2023年河南省新乡市天宏大联考中考物理一模试卷附解析

这是一份2023年河南省新乡市天宏大联考中考物理一模试卷附解析，共29页。试卷主要包含了填空题，选择题，作图题，实验探究题，综合计算题等内容，欢迎下载使用。

2023年河南省新乡市天宏大联考中考物理一模试卷附解析
一、填空题（共6小题，每空1分）
1．（2分）作为国际通用测量语言的国际单位制，极大地方便了国际交流。某水电站的年发电量在8亿千瓦时以上，“千瓦时”是 　 　这一物理量的单位，根据单位可以推出对应的公式为 　 　。
2．（3分）如图是一款无人驾驶的太阳能汽车，它可以实现自动驾驶和远程操控，车顶提供电能的太阳能电池板是用 　 　（选填“超导材料”或“半导体材料”）制成的。太阳能是 　 　（选填“可再生”或“不可再生”）能源，该汽车在干燥的天气里高速行驶一段时间后，发现车身上灰尘很多，这是由于汽车车身与空气摩擦导致车身带电，而带电体具有 　 　的性质，使车身吸引灰尘。

3．（2分）2022年11月30号，神舟十五号载人飞船与中国空间站成功完成全自主快速空间站的对接，中国空间站首次形成了三舱三船构型，两艘飞船的航天员也胜利会师，我省航天员刘洋也在其中。在对接成功后，关闭动力，飞船和空间站仍能继续飞行，这是因为飞船具有 　 　，以空间站为参照物，神舟十五号是 　 　的。

4．（2分）如图所示，是博物馆珍藏的古代青铜“鱼洗”，注入半盆水后，用双手搓把手，会发出嗡嗡声，盆内水花四溅。传说，众多“鱼洗”声能汇集成千军万马之势，曾吓退数十里外的敌军。这反映了我国古代高超的科学制器技术。图中“水花四溅”说明发声的“鱼洗”正在 　 　。众多“鱼洗”声汇集吓退数十里外的敌军说明声能传递 　 　。

5．（3分）如图所示，电源电压不变，电阻R1＝10Ω、R2＝20Ω。当开关S1闭合，S2和S3断开时，电流表的示数为0.1A；当开关都闭合时，电流表示数为0.5A，则电源电压U＝　 　V，电阻R3＝　 　Ω，此时R3消耗的电功率P＝　 　W。

6．（2分）如图所示用力挤压气球，请你根据所学知识，写出图中蕴含的两条物理规律。
（1）　 　；（2）　 　。

二、选择题（16分，7-12题为单选题，13、14为双选题）
7．（2分）以下是一位中学生对自身情况的估测，其中合理的是（　　）
A．一乍的长度为10cm B．眨一次眼约用1min
C．质量约为50kg D．手掌宽度约为50cm
8．（2分）电给我们的生活带来了极大的便利，但不正确用电也会带来很大的危害，甚至会危及生命。安全用电是每一位公民的必备素养。下列做法中不符合安全用电原则的是（　　）
A．在家庭电路中安装保险丝或空气开关
B．在断开电源开关的情况下更换灯泡
C．可以靠近高压带电体，只要不接触就行
D．不能用湿手拔下插头
9．（2分）如图为投影式电子白板，它利用投影机将画面投影到屏幕上，投影机的镜头相当于一个凸透镜，下列说法正确的是（　　）

A．投影机的镜头与近视眼镜为同一种透镜
B．光经投影机的镜头成像利用了凸透镜成像原理
C．画面经投影机镜头成的是正立放大的实像
D．屏幕上的丰富色彩由红、黄、蓝三种色光混合而成
10．（2分）以下跟汽车有关的热现象中说法错误的是（　　）
A．打开除雾功能，汽车玻璃上的“雾”很快消失，是汽化现象
B．冬天排气管冒出的“白气”，是水蒸气液化形成的
C．汽车水箱中里用水来给发动机降温是利用水的比热容大的特点
D．汽车空调制冷时，制冷剂汽化时放热、液化时吸热
11．（2分）如图，这是一种塔式起重机，已知起重机上的滑轮组在匀速起吊300kg的物体时，滑轮组的机械效率是50%，g取10N/kg。下列分析和计算错误的是（　　）

A．起重机的吊臂AOB可视为杠杆
B．减小起吊物体的质量，滑轮组的机械效率将增大
C．物体上升4m，滑轮组所做有用功是1.2×104J
D．物体上升4m，滑轮组所做总功是2.4×104J
12．（2分）小雨同学在一根细木棒的下端缠绕了一些铁丝，然后将它分别置于甲、乙两杯液体中，静止时的状态如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．甲杯液体的密度较大
B．木棒底部在甲杯液体中受到的压强较大
C．木棒在甲杯液体中受到的浮力较大
D．乙杯底部受到的液体压强较大
（多选）13．（2分）创新小组的同学们为学校食堂设计了一个可自动注水的储水池。如图是它的简化装置图，电源电压一定。控制电路中，RN为压敏电阻，其阻值随压力的变化而变化，R0为定值电阻。闭合开关S1、S2，当池中水位上升到一定高度时，触点分离，工作电路断开，注水装置自动停止注水，当池中水位下降到一定位置时，触点连接，工作电路接通，注水装置自动开始注水。下列分析正确的是（　　）

