2024年内蒙古省呼和浩特市中考物理

物理部分

（满分 70 分）

本卷 g=10N/kg

一、选择题（本题为单选题，包括 12小题，每题 2分，共 24分）

1. 光，给人类带来光明。下列生活中的光现象，属于光的直线传播的是（ ）

A.

手影

B.

水中倒影

C.

直筷变弯

D.

雨后彩虹

【答案】A

【解析】

【详解】A．手影是由于光沿直线传播形成的影子，故A符合题意；B．水中倒影属于平面镜成像现象，是由于光的反射形成的，故B不符合题意；C．筷子在水中看起来变弯，是由于光从水中斜射入空气中时发生了偏折，即发生了折射现象，故C不符合题意；D．雨后彩虹是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，所以说雨后的天空出现彩虹是由光的折射形成的，故D不符合题意。故选 A。

2. 关于 3D打印，其过程是：将固态材料在高温下变成液态材料，喷头按照3D图纸设计轨迹运动，将液态材料喷出，材料迅速冷却后形成立体实物。以上描述的打印过程中，涉及到的物态变化和吸放热，下列表述正确的是（ ）A. 先熔化放热，后凝固吸热B. 先升华放热，后液化吸热C. 先熔化吸热，后凝固放热D. 先液化吸热，后凝华放热

【答案】C

【解析】

【详解】将固态材料在高温下变成液态材料，属于熔化过程，熔化需要吸收热量；将液态材料喷出，材料迅速冷却后形成立体实物，属于凝固过程，凝固过程需要放出热量。故选 C。

3. 瑞瑞是呼和浩特市一名普通初三学生。自从学习初中物理后，他对与人体有关的各项数据产生了浓厚的兴趣。以下是他总结出的自己身体的各项常用数据，其中正确的是（ ）A. 他的体温在42.5℃左右B. 身高 170cm 左右C. 体重约为 1500ND. 百米赛跑的成绩约为5s

【答案】B

【解析】

【详解】A．人体的正常体温在 37℃，变化幅度不大，则瑞瑞的体温在 $3 7 ^ { \circ } \mathrm { C }$ 左右，故A错误；B．初三学生的身高接近成人，身高170cm左右，故B正确；C．初三学生的体重约为500N，故C错误；D．中学生百米赛跑的成绩约为15s，故D错误。

故选 B。

【答案】C

【解析】

【详解】①空气开关跳闸后，要检查电路故障，排除故障后再闭合开关；②边给手机充电边用手机打电话，手机中电流较大，容易发热燃烧、爆炸；③用湿布擦拭用电器前应断开开关，避免触电；④在不断开电路的情况下，更换日光灯容易触电，做法错误；⑤使用三线插头的可以避免因用电器漏电造成触电事故，变为两线插头使用，容易导致触电；⑥家里电路要定期检查，老旧线路及时更换，避免发生触电事

故。所以以上行为中不符合安全用电原则的有①②④⑤，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。

5. 图是马恒同学在公园里玩滑板车的情形。他站在滑板车上不断蹬地，使滑板车沿水平方向前进，关于此情形，下列说法正确的是（ ）

A. 不断蹬地使滑板车向前，说明物体的运动需要力来维持B. 停止蹬地滑板车就会停下来，是因为受到了惯性的作用C. 运动中的滑板车如果所受外力全部消失，它将做匀速直线运动D. 当滑板车停下来时，它的惯性将会消失

【答案】C

【解析】

【详解】A．不断蹬地说明，说明力可以改变物体的运动状态，物体的运动不需要力来维持，故A错误；B．停止蹬地滑板车就会停下来，是因为受到了阻力的作用，阻力改变了滑板车的运动状态，故B错误；C．运动中的车如果所受的力全部消失，由牛顿第一定律可知，其运动状态不变，将做匀速直线运动，故C正确；D．惯性是物体的属性，当滑板车停下来时，仍具有惯性，故D错误。

故选 C。

6. 关于电与磁，下列说法正确的是（ ）A. 在探究磁生电的实验中，需要用到电源B. 电磁铁磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数有关C. 电磁波与声波的传播都需要介质D. 风能、水能、太阳能、核能，均为可再生能源

【答案】B

【解析】

【详解】A．磁生电的原理是电磁感应，发电机的原理就是电磁感应，所以在探究磁生电的实验中，不需要用到电源，故A错误；B．电磁铁磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数有关，在线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强；在电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强，故B正确；C．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质，故C错误；D．核能不能不断地从自然界中获取，所以属于不可再生能源，故D错误。

【解析】

【详解】听歌时，调节音量是在改变声音的响度。不同的发声体由于材料和结构不同，发出声音的音色不同，故隔着墙能分辨熟悉的声音是因为声音的音色不同。故选C。

8. 现代科技迅猛发展，不断改变着我们的生活。梁伟同学观察到扫地机器人有这样的特点：（1）闭合 $\mathrm { S } _ { 1 }$ ，扫地机器人开始扫地；（2）同时闭合 $\mathrm { S } _ { 1 }$ 和 ${ \bf S } _ { 2 } .$ ，开启拖地功能（扫拖同时进行）。扫地功能由电动机M完成，拖地功能相当于电阻 R。其等效电路图正确的是（ ）

A.

