湖北省荆州市2022年中考物理一模试卷考试试卷

湖北省荆州市2022年中考物理一模试卷
一、单选题
1．（2020·鞍山）能源科技的发展促进了人类文明的进步，下列有关能源的说法正确的是（　　）
A．核电站中的反应堆是利用核裂变发电的
B．太阳能、风能、天然气都是可再生能源
C．电能是广泛使用的一次能源
D．因为能量转化服从能量守恒定律，所以能源是取之不尽、用之不竭的
2．（2020·黔南）关于家庭电路及安全用电，下列说法正确的是（　　）
A．家庭电路中，控制各个灯具的开关都应安装在火线上
B．试电笔是用来测试物体是带正电还是带负电的
C．低于220V的电压对人体都是安全的
D．电器设备起火，用水直接灭火
3．（2022·荆州模拟）2022年2月6日，中国女足再次问鼎亚洲杯，为祖国争得荣誉。如图是女足比赛时的场景。下列关于足球比赛中涉及到的物理知识正确的是（　　）
A．脚对球施加的力大小相同，其作用效果一定相同
B．踢出去的足球能在空中继续运动，是因为足球受到惯性
C．用头顶飞来的足球，说明力可以改变物体的运动状态
D．运动员用脚踢球，球飞出去，说明力是使物体运动的原因
4．（2022·荆州模拟）关于电与磁，下列说法正确的是（　　）
A．奥斯特实验表明导体周围存在磁场
B．磁场看不见、摸不着，但它是客观存在的
C．改变通过电磁铁的电流方向可以改变电磁铁磁性的强弱
D．闭合电路的部分导体在磁场中运动时，电路中就会产生感应电流
5．（2022·安徽模拟）如图所示电路中，开关S断开时，电压表，电流表均无示数；S闭合时，电流表有示数，电压表无示数，电路中仅有一处故障，下列判断正确的是（　　）
A．电阻R1断路 B．电阻R2断路 C．电阻R2短路 D．电阻R3断路
6．（2022·荆州模拟）2022年北京冬季奥运会，某运动员参加跳台滑雪比赛，如图所示，该运动员脚着专用滑雪板，不借助任何外力，从起滑台起滑，在助滑道上获得高速度，于台端飞出后，飞行一段时间后落到斜坡上，不计空气阻力，关于运动员的说法正确的是（　　）
A．运动员对滑雪板的压力和雪面对滑雪板的支持力是平衡力
B．运动员在助滑道上速度变大，机械能增加
C．运动员在飞行过程中运动状态不变
D．运动员在飞行过程中机械能守恒
7．（2020·达县）如图所示，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压保持不变。闭合开关S，滑动变阻器滑片P从中点向右移动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．电压表示数变大，电流表A1变小
B．电压表示数不变，电流表A2示数变大
C．电压表示数与电流表A2示数的比值变大
D．电流表A2、A1示数之差与电压表示数的乘积变小
8．（2022·荆州模拟）小叶同学用如图所示的滑轮组提升重物A，不计绳重和机械之间的摩擦，每个滑轮的重力均为10N，与地面固定的细绳a的拉力F2＝105N，他通过细绳b用F1的拉力将重物A匀速提升1.5m，所用时间10s。下列说法中正确的是（　　）
A．物体A的重力为210N
B．细绳b的拉力为315N
C．拉力F1做功的功率为32.5W
D．该滑轮组在使用过程中的机械效率为80%
9．（2022·荆州模拟）如图所示的电路中，电阻R1＝6Ω与规格为“15Ω 0.5A”的滑动变阻器R2串联在电源电压为4.5V的电路中，其中电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～3V”，为了确保电路中各元件的安全使用，则下列说法正确的是（　　）
A．电流表的示数变化范围为0.2A～0.5A
B．电压表的示数变化范围为1.0V～3.0V
C．滑动变阻器的取值范围为3Ω～12Ω
D．定值电阻R1的最小功率与最大功率之比为1∶2
二、填空题
10．（2022·荆州模拟）如图所示为游乐园过山车的轨道示意图，过山车从高处加速滑下的过程中，轨道对车的支持力　 　（选填“不”或“要”）做功，过山车的惯性大小　 　（选填“增加”、“减少”或“不变”），过山车重力势能　 　（选填“增加”、“减少”或“不变”），轨道温度升高是通过　 　改变物体内能。
11．（2022·荆州模拟）太阳能作为一种新能源，具有来源丰富、不需运输、不会对环境造成污染等优点。如图是试验中的无人驾驶太阳能汽车，利用太阳能电池提供能源。太阳能电池工作时，是将太阳能转化为　 　，技术人员可以通过　 　远程操控汽车（选填“超声波”、“次声波”或“电磁波”），太阳能汽车的外形做成流线型，上表面弯曲，下表面比较平。汽车高速行驶时对地面的压力　 　汽车静止时对地面的压力（选填“大于”、“等于”或“小于”），汽车下坡时关闭动力，汽车仍然加速下滑，此过程中汽车机械能　 　（选填“增加”、“减少”或“不变”）。
12．（2022·荆州模拟）为保障全校师生饮水安全，学校安装了热效率达到80%的现代化高效节能锅炉，每天可以提供1.0×103kg开水，已知水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），优质煤的热值为3.0×107J/kg。1.0×103kg的水温度从20℃升高到100℃，需要吸收的热量是　 　J，每天至少需要完全燃烧　 　kg优质煤。
13．（2021·福建）如图，将一边长为10 cm的正方体木块放入装有某液体的圆柱形容器中、木块静止时露出液面的高度为2
cm，液面比放入前升高1 cm，容器底部受到液体的压强变化了80 Pa，则木块底部受到液体压强为　 　Pa，木块受到的浮力为　 　N。
三、实验题
14．（2021·青海）在“探究光的反射规律”的实验中，小莉设计了如图所示的实验，平面镜放在水平桌面上，纸板可绕ON转动。
（1）实验前，应将纸板　 　放置于平面镜上。一束光EO贴着纸板A绕入射点O沿逆时针方向转动，可观察到反射光束OF沿　 　时针方向转动；
（2）某时刻入射光线与镜面的夹角为30°时，其反射角等于　 　；
（3）将纸板A、B置于同一平面，一束光贴着纸板B沿FO射到O点，反射光束将沿图中的OE方向射出，说明光在反射时　 　；
（4）在纸板前从不同方向都可以看到入射光EO的径迹，这是因为光在纸板上发生了　 　反射。
15．（2022·荆州模拟）利用图甲的装置探究水沸腾时温度变化的特点。
（1）除温度计外，还需要的测量工具是　 　；
（2）按照实验规范要求，调整铁圈B确定其高度时，　 　（选填“需要”或“不需要”）点燃酒精灯；
（3）实验中某时刻温度计的示数如图甲所示，此时水温是　 　℃；
（4）水在沸腾时，水中的气泡在上升过程中体积　 　；（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（5）图乙为某小组绘制的温度一时间图像，分析图像可知水沸腾时温度变化的特点是：　 　。
16．（2022·荆州模拟）小平用一个长方体木块、弹簧测力计、两个相同的砝码和海绵等探究压力作用效果与什么因素有关：
（1）根据甲、乙两图，可知压力的作用效果与　 　大小有关；
（2）用甲、丙两图探究压力作用效果与受力面积的关系，应在丙图木块上放　 　个砝码。由此得出结论：压力一定，受力面积越　 　，压力的作用效果越明显。
（3）小平利用上述器材继续探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关：
①用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧测力计的示数如图丁所示，此时拉力大小为　 　N；
②取下木块上的砝码，重复①的操作，弹簧测力计的示数为1.8N。由此说明，接触面粗糙程度一定，压力越大，滑动摩擦力越　 　；
③以不同的速度多次水平拉动木块，使它沿水平桌面做匀速直线运动，发现弹簧测力计的示数几乎不变，说明滑动摩擦力的大小与速度大小　 　。
