挑战38 河南卷（河南近四年共30题）（解析版）-2022年中考物理真题《压轴挑战》分类汇编

年中考物理真题《压轴挑战》分类汇编（解析版）挑战38河南卷（河南近四年共30题）19、20、21、22年压轴题型统计：选择题填空题实验题计算与综合能力题合计电学综合254314力学综合804315其他综合01001合计1068630一．选择题（共10小题）1．（2022•河南）小明用透明塑料盒设计了一个昆虫标本观察器，如图所示。盒底上放标本，盒盖上嵌入一凸透镜。有焦距为5cm和10cm的两种凸透镜，为了在盒盖上方附近，通过凸透镜观察到标本正立、放大的像，凸透镜焦距f与盒高h选择合理的是（）A．f＝5cm、h＝10cm B．f＝10cm、h＝12cm C．f＝5cm、h＝12cm D．f＝10cm、h＝6cm【答案】D。【解答】解：为了在盒盖上方附近，通过凸透镜观察到标本正立、放大的像，物距应小于焦距，则只有D符合题意。故选：D。2．（2022•河南）两同学分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙，制成了A、B两支密度计，放入同一个盛有水的烧杯中，静止后如图所示。下列说法正确的是（）A．密度计A所受浮力较小 B．密度计B所受重力较小 C．两密度计底部所受水的压强相等 D．两密度计在水面处的刻度值不同【答案】A。【解答】解：A、由图可知，VA排＜VB排，由F浮＝ρ水V排g可知，FA浮＜FB浮，故A正确；B、两支密度计均漂浮在水面，则密度计受到浮力等于自身的重力，因为FA浮＜FB浮，所以GA＜GB，故B错误；C、由图可知，两密度计底部到水面的距离hA＜hB，由p＝ρgh可知，则两密度计底部所受水的压强pA＜pB，故C错误；D、密度计在水面处的刻度值为水的密度，所以两密度计在水面处的刻度值相同，故D错误。故选：A。3．（2022•河南）小丽在乒乓球比赛中获得一枚金牌，她想测出该金牌的密度。她先用天平测出金牌的质量m1，然后将金牌浸没到装满水的溢水杯中，溢出的水流入质量为m2的空烧杯中，测得烧杯和溢出水的总质量为m3。已知水的密度为ρ水，则金牌的密度为（）A．ρ水 B．ρ水 C．ρ水 D．ρ水【答案】B。【解答】解：金牌放在盛满水的溢水杯中，金牌的体积等于金牌溢出水的体积，由于知道空烧杯的质量m2，再知道烧杯和水的总质量m3，则烧杯中水的质量：m水＝m3﹣m2，烧杯中水的体积：V水＝。由于金牌的体积和溢出水的体积相等，所以金牌的体积：V＝V水＝＝，金牌的密度：ρ＝＝＝＝•ρ水。故选：B。4．（2020•河南）频闪照相是研究物体运动的重要手段之一，图所示的频闪照片记录了竖直下落的小球每隔相等时间的位置，不计空气阻力，在小球下落的过程中，下列说法正确的是（）A．小球的重力势能逐渐增大 B．小球的机械能逐渐减小 C．小球的重力在ab段做功比在cd段多 D．小球的重力在ab段做功比在cd段慢【答案】D。【解答】解：A、小球在下落过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小；故A错误；B、小球在整个下落过程中，由于不计空气阻力，机械能没有转化为内能，机械能守恒，所以小球的机械能不变；故B错误；C、小球的重力G不变，小球在ab段比cd段下落高度小，根据W＝Gh可知，小球的重力在ab段做功比在cd段少；故C错误；D、小球在ab段和cd段下降所用时间相同，又知在ab段比cd段重力所做的功少，根据P＝可知，重力在ab段做功比在cd段慢；故D正确。故选：D。5．（2019•河南）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【答案】A。【解答】解：由题意知，两容器中装有同种液体且液面相平，则液体的密度相同，深度也相同，根据p＝ρgh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。6．（2021•河南）（多选）如图，一方形容器置于水平面上，用竖直薄隔板将其分成左、右两部分，右侧部分横截面积是左侧的2倍，隔板底部有一小圆孔用薄橡皮膜封闭。左、右两侧分别注入两种不同液体，液面在图中位置时，橡皮膜恰好不发生形变。下列说法正确的是（）A．左、右两侧液体对橡皮膜的压强相等 B．左、右两侧液体对容器底的压力相等 C．左侧液体的密度小于右侧液体的密度 D．容器中左、右两侧液体的质量相等【答案】AC。【解答】解：A、液体压强的大小是通过橡皮膜的凸起体现出来的，左、右两侧分别注入两种不同液体，液面在图中位置时，橡皮膜恰好不发生形变，说明左、右两侧液体对橡皮膜的压强相等，故A正确；B、左、右两侧液体对橡皮膜的压强相等，而橡皮膜位于隔板底部，所以左、右两侧液体对容器底部的压强相等，右侧部分横截面积是左侧的2倍，根据p＝可得F＝pS，可知，左侧液体对容器底的压力小于右侧液体对容器底的压力，故B错误；C、左、右两侧液体对容器底部的压强相等，而左侧液体的深度大于右侧液体的深度，根据p＝ρgh可知，左侧液体的密度小于右侧液体密度，故C正确；D、由于隔板左、右两侧的形状都是长方体，容器对底部的压力等于液体的重力，左侧液体对容器底的压力小于右侧液体对容器底的压力，则左侧液体的重力小于右侧液体的重力，故左侧液体的质量小于右侧液体的质量，故D错误。故选：AC。7．