专题09 综合 压轴题-2024年中考物理【热点·重点·难点】专练（江苏专用）

这是一份专题09 综合 压轴题-2024年中考物理【热点·重点·难点】专练（江苏专用），共58页。试卷主要包含了短文阅读，回答问题，阅读短文，回答问题，请你结合下文回答下面问题等内容，欢迎下载使用。
1．短文阅读，回答问题：
汕头海湾隧道位于广东省汕头市汕头海湾大桥与礐石大桥之间汕头内海湾（如图甲所示），是国内最大直径越海盾构隧道，也是国内首条兼具城市道路与一级公路功能的水下盾构隧道。
汕头海湾隧道东线盾构机的外形以及正在挖掘隧道的过程如图乙所示，盾构机由中铁隧道局集团针对汕头海湾隧道的特殊地质条件“量身定制”。盾构刀盘直径15.01m，相当于五层楼高度，全长130m，总重4600t，总功率10800kW，掘进速度约20mm/min，有上万个零部件组成，海底隧道从海床以下13米深的地底由南向北穿越汕头海湾。2017年8月7日，该盾构机完成制造顺利下线，从完成设计到建成用时13个月。
2020年5月，海湾隧道东线盾构机顺利抵达北岸华侨公园内盾构接收井，完成最后一环管片安装，标志汕头海湾隧道东线率先全线贯通。隧道全长6680m，将于2021年实现通车（如图丙所示）。（海水密度取1×103kg/m3）
请思考并回答下列问题：
（1）海底隧道在海床以下13米深的地底处受到海水的压强为___________Pa。
（2）盾构机启用前，需通过大型起重机将其下降至海面以下，下降20m时，盾构机重力做功为 ___________J。盾构机挖掘隧道1小时，前进的距离是 ___________m，消耗的电能为 ___________kW•h。
（3）在龙湖实验中学读书的学生小明，通过查阅相关数据发现，他家距离学校15km，平时乘坐爸爸的汽车去学校需要30min，汽车的平均速度为 ___________km/h。如果海湾隧道通车，他从家里到学校的路程将缩短6km，平均速度能够提高10km/h，则隧道通车之后，他乘坐汽车从家里到学校的时间为 ___________min。
【答案】 1.3×105 9.2×108 1.2 10800 30 13.5
【详解】（1）[1]已知液体压强公式p=ρgh，水面下13米深的地底处受到海水的压强
（2）[2]盾构机重力做功
[3]盾构机挖掘隧道1小时，前进的距离
[4]消耗的电能
（3）[5]根据可知，汽车的平均速度
[6]由题意可知海湾隧道通车后，小明家离学校的距离
平均速度
他乘坐汽车从家里到学校的时间
2．周末，小敏到乡下帮爷爷摘苹果，看见有些苹果以不同快慢、不同时间落下来。小敏对这些现象产生了浓厚的兴趣，提出了如下两个猜想：
猜想一：苹果的下落快慢与苹果的质量是否有关?
猜想二：苹果的下落时间与下落的高度是否有关?
于是他找来一些器材，在忽略空气阻力的情况下进行实验。
（1）小敏在探究“猜想一”时，应控制苹果下落高度不变，让苹果的______改变，比较苹果下落时间的长短；
（2）小敏在探究“猜想二”时，测量出同一个苹果在不同高度下落时所对应时间为t1，t2，t3，……，并绘出t-h图象如图所示。他发现这和函数的图像很相似。为了进一步确定t和h的函数关系，他应该利用以上数据做t和______之间的关系图像。
【答案】 质量 x
【详解】（1）[1]要探究苹果下落的快慢与质量的关系，根据控制变量法可知，需要保持苹果下落的高度相同，改变苹果的质量，比较下落速度与质量大小的关系。
（2）[2]为了确认t-h的函数关系是否满足，需要进步确认t-h图象和函数的图像是否一致。只需要将t带入中得出x，然后描出t-x图像，接着和t-h图象对比，若图像一致则t-h的函数关系满足，反之不满足。所以为了进一步确定t和h的函数关系，他应该利用以上数据做t和x之间的关系图像。
3．由相同材料制成的M、N两固态实心物体，M、N的质量分别为0.3kg、0.1kg；物体M的温度与其吸收的热量关系如题图甲所示（不考虑热量散失），则
（1）若物体N吸收的热量为2.64×103J（未发生物态变化），则它的温度升高了_______℃；
（2）物体M的比热容为_______ J/(kg·℃)；
（3）请写出物体M在BC段温度不变的原因_______；
（4）图乙（a）为装有200mL水的量筒，将物体N放入该量筒后，如图乙（b）所示；若在图乙（a）中放入的物体为M（能浸没），请在图乙（c）中画出水面的位置_______。
【答案】 30 0.88×103 处于熔化过程中
【详解】（1）[1]由图甲可知，物体M吸收热量为2.64×103J时，升高的温度为10℃，已知相同材料制成的M、N两固态实心物体，所以他们的比热容相同，M、N的质量分别为0.3kg、0.1kg；由Q吸=cmΔt可知，吸收相同热量时，N升高的温度应该是M升高温度的3倍，即N的温度升高了30℃。
（2）[2]物体M的比热容为
（3）[3]物体M在BC段温度不变的原因处于熔化过程中，吸收热量。温度保持不变，说明M是晶体。
（4）[4]已知M、N两固态实心物体是由相同材料制成的，所以M、N的密度相同，M、N的质量分别为0.3kg、0.1kg，根据可知
VM= 3VN
由图乙中的a、b可知，量筒的分度值是10mL，原来量筒中水的体积是200mL，放入N后，水面对应的刻度是250mL，即物体N的体积为
VN = VN排= 250mL -200mL=50mL=50cm3
则物体M的体积
VM= 3VN =3×50cm3=150cm3
将M放入水中，M排开水的体积
VM排=VM=150cm3=150 mL
水面对应的刻度应为
200mL+150mL=350mL
