2021年河南省中考物理试卷含答案

2021年河南省中考物理试卷 含答案2021年河南省中考物理试卷一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）1为了保护地球，人们一直在从自然界中寻求清洁的“绿色”能源，请举出一种你熟悉的“绿色”能源：_，并写出其在生产、生活中的一项应用：_。2洛阳牡丹甲天下，图中花儿盛开时清香扑鼻，这是由于花香分子在做_；我们能从不同角度观赏花，是由于光在花的表面发生了_现象；清风吹过，露珠从花瓣上滚落，说明力可以改变物体的_。 32021年5月17日，我国用火箭将第45颗北斗导航卫星成功发射。火箭在穿越大气层时剧烈升温，通过_的方式增大了它的内能；卫星升入太空后利用_（选填“超声波”或“电磁波”）传递信息。 4少林功夫驰名中外，一武术爱好者在如图所示的姿势练功时，他对水平地面的压力是由于_发生形变而产生的；若他对地面的压强为p ，则其中一只脚对地面的压强为_。 5在家用电器调查活动中，小亮让电热水器单独工作2min ，测得家中如图所示的电能表的转盘转了70r ，热水器的实际功率为_W ；若不计能量损失，这段时间内热水器中50L 的水可升温_由于热水器的功率远大于冰箱，从安全用电的角度考虑，热水器的电源线比冰箱的要_（选填“粗”或“细”）。 已知水=1.0103kg/m 3，c 水=4.2103J/（kg ?）6如图所示，一轻杆左端挂一矩形塑料框A ，右端挂一外形相同的金属框B ，以O 为支点在水平位置静止。现使此装置竖直匀速下降，其下方有一方向垂直纸面向里的磁场区域（用“”表示磁感线），当A 、B 框下端一同刚进入磁场时，发现杆沿逆时针方向转动，请你分析并推测此现象产生的原因：_；若将磁场方向改为垂直纸面向外，重复上述操作，杆将沿_（选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动。二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分第712题每小题只有一个选项符合题目要求，第1314题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）7一款5G手机的折叠屏由柔性发光二极管制成，其中制成发光二极管的材料是（）A导体B半导体C超导体D绝缘体8中华古诗词、俗语中蕴含着丰富的声学知识，下列有关理解正确的是（）A“谁家玉笛暗飞声”中的笛声由笛管的振动产生B“响鼓还要重锤敲”说明声音的音调与振幅有关C“闻其声而知其人”是根据声音的响度来辨别的D“柴门闻犬吠，风雪夜归人”说明声音可传递信息9购物支付已进入“刷脸”时代，如图所示，消费者结账时只需面对摄像头（相当于一个凸透镜），经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易。下列有关说法正确的是（）A光经过摄像头成像利用的是光的反射B摄像头成像特点与投影仪相同C“刷脸”时，面部应位于摄像头两倍焦距之外D“刷脸”时，面部经摄像头成正立缩小的实像10以下校园活动的场景中，有关说法正确的是（）A引体向上-人拉住单杠静止时，单杠对人的拉力与人的重力平衡B50m测试-人冲过终点时不能立即停下来，是由于受惯性作用C排球比赛-将排球向上垫起后，球的动能不变，重力势能增加D掷实心球-若球在最高点时所受外力全部消失，球将竖直下落11如图开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆，不计自重。下图能正确表示它工作示意图的是（ ） AB C D 12如图所示，水平桌面上放着底面积相等的甲、乙两容器，分别装有同种液体且深度 相同，两容器底部所受液体的压力、压强分别用F 甲、F 乙、p 甲、p 乙表示，则（ ） A F 甲=F 乙，p 甲=p 乙B F 甲=F 乙，p 甲p 乙C F 甲F 乙，p 甲=p 乙D F 甲F 乙，p 甲p 乙13工人用如图所示的滑轮组，在时间t 内，将重为G 的货物匀速提升了h ，人对绳子竖直向下的拉力恒为F 以下说法正确的是（ ） A 拉力F 的功率为2Fh tB 额外功为（2F-G ）hC 滑轮组的机械效率为G3FD滑轮组的机械效率随h的增大而增大14如图为一款“智能照明灯”的电路，灯L天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度而变化。以下说法正确的是（）A电磁继电器利用电磁感应原理工作BR2的阻值随光照强度的增大而增大C当光照强度增大时，电压表示数减小D若将R1换成阻值稍小的电阻，可缩短灯L的发光时间三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）15如图所示，当铁球摆到最高点A时，请画出它此时的受力示意图。16某额定电压为220V的电动扶梯（已接地），只需在白天且有人时开启，利用红外线开关S1（有人时闭合、无人时断开）及可见光开关S2（白天闭合、夜间断开）即可实现自动控制。请在图中按要求正确完成电路连接。