（2020•河南）（多选）将两个完全相同的木块放入盛有甲、乙两种液体的相同容器中，木块静止时，两容器中液面相平，如图所示。下列说法正确的是（）A．木块在甲、乙两种液体中所受浮力相等 B．木块在乙液体中排开液体的质量较大 C．两容器中木块下表面受到的液体压强相等 D．两容器底部受到的液体压强相等【答案】AC。【解答】解：A、两个木块均漂浮，所以浮力等于重力，且木块完全相同，重力相同，故浮力相同，故A正确；B、木块受到的浮力相同，根据阿基米德原理，所以排开液体重力相等，根据m＝可知，木块排开液体质量也相等，故B错误；C、两木块上表面均未浸没，故下表面压力等于浮力，且下表面底面积相等，根据p＝可知，下表面液体压强相等，故C正确；D、两木块浮力相等，但甲液体中木块浸入的体积小于乙液体，根据F浮＝ρgV排可知，甲液体密度大于乙液体，当液面高度相同时，根据p＝ρgh可知，甲容器底部受到的液体压强大，故D错误。故选：AC。8．（2020•河南）（多选）在科学晚会上，小明所在的科技小组展示了一个“隔板推物”的节目，其原理如图所示：甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合电路，用手推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之摆动，对于这个过程，下列说法正确的是（）A．甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器 B．推动甲线圈摆动时电能转化为机械能 C．乙线圈随之摆动时机械能转化为电能 D．乙线圈摆动是因为通电导线在磁场中受力【答案】AD。【解答】解：推动甲线圈摆动的过程做切割磁感线运动，闭合的回路中有感应电流产生，是发电机的工作原理，工作时将机械能转化为电能；乙线圈随之摆动，乙线圈摆动的原理是通电导体在磁场中受力的作用，是电动机的工作原理，所以甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器，工作时将电能转化为机械能，故AD正确，BC错误。故选：AD。9．（2019•河南）（多选）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（不计绳重和摩擦）。以下说法正确的是（）A．拉力F的功率为 B．额外功为（2F﹣G）h C．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【答案】AB。【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：P＝＝，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：η＝＝＝，故C错误；D、根据η＝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。10．（2019•河南）（多选）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 B．R2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【答案】CD。【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R1换成阻值较小的电阻，则R2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R1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。二．填空题（共6小题）11．（2022•河南）在如图所示的电路中，电源电压不变，电阻R2的阻值为20Ω。闭合开关S，两电流表的示数分别为0.5A和0.2A，则电源电压为6V，电阻R1的阻值为30Ω。通电1min，该电路消耗的总电能为180J。【答案】6；30；180。【解答】解：（1）由电路图可知，闭合开关S，电阻R1、R2并联，电流表A、A1分别测量干路和电阻R1支路中的电流。因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和，所以电流表A的示数为0.5A，即干路中的电流为：I＝0.5A，电流表A1的示数为0.2A，即通过电阻R1的电流为：I1＝0.2A，通过电阻R2的电流为：I2＝I﹣I1＝0.5A﹣0.2A＝0.3A；电源电压：U＝U2＝I2R2＝0.3A×20Ω＝6V，（2）U1＝U＝6V，R1＝＝＝30Ω；（3）通电1min整个电路消耗的电能为：W＝UIt＝6V×0.5A×1×60s＝180J。故答案为：6；30；180。12．（2021•河南）如图为一款养生壶的电路简图，该壶有“加热”和“保温”两挡，电源电压为220V，电阻丝R1、R2的阻值分别为44Ω、356Ω。养生壶在“加热”挡工作时，电功率为1100W；现将壶内1kg的养生茶从20℃加热至75℃，加热过程中若不计热量损失，所需时间为210s；养生茶的内能增加是通过热传递的方式实现的。[已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）]【答案】1100；210；热传递。