B.

C.

D.

【答案】A【解析】

【详解】A．闭合 $\mathrm { S } _ { 1 }$ ，电动机工作，开始扫地；同时闭合 $\mathrm { S } _ { 1 }$ 和 $\mathrm { S } _ { 2 }$ ，电动机和电阻并联工作，开启拖地功能，故A正确；B．闭合 $\mathrm { S } _ { 1 }$ ，电阻工作，开始拖地；同时闭合 $\mathrm { S } _ { 1 }$ 和 $\mathrm { S } _ { 2 }$ ，开启拖地功能，故B错误；

C．由图可知，两个开关、电阻、电动机串联，只有同时闭合 $\mathrm { S } _ { 1 }$ 和 $\mathbf { S } _ { 2 }$ ，机器人才开始开启扫地、拖地功能，故C错误；D．闭合 $\mathrm { \bf S } _ { 1 }$ ，电阻R与电动机M串联，开始拖地；同时闭合 $\mathrm { S } _ { 1 }$ 和 $\mathbf { S } _ { 2 }$ ，R被短路，开始扫地，故D错误。故选A。

9. 为了强身健体，泽轩同学每天都要用哑铃锻炼。如示意图所示，泽轩同学平举手臂，静止拿着哑铃。以下受力分析正确的是（ ）

A. 当感觉肌肉酸软时，是因为哑铃给手的摩擦力大小增大了B. 哑铃所受重力和手对哑铃的摩擦力是一对相互作用力C. 哑铃所受重力和手对哑铃 作用力是一对相互作用力D. 哑铃所受重力和手对哑铃的作用力是一对平衡力

【答案】D

【解析】

【详解】AB．泽轩同学平举手臂，静止拿着哑铃，哑铃处于平衡状态，受到的重力和手对它的摩擦力是一对平衡力，哑铃重力不变，受到的摩擦力也不变；由于力的作用是相互的，哑铃给手的摩擦力也不变，故AB 错误；CD．哑铃所受重力和手对哑铃 作用力作用在同一物体上，大小相等、方向相反、在同一条直线上，是一对平衡力，故C错误，D正确。故选D。

10. 晚自习时，教室中正常发光的某一盏灯突然熄灭了；新年联欢会上，一串正常发光的彩灯，某一盏灯灯丝烧断，其他灯正常发光。关于前灯熄灭原因，后灯与其他彩灯连接方式，下列判断正确的是（ ）A. 前灯短路 后灯串联B. 前灯短路 后灯并联C. 前灯断路 后灯串联D. 前灯断路 后灯并联

【答案】D

【解析】

【详解】教室内的灯是并联的，一盏灯熄灭，其它灯不受影响。若这盏灯短路，会导致保险丝烧断，其它灯也不亮，所以这盏灯断路；一串正常发光的彩灯，某一盏灯灯丝烧断，其他灯正常发光，不受影响，是并联的，故D正确，ABC错误。故选 D。

11. 如图所示，海天同学将小球由 a点静止释放，小球在管道内沿abcd运动，ab段和 bc段内壁光滑，cd段内壁粗糙，a点略高于c点，b点与d点等高。下列说法正确的是（ ）

A. 从a到c的过程中，小球重力势能不变B. 小球在c、d两点的动能可能相等C. 从a到d的过程中，小球运动到d点时，动能最大D. 从a到d的过程中，小球机械能守恒

【答案】B

【解析】

【详解】A．a点略高于c点，从 a到c的过程中，小球重力势能先变小，后变大，a点的重力势能大于c点的重力势能，故A错误；B． cd段内壁粗糙，小球从c点到d点克服摩擦阻力，小球的机械能减小，小球在c点的机械能大于d点，小球在 c点的重力势能大于 d点，因此c、d两点的动能可能相等，故B正确；CD．b点与d点等高，b点与d点的重力势能相同，从a到d的过程中，ab段和 bc段内壁光滑，ac段机械能守恒，cd段由于小球克服摩擦阻力，小球的机械能减小，机械能不守恒，小球在b点的机械能大于d点，小球运动到 b点时，动能最大，故CD错误。

