资源简介

2024年初中学业水平检测第三次模拟考试
物理试题卷（共90分）
说明：本试卷中g取10N/kg
一、单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分）
1. 我国古代四大发明中，与磁有关的是（　　）
A. 火药 B. 指南针 C. 造纸术 D. 印刷术
2. 排箫由长短不一的竹管组成，其目的是为了改变声音的（　　）
A. 音调 B. 音色 C. 响度 D. 传播速度
3. 蔬菜装袋放入冰箱中，可有效减慢蔬菜中水分的（ ）
A. 液化 B. 升华 C. 汽化 D. 凝固
4. 通常，车胎上都刻有花纹，主要是为了（　　）
A. 增大压力 B. 增大压强
C. 增大弹力 D. 增大摩擦力
5. 某机器的能量流向如图所示，据此推测该机器可能是（　　）
A. 内燃机 B. 电吹风
C. 发电机 D. 电热毯
6. 下列四种工具，使用时属于费力杠杆的是（　　）
A. 羊角锤 B. 核桃夹 C. 钢丝钳 D. 食品夹
7. 2024年4月3日，长征二号丁运载火箭搭载遥感卫星腾空而起，它在地面摄像机中所成的像是（　　）
A. 逐渐变大的实像 B. 逐渐变小的实像
C. 逐渐变大的虚像 D. 逐渐变小的虚像
8. 小欣用气球与头发摩擦，发现头发会随着气球飘起来。若气球带负电，则（　　）
A. 头发得到电子带负电 B. 头发失去电子带负电
C. 头发得到电子带正电 D. 头发失去电子带正电
9. 家庭电路常使用横截面积为2.5mm2的铜导线，一根长20m的铜导线质量约为（　　）
A. 5g B. 50g C. 500g D. 5000g
10. 某中学实验室新买了30箱实验器材，每箱重50N。实验员王老师要把这批器材搬往6m高处实验室，他的身体可以往外提供的功率P与每次搬起器材的重力G的关系如图所示。已知每次下楼时间为上楼时间的一半，若不考虑搬起箱子、放下箱子的时间，他将这批器材从地面搬到实验室至少需要（　　）
A. 140s B. 160s
C. 180s D. 200s
11. 一密度为ρ、高度为h的长方体物块放在桌面上如图所示，物块对桌面的压强为1.5ρgh，若从左边将物块竖直切除，剩余部分对桌面的压强为（　　）
A. 1.2ρgh B. 1.5ρgh C. 1.8ρgh D. 2ρgh
12. 如图所示电路中，电源电压保持不变，R1、R2均为定值电阻。若断开开关S2，闭合开关S1、S3，电路的总功率为20W；若断开开关S1、S3，闭合开关S2，则电路的总功率可能为（　　）
A. 4W B. 6W C. 8W D. 12W
二、填空题（本大题共4小题，每空1分，共26分）
13. 激光技术是人类的一个重大发明，目前我国激光技术领先世界。
（1）激光属于______（填“自然”或“人造”）光源，它是一种方向高度集中______（填“复色”或“单色”）光，______（填“发散度”或“平行度”）特别好，可以集中到局部产生高温进行激光雕刻；
（2）通信用的激光在光导纤维中多次反射，从一端传向另一端，激光走过的路程______（填“大于”“等于”或“小于”）光导纤维的长度。激光未来还可作为核能发电的点火技术，通过可控核______（填“聚变”或“裂变”）有望彻底解决人类能源问题。世界上最强大的激光器于近日被激活，它能使激光脉冲在1飞秒（1000万亿分之一秒）内达到10拍瓦（1拍瓦=1015瓦）的峰值，该激光器在这1飞秒内发出激光的能量为______J。
14. 2024年3月25日，鹊桥二号中继星顺利进入环月轨道飞行，提供地月间中继通信。
（1）鹊桥二号升空后必须在______（填“靠近”或“远离”）月球处实施“刹车”制动，从而被月球引力捕获实现环月飞行。环月飞行过程中，鹊桥二号受的力______（填“是”或“不是”）平衡力，它的惯性______（填“增大”“减小”或“不变”）；
（2）由于月球被地球潮汐锁定，它只能永远以同一面朝向地球，着陆在月球______（填“正面”或“背面”）的探测器无法直接实现与地球的测控通信和数据传输，这时就需要一颗中继星利用______（填“电磁波”或“超声波”）架起信息联通的“桥梁”。若中继星处于距地球约46万千米、距月球约8万千米的位置，月球表面的探测器通过中继星与地球进行一次完整的双向通信至少需要______s。