【解答】解：（1）分析电路可知，当S1闭合，S2闭合时，R2短路，只有R1接入电路；当S1闭合，S2断开时，R1与R2串联接入电路。由P＝可知，总电阻越小，电功率越大，所以当S2闭合后为加热挡，此时电功率：P＝＝＝1100W；（2）1kg的水从20℃加热至75℃吸收热量：Q＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（75℃﹣20℃）＝2.31×105J；若加热过程中不计热量损失，则所消耗的电能与水吸收的热量相等，即W＝Pt＝Q，可得：t＝＝＝210s；（3）养生茶吸收热量、内能增加，属于热传递。故答案为：1100；210；热传递。13．（2020•河南）如图所示的电路中，电阻R0为6Ω，电源电压不变。把“6V3W”的小灯泡接在AB间，CD间接电流表，闭合开关S，小灯泡正常发光，则电源电压为6V，电流表的示数为1.5A。如果把这个小灯泡接在CD间，AB间接电压表，闭合开关S，若灯丝电阻与正常发光时相同，则电压表的示数为2V。【答案】6；1.5；2。【解答】解：（1）灯泡接在AB之间，电路为并联电路，此时小灯泡正常发光，小灯泡两端的电压为6V，则电源电压为6V；（2）电流表接在CD之间，测量干路电流，根据欧姆定律可知，通过其中R0的电流为：I0＝＝＝1A；小灯泡正常发光，通过小灯泡的电流为：IL＝＝＝0.5A，则干路电流为：I＝I0+IL＝1A+0.5A＝1.5A；（3）改换电路后小灯泡和电阻R串联，电压表测量R0两端的电压；根据欧姆定律可知，小灯泡的电阻RL＝＝＝12Ω，在串联电路中，电压之比等于电阻之比，即：UR：UL＝R0：RL＝6Ω：12Ω＝1：2，且UR+UL＝6V，由此可得UR＝2V。故答案为：6；1.5；2。14．（2020•河南）在通常情况下，许多物质的密度、沸点、凝固点、比热容等都是稳定不变的。这些稳定不变的物理量既是物质的基本属性，也是自然界平衡与和谐的本质反映。假如这些物理量发生改变，我们生产、生活中的许多现象就会发生变化。请仿照示例，就任一物理量发生改变，提出一个相关的物理问题，并做出合理的猜想。【示例】问题：如果水的密度变小，轮船的吃水深度将如何变化？猜想：轮船的吃水深度将增加。问题：如果水的凝固点变低，会更容易结冰吗？。猜想：凝固点变低，冬天会更难结冰。【答案】如果水的凝固点变低，会更容易结冰吗？；凝固点变低，冬天会更难结冰。【解答】解：①问题：如果水的凝固点变低，会更容易结冰吗？猜想：凝固点变低，冬天会更难结冰。②问题：如果水的密度变大，人会更容易漂起来吗？猜想：水的密度变大，浮力变大，会更容易漂起来。故答案为：如果水的凝固点变低，会更容易结冰吗？；凝固点变低，冬天会更难结冰。15．（2019•河南）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2100W；若不计能量损失，这段时间内热水器中50L的水可升温1.2℃。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粗（选填“粗”或“细”）。[已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]【答案】2100；1.2；粗。【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：P＝＝＝2.1kW＝2100W。（2）电热水器消耗的电能：W′＝Pt＝2100W×120s＝2.52×105J，水的体积V水＝50L＝0.05m3，由ρ＝可得，水的质量：m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×0.05m3＝50kg；因为不计能量损失，所以水吸收的热量：Q吸＝W′＝2.52×105J，由Q＝cm△t得，水升高的温度：△t＝＝＝1.2℃。（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。16．（2019•河南）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：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；若将磁场方向改为垂直纸面向外，重复上述操作，杆将沿逆时针（选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动。【答案】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。【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。三．实验探究题（共8小题）17．（2022•河南）在探究杠杆平衡条件的实验中：（1）将装置放在水平桌面上，静止时如图1所示。为了使杠杆在水平位置平衡，应将螺母向右（选填“左”或“右”）调节。（2）实验中，在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，第1、2次杠杆平衡时的数据已填入表格。图2是第3次杠杆平衡时的情景，此次杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据①为1.0，②为0.15。