2024年中考物理綜合題（含答案）

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專題07綜合題

在2024年的中考物理“綜合題”命題中，我們可以預(yù)見幾個明顯的趨勢。

題目的跨學(xué)科性將會更加突出。隨著科學(xué)教育的綜合性和跨學(xué)科性越來越被重視，物理題目可能會融

合數(shù)學(xué)、化學(xué)、生物等其他科學(xué)領(lǐng)域的知識，要求學(xué)生進行綜合分析和解決。例如，可能會出現(xiàn)在解決物

理問題的過程中，需要運用數(shù)學(xué)知識進行建模和計算，或者需要理解生物學(xué)中的某些現(xiàn)象與物理原理的關(guān)

聯(lián)。

題目的實際應(yīng)用性將更加強調(diào)。物理是一門與現(xiàn)實生活緊密聯(lián)系的學(xué)科，因此，命題者可能會設(shè)計更

多具有實際背景的題目，讓學(xué)生在解決實際問題的過程中，運用所學(xué)的物理知識。例如，可能會涉及到環(huán)

保、能源、交通等領(lǐng)域的實際問題，讓學(xué)生在解答過程中，既能鍛煉物理思維，又能增強社會責(zé)任感。

題目的創(chuàng)新性和開放性將進一步提升。隨著教育改革的深入，對學(xué)生的創(chuàng)新思維和問題解決能力的要

求越來越高。因此，物理綜合題的命題也將更加注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和開放性思維。例如，可能會出

現(xiàn)一些開放性的題目，允許學(xué)生從不同的角度進行思考，提出多種可能的解決方案，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新

精神和探索欲望。

2024年中考物理“綜合題”的命題趨勢將更加注重跨學(xué)科性、實際應(yīng)用性和創(chuàng)新性，這將對學(xué)生的綜

合素質(zhì)和問題解決能力提出更高的要求，也將為物理教學(xué)帶來更多的挑戰(zhàn)和機遇。

（限時20分鐘）

1.某同學(xué)鍛煉時，雙腳并攏，腳尖。觸地，腳后跟踮起，手掌支撐在豎直墻壁上，手臂水平，/為人體重

心所在位置。此時墻壁對手掌的支撐力尸如圖所示，不計墻壁對手掌的摩擦力。

（1）以。為支點，請在圖中作出動力廠的力臂/；（）

（2）該同學(xué)質(zhì)量為50kg,則墻壁對人的支撐力約為N；

（3）若增大腳尖與墻壁的距離，手臂仍然水平支撐在墻壁上，支撐力尸如何變化？，并說明理由。

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187.5支撐力尸變大動力臂變小，阻力臂邊長，阻力大小不變

【解析】（1）[1]支點。到力尸的作用線的距離為力臂/，先延長力尸的作用線，過支點O做力廠作用線

的垂線，支點。到垂足之間的距離為力臂如圖所示

（2）[2]由下圖得，動力臂為8個格子的長度，阻力臂3個格子的長度，由杠桿平衡條件得，墻壁對人的

支撐力約為

（3）[3][4]若增大腳尖與墻壁的距離，手臂仍然水平支撐在墻壁上，則動力臂變小，阻力臂邊長，阻力為人

的重力，大小不變，由杠桿平衡條件得，支撐力尸變大。

2.如圖甲是某品牌家用電吹風(fēng)，其電路如圖乙所示，4、&為電阻絲，M為電動機。通過調(diào)節(jié)開關(guān)，可使

電吹風(fēng)分別處于“停止”“冷風(fēng)”“暖風(fēng)”或“熱風(fēng)”四種狀態(tài)。

（1）要使電吹風(fēng)正常工作，圖甲中的N處應(yīng)安裝，8處應(yīng)安裝（選填“電動機”或“電阻絲”）；

（2）如圖乙，要使電吹風(fēng)處于“冷風(fēng)”狀態(tài)，應(yīng)閉合開關(guān)。要使電吹風(fēng)處于“暖風(fēng)”狀態(tài)，應(yīng)閉合開關(guān)；