15. 如今，农用无人机已深入新疆田间地头，助力农业进入智能化时代。
（1）水平匀速飞行的无人机在喷洒农药的过程中，无人机机械能的变化量______（填“大于”“小于”或“等于”）其动能的变化量，无人机相对于地面是______（填“运动”或“静止”）的。该无人机使用电能驱动，电能属于______（填“—”或“二”）次能源；
（2）一架无人机可搭载农药的质量为40kg，装满农药的无人机总质量为50kg，静止在水平地面上时，其底部支架与地面的总接触面积为100cm2，它对地面的压强是______Pa，从地面升起到5m高处时，克服农药重力做功为______J。无人机以5m/s的速度在农田上方持续地喷洒农药时，喷洒宽度为2.5m，每分钟喷洒的农药量为2kg，则该无人机喷洒作业一次可喷洒面积为______m2。
16. 电热水器给我们的日常生活带来了极大的便利，如图甲所示为一台家用电热水器。
（1）我国家庭电路的电压为______V。电热水器在使用过程中会有漏电危险，当发生漏电时，电流会沿着水管经过喷头流过人体而发生触电事故。为防止触电事故发生，该电热水器在出水口处______（填“并联”或“串联”）了一个“隔电墙”。为确保安全，要求淋浴时通过人体的漏电电流不超过0.02mA，忽略人体的电阻，则该“隔电墙”的电阻值至少为______Ω；
（2）图乙为该电热水器的内部简化电路，R1、R2为电热丝，S1、S2为挡位开关（S2只能在a、b之间切换），可实现低温挡、中温挡、高温挡切换。当开关S1______（填“断开”或“闭合”）、S2接______（填“a”或“b”）时，电热水器为低温挡。正常工作时，低温挡功率为880W，中温挡功率为4400W，则高温挡功率为______W；
（3）某次使用时，用高温挡将5kg水从20℃加热到42℃用时100s，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，该过程中水吸收热量为______J，电热水器的效率为______。
三、作图题（每图2分，共6分）
17. 如图，请根据反射光线画出入射光线，并标出入射角的大小。
18. 如图，要使杠杆AB成为省力杠杆，请在标出的两点中选择一点作为支点O的位置。
19. 如图，地磁场的形状跟条形磁体的磁场相似，请根据小磁针静止时的指向，在括号内标出地磁场的磁极，并用箭头标出P点的磁感线方向。
四、实验与探究题（本大题共3小题，每空2分，共24分）
20. 某实验小组用如图甲所示的装置探究固体熔化时温度的变化规律。
（1）组装实验器材时，______（填“酒精灯”或“温度计”）的位置应在最后调整；
（2）根据收集到的数据作出某物质温度随时间的变化规律如图乙所示，可以判断该物质是______（填“晶体”或“非晶体”）；
（3）试管内的物质在熔化过程中，主要是______（填“分子动能”或“分子势能”）的增加导致内能的增加。
21. 某同学用如图所示装置探究斜面的机械效率与哪些因素有关，实验测得的数据如下表所示：
实验次数 斜面倾斜程度 斜面的材质 木块重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长度s/m
1 较缓 棉布面 3 0.2 1.6 1
2 较陡 棉布面 3 0.3 1.8 1
3 最陡 棉布面 3 0.4 2.0 1
4 最陡 木板面 6 0.4
1
（1）实验中用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做匀速直线运动，此时拉力______（填“大于”“小于”或“等于”）木块受到的摩擦力；
（2）第2次实验中，斜面的机械效率为______。分析第1、2、3组实验数据可知，斜面的粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越______（填“高”或“低”）；
（3）第3、4次实验中，若物体受到的摩擦力之比为4:5，则实验4中，弹簧测力计的示数F=______N。
22. 小明设计了如图所示电路，利用电磁铁、电压表和毫安表研究巨磁电阻（GMR）的性质。
（1）断开S1，闭合S2，电压表示数为3.0V，毫安表示数为6.0mA，此时巨磁电阻的阻值为______Ω；