实验次数动力F1/N动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m12.50.220.25220.151.50.231.50.1①②（3）分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件：F1L1＝F2L2。（4）某小组对实验过程交流、讨论后，按图3所示又进行了实验。老师肯定了他们的做法，并指出，用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍性，因为这样做改变了拉力的力臂。在测量拉力F的力臂时，小组内有不同的意见，你认为拉力的力臂应为OB（选填“OA”“OB”或“AB”）。【答案】（1）右；（2）1.0；0.15；（3）F1L1＝F2L2；（4）拉力的力臂；OB。【解答】解：（1）实验前，发现杠杆左端下沉，说明杠杆的重心在支点左侧，要使其在水平位置平衡，应将杠杆平衡螺母向右调节，直到杠杆在水平位置平衡；（2）由图2可知，杠杆左端挂了3个钩码，钩码在两格处，右端挂了两个钩码，位置在3格处，结合表中数据可知，两格处的力臂是0.1m，因此3格处的力臂为0.15m，故①为1.0，②为0.15；（3）根据表中数据可知，杠杆的平衡条件为F1L1＝F2L2；（4）力臂不一定是支点到力作用点的距离，用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍性，因为这样做改变了拉力的力臂，使力臂与杠杆不重合；从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂，因此拉力的力臂应为OB。故答案为：（1）右；（2）1.0；0.15；（3）F1L1＝F2L2；（4）拉力的力臂；OB。18．（2022•河南）在测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率实验中，电源是三节新干电池。（1）请用笔画线代替导线，将图1的电路连接完整。（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于左（选填“左”或“右”）端。（3）闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光，读出电流表示数，可测得额定功率。（4）继续移动滑片，电压表示数如图2所示，为2.2V，此时电流表示数为0.24A，小灯泡的实际功率为0.528W。为了研究小灯泡发光情况与电功率的关系，除了表中记录的电表示数和电功率，还需要增加记录的内容是灯泡的亮度。实验次数电压U/V电流I/A电功率P/W12.50.2620.2432.80.28（5）分析实验数据可以发现，小灯泡两端的电压越高，它的实际功率越大。（6）完成上述实验后，某小组设计了图3所示的电路，用原来的电源和电压表测量原小灯泡的额定功率。方案如下：①把定值电阻R0接入电路，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光；②保持滑片位置不变，将电压表改接在R0两端，读出电压表示数；③算出小灯泡的额定功率。现有阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，为了能测出小灯泡的额定功率，结合题中的数据分析，定值电阻R0应选5Ω的。【答案】（1）如图所示；（2）左；（3）2.5；（4）2.2；0.528；灯泡的亮度；（5）越大；（6）5。【解答】解：（1）滑动变阻器与小灯泡串联，电压表与小灯泡并联，因为灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表应选0～3V的量程，滑动变阻器采用“一上一下”的原则接线，如图所示：；（2）为了保护电路，闭合开关实验前，应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，由图知，滑片右侧电阻丝接入电路，所以滑片应移到阻值最大的左端；（3）灯在额定电压下正常发光，因此闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光；（4）因为电压表选用小量程，由图2可知，电压表的分度值为0.1V，示数为2.2V，灯泡的实际功率：P实＝U实I实＝2.2V×0.24A＝0.528W；研究小灯泡发光情况与电功率的关系时需要比较灯泡的亮度与灯泡的电功率，因此表中还需要增加记录的内容为灯泡的亮度；（5）由表中数据可知，灯泡两端的电压增大，通过灯泡的电流也增大，由P＝UI可知，电压和电流都增大时，电功率增大，说明小灯泡两端的电压越高，它的实际功率越大；（6）电源为3节新干电池组成，电源电压为4.5V，灯泡正常发光时电流为I＝0.26A，由串联电路的电压特点可知，定值电阻和滑动变阻器两端的总电压：U'＝U﹣U额＝4.5V﹣2.5V＝2V，由欧姆定律可知，定值电阻和滑动变阻器的总电阻：R'＝＝≈7.7Ω＜10Ω，因此定值电阻R0应选5Ω，此时定值电阻R0两端的电压：U0＝IR0＝0.26A×5Ω＝1.3V，故R0＝5Ω能满足测量要求。