2024年贵州省黔东南州剑河四中中考物理模拟试卷（四）

2024年贵州省黔东南州剑河四中中考物理模拟试卷（四）一、选择题：本题共8个小题，每小题3分，共24分。第1～6题为单项选择题，第7、8题为多项选择题，在每题给出的四个选项中，至少有两项是符合题目要求的，全选对的得3分，选对但不全得1分，选错或不选得0分。1．（3分）下列物理量与能直接测量该物理量的仪器，对应关系正确的（）A．速度—机械停表 B．电阻—电压表 C．电功—电能表 D．质量—弹簧测力计2．（3分）2024年4月30日，国产大飞机C919在贵阳机场试飞，贵州人将有机会坐上国产大飞机外出旅行，C919飞机采用碳纤维材料减轻机身质量，因为碳纤维材料具有较小的（）A．弹性 B．密度 C．硬度 D．导热性3．（3分）请你用物理学的准确用语来“翻译”生活用语，有利于我们把握事物的本质。“男高音”、“女低音”，这里的“高”与“低”指的是（）A．音调高低 B．音色好坏 C．响度大小 D．声速大小4．（3分）2024年2月20日，西安城区迎来冻雨天气。当地面温度低于0℃时，下雨之后雨滴落在树叶、地面、车上，很快就凝结成冻雨。下列现象与冻雨涉及的物态变化相同的是（）A．春天雾绕群 B．夏天雨笼山 C．冬天冰封河 D．秋天霜打枝5．（3分）电流的磁效应被发现后，科学家笃信自然力的统一，以逆向的思想，开始在磁生电的研究中进行艰辛的探索。下列科学家与其重要发现对应正确的是（）A．法拉第——电磁感应现象 B．奥斯特——电流的热效应 C．安培——通电导体周围存在磁场 D．焦耳——磁场对通电导体的作用6．（3分）人们将传统的汽车后视镜换成电子摄像头，将车辆周围的路况成像在车内的显示屏上，如图所示，司机通过显示屏即可了解车辆周围的情况。关于这项技术叙述正确的是（）A．摄像头利用光的反射成像 B．显示屏可以面向任意方向安装 C．物体通过摄像头成缩小的虚像 D．后车超车时司机通过显示屏看到后车的像逐渐变大（多选）7．（3分）生活中，我们经常看到如图所示的起重机在工作，它可以将很重的物体吊起并放到适当的地方，下列说法正确的有（）A．起重机的起重臂相当于省力杠杆 B．起重机钢绳下的动滑轮是为了省力 C．起重机工作时，放下支脚是为了减小压强 D．起重臂水平转动的过程中，它也对重物做了功（多选）8．（3分）某款养生锅具有加热和保温两挡，额定电压为220V，图甲是其电路原理图，S0为温控开关，R1、R2为电热丝（阻值不变）。某次养生锅在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图象如图乙所示，下列说法正确的是（）A．当S和S0都闭合时，养生锅处于加热状态 B．R1的阻值为400Ω C．加热状态和保温状态的电路总电流之比为11：1 D．P﹣t图象与坐标轴围成的面积表示电功二、填空题（本题4个小题、每空2分，共10分）9．（2分）古代人们利用阳光下物体影子的变化规律制成日晷仪、利用水的流动规律制成水钟，这些计时工具都是根据自然界物体规律发明的。10．（2分）网红“木桶鱼”是在木桶里放入高温的鹅卵石，再加入调制好的汤和鱼，鹅卵石放热使汤沸腾，若质量为1kg的鹅卵石从300℃降到100℃，则放出的热量为J。[鹅卵石的比热容取0.8×103J/（kg・℃）]11．（4分）随着时代的进步，轿车的车速和性能有了较大提升，某娇车如图所示，它的质量是1.6t，每个轮子与地面的接触面积是0.02m2（1）求它空载时，静止在地面上受到的压强（取g＝10N/kg）。（2）当轿车高速行驶时，对地面的压力会（选填“不变”“变大”“变小”）12．（2分）如图甲所示，电源两端电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，电压表的量程为0～15V。电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示。则电源两端的电压为V。三、作图题（本题3个小题、每题2分，共6分）13．（2分）请用笔画线代替导线将图中的实物电路连接完整。（要求：灯泡L1和L2串联，电压表测量灯泡L2两端的电压，导线不能交叉）14．（2分）如图所示，一小木块放置在水平向右做匀速直线运动的平板小车右端，请在图中画出当小车突然做减速运动时木块所受力的示意图。（O点是力的作用点）15．（2分）如图甲所示，在杯子的底部竖直固定着一根杆，杆的顶部固定着一个重力为G的物体。