2018年河南开封中考物理一模试题【精编版含答案】

2018年河南开封中考物理一模试题【精编版含答案】

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一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）

1．《信•中国》是中央电视台2018年开年推出的大型人文艺术类创新节目。由朱军担任主持人、制作人和总导演，60多位艺术工作者和演员担当信使。我们能区分朱军和这些艺术工作者的声音，是他们的　   　不同；这些信使深情念读，有时高吭，有时深情。这其中“高吭”是指声音的　   　。

2．（2分）清明节时雨纷纷，2018年的清明节许多地方下了雨，北京却下了小雪。雪花是由水蒸气　   　（填物态变化的名称）形成的。雪熔化时天气格外寒冷，是因为熔化　   　（填“放”或“吸”）热。

3．（2分）天鹅湖国家城市湿地公园，位于三门峡市东西城区之间的生态区内。图为三门峡天鹅湖国家城市湿地公园中的一群天鹅，它们在水中的倒影是　   　（填“实像”“虚像”）。湿地公园中水的面积很大，滩涂蓄水量约为2×105m3，可以有效的调节空气的温度和湿度。若水温升高2℃，吸收的热量为　   　J[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），水的密度为1×103kg/m3]。

4．（2分）在“厉害了我的国”中，来自“一带一路”上的20国青年票选出了心中的中国“新四大发明”他们是：高铁、网购、支付宝和共享单车。“新四大发明”均为我国自主知识产权，乃中国制造与中国创造的代表。共享单车从构造到使用蕴含着丰富的物理知识，如图所示，请按表中所举的例子完成表中空白处的。

5．（3分）在图中所示的电路中，电源电压保持不变，R为定值电阻，当开关闭合时，标有“8V 4W”的小灯泡L恰好正常发光；若保持定制电阻R不变，将L换成另一只标有“8V 8W”的小灯泡，闭合开关后，小灯泡工作时消耗的实际功率　   　（填“大于”“等于”或“小于”）8W．若标有“8V 4W”的灯泡L1和“8V 8W”的灯泡L2并联接入8V电源电路中，则通过两灯的电流之比为　   　，两灯在相同时间内消耗的电能之比为　   　（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。

6．（2分）风是地球上的一种自然现象。风能作为一种新型清洁能源，属于　   　（填“一次”“二次”）能源。风力发电首先是利用风力带动风车叶片旋转，把风的动能转化为风轮的机械能，风轮带动发电机发电，风力发电机的原理为　   　。从能源利用等角度说说使用风能的优点　   　（答出一点）。

二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分．第7～12题，每小题只有一个选项符合题目要求．第13～14题，每小题有两个选项符合题目要求，全部选对的得2分，选对但不全得区分，有选错的得0分）

7．（2分）下列估算不正确的是（　　）

A．拿起一个鸡蛋大约用力0.5N

B．郑州炎热夏天的室外温度约为42℃

C．演奏我国国歌所需的时间约为47s

D．一个中学生双脚站立在水平地面上，对地面的压强约为105Pa

8．（2分）小明对所学的电学知识归纳如下，其中不正确的有（　　）

A．玻璃棒与丝绸摩擦时，玻璃棒会失去电子

B．摩擦起电的实质是电子的转移

C．导体中只要有电荷的移动，就能形成电流

D．绝缘体不容易导电，但容易带电

9．（2分）如图所示的四个过程将动能转化为势能的是（　　）

A．

塑料圆筒滚动时皮筋越拧越紧

B．

麦克斯韦滚摆向低处滚动

C．

运动员用拉弯的弓把箭射出去

D．

人造地球卫星从远地点向近地点运动

10．（2分）关于运动和力，下列说法正确的是（　　）

A．做匀速直线运动的物体，可能只受到一个力作用

B．运动员将冰壶推出后，冰壶向前滑行，是因为冰壶受到惯性作用

C．运动员投出篮球后，篮球在空中运动的过程中所受合力不为零

D．静止在水平地面上的课桌，它对地面的压力与地面对它的支持力是一对平衡力

11．（2分）如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（　　）

A．              B．              C．              D．

12．（2分）如图所示，电源电压保持不变，当闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P使电压表V2示数变小过程中，下列说法中不正确的是（　　）

A．滑动变阻器的滑片P在向左滑动

B．电压表V1的示数变大

C．电流表示数变大

D．电阻R1和R2消耗的功率之比保持变小

13．（2分）下列问题中，不属于可探究的科学问题的是（　　）

A．物体内能的大小与哪些因素有关？

B．当温度升高时，气体的扩散会加快吗？

C．导体的电阻大小与导体两端的电压有关吗？

D．通过导体的电流增大时，该导体会发生哪些变化？

14．（2分）如图所示，两个相同的圆柱形容器被分别盛有ρ甲、ρ乙种不同液体，液体对容器底部的压强分别为p甲、p乙，现将两个体积相同的同样材质的小球分别浸入这两种液体中，两小球在图示位置静止，此时两液面刚好齐平，两小球所受浮力为分别F浮甲、F浮乙，液体对容器底部压力的变化量分别为△F甲、△F乙，下列关系式正确的是（　　）

