精品解析：2025年广东省深圳市南山实验教育集团中考二模物理试题

深圳市南山实验教育集团2024-2025学年初三年级 第二次学业质量监测 化学、物理（合卷） 说明：1.答题前，请将姓名、准考证号和座位号用黑色字迹的钢笔或签字笔填写在答题卡指定的位置上，并将条形码粘贴好。 2.本卷包括化学卷和物理卷，共14页。其中1~10题为化学选择题，11~14题为化学非选择题：15~20题为物理选择题，21~31题为物理非选择题。考试时间100分钟，满分108分。 3.作答选择题时，选出每题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目答案标号的信息点框涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。作答非选择题时，用黑色字迹的钢笔或签字笔将答案写在答题卡指定区域内。写在本试卷或草稿纸上，其答案一律无效。 4.考试结束后，请将答题卡交回。 5.整卷g取10N/kg 6.可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 S 32 Cu 64 物理卷 一、选择题（共6小题，每小题2分，共12分。在每小题给出的4个选项中，只有一项符合题意） 主题一　物理与日常生活 1. 如题图为某家用电器的铭牌参数图，该电器最有可能为（　　） 额定电压：220V 额定频率：50Hz 额定功率：2800W A. 柜机空调 B. 电灯 C. 电视机 D. 移动电话 2. 风靡全球的大黄鸭来深圳“上班”了！大黄鸭接近6层楼高，如图是游客为大黄鸭和“春笋楼”拍的照片。大黄鸭在不充气时已达600kg，鸭身还附带有9t的水泥锚。下列说法正确的是（　　） A. 大黄鸭能在水面漂浮是因为它受到的浮力大于重力 B. 照片中大黄鸭看起来比“春笋楼”还高，是因为大黄鸭本身巨大，已经超过“春笋楼”的高度 C. 图中大黄鸭遮挡住了远处的建筑，可用光沿直线传播来解释 D. 为了使大黄鸭完整地呈现在照片里，需要更靠近大黄鸭拍照 3. 如图所示为某校足球队比赛的精彩画面，题图为某次足球在空中由A向B飞行的轨迹，下列说法正确的是（　　） A. 球员踢球时对足球的“踢力”和足球对脚的作用力是一对平衡力 B. 足球踢出去时速度越大，惯性越大，运动得越远 C. 当足球到达最高点时，若外力全部消失，足球将处于静止状态 D. A、B两点等高，足球在A点时的动能大于在B点时的动能 4. “夜空画师”把深圳创意飞到天上去——深圳无人机表演团队，凭借精湛的技术和表现力，让海内外观众感受到深圳科技的“硬核力”！下列说法正确的是（　　） A. 无人机匀速上升时，其机械能保持不变 B. 无人机在空中悬停定位拍摄时，有力在对无人机做功 C. 无人机的锂电池充电时，电能转化为化学能 D. 无人机的灯光来自LED灯，其发光部件是绝缘体 5. 家用吊扇灯的风扇和灯既可独立工作，又可同时工作，下列电路正确的是（ ） A. B. C. D. 6. 如图甲所示，电源电压为4V且保持不变，滑动变阻器的规格为“20Ω、1A”。灯泡L的额定电流为0.25A，其电流随电压变化的图象如图乙所示。闭合开关S，移动滑片P，在保证电路安全的情况下，则（　　） A. 灯泡正常发光时的电阻是7.5Ω B. 灯泡正常发光1min消耗的电能是60J C. 电路的总功率最大为1W D. 当电流表的示数为0.2A时，滑动变阻器连入电路的阻值是12Ω 主题二　物理与社会发展 二、作图题和填空题（共3小题，作图题2分，填空题每空1分，共10分） 7. 小南在科技馆了解到一种新型功能材料——磁流体，当周围存在磁场时，磁流体就会“模拟”出磁感线的形状。在一杯水中放置一些磁流体，在杯子左、右两侧分别放置电磁铁A和永磁体B，就出现了如图甲所示的情景，图乙为其简化图。请在图乙中磁流体所“模拟”出的磁感线上用箭头标出磁场的方向，并在永磁体B右端括弧中标注磁极名。 8. 如图是我国自主研发的5G警用巡逻机器人，它搭载了5个高清摄像头，具有快速测温筛查、循环播报提醒等功能，能实现全景无死角巡逻。小南观察到，巡逻机器人通过识别不同温度物体辐射的______强度不同来实现快速测温：它循环播报提醒是利用声音传递______。当5G警用巡逻机器人水平匀速行进时，其处于______（“平衡”或“非平衡”）状态，这个过程它的机械能______。 9. 长江生态不断恢复，江面上再现“江豚群舞”的场景。小明利用3D打印机打印出江豚模型如图甲所示，该模型的长度是______cm。把模型放在天平的左盘，天平平衡时，右盘中无砝码，游码的示数如图乙，模型的质量为______g。将模型放入盛满水的溢水杯中，溢出水2.8g。该模型在水中静止时的状态是______，放入模型后，水对杯底的压强大小将______。 主题三　物理与科学探究 三、实验探究题（共3小题，每空1分，共16分） 10. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中，小南使用可绕O点自由转动、刻度均匀的杠杆，以及多个重0.5N的钩码进行了以下操作： （1）不挂钩码时，杠杆静止如图①。