17．（2021·广安）某物理实验小组在“测量小灯泡电功率”的实验中，选用器材连接了如图甲所示的电路，其中电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为10 ），电流表有“0~0.6A”、“0~3A”两个量程，电压表有“0~3V”、“0~15V”两个量程。
（1）请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接，注意导线不能交叉。
（2）实验小组闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电流表和电压表均无示数，若电路中仅有一处故障，则故障原因不可能是___________。
A．电流表断路 B．小灯泡断路 C．滑动变阻器断路
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，观察两电表示数，记录数据。实验小组根据实验数据绘制的 图像如图乙所示，根据图像可计算出小灯泡的额定功率是　 　W。
（4）实验小组发现小灯泡的 图像不是一条直线，原因是小灯泡的电阻随　 　变化而变化。
四、综合题
18．（2021·鸡西）巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场强度的增大而急剧减小的现象。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图。
（1）在图中标出闭合S1后电磁铁左端的磁极；
（2）当闭合S1、S2时，滑片P向左滑动过程中，GMR的阻值变　 　，指示灯变　 　；
（3）要使GMR所处的磁场更强，除移动滑片，还可以采取的方法是　 　。
五、计算题
19．（2021·枣庄）如图所示，工人师傅用150N的拉力，使重为1000N的物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍。不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。求：
（1）工人师傅拉力的功率；
（2）动滑轮的重；
（3）若物重增大到2000N，则滑轮组的机械效率是多少？
20．（2021·贺州）在如图所示的电路中，电源电压 ，小灯泡L标有“4V、1.6W”的字样（电源电压和小灯泡的阻值均保持不变）， 为定值电阻，滑动变阻器标有 “20Ω 、1A”的字样，电流表A的量程为0~0.6A。求：
（1）小灯泡L的电阻 ；
（2）当开关 闭合 断开时，电压表的示数为4V， 工作5分钟消耗的电能；
（3）当开关 断开 闭合时，在电路安全的情况下，小灯泡电功率的变化范围。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】能量守恒；能源及其分类；核裂变
【解析】【解答】A．核电站中的反应堆是通过利用可控的核裂变来提供能量进行发电，A符合题意；
B．天然气会随着使用逐渐枯竭，属于不可再生能源，B不符合题意；
C．电能是由其他能源转化而来，属于二次能源，C不符合题意；
D．能量虽然守恒，但是可利用的能源是有限的， 不是取之不尽、用之不竭，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】核电站中的反应堆是通过核裂变来提供能量；天然气属于不可再生能源；电能属于二次能源。
2．【答案】A
【知识点】测电笔的使用；安全用电原则
【解析】【解答】A．家庭电路中，控制各个灯具的开关都应安装火线上，断开开关，可切断火线，保证用电安全。故正确；
B．电笔的作用是检验家庭电路中的火线和零线，不能测试物体带正电或负电，故错误；
C．不高于36V的电压对人是安全的，故错误；
D．水是导体，电器设备起火，用水直接灭火，容易发生触电事故，故错误。
故答案为：A。
【分析】家庭电路中，控制各个灯具的开关都应安装火线上；电笔的作用是检验家庭电路中的火线和零线；不高于36V的电压对人是安全的。
3．【答案】C
【知识点】力的作用效果；惯性及其现象；力与运动的关系
【解析】【解答】A．力的作用效果与力的大小、方向和作用点有关，脚对球施加的力大小相同，其作用效果不一定相同，A不符合题意；
B．踢出去的足球能在空中继续运动，是具有惯性，不能说受到惯性，B不符合题意；
C．用头顶飞来的足球，足球运动的方向或速度会发生改变，说明力可以改变物体的运动状态，C符合题意；
D．运动员用脚踢球，球飞出去，说明力改变了物体的运动状态，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】力的作用效果与力的大小、方向和作用点有关；不能说受到惯性；力可以改变物体的运动状态。
4．【答案】B
【知识点】磁场；通电直导线周围的磁场；产生感应电流的条件；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】A．奥斯特实验表明通电的导体周围存在磁场，A不符合题意；
B．磁体周围存在磁场，它看不见，摸不得，但它可以使磁针发生偏转，是客观存在的，B符合题意；
C．改变通过电磁铁的电流方向可以改变电磁铁磁极，不能改变磁性强弱，C不符合题意；
D．闭合电路的部分导体只有在磁场中做切割运动时，电路中才会产生感应电流，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】奥斯特实验表明通电的导体周围存在磁场；磁体周围存在磁场，是客观存在的；改变通过电磁铁的电流方向可以改变电磁铁磁极，不能改变磁性强弱；闭合电路的部分导体只有在磁场中做切割运动时，电路中才会产生感应电流。
5．【答案】D
【知识点】电路故障的判断
【解析】【解答】BC．开关S断开时，三电阻串联，电流表和电压表均无示数，说明断路，而电压表没有示数，说明R1或者R3断路，故BC错误；
AD．由于电路中仅有一处故障，S闭合时，只有R1接入电路，电流表有示数，说明电阻R1正常，电压表没有接入电路，故没有示数，故电阻R1正常，电阻R3断路，故A错误，D正确。
故选D。
【分析】 当开关断开时，两个电表都无读数说明电路出现断路；当R1断路时，闭合开关时电流表没有读数；当R2断路时，断开开关时电压表有读数。
6．【答案】D
【知识点】机械能及其转化；机械能守恒条件；平衡力的辨别
【解析】【解答】A．由于滑雪板受到重力，运动员对滑雪板的压力要小于雪面对滑雪板的支持力，所以这两个力不是平衡力，A不符合题意；
B．运动员在助滑道上时，重力势能转化为动能，动能变大，速度变大，由于克服摩擦力做功，机械能转化为内能，机械能会减小，B不符合题意；
C．运动员在飞行过程中，其速度大小和运动方向都发生变化，所以受到非平衡力的作用，C不符合题意；
D．运动员在飞行过程中，不计空气阻力，只有动能和势能的转化，机械能是守恒的，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】两个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上和同一的物体上，是一对平衡力；运动员在助滑道上时，重力势能转化为动能，动能变大，速度变大，由于克服摩擦力做功，机械能转化为内能，机械能会减小；其速度大小和运动方向都发生变化，受到非平衡力的作用；，不计空气阻力，只有动能和势能的转化，机械能是守恒的。
7．【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】由图可知，滑动变阻器与定值电阻并联，电流表A2测量干路中的总电流，电流表A1测量流经滑动变阻器的电流，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从中点向右移动过程中。
