2024年辽宁省抚顺市望花区中考物理三模试卷
一、选择题（本题共9小题，每题2分，共18分。1～6题为单选题；7～9题为多选题，少选得1分，错选得0分）
1．（2分）如图在盛水盆里放两块高出水面的砖，砖上有一篮子，里面装有食物，用纱布袋罩在上面，且袋口边缘浸入水里，把它放在通风的地方，一天里面的食物也不会坏。试着分析简易冰箱的工作原理（ ）
A．汽化吸热 B．液化吸热 C．熔化吸热 D．升华吸热
2．（2分）如图为街头路口的反光镜，能起到扩大视野的作用。从其形状和成像原理来分析，下列的论述正确的是（ ）
A．是一个凹面镜，成像原因是光的反射
B．是一个凸透镜，成像原因是光的折射
C．是一个凸面镜，成像原因是光的反射
D．是一个凹透镜，成像原因是光的折射
3．（2分）如图为香薰石，也称纳米香石。是由具有纳米级多孔性结构的矿石染色制成，使用时在石子上滴上适量的香薰油，静置一会使精油渗透到石内。香薰石能够快速清除空气中的异味分子，同时营造出怡人且持久的香气氛围（ ）
A．人们通常以纳米为单位来量度分子大小，1μm＝10nm
B．香薰石发出香味是由于分子不停地无规则运动
C．矿石能被染成各种颜色，说明分子间存在引力
D．环境温度升高香薰石发出的香气浓度不变
4．（2分）如图为春节期间小明滑三人冰车的情景，在小明休息后再次滑时，发现有冰车冻在冰面上的感觉，小明观察发现，是冰车的冰刀刃与冰面间有冰化成水，熔化后的水再次又结冰。对这一现象分析合理的是（ ）
A．冰化成水是熔化现象，这一过程对外放热
B．与刀刃接触的冰熔化，是通过做功使其熔化的
C．冰熔化成水后，内能保持不变
D．水凝固为冰，分子间的距离保持不变
5．（2分）如图为盒装铅笔芯，在图中的铅笔芯、软塑料盒盖、硬塑料盒、盒身上铝箔商标，四部分中属于导体的是（ ）
A．铅笔芯、软塑料盒盖
B．硬塑料盒、铝箔商标
C．软塑料盒盖、硬塑料盒
D．铅笔芯、铝箔商标
6．（2分）如图是一个常见的家庭电路示意图。下列有关说法正确的是（ ）
A．图中两根进户线分别是火线和地线
B．电路中的灯泡和开关不可以互换位置
C．保险丝熔断后可以用铜丝代替
D．三孔插座与两孔插座是串联关系
（多选）7．（2分）小明在家中做凸透镜成像实验，把点燃的蜡烛正对凸透镜时，墙上出现了一个清晰烛焰的像，如图所示，下列对实验中的现象解释正确的是（ ）
A．墙上烛焰的像是倒立、缩小的实像
B．墙上烛焰的像是由于光的折射形成的
C．墙上的影子是由于光沿直线传播形成的
D．透镜到墙的距离大于蜡烛到透镜的距离
（多选）8．（2分）如图电路，闭合开关，滑动变阻器的滑片由左侧某点向右滑动的过程中，下列有关说法正确的是（ ）
A．两电压表示数之和等于电源电压
B．电流表A1的示数逐渐变小
C．电压表V2的示数与电流表A2的示数比不变
D．电压表V1的示数与电流表A1的示数积变小
（多选）9．（2分）某同学分别按如图甲、乙两种方式将定值电阻R1、R2连接在电源电压均为U并保持不变的电路中，电阻阻值R1＜R2＜R3，下列关于甲和乙两电路比较正确的是（ ）
A．甲中通过R1的电流小于乙中通过R2的电流
B．甲电路的功率小于乙电路的功率
C．将R2都换为R3，则甲的电阻变大，乙的电阻变小
D．甲中两电阻电压之和等于乙中R2两端电压
二、填空题（本题共6小题，每空1分，共12分）
10．（2分）一群大象慢慢地向前走，这些大象的活动是在“无声无息”中进行的，实际上，大象可以用我们人类听不到的“声音” 波进行交流。行走中的母象为了使身后的小象不掉队，母象与小象间要尽量保持相对 。
11．（2分）在测量小车运动的平均速度实验中，让小车从斜面的A点由静止开始下滑并开始计时，分别测出小车到达B点和C点的时间，通过所测路程即可算出小车在各段的平均速度，如图所示。则小车在斜面上的AB段、BC段、AC段的平均速度vAB、vBC、vAC由小到大关系为： 。实验中听到小车撞击金属片的声音后停止计时，是利用了 。
12．（2分）《考工记》中记载了我国古代六种铜锡比例不同的合金成分配比，称之为“六齐”，是世界上最早的合金配制记载。最后一齐：“金锡半，谓之鉴尴之齐。”就是制作铜镜用的配比。铜锡在熔化时需要 热量；人在铜镜中的像与人的大小 。
13．（2分）“最是人间烟火气，晒晒家乡的年夜饭”风靡今年龙年的朋友圈。人们在吃年夜饭时，人闻到菜饭的香味是 现象；图中的年夜饭照片用手机发布到网上，是通过 完成的。
14．（2分）小明利用如图实验装置来探究电流产生的热量与电阻的关系，已知两相同的烧瓶中装有质量相同的煤油。实验时小明发现，通电相同的时间，甲容器温度变化大，由此可推出，在电流和通电时间相同时， 产生的热量越多；如果改变电源电压，在与上次相同的实验时间下，可以探究电流产生的热量与 的关系。
