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2023年湖北省武汉市中考物理试卷
一、选择题（共12小题，每小题3分，满分36分）
1．（3分）在中小学爱国主义教育活动中，某学校组织师生观看电影《闪闪的红星》，影
片中有歌词“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”，其中“青山……走”所选的参照物
是（ ）
A．竹排 B．江岸 C．房屋 D．青山
2．（3分）在清晨，人们经常看到湖面上大雾逐渐散去，这是（ ）
A．升华现象 B．凝华现象 C．汽化现象 D．熔化现象
3．（3分）如图所示，小红同学正在演奏古筝，听众分辨出古筝的声音，是依据声音的（
）
A．响度 B．音调 C．音色 D．速度
4．（3分）太阳是人类能源的宝库。下列说法正确的是（ ）
A．能量的转化和转移是有方向性、不可逆的
B．太阳能是太阳内部氢原子核发生裂变释放的能量
C．太阳能是未来的理想能源之一，是不可再生能源
D．中国空间站上用到的太阳能电池板是将太阳能直接转化为化学能
5．（3分）一块仪容镜如图甲所示，放在某学校走廊的AB处，仪容镜靠墙而立，镜面与
墙壁平行，在另一面墙壁上的O处悬挂一电铃，如图乙所示。为了总能看到电铃通过仪
容镜所成的像O'，小强同学沿着走廊的ae直线走动，若将人和电铃各自看作一个点，
则小强同学所在的区间是（ ）A．ab B．bc C．cd D．de
6．（3分）同学们可能做过这样的实验：在敞口塑料瓶侧壁上钻两个大小相同的小圆孔
a、b，注入水，水从两个小圆孔喷出。在某一时刻，从两个小圆孔喷出的水分别落到水
平地面上的c、d两处，其中d离塑料瓶远些，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．图中d是从a孔喷出水的落点
B．这次实验初步说明水内部压强的大小与水的深度有关
C．这次实验初步说明液体内部压强的大小与液体的密度有关
D．在相同的时间内a孔喷出水的质量比b孔喷出水的质量多
7．（3分）电动叉车托着质量为100kg的货物，在5s内沿着水平方向行驶10m，如图甲所
示；接着在10s内把货物匀速竖直提升1m，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．叉车水平行驶过程中，货物的重力做功为1×104J
B．叉车提升货物过程中，克服货物的重力做功为1×103J
C．叉车水平行驶过程中，叉车的重力势能转化为货物的动能
D．叉车提升货物过程中，货物的动能转化为货物的重力势能
8．（3分）小红同学用气球（由橡胶制成）与自己的头发摩擦几下，松手后，气球“粘”在头发上，其原因是（ ）
A．气球上的负电荷转移到头发上
B．头发上的正电荷转移到气球上
C．气球和头发带同种电荷而相互排斥
D．气球和头发带异种电荷而相互吸引
9．（3分）安检时使用的一种金属探测仪如图所示，金属探测仪靠近金属物体时，会产生
感应电流，发出报警信号。下列说法正确的是（ ）
A．人耳听到的报警信号是电磁波信号
B．金属探测仪的工作原理和电磁铁的相同
C．金属探测仪的工作原理和电动机的相同
D．金属探测仪的工作原理和动圈式话筒的相同
10．（3分）小强同学放学回家后，打开电灯，接入电热水壶，两者均正常工作，接着启
动微波炉加热食品时，发现微波炉不工作，电热水壶突然停止工作，但是电灯仍然正常
发光，如图所示。他对故障作了下列四种判断，其中正确的是（ ）
A．零线上ab间断路
B．零线上bc间断路
C．微波炉所在支路be间短路
D．电热水壶所在支路cd间短路
11．（3分）在学校举行的劳动技术成果汇报展示活动中，小强同学展示了一辆自己组装
的玩具车，它具有“原地灯光秀”“调速前进”和“定速后退”三种工作模式。通过控
制开关S 、S 和滑动变阻器R 来改变灯L的亮度，实现“原地灯光秀”：通过改变直
1 2 1流电动机的转动方向及转速，实现“调速前进”或“定速后退”，如图所示。已知电源
电压不变，标有“0.6A”灯L的电阻不变且R ＝10 ，定值电阻R ＝5 。当玩具车工
L 2
作在“原地灯光秀”模式时，电流表A的最大示数为Ω0.4A。关于下列结论Ω：
①电源电压为9V
②玩具车“调速前进”时，电流表A的最大示数小于0.6A
③玩具车“定速后退”时，电路消耗的总功率小于2.4W
④S闭合，S 接1，S 接2时，玩具车处于“原地灯光秀”模式
1 2
其中正确的是（ ）
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
12．（3分）铁架台的水平底座上有一只溢水杯，贴近溢水杯有一底面积为 20cm2的圆柱
形小桶（不计侧壁厚度）。弹簧测力计的上端挂在铁架台的支架上，下端悬挂一重力为
1.2N、密度为4×103kg/m3的金属块。初始时，金属块有 的体积浸在水中，弹簧测力计
的示数为F ，杯中水面恰好与溢水口相平，小桶中没有水，如图所示。接着竖直向上提
1
溢水杯，当溢水杯刚好离开水平底座时（底座对溢水杯的支持力刚好为零），提绳竖直
向上的拉力为T ；提着溢水杯竖直向上缓慢移动，当金属块刚好浸没在水中时，水对小
1
桶底部的压强为p，弹簧测力计的示数为F ，提绳竖直向上的拉力为T 。已知小桶能全
2 2
部接住从溢水杯中溢出的水，则下列说法正确的是（ ）A．金属块体积为300cm3 B．F ﹣F ＝0.18N
1 2
C．p＝150Pa D．T ＝T
2 1
二、解答题（共7小题，满分34分）