故答案为：（1）如图所示；（2）左；（3）2.5；（4）2.2；0.528；灯泡的亮度；（5）越大；（6）5。19．（2021•河南）在“探究影响浮力大小的因素”实验中，同学们根据生活经验，提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想：①与物体浸入液体中的深度有关；②与物体排开液体的体积有关；③与液体的密度有关。（1）请你写出能够支持猜想③的一个生活现象：种子在盐水中漂浮（悬浮），在清水中沉底。（2）进行探究时，实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示。其中序号b中物体P所受浮力大小为1.4N。（3）分析a、c、d三次实验，可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关（选填“有关”或“无关”）；分析a、b、c（或a、b、d）三次实验，可知浮力大小与物体排开液体的体积有关；分析a、d、e三次实验，可知在物体排开液体的体积一定时，液体密度越大，物体受到的浮力越大（选填“越大”或“越小”）。（4）本实验不仅可以探究影响浮力大小的因素，从实验数据还可求出物体P的密度为2.4×103kg/m3。（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）【答案】（1）种子在盐水中漂浮（悬浮），在清水中沉底；（2）1.4；（3）无关；a、b、c（或a、b、d）；越大；（4）2.4×103。【解答】解：（1）种子在盐水中漂浮（悬浮），在清水中沉底，由此说明浮力大小与液体的密度有关；（2）物体在空气中时弹簧测力计示数4.8N，图b在水中时弹簧测力计的示数为3.4N，则物体在水中所受浮力F浮＝G﹣F＝4.8N﹣3.4N＝1.4N；（3）a、c、d三次实验中，浸没的深度不同，弹簧测力计的示数相同，说明物体受到的浮力也相同，因此结论是浸没在液体中的物体所受的浮力大小与深度无关；要得出浮力大小与物体排开液体的体积有关的结论，应控制液体的密度相同，改变排开液体的体积，所以应分析a、b、c（或a、b、d）三次实验；由图可知，a、d、e三次实验，弹簧测力计示数不同，受到的浮力不同，即浮力大小与液体的密度有关；且在物体排开液体的体积一定时，液体密度越大，物体受到的浮力越大；（4）由图a、c所示实验可知，物体P浸没在水中时受到的浮力：F浮′＝G﹣Fc＝4.8N﹣2.8N＝2N；由F浮＝ρ水gV排得物体P的体积：V＝V排＝＝＝2×10﹣4m3；物体P的质量m＝＝＝0.48kg，物体P的密度ρ＝＝＝2.4×103kg/m3。故答案为：（1）种子在盐水中漂浮（悬浮），在清水中沉底；（2）1.4；（3）无关；a、b、c（或a、b、d）；越大；（4）2.4×103。20．（2021•河南）为测量一定值电阻的阻值，某实验小组选用的实验器材有：待测电阻Rx、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。（2）小组设计了一个记录与处理数据的表格，请将如表中①②处的内容填写完整。实验次数①电压U/V②电流I/A电阻R/Ω123（3）某次测量时，电压表示数为2.5V，电流表指针位置如图乙所示，则电流表示数为0.5A，本次测得Rx的阻值为5Ω。（4）本实验进行了多次测量，其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是A（填字母代号）。A.用刻度尺测量铅笔的长度B.测量小灯泡的电阻C.测量小灯泡的电功率（5）他们又对实验进行了拓展，利用电源（电压未知且恒定不变）、阻值已知为R0的定值电阻、电压表、开关等器材，设计了如图丙所示的电路，也测出了Rx的阻值，请你完成下列实验步骤：①闭合开关S1，断开S2，读出电压表的示数U1；②闭合开关S1、S2，读出电压表的示数U2；③待测电阻的阻值Rx＝（用已知量和测得量的字母表示）。【答案】（1）见上图；（2）电压U/V；电流I/A；（3）0.5；5；（4）A；（5）闭合开关S1、S2；。【解答】解：（1）将滑动变阻器、定值电阻、电流表开关串联在电路中，电压表与定值电阻并联，滑动变阻器一上一下的串联在电路中，因为电源为两节电池，电压为3V，所以电压表的量程为0﹣3V，根据图乙知电流表选用0﹣0.6A的量程，如下图所示：（2）根据R＝知表中①②处的内容应该为电压U/V和电流I/A；（3）当电压表示数为2.5V时，由图乙知电流表的量程为0﹣0.6A，分度值为0.02A，示数为0.5A，由欧姆定律I＝知待测电阻为：Rx＝＝＝5Ω；（4）本实验进行了多次测量，其目的是减小误差；A.用刻度尺测量铅笔的长度时多次测量求平均值减小误差，故A符合题意；B.测量小灯泡的电阻时多次测量找出电阻与温度的规律，故B不符合题意；C.在测量小灯泡的电功率时，测量多组对应的电压和电流值，利用P＝UI得到多个功率，总结灯泡亮度与功率大小的关系，故C不符合题意；故选：A；（5）分析图丙的电路可知：只闭合S1时，电路为断路，电压表测量电源电压，示数为U1，再闭合开关S2，R0与RX串联，电压表测R0两端的电压U2；根据串联电路电流的规律：IX＝I，根据串联电路电压的规律和欧姆定律有：＝，所以待测电阻的阻值为：RX＝。