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2021 年呼和浩特市中考物理试卷
一、选择题（本题包括10小题，共24分。前6个小题为单选题，每题选对得2分，选错得0
分。后4个小题为多选题，全部选对得3分，选对不全得2分，有选错的得0分。本卷g＝
10N/kg）
1. 超级月亮、红月亮和蓝月亮三碰头是罕见的天文现象，百年一遇。下列对该现象的说法中正确的是（
）
A. 超级月亮是指该晚的月亮在当月中最明亮
B. 红月亮是指太阳光中的红光在地球大气层中的折射程度最强而导致月球表面呈现暗红色的现象
C. 蓝月亮是指太阳光中的蓝光在地球大气层中因受到散射的影响最小，通过大气层折射导致月球表面呈
现淡蓝色的现象
D. 当天发生该现象时，月亮处于地球本影区即发生的是月全食现象
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．当月亮位于近地点时，从地球上用肉眼观测，月亮看起来比平时更大，我们看到的月亮便是
“超级月亮”，但该晚的月亮在当月中不是最明亮的，故A错误；
BD．当发生月全食时，即当太阳、地球和月球处在一条直线上时，处在中间的地球挡住了太阳直接照射到
月球上的光，月亮处于地球本影区（整个月球在地球的影子里）；此时穿过大气层的阳光中波长较短的蓝
绿色光都被地球的大气层所吸收或散射，射到月球上的光就主要以波长较长的红色和橙色光线为主，从而
使月球表面呈现出橘红色，被称为“红月亮”，故B错误，D正确；
C．“蓝月亮”并不是说月亮会变成蓝色，而是一个天文术语，“蓝月亮”有两个定义，一个是指季度里
的第四次满月称为蓝月亮，即季度蓝月亮。也有天文爱好者认为，蓝月亮是指一个月中的第二次满月，即
月份蓝月亮，故C错误。
故选D。
2. 古诗词是我国五千年灿烂文化的精髓，先人在创作时巧妙地借用了许多物理知识，使其作品大放异彩，
下列对古诗文中涉及的热现象解释正确的是（ ）
A. “玉碗冰寒滴露华，粉融香雪透轻纱”露的形成是汽化现象需吸热
B. “荷尽已无擎雨盖，菊残犹有傲霜枝”霜的形成是凝华现象需放热C. “瀚海阑干百丈冰，愁云惨淡万里凝”冰的形成是凝固现象需吸热
D. “白雪却嫌春色晚，故穿庭树作飞花”雪的形成是升华现象需吸热
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．露是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴，液化放热，故A错误；
B．霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶，凝华放热，故B正确；
C．冰是由液态的水凝固形成的，凝固放热，故C错误；
D．雪是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶，凝华放热，故D错误。
故选B。
3. 照明电路中，为了安全，一般在电能表后面电路上安装一漏电保护器，如图所示，当火线上的电流跟零
线上的电流相等时漏电保护器的ef两端没有电压，脱扣开关K能始终保持接通，当火线上的电流跟零线上
的电流不相等时漏电保护器的ef两端就有了电压，脱扣开关K立即断开。下列说法正确的是（ ）
A. 站在地面上的人触及b线时，K自动断开，有触电保护作用
B. 当用户家的电流超过一定值时，K自动断开，有过流保护作用
C. 当火线和零线间电压太高时，K自动断开，有过压保护作用
D. 人站在绝缘物上两手分别触到b线和d线时，K自动断开，有触电保护作用
【答案】A
【解析】
【分析】头口开关K保持接通时，ef中要没有电压，保护器中火线和零线中电流产生的磁场应完全抵消，
可知火线的线圈匝数和连接零线的线圈匝数应相等。只有通过火线与零线的电流有差值时，ef两端才有电
压，脱扣开关K才断开。
【详解】A．正常状态时，脱扣开关K保持接通，站在地面的人触及b线时，电流通过人体流入大地，火
线和零线中的电流不同，则脱扣开关会断开，故A正确；
B．当用户家的电流超过一定值时，通过火线和零线的电流没有差值，不会使ef中产生感应电动势，脱扣
开关不会断开，故B错误；
C．当火线和零线间电压太高时，只要火线上的电流和零线上的电流相等，K不会自动断开，故C错误；D．人站在绝缘物上两手分别触到b线和d线时，流过火线和零线的电流相等，保护器中火线和零线中的
电流产生的磁场应完全抵消，不会使ef产生感应电动势，脱扣开关不会断开，故D错误。
故选A。
4. 如图所示，条形磁铁放在水平桌面上左端的S极正对着在同一水平线上的电磁铁，当电磁铁通电时，条
形磁铁静止且受到向左的吸引力，则下列说法正确的是（ ）
A. 条形磁铁受到向左的摩擦力
B. 电磁铁中的电流方向是a流向b
C. 电磁铁受到的吸引力和条形磁铁受到的摩擦力方向相同，均水平向右
D. 电磁铁对条形磁铁的吸引力和条形磁铁受到的摩擦力是一对相互作用力
【答案】C
【解析】