15．（2分）如图甲中小灯泡的额定电压为6V，R2的滑片移至最左端，闭合开关S，R1的滑片P1由最右端移至最左端过程中，电压表的示数由12V变为9V，电流表的示数始终为0.3A。然后保持滑动变阻器滑片P1位置不动，将滑片P2向右移动，直至灯泡正常发光，图乙是这一过程中电压表示数与R2连入阻值的关系图象。图乙中a点对应的阻值为 Ω，灯泡的额定功率为 W。
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
16．（2分）图甲是小明照镜子时情景，在图乙中画出一条他看到下颔A点处的一条光线。
17．（2分）根据图中提供的信息，标出所给磁感线的方向，并在图中标出小磁针N极。
四、实验探究题（本题共4小题，共24分）
18．（6分）探究水在沸腾前后温度变化的特点。
（1）安装装置时，需要不需要先点燃酒精灯，然后由下至上组装器材？ 。
（2）如图乙此时温度计示数为 ℃。
（3）通过对实验现象的观察和实验数据的分析，得出：水沸腾的条件是： ，不断吸热；其特点是：不断吸热， 。图丙是水沸腾前后温度变化情况，试说明水在沸腾前，随着加热时间增加，水的温度变化越来越慢的原因是 。
（4）从图丙可以得出，实验时环境大气压 标准大气压。
19．（6分）下面是小明在探究光的反射定律时的主要步骤：
（1）请根据如图甲实验装置，把下面的操作顺序排列出来： 。
A.改变光束的入射方向，再重做一次。换另一种颜色的笔，记录光的径迹。
B.取下纸板，用量角器测量ON两侧的∠i和∠r，并记入表中。
C.把一个平面镜放在桌面上，再把一张纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面。
D.让一束光贴着纸板沿某角度入射到O点，经平面镜反射，沿另一个方向射出，在纸板上用笔描出入射光和反射光的径迹。
实验次数 ∠i ∠r
1 30° 30°
2 40° 40°
3 50°
（2）上表是实验中所测得的数据，小明表格中遗漏的实验数据应为 。
（3）如图乙，把纸板H向前折或向后折，这样操作的目的是为了验证 在同平面内。
（4）在甲图中，让光逆着反射光的方向射到平面镜，那么反射光恰好与上次的入射光重合，这说明光在反明时，光路是 。
（5）把纸板AB倾斜的立在平面镜上如图丙，让一束光贴着纸板以某一角度入射到O点，纸板B上没有呈现反射光，用喷雾器在实验区域喷一些水雾，会不会发现反射光？ ，你判断的依据是： 。
20．（6分）探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
（1）将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在有机玻璃上均匀地洒满铁屑，闭合开关并轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。铁屑的分布情况与 磁体周围铁屑的分布情况相似，在实验中铁屑的作用是 ；
（2）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示；断开开关，把电源正负极对训，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图丙所示。实验小组用图乙和图丙实验所探究的问题是 ；通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫做 。
（3）调节图甲中滑动变阻器的滑片，观察铁屑的分布形状。写出这一操作所要探究的关系： 。
21．（6分）在探究“电流与电阻的关系”实验中，实验器材有输出电压为6V的电源、电流表A、电压表V、“20Ω，1A”的滑动变阻器甲、“40Ω，0.5A”的滑动变阻器乙和开关各一个，定值电阻4个（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω）和导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，完成图甲所示的实物图的连接，使滑片P向左移动时，电流表的示数变大。
（2）正确连接电路后，试触时发现电压表指针迅速偏向最右端，电流表示数为零，则电路中出现的故障可能是 。
（3）排除故障后，小明做了三次实验，并根据数据描绘出了如图乙所示的图像，三次实验中，移动滑动变阻器滑片的目的是 ；记录三次数据时，滑片P的位置最靠近B端的是第 次实验；这三次实验中，小芳所选用的滑动变阻器是 。
（4）小明用25Ω的电阻继续实验，接入后发现无论怎样移动滑动变阻器滑片P，都无法使其两端的电压达到 V。仔细分析后，小明发现可以采用 电源电压的方法来继续完成该实验。
五、综合应用题（本题共3小题，共22分）
22．（7分）如图是一款按租用时间收费的电动共享汽车。如果车和乘客的总质量为1000kg，从租车点一路不停行驶60km到达目的地，若全程的平均速度为72km/h，回答下列问题。（g取10N/kg）
电池容量（kW h） 22