13．（3分）我国确立了到2025年实现可再生能源年发电量在 3.3×1012千瓦时左右的目标，
为了实现上述目标，可以大力发展风能发电和水能发电。我国的“奋进号”潮流能发电
机组是世界上单台容量最大的潮流能发电机组，它的吊装如图所示，其核心部件是“水
下大风车”，将它安装在海底，可以利用海水的潮流能发电。请回答下列问题：
（1）3.3×1012千瓦时＝ 焦耳。
（2）涨潮或落潮期间，海水冲击位于海底的“水下大风车”，带动潮流能发电机发电，
在这个过程中 能转化为 能。
14．（3分）2022年2月5日，中国队获得短道速滑混合团体2000米接力比赛冠军，这是
中国代表团在北京冬奥会上夺得的首枚金牌。短道速滑的接力与田径比赛的接力不同，
运动员只需要在到达接力地点的时候推送下一个队友出发就是完成了接力。如图所示，
决赛中，“接棒”的运动员甲在“交棒”的运动员乙前面滑行，当追上时，乙猛推甲一
把，使甲获得更大的速度向前滑行，这说明了 ；乙由于
，不蹬冰也能继续向前滑行；此后乙的速度逐渐减小，是因为受到 作用。15．（4分）某实验小组用两套如图甲所示的实验装置分别研究海波和石蜡的熔化过程。
（1）如图乙所示，温度计显示的是石蜡在某时刻的温度，它的示数是 ℃。
（2）海波熔化过程中不断 （填“放出”或“吸收”）热量，温度
（填“升高”、“不变”或“降低”）。
（3）两支试管中分别盛有海波和石蜡，当两者全部熔化后，该实验小组继续研究海波
和石蜡的凝固过程。将两支试管从烧杯中取出，静置于空气中自然冷却，每隔 2min同
时记录一次温度，根据记录数据在同一个图象中画出它们的温度随时间变化的曲线，如
图丙所示。下列说法正确的是 （填标号）。
A.石蜡的凝固点为48℃
B.实验室内环境温度为20℃
C.0～15min内的任一时刻，石蜡和海波的温度都不可能相同
16．（4分）用F为焦点，焦距为f的凸透镜探究成像规律，在实验中：
（1）发光物体和凸透镜的位置如图所示，图中光屏未画出，光屏上所成清晰的像在图
中 （填数字序号）区域，像的箭头方向是竖直向 的，像的大小比发光物体要 。
（2）将光屏放在凸透镜右侧，发光物体放在A处，发现无论怎样调整光屏的位置，在
光屏上都无法得到发光物体的像。撤去光屏，从凸透镜右侧向凸透镜看去，观察到发光
物体的像，此像到凸透镜的距离 （填“大于”、“等于”或“小于”）发光
物体到凸透镜的距离。
17．（4分）在探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）调节平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止。选取若干个质量均为50g
的钩码，在杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，移动钩码，使杠杆重新在水平位置平衡，
分别记下F 、F 、l 、l 的数值。重做几次实验，部分实验数据如表所示。
1 2 1 2
次数 动力F /N 动力臂l /cm 阻力F /N 阻力臂l /cm
1 1 2 2
1 3.0 5.0 1.5 10.0
2 2.0 15.0 2.0 15.0
3 1.0 25.0 2.5 10.0
…… …… …… …… ……
由表中数据可得，F 、F 、h 、l 之间的关系式是 。
1 2 1 2
（2）①在第（1）问的某次实验中，杠杆右侧挂了4个钩码，左侧用弹簧测力计竖直向
下拉，当杠杆在如图甲所示位置静止时，弹簧测力计的示数是 N。
②保持杠杆右侧所挂4个钩码的位置不变，取下弹簧测力计，在杠杆右侧用弹簧测力计
沿竖直方向拉杠杆，当杠杆再次水平并静止时，弹簧测力计对杠杆的拉力为F＝1.5N，
请在图乙中画出弹簧测力计对杠杆的拉力F的示意图及其力臂l。
18．（6分）小红同学用下列器材探究电流与电阻的关系：干电池 4节，定值电阻R
（10 、15 、20 和25 ），电流表A（量程0～0.6A或0～3A），电压表V（量程0
～3VΩ或0～Ω15V）Ω，滑动Ω变阻器，开关，导线若干。在实验中：（1）①如图乙所示，电压表量程为0～15V，电流表量程为0～0.6A，定值电阻R＝
10 ，请根据图甲在图乙中补画2根导线，将实物电路连接完整。
②Ω确认电路连接无误后，闭合开关，电压表示数如图丙所示，则电源电压是
V。
（2）断开开关，将电压表量程改为0～3V，并联接在图甲中的 A、B两点，检查电路
无误后，闭合开关，向左移动滑片P，当电流表示数为0.24A时，记下电压表的示数，
设此时滑动变阻器连入电路的阻值为R ，接着将10 的定值电阻更换为15 的定值电
P1
阻，重做实验，当观察到电压表的示数是 Ω V时，记下电流表的示Ω数，设此
时滑动变阻器连入电路的阻值为R ，则R ﹣R ＝ 。
p2 P2 P1
（3）小红同学继续进行实验，将15 的定值电阻更换为20 的Ω定值电阻，闭合开关，
发现滑片P在最右端时，电压表示数Ω为2.7V。为了能用20Ω和25 的定值电阻继续完
成实验，应将实物电路中的滑动变阻器更换为 Ω Ω （填“25
2A”“30 2A”或“50 1.5A”）的滑动变阻器。 Ω
19．（10分）Ω智能机器正在Ω进入我们的生活，为人们提供高效、精准的服务。某台全自动
扫拖一体机器人主要由锂电池组、扫地模组、吸尘模组、拖地模组、升降模组和车轮模
组等组件构成，它既可以扫地，也可以拖地。小强同学在面积为S ＝27m2的空房间
1
（矩形ABCD）内，用这台机器人打扫家庭卫生。（1）机器人扫地过程中，若在1×103s内总共做了2.4×104J的功，则机器人做功的功率