（2）闭合S1、S2，将R1的滑片P向左移动的过程中，电磁铁产生的磁场变______（填“强”或“弱”），发现电压表的示数变小，这说明巨磁电阻的阻值随磁场的增强而______（填“增大”或“减小”）；
（3）将R1的滑片P移到某一位置，记录电压表的示数为1.5V，再将电源E1反向连接，电压表的示数不变，这是为了研究磁场的______（填“强弱”或“方向”）对巨磁电阻的影响。对比第（1）问中的数据，巨磁电阻所在电路总功率的变化量为27mW，则此时巨磁电阻功率为______mW。
五、计算题（本大题共2小题，每小题5分，共10分。解题时要有必要的公式和文字说明，只写出结果不得分）
23. 如图所示的电路中，电源电压恒为3V，R1的阻值为10Ω，R2的阻值为15Ω，闭合开关S。求：
（1）通过R1的电流；
（2）电路总电阻；
（3）通电50s，R2消耗的电能。
24. 如图所示，小聪在薄壁平底试管中装入一些沙子，管口密封，制成一个“土密度计”。若试管和沙子的总质量为36g，试管的横截面积为3cm2，当把它放入水中竖直漂浮时，在试管上与水面相齐的位置标记上刻度“1”（表示水的密度1×103kg/m3）。求：
（1）试管和沙子的总重力；
（2）试管在水中漂浮时，水对试管底部压强；
（3）小聪发现，试管上A、B两处到刻度“1”的距离都是h，且所标记的刻度恰好是两倍关系，求h的值。2024年初中学业水平检测第三次模拟考试
物理试题卷（共90分）
说明：本试卷中g取10N/kg
一、单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分）
1. 我国古代四大发明中，与磁有关是（　　）
A 火药 B. 指南针 C. 造纸术 D. 印刷术
【答案】B
【解析】
【详解】我国古代四大发明中，与磁有关的是指南针，地球是个天然的大磁体，地球周围存在着磁场，指南针受到地球磁场力的作用，总是指示南北方向，地球的地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。
故选B。
2. 排箫由长短不一的竹管组成，其目的是为了改变声音的（　　）
A. 音调 B. 音色 C. 响度 D. 传播速度
【答案】A
【解析】
【详解】排箫由长短不一的竹管组成，是为了改变竹管内空气柱振动时的频率，从而改变声音的音调，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3. 蔬菜装袋放入冰箱中，可有效减慢蔬菜中水分的（ ）
A. 液化 B. 升华 C. 汽化 D. 凝固
【答案】C
【解析】
【详解】蔬菜装袋放入冰箱中，降低了温度同时减小了与空气接触的表面积，可以有效减慢蔬菜中水分的汽化，保鲜更长的时间，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
4. 通常，车胎上都刻有花纹，主要是为了（　　）
A. 增大压力 B. 增大压强
C. 增大弹力 D. 增大摩擦力
【答案】D
【解析】
【详解】车胎上都刻有花纹，是通过增大接触面粗糙程度从而增大摩擦力，故ABC错误，不符合题意；D正确，符合题意。
故选D。
5. 某机器的能量流向如图所示，据此推测该机器可能是（　　）
A. 内燃机 B. 电吹风
C. 发电机 D. 电热毯
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知，该机器将一部分电能转化为机械能，还有一部分电能转化为内能。
A．内燃机是将内能转化为机械能的机器，故A不符合题意；
B．电吹风工作时，将一部分的电能转化为机械能，还将一部分电能转化为内能，故B符合题意；
C．发电机是机械能转化为电能的机器，故C不符合题意；
D．电热毯是将电能转化为内能的电器，故D不符合题意。
故选B。
6. 下列四种工具，使用时属于费力杠杆的是（　　）
A. 羊角锤 B. 核桃夹 C. 钢丝钳 D. 食品夹
【答案】D
【解析】
【详解】A．羊角锤使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；