A．电压表的示数变大，总电阻变小，电流表A2的示数变大，流经电阻R1的电流不变，所以A1的示数变大，A不符合题意；
B．电压表示数变大，电流表A2的示数变大，B不符合题意；
C．电压表示数变大，电流表A2的示数变小，所以，电压表示数与电流表A2示数的比值变大，C符合题意；
D．电流表A2、A1示数之差就是流经电阻R1的电流，加在R1两端的电压不变，所以，电流表A2、A1示数之差不变，电压表的示数变大，电流表A2、A1示数之差与电压表示数的乘积变大，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】滑动变阻器滑片向右端移动，接入电路中的电阻变大，再结合串并联电路的电流、电压规律和欧姆定律分析电路中电流和电压的变化。
8．【答案】C
【知识点】滑轮与功的综合题
【解析】【解答】A．如图所示，与地面固定的细绳a的拉力F2＝105N，每个滑轮的重力均为10N，承担重物的动滑轮绳子的股数n＝2，每段绳子拉力为105N，因为不计绳重和摩擦时，根据公式 可得，物体A的重力GA＝2F2﹣G动＝2×105N﹣10N＝200N，A不符合题意；
B．以中间的大动滑轮为研究对象，根据力的平衡条件可知，细绳b的拉力等于下面3股绳子的拉力加上中间滑轮的重力，则拉力F1＝3F2+G轮＝3×105N+10N＝325N，B不符合题意；
C．重物A匀速提升的高度hA＝1.5m，由动滑轮的特点可知绳子a移动的距离sa＝2hA，由图可知，中间的滑轮受到3股绳子向下的拉力，而细绳b的拉力F1作用在该滑轮的挂钩上，此时费力但省距离，因此绳子b移动的距离 ，拉力F1做的总功W总＝F1s＝325N×1m＝325J，拉力F1做功的功率 ，C符合题意；
D．使用滑轮组时，所做的有用功W有＝GAhA＝200N×1.5m＝300J，该滑轮组在使用过程中的机械效率为 ，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据GA＝2F2﹣G动，可求出A重力；根据F1＝3F2+G轮，可求出拉力；根据W总＝F1s及，可求出总功率；根据W有＝GAhA，，可求出机械效率。
9．【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率的计算
【解析】【解答】ABC．由电路图知道，滑动变阻器与电阻R1串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流。因串联电路中电流处处相等，所以为了既不烧坏电流表，又不烧坏电阻，比较各电流值可知，电路中的最大电流为I最大＝0.5A；当电流最大为0.5A时，电阻R1两端的最大电压为U1最大＝I最大R1＝0.5A×6Ω＝3V，则滑动变阻器两端的最小电压U2最小＝U﹣U1最大＝4.5V﹣3V＝1.5V，由串联分压的规律知道，当滑动变阻器两端的电压最小时，其连入电路的电阻最小，由欧姆定律可得，滑动变阻器连入电路的最小阻值为 ，由于电压表的量程为“0～3V”，则电压表示数最大为U2最大＝3V，当变阻器两端的电压最大时，R1两端的电压最小，则有U1最小＝U﹣U2最大＝4.5V﹣3V＝1.5V，电路中最小电流为 ，此时滑动变阻器接入电路的最大阻值为 ，所以电路中的电流范围为0.25A～0.5A，电压表的示数变化范围为1.5V～3.0V，滑动变阻器的取值范围为3Ω～12Ω，C符合题意，AB不符合题意；
D．由P＝I2R知道，定值电阻R1的最小功率与最大功率之比 ，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据，电压一定时，电阻与电流成反比，可求出电流范围；根据U=IR，可求出电压范围；根据，可求出电阻范围；根据P＝I2R，可求出功率范围。
10．【答案】不；不变；减少；做功
【知识点】动能和势能的大小变化；做功改变物体内能；惯性及其现象；是否做功的判断
【解析】【解答】过山车从高处加速滑下的过程中，轨道对车有支持力作用，但车没有在支持力的方向上移动距离，所以轨道对车的支持力不做功。物体的惯性只跟物体的质量有关，过山车的质量不变，惯性大小不变。过山车从高处加速滑下的过程中，质量不变，高度变小，重力势能减少。过山车与轨道之间存在摩擦，克服摩擦做功，将过山车的机械能转化为轨道的内能，通过做功的方式使轨道内能变大，温度升高。
【分析】功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离；物体的惯性只跟物体的质量有关；加速滑下的过程中，质量不变，高度变小，重力势能减少；克服摩擦做功，将过山车的机械能转化为轨道的内能，通过做功的方式使轨道内能变大。
11．【答案】电能；电磁波；小于；减少
【知识点】机械能及其转化；太阳能及其利用与转化；流体压强与流速的关系；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】太阳能电池工作时，消耗太阳能，获得电能，将太阳能转化为电能。电磁波可以传递信息，且传播速度很快，约等于光速。技术人员是通过电磁波远程操控汽车。太阳能汽车在水平路面上静止时，对地面的压力大小等于其重力。太阳能汽车的外形做成流线型，上表面弯曲，下表面比较平，在水平路面上高速行驶时，流过上方的空气流速快，下方的流速慢，上方的压强小，下方的压强大，产生向上的压力差，减小对地面的压力，所以小轿车在水平路面高速行驶时对地面的压力小于静止时对地面的压力。汽车下坡时关闭动力，汽车仍然加速下滑，汽车的质量不变，速度变大，它的动能增加，高度变小，重力势能减小，但需要克服阻力做功，有部分能量转化为内能，所以机械能减小。
【分析】太阳能电池工作时，将太阳能转化为电能；技术人员是通过电磁波远程操控汽车；流速大的位置压强小；需要克服阻力做功，有部分能量转化为内能，所以机械能减小。
12．【答案】3.36×108；14
【知识点】热量的计算；热机的效率
【解析】【解答】水需要吸收的热量Q吸＝cm(t-t0)＝4.2×103J/(kg ℃)×1.0×103kg×(100℃-20℃)＝3.36×108J，由 可知，燃料完全燃烧需要放出的热量 ，由Q放＝mq可知，需要完全燃烧优质煤的质量
【分析】根据Q吸＝cm(t-t0)，可求出水需要吸收的热量；根据及，可求出煤的质量。
13．【答案】640；6.4
【知识点】液体压强的计算；浮力大小的计算
【解析】【解答】木块放入液体后，液面升高的高度 ，容器底部受到液体的压强变化 ，由 可知，液体密度
木块边长10cm，静止时露出液面的高度为2cm，所以木块底浸在液体中的深度
木块底部受到液体压强
木块排开的液体的体积
木块受到的浮力
【分析】根据液体压强的变化量，结合液体深度的变化量，可以计算液体的密度；根据液体密度和深度，可以计算液体压强；结合液体密度和排开液体的体积，可以计算物体受到的浮力。
14．【答案】（1）竖直（垂直）；顺
（2）60°
（3）光路可逆
（4）漫
【知识点】光的反射定律
【解析】【解答】（1）为了能清晰的在纸板上显示光的传播径迹，需将纸板垂直与平面镜放置。
光EO贴着纸板A绕入射点O沿逆时针方向转动时，入射角变大，反射角始终等于入射角，所以反射角也会随之变大，所以反射光束OF沿顺时针方向转动。
（2）入射光线与镜面的夹角为30°时，入射角为60°，反射角等于入射角，所以反射角也为60°。
（3）将光沿着反射光线的位置入射，反射光将沿着原来入射光线的位置被反射，说明在反射现象中，光路是可逆的。
（4）发生漫反射时，反射光朝四面八方。在纸板前从不同方向都可以看到入射光EO的径迹，说明光在纸板上发生了漫反射。
【分析】（1）（4）在探究光的反射规律的时候，光在纸光屏的后表面发生了漫反射，用来显示光路，但硬纸板需要与平面镜垂直才能与光线接触；；