是多少W？
（2）机器人底部构造如图甲所示，两块面积均为 S ＝1.8×10﹣2m2的抹布固定在转盘
2
O 、O 上，在升降模组控制下，下降并压迫地面，利用两块抹布旋转擦洗和加压拖地。
1 2
机器人在瓷砖地面上拖地时，两块抹布对瓷砖地面的压力为 12N，两块抹布对瓷砖地面
的压强是多少Pa？
（3）机器人拖地过程可用如图乙所示的简化模型进行研究，关门后，机器人（用 O
表示）从图示位置开始，贴近墙壁AB沿着弓形路线拖洗地面，在地面上拖出水带（⊙水
的痕迹）的宽度均为d＝0.3m，其中平行于墙边AB的任意相邻的两条水带都不重叠，
当机器人拖出第15条水带到达墙角C处时，刚好将整个房间的地面拖洗了1次。机器
人受到的牵引力为F＝20N，牵引力的功率为3W。忽略墙边和墙角处机器人沿着弓形路
线无法拖洗的地面面积，设机器人沿着弓形路线运动时速度大小不变，求机器人需要多
长时间，才能沿着弓形路线将整个房间的地面拖洗1次？2023年湖北省武汉市中考物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（共12小题，每小题3分，满分36分）
1．（3分）在中小学爱国主义教育活动中，某学校组织师生观看电影《闪闪的红星》，影
片中有歌词“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”，其中“青山……走”所选的参照物
是（ ）
A．竹排 B．江岸 C．房屋 D．青山
【分析】判断一个物体是运动的还是静止的，要看这个物体与所选参照物之间是否有位
置变化。若位置有变化，则物体相对于参照物是运动的；若位置没有变化，则物体相对
于参照物是静止的。
【解答】解：研究物体运动状态时，通常不能以被研究的物体自身作为参照物，歌词
“巍巍青山两岸走”中是青山在“走”，所以应选有位置变化的青山之外的竹排为参照
物，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】一个物体的运动状态的确定，关键取决于所选取的参照物。所选取的参照物不
同，得到的结论也不一定相同，这就是运动和静止的相对性。
2．（3分）在清晨，人们经常看到湖面上大雾逐渐散去，这是（ ）
A．升华现象 B．凝华现象 C．汽化现象 D．熔化现象
【分析】在一定条件下，物质的三种状态﹣﹣固态、液态、气态之间会发生相互转化，
这就是物态变化；
物质由气态直接变为固态的过程叫凝华，物质由固态直接变为气态的过程叫升华；物质
由气态变为液态的过程叫液化，物质由液态变为气态的过程叫汽化；物质由固态变为液
态的过程叫熔化，物质由液态变为固态的过程叫凝固。
【解答】解：雾是小水滴，大雾逐渐散去，小水滴变成水蒸气，属于汽化现象，故
ABD错误，C正确。
故选：C。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化，关键要看清物态变化前后，物质各处
于什么状态；另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
3．（3分）如图所示，小红同学正在演奏古筝，听众分辨出古筝的声音，是依据声音的（
）A．响度 B．音调 C．音色 D．速度
【分析】声音的特性有三个：音调、响度、音色。音调是声音的高低，响度是人耳处声
音的大小，音色是声音的品质和特色。
【解答】解：人们能分辨出古筝和琵琶演奏的声音，主要是依据声音的音色不同。
故选：C。
【点评】本题考查乐音的三要素的知识，属于基础题。
4．（3分）太阳是人类能源的宝库。下列说法正确的是（ ）
A．能量的转化和转移是有方向性、不可逆的
B．太阳能是太阳内部氢原子核发生裂变释放的能量
C．太阳能是未来的理想能源之一，是不可再生能源
D．中国空间站上用到的太阳能电池板是将太阳能直接转化为化学能
【分析】（1）能量的转化和转移具有方向性；
（2）太阳内部每时每刻都在发生核聚变；
（3）太阳能可以源源不断得到，属可再生能源；
（4）太阳能电池板是将太阳能直接转化为电能。
【解答】解：A、能量的转化和转移是有方向性、不可逆的，故A正确；
B、太阳能是太阳内部氢原子核发生聚变释放的能量，故B错误；
C、太阳能是未来的理想能源之一，可以源源不断得到，是可再生能源，故C错误；
D、中国空间站上用到的太阳能电池板是将太阳能直接转化为电能，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了对太阳能的了解，对能量转化和转移方向性的认识，属基础题。
5．（3分）一块仪容镜如图甲所示，放在某学校走廊的AB处，仪容镜靠墙而立，镜面与
墙壁平行，在另一面墙壁上的O处悬挂一电铃，如图乙所示。为了总能看到电铃通过仪
容镜所成的像O'，小强同学沿着走廊的ae直线走动，若将人和电铃各自看作一个点，
则小强同学所在的区间是（ ）A．ab B．bc C．cd D．de
【分析】平面镜成像的特点：物像等大、等距、连线与镜面垂直，虚像。
【解答】解：电铃反射的光入射到A处和B处，经过平面镜反射到b和c两处，为了总
能看到电铃通过仪容镜所成的像O'，小强同学所在的区间是bc。
故选：B。
【点评】本题考查平面镜成像的特点的应用，属于基础题。
6．（3分）同学们可能做过这样的实验：在敞口塑料瓶侧壁上钻两个大小相同的小圆孔
a、b，注入水，水从两个小圆孔喷出。在某一时刻，从两个小圆孔喷出的水分别落到水
平地面上的c、d两处，其中d离塑料瓶远些，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．图中d是从a孔喷出水的落点