故答案为：（1）见上图；（2）电压U/V；电流I/A；（3）0.5；5；（4）A；（5）闭合开关S1、S2；。21．（2020•河南）某实验小组探究电流与电压和电阻的关系。实验中电源电压恒为3V，滑动变阻器最大阻值为20Ω。（1）他们先用5Ω的定值电阻探究电流与电压的关系，实验电路图如图所示。①请根据图1的电路图把图2的实物电路连接完整。②连接完毕后，小丽建议要对电路进行检查后再闭合开关，请你提出其中一项需要检查的内容：滑动变阻器是否在最大阻值处。③检查完毕后，闭合开关，调节滑动变阻器，记录了5组数据。测第6组数据时，电压表的示数为2.6V，电流表的示数如图3所示。请在图4的坐标系中描绘出第6组数据对应的点，并根据描出的6个数据点画出定值电阻的I﹣U图像。④分析I﹣U图像可得出结论：在电阻一定时，电流与电压成正比。⑤为了使结论具有普遍性，还应进行的操作是：更换阻值不同的定值电阻进行多次实验。（2）接着他们在原有5Ω定值电阻的基础上，又准备了阻值为10Ω、15Ω、20Ω的三个定值电阻，以探究电压一定时电流与电阻的关系。为了控制电压不变，每次更换定值电阻后需要调节滑动变阻器，使定值电阻两端的电压达到相同的值。这个电压控制在多少合适呢？实验小组的同学分别提出了0.5V、1V和2V三个电压值，为使实验顺利进行，大家进行了分析与讨论，你认为应选这三个电压值中的2V。【答案】（1）①如上图1所示；②滑动变阻器是否在最大阻值处；③如上图2所示；④电流与电压成正比；⑤更换阻值不同的定值电阻进行多次实验（2）2。【解答】解：（1）①根据电路图，变阻器左下接线柱连入电路中，电源电压为3V，故电压表选用小量程与电阻并联，如下图1所示：②连接完毕后，小丽建议要对电路进行检查后再闭合开关，其中一项需要检查的内容：滑动变阻器是否在最大阻值处；③检查完毕后，闭合开关，调节滑动变阻器，记录了5组数据。测第6组数据时，电压表的示数为2.6V，电流表的示数如图3所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.52A，在坐标系中描绘出第6组数据对应的点，并根据描出的6个数据点画出定值电阻的I﹣U图像，如下所示；④因电流随电压的变化图像为过原点的直线，根据图像可知，当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比；⑤为了使实验结论具有普遍性，我们应该更换阻值不同的定值电阻，多次实验；（2）由串联电路的规律及分压原理有：＝，方程左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器连入电路的电阻最大时，对应的定值电阻应最大，此时，电阻的电压最小：＝，电阻的最小电压为UV＝1.5V，根据题意，故定值电阻只能选择2V的电压保持不变。故答案为：（1）①如上图1所示；②滑动变阻器是否在最大阻值处；③如上图2所示；④电流与电压成正比；⑤更换阻值不同的定值电阻进行多次实验（2）2。22．（2020•河南）河南素有“中原粮仓”之称。随着农业机械化水平的提高，收割机已成为我省收割小麦的主要工具。（1）收割过程中，空气中弥漫着成熟的麦香味，这是由于分子在不停地做无规则运动。收割机的四冲程柴油发动机工作时，内能转化为机械能的是做功冲程。（2）为了防止对耕地过分压实影响秋作物的播种，收割机对耕地的压强一般不超过80kPa．已知空载收割机的质量为1000kg，轮胎与耕地的总接触面积始终为0.2m2，则收割机储粮仓中的小麦不能超过多少千克？（g取10N/kg）（3）若收割机的收割宽度为2m，如图所示。正常收割时前进的速度为1m/s，则每小时收割小麦多少亩？1m2＝0.0015亩，不考虑收割机调头及卸粮时间。（4）为了交通安全，禁止在公路上晒粮，请用摩擦力的知识解释在公路上晒粮的危害。【解答】解：（1）空气中弥漫着成熟的麦香味，这是由于分子在不停地做无规则运动；柴油发动机工作时，在做功冲程中将内能转化为机械能；（2）根据p＝可知，收割机对水平面的最大压力即最大总重力为：G＝F＝pS＝80000Pa×0.2m2＝16000N；则收割机的最大总质量为：m＝＝＝1600kg；粮仓中小麦的最大质量为：m'＝m﹣m收割机＝1600kg﹣1000kg＝600kg；（3）根据v＝可知，收割机在1小时内通过的路程为：s＝vt＝1m/s×3600s＝3600m；已知收割机的收割宽度为2m，则收割的面积为：S′＝sh＝3600m×2m＝7200m2＝7200×0.0015亩＝10.8亩；（4）在公路上晒粮食时，汽车在普通路面行驶与在麦粒上行驶相比，刹车时，变滑动摩擦为滚动摩擦，摩擦力减小，汽车不易停下，制动距离增大，容易发生车祸。答：（1）无规则运动；做功冲程；（2）粮仓中的小麦不能超过600千克；（3）每小时收割小麦10.8亩；（4）在公路上晒粮食时，汽车在普通路面行驶与在麦粒上行驶相比，刹车时，变滑动摩擦为滚动摩擦，摩擦力减小，汽车不易停下，制动距离增大，容易发生车祸。23．（2020•河南）在家电博览会上，小亮家买了一款标有“220V3000W”的电热水器。（1）电热水器中的电热管工作时利用的是电流的热效应。智能化遥控器通过红外线对热水器进行温度控制，红外线是不可见（选填“可见”或“不可见”）光。