如下图：
4．北京冬奥会上使用的氢燃料电池汽车，是利用氢与氧发生化学反应产生电能，供给电动机而驱动汽车行驶的。如图所示，该类型汽车甲在平直公路上从A地出发，以90km/h的速度行驶1h到达B地，消耗0.8kg氢燃料，所产生电能E电的80%用于维持汽车匀速行驶，所受阻力为1000N。已知每加注1kg氢燃料所需的费用为30元。（请写出计算推理过程）
（1）求此过程中产生的电能E电？
（2）燃油汽车乙也在该公路上从A地出发，以90km/h的速度匀速行驶。所受阻力与甲车相同，汽油在气缸内完全燃烧，且燃烧所释放热量的30%用来维持汽车匀速行驶，汽油热值取q=5×107J/kg。已知每加注1kg汽油所需的费用为12元。则在与甲车花费相同燃料费用的情况下：
①求乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量？
②请判断乙车能否到达B地？
（3）如果动力系统改用汽油机，在某次油品调价中，90号汽油价格每吨降低125元，测算到零售价格每升降低0.09元。据此估算90号汽油的密度为多少？
【答案】（1）1.125×108J；（2）①1×108J；②乙车不能到达B地；（3）
【详解】解：（1）由二力平衡条件可知，汽车匀速行驶时的牵引力为
汽车牵引力做的功为
此过程中产生的电能为
（2）①由每加注1kg氢燃料所需的费用为30元可知，消耗0.8kg氢燃料的费用为
由每加注1kg汽油所需的费用为12元可知，在与甲车花费相同燃料费用的情况下，乙车消耗的汽油为
乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量为
②燃烧汽油时汽车获得的机械能为
汽车行驶的距离为
因此乙车不能到达B地
（3）90号汽油价格每吨降低125元，测算到零售价格每升降低0.09元，则每吨汽油的体积
则汽油的密度
答：（1）此过程中产生的电能为；
（2）乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量为；乙车不能到达B地；
（3）90号汽油的密度为。
5．如图所示，薄壁轻质柱形容器放在水平面上，容器内装有密度为的液体。
①若容器中装有质量为2千克的水。求容器中水的体积( )和容器对水平面的压力F( )；
②将不同的小球分别浸没在容器内的液体中，液体不溢出，测得放入小球前、后容器底部所受液体压强的增加量，并将数据记录在下表中；
（a）分析比较表中与的关系，可知：当小球浸没在同种液体中，______；
（b）求放入小球丙前、后，容器对水平面压强的变化量______ 。
【答案】 2×10-3m3 19.6N 与无关 600Pa
【详解】①[1] 由得容器中水的体积
[2] 薄壁轻质柱形容器不考虑质量，所以容器对水平面的压力F为
F=G水=m水g=2kg×9.8N/kg=19.6N
②（a）[3] 将不同的小球分别浸没在容器内的液体中，液体不溢出，由表格知，小球体积相等，故液面上升的高度相等，由可知压强的增加量相等，所以与无关。
（b）[4]由F=G=ρVg得，放入小球丙后的压力变化为
∆F=3ρ球g
由得放入丙球前、后压强的变化量为
（1）
由（a）知
（2）
由(1)(2)式解得
∆p=3∆p液=600Pa
6．小华设计了一种“闯红灯违规证据记录器”，用于机动车辆闯红灯时进行拍照记录。电路原理如图甲所示，控制电路中的光控开关在接受到红光照射时会自动闭合，否则处于断开状态。压敏电阻安装在车辆停止线外，电阻大小会随着所受车辆压力的变化而变化，变化规律如图乙所示。继电器线圈电阻为10Ω，通过的电流达到0.06A时衔铁被吸引。控制电路电源电压为6V。（g取10N/kg）
（1）电磁继电器是利用电流___________效应工作的；当记录器拍摄闯红灯的机动车时，工作电路中的指示灯将___________（选填“发光”或“熄灭”）。
（2）由甲乙两图可知，当压力增大时，控制电路的电流将___________（选填“增大”、“减小”或“不变”），继电器的磁性将___________（选填“增强”、“减弱”或“不变”）。
（3）小明分析发现，只有当车辆质量大于或等于___________时，车辆闯红灯，该记录器才能拍照记录。若要使质量小一些的汽车闯红灯时，该记录器也能够拍照记录，改进措施是___________。
【答案】 磁 熄灭 增大 增强 400kg 提高电源电压
【详解】（1）[1] 光控开关闭合，电路中有电流，线圈有磁性，将吸引衔铁，所以电磁继电器利用了电流的磁效应工作。
[2]当记录器拍摄闯红灯的机动车时，电磁铁将衔铁吸下，照相机所在的电路接通，指示灯所在的电路断开，工作电路中的指示灯将熄灭。
（2）[3][4] 分析图象发现：当压力增大时，压敏电阻阻值减小，根据欧姆定律，电路中电流就会增大，电磁铁的磁性就会增强。
（3）[5]通过的电流达到0.06A时衔铁被吸引，此时电路中的电流总电阻
压敏电阻的阻值应为
R压=100Ω-10Ω=90Ω
由图乙知，此时压敏电阻所受的压力为
F=4000N
所以此时车的质量
若车的质量再小，则电路中的电阻会变大，电流会小于0.06A，线圈不能吸引衔铁使照相机拍照。
[6]若要使质量小一些的汽车闯红灯，该记录器能够拍照记录，应想法在压力相同的情况下增大线圈的磁性，可提高电源电压，使同种情况下电路中的电流增大，或增加线圈匝数。
7．某学校大门口设有护学岗标志牌及其固定装置，如图所示，铁杆左端固定在墙上、右端固定有铁夹，铁夹张开幅度越大，夹得越紧。