A．水位上升时，电磁铁磁性变弱
B．水位上升时，R0两端电压变大
C．水位下降时，R0的电功率变小
D．水位下降时，RN的阻值会变小
（多选）14．（2分）如图是教材上想要得出焦耳定律所做的演示实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。下列分析正确的是（　　）

A．U形管中液面上升是因为液体热胀冷缩造成的
B．甲实验通电一段时间后，右侧容器中电阻丝放出的热量更多
C．乙实验是探究电热与电阻之间的关系
D．乙实验中若把右侧容器外的电阻丝也放到容器中，则一段时间后左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
三、作图题
15．（2分）如图所示一个鸡蛋在水中匀速缓慢上浮，请作出鸡蛋所受力的示意图。（不考虑鸡蛋与水之间的摩擦）

16．（2分）如图所示的电路，闭合开关，小磁针静止在图中位置，请在括号中标出电源“+”或“﹣”极和小磁针的极性。

四、实验探究题（19分）
17．（4分）小明利用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
（1）本实验是通过观察 　 　来判断电路中是否产生感应电流。
（2）闭合开关，导体棒不动，磁体水平向左运动，灵敏电流计指针 　 　（选填“会”或“不会”）发生偏转，原因是 　 　。
（3）实验结束后，小明想探究通电导体在磁场中的受力情况，他接下来的操作是：　 　。

18．（6分）在“探究液体压强的特点”实验中，小明进行了如下的猜想：
猜想一：液体内部压强大小可能与液体深度有关。
猜想二：液体内部压强大小可能与液体密度有关。
猜想三：液体内部压强大小可能与方向有关。
为了验证以上猜想，小明进行了如图所示的操作：

（1）小明检查压强计的气密性时，用手指不论轻压还是重压橡皮膜，均发现U形管两边液柱的高度差变化 　 　（选填“大”或“小”），表明其气密性差，小明接下来的操作是 　 　，然后继续实验。
（2）探究液体压强与液体密度的关系时，小明应该对比 　 　两组实验才能得出正确的结论，可得出的结论是：　 　。
（3）小亮用丁容器测量未知液体的密度，容器中间用隔板分成互不相通的左右两部分，隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭，橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。在左侧加入适量的水，在右侧缓慢倒入待测液体，直到观察到橡皮膜相平，需要测量的物理量有 　 　（多选）。
A.左侧水到容器底的深度h1
B.左侧水到橡皮膜中心的深度h2
C.右侧待测液体到容器底的深度h3
D.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h4
根据拟选用物理量推导出待测液体密度表达式ρ＝　 　（用上述步骤中所测的物理量和ρ水表示）。
19．（9分）小明在做“测定小灯泡电阻的实验时，小灯泡的额定电压U额＝2.5V。

（1）请你用笔画线代替导线，将如图甲所示的实物电路连接完整；
（2）电路连接好后，闭合开关，小明发现小灯泡发出微弱的光；且电流表和电压表均有示数，移动滑片小灯泡亮度不变，原因可能是 　 　。
（3）排除问题后小明继续进行实验，记录的部分数据如表所示，其中第1次实验小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，电流表示数为 　 　A，则小灯泡正常发光时的电阻是 　 　（保留1位小数）；第2次实验时，小明需要将滑片继续向 　 　（选填“左”或“右”）移动，才能使电压表的示数如图丙所示。
（4）三次实验中，小明发现灯的亮度越来越暗，接着通过计算三组数据发现小灯泡的电阻不是定值，请你分析此现象的原因是 　 　。
次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
2.5


2

0.36

3
0.6
0.28

（5）完成上述实验后小明进一步思考，提出问题：在没有电流表的情况下能否测量小灯泡正常发光时的电阻呢？他利用一个定值电阻R0设计的电路如图丁所示。
①调节滑动变阻器滑片使电压表示数为 　 　；
②接着保持滑片位置不变，将电压表 　 　（选填“A”或“B”）点的接线改接到C点，记录电压表示数为U；
③小灯泡正常发光时的电阻为R＝　 　（用已知量和测量量表示）。
五、综合计算题（17分）
20．（7分）抗击新冠肺炎疫情期间，某市救护车转运患者集中隔离治疗，该车配置了负压装置，负压舱内气压小于外界气压，将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理，有效避免了病毒的传播。某次转运病人时，救护车以50kW的恒定功率在平直公路上匀速行驶30km，用时30min。请解答下列问题：
（1）救护车匀速行驶30km牵引力做的功；
（2）救护车所受的阻力；
（3）按照卫生标准，负压舱内外气压差应为10～38Pa之间。经测量发现，该负压舱0.9m2的面积上内外气体压力差为7.2N，通过计算判断负压舱内外气压差是否符合标准。








21．（10分）如图甲所示是某型号家用电热水器的工作电路简图，它有高、中、低三个挡位，其中R1、R2为定值电阻且R2＝2R1，在保证安全的情况下，用三个挡位分别给水箱中30kg的水加热（水均未沸腾），加热时间和水温升高情况如下表所示。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
电热水器挡位
额定功率/W
加热时间/min
水升高的温度/℃
高温挡