B．这次实验初步说明水内部压强的大小与水的深度有关
C．这次实验初步说明液体内部压强的大小与液体的密度有关
D．在相同的时间内a孔喷出水的质量比b孔喷出水的质量多
【分析】（1）根据液体压强的特点并结合图分析从a、b两孔喷出水的落点；
（2）根据图中a、b两处的不同点和对应的喷出液体的落点分析实验结论；
（3）根据a、b两处液体压强大小判断两小孔中水的流速，判断流出水的质量。
【解答】解：A、由图可知，a处液体的深度比b处液体的深度小，由液体压强的特点
可知，a处液体的压强小于b处液体的压强，因此a孔喷出水的距离小于b空喷出水的
距离，即d是从a孔喷出水的落点，c是从a孔喷出水的落点，故A错误；BC、由图可知，小孔位置越低，水的深度越深，水喷出得越远，表示水的压强越大，
说明液体内部压强的大小跟液体的深度有关，故B正确、C错误；
D、a孔的位置比b空的位置高，水的深度小，液体压强小，则水的流速慢，若两孔大
小相同，则相同时间内a空流出水的质量小，故D错误。
故选：B。
【点评】此题以矿泉水瓶为载体考查液体压强特点的实验与应用，矿泉水瓶可以用来探
究很多物理知识，值得关注！
7．（3分）电动叉车托着质量为100kg的货物，在5s内沿着水平方向行驶10m，如图甲所
示；接着在10s内把货物匀速竖直提升1m，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．叉车水平行驶过程中，货物的重力做功为1×104J
B．叉车提升货物过程中，克服货物的重力做功为1×103J
C．叉车水平行驶过程中，叉车的重力势能转化为货物的动能
D．叉车提升货物过程中，货物的动能转化为货物的重力势能
【分析】（1）功是力和力的方向上移动的距离的乘积，据此分析水平行驶过程中，叉
车对货物是否做功；
（2）根据W＝Gh＝mgh求出叉车提升货物过程中，克服货物的重力做功；
（3）（4）动能的大小与质量、速度有关，重力势能的大小与质量、高度有关。
【解答】解：A、功是力和力的方向上移动的距离的乘积，所以水平行驶过程中，货物
的重力没有做功，故A错误；
B、叉车提升货物的过程中，克服货物重力做功：W＝Gh＝mgh＝100kg×10N/kg×1m＝
1×103J，故B正确；
C、叉车水平行驶过程中，叉车的质量没有变化，高度也没有变化，因此叉车的重力势
能没有变化，所以不是叉车的重力势能转化为货物的动能，故C错误；
D、货物上升过程中，质量不变，速度不变，动能不变，高度变大，重力势能变大，因
此不是货物的动能转化为货物的重力势能，故D错误。
故选：B。【点评】此题考查了功的计算和公式的应用、能量的转化，难度不是太大，属基础题。
8．（3分）小红同学用气球（由橡胶制成）与自己的头发摩擦几下，松手后，气球“粘”
在头发上，其原因是（ ）
A．气球上的负电荷转移到头发上
B．头发上的正电荷转移到气球上
C．气球和头发带同种电荷而相互排斥
D．气球和头发带异种电荷而相互吸引
【分析】因摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电，异种电荷相互吸引。
【解答】解：因摩擦的方法使物体带电叫摩擦起电，用气球（由橡胶制成）与自己的头
发摩擦几下，气球和头发带异种电荷，而异种电荷相互吸引，气球“粘”在头发上，故
ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
【点评】本题考查摩擦起电现象及电荷间的相互作用。
9．（3分）安检时使用的一种金属探测仪如图所示，金属探测仪靠近金属物体时，会产生
感应电流，发出报警信号。下列说法正确的是（ ）
A．人耳听到的报警信号是电磁波信号
B．金属探测仪的工作原理和电磁铁的相同
C．金属探测仪的工作原理和电动机的相同
D．金属探测仪的工作原理和动圈式话筒的相同
【分析】金属探测仪靠近金属物体时，会产生感应电流，发出报警信号，利用的是电磁
感应。分析电磁铁、电动机、动圈式话筒的原理，确定正确的选项。注意人听到的报警
信号属于声音。
【解答】解：金属探测仪靠近金属物体时，会产生感应电流，发出报警信号，其原理是
电磁感应。
A、人耳听到的报警信号是声信号，故A错误；
B、电磁铁利用的是电流的磁效应，与金属探测仪的工作原理不同，故B错误；
C、电动机是利用通电导体在磁场中受力转动的原理工作的，与金属探测仪的工作原理不同，故C错误；
D、动圈式话筒是利用电磁感应原理来工作的，与金属探测仪的工作原理相同，故D正
确。
故选：D。
【点评】本题考查了电磁铁、电动机、动圈式话筒的工作原理，属于基础题目。
10．（3分）小强同学放学回家后，打开电灯，接入电热水壶，两者均正常工作，接着启
动微波炉加热食品时，发现微波炉不工作，电热水壶突然停止工作，但是电灯仍然正常
发光，如图所示。他对故障作了下列四种判断，其中正确的是（ ）
A．零线上ab间断路
B．零线上bc间断路
C．微波炉所在支路be间短路
D．电热水壶所在支路cd间短路
【分析】电热壶和微波炉突然停止工作，灯L仍正常发光，说明灯泡相连的火线和零线
正常，但电路中一定出现断路。
【解答】解：家庭电路中它们之间的连接方式是并联。用电器之间既可以单独工作又互
不影响；电灯仍正常工作，说明电源的火线、零线均正常；电热壶和微波炉突然停止工
作，灯L仍正常发光，故障应为电热壶和微波炉所在的干路出现断路现象，因此是可能
是ab间发生了断路。
若微波炉所在支路be间短路或电热水壶所在支路cd间短路，所有用电器都不可能有电