【详解】A．条形磁铁静止，处于平衡状态，且受到向左的吸引力，因此受到一个水平向右的静摩擦力与
之平衡，故A错误；
B．条形磁铁左端是S极，与电磁铁相吸，电磁铁右端为N极，利用安培定则判定电流从b端流入，a端流
出，故B错误；
C．电磁铁受到磁铁水平向右的吸引力与条形磁铁受到的水平向右的摩擦力方向相同，故C正确；
D．电磁铁对条形磁铁的吸引力和条形磁铁受到的摩擦力受力物体均为条形磁铁，它们是一对平衡力，故
D错误。
故选C。
5. 数学上用x·y＝k来表示反比例函数，其数学图象用如图表示。下列物理问题中的两个变量的关系不吻合
反比例函数关系的是（ ）
A. 一台机器若储存了1000J的能量，它就能对外做1000J的功。用这个能量去匀速提升不同物体，能提升
的高度与物体重力之间的关系
B. 将密度计放入液体中，当密度计沿竖直方向漂浮时，密度计竖直浸入液体的深度与液体密度之间的关系
C. 在起重机输出功率一定时，输出动力与牵引物体的速度之间的关系D. 落地的乒乓球被地面弹起过程中，球的动能与所在高度之间的关系
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．机器提升物体做的功W=Gh，W为定值，能提升的高度与物体重力符合反比例关系，故A不
符合题意；
B．密度计漂浮时浮力为定值，根据阿基米德原理可知，浮力为
F =ρgV =ρgSh
浮 排
密度计竖直浸入液体的深度与液体密度之间成反比，故B不符合题意；
C．起重机输出功率P=Fv，输出功率P为一定值，输出动力与牵引物体的速度成反比，故C不符合题意；
D．落地的乒乓球被地面弹起过程中，虽然动能转化为重力势能，动能减小、重力势能增大，高度增大，
但球的动能与所在高度之间并不是反比关系，故D符合题意。
故选D。
6. 我国人民的生活水平有了较大的提高，多种多样的家用电器普遍进入家庭。观察如图所示四种家用电器
的铭牌，下列说法中正确的是（ ）
A. 四种家用电器工作频率相同，说明它们工作时的噪音相同
B. 四种家用电器正常工作时，电风扇的工作电流最大
C. 四种家用电器正常工作时，电流通过电热水器做功最快
D. 电热水器接在110V的电路中，它的实际功率约为1000W
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．电器产生的噪音一般是由于转动和振动产生的，与电源频率无关，基本上不可能发出同样的
噪音，故A错误；
B．根据 计算可知，额定工作电压相同，电热水器额定功率最大，则其额定工作电流也最大，故B错
误；
C．做功的快慢用功率表示，可知四种家用电器正常工作时，电流通过电热水器做功最快，故C正确；
D．根据 可知，电热水器接在110V的电路中时，工作电压减小一半，电阻约保持不变，则实际功率约为500W，故D错误。
故选C。
7. 误差的产生有多方面的原因，根据误差的性质及产生的原因，可分为系统误差、偶然误差、过失误差3
种，以下属于系统误差的是（ ）
A. 在温度20℃制作的铁尺，在−40℃温度下测量物体长度，由于尺的收缩引起的误差
B. 用浮力测物体的密度，因为温度的改变而使液体密度变化引起的误差
C. 测某些精度较高的参量时，受到外界环境的干扰（如振动、气流等）引起的误差
D. 用电流表测量电流时，由于年代久远，转动轴有些生锈引起的误差
【答案】ABD
【解析】
【分析】
【详解】A．在温度20℃制作的铁尺，在-40℃温度下测量物体长度，根据铁的热胀冷缩，在这样的测量条
件下测量长度总是偏大，故为系统误差，故A符合题意；
B．用浮力测物体的密度，因为温度的改变而使液体密度变化引起的误差，是由实验原理和器材产生的误
差，故为系统误差，故B符合题意；
C．测某些精度较高的参量时，受到外界环境的干扰（如振动、气流等）引起的误差，属于偶然误差，故
C不符合题意；
D．用这块老旧电流表测量电流始终有偏差，由仪器导致，属于系统误差，故D符合题意。
故选ABD。
8. “等效替代法”是物理学中常用的一种方法，这种方法可以使复杂问题简单化。以下描述错误的是（
）
A. 图甲中的电路是由12个不同的电阻组成的，已知R=12Ω，其余电阻值未知，测得AB间总阻值为6Ω，
1
现将R 换成6Ω的电阻，则AB间总阻值变为4Ω
1
B. 图乙的电路中，电源电压为6V，R＝2Ω，其他8个电阻一个未知，设为Rx，剩下7个电阻的阻值均为
1Ω，若闭合电键S以后，电源的输出功率为12W，则通过Rx中的电流为0.2A
C. 图丙把一根均匀电阻丝弯折成一个闭合的等边三角形abc，如图所示，图中d点为底边ab的中心，cd
两点间的电阻为9Ω，则ac两点间的电阻是6Ω
D. 图丁的电路接入了用电阻为13Ω的均匀电阻丝制成的一个圆环，导线的P端能沿圆环移动，已知R 为
02Ω，电源电压保持3V不变，改变P的位置，则圆环的最大电功率为 W
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A．设AB以上部分的电阻为R，由题知，R 与R 并联后的总电阻R=6 ，即 + ，所以