四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题8分）17利用如图甲所示装置做“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验。 （1）按规范组装器材，在安装温度计时，玻璃泡碰到了烧杯底，此时应适当将_（选填“A 处向上”或“B 处向下”）调整。（2）实验前，向烧杯中倒入热水而不是冷水，这样做是为了_。（3）由实验数据绘制出温度随时间变化的图象，如图乙所示。分析图象可知：水的沸点是 _，还可获得的信息有：_。（写出一条即可）18在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，装置如图所示，铝块和木块的外形相同，一端带有定滑轮的长木板固定不动，铝块通过细线与弹簧测力计相连。（忽略滑轮的摩擦）（1）图甲中，将铝块放在水平木板上，竖直向上拉测力计，当铝块沿水平方向做_运动时，铝块所受滑动摩擦力大小等于测力计的示数F 1，则F 1=_N 。（2）比较甲、乙两次实验，可以得出：在_相同时，_越大，滑动摩擦力越大。（3）图乙实验完成后，利用原有器材，还可进一步探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，请你简要说明实验方案：_。（4）请你判断：图丙中，铝块水平运动时所受滑动摩擦力_（选填“大于”、“等于”或“小于”）图甲中铝块所受滑动摩擦力。 19在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中，实验室提供了如下器材：电源电压U 恒为8V ，滑动变阻器规格为“20 2A “，小灯泡的额定电压U 额=2.5V ，额定功率小于1.2W ，两个阻值分别为10、20的定值电阻R 0可供选择。（1）为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接。（2）正确连接电路后，进行实验，记录的数据如表所示。当电压表示数为2.5V 时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为_W 。1 （3）分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而_。根据数据还可判断出，小聪在实验中选用的是R 0=_的定值电阻。（4）完成实验后，爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丁所示的电路，所用电压表量程为“015V ”，请将以下实验步骤补充完整。检查电路无误后，闭合开关S ，将开关S 1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为_； 滑片不动，再将开关S 1，拨至“2”，读出电压表示数为U 0； 小灯泡的额定功率：P 额=_。（用U 额、U 0、R 0表示）若步骤中，在将开关S 1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值_（选填“偏大”或“偏小”）。 五、综合应用题（本题共2小题，每小题9分，共18分）20我国从今年4月15日起，正式实施电动自行车新国标。李强购置了一辆符合新国标的电动车，其整车质量为50kg ，最高速度为25km/h 。g 取10N/kg 。试问：（1）对蓄电池充电时，电能转化为_能；行驶时，电动机提供动力，其工作原理是_。 （2）当蓄电池的电全部耗完后，若充电功率为100W ，充满电需要5h ，不计能量损失，则充满电后蓄电池储存的电能为多少？（3）蓄电池充满电后，其储存电能的75%用于车克服阻力做功，当质量为70kg 的李强在水平路面上骑着车，以最高速度匀速电动行驶时，所受阻力为总重的，则车最多能行驶多少小时？ （4）新国标对电动车的整车质量、最高速度都进行了限制，这样做主要是为了防止车的_较大，以减小行车危险。21某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示，电源电压U 恒为15V ，定值电阻R 0=10，R 1为一竖直固定光滑金属棒，总长40cm ，阻值为20，其接入电路的阻值与对应棒长成正比。弹簧上端固定，滑片P 固定在弹簧下端且与R 1接触良好，滑片及弹簧的阻值、重力均不计。圆柱体M 通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端，重80N ，高60cm ，底面积为100cm 2当水位处于最高位置A 时，M 刚好浸没在水中，此时滑片P 恰在R 1最上端；当水位降至最低位置B 时，M 的下表面刚好离开水面。已知弹簧所受拉力F 与其伸长量L 的关系如图乙所示。闭合开关S ，试问：（1）当水位下降时，金属棒接入电路的长度_，电压表示数_。（两空均选填“增大”或“减小”） （2）当水位处于位置A 时，电压表的示数为多少？（3）水位由位置A 降至B 这一过程，弹簧的长度增加了多少？电压表的示数变化了多少？（已知水=1.0103kgm 3，g 取10N/kg ） 2021年河南省中考物理试卷一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）1为了保护地球，人们一直在从自然界中寻求清洁的“绿色”能源，请举出一种你熟悉的“绿色”能源：_，并写出其在生产、生活中的一项应用：_。