（1）遇到大风天气时，护学岗的固定装置易损坏，针对这一问题，你认为在大风天气时可将护学岗标志牌的牌面___________（选填“垂直”或“平行”）风向放置；
（2）放学时，值班教师用13N的力可将标志牌竖直向上匀速拔出，若标志牌重4N，此过程中，标志牌杆受到铁夹的摩擦力方向___________、大小为___________N；
（3）雨天，标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力会发生怎样的变化？同学们展开合理猜想。
猜想1：考虑到“雨天木质标志牌杆受潮膨胀”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变大，理由是___________；
猜想2：考虑到“雨天木质标志牌杆表面湿润”，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变小；
同学们讨论后，认为猜想1、猜想2都合理，为确定哪一种猜想起主导作用，同学们找来3个护学岗，先采用原始方案，测量时发现超出测力计的量程，于是设计出改进方案1、改进方案2，如图所示，每个滑轮重均为0.4N，不计绳重及滑轮处摩擦，应采用改进方案___________进行探究，实验时，匀速拔出标志牌杆过程及拔出后静止时，弹簧测力计记录的数据如表所示；
由上述数据可知，淋湿后标志牌1重为___________N；雨天，对标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力的变化起主导作用的是猜想___________。
【答案】 平行 竖直向下 9 膨胀导致铁夹张开幅度越大，压力变大，标志牌杆受到铁夹的摩擦力变大 2 4.4 2
【详解】（1）[1]护学岗标志牌迎风放置，会受到较大的推力作用，护学岗标志牌容易倾倒，故应平行于风向放置更合理。
（2）[2][3]竖直向上匀速拔出护学岗标志牌，标志牌此时受到平衡力的作用，受到竖直向上13N的力，重力是4N，故摩擦力的大小为
方向竖直向下。
（3）[4]由题意知，“雨天木质标志牌杆受潮膨胀”，则铁夹张开幅度越大，夹得越紧，即压力越大，则标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变大。
[5]使用定滑轮不能改变力的大小，使用动滑轮可以省力，所以采用的是实验方案2。
[6]由图可知，滑轮组有3段绳子拉着动滑轮，标志牌1拔出后静止时，测力计示数为1.6N，则
吸水后的标志牌1的重力为
[7]匀速拔出过程中，设弹簧测力计的示数为F、标志牌受到的拉力为F拉、标志牌受到的摩擦力为f；拔出后静止时，设弹簧测力计的示数为F1'、标志牌的重力为G标；不计绳重及滑轮处摩擦，有
所以标志牌受到向上的拉力为
则匀速拔出过程中，标志牌受到的摩擦力为
带入表格中数据计算得：标志牌1在干燥和淋湿的情况下，受到的摩擦力分别为
标志牌2在干燥和淋湿的情况下，受到的摩擦力分别为
标志牌3在干燥和淋湿的情况下，受到的摩擦力分别为
对比以上数据可知，淋湿的情况下，标志牌受到摩擦力变小了，所以标志牌杆拔出铁夹过程中受到铁夹的摩擦力的变化起主导作用的是猜想2。
8．阅读短文，回答问题
电动平衡车
电动平衡车又称体感车，是一种时尚代步工具，以内置的精密固态陀螺仪来判断车身所处的姿势状态，检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动左右两个电动机进行相应的调整，以保持系统的平衡，电动平衡车采用站立式驾驶方式，如图所示，通过身体重心和操控杆控制车体运行，采用锂电池组作为动力来源驱动左右两个电动机行驶。
下表为某品牌电动平衡车部分技术参数。平衡车的转向指示灯电路如图乙所示，电路中电源电压恒为 6V，指示灯 L1、L2的规格均为“6V 6W”，R0 为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计，不考虑指示灯电阻随温度的变化，当单刀双掷开关 S 与“1”接通后，左转指示灯L1会亮暗交替闪烁。在此过程中，左转指示灯 L1两端实际电压UL 随时间，变化规律如图丙所示。
（1）如图所示，与电动平衡车驱动前行过程原理相同的是___________ ；
A． B． C． D．
（2）图乙电路中定值电阻R0 的阻值为 ___________Ω，在单刀双掷开关S与“1”接通情况下，左转指示灯L1亮暗交替闪烁工作10min，则整个电路消耗的电能为 ___________J；
（3）体重为60kg的小明站在该双轮电动平衡车上时，若每个车轮与地面接触面积为20cm2，则地面受到的压强是___________Pa；他驾驶该电动平衡车在水平路面上以最大速度匀速行驶时，受到的阻力是人与车总重的 0.1 倍，小明驾驶该电动平衡车在水平路面上以最大速度匀速行驶时，则每个电动机的平均输出功率为___________ W，平衡车最大行驶的路程是___________km。
【答案】 C 24 1680 2×105 200 18
【详解】（1）[1]电动平衡车驱动前行时的主要部件是电动机，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力而转动。
A．图中研究电磁感应现象实验，为发电机工作原理，故A不符合题意；
B．为奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，故B不符合题意；
C．通电导体在磁场中受力运动，为电动机的工作原理，故C符合题意；