现向杯中缓慢注水，t1时刻水面刚好与物体下表面接触，t2时刻水面刚好与物体的上表面齐平，t3时刻水刚好从杯口溢出。已知物体的密度小于水的密度。请在乙图的坐标图中画出物体对竖直杆的作用力随时间变化的大致图象。四、简答题（本题共2个小题，每小题3分，共6分）16．（3分）2023年12月19日，某地发生“一台电磁炉烧毁一栋楼”的惨痛事故，再一次为我们敲响了警钟。按照国家规定的标准，空调、电暖气等大功率用电器使用的电源连接线不能过长，请结合所学的知识解释这样规定的原因。17．（3分）趣味蹦床可以有效锻炼小朋友的平衡能力。如图所示，小华离开蹦床上升过程中，经过A点（动能为E1）后到达最高点B，从B点下落时，再次经过A点（动能为E2）。不计空气阻力，请回答：（1）从A上升到B的过程中，小华的重力势能如何变化？（2）E1和E2的大小关系，并说明判断依据。五、实验与科学探究题（本题3个小题，第18题8分，第19、20题各10分，共28分）（每空2分）18．（8分）在探究“凸透镜成像特点与物距的关系”之后，小明想要进一步探究“凸透镜成像特点与焦距的关系”。他利用光具座、光屏、“F”光源、焦距为10cm和20cm的凸透镜各一个进行了如下实验：（1）小明选用焦距为10cm的凸透镜进行组装，调整物距为30cm。安装好的装置如图所示，则在实验开始前，最应该调整的器材是；（2）完成调整后，打开F光源，当他在向右调整光屏的过程中，发现光屏上的像越来越模糊，则此时他应该将光屏向调节；通过多次调节后，光屏上出现了一个倒立缩小的像，则这个像是（选填“实”或“虚”）像；（3）小明保持物距不变，用焦距为20cm的凸透镜替换原来的凸透镜，向右移动光屏后，在光屏上得到一个倒立放大的像。于是他得出结论：当物距一定时，凸透镜的焦距越大，所成的像越大，且像距也越大。你认为他通过这一探究过程所得出的结论是否可信？，理由是：。19．（10分）小明探究“通过导体的电流与电压的关系”时，电路如图所示。（1）由图甲可知，电压表与定值电阻R的连接方式是联。根据滑片位置判断，此时（选填“可以”或“不可以”）直接闭合开关进行实验；（2）闭合开关S，小明发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，则故障原因可能是；（3）排除故障后，闭合开关调节滑动变阻器，并记录电流表与电压表的示数，得到几组实验数据，如表格所示。分析表中实验数据可得结论：当电阻一定时，电流与电压成，理由：；序号电压表V1的示数U1/V电流表A的示数I/A11.00.122.00.233.00.3（4）小沐同学建议小明再用其他规格的定值电阻重复上述实验。请对此建议的科学性进行评估：。20．（10分）小鹏发现生活中船靠岸时，常常将缆绳缠绕在码头的立柱上，可为什么缆绳要缠绕很多圈呢？那么“绕在固定圆棒上的绳子受到的滑动摩擦力大小与哪些因素有关？”他作出猜想如下：猜想①：可能与缆绳缠绕圈数有关猜想②：可能与立柱的材质有关小鹏用钩码、弹簧测力计、绳子、粗糙程度相同材质不同的圆棒进行实验。如图1所示，将绳子缠绕在固定的圆棒上，绳子一段挂上钩码，将弹簧测力计系在绳子的另一端，拉动绳子使之匀速上升并记下弹簧测力计的读数填入表中。实验序号圆棒材质缠绕圈数弹簧测力计示数a橡胶10.7Nb橡胶21.6Nc橡胶34.1Nd玻璃11.2Ne玻璃24.0N（1）当钩码匀速上升时，绳子受到的摩擦力方向（选填“向上”或“向下”）。（2）分析序号a、b、c的三次实验数据，可以得出：圆棒的粗糙程度相同时，绳子缠绕的圈数越多，缠绕在固定圆棒上的绳子受到的摩擦力（选填“越大”或“越小”）。（3）探究猜想②时，小鹏通过a、d和b、e两次实验数据得出：在其他条件相同时，绳子受到的摩擦力与立柱材质有关。且材料越柔软摩擦力越大，你认为这一结论是否可靠；理由是。（4）如图2所示为了牢牢的将船拴住，现在很多码头使用铁做成如图所示的双立柱来绕绳，请结合上述实验说明这样设计是否合理；理由：。六、综合应用题（本题2个小题，第21题8分，第22题8分，共16分）21．（8分）小明学习了电学知识后，在家自制了一盏调光灯，他选用了标有“2.5V0.5W”的小灯泡，电源电压恒为4.5V，组成如图电路。小明闭合开关后，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光。