故选B。

12. 如图所示电路， $R _ { 1 }$ 是不为零的定值电阻， $R _ { 2 }$ 是滑动变阻器。电源电压恒定，开关 $\mathrm { S } _ { \mathrm { l } } \mathrm { , }$ 、 $\mathbf { S } _ { 2 }$ 、 $\mathrm { S } _ { 1 }$ 处于断开状态。下列判断正确的是（ ）

A. 只闭合 S 和 $\mathrm { S } _ { 2 }$ ，向右移动R 的滑片，电流表读数减小，电压表读数变大

B. 只闭合 $\mathrm { S } _ { 2 }$ ，向左移动 $R _ { 2 }$ 的滑片，电流表读数减小，电压表读数减小C. 只闭合 $\mathrm { S } _ { 1 }$ 和 $\mathbf { S } _ { 2 }$ ，电流表读数为 $I _ { 1 } ;$ ；只闭合 $\mathbf { S } _ { 2 }$ ，电流表读数为 $I _ { 2 }$ 。则 $I _ { 2 } \geq 4 I _ { 1 }$ D. 只闭合 $\mathrm { S } _ { 3 }$ ，电压表读数为 $U _ { 1 }$ ；只闭合 $\mathrm { S } _ { 2 }$ ，电压表读数为 $U _ { 2 }$ ，此时，无论如何调节滑动变阻器， $U _ { 2 }$ 总是小于 $U _ { 1 }$ 【答案】D【解析】

【详解】A．只闭合 $\mathrm { S } _ { 1 }$ 和 $\mathrm { S } _ { 2 }$ ，滑动变阻器 $R _ { 2 }$ 、电压表被短路，电路为 $R _ { 1 }$ 的简单电路，向右移动 $R _ { 2 }$ 的滑片，电流表读数不变，电压表读数为 0，故A错误；B．只闭合 $\mathbf { S } _ { 2 }$ ，两个电阻串联，向左移动 $R _ { 2 }$ 的滑片，电路中电阻减小、电流变大，电流表读数变大，定值电阻 $R _ { 1 }$ 两端的电压变大，电压表读数减小，故B错误；C．只闭合 $\mathrm { S } _ { 1 }$ 和 $\mathbf { S } _ { 2 }$ ，电路为 $R _ { 1 }$ 的简单电路，电流表读数为 $I _ { 1 } { : }$ ；只闭合 $\mathbf { S } _ { 2 }$ ，两个电阻串联，电流表读数为$I _ { 2 } { \bf { ; } }$ 则 $I _ { 2 } < I _ { 1 }$ ，故C 错误；D．只闭合 $\mathrm { S } _ { 3 }$ ，电路为 $R _ { 2 }$ 的简单电路，电压表读数为 $U _ { 1 }$ ， $U _ { 1 }$ 为电源电压；只闭合 $\mathrm { S } _ { 2 }$ ，两个电阻串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，读数为 $U _ { 2 }$ ，由于 $R _ { 1 }$ 的分压作用，此时，无论如何调节滑动变阻器， $U _ { 2 }$ 总是小于 $U _ { 1 }$ ，故D正确。故选D。

二、实验题（本题包括 4小题，每题 3分，共 12分）

13. 小邵同学用图乙所示的实验装置，探究冰熔化时，温度的变化规律

（1）某一时刻温度计的示数如图甲所示，此时的温度为 $^ \circ \mathrm { C } ;$

甲

乙

（2）下列措施中能使冰均匀受热的是 （选填序号）；A. 用酒精灯外焰加热B. 通过水浴法来加热试管中的物质

丙

（3）根据实验数据绘出冰的温度一时间图像，老师发现小邵和小高两位同学的图像略有不同，如图丙所示，不可能造成这种情况的原因是 （选填序号）。A. 冰的质量不同 B. 酒精灯火焰不同

C. 烧杯中水的质量不同 D. 冰的初温不同

【答案】（1）-14 （2）B（3）D【解析】【小问 1 详解】

如图甲，温度计的分度值为 1℃，液面在零刻线下，读数为-14℃。【小问 2 详解】A． 用酒精灯外焰加热，是因为外焰温度高，不能使冰均匀受热，故A不符合题意；B．通过水浴法来加热试管中的物质，物质和热源的接触面较大，能均匀受热，故B符合题意。故选 B。

【小问 3 详解】

ABC．由图像可知，冰的初温相同，开始熔化的时间、熔化时间不同，说明冰的质量可能不同，也可能是冰的质量相同，酒精灯火焰不同或烧杯中水的质量不同，故ABC不符合题意；D．由图像可知，冰的初温相同。假使冰的质量相同、初温不同，则冰开始熔化前的加热时间不同，熔化时间相同，而图中熔化时间也不同。故D符合题意。故选D。

14. 小时候，赫仑同学常常听姥爷说，“照镜子要离镜子近些，离镜子远了，镜子里的像就变小啦”。当他学完光学后，回去给姥爷演示了如下实验。为让实验更准确，请完成下列问题：