D．串联电路中电流相等，根据通电螺线管吸引大头针数量的多少来研究在电流相等时通电螺线管磁性强弱与线圈匝数的关系，故D不符合题意。
故选C。
（2）[2]由可得，指示灯L1的阻值
S与“1”接通，触电A与B分离时，L1与R0串联，灯的电压小于电源电压（当触点A与B接通时，电磁铁和电阻R0被短路，指示灯两端的电压和额定电压相等），由图像知灯泡两端电压
UL′=1.2V
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以R0两端的电压
U0=U-UL′=6V-1.2V=4.8V
因串联电路中各处的电流相等，所以此时电路中的电流
由欧姆定律可知定值电阻R0的阻值
[3] 0～1.0s内电路消耗的电能
W1=ULIt=6V×0.2A×1s=1.2J
当触点A与B接通时，电磁铁和电阻R0被短路，指示灯两端的电压和额定电压相等，灯的实际功率为其额定功率，则1s～1.5s内电路消耗的电能
W2=PLt′=6W×0.5s=3J
由图丙可知，一个周期的时间
T=1.5s
10min内的周期个数为
则指示灯交替工作10min整个电路消耗的电能
W=(W1+W2)×400=(1.2J+3J)×400=1680J
（3）[4]小明站在该双轮电动平衡车上时，地面受到的压力大小为
F=G总=(m车+m人)g=(20kg+60kg)×10N/kg=800N
受力面积
S=2×20cm2=40cm2=4×10-3m2
对地面的压强
[5]他驾驶该电动平衡车在水平路面上以最大速度匀速行驶时，受到的阻力是人与车总重的0.1倍，则阻力
f=0.1G总=0.1×800N=80N
小明驾驶该电动平衡车在水平路面上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，电动机的牵引力
F引=f=80N
已知最大速度为
v=18km/h=5m/s
由
可得电动机输出的总功率
P=F引v=80N×5m/s=400W
因电动平衡车的动力来源于左右两个电动机，所以，每个电动机平均输出功率
P′=0.5×400W=200W
[6]由表格数据可知，电动机的能量转化效率为80%，锂电池最大储存电能0.5kW·h，则电池提供的电能用来做功的能量
W功=80%×0.5kW·h =0.4kW·h=1.44×106J
由W=Fs可得平衡车行驶的路程
9．请你结合下文回答下面问题。
理想实验法
理想实验法是科学研究中的一种重要方法，它把可靠事实和理论思维结合起来，可以深刻地揭示自然规律。它是在实验基础上经过概括、抽象、推理得出规律的一种研究问题的方法。但得出的规律却又不能用实验直接验证。科学家们为了解决科学理论中的某些难题，以原有的理论知识（如原理、定理、定律等）作为思想实验的“材料”，提出解决这些难题的设想作为理想实验的目标，并在想象中给出这些实验“材料”产生“相互作用”所需要的条件。然后，按照严格的逻辑思维方法去“处理”这些思想实验的“材料”，从而得出一系列反映客观物质规律的新原理，新定律，使科学难题得到解决，推动科学的发展。理想实验法又称推理法。初中阶段我们接触过伽利略的斜面理想实验，如图甲所示。实验设想的步骤有：
①减小第二个斜面的倾角，小球在该斜面上仍然要达到原来的高度
②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面
③继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动
④如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度
牛顿曾研究过这样一个问题：他发现人掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面。于是牛顿提出了一个“大炮”的设想，如图乙所示的是他画的“大炮”草图。在地球上的一座高山上架起一只水平大炮，以不同的速度将炮弹平射出去，射出速度越大，炮弹落地点就离山脚越远。他推想：当射出速度足够大时，炮弹将会如何运动呢？牛顿通过科学的推理得出了一个重要的结论，这就是只要这炮的威力足够大，炮弹的速度足够快，炮弹就可以围绕地球不停的转而不会掉下来。故事中牛顿实际也用到了理想实验的研究方法。大家耳熟能详的比萨斜塔上“两个铁球同时着地”的实验，其实在历史上并没有确切的记载，但是对于亚里士多德认为的“质量大的物体下落快”的说法，伽利略用了理想实验的方法来反驳。根据亚里士多德的理论，两个铁球，一个10磅（磅是一种质量单位），一个1磅，同时从高处落下来，10磅的一定先着地，速度是1磅的10倍。那么把这两铁球拴在一起，落得慢的就会拖住落得快的，落下的速度应当比10磅的铁球⑤___________（选填“快”或“慢”）；但是，如果把拴在一起的两个铁球看作一个整体，就是11磅，落下的速度应当比10磅的铁球⑥___________（选填“快”或“慢”）；这样，从一个事实中却可以得出两个相反的结论，说明亚里士多德的理论是有问题的。
（1）请将文中第二段后所写步骤①②③④按照正确的顺序排列___________（只填写序号）；
（2）牛顿研究的问题中基于的可靠事实是___________；
（3）牛顿当年的推测已经变成现实，人们应用他的推论，利用现代科技制成了___________。
（4）⑤___________⑥___________
【答案】 ②④①③ 人掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面 人造卫星 慢 快
