2018年东营市中考物理试题及答案.doc

2018年山东省东营市中考物理试卷

一、本大题包括10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求．
1．如图所示，在2018黄河口（东营）国际马拉松比赛中，一位坐轮椅的选手给观众留下了深刻的印象。下面说法正确的是（　　）

A．以路边的树木为参照物，选手是运动的
B．轮椅坐垫做的比较宽大是为了增大压强
C．停止用力后，轮椅仍能向前运动一段距离，是因为受到惯性力的作用
D．轮椅轮胎上有较深的花纹是为了减小摩擦
2．以下事例中，符合安全用电原则的是（　　）
A．使用测电笔时，手不接触笔尾的金属体
B．家庭电路中的保险丝熔断，用铜丝或铁丝代替
C．安装电路时，开关接在用电器和零线之间
D．保险装置、家用电器等达到使用寿命应及时更换
3．如图所示，擦窗机器人能凭借自身底部的真空泵和吸盘吸附在玻璃上“行走”，带动清洁布擦拭玻璃。下列说法错误的是（　　）

A．当真空泵将吸盘内的空气抽出时，由于大气压的作用，擦窗机器人被压在玻璃上
B．擦窗机器人在玻璃上竖直向上匀速“行走”时，所受的摩擦力大于自身所受的重力
C．擦窗机器人接收的指令是通过电磁波传递的
D．擦窗机器人从窗户底端运动到顶端，其重力势能增大
4．对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（　　）
A．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%
B．做功多的机械，功率一定大
C．功率大的机械，做功一定快
D．做功快的机械，机械效率一定高
5．面对清澈见底、看起来不过齐腰深的池水，不会游泳的人千万不要贸然下去，因为人们看到的池水深度和它的实际深度并不相同，下面四幅图能正确解释此现象的是（　　）
A． B． C． D．
6．电动汽车越来越多地进入普通家庭，电动汽车的核心部件是电动机，下面图中能正确反映电动机工作原理的是（　　）
A． B． C． D．
7．水煎包是东营特色名吃，其特色在于兼得水煮油煎之妙，色泽金黄，一面焦脆，三面嫩软，皮薄馅大，香而不腻。在水煎包的制作过程中，以下说法正确的是（　　）
①水煎包“香气四溢”，说明分子在不停地做无规则运动
②水煎包能被煎成金黄色，是因为油的沸点比水的沸点低
③木柴燃烧时将化学能转化为内能
④往热锅内倒入水会产生大量的“白气”，“白气”是水汽化形成的
⑤锅盖不断被水蒸气顶起而发生“跳动”，此时水蒸气的内能转化为锅盖的机械能

A．①②③⑤ B．①③⑤ C．①③④⑤ D．②③④⑤
8．以下研究方法相同的是（　　）
①研究压力作用效果与压力大小的关系时，保持受力面积不变
②研究声音的产生时，将发声的音叉与水面接触，水花四溅表明音叉在振动
③研究磁场时，引入“磁感线”
④研究电阻大小与导体长度的关系时，选择材料、横截面积相同的导体
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
9．如图所示，电源电压不变，闭合开关，当滑动变阻器滑片向左移动时，下列判断正确的是（　　）
A．电压表示数与电流表A1示数的乘积变大
B．电压表示数与电流表A2示数的乘积变大
C．电压表示数与电流表A1示数的比值不变，电流表A2示数变小
D．电压表示数与电流表A1示数的比值变大，电流表A2示数变大
10．三个相同容器内分别盛满不同的液体，现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中，小球静止后的状态如图所示，以下判断正确的是（　　）

A．液体的密度关系是ρ甲＞ρ丙＞ρ乙
B．液体对容器底部的压强关系是p乙＞p甲＞p丙
C．容器对桌面的压强关系是p'甲＞p'乙＞p'丙
D．小球受到的浮力大小关系是F乙=F丙＞F甲

二、填空题（本大题包括7小题，每小题2分，共14分）
11．东营市是吕剧发源地。吕剧常见的伴奏乐器有坠琴、扬琴、二胡等。观众可以根据乐器发出声音的　 　（选填“音调”、“响度”或“音色”）不同，分辨出是哪种乐器；琴师调节琴弦的松紧是为了改变声音的　 　（选填“音调”、“响度”或“音色”）。