B．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；
C．钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D．食品夹使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D符合题意。
故选D。
7. 2024年4月3日，长征二号丁运载火箭搭载遥感卫星腾空而起，它在地面摄像机中所成的像是（　　）
A. 逐渐变大的实像 B. 逐渐变小的实像
C. 逐渐变大的虚像 D. 逐渐变小的虚像
【答案】B
【解析】
【详解】摄像机与照相机成像原理相同，都成成倒立、缩小的实像；在腾空而起的过程中，物距变大，根据“成实像时，物远像近像变小”可知，像变小，即在地面摄像机中所成的像是逐渐变小的实像，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
8. 小欣用气球与头发摩擦，发现头发会随着气球飘起来。若气球带负电，则（　　）
A. 头发得到电子带负电 B. 头发失去电子带负电
C. 头发得到电子带正电 D. 头发失去电子带正电
【答案】D
【解析】
【详解】摩擦起电的实质是电子的转移，两个物体相互摩擦，一个物体会得到电子带负电，而另一个物体会失去电子带正电。因此气球与头发摩擦，气球得到电子带负电荷，头发失去电子而带正电荷。故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
9. 家庭电路常使用横截面积为2.5mm2的铜导线，一根长20m的铜导线质量约为（　　）
A. 5g B. 50g C. 500g D. 5000g
【答案】C
【解析】
【详解】由物理学常识可知铜的密度为
ρ铜=8.9×103kg/m3
由题意可知横截面积为2.5mm2、长度为20m的铜导线的体积为
V=2.5×10-6m2×20m=5×10-5m3
该铜导线的质量为
m=ρ铜V=8.9×103kg/m3×5×10-5m3=0.445kg=445g
四个选项中C选项最接近这个数值，所以C符合题意。
故选C。
10. 某中学实验室新买了30箱实验器材，每箱重50N。实验员王老师要把这批器材搬往6m高处的实验室，他的身体可以往外提供的功率P与每次搬起器材的重力G的关系如图所示。已知每次下楼时间为上楼时间的一半，若不考虑搬起箱子、放下箱子的时间，他将这批器材从地面搬到实验室至少需要（　　）
A. 140s B. 160s
C. 180s D. 200s
【答案】A
【解析】
【详解】由P-G图象知，搬运的物体重力为300N时，功率最大为90W，由于对这批器材做功一定，故搬运的物体重量为300N时，所用时间最短，一箱重量为50N，所以他每次搬运的箱子数
该实验员搬箱上楼一次需要做的功
W=Gh=50N×6×6m=1800J
最大功率P=90W，搬箱上楼一次需要的最短时间
由题意可知，将这批器材全部搬到实验楼所需次数
因此将这批器材全部搬到实验楼所需的最短时间
t上总=5t上=5×20s=100s
需要的下楼次数
n下=5-1=4
因为每次下楼的时间为上楼时间的一半，所以完成任务下落所需时间
由于不考虑人自重和搬起箱子、放下箱子的时间，因此将这批器材从底楼搬到实验室，完成任务所需的最短时间是
t=t上总+t下总=100s+40s=140s
故选A。
11. 一密度为ρ、高度为h的长方体物块放在桌面上如图所示，物块对桌面的压强为1.5ρgh，若从左边将物块竖直切除，剩余部分对桌面的压强为（　　）
A. 1.2ρgh B. 1.5ρgh C. 1.8ρgh D. 2ρgh
【答案】C
【解析】
【详解】设长方体的底面积为S，开始时受力面积为S1，则有
所以，当从左边将物块竖直切除，剩余部分对桌面的压力为
此时受力面积为
则剩余部分对桌面的压强为
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
12. 如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1、R2均为定值电阻。若断开开关S2，闭合开关S1、S3，电路的总功率为20W；若断开开关S1、S3，闭合开关S2，则电路的总功率可能为（　　）