小南将杠杆左边的螺母调至最左端，发现杠杆右侧略向下倾斜，此时小南应将右侧平衡螺母向______调节，直至杠杆水平平衡； （2）在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，设左侧钩码对杠杆施的力为动力，右侧钩码对杠杆施的力为阻力；读取杠杆水平平衡时的动力臂和阻力臂；并把数据填入下表。小南分析表格中的数据发现，第______次实验数据有误，出现错误的原因可能是：______。剔除这一组错误数据后，初步得出杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂； 实验次数 动力/N 动力臂/m 阻力/N 阻力臂/m 1 0.5 0.2 1 0.1 2 1 0.15 1.5 0.1 3 0.1 3 2 0.15 4 2 0.15 1.5 0.2 …… （3）小南撤去右侧钩码，改用弹簧测力计继续实验。如图②，他在左侧A点悬挂三个钩码，再用弹簧测力计（未画出）在B点拉杠杆。保持杠杆在水平方向平衡时，弹簧测力计的示数不可能为______（选填序号）。 ①2.0N　②2.5N　③3.0N　④3.5N （4）小南选用质地均匀但两端粗细不同的筷子玩“托筷子”游戏时，用一根筷子把另一根筷子MN水平托起，如图③为筷子稳定时的俯视图，筷子MN的重心在O点，此时______（选填“OM”或“ON”）段更重一些； 11. 某项目式学习小组探究海陆风的成因。 （1）利用如图所示装置探究沙子和水的吸热能力。在两箱子中装入__________相等且初温相同的水和沙子，用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热，是为了保证相同时间内水和沙子__________相同。 （2）依据实验数据描绘的水和沙子的温度随时间变化的图像如图所示，可知在相同时间内，沙子升高的温度比水升高的温度______，说明______的吸热能力强。 【任务二】实验模拟海陆风的形成 信息窗：空气因受热体积膨胀，密度变小而上升，冷空气会从四面八方流过来，从而形成风。 （3）取下两箱子的封口盖，在两个箱子的侧面分别开一小孔后，连接上一个两端开口的透明细管AB，点燃一支香放在细管中（如图），通过白烟的流向模拟日晒下海边的风向。阅读信息窗中的知识并分析判断：相同条件下，加热一段时间后，烟将会从管的______（填“A”或“B”）管口冒出。依据实验和理论分析，可推断夜间海风是______（填选项前字母）。 A.从大海吹向陆地 B.从陆地吹向大海 12. 小南和小实在“探究电流与电阻的关系”实验中，有以下器材：电源（4节全新干电池输出稳定电压6V）、电压表、电流表、滑动变阻器（铭牌上标有“40Ω　2A”字样）和开关各一个，“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω”的定值电阻各一个、导线若干。如图甲是小南连接的电路。 （1）在连接电路时，开关应处于______状态： （2）在检查电路时，小实发现有一根导线连接错误，请你在甲图中连接错误的那条导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确________； （3）改正电路连线后，把5Ω的定值电阻接入电路中，闭合开关，发现电流表无示数，电压表有示数，则电路出现的故障可能是______； （4）排除故障后小实把5Ω的定值电阻接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到合适位置后，记录此时电流表的示数为0.4A。然后小南和小实分别继续实验，但因为他俩的操作不同，得出了如图乙所示的两个不同的图像。通过分析，你认为得出图像______的操作是错误的，其错误操作可能是：______。最终他们通过正确的操作完成了实验。 主题四　物理与工程实践 四、解答题（共2小题，第27题7分，第28题7分，共14分） 13. 如图所示，利用斜面将箱子推进车厢，通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力得多。某同学沿斜面向上用100N的力匀速推动箱子，已知箱子质量为20kg，斜面长3m，斜面高1.2m，g取10N/kg．求： （1）箱子受到的重力； （2）斜面的机械效率； （3）箱子受到的摩擦力。 14. 小龙家需要购买一个电热水壶。若家庭电路的电压是220V，供电热水壶使用的室内插座的额定电流为5A。商场现有甲、乙、丙三种电热水壶，额定电压均为220V，额定功率分别为800W、1000W和1500W。请你用学过的物理知识帮助小龙分析： （1）从安全用电的角度考虑，哪一种电热水壶不能选购？请通过计算说明理由。 （2）用1000W的电热水壶，将1kg的水从加热到，需要多长时间？（已知该电热水壶的加热效率为87.5%，） 五、综合能力题（共2小题，每空1分，共11分） 15. 小南发现他家鱼缸中的鱼，在鱼鳍和鱼尾不动时，也能实现上浮和下沉，于是他买了一款“仿生鱼”（如图甲所示），研究鱼在鱼鳍和鱼尾不动时，上浮和下沉的原理。