A．ρ甲＞ρ乙、F浮甲＞F浮乙              B．ρ甲＞ρ乙、F浮甲=F浮乙

C．ρ甲＜ρ乙、△p甲 ＜△p乙              D．ρ甲＞ρ乙、F浮甲＜F浮乙

三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）

15．（2分）图所示，光线A、B为光源S发出的两条光线经平面镜反射后的反射光线，请在图中作出平面镜并完成光路图。

16．（2分）如图所示，将重为2N的物体A挂于弹簧测力计下，弹簧测力计与物体A共同向右作匀速直线运动，请画出物体A所受力的示意图。

四、实验探究题（18分）

17．（6分）在研究“凸透镜成像规律”的实验中：

（1）在实验前，应首先观察并记下凸透镜的　   　；在如图所示的实验装置中A是　   　。

（2）小明同学按上述要求安装好实验器材，移动光屏，在光屏上得到一个清晰的像，如图所示，该成像原理与　   　（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像原理相同；该同学在不改变烛焰和光屏位置的情况下，当把凸透镜移到某一位置时，在光屏上再次出现一个清晰的烛焰像。凸透镜位置在　   　cm处。

18．（6分）小明和小华同学一起做“探究杠杆平衡的条件”实验，所用的器材有带刻度的杠杆、铁架、钩码、线（弹簧夹）和　   　等。

（1）实验前，首先把杠杆的中点支在支架上，杠杆静止在如图甲所示位置，此时杠杆处于　   　（填“平衡”或“不平衡”），为了使杠杆在水平位置平衡，应向　   　（填“左”或“右”）调节平衡螺母。

（2）记录在如表中。

小明分析比较表一的实验数据可归纳得出的结论是：　   　。

（3）小华分析两表数据后发现实验序号　   　的数据与小亮的结论不符。他回顾看了那次实验，发现实验数据是在弹簧测力计斜拉的情况下获得的，如图乙所示。请分析小华这组数据错误的原因：当弹簧测力计斜拉时　   　。

19．（9分）在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω，有两个规格分别为“10Ω  l A”、“50Ω  2A”的滑动变阻器，电源电压为6V。

（1）本实验中应选择规格为　   　的滑动变阻器；图中已有部分电路连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整。

（2）某同学闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现灯泡的亮度很暗且不变，可能的原因是　   　。

（3）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，进行了多次测量，其中小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示为　   　A，小灯泡的额定功率为　   　w，实验中多次测量的目的是：　   　。

（4）完成实验后，该组同学又找来了几个不同阻值的电阻代替小灯泡继续“探究电压相同时，电流与电阻的关系”，得到的实验数据如表。

该组同学做完第2次实验后，用15Ω的电阻替换10Ω的电阻，闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片P向　   　（填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为　   　 V，完成第三次实验。

五、综合应用题（本题共2小题，第20题10分，第21题8分，共18分）

20．（10分）正在到来的第四次工业革命将使人类进入“无人机时代”。各种类型的机器人纷纷问世，其中会飞的机器人﹣﹣“无人机”异军突起，频频出现在公众的视野中。WJ﹣600无人机采用了战术无人机常用的常规气动布局，尾部装有一台涡轮喷气发动机。该机是我国少数采用喷气发动机作为动力系统的战术攻击无人机，它集高空、高速、无人、侦查、打击为一体的无人机，最大输出功率为200kW，能够在1.4×104km的高空以648km/h的速度飞行。它具备全自主起降和飞行能力，其机体结构选用铝合金材料。

（1）“无人机”机体结构选用铝合金材料是因为在体积一定时，　   　。

（2）若该无人机在1.4×104km的高空以648km/h匀速飞行，求此时无人机受到的空气阻力是多少？（结果保留整数）

（3）该机在某次到900km处执行任务（以600km/h速度匀速飞行）时，载弹后整机质量2.5t（含油料），如果涡轮喷气发动机的机械效率为30%，则刚刚升空后水平匀速飞行时机翼产生的升力是多大？假设燃料完全燃烧，此次执行任务至少添加航空燃料多少千克？（g=10N/Kg，航空燃料热值5.0×107J/Kg）

21．（8分）有一种电加热恒温箱，工作原理如图甲所示。控制电路由电压为U1=6V的电源、电磁继电器（线圈电阻不计）、滑动变阻器R0和热敏电阻R1组成，工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R2=48.4Ω的电热丝组成。当控制电路中的电流达到0.05A时，衔铁被吸下来，触点处断开，工作电路停止工作。当控制电路中的电流小于0.05A时，衔铁被弹回，触点处接通，加热电路正常工作，热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图13乙所示。

（1）在升温的过程中，电阻R1两端的电压会　   　（填“变大”“变小”或“不变”）；要使恒温设定的温度值升高，应调节滑动变阻器R0的滑片，使其接入电路的阻值　   　（填“变大”“变小”或“不变”）。

（2）工作电路正常工作1min，电热丝R2产生的热量是多少？

（3）通过调节控制电路中滑动变阻器R0接入电路的阻值，就能调节恒温箱中需要设定的不同温度，如果恒温箱的温度设定为50℃，求滑动变阻器R0应接入电路的阻值。

2018年河南开封中考物理一模试题参考答案与试题解析

一、填空题（本题共6小题，每空1分，共14分）

1．《信•中国》是中央电视台2018年开年推出的大型人文艺术类创新节目。由朱军担任主持人、制作人和总导演，60多位艺术工作者和演员担当信使。我们能区分朱军和这些艺术工作者的声音，是他们的　音色　不同；这些信使深情念读，有时高吭，有时深情。这其中“高吭”是指声音的　响度　。

【分析】声音有三个特征：音调、响度和音色。音调指声音的高低，音调跟频率有关，频率越大，音调越高；响度指声音的大小，响度跟振幅有关，振幅越大，响度越大；通过音色能辨别物体，音色跟材料和结构有关。