充电电压（V） 220
充电电流（A） 16
（1）根据表中的数据计算，电动共享汽车充满电需要多少小时？
（2）轮胎与地面接触的总面积为0.02m2，静止时车对水平地面的压强是多少？
（3）电动汽车行驶时受到的阻力为车总重的0.2倍，整个行程平均功率是多少？
（4）共享汽车行驶过程中，主要发生的能量转化是什么？
23．（9分）小明设计了一款家用电热水箱，其简化原理图如图所示。水箱内加热电阻R1的阻值为48.4Ω，水箱外电阻R2的阻值为151.6Ω；开关S接不同的触点1或2，水箱分别是加热或保温状态。装置安全性能良好，符合安全用电。则：
（1）保温状态时，电路中的电流为多少？
（2）加热状态测试时，小明发现将水箱内3kg的水升温40℃共用时630s，测试中加热水的效率为多少？[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（3）通过具体的数据来论证小明所设计的电路存在的不足。
24．（6分）石墨烯——改变世界的神奇新材料
石墨烯（Graphene）是碳的同素异形体，堆叠在一起的石墨烯层（大于10层）即形成石墨，层间通过分子间的作用力保持在一起，晶面间距0.335纳米。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。
最常见的石墨烯取暖壁画就是石墨烯的应用，其原理很简单，将近乎透明的石墨烯发热膜加入其中，通电后能使壁画表面温度快速达到90℃，使所在空间迅速温暖起来，且加热无死角。具有使用寿命长、保温持久等优势并且安全系数高，具有独特防爆免烫和温控保护装置（温度达到设定温度可自动切断电源或保温）。
（1）从材料的导电性能说，这种石墨烯属于 。
（2）石墨烯取暖壁画在工作的过程中，将电能转化为 。
（3）石墨烯取暖壁画中的温控保护装置，在电路中的作用相当于电路中的一个 。我们学过的知识中就有一个元件，能根据不同的物理条件来回自动切换电路的工作。这个元件是 。
（4）石墨烯取暖壁画使所在空间暖和起来，是通过 方式增加空气内能的。
（5）石墨烯取暖壁画相比传统采暖方式更节能、环保，除此之外，请在文中再找出一个它的优势： 。
2024年辽宁省抚顺市望花区中考物理三模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（本题共9小题，每题2分，共18分。1～6题为单选题；7～9题为多选题，少选得1分，错选得0分）
1．（2分）如图在盛水盆里放两块高出水面的砖，砖上有一篮子，里面装有食物，用纱布袋罩在上面，且袋口边缘浸入水里，把它放在通风的地方，一天里面的食物也不会坏。试着分析简易冰箱的工作原理（ ）
A．汽化吸热 B．液化吸热 C．熔化吸热 D．升华吸热
【解答】解：由题意知，运用题干中的方法，纱布袋吸水，水汽化吸热，使食物的温度降低，可以达到致冷的效果，使食物不易坏掉。故A符合题意，BCD不合题意。
故选：A。
2．（2分）如图为街头路口的反光镜，能起到扩大视野的作用。从其形状和成像原理来分析，下列的论述正确的是（ ）
A．是一个凹面镜，成像原因是光的反射
B．是一个凸透镜，成像原因是光的折射
C．是一个凸面镜，成像原因是光的反射
D．是一个凹透镜，成像原因是光的折射
【解答】解：街头路口的反光镜，是凸面镜，能起到扩大视野的作用，成像原理是光的反射，故C正确。
故选：C。
3．（2分）如图为香薰石，也称纳米香石。是由具有纳米级多孔性结构的矿石染色制成，使用时在石子上滴上适量的香薰油，静置一会使精油渗透到石内。香薰石能够快速清除空气中的异味分子，同时营造出怡人且持久的香气氛围（ ）
A．人们通常以纳米为单位来量度分子大小，1μm＝10nm
B．香薰石发出香味是由于分子不停地无规则运动
C．矿石能被染成各种颜色，说明分子间存在引力
D．环境温度升高香薰石发出的香气浓度不变
【解答】解：A、分子的大小通常用10﹣10m＝0.1nm来量度，故A错误；
B、薰石发出香味是因为薰石中的香味分子是在不断运动的，向四周扩散，使人们闻到薰石的香味，故B正确；
C、矿石能被染成各种颜色，说明不同物质的分子在永不停息地做无规则运动，故C错误；
D、环境温度升高，香薰石的分子无规则运动越剧烈，发出的香气浓度将更大，故D错误。
故选：B。
4．（2分）如图为春节期间小明滑三人冰车的情景，在小明休息后再次滑时，发现有冰车冻在冰面上的感觉，小明观察发现，是冰车的冰刀刃与冰面间有冰化成水，熔化后的水再次又结冰。对这一现象分析合理的是（ ）
A．冰化成水是熔化现象，这一过程对外放热
B．与刀刃接触的冰熔化，是通过做功使其熔化的
C．冰熔化成水后，内能保持不变
D．水凝固为冰，分子间的距离保持不变
【解答】解：A、冰化成水是熔化现象，这一过程要吸热，故A错误；
B、与刀刃接触的冰熔化，是通过做功使其熔化的，故B正确；
C、冰是晶体，在熔化成水的过程中，温度保持不变，但内能增大，故C错误；