下面是他的实践过程，请帮助他完成下列内容： 【项目分解】 ①研究仿生鱼的结构 ②研究鱼在水中不动时也能实现上浮和下沉的原因 【项目实施】 （1）研究仿生鱼的结构 小南把仿生鱼拆卸后发现，仿生鱼的表面材质柔软，有弹性，内部有一个小型电机，可以给仿生鱼供电，控制鱼鳍和鱼尾摆动，当电机供电控制鱼鳍向后划水，可实现鱼在水中向前游动，是利用了______原理。仿生鱼内部还有一个可以自动充气和放气的类似于鱼腹中“鱼鳔”的装置。当向鱼腹充气时，仿生鱼的腹部就会变大，放气时仿生鱼腹部变小，此过程中鱼腹发生的是______（“弹性”或“非弹性”）形变； （2）探究鱼在水中不动时也能实现上浮和下沉的原因 小南发现控制仿生鱼的鱼鳍和鱼尾不动时，只需控制自动充气装置，改变鱼的体积，就可以实现仿生鱼上浮和下沉。他猜想仿生鱼受到的浮力可能与其浸没的______（填“质量”或“体积”）有关，于是他设计如图乙所示实验。已知物块甲和乙为重力相同但体积不同的物体，乙和丙是体积相同密度不同的两种物质。为了验证自己的猜想是否正确，他应选择______两个物块进行实验。通过分析数据得出：鱼在水中不动时若想上浮，只需______（填“增大”或“减小”）鱼鳔的体积； （3）小南通过图乙装置还想探究浮力与物体密度是否有关。通过分析②⑤、③⑥四次实验数据可知：物体在液体中受到的浮力与物体密度______（填“有”或“无”）关。 【项目拓展】 （4）随着科技的发展，潜水打捞技术日渐成熟，“潜水浮袋”（与鱼在水中改变体积类似，在水中打开后体积自动变大）越来越多地被人们应用于潜水打捞。如图丙所示为潜水员使用“潜水浮袋”打捞沉物的情景。该物体需要2800N的拉力才能被打捞上来，一个“潜水浮袋”充气后的体积约为，重力约为20N，水的密度为，至少需要______个“潜水浮袋”才能让沉物浮上水面。 16. 请阅读《云中探秘问苍穹》并回答问题 云中探秘问苍穹 苍茫云海、万里层云中蕴藏着丰富的水资源，水的降落滋润着地球万物。在一定时段内，从云中降落到地面上的液态或固态降水，在无渗透、蒸发、流失情况下积聚的水层深度，称为该地该时段内的降水量，单位为毫米（mm）。 如何预测某个区域的降水量呢？如果能获得该区域正上方云层所含降水粒子（云中的小水滴或小冰晶）所能形成的水的总体积，再结合其他信息估测能够降落到地面的降水粒子占总降水粒子的比例，利用体积和该区域面积之间的关系，就可以得到降水量了。 精准预报降水是一个世界难题，我国家族中的新成员——风云三号G星（如图所示）的出现，向解决这一难题迈出了一大步。风云三号G星搭载了我国首套“空中雨量计”——星载KU、KA双频主动降水测量雷达，通过向大气发射电磁波信号，并接收大气中不同高度层的降水粒子反射信号，获取竖直方向不同高度层的降水结构信息；同时，利用雷达跨轨方向的扫描，实现对水平方向的降水探测。这就如同在太空中对大气降水进行“CT”扫描，最终使风云三号G星自上而下地获取云层的三维结构信息，如云层厚度、云层中不同位置降水粒子的数密度（即单位体积内降水粒子的数量）以及各种降水粒子的直径大小等。 风云三号G星云中探秘、叩问苍穹，助力我国在探索浩瀚宇宙的征程上，跑出加速度。请根据上述材料，回答下列问题： （1）云层中的小水滴，是由大气中的水蒸气______（填物态变化名称）形成的，该过程需要______（填“吸热”或“放热”）： （2）降水粒子的数密度越大，则内降水粒子的（　　）越大； A. 质量 B. 体积 C. 数量 （3）假设探测到某云层的平均厚度为1000m，内部的降水粒子（可视为小水滴）分布均匀，数密度为个/m³，每个降水粒子的体积均为。若在12小时内，该云层中有80%的降水粒子以雨滴形式竖直降落到地面上。该云层对应区域的平均降水量为______mm。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 深圳市南山实验教育集团2024-2025学年初三年级 第二次学业质量监测 化学、物理（合卷） 说明：1.答题前，请将姓名、准考证号和座位号用黑色字迹的钢笔或签字笔填写在答题卡指定的位置上，并将条形码粘贴好。 2.本卷包括化学卷和物理卷，共14页。其中1~10题为化学选择题，11~14题为化学非选择题：15~20题为物理选择题，21~31题为物理非选择题。考试时间100分钟，满分108分。 3.作答选择题时，选出每题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目答案标号的信息点框涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。作答非选择题时，用黑色字迹的钢笔或签字笔将答案写在答题卡指定区域内。写在本试卷或草稿纸上，其答案一律无效。 4.考试结束后，请将答题卡交回。 5.整卷g取10N/kg 6.可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 S 32 Cu 64 物理卷 一、选择题（共6小题，每小题2分，共12分。在每小题给出的4个选项中，只有一项符合题意） 主题一　物理与日常生活 1. 