10
10
中温挡
2000
30
20
低温挡

15
5
（1）电热水器使用的是如图乙所示的三脚插头，其中标“E”的金属插脚与电热水器的 　 　相连。
（2）当开关 　 　闭合时，电热水器处于中温挡；电热水器高温挡的功率是多大？
（3）当用高温挡给水箱中的水加热时，该电热水器的加热效率为多少？


2023年河南省新乡市天宏大联考中考物理一模试卷
参考答案与试题解析
一、填空题（共6小题，每空1分）
1．（2分）作为国际通用测量语言的国际单位制，极大地方便了国际交流。某水电站的年发电量在8亿千瓦时以上，“千瓦时”是 　电能　这一物理量的单位，根据单位可以推出对应的公式为 　W＝Pt　。
【分析】kW为电功率单位，h为时间单位，故电能等于电功率与时间的乘积；
【解答】解：“千瓦时”是电能这一物理量的单位，kW•h中的kW是功率P的单位，h是时间t的单位，故可得对应的公式W＝Pt；
故答案为：电能；W＝Pt。
2．（3分）如图是一款无人驾驶的太阳能汽车，它可以实现自动驾驶和远程操控，车顶提供电能的太阳能电池板是用 　半导体材料　（选填“超导材料”或“半导体材料”）制成的。太阳能是 　可再生　（选填“可再生”或“不可再生”）能源，该汽车在干燥的天气里高速行驶一段时间后，发现车身上灰尘很多，这是由于汽车车身与空气摩擦导致车身带电，而带电体具有 　吸引轻小物体　的性质，使车身吸引灰尘。

【分析】（1）太阳能电池板是用半导体材料制成的；可以在自然界里源源不断地得到的能源是可再生能源；
（2）带电体具有吸引轻小物体的性质。
【解答】解：太阳能电池板是用半导体材料制成的；太阳能取之不尽、用之不竭，可以在自然界里源源不断地得到，是可再生能源；汽车在干燥的天气里高速行驶一段时间后，由于汽车车身与空气摩擦导致车身带电，而带电体具有吸引轻小物体的性质，因此车身上会有很多灰尘。
故答案为：半导体材料；可再生；吸引轻小物体。
3．（2分）2022年11月30号，神舟十五号载人飞船与中国空间站成功完成全自主快速空间站的对接，中国空间站首次形成了三舱三船构型，两艘飞船的航天员也胜利会师，我省航天员刘洋也在其中。在对接成功后，关闭动力，飞船和空间站仍能继续飞行，这是因为飞船具有 　惯性　，以空间站为参照物，神舟十五号是 　静止　的。

【分析】运动物体在不受外力时仍能继续运动，是因为物体具有惯性。在研究物体的机械运动时要先选择一个参照物；如果物体的位置相对于参照物不变，则物体是静止的，如果物体的位置相对于参照物不断变化，则物体是运动的。
【解答】解：对接成功后，关闭动力后，飞行器和空间站能继续运行，这是因为它们具有惯性，仍要保持原来的运动状态不变。
以空间站为参照物，神舟十五号相对于它的位置不变，是静止的。
故答案为：惯性；静止。
4．（2分）如图所示，是博物馆珍藏的古代青铜“鱼洗”，注入半盆水后，用双手搓把手，会发出嗡嗡声，盆内水花四溅。传说，众多“鱼洗”声能汇集成千军万马之势，曾吓退数十里外的敌军。这反映了我国古代高超的科学制器技术。图中“水花四溅”说明发声的“鱼洗”正在 　振动　。众多“鱼洗”声汇集吓退数十里外的敌军说明声能传递 　信息　。

【分析】（1）声音是由物体的振动产生的。
（2）声音可以传递信息。
【解答】解：图中“水花四溅”说明发声的“鱼洗”正在振动。众多“鱼洗”声汇集吓退数十里外的敌军说明声能传递信息。
故答案为：振动；信息。
5．（3分）如图所示，电源电压不变，电阻R1＝10Ω、R2＝20Ω。当开关S1闭合，S2和S3断开时，电流表的示数为0.1A；当开关都闭合时，电流表示数为0.5A，则电源电压U＝　3　V，电阻R3＝　15　Ω，此时R3消耗的电功率P＝　0.6　W。

【分析】当开关S1闭合，S2和S3断开时，R1和R2串联接入电路，电流表测通过电路的电流，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可得电源电压；当开关都闭合时，R1和R3并联接入电路，电流表测干路电流，根据并联电路电压特点结合欧姆定律计算通过电阻R1的电流，根据并联电路电流规律计算通过电阻R3的电流，根据欧姆定律可得电阻R3的阻值。利用P＝I2R求得R3消耗的电功率。
【解答】解：当开关S1闭合，S2和S3断开时，R1和R2串联接入电路，电流表测通过电路的电流，串联电路总电阻等于各分电阻之和，根据欧姆定律可得电源电压：U＝I（R1+R2）＝0.1A×（10Ω+20Ω）＝3V；
当开关都闭合时，R1和R3并联接入电路，电流表测干路电流，
并联电路各支路两端电压相等，则通过电阻R1的电流：I1＝＝＝0.3A，
并联电路干路电流等于各支路电流之和，则通过电阻R3的电流：I3＝I′﹣I1＝0.5A﹣0.3A＝0.2A，
根据欧姆定律可得电阻R3的阻值：R3＝＝＝15Ω。
R3消耗的电功率P＝R3＝（0.2A）2×15Ω＝0.6W。
故答案为：3；15；0.6。
6．（2分）如图所示用力挤压气球，请你根据所学知识，写出图中蕴含的两条物理规律。
（1）　力可以使物体发生形变　；（2）　物体间力的作用是相互的　。