流通过，灯L不能正常发光。
故选：A。
【点评】本题考查家庭电路的故障分析等，属于中等题。
11．（3分）在学校举行的劳动技术成果汇报展示活动中，小强同学展示了一辆自己组装
的玩具车，它具有“原地灯光秀”“调速前进”和“定速后退”三种工作模式。通过控
制开关S 、S 和滑动变阻器R 来改变灯L的亮度，实现“原地灯光秀”：通过改变直
1 2 1
流电动机的转动方向及转速，实现“调速前进”或“定速后退”，如图所示。已知电源电压不变，标有“0.6A”灯L的电阻不变且R ＝10 ，定值电阻R ＝5 。当玩具车工
L 2
作在“原地灯光秀”模式时，电流表A的最大示数为Ω0.4A。关于下列结论Ω：
①电源电压为9V
②玩具车“调速前进”时，电流表A的最大示数小于0.6A
③玩具车“定速后退”时，电路消耗的总功率小于2.4W
④S闭合，S 接1，S 接2时，玩具车处于“原地灯光秀”模式
1 2
其中正确的是（ ）
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
【分析】根据题意，通过控制开关S 、S 和滑动变阻器R 来改变灯L的亮度，实现
1 2 1
“原地灯光秀”，此时直流电动机不连入电路，因此 S闭合，S 接1，S 接1时，玩具
1 2
车处于“原地灯光秀”模式；通过改变直流电动机的转动方向及转速，实现“调速前
进”或“定速后退”，说明玩具车前进时需要用滑动变阻器R 来实现“调速”，但后
1
退时电路中没有滑动变阻器R ，以实现“定速”，因此S闭合，S 接1，S 接2时，玩
1 1 2
具车处于“调速前进”模式；S闭合，S 接2，S 接1时，玩具车处于“定速后退”模
1 2
式；
当玩具车工作在“原地灯光秀”模式时，电流表 A的最大示数为0.4A，电源电压不变，
根据I＝ 可知，电路中总电阻最小时电流最大，因此此时滑动变阻器 R 连入电路的电
1
阻为零，电路为灯L与R 的串联电路，根据U＝I（R +R ）求出电源电压；
2 L 2
玩具车“调速前进”时，电源电压不变，根据I＝ 可知，电路中总电阻最小时电流最
大，因此此时滑动变阻器R 连入电路的电阻为零，电路为灯L与直流电动机的串联电
1路，根据I′＝ 求出此时电路电流；
玩具车“定速后退”时，电路为灯L与直流电动机、定值电阻R 的串联电路，根据P＝
2
＝ 求出电路消耗的总功率。
【解答】解：根据题意，通过控制开关S 、S 和滑动变阻器R 来改变灯L的亮度，实
1 2 1
现“原地灯光秀”，此时直流电动机不连入电路，因此 S闭合，S 接1，S 接1时，玩
1 2
具车处于“原地灯光秀”模式，故④错误；
当玩具车工作在“原地灯光秀”模式时，电流表 A的最大示数为0.4A，电源电压不变，
根据I＝ 可知，电路中总电阻最小时电流最大，因此此时滑动变阻器 R 连入电路的电
1
阻为零，电路为灯L与R 的串联电路，电源电压为：
2
U＝I（R +R ）＝0.4A×（10 +5 ）＝6V；故①错误；
L 2
根据题意，通过改变直流电动Ω机Ω的转动方向及转速，实现“调速前进”或“定速后退”，
说明玩具车前进时需要用滑动变阻器R 来实现“调速”，但后退时电路中没有滑动变
1
阻器R ，以实现“定速”，因此S闭合，S 接1，S 接2时，玩具车处于“调速前进”
1 1 2
模式；S闭合，S 接2，S 接1时，玩具车处于“定速后退”模式；
1 2
玩具车“调速前进”时，电源电压不变，根据I＝ 可知，电路中总电阻最小时电流最
大，因此此时滑动变阻器R 连入电路的电阻为零，电路为灯L与直流电动机的串联电
1
路，此时电路电流为I′＝ ＝ ，因为R 不为零，因此电路电流I′小
M
于0.6A，电流表A的最大示数小于0.6A，故②正确；
玩具车“定速后退”时，电路消耗的总功率为：
P＝ ＝ ＝ ＝ ；
因为R 不为零，电路为灯L与直流电动机、定值电阻R 的串联电路，因此电路消耗的
M 2
总功率小于2.4W，故③正确。故选：D。
【点评】此题考查了串联电路的特点、欧姆定律、电功率的计算，有一定难度。
12．（3分）铁架台的水平底座上有一只溢水杯，贴近溢水杯有一底面积为 20cm2的圆柱
形小桶（不计侧壁厚度）。弹簧测力计的上端挂在铁架台的支架上，下端悬挂一重力为
1.2N、密度为4×103kg/m3的金属块。初始时，金属块有 的体积浸在水中，弹簧测力计
的示数为F ，杯中水面恰好与溢水口相平，小桶中没有水，如图所示。接着竖直向上提
1
溢水杯，当溢水杯刚好离开水平底座时（底座对溢水杯的支持力刚好为零），提绳竖直
向上的拉力为T ；提着溢水杯竖直向上缓慢移动，当金属块刚好浸没在水中时，水对小
1
桶底部的压强为p，弹簧测力计的示数为F ，提绳竖直向上的拉力为T 。已知小桶能全
2 2
部接住从溢水杯中溢出的水，则下列说法正确的是（ ）
A．金属块体积为300cm3 B．F ﹣F ＝0.18N
1 2
C．p＝150Pa D．T ＝T
2 1
【分析】（1）根据G＝mg求出金属块的质量，利用 ＝ 求出金属块的体积；
ρ
（2）初始时，金属块有 的体积浸在水中，根据阿基米德原理求出金属块受到的浮力，
当金属块浸没在水中，根据阿基米德原理求出金属块浸没在水中受到的浮力，根据两次
受力平衡即可求出F ﹣F 的值；
1 2
（3）根据阿基米德原理可得当金属块刚好浸没在水中时溢入到小桶的水的重力，由于
水对小桶底部的压力等于水的重力，根据p＝ 求出水对小桶底部的压强；
（4）根据溢水杯受力平衡分别求出T 与T 的值，然后比较即可。
1 2【解答】解：A、金属块的质量m金 ＝ ＝ ＝0.12kg，
