2024年重庆市(B卷)中考物理

重庆市 2024年初中学业水平暨高中招生考试

物理试题（B卷）

（全卷共四个大题 满分 80分 与化学共用 120分钟）

注意事项：

1．试题的答案书写在答题卡上，不得在试题卷上直接作答。

2．作答前认真阅读答题卡上的注意事项。

3．考试结束，由监考人员将试题卷和答题卡一并收回。

4．全卷取 $g = 1 0 \mathrm { N / k g }$ ，水的密度 $\rho _ { \mathrm { * k } } = 1 . 0 { \times } 1 0 ^ { 3 } \mathrm { k g / m } ^ { 3 }$

一、选择题（本题共 8个小题，每小题只有一个选项最符合题意，每小题 3分，共 24分。）

【答案】C

【解析】

【详解】A．让人舒适的室温约为 25℃，故A不符合题意；B．中学生单臂长度约为0.6m，故B不符合题意；C．我国家庭电路电压为220V，故C符合题意；D．中学生的质量约为50kg，故D不符合题意。

故选C。

2. 如图所示，智能快递车正在运送包裹，用户通过人脸识别取货。下列分析正确的是（ ）

A. 用户看见快递车，是因为光在它表面发生了折射B. 地面出现快递车的影子，是光的直线传播形成的C. 智能快递车上的摄像头利用了光的反射原理工作D. 人脸识别时，人通过摄像头成倒立、等大的虚像

【答案】B

【解析】

【详解】A．用户看见快递车，是因为光在它表面发生了反射，故A错误；

B．影子，是光的直线传播形成的，故B正确；C．智能快递车上的摄像头利用了光的折射原理工作，故C错误；D．人脸识别时，人通过摄像头成倒立、缩小的实像，故D错误。

故选 B。

3. 小丽为妈妈的生日做了一桌美食（如图所示），下列对美食制作过程说法正确的是（ ）

A. 锅中冒出的“白气”是水蒸气液化形成的B. 砂锅煲汤是通过热传递的方式减小内能C. 冰冻食物在解冻的过程中温度不断降低D. 食物香气四溢是因为分子之间存在引力

【答案】A

【解析】

【详解】A．“白气”是锅中出来的热的水蒸气遇冷的空气放热液化而成，故A正确；B．砂锅煲汤是通过热传递的方式增大内能，故B错误；C．冰是晶体，冰冻食物在解冻的过程中温度保持不变，故C错误；D．食物香气四溢是因为分子在做无规则运动，故D错误。

故选 A。

4. 对如图所示的情境说法正确的是（ ）

甲

乙

A. 图甲所示的是电动机的工作原理B. 图乙所示的两个小球带了同种电荷C. 图丙所示的人一定没有触电危险D. 图丁所示的通电螺线管右端为N极

【答案】D

【解析】

【详解】A．图甲所示是电磁感应现象的装置原理图，电动机工作原理是磁场对电流的作用，故A错误；B．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，且带电体可以吸引轻小物体，因此两个小球可能带异种电荷，也可能一个带电，一个不带电，故B错误；C．由于大地是导体，所以人站在地上，一只手接触火线时，会有电流通过人体，会发生触电事故，故C错误；D．由安培定则可知，通电螺线管右端为N极，故D正确。故选 D。

5. “备战奥运，再创辉煌”，对图中的运动员刻苦训练的情境说法正确的是（ ）

B

C

D

A. 运动员举着杠铃不动时对杠铃做了功B. 运动员射出的箭受到惯性作用而继续飞行C. 运动员击打网球改变了球的运动状态D. 运动员从起跑线起跑后一直处于平衡状态

【答案】C

【解析】

【详解】A．运动员举着杠铃不动时，有力而无距离，对杠铃不做功，故A错误；B．运动员射出的箭由于具有惯性而继续飞行，惯性不能说受到，故B错误；C．力可以改变物体运动状态，运动员击打网球改变了球的运动状态，故C正确；D．运动员从起跑线起跑后不是一直保持匀速直线运动，并非一直处于平衡状态，故D错误。

6. 家用电动窗帘的电路主要由电源指示灯L和电动机M组成。先闭合开关 $\mathrm { S } _ { 1 }$ ，电源指示灯L亮；再闭合开关 $\mathrm { S } _ { 2 }$ ，电动机M工作拉动窗帘。当 $\mathbf { S } _ { 1 }$ 断开时，电动机M不能工作。如图所示电路中符合要求的电路是（ ）

A.

B.

C.

D.

【答案】B【解析】

【详解】由题意，先闭合开关 $\mathrm { S } _ { 1 }$ ，电源指示灯L 亮；再闭合开关 $\mathbf { S } _ { 2 }$ ，电动机M 工作拉动窗帘。当 $\mathrm { S } _ { 1 }$ 断开时，电动机 M不能工作，可知 $\mathrm { S } _ { 1 }$ 是总开关， $\mathrm { S } _ { 2 }$ 只控制电动机所在电路，故ACD不符合题意，B符合题意。

故选 B。

7. 小刘同学利用如图所示的电路测量电阻R的阻值。闭合开关 S，将滑片P移至某一位置时，电压表示数为 2V，电流表示数为0.4A。下列说法正确的是（ ）

A. 图中的甲是电压表、乙是电流表B. 将滑片P向左移时R的功率增大C. 一次实验就能精确测出R的阻值D. 电流

0.4A 时，R 一分钟发热

0.8J

【答案】B

【解析】

【详解】A．由于使用电流表时，电流表应与被测电路串联，所以甲表为电流表；使用电压表时，电压表应与被测电路并联，所以乙表为电压表，故A 错误；B．分析电路图可知，滑动变阻器与电阻R 串联，将滑片P向左移时，滑动变阻器接入电路中阻值减小，由 $I = { \frac { U } { R } }$ 可知，电路中电流增大，由P=I²R 可知，R 的功率增大，故B 正确；C．为了减小测量误差，应多次测量R 的电阻，求平均值，故C 错误；D．将滑片P移至某一位置时，电压表示数为 2V，电流表示数为

