文档内容
2015年山东省威海市中考物理试卷
一、选择题（共10小题，1~8小题为单项选择题，每小题2分；9~10小题为多项选择题，每小
题全部选对的得3分，选对但选不全的得2分，选错或不选的得0分，，满分22分）
1．（2分）（2015•威海）对图中所示光现象的描述正确的是（ ）
A．图甲中，漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律
B．图乙中，人配戴的凹透镜可以矫正远视眼
C．图丙中，光的色散现象说明白光是由各种色光混合而成的
D．图丁中，平面镜成像时进入眼睛的光线是由像发出的
2．（2分）（2015•威海）近年，全国各地掀起跳广场舞的热潮，广场舞有益身心健康，但也影响
周围居民的生活，为避免给周边居民的生活造成干扰，下列措施合理有效的是（ ）
A．调节音响的音量，使声音的音调不要太高
B．居民关闭门窗，是在人耳处减弱噪声
C．在广场上安装噪声监测装置，以阻断噪声的传播
D．晚八点半以后停止跳广场舞，以防止噪声的产生
3．（2分）（2015•威海）如图1表示体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地里行走的情景，为
了探究他们对雪地压力的作用效果，现利用海绵、小桌、砝码进行模拟研究，应选择图2中的
哪几种情形（ ）
A．甲与乙 B．乙与丙 C．甲与丙 D．以上都不对
4．（2分）（2015•威海）“粘”字用来描述某些物理现象形象而生动，对下列现象的成因分析
不正确的是（ ）
A．光滑铅块挤压在一起就能“粘”住﹣﹣因为分子间没有斥力
B．吸盘式挂衣钩能够“粘”在墙上﹣﹣由于大气压的作用
C．刚从冷冻室拿出的冰棒会“粘”住舌头﹣﹣因为液体瞬间凝固
D．穿在身上的化纤衣服易“粘”毛绒﹣﹣因为衣服带静电
第1页（共24页）5．（2分）（2015•威海）柴静录制的纪录片“苍穹之下”使人们对雾霾有了更清晰的认识．
“霾”是指大量烟、尘等微粒悬浮空中而形成的空气浑浊现象，它和“雾”一起称为“雾
霾”．有关雾和霾的说法正确的是（ ）
A．雾是液化现象引起的，液化过程中要吸收热量
B．霾是扩散现象引起的，是分子无规则运动的结果
C．汽油燃烧将内能转化成化学能，燃烧不充分排出的尾气是造成霾的原因之一
D．电能清洁无污染，因此电动汽车的开发利用将有效减少霾的产生
6．（2分）（2015•威海）有关温度、热量、内能的说法，正确的是（ ）
A．物体吸收热量，内能一定增加，同时温度一定升高
B．物体温度升高，不一定吸收热量，但内能一定增加
C．物体温度升高，内能不一定增加，但一定吸收热量
D．发生热传递时，热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
7．（2分）（2015•威海）荣成烟墩角鹅湖良好的生态环境，吸引上万只天鹅每年冬季成群结队
悄然降临，栖息越冬，这期间有大批的摄影爱好者云集于此，如图是一名摄影爱好者所拍的
照片，下列说法正确的是（ ）
A．天鹅在水中倒影，是光的反射形成的实像
B．天鹅在水中倒影，是光的折射形成的虚像
C．当发现天鹅没有全部进入照相机取景框内时，摄影者应远离天鹅并将镜头后缩
D．当发现天鹅没有全部进入照相机取景框内时，摄影者应靠近天鹅并将镜头前伸
8．（2分）（2015•威海）如图是吊车起吊贷物的结构示意图，伸缩撑杆为圆弧状，工作时它对
吊臂的支持力始终与吊臂垂直，使吊臂绕O点缓慢转动，从而将货物提起．下列说法正确的
是（ ）
A．吊臂是一省力杠杆，但要费距离
B．吊臂是一个费力杠杆，但可以省功
C．匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆支持力的力臂变小
D．匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆支持力渐渐变小
9．（3分）（2015•威海）2014年12月28日，青荣城际铁路正式通车，这不仅方便了人们的出
行，而且拉近了城市之间的距离，实现了“半岛一小时生活圈”．如图所示，动车组列车用大
功率的电动机提供动力，列车到站前停止供电，电动机线圈随车轮转动，带动发电机发电，这
个过程车速从200km/h减到90km/h，在90km/h以下才进行机械刹车，下列说法正确的是（
）
第2页（共24页）A．减速发电过程中应用了电磁感应原理
B．机械刹车过程中是内能转化为机械能
C．进站前停止供电列车仍能继续前行是受到惯性力的作用
D．人站在安全线以外是为防止列车运行时车体附近空气流速大压强小把人推向列车
10．（3分）（2015•威海）电梯为居民上下楼带来很大的便利，出于安全考虑，电梯设置了超载
自动报警系统，其工作原理如图所示，电梯厢底层装有压敏电阻R ，R 为保护电阻，K为动
1 2
触点，A、B为静触点，当出现超载情况时，电铃将发出报警声，电梯停止运行，下列说法正确
的是（ ）
A．电梯工作时电磁铁的上端为N极
B．电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关
C．电梯未超载时动触点K与静触点B接触
D．电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而减小
二、填空题（共7小题，每小题2分，满分14分）
11．（2分）（2015•威海）如图是研究牛顿第一定律的实验示意图，每次让小车从斜面同一高度
由静止开始滑下，是为了使它在下列三种不同平面上 ，平面越光滑，小车受到
的摩擦力越小，速度减小得越慢，由此推理可知；如果小车所受的摩擦力为零，小车将以
的速度永远运动下去．
12．（2分）（2015•威海）汽车的散热器用水作冷却剂利用了水的 较大的性质；如
果散热器中装有10kg的水，在温度升高10℃的过程中水吸收的热量相当于完全燃烧
m3的天然气放出的热量．[天然气的热值q=4.2×107J/m3，水的比热容c水=4.2×103J（/ kg•℃）．
]
13．（2分）（2015•威海）如图所示，一个未装满水的瓶子，正立在水平桌面上时，瓶对桌面的
压强为p ，瓶底受到水的压力为F ；倒立时瓶对桌面的压强为p ，瓶盖受到水的压力为F ，则
1 1 2 2
p p ，F F ．（选填：“大于”、“小于”或“等于”）
1 2 1 2
第3页（共24页）14．（2分）（2015•威海）如图所示，闭合开关，电灯不亮，用试电笔（也称测电笔）接触D点时
氖管发光，接触E点时不发光，说明D、E间 ．若试电笔接触A至F各点都发光，
说明 ．
15．（2分）（2015•威海）电动自行车已成为大众化的一种交通工具，专业人员对某品牌电动自
行车进行了测试，让电动自行车在平直的路面上同静止开始运动，获得速度随时间变化的图
象如图甲所示，牵引力随时间变化的图象如图乙所示，已知匀速行驶时，电动机输入电压
48V，输入电流5A，由图象可知，8～14s电动自行车受到的摩擦力为 N，匀速行
驶时，电能转化为机械能的效率为 %．
16．（2分）（2015•威海）如图为一握力计的电路示意图，a、b、c、d四个接线柱，电表及一定值
电阻R 未画出，金属板N固定不动，金属板M可带动金属片P滑动，从而与R构成滑动变阻
0
器，若弹簧的电阻不计，电源电压保持不变，要求握力增大时，电表的示数也增大，则a、b之
间应接入 ，c、d之间应接入 ．（选填“定值电阻”、“电流表”或