【解答】解：我们能区分朱军和这些艺术工作者的声音，是因为不同人声音的音色不同。

这些信使深情念读，有时高吭，这其中“高吭”是指声音大，即声音的响度大。

故答案为：音色；响度。

【点评】真正理解音调、响度的含义，并且真正理解诗句的含义，才能准确回答问题，体现了各学科之间的关系。

2．（2分）清明节时雨纷纷，2018年的清明节许多地方下了雨，北京却下了小雪。雪花是由水蒸气　凝华　（填物态变化的名称）形成的。雪熔化时天气格外寒冷，是因为熔化　吸　（填“放”或“吸”）热。

【分析】（1）物质由气态直接变为固态叫凝华，物质由固态直接变为气态叫升华；由气态变为液态叫液化，由液态变为气态叫汽化；由固态变为液态叫熔化，由液态变为固态叫凝固。

（2）六种物态变化过程中，都伴随着吸热或放热；其中放出热量的物态变化有：凝固、液化、凝华；吸热的有：熔化、汽化、升华。

【解答】解：雪是空气中的水蒸气遇冷凝华为固态的冰晶，此过程中放热；

雪熔化时天气格外寒冷，是因为熔化时吸热，使气温降低。

故答案为：凝华；吸。

【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化，关键要看清物态变化前后，物质各处于什么状态；另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。

3．（2分）天鹅湖国家城市湿地公园，位于三门峡市东西城区之间的生态区内。图为三门峡天鹅湖国家城市湿地公园中的一群天鹅，它们在水中的倒影是　虚像　（填“实像”“虚像”）。湿地公园中水的面积很大，滩涂蓄水量约为2×105m3，可以有效的调节空气的温度和湿度。若水温升高2℃，吸收的热量为　1.68×1012　J[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），水的密度为1×103kg/m3]。

【分析】（1）物体在平面镜中所成的像是虚像；

（2）根据水的体积利用公式m=ρV求出水的质量，利用吸热公式Q=cm△t可计算水吸收的热量。

【解答】解：

平静的湖面相当于平面镜，平面镜成的像是虚像，则天鹅在湖面的倒影是虚像；

根据ρ=可知，

湿地公园中水的质量为：m=ρV=1×103kg/m3×2×105m3=2×108kg；

水吸收的热量：Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×2×108kg×2℃=1.68×1012J。

故答案为：虚像；1.68×1012。

【点评】此题主要考查学生对平面镜成像特点以及吸热公式的理和掌握，属于基础性题目。

4．（2分）在“厉害了我的国”中，来自“一带一路”上的20国青年票选出了心中的中国“新四大发明”他们是：高铁、网购、支付宝和共享单车。“新四大发明”均为我国自主知识产权，乃中国制造与中国创造的代表。共享单车从构造到使用蕴含着丰富的物理知识，如图所示，请按表中所举的例子完成表中空白处的。

【分析】①减小摩擦的方法：从压力大小和接触面的粗糙程度考虑，减小压力，减小接触面的粗糙程度，使接触面脱离，用滚动代替滑动摩擦力。

②解锁系统是车辆通过接收云端发送的解锁指令而实现的。

【解答】解：

①车轴处有滚珠即滚动轴承，是用滚动代替滑动来减小摩擦力；

②扫描车身上的二维码，通过手机网络发送到云端请求解锁，云端收到后识别该车辆并发送解锁指令，共享单车执行解锁指令自动开锁，这是利用电磁波传递信息的。

故答案为：①用滚动代替滑动，减小摩擦；②车身上的二维码。

【点评】自行车是日常生活中最常见的交通工具，从自行车的结构和使用来看，应用了非常多的物理知识，包括力学、声现象、光现象、杠杆等方面，平时多注意观察，将其知识活学活用。

5．（3分）在图中所示的电路中，电源电压保持不变，R为定值电阻，当开关闭合时，标有“8V 4W”的小灯泡L恰好正常发光；若保持定制电阻R不变，将L换成另一只标有“8V 8W”的小灯泡，闭合开关后，小灯泡工作时消耗的实际功率　小于　（填“大于”“等于”或“小于”）8W．若标有“8V 4W”的灯泡L1和“8V 8W”的灯泡L2并联接入8V电源电路中，则通过两灯的电流之比为　1：2　，两灯在相同时间内消耗的电能之比为　1：2　（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。

【分析】（1）灯泡的实际功率是由灯泡两端的实际电压决定的，根据公式R=知两灯泡电阻的大小关系，根据电阻的串联可知电路中总电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流和电阻两端的电压变化，再根据串联电路的电压特点得出此时灯泡两端的电压变化，最后根据P=判断灯泡实际功率的变化，进而得出答案；

（2）若标有“8V 4W”的灯泡L1和“8V 8W”的灯泡L2并联接入8V电源电路中时，它们两端的电压相等，均等于两灯泡的额定电压，此时灯泡的实际功率和额定功率相等，根据P=UI求出通过两灯的电流之比，根据W=Pt求出相同时间内两灯消耗电能之比。

【解答】解：（1）由P=UI=的变形式R=可知，当电压相同时，电功率越大，电阻越小，

所以“8V 8W”灯泡的电阻比“8V 4W”灯泡的电阻小，

因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，

所以，改接灯泡后，电路中的总电阻变小，

由I=可知，电路中的电流变大，电阻R两端的电压变大，

因串联电路中的总电压等于各分电压之和，且电源的电压不变，

所以，此时灯泡两端的电压变小，小于8V，

由P=UI=可知，此时灯泡的电功率变小，小于8W；

（2）若标有“8V 4W”的灯泡L1和“8V 8W”的灯泡L2并联接入8V电源电路中，

因并联电路中各支路两端的电压相等，

所以，两灯泡两端的电压均为8V，两灯泡均正常发光，

由P=UI可得，通过两灯的电流之比：

====，

由P=可得，相同时间内两灯消耗电能之比：

===。

故答案为：小于；1：2；1：2。

【点评】本题考查了串并联电路的特点和电功率公式、欧姆定律、电功公式的应用，要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等。