根据 ＝ 可得金属块的体积：V金 ＝ ＝ ＝3×10﹣5m3＝30cm3，故
ρ
A错误；
B、初始时，金属块有 的体积浸在水中，受重力G金 、浮力F浮 和弹簧测力计的拉力F
1
的作用，
此时排开水的体积：V排 ＝ V金 ＝ ×3×10﹣5m3＝6×10﹣6m3，
F浮 ＝ 水gV排 ＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣6m3＝0.06N，
根据受ρ力平衡可得：G金 ＝F浮+F
1
，
所以，F
1
＝G金 ﹣F浮 ＝1.2N﹣0.06N＝1.14N；
当金属块浸没在水中，受重力G金 、浮力F浮 ′和弹簧测力计的拉力F
2
的作用，
则排开水的体积：V排 ′＝V金 ＝3×10﹣5m3，
F浮 ′＝ 水gV排 ′＝1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣5m3＝0.3N，
根据受力ρ平衡可得：G金 ＝F浮 ′+F
2
，
所以，F
2
＝G金 ﹣F浮 ′＝1.2N﹣0.3N＝0.9N；
则F ﹣F ＝1.14N﹣0.9N＝0.24N，故B错误；
1 2
C、初始时，杯中水面恰好与溢水口相平，小桶中没有水，当金属块浸没在水中，G溢 ＝
F浮 ′﹣F浮 ＝0.3N﹣0.06N＝0.24N，
由于水对小桶底部的压力：F＝G
溢
＝0.24N，则水对小桶底部的压强 p＝ ＝
＝120Pa，故C错误；
D、当溢水杯刚好离开水平底座时（底座对溢水杯的支持力刚好为零），提绳竖直向上
的拉力：T
1
＝G杯+G水+G排 ＝G杯+G水+F浮 ＝G杯+G水+0.06N；
当金属块刚好浸没在水中时，提绳竖直向上的拉力：T
2
＝G杯+G水 ﹣G溢+G排 ′＝G杯
+G水 ﹣G溢+F浮 ′＝G杯+G水 ﹣0.24N+0.3N＝G杯+G水+0.06N；
所以，T ＝T ，故D正确。
1 2故选：D。
【点评】本题的关键是注意初始时，金属块有 的体积浸在水中后杯中水面恰好与溢水
口相平，然后根据阿基米德原理、密度公式、压强公式进行计算，难度较大。
二、解答题（共7小题，满分34分）
13．（3分）我国确立了到2025年实现可再生能源年发电量在 3.3×1012千瓦时左右的目标，
为了实现上述目标，可以大力发展风能发电和水能发电。我国的“奋进号”潮流能发电
机组是世界上单台容量最大的潮流能发电机组，它的吊装如图所示，其核心部件是“水
下大风车”，将它安装在海底，可以利用海水的潮流能发电。请回答下列问题：
（1）3.3×1012千瓦时＝ 1.188×1 0 1 9 焦耳。
（2）涨潮或落潮期间，海水冲击位于海底的“水下大风车”，带动潮流能发电机发电，
在这个过程中 机械 能转化为 电 能。
【分析】（1）根据1kW•h＝3.6×106J即可计算。
（2）发电机是将机械能转化为电能的装置。
【解答】解：（1）3.3×1012千瓦时＝3.3×1012×3.6×106J＝1.188×1019J。
（2）涨潮或落潮期间，海水冲击位于海底的“水下大风车”，带动潮流能发电机发电，
发电机是要产生电能，在这个过程中机械能转化为电能。
故答案为：（1）1.188×1019。（2）机械；电。
【点评】本题考查了电能的单位和能量转化的判断，判断能量转化主要看消耗了什么能
量，产生了什么能量，消耗的能量转化为产生的能量。
14．（3分）2022年2月5日，中国队获得短道速滑混合团体2000米接力比赛冠军，这是
中国代表团在北京冬奥会上夺得的首枚金牌。短道速滑的接力与田径比赛的接力不同，
运动员只需要在到达接力地点的时候推送下一个队友出发就是完成了接力。如图所示，
决赛中，“接棒”的运动员甲在“交棒”的运动员乙前面滑行，当追上时，乙猛推甲一
把，使甲获得更大的速度向前滑行，这说明了 力可以改变物体的运动状态 ；乙由
于 惯性 ，不蹬冰也能继续向前滑行；此后乙的速度逐渐减小，是因为受到 阻力
作用。【分析】力可以改变物体的运动状态；一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，叫
惯性。
【解答】解：乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前滑行，这说明了力可以改变物体
的运动状态；
乙由于惯性，仍保持原来的运动状态，所以不蹬冰也能继续向前滑行；
此后乙的速度逐渐减小，是因为受到阻力作用，是阻力改变了乙的运动状态。
故答案为：力可以改变物体的运动状态；惯性；阻力。
【点评】本题主要考查了对力的作用效果的理解，对惯性的认识，属基础题，难度不大。
15．（4分）某实验小组用两套如图甲所示的实验装置分别研究海波和石蜡的熔化过程。
（1）如图乙所示，温度计显示的是石蜡在某时刻的温度，它的示数是 3 6 ℃。
（2）海波熔化过程中不断 吸收 （填“放出”或“吸收”）热量，温度 不变
（填“升高”、“不变”或“降低”）。
（3）两支试管中分别盛有海波和石蜡，当两者全部熔化后，该实验小组继续研究海波
和石蜡的凝固过程。将两支试管从烧杯中取出，静置于空气中自然冷却，每隔 2min同
时记录一次温度，根据记录数据在同一个图象中画出它们的温度随时间变化的曲线，如
图丙所示。下列说法正确的是 B （填标号）。
A.石蜡的凝固点为48℃
B.实验室内环境温度为20℃
C.0～15min内的任一时刻，石蜡和海波的温度都不可能相同【分析】（1）读数时，要先认清分度值，然后看液柱所对应的示数；
（2）晶体熔化过程中，吸收热量，温度不变；
（3）非晶体没有熔点，当晶体凝固到最后温度和室温相同，图丙中两条曲线的交点温