“电压表”）
17．（2分）（2015•威海）如图所示电路中，电源电压恒定，滑动变阻器R 的滑片滑到a端时，
2
电阻R 消耗的功率为7.2W；滑到b端时，电阻R 消耗的功率为0.8W，此时电压表示数为
1 1
4V．则电源电压为 V，滑片在b端时电流表的示数为 A．
第4页（共24页）三、实验探究题（本题共3小题，18题4分，19题4分，20题6分，共14分）
18．（4分）（2015•威海）如图所示的甲、乙两图分别是“探究平面镜成像特点”和“探究凸透
镜成像规律”的实验装置．
（1）在“探究平面镜成像特点”的实验中，将点燃的蜡烛A整立在玻璃板前面，再拿一支跟
它完全相同的未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合，这
样操作的目的是为了 ，同时也证明了像与物体的大小相等．
（2）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，调整蜡烛、透镜和光屏到图乙所示位置时，光屏上
出现清晰的烛焰的像，此时甲、乙两图中平面镜与凸透镜所成像的不同点是 ，
此时保持凸透镜位置不动，将蜡烛逐渐向凸透镜的焦点靠近，要想在光屏上观察到清晰的烛
焰的像，则光屏应从图乙的位置向 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向
移动，所成像的大小将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）．
19．（4分）（2015•威海）如图是教科书中一个“观察与实验”栏目的截图，在图示器材的基础
上增加一个量筒，请你借鉴图示的实验方法，设计一个测金属箔的密度的实验，要求：
（1）写出简要的实验步骤，并用字母符号表示有关的物理量．
（2）写出金属箔的密度表达式．
．
20．（6分）（2015•威海）小明用如图甲所示的电路探究“通过导体跟导体两端电压的关系”．
（1）要求滑动变阻器滑片向右移动，电流表示数减小，请用笔画线代替导线，继续完成图乙中
实验电路的连接．
（2）小明按要求正确连接电路后，闭合开关，发现电压表指针偏转到满刻度的位置，其原因可
能是 （只需写出一种可能）．
（3）小明在实验中通过调节滑动变阻器滑片，测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值如
下表所示：
U/V0.51.01.52.02.53.0
I/V 0.10.20.30.40.50.6
小明在本次实验中所用电阻R的阻值为 Ω；通过分析上表数据可以得到的初步
结论是 ．
第5页（共24页）（4）仅通过一个电阻探究得出的结论是否可靠呢？为了避免偶然性，小明接下来的操作应该
是 ．
（5）如果将实验电路中的电阻R更换成一个额定电压为3.8V，阻值为10Ω的小灯泡，进行
“测量小灯泡的额定电功率”的实验，则对实验电路还须进行的改动的是 ．
四、综合计算题（本题共3小题，21题6分，22题7分，23题7分，共20分。要求写出必要的
文字说明、单位、重要的公式及主要的运算过程，只写出结果的不能得分）
21．（6分）（2015•威海）如图甲是用来焊接自来水管的塑料热熔器，通电后，加热头发热，使
需对接的塑料水管的两头熔化，将它们对接，紧压在一起，冷却后就可以焊接成一根水管了，
其电路部分如图乙所示，S 是手控开关，S 为温控开关，ND为指示灯，R 是限流电阻，R 和
1 2 1 2
R 为电热丝，表是它的技术参数．
3
产品名称 便携式自动控温式PPR/PP•R塑料管材
型号 20﹣32MM（配Φ20、Φ25、Φ32模头）
环境温度 ﹣20℃﹣50℃
额定电压 220V
加热头温度260±5℃
功率 加热状态电热丝的功率：1000W
保温状态电热丝的功率：250W
安全指标 绝缘电阻不小于1MΩ
请解答下列问题：
（1）若指示灯ND用“3V 10mA”的发光二极管，则限流电阻R 的阻值多大才能使指示灯正
1
常发光？
（2）电热丝R 的阻值多大？
2
（3）当环境温度是20℃时，熔化1kg的PVC塑料需要吸收106J热量，此时塑料热熔器的效率
为90%．某次熔接需要熔化90g的PVC，在塑料热熔器正常工作情况下需要加热多长时间？
第6页（共24页）22．（7分）（2015•威海）为了缓解城市交通拥堵，某大学两位研究生设计出“都市蚂蚁”概念
车（如图所示），荣获全国汽车创新设计大赛最高奖项，该车表似蚂蚁，小巧实用，质量仅有
400kg，总体积0.75m3，轮胎与地面的总接触面积200cm3，标准乘载100kg．请解答标准乘载
时的下列问题（g取10N/kg，水的密度为1.0×103kg/m3）：
（1）“都市蚂蚁”车对水平路面的压强多大？
（2）“都市蚂蚁”车以5m/s的速度在公路上匀速行驶时，受到的阻力是车总重的0.4倍，则
发动机的输出功率多大？
（3）科技社团的同学想将此车改造成“水陆两栖蚂蚁车”，若该车密封良好，请通过计算判
断它能否浮在水面上？若能，它露出水面的体积是多少？
23．（7分）（2015•威海）某商厦每层楼高3m，小明看到工作人员将360kg的货物在一楼放入
载货电梯内，闭合开关，仅用25s的时间，便将货物运到六楼，小明对载货电梯产生了浓厚的
兴趣，他通过查阅资料了解到该载货电梯的结构及式作电路如图所示，电梯是通过电动机带
动钢丝绳提升货物的，电动机线圈电阻为2.4Ω，电梯厢（含动滑轮）的质量140kg，提升上述
货物时电流表的示数为20A，不计钢丝绳的重力和一切摩擦，请解答下列问题（g取10N/
kg）：
（1）匀速提升过程中钢丝绳上的拉力多大？
（2）电梯工作时消耗的总电能是多少？
（3）电动机工作时的效率多大？
第7页（共24页）2015 年山东省威海市中考物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（共10小题，1~8小题为单项选择题，每小题2分；9~10小题为多项选择题，每小
题全部选对的得3分，选对但选不全的得2分，选错或不选的得0分，，满分22分）
1．（2分）（2015•威海）对图中所示光现象的描述正确的是（ ）
A．图甲中，漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律
B．图乙中，人配戴的凹透镜可以矫正远视眼
C．图丙中，光的色散现象说明白光是由各种色光混合而成的
D．图丁中，平面镜成像时进入眼睛的光线是由像发出的
考点：漫反射；光的反射；光的色散；近视眼的成因与矫正办法．
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专题：光的传播和反射、平面镜成像；光的折射、光的色散；透镜及其应用．
分析：（1）平面镜成像时，物体经平面镜反射后，反射光线进入人的眼睛；
（2）近视眼的成因是晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，因此来
自远处点的光会聚在视网膜前，到达视网膜时已经不是一点而是一个模糊的光斑了，
应佩戴凹透镜矫正；
（3）太阳通过玻璃三棱镜后，被分解为绚丽的七色光，从上往下依次是红、橙、黄、绿、
蓝、靛、紫，这种现象称为光的色散，说明了白光不是单色光，不同颜色的光折射时的
偏折程度不同；
（4）一束平行光射到粗糙的物体表面时，反射光不再平行，而是射向各个方向，这种反