2 1 2
R 12
2
把R=12 换成R＇=6 后，R 的阻值不变，连接方式仍然为并联，因为 + ，所以
1 1 2
R'= 4
故A不符合题意；
B．
由题可知电源电压为6V，输出功率为12W，由P 可得，外电阻的阻值为
R 3
总
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以
R =R -R=3 -2 =1
AB 总
如图所示，用圈圈出来的区域电压相同，可以收缩成点，等效电路图如右图所示：
把AB端口的那包含7个阻值均为1欧的电阻从电路中分离出来，经过两次星三角变换后可得总电阻R
0
，此时R 与R 并联，因为并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以
x 0
得R=8 ，
x
因为串联电路中各电阻分得的电压与电阻成正比，所以U 2V
AB
因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以根据欧姆定律可得，流过R 的电流
x
I= =0.25A
x
故B符合题意；
C．设一个边的电阻为R，则R =R = R，c、d两端的电阻为R 和R 并联，
dac dbc dac dbc
R = R = R =9
cd dac
所以R=12 ；
ac两端的电阻是R 和R 并联， R =8 ，故C符合题意；
ac abc ac
D．P转到某点时，两圆弧电阻分别为R 和R，设R 和R 并联总电阻为R时，圆环的电功率最大，最大电
1 2 1 2
功率为
P =( )2 R=
圆环大
当R=R=2Ω时，圆环的电功率最大为
0
P = W
圆环大
故D不符合题意。
故选BC。
9. 伽利略年轻的时候，他很喜欢阿基米德鉴定王冠的故事。然而他对这个故事感到有点儿不满足，因为故
事中没有介绍测定王冠中金、银含量的方法。他想出了一个很简单的方法。他做了一杆小秤，如图所示，
先在等臂的情况下测一纯金块的质量（图a），然后将金块浸没在水中，保持砝码数量不变，但将其悬挂
点移至A点，以使秤杆恢复平衡，并在A点做一刻度（图b）。下一步用纯银块代替金块重复上述步骤，
于是得到又一刻度B（图c与d）。最后用待测的王冠代替银块，得到王冠在水中时砝码的位置C（图e与
f）。（依题意图a、b中金块质量、砝码和盘的总质量均为m，设各图中支点距左端悬挂点的力臂均为l，
1
图b中右侧力臂为l，图d中右侧力臂为l，图f中右侧力臂为l，王冠中金、银的体积分别为V 、V ）。
1 2 3 金 银
下列结论正确的是（ ）A. 由杠杆平衡条件得b图中：
B. 黄金密度为
C. 纯银密度与王冠平均密度分别为 、
D. 王冠中金银的体积比
【答案】ABC
【解析】
【分析】
【详解】A．从图b可以看到，秤杆处于平衡状态，对金块受力分析，它受到重力、浮力、秤杆对它向上
的拉力作用，这三力平衡，重力大小是 ，金块浸没在水中，金块的体积是 ，金块排开水
的体积大小等于金块的体积，那么金块受到的浮力是
那么秤杆对它向上的拉力大小是
力的作用是相互的，那么金块对秤杆的拉力大小也是 ，各图中支点距左端悬挂点的力臂均为
l，图b中右侧力臂为l，图b中砝码和盘的总质量为m，则图b中砝码和盘对秤杆的拉力大小是mg，根
1 1 1
据杠杆的平衡原理可知由杠杆平衡条件得b图中： ，故A正确；
B．由A解析可知
数学变换可得
最后解得
黄金密度为 ，故B正确；
C．由题意可知，图c、d中，设银块质量、砝码和盘的总质量均为m，可知道银块的体积是 ，根
2
据阿基米德原理的公式可知，银块在水中受到的浮力是
银块受到秤杆 的拉力是
力的作用是相互的，那么银块对秤杆的拉力大小也是 ，图d中右侧力臂为l，左侧力臂是l，
2
根据杠杆的平衡原理可知
解得 ；
由题意可知，图e、f中，设王冠质量、砝码和盘的总质量均为m，可知道王冠的体积是 ，根据
3
阿基米德原理的公式可知，王冠在水中受到的浮力是王冠受到秤杆的拉力是
力的作用是相互的，那么王冠对秤杆的拉力大小也是 ，图d中右侧力臂为l，左侧力臂是l，根
3
据杠杆的平衡原理可知
解得 ；
综上所述，纯银密度与王冠平均密度分别为 、 ，故C正确；
D．设王冠中金成分的质量是m ，银成分的质量是m-m ，根据密度公式可得到
金王冠 3 金王冠
那么王冠中金银的体积比是
可知道王冠平均密度 ，那么王冠的质量是
而王冠中金的质量是
上面两式代入这个金银体积比，可得
化简可得
王冠中金银的体积比 ，故D错误。
故选ABC。
10. 在实际生活中电池本身是有电阻的，因此，实际的电池可以等效为一个没有电阻的理想电池和一个阻值一定的电阻串联而成。在如图甲所示电路中，电源由几个相同的铅蓄电池组成（每节电压为2V）。合
上开关S，变阻器的滑片从A端滑到B端的过程中，电路中的一些物理量的变化，如图乙、丙、丁所示，
图乙表示电压表示数与电流表示数的关系；图丙表示滑动变阻器的功率跟电压表示数的关系；图丁表示铅
蓄电池输出电能的效率η与变阻器接入电路电阻大小的关系，b点时η最大。不计电表、导线对电路的影
