2024年山东省日照市中考物理

日照市 2024年初中学业水平考试

物理试题

注意事项：

1．本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分。答卷前，考生务必用

0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座号等填写在试卷和答题卡上规定的位置。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

2．第 I卷共 12小题，每小题选出答案后，须用 2B铅笔把答题卡上对应题号的答案标号涂黑，如需改动，必须先用橡皮擦干净后，再改涂其他答案标号。

3．第 II卷共 9小题，所有题目的答案，考生须用

0.5毫米的黑色签字笔答在答题卡上各题目指定的区域内-在试卷上答题无效；如需改动，先划掉原来的答案．然后再写上新的答案。

第 I卷（选择题共 40分）

一、单项选择题（本大题包括 8小题，每小题 3分，共 24分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求）

1. 下列四幅图来自我们的物理课本，其中解释正确的是（ ）

甲

乙

丙

丁

A. 甲图中轮船过船闸，是利用了连通器的原理B. 乙图中撞击锤柄紧固锤头，是为了增大锤头的惯性C. 丙图中运动员手上涂防滑粉，是为了增大单杠对运动员的支持力D. 丁图中小朋友能将饮料吸进嘴里，是由于吸管受到浮力的作用

【解析】

【详解】A．甲图：船闸在工作时，闸室分别与上游和下游构成连通器，是利用连通器原理工作的，故 A正确；B．乙图：紧固锤头时撞击锤柄的下端松动的锤头就紧套在锤柄上，这是利用了锤头的惯性，并不是为了增大锤头的惯性。惯性是物体保持其运动状态不变的性质，与物体的质量有关，故 B错误；C．丙图：运动员手上涂防滑粉，并不是为了增大单杠对运动员的支持力。防滑粉的作用是增加手与单杠之间的摩擦力，防止手滑脱，以便于运动员更好地抓握单杠，故C 错误；D．丁图：小朋友能将饮料吸进嘴里，并不是由于吸管受到浮力的作用。吸饮料的原理是利用大气压强，当小朋友吸饮料时，吸管内部的气压降低，饮料在外部大气压的作用下被压进吸管里，故D错误。故选 A。

2. 下列关于声现象的分析，正确的是（ ）A. 小明回答问题时声音洪亮，是由于小明的声带振动得快B. 音乐老师能够分辨钢琴和长笛发出的C调，是由于它们的音色不同C. 蝙蝠夜间能够精准确认目标，是利用次声波的反射确定目标位置D. 厂房外面安装玻璃隔音板降低噪声，是由于玻璃不能传播声音

【答案】B

【解析】

【详解】A．声音的洪亮程度通常与声音的响度有关，响度与声波的振幅有关，振幅越大，声音越响。声带振动得快慢影响的是声音的音调，即声音的高低，而不是响度，故A 错误；B．音色是指声音的特征，它是由声波的波形决定的。不同的乐器即使演奏相同的音调，也会因为材料、结构等不同而产生不同的音色，因此音乐老师可以通过音色来区分不同的乐器，故 B正确；C．蝙蝠在夜间导航和捕食时使用的是超声波，而不是次声波。它们发出超声波，这些声波在遇到障碍物时会反射回来，蝙蝠通过接收这些回声来确定目标的位置和距离，故C 错误；D．玻璃本身是可以传播声音的，但是隔音板的设计通常是为了减少声音的传播。隔音板通过吸收、反射或散射声波来降低噪声，而不是因为玻璃不能传播声音，故D错误。故选B。

3. 利用图甲所示的实验装置来探究冰的熔化规律，根据实验数据画出冰熔化过程的“温度—时间”图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）

甲

乙

丙

A. 试管中装上适量碎冰进行实验，因为碎冰比大块冰的比热容小，熔化的更快B. 实验中某时刻温度计的示数如图丙所示，说明冰的熔点为 ${ } _ { - 3 } { } ^ { \circ } \mathrm { C }$

C. 由图乙可知，在 $t _ { 1 } \sim t _ { 2 }$ 的时间内碎冰停止吸热D. $0 \sim t _ { \mathrm { l } }$ 时间内的温度变化比 $t _ { 2 }$ 时刻后的温度变化快，原因是水的比热容比冰的大

【答案】D

【解析】

【详解】A．将装有适量碎冰的试管置于烧杯内的温水中，这样做不仅可以使碎冰受热均匀，而且便于记录各时刻的温度并观察冰的状态，故A错误；B．图丙中温度计的分度值是 1℃，液面在0刻度以下第3格，所以读数为 $- 3 \mathrm { { } ^ { \circ } C }$ ，说明某时刻冰的温度是$3 %$ ，而不是冰的熔点为 $- 3 \mathrm { { } ^ { \circ } C }$ ，故B 错误；C．图 $\textsf { Z }$ 中 $t _ { 1 } \sim t _ { 2 }$ 的时间内，冰在熔化过程中，冰在吸收热量，温度保持 $0 \mathrm { ‰}$ 不变，故C错误；D．取 0 至 $t _ { 1 }$ 时段与 $t _ { 2 }$ 时刻后一段相等时间观察，则吸热相等，物质由固态冰变为液态水的过程中质量保持不变，水的比热容比冰大，由 $\mathbf { c } = { \frac { Q } { m \Delta t } }$ 知道，升高的温度不同，水升温比冰要慢，故D正确。故选 D。