（2）光发生反射时，反射光线与法线的夹角为反射角，入射光线与法线的夹角为入射角，两角相等；
（3）光发生反射时，将光源调换位置后，反射光线和入射光线分居法线两侧，光路仍然重合，说明光路可逆。
15．【答案】（1）秒表
（2）需要
（3）93
（4）增大
（5）持续吸热，温度不变
【知识点】探究水的沸腾实验
【解析】【解答】（1）实验过程中需要记录不同时刻的温度，因此除了温度计外，还需要秒表。
（2）实验时要用温度计的外焰加热，因此需要先根据外焰的高度固定石棉网的高度，再调整烧杯和温度计的位置，故实验装置的组装顺序应为自下而上；调整铁圈B确定其高度时，需要点燃酒精灯。
（3）由图甲可知，温度计的分度值是1℃，因此此时水温是93℃。
（4）水沸腾时，观察到水中气泡在上升过程中体积，产生大量的水蒸气进入气泡，气泡体积增大。
（5）由图像可知，水沸腾过程中，持续吸热，温度不变。
【分析】（1）实验过程中，除了温度计外，还需要秒表；
（2）实验装置的组装顺序应为自下而上；
（3）看清温度计的分度值，结合对应刻度读数；
（4）水沸腾时，气泡体积增大；
（5）水沸腾过程中，持续吸热，温度不变。
16．【答案】（1）压力
（2）一；小
（3）2.4；大；无关
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】（1）比较图中甲、乙两次实验，受力面积一定，乙中压力大，压力的作用效果明显，甲中压力小，压力的作用效果不明显，即压力的作用效果与压力大小有关。
（2）用甲、丙两图探究压力作用效果与受力面积的关系时，需要控制压力的大小相同，应在丙图木块上也放一个砝码，由甲丙两图可知，压力一定时，受力面积越小，海绵的凹陷程度越大，压力的作用效果越明显。
（3）图丁中测力计分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为2.4N。取下木块上的砝码，木块对水平面的压力变小，接触面的粗糙程度不变，重复①的操作，弹簧测力计的示数为1.8N，则木块受到的滑动摩擦力变小了，由此可知，接触面粗糙程度一定，压力越大，滑动摩擦力越大。用弹簧测力计分别以不同的速度匀速拉动木块，使它沿水平木板滑动，发现弹簧测力计示数不变，说明滑动摩擦力的大小与速度无关。
【分析】（1）压力的作用效果与压力大小有关；
（2）压力一定时，受力面积越小，海绵的凹陷程度越大，压力的作用效果越明显；
（3）看清弹簧测力计的分度值，结合对应刻度读数；接触面粗糙程度一定，压力越大，滑动摩擦力越大；滑动摩擦力的大小与速度无关。
17．【答案】（1）
（2）B
（3）0.625
（4）温度
【知识点】电功率的计算；探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】（1）测量小灯泡功率实验使用的是伏安法，所以应将滑动变阻器、电流表、小灯泡串联在电路中，电压表并联在小灯泡两端，因为小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10 ，所以小灯泡正常工作时的电流约为0.25A，故电流表量程选择0~0.6A，从电源正极开始依次连接电路即可，如图所示：
（2）因为闭合开关后，小灯泡不亮且电流表无示数，所以可以初步判断电路中某处发生了断路，又因为电压表无示数，所以电压表两接线柱到电源两端的连线部分有断路故障，所以故障有可能为电流表断路、滑动变阻器断路、开关接触不良，不可能是小灯泡断路，因为如果小灯泡断路，且故障只有一处的，那么电压表此时可以测量电源电压，所以有示数，这与实际情况不符，所以不可能为小灯泡断路，故答案为：B。
（3）由题干信息可知，小灯泡的额定电压为2.5V，对应乙图可知，当小灯泡两端电压为2.5V时，通过小灯泡的电流为0.25A，根据 可知，小灯泡的额定功率为
（4）小灯泡在发光的过程中，由于电流做功，灯丝的温度上升，所以不同电流下，小灯泡灯丝的温度不同，从而使得电阻不同，所以小灯泡的电压电流关系图像不是一条直线。
【分析】（1）测量灯泡电功率时，电流表和电路串联使用；
（2）在串联电路中，电流表无示数，电压表有示数，电压表测量的位置断路；
（3）利用灯泡的额定电压和电流的乘积计算电功率；
（4）灯泡的电阻受到温度影响而变化。
18．【答案】（1）
（2）小；亮
（3）增大电源电压、增加电磁铁的线圈匝数等
【知识点】安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】（1）闭合S1后，利用安培定则可知，左端为N极、右端为S极，如下图所示：
（2）向左滑动滑片P时，变阻器接入电路中的电阻变小，根据 ，左边电路中的电流变大，则电磁铁的磁性变强，周围的磁场增强；由右图可知，巨磁电阻和指示灯串联，因为巨磁电阻的阻值随磁场的增强而减小，所以此时巨磁电阻的阻值会变小，右边电路中的总电阻变小，由 ，右边电路中的电流变大，通过指示灯的电流变大，指示灯的实际功率变大，所以指示灯变亮。
（3）可以通过增大电源电压、增大电磁铁的线圈匝数等方法增强GMR所处的磁场。
【分析】（1）结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极；
（2）滑动变阻器滑片向左端移动，接入电路中的电阻变小，电流变大，灯泡变亮；
（3）电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强。
19．【答案】（1）解：该滑轮组动滑轮上有两段绳子承载，整个过程克服摩擦力做功。绳端移动的速度
拉力做功的功率
答：工人师傅拉力的功率为60W
（2）解：根据F= ，动滑轮重力为G动=nF-f=nF-0.2G=2×150N-0.2×1000N=100N
答：动滑轮重力为100N；
（3）解：若物重增大到2000N，则此时物体与地面之间的摩擦力
绳端拉力
滑轮组的机械效率
答：滑轮组的机械效率为80％。
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）滑轮组绳子拉力的速度是物体移动速度的n倍关系；根据力和速度的乘积可以计算功率的大小；
（2）根据动滑轮上的拉力和动滑轮的重力，结合绳子股数，可以计算绳子上的拉力；结合拉力可以计算动滑轮重力；
（3）根据物体的重力可以计算摩擦力；结合动滑轮重力计算绳子拉力大小；利用对物体的力和总的拉力的比值计算滑轮组的机械效率。
20．【答案】（1）解：小灯泡的电阻为
答：小灯泡L的电阻 为10Ω
（2）解：当开关 闭合 断开时，电阻 与小灯泡L串联，电压表V测量的是小灯泡两端的电压 ，电阻 两端的电压
流过 的电流
工作5分钟消耗的电能
答： 工作5分钟消耗的电能为240J；
（3）解：当开关 断开 闭合时，小灯泡L与滑动变阻器串联。小灯泡的额定电流
滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表允许通过的最大电流为0.6A，灯泡允许通过的最大电流0.4A，此时电路允许通过的最大电流 ，小灯泡的最大功
当滑动变阻器阻值最大时，整个电路的电阻
此时通过小灯泡的最小电流
小灯泡的最小功率
答：小灯泡电功率的变化范围为 。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【分析】（1）结合用电器的额定功率和额定电压，利用功率的变形公式求解用电器的电阻；
（2） 当开关S1断开 S2闭合时，小灯泡L与滑动变阻器串联，根据串联电路特点和欧姆定律求出电路电流，再利用公式W=UIt求解即可，U是用电器两端的电压，I是流过用电器的电流，t是用电器工作的时间；