D、水凝固为冰后质量不变，密度变小，体积变大，所以分子间的距离变大，故D错误。
故选：B。
5．（2分）如图为盒装铅笔芯，在图中的铅笔芯、软塑料盒盖、硬塑料盒、盒身上铝箔商标，四部分中属于导体的是（ ）
A．铅笔芯、软塑料盒盖
B．硬塑料盒、铝箔商标
C．软塑料盒盖、硬塑料盒
D．铅笔芯、铝箔商标
【解答】解：A、铅笔芯是导体，软塑料盒盖是绝缘体，故A不符合题意；
B、硬塑料盒是绝缘体，铝箔商标是导体，故C不符合题意；
C、软塑料盒盖和硬塑料盒都是绝缘体，故C不符合题意；
D、铅笔芯和铝箔商标都是导体，故D符合题意。
故选：D。
6．（2分）如图是一个常见的家庭电路示意图。下列有关说法正确的是（ ）
A．图中两根进户线分别是火线和地线
B．电路中的灯泡和开关不可以互换位置
C．保险丝熔断后可以用铜丝代替
D．三孔插座与两孔插座是串联关系
【解答】解：A、图中两根进户线分别是火线和零线，故A错误；
B、家庭电路中开关应接在火线与灯泡之间，所以灯泡和开关不可以互换位置，故B正确；
C、铜丝的电阻率小、熔点高，在电流过大时不易熔断，因此，保险丝熔断后不能用铜丝代替，故C错误；
D、三孔插座与两孔插座分别接入不同的用电器，是并联关系，故D错误。
故选：B。
（多选）7．（2分）小明在家中做凸透镜成像实验，把点燃的蜡烛正对凸透镜时，墙上出现了一个清晰烛焰的像，如图所示，下列对实验中的现象解释正确的是（ ）
A．墙上烛焰的像是倒立、缩小的实像
B．墙上烛焰的像是由于光的折射形成的
C．墙上的影子是由于光沿直线传播形成的
D．透镜到墙的距离大于蜡烛到透镜的距离
【解答】解：A、墙上出现了一个烛焰倒立缩小清晰的像，是实像，是实际光线会聚而成，实像能够用光屏承接，故A正确；
B、墙上烛焰的像属于凸透镜成像，是由光的折射形成的，故B正确；
C、手和透镜的影子是光的直线传播形成的，故C正确；
D．此时成倒立、缩小的实像，则透镜到墙的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，蜡烛到透镜的距离在二倍焦距之外，所以透镜到墙的距离小于蜡烛到透镜的距离，故D错误。
故选：ABC。
（多选）8．（2分）如图电路，闭合开关，滑动变阻器的滑片由左侧某点向右滑动的过程中，下列有关说法正确的是（ ）
A．两电压表示数之和等于电源电压
B．电流表A1的示数逐渐变小
C．电压表V2的示数与电流表A2的示数比不变
D．电压表V1的示数与电流表A1的示数积变小
【解答】解：由电路图可知，当开关S闭合时，灯泡与滑动变阻器并联，V1测滑动变阻器两端的电压，V2测灯泡两端的电压，电流表A1测干路中电流，电流表A2测通过灯泡的电流；
A、电源电压不变，所以两个电压表示数都为电源电压，保持不变，所以两电压表示数之和等于电源电压的2倍，故A错误；
B、闭合开关，滑动变阻器的滑片由左侧某点向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，根据欧姆定律可知，通过滑动变阻器的电流变小；并联电路各支路互不影响，所以通过灯泡的电流不变，电流表A2的示数不变；根据并联电路的电流规律可知，干路中的电流变小，电流表A1示数变小，故B正确；
C、电压表V2的示数不变，电流表A2的示数不变，所以电压表V2的示数与电流表A2的示数之比不变，故C正确；
D、电压表V1的示数不变，电流表A1的示数变小，所以电压表V1的示数与电流表A1的示数乘积变小，故D正确。
故选：BCD。
（多选）9．（2分）某同学分别按如图甲、乙两种方式将定值电阻R1、R2连接在电源电压均为U并保持不变的电路中，电阻阻值R1＜R2＜R3，下列关于甲和乙两电路比较正确的是（ ）
A．甲中通过R1的电流小于乙中通过R2的电流
B．甲电路的功率小于乙电路的功率
C．将R2都换为R3，则甲的电阻变大，乙的电阻变小
D．甲中两电阻电压之和等于乙中R2两端电压
【解答】解：A、甲图中两个电阻串联，串联电路的总电阻大于任何一个分电阻，由I＝知通过R1的电流小于通过R2的电流，故A正确；
B、甲图和乙图中总电压相同，由于串联的电路的总电阻大于任何一个分电阻，并联电路的总电阻小于任何一个分电阻，所以甲的总电阻大于乙的总电阻，根据P＝UI＝可知，甲图中的总功率小于乙图中的总功率，故B正确；
C、将R2都换为R3，电阻变大，串联电路的总电阻和并联电路的总电阻都变大，故C错误；
D、由于串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和，并联电路的总电压等于各用电器的电压，所以甲中两电阻电压之和等于乙中R2两端电压，故D正确。
故选：ABD。
二、填空题（本题共6小题，每空1分，共12分）
10．（2分）一群大象慢慢地向前走，这些大象的活动是在“无声无息”中进行的，实际上，大象可以用我们人类听不到的“声音” 次声 波进行交流。行走中的母象为了使身后的小象不掉队，母象与小象间要尽量保持相对 静止 。