4. 运动员正在垫起排球，如图所示。不考虑空气阻力，下列相关说法正确的是（ ）

A. 垫球时排球的运动状态发生改变，可能是以地面为参照物判断的B. 垫球时手臂对排球的作用力和排球对手臂的作用力是一对平衡力C. 排球在上升的过程中速度不断减小，是因为受到惯性的作用D. 排球在下落的过程中速度不断变大，机械能也在不断变大

【答案】A

【解析】

【详解】A．垫球时排球的运动状态发生改变，可能是以地面为参照物判断的。运动状态的改变是指物体的速度（包括大小和方向）的变化。当运动员垫起排球时，排球的速度和方向都会发生变化，如果以地面为参照物，排球的运动状态确实发生了改变，故A正确；B．手臂对排球的作用力和排球对手臂的作用力，它们作用物体不同、大小相等、方向相反，是一对相互作用力，故 B错误；C．排球在上升过程中速度减小是因为受到重力的作用，而不是惯性。惯性是物体保持其运动状态不变的性质，而重力是地球对物体的吸引力，它使排球减速并最终下落，故C 错误；D．排球在下落过程中，由于重力的作用，其速度确实会不断变大，但其机械能（包括动能和势能）并不会增加。实际上，排球在下落过程中，其重力势能会转化为动能，总的机械能（在不考虑空气阻力的情况下）是守恒的，故D 错误。故选 A。

5. 下图所示的四个事例中，关于压强的说法正确的是（ ）

甲

乙

丙

丁

A. 甲为压路机，碾子做的很大，是为了减小压强B. 乙为安全锤，锤头做得很尖， 为了减小压强C. 丙图中加热后再密封的铁桶被压扁，是因为外部大气压强远大于内部压强D. 丁图中热气球能在空中自由升降，是利用“气体流速大的地方压强小”的原理

【解析】

【详解】A．压路机的碾子质量很大是为了在受力面积一定时，增大压力来增大压强，故A错误；B．安全锤做得很尖，是在压力一定时，通过减小受力面积增大压强的，故B错误；C．加热铁桶过程中，铁桶内空气体积膨胀，质量减小，再密封铁桶，随着温度降低，内部气压降低，由于外部大气压强远大于内部压强，所以铁桶被压扁，故C正确；D．热气球中充的是被燃烧器加热而体积膨胀的热空气，从而使密度小于外界空气密度，实现了空中飞行，故D错误。

故选C。

6. 随着生产和技术的发展，人们开始将太阳能转化为其他形式的能加以利用。比如无人驾驶太阳能汽车，利用太阳能电池提供能源，利用电磁波实现远程操控。下列说法正确的是（ ）A. 电磁波的传播和声音的传播一样，都需要介质B. 太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，通过聚变释放出巨大的核能C. 太阳能汽车消耗的能量可以全部收集起来继续驱动汽车，实现能量循环利用

D. 化石能源是以前存贮的太阳能，因此属于可再生能源

【详解】A．根据电磁波的传播特点可知，电磁波的传播不需要介质，故A错误；B．根据太阳的特性可知，太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，通过聚变释放出巨大的核能，故 B 正确；C．由于存在能量的损耗，所以太阳能汽车消耗的能量不能全部收集起来继续驱动汽车，实现能量循环利用，故C错误；D．由于化石能源不能在短时间获得，所以其属于不可再生能源，故D错误。故选B。

7. 如图所示，取两个相同的验电器甲和乙，使甲带负电，乙不带电。下列分析正确的是（ ）

甲
乙

A. 甲验电器带负电是因为它失去了电子B. 甲验电器的金属箔片张开是由于异种电荷相互吸引C. 用金属棒连接两金属球，乙验电器的金属箔片会张开D. 用金属棒连接两金属球的瞬间，棒中的电流方向由甲到乙

【答案】C

【解析】

【详解】A．电子带负电，物体得到电子带负电，失去电子带正电，所以，甲验电器带负电是因为它得到了电子，故A错误；B．甲验电器的金属箔片张开是由于同种电荷相互排斥，故B错误；C．用金属棒把甲和乙连接起来，甲验电器金属箔片上的电子转移到B上，所以A的张角将变小，B验电器金属箔片的张角将变大，故C正确；D．自由电子的定向移动方向与电流方向相反，金属杆和金属球接触的一瞬间，自由电子的移动方向从甲到乙，金属杆中电流方向是从乙到甲，故D错误。

故选 C。

8. 物理学习小组研究电路的特点，一组同学按照甲电路图连接好电路后，闭合开关，电路正常工作，学生电压表 $\mathrm { V } _ { 1 }$ 和 $\mathrm { V } _ { 2 }$ 的指针偏转均如图乙所示；二组同学按照丙电路图连接电路。已知 $R _ { 1 } = 4 \Omega$ ，两小组所用的电源和定值电阻均相同，下列判断正确的是（ ）