【分析】清洁能源，即绿色能源，是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源，找出常见的绿色能源及其对应的应用，合理即可。【解答】解：清洁能源，即绿色能源，是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源，主要有风能、水能、太阳能等；其应用：风力发电、水力发电、太阳能热水器（太阳能电池）等。（合理即可）故答案：太阳能；太阳能热水器。2洛阳牡丹甲天下，图中花儿盛开时清香扑鼻，这是由于花香分子在做_；我们能从不同角度观赏花，是由于光在花的表面发生了_现象；清风吹过，露珠从花瓣上滚落，说明力可以改变物体的_。【分析】（1）扩散现象说明分子在不停地做无规则运动；（2）人们能从各个方向看到本身不发光的物体，说明这个物体反射的光线能向四面八方传播，这说明在这个物体上发生了漫反射；（3）力的作用效果：力可以改变物体的形状；力可以改变物体的运动状态。【解答】解：我们能够闻到牡丹花的香味，这属于扩散现象，说明了分子在不停的做无规则的运动；我们能从不同角度观赏牡丹花，说明反射光线向各个方向的都有，是发生了漫反射现象；露珠受到风的作用力从静止变为运动，说明力可以改变物体的运动状态。故答案为：无规则运动；漫反射；运动状态。32021年5月17日，我国用火箭将第45颗北斗导航卫星成功发射。火箭在穿越大气层时剧烈升温，通过_的方式增大了它的内能；卫星升入太空后利用_（选填“超声波”或“电磁波”）传递信息。【分析】改变内能的方式：做功和热传递；电磁波和声波都能传递信息，电磁波可以在真空中传播，声音不能在真空中传播。【解答】解：火箭在穿过大气层时，要克服摩擦做功，机械能转化为内能，使火箭的内能增大，温度升高。电磁波可以传递信息，并且电磁波可以在真空中传播，而超声波不能在真空中传播，所以卫星升入太空后利用电磁波传递信息。故答案为：做功；电磁波。4少林功夫驰名中外，一武术爱好者在如图所示的姿势练功时，他对水平地面的压力是由于_发生形变而产生的；若他对地面的压强为p，则其中一只脚对地面的压强为_。 【分析】物体受到的弹力是由施力物体发生形变产生的； 根据p=分析一只脚对地面的压力和面积即可判断压强的变化。【解答】解：他对水平地面的压力，施力物体是脚（鞋），则他对地面的压力是由于脚（鞋）发生形变而产生的。人双脚对地面的压力F=G ，受力面积为S ，压强为p ，且p=；结合图中的姿势可知，一只脚对地面的压力则一只脚对地面的压强：,故答案为：鞋（脚）；p 。5在家用电器调查活动中，小亮让电热水器单独工作2min ，测得家中如图所示的电能表的转盘转了70r ，热水器的实际功率为_W ；若不计能量损失，这段时间内热水器中50L 的水可升温_由于热水器的功率远大于冰箱，从安全用电的角度考虑，热水器的电源线比冰箱的要_（选填“粗”或“细”）。 已知水=1.0103kg/m 3，c 水=4.2103J/（kg ?）【分析】（1）先求出电能表的转盘转70r 电热水器消耗的电能，然后根据P=W t求出该电热水器的实际功率； （2）根据W=Pt 求出电热水器消耗的电能，因为不计能量损失，Q 吸=W ，再利用Q=cm t 求出水升高的温度； （3）利用P=UI 、Q=I 2Rt 以及影响导体电阻大小的因素来分析即可。 【解答】解：（1）电能表的转盘转70r ，电热水器消耗的电能： W=0.07kW ?h ，工作时间t=2min=h ， 则该电热水器的实际功率： （2）电热水器消耗的电能：W =Pt=2100W 120s=2.52105J ， 水的体积V 水=50L=0.05m 3，由= 可得，水的质量：m 水=水V 水=1.0103kg/m 30.05-3m 3=50kg ；因为不计能量损失，所以水吸收的热量：Q=W=2.52105J，吸由Q=cmt得，水升高的温度：（3）由于电热水器的功率远大于冰箱，根据P=UI可知，电热水器工作时的电流远大于冰箱，相同条件下热水器导线上产生的热量较多。为保证线路安全，在电流和通电时间一定时，电热水器选择较粗的电源线，可以减小导线电阻，根据Q=I2Rt可知，电源线产生的热量减少，可防止电源线快速老化而引发安全事故。故答案为：2100；1.2；粗。6如图所示，一轻杆左端挂一矩形塑料框A，右端挂一外形相同的金属框B，以O为支点在水平位置静止。现使此装置竖直匀速下降，其下方有一方向垂直纸面向里的磁场区域（用“”表示磁感线），当A、B框下端一同刚进入磁场时，发现杆沿逆时针方向转动，请你分析并推测此现象产生的原因：_；若将磁场方向改为垂直纸面向外，重复上述操作，杆将沿_（选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动。【分析】（1）从电磁感应、通电导体在磁场中受到力的作用和杠杆平衡条件来分析即可；（2）感应电流方向与导体运动方向和磁场方向有关；通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关。【解答】解：（1）金属框B下端刚进入磁场时，闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动会产生感应电流，通电金属框B在磁场中受到竖直向上的磁场力，使得杠杆右端受力减小；而塑料框A是绝缘体，不会产生感应电流，也不会受到磁场力，杠杆左端受力情况不变，此时杠杆左端力和力臂的乘积不变，杠杆右端力和力臂的乘积减小，根据杠杆平衡条件可知，杠杆将沿逆时针方向转动。（2）若将磁场方向改为垂直纸面向外，产生的感应电流方向改变，磁场方向和电流方向都改变时，金属框B 受到的磁场力方向不变，仍为竖直向上，故杆仍然沿逆时针方向转动。故答案为：金属框B下端刚进入磁场时，做切割磁感线运动会产生感应电流，通电金属框B在磁场中受到向上的磁场力；逆时针。二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分第712题每小题只有一个选项符合题目要求，第1314题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）7一款5G手机的折叠屏由柔性发光二极管制成，其中制成发光二极管的材料是（）A导体B半导体C超导体D绝缘体【分析】二极管、三极管、集成电路和一些敏感电阻等是由半导体材料制成的。【解答】解：二极管是由硅和锗等材料制作成，而硅和锗是半导体材料，所以发光二极管是用半导体材料制成的，故ACD错误，B正确。故选：B。8中华古诗词、俗语中蕴含着丰富的声学知识，下列有关理解正确的是（）A“谁家玉笛暗飞声”中的笛声由笛管的振动产生B“响鼓还要重锤敲”说明声音的音调与振幅有关C“闻其声而知其人”是根据声音的响度来辨别的D“柴门闻犬吠，风雪夜归人”说明声音可传递信息【分析】（1）声音是由物体振动产生，振动停止，发声停止；（2）声音的响度与振幅、传播距离、分散程度等有关；（3）不同发声体的材料、结构不同，发出声音的响度不同，利用音色可以辨别发声体；（4）声音可以传递信息，也可以传递能量。【解答】解：A、声音是由物体振动产生的，笛声是由笛管内空气柱振动产生的，故A错误；B、重锤敲鼓时，鼓面振动幅度大，声音的响度大，所以，“响鼓还要重锤敲”说明声音的响度与振幅有关；故B错误；C、不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色不同，所以“闻其声而知其人”是根据声音的音色来辨别的，故C错误；D、诗人根据听到的犬吠声，猜想大概是芙蓉山主人披风戴雪归来了，说明声音可以传递信息，故D正确。故选：D。9购物支付已进入“刷脸”时代，如图所示，消费者结账时只需面对摄像头（相当于一个凸透镜），经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易。下列有关说法正确的是（）A光经过摄像头成像利用的是光的反射B摄像头成像特点与投影仪相同C“刷脸”时，面部应位于摄像头两倍焦距之外D“刷脸”时，面部经摄像头成正立缩小的实像【分析】（1）凸透镜成像的原理是光的折射；（2）摄像头是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理制成的，当u2f时，凸透镜才成倒立、缩小的实像。【解答】解：A、摄像头相当于一个凸透镜，光经过摄像头成像利用的是光的折射，故A错误；B、光通过摄像头成倒立、缩小的实像，与照相机的成像特点相同，故B错误；CD、当u2f时，成倒立、缩小的实像，所以，“刷脸”时，面部应位于摄像头两倍焦距之外，故C正确，D错误。故选：C。10以下校园活动的场景中，有关说法正确的是（ ）A 引体向上-人拉住单杠静止时，单杠对人的拉力与人的重力平衡B 50m 测试-人冲过终点时不能立即停下来，是由于受惯性作用C 排球比赛-将排球向上垫起后，球的动能不变，重力势能增加D 掷实心球-若球在最高点时所受外力全部消失，球将竖直下落【分析】（1）物体处于平衡状态（静止状态或匀速直线运功）时，所受的力就是平衡力；（2）惯性是物体固有的一种属性，不能说“由于惯性的作用”“获得惯性”。正确的是“具有惯性”； （3）动能的影响因素是质量和速度，重力势能的影响因素是质量和高度，动能和势能统称机械能；（4）根据牛顿第一定律进行分析，即当物体受到的力突然消失，物体还会保持原来的运动状态运动下去。 【解答】解：A 、人拉住单杠静止时，处于平衡状态，此时单杠对人的拉力与人的重力是一对平衡力，故A 正确；B 、人冲过终点时不能立即停下来，是由于人具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故B 错误；C 、将排球向上垫起后，排球将减速上升，质量不变，速度减小，动能减小；同时高度增加，重力势能增加，故C 错误；D 、掷出的实心球斜向上运动，在最高点时的速度不为零，仍具有水平方向的速度，若此时所受外力全部消失，由牛顿第一定律可知，球将沿水平方向做匀速直线运动，故D错误。故选：A 。11如图开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆，不计自重。下图能正确表示它工作示意图的是（ ） A B C D 【分析】先确定支点，然后根据动力和阻力的定义以及力臂关系即可得出答案。【解答】解：用开瓶器开启瓶盖时，支点是开瓶器与瓶盖上方的接触点，即图中杠杆的左端O ，阻力为瓶盖对开瓶器竖直向下的作用力F 2，动力为手对开瓶器右侧竖直向上的作用力F 1，因为动力臂大于阻力臂，所以开瓶器为省力杠杆，即F 1F 2，故ACD 错误，B 正确。 故选：B 。12如图所示，水平桌面上放着底面积相等的甲、乙两容器，分别装有同种液体且深度相同，两容器底部所受液体的压力、压强分别用F 甲、F 乙、p 甲、p 乙表示，则（ ）A F 甲=F 乙，p 甲=p 乙B F 甲=F 乙，p 甲p 乙C F 甲F 乙，p 甲=p 乙D F 甲F 乙，p 甲p 乙【分析】先根据p=gh 可判断两容器底部受到液体的压强；然后根据F=pS 可判断两容器底部受到液体的压力。 【解答】解：由题意知，两容器中装有同种液体且液面向平，则液体的密度相同，深度也相同，根据p=gh 可知，两容器底部受到液体的压强相等，即p 甲=p 乙；又因为容器底面积相等，根据F=pS 可知，两容器底部受到液体的压力相等，即F 甲=F 乙；故A 正确，BCD 错误。故选：A 。13工人用如图所示的滑轮组，在时间t 内，将重为G 的货物匀速提升了h ，人对绳子竖直向下的拉力恒为F 以下说法正确的是（ ） A 拉力F 的功率为 B 额外功为（2F-G ）hC 滑轮组的机械效率为 D 滑轮组的机械效率随h 的增大而增大【分析】（1）由图可知，连接动滑轮绳子的股数n ，根据s=nh 表示出绳端移动的距离，然后根据W 总=Fs 表示出拉力F 做的功，最后利用表示出拉力F 的功率； （2）拉力做的有用功，额外功等于总功减去有用功；（3）根据求出滑轮组的机械效率；（4）根据可判断滑轮组的机械效率与提升的高度是否有关。【解答】解：A、由图可知，连接动滑轮绳子的股数n=2，绳端移动的距离s=nh=2h，拉力F做的功：W总=Fs=2Fh，则拉力F的功率：，故A正确；B、拉力做的有用功：W有=Gh，则额外功：W额=W总-W有=2Fh-Gh=（2F-G）h，故B正确；C、滑轮组的机械效率：，故C错误；D、根据可知，滑轮组的机械效率与提升的高度h无关，故D错误。故选：AB。14如图为一款“智能照明灯”的电路，灯L天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度而变化。以下说法正确的是（）A电磁继电器利用电磁感应原理工作BR2的阻值随光照强度的增大而增大C当光照强度增大时，电压表示数减小D若将R1换成阻值稍小的电阻，可缩短灯L的发光时间【分析】（1）电磁继电器、电磁起重机、电铃等是利用电流的磁效应原理工作的；（2）要使天亮时自动熄灭，电流需增大达到一定数值时，衔铁被吸合，灯L所在电路断开，灯L自动熄灭，进而得出R2的阻值随光照强度的变化而发生怎样的变化；（3）由于R2的阻值随光照强度的增大而减小，当光照强度增大时，R2的阻值减小，根据串联分压可知电压表示数变化情况；（4）由于控制电路的电源电压不变，衔铁被吸合的电流不变，根据R=可知，控制电路的总电阻不变，若R1换成阻值较小的电阻，R2的阻值变大，进而分析得出灯L的发光时间变化。【解答】解：A、电磁继电器是利用电流的磁效应原理工作的，故A错误；B、要使灯L在天亮时自动熄灭，电流需增大达到一定数值，衔铁被吸合，灯L所在电路断开，灯L自动熄灭，则可知天亮时光照强度增大，控制电路中电流增大，光敏电阻R2的阻值减小，所以，R2的阻值随光照强度的增大而减小，故B错误；C、由于R2的阻值随光照强度的增大而减小，当光照强度增大时，R2的阻值减小，根据串联分压的规律可知，R2两端的电压减小，即电压表示数减小，故C正确；D 、由于控制电路的电源电压不变，衔铁被吸合的电流不变，根据R=可知，衔铁被吸合时控制电路的总电阻不变，若R 1换成阻值较小的电阻，则R 2的阻值变大，此时光照强度减弱，即灯L 在天不太亮时已经熄灭，在天很暗时才自动发光。由此可见，将R 1换成阻值较小的电阻，可缩短灯L 的发光时间，故D 正确。 故选：CD 。三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）15如图所示，当铁球摆到最高点A 时，请画出它此时的受力示意图。 【分析】对铁球受力分析，铁球在最高点受到重力和拉力的作用，然后根据力的示意图的画法进行作图即可。 【解答】解：铁球A 在最高点时，受到重力和拉力的作用，过球心分别沿竖直向下方向和绳子斜向上方向画一条有向线段，用“G ”和“F ”表示。如图所示： 16某额定电压为220V 的电动扶梯（已接地），只需在白天且有人时开启，利用红外线开关S 1（有人时闭合、无人时断开）及可见光开关S 2（白天闭合、夜间断开）即可实现自动控制。请在图中按要求正确完成电路连接。 【分析】分析题意，两个开关共同控制电动机，根据安全用电的原则，开关接火线，开关与用电器串联进行连接即可。【解答】解：由题意知，在白天且有人时电动扶梯才能启动，说明两个开关串联后共同控制电动机，根据安全用电的原则，开关应接在火线上；所以，从火线开始，用导线将两个开关S 1、S 2串联，再连接电动扶梯的电动机，最后回到零线。如图所示： 四、实验探究题（本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题8分）17利用如图甲所示装置做“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验。 （1）按规范组装器材，在安装温度计时，玻璃泡碰到了烧杯底，此时应适当将_（选填“A 处向上”或“B 处向下”）调整。（2）实验前，向烧杯中倒入热水而不是冷水，这样做是为了_。（3）由实验数据绘制出温度随时间变化的图象，如图乙所示。分析图象可知：水的沸点是 _，还可获得的信息有：_。（写出一条即可）【分析】（1）根据温度计的使用规则进行调整实验装置；（2）缩短加热至沸腾所用的时间：提高水的初温；适当减少水的质量；给烧杯加盖等；（3）水沸腾时的温度叫做沸点，结合图象分析沸腾前和液体沸腾时的温度变化情况。（合理即可） 【解答】解：（1）由于温度计的玻璃泡碰到了烧杯底，需要将温度计向上调整，即将A 处向上调整。 （2）实验前，向烧杯中倒入热水而不是冷水，这样可以提高水的初温，缩短加热至沸腾所用的时间。 （3）水沸腾时吸热温度不变，不变的温度就是水的沸点，由图象可知，水的沸点是98；可获得的信息有：水在沸腾过程中，继续吸收热量但温度不变；水在沸腾前，吸收热量温度升高（合理即可）。故答案为：（1）A 处向上；（2）缩短加热至沸腾所用的时间；（3）98；水沸腾过程中，继续吸收热量但温度不变。（合理即可）18在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，装置如图所示，铝块和木块的外形相同，一端带有定滑轮的长木板固定不动，铝块通过细线与弹簧测力计相连。（忽略滑轮的摩擦）（1）图甲中，将铝块放在水平木板上，竖直向上拉测力计，当铝块沿水平方向做_运动时，铝块所受滑动摩擦力大小等于测力计的示数F 1，则F 1=_N 。（2）比较甲、乙两次实验，可以得出：在_相同时，_越大，滑动摩擦力越大。（3）图乙实验完成后，利用原有器材，还可进一步探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，请你简要说明实验方案：_。（4）请你判断：图丙中，铝块水平运动时所受滑动摩擦力_（选填“大于”、“等于”或“小于”）图甲中铝块所受滑动摩擦力。 【分析】（1）根据二力平衡知识可知，只有物体在水平面上做匀速直线运动时，拉力与摩擦力是一对平衡力；弹簧测力计的分度值为0.2N ，根据指针位置进行读数；（2）比较甲、乙两次实验，相同的量和不同的量，进而得出结论，注意下结论时控制变量；（3）要探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，需控制压力相同，使接触面的粗糙程度不同，进行设计方案即可；（4）滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，与其他因素无关。【解答】解：（1）竖直向上拉测力计，通过定滑轮使铝块沿水平方向做匀速直线运动时，铝块在水平方向上受到平衡力的作用，铝块所受滑动摩擦力大小等于测力计的示数，摩擦力的大小。 测力计的示数如图甲所示，图中测力计分度值为0.2N ，示数为F 1=1.6N ，即木块受到的滑动摩擦力大小为1.6N 。 （2）分析比较甲、乙两次可知，接触面粗糙程度相同，乙图中接触面间的压力大，测力计示数大，滑动摩擦力大，故可以得出滑动摩擦力大小与压力大小有关，在接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。（3）要探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，需控制压力相同，接触面的粗糙程度不同，故可设计方案：将铝块叠放在木块上，然后放在水平木板上，竖直向上拉测力计，使它们沿水平方向做匀速直线运动，记下测力计示数F 3，分析比较F 3与F 2的大小，得出结论。（4）由图丙可知，铝块在木板上运动时，压力也不变，接触面的粗糙程度不变，则所受的滑动摩擦力不变，故图丙中铝块水平运动时所受滑动摩擦力等于图甲中铝块所受滑动摩擦力。 故答案为：（1）匀速直线； 1.6； （2）接触面粗糙程度；压力；（3）将木块与铝块互换位置，重复实验，比较两次弹簧测力计的示数； （4）等于。19在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中，实验室提供了如下器材：电源电压U 恒为8V ，滑动变阻器规格为“20 2A “，小灯泡的额定电压U 额=2.5V ，额定功率小于1.2W ，两个阻值分别为10、20的定值电阻R 0可供选择。（1）为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接。（2）正确连接电路后，进行实验，记录的数据如表所示。当电压表示数为2.5V 时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为_W 。1 （3）分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而_。根据数据还可判断出，小聪在实验中选用的是R 0=_的定值电阻。（4）完成实验后，爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丁所示的电路，所用电压表量程为“015V ”，请将以下实验步骤补充完整。检查电路无误后，闭合开关S ，将开关S 1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为_； 滑片不动，再将开关S 1，拨至“2”，读出电压表示数为U 0； 小灯泡的额定功率：P 额=_。（用U 额、U 0、R 0表示）若步骤中，在将开关S 1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值_（选填“偏大”或“偏小”）。 【分析】（1）先根据P=UI 估测灯泡的额定电流，进而确定电流表的量程，然后按电流的顺顺连接即可； （2）电流表选择00.6A 量程，分度值为0.02A ，根据指针位置进行读数，然后根据P=UI 求出小灯泡的额定功率； （3）由表中数据可知，随着灯泡两端电压的增大，电流也增大，根据P=UI 可知小灯泡消耗的电功率变化情况； 由表中数据可知，第5次实验电流最大，此时电路总电阻最小，根据I=求出第5次实验时电路总电阻，进而得出答案；（4）要测量小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压等于其额定电压，根据串联电路电压规律可得出电压表的示数；滑片不动，再将开关S 1拨至“2”，求出此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流，根据P 额=U 额I 额求出小灯泡的额定功率；将开关S 1拨至“2”，滑片向右移动稍许，滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据串联分压知识可知，滑动变阻器两端的电压和定值电阻R 0两端的电压变化，最后根据P 额=U 额I 额可判断测出的小灯泡的额定功率比真实值偏小还是偏大。 【解答】解：（1）由P=UI 得，小灯泡的额定电流约为：，所以，电流表选择0-0.6A 的量程；灯泡、R 0及滑动变阻器串联，故将电流表的“0.6”接线柱与电源的“+”极连接，小灯泡的左接线柱与R 0的左接线柱连接，如图所示： （2）由（1）可知，电流表选择0-0.6A 的量程，分度值为0.02A ，示数为0.42A ， 则小灯泡的额定功率：P 额=U 额I 额=2.5V 0.42A=1.05W 。（3）由表中数据可知，随着灯泡两端电压的增大，电流也增大，根据P=UI 可知，小灯泡消耗的电功率增大，即小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而增大。由表中数据可知，第5次实验电流最大，此时电路总电阻最小，由I=可得，第5次实验时电路总电阻：， 因R 总=R L +R 0+R 滑，已知定值电阻R 0的阻值为10或20， 故小聪在实验中选用的是R 0=10。（4）要测量小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压等于其额定电压，闭合开关S ，将开关S 1拨至“1”，小灯泡、R 0和滑动变阻器串联，电压表测R 0和滑动变阻器两端的电压，调节滑动变阻器的滑片，灯泡正常发光时， 电压表的示数：U V =U-U 额=8V-2.5V=5.5V 。滑片不动，再将开关S 1拨至“2”，电压表测R 0两端的电压U 0，此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流：。小灯泡的额定功率：P 额=U 额I 额=U 额?。将开关S 1拨至“2”，滑片向右移动稍许，滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据串联分压知识可知，滑动变阻器两端的电压变大，定值电阻R 0两端的电压U 0变小， 根据P 额=U 额I 额=U 额?可知，测出的小灯泡的额定功率比真实值偏小。 故答案为：（1）如上图所示； （2）1.05；（3）增大； 10； （4）5.5V ； U 额?； 偏小。 五、综合应用题（本题共2小题，每小题9分，共18分）20我国从今年4月15日起，正式实施电动自行车新国标。李强购置了一辆符合新国标的电动车，其整车质量为50kg ，最高速度为25km/h 。g 取10N/kg 。试问：（1）对蓄电池充电时，电能转化为_能；行驶时，电动机提供动力，其工作原理是_。 （2）当蓄电池的电全部耗完后，若充电功率为100W ，充满电需要5h ，不计能量损失，则充满电后蓄电池储存的电能为多少？（3）蓄电池充满电后，其储存电能的75%用于车克服阻力做功，当质量为70kg 的李强在水平路面上骑着车，以最高速度匀速电动行驶时，所受阻力为总重的，则车最多能行驶多少小时？（4）新国标对电动车的整车质量、最高速度都进行了限制，这样做主要是为了防止车的_较大，以减小行车危险。