D．船桨在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】定滑轮可以改变力的方向；动滑轮可以省力；筷子和船桨是费力杠杆。
11．2022年2月，中国女足在亚洲杯决赛中顽强拼搏，勇夺冠军。图是女足队员正在比赛的情景，下列说法不正确的是（ ）
A．脚对球施加力的同时球也对脚施加力的作用
B．脚将球踢出，说明力可以改变物体的运动状态
C．足球在空中飞行时相对于地面是运动的
D．向前运动的足球，若受到的力都消失，它将静止
【答案】D
【知识点】物体运动状态的变化；惯性及其现象
【解析】【解答】A．由于力的作用是相互的，所以脚对球施加力的同时球也对脚施加力的作用，A正确，不符合题意；
B．脚将球踢出，球由静止变为运动，所以力的作用效果是改变物体的运动状态，B正确，不不符合题意；
C．足球在空中飞行时，相对于路面位置在变化，所以相对于地面是运动的，C正确，不不符合题意；
D．根据牛顿第一定律可知，向前运动的足球，若受到的力都消失，它将以力消失时的速度做匀速直线运动，D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】物体间力的作用是相互的；力可以改变物体的运动状态；运动的物体不受力，做匀速直线运动。
12．北京冬奥会期间，某“网红”智慧餐厅从厨师到服务员均是机器人，接到指令后，机器人内部的电动机会驱动其底部的轮子将美食送到指定位置。图中与机器人驱动原理相同的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【知识点】通电直导线周围的磁场；磁场对通电导线的作用；电磁感应
【解析】【解答】机器人的jnws利用的是通电导体在磁场中受力运动，相当于电动机原理。
A．图中导体中有电流通过时，磁针发生偏转，表明通电导体的周围存在磁场，是电流的磁效应，A不符合题意；
B．图中是电磁继电器，利用的是电流的磁效应，B不符合题意；
C．图中探究的就是通电导体在磁场中受力运动，属于电动机原理，C符合题意；
D．图中导体做切割磁感线运动时，感应电表发生偏转，表明产生了感应电流，探究的是电磁感应现象，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】电动机的工作原理是磁场对电流的作用。
13．如图所示，验电器M不带电、N带负电，用带有绝缘柄的金属棒将它们的金属球连接起来，发现验电器M的金属箔片张开。下列说法正确的是（ ）
A．M带上了正电
B．N的金属箔片张角变大
C．金属棒中电流的方向由M向N
D．用手触摸金属棒，M、N的金属箔片张角不变
【答案】C
【知识点】验电器的原理及使用；电流的方向
【解析】【解答】A．M、N的金属球通过金属棒连接后，带负电的N的电荷经过金属棒流向M，使M带上负电荷，A不符合题意；
B．根据电荷守恒定律可知，M、N上的总电荷量不变，因为M从不带电到带电，从而使N的电荷量减少，所以验电器N的金属箔片张角变小，B不符合题意；
C．在金属棒中负电荷由N流向M，相当于正电荷由M流向N，我们规定电流的方向是正电荷的移动方向，所以金属棒中电流的方向由M向N，C符合题意；
D．用手触摸金属棒，使负电荷通过人体流向大地，导致M、N上的总电荷量减少，所以M、N的金属箔片张角变小，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】验电器的工作原理是同种电荷相互排斥；电流的方向和电子的定向移动方向相反。
14．2022年6月5日，长征二号F遥十四运载火箭搭载神舟十四号载人飞船成功发射升空。关于运载火箭发射升空时涉及的物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．使用的燃料热值较小
B．大量“白气”涌向四周是扩散现象