【解答】解：大象可以用我们人类听不到的“声音”次声波进行交流。行走中的母象为了使身后的小象不掉队，母象与小象间要尽量保持相对静止。
故答案为：次声；静止。
11．（2分）在测量小车运动的平均速度实验中，让小车从斜面的A点由静止开始下滑并开始计时，分别测出小车到达B点和C点的时间，通过所测路程即可算出小车在各段的平均速度，如图所示。则小车在斜面上的AB段、BC段、AC段的平均速度vAB、vBC、vAC由小到大关系为： vAB＜vAC＜vBC 。实验中听到小车撞击金属片的声音后停止计时，是利用了 声传递信息 。
【解答】解：小车从斜面的A点由静止开始下滑时，小车做加速运动，小车在斜面上的AB段、BC段、AC段的平均速度vAB、vBC、vAC由小到大关系为：vAB＜vAC＜vBC；
实验中听到小车撞击金属片的声音后停止计时，是利用了声传递信息。
故答案为：vAB＜vAC＜vBC；声传递信息。
12．（2分）《考工记》中记载了我国古代六种铜锡比例不同的合金成分配比，称之为“六齐”，是世界上最早的合金配制记载。最后一齐：“金锡半，谓之鉴尴之齐。”就是制作铜镜用的配比。铜锡在熔化时需要 吸收 热量；人在铜镜中的像与人的大小 相等 。
【解答】解：铜锡在熔化时需要吸收热量；根据平面镜成像时，物像关于镜面对称，人在铜镜中的像与人的大小相等。
故答案为：吸收；相等。
13．（2分）“最是人间烟火气，晒晒家乡的年夜饭”风靡今年龙年的朋友圈。人们在吃年夜饭时，人闻到菜饭的香味是 扩散 现象；图中的年夜饭照片用手机发布到网上，是通过 电磁波 完成的。
【解答】解：人们在吃年夜饭时，人闻到菜饭的香味是扩散现象；年夜饭照片用手机发布到网上，是通过电磁波完成的。
故答案为：扩散；电磁波。
14．（2分）小明利用如图实验装置来探究电流产生的热量与电阻的关系，已知两相同的烧瓶中装有质量相同的煤油。实验时小明发现，通电相同的时间，甲容器温度变化大，由此可推出，在电流和通电时间相同时， 电阻越大 产生的热量越多；如果改变电源电压，在与上次相同的实验时间下，可以探究电流产生的热量与 电流大小 的关系。
【解答】解：两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，实验时小明发现，通电相同的时间，甲容器温度变化大，由转换法，甲容器中电阻产生的热量多，因甲容器中的电阻较大，由此可推出，在电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多；
电路的电阻不变，如果改变电源电压，则可改变电路的电流，以其中任一电阻作为研究对象（电阻不变），在与上次相同的实验时间下，可以探究电流产生的热量与电流大小的关系。
故答案为：电阻越大；电流大小。
15．（2分）如图甲中小灯泡的额定电压为6V，R2的滑片移至最左端，闭合开关S，R1的滑片P1由最右端移至最左端过程中，电压表的示数由12V变为9V，电流表的示数始终为0.3A。然后保持滑动变阻器滑片P1位置不动，将滑片P2向右移动，直至灯泡正常发光，图乙是这一过程中电压表示数与R2连入阻值的关系图象。图乙中a点对应的阻值为 2 Ω，灯泡的额定功率为 3 W。
【解答】解：由电路图可知，R1、R2、L串联，电压表V测R1滑片左边的电阻、灯泡和R2的电压之和，电流表测电路中的电流。
R1的滑片P1在最右端时，电压表测量电源电压，据此可知电源电压为12V，
图甲中：R2的滑片P2移至最左端，R1的滑片P1在最右端时，R1、R2、L串联，电路中电流I＝0.3A，
因串联电路两端电压等于各用电器两端的电压之和，所以R1两端的电压：U1＝U﹣U2L＝12V﹣9V＝3V，
由I＝可得：R1＝＝10Ω；
根据图乙可知，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω；
根据题意和图丙可知，灯泡正常发光时，电压表的示数为7V，
因串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和，所以R1两端的电压：U1最大＝U﹣U最小＝12V﹣7V＝5V，
则电路中电流：I最大＝＝0.5A，
由于灯泡正常发光，所以UL＝U额＝6V，R2的电压为U2＝7V﹣6V＝1V；
R2的电阻＝2Ω；
则灯泡的额定功率：P＝ULI最大＝6V×0.5A＝3W。
故答案为：2；3。
三、作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分）
16．（2分）图甲是小明照镜子时情景，在图乙中画出一条他看到下颔A点处的一条光线。
【解答】解：由平面镜成像特点作出A的对称点A′，即为A在镜中的像，连接A′与眼睛B与镜面的交点为入射点O，连接OB为反射光线，再连接AO为入射光线，如图所示：