A. 4W B. 6W C. 8W D. 12W
【答案】A
【解析】
【详解】断开开关S2，闭合开关S1、S3，该电路为并联电路，总功率为P=20W，总电阻
若断开开关S1、S3，闭合开关S2，该电路为串联电路，总电阻
R′=R1+R2
电源电压一定，由可知
P一定，当R1=R2时，P′最大，所以
最大功率是5W，则电路的总功率可能为4W。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
二、填空题（本大题共4小题，每空1分，共26分）
13. 激光技术是人类一个重大发明，目前我国激光技术领先世界。
（1）激光属于______（填“自然”或“人造”）光源，它是一种方向高度集中的______（填“复色”或“单色”）光，______（填“发散度”或“平行度”）特别好，可以集中到局部产生高温进行激光雕刻；
（2）通信用的激光在光导纤维中多次反射，从一端传向另一端，激光走过的路程______（填“大于”“等于”或“小于”）光导纤维的长度。激光未来还可作为核能发电的点火技术，通过可控核______（填“聚变”或“裂变”）有望彻底解决人类能源问题。世界上最强大的激光器于近日被激活，它能使激光脉冲在1飞秒（1000万亿分之一秒）内达到10拍瓦（1拍瓦=1015瓦）的峰值，该激光器在这1飞秒内发出激光的能量为______J。
【答案】 ①. 人造 ②. 单色 ③. 平行度 ④. 大于 ⑤. 聚变 ⑥. 10
【解析】
【详解】（1）[1][2][3] 激光属于人造光源，它是一种方向高度集中的单色光，平行度特别好，可以集中到局部产生高温进行激光雕刻，所以激光可以看做平行光。
（2）[4] 通信用的激光在光导纤维中多次反射，从一端传向另一端，因为是反射前进，激光走过的路程大于光导纤维的长度。
[5] 激光未来还可作为核能发电的点火技术，通过可控核聚变有望彻底解决人类能源问题。
[6] 该激光器在这1飞秒内发出激光的能量为
14. 2024年3月25日，鹊桥二号中继星顺利进入环月轨道飞行，提供地月间中继通信。
（1）鹊桥二号升空后必须在______（填“靠近”或“远离”）月球处实施“刹车”制动，从而被月球引力捕获实现环月飞行。环月飞行过程中，鹊桥二号受的力______（填“是”或“不是”）平衡力，它的惯性______（填“增大”“减小”或“不变”）；
（2）由于月球被地球潮汐锁定，它只能永远以同一面朝向地球，着陆在月球______（填“正面”或“背面”）的探测器无法直接实现与地球的测控通信和数据传输，这时就需要一颗中继星利用______（填“电磁波”或“超声波”）架起信息联通的“桥梁”。若中继星处于距地球约46万千米、距月球约8万千米的位置，月球表面的探测器通过中继星与地球进行一次完整的双向通信至少需要______s。
【答案】 ①. 靠近 ②. 不是 ③. 不变 ④. 背面 ⑤. 电磁波 ⑥. 3.6
【解析】
【详解】（1）[1]鹊桥二号升空后，靠近月球时，月球对鹊桥二号的引力增大，鹊桥二号的速度增大，所以必须在靠近月球处实施“靠近”制动，从而被月球引力捕获实现环月飞行。
[2]环月飞行过程中，鹊桥二号受的力不是平衡力，因为运动方向在不断改变，鹊桥二号不处于平衡状态。
[3]惯性只与质量的大小有关，环月飞行过程中，鹊桥二号的质量不变，惯性不变。
（2）[4][5]由于月球被地球潮汐锁定，它只能永远以同一面朝向地球，由于月球的阻挡，着陆在月球背面的探测器无法直接实现与地球的测控通信和数据传输，由于电磁波具有可以传递信息和在真空在传播的特点，所以这时就需要一颗中继星利用电磁波架起信息联通的“桥梁”。
[6]电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s，由题意可知，电磁波的传播路程为
根据可得，月球表面的探测器通过中继星与地球进行一次完整的双向通信至少需要的时间为
15. 如今，农用无人机已深入新疆田间地头，助力农业进入智能化时代。
（1）水平匀速飞行的无人机在喷洒农药的过程中，无人机机械能的变化量______（填“大于”“小于”或“等于”）其动能的变化量，无人机相对于地面是______（填“运动”或“静止”）的。该无人机使用电能驱动，电能属于______（填“—”或“二”）次能源；