（1）如图所示，将白纸平铺在水平桌面上，用支架把 （选填“薄”或“厚”）玻璃板竖直地架立于白纸上；

（2）将两个完全相同的跳棋棋子A和B分别立于玻璃板前后，并移动B直至与A的像重合，测量并记录相关数据。多次改变A的前后位置，重复以上实验。他多次实验的目的是 （选填“得到普遍规律”或“减小实验误差”）；

（3）分析相关数据，发现平面镜所成的像是虚像，像与实物等大，像距等于物距。“照镜子要离镜子近些，离镜子远了，镜子里的像就变小啦”，这种说法是 （选填“正确”或“错误”）的。

【答案】（1）薄 （2）得到普遍规律

（3）错误

【解析】

【小问 1 详解】

为了便于确定像的位置，实验时用薄玻璃板来代替平面镜进行实验，若玻璃板太厚，前后两个面都能成像，会对实验造成干扰。

【小问 2 详解】

通过一次实验就得出的结论具有偶然性，所以要多次改变A的前后位置，重复实验，得到普遍规律。

【小问 3 详解】

分析相关数据，发现平面镜所成的像是虚像，像与实物等大，所以像的大小与物体距离平面镜的距离远近无关，所以“照镜子要离镜子近些，离镜子远了，镜子里的像就变小啦”的说法是错误的。

15. 小迪同学利用弹簧测力计、烧杯、水 $( \rho _ { \mathrm { \uparrow k } } { = } 1 . 0 { \times } 1 0 ^ { 3 } \mathrm { k g } / \mathrm { m } ^ { 3 } )$ ）、未知密度的小石块、咸奶茶和不吸水的细线，巧妙地设计实验，完成了：

①浮力相关内容的复习；②测量内蒙古风味美食咸奶茶的密度。请完成下列问题：

（1）要测量小石块浸没在水中的浮力，最合适的实验顺序是 _（选填 $^ { 6 6 } \mathrm { A } { \to } \mathrm { B } ^ { \prime \prime }$ 或 $^ { 6 6 } \mathrm { B } { } \mathrm { A } ^ { 3 } \ )$ ）；

（2）根据上述实验数据计算出小石块的密度是 $\mathrm { k g } / \mathrm { m } ^ { 3 } ;$

（3）咸奶茶的密度表达式 $\rho _ { \ast } =$ （用 $F _ { 1 } , \ F _ { 2 } , \ F _ { 3 } , \ \rho _ { \mathrm { ~ , ~ } }$ _水表示）。

【答案】（1）A→B （2） $2 . 8 \times 1 0 ^ { 3 }$

（3） ${ \frac { F _ { 1 } - F _ { 3 } } { F _ { 1 } - F _ { 2 } } } \cdot \rho _ { \ast }$

【解析】

【小问 1 详解】

测量小石块浸没在水中的浮力的方法是：先测出小石块的重力 G，然后把小石块浸没在水中，读数弹簧测力计的示数 $F _ { \mathrm { \overline { { \mathcal { A } } } } }$ ，则小石块受到的浮力为

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

若先把石块浸没水中测量，取出石块后，由于石块沾水，测量的重力偏大，浮力偏大，所以最合适的实验顺序是 A→B。

【小问 2 详解】

小石块的质量为

$$ m = \frac {G}{g} = \frac {2 . 8 \mathrm{N}}{1 0 \mathrm{N/kg}} =

0. 2 8 \mathrm{kg}

$$

小石块受到的浮力为

$$ F _ {\text {浮}} = F _ {1} - F _ {2} =

2. 8 \mathrm{N} -

3. 8 \mathrm{N} = 1 \mathrm{N}

$$

小石块的体积为

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

小石块的密度是

$$ \rho = \frac {m}{V} = \frac {0 . 2 8 \mathrm{kg}}{1 \times 1 0 ^ {- 4} \mathrm{m} ^ {3}} =

2. 8 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{kg/m} ^ {3}

$$

【小问3详解】

小石块在咸奶茶中受到的浮力

$$ F _ {\text {浮}} ^ {\prime} = F _ {1} - F _ {3} $$

小石块排开奶茶的体积

$$ V _ {\text {排}} = V = \frac {F _ {\text {浮}}}{\rho_ {\text {水}} g} = \frac {F _ {1} - F _ {2}}{\rho_ {\text {水}} g} $$

根据阿基米德原理可得，咸奶茶的密度为

$$ \rho_ {\text {茶}} = \frac {F _ {\text {浮}} ^ {\prime}}{g V _ {\text {排}}} = \frac {F _ {1} - F _ {3}}{g \times \frac {F _ {1} - F _ {2}}{\rho_ {\text {水}} g}} = \frac {F _ {1} - F _ {3}}{F _ {1} - F _ {2}} \cdot \rho_ {\text {水}} $$