12．“风能、电能、水能、煤炭”中属于二次能源的是　 　、属于不可再生能源的是　 　。
13．如图所示，某型号飞机模型机翼上表面凸起，下表面较平。在飞行过程中由于上表面的空气流速　 　（选填“大”或“小”），压强　 　（选填“大”或“小”），从而能获得向上的升力。

14．东营市开展了“红色电影进社区”活动，受到居民好评。电影放映机的镜头相当于一个　 　（选填“凸透镜”、“凹透镜”），电影放映时在银幕上形成的是　 　立、放大的实像。
15．如图所示，杠杆AOB能绕O点转动。在A点挂一重物G，为使杠杆保持平衡且用力最小，在B点施加一个力，这个力应该是图中的　 　。

16．物理科技小组用标有“1600imp/（kWh）”（表示每消耗1kWh的电能，电能表上的指示灯闪烁1600次）的电能表测量电视机的功率，他们把电视机单独接入电路且使其正常工作6min，指示灯闪烁16次，该电视机的功率为　 　kW。
17．民谚俗语中蕴含着丰富的物理知识，请用所学物理知识解释“霜前冷，雪后寒”现象产生的原因：　 　。

三、作图、实验与探究题（本大题包括5小题，共34分）
18．如图所示，一束与平面镜成30°角的光入射到平面镜上，请根据光的反射定律，画出反射光线并标出反射角的度数。

19．如图所示，请根据小磁针静止后的指向及所标电流的方向，画出螺线管导线的绕法。

20．教育部将“研学旅行”纳入中小学生日常教育范畴。某校组织学生到黄河入海口进行研学旅行。在河边的沙滩上，老师提议同学们利用一个空矿泉水瓶，借助河水、细沙、随身携带的热水（从中选择一种或多种）设计实验探究所学的物理知识，请参照举例帮他们设计三个可以探究的实验，写出操作方法、实验现象和得出的结论。
例：将空矿泉水瓶慢慢压入水中，发现越来越费力，说明物体所受浮力的大小与其浸在液体中的体积有关。
（1）　 　。
（2）　 　。
（3）　 　。
21．在“测量小灯泡额定功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：小灯泡（额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω）、电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。若实验室只有：R1（10Ω 1A）、R2（50Ω 0.2A）、R3（100Ω 0.5A）三种规格的滑动变阻器可供选择。
（1）请画出实验电路图。
（2）通过估算，滑动变阻器应选择　 　（选填“R1”、“R2”或“R3”）
（3）同学们检查器材完好，按电路图连接电路，当闭合开关时，发现电流表指针偏转情况如图1所示，造成这种现象的原因是　 　。
（4）同学们纠正了错误，正确连接好电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，请分析出现这种现象的原因是　 　。为测量小灯泡的额定功率，接下来的操作应该是　 　，读出并记录电流表的示数。
（5）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图2，为　 　，则小灯泡的额定功率为　 　。

22．在测量某种液体密度时，物理兴趣小组讨论形成了以下方案：
A．将量筒中的液体倒入烧杯，测出烧杯和液体的总质量m1
B．将适量的液体倒入量筒，测出液体的体积V
C．用天平测出空烧杯的质量m2
D．计算出液体的密度ρ
（1）以上方案中的步骤，其正确顺序是　 　（只填写序号即可）。
（2）用所测物理量的符号写出液体密度的表达式ρ=　 　。
（3）在用调节好的托盘天平称量空烧杯的质量时，往右盘中加入最小的砝码后，发现指针在分度盘上的位置如图所示。接下来的操作应该是　 　。
（4）在对实验方案进行论证时，老师指出该方案误差较大，请分析产生误差的原因及结果。
（5）请结合（4）中的分析，对该物理兴趣小组形成的方案进行完善。

四、计算题（本大题包括2小题，共22分．解答时应写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分）
23．如图所示，某施工队利用滑轮组从水中提取物体，上升过程中物体始终不接触水底。已知物体质量为4t，体积为1m3．物体完全浸没在水中时，求物体所受浮力的大小；
（2）物体下表面与水面距离为3m时，求物体下表面所受水的压强；
（3）若不计动滑轮的自重、绳重和摩擦，当浸没在水中的物体被匀速提升时，求电动机对绳子的拉力；
（4）物体离开水面后，在电动机作用下匀速上升，若电动机功率为9kW、对绳子的拉力为1.5×104N，求物体上升的速度和滑轮组的机械效率（机械效率精确到0.1%）。