甲

乙

丙

A. 甲图中电流表示数为0.6A B. $R _ { 2 }$ 的阻值为20ΩC. 丙图中， $R _ { 2 }$ 的电流为

0.5A D. 丙图中， $R _ { \parallel }$ 的功率为25W

【答案】D

【解析】

【详解】A．甲图中两电阻串联，电压表 $\mathrm { V } _ { 1 }$ 测的是 $R _ { 1 }$ 两端的电压，电压表 $\mathrm { V } _ { 2 }$ 测的是电源的电压，电压表$\mathrm { V } _ { 1 }$ 和 $\mathrm { V } _ { 2 }$ 的指针偏转均如图乙所示，所以电压表 $\mathrm { V } _ { 1 }$ 选择示数小量程，为

2.0V，电压表 $\mathrm { V } _ { 2 }$ 选择示数大量程，为

10.0V，由 $I = { \frac { U } { R } }$ 可知，此时电路电流

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

0. 5 \mathrm{A}

$$

故A 错误；

B．根据串联电路电压规律可知， $R _ { 2 }$ 两端的电压

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

0. 0 \mathrm{V} -

1. 0 \mathrm{V} = 8 \mathrm{V}

$$

所以

$$ U _ {1}: U _ {2} = 1: 4 $$

根据串联电路电压和电阻成正比

$$ R _ {2} = 4 R _ {1} = 4 \times 4 \Omega = 1 6 \Omega $$

故 B 错误；

C．图丙中通过 $R _ { 2 }$ 的电流

$$ I _ {2} = \frac {U}{R _ {2}} = \frac {1 0 . 0 \mathrm{V}}{1 6 \Omega} =

0. 6 2 5 \mathrm{A}

$$

故 C 错误；

D．图丙中 $R _ { 1 }$ 的功率

$$ P = \frac {U ^ {2}}{R _ {1}} = \frac {(1 0 \mathrm{V}) ^ {2}}{4 \Omega} = 2 5 \mathrm{W} $$

故 D 正确。

故选 D。

二、多项选择题（本大题包括 4小题，每小题 4分，共 16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得 4分，选对但不全的得 3分，有选错的得 0分）

9. 小明用红外线烤箱为爷爷奶奶烤了香喷喷的面包。在烘焙的过程中，发现很多现象都与他学习的物理知识相关。以下解释正确的是（ ）A. 红外线烤箱发射的红外线是一种可见光B. 闻到面包的香味，说明香气分子在不停地做无规则的运动C. 面包夹的手柄上刻有很多花纹，主要是为了使用时增大摩擦力D. 热腾腾的面包内能增加，是通过烤箱对面包做功实现的

【答案】BC

【解析】

【详解】A．根据光的分类可知，红外线是不可见光，故A错误；B．闻到面包的香味，是由于香气分子进入了人的鼻子，这说明香气分子在不停地做无规则的运动，故B正确；C．面包夹的手柄上刻有很多花纹，主要是为了使用时增大接触面的粗糙成都，增大摩擦力，故C正确；D．由于存在温度差，热腾腾的面包内能增加，是通过烤箱对面包热传递实现的，故D错误。故选BC。

10. 下列四幅图的解释，正确的是（ ）

甲

乙

丙

A. 甲图安检员手中的金属探测仪靠近金属制品会报警，是电磁感应现象B. 乙图中对着话筒说话，能把声音传到扬声器，是电流的磁效应C. 丙图中的电磁起重机通电后能吸引金属材料，与发电机的原理相同D. 丁图中的电路通电后，导体棒会沿导轨滑动，与电动机的原理相同

【答案】AD

【解析】

【详解】A．金属探测仪的原理是电磁感应定律-导体切割磁感线产生感应电动势，这个过程中金属探测仪施加的探测磁场被外来导体扰乱从而被金属探测仪的感应到，通过信号放大发出警报，故A正确；B．动圈式话筒工作过程是：声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器．由此可知其工作原理是电磁感应现象，故B错误；C．电磁起重机通电后能吸引金属材料，其工作原理是利用电流通过电磁铁，产生磁力吸附和提起重物，当电磁铁通电时，它就会产生磁场，这个磁场会通过铁芯和磁极传递到钢板或其他吸附物体上，使其与电磁铁发生磁吸附作用，当电磁铁断电时，吸附物体就会自然地脱离电磁铁，是电流的磁效应，而发动机的工作原理是电磁感应，其与发动机的原理不同，故C错误；D．丁图中的电路通电后，通电的导体棒在磁场中受到磁场力的作用，导体棒会沿导轨滑动，电动机也是通电导线在磁场中受到磁场力而运动，它们原理相同，故D正确。故选AD。

11. 如图甲所示，将一底面积为 $0 . 0 4 \mathrm { m } ^ { 2 }$ 的长方体木块用细线系在一个空容器的底部，然后向容器中缓慢加水，直到木块的上表面与液面相平．木块底部受到水的压强p随容器中水的深度h的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（ $\mathbf { \sigma } _ { \cdot } g = 1 0 \mathbf { N } / \mathbf { k g }$ $\rho _ { \mathrm { * } } = 1 . 0 { \times } 1 0 ^ { 3 } \mathrm { k g / m ^ { 3 } }$ ）（ ）

甲

乙

A. 木块的重力是 24N B. 木块的体积是 $0 . 0 4 8 \mathrm { m } ^ { 3 }$ C. 木块完全浸没后受到的浮力是40N D. 木块的密度是 $0 . 5 { \times } 1 0 ^ { 3 } { \bf k g } / \mathrm { m } ^ { 3 }$