【详解】（1）[1]伽利略的理想实验，在客观事实的基础上，进行了合理的推理，根据题目所示实验操作，合理安排实验步骤是：②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；④如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度；①减小第二个斜面的倾角，小球在该斜面上仍然要达到原来的高度；③继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面作持续的匀速运动。即实验步骤是②④①③。
（2）[2]牛顿善于观察生活，从生活中的事件进行联想分析，研究中他基于的可靠事实是：人掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面。
（3）[3]由牛顿的“大炮”的设想，画的“大炮”草图——在地球的一座高山上架起一只水平大炮，以不同的速度将炮弹平射出去，射出速度越大，炮弹落地点就离山脚越远。牛顿当时的结论是：当抛出物体的速度足够大时，物体将离开地球，绕地球旋转，做圆周运动，我们现在的人造卫星就是此原理的应用。
（4）[4][5]亚里士多德认为，两个铁球，一个10磅，一个1磅，同时从高处落下来，10磅的一定先着地，并且速度是1磅的10倍。按照此理论，把这两铁球拴在一起，落得慢的就会拖住落得快的，落下的速度应当比10磅的铁球慢；但如果把拴在一起的两个铁球看作一个整体，就是11磅，落下的速度应当比10磅的铁球快。同样两个铁球的下落速度，利用亚里士多德的理论得出了截然相反的结论，说明这个理论本身是错误的。
10．电动平衡车又称体感车，是一种时尚代步工具。如图甲所示，通过身体重心和操控杆控制车体运行，采用锂电池组作为动力来源驱动左右两个电动机行驶。
如表为某品牌电动平衡车部分技术参数。平衡车的转向指示灯电路如图乙所示，电路中电源电压恒为6V，指示灯L1、L2的规格均为“6V 6W”，R0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计，不考虑指示灯电阻随温度的变化，当单刀双掷开关S与“1”接通后，左转指示灯L1会亮暗交替闪烁。在此过程中，左转指示灯L1两端实际电压U1随时间，变化规律如图丙所示。
（1）如图所示，与电动平衡车驱动前行过程原理相同的是 ________；闭合开关时电磁铁的上端为 ________极；
（2）体重为60kg的小菲站在该双轮电动平衡车上时，若每个车轮与地面接触面积为20cm2，则地面受到的压强是多少Pa？________
（3）图乙电路中定值电阻R0的阻值为多少________Ω？在单刀双掷开关S与“1”接通情况下，左转指示灯L1亮暗交替闪烁工作10min，则整个电路消耗的电能为多少？________
【答案】 D N 2×105 24 1680
【详解】（1）[1]电动平衡车驱动前行时的主要部件是电动机，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力而转动。
A．图为奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，故A不符合题意；
B．图中研究电磁感应现象实验，为发电机工作原理，故B不符合题意；
C．图中电磁铁在吸收铁质材料，利用了电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性，磁性强弱可由电流大小控制的特点，故C不符合题意；
D．通电导体在磁场中受力运动，为电动机的工作原理，故D符合题意。
故选D。
[2]由图知道，闭合开关后，电流从电磁铁的下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极，下端为S极。
（2）[3]小菲站在该双轮电动平衡车上时，地面受到的压力大小为
F＝G总＝（m车+m人）g＝（20kg+60kg）×10N/kg＝800N
受力面积
S＝2×20cm2＝40cm2＝4×10-3m2
对地面的压强
（3）[4][5]由知道，指示灯L1的阻值
S与“1”接通，触点A与B分离时，L1与R0串联，灯的电压小于电源电压（当触点A与B接通时，电磁铁和电阻R0被短路，指示灯两端的电压和额定电压相等），由图像知道，灯泡两端电压
UL'＝1.2V
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以R0两端的电压
U0＝U﹣UL′＝6V﹣1.2V＝4.8V
因串联电路中各处的电流相等，所以此时电路中的电流
由欧姆定律知道，定值电阻R0的阻值
0～1.0s内电路消耗的电能
W1＝UIt＝6V×0.2A×1s＝1.2J
当触点A与B接通时，电磁铁和电阻R0被短路，指示灯两端的电压和额定电压相等，灯的实际功率为其额定功率，则1s～1.5s内电路消耗的电能
W2＝PLt′＝6W×0.5s＝3J
由图丙知道，一个周期的时间
T＝1.5s
10min内的周期个数为
则指示灯交替工作10min整个电路消耗的电能
W＝（W1+W2）×400＝（1.2J+3J）×400＝1680J
11．某科技小组自制了一个测量池水深度的装置如图，其中R1=5Ω是一个定值电阻，R2是一个压敏电阻，它的阻值随所受液体压力F的变化的部分参数见下表，电源电压保持6V不变，压敏电阻只有一个面积为6m2的面承受池水压力。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）由题中信息可知，此装置随着测量深度的增加电流表的示数 ___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（2）当液体压力为6N时，求电流表的示数___________；