如题图为某家用电器的铭牌参数图，该电器最有可能为（　　） 额定电压：220V 额定频率：50Hz 额定功率：2800W A. 柜机空调 B. 电灯 C. 电视机 D. 移动电话 【答案】A 【解析】 【详解】A．柜机空调的功率较大，可能为2800W，故A符合题意； B．电灯的功率约为20W，故B不符合题意； C．电视机的功率约为200W，故C不符合题意； D．移动电话在使用过程中的电功率一般低于10W，故D不符合题意。 故选A 。 2. 风靡全球的大黄鸭来深圳“上班”了！大黄鸭接近6层楼高，如图是游客为大黄鸭和“春笋楼”拍的照片。大黄鸭在不充气时已达600kg，鸭身还附带有9t的水泥锚。下列说法正确的是（　　） A. 大黄鸭能在水面漂浮是因为它受到的浮力大于重力 B. 照片中大黄鸭看起来比“春笋楼”还高，是因为大黄鸭本身巨大，已经超过“春笋楼”的高度 C. 图中大黄鸭遮挡住了远处的建筑，可用光沿直线传播来解释 D. 为了使大黄鸭完整地呈现在照片里，需要更靠近大黄鸭拍照 【答案】C 【解析】 【详解】A．因为大黄鸭是平衡状态，受到的浮力与重力二力平衡，浮力等于重力，因此大黄鸭能在水面漂浮，故A错误； B．照片中大黄鸭看起来比“春笋楼”还高，并不是因为大黄鸭本身巨大，已经超过“春笋楼”的高度，而是由于照相机的镜头是凸透镜，成像应用是照相机时，物近像远像变大，拍摄者距离大黄鸭更近，大黄鸭在相片上成像更大，因此看起来更高，故B错误； C．图中远处建筑物反射过来的光由于沿直线传播，被大黄鸭挡住，可以用光沿直线传播来解释，故C正确； D．由图中可以看出，大黄鸭的像太大，一部分呈现在照片里，为了使大黄鸭完整地呈现在照片里，根据凸透镜应用是照相机时，物远像近像变小，需要远离大黄鸭拍照，故D错误。 故选C。 3. 如图所示为某校足球队比赛的精彩画面，题图为某次足球在空中由A向B飞行的轨迹，下列说法正确的是（　　） A. 球员踢球时对足球的“踢力”和足球对脚的作用力是一对平衡力 B. 足球踢出去时速度越大，惯性越大，运动得越远 C. 当足球到达最高点时，若外力全部消失，足球将处于静止状态 D. A、B两点等高，足球在A点时的动能大于在B点时的动能 【答案】D 【解析】 【详解】A．球员踢球时对足球的“踢力”和足球对脚的作用力满足大小相等，方向相反，作用在同一直线上，受力物体分别是两个物体，因此是一对相互作用力，故A错误； B．惯性的大小只与质量有关，质量不变，惯性不变，足球踢出去时速度变大，惯性不变，故B错误； C．由足球运动的轨迹可以看出，足球到达最高点时速度不为零，有向前的速度，当足球到达最高点时，若外力全部消失，足球将处于匀速直线运动状态，故C错误； D．A、B两点等高，足球的质量不变，重力势能相同，由于存在空气阻力，机械能逐渐减小，足球在A点时的机械能大于在B点时的机械能，机械能是动能和势能的总和，因此足球在A点时的动能大于在B点时的动能，故D正确。 故选D。 4. “夜空画师”把深圳创意飞到天上去——深圳无人机表演团队，凭借精湛的技术和表现力，让海内外观众感受到深圳科技的“硬核力”！下列说法正确的是（　　） A. 无人机匀速上升时，其机械能保持不变 B. 无人机在空中悬停定位拍摄时，有力在对无人机做功 C. 无人机的锂电池充电时，电能转化为化学能 D. 无人机的灯光来自LED灯，其发光部件是绝缘体 【答案】C 【解析】 【详解】A．无人机匀速上升时，质量不变，速度不变，动能不变，高度变大，重力势能变大，机械能是动能和势能的总和，其机械能变大，故A错误； B．无人机在空中悬停定位拍摄时，受到竖直向下的重力和竖直向上的升力，由于处于静止状态，在力的方向上都没有距离，因此没有力在对无人机做功，故B错误； C．无人机的锂电池充电时，相当于用电器，消耗电能，因此电能转化为化学能储存在电池中，故C正确； D．无人机的灯光来自LED灯，LED灯主要是发光二极管，其发光部件是半导体，故D错误。 故选C。 5. 家用吊扇灯的风扇和灯既可独立工作，又可同时工作，下列电路正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．图中风扇和灯串联，它们同时工作，不能独立工作，故A不符合题意； B．图中风扇和灯并联，一个开关控制风扇，另一个开关控制灯，风扇和灯既可独立工作，又可同时工作，但开关接到零线上，不符合安全用电原则，故B不符合题意； C．图中风扇和灯并联，一个开关控制风扇，另一个开关控制灯，开关接到火线上，风扇和灯既可独立工作，又可同时工作，符合安全用电原则，故C符合题意； D．图中风扇和灯并联，一个开关在干路中，另一个开关控制风扇，灯泡不能独立工作，故D不符合题意。 故选C。 6. 如图甲所示，电源电压为4V且保持不变，滑动变阻器的规格为“20Ω、1A”。灯泡L的额定电流为0.25A，其电流随电压变化的图象如图乙所示。闭合开关S，移动滑片P，在保证电路安全的情况下，则（　　） A. 灯泡正常发光时的电阻是7.5Ω B. 灯泡正常发光1min消耗的电能是60J C. 电路的总功率最大为1W D. 当电流表的示数为0.2A时，滑动变阻器连入电路的阻值是12Ω 【答案】C 【解析】 【详解】A．