【解析】

【详解】A．由图像知，容器中水的深度在 6cm时，木块刚好漂浮，细线对木块没有拉力，当容器中水的深度超过 18cm时，细线对木块产生拉力且逐渐变大，所以在 AB 过程中细线对物体没有拉力；由图像知，容器中水的深度在 6cm时，木块刚好漂浮，此时水对木块下表面的压强是 600Pa，由压强公式$p = { \frac { F } { S } }$ 得，木块下表面受到水的压力为$F { = } p S { = } 6 0 0 \mathrm { P a } { \times } 0 . 0 4 \mathrm { m } ^ { 2 } { = } 2 4 \mathrm { N }$ 此时木块刚好漂浮，根据浮力产生的原因得

$$ F _ {\text {浮}} = F = 2 4 \mathrm{N} $$

根据漂浮条件得，木块的重力

$$ G = F _ {\text {浮}} = 2 4 \mathrm{N} $$

故A 正确；

C．由图像知，当容器中水的深度是22cm时，木块刚好浸没，木块下表面受到水的压强是 1000Pa，由压强公式得，此时木块下表面受到水的压力为

$$ F ^ {\prime} = p ^ {\prime} S = 1 0 0 0 \mathrm{Pa} \times

0. 0 4 \mathrm{m} ^ {2} = 4 0 \mathrm{N}

$$

根据浮力产生的原因得

$$ F _ {\text {浮}} ^ {\prime} = F ^ {\prime} = 4 0 \mathrm{N} $$

故 C 正确；

B．由 $F _ { \mathit { i } \mathit { \equiv } } { = } \rho _ { \mathit { \mathrm { \tiny ~ \ast } } } g V _ { \mathit { \Pi } }$ _排可知，木块的体积为

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

故 B 错误；

D．由

$$ G = m g = \rho V g $$

可得，木块的密度为

$$ \rho = \frac {G}{g V} = \frac {2 4 \mathrm{N}}{1 0 \mathrm{N} / k g \times 4 \times 1 0 ^ {- 3} \mathrm{m} ^ {3}} =

0. 6 \times 1 0 ^ {3} k g / \mathrm{m} ^ {3}

$$

故D 错误。

故选 AC。

12. 某起重车提升货物时，起重臂上滑轮组的示意图如图所示，货物在钢丝绳的拉力F作用下匀速上升。货物所受的重力为 $1 . 5 { \times } 1 0 ^ { 4 } \mathrm { N }$ ，钢丝绳的拉力F为 $6 \times 1 0 ^ { 3 } \mathrm { N }$ ，货物上升的速度为0.25m/s。在提升货物的过程中，下列说法正确的是（ ）

A. 拉力F的功率为4 $. 5 \times 1 0 ^ { 3 } \mathrm { W }$ B. 有用功的功率为 $3 . 7 5 \times 1 0 ^ { 3 } \mathrm { W }$

C. 动滑轮所受的重力为 $3 \times 1 0 ^ { 3 } \mathrm { N }$ D. 滑轮组的机械效率约为83.3%

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．由图可知，货物和动滑轮由 3段绳子承担， $n { = } 3$ ，拉力F 做功的功率

$$ P = \frac {W}{t} = F v = n F v _ {\text {物}} = 6 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{N} \times 3 \times

0. 2 5 \mathrm{m/s} =

1. 5 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{W}

$$

故A 正确；

B．有用功 功率

$$ P ^ {\prime} = \frac {W ^ {\prime}}{t} = G v _ {\text {物}} =

1. 5 \times 1 0 ^ {4} \mathrm{N} \times

2. 2 5 \mathrm{m/s} =

3. 7 5 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{W}

$$

故 B 正确；

C．若不计绳重和摩擦

$$ F = \frac {1}{3} \Big (G + G _ {\text {动}} \Big) $$

动滑轮的重力

$$ G _ {\text {动}} = 3 F - G = 3 \times 6 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{N} -

1. 5 \times 1 0 ^ {4} \mathrm{N} = 3 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{N}

$$

但题中绳重和摩擦不可忽略，故动滑轮重应小于 $3 \times 1 0 ^ { 3 } \mathrm { N }$ ，故C 错误；

D．滑轮组的机械效率

$$ \eta = \frac {W _ {\text {有}}}{W _ {\text {总}}} \times 100% = \frac {G h}{F s} \times 100% = \frac {G}{3 F} \times 100% = \frac {1.5 \times 10^{4} \mathrm{N}}{3 \times 6 \times 10^{4} \mathrm{N}} \times 100% \approx

83.3%

$$

故 D 正确。

故选 ABD。

第 II卷（非选择题共 60分）

三、填空题（本大题包括 3小题，每空 2分，共 12分）

13. 小明用装满水的玻璃瓶、橡皮塞和细玻璃管制作了一个简易温度计，如图所示。将此装置放入热水中，由于液体______，细玻璃管内液面会上升；将装置取出，细玻璃管内液面将

【答案】 ①. 热胀冷缩 ②. 下降

【解析】

【详解】[1][2]液体有热胀冷缩的性质，将此装置放入热水中，此装置内的水会受热膨胀，体积变大，所以细玻璃管内液面会上升；将装置取出，由于环境温度降低，此装置内的水会遇冷收缩，体积变小，所以细玻璃管内液面将下降。

14. 有一种小型单缸四冲程汽油机，每个工作循环做功500J，曲轴的转速是300r/min，每分钟消耗汽油$5 \mathrm { g }$ 。则该内燃机的功率是______W，机械效率是 $( q _ { \breve { { \cdot } } \breve { { \cdot } } \breve { { \cdot } } \breve { { \oplus } } } = 4 . 6 { \times } 1 0 ^ { 7 } \mathrm { J / k g } )$ ）

【答案】 ①. 1250 ②.