6．（2分）风是地球上的一种自然现象。风能作为一种新型清洁能源，属于　一次　（填“一次”“二次”）能源。风力发电首先是利用风力带动风车叶片旋转，把风的动能转化为风轮的机械能，风轮带动发电机发电，风力发电机的原理为　电磁感应　。从能源利用等角度说说使用风能的优点　风能为洁净能源，是可再生环保能源　（答出一点）。

【分析】（1）能够直接从自然界获得的能源，叫做一次能源；不能从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源；

（2）发电机消耗机械能产生电能，故其是利用电磁感应现象的原理制成的；

（3）能源问题是当今社会热点问题，风能、太阳能都是新型的能源，具有无污染环保、可再生的特点。

【解答】解：

风能是可以直接从自然界中获取的能源，叫做一次能源；

风力发电机借助风力吹动发电机的轮叶片转动，从而产生电能，即消耗机械能产生电能，故是利用电磁感应现象的原理来工作的；

风能为洁净的能量，是可再生能源环保。

故答案为：一次；电磁感应；风能为洁净能源，是可再生环保能源。

【点评】本题考查了能源的分类及风能的特点，是一道基础题。

二、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分．第7～12题，每小题只有一个选项符合题目要求．第13～14题，每小题有两个选项符合题目要求，全部选对的得2分，选对但不全得区分，有选错的得0分）

7．（2分）下列估算不正确的是（　　）

A．拿起一个鸡蛋大约用力0.5N

B．郑州炎热夏天的室外温度约为42℃

C．演奏我国国歌所需的时间约为47s

D．一个中学生双脚站立在水平地面上，对地面的压强约为105Pa

【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。

【解答】解：A、一斤（500g）鸡蛋可称8﹣﹣10个，那么一个鸡蛋的质量约为50g（0.05kg）；其重力为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N；故拿起一个鸡蛋的力约0.5N；故A的估算符合实际；

B、郑州炎热夏天的室外温度约为42℃，符合实际；

C、演奏我国国歌所需的时间约为47s；符合实际；

D、中学生对地面的压力F=G=mg=50kg×10N/kg=500N，每只鞋的底面积大约为200cm2，即0.02m2；故压强为：p===1.25×104Pa；达不到105Pa；故D不符合实际；

故选：D。

【点评】此题考查对生活中常见物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，找出符合实际的选项即可。

8．（2分）小明对所学的电学知识归纳如下，其中不正确的有（　　）

A．玻璃棒与丝绸摩擦时，玻璃棒会失去电子

B．摩擦起电的实质是电子的转移

C．导体中只要有电荷的移动，就能形成电流

D．绝缘体不容易导电，但容易带电

【分析】（1）自然界有两种电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒由于得到电子而带负电，用丝绸摩擦过的玻璃棒因失去电子而带正电。

（2）摩擦起电的实质是电子的转移。

（3）电荷的定向移动形成电流。

（4）容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体；绝缘体容易带电。

【解答】解：A、用丝绸摩擦过的玻璃棒因失去电子而带正电；故A的说法正确；

B、摩擦起电的实质是电荷的转移，即电子的转移；故B的说法正确；

C、电荷的定向移动形成电流；故当导体中的自由电荷发生定向移动时，才能形成电流；故C的说法不正确；

D、不容易导电的物体叫绝缘体；绝缘体容易带电。故D的说法正确；

故选：C。

【点评】理解摩擦起电的实质、电流的形成、绝缘体的特点；是解答此题的关键。

9．（2分）如图所示的四个过程将动能转化为势能的是（　　）

A．

塑料圆筒滚动时皮筋越拧越紧

B．

麦克斯韦滚摆向低处滚动

C．

运动员用拉弯的弓把箭射出去

D．

人造地球卫星从远地点向近地点运动

【分析】弹性势能转化为动能的特点是物体的弹性形变减小，弹性势能减小；速度增加，动能增加。

【解答】解：

A、塑料圆筒滚动时，速度变小，即动能变小，同时皮筋越来越紧，弹性形变程度变大，弹性势能变大，所以该过程是将动能转化为弹性势能，故A正确；

B、麦克斯韦滚摆向低处滚动，其质量不变，速度变快，动能变大，同时高度减小，重力势能变小，所以是将重力势能转化为动能的过程，故B错误；

C、运动员用拉弯的弓把箭射出去，在该过程中，弓的弹性势能变小，同时箭的动能变大，所以是将弹性势能转化为动能的过程，故C错误；

D、人造地球卫星从远地点向近地点运动时，速度变大，即动能变大，同时相对高度变小，势能变小，所以势能转化为动能，故D错误；

故选：A。

【点评】对于判断能量转化的题目，我们可以从影响能量大小的因素来分析能量的变化，找到能量转化的方向。

10．（2分）关于运动和力，下列说法正确的是（　　）

A．做匀速直线运动的物体，可能只受到一个力作用

B．运动员将冰壶推出后，冰壶向前滑行，是因为冰壶受到惯性作用

C．运动员投出篮球后，篮球在空中运动的过程中所受合力不为零

D．静止在水平地面上的课桌，它对地面的压力与地面对它的支持力是一对平衡力

【分析】（1）做匀速直线运动的物体，不受力或受平衡力；

（2）物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，一切物体都有惯性，惯性是物体的一种属性；

（3）处于平衡状态的物体受平衡力作用，并且所受合力为零；

（4）根据二力平衡条件，判断车对地面的压力和地面对车的支持力是否是一对平衡力。

【解答】解：A、做匀速直线运动的物体，处于平衡状态，物体不受力或受平衡力的作用，不可能只受一个力，故A错误；

B、冰壶被推出后，能在冰面上继续滑行是因为冰壶具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性作用。故B错误；