灯泡L的额定电流即正常发光时的电流为0.25A，由乙图像可知，灯泡正常发光时的电压为2.5V，灯泡正常发光时的电阻是 故A错误； B．灯泡正常发光1min消耗的电能是 故B错误； C．在保证电路安全的情况下，电路中的电流不能超过灯泡的额定电流即最大电流为0.25A，电路的总功率最大为 故C正确； D．由于灯泡与滑动变阻器串联，电流相等，电流表测串联电路的电流，当电流表的示数为0.2A时，灯泡和滑动变阻器的电流都为0.2A，由乙图像可知，灯泡两端的电压为1.5V，根据串联分压规律可知，滑动变阻器两端的电压为 滑动变阻器连入电路的阻值是 故D错误。 故选C。 主题二　物理与社会发展 二、作图题和填空题（共3小题，作图题2分，填空题每空1分，共10分） 7. 小南在科技馆了解到一种新型功能材料——磁流体，当周围存在磁场时，磁流体就会“模拟”出磁感线的形状。在一杯水中放置一些磁流体，在杯子左、右两侧分别放置电磁铁A和永磁体B，就出现了如图甲所示的情景，图乙为其简化图。请在图乙中磁流体所“模拟”出的磁感线上用箭头标出磁场的方向，并在永磁体B右端括弧中标注磁极名。 【答案】 【解析】 【详解】如图所示，螺线管的右侧为N极，磁感线是从磁体的N极出来回到磁体的S极的，故永磁体B的左端为S极，右端为N极。如图所示： 8. 如图是我国自主研发的5G警用巡逻机器人，它搭载了5个高清摄像头，具有快速测温筛查、循环播报提醒等功能，能实现全景无死角巡逻。小南观察到，巡逻机器人通过识别不同温度物体辐射的______强度不同来实现快速测温：它循环播报提醒是利用声音传递______。当5G警用巡逻机器人水平匀速行进时，其处于______（“平衡”或“非平衡”）状态，这个过程它的机械能______。 【答案】 ①. 红外线 ②. 信息 ③. 平衡 ④. 不变 【解析】 【详解】[1]红外线有热效应，不同温度的物体辐射的红外线强度不同。巡逻机器人通过识别不同温度物体辐射的红外线强度不同来实现快速测温。 [2]巡逻机器人循环播报提醒是利用声音传递信息，通过发出特定的语音内容，向周围的人传达相关的提示、警告或通知等信息。 [3]当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，我们说物体处于平衡状态。5G 警用巡逻机器人水平匀速行进，属于匀速直线运动，所以其处于平衡状态。 [4]机械能包括动能和势能。动能与物体的质量和速度有关，重力势能与物体的质量和高度有关。巡逻机器人水平匀速行进时，质量不变，速度不变，所以动能不变；同时高度不变，质量也不变，其重力势能不变。因此，这个过程中它的机械能不变。 9. 长江生态不断恢复，江面上再现“江豚群舞”的场景。小明利用3D打印机打印出江豚模型如图甲所示，该模型的长度是______cm。把模型放在天平的左盘，天平平衡时，右盘中无砝码，游码的示数如图乙，模型的质量为______g。将模型放入盛满水的溢水杯中，溢出水2.8g。该模型在水中静止时的状态是______，放入模型后，水对杯底的压强大小将______。 【答案】 ①. 3.35 ②. 3.6 ③. 沉底 ④. 不变 【解析】 【详解】[1]由图可知，刻度尺的分度值为0.1cm，由于刻度尺读数时需估读到分度值的下一位，所以物体的长度为3.35cm。 [2]由图乙可知，标尺的分度值为0.2g，所以模型的质量为3.6g。 [3]模型的质量 m=3.6g=0.0036kg 模型的重力 G=mg=0.0036kg×10N/kg=0.036N 将模型放入盛满水的溢水杯中,排开水的质量 m排=2.8g=0.0028kg 根据阿基米德原理可知，模型受到的浮力为 F浮=G排=m排g=0.0028kg×10N/kg=0.028N 由于F浮< G,所以模型放入水中静止时处于沉底状态。 [4]放入模型后，溢水杯中水面高度不变，水的密度不变，根据p=ρgh可知，水对杯底的压强不变。 主题三　物理与科学探究 三、实验探究题（共3小题，每空1分，共16分） 10. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中，小南使用可绕O点自由转动、刻度均匀的杠杆，以及多个重0.5N的钩码进行了以下操作： （1）不挂钩码时，杠杆静止如图①。小南将杠杆左边的螺母调至最左端，发现杠杆右侧略向下倾斜，此时小南应将右侧平衡螺母向______调节，直至杠杆水平平衡； （2）在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，设左侧钩码对杠杆施的力为动力，右侧钩码对杠杆施的力为阻力；读取杠杆水平平衡时的动力臂和阻力臂；并把数据填入下表。小南分析表格中的数据发现，第______次实验数据有误，出现错误的原因可能是：______。剔除这一组错误数据后，初步得出杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂； 实验次数 动力/N 动力臂/m 阻力/N 阻力臂/m 1 0.5 0.2 1 0.1 2 1 0.15 1.5 0.1 3 0.1 3 2 0.15 4 2 0.15 1.5 0.2 …… （3）小南撤去右侧钩码，改用弹簧测力计继续实验。