16. 为了测量一个标有“3V”字样的小灯泡的电阻，小伟同学用两节干电池、标有 $^ { * } 2 0 \Omega , \ 2 \mathrm { A } ^ { * }$ 字样的滑动变阻器，以及开关、电压表和电流表设计了如图1所示的电路。

图1

图2
（1）小伟连接好电路后，检查发现电路中有一根导线连接错误。请你在错误的导线上画 $^ { 6 6 } \times \mathit { \beta } ^ { , 3 }$ ，并用笔画

线代替导线画出正确的导线；

（2）再次连接电路时，小伟又发现电压表无法正常使用。无奈、思考、创新，小伟用剩余实验仪器，重新设计了如图 2所示的电路。并按照如下步骤操作：

①将滑动变阻器调到最右端，闭合开关，读出此时电流表示数为0.12A；

②再将滑动变阻器调到最左端，闭合开关，读出此时电流表示数为0.30A；

（3）如果认为灯丝电阻不变，根据以上数据，小伟顺利地计算出了灯泡的电阻值为 ；

（4）小伟操作后反思，认为灯丝的电阻受到温度的影响，电阻值会发生变化，因此测出的灯泡的电阻值并不准确，与真实值相比，应该比真实值 （选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。

【答案】

图1

②.

13.3Ω ③. 偏小

【解析】

【详解】（1）[1]“测量小灯泡的电阻”的实验电路，小灯泡与滑动变阻器串联，滑动变阻器要连接“一上一下”两个接线柱，电压表与小灯泡并联，电流表与小灯泡串联，则实物电路如图所示：

图1

（3）[2]当滑动变阻器的滑片调到最左端时，滑动变阻器接入电路的阻值为零，此时电源电压为

$$ U = U _ {\mathrm{x}} = I _ {2} R _ {\mathrm{x}} =

0. 3 0 \mathrm{A} \times R _ {\mathrm{x}}\tag{①}

$$

当滑动变阻器的滑片调到最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，此时电源电压为

$$ U = I _ {1} \left(R _ {\max} + R _ {\mathrm{x}}\right) =

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

$$

由①②式解得： $R _ { \mathrm { x } } { = } 1 3 . 3 \Omega , U { = } 3 . 9 9 \mathrm { V }$

（4）[3]当灯泡两端电压增大时，灯丝的温度升高，电阻变大，则由①式算出的电源电压偏小，因此测出的灯泡的电阻值与真实值相比偏小。

三、计算题（本题包括 4小题，每题 4分，共 16分）

17. 骑自行车，去呼和浩特市东郊的大青山山顶看日出，是一件非常美好的事情。某天早晨，骑行爱好者小高，沿某段平直公路骑行时，看了两次码表（如图所示）。小高和自行车总质量 60kg，其所受阻力恒为总重力的

0.05倍。求：

（1）小高这段骑行的平均速度；

（2）某段小高匀速骑行，此时牵引力的大小。

【答案】（1）18km/h

（2）30N

【解析】

【小问 1 详解】

由图可知，骑行的路程为

$$ s = 2 2 \mathrm{km} - 1 3 \mathrm{km} = 9 \mathrm{km} $$

骑行的时间

$$ t = 5: 4 0 - 5: 1 0 = 3 0 \min =

0. 5 \mathrm{h}

$$

小高这段骑行的平均速度

$$ \begin{array}{r l} & v = \frac {s}{t} = \frac {9 \mathrm{km}}{0 . 5 \mathrm{h}} = 1 8 \mathrm{km/h} \ & \text {【小问2详解】} \end{array} $$

小高匀速骑行时处于平衡状态，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，此时牵引力的大小

$$ F = f =

0. 0 5 G =

1. 0 5 m g =

2. 0 5 \times 6 0 \mathrm{kg} \times 1 0 \mathrm{N/kg} = 3 0 \mathrm{N}

$$

18. 如图甲所示，是 $\mathrm { L } _ { 1 }$ 、 $\mathrm { L } _ { 2 }$ 两个灯泡的 图像，请根据图像所给信息进行计算：

甲

乙

丙

（1）若两灯泡串联在电路中（如图乙所示），此时电流表的示数为0.3A。求此时两灯泡的电阻；

（2）保持电源电压不变，将两灯泡的连接方式改为并联（如图丙所示），求此时电流表的示数。【答案】（1）6 ，14Ω

（2）0.85A

【解析】

【小问 1 详解】

若两灯泡串联在电路中，电路中电流为

0.3A，由图甲可知，此时 $\mathrm { L } _ { 1 }$ 两端的电压为1.8V，则 $\mathrm { L } _ { 1 }$ 的阻值为

$$ R _ {1} = \frac {U _ {1}}{I} = \frac {1 . 8 \mathrm{V}}{0 . 3 \mathrm{A}} = 6 \Omega $$