24．多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。图乙是某品牌养生壶简化电路图。（ρ水=1×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg℃），g=10N/kg）
（1）开关S1、S2处于什么状态，养生壶为高温档，说明判断依据；
（2）求R1的阻值；
项目
参数
电源电压（V）
220
低温档功率（W）
275
中温档功率（W）
550
高温档功率（W）
1100
容积（L）
1
（3）养生壶处于低温档工作时，求电路中的电流大小；
（4）在标准大气压下，使用高温档将初温是12℃的一壶水烧开，若养生壶高温档加热效率为80%，求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间。

2018年山东省东营市中考物理试卷
参考答案与试题解析

一、本大题包括10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求．
1．如图所示，在2018黄河口（东营）国际马拉松比赛中，一位坐轮椅的选手给观众留下了深刻的印象。下面说法正确的是（　　）

A．以路边的树木为参照物，选手是运动的
B．轮椅坐垫做的比较宽大是为了增大压强
C．停止用力后，轮椅仍能向前运动一段距离，是因为受到惯性力的作用
D．轮椅轮胎上有较深的花纹是为了减小摩擦
【解答】解：
A、运动员是运动过程中，以路边的树为参照物，运动员相对于路边的树的位置发生了改变，故运动员是运动的，故A正确；
B、轮椅坐垫做的比较宽大是为了在压力一定时，增大受力面积，减小压强，故B正确；
C、停止用力后，轮椅仍能向前运动一段距离，是因为轮椅具有惯性，而不能说受到惯性力，故C错误；
D、轮椅轮胎上的花纹是为了在压力一定时，使接触面变粗糙从而增大与地面间的摩擦力，故D错误。
故选：A。

2．以下事例中，符合安全用电原则的是（　　）
A．使用测电笔时，手不接触笔尾的金属体
B．家庭电路中的保险丝熔断，用铜丝或铁丝代替
C．安装电路时，开关接在用电器和零线之间
D．保险装置、家用电器等达到使用寿命应及时更换
【解答】解：A、在使用测电笔时，应用手接触笔尾的金属体，用笔尖接触导线，当测电笔的氖管发光，则说明接触的是火线，当氖管不亮时，说明接触的是零线，故A错误；
B、保险丝熔断后，若用铜丝或铁丝代替，当电路中电流过大时，铜丝或铁丝不熔断，起不到保险作用，故B错误；
C、安装电路时，开关接在用电器和火线之间，接触用电器时，可以断开开关，切断火线，防止接触用电器发生触电事故；故C错误；
D、保险装置、插座、导线、家用电器等达到使用寿命应及时更换，故D正确。
故选：D。

3．如图所示，擦窗机器人能凭借自身底部的真空泵和吸盘吸附在玻璃上“行走”，带动清洁布擦拭玻璃。下列说法错误的是（　　）

A．当真空泵将吸盘内的空气抽出时，由于大气压的作用，擦窗机器人被压在玻璃上
B．擦窗机器人在玻璃上竖直向上匀速“行走”时，所受的摩擦力大于自身所受的重力
C．擦窗机器人接收的指令是通过电磁波传递的
D．擦窗机器人从窗户底端运动到顶端，其重力势能增大
【解答】解：A、当真空泵将吸盘内的空气抽出时，内部气体压强减小，它在外界大气压的作用下被告牢牢吸在竖直玻璃上，故A正确；
B、当擦窗机器人在玻璃上竖直向上匀速“行走”时，处于平衡状态，竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力，二力大小相等，故B错误；
C、电磁波可以传递信息，擦窗机器人接收的指令就是通过电磁波传递的，故C正确；
D、擦窗机器人从窗户底端运动到顶端时，质量不变，高度增加，其重力势能增大，故D正确。
故选：B。

4．对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（　　）
A．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%
B．做功多的机械，功率一定大
C．功率大的机械，做功一定快
D．做功快的机械，机械效率一定高
【解答】解：A、使用任何机械都要做额外功，所以总功一定大于有用功，即有用功与总功的比值一定小于1，也就是机械效率小于100%．故A错误；
B、功率是做功多少与所用时间的比值。做功多，时间不确定，功率大小不能确定。故B错误；
C、功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小，则做功慢。故C正确；
D、机械效率与做功快慢没有关系。故D错误。
故选：C。