C．燃料燃烧时将内能转化为化学能
D．燃气主要通过热传递使周围的空气内能增大
【答案】D
【知识点】热传递改变物体内能；燃料的热值；分子热运动
【解析】【解答】A．运载火箭的燃料一般选择热值比较大的，这样在燃烧相同质量的燃料时，可以释放更多的热量，A不符合题意；
B．“白气”属于水蒸气遇冷液化的小水珠，而扩散是分子彼此进入对方的现象，所以大量“白气”涌向四周不是扩散现象，B不符合题意；
C．火箭发射升空时，首先燃烧燃料，将燃料的化学能转化为燃气的内能，C不符合题意；
D．喷出燃气时，会释放大量热量，主要通过热传递使周围的空气内能增大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】燃料的热值是燃料的特性，“白气”运动不是扩散现象；温度不同的物体间通过热传递改变内能。
15．如图所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数变大，灯泡变暗B．电流表示数变小，灯泡变亮
C．电压表示数变大，灯泡变暗D．电压表示数变小，灯泡变亮
【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，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。当滑动变阻器的滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，串联电路中的总电阻增大，根据I=UR可知，电路中的电流增大，即电流表示数增大；根据串联正比分压可知，滑动变阻器两端的电压变大，即电压表示数增大；由于电源电压不变，滑动变阻器两端的电压变大，所以小灯泡两端的电压变小，通过小灯泡的电流变小，根据P=UI可知，小灯泡的实际功率减小，灯泡变暗。综上可知，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】在串联电路中，电阻变大，分压变大，电流减小。
16．在“天宫课堂”中，航天员王亚平展示了“浮力消失”的实验。在中国空间站微重力环境中，她用吸管把乒乓球轻轻压入水中，取出吸管后，观察到乒乓球静止不动，如图甲所示。在中国科技馆的同学们做了同样的实验，乒乓球却迅速上浮直至漂浮，如图乙所示。下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中，乒乓球的质量为零
B．图甲中，水所受的重力几乎为零，因此“浮力消失”
C．图乙中，乒乓球上浮时所受的浮力小于所受的重力
D．图乙中，乒乓球上浮时水对容器底部的压强变大
【答案】B
【知识点】重力及其大小的计算；液体压强的特点；浮力及其产生原因
【解析】【解答】A．质量是物体所含物质的多少，跟物体所处的位置无关，所以乒乓球在太空时的质量不变，A不符合题意；
B．在微重力的环境下，水受到的重力几乎为零，由于此时乒乓球静止不动，即处于平衡状态，所以此时乒乓球所受浮力等于重力，也几乎为零，即浮力消失，B符合题意；
C．由题意可知，乒乓球迅速上浮，说明乒乓球所受的合外力不为零，且方向向上，即此时乒乓球所受浮力大于其所受重力，C不符合题意；
D．乒乓球在上浮过程中，还没露出水面前，V排不变，即此时容器内液面的高度不变，根据液压公式p=ρgh可知，此时水对容器底部的压强不变；当乒乓球逐渐露出水面后，V排变小，即此时容器内液面的高度下降，根据液压公式p=ρgh可知，此时水对容器底部的压强变小，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】太空中物体不受重力，进入液体中的物体不受浮力，液体压强和液体的密度有关，和深度有关。
二、填空题
17．为了推进农业机械智能化，某科技团队研发了5G智能电动拖拉机，它可以通过 （选填“电磁波”或“超声波”）传递云端网络信息实现无人驾驶。拖拉机行驶时消耗的电能是 次能源。