（3） 当开关S1断开 S2闭合时，小灯泡L与滑动变阻器串联；电压一定时，电路中的电阻越大，电路的功率就越低；根据串联电路特点，求出电路中最小和最大电流，利用功率公式P=I2R求解功率范围变化。
湖北省荆州市2022年中考物理一模试卷
一、单选题
1．（2020·鞍山）能源科技的发展促进了人类文明的进步，下列有关能源的说法正确的是（　　）
A．核电站中的反应堆是利用核裂变发电的
B．太阳能、风能、天然气都是可再生能源
C．电能是广泛使用的一次能源
D．因为能量转化服从能量守恒定律，所以能源是取之不尽、用之不竭的
【答案】A
【知识点】能量守恒；能源及其分类；核裂变
【解析】【解答】A．核电站中的反应堆是通过利用可控的核裂变来提供能量进行发电，A符合题意；
B．天然气会随着使用逐渐枯竭，属于不可再生能源，B不符合题意；
C．电能是由其他能源转化而来，属于二次能源，C不符合题意；
D．能量虽然守恒，但是可利用的能源是有限的， 不是取之不尽、用之不竭，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】核电站中的反应堆是通过核裂变来提供能量；天然气属于不可再生能源；电能属于二次能源。
2．（2020·黔南）关于家庭电路及安全用电，下列说法正确的是（　　）
A．家庭电路中，控制各个灯具的开关都应安装在火线上
B．试电笔是用来测试物体是带正电还是带负电的
C．低于220V的电压对人体都是安全的
D．电器设备起火，用水直接灭火
【答案】A
【知识点】测电笔的使用；安全用电原则
【解析】【解答】A．家庭电路中，控制各个灯具的开关都应安装火线上，断开开关，可切断火线，保证用电安全。故正确；
B．电笔的作用是检验家庭电路中的火线和零线，不能测试物体带正电或负电，故错误；
C．不高于36V的电压对人是安全的，故错误；
D．水是导体，电器设备起火，用水直接灭火，容易发生触电事故，故错误。
故答案为：A。
【分析】家庭电路中，控制各个灯具的开关都应安装火线上；电笔的作用是检验家庭电路中的火线和零线；不高于36V的电压对人是安全的。
3．（2022·荆州模拟）2022年2月6日，中国女足再次问鼎亚洲杯，为祖国争得荣誉。如图是女足比赛时的场景。下列关于足球比赛中涉及到的物理知识正确的是（　　）
A．脚对球施加的力大小相同，其作用效果一定相同
B．踢出去的足球能在空中继续运动，是因为足球受到惯性
C．用头顶飞来的足球，说明力可以改变物体的运动状态
D．运动员用脚踢球，球飞出去，说明力是使物体运动的原因
【答案】C
【知识点】力的作用效果；惯性及其现象；力与运动的关系
【解析】【解答】A．力的作用效果与力的大小、方向和作用点有关，脚对球施加的力大小相同，其作用效果不一定相同，A不符合题意；
B．踢出去的足球能在空中继续运动，是具有惯性，不能说受到惯性，B不符合题意；
C．用头顶飞来的足球，足球运动的方向或速度会发生改变，说明力可以改变物体的运动状态，C符合题意；
D．运动员用脚踢球，球飞出去，说明力改变了物体的运动状态，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】力的作用效果与力的大小、方向和作用点有关；不能说受到惯性；力可以改变物体的运动状态。
4．（2022·荆州模拟）关于电与磁，下列说法正确的是（　　）
A．奥斯特实验表明导体周围存在磁场
B．磁场看不见、摸不着，但它是客观存在的
C．改变通过电磁铁的电流方向可以改变电磁铁磁性的强弱
D．闭合电路的部分导体在磁场中运动时，电路中就会产生感应电流
【答案】B
【知识点】磁场；通电直导线周围的磁场；产生感应电流的条件；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】A．奥斯特实验表明通电的导体周围存在磁场，A不符合题意；
B．磁体周围存在磁场，它看不见，摸不得，但它可以使磁针发生偏转，是客观存在的，B符合题意；
C．改变通过电磁铁的电流方向可以改变电磁铁磁极，不能改变磁性强弱，C不符合题意；
D．闭合电路的部分导体只有在磁场中做切割运动时，电路中才会产生感应电流，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】奥斯特实验表明通电的导体周围存在磁场；磁体周围存在磁场，是客观存在的；改变通过电磁铁的电流方向可以改变电磁铁磁极，不能改变磁性强弱；闭合电路的部分导体只有在磁场中做切割运动时，电路中才会产生感应电流。
5．（2022·安徽模拟）如图所示电路中，开关S断开时，电压表，电流表均无示数；S闭合时，电流表有示数，电压表无示数，电路中仅有一处故障，下列判断正确的是（　　）
A．电阻R1断路 B．电阻R2断路 C．电阻R2短路 D．电阻R3断路
【答案】D
【知识点】电路故障的判断
【解析】【解答】BC．开关S断开时，三电阻串联，电流表和电压表均无示数，说明断路，而电压表没有示数，说明R1或者R3断路，故BC错误；
AD．由于电路中仅有一处故障，S闭合时，只有R1接入电路，电流表有示数，说明电阻R1正常，电压表没有接入电路，故没有示数，故电阻R1正常，电阻R3断路，故A错误，D正确。
故选D。
【分析】 当开关断开时，两个电表都无读数说明电路出现断路；当R1断路时，闭合开关时电流表没有读数；当R2断路时，断开开关时电压表有读数。
6．（2022·荆州模拟）2022年北京冬季奥运会，某运动员参加跳台滑雪比赛，如图所示，该运动员脚着专用滑雪板，不借助任何外力，从起滑台起滑，在助滑道上获得高速度，于台端飞出后，飞行一段时间后落到斜坡上，不计空气阻力，关于运动员的说法正确的是（　　）
A．运动员对滑雪板的压力和雪面对滑雪板的支持力是平衡力
B．运动员在助滑道上速度变大，机械能增加
C．运动员在飞行过程中运动状态不变
D．运动员在飞行过程中机械能守恒
【答案】D
【知识点】机械能及其转化；机械能守恒条件；平衡力的辨别
【解析】【解答】A．由于滑雪板受到重力，运动员对滑雪板的压力要小于雪面对滑雪板的支持力，所以这两个力不是平衡力，A不符合题意；
B．运动员在助滑道上时，重力势能转化为动能，动能变大，速度变大，由于克服摩擦力做功，机械能转化为内能，机械能会减小，B不符合题意；
C．运动员在飞行过程中，其速度大小和运动方向都发生变化，所以受到非平衡力的作用，C不符合题意；
D．运动员在飞行过程中，不计空气阻力，只有动能和势能的转化，机械能是守恒的，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】两个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上和同一的物体上，是一对平衡力；运动员在助滑道上时，重力势能转化为动能，动能变大，速度变大，由于克服摩擦力做功，机械能转化为内能，机械能会减小；其速度大小和运动方向都发生变化，受到非平衡力的作用；，不计空气阻力，只有动能和势能的转化，机械能是守恒的。
7．（2020·达县）如图所示，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源电压保持不变。闭合开关S，滑动变阻器滑片P从中点向右移动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．电压表示数变大，电流表A1变小
B．电压表示数不变，电流表A2示数变大
C．电压表示数与电流表A2示数的比值变大
D．电流表A2、A1示数之差与电压表示数的乘积变小
【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】由图可知，滑动变阻器与定值电阻并联，电流表A2测量干路中的总电流，电流表A1测量流经滑动变阻器的电流，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从中点向右移动过程中。