32.6%

【解析】

【详解】[1]因单缸四冲程汽油机满负荷工作时，一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功一次，已知飞轮的转速是 300r/min，所以，每分钟共有 150个工作循环，对外做功 150次，则单缸四冲程汽油机满负荷工作 1min做的功

$$ W = 1 5 0 \times 5 0 0 \mathrm{J} =

7. 5 \times 1 0 ^ {4} \mathrm{J}

$$

该汽油机的功率

$$ P = \frac {W}{t} = \frac {7 . 5 \times 1 0 ^ {4} \mathrm{J}}{6 0 \mathrm{s}} = 1 2 5 0 \mathrm{W} $$

[2]每分钟消耗 $5 \mathrm { g }$ 汽油， $5 \mathrm { g }$ 汽油完全燃烧释放的热量

$$ Q _ {\text {放}} = m q = 5 \times 1 0 ^ {- 3} \mathrm{kg} \times

4. 6 \times 1 0 ^ {7} \mathrm{J/kg} =

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

$$

满负荷工作时这种汽油机把内能转化为机械能的效率

$$ \eta = \frac {W}{Q _ {\text {放}}} \times 100% = \frac {7.5 \times 10^{4} \mathrm{J}}{2.3 \times 10^{5} \mathrm{J}} \times 100% =

32.6%

$$

15. 如图是小明家新房中的部分电路，存在的问题是______。问题解决后，闭合开关 $\mathrm { S } _ { 1 }$ 、 $\mathrm { S } _ { 2 }$ ，电灯 $\mathrm { L } _ { 1 }$ 正常发光，但 $\mathrm { L } _ { 2 }$ 仍然不亮。将一把新买的电热水壶插入三孔插座，电热水壶也不能工作。把试电笔分别插入三孔插座的左、右孔，氖管均能发光，则可以判断出电路的故障是

【答案】 ①. 三孔插座没有接地 ②. FG 之间断路

【解析】

【详解】[1]三孔插座的连接应该是“左零右火上接地”， 存在的问题是三孔插座没有接地。

[2]L₁正常工作，说明 $\mathrm { L } _ { 1 }$ 支路是连通的； $\mathrm { L } _ { 2 }$ 和三孔插座不能工作，说明出现断路，而三孔插座左孔能使氖管发光，说明左孔通过 $\mathrm { L } _ { 2 }$ 和火线连通，故 FG之间断路。

四、作图题（本大题包括 2小题，共 6分）

16. 物理兴趣小组的同学在实验室找到一棱镜，其横截面为直角三角形ABC，如图所示，其中BC面镀银。一条光线从 AB面上的O点射入棱镜，经过BC面一次反射后，从AC面的P点出射。请在答题卡的图中画出该光线射入棱镜之后的光路图。

【解析】

【详解】经O 点折射的光线射到 BC 面上时发生反射，且反射光线恰好过P点，根据平面镜成像特点，虚像 P’到BC面的距离等于P 点到 BC面的距离，作P 点关于BC 面的对称点，确定虚像P’的位置；连接虚像点P’与O点，与BC面交于 $O ^ { \prime } { } _ { i }$ OO’为经AB 面的折射光线， $O P$ 即为反射到P的反射光线，如下图所示：

17. 甲图是使用核桃夹的情形，乙图是把核桃夹上臂简化成的杠杆，A 为大拇指的作用点，B 为核桃的作用点。请在答题卡的乙图中画出作用在核桃夹上臂的动力 $F _ { 1 }$ 、动力臂 $l _ { 1 }$ 和阻力 $F _ { 2 }$

甲

乙

【答案】见详解

【解析】

【详解】由题意知，B为核桃的作用点，B点受到的核桃的弹力为阻力 $F _ { 2 }$ ，其方向大致过B 点向上；A为大拇指的作用点，由于阻力使得杠杆逆时针转动，则动力 $F _ { 1 }$ 使得杠杆顺时针转动，故动力方向向下，从支点O 向动力 $F _ { 1 }$ 的作用线作垂线，支点到垂线的距离为动力臂 l₁，如图所示：

五、实验探究题（本大题包括 2小题，共 20分）

18. 小明在光学学习中，对色彩斑斓的光学世界产生了浓厚的兴趣，他认识到熟练掌握物、像联动，并用其规律解决实际问题的意义，于是他进行了如下的探索：

甲

乙

丙

（1）如图甲，在探究平面镜成像的特点时，用透明玻璃板代替平面镜的目的是______；如果在图中玻璃板与蜡烛的像之间平行于玻璃板放一块不透明的白色光屏，那么在光屏上______（选填“能”或“不能”）看到像；