【答案】电磁波；二
【知识点】能源及其分类；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】5G智能电动拖拉机是利用电磁波，将信息传递云端网络，实现无人驾驶传递的。
一次能源是指从自然界直接获取、没有经过加工的能源，电能是人们消耗一次能源获得的，属于二次能。
【分析】5G技术利用电磁波传递信息；电能是二次能源。
18．在较暗的室内，手持一个凸透镜，在白墙和点燃的蜡烛间移动（离墙近些），在墙上能看到烛焰 （选填“正立”或“倒立”）缩小的像，根据这个原理可制成 （选填“照相机”或“投影仪”）。
【答案】倒立；照相机
【知识点】凸透镜成像的应用；生活中的透镜
【解析】【解答】手持一个凸透镜，在白墙和点燃的蜡烛间移动（离墙近些），此时物距大于像距，若能在墙上成像，则成倒立、缩小的实像。
照相机成的像是倒立、缩小的实像，投影仪成的像是倒立、放大的实像，所以根据这个原理可制成照相机。
【分析】当物体在凸透镜的二倍焦距外时，成倒立缩小的实像，实际应用有照相机。
19．用电器消耗的电能可用电能表计量。如图所示的电能表应接在 V的电路中使用，示数是 kW·h。
【答案】220；2022.6
【知识点】电能表参数的理解
【解析】【解答】由图可知，电能表上的“220V”表示该电能表应该接在220V的电路中使用。
由图可知，根据电能表的读数规则，最后一位是小数，单位是kW·h，所以该电能表的示数是2022.6 kW·h。
【分析】我国家庭电路电压为220V；电能表窗口示数测量消耗的电能。
20．生活中处处有物理。我们在平静的湖边常看到“云在水中飘，鱼在云上游”的美景，其中看到的“鱼”是由于光的 形成的 （选填“实”或“虚”）像；用梳子梳理头发时，有时发现越梳头发越蓬松，这是因为头发带上 种电荷而相互排斥。
【答案】折射；虚；同
【知识点】光的折射现象及其应用；电荷间的相互作用规律
【解析】【解答】水中鱼反射的光线由水射入空气时，在水面处发生折射，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，看到的是鱼的虚像，是由光的折射形成的。
用梳子梳理头发时，有时发现越梳头发越蓬松，说明头发之间相互排斥，根据电荷间的相互作用规律可知，同种电荷相互排斥，所以头发带上同种电荷而相互排斥。
【分析】空气中看水中的物体，是发生折射变浅的虚像；电荷间同种电荷相互排斥。
21．图中，甲、乙为两只相同的电压表或电流表，若断开开关，甲、乙两表示数之比为2：1，通过R1的电流为I1，此时R1与R2 联。更换两表种类，闭合开关，两表均有示数，此时两表均为 表，通过R2的电流为I2，则I1：I2= 。
【答案】并；电压；3∶1
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的基本连接方式
【解析】【解答】由题意可知，若断开开关，两表均有示数，若两表均为电压表，则电路处于断路状态，两表不会有示数，所以两表均为电流表，甲表测通过R1的电流，乙表测通过R2的电流，且甲、乙两表的比值为2∶1，示数不同，所以此时R1与R2并联。
两表原来均为电流表，更换两表种类，所以此时两表均为电压表。
R1与R2并联时，甲表测通过R1的电流，乙表测通过R2的电流，且甲、乙两表的比值为2∶1，因为并联，所以R1、R2两端电压相等，根据欧姆定律可得UR1：UR2=2：1
所以R2=2R1，此时I1=UR1，当两表均为电压表时，闭合开关，两个电阻串联，根据欧姆定律可得通过R2的电流为I2=UR1+R2=U3R1
所以I1：I2=UR1：U3R1=3：1
【分析】各用电器在不同支路，是并联电路；电压表和所测量的位置并联；利用电压和电阻的比值， 计算电流。