$\mathrm { L } _ { 2 }$ 两端的电压为4.2V，则 $\mathrm { L } _ { 2 }$ 的阻值为

$$ R _ {2} = \frac {U _ {2}}{I} = \frac {4 . 2 \mathrm{V}}{0 . 3 \mathrm{A}} = 1 4 \Omega $$

小问 2 详解】

串联电路电源电压等于各用电器电压之和，所以电源电压为

$$ U = U _ {1} + U _ {2} =

1. 8 \mathrm{V} +

2. 2 \mathrm{V} = 6 \mathrm{V}

$$

并联电路支路电压等于电源电压，由图可知，当电压为 6V时， $\mathrm { L } _ { 1 }$ 的电流为0.5A，经过 $\mathrm { L } _ { 2 }$ 的电流为0.35A，电流表测量干路电路，故电流表的示数为

$$ I ^ {\prime} = I _ {1} + I _ {2} =

0. 5 \mathrm{A} +

1. 3 5 \mathrm{A} =

2. 8 5 \mathrm{A}

$$

19. 杠杆是一种让人类突破自身力量极限的简单机械。如图所示，OA长 20cm，OB长 120cm，张宇同学竖直下压B 端，重物被竖直匀速顶起 10cm，已知重物质量为 270kg，求：

（1）若不计杆重和摩擦，上述过程在B端施加多大的力；

（2）若实际使用600N的力，则这个过程的机械效率。

【答案】（1）450N

（2）75%

【解析】

【小问 1 详解】

重物的重力为

$$ G = m g = 2 7 0 \mathrm{kg} \times 1 0 \mathrm{N/kg} = 2 7 0 0 \mathrm{N} $$

过支点画出动力和阻力的力臂，如图所示：

由图可知，O点为支点，不计杆重和摩擦，根据杠杆平衡的原理可得

$$ G \times L _ {1} = F \times L _ {2} $$

根据三角形关系，可得

$$ F = \frac {L _ {1}}{L _ {2}} G \times = \frac {O A}{O B} \times G = \frac {2 0 \mathrm{cm}}{1 2 0 \mathrm{cm}} \times 2 7 0 0 \mathrm{N} = 4 5 0 \mathrm{N} $$

【小问2 详解】

由题意知，重物被竖直匀速顶起 10cm即0.1m，根据三角形关系可知，力F移动的距离为

0.6m，因此这个过程的机械效率为

$$ \eta = \frac {W _ {\text {有}}}{W _ {\text {总}}} \times 100% = \frac {G h}{F s} \times 100% = \frac {2700 \mathrm{N} \times

0.1 \mathrm{m}}{600 \mathrm{N} \times

0.6 \mathrm{m}} \times 100% = 75%

$$

20. 丹妮在姥姥家发现了一个多功能养生壶（如图甲）。该品牌养生壶的电路原理图，如图乙所示。其中 $R _ { 1 }$ 、$R _ { 2 }$ 都为阻值不变的电阻丝，且 $R _ { 1 } { = } R _ { 2 }$ ， $\mathrm { S } _ { 1 }$ 、 $\mathrm { S } _ { 2 }$ 为温度控制开关，该养生壶通过 $\mathrm { S } _ { 1 }$ 的通断和 $\mathrm { S } _ { 2 }$ 的接 A或 B，来实现高、中、低三个挡位的变化。求：

甲

乙

丙

（1）若让该养生壶在低温挡下工作，则 $\mathrm { S } _ { 1 }$ 须 （选填“通”或“断”），且 $\mathrm { S } _ { 2 }$ 须（选填“接 $A ^ { \prime \prime }$ 或“接 $B ^ { \prime \prime }$ 或“不接”）；

（2）该养生壶高温挡标有“220V， 800W”，此挡下正常工作 10分钟，计算养生壶让图丙电能表指示灯闪烁的次数和电阻 $R _ { 1 }$ 的大小。

【答案】（1） ①. 断 ②. 接A

（2）160 次，121 Ω

【解析】

【小问 1 详解】

[1][2]当 $\mathrm { S } _ { 1 }$ 断开， $\mathbf { S } _ { 2 }$ 接A 时，电路为串联电路，总电阻等于两个电阻阻值之和，此时的总电阻最大，由$P = { \frac { U ^ { 2 } } { R } }$ 可知，此时的总功率最小，为低温挡。