响，则下列结论错误的是（ ）
A. 电路中的最大电流为4A，变阻器消耗的最大电功率为6W
B. 铅蓄电池的节数为3节，每节铅蓄电池的阻值为0.5Ω
的
C. 变阻器 总电阻为1.5Ω
D. 图丙中a点对应的横坐标为3V
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．由图知道，当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，由图乙知道，电路
中的最大电流为I =4A；由图丙知道，变阻器消耗的最大电功率P =6W，故A正确，不符合题意；
大 滑大
B．当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，由 知道，电源的电压
U=I r =4A×r ①
大 总 总
由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流
滑动变阻器消耗的电功率当R=r 时，变阻器消耗的电功率最大，即
总
②
由①②两式解得，U=6V，r =1.5Ω，由于每节蓄电池的电压为2V，所以，电池的节数
总
每节铅蓄电池的阻值
故B正确，不符合题意；
C．由图丁知道，铅蓄电池输出电能的最大效率为80%，则
解得，滑动变阻器的最大阻值
R=4r =4×1.5Ω=6Ω
总
故C错误，符合题意；
D．当R=r 时，变阻器消耗的电功率最大是6W，由 知道， 此时变阻器两端的电压
总
即图丙中a点对应的横坐标为3V，故D正确，不符合题意。
故选C。
二、实验题（本题包括4小题，每小题3分，共12分）
11. 小明同学在探究光的折射规律时，意外发现：当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时，折射光消失而
反射光却变得更亮，老师告诉他这是光的全反射现象。课后，小明查到光从玻璃射向空气时的一些数据如
下表：
入射角i 0° 10° 20° 30° 40° 41.2° 41.8° 42°
折射角r 0° 15.2° 30.9° 48.6° 74.6° 81° 90° /
反射能量 5% 7% 26% 43% 77% 84% 100% 100%（1）分析以上数据可知光从玻璃射向空气时，折射角随入射角的变化关系是______。
（2）由表格数据可知：图中图线______（选填“a”或“b”）反映了上述实验中的两角关系；
（3）根据光路可逆，请猜想：若光从空气斜射向玻璃，______（选填“能”或“不能”）发生全反射。
【答案】 ①. 折射角随入射角的增大而增大 ②. a ③. 不能
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]分析以上数据可知光从玻璃射向空气时，折射角随入射角的增大而增大，但不是线性变
化关系。
（2）[2]由表格数据可知折射角随入射角的增大而增大，但不是线性变化关系，则图中图线a反映了上述
实验中的两角关系。
（3）[3]根据光路可逆，若光从空气斜射向玻璃，由于入射角始终大于折射角，折射光不会消失，故不能
发生全反射。
12. 根据能量转化与守恒定律，在与外界没有热传递的条件下，物体内能的增加量与外界对物体做功多少
相等．为了验证此规律，某兴趣小组设计了如图所示的实验：在容器里装一定质量的水，中间装上带有叶
片的转轴，转轴上绕上绳子，绳子另一端通过滑轮与一重物相连；当重物下降时，绳子拉动转轴转动，带
动叶片旋转，使容器里的水温度升高，结合水的比热计算出水增加的内能，以此验证水的内能增加量与重
物的重力做功多少是否相等．
(1)为了完成此实验，除已提供测质量的电子天平外，还需要的测量工具有：________．
(2)兴趣小组在实验过程中发现，水内能的增加量小于重物做功的大小，请写出造成这种现象的一种原因：
________．
(3)改进实验后，获得了如下数据，规律得到验证．
升高温 升高温
实验 重物质量 下降高度 实验 重物质量 下降高度
度 度
序号 （千克） （米） 序号 （千克） （米）
（℃） （℃）1 20 5 0.5 4 10 10 0.5
2 20 10 1.0 5 30 10 1.5
3 20 15 1. 5 6 40 10 2.0
若使容器内相同质量水的温度升高2.5℃，则25千克的重物需下降________米．
【答案】 ①. 刻度尺、温度计 ②. 由于转轴处存在摩擦（或液体散热） ③. 20
【解析】
【详解】（1）实验中应需要用刻度尺测量重物下降的高度、用温度计水升高的温度；
（2）在实验的过程中，由于滑轮存在摩擦、液体会散热等情况，使得水内能的增加量小于重物做功的大
小；
（3）由2次实验可知：20kg的重物下降10m，升高的温度为1℃，则每kg的重物下降1m，升高的温度为
；
使容器内相同质量水的温度升高2.5℃，则需要的高度为：h＝ ＝20m．
13. 人类对“运动和力的关系”的认识就经历了一个曲折漫长的探索过程。