22．质量分布均匀的实心正方体甲、乙放在水平地面上，将甲、乙沿水平方向切去高度Δh，剩余部分对地面的压强p与Δh的关系如图所示，已知ρ甲=8×103kg/m3，乙的边长为20cm，则乙的密度是 kg/m3，甲的质量是 kg，图中A点横坐标是 。
【答案】3×103；8；4
【知识点】密度公式及其应用；液体压强的计算；液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】由图可知，当还未沿水平方向切时，乙对地面的压强为6×103Pa，又因为乙是边长为20cm的正方体，且质量分布均匀，根据公式p=ρgh可得乙的密度为
ρ乙=pgh乙=6×103Pa10N/kg×20×10−2m=3×103kg/m3
由图可知，当沿水平方向切去高度Δh=10cm时，甲对地面的压强为0，即可得甲的边长为10cm，所以甲的体积为V=h甲3=（10cm）3=1000cm3=1×10-3m3
根据密度公式ρ=mV可得甲的质量为m=ρ甲V=8×103kg/m3×1×10-3m3=8kg
A点表示，当甲、乙沿水平方向切去相同高度时，对地面的压强也相等，设此时切去相同的高度为x，则根据公式p=ρgh可得等式ρ甲g（h甲-x)=ρ乙g（h乙-x)
即8×103kg/m3×10N/kg×(0.1m−x)=3×103kg/m3×10N/kg×(0.2m−x)
解得x=0.04m=4cm
所以图中A点横坐标是4。
【分析】根据液体密度和深度，可以计算液体的密度大小；根据密度和体积的乘积计算质量；根据压强的关系，结合已知的密度和深度，计算未知的深度大小。
三、作图题
23．请在图中画出冰墩墩所受重力的示意图（O点为重心）。
​​
【答案】解：如图所示
​​
【知识点】重力示意图
【解析】【解答】重力的方向是竖直向下的，作用点为O点，故过O竖直向下作线段，在线段的末尾标箭头表示重力的方向，并标出G，作图如下
​​
【分析】物体受到的重力竖直向下。
24．请在图中画出入射光线通过透镜后的折射光线。
【答案】解：如图所示：
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】对于凸透镜，过光心的光线经凸透镜后方向不变；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，如图所示：
【分析】在作凸透镜或凹透镜的光路图时，先确定所给光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
四、简答题
25．勤洗手是良好的卫生习惯。在七步洗手法“内、外、夹、弓、大、立、腕”字诀中，“夹”是指洗掌侧指缝时，掌心相对，双手交叉沿指缝相互揉搓，如图所示。当手指稍用力“夹”时，清洗效果会更好；洗手后为了让手快点干，文明的做法是双手靠拢并朝着洗手池用力甩。请用所学的物理知识分析说明上述两种做法的理由。
【答案】⑴“夹”是指洗掌侧指缝时，掌心相对，双手交叉沿指缝相互揉搓，当手指稍用力“夹”时，增大压力从而增大摩擦力，清洗效果会更好。
⑵双手靠拢并朝着洗手池用力甩，利用水的惯性保持静止，水和手分开，而且双手靠拢，是增大了水的质量，从而增大了水的惯性，水和手更容易分离，手更容易甩干。
【知识点】惯性及其现象；增大或减小摩擦的方法
【解析】【分析】增大压力可以增大摩擦力；惯性是物体保持原有状态的性质。
五、实验题
26．
（1）图甲是某物质熔化时的温度变化曲线，由图可知，该物质属于 （选填“晶体”或“非晶体”），图中A点对应的温度如图乙温度计所示，读数为 ℃；
（2）图丙是“探究平面镜成像的特点”的实验装置，该实验用 分别测量蜡烛和它的像到玻璃板的距离。当蜡烛向玻璃板靠近时，像的大小 （选填“变大”“变小”或“不变”）；
（3）图丁所示，两容器中的电阻丝串联接到电源两端，是为了探究电流产生的热量与 的关系，通电一段时间后， 侧U形管中液面高度的变化较大。