【分析】（1）蓄电池充电时，电能转化为化学能，供电时，化学能转化为电能；电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力转动；（2）根据W=Pt 求出充满电后蓄电池储存的电能；（3）根据W=W 电求出克服阻力做的功，根据G 总=（m 车+m 人）g 求出人和车的总重力，由题意可知电动车在水平路面行驶受的阻力，根据W=fs 求出电动车行驶的路程，最后利用v= 求出电动车最多能行驶的时间；（4）物体的质量越大，速度越大，具有的动能越大，据此分析。【解答】解：（1）对电池充电时，消耗了电能，获得了化学能，是将电能转化为化学能。 电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。 （2）充满电需要的时间t=5h=1.8104s ， 充满电后蓄电池储存的电能：W 电=Pt=100W 1.8104s=1.8106J 。 （3）由题意知，克服阻力做的功：W=W 电=75%1.8106J=1.35106J 。 人和车的总重力：G 总=（m 车+m 人）g=（50kg+70kg ）10N/kg=1200N ， 电动车在水平路面行驶受的阻力：，由W=fs 得，电动车行驶的路程：，由v=得，电动车最多能行驶的时间：。（4）由于物体的质量越大，速度越大，具有的动能越大，因此，新国标对电动车的整车质量、最高速度进行限制，主要是为了防止车的动能较大，以减小行车危险。 故答案为：（1）化学；通电线圈在磁场中受力转动； （2）充满电后蓄电池储存的电能为1.8106J ； （3）车最多能行驶1.8小时； （4）动能。21某款水位自动测控仪的测量原理如图甲所示，电源电压U 恒为15V ，定值电阻R 0=10，R 1为一竖直固定光滑金属棒，总长40cm ，阻值为20，其接入电路的阻值与对应棒长成正比。弹簧上端固定，滑片P 固定在弹簧下端且与R 1接触良好，滑片及弹簧的阻值、重力均不计。圆柱体M 通过无伸缩的轻绳挂在弹簧下端，重80N ，高60cm ，底面积为100cm 2当水位处于最高位置A 时，M 刚好浸没在水中，此时滑片P 恰在R 1最上端；当水位降至最低位置B 时，M 的下表面刚好离开水面。已知弹簧所受拉力F 与其伸长量L 的关系如图乙所示。闭合开关S ，试问：（1）当水位下降时，金属棒接入电路的长度_，电压表示数_。（两空均选填“增大”或“减小”） （2）当水位处于位置A 时，电压表的示数为多少？（3）水位由位置A 降至B 这一过程，弹簧的长度增加了多少？电压表的示数变化了多少？（已知水=1.0103kgm 3，g 取10N/kg ） 【分析】（1）当水位下降时，受力分析确定金属棒接入电路的长度；分析滑片的移动方向，从而确定其阻值的变化，根据串联分压特点可知电压表示数的变化；（2）当水位处于位置A 时，滑片P 在R 1最上端，可知此时R 1的阻值，根据串联电路电阻特点和欧姆定律求出R 1两端的电压；（3）当水位处于位置A 时，M 刚好浸没，根据阿基米德原理求出M 受到的浮力，进而得出弹簧受到的拉力，由图乙可知此时弹簧的伸长量；当水位降至位置B 时，M 的下表面刚好离开水面，所受浮力为零，可知此时弹簧受到的拉力，利用图象看出弹簧的伸长量，进而得出弹簧的长度增加量；当水位降至位置B 时，可求出R 1接入电路的长度，根据R 1接入电路的阻值与对应的棒长成正比，求出此时R 1接入电路的阻值，根据串联电路特点和欧姆定律求出此时R 1两端的电压：两次电压表的示数之差即为变化量。 【解答】解：（1）当水位下降时，M 所受的浮力减小，弹簧的拉力增大，弹簧的伸长量增大，滑片P 向下移动，金属棒接入电路的长度减小；则R 1接入电路的阻值减小，根据串联分压特点可知，R 1两端的电压减小，即电压表示数减小。 （2）当水位处于位置A 时，滑片P 在R 1最上端，此时R 1=20， 根据串联电路的电阻特点可知，电路的总电阻： R=R 0+R 1=10+20=30， 电路中的电流：，由I=得，R 1两端的电压：U 1=IR 1=0.5A 20=10V ，即电压表示数为10V 。（3）当水位处于位置A 时，M 刚好浸没，排开水的体积： V 排=V=Sh=100cm 260cm=6000cm 3=610-3m 3， 则M 受到的浮力：F 浮=水gV 排=1.0103kg/m 310N/kg 610-3m 3=60N ； 则弹簧受到的拉力：F 1=G-F 浮=80N-60N=20N ，由图乙可知，当F 1=20N 时，弹簧的伸长量L 1=10cm ；当水位降至位置B 时，M 的下表面刚好离开水面，所受浮力为零， 则此时弹簧受到的拉力：F 2=G=80N ，由图乙可知，当F 2=80N 时，弹簧的伸长量L 2=40cm ；所以，水位由位置A 降至B 这一过程中，弹簧的长度增加量： L=L 2-L 1=40cm-10cm=30cm 。当水位降至位置B 时，R 1接入电路的长度： L=L 总-L=40cm-30cm=10cm ，因为R 1接入电路的阻值与对应的棒长成正比，即：，所以，此时R 1接入电路的阻值：，此时电路中的电流：，由I=得，此时R 1两端的电压：U 1=I R 1=1A 5=5V ，即此时电压表示数为5V ， 所以，电压表的示数变化量：U=U 1-U 1=10V-5V=5V 。 故答案为：（1）减小；减小；（2）当水位处于位置A 时，电压表的示数为10V ；（3）水位由位置A 降至B 这一过程，弹簧的长度增加了30cm ；电压表的示数变化了5V 。