射叫做漫反射，漫反射和镜面反射都遵循光的反射定律．
解答：解：
A、漫反射的光线尽管杂乱无章，但每条光线仍然遵循光的反射定律，该选项说法错
误．
B、近视眼需要佩戴凹透镜矫正，该选项说法错误；
C、白光通过三棱镜时，因为不同颜色的光通过玻璃时偏折的角度不同，白光通过三棱
镜分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光，该选项说法正确；
D、平面镜成虚像，虚像是反射光线的反向延长线会聚而成的，虚像不会发出光线．该
选项说法错误．
故选C．
点评：本题通过几个日常生活中的现象考查了对光的反射、近视眼及其矫正、光的色散以及
漫反射的理解与掌握，在学习过程中要善于利用所学知识解释有关现象，达到学以致
用的目的．
2．（2分）（2015•威海）近年，全国各地掀起跳广场舞的热潮，广场舞有益身心健康，但也影响
周围居民的生活，为避免给周边居民的生活造成干扰，下列措施合理有效的是（ ）
A．调节音响的音量，使声音的音调不要太高
B．居民关闭门窗，是在人耳处减弱噪声
C．在广场上安装噪声监测装置，以阻断噪声的传播
第8页（共24页）D．晚八点半以后停止跳广场舞，以防止噪声的产生
考点：防治噪声的途径．
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专题：声现象．
分析：物理学中把人耳能感觉到的声音的强弱称为响度，把声音的高低称为音调，音色反映
了声音的品质与特色；
防治噪声的途径：在声源处减弱、在传播过程中减弱、在人耳处减弱．
解答：解：A、节音响的音量旋钮，能够改变声音的响度大小，音量大则响度大，音量小则响度
小；调节音量旋钮不能改变声音的音调、音色和频率，故A错误；
B、居民关闭门窗，是在传播过程中减弱噪声，故B错误；
C、在广场上安装噪声监测装置，不能阻断噪声的传播，故C错误；
D、晚八点半以后停止跳广场舞，防止噪声的产生，是在声源处减弱噪声，故D正确．
故选：D．
点评：本题考查了声音的特征、传播以及防治噪声的途径，属于声学基础知识的考查，相对比
较简单．
3．（2分）（2015•威海）如图1表示体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地里行走的情景，为
了探究他们对雪地压力的作用效果，现利用海绵、小桌、砝码进行模拟研究，应选择图2中的
哪几种情形（ ）
A．甲与乙 B．乙与丙 C．甲与丙 D．以上都不对
考点：压强．
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专题：压强、液体的压强．
分析：根据控制变量法的要求，根据实验控制的变量与实验现象分析图示现象，然后答题．
解答：解：表示体重大致相同的滑雪者和步行者，对雪地的压力大致相同，滑雪板比人的鞋子
的受力面积大的多，故在雪地里行走时，人对雪地的压强大，所以下陷的程度深，这说
明压力的作用效果与受力面积有关，
研究压力的作用效果与受力面积是否有关，应控制压力相同而受力面积不同，由图示
可知，甲与乙受力面积相同，压力不同，不符合题意；
甲与丙，受力面积不同，压力也不同，没有控制变量，故不符合题意；
故乙、丙两个实验，压力相同而受力面积不同，可以研究压力的作用效果与受力面积是
否有关．
故选B．
点评：本题考查了实验现象分析，应用控制变量法分析图示实验现象即可正确解题．
4．（2分）（2015•威海）“粘”字用来描述某些物理现象形象而生动，对下列现象的成因分析
不正确的是（ ）
A．光滑铅块挤压在一起就能“粘”住﹣﹣因为分子间没有斥力
B．吸盘式挂衣钩能够“粘”在墙上﹣﹣由于大气压的作用
C．刚从冷冻室拿出的冰棒会“粘”住舌头﹣﹣因为液体瞬间凝固
D．穿在身上的化纤衣服易“粘”毛绒﹣﹣因为衣服带静电
考点：分子间的作用力；凝固与凝固放热特点；大气压强的存在；物体带电现象．
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专题：其他综合题．
第9页（共24页）分析：（1）分子之间存在着引力和斥力；
（2）我们周围存在大气压；
（3）冰变为水是熔化；水变为冰是凝固；
（4）根据摩擦起电现象和带电物体的性质分析．
解答：解：A、光滑铅块压在一起就能“粘”住﹣﹣因为分子间有引力，但分子间也有斥力，
故A叙述错误；
B、吸盘式挂衣钩能够“粘”在墙上﹣﹣由于大气压的作用，故B叙述正确；
C、刚从冷冻室拿出的冰棒会“粘”住，是因为舌头上的水分遇到比较冷的冰棍形成
的，液态变为固态的现象叫凝固，故C叙述正确；
D、穿着的化纤衣服“粘”毛绒﹣﹣因为衣服摩擦起电后带静电，会吸引轻小物体，故
D叙述正确．
故选A．
点评：本题考查了摩擦起电现象和分子之间的作用力、大气压、凝固、大气压的掌握情况，需
要结合具体实例进行分析．
5．（2分）（2015•威海）柴静录制的纪录片“苍穹之下”使人们对雾霾有了更清晰的认识．
“霾”是指大量烟、尘等微粒悬浮空中而形成的空气浑浊现象，它和“雾”一起称为“雾
霾”．有关雾和霾的说法正确的是（ ）
A．雾是液化现象引起的，液化过程中要吸收热量
B．霾是扩散现象引起的，是分子无规则运动的结果
C．汽油燃烧将内能转化成化学能，燃烧不充分排出的尾气是造成霾的原因之一
D．电能清洁无污染，因此电动汽车的开发利用将有效减少霾的产生
考点：液化及液化现象；分子的运动；能源的利用和对环境的危害．
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专题：汽化和液化、升华和凝华；分子热运动、内能；能源的利用与发展．
分析：物体由固态变为液态的过程叫熔化；物体由液态变为固态的过程叫凝固；物体由固态
变为气态的过程叫升华；物体由气态变为固态的过程叫凝华；
雾霾天气主要是由空气中固体颗粒物造成的；
燃料燃烧时把化学能转化为内能；
电能属于清洁能源．
解答：解：
A、雾是空气中的水蒸气液化形成的，液化过程中要放出热量，故A错误；
B、雾霾天气主要是由空气中固体颗粒物造成的，雾霾不属于分子的运动现象，故B错
误；
C、燃料燃烧时将化学能转化为内能，不是内能转化成化学能，故C错误；
D、电能清洁无污染，电动汽车的开发利用是有效减少霾的产生的措施，故D正确．
故选：D．
点评：本题考查液化、分子的运动，能源的利用，知识点较多，属于基础题．
6．（2分）（2015•威海）有关温度、热量、内能的说法，正确的是（ ）
A．物体吸收热量，内能一定增加，同时温度一定升高
B．物体温度升高，不一定吸收热量，但内能一定增加
C．物体温度升高，内能不一定增加，但一定吸收热量
D．发生热传递时，热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
考点：温度、热量与内能的关系．
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专题：比热容、热机、热值．
分析：①物体温度升高，内能一定增大；物体内能增加，温度不一定升高；
②改变内能有两种方式：做功和热传递；
③发生热传递的条件是存在温度差．
解答：解：
A、物体吸收热量，内能一定增加，但温度不一定升高．如冰在熔化过程中，吸收热量，
第10页（共24页）温度保持不变．此选项错误；
B、物体温度升高，内能一定增加，但不一定是吸收了热量，可能是外界对物体做了功．