5．面对清澈见底、看起来不过齐腰深的池水，不会游泳的人千万不要贸然下去，因为人们看到的池水深度和它的实际深度并不相同，下面四幅图能正确解释此现象的是（　　）
A． B． C． D．
【解答】解：A、人们看到的池水深度和它的实际深度并不相同，是因为光线从水中斜射入空气中，折射光线进入人的眼睛，而图中表示的是光从空气斜射入水里，当光从空气斜射入水里或其它透明介质中时，折射角小于入射角，而图中是折射角大于入射角，故A错误；
BC、池底反射出的光，在水面处发生了折射，折射角大于入射角，人认为光是沿直线传播的，所以逆着折射光线看上去，看到的是变浅的池底的虚像，
即池水的实际深度比看到的池底要深，而图中池底的位置在看到的池底虚像的上方，故B错误，故C正确。
D、人们看到的池水深度和它的实际深度并不相同，是因为光线从水中斜射入空气中，折射光线进入人的眼睛，而图中表示的是光从空气斜射入水里，故D错误。
故选：C。

6．电动汽车越来越多地进入普通家庭，电动汽车的核心部件是电动机，下面图中能正确反映电动机工作原理的是（　　）
A． B． C． D．
【解答】解：
A、图中没有电源，当导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针会发生偏转，说明会产生感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的原理，故A不符合题意；
B、图中是奥斯特实验的装置图，说明了通电导体周围存在磁场，故B不符合题意；
C、图为电磁铁的原理图，是探究磁性强弱与线圈匝数的关系，是根据电流的磁效应制成的，故C不符合题意；
D、当闭合开关后，通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理，故D符合题意。
故选：D。

7．水煎包是东营特色名吃，其特色在于兼得水煮油煎之妙，色泽金黄，一面焦脆，三面嫩软，皮薄馅大，香而不腻。在水煎包的制作过程中，以下说法正确的是（　　）
①水煎包“香气四溢”，说明分子在不停地做无规则运动
②水煎包能被煎成金黄色，是因为油的沸点比水的沸点低
③木柴燃烧时将化学能转化为内能
④往热锅内倒入水会产生大量的“白气”，“白气”是水汽化形成的
⑤锅盖不断被水蒸气顶起而发生“跳动”，此时水蒸气的内能转化为锅盖的机械能

A．①②③⑤ B．①③⑤ C．①③④⑤ D．②③④⑤
【解答】解：
①水煎包“香气四溢”，香气四溢是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故①正确；
②水煎包能被煎成金黄色，是因为油的沸点比水的沸点高，而不是低，故②错误；
③木柴燃烧时将化学能转化为内能，故③正确；
④往热锅内倒入水会产生大量的“白气”，这是由于水蒸气液化形成的，故④错误；
⑤锅盖不断被水蒸气顶起而发生“跳动”，此时水蒸气对外做功，将自身的内能转化为机械能，故⑤正确；
以上说法正确的是①③⑤，故B符合题意。
故选：B。

8．以下研究方法相同的是（　　）
①研究压力作用效果与压力大小的关系时，保持受力面积不变
②研究声音的产生时，将发声的音叉与水面接触，水花四溅表明音叉在振动
③研究磁场时，引入“磁感线”
④研究电阻大小与导体长度的关系时，选择材料、横截面积相同的导体
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
【解答】解：①研究压力作用效果与压力大小的关系时，保持受力面积不变，采用的是控制变量法；
②研究声音的产生时，将发声的音叉与水面接触，水花四溅表明音叉在振动，采用的是转换法；
③研究磁场时，引入“磁感线”，采用的是模型法；
④研究电阻大小与导体长度的关系时，选择材料、横截面积相同的导体。采用的是控制变量法。
所以研究方法相同的是①与④。
故选：D。

9．如图所示，电源电压不变，闭合开关，当滑动变阻器滑片向左移动时，下列判断正确的是（　　）
A．电压表示数与电流表A1示数的乘积变大
B．电压表示数与电流表A2示数的乘积变大
C．电压表示数与电流表A1示数的比值不变，电流表A2示数变小
D．电压表示数与电流表A1示数的比值变大，电流表A2示数变大
【解答】解：
AB、由图知，两电阻并联，电流表A2测总电流，电流表A1测R1的电流，电压表测电源电压，则滑片移动时电压表的示数不变；
因并联电路各支路互不影响，所以，滑片移动时，通过定值电阻R1的电流不变，即电流表A1示数不变，则电压表示数与电流表A1示数的乘积不变，故A错误；
当滑动变阻器滑片向左移动时，变阻器连入电路的电阻变小，由欧姆定律可知，通过变阻器的电流变大；根据并联电路电流的规律可知，总电流即A2示数变大，则电压表示数与电流表A2示数的乘积变大，故B正确；
CD、由前面解答可知，电流表A2示数变大，电压表示数、电流表A1示数均不变，所以，电压表示数与电流表A1示数的比值不变，故CD错误。
故选：B。