如图②，他在左侧A点悬挂三个钩码，再用弹簧测力计（未画出）在B点拉杠杆。保持杠杆在水平方向平衡时，弹簧测力计的示数不可能为______（选填序号）。 ①2.0N　②2.5N　③3.0N　④3.5N （4）小南选用质地均匀但两端粗细不同的筷子玩“托筷子”游戏时，用一根筷子把另一根筷子MN水平托起，如图③为筷子稳定时的俯视图，筷子MN的重心在O点，此时______（选填“OM”或“ON”）段更重一些； 【答案】（1）左 （2） ①. 3 ②. 动力臂和动力数据记录时候填反了 （3）① （4）ON 【解析】 【小问1详解】 小南将杠杆左边的螺母调至最左端，发现杠杆右侧还略向下倾斜，即左端上翘，平衡螺母向上翘的左端移动。 【小问2详解】 [1][2]由题知，杠杆两侧挂上不同数量的钩码，且每个钩码重为0.5N，那么动力和阻力应为0.5N的整数倍，由表中数据知，第3次实验中，动力F1为0.1N，动力臂3m，都不符合实际，故第3次实验数据有误，原因可能是动力臂和动力数据记录时填反了。 【小问3详解】 设杠杆上每一格长为L，左侧A点（距离支点5L处）悬挂三个钩码（重1.5N），B点在距离支点3L处，当作用在B点的弹簧测力计垂直杠杆向上拉（竖直向上）时，力臂最长，弹簧测力计示数最小，由杠杆的平衡条件有1.5N×5L=F最小×3L 解得弹簧测力计作用在杠杆上的最小力F最小=2.5N，弹簧测力计与杠杆不垂直，则力臂变小，力会变大，即弹簧测力计的示数会大于2.5N，所以示数不可能为①。 故选①。 【小问4详解】 用一根筷子把另一根筷子MN水平托起来，筷子MN的重心在O点，将筷子以O分为左右两部分， 根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，可得GMOL左=GONL右 由于L左＞L右 则GMO＜GON 所以ON段更重一些。 11. 某项目式学习小组探究海陆风的成因。 （1）利用如图所示装置探究沙子和水的吸热能力。在两箱子中装入__________相等且初温相同的水和沙子，用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热，是为了保证相同时间内水和沙子__________相同。 （2）依据实验数据描绘的水和沙子的温度随时间变化的图像如图所示，可知在相同时间内，沙子升高的温度比水升高的温度______，说明______的吸热能力强。 【任务二】实验模拟海陆风的形成 信息窗：空气因受热体积膨胀，密度变小而上升，冷空气会从四面八方流过来，从而形成风。 （3）取下两箱子的封口盖，在两个箱子的侧面分别开一小孔后，连接上一个两端开口的透明细管AB，点燃一支香放在细管中（如图），通过白烟的流向模拟日晒下海边的风向。阅读信息窗中的知识并分析判断：相同条件下，加热一段时间后，烟将会从管的______（填“A”或“B”）管口冒出。依据实验和理论分析，可推断夜间海风是______（填选项前字母）。 A.从大海吹向陆地 B.从陆地吹向大海 【答案】（1） ①. 质量 ②. 吸收的热量 （2） ①. 高 ②. 水 （3） ①. B ②. B 【解析】 【小问1详解】 [1]根据比较不同物质吸热能力方法，要控制不同物质的质量相同，在完全相同两箱子中装入质量相等且初温相同的水和沙子。 [2]用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热，由转换法可知，是为了保证相同时间内水和沙子吸热相同。 【小问2详解】 [1][2]根据实验数据描绘的水和沙子的温度随时间变化的图像，可以观察到在相同时间内，沙子升高的温度比水升高的温度高，这说明水在吸收相同热量时，温度升高的较慢，即水的吸热能力强。 【小问3详解】 [1]由于水的比热容大，相同条件下，水吸热升温慢，沙子吸热升温快，因此，加热一段时间后，沙子（模拟陆地）的温度会高于水（模拟海洋）的温度，根据信息窗中的知识，空气因受热体积膨胀，密度变小而上升，冷空气会从四面八方流过来，则烟将会从管的B（连接沙子的管子，代表热空气上升的地方）管口冒出。 [2]夜间，海洋和陆地的温度会发生变化，由于水的比热容大，放热降温慢，而沙子的比热容小，放热降温快，因此，夜间海洋的温度会高于陆地的温度，根据信息窗中的知识，此时海洋上的空气会受热上升，形成低压区，而陆地上的空气会流向海洋，形成海风，故B符合题意，A不符合题意。 故选B。 12. 小南和小实在“探究电流与电阻的关系”实验中，有以下器材：电源（4节全新干电池输出稳定电压6V）、电压表、电流表、滑动变阻器（铭牌上标有“40Ω　2A”字样）和开关各一个，“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω”的定值电阻各一个、导线若干。如图甲是小南连接的电路。 （1）在连接电路时，开关应处于______状态： （2）在检查电路时，小实发现有一根导线连接错误，请你在甲图中连接错误的那条导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确________； （3）改正电路连线后，把5Ω的定值电阻接入电路中，闭合开关，发现电流表无示数，电压表有示数，则电路出现的故障可能是______； （4）排除故障后小实把5Ω的定值电阻接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到合适位置后，记录此时电流表的示数为0.4A。