【小问 2 详解】

在高温挡下正常工作 10分钟，消耗的电能

$$ W = P t = 8 0 0 \mathrm{W} \times 1 0 \times 6 0 \mathrm{s} =

4. 8 \times 1 0 ^ {5} \mathrm{J} = \frac {4 . 8 \times 1 0 ^ {5}}{3 . 6 \times 1 0 ^ {6}} \mathrm{kW} \cdot \mathrm{h} = \frac {2}{1 5} \mathrm{kW} \cdot \mathrm{h}

$$

每消耗 1 的电能，闪烁 1200次，则电能表闪烁的次数为

$$ \frac {1 2 0 0 \mathrm{imp}}{n} = \frac {1 \mathrm{kW} \cdot \mathrm{h}}{\frac {2}{1 5} \mathrm{kW} \cdot \mathrm{h}} $$

解得

$$ n = 1 6 0 \mathrm{imp} $$

高温挡时两电阻并联，两电阻阻值相等，由 $P = { \frac { U ^ { 2 } } { R } }$ 可知，两电阻消耗的电功率相等，所以 $R _ { 1 }$ 的功率为400W，则 $R _ { 1 }$ 的阻值为

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

四、综合题（本题包括 4小题，21、22每题 4分，23、24每题 5分，共 18分）

（1）如图所示，左图是玉伟同学自制的一个昆虫观察罐，盖子是一个透明的光学镜头。通过盖子可以看到罐底的小昆虫成一个正立、放大的像，则盖子相当于______（选填“凸透镜”或“凹透镜”），盖子到罐底的距离_ _（选填“大于”、“小于”或“等于”）焦距，当昆虫靠近瓶盖，则看上去昆虫（选填“变大”、“变小”或“不变”）；

（2）如右图所示，一束光从水中斜射入空气，请大致画出其折射光线（画出法线）。

【答案】（1） ①. 凸透镜 ②. 小于 ③. 变小

（2）

【解析】

【小问 1 详解】

[1][2][3]根据凸透镜成像规律可知，当物体在凸透镜焦点以内时，成正立、放大的虚像，所以盖子相当于凸透镜，盖子到罐底的距离小于焦距；当物体越靠近凸透镜时，距离焦点越远，所成的像越小。

【小问 2 详解】

当光从水中斜射入空气中时，折射光线远离法线，折射角大于入射角，如图所示：

22.

（1）一个圆形铁片由“冷若冰霜”，变成“炙手可热”。甲同学认为一定是通过加热方式实现的，乙同学认为不一定是通过加热方式实现的，还有其他的实现方式。你认为哪位同学正确？请简要说明理由。

（2）丙同学认为：热量只能是由高温物体向低温物体传递。但是，丁同学却认为，只要条件合适，热量也可能由低温物体向高温物体传递。你认为哪位同学正确？请举例说明。

【答案】（1）见解析 （2）见解析

【解析】

【小问 1 详解】

一个圆形铁片由“冷若冰霜”，变成“炙手可热”，铁片的温度升高，内能变大，改变物体内能方式除了热传递之外还有做功，所以还可以通过做功的方式来实现铁片温度升高的目的，比如可以用钢丝球摩擦铁片，将机械能转化为内能，铁片的温度也会升高，所以乙同学的说法正确。

【小问 2 详解】

热量自发的从高温物体传递给低温物体，不能自发的从低温物体传递给高温物体，但当存在外部干预，如机械做功，热量传递的方向是可以改变的。例如，冰箱的工作原理就是通过电力做功，将热量从温度较低的内部传递到温度较高的外部，从而保持冰箱内部的低温，所以丁同学的说法正确。

23. 为了保证设备能够正常运转，某大型实验室设计了如图所示的应急供电线路系统。其中发电机为柴油发电机，输出电压为 240V。发电机到实验室的距离为200m，每条输电线每千米电阻为

0.5Ω。实验室得到的电压为 220V，则：

（1）发电机发电的过程是将燃料的 _转化为电能（选填“机械能”或“化学能”）；

（2）求输电线路上 电流大小；

（3）求实验室中所有用电器的总功率；

（4）若该发电机的效率为40%，则应急供电1h消耗柴油多少 kg（柴油的热值为 $4 . 0 \times 1 0 ^ { 7 } \mathrm { J / k g } )$ ）。

【答案】（1）化学能 （2）100A

（3）22kW （4）5.4kg

【解析】

【小问 1 详解】

燃料储存的是化学能，燃烧时化学能转化为内能，内能做功转化为机械能，通过发电机再转化为电能。

【小问 2 详解】

输电线电压

$$ U _ {\text {线}} = U _ {\text {输}} - U _ {\text {实验}} = 2 4 0 \mathrm{V} - 2 2 0 \mathrm{V} = 2 0 \mathrm{V} $$