请通过计算回答：（1）小灯泡正常发光时的电流是多少安？（2）此时滑动变阻器接入电路的电阻是多少欧？（3）小灯泡正常发光1min整个电路消耗的电能是多少焦？22．（8分）为避免雨天路上的积水流进地下停车场，小宁设计了自动控制装置—浮体式拦水坝，其工作原理如图所示，当路面积水上升没过上行缓坡，水从进水口进入蓄水池，水位上升到C点时浮体式拦水坝开始向上浮起；当路面积水下降，单向阀门左侧液体压强大于右侧液体压强时，蓄水池中的水就会通过单向阀门（水只能从左向右流动）沿排水管道排出，最终使浮体式拦水坝下降到蓄水池底部。（g取10N/kg，）（1）若浮体式拦水坝的质量为9kg，则它所受的重力为多大；（2）当蓄水池中的水深度为0.2m时，水对蓄水池底部的压强为多大；（3）A、B两点分别固定有金属块在蓄水池侧壁，当水位到达A点时系统将自动响铃报警，请说明其工作原理；（4）请判断浮体式拦水坝从开始下降到蓄水池中的水位降到C点的过程中所受浮力的变化情况，并用所学物理知识加以解释。

2024年贵州省黔东南州剑河四中中考物理模拟试卷（四）参考答案与试题解析一、选择题：本题共8个小题，每小题3分，共24分。第1～6题为单项选择题，第7、8题为多项选择题，在每题给出的四个选项中，至少有两项是符合题目要求的，全选对的得3分，选对但不全得1分，选错或不选得0分。1．（3分）下列物理量与能直接测量该物理量的仪器，对应关系正确的（）A．速度—机械停表 B．电阻—电压表 C．电功—电能表 D．质量—弹簧测力计【分析】结合常用测量仪器的测量对象分析。【解答】解：A．机械停表是测量时间的工具，故A不符合题意；B．电压表是测量电压的仪表，故B不符合题意；C．电能表是测量用电器消耗电能即电功的仪表，故C符合题意；D．弹簧测力计是测量力的大小的工具，故D不符合题意。故选：C。【点评】此题考查了测量仪器的认识，属于基础知识。2．（3分）2024年4月30日，国产大飞机C919在贵阳机场试飞，贵州人将有机会坐上国产大飞机外出旅行，C919飞机采用碳纤维材料减轻机身质量，因为碳纤维材料具有较小的（）A．弹性 B．密度 C．硬度 D．导热性【分析】体积一定的物体，密度越小，质量越小，据此分析即可解答。【解答】解：碳纤维材料具有较小的密度，在飞机的体积一定时，采用碳纤维材料可以减轻机身的质量，弹性好、硬度大、导热性好都不能减小飞机的质量，故B正确，ACD错误。故选：B。【点评】本题考查了对密度的应用，属基础题，难度不大。3．（3分）请你用物理学的准确用语来“翻译”生活用语，有利于我们把握事物的本质。“男高音”、“女低音”，这里的“高”与“低”指的是（）A．音调高低 B．音色好坏 C．响度大小 D．声速大小【分析】音调是声音的高低，由物体振动的频率决定，频率越高，音调越高，频率越低，音调越低。【解答】解：“男高音”“女低音”，这里的“高、低”指的是声音的音调。故选：A。【点评】本题主要考查学生对：乐音三个特征的了解和掌握，是一道基础题。4．（3分）2024年2月20日，西安城区迎来冻雨天气。当地面温度低于0℃时，下雨之后雨滴落在树叶、地面、车上，很快就凝结成冻雨。下列现象与冻雨涉及的物态变化相同的是（）A．春天雾绕群 B．夏天雨笼山 C．冬天冰封河 D．秋天霜打枝【分析】物质由固态变为液态的过程叫熔化，物质熔化吸热；由液态变为固态的过程叫凝固，物质凝固放热。【解答】解：水滴进入近地面温度低于0℃的冷气层时，它们会迅速放热并凝固成冰，形成冻雨；A、春天雾绕群，是空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴，属于液化，故A错误；B、夏天雨笼山，是空气中的水蒸气遇冷液化成雨，属于液化，故B错误；C、冬天冰封河是水凝固而成的，故C正确；D、秋天霜打枝，是水凝华而成的，故D错误。故选：C。【点评】本题主要考查了凝固的物态变化过程，属于基础题。5．（3分）电流的磁效应被发现后，科学家笃信自然力的统一，以逆向的思想，开始在磁生电的研究中进行艰辛的探索。下列科学家与其重要发现对应正确的是（）A．法拉第——电磁感应现象 B．奥斯特——电流的热效应 C．安培——通电导体周围存在磁场 D．焦耳——磁场对通电导体的作用【分析】根据对物理规律及科学家主要贡献的掌握分析答题。