C、运动员投出篮球后，篮球在空中运动的过程中只受重力，所受合力不为零，故C正确；

D、静止在水平地面上的课桌，它对地面的压力与地面对它的支持力作用在两个物体上，不是一对平衡力，故D错误。

故选：C。

【点评】本题主要考查了力与运动的关系、惯性、平衡力等知识，是一道综合题，但难度不大。

11．（2分）如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（　　）

A．              B．              C．              D．

【分析】根据简单机械的原理：不省功和杠杆平衡条件，分别求出四个力，再确定最小的动力。

【解答】解：设物体重力为G，不计机械自重和摩擦：

A、图中为斜面，F1×4m=G×2m，得到F1=0.5G；

B、图中为滑轮组，与动滑轮相连的绳子段数是3，因此F2=G；

C、图中为动滑轮，动力作用在动滑轮的轴上，则F3=2G；

D、由图可知，动力臂为1m+3m=4m，阻力臂为1m，则F4×4m=G×1m，解得F4=0.25G；

因此动力最小的是D。

故选：D。

【点评】此题主要是考查各种简单机械省力情况及省力的原理，属于基础知识的考查，关键掌握各简单机械的省力特点。

12．（2分）如图所示，电源电压保持不变，当闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P使电压表V2示数变小过程中，下列说法中不正确的是（　　）

A．滑动变阻器的滑片P在向左滑动

B．电压表V1的示数变大

C．电流表示数变大

D．电阻R1和R2消耗的功率之比保持变小

【分析】由电路图可知，三个电阻串联，电压表V1测R1两端电压，电压表V2测滑动变阻器两端电压，根据串联电路的电压特点可知电压表V2示数变小时R1、R2两端的电压变化，从而得出电压表V1的示数变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和电路中总电阻的变化，进一步可知滑片移动的方向，根据串联电路电流特点和P=I2R得出电阻R1和R2消耗的功率之比，进一步判断两者电功率的比值变化。

【解答】解：

由电路图可知，三个电阻串联，电压表V1测R1两端电压，电压表V2测滑动变阻器两端电压，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，且电压表V2示数变小（即滑动变阻器两端的电压变小），

所以，R1、R2两端的电压变大，此时电压表V1的示数变大，故B正确；

R1、R2的阻值不变，由I=可知，R1、R2两端的电压变大时，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，故C正确；

电路中的电流变大，由R=可知，电路中的总电阻变小，则滑动变阻器接入电路中的电阻变小，所以滑片左移，故A正确；

因串联电路中各处的电流相等，

所以，电阻R1和R2消耗的功率之比==，则R1和R2消耗的功率之比保持不变，故D错误。

故选：D。

【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，正确的判断滑动变阻器接入电路中电阻的变化是关键。

13．（2分）下列问题中，不属于可探究的科学问题的是（　　）

A．物体内能的大小与哪些因素有关？

B．当温度升高时，气体的扩散会加快吗？

C．导体的电阻大小与导体两端的电压有关吗？

D．通过导体的电流增大时，该导体会发生哪些变化？

【分析】科学问题是指能够通过收集数据而回答的问题。一般而言，可以探究的科学问题描述的是两个或多个变量之间的关系，其中的变量必须是可检验的。也就是说，可以探究的科学问题中的因变量和自变量都是可以观察或测量的。

【解答】解：

A．物体内能的大小可能与多个因素有关，但物体内能的多少不易观察和测量，不属于可探究的科学问题，故A符合题意；

B．扩散现象反应了分子的无规则运动，改变研究对象的温度，观察其扩散现象的变化，属于可探究的科学问题，故B不符合题意；

C．导体的电阻与多个因素有关，其大小可以根据伏安法测出其大小，属于可探究的科学问题，故C不符合题意；

D．通过导体的电流增大时，该导体会发生什么变化不易观察和测量，不属于可探究的科学问题，故D符合题意。

故选：AD。

【点评】并不是每一个科学问题都可以进行探究，当问题太泛化或太模糊，就难以进行科学探究。一般而言，可以探究的科学问题描述的是两个或多个变量之间的关系，其中的变量必须是可检验的。

14．（2分）如图所示，两个相同的圆柱形容器被分别盛有ρ甲、ρ乙种不同液体，液体对容器底部的压强分别为p甲、p乙，现将两个体积相同的同样材质的小球分别浸入这两种液体中，两小球在图示位置静止，此时两液面刚好齐平，两小球所受浮力为分别F浮甲、F浮乙，液体对容器底部压力的变化量分别为△F甲、△F乙，下列关系式正确的是（　　）

A．ρ甲＞ρ乙、F浮甲＞F浮乙              B．ρ甲＞ρ乙、F浮甲=F浮乙

C．ρ甲＜ρ乙、△p甲 ＜△p乙              D．ρ甲＞ρ乙、F浮甲＜F浮乙

【分析】（1）首先根据漂浮和悬浮条件判断小球与两种液体的密度关系，进而得出甲乙两种液体的密度关系，然后根据小球排开液体的体积关系，得出放入小球前甲乙两种液体的深度关系，再根据液体压强公式判断液体对容器底部的压强关系；

（2）因为两个容器都是规则容器，因此将小球放入后，容器底部增加的压力等于小球的重力；利用p=即可比较压强的增加量。

【解答】解析：（1）将两个体积相同的同质小球分别浸入这两种液体中，由图知，甲中小球漂浮，乙中小球悬浮，则根据浮沉条件可知：ρ甲＞ρ球，ρ乙=ρ球，所以，ρ甲＞ρ乙；