A．电压表的示数变大，总电阻变小，电流表A2的示数变大，流经电阻R1的电流不变，所以A1的示数变大，A不符合题意；
B．电压表示数变大，电流表A2的示数变大，B不符合题意；
C．电压表示数变大，电流表A2的示数变小，所以，电压表示数与电流表A2示数的比值变大，C符合题意；
D．电流表A2、A1示数之差就是流经电阻R1的电流，加在R1两端的电压不变，所以，电流表A2、A1示数之差不变，电压表的示数变大，电流表A2、A1示数之差与电压表示数的乘积变大，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】滑动变阻器滑片向右端移动，接入电路中的电阻变大，再结合串并联电路的电流、电压规律和欧姆定律分析电路中电流和电压的变化。
8．（2022·荆州模拟）小叶同学用如图所示的滑轮组提升重物A，不计绳重和机械之间的摩擦，每个滑轮的重力均为10N，与地面固定的细绳a的拉力F2＝105N，他通过细绳b用F1的拉力将重物A匀速提升1.5m，所用时间10s。下列说法中正确的是（　　）
A．物体A的重力为210N
B．细绳b的拉力为315N
C．拉力F1做功的功率为32.5W
D．该滑轮组在使用过程中的机械效率为80%
【答案】C
【知识点】滑轮与功的综合题
【解析】【解答】A．如图所示，与地面固定的细绳a的拉力F2＝105N，每个滑轮的重力均为10N，承担重物的动滑轮绳子的股数n＝2，每段绳子拉力为105N，因为不计绳重和摩擦时，根据公式 可得，物体A的重力GA＝2F2﹣G动＝2×105N﹣10N＝200N，A不符合题意；
B．以中间的大动滑轮为研究对象，根据力的平衡条件可知，细绳b的拉力等于下面3股绳子的拉力加上中间滑轮的重力，则拉力F1＝3F2+G轮＝3×105N+10N＝325N，B不符合题意；
C．重物A匀速提升的高度hA＝1.5m，由动滑轮的特点可知绳子a移动的距离sa＝2hA，由图可知，中间的滑轮受到3股绳子向下的拉力，而细绳b的拉力F1作用在该滑轮的挂钩上，此时费力但省距离，因此绳子b移动的距离 ，拉力F1做的总功W总＝F1s＝325N×1m＝325J，拉力F1做功的功率 ，C符合题意；
D．使用滑轮组时，所做的有用功W有＝GAhA＝200N×1.5m＝300J，该滑轮组在使用过程中的机械效率为 ，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据GA＝2F2﹣G动，可求出A重力；根据F1＝3F2+G轮，可求出拉力；根据W总＝F1s及，可求出总功率；根据W有＝GAhA，，可求出机械效率。
9．（2022·荆州模拟）如图所示的电路中，电阻R1＝6Ω与规格为“15Ω 0.5A”的滑动变阻器R2串联在电源电压为4.5V的电路中，其中电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～3V”，为了确保电路中各元件的安全使用，则下列说法正确的是（　　）
A．电流表的示数变化范围为0.2A～0.5A
B．电压表的示数变化范围为1.0V～3.0V
C．滑动变阻器的取值范围为3Ω～12Ω
D．定值电阻R1的最小功率与最大功率之比为1∶2
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率的计算
【解析】【解答】ABC．由电路图知道，滑动变阻器与电阻R1串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流。因串联电路中电流处处相等，所以为了既不烧坏电流表，又不烧坏电阻，比较各电流值可知，电路中的最大电流为I最大＝0.5A；当电流最大为0.5A时，电阻R1两端的最大电压为U1最大＝I最大R1＝0.5A×6Ω＝3V，则滑动变阻器两端的最小电压U2最小＝U﹣U1最大＝4.5V﹣3V＝1.5V，由串联分压的规律知道，当滑动变阻器两端的电压最小时，其连入电路的电阻最小，由欧姆定律可得，滑动变阻器连入电路的最小阻值为 ，由于电压表的量程为“0～3V”，则电压表示数最大为U2最大＝3V，当变阻器两端的电压最大时，R1两端的电压最小，则有U1最小＝U﹣U2最大＝4.5V﹣3V＝1.5V，电路中最小电流为 ，此时滑动变阻器接入电路的最大阻值为 ，所以电路中的电流范围为0.25A～0.5A，电压表的示数变化范围为1.5V～3.0V，滑动变阻器的取值范围为3Ω～12Ω，C符合题意，AB不符合题意；
D．由P＝I2R知道，定值电阻R1的最小功率与最大功率之比 ，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据，电压一定时，电阻与电流成反比，可求出电流范围；根据U=IR，可求出电压范围；根据，可求出电阻范围；根据P＝I2R，可求出功率范围。
二、填空题
10．（2022·荆州模拟）如图所示为游乐园过山车的轨道示意图，过山车从高处加速滑下的过程中，轨道对车的支持力　 　（选填“不”或“要”）做功，过山车的惯性大小　 　（选填“增加”、“减少”或“不变”），过山车重力势能　 　（选填“增加”、“减少”或“不变”），轨道温度升高是通过　 　改变物体内能。
【答案】不；不变；减少；做功
【知识点】动能和势能的大小变化；做功改变物体内能；惯性及其现象；是否做功的判断
【解析】【解答】过山车从高处加速滑下的过程中，轨道对车有支持力作用，但车没有在支持力的方向上移动距离，所以轨道对车的支持力不做功。物体的惯性只跟物体的质量有关，过山车的质量不变，惯性大小不变。过山车从高处加速滑下的过程中，质量不变，高度变小，重力势能减少。过山车与轨道之间存在摩擦，克服摩擦做功，将过山车的机械能转化为轨道的内能，通过做功的方式使轨道内能变大，温度升高。
【分析】功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离；物体的惯性只跟物体的质量有关；加速滑下的过程中，质量不变，高度变小，重力势能减少；克服摩擦做功，将过山车的机械能转化为轨道的内能，通过做功的方式使轨道内能变大。
11．（2022·荆州模拟）太阳能作为一种新能源，具有来源丰富、不需运输、不会对环境造成污染等优点。如图是试验中的无人驾驶太阳能汽车，利用太阳能电池提供能源。太阳能电池工作时，是将太阳能转化为　 　，技术人员可以通过　 　远程操控汽车（选填“超声波”、“次声波”或“电磁波”），太阳能汽车的外形做成流线型，上表面弯曲，下表面比较平。汽车高速行驶时对地面的压力　 　汽车静止时对地面的压力（选填“大于”、“等于”或“小于”），汽车下坡时关闭动力，汽车仍然加速下滑，此过程中汽车机械能　 　（选填“增加”、“减少”或“不变”）。
【答案】电能；电磁波；小于；减少
【知识点】机械能及其转化；太阳能及其利用与转化；流体压强与流速的关系；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】太阳能电池工作时，消耗太阳能，获得电能，将太阳能转化为电能。电磁波可以传递信息，且传播速度很快，约等于光速。技术人员是通过电磁波远程操控汽车。太阳能汽车在水平路面上静止时，对地面的压力大小等于其重力。太阳能汽车的外形做成流线型，上表面弯曲，下表面比较平，在水平路面上高速行驶时，流过上方的空气流速快，下方的流速慢，上方的压强小，下方的压强大，产生向上的压力差，减小对地面的压力，所以小轿车在水平路面高速行驶时对地面的压力小于静止时对地面的压力。汽车下坡时关闭动力，汽车仍然加速下滑，汽车的质量不变，速度变大，它的动能增加，高度变小，重力势能减小，但需要克服阻力做功，有部分能量转化为内能，所以机械能减小。
【分析】太阳能电池工作时，将太阳能转化为电能；技术人员是通过电磁波远程操控汽车；流速大的位置压强小；需要克服阻力做功，有部分能量转化为内能，所以机械能减小。