（2）大功率家用电器需要使用专用插座，插座的常用规格有10A和16A两种，通过计算说明该电热水器应选用哪种规格的插座。（3）已知该电热水器的加热效率为90%，求它正常工作时把30L水从20℃加热到47℃需要的时间。[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。【解答】解：（1）电热水器中的电热管工作时利用的是电流的热效应；智能化遥控器通过红外线对热水器进行温度控制，红外线是不可见光；（2）标有“220V3000W“的电热水器，表示电热水器的额定电压为220V，额定功率为3000W，根据P＝UI，电热水器的额定电流为：I＝＝≈13.64A，故该电热水器应选用16A规格的插座；（3）满箱水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×30×10﹣3m3＝30kg，水从20℃加热到47℃所需吸收热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×30kg×（47℃﹣20℃）＝3.402×106J，η＝＝，加热所需时间：t＝＝＝1260s。答：（1）热；不可见（2）该电热水器应选用16A的插座；（3）正常工作时把30L水从20℃加热到47℃需要的1260s。24．（2019•河南）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“20Ω2A”，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10Ω、20Ω的定值电阻R0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1.05W。实验次数物理量12345电压/V1.01.52.02.53.0电流/A0.240.320.380.44电功率/W（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增大。根据数据还可判断出，小聪在实验中选用的是R0＝10Ω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“0～15V”，请将以下实验步骤补充完整。①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为5.5V；②滑片不动，再将开关S1，拨至“2”，读出电压表示数为U0；③小灯泡的额定功率：P额＝U额•。（用U额、U0、R0表示）若步骤②中，在将开关S1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偏小（选填“偏大”或“偏小”）。【答案】（1）如上图所示；（2）1.05；（3）增大；10；（4）①5.5V；③U额•；偏小。【解答】解：（1）由P＝UI得，小灯泡的额定电流约为：I＝＝＝0.48A＜0.6A，所以，电流表选择0﹣0.6A的量程；灯泡、R0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R0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：R总＝＝≈18.2Ω＜20Ω，因R总＝RL+R0+R滑，已知定值电阻R0的阻值为10Ω或20Ω，故小聪在实验中选用的是R0＝10Ω。（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，①闭合开关S，将开关S1拨至“1”，小灯泡、R0和滑动变阻器串联，电压表测R0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：UV＝U﹣U额＝8V﹣2.5V＝5.5V。②滑片不动，再将开关S1拨至“2”，电压表测R0两端的电压U0，此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流：I额＝。③小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝U额•。将开关S1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R0两端的电压U0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）①5.5V；③U额•；偏小。四．计算与综合能力题（共6小题）25．（2021•河南）电动清扫车以其环保、高效等优点，在创建卫生城市中大显身手。如图为一电动清扫车正在工作时的情景。（1）电动清扫车的主要部件是电动机，其工作原理是通电线圈在磁场中受力转动；清扫过程中，驾驶员相对于清扫车是静止（选填“静止”或“运动”）的。（2）清扫车停在水平路面上，总质量为800kg，清扫刷与路面不接触，轮胎与路面总接触面积为0.04m2，车对路面的压强为多少？g取10N/kg。（3）清扫车完成任务后，在平直道路上以5m/s的速度匀速直线行驶，经10min到达垃圾处理站，行驶过程中车所受阻力大小恒为400N，则牵引力做的功为多少？