输电线的电阻为

$$ R _ {\text {线}} =

0. 5 \Omega / \mathrm{km} \times 2 0 0 \times 2 \times 1 0 ^ {- 3} \mathrm{km} =

1. 2 \Omega

$$

输电线路上的电流为

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

【小问3详解】

实验室中所有用电器的总功率为

$$ P = U _ {\text {实验}} I = 2 2 0 \mathrm{V} \times 1 0 0 \mathrm{A} =

2. 2 \times 1 0 ^ {4} \mathrm{W} = 2 2 \mathrm{kW}

$$

【小问4详解】

应急供电 1h，发电机输出的电能为

$$ W = U _ {\text {发电机}} I t = 2 4 0 \mathrm{V} \times 1 0 0 \mathrm{A} \times 3 6 0 0 \mathrm{s} =

8. 6 4 \times 1 0 ^ {7} \mathrm{J}

$$

柴油完全燃烧放出的热量

$$ Q _ {\text {放}} = \frac {W}{\eta} = \frac {8.64 \times 10^{7} \mathrm{J}}{40%} =

2.16 \times 10^{8} \mathrm{J}

$$

消耗的柴油为

$$ m = \frac {Q _ {\text {放}}}{q} = \frac {2 . 1 6 \times 1 0 ^ {8} \mathrm{J}}{4 . 0 \times 1 0 ^ {7} \mathrm{J/kg}} =

5. 4 \mathrm{kg}

$$

24. 子英同学在青城公园看到，工人们正从湖中打捞一个圆台型石墩。示意图如下，左图为石墩，右图为打捞简图。已知湖深 2m，石墩高

0.3m，体积 $0 . 0 7 \mathrm { m } ^ { 3 }$ ，密度 $\rho _ { \mathrm { { \scriptscriptstyle E } = 2 . 8 \times 1 0 ^ { 3 } k g / m ^ { 3 } } }$ 。把石墩从水底上拉的过程中，汽车一直向右匀速运动，速度大小为

1.5m/s。（不计水的阻力、绳重和滑轮的摩擦， $\rho _ { \mathrm { \scriptsize ~ \ast = 1 . 0 \times 1 0 ^ { 3 } k g / m ^ { 3 } } } )$ 求：

（1）上升的过程中，石墩未露出水面前所受的浮力大小；

（2）打捞前，石墩上表面受到的水产生的压强；

（3）石墩从水底到将要露出水面的过程中，汽车拉力所做的功；

（4）整个打捞过程，汽车拉力做功的最大功率。

【答案】（1）700N

（2） $1 . 7 \times 1 0 ^ { 4 } \mathrm { P a }$

（3）1260N （4）2940W

【解析】

【小问 1 详解】

上升的过程中，石墩未露出水面前所受的浮力

$$ F _ {\text {浮}} = \rho_ {\text {水}} g V _ {\text {排}} =

1. 0 \times 1 0 ^ {3} \mathrm {kg / m^ {3}} \times 1 0 \mathrm{N/kg} \times

2. 0 7 \mathrm {m^ {3}} = 7 0 0 \mathrm{N}

$$

【小问2 详解】

湖深 2m，石墩高0.3m，打捞前，石墩上表面距离水面的距离为

$$ h = 2 \mathrm{m} -

0. 3 \mathrm{m} =

1. 7 \mathrm{m}

$$

受到的水产生的压强

$$ p = \rho_ {\text {水}} g h =

1. 0 \times 1 0 ^ {3} \mathrm {kg / m^ {3}} \times 1 0 \mathrm{N/kg} \times

2. 7 \mathrm{m} =

3. 7 \times 1 0 ^ {4} \mathrm{Pa}

$$

【小问3 详解】

石墩从水底到将要露出水面的过程中，汽车的拉力为

$$ F _ {\text {拉}} = G _ {\text {石}} - F _ {\text {浮}} = \rho_ {\text {石}} \mathrm{g} V _ {\text {石}} - F _ {\text {浮}} =

2. 8 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{kg/m} ^ {3} \times 1 0 \mathrm{N/kg} \times

3. 0 7 \mathrm{m} ^ {3} - 7 0 0 \mathrm{N} = 1 9 6 0 \mathrm{N} - 7 0 0 \mathrm{N} = 1 2 6 0 \mathrm{N}

$$

汽车拉力移动的距离为

1.7m，汽车拉力所做的功

$$ W = F _ {\text {拉}} s = 1 2 6 0 \mathrm{N} \times

1. 7 \mathrm{m} = 2 1 4 2 \mathrm{J}

$$

【小问 4 详解】

整个打捞过程，汽车拉力的最大值等于石墩的重力，故汽车拉力做功的最大功率为

$$ P _ {\mathrm{max}} = F _ {\mathrm{max}} v = G _ {\mathrm{石}} v = 1 9 6 0 \mathrm{N} \times

1. 5 \mathrm{m/s} = 2 9 4 0 \mathrm{W}

$$