此选项正确；
C、物体温度升高，内能一定增加．此选项错误；
D、发生热传递时，热量从是从温度高的物体传递给温度低的物体．此选项错误．
故选B．
点评：一般情况下，物体吸收热量，内能增加，温度升高，只有两种特殊情况：晶体熔化和液
体的沸腾，它们都是物体吸收热量，内能增加，温度不变要重点记忆．
7．（2分）（2015•威海）荣成烟墩角鹅湖良好的生态环境，吸引上万只天鹅每年冬季成群结队
悄然降临，栖息越冬，这期间有大批的摄影爱好者云集于此，如图是一名摄影爱好者所拍的
照片，下列说法正确的是（ ）
A．天鹅在水中倒影，是光的反射形成的实像
B．天鹅在水中倒影，是光的折射形成的虚像
C．当发现天鹅没有全部进入照相机取景框内时，摄影者应远离天鹅并将镜头后缩
D．当发现天鹅没有全部进入照相机取景框内时，摄影者应靠近天鹅并将镜头前伸
考点：凸透镜成像的应用．
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专题：透镜及其应用．
分析：（1）平面镜成像是由于光的反射形成的，平面镜成像特点；正立等大的虚像．
（2）凸透镜成像规律可知，照相机照相时底片上的像是光的折射形成的倒立的，缩小
的实像；凸透镜成实像时，物近像远像变大．
解答：解：（1）天鹅在水中的倒影是光的反射形成的等大的虚像，故AB错误；
（2）凸透镜成实像时，物近像远像变大；因此当发现天鹅没有全部进入照相机取景框
内时，即底片上的像变小些，摄影者应远离天鹅并将镜头后缩，故C正确、D错误．
故选C．
点评：此题涉及到光的反射，凸透镜成像规律等知识点，此题与实际生活联系密切，体现了学
以致用的思想．
8．（2分）（2015•威海）如图是吊车起吊贷物的结构示意图，伸缩撑杆为圆弧状，工作时它对
吊臂的支持力始终与吊臂垂直，使吊臂绕O点缓慢转动，从而将货物提起．下列说法正确的
是（ ）
A．吊臂是一省力杠杆，但要费距离
B．吊臂是一个费力杠杆，但可以省功
C．匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆支持力的力臂变小
D．匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆支持力渐渐变小
考点：杠杆的平衡分析法及其应用；杠杆的分类．
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专题：简单机械．
分析：根据杠杆平衡条件，F ×l =F ×l ，根据动力臂和阻力臂的关系分析是省力杠杆、等臂杠
1 1 2 2
第11页（共24页）杆、费力杠杆．
根据匀速吊起货物时，阻力不变，阻力臂变化，动力臂不变，再次利用杠杆平衡条件进
行判断支持力的大小变化．
解答：解：
A、如图画出动力臂和阻力臂，动力臂L 小于阻力臂L ，根据杠杆平衡条件，动力大于
1 2
阻力，吊臂是费力杠杆．故A错误；
B、吊臂是费力杠杆，费力但可以省距离，但不省功，故B错；
CD、由题知，吊车工作时它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直，动力臂不变，阻力不变，
阻力臂减小，根据F ×l =F ×l 可知动力减小，所以伸缩撑杆的支持力逐渐变小．故C
1 1 2 2
错、D正确．
故选D．
点评：正确确定动力、动力臂、阻力、阻力臂是解决本题的关键，吊车吊起货物时，确定变化
量和不变量，根据杠杆平衡条件解决问题
9．（3分）（2015•威海）2014年12月28日，青荣城际铁路正式通车，这不仅方便了人们的出
行，而且拉近了城市之间的距离，实现了“半岛一小时生活圈”．如图所示，动车组列车用大
功率的电动机提供动力，列车到站前停止供电，电动机线圈随车轮转动，带动发电机发电，这
个过程车速从200km/h减到90km/h，在90km/h以下才进行机械刹车，下列说法正确的是（
）
A．减速发电过程中应用了电磁感应原理
B．机械刹车过程中是内能转化为机械能
C．进站前停止供电列车仍能继续前行是受到惯性力的作用
D．人站在安全线以外是为防止列车运行时车体附近空气流速大压强小把人推向列车
考点：发电机的构造和原理；流体压强与流速的关系．
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专题：应用题；电动机、磁生电；气体的压强、流体压强与流速的关系．
分析：（1）（2）先判断电力列车在正常行驶时和减速存储能量时的能量转化情况，再判断这
种转化应用了什么原理．电力列车在减速存储能量时，由机械能转化为电能，靠电磁感
应现象原理来工作．
（3）惯性是物体本身的一种性质，不是力；
（4）对于流体来说，流速大，压强小，流速小，压强大；
解答：解：A、减速发电，即相当于一个发电机，所以是电磁感应现象，故正确；
B、减速时机械能减小，以电能的形式存储起来，电能增加，能量的转化是机械能转化
为电能，故错误；
C、惯性是物体本身的一种性质，不是力，故错误；
D、乘客离列车太近，列车开动时，使人和列车之间的空气流动速度快，压强变小，离站
台远的地方气体相对流速较慢，压强较大，人在内外压强差的作用下，被强大的气流压
第12页（共24页）向列车，从而造成危险，故正确；
故选AD．
点评：该题考查了能量的转化、电磁感应的应用、惯性的理解和流体压强和流速关系的理解，
是一道综合题．
10．（3分）（2015•威海）电梯为居民上下楼带来很大的便利，出于安全考虑，电梯设置了超载
自动报警系统，其工作原理如图所示，电梯厢底层装有压敏电阻R ，R 为保护电阻，K为动
1 2
触点，A、B为静触点，当出现超载情况时，电铃将发出报警声，电梯停止运行，下列说法正确
的是（ ）
A．电梯工作时电磁铁的上端为N极
B．电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关
C．电梯未超载时动触点K与静触点B接触
D．电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而减小
考点：电磁继电器的组成、原理和特点．
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专题：应用题；磁现象、电生磁．
分析：（1）知道电流的方向，根据安培定则判断出电磁铁的N、S极；
（2）电磁铁是根据电流的磁效应制成的；电磁铁的磁性强弱和电流大小、线圈匝数多
少有关；
（3）正常情况下（未超载时），衔铁被弹簧拉起，K与静触点A接触．
（4）R 为压敏电阻，其阻值随压力增大而减小，所以知道超载时压敏电阻的阻值变化
1
情况，根据欧姆定律判断出电流的变化；
解答：解：A、工作时，电流从电磁铁的下面导线流入，利用安培定则判断出电磁铁的下端为
N极，上端为S极，故A错误；
B、据课本可知，电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关，故B正确；
C、正常情况下（未超载时），衔铁被弹簧拉起，K与静触点A接触，故C错误；
D、超载时，随着压力的增大，压敏电阻的阻值随着减小，电路中的电流逐渐增大，电磁
铁的磁性逐渐增强，动触点K与静触点B接触，电铃报警，故D正确；
故选BD．
点评：此题主要考查的是学生对电磁铁和电磁继电器的原理、磁性强弱的影响因素、安培定
则的理解和掌握，知识点较多，但都是基础性题目．