【答案】（1）晶体；49
（2）刻度尺；不变
（3）电阻；右
【知识点】温度及温度计的使用与读数；熔化和凝固的温度—时间图象；探究平面镜成像的特点；焦耳定律
【解析】【解答】（1）由图甲可知，该物质熔化时温度保持不变，所以该物质有固定的熔点，是晶体。
由图乙可知，该温度计分度值为1℃，液柱所在位置的示数为49℃。
（2）探究平面镜成像的特点为了研究像距和物距的关系，用刻度尺分别测量蜡烛和它的像到玻璃板的距离，即为物距和像距；
由平面镜成像规律可知，像与实物大小相等，当蜡烛向玻璃板靠近时，实物大小不变，所以像的大小不变。
（3）由图丁可知，两容器中的电阻丝串联接到电源两端，通过两个电阻丝的电流相等，两个电阻丝的电阻不同，所以可以探究电流产生的热量与电阻的关系；由Q=I2Rt可知，在电流相同下，通电一段时间后，电阻大的右侧产生的热量多，右侧U形管中液面高度的变化较大。
【分析】（1）晶体在熔化时，温度保持不变；根据温度计液柱位置测量温度；
（2）探究平面镜成像规律时，利用刻度尺可以探究像和物体都平面镜的距离；平面镜成像时，像和物体大小相等；
（3）电阻串联时，可以探究电流产生热量和电阻的关系；电流和时间相同时，电阻越大， 产生的热量越多。
27．实验小组的同学利用学过的物理知识测定一块吊坠的密度。
（1）把天平放在水平桌面上，将游码调到标尺左端 处时，发现指针偏向分度盘的左侧，此时应向 调节平衡螺母，使横梁平衡；
（2）将吊坠放在天平左盘中，向右盘中加砝码并调节游码直到横梁平衡。此时，右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示，则吊坠的质量是 g；
（3）往量筒中倒入50mL水，将吊坠浸没在水中，液面位置如图乙所示，则吊坠的密度是 kg/m3；
（4）整理实验器材时发现，使用的砝码有磨损，则测得的密度值偏 ；
（5）实验小组讨论后，不用砝码，只利用天平、两个相同的烧杯、量筒和水也能测出吊坠的密度。请将实验步骤补充完整。
①在两个烧杯中倒入等量的水，分别放在已调平衡的天平的左右盘中如图丙所示；
②将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中（不碰烧杯底），用量筒向右盘的烧杯中加水到A处时横梁平衡，记下加水的体积为V1，如图丁所示；
③ ，用量筒继续向右盘的烧杯中加水，直到横梁平衡，并记下再次加入水的体积为V2；
④吊坠密度的表达式为ρ= 。（用V1、V2、ρ水表示）
【答案】（1）零刻度线；右
（2）32.2
（3）2.3×103
（4）大
（5）将吊坠直接放在左盘烧杯的水中；ρ水(V1+V2)V1
【知识点】密度公式及其应用；固体密度的测量
【解析】【解答】（1）根据托盘天平的使用规则可知，首先把天平放在水平桌面上，然后将游码调到标尺左端零刻度线处，若发现指针偏向分度盘的左侧，说明左侧较重，所以把平衡螺母向右调节，才能使天平平衡。
（2）根据托盘天平的读数规则可知，左盘上物体的质量等于右盘砝码的质量与标尺上游码所表示的示数之和，所以吊坠的质量为
m=20g+10g+2.2g=32.2g
（3）由图可知，该量筒的分度值为2mL，根据液面所在的位置可知，此时量筒的示数为64mL，由题意可知，吊坠的体积等于量筒中水增加的体积，即吊坠的体积为
V=64mL-50mL=14mL=14cm3
根据密度公式ρ=mV可得，该吊坠的密度为ρ吊坠=mV=32.2g14cm3=2.3g/cm3=2.3×103kg/m3
（4）使用的砝码有磨损，会导致测量的质量偏大，根据ρ=mV可知，测得的密度值偏大。
（5）天平是一个等臂杠杆，将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中（不碰烧杯底），用量筒向右盘的烧杯中加水到A处时横梁平衡，记下加水的体积为V1， 此时右侧增加的水的重力等于右侧吊坠所受到的浮力，即F浮=G1，可得ρ水gV排=m1g=ρ水gV1