然后小南和小实分别继续实验，但因为他俩的操作不同，得出了如图乙所示的两个不同的图像。通过分析，你认为得出图像______的操作是错误的，其错误操作可能是：______。最终他们通过正确的操作完成了实验。 【答案】（1）断开 （2） （3）定值电阻断路 （4） ①. A ②. 没有控制定值电阻两端电压相同 【解析】 【小问1详解】 在连接电路时，为了电路中各元件安全，开关应处于断开状态。 【小问2详解】 由图甲可知，滑动变阻器短路了，根据题意可知，电压表应测量定值电阻两端电压，则应把定值电阻接滑动变阻器的接线柱，改接到电压表负接线柱上，如图所示： 【小问3详解】 闭合开关，电流表无示数，说明电路可能断路，电压表有示数，说明电压表与电源连通，即与电压表并联的电路以外的电路是接通的，所以与电压表并联的支路电路可能断路了，则故障可能是定值电阻断路。 【小问4详解】 [1][2]把5Ω的定值电阻接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到合适位置后，记录此时电流表的示数为0.4A，则定值电阻两端电压 由图像A可知，定值电阻为10Ω时，通过定值电阻的电流为0.3A，则定值电阻两端电压 定值电阻为20Ω时，通过定值电阻的电流为0.2A，则定值电阻两端电压 则图像A中定值电阻两端电压一直在变化，没有控制定值电阻两端电压相同。所以图像A的操作是错误的。 主题四　物理与工程实践 四、解答题（共2小题，第27题7分，第28题7分，共14分） 13. 如图所示，利用斜面将箱子推进车厢，通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力得多。某同学沿斜面向上用100N的力匀速推动箱子，已知箱子质量为20kg，斜面长3m，斜面高1.2m，g取10N/kg．求： （1）箱子受到的重力； （2）斜面的机械效率； （3）箱子受到的摩擦力。 【答案】（1）200N （2）80% （3）20N 【解析】 【小问1详解】 箱子受到的重力 【小问2详解】 推力所做的总功 推力做的有用功 斜面的机械效率 【小问3详解】 沿斜面推动箱子，克服斜面对箱子的摩擦力做的功是额外功 由可得箱子受到的摩擦力 14. 小龙家需要购买一个电热水壶。若家庭电路的电压是220V，供电热水壶使用的室内插座的额定电流为5A。商场现有甲、乙、丙三种电热水壶，额定电压均为220V，额定功率分别为800W、1000W和1500W。请你用学过的物理知识帮助小龙分析： （1）从安全用电的角度考虑，哪一种电热水壶不能选购？请通过计算说明理由。 （2）用1000W的电热水壶，将1kg的水从加热到，需要多长时间？（已知该电热水壶的加热效率为87.5%，） 【答案】（1） 根据电功率公式可知，插座的最大允许功率 由于 ，超过插座承载能力，因此不能选购的电热水壶。 （2） 【解析】 【小问1详解】 略。 【小问2详解】 水吸收的热量 该电热水壶的加热效率为87.5%，电热水壶消耗的总电能 加热所需时间 五、综合能力题（共2小题，每空1分，共11分） 15. 小南发现他家鱼缸中的鱼，在鱼鳍和鱼尾不动时，也能实现上浮和下沉，于是他买了一款“仿生鱼”（如图甲所示），研究鱼在鱼鳍和鱼尾不动时，上浮和下沉的原理。下面是他的实践过程，请帮助他完成下列内容： 【项目分解】 ①研究仿生鱼的结构 ②研究鱼在水中不动时也能实现上浮和下沉的原因 【项目实施】 （1）研究仿生鱼的结构 小南把仿生鱼拆卸后发现，仿生鱼的表面材质柔软，有弹性，内部有一个小型电机，可以给仿生鱼供电，控制鱼鳍和鱼尾摆动，当电机供电控制鱼鳍向后划水，可实现鱼在水中向前游动，是利用了______原理。仿生鱼内部还有一个可以自动充气和放气的类似于鱼腹中“鱼鳔”的装置。当向鱼腹充气时，仿生鱼的腹部就会变大，放气时仿生鱼腹部变小，此过程中鱼腹发生的是______（“弹性”或“非弹性”）形变； （2）探究鱼在水中不动时也能实现上浮和下沉的原因 小南发现控制仿生鱼的鱼鳍和鱼尾不动时，只需控制自动充气装置，改变鱼的体积，就可以实现仿生鱼上浮和下沉。他猜想仿生鱼受到的浮力可能与其浸没的______（填“质量”或“体积”）有关，于是他设计如图乙所示实验。已知物块甲和乙为重力相同但体积不同的物体，乙和丙是体积相同密度不同的两种物质。为了验证自己的猜想是否正确，他应选择______两个物块进行实验。通过分析数据得出：鱼在水中不动时若想上浮，只需______（填“增大”或“减小”）鱼鳔的体积； （3）小南通过图乙装置还想探究浮力与物体密度是否有关。通过分析②⑤、③⑥四次实验数据可知：物体在液体中受到的浮力与物体密度______（填“有”或“无”）关。 【项目拓展】 （4）随着科技的发展，潜水打捞技术日渐成熟，“潜水浮袋”（与鱼在水中改变体积类似，在水中打开后体积自动变大）越来越多地被人们应用于潜水打捞。