二、填空题（共7小题，每小题2分，满分14分）
11．（2分）（2015•威海）如图是研究牛顿第一定律的实验示意图，每次让小车从斜面同一高度
由静止开始滑下，是为了使它在下列三种不同平面上 到达水平面时的初速度相同 ，平面
越光滑，小车受到的摩擦力越小，速度减小得越慢，由此推理可知；如果小车所受的摩擦力为
零，小车将以 恒定不变（或相同） 的速度永远运动下去．
考点：阻力对物体运动影响的探究实验．
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专题：探究型实验综合题．
第13页（共24页）分析：（1）小车从斜面的同一度度滑下是控制变量法的需要，从能量转化的角度来分析，是
为了使其具有相同的重力势能，再转化成相同的动能，从而在到达水平面时有相同的
初速度．
（2）小车受到的摩擦力越小，小车受到的影响就越小，速度减小得越慢，可以假想水平
面无限光滑，那么阻力就为0，小车将不会受到摩擦阻力的影响将永远匀速直线运动
下去．
解答：解：（1）当小车在斜面的同一高度时，所具有的重力势能相同，在下滑过程中，转化成
的动能相同，质量又不变，所以到达水平面时的初速度相同．
（2）从实验中可以看出，水平面越光滑，对小车的阻力越小，小车运动得越远，小车的
速度减小得越慢．
当水平面绝对光滑时，运动的小车受到的阻力为0，即小车在水平方向上不受力的作
用时，小车将恒定不变的速度运动下去．
故答案为：到达水平面时的初速度相同；恒定不变（或相同）．
点评：实际上摩擦阻力可以减小，但不可能变为0，所以牛顿第一定律是在实验基础上加以
理想推理得到的．
12．（2分）（2015•威海）汽车的散热器用水作冷却剂利用了水的 比热容 较大的性质；如果
散热器中装有10kg的水，在温度升高10℃的过程中水吸收的热量相当于完全燃烧 0.0 1
m3的天然气放出的热量．[天然气的热值q=4.2×107J/m3，水的比热容c水=4.2×103J（/ kg•℃）．
]
考点：热平衡方程的应用．
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专题：比热容、热机、热值．
分析：水具有较大的比热容是它常被用做冷却剂的原因；利用公式Q=cm△t可计算水吸收热
量的多少；利用公式Q=mq可计算需要燃烧天然气的质量．
解答：解：汽车散热器用水作为冷却剂，是利用了水的比热容较大的性质；
水吸收的热量Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×10kg×10℃=4.2×105J；
相当于完全燃烧的天然气：
V= = =0.01m3．
故答案为：比热容；0.01．
点评：此题中热量的计算公式Q=cm△t和Q=mq是解题中用到的主要知识，是我们应该熟练
运用的．
13．（2分）（2015•威海）如图所示，一个未装满水的瓶子，正立在水平桌面上时，瓶对桌面的
压强为p ，瓶底受到水的压力为F ；倒立时瓶对桌面的压强为p ，瓶盖受到水的压力为F ，则
1 1 2 2
p 小于 p ，F 大于 F ．（选填：“大于”、“小于”或“等于”）
1 2 1 2
考点：压强大小比较．
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专题：应用题；压强、液体的压强．
分析：（1）水平桌面上物体的压力和自身的重力相等．倒置后，由液体压强公式得出压强的
变化情况；
（2）水对瓶盖和瓶底的压力，可以根据水产生的压力和水重力的关系进行分析，注意
上下粗细一样的容器中，水对容器底的压力等于水的重力；上面粗、下面细的容器中水
对容器底的压力小于水的重力；上面细、下面粗的容器中水的压力大于水的重力．
解答：解：（1）由于瓶子放在水平桌面上，则对桌面的压力等于瓶子和水的总重力，即F=G，
所以，倒置后容器对桌面的压力不变，而受力面积减小，
第14页（共24页）由p= 得：倒置后对桌面的压强变大，即：p ＜p ；
1 2
（2）正放时，瓶子中的水柱是粗细相同的，瓶子底部受到的压力等于瓶中水的重力；
倒放时，瓶子中的水柱上面粗，下面细，一部分水压的是瓶子的侧壁，瓶盖受到的压力
小于瓶中水的重力；
因此即F ＞F ．
1 2
故答案为：小于；大于．
点评：比较液体压强的大小关系可以根据液体压强的计算公式p=ρgh进行分析；液体对容器
底部的压力可以根据F=PS分析，也可以根据容器的形状比较压力与重力的关系分
析；比较容器对桌面的压强时，必须明确容器产生的压力与容器重力是相等的．
14．（2分）（2015•威海）如图所示，闭合开关，电灯不亮，用试电笔（也称测电笔）接触D点时
氖管发光，接触E点时不发光，说明D、E间 断路 ．若试电笔接触A至F各点都发光，说
明 进户线零线断路 ．
考点：家庭电路的故障分析．
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专题：压轴题．
分析：在正常情况下，开关闭合后，A、B、C、D与火线相通，用测电笔时，应都亮，E、F与零线
相通，用测电笔测时，应都不亮．
解答：解：接触D点时氖管发光，接触E点时不发光，说明火线有电，零线也正常，故是DE之
间断路了；点F在正常情况下，测电笔应该不亮，亮了，说明零线断路了．
故本题答案为：断路；进户线断路．
点评：本题考查了用测电笔检测家庭电路故障的方法．
15．（2分）（2015•威海）电动自行车已成为大众化的一种交通工具，专业人员对某品牌电动自
行车进行了测试，让电动自行车在平直的路面上同静止开始运动，获得速度随时间变化的图
象如图甲所示，牵引力随时间变化的图象如图乙所示，已知匀速行驶时，电动机输入电压
48V，输入电流5A，由图象可知，8～14s电动自行车受到的摩擦力为 3 0 N，匀速行驶时，
电能转化为机械能的效率为 7 5 %．
考点：机械效率的计算．
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专题：功、功率、机械效率．
分析：（1）观察速度﹣时间图象，电动自行车在0～8s速度越来越快，8～14s，速度不再变化；
观察牵引力﹣时间图象，在8～14s牵引力大小不变，由于电动车匀速运动，牵引力等
于摩擦力，求出摩擦力的大小；
（2）匀速行驶时，牵引力与摩擦力是一对平衡力，利用P=Fv=fv求电动自行车匀速行
第15页（共24页）驶时克服摩擦力做功的有用功率，利用P=UI求出总功率，然后利用η= 求效率．
解答：解：
（1）由甲图象可知，电动自行车的运动特点是先加速、后匀速．
由乙图象可知，在8～14s牵引力大小F=30N，
因为在8～14s匀速运动，牵引力与摩擦力是一对平衡力，所以摩擦力f=F=30N；
（2）由甲图象可知，电动自行车匀速行驶时速度v=6m/s，则克服摩擦力做功的功率为P
有用=fv=30N×6m/s=180W；
电动机输入总功率为P总=UI=48V×5A=240W，
所以效率η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%=75%．
故答案为：30；75．
点评：本题以电动车为载体，考查了学生利用所学知识分析解决实际问题的能力，关键是明
确效率η= 可以利用计算，体现了学以致用．
16．（2分）（2015•威海）如图为一握力计的电路示意图，a、b、c、d四个接线柱，电表及一定值