【分析】（1）力的作用效果有两种：力可以改变物体的运动状态；力可以改变物体的形状；
（2）力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的。
【解答】解：用力挤压左边气球，气球形状发生了改变，说明力可以改变物体的形状；
两球相压，均发生了形变，说明物体间力的作用是相互的。
故答案为：（1）力可以使物体发生形变；（2）物体间力的作用是相互的。
二、选择题（16分，7-12题为单选题，13、14为双选题）
7．（2分）以下是一位中学生对自身情况的估测，其中合理的是（　　）
A．一乍的长度为10cm B．眨一次眼约用1min
C．质量约为50kg D．手掌宽度约为50cm
【分析】不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进行单位的换算，最后判断最合理的是哪一个。
【解答】解：A、一乍的长度约为15cm。故A不合理；
B、人们常用“眨眼之间”形容时间短暂，正常人眨一次眼的时间不到0.3s。故B不合理；
C、成年人的质量在65kg左右，中学生的质量比成年人小一些，在50kg左右。故C合理；
D、中学生手掌宽度在8cm左右。故D不合理。
故选：C。
8．（2分）电给我们的生活带来了极大的便利，但不正确用电也会带来很大的危害，甚至会危及生命。安全用电是每一位公民的必备素养。下列做法中不符合安全用电原则的是（　　）
A．在家庭电路中安装保险丝或空气开关
B．在断开电源开关的情况下更换灯泡
C．可以靠近高压带电体，只要不接触就行
D．不能用湿手拔下插头
【分析】（1）家庭电路中必须要有保险丝或空气开关；
（2）更换灯泡、移动用电器之前必须断开开关，防止发生触电事故；
（3）安全用电的原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体；
（4）生活用水是导体。
【解答】解：A、家庭电路中必须要有保险丝或空气开关，这样在电流过大时可自动切断电源，对电路起到保护作用，故A符合安全用电原则；
B、更换灯泡时容易碰到金属部分，切断电源可以保证金属部分不带电，故B符合安全用电原则；
C、不接触低压带电体，不靠近高压带电体，故C不符合安全用电原则；
D、生活用水是导体，用湿手拔下插头，容易造成触电事故，故D符合安全用电原则。
故选：C。
9．（2分）如图为投影式电子白板，它利用投影机将画面投影到屏幕上，投影机的镜头相当于一个凸透镜，下列说法正确的是（　　）

A．投影机的镜头与近视眼镜为同一种透镜
B．光经投影机的镜头成像利用了凸透镜成像原理
C．画面经投影机镜头成的是正立放大的实像
D．屏幕上的丰富色彩由红、黄、蓝三种色光混合而成
【分析】投影仪是利用凸透镜成倒立、放大、实像的原理进行工作的，是光的折射；光的三原色是红、绿、蓝。
【解答】解：ABC、投影仪的镜头相当于一个凸透镜，物距在二倍焦距和一倍焦距之间时，像距大于2倍焦距，成倒立放大的实像，其实质是光的折射现象；近视眼镜是凹透镜，故AC错误，B正确；
D、屏幕上的丰富色彩由红、绿、蓝三种色光混合而成，故D错误；
故选：B。
10．（2分）以下跟汽车有关的热现象中说法错误的是（　　）
A．打开除雾功能，汽车玻璃上的“雾”很快消失，是汽化现象
B．冬天排气管冒出的“白气”，是水蒸气液化形成的
C．汽车水箱中里用水来给发动机降温是利用水的比热容大的特点
D．汽车空调制冷时，制冷剂汽化时放热、液化时吸热
【分析】（1）物质从固态变为液态的过程叫做熔化，物质从液态变为固态的过程叫做凝固；物质从液态变为气态的过程叫做汽化，物质从气态变为液态的过程叫做液化；物质从固态直接变为气态的过程叫升华，物质从气态直接变为固态的过程叫凝华；
（2）水的比热容较大，质量相同的水和其它液体相比较，升高相同的温度时，水吸收的热量多；吸收或放出相同的热量时，水的温度变化较小，因此常用水来做冷却剂。
【解答】解：A．打开除雾功能，汽车玻璃上的“雾”很快消失，水变成水蒸气，属于汽化现象，故A正确；
B．冬天排气管冒出的“白气”，是水蒸气液化形成的小水滴，故B正确；
C．用水作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大，与其他物质相比，在质量相同、升高的温度相同时，水吸收的热量多，故C正确；
D．汽车空调制冷时，制冷剂汽化时需要吸收热量，液化时放出热量，故D错误。
故选：D。
11．（2分）如图，这是一种塔式起重机，已知起重机上的滑轮组在匀速起吊300kg的物体时，滑轮组的机械效率是50%，g取10N/kg。下列分析和计算错误的是（　　）