所以此时V排=V1，又因为吊坠在水中处于浸没状态，所以V吊坠=V排=V1
将吊坠直接放在左盘烧杯的水中，用量筒继续向右盘的烧杯中加水，直到横梁平衡，并记下再次加入水的体积为V2，此时天平两侧的重力大小相等，所以右侧增加的水的重力等于吊坠的重力，即可得吊坠的重力为G吊坠=G2=ρ水g(V1+V2)
所以吊坠的质量为m吊坠=G吊坠g=ρ水g(V1+V2)g=ρ水(V1+V2)
根据密度公式ρ=mV可得，该吊坠的密度为ρ=m吊坠V吊坠=ρ水(V1+V2)V1
【分析】（1）使用天平时，游码归零，平衡螺母左偏右调；
（2）根据天平上砝码和游码的位置，测量质量；
（3）根据量筒液面位置，测量体积；利用质量和体积的比值， 计算密度；
（4）砝码磨损，测量质量偏大，计算的密度偏大；
（5）当物体浸入液体中时，根据排开液体的质量和液体密度的比值， 计算体积；利用物体的质量和体积的比值， 计算密度。
28．在水果中平行插入两片不同金属制成的极板，就组成了一个水果电池，如图所示。物理兴趣小组的同学在课外实践活动中探究影响水果电池电压大小的因素，实验前，他们的部分实验猜想如下：
猜想一：水果电池电压可能与水果的种类有关
猜想二：水果电池电压可能与极板的材料有关
（1）为了验证猜想一和猜想二，在不同水果中插入不同金属制成的极板，并保持两块极板间的距离、极板插入水果的深度不变，分别测出电压，实验记录如下表所示。
①为了验证猜想一，保持 不变，改变水果种类，多次实验后，得出结论：猜想一是 （选填“正确”或“错误”）的；
②分析数据可知，水果电池电压与极板材料有关，表中效果最好的两极板材料是 ；
③图中，与电压表标有“3”字样的接线柱相连的极板是水果电池的 极，若要使电压表指针偏转角度更大，可将多个水果电池 联。
（2）将两极板插入水果更深些，发现电压表示数发生了变化，由此，可以提出一个可探究的科学问题是 ；
（3）兴趣小组的同学将两极板都换成铜片，发现两铜极板间无电压，于是提出一个新的探究问题：水果的电阻是多大？为此，利用一个电源（未知电压）、已知阻值的定值电阻R0、导线、三个开关及原有的电压表进行电路设计，测出此时水果的电阻，请在虚线框内画出可行的电路图。（水果的电阻用“”这样的符号表示）
【答案】（1）极板的材料；正确；铜—锌；正；串
（2）水果电池电压可能与极板与水果的接触面积有关
（3）
【知识点】电压和电压的单位换算；欧姆定律及其应用；伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】（1）①为了验证猜想一：水果电池电压可能与水果的种类有关，需要控制极板的材料不变，仅改变水果种类；由表格数据可知，当两极板材料相同，例如都为铁—锌时，改变水果种类，苹果、菠萝、梨、橙它们组成的水果电池电压都不相同，说明水果电池电压与水果的种类有关，故猜想一是正确的。
②由表格数据可知，当水果的种类相同，例如都为苹果时，由铁—锌、铁—铜、铜—锌极板的材料组成的水果电池电压都不相同，且由铜—锌极板材料制成的水果电池电压最大，所以铜—锌极板材料效果最好。
③由电压表的使用规则可知，电压表“3V”的接线柱接电源的正极；由串联电路电压规律可知，若要增大电源电压，使电压表指针偏转角度更大，可将多个水果电池串联。
（2）将两极板插入水果更深些，极板与水果的接触面积就越大，发现电压表示数发生了变化，可以提出猜想：水果电池电压可能与极板与水果的接触面积有关。
（3）利用一个电源（未知电压）、已知阻值的定值电阻R0、导线、三个开关及原有的电压表进行电路设计，测出此时水果的电阻，设计的电路图如图所示：
当闭合S1S2S3时，水果电阻被短路，为R0的简单电路，电压表测电源电压，此时电压记为U，当只闭合S1S2时，两电阻串联，电压表测R0两端的电压，此时的电压记为U0，由欧姆定律可知，电路中的电流为I=U0R0