【解答】解：A、在奥斯特发现电生磁现象的基础上，法拉第发现了磁生电——电磁感应现象，故A正确；B、奥斯特发现了电流的磁效应，故B错误；C、安培做了大量实验，研究了磁场方向与电流方向之间的关系，并总结出安培定则，也叫做右手螺旋定则，故C错误；D、焦耳的主要贡献是发现了热和机械功的当量关系，提出了焦耳定律，故D错误。故选：A。【点评】命题意图是为了让同学了解物理学史，我们在学习的过程中要注意物理学史的积累，这不仅是物理学习的需要，学习物理学史还可以激发我们学习物理的兴趣。6．（3分）人们将传统的汽车后视镜换成电子摄像头，将车辆周围的路况成像在车内的显示屏上，如图所示，司机通过显示屏即可了解车辆周围的情况。关于这项技术叙述正确的是（）A．摄像头利用光的反射成像 B．显示屏可以面向任意方向安装 C．物体通过摄像头成缩小的虚像 D．后车超车时司机通过显示屏看到后车的像逐渐变大【分析】光在同一种均匀介质中沿直线传播。凸透镜成像时，物距u＞2f时，凸透镜成倒立缩小的实像，像距的范围f＜v＜2f，其应用是照相机。凸透镜成实像时，物近像远像变大。【解答】解：ACD、摄像头相当于凸透镜，其成像原理属于光的折射，物体到摄像头的距离u＞2f时，凸透镜成倒立缩小的实像；后车超车时，物距变小，像距变大，司机通过显示屏看到后车的像逐渐变大，故AC错误、D正确；B、光在空气中沿直线传播，因而显示屏不可以面向任意方向安装，否则看不到显示内容，故B错误。故选：D。【点评】本题考查了凸透镜成像的应用、光的直线传播，属于基础知识。（多选）7．（3分）生活中，我们经常看到如图所示的起重机在工作，它可以将很重的物体吊起并放到适当的地方，下列说法正确的有（）A．起重机的起重臂相当于省力杠杆 B．起重机钢绳下的动滑轮是为了省力 C．起重机工作时，放下支脚是为了减小压强 D．起重臂水平转动的过程中，它也对重物做了功【分析】（1）先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆；（2）使用动滑轮的好处是能够省力；（3）减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积；在受力面积一定时，减小压力；（4）功包含两个必要因素：作用在物体上的力，在力的方向上通过一段距离。【解答】解：A、由图可知，起重机的起重臂在使用过程中，动力臂小于阻力臂；属于费力杠杆，故A错误；B、起重机钢绳下的动滑轮是为了省力；故B正确；C、起重机工作时，放下支脚是通过增大受力面积来减小压强，故C正确；D、起重臂水平转动的过程中，力的方向竖直向上，而通过的距离在水平方向上；因此它对重物不做功，故D错误；故选：BC。【点评】此题考查了力学的多个知识点；运用改变压强的方法、简单机械的特点、做功的条件等知识可做出选择。（多选）8．（3分）某款养生锅具有加热和保温两挡，额定电压为220V，图甲是其电路原理图，S0为温控开关，R1、R2为电热丝（阻值不变）。某次养生锅在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图象如图乙所示，下列说法正确的是（）A．当S和S0都闭合时，养生锅处于加热状态 B．R1的阻值为400Ω C．加热状态和保温状态的电路总电流之比为11：1 D．P﹣t图象与坐标轴围成的面积表示电功【分析】（1）当温度较低时S和S0闭合，R1与R2并联，此时电路的总电阻最小，电源的电压一定时，根据P＝UI＝可知，电路的总功率最大，据此判断养生锅所处的状态；（2）当S0断开时，电路为R1的简单电路，此时电路的总电阻最大，电源的电压一定时，由P＝UI＝可知，电路的总功率最小，据此判断养生锅所处的状态，根据P＝UI＝求出R1的阻值；（3）根据图乙读出养生锅加热状态的功率和保温状态的功率，利用P＝UI＝求出加热状态和保温状态的电路总电阻之比；（4）根据W＝Pt得出P﹣t图像与坐标轴围成的面积表示的物理量。【解答】解：A．当温度较低时S和S0闭合，R1与R2并联，此时电路的总电阻最小，电源的电压一定时，由P＝UI＝可知，电路的总功率最大，养生锅处于加热状态，故A正确；B．当S0断开时，电路为R1的简单电路，此时电路的总电阻最大，电源的电压一定时，由P＝UI＝可知，电路的总功率最小，养生锅处于保温状态，则R1＝＝＝4400Ω，故B错误；C．由图乙可知，养生锅加热状态的功率P加热＝121W、保温状态的功率P保温＝11W，加热状态和保温状态的电路总电阻之比＝＝＝＝，故C错误；D．由W＝Pt可知，P﹣t图像与坐标轴围成的面积表示电功，故D正确。