A．起重机的吊臂AOB可视为杠杆
B．减小起吊物体的质量，滑轮组的机械效率将增大
C．物体上升4m，滑轮组所做有用功是1.2×104J
D．物体上升4m，滑轮组所做总功是2.4×104J
【分析】（1）根据杠杆的定义分析解答，即在力的作用下能绕某一固定点转动的硬棒是杠杆；
（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；
（3）物体上升4m，根据W＝Gh＝mgh求出滑轮组所做的有用功；
（4）物体上升4m，根据η＝×100%求出滑轮组所做总功。
【解答】解：
A．吊臂AOB是可以在力的作用下绕O点转动的硬棒，因此吊臂AOB可视为杠杆，故A正确；
B．减小起吊物体的质量，起吊物体的重力减小，额外功不变，有用功减小，有用功在总功中所占的比例变小，则滑轮组的机械效率变小，故B错误；
C．物体上升4m，滑轮组所做有用功W有＝Gh＝mgh＝300kg×10N/kg×4m＝1.2×104J，故C正确；
D．由η＝×100%可得，物体上升4m，滑轮组所做总功W总＝＝＝2.4×104J，故D正确。
故选：B。
12．（2分）小雨同学在一根细木棒的下端缠绕了一些铁丝，然后将它分别置于甲、乙两杯液体中，静止时的状态如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．甲杯液体的密度较大
B．木棒底部在甲杯液体中受到的压强较大
C．木棒在甲杯液体中受到的浮力较大
D．乙杯底部受到的液体压强较大
【分析】木棒在甲、乙两杯液体都处于漂浮状态，则浮力都等于木棒的重力，木棒在甲杯中排出液体的体积大，根据F浮＝ρ液gV排可知两杯液体的密度的大小关系；根据p＝ρgh甲、乙底部受到液体压强的关系；
根据浮力产生的原因判断出木棒底部在甲、乙杯液体中受到的压力的关系，进而判断出木棒底部受到压强的关系。
【解答】解：
ACD、木棒在甲、乙两杯液体都处于漂浮状态，则浮力都等于木棒的重力，重力不变，所以甲、乙杯中细木棒受到的浮力相等，由图知木棒在甲杯中排出液体的体积大，根据F浮＝ρ液gV排可知甲杯液体的密度较小，根据p＝ρgh甲底部受到液体的压强小于乙杯底部受到的液体压强，故AC错误，D正确；
B、由C知甲、乙两杯中细木棒受到的浮力相同，由浮力产生的原因可知木棒底部在甲、乙杯液体中受到的压强相等，由p＝知木棒底部在甲、乙杯液体中受到的压强相同，故B错误。
故选：D。
（多选）13．（2分）创新小组的同学们为学校食堂设计了一个可自动注水的储水池。如图是它的简化装置图，电源电压一定。控制电路中，RN为压敏电阻，其阻值随压力的变化而变化，R0为定值电阻。闭合开关S1、S2，当池中水位上升到一定高度时，触点分离，工作电路断开，注水装置自动停止注水，当池中水位下降到一定位置时，触点连接，工作电路接通，注水装置自动开始注水。下列分析正确的是（　　）

A．水位上升时，电磁铁磁性变弱
B．水位上升时，R0两端电压变大
C．水位下降时，R0的电功率变小
D．水位下降时，RN的阻值会变小
【分析】由图可知，控制电路中定值电阻R0与压敏电阻RN串联；
（1）根据“池中水位上升到一定高度时，触点分离，工作电路断开，注水装置自动停止注水”可知，此时衔铁被吸引，动触点与静触点分离，据此分析电磁铁磁性的变化，进而分析控制电路中的电流变化，根据串联电路的电流特点分析通过R0的电流变化；
（2）根据“池中水位下降到一定位置时，触点连接，工作电路接通，注水装置自动开始注水”可知，此时衔铁被释放，动触点与静触点接触，据此分析电磁铁磁性的变化，进而分析控制电路中的电流变化，根据P＝UI＝I2R分析R0的电功率变化，根据欧姆定律和串联电路的电阻特点分析RN的阻值变化。
【解答】解：AB、由图可知，控制电路中定值电阻R0与压敏电阻RN串联；由“池中水位上升到一定高度时，触点分离，工作电路断开，注水装置自动停止注水”可知，此时衔铁被吸引，动触点与静触点分离，电磁铁的磁性增强，控制电路中的电流变大，由串联电路的电流特点可知，通过R0的电流变大，由U＝IR可知R0两端电压变大，故A错误，B正确；
CD、由“池中水位下降到一定位置时，触点连接，工作电路接通，注水装置自动开始注水”可知，此时衔铁被释放，动触点与静触点接触，电磁铁的磁性减弱，控制电路中的电流变小，由P＝I2R可知R0的电功率变小，由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻变大，由串联电路的电阻特点可知，RN的阻值变大，故C正确，D错误。
故选：BC。
（多选）14．（2分）如图是教材上想要得出焦耳定律所做的演示实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。下列分析正确的是（　　）