12．（2022·荆州模拟）为保障全校师生饮水安全，学校安装了热效率达到80%的现代化高效节能锅炉，每天可以提供1.0×103kg开水，已知水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），优质煤的热值为3.0×107J/kg。1.0×103kg的水温度从20℃升高到100℃，需要吸收的热量是　 　J，每天至少需要完全燃烧　 　kg优质煤。
【答案】3.36×108；14
【知识点】热量的计算；热机的效率
【解析】【解答】水需要吸收的热量Q吸＝cm(t-t0)＝4.2×103J/(kg ℃)×1.0×103kg×(100℃-20℃)＝3.36×108J，由 可知，燃料完全燃烧需要放出的热量 ，由Q放＝mq可知，需要完全燃烧优质煤的质量
【分析】根据Q吸＝cm(t-t0)，可求出水需要吸收的热量；根据及，可求出煤的质量。
13．（2021·福建）如图，将一边长为10 cm的正方体木块放入装有某液体的圆柱形容器中、木块静止时露出液面的高度为2
cm，液面比放入前升高1 cm，容器底部受到液体的压强变化了80 Pa，则木块底部受到液体压强为　 　Pa，木块受到的浮力为　 　N。
【答案】640；6.4
【知识点】液体压强的计算；浮力大小的计算
【解析】【解答】木块放入液体后，液面升高的高度 ，容器底部受到液体的压强变化 ，由 可知，液体密度
木块边长10cm，静止时露出液面的高度为2cm，所以木块底浸在液体中的深度
木块底部受到液体压强
木块排开的液体的体积
木块受到的浮力
【分析】根据液体压强的变化量，结合液体深度的变化量，可以计算液体的密度；根据液体密度和深度，可以计算液体压强；结合液体密度和排开液体的体积，可以计算物体受到的浮力。
三、实验题
14．（2021·青海）在“探究光的反射规律”的实验中，小莉设计了如图所示的实验，平面镜放在水平桌面上，纸板可绕ON转动。
（1）实验前，应将纸板　 　放置于平面镜上。一束光EO贴着纸板A绕入射点O沿逆时针方向转动，可观察到反射光束OF沿　 　时针方向转动；
（2）某时刻入射光线与镜面的夹角为30°时，其反射角等于　 　；
（3）将纸板A、B置于同一平面，一束光贴着纸板B沿FO射到O点，反射光束将沿图中的OE方向射出，说明光在反射时　 　；
（4）在纸板前从不同方向都可以看到入射光EO的径迹，这是因为光在纸板上发生了　 　反射。
【答案】（1）竖直（垂直）；顺
（2）60°
（3）光路可逆
（4）漫
【知识点】光的反射定律
【解析】【解答】（1）为了能清晰的在纸板上显示光的传播径迹，需将纸板垂直与平面镜放置。
光EO贴着纸板A绕入射点O沿逆时针方向转动时，入射角变大，反射角始终等于入射角，所以反射角也会随之变大，所以反射光束OF沿顺时针方向转动。
（2）入射光线与镜面的夹角为30°时，入射角为60°，反射角等于入射角，所以反射角也为60°。
（3）将光沿着反射光线的位置入射，反射光将沿着原来入射光线的位置被反射，说明在反射现象中，光路是可逆的。
（4）发生漫反射时，反射光朝四面八方。在纸板前从不同方向都可以看到入射光EO的径迹，说明光在纸板上发生了漫反射。
【分析】（1）（4）在探究光的反射规律的时候，光在纸光屏的后表面发生了漫反射，用来显示光路，但硬纸板需要与平面镜垂直才能与光线接触；；
（2）光发生反射时，反射光线与法线的夹角为反射角，入射光线与法线的夹角为入射角，两角相等；
（3）光发生反射时，将光源调换位置后，反射光线和入射光线分居法线两侧，光路仍然重合，说明光路可逆。
15．（2022·荆州模拟）利用图甲的装置探究水沸腾时温度变化的特点。
（1）除温度计外，还需要的测量工具是　 　；
（2）按照实验规范要求，调整铁圈B确定其高度时，　 　（选填“需要”或“不需要”）点燃酒精灯；
（3）实验中某时刻温度计的示数如图甲所示，此时水温是　 　℃；
（4）水在沸腾时，水中的气泡在上升过程中体积　 　；（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（5）图乙为某小组绘制的温度一时间图像，分析图像可知水沸腾时温度变化的特点是：　 　。
【答案】（1）秒表
（2）需要
（3）93
（4）增大
（5）持续吸热，温度不变
【知识点】探究水的沸腾实验
【解析】【解答】（1）实验过程中需要记录不同时刻的温度，因此除了温度计外，还需要秒表。
（2）实验时要用温度计的外焰加热，因此需要先根据外焰的高度固定石棉网的高度，再调整烧杯和温度计的位置，故实验装置的组装顺序应为自下而上；调整铁圈B确定其高度时，需要点燃酒精灯。
（3）由图甲可知，温度计的分度值是1℃，因此此时水温是93℃。
（4）水沸腾时，观察到水中气泡在上升过程中体积，产生大量的水蒸气进入气泡，气泡体积增大。
（5）由图像可知，水沸腾过程中，持续吸热，温度不变。
【分析】（1）实验过程中，除了温度计外，还需要秒表；
（2）实验装置的组装顺序应为自下而上；
（3）看清温度计的分度值，结合对应刻度读数；
（4）水沸腾时，气泡体积增大；
（5）水沸腾过程中，持续吸热，温度不变。
16．（2022·荆州模拟）小平用一个长方体木块、弹簧测力计、两个相同的砝码和海绵等探究压力作用效果与什么因素有关：
（1）根据甲、乙两图，可知压力的作用效果与　 　大小有关；
（2）用甲、丙两图探究压力作用效果与受力面积的关系，应在丙图木块上放　 　个砝码。由此得出结论：压力一定，受力面积越　 　，压力的作用效果越明显。
（3）小平利用上述器材继续探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关：
①用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧测力计的示数如图丁所示，此时拉力大小为　 　N；
②取下木块上的砝码，重复①的操作，弹簧测力计的示数为1.8N。由此说明，接触面粗糙程度一定，压力越大，滑动摩擦力越　 　；
③以不同的速度多次水平拉动木块，使它沿水平桌面做匀速直线运动，发现弹簧测力计的示数几乎不变，说明滑动摩擦力的大小与速度大小　 　。
【答案】（1）压力
（2）一；小
（3）2.4；大；无关
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】（1）比较图中甲、乙两次实验，受力面积一定，乙中压力大，压力的作用效果明显，甲中压力小，压力的作用效果不明显，即压力的作用效果与压力大小有关。
（2）用甲、丙两图探究压力作用效果与受力面积的关系时，需要控制压力的大小相同，应在丙图木块上也放一个砝码，由甲丙两图可知，压力一定时，受力面积越小，海绵的凹陷程度越大，压力的作用效果越明显。
（3）图丁中测力计分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为2.4N。取下木块上的砝码，木块对水平面的压力变小，接触面的粗糙程度不变，重复①的操作，弹簧测力计的示数为1.8N，则木块受到的滑动摩擦力变小了，由此可知，接触面粗糙程度一定，压力越大，滑动摩擦力越大。用弹簧测力计分别以不同的速度匀速拉动木块，使它沿水平木板滑动，发现弹簧测力计示数不变，说明滑动摩擦力的大小与速度无关。
【分析】（1）压力的作用效果与压力大小有关；
（2）压力一定时，受力面积越小，海绵的凹陷程度越大，压力的作用效果越明显；
（3）看清弹簧测力计的分度值，结合对应刻度读数；接触面粗糙程度一定，压力越大，滑动摩擦力越大；滑动摩擦力的大小与速度无关。