（2）一架无人机可搭载农药的质量为40kg，装满农药的无人机总质量为50kg，静止在水平地面上时，其底部支架与地面的总接触面积为100cm2，它对地面的压强是______Pa，从地面升起到5m高处时，克服农药重力做功为______J。无人机以5m/s的速度在农田上方持续地喷洒农药时，喷洒宽度为2.5m，每分钟喷洒的农药量为2kg，则该无人机喷洒作业一次可喷洒面积为______m2。
【答案】 ①. 大于 ②. 运动 ③. 二 ④. 5×104 ⑤. 2×103 ⑥. 1.5×104
【解析】
【详解】（1）[1]无人机在农田上空的某一高度水平匀速飞行，同时均匀喷洒农药，飞机的速度和高度均不变，但质量变小，所以无人机的动能减小，重力势能减小，机械能减小；由于动能和势能的总和是机械能，所以无人机机械能的变化量是动能和重力势能变化量的总和，则无人机机械能的变化量大于其动能的变化量。
[2]无人机在喷洒农药的过程中，无人机和地面的相对位置不断发生改变，所以无人机相对于地面是运动的。
[3]电能是消耗其它能源经过加工转换来的，属于二次能源。
（2）[4]装满农药无人机总重力
无人机底部支架与地面的总接触面积为100cm2，即0.01m2，由可知，装满农药的无人机对地面的压强
[5]无人机从地面升起到5m高处时，克服农药重力做功
[6]由题意可知，该无人机喷洒作业一次需要的时间
则该无人机喷洒作业一次可喷洒面积
16. 电热水器给我们的日常生活带来了极大的便利，如图甲所示为一台家用电热水器。
（1）我国家庭电路的电压为______V。电热水器在使用过程中会有漏电危险，当发生漏电时，电流会沿着水管经过喷头流过人体而发生触电事故。为防止触电事故发生，该电热水器在出水口处______（填“并联”或“串联”）了一个“隔电墙”。为确保安全，要求淋浴时通过人体的漏电电流不超过0.02mA，忽略人体的电阻，则该“隔电墙”的电阻值至少为______Ω；
（2）图乙为该电热水器的内部简化电路，R1、R2为电热丝，S1、S2为挡位开关（S2只能在a、b之间切换），可实现低温挡、中温挡、高温挡切换。当开关S1______（填“断开”或“闭合”）、S2接______（填“a”或“b”）时，电热水器为低温挡。正常工作时，低温挡功率为880W，中温挡功率为4400W，则高温挡功率为______W；
（3）某次使用时，用高温挡将5kg水从20℃加热到42℃用时100s，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，该过程中水吸收热量为______J，电热水器的效率为______。
【答案】 ①. 220 ②. 串联 ③. 1.1×107 ④. 断开 ⑤. b ⑥. 5500 ⑦. 4.62×105 ⑧. 84%
【解析】
【详解】（1）[1]各个国家家庭电路的电压不相等，我国家庭电路的电压为220V。
[2][3]由题意可知，当发生漏电时，电流会沿着水管经过喷头流过人体而发生触电事故，为防止触电事故发生，由串联分压可知，该电热水器在出水口处串联一个“隔电墙”。电流依次经过电阻和人体，电流只有一条路径，“隔电墙”的电阻和人体为串联。由于忽略人体的电阻值，故当淋浴时通过人体的漏电电流不超过0.2mA时，“隔电墙”的电阻两端电压为220V，“隔电墙”的电阻
（2）[4][5]由图乙可知，当开关S1闭合、S2与触点a接通时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由可知，电路中的总功率最大，热水器处于高温挡；当开关S1断开，S2接b时，两个电阻串联，电路的总电阻最大，由可知，电路中的总功率最小，电热水器为低温挡。
[6]当开关S1闭合，S2接b时，只有R1的简单电路，电路的总电阻较大，由可知，电路中的总功率较小，处于高温挡，R1的阻值
当开关S1断开，S2接b时，两个电阻串联，电热水器为低温挡，电路的总电阻
R2的阻值
R2=R-R1=55Ω-11Ω=44Ω
高温挡功率为
（3）[7]水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(42℃-20℃)=4.62×105J
[8]电热水器消耗的电能