（1）古希腊哲学家亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，这一根据生活经验和事物表象得出的错误
观点被人们沿用了近两千年。
（2）十七世纪，伽利略通过理想斜面实验，正确揭示了“运动和力的关系”。如图所示，伽利略的斜面
实验有如下步骤：
①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度；
②两个对接的斜面，让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一个斜面；
③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度；
④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面以恒定速度持续运动下去。
上述步骤中，有的属于可靠事实，有的则是科学推论。将这些事实和推论进行分类排序，以下顺序正确的是______；
A．事实②→事实①→推论③→推论④ B．事实②→推论①→推论③→推论④
C．事实②→推论①→推论④→推论③ D．事实②→推论③→推论①→推论④
（3）伽利略得出：运动物体如果不受其它物体的作用，将会______，伽利略由此开创了实验和推理相结
合的科学研究方法；
（4）伽利略通过斜面得出了正确结论，关于斜面，下列说法符合研究需要的是______。
A. 探究物体从斜面下滑的速度变化时，应该让小车分别从顶端和中间位置自由滑下
B. 探究动能的大小和物体质量关系时，应让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下
C. 探究动能的大小和物体速度关系时，应让相同质量的钢球从斜面不同高度由静止滚下
【答案】 ①. D ②. 做匀速直线运动 ③. C
【解析】
【分析】
【详解】（2）[1]伽利略的观点是在实验事实的基础上，经过推理概括得出结论，第一步是实验事实，即
②；小球滚到右侧斜面的高度与小球自由放手的位置接近，摩擦越小越接近，得出推理，如果无摩擦，小
球上升的高度与自由放手位置相同，即第二步是③；继续推理，在无摩擦的情况下如果改变右侧斜面的倾
斜程度，减小倾斜程度，仍能使小球上升的高度与自由放手的位置相同，即第三步是①；继续大胆推理，
在无摩擦的情况下，右侧斜面继续减小倾角为0，即水平，则小球永远运动，即第四步是④，按照这样的
思维程序排列顺序，故D正确。
（3）[2]这是实验基础上，再推理得出的结论，实验无法直接验证，运动物体不受力将永远匀速运动下去，
做匀速直线运动。
（4）[3] A．小车从斜面下滑过程中，运动速度不断增大；要探究小车从斜面下滑的速度变化时，应该让
小车从斜面顶端自由滑下，分别记录小车通过上半段、下半段、全程所用的时间，计算上半段、下半段、
全程的平均速度。故A不符合题意；
B．探究动能的大小和物体质量关系时，保持速度不变，应让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止
滚下，故B不符合题意；
C．研究动能大小与速度的关系时，要控制质量相同，改变物体的速度，所以要使相同质量的钢球从斜面
不同高度由静止滚下，故C符合题意。
故选C。
14. 洋洋同学利用如图所示的实物电路来测量一只未知电阻的阻值，其中有待测电阻R，电阻箱R，单刀双
x
掷开关S，定值电阻R。实验主要步骤有：
0
A．读出电阻箱的示数R；
B．将电阻箱的电阻调至最大，连接如图实物电路；C．把双掷开关S接入b端，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数仍为I；
0
D．把双掷开关S接入a端，读出电流表的示数I。
0
（1）上述步骤的合理顺序是______（填字母序号）；
（2）上述步骤D中，发现电流表的示数很小，几乎无法读出，为改变这种状况，你认为可改进的办法是
______；
（3）按照合理步骤，若在步骤C中，将电阻箱的阻值调到62Ω，电流表的示数恰好是步骤D中电流表示
数的2倍，若R＝81Ω，那么待测电阻的阻值是______Ω。
0
【答案】 ①. B、D、C、A ②. 可适当增加电池的节数 ③. 205
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]为保护电路，连接电路时，变阻器连入电路的电阻最大，先使待测电阻与定值电阻、电
流表串联接入电路中，记下电流表示数；通过开关的转换，再使电阻箱与定值电阻、电流表串联接入电路
中，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数不变，由等效替代法，电阻箱的阻值即为待测电阻大小，故上述
步骤的合理顺序是B、D、C、A。
（2）[2]电流表的示数很小，几乎无法读出，由欧姆定律 ，为改变这种状况，可适当增加电池的节数，
提高电压。