电阻R 未画出，金属板N固定不动，金属板M可带动金属片P滑动，从而与R构成滑动变阻
0
器，若弹簧的电阻不计，电源电压保持不变，要求握力增大时，电表的示数也增大，则a、b之
间应接入 电压表 ，c、d之间应接入 定值电阻 ．（选填“定值电阻”、“电流表”或
“电压表”）
考点：欧姆定律的应用．
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专题：欧姆定律．
分析：电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，据此可知c、d之间不可能是电压表，否则电
路断路；根据串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律分别判断c、d之间为定值电
阻、电流表时电表示数的变化，然后得出符合题意的答案．
解答：解：（1）c、d之间不可能是电压表，否则电路断路；
（2）若c、d之间为电流表，
①当a、b之间为电压表时，电路为R的简单电路，电压表测电源的电压示数不变，电流
表测电路中的电流，
当握力增大时，滑片右移，变阻器接入电路中的电阻变大，由I= 可知电流表的示数减
小，这与电表的示数增大不符；
②a、b之间为定值电阻时，R与定值电阻并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，滑片移动时通过定值电阻的电流不变，
当握力增大时，滑片右移，变阻器接入电路中的电阻变大，由I= 可知该支路的电流减
小，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路电流表示数减小，这与电表的示数增大不符；
（3）若c、d之间为定值电阻，
第16页（共24页）①a、b之间不可能为电流表，否则滑动变阻器被短路；
②a、b之间为电压表时，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电
压，
当握力增大时，滑片右移，变阻器接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，
由I= 可知电流表的示数减小，
由U=IR可知，定值电阻两端的电压减小，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压增大，即电压表的示数增大，符合题意．
故答案为：电压表；定值电阻．
点评：本题考查了电路的动态分析，要注意各种情况的讨论，可以按c、d之间依次为电压表、
电流表、定值电阻时各种情况的组合进行讨论，防止遗漏．
17．（2分）（2015•威海）如图所示电路中，电源电压恒定，滑动变阻器R 的滑片滑到a端时，
2
电阻R 消耗的功率为7.2W；滑到b端时，电阻R 消耗的功率为0.8W，此时电压表示数为
1 1
4V．则电源电压为 6 V，滑片在b端时电流表的示数为 0. 4 A．
考点：欧姆定律的应用．
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专题：应用题；电路和欧姆定律．
分析：
由电路图可知，滑动变阻器R 的滑片滑到a端时，电路为R 的简单电路，根据P=
2 1
表示出电阻R 两端的电压即为电源的电压；滑到b端时，R 与R 串联，电压表测R 两
1 1 2 2
端的电压，电流表测电路中的电流，根据P= 表示出电阻R 两端的电压，利用串联电
1
路的电压特点表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R 的阻值，
1
进一步求出电源的电压和电阻R 两端的电压，根据P=UI和串联电路中的电流特点求
1
出滑片在b端时电流表的示数．
解答：解：由电路图可知，滑动变阻器R 的滑片滑到a端时，电路为R 的简单电路，
2 1
由P= 可得，电源的电压：
U= = =3 ，
滑到b端时，R 与R 串联，电压表测R 两端的电压，电流表测电路中的电流，
1 2 2
则R 两端的电压：
1
U = = ，
1
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U=U +U = +4V，
1 2
因电源的电压不变，
所以，3 = +4V，
解得：R =5Ω，
1
则电源的电压U= = =6V，
U = = =2V，
1
因串联电路中各处的电流相等，
第17页（共24页）所以，滑片在b端时电流表的示数：
I= = =0.4A．
故答案为：6；0.4．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，利用好电源的电压不变
这一条件是关键．
三、实验探究题（本题共3小题，18题4分，19题4分，20题6分，共14分）
18．（4分）（2015•威海）如图所示的甲、乙两图分别是“探究平面镜成像特点”和“探究凸透
镜成像规律”的实验装置．
（1）在“探究平面镜成像特点”的实验中，将点燃的蜡烛A整立在玻璃板前面，再拿一支跟
它完全相同的未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合，这
样操作的目的是为了 确定像的位置 ，同时也证明了像与物体的大小相等．
（2）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，调整蜡烛、透镜和光屏到图乙所示位置时，光屏上
出现清晰的烛焰的像，此时甲、乙两图中平面镜与凸透镜所成像的不同点是 平面镜成正立 、
等大的虚像，凸透镜成倒立、缩小的实像 ，此时保持凸透镜位置不动，将蜡烛逐渐向凸透镜
的焦点靠近，要想在光屏上观察到清晰的烛焰的像，则光屏应从图乙的位置向 远离 （选
填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动，所成像的大小将 变大 （选填“变大”、“变
小”或“不变”）．
考点：平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案；凸透镜成像规律及其探究实验．
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专题：探究型实验综合题．
分析：（1）实验中用透明的玻璃板代替平面镜，同时能看到成像物体的像和镜后和像对比的
物体，便于确定像的位置，便于比较物像大小关系．
（2）可以从平面镜与凸透镜成像的虚实、大小、倒正等方面来进行比较；
凸透镜成像实验中，当物距离变小时，像距变大，像的大小也变大．
解答：解：
（1）实验过程中，用透明的玻璃板代替平面镜，在物体一侧，既能看到蜡烛A的像，也
能看到代替蜡烛A的蜡烛B，当蜡烛A的像和蜡烛B重合时，便于确定像的位置，从
而便于比较物像大小．
（2）比较甲、乙两图中平面镜与凸透镜所成的像的特点可知，它们的不同点有：①平面
镜成的是虚像，凸透镜成的是实像； ②平面镜成的是等大的像，凸透镜成的是缩小的
像；③平面镜成的是正立的像，凸透镜成的是倒立的像等；
根据凸透镜成实像时的变化规律，物距变近，像距变远，要得到清晰的像应将光屏远离
凸透镜，此时像的大小变大．
故答案为：（1）确定像的位置；（2）平面镜成正立、等大的虚像，凸透镜成倒立、缩小的
实像；远离；变大．