故选：AD。【点评】本题考查了并联电路的特点和电功率公式、电功公式的应用，分清养生锅处于不同状态时电路的连接方式是关键。二、填空题（本题4个小题、每空2分，共10分）9．（2分）古代人们利用阳光下物体影子的变化规律制成日晷仪、利用水的流动规律制成水钟，这些计时工具都是根据自然界物体运动规律发明的。【分析】根据物体运动规律来解答。【解答】解：古代人们利用阳光下物体影子的变化规律制成日晷仪、利用水的流动规律制成水钟，这些计时工具都是根据自然界物体运动规律发明的。故答案为：运动。【点评】本题考查了物体运动规律的知识，属于基础题。10．（2分）网红“木桶鱼”是在木桶里放入高温的鹅卵石，再加入调制好的汤和鱼，鹅卵石放热使汤沸腾，若质量为1kg的鹅卵石从300℃降到100℃，则放出的热量为1.6×105J。[鹅卵石的比热容取0.8×103J/（kg・℃）]【分析】根据Q放＝cm（t0﹣t）求出鹅卵石放出的热量。【解答】解：鹅卵石放出的热量：Q放＝cm（t0﹣t）＝0.8×103J/（kg•℃）×1kg×（300℃﹣100℃）＝1.6×105J。故答案为：1.6×105。【点评】本题考查热量的计算，是一道基础题。11．（4分）随着时代的进步，轿车的车速和性能有了较大提升，某娇车如图所示，它的质量是1.6t，每个轮子与地面的接触面积是0.02m2（1）求它空载时，静止在地面上受到的压强（取g＝10N/kg）。（2）当轿车高速行驶时，对地面的压力会变小（选填“不变”“变大”“变小”）【分析】（1）轿车对地面的压力等于它的重力，然后由压强公式求出它对地面的压强；（2）汽车高速行驶时，由于汽车的向上凸的流线型结构使汽车上方空气的流速大于下方空气的流速，根据流速与压强的关系判断上方压强和下方压强的关系，进一步判断对地面压力的变化。【解答】解：（1）轿车空载静止在地面上时，地面受到的压力：F＝G＝mg＝1600kg×10N/kg＝1.6×104N，地面上受到的压强：p＝＝＝2×105Pa；（2）小汽车在水平路面上静止时，对地面的压力等于其重力。小汽车的形状上面凸起，下面平直，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。答：（1）轿车空载静止在地面上时，地面受到的压强为2×105Pa；（2）变小。【点评】本题考查了压强公式及流速与压强关系的应用，关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等以及升力产生的原因。12．（2分）如图甲所示，电源两端电压保持不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，电压表的量程为0～15V。电压表的示数与滑动变阻器R2的关系如图乙所示。则电源两端的电压为24V。【分析】由电路图可知，闭合开关S后，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，由图乙可知，当R2的阻值为10Ω和20Ω时电压表的示数，根据欧姆定律表示出电路中的电流，根据串联电路的电流特点、串联电路的电阻规律和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R1的阻值，进一步求出电源的电压；【解答】解：由电路图可知，闭合开关S后，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，由图乙可知，R2＝10Ω时，电压表的示数U1＝12V，R2′＝20Ω时电压表的示数U1′＝8V，根据欧姆定律可得电路中的电流分别为：I＝＝，I′＝＝，串联电路中各处的电流相等，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则电源的电压：U＝I（R1+R2）＝I′（R1+R2′），即×（R1+10Ω）＝×（R1+20Ω），解得：R1＝10Ω，电源的电压：U＝I（R1+R2）＝×（10Ω+10Ω）＝24V。故答案为：24。【点评】本题考查串联电路特点、欧姆定律公式的灵活运用，正确读取图中信息是解题的关键。三、作图题（本题3个小题、每题2分，共6分）13．（2分）请用笔画线代替导线将图中的实物电路连接完整。（要求：灯泡L1和L2串联，电压表测量灯泡L2两端的电压，导线不能交叉）【分析】灯泡L1和L2串联，电压表测量L2两端电压，根据电源电压确定电压表量程，与L2并联，由此连接电路。【解答】解：灯泡L1和L2串联，电压表测灯泡L2两端的电压，由图知，电源由两节电池串联组成，电压不超过3V，故电压表选用小量程与L2并联，如图所示：。【点评】本题考查电路的连接，要注意电压表量程的选择。14．（2分）如图所示，一小木块放置在水平向右做匀速直线运动的平板小车右端，请在图中画出当小车突然做减速运动时木块所受力的示意图。（O点是力的作用点）【分析】根据题目中提供的场景，利用惯性等知识对木块进行正确的受力分析，并确定各力的作用点和方向，然后按照力的示意图的画法作图。【解答】解：在竖直方向上，木块受到重力和支持力的作用；当小车突然做减速运动时，木块由于惯性会继续向前运动，因此在水平方向上受到向左的摩擦力，从木块重心开始，分别沿各力的方向画一条带箭头的线段，并分别在线段末尾标上相关字母，如图所示：【点评】此题考查力的示意图的画法，关键是对木块进行正确的受力分析，尤其是水平方向上所受力的分析。15．（2分）如图甲所示，在杯子的底部竖直固定着一根杆，杆的顶部固定着一个重力为G的物体。现向杯中缓慢注水，t1时刻水面刚好与物体下表面接触，t2时刻水面刚好与物体的上表面齐平，t3时刻水刚好从杯口溢出。已知物体的密度小于水的密度。请在乙图的坐标图中画出物体对竖直杆的作用力随时间变化的大致图象。【分析】根据阿基米德原理和各时段受力情况进行分析，从而画出物体对竖直杆的作用力随时间变化的大致图象。【解答】解：如图甲所示，向杯中缓慢注水，t1时刻水面恰好与物体下表面接触，则0～t1的过程中物体受到竖直向下的重力G和杆对其竖直向上的支持力作用，因为物体静止，受力平衡，此过程中杆对物体的支持力等于物体自身重力；t2时刻水面刚好与物体的上表面齐平，t1～t2的过程中，物体排开水的体积增大，已知物体的密度小于水的密度，物体会受到水的浮力作用，根据F浮＝ρ水gV排可知，物体受到的浮力从0开始增大，刚开始时浮力小于重力，因为物体要保持静止，合力为0，此时杆对物体有向上的支持力，因为浮力在增大，所以杆对物体的支持力在减小，直至浮力恰好等于物体自身重力时，杆对物体的支持力变为0；水面继续上升至物体的上表面，此过程中浮力大于重力，则杆对物体的力变为向下，且随着浮力的增大，杆对物体的拉力变大；t3时刻水刚好从杯口溢出，t2～t3的过程中，水已经漫过物体，物体排开水的体积不变，则浮力不变，自身重力不变，所以此过程中杆对物体的拉力不变，但小于重力；根据力的作用是相互的可知，物体对杆的力大小等于杆对物体的力，则物体对竖直杆的作用力随时间变化的大致图像如下图所示：【点评】本题主要考查了阿基米德原理的应用以及对物体的受力分析，难度较大。四、简答题（本题共2个小题，每小题3分，共6分）16．（3分）2023年12月19日，某地发生“一台电磁炉烧毁一栋楼”的惨痛事故，再一次为我们敲响了警钟。按照国家规定的标准，空调、电暖气等大功率用电器使用的电源连接线不能过长，请结合所学的知识解释这样规定的原因。【分析】由焦耳定律知，如果电源连接线过长，横截面积过小，电阻就会增大，产生的热量增加，容易发热造成火灾。【解答】答：空调、电暖气等大功率用电器工作时，电压一定，通过电源连接线的电流较大，如果电源连接线较长，连接线的电阻就会较大，一定时间内电流通过连接线产生的热量就会较多，容易引发火灾等安全事故。【点评】本题考查功率公式和焦耳定律公式的应用，关键是知道影响导体电阻大小的因素，在其他条件相同，导体的长度越大，电阻越大。17．（3分）趣味蹦床可以有效锻炼小朋友的平衡能力。如图所示，小华离开蹦床上升过程中，经过A点（动能为E1）后到达最高点B，从B点下落时，再次经过A点（动能为E2）。不计空气阻力，请回答：（1）从A上升到B的过程中，小华的重力势能如何变化？（2）E1和E2的大小关系，并说明判断依据。【分析】（1）重力势能的大小与质量和高度有关；（2）机械能等于动能与势能的总和；不计空气阻力时，物体在竖直方向运动时机械能是守恒的。【解答】解：（1）从A上升到B的过程中，小华的质量不变，高度变大，所以重力势能变大；（2）E1＝E2；不计空气阻力，小华的机械能是守恒的，即上升过程中的A点和下落过程的A的机械能是相同的，由于A点的高度不变，小华的质量不变，重力势能不变，所以动能是相同的。故答案为：（1）从A上升到B的过程中，小华的重力势能变大；（2）E1＝E2；不计空气阻力，小华的机械能是守恒的，即上升过程中的A点和下落过程的A的机械能是相同的，由于A点的高度不变，小华的质量不变，重力势能不变，所以动能是相同的即E1＝E2。【点评】本题考查了影响重力势能大小的因素、机械能的守恒，难度不大。五、实验与科学探究题（本题3个小题，第18题8分，第19、20题各10分，共28分）（每空2分）18．（8分）在探究“凸透镜成像特点与物距的关系”之后，小明想要进一步探究“凸透镜成像特点与焦距的关系”。他利用光具座、光屏、“F”光源、焦距为10cm和20cm的凸透镜各一个进行了如下实验：（1）小明选用焦距为10cm的凸透镜进行组装，调整物距为30cm。安装好的装置如图所示，则在实验开始前，最应该调整的器材是凸透镜；（2）完成调整后，打开F光源，当他在向右调整光屏的过程中，发现光屏上的像越来越模糊，则此时他应该将光屏向左调节；通过多次调节后，光屏上出现了一个倒立缩小的像，则这个像是实（选填“实”或“虚”）像；（3）小明保持物距不变，用焦距为20cm的凸透镜替换原来的凸透镜，向右移动光屏后，在光屏上得到一个倒立放大的像。于是他得出结论：当物距一定时，凸透镜的焦距越大，所成的像越大，且像距也越大。你认为他通过这一探究过程所得出的结论是否可信？不可信，理由是：仅根据一次实验得出结论存在偶然性。【分析】（1）为了使像成在光屏的中央，应调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度上；（2）根据u＞2f，2f＞v＞f，成倒立、缩小的实像；（3）为得出普遍性规律，应选用不同焦距的凸透镜进行实验。【解答】解：（1）如图所示，凸透镜有些低，应向上调整凸透镜的高度，使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度上；（2）如图所示，此时u＝30cm＞2f，凸透镜到光屏的距离30cm＞2f，根据u＞2f，2f＞v＞f，成倒立、缩小的实像，故此时他应该将光屏向左调节；光屏上所成的像都是实像；（3）小明只通过一次实验得出结论，结论具有片面性和偶然性，应换用不同焦距的凸透镜进行多次实验。故答案为：（1）凸透镜；（2）左；实；（3）不可信；仅根据一次实验得出结论存在偶然性。【点评】本题探究凸透镜成像的规律，考查了器材的调试、实验操作、凸透镜成像的规律和归纳法的运用等知识。19．（10分）小明探究“通过导体的电流与电压的关系”时，电路如图所示。（1）由图甲可知，电压表与定值电阻R的连接方式是并联。根据滑片位置判断，此时可以（选填“可以”或“不可以”）直接闭合开关进行实验；（2）闭合开关S，小明发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，则故障原因可能是电阻R断路；（3）排除故障后，闭合开关调节滑动变阻器，并记录电流表与电压表的示数，得到几组实验数据，如表格所示。分析表中实验数据可得结论：当电阻一定时，电流与电压成正比，理由：电压成倍增大，电流也成倍增大，且两者增大的倍数相同；序号电压表V1的示数U1/V电流表A的示数I/A11.00.122.00.233.00.3（4）小沐同学建议小明再用其他规格的定值电阻重复上述实验。请对此建议的科学性进行评估：这种做法更科学，通过多次实验，根据多组数据总结得出普遍性的结论，避免了实验的偶然性。【分析】（1）电压表与被测电路并联；为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处；（2）闭合开关，电流表或电压表示数为零，说明与其串联的电路断路；电压表有示数，说明与其串联的电路是通路。常见的电路故障有断路与短路，根据电路故障现象分析故障原因；（3）由电路图知，电压表V测量电阻R两端电压，电流表测量电路电流。比较电压、电流变化规律就能得出实验结论；（4）用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件：一是样本要有代表性，二是样本数量足够多。根据表中电流与电阻之积为一定值分析得出结论。【解答】解：（1）由图甲可知，电压表与定值电阻R的连接方式是并联；由图甲可知，此时滑动变阻器的滑片位于阻值最大处，因此可以直接闭合开关进行实验；（2）电流表无示数，说明电路存在断路；电压表指针明显偏转，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，所以电路故障是由于电阻断路造成的；（3）由实验数据可以看出：电压成倍增大，电流也成倍增大，且两者增大的倍数相同。所以实验结论为：在电阻一定时，通过导体的电流与两端电压成正比；（4）有同学建议小明再用其他规格的定值电阻重复以上实验：更科学，通过多组实验，得出普遍性的结论，避免了实验的偶然性。故答案为：（1）并；可以；（2）电阻R断路；（3）正比；电压成倍增大，电流也成倍增大，且两者增大的倍数相同；（4）这种做法更科学，通过多次实验，根据多组数据总结得出普遍性的结论，避免了实验的偶然性。【点评】本题探究“电流与电阻关系”，考查电压表的使用、注意事项、实验操作、数据分析、控制变量法和归纳法的运用。20．（10分）小鹏发现生活中船靠岸时，常常将缆绳缠绕在码头的立柱上，可为什么缆绳要缠绕很多圈呢？那么“绕在固定圆棒上的绳子受到的滑动摩擦力大小与哪些因素有关？”他作出猜想如下：猜想①：可能与缆绳缠绕圈数有关猜想②：可能与立柱的材质有关小鹏用钩码、弹簧测力计、绳子、粗糙程度相同材质不同的圆棒进行实验。如图1所示，将绳子缠绕在固定的圆棒上，绳子一段挂上钩码，将弹簧测力计系在绳子的另一端，拉动绳子使之匀速上升并记下弹簧测力计的读数填入表中。实验序号圆棒材质缠绕圈数弹簧测力计示数a橡胶10.7Nb橡胶21.6Nc橡胶34.1Nd玻璃11.2Ne玻璃24.0N（1）当钩码匀速上升时，绳子受到的摩擦力方向向下（选填“向上”或“向下”）。（2）分析序号a、b、c的三次实验数据，可以得出：圆棒的粗糙程度相同时，绳子缠绕的圈数越多，缠绕在固定圆棒上的绳子受到的摩擦力越大（选填“越大”或“越小”）。（3）探究猜想②时，小鹏通过a、d和b、e两次实验数据得出：在其他条件相同时，绳子受到的摩擦力与立柱材质有关。且材料越柔软摩擦力越大，你认为这一结论是否可靠不可靠；理由是只用了一组材料实验得出结论，结论不具有普遍性。（4）如图2所示为了牢牢的将船拴住，现在很多码头使用铁做成如图所示的双立柱来绕绳，请结合上述实验说明这样设计是否合理合理；理由：能增加绳子缠绕圈数，从而增大绳子与立柱间的摩擦力。【分析】（1）摩擦力的方向与相对运动方向相反；（2）根据控制变量法分析；（3）探究规律实验，应该多次测量，使结论具有普遍性；（4）根据摩擦力的影响因素分析作答。【解答】解：（1）表格设计存在的一个不足是：表格中的物理量的数据没带单位；（2）由表中数据知，a、b、c的三次实验中圆棒材质相同，缠绕圈数越来越多；拉动绳子使之匀速上升，以绳子为研究对象，受到拉力与受到的滑动摩擦力和重力对其施加的拉力，根据的平衡，测力计示数F等于绕在固定圆棒上的绳子受到的滑动摩擦力大小f与所挂钩码的重力G之和；F＝f+G；故绕在固定圆棒上的绳子受到的滑动摩擦力大小：f＝F﹣G；因钩码的重力一定，a、b、c的三次实验中测力计示数越来越大，故绕在固定圆棒上的绳子受到的滑动摩擦力越来越大，故分析序号a、b、c的三次实验数据，可以得出：圆棒的材质相同时，绳子绕的圈数越多，缠绕在固定圆棒上的绳子受到的摩擦力越大；（3）只有一组数据就得出结论，结论具有偶然性，应该更换多种材料，多次测量，使结论具有普遍性；（4）如图所示的双立柱来绕绳，能增加绳子缠绕圈数，使绳子与立柱间的摩擦力增大，所以这样的设计合理。故答案为：（1）向下；（2）越大；（3）不可靠；只用了一组材料实验得出结论，结论不具有普遍性；（4）合理；能增加绳子缠绕圈数，从而增大绳子与立柱间的摩擦力。【点评】本题探究绕在固定圆棒上的绳子受到的滑动摩擦力大小与哪些因素有关，考查控制变量法、力的平衡、表格设计注意的问题、数据分析等知识。六、综合应用题（本题2个小题，第21题8分，第22题8分，共16分）21．（8分）小明学习了电学知识后，在家自制了一盏调光灯，他选用了标有“2.5V0.5W”的小灯泡，电源电压恒为4.5V，组成如图电路。小明闭合开关后，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光。请通过计算回答：（1）小灯泡正常发光时的电流是多少安？（2）此时滑动变阻器接入电路的电阻是多少欧？（3）小灯泡正常发光1min整个电路消耗的电能是多少焦？【分析】（1）已知灯泡的铭牌，根据P＝UI的变形式I＝可求小灯泡正常发光时的电流。（2）根据串联电路的特点和欧姆定律可求滑动变阻器接入电路的电阻。（3）根据W＝UIt