由串联电路电压规律可知，水果电池两端的电压为U水果=U−U0
则此时水果的电阻R=U水果I=U−U0U0R0=(U−U0)R0U0
【分析】（1）探究电压大小和水果种类的关系，要保持极板材料相同，根据电压大小判断关系；探究水果电池和极板材料的关系，电压越大，探究效果越好；根据电压表指针的偏转判断正极；多个水果电池串联，电压更大；
（2）水果电池电压可能与极板与水果的接触面积有关；
（3）根据电压表分别测量电阻电阻和总电压的数据，根据电压和电阻的比值计算电流；利用未知电阻的分压和电流的比值， 计算电阻。
六、计算题
29．第十二届中国（南宁）国际园林博览会为打造“智慧园博”，引入纯电动无人驾驶观光车，供市民免费乘坐游览，如图所示。若观光车与乘客总质量为600kg，轮胎与地面的总接触面积为0.02m2，在园内某段平直路面上匀速行驶30m，用时10s，牵引力为2×103N，求：
（1）观光车行驶的速度；
（2）牵引力做的功；
（3）观光车静止在水平地面上时对地面的压强。
【答案】（1）解：观光车在平直路面上匀速行驶30m，用时10s，所以观光车行驶的速度为v=st=30m10s=3m/s
答：观光车行驶的速度3m/s；
（2）解：牵引力为2×103N，行驶的路程为30m，所以牵引力做的功为W=Fs=2×103N×30m=6×104J
答：牵引力做的功为6×104J；
（3）解：观光车与乘客总质量为600kg，静止在水平地面上时对地面的压力为F=G=mg=600kg×10N/kg=6000N
观光车轮胎与地面的总接触面积为0.02m2，所以观光车对地面的压强为p=FS=6000N0.02m2=3×105Pa
答：观光车静止在水平地面上时对地面的压强为3×105Pa。
【知识点】速度公式及其应用；重力及其大小的计算；压强的大小及其计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）利用路程和时间的比值， 计算速度；
（2）根据力和距离的乘积计算做功多少；
（3）根据物体的质量计算重力；根据压力和受力面积的比值，计算压强。
30．善于观察的小明发现，家中的即热式水龙头使用时冬季水温偏低，夏季水温偏高，还发现水龙头标有“220V；2200W”。于是他增加两个相同的发热电阻R、两个指示灯（电阻不计）设计了如图所示的电路进行改进，其中R0为改进前水龙头发热电阻。开关S1可以只与c相连或同时与a、b相连，使其具有两挡工作状态，且冬季与夏季水龙头工作的总电流之比为4∶1。求：
（1）电阻R0的阻值；
（2）改进前，若水龙头的热效率为90%，正常加热100s提供的热量；
（3）改进后，冬季使用时水龙头工作的总电功率。
【答案】（1）解：R0的电阻为R0=U2P额=(220V)22200W=22Ω
答：电阻R0的阻值是22Ω；
（2）解：改进前，正常加热100s消耗的电能W=P额t=2200W×100s=2.2×105J
正常加热100s提供的热量Q=Wη=2.2×105J×90%=1.98×105J
答：改进前，若水龙头的热效率为90%，正常加热100s提供的热量是1.98×105J；
（3）解：由电路图可知，将开关S1与a、b相连时工作的电路元件，R0和R并联，电路的总电阻最小，由P=U2R可知，电路的总功率最大，水龙头处于高温状态；将开关S1与c相连时，R与R0串联，总电阻较大，由P=U2R可知，总功率较小，水龙头处于低温状态；因为冬季与夏季水龙头工作的总电流之比为4∶1，所以两季电流之比I冬I夏=UR+UR0UR+R0=(R+R0)2RR0=(R+22Ω)222Ω×R=41
解方程可得R=22Ω
改进后，冬季使用时水龙头工作的总电流I冬=UR+UR0=220V22Ω+220V22Ω=20A