度相同。
【解答】解：（1）由图乙可知，温度计的分度值是1℃，此时的温度是36℃；
（2）海波是晶体，熔化过程中不断吸收热量，温度不变；
（3）A、石蜡是非晶体，没有凝固点，故A错误；
B、由图丙可知，实验室内环境温度为20℃，故B正确；
C、由图丙可知，5min时，石蜡和海波的温度相同，故C错误。
故选：B。
故答案为：（1）36；（2）吸收：不变 （3）B。
【点评】本题考查了物质熔化和凝固的特点的因素等，难度不大，是一道基础题，熟练
掌握相关基础知识即可正确解题。
16．（4分）用F为焦点，焦距为f的凸透镜探究成像规律，在实验中：
（1）发光物体和凸透镜的位置如图所示，图中光屏未画出，光屏上所成清晰的像在图
中 ③ （填数字序号）区域，像的箭头方向是竖直向 下 的，像的大小比发光
物体要 小 。
（2）将光屏放在凸透镜右侧，发光物体放在A处，发现无论怎样调整光屏的位置，在
光屏上都无法得到发光物体的像。撤去光屏，从凸透镜右侧向凸透镜看去，观察到发光
物体的像，此像到凸透镜的距离 大于 （填“大于”、“等于”或“小于”）发光
物体到凸透镜的距离。
【分析】（1）物距大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像，据此回答；
（2）根据凸透镜成像的规律可知，当物距小于一倍焦距时，成正立放大的虚像，此时
物像同侧，像距大于物距。
【解答】解：（1）发光物体和凸透镜的位置如图所示，可知物距大于 2倍焦距，成倒
立、缩小的实像，像距大于1倍焦距小于2倍焦距，故光屏上所成清晰的像在图中③区域，像的箭头方向是竖直向下的，像的大小比发光物体要小；
（2）将光屏放在凸透镜右侧，发光物体放在A处，物距小于一倍焦距，由凸透镜成像
的规律可知，当物距小于一倍焦距时，成正立放大的虚像，此时物像同侧，像距大于物
距，即此像到凸透镜的距离大于发光物体到凸透镜的距离。
故答案为：（1）③；下：小；（2）大于。
【点评】本题探究凸透镜成像规律，主要考查凸透镜成像规律的运用。
17．（4分）在探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）调节平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止。选取若干个质量均为50g
的钩码，在杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，移动钩码，使杠杆重新在水平位置平衡，
分别记下F 、F 、l 、l 的数值。重做几次实验，部分实验数据如表所示。
1 2 1 2
次数 动力F /N 动力臂l /cm 阻力F /N 阻力臂l /cm
1 1 2 2
1 3.0 5.0 1.5 10.0
2 2.0 15.0 2.0 15.0
3 1.0 25.0 2.5 10.0
…… …… …… …… ……
由表中数据可得，F 、F 、h 、l 之间的关系式是 F l ＝ F l 。
1 2 1 2 11 22
（2）①在第（1）问的某次实验中，杠杆右侧挂了4个钩码，左侧用弹簧测力计竖直向
下拉，当杠杆在如图甲所示位置静止时，弹簧测力计的示数是 3. 0 N。
②保持杠杆右侧所挂4个钩码的位置不变，取下弹簧测力计，在杠杆右侧用弹簧测力计
沿竖直方向拉杠杆，当杠杆再次水平并静止时，弹簧测力计对杠杆的拉力为F＝1.5N，
请在图乙中画出弹簧测力计对杠杆的拉力F的示意图及其力臂l。
【分析】（1）通过实验数据可归纳出杠杆的平衡条件：F l ＝F l ；
11 22
（2）①利用杠杆平衡条件可计算弹簧测力计的示数；②根据计算结果，明确拉力的作用点和方向，可画出拉力和力臂的示意图。
【解答】解：（1）分析表格中的数据可得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×
阻力臂（F ×l ＝F ×l ）；
1 1 2 2
（2）①根据图甲中的数据，结合杠杆的平衡条件可得：F ×0.1m＝4mg×0.15m，解得：
1
F ＝3.0N；
1
②在杠杆右侧用弹簧测力计沿竖直方向拉杠杆，要使杠杆平衡，应竖直向上拉，根据
杠杆平衡条件得：1.5N×l ＝4mg×0.15m，解得：l ＝0.2m，
1 1
根据力和力臂的画法，可画出拉力和力臂，如图所示：
故答案为：（1）F l ＝F l ；（2）①3.0；②见上图。
11 22
【点评】本题考查了在探究杠杆平衡条件的实验中，实验数据的处理，实验结果的应用，
力与力臂的作图等。
18．（6分）小红同学用下列器材探究电流与电阻的关系：干电池 4节，定值电阻R
（10 、15 、20 和25 ），电流表A（量程0～0.6A或0～3A），电压表V（量程0
～3VΩ或0～Ω15V）Ω，滑动Ω变阻器，开关，导线若干。在实验中：（1）①如图乙所示，电压表量程为0～15V，电流表量程为0～0.6A，定值电阻R＝
10 ，请根据图甲在图乙中补画2根导线，将实物电路连接完整。
②Ω确认电路连接无误后，闭合开关，电压表示数如图丙所示，则电源电压是 6 V。
（2）断开开关，将电压表量程改为0～3V，并联接在图甲中的 A、B两点，检查电路
无误后，闭合开关，向左移动滑片P，当电流表示数为0.24A时，记下电压表的示数，
设此时滑动变阻器连入电路的阻值为R ，接着将10 的定值电阻更换为15 的定值电
P1
阻，重做实验，当观察到电压表的示数是 2.4 V时Ω，记下电流表的示数，Ω设此时滑
动变阻器连入电路的阻值为R ，则R ﹣R ＝ 7. 5 。