（3）若电流表的示数为0.6A，求此时池水的深度___________。
【答案】 增大 0.3A 4×10-4m
【详解】（1）[1]当所测水的深度增加时，对压敏电阻的压强和压力增大，压敏电阻的阻值减小，串联电路中的总电阻减小。电路电源电压不变，电路中的总电流增大，电流表的示数增大。
（2）[2]当液体压力为6N时，压敏电阻的阻值为15Ω，此时电路中电流为
（3）[3]当电流表示数为0.6A时，电路中的总电阻为
压敏电阻的阻值为
查表可知，此时水对压敏电阻的压力为24N，则水对压敏电阻的压强为
此时待测水深为
12．阅读下列材料，回答问题。
铁岗水库是深圳最大的水库，总库容约8322万立方米，是深圳市重要的水源地。在“绿水青山，就是金山银山”的科学发展理念指导下，某兴趣小组来到铁岗水库进行调研。
（1）调研小组发现，水库的拦水坝被建成“上窄下宽”的形状（如图甲），原因是液体压强随___________的增加而增大；
（2）水的密度是水质的重要指标之一、图乙为小组成员为测量水的密度所设计的仪器。其探尺由空心软管加铅锤构成，使用时通过调节“提手”高度，使探尺“标记线”与水面齐平，由电表数据可得水的密度。请在图乙中填上适当的电表（电流表或电压表）符号，并根据你所填的电表回答：当水的密度越大时，探尺所受到的浮力___________（选填“越大”、“越小”或“不变”）；a电表的示数___________（选填“变大”、“变小”或“不变”），b电表的示数___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）水中固体总溶解量（TDS）是水质的另一重要指标。图丙为TDS检测仪原理图（R为检测电阻），图丁为检测电阻R的阻值与水的TDS值之间的关系图，如表为水质标准与TDS值的对应关系。图丙中电源电压为3V，定值电阻R0为50Ω，当电压表示数为2V时，水质标准为___________。
【答案】 深度 变大 不变 变小 不能直接饮用
【详解】（1）[1]因为液体压强随深度的增加而增大，为了水坝能承受更大的水压，故水库的拦水坝被建成“上窄下宽”的形状。
（2）[2]电压表并联接入电路，电流表串联接入电路，所以a是电流表，b是电压表，如图：
探尺排开水的体积不变，根据F浮=ρ液gV排可知，当水的密度越大时，探尺所受到的浮力越大。
[3]闭合开关，两电阻串联接入电路，滑片移动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻不变，根据串联电路电阻规律可知电路总电阻不变，根据欧姆定律可知通过电路的电流不变，即a电表的示数不变。
[4]探尺受到重力、浮力、拉力的共同作用，其受到的浮力变大，拉力变小，滑片上移，滑动变阻器与电压表并联部分的电阻变小，根据U=IR可知电压表示数变小，即b电表的示数变小。
（3）[5]图丙中两电阻串联接入电路，电压表测定值电阻两端的电压，根据串联分压原理可得，串联电路总电压等于各部分电压之和，电源电压为3V，定值电阻R0为50Ω，电压表示数为2V，代入数据可得
解得R=25Ω，
由丁图可知R在20Ω~30Ω范围内时，TDS值在100mg/L与300mg/L之间，由表中数据可知，水质标准为不能直接饮用。
13．如图所示，是某学校科技节上展示的两件作品。小明为此作了以下解说：
（1）甲是简易的温度计，它的工作原理是利用______的性质而制成的。它的测温效果与小玻璃瓶的容积和玻璃管的______有关；所用的测温物质是煤油而不是水，这是因为煤油的______较小，吸收（或放出）相同的热量时，玻璃管内液体温度变化更为明显；
（2）乙是简易的气压计，当外界气压减小时，玻璃管内液柱的液面会______；
【提出问题】小华发现甲、乙的构造非常相似，提出乙是否也能做温度计使用？
【设计实验和进行实验】把两装置中的小玻璃瓶同时没入同一热水中，观察到乙装置中玻璃管内液柱上升更明显，这是由于瓶内的______受热膨胀更显著，故乙也能做温度计使用；
【拓展】查阅相关资料，了解到人们很早就发明了如图2所示的气体温度计，当外界环境气温升高时，该温度计中的管内液面会下降，但由于受外界______、季节等环境因素变化的影响，所以，这种温度计测量误差较大。
【答案】 液体热胀冷缩 直径 比热容 升高 气体 大气压
【详解】（1）[1]甲图中的温度计是利用玻璃瓶内液体的热胀冷缩的性质制成的。
[2]这种简易温度计的测温效果与小玻璃瓶的容积和玻璃管的直径有关。玻璃管的直径越小，则管内液面升降越明显。
[3]所用的测温物质是煤油而不是水，是因为煤油的比热容较小，与质量相同的水比较，在吸收或放出相同热量时，玻璃管内煤油温度变化更明显。
（2）[4]图乙中，玻璃瓶内的气压保持不变，当外界气压减小时，瓶内气压会将玻璃瓶内的液体往外压，那么玻璃管内液柱的液面会升高。
[5]将甲、乙中的玻璃瓶同时没入热水中，乙中玻璃瓶内的气体受热体积膨胀要比甲中液体的体积膨胀更明显，那么乙中玻璃管内液柱上升更明显。
[6]图2中的气体温度计，玻璃管上端是封闭的，而玻璃瓶却是开口的，那么当外界大气压变化时，就算温度没有变化，玻璃管内的液面也会变化，这会带来较大的测量误差。
14．阅读短文，回答问题。
中央新风系统