（3）[3]若在步骤C中，将电阻箱的阻值调到62Ω，电阻箱与定值电阻串联，由电阻的串联规律，电路的
总电阻
R =R+R=62Ω+81Ω=143Ω
串联1 0
步骤D中，待测电阻与定值电阻串联，由电阻的串联规律，电路的总电阻
R =R+R=R+81Ω
串联2 x 0 x
若在步骤C中电流表的示数恰好是步骤D中电流表示数的2倍，根据 ，在电压不变时，电流与电阻
成反比，故有待测电阻的阻值是R=205Ω。
x
三、计算题（本题包括4小题，每小题4分，共16分，计算题只写结果不得分）
15. 下表是1kg晶体在吸热过程中从固态变到气态的实验数据记录表。求：
吸收热量/千
0 25 50 75 100 200 300 400 500 550
焦
温 度/℃ -50.0 -37.5 -25.0 -12.5 0 0 0 0 12.5 25.0
吸收热量/千
650 750 800 850 900 1000 2000 3000 3150 3200
焦
温 度/℃ 50.0 75.0 87.5 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 125.0
（1）该物质在液态时的比热；
（2）该物质在熔化过程中吸收的热量。
【答案】（1）4 J/(kg· )；（2）350kJ
【解析】
【分析】
【详解】解：（1）由实验数据可知，由25℃到50°C 过程中，液体吸收的热量
Q=650kJ-550kJ=100kJ
该物质在液态时的比热
（2）由实验数据可知，该晶体有两个保持不变的温度，即0℃和100℃，由题知，该晶体在吸热过程中从
固态变到气态，所以两个物态变化过程分别为熔化和沸腾，由以上分析可知，该晶体的熔点为0℃，沸点
为100℃。由表格可知，温度每升高25℃，晶体吸收的热量为50kJ，温度每升高12.5℃，晶体吸收的热量
为25kJ，则温度刚为0℃与第1列数据相比，晶体吸收的热量应为
Q =75kJ+25kJ=100kJ
1
该物质在液态时，温度每升高12.5℃，吸收的热量为50kJ，则晶体刚熔化完时与第1列数据相比，物质吸
收的热量应为
Q =500kJ-50kJ=450kJ
2
该物质在熔化过程中吸收的热量
Q =Q -Q =450kJ-100kJ=350kJ
熔化吸 2 1
答：（1）该物质在液态时的比热4 J/(kg· )；
（2）该物质在熔化过程中吸收的热量350kJ。
16. 关于爱因斯坦“同时的相对性原理”要从“爱因斯坦的奶牛梦”说起：在一个风景如画的牧场上有许
多奶牛在带电的栅栏附近懒散的吃着草，农夫给栅栏通上电时，当电流到达奶牛位置时奶牛就会跳起来。如图所示，在 A 位置的农夫合上电源开关起，电流以光速 c 向奶牛的方向运动，三头奶牛 B、C、D 距 A
位置的农夫、E 位置的爱因斯坦的距离如图所示。观测者只有在奶牛跳起这一现象的光到达观测者眼睛时，
才认为奶牛正在跳起。
（1）农夫看到三头奶牛是______，爱因斯坦看到三头奶牛是______（选填“同时跳起” 或“先后跳
起”）。
（2）若从农夫合上电源开关瞬时开始记时，农夫看到三头奶牛跳起距他闭合开关的时间分别是______？
【答案】 ①. 先后跳起 ②. 同时跳起 ③.
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1][2]农夫看到牛跳起，是牛跳起时反射的光进入他的眼睛，因为三头牛距离农夫的远近不
同，所以对农夫来说三头牛是依次跳起的；对于在农夫对面 E点的爱因斯坦来说，由于光和电传播的速度
相同，因此，他看到的是三头牛同时跳起。
（2）[3]由图知，当在A位置的农夫合上电源开关起，电流以光速向奶牛的方向运动，当B牛受到电击跳
起的景象回到农夫眼前所用总的时间为 ，其中c为光速；同理农夫看到C位置的牛跳起距开关合上的时
间为 ；农夫看到D位置的牛跳起距开关合上的时间为 。
17. 如图所示电路，已知电源电压为6V并保持不变，阻值为4Ω的定值电阻，滑动变阻器的最大电阻为
10Ω，变阻器的总匝数为N。则：
（1）变阻器允许通过的最大电流不得小于多少？
（2）要使变阻器滑片P移动过程中电路的电流最小变化值I不大于电路电流的 ，则变阻器的匝数N不
得小于多少？
【答案】（1）1.5A；（2）247.5【解析】
【分析】
【详解】解：（1）定值电阻与滑动变阻器串联，当滑动变阻器连入阻值为0时，电路中的电流最大，由欧
姆定律可得电路最大电流为
所以变阻器允许通过的最大电流不得小于1.5A。
（2）设变阻器连入电路的电阻为R′，则电路中的电流
电流最小变化值I对应于滑片P移过1匝，若变阻器滑片向右移过1匝，变阻器每匝的电阻为R，则电路
中的电流
即
联立可得
当R′＝0时， 有最大值即
而 ，解得
的
答：（1）变阻器允许通过 最大电流不得小于1.5A；
（2）变阻器的匝数N不得小于247.5。
18. 如图所示，水平光滑轻质硬直杆AB可绕固定轴O点转动，OA＝2m，OB足够长，杆左端A点用轻绳
系一重量为100N圆柱体Q，圆柱体Q的底面积为20cm2，静置于水平地面上。直杆O点右侧穿有重量为
50N的铁环P，现让铁环P以0.2m/s的速度，从O点开始向B端匀速运动。
（1）求6s末圆柱体Q对地面的压强；
（2）为不使硬杆转动，铁环P从O点开始向右运动的最长时间；（3）试推导铁环P从O点开始运动，直到直杆AB开始转动，这一过程中，圆柱体Q对地面的压强随时
间变化的数学关系式，并画出两者（p−t）关系图象，并标记出图线与坐标轴交点数值。
【答案】（1）3.5×104Pa；（2）20s；（3）5×104Pa−2.5×103t（Pa/s），
【解析】
【分析】
【详解】
（1）在4s内铁环P移动的距离
s＝vt＝ 0.2m/s×6s＝1.2m
1 1
即4s末铁环重力的力臂
OP＝s＝1.2m
1 1
由杠杆的平衡条件可得
FA•OA＝G •OP
1 P 1
则A端轻绳的拉力为
6s末圆柱体Q对地面的压力
F＝G −F ＝100N−30N＝70N
1 Q A1
圆柱体Q对地面的压强
（2）硬杆恰好不转动时，A端细绳的拉力
F ＝G ＝100N
A2 Q
由杠杆 的平衡条件可得
F •OA＝G •OP
A2 P 2
此时铁环重力的力臂即铁环运动的距离为
s＝OP＝4m
2 2
则铁环P从O点开始向右运动的最长时间
（3）当铁环运动的时间为t时，铁环重力的力臂
OP＝s＝vt＝0.2m/s×t
由杠杆的平衡条件可得
F•OA＝G •OP
A P
则A端轻绳的拉力为
圆柱体Q对地面的压力为
F＝G −F ＝100N−5t（N/s）
Q A1
圆柱体Q对地面的压强
根据表达式可知，p与t成一次函数关系，当t＝0s时
p＝5×104Pa
0
由（2）小题可知，t＝20s时，圆柱体对地面没有压力，即此时圆柱体对地面的压强为0；
根据这两个特殊点和p与t成一次函数关系，作图如下：
答：（1）6s末圆柱体对地面的压强为3.5×104Pa。（2）为使杠杆不转动，圆环最多运动20s。
（3）图像如下：
四、综合题（本题包括4小题，19和20题每题4分，21和22题每题5分，共18分。）
19. 实验中有时需要将一束粗平行光变成细平行光，这可以利用两块透镜的组合来解决．请在图的两个方
框中各画出一种组合方式（要在图中画清光束粗细的变化），分别写出两块透镜间的距离s跟两块透镜到
各自焦点的距离f1、f2的关系．
【答案】
S=f +f S=f -f
1 2 1 2
【解析】
【详解】试题分析：根据透镜对光线的作用，平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚于焦点，经凹透镜后会
发散，因此图示的情况，只用一个元件达不到目的，就要用到两个光学元件进行组合，由出射光线与入射
光线相比较，都是平行光，但更加会聚了，因此，首先要放置一个凸透镜．
（1）当最下面的出射光线与最上面的入射光线相对应时，光线经过凸透镜会聚于一点，而这一点又是第
二个凸透镜的焦点，如甲图所示，S=f +f
1 2
（2）当两条最上面的光线是一条光线时，首先经过凸透镜会聚，然后要经过凹透镜的发散才能实现．即
经过凸透镜第一次折射后的折射光线要经过凸透镜的焦点，第二次的入射光线要射向凹透镜的另一个焦点，
这两个焦点在F点重合，如图乙所示，S=f -f
1 2 ．考点：透镜的光路图
20. 图中，MM'、NN'是两根水平放置的光滑金属导轨，在导轨放置的区域内有磁场存在，磁感线方向垂直
于纸面向内。AB、CD为可在导轨上滑动的金属棒。当AB在外力作用下向右运动时，CD将向右移动。请
解释原因。（提示：我们可以用左手定则来判断磁场力的方向，让磁感线垂直于手掌从掌心进入，四指指
向与电流方向相同，大拇指所指的方向即为导体所受磁场力的方向）
【答案】见解析
【解析】
【分析】
【详解】当金属AB在外力作用下向右运动时，由于AB做切割磁感线运动，从而在AB中有感应电流产生。
根据右手定则判定，感应电流方向是由B向A，感应电流经导轨流入金属棒CD，CD为通电导线，它在磁
场中要受到力的作用，应用左手定则可以判断出其受力方向为指向右边，所以CD在此力的作用下向右运
动。
21. 科学家利用光与微粒（100毫米左右）发生相互作用的特性，发明了一种用激光来操纵微粒的工具——
光镊子。其原理是：当一束会聚的激光束从光疏媒质进入光密媒质时发生折射（如图题1 所示），光束的
会聚程度将减弱，光束在界面受到向下的力；当一束会聚的激光束从光密媒质进入光疏媒质时发生折射
（如图题2所示），光束的会聚程度将增强，光束在界面受到向上的力。
（1）现有一束向某点会聚的激光束射向折射率大于周围介质的小球，试分析如图所示情况下，小球受到
激光束的总作用力方向。
（2）用光镊子捕获和移动在水中的玻璃小球十分方便，可以对小球施加一个竖直向上的捕获力。实验时，
将混有玻璃小球的水溶液滴在载玻片上，然后利用光镊子将玻璃小球提离载玻片，并在水中移动，设光镊
子的捕获力与激光的功率成正比。已知实验过程中玻璃小球都浸没在水中，小球的密度ρ ＝2.0×103kg/m3，