W=P高t=5500W×100s=5.5×105J
电热水器的效率
三、作图题（每图2分，共6分）
17. 如图，请根据反射光线画出入射光线，并标出入射角的大小。
【答案】
【解析】
【详解】图中反射角为30°，根据反射角与入射角相等在法线的左侧作出入射光线并标出入射角的度数，如图所示：
18. 如图，要使杠杆AB成为省力杠杆，请在标出的两点中选择一点作为支点O的位置。
【答案】
【解析】
【详解】要使杠杆AB成为省力杠杆，根据杠杆平衡条件可知，动力臂需大于阻力臂，当以左边的点为支点时，动力臂大于阻力臂，如图所示：
19. 如图，地磁场的形状跟条形磁体的磁场相似，请根据小磁针静止时的指向，在括号内标出地磁场的磁极，并用箭头标出P点的磁感线方向。
【答案】
【解析】
【详解】地磁场的N极在地理南极附近，其S极在地理北极附近；在磁体的外部，磁感线总是从磁体的N极发出，最后回到S极；小磁针的N极指向地磁场的S极，地磁场的磁极，P点的磁感线方向如下图所示：
四、实验与探究题（本大题共3小题，每空2分，共24分）
20. 某实验小组用如图甲所示的装置探究固体熔化时温度的变化规律。
（1）组装实验器材时，______（填“酒精灯”或“温度计”）的位置应在最后调整；
（2）根据收集到的数据作出某物质温度随时间的变化规律如图乙所示，可以判断该物质是______（填“晶体”或“非晶体”）；
（3）试管内的物质在熔化过程中，主要是______（填“分子动能”或“分子势能”）的增加导致内能的增加。
【答案】 ①. 温度计 ②. 晶体 ③. 分子势能
【解析】
【详解】（1）[1]由于要用酒精灯的外焰加热，所以需先固定下面铁圈的高度，最后固定温计，确保温度计的玻璃泡全部浸没在被测物质中，且不能碰到容器底和容器壁。
（2）[2]由图乙可知，在BC段，该物质熔化过程中吸热，温度不变，属于晶体。
（3）[3]物质在熔化过程中，温度不变，分子动能不变，但分子间的距离增大，分子势能增大，故内能增加。
21. 某同学用如图所示装置探究斜面的机械效率与哪些因素有关，实验测得的数据如下表所示：
实验次数 斜面倾斜程度 斜面的材质 木块重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长度s/m
1 较缓 棉布面 3 0.2 1.6 1
2 较陡 棉布面 3 0.3 1.8 1
3 最陡 棉布面 3 0.4 2.0 1
4 最陡 木板面 6 0.4
1
（1）实验中用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做匀速直线运动，此时拉力______（填“大于”“小于”或“等于”）木块受到的摩擦力；
（2）第2次实验中，斜面的机械效率为______。分析第1、2、3组实验数据可知，斜面的粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越______（填“高”或“低”）；
（3）第3、4次实验中，若物体受到的摩擦力之比为4:5，则实验4中，弹簧测力计的示数F=______N。
【答案】 ①. 大于 ②. 50% ③. 高 ④. 3.4
【解析】
【详解】（1）[1][2]用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做匀速直线运动，拉力大于木块受到的摩擦力；分析第1、2、3组实验数据可知，斜面的粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越高。
（2）[3]第二次实验的有用功为
拉力做的总功
则斜面的机械效率为
（3）[4]第三次实验的额外功为
由得，此时的摩擦力为
第3、4次实验中，若物体受到的摩擦力之比为4:5，则第四次实验摩擦力为
第四次有用功
额外功为
则此次总功为
由W=Fs得，第四次拉力即测力计示数为
22. 小明设计了如图所示电路，利用电磁铁、电压表和毫安表研究巨磁电阻（GMR）的性质。
（1）断开S1，闭合S2，电压表示数为3.0V，毫安表示数为6.0mA，此时巨磁电阻的阻值为______Ω；
