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2021年北京市中考物理真题名师详解版
一、单项选择题(下列每题均有四个选项，其中只有一个选项符合题意。共24分，每题2分)
1．作为国际通用测量语言的国际单位制，极大地方便了国际交流。在国际单位制中，质量的单位是(　　)
A．千克 B．牛顿 C．焦耳 D．瓦特
2．下列四种用电器中，利用电流热效应工作的是(　　)
A．电冰箱 B．电视机 C．电脑 D．电热水壶
3．如图所示的四种用品中，通常情况下属于导体的是(　　)
A．金属勺 B．瓷碗
C．塑料盒 D．木铲
4．如图所示的四个实例中，为了减小摩擦的是(　　)
A．汽车轮胎上刻有花纹 B．瓶盖上刻有竖条纹
C．脚蹬面做得凹凸不平 D．储物箱下装有滚轮
5．如图所示的四个实例中，为了增大压强的是(　　)
A．饮料管的一端剪成斜口 B．在铁轨下面铺枕木
C．书包背带做得较宽 D．图钉帽的面积做得较大
6．如图所示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是(　　)
A．园艺剪 B．筷子
C．瓶盖起子 D．核桃夹
7．下列四个实例中，能够使蒸发加快的是(　　)
A．将水果放在低温冷藏柜中
B．将新鲜的蔬菜封装在保鲜袋中
C．给播种后的农田覆盖地膜
D．将新采摘的辣椒摊开晾晒在阳光下
8．电给我们的生活带来了极大的便利，但不正确用电也会带来很大的危害，甚至会危及生命。安全用电是每一位公民的必备素养。下列做法中不符合安全用电原则的是(　　)
A．在家庭电路中安装保险丝或空气开关
B．在未断开电源开关的情况下更换灯泡
C．不接触低压带电体，不靠近高压带电体
D．及时更换达到使用寿命的插座、导线和家用电器
9．在体育课上，小康用胳膊将排球向上垫起后，排球上升过程中运动得越来越慢。下列说法中正确的是(　　)
A．排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球所受的重力小于排球的惯性
B．排球在脱离胳膊后的上升过程中，受到方向向上的力
C．排球在脱离胳膊后的上升过程中，重力势能逐渐减小
D．排球在脱离胳膊后的上升过程中，动能逐渐减小
10．在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图所示，其中小磁针(黑色一端为N极)静止时的指向情况如图甲所示。铁屑静止时的分布情况如图乙所示。选项图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是(　　)
A． B．
C． D．
11．甲、乙两支完全相同的试管，分别装有质量相等的液体。甲试管内液体的密度为ρ甲，乙试管内液体的密度为ρ乙。将两支试管放置在同一水平桌面上，甲试管竖直，乙试管倾斜，静止时，两试管内液体相平，液面距离桌面的高度为h，如图所示，液体对甲、乙两试管底的压强分别为p甲和p乙，则下列判断中正确的是(　　)
A．ρ甲＜ρ乙，p甲＜p乙 B．ρ甲＜ρ乙，p甲＝p乙
C．ρ甲＞ρ乙，p甲＞p乙 D．ρ甲＞ρ乙，p甲＝p乙
12．测量工具为我们的工作和生活带来了极大的便利，而成功制作测量工其需要科技人员的创造性劳动，小慧通过自制密度计。体验动手与动脑相结合的劳动过程。她在粗细均匀的木棒一端缠绕一些细铜丝制成简易密度计(未标刻度)。该密度计放在水和酒精中时均竖直漂浮，露出液面的长度用L表示(如图所示)，已知酒精的密度为0.8g/cm3，水的密度为1.0g/cm3。为了给简易密度计标刻度，小慧将该密度计放入酒精中，密度计静止时L为6cm，她在密度计上距顶端6cm处标记刻度线，该刻度线对应的密度值为0.8g/cm3。小慧将该密度计放入水中，密度计静止时L为8cm，她在密度计上距顶端8cm处标记刻度线，该刻度线对应的密度值为1.0g/cm3。利用上述数据，可计算出该密度计上对应密度值为1.25g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为(忽略铜丝的体积)(　　)