A．U形管中液面上升是因为液体热胀冷缩造成的
B．甲实验通电一段时间后，右侧容器中电阻丝放出的热量更多
C．乙实验是探究电热与电阻之间的关系
D．乙实验中若把右侧容器外的电阻丝也放到容器中，则一段时间后左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
【分析】（1）电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变，结合并联电路电流的规律分析；
（2）电阻丝产生的热量不易直接观察，可给等质量的气体加热，气体吸热越多，气体膨胀程度越大，U形管内的液面高度差越大，采用了转换法。
【解答】解：
A、根据实验装置可知，电流通过导体产生热量使容器中的空气受热膨胀，从而导致U形管中的液面会发生变化，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映，故A错误；
B、甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，右侧电阻阻值大，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，右侧电阻产生热量多；则右侧容器内空气吸收的热量多，故B正确；
C、乙实验中通过容器内电阻的电流是不同的，通电时间、电阻大小相同，是探究电热与电流之间的关系，故C错误；
D、乙实验中若把右侧容器外的电阻丝也放到容器中，电流相同，电阻不同，右侧容器内的电阻小，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，左侧电阻产生热量多，则左侧容器内空气吸收的热量多，气体压强大，即左侧U形管中液面的高度差比右侧的大，故D正确。
故选：BD。
三、作图题
15．（2分）如图所示一个鸡蛋在水中匀速缓慢上浮，请作出鸡蛋所受力的示意图。（不考虑鸡蛋与水之间的摩擦）

【分析】一个鸡蛋在水中匀速上浮，受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力的作用，大小相等，两个力的作用点均选在重心上，且处于平衡状态，据此作出它的受力示意图。
【解答】解：一个鸡蛋在水中匀速上浮，受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力的作用，大小相等，两个力的作用点均选在重心上，且处于平衡状态，据此作出它的受力示意图，如下图所示：
。
16．（2分）如图所示的电路，闭合开关，小磁针静止在图中位置，请在括号中标出电源“+”或“﹣”极和小磁针的极性。

【分析】根据电流表的连接方法判定电磁铁中电流的方向和电源的正负极；根据安培定则判定电磁铁的极性；根据磁极间的相互作用规律判定小磁针静止时左端的磁极。
【解答】解：由图知，电流表的上端为正接线柱，电流从电流表的正接线柱流入，所以电源的左端为正极，右端为负极；
电流从左侧电磁铁的下端流入、上端流出，根据安培定则可知，左侧电磁铁的下端为N极，上端为S极；电流从右侧电磁铁的上端流入、下端流出，根据安培定则可知，右侧电磁铁的上端为N极，下端为S极；
因异名磁极相互吸引，所以小磁针静止时左端磁极为N极，如图所示：

四、实验探究题（19分）
17．（4分）小明利用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
（1）本实验是通过观察 　灵敏电流计的指针是否偏转　来判断电路中是否产生感应电流。
（2）闭合开关，导体棒不动，磁体水平向左运动，灵敏电流计指针 　会　（选填“会”或“不会”）发生偏转，原因是 　以磁体为参照物，导体在切割磁感线运动　。
（3）实验结束后，小明想探究通电导体在磁场中的受力情况，他接下来的操作是：　将灵敏电流计换成电源　。

【分析】（1）在探究感应电流产生的条件的实验中，观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否产生感应电流。
（2）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这种现象叫电磁感应现象。
（3）要探究通电导体在磁场中的受力情况，需要将将灵敏电流计换成电源。
【解答】解：（1）本实验是通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否产生感应电流。
（2）闭合开关，导体棒不动，磁体水平向左运动，灵敏电流计指针会发生偏转，原因是以磁体为参照物，导体在切割磁感线运动。
（3）实验结束后，小明想探究通电导体在磁场中的受力情况，他接下来的操作是：将灵敏电流计换成电源。
故答案为：（1）灵敏电流计的指针是否偏转；（2）会；以磁体为参照物，导体在切割磁感线运动；（3）将灵敏电流计换成电源。
18．（6分）在“探究液体压强的特点”实验中，小明进行了如下的猜想：
猜想一：液体内部压强大小可能与液体深度有关。
猜想二：液体内部压强大小可能与液体密度有关。
猜想三：液体内部压强大小可能与方向有关。
为了验证以上猜想，小明进行了如图所示的操作：

（1）小明检查压强计的气密性时，用手指不论轻压还是重压橡皮膜，均发现U形管两边液柱的高度差变化 　小　（选填“大”或“小”），表明其气密性差，小明接下来的操作是 　拆除软管重新安装　，然后继续实验。
（2）探究液体压强与液体密度的关系时，小明应该对比 　乙、丙　两组实验才能得出正确的结论，可得出的结论是：　深度一定时，液体的密度越大，压强越大　。
（3）小亮用丁容器测量未知液体的密度，容器中间用隔板分成互不相通的左右两部分，隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭，橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。在左侧加入适量的水，在右侧缓慢倒入待测液体，直到观察到橡皮膜相平，需要测量的物理量有 　BD　（多选）。
A.左侧水到容器底的深度h1
B.左侧水到橡皮膜中心的深度h2
C.右侧待测液体到容器底的深度h3
D.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h4
根据拟选用物理量推导出待测液体密度表达式ρ＝　　（用上述步骤中所测的物理量和ρ水表示）。
【分析】（1）本实验要检查装置的气密性；若气密性不好要拆除软管重新安装。
（2）本实验用到控制变量法，探究压强与密度的关系时，要保证深度相同。
（3）根据橡皮膜变平时，两边受到的液体压强相等进行分析和推导。
【解答】解：（1）小明检查压强计的气密性时，用手指不论轻压还是重压橡皮膜，均发现U形管两边液柱的高度差变化小，表明其气密性差，小明接下来的操作是拆除软管重新安装，然后继续实验。
（2）探究液体压强与液体密度的关系时，小明应该对比乙、丙两组实验才能得出正确的结论，可得出的结论是：深度一定时，液体的密度越大，压强越大。
（3）小亮用丁容器测量未知液体的密度，容器中间用隔板分成互不相通的左右两部分，隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭，橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。在左侧加入适量的水，在右侧缓慢倒入待测液体，直到观察到橡皮膜相平，需要测量左侧水到橡皮膜中心的深度和右侧待测液体到橡皮膜中心的深度，故BD符合题意，AC不符合题意，故选：BD。
此时左侧的水对橡皮膜中心的压强等于右侧待测液体对橡皮膜中心的压强，即：ρ水gh2＝ρ液gh4；所以。
故答案为：（1）小：拆除软管重新安装；（2）乙、丙：深度一定时，液体的密度越大，压强越大；（3）BD；。
19．（9分）小明在做“测定小灯泡电阻的实验时，小灯泡的额定电压U额＝2.5V。