10．三个相同容器内分别盛满不同的液体，现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中，小球静止后的状态如图所示，以下判断正确的是（　　）

A．液体的密度关系是ρ甲＞ρ丙＞ρ乙
B．液体对容器底部的压强关系是p乙＞p甲＞p丙
C．容器对桌面的压强关系是p'甲＞p'乙＞p'丙
D．小球受到的浮力大小关系是F乙=F丙＞F甲
【解答】解：A、由于小球在丙中悬浮，故ρ丙=ρ物；在乙容器中漂浮，故ρ乙＞ρ物；在甲中下沉，故ρ甲＜ρ物；三种液体密度关系：ρ甲＜ρ丙＜ρ乙，故A错误；
B、静止时三个容器的液面恰好相平，即深度h相等，由于丙液体的密度最大，根据p=ρgh可知，乙容器底受到的液体压强最大；故B错误；
C、烧杯对桌面的压力等于烧杯、烧杯内液体和小球的总重力；
由图知，三个相同容器内液体体积相同，又知ρ甲＜ρ丙＜ρ乙，根据ρ=和G=mg可知乙烧杯内液体的重力大于丙烧杯内液体的重力，丙烧杯内液体的重力大于甲烧杯内液体的重力，烧杯以及两小球的重力均相等，烧杯的底面积相等，根据p=可知，容器对桌面的压强p'乙＞p'丙＞p'甲，故C错误；
D、由图知，小球在并容器中悬浮，在乙容器中漂浮，所以小球所受的浮力与自身的重力相等；在甲中下沉，浮力小于其重力，故小球受到的浮力大小关系是F乙=F丙＞F甲．故D正确。
故选：D。

二、填空题（本大题包括7小题，每小题2分，共14分）
11．东营市是吕剧发源地。吕剧常见的伴奏乐器有坠琴、扬琴、二胡等。观众可以根据乐器发出声音的　音色　（选填“音调”、“响度”或“音色”）不同，分辨出是哪种乐器；琴师调节琴弦的松紧是为了改变声音的　音调　（选填“音调”、“响度”或“音色”）。

【解答】解：二胡和小提琴发声的音色不同，可以通过音色区分不同的乐器；
调节琴弦的松紧，振动的频率不同，这样做的目的是为了改变声音的音调；
故答案为：音色；音调。

12．“风能、电能、水能、煤炭”中属于二次能源的是　电能　、属于不可再生能源的是　煤炭　。
【解答】解：风能、水能、煤炭可以直接从自然界获得而不需要加工转化，它们都属于一次能源；
电能是消耗一次能源、经过加工转换而获得的是二次能源；
水能、电能、风能都能从自然界源源不断获得，都属于可再生能源；
煤炭短时间内从自然界得不到补充，属于不可再生能源。
故答案为：电能；煤炭。

13．如图所示，某型号飞机模型机翼上表面凸起，下表面较平。在飞行过程中由于上表面的空气流速　大　（选填“大”或“小”），压强　小　（选填“大”或“小”），从而能获得向上的升力。

【解答】解：飞机在飞行时，机翼上方气流比下方气流的流速大，压强小，则下方空气的压强大于上方空气的压强，产生向上的压强差、压力差，形成升力。
故答案为：大；小。

14．东营市开展了“红色电影进社区”活动，受到居民好评。电影放映机的镜头相当于一个　凸透镜　（选填“凸透镜”、“凹透镜”），电影放映时在银幕上形成的是　倒　立、放大的实像。
【解答】解：放映机的镜头相当于凸透镜，投影片放置在一倍焦距和二倍焦距之间时，在银幕上所成的像是倒立、放大的实像。
故答案为：凸透镜；倒。