（2）如图乙，平行光线经过该透镜后将会被 ___（选填“发散”或“会聚”），这样的透镜可用于矫正（选填“近视眼”或“远视眼”）；

（3）生活中经常看到的投影灯，其内部结构如图丙所示。图中凸透镜的焦距为50mm，则投影片到凸透镜的距离范围应为

（4）在探究照相机原理时，小明将焦距为10.0cm的凸透镜A放置在图丁所示的位置，向左移动光屏，在光屏上看到了清晰的像，他又将凸透镜A更换成一个焦距为

8.0cm的凸透镜B，其它要素不变，发现光屏上的像变模糊了。他认为此现象与______（选填“近视眼”或“远视眼”）的成因相似，为了使光屏上的像恢复清晰，可将光屏向 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动；

（5）若保持图丁中凸透镜B和蜡烛的位置不变，继续实验，撤掉光屏，换成凸透镜A，并移动到光具座66cm刻度处，从A的右侧向左看，在透镜A中也能看到清晰的像，这个像是______（选填“实”或“虚”）像。

【答案】（1） ①. 便于确定像的位置 ②. 不能

（2） ①. 发散 ②. 近视眼

（3)50mm < u <100mm（4） ①. 近视眼 ②. 靠近

（5）虚

【解析】

【小问 1 详解】

[1]玻璃板可以透光，也可以成像，选择玻璃板代替平面镜便于确定像的位置。

[2]在玻璃板与蜡烛的像之间平行于玻璃板放一块不透明的白色光屏，不能看到像。因为平面镜所成的像是虚像，虚像不是实际光线会聚而成的，无法在光屏上呈现。

【小问 2 详解】

[1]由图乙可知，该透镜中间薄、边缘厚，所以 凹透镜，凹透镜对光线有发散作用。

[2]近视眼的晶状体较厚，会聚能力较强，看远处的物体时，将像成在视网膜的前面，需戴凹透镜矫正。【小问 3 详解】

对于投影仪工作时，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，即 $f < u < 2 f$ ，已知凸透镜的焦距 $f = 5 0 m m$ 所以投影片到凸透镜的距离范围应为 $5 0 m m < u < 1 0 0 m m$ o

【小问 4 详解】

[1][2]小明将焦距为10.0cm的凸透镜A更换成一个焦距为

8.0cm的凸透镜B，相当于晶状体变凸，会聚能力变强，此现象与近视眼的成因相似，因为近视眼是晶状体太厚，对光线的会聚能力太强，像成在视网膜前方；由于会聚能力变强，像提前会聚了，为了使光屏上的像恢复清晰，可将光屏向靠近凸透镜的方向移动。

【小问 5 详解】

由题意知，对于焦距为

8.0cm的凸透镜B，由于物距

$$ u = 5 0 \mathrm{cm} - 1 0 \mathrm{cm} = 4 0 \mathrm{cm} > 2 f = 1 6 \mathrm{cm} $$

根据成像规律，此时成倒立、缩小的实像，像距 $f < \nu { < } 2 f ,$ 即 8cm<v<16cm，这个实像又作为凸透镜 A的物，所以对于焦距为 10cm的凸透镜A到这个实像的距离为 $0 \mathrm { c m } { < } u ^ { \prime } { < } 8 \mathrm { c m }$ ，所以小于凸透镜A的焦距，则会成正立、放大的虚像，所以从A 的右侧向左看，在透镜A 中能看到正立、放大的虚像。

19. 小明在电学学习中，对电学的神奇和电能对人类生产生活产生的巨大影响深感敬畏，他通过下列实验对电学知识进行了进一步的探究。实验一：如图甲所示，在“探究电流与电阻关系”的实验时选用了如下器材：电压恒为 6V的电源，阻值为 5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻，电流表、电压表、开关、滑动变阻器各 1个，导线若干。

甲

（1）在检查电路时，他发现有一根导线连接错误，请你在答题卡的甲图中将连接错误的那条导线上画$^ { 6 6 } \times \mathbf { \mu } ^ { , 9 }$ ，并用笔画线代替导线将电路连接正确

（2）要完成该实验，滑动变阻器应该选用以下哪种规格：____ （填下列选项前的字母）；A. 20Ω，0.5A B. 40Ω，0.2A C. 50Ω，1A

（3）改正电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑至最______（选填“左”或“右”）端。闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数较大；移动滑动变阻器的滑片，两表的示数无变化，可能是定值电阻发生______（填“断路”或“短路”）；

（4）更换正常电阻后，A、B两同学根据各自的实验数据作出了如图乙所示的I R图像，分析图像，你认为______（选填“A”或“B”）同学的实验操作是错误的，他操作中的问题是： ；

乙

（5）改正错误后，他们都正确完成了实验，并记录相关数据，描绘出合理的图像，据此得出结论：在电压一定时，

（6）实验二：为了探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关，设计了如图所示的实验装置（电源、开关未画出）。图丙是控制通过导体的电流和通电时间相同，探究______对产生热量多少的影响；图丁是控制导体电阻和通电时间相同，探究___ _对产生热量多少的影响。这两套装置进行实验的过程中都采用的研究方法是