0.4A，R一分钟发热

$$ Q = W = U I t = 2 \mathrm{V} \times

0. 4 \mathrm{A} \times 6 0 \mathrm{s} = 4 8 \mathrm{J}

$$

故D 错误。

故选B。

8. 地质队获得了一段地质样品，由底面积分别为 $3 0 0 \mathrm { c m } ^ { 2 }$ 和 $2 4 0 \mathrm { c m } ^ { 2 }$ 的圆柱体A、B组成。经测量，A高

10cm。为分析样品的地质结构，将其置于水平放置的传感器上，沿水平方向切割如图甲所示。传感器所受压强随切去高度 h的变化图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）

甲

乙

A. 圆柱体A的密度大小为 $2 . 5 \mathrm { g } / \mathrm { c m } ^ { 3 }$ B. 切割前，A对传感器的压力为 72NC. 当 $h = 2 \mathrm { c m }$ 时，圆柱体B剩余部分对A的压强为600PaD. 当 时，剩余样品与切割前的总重之比为 13∶15

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图像乙可知，当h=15cm时，传感器所受压强为 0，则A、B的总高度为 15cm，则B的高度

$$ h _ {\mathrm{B}} = h - h _ {\mathrm{A}} = 1 5 c m - 1 0 c m = 5 c m $$

由于A、B底面积分别为300cm² 和 $2 4 0 \mathrm { c m } ^ { 2 }$ ，且传感器所受压强随切去高度h的变化规律是相同的，则把B的底面积转化为A的底面积时，B的高度相当于A的 4cm，由图像乙可知，传感器所受压强随切去高度h的函数

$$ p = - 2 0 0 0 0 P a / \mathrm{m} \times h + 3 0 0 0 P a $$

当 B全部切去时，相当于切去 4cm的A，则当 B全部切去时，传感器所受压强

$$ p = - 2 0 0 0 0 P a / \mathrm{m} \times \mathrm{h} + 3 0 0 0 P a = - 2 0 0 0 0 P a / \mathrm{m} \times

0. 0 4 + 3 0 0 0 P a = 2 2 0 0 P a

$$

根据 $p = { \frac { F } { S } } = { \frac { G } { S } } = { \frac { \rho g S h } { S } } = \rho g h$ 可得，A的密度

$$ \rho_ {A} = \frac {p}{g h _ {A}} = \frac {2 2 0 0 P a}{1 0 \mathrm{N} / k g \times 0 . 1 \mathrm{m}} =

2. 2 \times 1 0 ^ {3} k g / \mathrm{m} ^ {3} =

3. 2 \mathrm{g} / c m ^ {3}

$$

故A 错误；

B．切割前A对传感器的压强为 3000Pa，A对传感器的压力

$$ F ^ {\prime} = p ^ {\prime} S _ {\mathrm{A}} = 3 0 0 0 P a \times 3 0 0 \times 1 0 ^ {- 4} \mathrm{m} ^ {2} = 9 0 \mathrm{N} $$

故 B 错误；

CD．A 的重力

$$ G _ {\mathrm{A}} = m _ {\mathrm{A}} g = \rho_ {\mathrm{A}} g V _ {\mathrm{A}} =

2. 2 \times 1 0 ^ {3} k g / \mathrm{m} ^ {3} \times 1 0 \mathrm{N} / k g \times 3 0 0 \times 1 0 \times 1 0 ^ {- 6} \mathrm{m} ^ {3} = 6 6 \mathrm{N}

$$

B 的重力

$$ G _ {\mathrm{B}} = G _ {\text {总}} - G _ {\mathrm{A}} = 9 0 \mathrm{N} - 6 6 \mathrm{N} = 2 4 \mathrm{N} $$

当 h=2cm时，B切去的重力

$$ G _ {B \text {切}} = \frac {2 c m}{5 c m} \times G _ {\mathrm{B}} = \frac {2 c m}{5 c m} \times 2 4 \mathrm{N} =

9. 6 \mathrm{N}

$$

B剩余部分对A的压强

$$ p ^ {"} = \frac {F _ {\text {剩} B}}{S _ {\mathrm{B}}} = \frac {G _ {\text {剩} B}}{S _ {\mathrm{B}}} = \frac {G _ {\mathrm{B}} - G _ {\text {切} B}}{S _ {\mathrm{B}}} = \frac {2 4 \mathrm{N} - 9 . 6 \mathrm{N}}{2 4 0 \times 1 0 ^ {- 4} \mathrm{m} ^ {2}} = 6 0 0 \mathrm{Pa} $$

当 h=2cm时，剩余样品与切割前的总重之比

$$ \frac {G _ {\text {剩余}}}{G _ {\text {总}}} = \frac {G _ {\text {总}} - G _ {\text {切} B}}{G _ {\text {总}}} = \frac {9 0 \mathrm{N} - 9 . 6 \mathrm{N}}{9 0 \mathrm{N}} = \frac {8 0 . 4 \mathrm{N}}{9 0 \mathrm{N}} = \frac {1 3 . 4}{1 5} $$