17．（2分）根据图中提供的信息，标出所给磁感线的方向，并在图中标出小磁针N极。
【解答】解：根据电流从正接线流入电流表知，电流从右侧流入电磁铁，根据安培定则知，右侧为N极，右侧吸引小磁针的S极，小磁针右侧为N极，磁感线从右侧出发进入左侧S极，如图所示：
四、实验探究题（本题共4小题，共24分）
18．（6分）探究水在沸腾前后温度变化的特点。
（1）安装装置时，需要不需要先点燃酒精灯，然后由下至上组装器材？ 需要 。
（2）如图乙此时温度计示数为 68 ℃。
（3）通过对实验现象的观察和实验数据的分析，得出：水沸腾的条件是： 到达沸点 ，不断吸热；其特点是：不断吸热， 温度不变 。图丙是水沸腾前后温度变化情况，试说明水在沸腾前，随着加热时间增加，水的温度变化越来越慢的原因是 水温与环境温差越大，散热越快 。
（4）从图丙可以得出，实验时环境大气压 小于 标准大气压。
【解答】解：（1）因为外焰温度最高，实验时要用酒精灯外焰加热，需要根据外焰高度先确定铁圈的位置，因此需要点燃酒精灯；
（2）由图乙可知温度计的分度值是1℃，温度值为68℃；
（3）水沸腾的条件是：到达沸点，不断吸热；其特点是：不断吸热，温度不变。图丙是水沸腾前后温度变化情况，试说明水在沸腾前，随着加热时间增加，水的温度变化越来越慢的原因是；水温与环境温差越大，散热越快；
（4）在一标准大气压下，水的沸点是100℃，且气压越低，沸点越低，图丙中的沸点低于100℃，所以气压小于一标准大气压。
故答案为：（1）需要；（2）68；（3）到达沸点；温度不变；水温与环境温差越大，散热越快；（4）小于。
19．（6分）下面是小明在探究光的反射定律时的主要步骤：
（1）请根据如图甲实验装置，把下面的操作顺序排列出来： CDAB 。
A.改变光束的入射方向，再重做一次。换另一种颜色的笔，记录光的径迹。
B.取下纸板，用量角器测量ON两侧的∠i和∠r，并记入表中。
C.把一个平面镜放在桌面上，再把一张纸板竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面。
D.让一束光贴着纸板沿某角度入射到O点，经平面镜反射，沿另一个方向射出，在纸板上用笔描出入射光和反射光的径迹。
实验次数 ∠i ∠r
1 30° 30°
2 40° 40°
3 50°
（2）上表是实验中所测得的数据，小明表格中遗漏的实验数据应为 50° 。
（3）如图乙，把纸板H向前折或向后折，这样操作的目的是为了验证 反射光线、入射光线和法线 在同平面内。
（4）在甲图中，让光逆着反射光的方向射到平面镜，那么反射光恰好与上次的入射光重合，这说明光在反明时，光路是 可逆的 。
（5）把纸板AB倾斜的立在平面镜上如图丙，让一束光贴着纸板以某一角度入射到O点，纸板B上没有呈现反射光，用喷雾器在实验区域喷一些水雾，会不会发现反射光？ 会 ，你判断的依据是： 水雾能显示光路 。
【解答】解：（1）研究光的反射规律，要先布好器材，做出第一组入射光线和反射光线，然后改变入射角再做出第二组，最后取下纸板获得数据，并将数据填入表中进行分析，所以顺序是CDAB；
（2）根据表中前两组的数据可以得出的结论是：在光的反射现象中，反射角等于入射角；故小明表格中遗漏的实验数据应等于入射角，即为50°；
（3）如图乙所示，把纸板H向前折或向后折，这时在纸板H上看不到反射光线，说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内；
（4）如果让光逆着反射光路的方向射到平面镜，那么反射光恰好与入射光路重合，这说明在反射时，光路是可逆的；
（5）用喷雾器在实验区域喷一些水雾，水雾能显示光路，故可以发现反射光。
故答案为：（1）CDAB；（2）50°；（3）反射光线、入射光线和法线；（4）可逆的；（5）会；水雾能显示光路。
20．（6分）探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
（1）将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在有机玻璃上均匀地洒满铁屑，闭合开关并轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。铁屑的分布情况与 条形 磁体周围铁屑的分布情况相似，在实验中铁屑的作用是 磁场的分布情况 ；
（2）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示；断开开关，把电源正负极对训，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图丙所示。实验小组用图乙和图丙实验所探究的问题是 通电螺线管外部磁场方向与电流方向是否有关 ；通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫做 电流的磁效应 。