【解答】解：（1）电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的；清扫过程中，驾驶员相对于清扫车的位置没有发生改变，因此驾驶员相对于清扫车是静止的；（2）清扫车停在水平路面上，对水平路面的压力：F压＝G＝mg＝800kg×10N/kg＝8000N，车对路面的压强：p＝＝＝2×105Pa；（3）由v＝可得，清扫车10min内通过的路程：s＝vt＝5m/s×10×60s＝3000m，由于清扫车做匀速直线运动，所以牵引力和阻力是一对平衡力，即F＝f＝400N，牵引力做的功：W＝Fs＝400N×3000m＝1.2×106J。答：（1）通电线圈在磁场中受力转动；静止；（2）车对路面的压强为2×105Pa；（3）牵引力做的功为1.2×106J。26．（2021•河南）小聪利用光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图所示。工作电路中有两盏规格均为“220V44W”的灯泡L，天暗时灯自动发光，天亮时灯自动熄灭。控制电路中电源电压U恒为6V，定值电阻R0为200Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（光照强度E的单位为lx，光越强光照强度越大）之间存在一定关系，部分数据如表所示。电磁铁的线圈电阻忽略不计，当天色渐暗，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路的照明系统。试问：光照强度E/lx1.02.03.04.05.0光敏电阻R/Ω12060403024（1）随着光照强度减小，光敏电阻R的阻值增大（选填“增大”或“减小”），电磁铁的磁性减弱（选填“增强”或“减弱”），当光照强度减小到一定值时，衔铁会被释放（选填“吸下”或“释放”），照明系统启动。（2）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是多少？（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为多少？此时光照强度为多少？【解答】解：（1）由自动草坪灯的工作原理电路图可知，照明系统启动时衔铁应该被释放，此时电磁铁的磁性应减弱，控制电路的电流应减小，控制电路的总电阻应变大，即光敏电阻R的阻值应增大，则随着光照强度减小，光敏电阻R的阻值增大，电磁铁的磁性减弱，当光照强度减小到一定值时，衔铁会被释放，照明系统启动；（2）由P＝UI可得，每盏灯泡正常发光时通过的电流：IL＝＝＝0.2A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流：I总＝2IL＝2×0.2A＝0.4A；（3）由表格数据可知，光照强度E和光敏电阻R的阻值的关系为RE＝120Ω•lx不变，照明系统恰好启动时，控制电路的电流I＝0.02A，由I＝可得，控制电路的总电阻：R总＝＝＝300Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，光敏电阻R的阻值：R＝R总﹣R0＝300Ω﹣200Ω＝100Ω，此时光照强度：E＝＝1.2lx。答：（1）增大；减弱；释放；（2）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是0.4A；（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为100Ω，此时光照强度为1.2lx。27．（2019•河南）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，电能转化为化学能；行驶时，电动机提供动力，其工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。（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动能较大，以减小行车危险。【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＝1.8×104s，充满电后蓄电池储存的电能：W电＝Pt＝100W×1.8×104s＝1.8×106J。（3）由题意知，克服阻力做的功：W＝ηW电＝75%×1.8×106J＝1.35×106J。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：f＝G总＝×1200N＝30N，由W＝fs得，电动车行驶的路程：s＝＝＝4.5×104m＝45km，由v＝得，电动车最多能行驶的时间：t′＝＝＝1.8h。（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1.8×106J；（3）车最多能行驶1.8小时；（4）动能。28．（2019•河南）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R0＝10Ω，R1为一竖直固定光滑金属棒，总长40cm，阻值为20Ω，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R1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100cm2