故 C正确，D 错误。

故选 C。

二、填空作图题（本题共 6个小题，每小题 2分，共 12分。）

9. 历史上著名的马德堡半球实验证明了______的存在，实验中两个半球被拉开时爆发出了巨大的响声，响声是由半球及空气______产生的。

【答案】 ① 大气压 ②. 振动

【解析】

【详解】[1]历史上，在德国的马德堡市广场上做过一个著名的实验，将两铜制的半球合在一起，抽出里面的空气，用两支马队向相反方向拉，半球未被拉开，从而证实了大气压的存在，这就是著名的马德堡半球实验。

[2]声是由物体的振动产生的，当两个半球被拉开时爆发出了巨大的响声，这是由半球及空气振动产生的。

10. 小明将天平放在水平桌面上测量一物体的质量。在游码调零后，发现指针偏左，应将平衡螺母向_移动，使横梁水平平衡。放上物体，通过加减砝码及移动游码，使横梁再次水平平衡时，天平如图所示，则物体的质量为__ _g。

【答案】 ①. 右 ②. 152

【解析】

【详解】[1]游码调零后，发现指针偏左，由左偏右调可知，要向右移动平衡螺母，直到横梁水平平衡。[2]天平平衡时，左盘物体的质量等于右盘砝码的质量和游码质量的和，由图可知，标尺的分度值为

0.2g，游码对应的刻度为 $2 \mathrm { g }$ ，所以物体的质量

$$ m = 1 0 0 \mathrm{g} + 5 0 \mathrm{g} + 2 \mathrm{g} = 1 5 2 \mathrm{g} $$

11. 如图所示是火箭搭载嫦娥六号探测器发射升空的壮丽情境。此过程中，嫦娥六号的重力势能以地面为参照物，嫦娥六号是______的。

【答案】 ① 增大 ②. 运动

【解析】

【详解】[1]火箭搭载嫦娥六号探测器发射升空时，嫦娥六号的质量不变，高度升高，重力势能增大。[2]以地面为参照物，嫦娥六号的位置不断变化，嫦娥六号是运动的。

12. 小兰自制了一把杆秤，由秤盘、提纽、秤杆以及200g的秤砣构成，如图所示。当不挂秤砣、秤盘中不放重物时，提起提纽，杆秤在空中恰好能水平平衡。已知 AO间距离为10cm。当放入重物，将秤砣移至距O点30cm的 B处时，秤杆水平平衡，则重物质量为______g；往秤盘中再增加 $2 0 \mathrm { g }$ 的物体，秤砣需要从 B处移动____ _cm 才能维持秤杆水平平衡。

【答案】 ①. 600 ②. 1

【解析】

【详解】[1]秤砣的质量

$$ m _ {\text {砣}} = 2 0 0 \mathrm{g} =

0. 2 k g

$$

秤砣的重力

$$ G _ {\text {砣}} = m _ {\text {砣}} g =

0. 2 k g \times 1 0 \mathrm{N/kg} = 2 \mathrm{N}

$$

秤砣移至距O点30cm的B处时，根据杠杆平衡条件 $F _ { 1 } l _ { 1 } = F _ { 2 } l _ { 2 }$ 可得，重物的重力

$$ G _ {\text {物}} = F _ {2} = \frac {F _ {1} l _ {1}}{l _ {2}} = \frac {G _ {\text {砣}} l _ {1}}{l _ {2}} = \frac {2 \mathrm{N} \times 3 0 c m}{1 0 c m} = 6 \mathrm{N} $$

重物的质量

$$ m _ {\text {物}} = \frac {G _ {\text {物}}}{g} = \frac {6 \mathrm{N}}{1 0 \mathrm{N} / k g} =

0. 6 k g = 6 0 0 \mathrm{g}

$$

[2]往秤盘中再增加20g的物体后，秤盘中重物的总质量

$$ m _ {\text {总}} = m _ {\text {物}} + \Delta m =

0. 6 k g +

1. 0 2 k g =

2. 6 2 k g

$$

此时秤砣距O点的距离

$$ l _ {1} ^ {\prime} = \frac {G _ {\text {总}} l _ {2}}{G _ {\text {砣}}} = \frac {0 . 6 2 k g \times 1 0 \mathrm{N/kg} \times 1 0 c m}{2 \mathrm{N}} = 3 1 c m $$

则秤砣需要从B处移动向右移动的距离

$$ \Delta l = l _ {1} ^ {\prime} - l _ {1} = 3 1 c m - 3 0 c m = 1 c m $$

13. 将标有 $^ { 6 6 } 2 \mathrm { A } ^ { \prime \prime }$ 但最大阻值未知的滑动变阻器 $R _ { 1 }$ 、阻值为 15Ω的 $R _ { 2 }$ 和标有 $^ { \arg } 2 . 5 \mathrm { V } \quad 1 . 2 5 \mathrm { W } ^ { \prime \prime }$ 的灯泡L（不计灯泡电阻变化）接入如图所示的电路，其中电源具有 6V和另一电压未知的档位，电压表量程为0~3V，电流表量程为0~0.6A。灯泡的额定电流为______A。将电源调到电压未知的档位，只闭合开关S 和$\mathrm { S } _ { 2 }$ ，当 $R _ { 1 }$ 接入电路的阻值为其最大阻值的 $\frac { 1 } { 1 0 }$ 时，灯泡正常发光，移动滑片使 $R _ { 1 }$ 接入电路的阻值增大$6 \Omega$ ，电流表示数变化了0.2A。保障电路安全，只闭合开关 S和 $\mathrm { S } _ { 1 }$ ，通过调节滑动变阻器及电源电压，电路的最大功率和最小功率之差为___ _W。

【答案】 ①.