（3）调节图甲中滑动变阻器的滑片，观察铁屑的分布形状。写出这一操作所要探究的关系： 通电螺线管外部磁场的分布与电流大小的关系 。
【解答】解：（1）将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在板面上均匀地洒满铁屑，闭合开关并轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似，铁屑的作用是显示磁场的分布情况。
（2）对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图丙所示，说明通电螺线管的极性与电流的方向有关，探究的是通电螺线管外部磁场方向与电流方向是否有关。通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应；
（3）调节图甲中滑动变阻器的滑片，改变了通过螺线管的电流大小，观察铁屑的分布形状，这一操作所要探究的关系：通电螺线管的磁场分布与电流大小的关系。
故答案为：（1）条形；磁场的分布情况；（2）通电螺线管外部磁场方向与电流方向是否有关；电流的磁效应；
（3）通电螺线管外部磁场的分布与电流大小的关系。
21．（6分）在探究“电流与电阻的关系”实验中，实验器材有输出电压为6V的电源、电流表A、电压表V、“20Ω，1A”的滑动变阻器甲、“40Ω，0.5A”的滑动变阻器乙和开关各一个，定值电阻4个（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω）和导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，完成图甲所示的实物图的连接，使滑片P向左移动时，电流表的示数变大。
（2）正确连接电路后，试触时发现电压表指针迅速偏向最右端，电流表示数为零，则电路中出现的故障可能是 定值电路R0断路 。
（3）排除故障后，小明做了三次实验，并根据数据描绘出了如图乙所示的图像，三次实验中，移动滑动变阻器滑片的目的是 控制定值电阻两端电压不变 ；记录三次数据时，滑片P的位置最靠近B端的是第 ③ 次实验；这三次实验中，小芳所选用的滑动变阻器是 乙 。
（4）小明用25Ω的电阻继续实验，接入后发现无论怎样移动滑动变阻器滑片P，都无法使其两端的电压达到 2 V。仔细分析后，小明发现可以采用 减小 电源电压的方法来继续完成该实验。
【解答】解：（1）使滑片P向左移动时，电流表的示数变大，说明电阻变小，应该选择左下接线柱，与滑动变阻器串联在电路中，如图所示：
；
（2）电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，与电压表并联的定值电阻R0断路了；
（3）由图像可知，导体的电阻增大，通过导体的电流减小，通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变，三次实验中，移动滑动变阻器的滑片的目的是使电压表的示数保持U＝IR＝0.4A×5Ω＝2V不变；
记录三次数据时，滑片P的位置最靠近B端时，电阻最大，根据串联分压知，定值电阻和滑动变阻器的电压保持不变，定值电阻越大，滑动变阻器的电阻越大，因而是图中的③；
定值电阻的电压保持2V不变，根据串联电压特点知，滑动变阻器的电压为6V﹣2V＝4V不变，即滑动变阻器的电压是定值电阻的2倍，根据串联电压之比等于电阻之比，电阻是定值电阻的2倍，定值电阻最大是20Ω；滑动变阻器至少是2×20Ω＝40Ω，故选乙。
（4）定值电阻的电压不变，当换用最大的定值电阻时，滑动变阻器阻值较小，不能达到要求的串联分压的效果，即无法使定值电阻两端的电压达到原来的2V，因而要减小滑动变阻器接入电路的电阻，根据串联分压知，必须减小滑动变阻器两端的电压，因而总电压必须减小，可以采用减小电源电压的方法来继续完成该实验。
故答案为：（1）见上图；（2）定值电路R0断路；（3）控制定值电阻两端电压不变；③；乙；（4）2；减小
五、综合应用题（本题共3小题，共22分）
22．（7分）如图是一款按租用时间收费的电动共享汽车。如果车和乘客的总质量为1000kg，从租车点一路不停行驶60km到达目的地，若全程的平均速度为72km/h，回答下列问题。（g取10N/kg）
电池容量（kW h） 22
充电电压（V） 220
充电电流（A） 16
（1）根据表中的数据计算，电动共享汽车充满电需要多少小时？
（2）轮胎与地面接触的总面积为0.02m2，静止时车对水平地面的压强是多少？
（3）电动汽车行驶时受到的阻力为车总重的0.2倍，整个行程平均功率是多少？
（4）共享汽车行驶过程中，主要发生的能量转化是什么？
【解答】解：（1）充电电压U＝220V，电流I＝16A，充电功率P＝UI＝220V×16A＝3520W＝3.52kW；