（1）请你用笔画线代替导线，将如图甲所示的实物电路连接完整；
（2）电路连接好后，闭合开关，小明发现小灯泡发出微弱的光；且电流表和电压表均有示数，移动滑片小灯泡亮度不变，原因可能是 　滑动变阻器连入下面两个接线柱　。
（3）排除问题后小明继续进行实验，记录的部分数据如表所示，其中第1次实验小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，电流表示数为 　0.48　A，则小灯泡正常发光时的电阻是 　5.2Ω　（保留1位小数）；第2次实验时，小明需要将滑片继续向 　左　（选填“左”或“右”）移动，才能使电压表的示数如图丙所示。
（4）三次实验中，小明发现灯的亮度越来越暗，接着通过计算三组数据发现小灯泡的电阻不是定值，请你分析此现象的原因是 　灯丝电阻随温度的降低而减小　。
次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
2.5


2

0.36

3
0.6
0.28

（5）完成上述实验后小明进一步思考，提出问题：在没有电流表的情况下能否测量小灯泡正常发光时的电阻呢？他利用一个定值电阻R0设计的电路如图丁所示。
①调节滑动变阻器滑片使电压表示数为 　2.5V　；
②接着保持滑片位置不变，将电压表 　B　（选填“A”或“B”）点的接线改接到C点，记录电压表示数为U；
③小灯泡正常发光时的电阻为R＝　　（用已知量和测量量表示）。
【分析】（1）在测定小灯泡电阻的实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，根据灯泡额定电压确定电压表量程，将电压表并联在灯泡两端；
（2）灯泡发光很微弱，说明电路为通路，且电路中的电阻很大，通过移动滑动变阻器的滑片，移动滑片小灯泡亮度不变，说明滑动变阻器没有变阻的作用，据此分析；
（3）根据图甲确定电流表选用的量程，由图乙确定分度值读数，利用R＝求出小灯泡正常发光时的电阻；根据图甲确定电压表选用的量程，由图丙确定分度值读数，比较电压表示数与灯泡额定电压大小，根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向；
（4）灯丝电阻随温度的降低而减小；
（5）因为各个电阻的大小和电压大小都不变，根据串联电路的电压规律，求出定值电阻的电压，由欧姆定律，求出通过定值电阻的电流即为小灯泡的额定电流，即可求出小灯泡正常发光时的电阻。
【解答】解：（1）在测定小灯泡电阻的实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联；小灯泡的额定电压U额＝2.5V，故电压表选用小量程并联在灯泡两端，如下图所示：
；
（2）闭合开关，发现小灯泡发光很微弱，电流表和电压表均有示数，说明此时电路是通路，且电路中的电阻很大，移动滑动变阻器的滑片，小灯泡亮度不变，说明滑动变阻器没有变阻的作用，故原因可能是滑动变阻器连入下面两个接线柱；
（3）由图甲可知，电流表选用小量程，当小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，电流表分度值0.02A，其示数为0.48A，则小灯泡正常发光时的电阻为：
RL＝＝≈5.2Ω；
由图甲可知，电压表选用小量程，电压表的示数如图丙所示，电压表分度值0.1V，其示数为1.5V，小于灯泡额定电压2.5V，说明灯泡两端电压减小，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压增大，根据分压原理，滑动变阻器接入电路的阻值变大，故第2次实验时，小明需要将滑片继续向左移动，才能使电压表的示数如图丙所示；
（4）由表中数据可知，当灯泡两端电压减小，通过灯泡的电流也减小，根据P＝UI可知，灯泡功率变小，温度降低，灯丝电阻随温度的降低而减小，故小灯泡的电阻不是定值；
（5）调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V，此时灯泡正常发光；接着保持滑片位置不变，将电压表B点的接线改接到C点，观察并记录电压表示数为U，因为各个电阻的大小和电压大小都不变，灯泡仍然正常发光，根据串联电路的电压规律，定值电阻两端的电压为：U0＝U﹣2.5V，
由欧姆定律，通过定值电阻的电流：
I0＝＝，
根据串联电路的电流规律，通过定值电阻的电流即为小灯泡的额定电流，则小灯泡正常发光时的电阻为：
R＝＝＝＝。
故答案为：（1）见解答图；（2）滑动变阻器连入下面两个接线柱；（3）0.48；5.2Ω；左；（4）灯丝电阻随温度的降低而减小；（5）①2.5V； ②B；③。
五、综合计算题（17分）
20．（7分）抗击新冠肺炎疫情期间，某市救护车转运患者集中隔离治疗，该车配置了负压装置，负压舱内气压小于外界气压，将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理，有效避免了病毒的传播。某次转运病人时，救护车以50kW的恒定功率在平直公路上匀速行驶30km，用时30min。请解答下列问题：
（1）救护车匀速行驶30km牵引力做的功；
（2）救护车所受的阻力；
（3）按照卫生标准，负压舱内外气压差应为10～38Pa之间。经测量发现，该负压舱0.9m2的面积上内外气体压力差为7.2N，通过计算判断负压舱内外气压差是否符合标准。
【分析】（1）已知救护车的功率和行驶时间，根据公式P＝可求救护车匀速行驶30km牵引力做的功；
（2）利用公式W＝Fs求出牵引力大小，救护车匀速直线运动，处于平衡状态，根据二力平衡条件可知阻力的大小；
（3）根据p＝计算出负压舱内外气压差，然后判断负压舱内外气压差是否符合标准。
【解答】解：（1）救护车的功率：P＝50kW＝5×104W，
救护车行驶的时间：t＝30min＝1800s，
根据P＝可得，救护车匀速行驶30km牵引力做的功：W＝Pt＝5×104W×1800s＝9×107J；
（2）救护车运动的距离：s＝30km＝3×104m，
由W＝Fs可得，牵引力：F＝＝＝3000N；
因为救护车做匀速直线运动，所以牵引力和阻力是一对平衡力，即f＝F＝3000N；
（3）负压舱内外气压差：
Δp＝＝＝8Pa，
按照卫生标准，负压舱内外气压差应在10～38Pa之间，所以负压舱内外气压差是8Pa，不符合标准。
答：（1）救护车匀速行驶30km牵引力做的功是9×107J；
（2）救护车所受的阻力是3000N；
（3）通过计算负压舱内外气压差为8Pa，不符合标准。
21．（10分）如图甲所示是某型号家用电热水器的工作电路简图，它有高、中、低三个挡位，其中R1、R2为定值电阻且R2＝2R1，在保证安全的情况下，用三个挡位分别给水箱中30kg的水加热（水均未沸腾），加热时间和水温升高情况如下表所示。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
电热水器挡位
额定功率/W
加热时间/min
水升高的温度/℃
高温挡