0.5 ②.

1.95

【解析】

【详解】[1]灯泡正常发光时的电流为

$$ I _ {\text {额}} = \frac {P _ {\text {额}}}{U _ {\text {额}}} = \frac {1 . 2 5 \mathrm{W}}{2 . 5 \mathrm{V}} =

0. 5 \mathrm{A}

$$

[2]灯泡的电阻

$$ R _ {L} = \frac {U _ {\text {额}}}{I _ {\text {额}}} = \frac {2 . 5 \mathrm{V}}{0 . 5 \mathrm{A}} = 5 \Omega $$

只闭合开关 S和 ${ \bf S } _ { 2 }$ 时，L与 $R _ { 1 }$ 串联，当 $R _ { 1 }$ 接入电路的阻值为其最大阻值的 $\frac { 1 } { 1 0 }$ 时，灯泡正常发光，此时电路中的电流为

0.5A，则电源电压为

$$ U = I R _ {\text {总}} =

0. 5 \mathrm{A} \times \left(5 \Omega + \frac {1}{1 0} R _ {1}\right) \dots \tag {①}

$$

移动滑片使 $R _ { 1 }$ 接入电路的阻值增大 6Ω，电流表 $\overline { { \overline { { \mathbf { \Lambda } } } } }$ 数变化了

0.2A，即此时电流表的示数为

$$ I ^ {\prime} = I - \Delta I =

0. 5 \mathrm{A} -

1. 2 \mathrm{A} =

2. 3 \mathrm{A}

$$

电源电压为

$$ U = I R _ {\text {总}} =

0. 3 \mathrm{A} \times \left(5 \Omega + \frac {1}{1 0} R _ {1} + 6 \Omega\right) \dots \tag {②}

$$

由①②两式可得， $R _ { 1 } { = } 4 0 \Omega$ ，U=4.5V。

只闭合开关 S和 $\mathrm { S } _ { 1 }$ 时， $R _ { 1 }$ 与 $R _ { 2 }$ 串联；当电源电压为 $6 \mathrm { V }$ ，当 $R _ { 1 }$ 接入电路为0时，即电压表的示数为 0，则$R _ { 2 }$ 两端的电压为电源电压 $6 \mathrm { V }$ 时，电路中的电流最大，此时电路中的电流

$$ I _ {m a x} = \frac {U}{R _ {2}} = \frac {6 \mathrm{V}}{1 5 \Omega} =

0. 4 \mathrm{A} <

1. 6 \mathrm{A}

$$

电路的最大功率为

$$ P _ {\max} = U I _ {\max} = 6 \mathrm{V} \times

0. 4 \mathrm{A} =

1. 4 \mathrm{W}

$$

当电源电压为另一档位

4.5V 时，电压表的示数为最大 3V 时，电路中的电流最小，此时 $R _ { 2 }$ 两端的电压

$$ U _ {2} ^ {\prime} = U ^ {\prime} - U _ {\max} =

4. 5 \mathrm{V} - 3 \mathrm{V} =

5. 5 \mathrm{V}

$$

电路中的最小电流

$$ I _ {m i n} = \frac {U _ {2} ^ {\prime}}{R _ {2}} = \frac {1 . 5 \mathrm{V}}{1 5 \Omega} =

0. 1 \mathrm{A}

$$

电路的最小功率为

$$ P _ {\min} = U I _ {\min} =

4. 5 \mathrm{V} \times

5. 1 \mathrm{A} =

6. 4 5 \mathrm{W}

$$

电路 最大功率和最小功率之差为

$$ \Delta P = P _ {\max} - P _ {\min} =

2. 4 \mathrm{W} -

3. 4 5 \mathrm{W} =

4. 9 5 \mathrm{W}

$$

14. 在图中，画出平行于凸选镜主光轴的入射光线AB 经透镜折射后的光线

【答案】

【解析】

【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，如图所示：

15. 在图中作出木块在粗糙的水平桌面上向右运动时所受摩擦力的示意图。

【答案】

【解析】

【详解】因为木块在水平桌面上向右运动，所以它受到的摩擦力方向向左，作用点可画在木块底面的中点处，如图所示：

三、实验探究题（本题共 3个小题，15小题 6分，16小题 8分，17小题 8分，共 22分。）

16. 用如图甲所示装置探究水在沸腾前后温度变化的特点。

甲

乙

①在加热过程中，当温度计示数如图甲所示时，水温为 $^ \circ \mathrm { C } ;$

②A、B两组同学用相同的加热装置完成实验后，画出的图像分别是图乙中的A和B，分析图像可知：水在沸腾过程中温度______，A组同学所用水的质量更【答案】 ① 87 ②. 不变 ③. 小

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]零刻度在温度计的下方，液柱远离零刻度，是零上，每一个大格代表 $1 0 ^ { \circ } \mathrm { C } ,$ ，每一个小格代表 $1 ^ { \circ } \mathrm { C }$ ，示数是 $8 7 ^ { \circ } \mathrm { C }$

（2）[2]由乙图可知，水沸腾时，不断吸收热量，温度保持 $9 8 \mathrm { { ^ \circ C } }$ 不变。[3]由图乙可知，A组的水先沸腾，所以在所用的器材及环境温度都相同的情况下，A组的水质量较小。【点睛】

17. 如图所示，利用两根相同的荧光棒来探究平面镜成像的特点。

（1）实验中应选用 （选填“薄”或“厚”）玻璃板替代平面镜；

（2）将玻璃板______放置在铺有白纸的水平桌面上，在玻璃板前放置荧光棒A，在玻璃板后面移动另一根荧光棒B，发现B与A的像完全重合，说明像与物的______相等。

【答案】 ①. 薄 ②. 垂直 ③. 大小

【解析】

【详解】（1）[1]实验中，玻璃板的两个面都会成像，这会对实验现象造成一定的干扰，因此为了保证实验效果应选择较薄的玻璃板。

（2）[2][3]如图所示，将玻璃板垂直放置在水平白纸上，把点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，能看到它在玻璃板后面的像。再拿一支与A完全相同的蜡烛B，用蜡烛B替代蜡烛A的像，将蜡烛B竖立着在玻璃板后面移动，直至与A 的像完全重合，此现象说明平面镜所成的像的大小与物体的大小相等。

18. 小超同学利用图甲所示电路探究电流与电阻的关系，电源电压恒定，有5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器标有“10Ω 1A”；

乙

甲

丙

（1）请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整

（2）连接电路前发现电压表指针如图乙所示，则需要对电压表______；连接电路时开关应______，将滑动变阻器滑片 P 移至______端；

（3）电路连接完成后，闭合开关，发现电压表有示数，电流表无示数，可能是定值电阻发生了______；

（4）排除故障后，当接入5Ω的定值电阻，调节滑片P使电压表示数达到所要控制的电压 $U _ { 1 }$ 时，电流表指针如图丙所示，其示数为______A；更换为10Ω的电阻继续实验，发现滑动变阻器调到最大阻值时，才能使电压表示数达到 $U _ { 1 }$ ，则电源电压为_ _V；

（5）当更换为20Ω的电阻时，为了顺利完成实验，需要换用最大阻值至少为______Ω的滑动变阻器。

【答案】

①.

②. 调零 ③. 断开 ④. B ⑤. 断路 ⑥.

0.4 ⑦. 4 ⑧. 20

【解析】

【详解】（1）[1]在探究电流与电阻的关系实验中，电压表测量定值电阻两端电压，所以电压表与定值电阻并联，电流从电压表正接线柱流入，从负接线柱流出，如下图所示：

（2）[2]由乙图可知，电压表的指针没有指在零刻度处，所以连接电路前发现电压表指针没有指在零刻度

处，则需要对电压表的指针调零。

[3]为了电路中各元件安全，连接电路时，开关应处于断开状态。

[4]为了保护电路中各元件安全，连接电路时，滑动变阻器的滑片P应移至阻值最大处，由甲图可知，应将滑片移至B端。

（3）[5]闭合开关，电流表无示数，则电路中可能出现断路，电压表有示数，则可能是定值电阻发生了断路。

（4）[6]由于滑动变阻器标有“10Ω 1A”，则电路中电流不能大于 1A，所以电流表选择 0~0.6A量程，分度值为

0.02A，电流表示数为

0.4A。

[7]接入 5Ω的定值电阻时，电阻R两端电压

$$ U _ {1} = I R =

0. 4 \mathrm{A} \times 5 \Omega = 2 \mathrm{V}

$$

更换为 10Ω的电阻继续实验，滑动变阻器调到最大阻值时，电压表示数达到 $U _ { 1 }$ ，则电路中电流

$$ I _ {1} = \frac {U _ {1}}{R _ {1}} = \frac {2 \mathrm{V}}{1 0 \Omega} =

0. 2 \mathrm{A}

$$

则电源电压

$$ U = I _ {1} \left(R _ {\text {滑}} + R _ {1}\right) =

0. 2 \mathrm{A} \times \left(1 0 \Omega + 1 0 \Omega\right) = 4 \mathrm{V}

$$

（5）[8]更换为20Ω的电阻时，电压表示数达到 $U _ { 1 }$ ，则电路中电流

$$ I _ {2} = \frac {U _ {1}}{R _ {2}} = \frac {2 \mathrm{V}}{2 0 \Omega} =

0. 1 \mathrm{A}

$$

需要换用的滑动变阻器最大阻值

$$ R _ {\text {大}} = \frac {U _ {\text {滑}}}{I _ {2}} = \frac {4 \mathrm{V} - 2 \mathrm{V}}{0 . 1 \mathrm{A}} = 2 0 \Omega $$

19. 小渝和同学们利用一长方体物块来探究影响浮力大小的因素。

甲

乙

丙

丁

戊

（1）将物块竖放后挂在弹簧测力计上，测出物块的重力为2.7N，然后将物块部分浸入水中，发现测力计示数减小的同时水面升高了，说明物块受到了竖直向_____ 的浮力，并且水对容器底部的压强与放入物块前相比 _。当测力计示数如图甲所示时，浮力为 $\underline { { \mathrm { ~ N } } } ;$

（2）接下来小渝继续按图乙、丙、丁所示进行实验，由甲、乙、丙的数据可知：在同种液体中，物体排开液体的体积______，浮力越大；由丙、丁的数据可知：物体浸没在同种液体中时所受浮力大小跟深度

（3）然后将物块浸没在盐水中如图戊所示，分析数据可知：浮力大小与液体的密度有关：并通过计算得出所用盐水密度为 $\mathrm { . g / c m } ^ { 3 }$ ；若在实验前，弹簧测力计的指针在零刻度线以下，并未调零，则算出的盐水密度_

（4）同组的小王同学还想进一步探究：物体在浸没前，浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关？于是他将物块横放后挂在弹簧测力计下，使其露出水面高度与图乙相同，测力计示数为

2.3N，与乙图数据对比，小王得出结论：物体在浸没前，浮力大小与物体浸在液体中的深度有关。你认为该方案是否合理，并说明理由：

【答案】 ①. 上 ②. 增大 ③.

0.3 ④. 越大 ⑤. 无关 ⑥.

1.1 ⑦. 不变 ⑧. 没有控制物体排开液体的体积相同

【解析】

【详解】（1）[1]将物块部分浸入水中时，物体受到竖直向下的重力、弹簧测力计对它向上的拉力、水对物体的作用力，由于弹簧测力计的示数减小，则水对物体的作用力为竖直向上，即竖直向上的浮力。

[2]物块部分浸入水中后，由于物体排开液体使液面上升， 即容器底的深度变大，则水对容器底部的压强变大，即水对容器底部的压强比放入物块前大。

[3]当测力计示数如图甲所示时，弹簧测力计的分度值为0.1N，示数为2.4N，则浮力

$$ F _ {\text {浮}} = G - F _ {\text {示}} =

2. 7 \mathrm{N} -

3. 4 \mathrm{N} =

4. 3 \mathrm{N}

$$

（2）[4]由图甲、乙、丙所示实验可知，液体的密度相同，排开液体的体积越大，弹簧测力计的示数越小，则物体受到的浮力越大，由此可知，在同种液体中，物体排开液体的体积越大，浮力越大。

[5]观察丙、丁两图可知，物体完全浸没于液体中，排开液体的体积不变，物体在水中的深度增加，弹簧测力计示数不变，受到的浮力不变，说明浸没在液体中的物体所受浮力与浸没的深度无关。

（3）[6]物体的重力为2.7N，浸没在水中时弹簧测力计示数为

1.7N，物体受到的浮力

$$ F _ {\text {浮水}} = G - F _ {\text {示}} ^ {\prime} =

2. 7 \mathrm{N} -

3. 7 \mathrm{N} = 1 \mathrm{N}

$$

排开水的体积

$$ V _ {\text {排}} = \frac {F _ {\text {浮水}}}{\rho_ {\text {水}} g} = \frac {1 \mathrm{N}}{1 . 0 \times 1 0 ^ {3} k g / \mathrm{m} ^ {3} \times 1 0 \mathrm{N} / k g} = 1 \times 1 0 ^ {- 4} \mathrm{m} ^ {3} $$

当物体完全浸没在盐水中时，受到的浮力

$$ F _ {\text {浮}} ^ {’} = G - F _ {\text {示}} ^ {"} =

2. 7 \mathrm{N} -

3. 6 \mathrm{N} =

4. 1 \mathrm{N}

$$

物体排开盐水的体积等于排开水的体积，盐水的密度

$$ \rho_ {\text {盐水}} = \frac {F _ {\text {浮}} ^ {\prime}}{g V _ {\text {排}}} = \frac {1 . 1 \mathrm{N}}{1 0 \mathrm{N} / k g \times 1 \times 1 0 ^ {- 4} \mathrm{m} ^ {3}} =

1. 1 \times 1 0 ^ {3} k g / \mathrm{m} ^ {3} =

2. 1 \mathrm{g} / c m ^ {3}

$$

[7]在实验前，弹簧测力计并未调零，由于浮力是弹簧测力计的两次示数之差，所以计算得到的浮力是准确的，则算出的盐水密度不变。

（4）[8]要探究物体在浸没前，浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关，需控制物体排开液体的体积、液体的密度相同，小王同学将物块横放后挂在弹簧测力计下，使其露出水面高度与图乙相同，则在改变深度的同时，物体排开液体的体积也改变了，故该方案不合理之处是没有控制物体排开液体的体积相同。

四、计算论述题（本题共 3个小题，18小题 6分，19小题 8分，20小题 8分，共 22分。解题应写出必要的文字说明、步骤和公式，只写出最后结果的不能得分。）

20. 将阻值为 10Ω的电阻 $R _ { \parallel }$ 与另一电阻 $R _ { 2 }$ 接入电源电压恒定的电路，如图所示。闭合开关 S，电流表 $\mathbf { A } _ { 1 }$ 的示数为

0.45A，电流表 $\mathbf { A } _ { 2 }$ 的示数为

0.3A。求：

（1）通过 $R _ { 2 }$ 的电流；

（2）电源电压。

【答案】（1）0.15A； （2）3V

【解析】

【详解】解：（1）如图所示，电阻 $R _ { 1 }$ 和 $R _ { 2 }$ 并联，电流表 $\mathbf { A } _ { 1 }$ 测干路电流，电流表 ${ \bf A } _ { 2 }$ 测 $R _ { 1 }$ 电流通过 $R _ { 2 }$ 的电流，通过 $R _ { 2 }$ 的电流为

$$ I _ {2} = I - I _ {1} =

0. 4 5 \mathrm{A} -

1. 3 \mathrm{A} =

2. 1 5 \mathrm{A}

$$

（2）电源电压等于 $R _ { 1 }$ 两端电压

$$ U = U _ {1} = I _ {1} R _ {1} =

0. 3 \mathrm{A} \times 1 0 \Omega = 3 \mathrm{V}

$$

答：（1）通过 $R _ { 2 }$ 的电流为

0.15A；

（2）电源电压为3V。

21. 如图甲所示是我市某公园的便民饮水点及其饮水机内部电路简化图，其中 $R _ { \mathrm { 1 } }$ 的阻值为

48.4Ω， $R _ { \mathrm { 1 } }$ 和$R _ { 2 }$ 均为阻值不变的电热丝，饮水机有加热和保温档，正常工作时，保温档功率为110W。

$$ [ c _ {\text {水}} =

4. 2 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{J} / (\mathrm{kg} \cdot {} ^ {\circ} \mathrm{C}) ]

$$

（1）求饮水机在保温档正常工作时的电流；

（2）当只有饮水机工作时，将 3kg水从 $1 0 ^ { \circ } \mathrm { C }$ 加热到 $1 0 0 \mathrm { { } ^ { \circ } C }$ ，加热前后公园安装的数字式电能表示数如图乙所示，求饮水机的加热效率 ；