p2 P2 P1
（3）小红同学继续进行实验，将15 的定值电阻更换Ω为20 的定值电阻，闭合开关，
发现滑片P在最右端时，电压表示数Ω为2.7V。为了能用20Ω和25 的定值电阻继续完
成实验，应将实物电路中的滑动变阻器更换为 “ Ω 5 0 1Ω.5A ” （填“25
2A”“30 2A”或“50 1.5A”）的滑动变阻器。 Ω Ω
【分析】（Ω1）①根据图Ω甲所示电路图，滑动变阻器与定值电阻串联，电压表测量定值
电阻和滑动变阻器串联后两端总电压；
②根据电压表的量程和分度值读数；根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需
控制定值电阻的电压相同；
（2）电路中电源电压不变，结合欧姆定律及串联电路规律分别计算出滑动变阻器连入
电路的阻值R 和R ，再计算出R ﹣R ；
P1 p2 P2 P1
（3）当接入电路中的电阻更大时，根据串联电路的分压特点，其两端电压变大，因此
须使滑动变阻器接入更大的阻值以分得更多的电压，直至电压表的示数为 2.54不变。根
据串联电路的规律和分压原理的知识计算并选择滑动变阻器。
【解答】（1）①根据图甲所示电路图，滑动变阻器与定值电阻串联，电压表测量定值
电阻和滑动变阻器串联后两端总电压；如下图所示：
；
②因为图丙中电压表选用0～15V的量程，由图可知电压表的分度值为0.5V，示数为6V；
（3）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，将
10 的定值电阻更换为15 的定值电阻时，电压表示数为U ＝IR＝0.24A×10 ＝2.4V，
R
Ω Ω Ω
则：R ＝ ﹣R＝ ﹣10 ＝15 ；
P1
Ω Ω
接入15 的定值电阻时，R ＝ ﹣R′＝ ﹣15 ＝22.5 ；
P2
Ω Ω Ω
则：R ﹣R ＝22.5 ﹣15 ＝7.5 ；
P2 P1
（3）当接入电路的Ω电阻RΩ＝20 Ω时，根据实验要求，其两端电压U＝2.4V，
Ω
变阻器接入电路电阻R ＝ ﹣R″＝ ﹣20 ＝30 ；
P3
Ω Ω
将20 的定值电阻更换为25 的定值电阻时，要控制控制定值电阻的电压相同，变阻器
接入电Ω路电阻需要大于30 ，Ω故选标有“50 1.5A”的滑动变阻器。
故答案为：（1）①见解析Ω图；②6；（2）Ω2.4；7.5；（3）“50 1.5A”。
【点评】本题探究电流与电阻的关系，考查电压表读数、控制变量Ω法、操作过程及串联
电路的规律和欧姆定律的运用，最后一问难度较大。
19．（10分）智能机器正在进入我们的生活，为人们提供高效、精准的服务。某台全自动
扫拖一体机器人主要由锂电池组、扫地模组、吸尘模组、拖地模组、升降模组和车轮模
组等组件构成，它既可以扫地，也可以拖地。小强同学在面积为S ＝27m2的空房间
1
（矩形ABCD）内，用这台机器人打扫家庭卫生。（1）机器人扫地过程中，若在1×103s内总共做了2.4×104J的功，则机器人做功的功率
是多少W？
（2）机器人底部构造如图甲所示，两块面积均为 S ＝1.8×10﹣2m2的抹布固定在转盘
2
O 、O 上，在升降模组控制下，下降并压迫地面，利用两块抹布旋转擦洗和加压拖地。
1 2
机器人在瓷砖地面上拖地时，两块抹布对瓷砖地面的压力为 12N，两块抹布对瓷砖地面
的压强是多少Pa？
（3）机器人拖地过程可用如图乙所示的简化模型进行研究，关门后，机器人（用 O
表示）从图示位置开始，贴近墙壁AB沿着弓形路线拖洗地面，在地面上拖出水带（⊙水
的痕迹）的宽度均为d＝0.3m，其中平行于墙边AB的任意相邻的两条水带都不重叠，
当机器人拖出第15条水带到达墙角C处时，刚好将整个房间的地面拖洗了1次。机器
人受到的牵引力为F＝20N，牵引力的功率为3W。忽略墙边和墙角处机器人沿着弓形路
线无法拖洗的地面面积，设机器人沿着弓形路线运动时速度大小不变，求机器人需要多
长时间，才能沿着弓形路线将整个房间的地面拖洗1次？
【分析】（1）已知机器人做的功和时间，根据P＝ 求出机器人做功的功率；
（2）已知压力和受力面积，根据p＝ 求出两块抹布对瓷砖地面的压强；
（3）根据P＝ 、W＝Fs和v＝ 求出机器人的速度，利用速度公式分别求出沿AB和
BC方向运动的时间，然后求出将整个房间的地面拖洗1次所需要的时间。
【解答】解；（1）机器人扫地过程中，若在1×103s内总共做了2.4×104J的功，则机器
人做功的功率为：
P＝ ＝ ＝24W；
（2）两块面积均为S ＝1.8×10﹣2m2的抹布，两块抹布对瓷砖地面的压力为12N，则两
2
块抹布对瓷砖地面的压强为：
p＝ ＝ ≈333Pa；
（3）由P＝ 、W＝Fs和v＝ 可得机器人的速度为：v＝ ＝ ＝0.15m/s；
每次在AB方向运动所用时间为：
t ＝ ＝ ＝38s；
1
每次沿BC方向运动0.3m所用时间为：
t ＝ ＝ ＝2s；
2
机器人沿弓形路线将整个房间地面拖洗1次，机器人需要的时间为：
t总 ＝t
1
×15+t
2
×14＝38s×15+2s×14＝598s。
答：（1）机器人做功的功率为24W；
（2）两块抹布对瓷砖地面的压强为333Pa；
（3）机器人沿弓形路线将整个房间地面拖洗1次，机器人需要的时间为598s。
【点评】本题考查了功率的计算及公式的应用、压强的计算、功的计算和公式的应用等
知识的了解和掌握，考查的知识点较多，综合性较强，特别是时间的计算容易出现错误。
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