体积V＝8.0×10−18m3。实验发现当激光功率为P＝16mW时，恰好能将玻璃小球提离载玻片。求：
（1）此时光镊子产生的捕获力；
（2）实验过程中当用功率P'＝30mW的激光作用在该小球时，求此时玻璃小球受到的合力大小。【答案】（1）方向向下；（2）7.0×10−14N
【解析】
【分析】
【详解】解：（1）由图可知，光线经两次折射折向上方，即光束经过（玻璃）介质球受到的总作用力的
效果为向上，所以玻璃（介质）球受到的激光束的总作用力方向向下。
（2）由激光功率为P＝16mW时，恰好能将玻璃小球提离载玻片，可得
G ＝F ＋F
球 捕 浮
而玻璃小球受到的重力为
G ＝mg＝ρgV＝2.0×103kg/m3×10N/kg×8.0×10−18m3＝1.6×10−13N
球
由于实验过程中玻璃小球都浸没在水中，则
V ＝V＝8.0×10−18m3
排
玻璃小球都浸没在水中受到浮力为
F ＝ρ gV ＝1.0×103kg/m3×10N/kg×8.0×10−18m3＝8.0×10−14N
浮 水 排
所以，此时光镊子产生的捕获力为
F ＝G −F ＝8.0×10−14N
捕 球 浮
因为光镊子的捕获力与激光的功率成正比，则当用功率P′＝30mW的激光作用在该小球时，有
所以F '＝1.5×10−13N，则此时玻璃小球受到的合力为
捕
F＝F '＋F −G ＝1.5×10−13N＋8.0×10−14N−1.6×10−13N＝7.0×10−14N
捕 浮 球
答：（1）此时光镊子产生的捕获力方向向下；
（2）此时玻璃小球受到的合力大小7.0×10−14N。
22. 在我们的日常生活、工业生产和高科技领域里，磁被广泛运用。请回答下列一组与磁有关的问题。（1）将一个电磁铁和白炽灯并联后接入电路，如图所示，当闭合电键时，灯L即刻点亮，随后熄灭；当
断开电键时，灯会闪亮后熄灭。此现象说明当闭合电键时，流过电磁铁的电流变化是______；当断开电键
时，流过电磁铁的电流变化是______。
（2）干簧管也叫干簧继电器，当将一个条形磁铁与干簧管平行放置时，干簧管的磁簧片就会被磁化，且
靠近的那两个端点会被磁化成异名磁极，触点就会闭合，将电路接通；当条形磁铁远离干簧管时，磁簧片
的磁性消失，触点就会断开。华华同学设想用干簧管制作水位自动报警器，下图是他设计的一部分情况，
请帮助他完成其余部分的设计：
①设永久磁铁所受的重力为3N，浮球的体积为200cm3，不计滑轮处的摩擦。则要想让此装置能正常工作，
浮球的质量应满足的条件是______。
②他手边还有开关、红灯、绿灯和电铃各一个，导线若干，请在图中的虚线方框内画出报警电路， 要求：
水位到达A处时，红灯亮，电铃报警；水位到达B处时，绿灯亮，电铃报警______。
（3）我们已经知道通电导线在磁场中会受到的力的作用，这是法国物理学家安培首先通过实验确定的，
因此该力被称为安培力。如图甲，一段长度为L的直导线ab，通过的电流强度为I，垂直于磁场方向放置
在磁感应强度为B的均匀磁场中，则这段通电导线受到的安培力的大小F与电流强度I、长度L，磁感应强
度B的关系为F＝kBIL，其中k=1N/(T·A·m)。若将图甲中的电源换为发电机，发电机结构如图乙虚线内所
示，我们加道，要使闭合电路中有电流，这个电路中必须有电源，在电磁感应现象里，既然闭合电路里有
感应电流，那么这个电路中也必定有电压，在电磁感应现象中产生的电压也叫感应电动势，用E表示，在
磁场中做切割磁感线运动的导体cd相当于电源。长度为L的导体cd以速度ν在磁感应强度为B的匀强磁
场中做切割磁感应线运动时，在B、L、ν的方向互相垂直的情况下，导体cd中产生的感应电动势的大小为：
E＝BLν，那么图乙中，求：导体ab受到的安培力F与导体ab的电阻R、长度L、磁感应强度B运动速度v之间的关系______。
.
【 答 案 】 ① 逐 渐 增 大 ② . 逐 渐 减 小 ③ . 0.5kg ＞ m 浮 球 ＞ 0.3kg ④.
⑤.
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1][2]因为电磁铁的线圈是一个储能元件，当闭合开关时，灯L 即刻点亮，随后熄灭，说明
1
在总电流不变的情况下，电磁铁中的电流逐渐增大，从而使流经灯泡的电流减小而熄灭；当断开开关时，
灯会闪亮后熄灭，说明电磁铁在断电后释放了其储存的电能，使灯闪亮，流过电磁铁的电流是逐渐减小的。
（2）[3]浮球浸没水中受到的浮力
F浮=ρ gV =1×103kg/m3×10N/kg×200×10-6m3=2N
水 排
设浮球刚好浸没水中，浮球必须上浮，则必须满足
G ＜F +G =2N+3N=5N
浮球 浮 磁铁
设浮球刚好离开水面，浮球必须下降，则必须满足
G ＞G =3N
浮球 磁铁
因此要想让此装置能正常工作，此浮球所受的重力应满足
5N＞G ＞3N
浮球
根据G=mg可知浮球的质量应满足
0.5kg＞m ＞0.3kg
浮球[4]设计报警电路如下：
（3）[5]由题知，导体cd中产生的感应电动势的大小为：E＝BLν，则电路中的电流
导体ab受到的安培力