15．如图所示，杠杆AOB能绕O点转动。在A点挂一重物G，为使杠杆保持平衡且用力最小，在B点施加一个力，这个力应该是图中的　F2　。

【解答】解：在B点施力F，阻力的方向向下，为使杠杆平衡，动力的方向应向下，F4方向向上，不符合要求；
当F的方向与杠杆垂直时动力臂最大，此时最省力，即F2的方向与OB垂直，故F2最小。
故答案为：F2。

16．物理科技小组用标有“1600imp/（kWh）”（表示每消耗1kWh的电能，电能表上的指示灯闪烁1600次）的电能表测量电视机的功率，他们把电视机单独接入电路且使其正常工作6min，指示灯闪烁16次，该电视机的功率为　0.1　kW。
【解答】解：
因为1600imp/（kWh）表示每消耗1kWh的电能，电能表的指示灯闪烁1600次，
指示灯闪烁16次消耗的电能：
W=kWh=0.01kWh，
t=6min=0.1h，
电视机的电功率：
P===0.1kW。
故答案为：0.1。

17．民谚俗语中蕴含着丰富的物理知识，请用所学物理知识解释“霜前冷，雪后寒”现象产生的原因：　霜是由于气温很低时空气中的水蒸气发生凝华现象而形成的，雪在熔化时需要吸热　。
【解答】解：深秋的夜晚，地面附近的空气温度骤然降低（温度低于0℃以下），空气中的水蒸气凝华成小冰晶，附着在物体上形成霜，所以有“霜前冷”的感觉；雪熔化时需要吸热，使空气的温度降低，所以有“雪后寒”的感觉。
故答案为：霜是由于气温很低时空气中的水蒸气发生凝华现象而形成的，雪在熔化时需要吸热。

三、作图、实验与探究题（本大题包括5小题，共34分）
18．如图所示，一束与平面镜成30°角的光入射到平面镜上，请根据光的反射定律，画出反射光线并标出反射角的度数。

【解答】解：先过反射点垂直反射面作出法线，并求得入射角为90°﹣30°=60°，所以反射角也为60°；
再在法线的另一侧根据反射角等于入射角作出反射光线，标出反射角，如图：

19．如图所示，请根据小磁针静止后的指向及所标电流的方向，画出螺线管导线的绕法。

【解答】解：小磁针的左端为S极、右端为N极，根据异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，所以通电螺线管左端为N极、右端为S极；
而电流从左端流入、从右端流出，则由安培定则可知螺线管的绕向如图所示：
。

20．教育部将“研学旅行”纳入中小学生日常教育范畴。某校组织学生到黄河入海口进行研学旅行。在河边的沙滩上，老师提议同学们利用一个空矿泉水瓶，借助河水、细沙、随身携带的热水（从中选择一种或多种）设计实验探究所学的物理知识，请参照举例帮他们设计三个可以探究的实验，写出操作方法、实验现象和得出的结论。
例：将空矿泉水瓶慢慢压入水中，发现越来越费力，说明物体所受浮力的大小与其浸在液体中的体积有关。
（1）　用力挤压矿泉水瓶，矿泉水瓶被压扁。说明力可以改变物体的形状　。
（2）　在矿泉水瓶中装入一定质量的细沙，从不同高度自由下落，发现矿泉水瓶被举得越高，在沙滩上留下的痕迹越深。说明重力势能的大小与物体被举高的高度有关　。
（3）　在矿泉水瓶中装满细沙，分别让矿泉水瓶正立和倒立在松软的沙滩上，发现矿泉水瓶倒立时在沙滩上留下的痕迹更深。说明压力的作用效果与受力面积的大小有关　。
【解答】解：（1）用力挤压矿泉水瓶，矿泉水瓶被压扁。说明力可以改变物体的形状。
（2）在矿泉水瓶中装入一定质量的细沙，从不同高度自由下落，发现矿泉水瓶被举得越高，在沙滩上留下的痕迹越深。说明重力势能的大小与物体被举高的高度有关。
（3）在矿泉水瓶中装满细沙，分别让矿泉水瓶正立和倒立在松软的沙滩上，发现矿泉水瓶倒立时在沙滩上留下的痕迹更深。说明压力的作用效果与受力面积的大小有关。
（4）在矿泉水瓶中装满水，让瓶身对着阳光，发现在地面上形成一个光斑（或一条亮线）。说明装满水的矿泉水瓶像凸透镜一样能使光会聚。
故答案为：（1）用力挤压矿泉水瓶，矿泉水瓶被压扁。说明力可以改变物体的形状。
（2）在矿泉水瓶中装入一定质量的细沙，从不同高度自由下落，发现矿泉水瓶被举得越高，在沙滩上留下的痕迹越深。说明重力势能的大小与物体被举高的高度有关。
（3）在矿泉水瓶中装满细沙，分别让矿泉水瓶正立和倒立在松软的沙滩上，发现矿泉水瓶倒立时在沙滩上留下的痕迹更深。说明压力的作用效果与受力面积的大小有关。