（3）为节能减排，相关部门计划在该公园安装如图丙所示的太阳能电池为饮水机供电。已知晴天 $1 \mathrm m ^ { 2 }$ 太阳能电池一天能发电

0.4kW·h，要求所有太阳能电池晴天一天的发电量能供饮水机使用 3天。饮水机每天正常工作加热时间计为 3h，保温时间计为 8h，求至少要安装多大面积的太阳能电池。

甲

丙

【答案】（1）0.5A；（2）90%；（3） $2 9 . 1 \mathrm { m } ^ { 2 }$

【解析】

【详解】解：（1）正常工作时，保温档功率为 110W，则在保温档正常工作时的电流

$$ I _ {\text {保}} = \frac {P _ {\text {保}}}{U} = \frac {1 1 0 \mathrm{W}}{2 2 0 \mathrm{V}} =

0. 5 \mathrm{A}

$$

（2）将 $3 \mathrm { k g }$ 水从 $1 0 \mathrm { { ^ \circ C } }$ 加热到 $1 0 0 \mathrm { { } ^ { \circ } C }$ ，水吸收热量

$$ Q = c m \Delta t =

4. 2 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{J} / \left(k g ^ {\circ} \mathrm{C}\right) \times 3 k g \times \left(1 0 0 ^ {\circ} \mathrm{C} - 1 0 ^ {\circ} \mathrm{C}\right) =

5. 1 3 4 \times 1 0 ^ {6} \mathrm{J}

$$

由加热前后公园安装的数字式电能表示数可知，消耗电能

$$ W = 1 8 6

2. 5 9 k W \mathrm{h} - 1 8 6

3. 2 4 k W \mathrm{h} =

4. 3 5 k W \mathrm{h} =

5. 2 6 \times 1 0 ^ {6} \mathrm{J}

$$

饮水机的加热效率

$$ \eta = \frac {Q}{W} \times 100% = \frac {1 . 1 3 4 \times 1 0 ^ {6} \mathrm{J}}{1 . 2 6 \times 1 0 ^ {6} \mathrm{J}} \times 100% = 90% $$

（3）由甲图可知，闭合开关 S和 $\mathrm { S } _ { 1 }$ ，电路中只有 $R _ { 1 }$ 工作，由 $P = { \frac { U ^ { 2 } } { R } }$ 可知为加热档，则加热档功率

$$ P _ {\text {加}} = \frac {U ^ {2}}{R _ {1}} = \frac {(2 2 0 \mathrm{V}) ^ {2}}{4 8 . 4 \Omega} = 1 0 0 0 \mathrm{W} $$

饮水机每天正常工作加热时间计为 3h，保温时间计为8h，3天消耗电能

$$ W _ {1} = 3 \times \left(P _ {\text {加}} t _ {\text {加}} + P _ {\text {保}} t _ {\text {保}}\right) = 3 \times \left(1 0 0 0 \mathrm{W} \times 3 \mathrm{h} + 1 1 0 \mathrm{W} \times 8 \mathrm{h}\right) = 3 \times \left(1 k W \times 3 \mathrm{h} +

0. 1 1 k W \times 8 \mathrm{h}\right) = 1

1. 6 4 k W ^ {2} \mathrm{h}

$$

已知晴天 $1 \mathrm m ^ { 2 }$ 太阳能电池一天能发电

0.4kW·h，则至少要安装的太阳能电池面积

$$ S = \frac {1 1 . 6 4 k W ^ {2} \mathrm{h}}{0 . 4 k W ^ {2} \mathrm{h/m} ^ {2}} = 2

9. 1 \mathrm{m} ^ {2}

$$

答：（1）饮水机在保温档正常工作时的电流为0.5A；

（2）饮水机的加热效率为90%；

（3）至少要安装的太阳能电池面积为 $2 9 . 1 \mathrm { m } ^ { 2 }$ C

22. 如图所示，是某型号水下机器人。该机器人可以通过三种方式控制浮沉，第一种是机器人内部水舱充放水，水舱的容积为 $4 \times 1 0 ^ { - 3 } \mathrm { m } ^ { 3 }$ ；第二种是利用推进器提供竖直向上的推力 $F _ { \sharp \sharp } , \ F _ { \sharp \sharp }$ 可以在 0~30N之间调节；第三种是在机器人外部加装不同数量的浮块，每个浮块质量均为

0.4kg，体积均为 $1 \times 1 0 ^ { - 3 } \mathrm { m } ^ { 3 }$ 。已知该机器人水舱未充水时的质量为

9.5kg，未装浮块时，机器人的总体积为1 $. 2 \times 1 0 ^ { - 2 } \mathrm { m } ^ { 3 }$ （体积不变，含机械臂）。