点评：①平面镜直立放置时，成像是正立的，平面镜水平放置时，所成的像是倒立的，注意区
分；
②凸透镜成实像时如果物距变小，那么像距变大，像的大小也变大，凸透镜成虚像时，
如果物距变小，那么像距变小，像的大小也变小．
第18页（共24页）19．（4分）（2015•威海）如图是教科书中一个“观察与实验”栏目的截图，在图示器材的基础
上增加一个量筒，请你借鉴图示的实验方法，设计一个测金属箔的密度的实验，要求：
（1）写出简要的实验步骤，并用字母符号表示有关的物理量．
（2）写出金属箔的密度表达式．
．
考点：设计实验测密度．
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专题：测量型实验综合题．
分析：由“观察与实验”金属箔可以浮在水面也可以沉入水中．
测金属箔的密度必须测出金属箔的质量和体积，本题金属箔体积可利用排水法用量筒
测出，质量可应用浮力知识，让金属箔漂浮在量筒中的水面上，其重力等于排开的水的
重力，对应的质量等于排开的水的质量．
解答：解：
（1）先测金属箔重力再测体积，步骤如下：
①向量筒中倒入适量的水，记下其体积V ；
1
②把金属箔养成空心形状，让其漂浮在量筒的水中，记下水面到达的刻度V ；
2
③将金属箔浸没在量筒的水中，记下水面到达的刻度V ．
3
（2）金属箔漂浮时排开水的体积V排=V
2
﹣V
1
，
根据漂浮条件金属箔重力G=F浮=G排 ，所以m=m排=ρ水 （V
2
﹣V
1
），
金属箔的体积V=V ﹣V ，
3 1
所以金属箔的密度ρ= = ．
点评：
测固体的密度一般用天平测出质量m，用量筒测出体积V，用公式ρ= 算出密度．但有
时根据初中物理知识，设计一定难度，比如缺少天平利用浮力知识测出质量，没有量筒
利用溢水杯测出体积，要开动脑筋，集思广益，培养综合处理物理问题的能力．
20．（6分）（2015•威海）小明用如图甲所示的电路探究“通过导体跟导体两端电压的关系”．
（1）要求滑动变阻器滑片向右移动，电流表示数减小，请用笔画线代替导线，继续完成图乙中
实验电路的连接．
（2）小明按要求正确连接电路后，闭合开关，发现电压表指针偏转到满刻度的位置，其原因可
能是 电阻 R 处断路 （只需写出一种可能）．
（3）小明在实验中通过调节滑动变阻器滑片，测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值如
下表所示：
U/V0.51.01.52.02.53.0
I/V 0.10.20.30.40.50.6
小明在本次实验中所用电阻R的阻值为 5 Ω；通过分析上表数据可以得到的初步结论是
电阻一定时，通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比 ．
第19页（共24页）（4）仅通过一个电阻探究得出的结论是否可靠呢？为了避免偶然性，小明接下来的操作应该
是 更换定值电阻，重复试验 ．
（5）如果将实验电路中的电阻R更换成一个额定电压为3.8V，阻值为10Ω的小灯泡，进行
“测量小灯泡的额定电功率”的实验，则对实验电路还须进行的改动的是 增加一节干电
池（换一个电压高于 3.8V 的学生电源）；电压表换接 0 ～ 15V 的量程 ．
考点：探究电流与电压、电阻的关系实验．
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专题：探究型实验综合题．
分析：（1）根据电源的电压确定电压表的量程，且与电阻并联；滑动变阻器按一上一下的原
则串联在电路中．
（2）电压表指针偏转到满刻度的位置说明电压表并联在电源的两端测电源的电压，据
此分析可能的原因．
（3）由图象可知，电压与电流成正比，由表中数据找出电压与对应的电流，由欧姆定律
可求出导体电阻；
（4）多次进行实验更为准确；
（5）额定电功率是小灯泡在额定电压下的实际功率，所以小灯泡两端的电压必须达到
它的额定电压．
解答：解：（1）电源的电压为2×1.5V=3V，电压表的量程为0～3A，且与电阻并联；滑动变阻
器按一上一下的原则串联在电路中，如下图所示：
（2）电压表指针偏转到满刻度的位置说明电压表并联在电源的两端测电源的电压，可
能是电压表并联的部分断路即电阻R断路，也可能是此时滑动变阻器接入电路的电阻
为0；
（3）由图知，当U=0.5V时，I=0.1A，则
定值电阻的阻值R= = =5Ω；
（4）为了避免实验的偶然性，应该更换定值电阻，重复试验；
（5）测一个额定电压为3.8V、阻值约为10Ω的小灯泡的额定功率，小灯泡两端的电压
必须能达到3.8V，因此电源必须增加一节干电池，此时电源电压成了1.5V×3=4.5V，电
压表的量程也应选择0～15V．
故答案为：
（1）见上图；
第20页（共24页）（2）电阻R处断路；
（3）5；电阻一定时，通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比；
（4）更换定值电阻，重复试验；
（5）增加一节干电池（换一个电压高于3.8V的学生电源）；电压表换接0～15V的量
程．
点评：解决本题的关键：一是连接实物电路图时，开关断开，滑动变阻器的滑片移到最大阻值
处，电压表根据电源电压选量程，电流表根据电路中最大电流选量程；二是理解额定功
率的物理意义，会测量用电器的额定功率．
四、综合计算题（本题共3小题，21题6分，22题7分，23题7分，共20分。要求写出必要的
文字说明、单位、重要的公式及主要的运算过程，只写出结果的不能得分）
21．（6分）（2015•威海）如图甲是用来焊接自来水管的塑料热熔器，通电后，加热头发热，使
需对接的塑料水管的两头熔化，将它们对接，紧压在一起，冷却后就可以焊接成一根水管了，
其电路部分如图乙所示，S 是手控开关，S 为温控开关，ND为指示灯，R 是限流电阻，R 和
1 2 1 2
R 为电热丝，表是它的技术参数．
3
产品名称 便携式自动控温式PPR/PP•R塑料管材
型号 20﹣32MM（配Φ20、Φ25、Φ32模头）
环境温度 ﹣20℃﹣50℃
额定电压 220V
加热头温度260±5℃
功率 加热状态电热丝的功率：1000W
保温状态电热丝的功率：250W
安全指标 绝缘电阻不小于1MΩ
请解答下列问题：
（1）若指示灯ND用“3V 10mA”的发光二极管，则限流电阻R 的阻值多大才能使指示灯正
1
常发光？
（2）电热丝R 的阻值多大？
2
（3）当环境温度是20℃时，熔化1kg的PVC塑料需要吸收106J热量，此时塑料热熔器的效率
为90%．某次熔接需要熔化90g的PVC，在塑料热熔器正常工作情况下需要加热多长时间？
考点：欧姆定律的应用；电功与热量的综合计算．
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专题：欧姆定律；电与热、生活用电．
分析：（1）指示灯正常工作时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出限流电
阻R 两端的电压，根据串联电路的电路特点和欧姆定律求出限流电阻R 的阻值；
1 1
（2）由电路图可知，开关S 、S 均闭合时，电热丝只有R 工作，电路中的电阻最小，热
1 2 3
熔器的功率最大，处于加热状态，根据P= 求出R 的阻值；开关S 闭合、S 断开时，
3 1 2
R 与R 串联，电路中的总电阻最大，热熔器的功率最小，处于保温状态，根据P= 求