10
10
中温挡
2000
30
20
低温挡

15
5
（1）电热水器使用的是如图乙所示的三脚插头，其中标“E”的金属插脚与电热水器的 　金属外壳　相连。
（2）当开关 　S、S1　闭合时，电热水器处于中温挡；电热水器高温挡的功率是多大？
（3）当用高温挡给水箱中的水加热时，该电热水器的加热效率为多少？

【分析】（1）三脚插头上标着E的导线和电热水器的金属外壳相连，使用时电热水器的外壳与大地相连接，可以防止触电事故的发生；
（2）由图甲可知，当开关S、S1闭合，S2断开时，只有R1工作，当开关S、S2闭合，S1断开时，只有R2工作，当开关S、S1、S2都闭合时，R1、R2并联；根据并联电路的电阻特点、R1、R2的电阻大小关系以及P＝可知电热水器低温挡、中温挡和高温挡的电路连接；根据P＝可知求出R1的阻值，据此求出R2的阻值；根据P高温＝P中温+P2求出高温挡的功率；
（3）利用Q吸＝cmΔt求出高温挡加热时水吸收的热量；利用W＝Pt求出高温挡加热消耗的电能，利用效率公式求出当用高温挡给水箱中的水加热时，该电热水器的加热效率。
【解答】解：
（1）电热水器使用三脚插头，E导线和电热水器的金属外壳相连，插入插座时，金属外壳与大地连接，可以防止触电事故的发生；
（2）由图甲可知，当开关S、S1闭合，S2断开时，只有R1工作，当开关S、S2闭合，S1断开时，只有R2工作，当开关S、S1、S2都闭合时，R1、R2并联；
根据并联电路的电阻特点可知，当开关S、S1、S2都闭合时，R1、R2并联，电路中的电阻最小，由P＝可知，电路中的总功率最大，电热水器处于高温挡；
根据题意可知，R2＝2R1，则R1＜R2，所以当开关S、S2闭合，S1断开时，只有R2工作，电路中的电阻最大，总功率最小，电热水器处于低温挡；
当开关S、S1闭合，S2断开时，只有R1工作，电热水器处于中温挡；
由P＝可知，R1的阻值：R1＝＝＝24.2Ω；
R2的阻值：R2＝2R1＝2×24.2Ω＝48.4Ω；
R2的电功率：P2＝＝＝1000W，
电热水器高温挡的功率：P高温＝P中温+P2＝2000W+1000W＝3000W；
（3）高温挡加热时水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×30kg×10℃＝1.26×106J，
高温挡加热消耗的电能：W＝P高温t＝3000W×10×60s＝1.8×106J，
该电热水器的加热效率：η＝×100%＝×100%＝70%。
答：（1）金属外壳；
（2）S、S1；
（3）当用高温挡给水箱中的水加热时，该电热水器的加热效率为70%。