（2）闭合S1、S2，将R1的滑片P向左移动的过程中，电磁铁产生的磁场变______（填“强”或“弱”），发现电压表的示数变小，这说明巨磁电阻的阻值随磁场的增强而______（填“增大”或“减小”）；
（3）将R1的滑片P移到某一位置，记录电压表的示数为1.5V，再将电源E1反向连接，电压表的示数不变，这是为了研究磁场的______（填“强弱”或“方向”）对巨磁电阻的影响。对比第（1）问中的数据，巨磁电阻所在电路总功率的变化量为27mW，则此时巨磁电阻功率为______mW。
【答案】 ①. 500 ②. 强 ③. 减小 ④. 方向 ⑤. 18
【解析】
【详解】（1）[1]断开S1，闭合S2，电压表示数为3.0V，毫安表示数为6.0mA，根据欧姆定律可得，此时巨磁电阻的阻值为
（2）[2]闭合S1、S2，将R1的滑片P向左移动的过程中，变阻器接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路电流变大，电磁铁产生的磁场变强。
[3]由右侧电路可知，两电阻串联，电压表测的是巨磁电阻的两端电压，此时发现电压表的示数变小，根据串联分压原理可知，巨磁电阻的阻值变小，由于电磁铁产生的磁场变强，这说明巨磁电阻的阻值随磁场的增强而减小。
（3）[4]将电源E1反向连接，通过左侧电路的电流方向发生变化，电磁铁产生的磁场方向发生变化，电压表的示数不变，说明巨磁电阻的阻值不变，这是为了研究磁场的方向对巨磁电阻的影响。
[5]将R1的滑片P移到某一位置，记录电压表的示数为1.5V，对比第（1）问中的数据，巨磁电阻的两端电压变小，根据串联电路电压特点可知，R2的两端电压变大，根据欧姆定律可知，巨磁电阻所在电路的总电流变大，根据P=UI可得，巨磁电阻所在电路总功率变大。设电源电压为U，对于第（1）问中的情况，根据串联电路特点和欧姆定律可得，电源电压为
将R1的滑片P移到某一位置，记录电压表的示数为1.5V，此时R2的两端电压为
根据欧姆定律可得，此时电路电流为
根据P=UI可得，此时巨磁电阻所在电路总功率为
对于第（1）问中的情况，根据P=UI可得，此时巨磁电阻所在电路总功率为
则
即
解得，则此时电路电流
根据P=UI可得，此时巨磁电阻功率为
五、计算题（本大题共2小题，每小题5分，共10分。解题时要有必要的公式和文字说明，只写出结果不得分）
23. 如图所示的电路中，电源电压恒为3V，R1的阻值为10Ω，R2的阻值为15Ω，闭合开关S。求：
（1）通过R1的电流；
（2）电路的总电阻；
（3）通电50s，R2消耗的电能。
【答案】（1）0.3A；（2）6Ω；（3）30J
【解析】
【详解】解：（1）由电路图可知，两电阻并联，根据并联电路的电压特点和欧姆定律可得，通过的电流为
（2）根据并联电路的电压特点和欧姆定律可得，通过的电流为
根据并联电路的电流特点可得，电路总电流为
根据欧姆定律可得，则电路总电阻为
（3）通电50s，R2消耗的电能为
答：（1）通过R1的电流为0.3A；
（2）电路的总电阻为6Ω；
（3）通电50s，R2消耗的电能为30J。
24. 如图所示，小聪在薄壁平底试管中装入一些沙子，管口密封，制成一个“土密度计”。若试管和沙子的总质量为36g，试管的横截面积为3cm2，当把它放入水中竖直漂浮时，在试管上与水面相齐的位置标记上刻度“1”（表示水的密度1×103kg/m3）。求：
（1）试管和沙子的总重力；
（2）试管在水中漂浮时，水对试管底部的压强；
（3）小聪发现，试管上A、B两处到刻度“1”的距离都是h，且所标记的刻度恰好是两倍关系，求h的值。
【答案】（1）0.36N；（2）1.2×103Pa；（3）4cm
【解析】
【详解】解：（1）试管和沙子的总重力为
（2）因为漂浮，所以试管受到的浮力等于重力，即
根据阿基米德原理可得，试管排开水的体积为
则试管浸入水中的深度为
根据p=ρgh可得，水对试管底部的压强为
（3）根据密度计的原理可知，试管在两种液体中都处于漂浮状态，所以受到的浮力大小相同。由题意可知，A、B两处对应的液体的密度关系为
由和可得
解得。
答：（1）试管和沙子的总重力为0.36N；
（2）试管在水中漂浮时，水对试管底部的压强为1.2×103Pa；
（3）h的值为4cm。

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