由图知，V甲排＜V乙排、因为放入小球后面液面相平，由此可知：放入小球前，h甲＞h乙、所以，根据p=ρgh可知：p甲＞p乙。

（2）两个体积相同的同质小球，则小球重力相等，根据漂浮和悬浮可知，F浮甲=F浮乙=G，

则将球放入后，容器底部增加的压力都等于球的重力，故增加的压力相等，即：△F甲=△F乙；所以，△p甲=△p乙，综上分析可知，选项AC错误，BD正确。

故选：BD。

【点评】此题考查压强大小的比较，同时考查物体浮沉条件及其应用，关键是知道直壁形容器中液体对容器底的压力等于液体的重力。

三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）

15．（2分）图所示，光线A、B为光源S发出的两条光线经平面镜反射后的反射光线，请在图中作出平面镜并完成光路图。

【分析】根据反射光线反向延长过像点，作出反光点的像点S′，再根据平面镜成像的特点：像与物关于平面镜对称作出平面镜的位置，补出入射光线。

【解答】解：先将两条反射光线A、B的反向延长交于一点S′，连接SS′，然后根据像与物关于平面镜对称作出平面镜的位置，并联接S点与反射点即为入射光线，如图所示：

【点评】本题用到了光的反射定律、反射光线反向延长过像点、像与物关于平面镜对称；先将反射光线反向延长作像点后由平面镜成像的对称性找出平面镜的位置。

16．（2分）如图所示，将重为2N的物体A挂于弹簧测力计下，弹簧测力计与物体A共同向右作匀速直线运动，请画出物体A所受力的示意图。

【分析】由弹簧测力计与物体A共同向右作匀速直线运动，可知，物体A处于平衡状态，受平衡力：重力G与拉力平衡。

【解答】解：过物体A的重心作竖直向下的重力G和竖直向上的拉力F，因为弹簧测力计与物体A共同向右作匀速直线运动，所以物体A处于平衡状态，此时重力G与拉力大小相等，都为2N．如图所示

【点评】作力的示意图，要用一条带箭头的线段表示力，线段的长度表示力的大小，箭头表示力的方向，起点或终点表示力的作用点，是平衡力的长度要相等

四、实验探究题（18分）

17．（6分）在研究“凸透镜成像规律”的实验中：

（1）在实验前，应首先观察并记下凸透镜的　焦距　；在如图所示的实验装置中A是　光具座　。

（2）小明同学按上述要求安装好实验器材，移动光屏，在光屏上得到一个清晰的像，如图所示，该成像原理与　照相机　（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像原理相同；该同学在不改变烛焰和光屏位置的情况下，当把凸透镜移到某一位置时，在光屏上再次出现一个清晰的烛焰像。凸透镜位置在　15.00　cm处。

【分析】（1）实验前确定焦距，根据实验装置确定器材名称；

（2）物距大于像距时，成倒立、缩小的实像；光的折射中光路是可逆的。凸透镜位置不动时，对调蜡烛和光屏的位置，光屏上还能得到清晰的像。假如蜡烛和光屏的位置不变，改变凸透镜的位置，也能达到类似凸透镜位置不变，对调蜡烛和光屏位置的效果；虚像，不能成在光屏上，只能用眼睛在光屏一侧透过观察像。

【解答】解：（1）在探究凸透镜成像规律时，实验前，应首先观察并记下凸透镜的焦距；

在如图所示的实验装置中A是光具座；

（2）由图可知，此时物距大于像距，成倒立、缩小的实像，与照相机成像原理相同；

根据光路可逆可知，当把凸透镜向左移到某一位置时，物距小于焦距，此时在光屏上再次出现一个清晰的倒立、放大的实像，此时物距等于原来的像距，50.00cm﹣35.00cm=15.00cm。

故答案为：

（1）焦距；光具座；（2）照相机；15.00。

【点评】本题主要考查了凸透镜成像规律的应用。要熟练掌握成像规律并灵活运用。

18．（6分）小明和小华同学一起做“探究杠杆平衡的条件”实验，所用的器材有带刻度的杠杆、铁架、钩码、线（弹簧夹）和　弹簧测力计　等。

（1）实验前，首先把杠杆的中点支在支架上，杠杆静止在如图甲所示位置，此时杠杆处于　平衡　（填“平衡”或“不平衡”），为了使杠杆在水平位置平衡，应向　右　（填“左”或“右”）调节平衡螺母。

（2）记录在如表中。

小明分析比较表一的实验数据可归纳得出的结论是：　杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2　。

（3）小华分析两表数据后发现实验序号　⑥　的数据与小亮的结论不符。他回顾看了那次实验，发现实验数据是在弹簧测力计斜拉的情况下获得的，如图乙所示。请分析小华这组数据错误的原因：当弹簧测力计斜拉时　小华从杠杆上直接读出力臂　。

【分析】（1）杠杆处于静止状态和匀速转动状态都称为杠杆平衡；为了使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的一端移动；探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂；

（2）分析表格中数据，得出杠杆的平衡条件；

（3）根据杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂分析得出错误数据，并根据力臂的概念分析原因。

【解答】解：做“探究杠杆平衡的条件”实验，所用的器材有带刻度的杠杆、铁架、钩码、线（弹簧夹）和弹簧测力计等。

（1）杠杆停在如图甲所示的位置，保持静止状态，杠杆处于平衡状态；要使杠杆在水平位置处于平衡状态，平衡螺母向上翘的右端移动；杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于直接从杠杆上测量力臂；

（2）根据表格中数据，可知杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2；

（3）由表格知，序号⑥的数据不符合杠杆的平衡条件，从图乙可知，测力计斜拉时，拉力的力臂并不等于作用点到支点的距离，小华从杠杆上直接读出力臂。

故答案为：弹簧测力计；（1）平衡；右；（2）杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2；（3）⑥；小华从杠杆上直接读出力臂。

【点评】此题是探究杠杆平衡条件实验，考查了平衡条件的得出及数据的分析，注意力臂是从支点到力的作用线的距离，所以在斜拉测力计时，不要将拉力的力臂量错。

19．（9分）在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω，有两个规格分别为“10Ω  l A”、“50Ω  2A”的滑动变阻器，电源电压为6V。

（1）本实验中应选择规格为　50Ω2A　的滑动变阻器；图中已有部分电路连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整。

（2）某同学闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现灯泡的亮度很暗且不变，可能的原因是　将变阻器的下面两个接线柱连入了电路中了　。

（3）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，进行了多次测量，其中小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示为　0.24　A，小灯泡的额定功率为　0.6　w，实验中多次测量的目的是：　比较小灯泡在不同电压下的电功率，得出具有普遍性的结论　。

（4）完成实验后，该组同学又找来了几个不同阻值的电阻代替小灯泡继续“探究电压相同时，电流与电阻的关系”，得到的实验数据如表。

该组同学做完第2次实验后，用15Ω的电阻替换10Ω的电阻，闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片P向　B　（填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为　3　 V，完成第三次实验。

【分析】（1）根据灯正常工作时的电压求出变阻器的电压，由欧姆定律求出灯正常工作时的电流大小，得出变阻器的最小阻值，确定变阻的规格；根据灯的电压确定电压表量程，将电压表与灯泡并联，根据灯正常工作时的电流确定电流表量程并与灯泡串联；

（2）移动滑动变阻器的滑片，发现灯泡的亮度很暗，说明电路为通路，且电路中的电流很小；亮度不变，说明电路中电流大小不随滑片的移动而改变，变阻器失去了变阻 的作用，所以可能的原因是：将变阻器的下面两个接线柱连入了电路中了；

（3）根据图乙读出电流表的示数，由P额=U额I额计算灯的额定功率值；实验中多次测量的目的是为了得出具有普遍性的结论；

（4）先求出定值电阻的电压，根据分压原理确定滑片子动的方向。

【解答】解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选用0﹣3V量程，正常发光时的电阻约为10Ω，电流I==0.25A，所以电流表选用0﹣0.6A量程；灯正常发光时，变阻器应分得的电压U滑=6V﹣2.5V=3.5V，所以变阻器的阻值至少为R滑==14Ω＞10Ω，所以应选用“50Ω  2A”的滑动变阻器；测灯泡功率实验中，电源、电流表、灯泡、滑动变阻器、开关、滑动变阻器串联接入电路，电压表与灯泡并联，电路图的连接如下图所示；

（2）经分析，移动滑动变阻器的滑片，发现灯泡的亮度很暗且不变，可能的原因是：将变阻器的下面两个接线柱连入了电路中了；

（3）当灯泡电压达到额定电压时正常发光，电流表使用0﹣0.6A量程，分度值为0.02A，由乙图，其正常发光时的电流为0.24A，所以灯泡的额定功率

P额=U额I额=2.5V×0.24A=0.6W；实验中多次测量的目的是：为了避免偶然性，比较灯泡在不同电压下的结论，得出具有普遍性的实验结论；

故答案为：（1）见上图；（2）小灯泡短路；（3）B；0.6。

（4）由表中数据，电压表的示数U=IR=0.6A×5Ω=0.3A×10Ω=…=3V．根据分压原理，当换上较小的电阻时，电压表示数减小，为保持电压不变，应增大定值电阻的电压，减小变阻器分得的电压，所以变阻器连入电路中的电阻应减小，即滑片向B端滑动，直到电压表示数为3V；

故答案为：（1）50Ω  2A；如上图所示；

（2）将变阻器下面两个接线柱接入电路中；

（3）0.24； 0.6； 比较小灯泡在不同电压下的电功率，得出具有普遍性的结论；

（4）B； 3。

【点评】本题涉及测灯的电功率及探究电流与电阻的关系实验，考查了器材的选择、电路连接、故障分析、操作的过程、额定的计算和控制变量法及归纳法的运用，综合性强，有一定难度。

五、综合应用题（本题共2小题，第20题10分，第21题8分，共18分）

20．（10分）正在到来的第四次工业革命将使人类进入“无人机时代”。各种类型的机器人纷纷问世，其中会飞的机器人﹣﹣“无人机”异军突起，频频出现在公众的视野中。WJ﹣600无人机采用了战术无人机常用的常规气动布局，尾部装有一台涡轮喷气发动机。该机是我国少数采用喷气发动机作为动力系统的战术攻击无人机，它集高空、高速、无人、侦查、打击为一体的无人机，最大输出功率为200kW，能够在1.4×104km的高空以648km/h的速度飞行。它具备全自主起降和飞行能力，其机体结构选用铝合金材料。

（1）“无人机”机体结构选用铝合金材料是因为在体积一定时，　铝合金的密度较小，可减轻无人机的质量　。

（2）若该无人机在1.4×104km的高空以648km/h匀速飞行，求此时无人机受到的空气阻力是多少？（结果保留整数）

（3）该机在某次到900km处执行任务（以600km/h速度匀速飞行）时，载弹后整机质量2.5t（含油料），如果涡轮喷气发动机的机械效率为30%，则刚刚升空后水平匀速飞行时机翼产生的升力是多大？假设燃料完全燃烧，此次执行任务至少添加航空燃料多少千克？（g=10N/Kg，航空燃料热值5.0×107J/Kg）

【分析】（1）根据ρ=可知，在体积一定时，密度越小，质量越小；

（2）根据P===Fv，由已知条件求出牵引力，根据二力平衡，此时无人机受到的空气阻力；

（3）根据G=mg求载弹后整机重力，根据二力平衡得出水平匀速飞行时机翼产生的升力；

由速度公式求此次执行任务飞行时间；根据W有=Pt求有用功，由涡轮喷气发动机的机械效率η==求此次执行任务至少添加的 航空燃料。

【解答】解：（1）根据ρ=可知，在体积一定时，密度越小，质量越小，

所以，无人机”机体结构选用铝合金材料是因为在体积一定时，铝合金的密度较小，可减轻无人机的质量；

（2）v=648km/h=180m/s，

由P===Fv得故牵引力：

F==≈1111N；

因飞机做匀速直线飞行，根据二力平衡，此时无人机受到的空气阻力：

f=F=1111N；

（3）载弹后整机重力：

G=mg=2.5×103kg×10N/kg=2.5×104N，

当飞机水平匀速飞行时机翼产生的升力与它的重力二力平衡：

则F升=G=2.5×104N；

根据v=可得，此次执行任务飞行时间至少为：

t===3h=1.08×104s，

根据P=可得有用功：

W有用=Pt=2.0×105W×1.08×104s=2.16×109J

由η==得，此次执行任务至少添加航空燃料的质量：

m′===144kg。

答：（1）铝合金的密度较小，可减轻无人机的质量；

（2）此时无人机受到的空气阻力是1111N；

（3）刚刚升空后水平匀速飞行时机翼产生的升力是2.5×104N；假设燃料完全燃烧，此次执行任务至少添加航空燃料144kg。

【点评】本题以无人机为载体，考查密度公式的应用、功和功率、速度、效率、热值公式的运用和二力平衡的知识，涉及知识点多，综合性强，有一定难度。

21．（8分）有一种电加热恒温箱，工作原理如图甲所示。控制电路由电压为U1=6V的电源、电磁继电器（线圈电阻不计）、滑动变阻器R0和热敏电阻R1组成，工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R2=48.4Ω的电热丝组成。当控制电路中的电流达到0.05A时，衔铁被吸下来，触点处断开，工作电路停止工作。当控制电路中的电流小于0.05A时，衔铁被弹回，触点处接通，加热电路正常工作，热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图13乙所示。

（1）在升温的过程中，电阻R1两端的电压会　变小　（填“变大”“变小”或“不变”）；要使恒温设定的温度值升高，应调节滑动变阻器R0的滑片，使其接入电路的阻值　变大　（填“变大”“变小”或“不变”）。

（2）工作电路正常工作1min，电热丝R2产生的热量是多少？

（3）通过调节控制电路中滑动变阻器R0接入电路的阻值，就能调节恒温箱中需要设定的不同温度，如果恒温箱的温度设定为50℃，求滑动变阻器R0应接入电路的阻值。

【分析】（1）根据热敏电阻R1阻值随温度变化的图象可以确定升温的过程中，电阻R1的阻值在减小，滑动变阻器R2的阻值不变，根据串联电路的特点，可以确定电路的总电阻在减小，进而利用欧姆定律可以确定电路中的电流的变化和R0两端的电压变化情况，利用串联电路中电压的特点，可以确定R1两端电压的变化；

从图乙可知，要提高恒温箱的设定温度，就要减小热敏电阻的阻值；但为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为0.05A，根据欧姆定律就要增大电阻箱连入的电阻值，即R0的阻值必须调大；

（2）知道工作电路的电压和电热丝的电阻，利用P=求电热丝工作时的功率；又知道工作时间，利用Q=W=Pt求加热10min产生的热量；

（3）恒温箱的温度为50℃，从图乙的出热敏电阻的阻值，此时电路中的电流为0.05A，衔铁被吸合，切断工作电路，又知道控制电路的电压，利用欧姆定律求电阻箱连入电阻的阻值。

【解答】解：

（1）由图象可知，当温度升高时，R1的阻值在减小；控制电路中是滑动变阻器和热敏电阻串联，由于滑动变阻器的阻值不变，R1的阻值减小，从而导致了总电阻减小，电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中的电流增大，根据U=IR可知，R0两端的电压U0增大，电阻R1两端的电压U1=U﹣U0，所以U1在变小；

从图乙可知，当提高恒温箱的设定温度，热敏电阻的阻值减小；但为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为0.05A，根据欧姆定律就要增大滑动变阻器连入的电阻值，即R0的阻值必须调大；

（2）电热丝R2工作时的功率：P2 ===1000W，

在1min内产生的热量：Q=W=P2t=1000W×60s=6×104J；

（3）如果恒温箱的温度设定为50℃，由图乙可知，热敏电阻的阻值R1=80Ω，由题知，此时控制电路的电流I1=0.05A，

由I=可得总电阻：

R===120Ω，

根据串联电路总电阻等于各电阻之和可得，滑动变阻器R0应接入电路的阻值：

R0=R﹣R1=120Ω﹣80Ω=40Ω。

答：（1）变小；变大；

（2）工作电路正常工作1min，电热丝R2产生的热量是6×104J；

（3）滑动变阻器R0应接入电路的阻值40Ω。

【点评】本题考查串联电路的特点和欧姆定律的应用，知道恒温箱的工作原理是关键，分析时从题目要求入手，需要什么条件再从题干中寻找，一般都很容易。