21．在“测量小灯泡额定功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：小灯泡（额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω）、电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。若实验室只有：R1（10Ω 1A）、R2（50Ω 0.2A）、R3（100Ω 0.5A）三种规格的滑动变阻器可供选择。
（1）请画出实验电路图。
（2）通过估算，滑动变阻器应选择　R3　（选填“R1”、“R2”或“R3”）
（3）同学们检查器材完好，按电路图连接电路，当闭合开关时，发现电流表指针偏转情况如图1所示，造成这种现象的原因是　电流表正负接线柱接反了造成的　。
（4）同学们纠正了错误，正确连接好电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，请分析出现这种现象的原因是　小灯泡实际功率太小，不足以让小灯泡发光　。为测量小灯泡的额定功率，接下来的操作应该是　调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为2.5V　，读出并记录电流表的示数。
（5）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图2，为　0.26A　，则小灯泡的额定功率为　0.65W　。

【解答】解：（1）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，根据P=UI可知，电压表测量小灯泡的电压，电流表测量电流，滑动变阻器串联在电路中，如下图所示：
；
（2）因小灯泡的额定电压为2.5V，正常工作电流大约是I===0.25A，电源电压为6V，由串联电路电压的规律，当灯正常发光时，变阻器分得的电压：U滑=U﹣UL=6V﹣2.5V=3.5V，由欧姆定律I=，变阻器连入电路中的电阻大小约为：
R滑===14Ω＞10Ω，考虑到电流因素，故选用R3（100Ω 0.5A）的变阻器；
（3）由图1所示电流表可知，测量电流过程中，电流表指针反向偏转，这是由于电流表正负接线柱接反了造成的；
（4）闭合开关，发现小灯泡仍不亮，但电流表和电压表示数均较小，则说明滑动变阻器的电阻较大，使得灯泡的实际功率太小造成，此时应减小滑动变阻器的阻值，使小灯泡两端电压为2.5V；
（5）电流表选择0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.24A，
P=UI=2.5V×0.26A=0.65W。
故答案为：（1）如图所示；（2）R3；（3）电流表正负接线柱接反了造成的；（4）小灯泡实际功率太小，不足以让小灯泡发光；调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为2.5V；（5）0.26A；0.65W。

22．在测量某种液体密度时，物理兴趣小组讨论形成了以下方案：
A．将量筒中的液体倒入烧杯，测出烧杯和液体的总质量m1
B．将适量的液体倒入量筒，测出液体的体积V
C．用天平测出空烧杯的质量m2
D．计算出液体的密度ρ
（1）以上方案中的步骤，其正确顺序是　BCAD　（只填写序号即可）。
（2）用所测物理量的符号写出液体密度的表达式ρ=　　。
（3）在用调节好的托盘天平称量空烧杯的质量时，往右盘中加入最小的砝码后，发现指针在分度盘上的位置如图所示。接下来的操作应该是　取下最小的砝码，移动游码，直到天平达到平衡　。
（4）在对实验方案进行论证时，老师指出该方案误差较大，请分析产生误差的原因及结果。
（5）请结合（4）中的分析，对该物理兴趣小组形成的方案进行完善。