中央新风系统由风机、进风口、排风口及各种管道和接头组成。安装在吊顶内的风机通过管道与一系列排风口相连，风机启动后，室内受污染的空气经排风口及风机排往室外，使室内形成负压，这样室外新鲜空气便经进风口进入室内，从而使室内空气中二氧化碳的含量保持在占空气体积的0.03%左右。
风机转速测量原理如图甲所示。风机的风量Q指风机单位时间内排出空气的体积，风速v指风机排出空气的速度。已知风机的转速受电脑控制，与屋内空气中二氧化碳的含量ρ的平方根成正比。风机的部分参数如表一所示，风机的风速v、风量Q和空气中二氧化碳的含量ρ的关系如表二所示。
表一
表二
（1）下列有关新风系统的说法，错误的是___________。
A．吸尘器的工作原理与新风系统原理相同
B．风机的风量与室内空间大小无关
C．风机的风量Q表示单位时间排出的空气质量
D．新风系统工作时，室内气压小于室外气压
（2）当风机以额定功率运转时，1min内消耗电能为___________J；此时，室内二氧化碳的含量为___________%。当风机的风量为0.5m3/s时，风机的转速为___________r/min。
（3）根据风机转速测量原理图，当转轴边缘和凹槽交替接近非接触式磁电传感器时，会产生一个脉冲电压，并且转速越高，脉冲电压值越大，如图乙所示，则图乙中___________（选填“a”或“b”）对应的转速高，其转速为___________r/min。
（4）为了保持室内空气清新，小明制作了如图丙的控制风机断续工作的模拟电路，AB两端输入如图丁所示的周期性变化的电压U，定值电阻R=2Ω，D为电子元件，当U＜6V时，D两端的电压UD等于输入电压；当UAB≥6V时，UD保持6V不变。当R的电功率满足P≥2W时，风机启动工作，则t=4min时电阻R的电功率为多少？该电路工作60min，风机工作时间为为多少？（要求写出具体解题过程，直接写结果不得分）( )
【答案】 C 1.8×104 0.128 500 b 750 2W，20min
【详解】（1）[1]AD．吸尘器的电机转动时，会使得密封的壳体内空气的流速增大、压强减小，外界的压强大于内部的压强形成负压；中央新风系统风机启动后，也使室内形成负压，故AD正确，不符合题意；
BC．风机的风量Q指风机单位时间内排出空气的体积，与室内空间大小无关，故B正确，不符合题意，C错误，符合题意。
故选C。
（2）[2]风机以额定功率运转时，1min内消耗电能为
W=Pt=300W×60s=1.8×104J
[3]由表一可知，以额定功率运转时，额定风量Q=0.8m3/s，由表二数据分析可知，二氧化碳含量为
[4]已知风机的转速与屋内空气中二氧化碳的含量ρ的平方根成正比，，则，由表一可知，额定转速n=800r/min，额定风量Q=0.8m3/s，当风机的风量Q=0.5m3/s时，二氧化碳的含量ρ=0.050%，因为k值一定，所以
带入数值，得
解得n2=500r/min。
（3）[5]根据风机转速测量原理图，当转轴边缘和凹槽交替接近非接触式磁电传感器时，会产生一个脉冲电压，并且转速越高，脉冲电压值越大，如图乙所示，图乙中b的脉冲电压大，所以对应的转速高。
[6]由图甲可知，一圈有4个凹槽，对照图乙可知转一圈的时间为8×10-2s，转速为
（4）[7]根据题意知，当UAB＜6V时，D两端的电压UD等于输入电压，UAB≥6V时，UD保持6V不变。由于3~6min电压从12V均匀的减小到0，所以t=4min时，电压为
此时UD=6V，根据串联电路的特点知，定值电阻两端的电压为
UR=UAB﹣UD=8V﹣6V=2V
电阻R的电功率为
当R的电功率满足PR≥2W时，风机启动工作，所以当PR=2W时，根据可知，R两端的电压为
这个电压为风机能否启动工作的临界电压，所以UAB对应的电压为
UAB=UD+UR=6V+2V=8V
由图知0~3min，UAB均匀增加，3min时达到12V，故2min时电压达到8V，由对称性可知一个周期的2~4min内电压UAB≥8V，则有三分之一的时间风机在工作，所以电路工作60min，风机工作时间为为
15．如图甲所示是一款新科技运动器械—电动水翼冲浪板，下表是其相关参数，其机构示意图如图乙。内部含有的电机推动水翼板向前运动，底部的水翼板类似于飞机机翼，冲浪时能将冲浪板托起出水面以减小阻力，玩家通过板体站立就实现了水上飞行。内部电机电源是电压为48V的蓄电池组，电机效率是指电动机获得的有用机械能与消耗电能的比值。（g取10N/kg）
（1）水翼板能将冲浪板托举在水面以上，利用的原理是：______；
（2）下列关于对水翼板的蓄电池的说法正确的是______；
A．蓄电池充足电一次，储存的电能约4×105J
B．蓄电池组充电时，电能转化为化学能
C．蓄电池放电的过程中，蓄电池相当于用电器
D．蓄电池组是由若干节蓄电池并联组成的
（3）当冲浪板在额定功率下以最大速度匀速前进时，电机最大电流为______A，电机提供的动力为______ N，此时动力与阻力是一对______（选填“相互作用力”、“平衡力”）；
（4）质量为75kg的运动员站在冲浪板上，以最大速度前行了3.6km，此时阻力是总重力的0.2倍，则蓄电池消耗的电能为______kWh。
【答案】 流体在流速大的地方压强小，流速小的地方压强大 B 62.5 300 平衡力 0.25
【详解】（1）[1]由甲图可知水翼板上表面弯曲而下表面平直，在水中运动时上表面水的流速大而下表面水的流速小，流体压强随流速的增大而减小，可知水翼板下表面压力大于上表面压力，形成的压力差可将冲浪板托举在水面以上。
（2）[2]A．由图表可知蓄电池的容量为40A•h，电压U=48V，可知蓄电池储存的电能为
W=UIt=48V40A1h=48V40A3600s=6.912106J