改进后，冬季使用时水龙头工作的总电功率P总=UI冬=220V×20A=4400W
答：改进后，冬季使用时水龙头工作的总电功率是4400W。
【知识点】并联电路的电流规律；电功的计算；电功率的计算；电功与热量的综合计算
【解析】【分析】（1）根据电压和电功率，可以计算电阻大小；
（2）根据电功率和时间的乘积计算消耗的电能；结合电能的利用率计算吸收的热量；
（3）根据电压和电阻的比值计算电流；根据并联电路电流规律计算总电流；根据电压和电流的乘积计算电功率。
31．某学习小组在完成压强知识的学习后，为深入了解压强的变化情况，将实心柱体甲和盛满水的薄壁轻质容器乙放置在水平地面上，如图所示，其中甲、乙底面积分别为2S、S，水的质量为m，D点距水面0.1m，ρ水=1.0×103kg/m3。将甲沿虚线切出一质量为m0的小物块（不吸水）放入乙中，小物块有四分之一的体积露出水面。
（1）求D处水的压强；
（2）求甲的密度；
（3）现有A、B、C三物体，相关信息如下表所示。
若要选择其中一个先后放在甲剩余部分的上部和放入乙中（均可浸没），使乙对地面的压强变化量大于甲剩余部分对地面的压强变化量，且乙对地面的压强p最大。请分析说明所选物体的理由，并计算出p的最大值。（结果用题中字母表示）
【答案】（1）解：D处水的压强p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa
答：D处水的压强为1000Pa；
（2）解：甲沿虚线切出一质量为m0的小物块（不吸水）放入乙中，甲漂浮，漂浮时，浮力等于物体的重力，故小物块的浮力为G0=m0g=F浮
小物块有四分之一的体积露出水面，说明排开液体的体积为V排=(1-14)×V物=34V物
则此时的浮力为G0=m0g=F浮=ρ水gV排=ρ水g×34V物
经整理可知m0g=ρ甲V物g=ρ水g×34V物
可得ρ甲=34ρ水=34×1×103kg/m3=0.8×103kg/m3
答：甲的密度为0.8×103kg/m3；
（3）解：由于三个物体放入乙中，都浸没在水中，有部分水会溢出，乙对地面的压强为
p乙=FS乙=G水+G物−G排S
要是乙对地面的压强最大，则需要物体的总重力最大，则放入A时增加的总重力为ΔGA总=1.2ρ水×2V×10N/kg-ρ水×2V×10N/kg=4ρ水V
放入B时增加的总重力为ΔGB总=3.8ρ水×0.5V×10N/kg-ρ水×0.5V×10N/kg=14ρ水V
放入C时增加的总重力为GC=2.5ρ水×2V×10N/kg-ρ水×2V×10N/kg=30ρ水V
C物体的重力最大，故将C放入水中，若将C放入剩余的甲上，甲剩余部分对地面增大的压强为Δp甲=ΔF甲S甲=GCS甲=50ρ水VN2S=25ρ水VS
乙对地面的增大的压强为Δp乙=ΔF乙S乙=GCS乙=30ρ水VNS=30ρ水VS
乙对地面的压强p最大p最大=F最大S乙=mg+30ρ水VgS=ρgS(m+30ρ水V)
此时也满足乙对地面的压强变化量大于甲剩余部分对地面的压强变化量。
答：p的最大值为ρgS(m+30ρ水V)。
【知识点】密度公式及其应用；重力及其大小的计算；压强的大小及其计算；液体压强的计算
【解析】【分析】（1）根据液体密度和深度，计算液体压强；
（2）漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力；根据质量计算重力大小，结合重力计算浮力，根据力的关系计算密度；
（3）根据压力和受力面积的比值， 计算压强；根据密度和体积可以计算质量和重力；利用压力差和受力面积的比值， 计算压强差。实验序号
水果种类
两极板间电压U/V
铁—锌
铁—铜
铜—锌
1
苹果
0.6
0.7
1.0
2
菠萝
0.5
0.6
0.9
3
梨
0.4
0.5
0.8
4
橙
0.7
0.8
1.1
物体
A
B
C
密度
1.2ρ水
3.8ρ水
2.5ρ水
体积
2V
0.5V
2V