2 3
出两电阻之和，利用电阻的串联求出R 的阻值；
2
第21页（共24页）（3）根据熔化1kg的PVC塑料需要吸收106J热量求出熔化90g的PVC吸收的热量，
根据效率公式求出消耗的电能，利用P= 求出加热时间．
解答：解：（1）由题意可知，指示灯正常工作时与限流电阻R 串联，
1
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，指示灯正常工作时，限流电阻R 两端的电压：
1
U =U﹣U =220V﹣3V=217V，
1 ND
因串联电路中各处的电流相等，
所以，限流电阻R 的阻值：
1
R = = = =2.17×104Ω；
1
（2）开关S 、S 均闭合时，电热丝只有R 工作，热熔器处于加热状态，
1 2 3
由P= 可得，R 的阻值：
3
R = = =48.4Ω，
3
开关S 闭合、S 断开时，R 与R 串联，热熔器处于保温状态，
1 2 2 3
则R 与R 的阻值之和：
2 3
R = = =193.6Ω，
23
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，R =R ﹣R =193.6Ω﹣48.4Ω=145.2Ω；
2 23 3
（3）因熔化1kg的PVC塑料需要吸收106J热量，
所以，熔化90g的PVC需要的热量：
Q= ×90g=9×104J，
由η= ×100%可得，消耗的电能：
W= = =1×105J，
由P= 可得，需要的加热时间：
t= = =100s．
答：（1）限流电阻R 的阻值为2.17×104Ω才能使指示灯正常发光；
1
（2）电热丝R 的阻值为145.2Ω；
2
（3）在塑料热熔器正常工作情况下需要加热100s．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、效率公式、电热公式的灵活运
用，分清电路的连接特点与热熔器的工作状态是解题的关键．
22．（7分）（2015•威海）为了缓解城市交通拥堵，某大学两位研究生设计出“都市蚂蚁”概念
车（如图所示），荣获全国汽车创新设计大赛最高奖项，该车表似蚂蚁，小巧实用，质量仅有
400kg，总体积0.75m3，轮胎与地面的总接触面积200cm3，标准乘载100kg．请解答标准乘载
时的下列问题（g取10N/kg，水的密度为1.0×103kg/m3）：
（1）“都市蚂蚁”车对水平路面的压强多大？
（2）“都市蚂蚁”车以5m/s的速度在公路上匀速行驶时，受到的阻力是车总重的0.4倍，则
发动机的输出功率多大？
第22页（共24页）（3）科技社团的同学想将此车改造成“水陆两栖蚂蚁车”，若该车密封良好，请通过计算判
断它能否浮在水面上？若能，它露出水面的体积是多少？
考点：压强的大小及其计算；阿基米德原理；功率的计算．
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专题：压强、液体的压强；浮力；功、功率、机械效率．
分析：
（1）根据F=G=mg计算车对水平路面的压力，由p= 计算车对水平路面的压强；
（2）求发动机的输出功率可以用功率的公式P=Fv求解；
（3）首先根据车完全浸没时的浮力与重力的关系判断其浮沉情况，然后根据浮力公式
计算出漂浮时浸入水泥中的体积，从而可得露出水面的体积．
解答：解：（1））“都市蚂蚁”车标准乘载时对地面的压力F=G总=（m车+m人 ）g=
（400kg+100kg）×10N/kg×5×103N；
对水平路面的压强p= = =2.5×105Pa；
（2）“都市蚂蚁”车匀速行驶时，牵引力F=f=0.4G总=0.4×5×103N=2×103N；
发动机的输出功率P= = =Fv=2×103N×5m/s=1×104W；
（3）“都市蚂蚁”车浸没水中时受到的浮力F浮=ρ水gV车=1.0×103kg/m3×10N/
kg×0.75m3=7.5×103N；
由于F浮 ＞G总 ，所以“都市蚂蚁”车可以浮在水面上；
当“都市蚂蚁”车漂浮时，受到的浮力F浮 ′=G总=5×103N；
由F浮=ρ水gV排 得，排开水的体积V排 ′= =
=0.5m3；
车露出水面的体积V露=V车 ﹣V排=0.75m3﹣0.5m3=0.25m3．
答：（1）“都市蚂蚁”车对水平路面的压强是2.5×105Pa；
（2）发动机的输出功率为1×104W；
（3）“水陆两栖蚂蚁车”能浮在水面上，它露出水面的体积是0.25m3．
点评：对于这类科普性的习题，要从中找出考查的物理问题，本题主要考查浮力、压强、重力
的有关计算，关键掌握相关的计算公式，并能够灵活运用．
23．（7分）（2015•威海）某商厦每层楼高3m，小明看到工作人员将360kg的货物在一楼放入
载货电梯内，闭合开关，仅用25s的时间，便将货物运到六楼，小明对载货电梯产生了浓厚的
兴趣，他通过查阅资料了解到该载货电梯的结构及式作电路如图所示，电梯是通过电动机带
动钢丝绳提升货物的，电动机线圈电阻为2.4Ω，电梯厢（含动滑轮）的质量140kg，提升上述
货物时电流表的示数为20A，不计钢丝绳的重力和一切摩擦，请解答下列问题（g取10N/
kg）：
（1）匀速提升过程中钢丝绳上的拉力多大？
（2）电梯工作时消耗的总电能是多少？
（3）电动机工作时的效率多大？
第23页（共24页）考点：滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算；电功的计算．
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专题：电能和电功率；简单机械；功、功率、机械效率．
分析：
（1）由图有四段绳子拉电梯厢和货物，根据F= G计算钢绳的拉力；
（2）由W=UIt计算消耗的电能；
（3）由Q=I2Rt计算电流通过电动机产生热量，根据W有=Gh计算电动机输出的有用
功，电动机消耗电能W电=W机+Q，
根据η= 计算电动机工作时的效率．
解答：解：
（1）电梯厢（含动滑轮）的质量140kg，货物质量360kg，
所以电梯厢和货物的总重：
G=mg=（m货+m厢 ）g=（360kg+140kg）×10N/kg=5000N，
由图可知：有4段绳子拉电梯厢和货物，
所以：匀速提升过程中钢丝绳上的拉力F= G= ×5000N=1250N．
（2）由图电动机工作时电路两端电压：U=220V，
电梯工作时电路消耗的总电能：W=UIt=220V×20A×25s=1.1×105J．
（3）电流通过电动机产生热量：
Q=I2Rt=（20A）2×2.4Ω×25s=2.4×104J，
电动机输出的有用功：W有=Gh=5000N×3m×5=7.5×104J，
不计钢丝绳的重力和一切摩擦，
电动机消耗的电能：W电 ′=W有+Q=7.5×104J+=2.4×104J=9.9×104J，
所以电动机工作效率：η= ×100%= ×100%≈75.8%．
答；（1）匀速提升过程中钢丝绳上的拉力为1250N；
（2）电梯工作时消耗的总电能是1.1×105J；
（3）电动机工作时的效率是75.8%．
点评：本题考查了电能、热量、效率的计算公式的应用，正确判断承担物体重力绳子的段是计
算拉力的关键，知道电动机消耗电能W电=W机+Q，是计算电动机效率的关键．
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