丙

【答案】（1）

（2）C

（3） ①. 左 ②. 断路

（4） ①. A ②. 没有控制定值电阻两端的电压一定

（5）通过电阻的电流与导体的电阻成反比（6） ①. 电阻 ②. 电流 ③. 控制变量法

【解析】

【小问 1 详解】

由于电压表测定值电阻的电压，则可知电路连接正确如下图所示：

由于电压表的小量程接入电路中，其能测量的最大的电压为 3V，而电路中定值阻值的阻值为 5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，则电路的最大电流为

$$ I _ {\max} = \frac {U _ {\max}}{R _ {\min}} = \frac {3 \mathrm{V}}{5 \Omega} =

0. 6 \mathrm{A}

$$

由于电源电压为 6V，则滑动变阻器分得的最小电压为3V，定值电阻的最大阻值为25Ω，根据串联电路的电压与电阻的规律可知，滑动变阻器最小阻值为 25Ω，综上所述，为了要完成该实验，滑动变阻器应选 50Ω，1A，故AB不符合题意，C符合题意。

故选 C。

【小问 3 详解】

[1]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应最大，即应将滑动变阻器的滑片滑至最左端。

[2]闭合开关，发现电流表无示数，这说明电路断路，电压表示数较大；移动滑动变阻器的滑片，两表的示数无变化，说明定值电阻发生断路。

【小问 4 详解】

[1][2]探究“电流与电阻关系”的实验，实验过程中应控制定值电阻两端的电压一定，而A同学所绘制的图像可得电压为

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

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

$$

$$ U _ {2} = I _ {2} R _ {2} =

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

$$

可知实验过程中，定值电阻两端的电压发生了变化，没有控制定值电阻两端的电压一定。

【小问 5 详解】

根据图像，据此得出结论：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。

【小问 6 详解】

[1]图丙是控制通过导体的电流和通电时间相同，导体的电阻不同，所以探究导体电阻对产生热量多少的影响。

[2]图丁是控制导体电阻和通电时间相同，通过导体电阻的电流不同，所以探究电流对产生热量的影响。

[3]探究电流与电阻的关系时，保证了定值电阻两端的电压是一定的，而探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关时，当探究电流与导体产生的热量的关系，保证了导体的电阻和通电时间相同，当探究电阻与导体产生的热量的关系，保证了导体的电流和通电时间相同，所以这两套装置进行实验的过程中都保证其它因素相同，所以都采用的研究方法是控制变量法。

六、计算题（本大题包括 2小题，共 22分。解答时应写出必要的文字说明、主要公式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分）

20. 港口装载货物时，经常通过斜面将货物拉到甲板上。如图甲所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上，体重为 800N 的工人用300N 竖直向下的拉力将重500N 的货物从斜面底端拉到顶端。货物沿着斜面运动的速度随时间变化的图像如图乙所示，工人的鞋底与地面的总接触面积约为 $5 0 0 \mathrm { c m } ^ { 2 }$ ，不计滑轮的摩擦和绳子的重力。求：

甲

乙

（1）拉动货物时工人对地面的压强；

（2）货物在0～10s内运动的平均速度；

（3）货物运动时受到的摩擦力大小。

【答案】（1） $1 \times 1 0 ^ { 4 } \mathrm { P a }$

（2）1.2m/s （3）50N

【解析】

【小问 1 详解】

根据题意可知，地面对工人的支持力为

$$ F _ {\text {支}} = G - F = 8 0 0 \mathrm{N} - 3 0 0 \mathrm{N} = 5 0 0 \mathrm{N} $$

地面对工人的支持力和工人对地面的压力为相互作用力，大小相等，工人对地面的压力为

$$ F _ {\text {压}} = F _ {\text {支}} = 5 0 0 \mathrm{N} $$

工人对地面的压强为

$$ p = \frac {F _ {\text {支}}}{S} = \frac {5 0 0 \mathrm{N}}{5 0 0 \times 1 0 ^ {- 4} \mathrm{m} ^ {2}} = 1 \times 1 0 ^ {4} \mathrm{Pa} $$

【小问2详解】

根据图乙可知，货物 0-5s通过的路程为

$$ s _ {1} = v _ {1} t _ {1} =

1. 4 \mathrm{m/s} \times 5 \mathrm{s} = 7 \mathrm{m}

$$

货物 5-10s通过 路程为

$$ s _ {2} = v _ {2} t _ {2} =

1. 0 \mathrm{m/s} \times 5 \mathrm{s} = 5 \mathrm{m}

$$

货物 0-10s运动的路程为

$$ s = s _ {1} + s _ {2} = 7 \mathrm{m} + 5 \mathrm{m} = 1 2 \mathrm{m} $$

则货物 0-10s运动 平均速度为

$$ v = \frac {s}{t} = \frac {1 2 \mathrm{m}}{1 0 \mathrm{s}} =

1. 2 \mathrm{m/s}

$$

【小问3详解】

根据题意可知，工人所做的有用功为

$$ W _ {\text {有}} = G _ {\text {物}} h = 5 0 0 \mathrm{N} \times 1 2 \mathrm{m} \times \frac {1}{2} = 3 0 0 0 \mathrm{J} $$