如图丙所示为潜水员使用“潜水浮袋”打捞沉物的情景。该物体需要2800N的拉力才能被打捞上来，一个“潜水浮袋”充气后的体积约为，重力约为20N，水的密度为，至少需要______个“潜水浮袋”才能让沉物浮上水面。 【答案】（1） ①. 力的作用是相互的 ②. 弹性 （2） ①. 体积 ②. 甲、乙 ③. 增大 （3）无 （4）3 【解析】 【小问1详解】 [1]电机供电控制鱼鳍向后划水，给水一个向后的力，由于力的作用是相互的，水会给鱼一个向前的力，所以仿生鱼在水中向前游动，所以利用了力的作用是相互的原理。 [2]当向鱼腹充气时，仿生鱼的腹部就会变大，放气时腹部又恢复原状，说明仿生鱼会发生弹性形变。 【小问2详解】 [1]由题意可知，仿生鱼在水中不动时，改变鱼的体积，就可以实现仿生鱼上浮和下沉，故猜想仿生鱼受到的浮力可能与排开液体的体积有关。 [2][3]为了验证自己的猜想是否正确，他需要选择两个体积不同而重力相同的物块进行实验，即甲、乙两个对比，当物体全部浸没时，即可改变排开液体的体积，所以比较②、⑤两次弹簧测力计的示数差和①、④两次弹簧测力计的示数差。 ②、⑤两次弹簧测力计的示数差为 ①、④两次弹簧测力计的示数差为 通过计算发现两次浮力大小不同，所以可以得到浮力大小与排开液体的体积有关。 鱼在水中不动时若想上浮，需要增大浮力，故增大鱼鳔的体积来上浮。 【小问3详解】 由②、⑤和③、⑥可知，两次弹簧测力计的示数差都是4N，密度不同，而物体排开液体的体积相同时，物体受到的浮力相同，故物体在液体中受到的浮力与物体密度无关。 【小问4详解】 由题可知，该物体需要2800N的拉力才能被打捞上来，即物体受到的浮力 一个“潜水浮袋”充气后的体积约为0.1m3，水的密度为1.0×103kg/m3，所以一个“潜水浮袋”完全浸没所能产生的浮力为 每个可以产生的拉力为 所以所需要的个数为 故至少需要3个“潜水浮袋”才能让沉物浮上水面。 16. 请阅读《云中探秘问苍穹》并回答问题 云中探秘问苍穹 苍茫云海、万里层云中蕴藏着丰富的水资源，水的降落滋润着地球万物。在一定时段内，从云中降落到地面上的液态或固态降水，在无渗透、蒸发、流失情况下积聚的水层深度，称为该地该时段内的降水量，单位为毫米（mm）。 如何预测某个区域的降水量呢？如果能获得该区域正上方云层所含降水粒子（云中的小水滴或小冰晶）所能形成的水的总体积，再结合其他信息估测能够降落到地面的降水粒子占总降水粒子的比例，利用体积和该区域面积之间的关系，就可以得到降水量了。 精准预报降水是一个世界难题，我国家族中的新成员——风云三号G星（如图所示）的出现，向解决这一难题迈出了一大步。风云三号G星搭载了我国首套“空中雨量计”——星载KU、KA双频主动降水测量雷达，通过向大气发射电磁波信号，并接收大气中不同高度层的降水粒子反射信号，获取竖直方向不同高度层的降水结构信息；同时，利用雷达跨轨方向的扫描，实现对水平方向的降水探测。这就如同在太空中对大气降水进行“CT”扫描，最终使风云三号G星自上而下地获取云层的三维结构信息，如云层厚度、云层中不同位置降水粒子的数密度（即单位体积内降水粒子的数量）以及各种降水粒子的直径大小等。 风云三号G星云中探秘、叩问苍穹，助力我国在探索浩瀚宇宙的征程上，跑出加速度。请根据上述材料，回答下列问题： （1）云层中的小水滴，是由大气中的水蒸气______（填物态变化名称）形成的，该过程需要______（填“吸热”或“放热”）： （2）降水粒子的数密度越大，则内降水粒子的（　　）越大； A. 质量 B. 体积 C. 数量 （3）假设探测到某云层的平均厚度为1000m，内部的降水粒子（可视为小水滴）分布均匀，数密度为个/m³，每个降水粒子的体积均为。若在12小时内，该云层中有80%的降水粒子以雨滴形式竖直降落到地面上。该云层对应区域的平均降水量为______mm。 【答案】（1） ①. 液化 ②. 放热 （2）C （3）31.2 【解析】 【小问1详解】 [1][2]水蒸气是气态，小水滴是液态，物质从气态变为液态的过程是液化，而液化过程会放出热量。故云层中的小水滴，是由大气中的水蒸气液化形成的，该过程需要放热。 【小问2详解】 根据文中“数密度为单位体积内降水粒子的数量”可知，降水粒子的数密度越大，则 1m3内降水粒子的数量越大。故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 【小问3详解】 首先计算云层总体积：已知云层平均厚度h=1000m，设对应区域的面积为Sm2，那么云层总体积为1000Sm3； 然后计算降水粒子的总数：数密度为6.5×109个/m3，则降水粒子总数 接着计算降落到地面的降水粒子数：因为有80%的降水粒子降落到地面，所以降落到地面的粒子数N地=N×80%个 再计算这些降水粒子的总体积：每个降水粒子体积为6×10−15m3，则降落到地面的降水粒子总体积 最后根据降水量的定义计算降水量：降水量是降水在无渗透、蒸发、流失情况下积聚的水层深度， 即 所以该云层对应区域的平均降水量为31.2mm。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $