2018年湖南省中考物理试卷

一、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分．每小题只有一个选项符合题意）

1．（2分）中央电视台“开门大吉”节目里常有人模仿韩红、刘欢等文艺名人的声音，从声音的特性看，主要是模仿声音的（　　）

A．音调 B．响度 C．音色 D．声速

2．（2分）生活中的许多现象都与我们学过的物理知识有关，下列说法正确的是（　　）

A．尘土飞扬，说明分子在不停地做无规则运动

B．钻木取火，利用做功来改变物体的内能

C．人工湖能调节气温，利用水的比热容小

D．夏天吃冰糕，看到冰糕周围冒“白气”是汽化现象

3．（2分）如图所示的现象中，由光的反射形成的是（　　）

A．日食美景 B． 天空彩虹 C． 耀眼幕墙 D．林间光柱

4．（2分）为让同学们养成关注生活和社会的学习习惯，物理老师要求同学们对身边的物理量进行估测，以下是他们的一些估测数据，你认为数据明显不符合实际的是（　　）

A．短跑运动员的速度可达56km/h B．中学生的脉搏跳动一般每分钟75次左右

C．中学生的体重约500N D．教室里的课桌高度为80cm

5．（2分）下列生活用品常温下可以导电的是（　　）

A．牙刷 B．玻璃杯 C．瓷碗 D．铅笔芯

6．（2分）现在兴起的智能手机无线充电主要是运用电磁感应技术，当电源的电流通过充电底座中的送电金属线圈产生磁场，带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能接受磁场，产生电流，实现充电过程。以下设备也是利用“磁生电”工作的是（　　）

A．电磁起重机 B．扬声器 C．电烙铁 D．动圈式话筒

7．（2分）2022年冬奥会期间，延庆赛区将进行高山滑雪、雪车、雪橇3个大项的比赛。图中是滑雪运动员从山上滑下的情景，下列有关说法中正确的是（　　）

A．运动员下滑过程中重力势能不变，机械能守恒

B．运动员弓着腰，是通过降低重心来增大惯性的

C．运动员在空中下落过程中重力做功越来越快

D．运动员穿上滑雪板，因增大了与雪地的接触面积，从而增大了压强

8．（2分）巨磁电阻效应是指某些材料的电阻随磁场增强而急剧减小的现象，图中GMR是巨磁电阻，闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器的滑片，以下分析正确的是（　　）

A．滑片向左移动时，电磁铁磁性减弱，指示灯亮度变暗

B．滑片向左移动时，电磁铁磁性增强，指示灯亮度变亮

C．滑片向右移动时，GMR电阻变小，指示灯亮度变亮

D．滑片向右移动时，GMR电阻变大，指示灯亮度变

二、填空题（本题共8小题，每空1分，共16分）

9．（2分）把一支铅笔斜插入装水的杯中，铅笔在水面处好像折断了，如图（甲）所示，这是光的　 　现象；把一支铅笔紧贴在装满水的玻璃瓶的一侧，如图（乙）所示，透过玻璃瓶看到的那支笔是　 　。（选填“放大的虚像”、“缩小的实像”、“等大的实像”）

10．（2分）秋天，在干燥的头发上梳过的塑料梳子会吸起碎纸片，这是　 　现象；当梳子靠近带负电的小球，小球被排斥，说明梳子带　 　电。

11．（2分）2018年5月26日，“勇者荣耀花式蹦极”挑战赛在湖南张家界大峡谷玻璃桥展开，来自俄罗斯等国的多名蹦极高手在此成功挑战260米高的世界最高蹦极台，挑战者从平台起跳到下落到最低点的过程中，蹦极绳发生了　 　形变，若不计空气阻力和摩擦，在能量转化的过程中机械能的总量　 　（填“不变”“变小”“变大”）。

12．（2分）近几年来，随着信息之路越来越宽，利用Wifi上网冲浪和移动支付的普及让我们的生活更加方便，Wifi是通过　 　（选填“电磁波”或“超声波”）传递　 　（选填“信息”或“能量”）。

13．（2分）蚊子的口器对皮肤的压力虽然不大，但由于口器十分尖锐，因而能轻易刺穿皮肤，这是通过　 　的方式增大了压强；张家界仙人溪水库夏季蓄水期时，水面距离水底60米，水对大坝底部的压强为　 　Pa．（ρ水=1.0×103kg/m3）

14．（2分）足球场上，守门员将球扑出禁区，说明力可以　 　；小莉在橡皮泥上印上漂亮的指印，说明力可以　 　。

15．（2分）图中电源电压保持不变，灯泡L标有“6V，3W”字样，当开关S闭合时，灯泡L正常发光，电流表的示数为0.8A，则电阻R=　 　Ω；由于电池使用过久，电源实际电压只有4.8V，则该灯泡工作的实际功率为　 　W．不考虑温度对灯丝电阻的影响。

16．（2分）交通安全关系千家万户，认真观察，发现为提醒司机朋友，在道路旁边设置了“雨（雪）天路滑，减速慢行”的温馨警示牌。

（1）请你就上面的提示提出一个科学探究的问题　 　；

（2）为探究上述问题，在设计实施方案时，你认为要采取的物理方法是　 　（选填“等效替代法”、“控制变量法”、“转换法”）。

三、实验探究题（本题共3小题，17题3分，18题7分，19题8分，共18分）

17．（3分）测量是生活和学习中一项基本技能。

（1）如图（甲）所示用刻度尺测量物体的长度为　 　cm；

（2）如图（乙）所示用体温计测量体温，该体温计的示数是　 　℃；

（3）如图（丙）所示电能表的读数是　 　kW•h。

18．（7分）小华同学在学习阿基米德原理后，发现用弹簧测力计也能测量金属块的密度。于是和同学一起按以下操作进行实验：

（1）先用弹簧测力计挂着金属块静止在空中如图（甲）所示，弹簧测力计的示数为　 　N。

（2）然后将金属块缓慢地完全浸没在水中，示数如图（乙）所示，则金属块所受的浮力为　 　N，可求出金属块的体积为　 　m3。

（3）通过计算，金属块的密度为　 　kg/m3。

（4）实验中让金属块在水中的深度继续下降，不接触杯底，金属块受到的浮力将如何变化？　 　。

（5）在交流讨论中，小李同学认为一次测量就得出实验结论不科学，你认同他的观点吗？　 　。你认为怎样才能减小实验误差？　 　。

19．（8分）电阻箱是能够直接读出电阻阻值的可变电阻，在电路图中符号是“”，为探究在导体两端电压不变的条件下，通过导体的电流I跟导体电阻倒数的关系，小明设计了图甲所示的实验电路图和甲乙所示实物连线图，图丙是根据实验数据描绘出的I﹣图象。

（1）如图（乙）是根据图（甲）连接的实物图，请在错误的导线上打×并连接正确。

（2）滑动变阻器R'在此实验中除了能起到保证电路安全的作用外，另一主要作用是　 　。

（3）闭合开关后，小明发现电压表有示数，电流表无示数，故障可能是　 　。

（4）小明同学在发现电路有故障时，首要的规范操作应是　 　。

（5）实验时，当电阻箱接入电阻从10Ω变成15Ω时，电压表示数变大，此时，应该调节滑动变阻器的滑片向　 　移动，直到电压表示数为　 　V。

（6）分析实验数据，小明得出实验探究的结论是　 　。

四、综合题（本题共3小题，20题7分，21题6分，22题7分，共20分）

20．（7分）小亮同学想把重100N的物体拉到距地面3m高的地方，用了三种不同的方法：

（1）如图（甲）所示：小亮用竖直向上的力F甲将物体匀速提升3m，求拉力F甲所做的功。

（2）如图（乙）所示：斜面长5m，高3m，拉力F乙=75N，小亮沿斜面匀速拉动物体至斜面顶端。求使用该斜面工作时的机械效率。

（3）如图（丙）所示：小亮站在地面上通过一根绳和两个滑轮匀速提升重物，在2s内将重物匀速提升3m，已知动滑轮的重量为10N．按要求画出滑轮组的绕线，求拉力F丙做功的功率。（每段绳子可承重80N，不计绳重及摩擦）。

21．（6分）为牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，美丽乡村建设中大量使用了直接利用太阳能的热水器、太阳能路灯等节能环保设备。根据你所学知识完成下列问题。

（1）太阳能是在太阳内部氢原子核发生　 　（选填“聚变”或“裂变”）时释放的能量；太阳能属于　 　能源（选填“可再生”、“不可再生”）。

（2）某团队现在正在设想研发内置太阳能电池板的新型屋顶瓦片，实现更好的节能。这种瓦片是通过　 　（选填“光电转化”、“光热转化”、“光化转化”）方式直接利用太阳能的。

（3）太阳能热水器利用真空热水管给水加热，如图某太阳能热水器接收太阳能的面积为3m2，每平方米面积上1h得到太阳辐射的能量平均为2.5×106J，该热水器仅能把接受太阳能的42%转化为水的内能，若光照6h可以使热水器内初温为15℃，质量为100kg的水温度升高到多少℃？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]

22．（7分）如图1所示，为欢迎“有朋自远方来”张家界建成天门山穿山自动扶梯，整个电梯全在悬崖峭壁的山体隧道内运行。梯级运行总长度为1000米，提升高度400米，拥有6000人/小时、客流吞吐量72000人/天的输送能力，下表是一台自动扶梯的一些参数。g取10N/kg。

（1）扶梯自始至终做匀速运行，扶梯从底端运行到顶端时间是多少？

（2）一个质量为50kg的游客站在扶梯上，双脚与扶梯的接触面积为400cm2，他对扶梯的压强多大？

（3）为节约电能，自动扶梯只需在白天且有人时才开启。利用红外线自动开关S1（现场有人，S1闭合；现场无人，S1断开）以及可见光自动开关S2（白天，S2闭合；夜间，S2断开）控制电路，可达到目的。请完成图2中的电路连接。

（4）自动扶梯在额定电压下以19kW的电功率连续运行40分钟，将一批游客送上山顶，该自动扶梯消耗多少焦的电能？电动机产生多少热量？电动机的效率是多少？

2018年湖南省张家界市中考物理试卷

参考答案与试题解析

一、选择题（本题共8小题，每小题2分，共16分．每小题只有一个选项符合题意）

1．（2分）中央电视台“开门大吉”节目里常有人模仿韩红、刘欢等文艺名人的声音，从声音的特性看，主要是模仿声音的（　　）

A．音调 B．响度 C．音色 D．声速

【解答】解：中央电视台“开门大吉”节目里常有人模仿韩红、刘欢等文艺名人的声音，从声音的特性看，主要是模仿声音的音色；故ABD错误，C正确。

故选：C。

2．（2分）生活中的许多现象都与我们学过的物理知识有关，下列说法正确的是（　　）

A．尘土飞扬，说明分子在不停地做无规则运动

B．钻木取火，利用做功来改变物体的内能

C．人工湖能调节气温，利用水的比热容小

D．夏天吃冰糕，看到冰糕周围冒“白气”是汽化现象

【解答】解：A、尘土飞扬是固体小颗粒的运动，不是分子的运动，故A错误；

B、钻木取火是克服摩擦做功，使木头的内能增加、温度升高，达到木头的着火点而燃烧，故B正确；

C、人工湖能调节气温，是因为水的比热容大，故C错误；

D、冰糕周围冒出的“白气”是水蒸气液化形成的小水滴，故D错误。

故选：B。

3．（2分）如图所示的现象中，由光的反射形成的是（　　）

A．

日食美景

B．

天空彩虹

C．

耀眼幕墙

D．

林间光柱

【解答】解：A、当月球转到太阳和地球中间并且三者在一条直线上时，月球挡住了太阳照射在地球上的光线，地球处在月球的影子里，这就形成了日食，因此日食形成由于光的直线传播，故与题意不符；

B、雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，所以说雨后的天空出现彩虹是由光的色散形成的，故与题意不符；

C、耀眼幕墙是由于光线照在光滑的幕墙上发生镜面反射造成的，符合题意。

D、林间光柱是光的直线传播形成的，故与题意不符。

故选：C。

4．（2分）为让同学们养成关注生活和社会的学习习惯，物理老师要求同学们对身边的物理量进行估测，以下是他们的一些估测数据，你认为数据明显不符合实际的是（　　）

A．短跑运动员的速度可达56km/h

B．中学生的脉搏跳动一般每分钟75次左右

C．中学生的体重约500N

D．教室里的课桌高度为80cm

【解答】解：A、男子百米世界纪录略大于10m/s=10×3.6km/h=36km/h，不可能到达56km/h，故A不符合实际；

B、正常情况下，人的脉搏跳动一次不到1s，中学生1min脉搏跳动大约75次。故B符合实际；

C、中学生的质量在50kg左右，受到的重力大约为50kg×10N/kg=500N．故C符合实际；

D、中学生的身高约为160cm，教室里的课桌高度约为人身高的一半，约为80cm，故D符合实际。

故选：A。

5．（2分）下列生活用品常温下可以导电的是（　　）

A．牙刷 B．玻璃杯 C．瓷碗 D．铅笔芯

【解答】解：

A、牙刷的材料是塑料，属于绝缘体；故A错误；

B、玻璃杯的材料是玻璃，是绝缘体；故B错误；

C、瓷碗的材料是陶瓷，属于绝缘体；故C错误；

D、铅笔芯的材料是碳，属于导体；故D正确；

故选：D。

6．（2分）现在兴起的智能手机无线充电主要是运用电磁感应技术，当电源的电流通过充电底座中的送电金属线圈产生磁场，带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能接受磁场，产生电流，实现充电过程。以下设备也是利用“磁生电”工作的是（　　）

A．电磁起重机 B．扬声器 C．电烙铁 D．动圈式话筒

【解答】解：

从题意中知道，手机中的线圈，能将底座产生的变化的磁场转化为电流给手机电池充电，是利用电磁感应原理工作的；

A、电磁起重机是利用电流的磁效应工作的，故A不符合题意；

B、扬声器是利用通电导体受到磁场力的作用工作的，故B不符合题意；

C、电烙铁是利用电流的热效应工作的，故C不符合题意；

D、动圈式话筒是利用闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动能够产生感应电流，是电磁感应现象，故D符合题意。

故选：D。

7．（2分）2022年冬奥会期间，延庆赛区将进行高山滑雪、雪车、雪橇3个大项的比赛。图中是滑雪运动员从山上滑下的情景，下列有关说法中正确的是（　　）

A．运动员下滑过程中重力势能不变，机械能守恒

B．运动员弓着腰，是通过降低重心来增大惯性的

C．运动员在空中下落过程中重力做功越来越快

D．运动员穿上滑雪板，因增大了与雪地的接触面积，从而增大了压强

【解答】解：

A、运动员下滑过程中高度降低，所以重力势能变小，同时，由于存在摩擦和空气阻力，其机械能不守恒，机械能会变小，故A错误；

B、运动员弓着腰，是通过降低重心来增加稳度，而不能增大惯性，故B错误；

C、运动员在空中下落过程中，重力不变，速度变大，则公式P=Fv可知，重力做功的功率变大，即重力做功越来越快，故C正确；

D、运动员穿上滑雪板，增大了与雪地的接触面积，从而减小了对雪地的压强，故D错误。

故选：C。

8．（2分）巨磁电阻效应是指某些材料的电阻随磁场增强而急剧减小的现象，图中GMR是巨磁电阻，闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器的滑片，以下分析正确的是（　　）

A．滑片向左移动时，电磁铁磁性减弱，指示灯亮度变暗

B．滑片向左移动时，电磁铁磁性增强，指示灯亮度变亮

C．滑片向右移动时，GMR电阻变小，指示灯亮度变亮

D．滑片向右移动时，GMR电阻变大，指示灯亮度变亮

【解答】解：

AB、滑片向左移动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，左侧电路中的电流变大，电磁铁磁性增强；因为巨磁电阻随磁场增强而急剧减小，则右边的GMR电阻变小，右边电路的总电阻变小，由欧姆定律可知，右边电路的电流变大，由P=I2R可知指示灯的功率变大，指示灯变亮，故A错误，B正确。

CD、滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，由欧姆定律可知，左边电路中的电流减小，所以电磁铁的磁性减弱，周围磁场减弱，GMR电阻变大，由串联分压的规律可知，GMR两端的电压增大，则指示灯两端的电压减小，指示灯的实际功率变小，所以指示灯亮度变暗，故CD错误。

故选：B。

二、填空题（本题共8小题，每空1分，共16分）

9．（2分）把一支铅笔斜插入装水的杯中，铅笔在水面处好像折断了，如图（甲）所示，这是光的　折射　现象；把一支铅笔紧贴在装满水的玻璃瓶的一侧，如图（乙）所示，透过玻璃瓶看到的那支笔是　放大的虚像　。（选填“放大的虚像”、“缩小的实像”、“等大的实像”）

【解答】解：

（1）铅笔斜插入盛水的杯中时，看到水中的部分比实际位置高了，铅笔在水面处好像折断了，这是由于光的折射现象造成的；

（2）装满水的玻璃瓶具有放大镜的作用，透过玻璃瓶看到的那支笔是放大的虚像。

故答案为：折射； 放大的虚像。

10．（2分）秋天，在干燥的头发上梳过的塑料梳子会吸起碎纸片，这是　摩擦起电　现象；当梳子靠近带负电的小球，小球被排斥，说明梳子带　负　电。

【解答】解：在头发上摩擦过的塑料梳子可以吸起碎纸片，是因为梳子摩擦起电而造成的；

当梳子靠近带负电的小球，小球被排斥，由同种电荷相互排斥可知，梳子带负电。

故答案为：摩擦起电；负。

11．（2分）2018年5月26日，“勇者荣耀花式蹦极”挑战赛在湖南张家界大峡谷玻璃桥展开，来自俄罗斯等国的多名蹦极高手在此成功挑战260米高的世界最高蹦极台，挑战者从平台起跳到下落到最低点的过程中，蹦极绳发生了　弹性　形变，若不计空气阻力和摩擦，在能量转化的过程中机械能的总量　不变　（填“不变”“变小”“变大”）。

【解答】解：

（1）蹦极绳具有弹性，当挑战者从平台起跳到下落到最低点的过程中，人对蹦极绳有向下的拉力，蹦极绳发生了弹性形变；此过程中，挑战者的重力势能转化为动能，人的动能又转化为蹦极绳的弹性势能；

（2）若不计空气阻力和摩擦，在能量转化的过程中机械能的总量保持不变（机械能守恒）。

故答案为：弹性；不变。

12．（2分）近几年来，随着信息之路越来越宽，利用Wifi上网冲浪和移动支付的普及让我们的生活更加方便，Wifi是通过　电磁波　（选填“电磁波”或“超声波”）传递　信息　（选填“信息”或“能量”）。

【解答】解：WiFi都是通过电磁波来传递信息的。

故答案为：电磁波；信息。

13．（2分）蚊子的口器对皮肤的压力虽然不大，但由于口器十分尖锐，因而能轻易刺穿皮肤，这是通过　减小受力面积　的方式增大了压强；张家界仙人溪水库夏季蓄水期时，水面距离水底60米，水对大坝底部的压强为　6×105　Pa．（ρ水=1.0×103kg/m3）

【解答】解：蚊子的口器很尖锐，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强；

水对大坝底部的压强为：p=ρ水gh═1.0×103kg/m3×10N/kg×60m=6×105Pa。

故答案为：减小受力面积；6×105。

14．（2分）足球场上，守门员将球扑出禁区，说明力可以　改变物体的运动状态　；小莉在橡皮泥上印上漂亮的指印，说明力可以　改变物体的形状　。

【解答】解：守门员将球扑出禁区，改变了足球的运动方向和速度，说明力可以改变物体的运动状态。

小莉在橡皮泥上印上漂亮的指印，说明力可以改变物体的形状。

故答案为：改变物体的运动状态；改变物体的形状。

15．（2分）图中电源电压保持不变，灯泡L标有“6V，3W”字样，当开关S闭合时，灯泡L正常发光，电流表的示数为0.8A，则电阻R=　20　Ω；由于电池使用过久，电源实际电压只有4.8V，则该灯泡工作的实际功率为　1.92　W．不考虑温度对灯丝电阻的影响。

【解答】解：由电路图可知，灯泡L与电阻R并联，电流表测干路电流。

（1）因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡L正常发光，

所以，电源的电压U=UL=6V，

由P=UI可得，通过灯泡的电流：

IL===0.5A，

因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，

所以，通过R的电流：

IR=I﹣IL=0.8A﹣0.5A=0.3A，

由I=可知，R的阻值：

R===20Ω；

（2）灯泡的电阻：

RL===12Ω，

电源实际电压只有4.8V时，该灯泡工作的实际功率：

PL′===1.92W。

故答案为：20；1.92。

16．（2分）交通安全关系千家万户，认真观察，发现为提醒司机朋友，在道路旁边设置了“雨（雪）天路滑，减速慢行”的温馨警示牌。

（1）请你就上面的提示提出一个科学探究的问题　湿的路面上的摩擦力是否比干的路面上的摩擦力小　；

（2）为探究上述问题，在设计实施方案时，你认为要采取的物理方法是　控制变量法　（选填“等效替代法”、“控制变量法”、“转换法”）。

【解答】解：

（1）雨（雪）天路滑，说明在雨雪天气时路面的摩擦力比较小，难以刹车，由此可以提出的科学探究问题：

湿的路面上的摩擦力是否比干的路面上的摩擦力小；

（2）路面摩擦力大小可能与路面的路面的干湿程度、光滑程度、路面受到压力等多个因素有关，所以如果要探究路面摩擦力大小与路面的干湿程度关系应采用控制变量法。

故答案为：（1）湿的路面上的摩擦力是否比干的路面上的摩擦力小；（2）控制变量法。

三、实验探究题（本题共3小题，17题3分，18题7分，19题8分，共18分）

17．（3分）测量是生活和学习中一项基本技能。

（1）如图（甲）所示用刻度尺测量物体的长度为　1.45　cm；

（2）如图（乙）所示用体温计测量体温，该体温计的示数是　36.7　℃；

（3）如图（丙）所示电能表的读数是　2508.6　kW•h。

【解答】解：由图知：

（1）刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表1mm，即刻度尺的分度值为1mm；物体左侧与4.00cm对齐，右侧与5.45cm对齐，所以物体的长度为L=5.45cm﹣4.00cm=1.45cm；

（2）在体温计上，1℃之间有10个小格，一个小格代表0.1℃，所以此温度计的分度值为0.1℃，读数为36.7℃；

（3）电能表的读数是2508.6kW•h。

故答案为：（1）1.45；（2）36.7； （3）2508.6。

18．（7分）小华同学在学习阿基米德原理后，发现用弹簧测力计也能测量金属块的密度。于是和同学一起按以下操作进行实验：

（1）先用弹簧测力计挂着金属块静止在空中如图（甲）所示，弹簧测力计的示数为　3.6　N。

（2）然后将金属块缓慢地完全浸没在水中，示数如图（乙）所示，则金属块所受的浮力为　0.8　N，可求出金属块的体积为　8×10﹣5　m3。

（3）通过计算，金属块的密度为　4.5×103kg/m3　kg/m3。

（4）实验中让金属块在水中的深度继续下降，不接触杯底，金属块受到的浮力将如何变化？　不变　。

（5）在交流讨论中，小李同学认为一次测量就得出实验结论不科学，你认同他的观点吗？　认同　。你认为怎样才能减小实验误差？　多次测量取平均值　。

【解答】解：（1）由图甲知，测力计的分度值为0.2N；物体的重力G=3.6N；

（2）物体浸没在水中时拉力F=2.8N，所以F浮=G﹣F=3.6N﹣2.8N=0.8N；

F浮=ρ水gV排；浸没在水中，故V=V排===8×10﹣5m3；

（3）金属块的密度ρ====4.5×103kg/m3；

（4）增大金属块在水中的深度时，水的密度不变，金属块排开水的体积不变，因此金属块受到的浮力不变；

（5）一次测量就得出实验结论不科学，我认同他的观点。在本次测量金属块的密度的实验中，要多次测量取平均值来减小实验误差。

故答案为：

（1）3.6；（2）0.8；8×10﹣5；（3）4.5×103；（4）不变；（5）认同；多次测量取平均值

19．（8分）电阻箱是能够直接读出电阻阻值的可变电阻，在电路图中符号是“”，为探究在导体两端电压不变的条件下，通过导体的电流I跟导体电阻倒数的关系，小明设计了图甲所示的实验电路图和甲乙所示实物连线图，图丙是根据实验数据描绘出的I﹣图象。

（1）如图（乙）是根据图（甲）连接的实物图，请在错误的导线上打×并连接正确。

（2）滑动变阻器R'在此实验中除了能起到保证电路安全的作用外，另一主要作用是　控制电阻箱（R）两端电压一定　。

（3）闭合开关后，小明发现电压表有示数，电流表无示数，故障可能是　电阻箱（R）断路（接触不良）　。

（4）小明同学在发现电路有故障时，首要的规范操作应是　先断开开关　。

（5）实验时，当电阻箱接入电阻从10Ω变成15Ω时，电压表示数变大，此时，应该调节滑动变阻器的滑片向　右　移动，直到电压表示数为　10　V。

（6）分析实验数据，小明得出实验探究的结论是　导体两端电压一定时，通过导体中的电流与导体的电阻成反比（或与导体电阻的倒数成正比）　。

【解答】解：（1）原电路中，电压表测电源电压是错误的，应测电阻电压，如下所示：

（2）为探究在导体两端电压不变的条件下，通过导体的电流I跟导体电阻倒数的关系，故变阻器的另一个作用是控制电阻箱（R）两端电压一定；

（3）经分析，闭合开关后，小明发现电压表有示数，电流表无示数，故障可能是电阻箱（R）断路（接触不良）；

（4）小明同学在发现电路有故障时，首要的规范操作应是先断开开关；

（5）由图丙知，电流与电阻的倒数变化关系为一直线，即电流与电阻倒数成正比，当电流为2A时，对应的电阻倒数=20×10﹣2Ω﹣1；R=5Ω，由欧姆定律，电压表控制不变的电压：

UV=IR=2AΩ=10V，

根据串联分压原理可知，将定值电阻由10Ω改接成15Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；

探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为10V。

（6）由（5）知，导体两端电压一定时，通过导体中的电流与导体的电阻成反比（或与导体电阻的倒数成正比）在电流与电阻倒数成正比。

故答案为：（1）如上所示；

（2）控制电阻箱（R）两端电压一定；

（3）电阻箱（R）断路（接触不良）；

（4）先断开开关；

（5）右；10；

（6）导体两端电压一定时，通过导体中的电流与导体的电阻成反比（或与导体电阻的倒数成正比）。

四、综合题（本题共3小题，20题7分，21题6分，22题7分，共20分）

20．（7分）小亮同学想把重100N的物体拉到距地面3m高的地方，用了三种不同的方法：

（1）如图（甲）所示：小亮用竖直向上的力F甲将物体匀速提升3m，求拉力F甲所做的功。

（2）如图（乙）所示：斜面长5m，高3m，拉力F乙=75N，小亮沿斜面匀速拉动物体至斜面顶端。求使用该斜面工作时的机械效率。

（3）如图（丙）所示：小亮站在地面上通过一根绳和两个滑轮匀速提升重物，在2s内将重物匀速提升3m，已知动滑轮的重量为10N．按要求画出滑轮组的绕线，求拉力F丙做功的功率。（每段绳子可承重80N，不计绳重及摩擦）。

【解答】解解：（1）由题可知，拉力克服物重做功，可得：W甲=F甲h=Gh=100N×3m=300J；

（2）由题可知，斜面长s=5m，高h=3m，拉力F=75N，

斜面的机械效率：；

（3）由题可知，不计绳重及摩擦，可得：W额=G动h，

由图可知，人站在地面上拉物体，所以拉力的方向向下，如图所示，

n=2，W总=W有+W额可知：

F丙s丙=G物h+G动h

即F丙×2h丙=G物h丙+G动h丙

；

。

答：（1）小亮用竖直向上的力F甲将物体匀速提升3m，拉力F甲所做的功为300J。

（2）斜面长5m，高3m，拉力F乙=75N，小亮沿斜面匀速拉动物体至斜面顶端。使用该斜面工作时的机械效率为80%。

（3）小亮站在地面上通过一根绳和两个滑轮匀速提升重物，如右图所示，拉力F丙的功率为165W。

21．（6分）为牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，美丽乡村建设中大量使用了直接利用太阳能的热水器、太阳能路灯等节能环保设备。根据你所学知识完成下列问题。

（1）太阳能是在太阳内部氢原子核发生　聚变　（选填“聚变”或“裂变”）时释放的能量；太阳能属于　可再生　能源（选填“可再生”、“不可再生”）。

（2）某团队现在正在设想研发内置太阳能电池板的新型屋顶瓦片，实现更好的节能。这种瓦片是通过　光电转化　（选填“光电转化”、“光热转化”、“光化转化”）方式直接利用太阳能的。

（3）太阳能热水器利用真空热水管给水加热，如图某太阳能热水器接收太阳能的面积为3m2，每平方米面积上1h得到太阳辐射的能量平均为2.5×106J，该热水器仅能把接受太阳能的42%转化为水的内能，若光照6h可以使热水器内初温为15℃，质量为100kg的水温度升高到多少℃？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]

【解答】解：（1）在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生聚变，释放巨大的核能；太阳能是一种新型的可再生能源，越来越被广泛利用；

（2）太阳能电池板的新型屋顶瓦片是通过光电转化方式直接利用太阳能的。

（3）由题意可得，热水器中水吸收的热量：

Q吸=2.5×106J/（m2•h）×3m2×6h×42%=1.89×107J；

因为Q吸=cm△t，

所以水升高的温度：△t===45℃。

水最后的温度：t=t初+△t=15℃+45℃=60℃。

故答案为：（1）聚变；可再生；（2）光电转化；（3）水温度升高到60℃。

22．（7分）如图1所示，为欢迎“有朋自远方来”张家界建成天门山穿山自动扶梯，整个电梯全在悬崖峭壁的山体隧道内运行。梯级运行总长度为1000米，提升高度400米，拥有6000人/小时、客流吞吐量72000人/天的输送能力，下表是一台自动扶梯的一些参数。g取10N/kg。

（1）扶梯自始至终做匀速运行，扶梯从底端运行到顶端时间是多少？

（2）一个质量为50kg的游客站在扶梯上，双脚与扶梯的接触面积为400cm2，他对扶梯的压强多大？

（3）为节约电能，自动扶梯只需在白天且有人时才开启。利用红外线自动开关S1（现场有人，S1闭合；现场无人，S1断开）以及可见光自动开关S2（白天，S2闭合；夜间，S2断开）控制电路，可达到目的。请完成图2中的电路连接。

（4）自动扶梯在额定电压下以19kW的电功率连续运行40分钟，将一批游客送上山顶，该自动扶梯消耗多少焦的电能？电动机产生多少热量？电动机的效率是多少？

【解答】解：（1）根据v=可得，扶梯从底端运行到顶端的时间：

t===2000s；

（2）游客站在扶梯上，对扶梯的压力：

F=G=mg=50kg×10N/kg=500N；

他对扶梯的压强：

p===1.25×104Pa；

（3）由题知，自动扶梯只需在白天且有人时才开启，即S1、S2都闭合时，电动机才能工作，所以两开关应串联；

为了用电安全，首先将开关接在火线上，且将两个开关串联，再连接电动扶梯的电动机，最后回到零线。如图所示：

（4）根据P=可得，自动扶梯消耗的电能：W=Pt=19×103W×40×60s=4.56×107J；

根据P=UI可得，电路中的电流：I===50A，

电动机产生的热量：Q=I2Rt=（50A）2×2Ω×40×60s=1.2×107J，

电动机的效率：η==≈73.7%。

答：（1）扶梯从底端运行到顶端时间是2000s；

（2）他对扶梯的压强1.25×104Pa；

（3）电路连接见解答。

（4）该自动扶梯消耗4.56×107J的电能；电动机产生1.2×107J热量；电动机的效率是73.7%。