A．9.2cm B．9.6cm C．10cm D．10.4cm
二、多项选择题(下到与题均有四个选项，其中符合题意的选项均多于一个。共6分，每题2分。每题选项全选对的得2分，选对或不全的得1分，有错选的不得分)
13．勤思考、爱交流的小琴对电磁的知识进行了总结，并与小文进行交流，小文认为小琴总结的结论有的正确，有的错误。小琴总结的下列结论中正确的是(　　)
A．导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场
B．改变磁场的方向，通电导线在磁场中的受力方向就发生改变
C．闭合回路的导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流
D．指南针在地磁场中静止时，指南针的N板受到地磁场的作用力
14．如图所示，用滑轮组提升所受重力为900N的物体A，滑轮组绳子自由端在拉力F作用下竖直匀速移动了12m，同时物体A被竖直匀速提升了4m，用时40s，滑轮组的额外功是400J，下列说法中正确的是(　　)
A．动滑轮所受的重力为100N
B．物体A上升的速度是0.3m/s
C．拉力F的功率是100W
D．滑轮组的机械效率是90%
15．如图所示，质量一定的木块放在由同种材料制成的粗糙程度均匀的水平桌面上。木块在水平拉力F作用下从A点由静止开始运动，运动得越来越快；当木块到达B点时，撤去拉力F，木块持续滑动，运动得越来越慢，最后停在C点。下说法中正确的是(　　)
A．木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力
B．木块在BC段运动得越来越慢，是由于木块受到的摩擦力越来越大
C．木块在BC段运动得越来越慢，是由于木块的机械能转化为内能，机械能逐渐减小
D．木块在AB段运动得越来越快，木块的机械能越来越大，机械能没有转化为内能
三、实验探究题(共28分，16、17题各2分，18、20题各3分，19、21题各4分，22、23题各5分)
16．如图所示，铅笔的长度为 　 　cm。
17．如图所示，体温计的示数为 　 　℃。
18．(3分)小丽在中国科技馆“会发电的衣服”的展台区，进行了如下探究实装：用脚踩动踏步机踏板，带动发电纤维抖动，LED灯被点亮；增大踩动踏板的速度，发现被点亮的LED灯的数目增多。请你根据小丽的实验步骤及现象。写出她所探究的问题：　 　。
19．(3分)小敏用托盘天平和量筒测量金属块的密度。她在调节天平时，发现指针偏向分度盘中央刻度线的右侧，如图甲所示，为使天平横梁水平平衡，她应将平衡螺母向 　　移动。天平平衡后，用天平测出金属块的质量为27g。然后，小敏将金属块用细线系好放进盛有50mL水的量筒中，量筒中的水面升高到如图乙所示的位置，则金属块的体积为 　　cm3。该金属块的密度为 　　g/cm3，根据下表中数据可判断组成该金属块的物质可能是 　　。
物质 密度/(kg m﹣3)
银 10.5×103
钢 8.5×103
铁 7.9×103
铝 2.7×103
20．(4分)在探究水沸腾过程中温度随加热时间变化的特点时，小宇应通过观察 　 　判断水是否沸腾。待水沸腾后，小宇测量并记录的实验数据如下表所示，请你根据表中的数据归纳出实验结论：　 　。
加热时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
温度/℃ 99 99 99 99 99 99 99
21．(4分)在“重阳节”到来之际，小航送给奶奶一个放大镜，奶奶借助这个放大镜能够细致欣赏邮票上的图案，如图1所示。此时奶奶看到的是一个 　 　、放大的虚像。为了模拟上述现象，小航利用一个焦距为10cm的凸透镜、蜡烛和光具座等器材进行实验。他先将蜡烛固定在光具座上50cm刻线处，如图2所示，接下来他应将凸透镜放置在光具座上的A、B、C三点中的 　　点处，然后再从透镜的 　　(选填“左”或“右”)侧用眼睛观察蜡烛烛焰的像。该像 　　(选填“能”或“不能”)用光屏承接到。
22．(5分)小圆想探究通过导体的电流与导体的电阻之间的关系，他利用干电池、电流表、电压表、多个阻值不同且已知的定值电阻、开关及导线，设计了如图所示的电路。实验中，他将定值电阻R接入电路中，读出相应的电流表的示数并观察电压表的示数，记录实验数据。将R换为不同阻值的另一个电阻后，小圆观察到电压表的示数增大了。小圆意识到自己的实验设计不能实现探究目的。
(1)请你写出小圆的实验设计不能实现探究目的的原因：　 　；
(2)请你画出能够实现探究目的的电路图(可以添加适当的实验器材)；
(3)依据你设计的电路图，针对小圆不能实现探究目的的原因，写出操作的方法。
23．(5分)小梦在初三总复习时认识到，水吸收的热量可以定量测量了，于是她想重新设计一个实验证明，水吸收热量的多少与水升高的温度有关。如图是小梦已经设计好的电路，其中保温杯中装有质量一定的水、阻值为5Ω的电阻丝R和数字温度计的测温探头，请利用该电路及秒表，帮助小梦完成实验设计。请你写出主要实验步骤，画出实验数据记录表。
四、科普阅读题(共4分)
24．(4分)请阅读《华夏之光—圭表》并回答问题：
华夏之光——圭表
我国古代的天文观测一直居于世界领先地位，天文学家们发明了许多先进的天文观测仪器，其中圭表就是典型的代表。圭表(如图1所示)包括圭和表两部分，正南北方向平放的尺，叫作圭，直立在平地上的标竿或石柱、叫作表，圭和表相互垂直。
战国以前的天文学家已丝能够利用水面来校正圭，使其水平，使用铅垂线来校正表，使其与圭相互垂直。
依据圭表正午时表影长度的变化，就能推算出二十四节气，依据表影长短的周期性变化，就能确定一回归年的天数，由于日光散射和漫反射的影响，早期圭表的表影边缘模糊不清，影响了测量表影长度的精度。
为了解决上述问题，元代天文学家郭守敬采取理论与实践相结合的科学方法，对圭表进行了一系列政进与创新。他将表的高度增加，并且在表顶加一根架空的横梁，使表高变为传统表高的五倍。这样，测量时，把传统的确定表影端的位置变为确定梁影中心的位置、提高了测量影长的精度。
郭守敬又利用小孔成像的原理，发明了景符，利用景符可以在圭面上形成太阳和梁的清晰像(如图2所示)，这样就可以精确的测量表的影长了。这些措施成功解决了圭表发明以来，测影时“虚景之中考求真实”的困难。
以圭表为代表的我国古代的科技成果，像一颗颗璀璨的明珠，闪耀着智慧的光芒，激励着我们攀登新的科技高峰。
请根据上述材料，回答下列问题：
(1)请写出我国古代天文学家保证圭和表相互垂直的措施，并解释为什么这种措施可以保证圭和表是相互垂直的。
(2)郭守敬的改进与创新措施解决了早期圭表的什么问题？
(3)除了圭表，请你再列举一个我国古代天文观测仪器。
五、计算题(共8分，25、26题各4分)
25．(4分)如图所示的是某款家用电热器的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝。该电热器接入电压恒为220V的电路中。电热器高温挡的功率为990W，低温挡的功率为110W。
求：
(1)低温挡时通过电路的电流；
(2)电热丝R2的阻值。
26．(4分)为了说明分子之间有引力，小明在实验室用两个紧压在一起的铅柱做实验，如图所示，铅柱A和铅柱B所受的重力均为2N，两个铅柱接触面的面积为3cm2，当悬挂重物所受的重力为20N时，两个铅柱没有被拉开。于是，小明认为这个实验说明了分子之间存在引力。小华观测到该实验室的大气压为1×105Pa，于是她认为两个铅柱之所以没被拉开，是因为大气压的作用。请你利用所学知识和上述数据，判断小明做的铅柱实验能否说明分子之间存在引力。请写出计算、推理过程和结论。
参考答案
一、单项选择题
1．A
【解答】解：千克是质量的国际单位，A正确。牛顿是力的国际单位，故B错误。焦耳是能量的国际单位，故C错误。特是功率的国际单位，故D错误。
2．D
【解答】解：电冰箱在工作时，电能主要转化为机械能；电视机、电脑在工作时，电能转化为光能和声能；电热水壶将电能转化为热能，是利用电流的热效应，故D正确。
3．A
【解答】解：在通常情况下瓷碗、塑料盒、木铲都不善于导电，是绝缘体，金属勺是由金属材料制成的，属于导体。
4．D
【解答】增大摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力；在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。减小摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，通过减小压力来减小摩擦力；在压力一定时，通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力；使接触面脱离；用滚动摩擦代替滑动摩擦。
ABC、汽车轮胎上刻有花纹、瓶盖上刻有条纹、脚蹬面做得凹凸不平，是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，ABC不符合题意；
D、储物箱下装有滚轮，是用滚动代替滑动减小摩擦力，选D。
5．A
【解答】压强大小跟压力大小和受力面积大小有关。
A、饮料管的一端剪成斜口，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强的，A正确；
BCD、在铁轨下面铺枕木、书包背带做得较宽、图钉帽的面积做得较大，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强的，BCD错误。
6．B
【解答】解：ACD、园艺剪、瓶盖起子、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故ACD错误；
B、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，B正确。
7．D
【解答】解：A、将水果放在低温冷藏柜中，降低了温度，减慢了蒸发，A不合题意；
B、把新鲜的苹果装入塑料袋，是控制了蒸发面积，减慢了液面上方的空气流动，故减慢了蒸发，B不合题意；
C、用地膜覆盖农田，是控制了蒸发面积，减慢了液面上方的空气流动，故减慢了蒸发，C不合题意；
D、将新采摘的辣椒摊开晾晒在阳光下，是通过增大表面积、提高温度来加快蒸发的，D符合题意。
8．B
【解答】家庭电路中必须要有保险丝或空气开关；
更换灯泡、移动用电器之前必须断开开关，防止发生触电事故；
安全用电的原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体；
插座、导线和家用电器等老化后要及时更换，防止发生触电事故。
9．D
【解答】AB、排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球具有惯性，仍然要保持原来的运动状态，惯性不是力；球在空中运动的过程中，只受到重力、空气的阻力，故AB错误；
CD、排球在脱离胳膊后的上升过程中，球的质量不变，高度变大，重力势能逐渐变大；质量不变，速度变小，动能变小，故C错误，D正确。
10．C
【解答】解：根据异名磁极相互吸引可知，甲螺线管的左端为S极，右端为N极；通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似；在通电螺线管的外部，磁感线是从N极出来回到S极的，在螺线管的内部，磁感线是从S极到N极，磁感线是一条封闭的曲线，C正确。
C
【解答】解：由图知，甲容器中的液体体积要比乙容器小，因为液体质量相同，由ρ＝可得甲液体的密度比乙液体密度大，即ρ甲＞ρ乙；
又因两试管中液面等高，所以由液体压强公式p＝ρgh可知，p甲＞p乙，则C正确。
12．B
【解答】解：设木棒长度为h，底面积为S，密度计重力为G，小慧将该密度计放入酒精中，密度计静止时L为6cm，ρ酒精＝0.8g/cm3＝0.8×103kg/m3，
F浮酒精＝G，得：ρ酒精gV排酒精＝G，
[(h﹣0.06m)S]×0.8×103kg/m3×10N/kg＝G﹣﹣﹣﹣﹣①，
小慧将该密度计放入水中，密度计静止时L为8cm，ρ水＝1.0g/cm3＝1.0×103kg/m3，
F浮水＝G，得：
[(h﹣0.08m)S]×1.0×103kg/m3×10N/kg＝G﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
由①②得，h＝0.16m；
设该密度计上对应密度值为1.25g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为L′，
[(h﹣L′)S]×1.25×103kg/m3×10N/kg＝G﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，
将h＝0.16m分别代入②和③，并将②③联立，
二、多项选择题(下到与题均有四个选项，其中符合题意的选项均多于一个。共6分，每题2分。每题选项全选对的得2分，选对或不全的得1分，有错选的不得分)
13．AD
【解答】解：
A、导体中的负电荷在做定向移动时会产生电流，电流的周围存在磁场，A正确；
B、改变磁场的方向，同时电流的方向改变，所以通电导线在磁场中的受力方向不会发生改变，B错误；
C、闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流，C错误；
D、指南针在地磁场中静止时指示一定的方向，其原因是指南针的N板受到地磁场的作用力，D正确。
14
【解答】解：A、物体A被提高了h＝4m，由于动滑轮随物体一起运动，动滑轮提升的高度也是h＝4m，
不计绳重和摩擦，提升动滑轮做的功为额外功，
由W额＝G动h得动滑轮重力：
G动＝＝＝100N，
因为题目没有提供“不计绳重和摩擦”这一条件，动滑轮的重力不等于100N，故A错误；
B、物体上升的速度：v物＝＝＝0.1m/s，故B错误；
C、拉力做的有用功：
W有用＝Gh＝900N×4m＝3600J，
拉力做的总功：
W总＝W有用+W额＝3600J+400J＝4000J，
拉力的功率：
P＝＝＝100W，故C正确；
D、滑轮组的机械效率：
η＝＝×100%＝90%，故D正确。
故选：CD。
15．AC
【解答】A、木块在AB段和BC段对桌面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以所受的摩擦力不变，即木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力，A正确；
B、木块在BC段运动得越来越慢，是摩擦力改变了木块的运动状态，摩擦力的大小不变，B错误；
C、木块在BC段运动得越来越慢，木块克服摩擦做功，机械能转化为内能，使机械能逐渐减小，C正确；
D、木块在AB段运动越来越快是受到了拉力的作用，木块的高度和质量不变，重力势能不变，质量不变，速度变大，动能变大，因此木块的机械能越来越大；在此过程中，木块与桌面之间存在摩擦，有一部分机械能转化为内能，D错误。
三、实验探究题(共28分，16、17题各2分，18、20题各3分，19、21题各4分，22、23题各5分)
16．8.50
【解答】测量结果要估读到分度值的下一位。该刻度尺的分度值为1mm，该物体的长度为8.50cm。
17．36.5
【解答】图中体温计的量程为35℃～42℃，一个大格表示1℃，里面有10个小格，它的分度值是0.1℃，因此它的读数为36℃+0.5℃＝36.5℃。
18．LED 灯点亮的数目和踩动踏板的速度有关吗？
【解答】解：观察到的现象：用脚踩动踏步机踏板，带动发电纤维抖动，LED灯被点亮；
获取分析证据：增大踩动踏板的速度，发现被点亮的LED灯的数目增多；
建立猜想和假设：LED 灯点亮的数目可能和踩动踏板的速度有关。
提出探究问题：LED 灯点亮的数目和踩动踏板的速度有关吗？
19．(1)左；(2)10；(3)2.7； (4)铝
【解答】(1)在调节天平平衡时，发现指针偏向分度盘中央刻度线的右侧，说明天平的左端上翘，则平衡螺母应向上翘的左端调节，使指针对准分度盘中央刻度线；
(2)图乙中量筒的分度值为2mL，水和金属块的总体积为60mL，
金属块的体积：V＝60mL﹣50mL＝10mL＝10cm3，
金属块的密度为：＝＝2.7g/cm3＝2.7×103kg/m3
由表中数据可判断组成该金属块的物质可能铝。
20．水中是否产生大量气泡；水沸腾时，要不断吸热，温度保持不变。
【解答】解：(1)水沸腾前，观察到水中产生少量的气泡，气泡上升时逐渐变小；水沸腾时，观察到水中产生大量的气泡，上升至水面破裂；
(2)由表中数据可得：水沸腾时，要不断吸热，温度保持不变。
21．正立；C；左；不能。
【解答】解：奶奶借助这个放大镜能够细致欣赏邮票上的图案，如图1所示。奶奶看到的是一个正立、放大的虚像；
小航利用一个焦距为10cm的凸透镜、蜡烛和光具座等器材进行实验。他先将蜡烛固定在光具座上50cm刻线处，如图2所示，物距小于焦距成正立、放大的虚像，接下来他应将凸透镜放置在光具座上的A、B、C三点中的C点处，再从透镜的左侧用眼睛观察蜡烛烛焰的像。虚像不能用光屏承接到。
22．
【解答】(1)由题知，小圆的实验设计不能实现探究目的的原因是：没有保持电阻两端电压不变
(2)要能够实现探究目的，要在电路中串联一个滑动变阻器，通过移滑片使定值电阻两端的电压保持不变，电路图如图：
(3)①开关断开，将滑动变阻器调至最大处，电压表和电流表调零，按电路图连接电路；
②闭合开关，移动滑动变阻器到适当位置，读出电压表和电流表的示数，把U、I1和R1记录到表格中；
③断开开关，更换不同的定值电阻，将滑动变阻器调至阻值最大处，闭合开关，调节滑片P，使电压表的示数仍为U，记录I2、R2；
④仿照步骤③再做几次实验，把电流和电阻记录在表格中。
故答案为：(1)没有保持电阻两端电压不变；
(2)如下图：
；
(3))①开关断开，将滑动变阻器调至最大处，电压表和电流表调零，根据电路图连接电路；
②闭合开关，移动滑动变阻器到适当位置，读出电压表和电流表的示数，把U、I1和R1记录到表格中；
③断开开关，更换不同的定值电阻，将滑动变阻器调至阻值最大处，闭合开关，调节滑片P，使电压表的示数仍为U，记录I2、R2；
④仿照步骤③再做几次实验，把电流和电阻记录在表格中。
23．
【解答】实验步骤：①用温度计测出水的初温t0，记录于表格中；
②闭合开关，分别记录1min、3min；5min、7min、……温度计的示数，记录于表格中；
③根据Q＝I2Rt计算相同时间电阻产生的热量；
④比较产生的热量与升高温度的关系。
记录表如下：
加热时间t/min 0 1 3 5 7 ……
温度/℃
热量/J
四、科普阅读题(共4分)
24．
【解答】答：(1)用水面来矫正圭，使其水平，利用重垂线来矫正表，使其与圭相互垂直，是因为重垂线是利用重力方向的竖直向下作用的，竖直向下与水平面互相垂直；
(2)测量时，把传统的确定表影端的位置变为确定梁影中心的位置，解决了早期圭表的表影边缘模糊不清的问题，提高了测量影长的精度；
(3)我国古代天文观察仪器还有日晷、浑天仪、水运仪等。
五、计算题(共8分，25、26题各4分)
25．
【解答】(1)当S1闭合，S2断开，电热器处于低温挡，简化电路如图
低温挡功率P1＝110W，故I1＝＝＝0.5A；
(2)当S1，S2都闭合，电热器处于高温挡，简化电路如图
电阻R2功率P2＝P总﹣P1＝990W﹣110W＝880W
电阻R2＝＝＝55Ω。
答：(1)低温挡时通过电路的电流为0.5A；
(2)电热丝R2的阻值为55Ω。
26．
【解答】
解：以B为对象受力分析如图
①F气＝P气S＝1×105Pax3×10﹣4m2＝30N
②GB+G物＝2N+20N＝22N
③由于F气＞GB+G物；仅靠大气压也能使铅块无法被拉开，
因此小明的实验无法证明分子间存在引力。
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