【解答】解：（1）要测量液体的密度，正确的过程是：
B．将适量的液体倒入量筒，测出液体的体积V
C．用天平测出空烧杯的质量m2
A．将量筒中的液体倒入烧杯，测出烧杯和液体的总质量m1
D．计算出液体的密度ρ
所以正确的实验顺序是BCAD，
（2）待测液体的质量m=m1﹣m2，
液体密度ρ==。
（3）由图知，加最小的砝码后，指针右偏，说明砝码质量偏大，则应取小该砝码，并向右适当移动游码使横梁平衡；
（4）所测液体的体积准确，在测量液体质量时因为有部分液体残留在量筒中，导致所测液体的质量偏小，因此所测液体的密度值比实际值偏小。
（5）①将适量的液体倒入量筒，测出液体的体积V1
②用天平测出空烧杯的质量m1
③将量筒中的部分液体倒入烧杯，测出剩余液体的体积V2
④用天平测出烧杯和液体的总质量m2
⑤计算出液体的密度ρ
故答案为：（1）BCAD；
（2）ρ=。
（3）取下最小的砝码，移动游码，直到天平达到平衡（2分）
（4）所测液体的体积准确，在测量液体质量时因为有部分液体残留在量筒中，导致所测液体的质量偏小，因此所测液体的密度值比实际值偏小。
（5）①将适量的液体倒入量筒，测出液体的体积V1
②用天平测出空烧杯的质量m1
③将量筒中的部分液体倒入烧杯，测出剩余液体的体积V2
④用天平测出烧杯和液体的总质量m2
⑤计算出液体的密度ρ。

四、计算题（本大题包括2小题，共22分．解答时应写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分）
23．如图所示，某施工队利用滑轮组从水中提取物体，上升过程中物体始终不接触水底。已知物体质量为4t，体积为1m3．物体完全浸没在水中时，求物体所受浮力的大小；
（2）物体下表面与水面距离为3m时，求物体下表面所受水的压强；
（3）若不计动滑轮的自重、绳重和摩擦，当浸没在水中的物体被匀速提升时，求电动机对绳子的拉力；
（4）物体离开水面后，在电动机作用下匀速上升，若电动机功率为9kW、对绳子的拉力为1.5×104N，求物体上升的速度和滑轮组的机械效率（机械效率精确到0.1%）。

【解答】解：
（1）根据阿基米德原理，物体受到的浮力：
F浮=G排=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×1m3×10N/kg=1×104N；
（2）物体下表面所受的压强：
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa；
（3）物体的质量：m=4t=4×103kg，
物体所受的重力：G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N；
根据力的平衡，动滑轮对物体的拉力：F1=G﹣F浮=4×104N﹣1×104N=3×104N，
绳子的有效段数为3，电动机对绳子的拉力：
F2==3×104N/3=1×104N；
（4）由P===Fv，
电动机拉动绳子的速度为：
vM===0.6m/s
物体上升的速度为：v=vM=×0.6m/s=0.2m/s，
滑轮组的机械效率为：
η=====×100%≈88.9%。
答：（1）物体完全浸没在水中时，物体所受浮力的大小为1×104N；
（2）物体下表面与水面距离为3m时，物体下表面所受水的压强为3×104Pa；
（3）若不计动滑轮的自重、绳重和摩擦，当浸没在水中的物体被匀速提升时，电动机对绳子的拉力为1×104N；
（4）物体离开水面后，在电动机作用下匀速上升，若电动机功率为9kW、对绳子的拉力为1.5×104N，物体上升的速度为0.2m/s，滑轮组的机械效率为88.9%。

24．多功能养生壶具有精细烹饪、营养量化等功能，深受市场认可和欢迎。图乙是某品牌养生壶简化电路图。（ρ水=1×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg℃），g=10N/kg）
（1）开关S1、S2处于什么状态，养生壶为高温档，说明判断依据；
（2）求R1的阻值；
项目
参数
电源电压（V）
220
低温档功率（W）
275
中温档功率（W）
550
高温档功率（W）
1100
容积（L）
1
（3）养生壶处于低温档工作时，求电路中的电流大小；
（4）在标准大气压下，使用高温档将初温是12℃的一壶水烧开，若养生壶高温档加热效率为80%，求水吸收的热量和烧开一壶水需要的时间。

【解答】解：
（1）由图知，当开关S1闭合，S2接B时，电阻R1、R2并联，电路中的总电阻最小，由P=可知，总功率最大，所以此状态为高温档；
（2）由图知，当开关S1断开，S2接A时，电阻R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由P=可知，总功率最小，此时为低温档；
当S2断开，S1闭合时，只有电阻R1接入电路，养生壶处于中温档。
由P=UI得，正常工作时通过R1的电流为：I1===2.5A，
由I=得，R1的阻值：R1===88Ω，
（3）由P=UI得，养生壶在低温档工作时电路中的电流为：
I低===1.25A，
（4）由ρ=可得，水的质量：m=ρV=1×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg，
水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×1kg×（100℃﹣12℃）=3.696×105J，
由η=和W=Pt得，烧开一壶水需要的时间为：
t====420s。联，电