故A错误；
B．蓄电池充电时电能转化为化学能，故B正确；
C．蓄电池放电时在电路中的作用是提供电能，相当于电源，故C错误；
D．蓄电池组是若干蓄电池串联组成的，单个蓄电池的电压较小，多个蓄电池串联时可提供更大的电压，故D错误。
故选B。
（3）[3]电机工作时的电压为U=48V，功率为P=3000W，由P=UI可知电机最大电流为

[4]冲浪板最大速度为
v=36km/h=10m/s
由P=Fv可知电机提供的动力为

[5]冲浪板此时为匀速直线运动，处于平衡状态，受平衡力作用，水平方向上受电机的动力和水的阻力，则此时动力与阻力是一对平衡力。
（4）[6]此时冲浪板的路程为
s=3.6km=3600m
冲浪板和人的总重力为
G=(m人+m板)g=(75kg+25kg)10N/kg=1000N
冲浪板受到的阻力大小为
f=0.2G=0.2×1000N=200N
则冲浪板克服阻力做功为
W有=fs=200N3600m=7.2105J
电机效率=80%，由可知电机做功为
即消耗的电能为0.25kWh。
16．如图为水箱示意图，AO1C和DO2E均为金属杆。其中A端连接按钮M，P为轻质活塞，P与C端通过细绳相连；E端连接浮球，D端连接针阀，针阀能将进水口堵住。已知AO1和CO1两点间水平距离相等，P上表面处的深度为0.1米，浮球排开水的体积为5×10-4米3。
（1）求浮球所受浮力F浮的大小；
（2）求水对活塞P上表面的压强p水；
（3）若轻质活塞P即将被拉起时，细绳CP上的拉力为3牛， 求此时作用在按钮M上的竖直向下压力F压的大小；
（4） 若浮球受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力相等时，针阀恰好将进水口堵住，放水后水箱中水位下降，浮球的排水体积减小，受到的浮力减小，浮球受到的重力大于浮力，杠杆D E绕O2顺时针转动，针阀被拉起，水从进水口进入水箱。请参考上述描述说明水箱的出水过程。
【答案】（1）4.9牛；（2）980帕；（3）3牛；（4）见解析
【详解】解：（1）浮球排开水的体积为5×10-4米3，浮球所受浮力F浮的大小为
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×5×10-4米3＝4.9牛
（2）P上表面处的深度为0.1米，水对活塞P上表面的压强为
p水＝ρ水gh＝1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×0.1米=980帕
（3）根据杠杆的平衡条件可知
F压 l1＝F拉l 2
AO1和O1C两点间的水平距离相等，即l1＝l 2，故
F压＝F拉＝3牛
（4）轻质活塞P因受到水的压力而将下水口堵住，排水时用力向下按下按钮M，杠杆AC绕O1顺时针转动，细绳对活塞P的拉力大于活塞P受到水的压力，P被细绳拉起，水箱内的水从下水口冲出。
答：（1）浮球所受浮力F浮的大小为4.9牛；
（2）水对活塞P上表面的压强p水为980帕；
（3）作用在按钮M上的竖直向下压力F压的大小为3牛；
（4）轻质活塞P因受到水的压力而将下水口堵住，排水时用力向下按下按钮M，杠杆AC绕O1顺时针转动，细绳对活塞P的拉力大于活塞P受到水的压力，P被细绳拉起，水箱内的水从下水口冲出。
17．阅读短文，回答文后的题目。
目前，国际上常用的衡量人体胖瘦程度以及是否健康的一个标准是体质指数，即身体质量指数（BdyMassIndex），编写为BMI。BMI考虑了体重和身高的综合因素，可反映全身性超重和肥胖状况。计算公式为：BMI=体重/身高2（体重单位：千克；身高单位：米）。《国家学生体育健康标准》将学生体重指数（BMI）分成四个等级：正常、低体重、超重、肥胖。低体重者建议加强营养，多吃高蛋白食物，保持一定时间的睡眼。超重者或肥胖者建议以控制饮食和增加运动为主来减轻体重。3月12日，国家体育总局局长高志丹发出号召，“让更多的孩子们跑起来、动起来、跳起来”。
步频是指跑步时，每分钟脚落地的次数，步幅则是指相邻两步的距离。当步频越慢，步幅越大时，着地点越远离重心，小腿与地面锐角越小，分解后的水平摩擦力就越大，身体容易因此受到伤害。慢步频跨大步跑导致着地点远离身体重心投影点，自然使得身体重心经过脚踩的时间增加，因为从着地到重心经过支撑脚上方这一过程都属于减速阶段，只有当身体重心完全通过支撑脚的上方，身体才会从减速变成加速，慢步频所引发的一系列效应使得刹车增加。此外，慢步频大步幅还意味着身体重心起伏增加，把过多能量消耗在垂直方向做功上也得不偿失，大大降低跑步经济性。在速度没那么快的情况下，小步快跑更加适合大众跑者。所以，“管住嘴、迈开腿”，大家一起向着健康的生活方式努力!
学生体重指数（BMI）等级表（单位：千克/米2）
（1）某九年级男生质量80kg，身高180cm，他的体重指数处于_________等级；
（2）某同学用运动手环记录自己某一次跑步的数据，平均步频180步/分钟，平均步幅100厘米，分析可知：他本次跑步的平均速度为_________km/h；
（3）一个质量为m千克的同学，在中老体育考试电，选择跳绳考试，他在1分钟内跳了n个，每次跳起的高度约为h米，则他跳绳的功率P=_________W（用目中所给的物理量符号填写表达式）；
（4）对于普通大众跑者来说，为了能够健康有效锻炼，在跑步过程中，对步幅和步频的建议是_________。
【答案】 超重 10.8 快步频，小步幅
【详解】（1）[1]根据计算公式：BMI=体重/身高2，他的体重指数为
九年级男生体重指标
22.9