（1）求150m深处水的压强；

（2）求当机器人未加浮块、水舱充满水浸没在水中悬停时， $F _ { \sharp \sharp }$ 的大小；

（3）深处水底有一物体（未与水底紧密接触），其密度均匀且为 $2 . 5 { \times } 1 0 ^ { 3 } { \mathrm { k g } } / { \mathrm { m } } ^ { 3 }$ ，体积为 $4 \times 1 0 ^ { - 3 } \mathrm { m } ^ { 3 }$ ，需机器人潜入水中用机械臂抓住物体打捞上来，为确保打捞顺利进行，机器人下水前需制定好能让机器人抓住物体上浮的方案，在 $F _ { \sharp \sharp }$ 调到 30N的情况下，还需如何利用另外两种方式实现上浮，请通过计算给出一种合理方案。

【答案】（1） $1 . 5 { \times } 1 0 ^ { 6 } \mathrm { P a }$ ；（2） ；（3）在 $F _ { \sharp \sharp }$ 调到 30N的情况下，还可以将水舱中水排空，并用一个浮块，即可让机器人抓住物体上浮

【解析】

【详解】解：（1）150m深处水的压强

$$ p = \rho g h = 1 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{kg/m} ^ {3} \times 1 0 \mathrm{N/kg} \times 1 5 0 \mathrm{m} =

1. 5 \times 1 0 ^ {6} \mathrm{Pa}

$$

（2）该机器人水舱未充水时的重力为

$$ G = m g =

9. 5 \mathrm{kg} \times 1 0 \mathrm{N/kg} = 9 5 \mathrm{N}

$$

水舱充满水，水的重力

$$ G _ {\text {水}} = m _ {\text {水}} g = \rho V g = 1 \times 1 0 ^ {3} \mathrm {kg / m^ {3}} \times 4 \times 1 0 ^ {- 3} \mathrm {m^ {3}} \times 1 0 \mathrm{N/kg} = 4 0 \mathrm{N} $$

浮力为

$$ F _ {\text {浮}} = \rho g V _ {\text {排}} = 1 \times 1 0 ^ {3} \mathrm {kg / m ^ {3}} \times 1 0 \mathrm{N/kg} \times

1. 2 \times 1 0 ^ {- 2} \mathrm {m ^ {3}} = 1 2 0 \mathrm{N}

$$

悬停时，根据二力平衡，所需推力

$$ F _ {\text {推}} + F _ {\text {浮}} = G + G _ {\text {水}} $$

$$ F _ {\text {推}} = G + G _ {\text {水}} - F _ {\text {浮}} = 9 5 \mathrm{N} + 4 0 \mathrm{N} - 1 2 0 \mathrm{N} = 1 5 \mathrm{N} $$

（3）物体重力

$$ G _ {\text {物}} = m _ {\text {物}} g = \rho_ {\text {物}} V _ {\text {物}} g =

2. 5 \times 1 0 ^ {3} \mathrm {kg / m^ {3}} \times 4 \times 1 0 ^ {- 3} \mathrm {m^ {3}} \times 1 0 \mathrm{N/kg} = 1 0 0 \mathrm{N}

$$

物体浮力

$$ F _ {\text {浮}} ^ {\prime} = \rho g V _ {\text {排}} ^ {\prime} = 1 \times 1 0 ^ {3} \mathrm {kg / m^ {3}} \times 1 0 \mathrm{N/kg} \times 4 \times 1 0 ^ {- 3} \mathrm {m^ {3}} = 4 0 \mathrm{N} $$

物体要上浮，需要的拉力

$$ F _ {\text {拉}} = G _ {\text {物}} - F _ {\text {浮}} ^ {\prime} = 1 0 0 \mathrm{N} - 4 0 \mathrm{N} = 6 0 \mathrm{N} $$

将水舱排空，机器人可产生拉力

$$ F ^ {\prime} = F _ {\text {浮}} - G = 1 2 0 \mathrm{N} - 9 5 \mathrm{N} = 2 5 \mathrm{N} $$

当 $F _ { \sharp \sharp }$ 调为30N时，则还需要的升力由浮块提供，为

$$ F _ {\text {浮块}} = F _ {\text {拉}} - F ^ {\prime} - F _ {\text {推}} ^ {\prime} = 6 0 \mathrm{N} - 2 5 \mathrm{N} - 3 0 \mathrm{N} = 5 \mathrm{N} $$

每个浮块重力

$$ G _ {\text {浮块}} = m _ {\text {浮块}} g =

0. 4 \mathrm{kg} \times 1 0 \mathrm{N/kg} = 4 \mathrm{N}

$$

每个浮块浮力

$$ F _ {\text {浮块}} = \rho g V _ {\text {浮块排}} = 1 \times 1 0 ^ {3} \mathrm {kg / m^ {3}} \times 1 0 \mathrm{N/kg} \times 1 \times 1 0 ^ {- 3} \mathrm {m^ {3}} = 1 0 \mathrm{N} $$

每个浮块可产生升力为

$$ F _ {\text {浮块}} ^ {\prime} = F _ {\text {浮块}} - G _ {\text {浮块}} = 1 0 \mathrm{N} - 4 \mathrm{N} = 6 \mathrm{N} $$

因此，在 $F _ { \sharp \sharp }$ 调到30N的情况下，还可以将水舱中水排空，并用一个浮块，即可让机器人抓住物体上浮。

答：（1）150m深处水的压强是 $1 . 5 \times 1 0 ^ { 6 } \mathrm { P a }$ ；

（2） $F _ { \sharp }$ 的大小为 15N；

（3）在 $F _ { \sharp \sharp }$ 调到30N的情况下，还可以将水舱中水排空，并用一个浮块，即可让机器人抓住物体上浮。