17．（2021·广安）某物理实验小组在“测量小灯泡电功率”的实验中，选用器材连接了如图甲所示的电路，其中电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为10 ），电流表有“0~0.6A”、“0~3A”两个量程，电压表有“0~3V”、“0~15V”两个量程。
（1）请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接，注意导线不能交叉。
（2）实验小组闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电流表和电压表均无示数，若电路中仅有一处故障，则故障原因不可能是___________。
A．电流表断路 B．小灯泡断路 C．滑动变阻器断路
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，观察两电表示数，记录数据。实验小组根据实验数据绘制的 图像如图乙所示，根据图像可计算出小灯泡的额定功率是　 　W。
（4）实验小组发现小灯泡的 图像不是一条直线，原因是小灯泡的电阻随　 　变化而变化。
【答案】（1）
（2）B
（3）0.625
（4）温度
【知识点】电功率的计算；探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】（1）测量小灯泡功率实验使用的是伏安法，所以应将滑动变阻器、电流表、小灯泡串联在电路中，电压表并联在小灯泡两端，因为小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10 ，所以小灯泡正常工作时的电流约为0.25A，故电流表量程选择0~0.6A，从电源正极开始依次连接电路即可，如图所示：
（2）因为闭合开关后，小灯泡不亮且电流表无示数，所以可以初步判断电路中某处发生了断路，又因为电压表无示数，所以电压表两接线柱到电源两端的连线部分有断路故障，所以故障有可能为电流表断路、滑动变阻器断路、开关接触不良，不可能是小灯泡断路，因为如果小灯泡断路，且故障只有一处的，那么电压表此时可以测量电源电压，所以有示数，这与实际情况不符，所以不可能为小灯泡断路，故答案为：B。
（3）由题干信息可知，小灯泡的额定电压为2.5V，对应乙图可知，当小灯泡两端电压为2.5V时，通过小灯泡的电流为0.25A，根据 可知，小灯泡的额定功率为
（4）小灯泡在发光的过程中，由于电流做功，灯丝的温度上升，所以不同电流下，小灯泡灯丝的温度不同，从而使得电阻不同，所以小灯泡的电压电流关系图像不是一条直线。
【分析】（1）测量灯泡电功率时，电流表和电路串联使用；
（2）在串联电路中，电流表无示数，电压表有示数，电压表测量的位置断路；
（3）利用灯泡的额定电压和电流的乘积计算电功率；
（4）灯泡的电阻受到温度影响而变化。
四、综合题
18．（2021·鸡西）巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场强度的增大而急剧减小的现象。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图。
（1）在图中标出闭合S1后电磁铁左端的磁极；
（2）当闭合S1、S2时，滑片P向左滑动过程中，GMR的阻值变　 　，指示灯变　 　；
（3）要使GMR所处的磁场更强，除移动滑片，还可以采取的方法是　 　。
【答案】（1）
（2）小；亮
（3）增大电源电压、增加电磁铁的线圈匝数等
【知识点】安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】（1）闭合S1后，利用安培定则可知，左端为N极、右端为S极，如下图所示：
（2）向左滑动滑片P时，变阻器接入电路中的电阻变小，根据 ，左边电路中的电流变大，则电磁铁的磁性变强，周围的磁场增强；由右图可知，巨磁电阻和指示灯串联，因为巨磁电阻的阻值随磁场的增强而减小，所以此时巨磁电阻的阻值会变小，右边电路中的总电阻变小，由 ，右边电路中的电流变大，通过指示灯的电流变大，指示灯的实际功率变大，所以指示灯变亮。
（3）可以通过增大电源电压、增大电磁铁的线圈匝数等方法增强GMR所处的磁场。
【分析】（1）结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极；
（2）滑动变阻器滑片向左端移动，接入电路中的电阻变小，电流变大，灯泡变亮；
（3）电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强。
五、计算题
19．（2021·枣庄）如图所示，工人师傅用150N的拉力，使重为1000N的物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍。不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。求：
（1）工人师傅拉力的功率；
（2）动滑轮的重；
（3）若物重增大到2000N，则滑轮组的机械效率是多少？
【答案】（1）解：该滑轮组动滑轮上有两段绳子承载，整个过程克服摩擦力做功。绳端移动的速度
拉力做功的功率
答：工人师傅拉力的功率为60W
（2）解：根据F= ，动滑轮重力为G动=nF-f=nF-0.2G=2×150N-0.2×1000N=100N
答：动滑轮重力为100N；
（3）解：若物重增大到2000N，则此时物体与地面之间的摩擦力
绳端拉力
滑轮组的机械效率
答：滑轮组的机械效率为80％。
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）滑轮组绳子拉力的速度是物体移动速度的n倍关系；根据力和速度的乘积可以计算功率的大小；
（2）根据动滑轮上的拉力和动滑轮的重力，结合绳子股数，可以计算绳子上的拉力；结合拉力可以计算动滑轮重力；
（3）根据物体的重力可以计算摩擦力；结合动滑轮重力计算绳子拉力大小；利用对物体的力和总的拉力的比值计算滑轮组的机械效率。
20．（2021·贺州）在如图所示的电路中，电源电压 ，小灯泡L标有“4V、1.6W”的字样（电源电压和小灯泡的阻值均保持不变）， 为定值电阻，滑动变阻器标有 “20Ω 、1A”的字样，电流表A的量程为0~0.6A。求：
（1）小灯泡L的电阻 ；
（2）当开关 闭合 断开时，电压表的示数为4V， 工作5分钟消耗的电能；
（3）当开关 断开 闭合时，在电路安全的情况下，小灯泡电功率的变化范围。
【答案】（1）解：小灯泡的电阻为
答：小灯泡L的电阻 为10Ω
（2）解：当开关 闭合 断开时，电阻 与小灯泡L串联，电压表V测量的是小灯泡两端的电压 ，电阻 两端的电压
流过 的电流
工作5分钟消耗的电能
答： 工作5分钟消耗的电能为240J；
（3）解：当开关 断开 闭合时，小灯泡L与滑动变阻器串联。小灯泡的额定电流
滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表允许通过的最大电流为0.6A，灯泡允许通过的最大电流0.4A，此时电路允许通过的最大电流 ，小灯泡的最大功
当滑动变阻器阻值最大时，整个电路的电阻
此时通过小灯泡的最小电流
小灯泡的最小功率
答：小灯泡电功率的变化范围为 。
【知识点】欧姆定律及其应用；电功率的计算
【解析】【分析】（1）结合用电器的额定功率和额定电压，利用功率的变形公式求解用电器的电阻；
（2） 当开关S1断开 S2闭合时，小灯泡L与滑动变阻器串联，根据串联电路特点和欧姆定律求出电路电流，再利用公式W=UIt求解即可，U是用电器两端的电压，I是流过用电器的电流，t是用电器工作的时间；
（3） 当开关S1断开 S2闭合时，小灯泡L与滑动变阻器串联；电压一定时，电路中的电阻越大，电路的功率就越低；根据串联电路特点，求出电路中最小和最大电流，利用功率公式P=I2R求解功率范围变化。