由 得
充电时间 ＝6.25h；
（2）静止时车对地面的压力：F＝G＝mg＝（820kg+180kg）×10N/kg＝10N；
车对水平地面的压强；
（3）电动汽车行驶时的牵引力F＝f＝0.2G＝0.2×104N＝2×103N；
速度：v＝72km/h＝20m/s；
功率P＝Fv＝2×103N×20m/s＝4×104W；
（4）共享汽车行驶过程中，主要发生的能量转化是电能转化为机械能。
答：（1）电动共享汽车充满电需要6.25h；
（2）车静止时对水平地面的压强是 5×105Pa；
（3）整个行程平均功率是 4×104W；
（4）电能转化为机械能。
23．（9分）小明设计了一款家用电热水箱，其简化原理图如图所示。水箱内加热电阻R1的阻值为48.4Ω，水箱外电阻R2的阻值为151.6Ω；开关S接不同的触点1或2，水箱分别是加热或保温状态。装置安全性能良好，符合安全用电。则：
（1）保温状态时，电路中的电流为多少？
（2）加热状态测试时，小明发现将水箱内3kg的水升温40℃共用时630s，测试中加热水的效率为多少？[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（3）通过具体的数据来论证小明所设计的电路存在的不足。
【解答】解：（1）由图可知，当开关S接2时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P＝可知，电路中的总功率最小，电热水箱处于保温状态；
当开关S接1时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，电热水箱处于加热状态；
根据串联电阻特点可知，R1、R2的串联总电阻：R＝R1+R2＝48.4Ω+151.6Ω＝200Ω，
保温状态时，电路中的电流：I＝＝＝1.1A；
（2）水箱内水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×3kg×40℃＝5.04×105J，
电热水箱加热消耗的电能：W＝t＝×630s＝6.3×105J，
测试中加热水的效率：η＝＝＝80%；
（3）当S接2，R1、R2 串联，电路为保温状态时，只有R1产生的热量是有用的，
此时R1的电功率：P1＝I2R1，
保温状态时电路中的总功率：P总＝I2R，
此时电路加热效率：η′＝＝＝＝＝＝＝24.2%，
根据以上计算可知，电路的效率太低，所以小明所设计的电路存在的不足。
答：（1）保温状态时，电路中的电流为1.1A；
（2）测试中加热水的效率为80%；
（3）小明设计的电路的效率太低。
24．（6分）石墨烯——改变世界的神奇新材料
石墨烯（Graphene）是碳的同素异形体，堆叠在一起的石墨烯层（大于10层）即形成石墨，层间通过分子间的作用力保持在一起，晶面间距0.335纳米。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。
最常见的石墨烯取暖壁画就是石墨烯的应用，其原理很简单，将近乎透明的石墨烯发热膜加入其中，通电后能使壁画表面温度快速达到90℃，使所在空间迅速温暖起来，且加热无死角。具有使用寿命长、保温持久等优势并且安全系数高，具有独特防爆免烫和温控保护装置（温度达到设定温度可自动切断电源或保温）。
（1）从材料的导电性能说，这种石墨烯属于 导体 。
（2）石墨烯取暖壁画在工作的过程中，将电能转化为 内能 。
（3）石墨烯取暖壁画中的温控保护装置，在电路中的作用相当于电路中的一个 开关 。我们学过的知识中就有一个元件，能根据不同的物理条件来回自动切换电路的工作。这个元件是 电磁继电器 。
（4）石墨烯取暖壁画使所在空间暖和起来，是通过 热传递 方式增加空气内能的。
（5）石墨烯取暖壁画相比传统采暖方式更节能、环保，除此之外，请在文中再找出一个它的优势： 可以使所在空间迅速温暖起来 。
【解答】解：（1）从材料的导电性能说，这种石墨烯容易导电，属于导体；
（2）石墨烯取暖壁画在工作的过程中，将电能转化为内能，用来给周围的空气加热；
（3）温控保护装置在电路中相当于电路中的一个开关，这个开关能根据不同的物理条件来回自动切换电路的工作，这相当于一个可以自动控制的电磁继电器；
（4）石墨烯取暖壁画使所在空间暖和起来，是通过热传闻的方式增加空气内能的。
（5）石墨烯取暖壁画相比传统采暖方式有很多的优势，如：可以使所在空间迅速温暖起来；且加热无死角；具有使用寿命长、保温持久等优势并且安全系数高；具有独特防爆免烫和温控保护装置（温度达到设定温度可自动切断电源或保温）等。
故答案为：（1）导体；（2）内能；（3）开关；电磁继电器；（4）热传递；（5）可以使所在空间迅速温暖起来；且加热无死角；具有使用寿命长、保温持久等优势并且安全系数高；具有独特防爆免烫和温控保护装置（温度达到设定温度可自动切断电源或保温）。（写出一条即可）