工人所做的总功为

$$ W = F s = 3 0 0 \mathrm{N} \times 1 2 \mathrm{m} = 3 6 0 0 \mathrm{J} $$

货物运动时受到的摩擦力为

$$ f = \frac {W _ {\text {额}}}{s} = \frac {3 6 0 0 \mathrm{J} - 3 0 0 0 \mathrm{J}}{1 2 \mathrm{m}} = 5 0 \mathrm{N} $$

21. 为了研究家用电器对电路的影响，物理老师带领同学们进行了探究。

（1）老师带来一个标有“220V5.5A”的电热水壶，在壶中装入

1.5L水，初始温度为 $2 7 \mathrm { { } ^ { \circ } C }$ 。仅将电热水壶接入图甲所示的电能表所在的电路，正常工作

7.5min，电能表的转盘转过了250r；

甲

乙

丙

①电热水壶消耗的电能是多少?

②消耗的电能中有70%的能量被水吸收，则水的温度变为多少？ $[ c _ { \gamma _ { \mathrm { k } } } = 4 . 2 { \times } 1 0 ^ { 3 } \mathrm { J / \left( k g \cdot ^ { \circ } C \right) }$

$$ \rho_ {\text {水}} =

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

$$

③若电热水壶的电阻始终保持不变，则该过程中电热水壶工作的实际电压是多少？

（2）为了研究家用电器电压偏低的原因，老师指导同学们设计了如图乙所示的电路进行模拟实验： $R _ { \mathrm { 1 } }$ $R _ { 2 } , \ R _ { 3 }$ 相当于家用电器电饭煲、电暖器、电烙铁；由于实际中输电线较长，电阻不可忽略， $R _ { 0 }$ 相当于输电线的电阻。依次闭合S和 $\mathrm { S } _ { 1 } , \mathrm { S } _ { 2 } , \mathrm { S } _ { 3 }$ ，描绘出两电压表 $\mathrm { V } _ { 1 } , \mathrm { ~ V } _ { 2 }$ 的示数 $U _ { 1 } , \ U _ { 2 }$ 随电流表A的示数I变化的规律，如图丙所示。则随着接入电路的家用电器增加，输电线电阻 $R _ { 0 }$ 上的电压怎么变化？

【答案】（1）见解析 （2）电压

【解析】

【小问 1 详解】

电热水壶消耗的电能为

$$ W = \frac {2 5 0}{2 0 0 0} \mathrm{kW} \square \mathrm{h} =

0. 1 2 5 \mathrm{kW} \square \mathrm{h} =

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

$$

水吸收的热量为

$$ Q _ {\text {吸}} = \eta W = 70% \times

4.5 \times 10^{5} \mathrm{J} =

3.15 \times 10^{5} \mathrm{J}

$$

水的质量为

$$ m = \rho V = 1 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{kg/m} ^ {3} \times

1. 5 \times 1 0 ^ {- 3} \mathrm{m} ^ {3} =

2. 5 \mathrm{kg}

$$

则水升高的温度为

$$ \Delta t = \frac {Q _ {\text {吸}}}{c _ {\text {水}} m} = \frac {3 . 1 5 \times 1 0 ^ {5} \mathrm{J}}{4 . 2 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{J} / (\mathrm{kg} ? \mathrm{C}) \times 1 . 5 \mathrm{kg}} = 5 0 ^ {\circ} \mathrm{C} $$

则水的温度变为

$$ t = t _ {0} + \Delta t = 2 7 ^ {\circ} \mathrm{C} + 5 0 ^ {\circ} \mathrm{C} = 7 7 ^ {\circ} \mathrm{C} $$

电热水壶的电阻为

$$ R = \frac {U _ {\mathrm{额}}}{I _ {\mathrm{额}}} = \frac {2 2 0 \mathrm{V}}{5 . 5 \mathrm{A}} = 4 0 \Omega $$

该过程中电热水壶工作的实际功率为

$$ P _ {\text {实}} = \frac {W}{t} = \frac {4 . 5 \times 1 0 ^ {5} \mathrm{J}}{7 . 5 \times 6 0 \mathrm{s}} = 1 0 0 0 \mathrm{W} $$

根据 $P = { \frac { U ^ { 2 } } { R } }$ ，实际电压为

$$ U _ {\text {实}} = \sqrt {P _ {\text {实}} R} = \sqrt {1 0 0 0 \mathrm{W} \times 4 0 \Omega} = 2 0 0 \mathrm{V} $$

【小问2 详解】

分析乙图可知， $R _ { \mathrm { 1 } }$ 、 $R _ { 2 }$ 、 $R _ { 3 }$ 并联部分和 $R _ { 0 }$ 串联，电压表 $\mathrm { V } _ { 1 }$ 测电源电压，电压表 $\mathrm { V } _ { 2 }$ 测 $R _ { \mathrm { 1 } }$ 、 $R _ { 2 }$ 、 $R _ { 3 }$ 并联部分的电压。由丙图可知，随着接入电路的家用电器增加，电流表A的示数I变大，电压表 $\mathrm { V } _ { 1 }$ 示数不变，电压表 $\mathrm { V } _ { 2 }$ 示数变小，根据串联分压规律可知输电线电阻 $R _ { 0 }$ 上的电压变大。