（3）已知電吹風(fēng)處于“暖風(fēng)”狀態(tài)時，從出風(fēng)口吹出的空氣溫度升高了2（TC；處于“熱風(fēng)”狀態(tài)時，從出風(fēng)口

吹出的空氣溫度升高了3（TC,假設(shè)這兩種狀態(tài)下的熱效率相同，相同時間內(nèi)吹出的空氣質(zhì)量相同，則

即處=;

（4）電吹風(fēng)用了幾年后，由于電阻絲的升華，實際發(fā)熱功率會（選填“變大”“變小”或“不變”）。

【答案】電阻絲電動機SS和Si1:2變小

【解析】（1）電阻用來發(fā)熱，電動機用來產(chǎn)生風(fēng)，若4處裝電動機，8處裝電阻，則8處產(chǎn)生的熱無

法被風(fēng)帶出，會燒壞電吹風(fēng)，因此N處應(yīng)裝電阻，8處裝電動機，風(fēng)將產(chǎn)生的熱帶出，形成熱風(fēng)。

（2）[3]要吹冷風(fēng)狀態(tài)，則電阻不工作，電動機工作，應(yīng)閉合開關(guān)S。

[4]要吹暖風(fēng)，由圖，&工作、心不工作，因此應(yīng)閉合開關(guān)S、Sio

（3）[5]電吹風(fēng)處于“暖風(fēng)”狀態(tài)時，必和電動機并聯(lián)，從出風(fēng)口吹出的空氣溫度升高了20。口此時發(fā)熱功

率為

處于“熱風(fēng)”狀態(tài)時，氏、R2＞電動機并聯(lián)，從出風(fēng)口吹出的空氣溫度升高了30℃,此時發(fā)熱功率為

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假設(shè)這兩種狀態(tài)下的熱效率相同且都為Q,則二種情況下空氣吸熱分別為

兩式相比得

化簡整理得

可求得

（4）［6］電阻絲升華，會變細，電阻值會變大，為純電阻電路，根據(jù)功率公式

可知，電阻增大時，發(fā)熱功率會變小。

3.如圖所示，中國“祝融號火星車質(zhì)量為240kg。太陽能板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，為火星車上的科學(xué)設(shè)備供

電，車頂部安裝有集熱器，其窗口覆蓋了一層透光率很高的膜，陽光可以透進來，保證紅外線能量只進不

出、在膜下面，是一種叫正十一烷的材料，白天它被陽光照射吸熱熔化，到了夜晚溫度降低，它逐漸凝固,

把儲存的能量再釋放出來，“祝融號”火星車是六輪驅(qū)動，且每個車輪都能轉(zhuǎn)向，爬坡時走“之”字形路線。

（火星表面g取4N/kg）

（1）陽光中的紅外線具有顯著的效應(yīng)；火星車爬坡時走“之”字形路線可以?。ㄟx填“力”或“功”）

（2）火星車在火星表面所受的重力大小為多少？

（3）在下列方框中填上裝置或能量名稱，完成火星車?yán)锰柲艿穆窂綀D，

【答案】熱力960N太陽能板內(nèi)能

【解析】（1）［1］紅外輻射被物體吸收后轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使物體的溫度升高，是由于紅外線具有熱效應(yīng)。

［2］任何機械都不省功，火星車爬坡時走“之”字形路線，相當(dāng)于利用了斜面，斜面可以省力。

（2）［3］由重力公式可得

G=mg=240kgx4N/kg=960N

（3）［4］太陽光照射在太陽能板上，利用光電效應(yīng)，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。

［5］集熱器保證了熱量不會散失，從而使溫度升高，內(nèi)能增大。

4.用甲、乙兩個滑輪組分別將物體M、N勻速提升1m,拉力分別為尸甲、F乙。此過程相關(guān)數(shù)據(jù)如圖，g

取10N/kg,則:

（1）物體M的質(zhì)量為kg；

（2）兩個滑輪組此過程的機械效率的大小關(guān)系是z（選填“>”、“<”或“="）;

（3）甲滑輪組（選填“A”、"B”或“C”）；

A.省力B.費力C.不省力也不費力

（4）除了利用滑輪組，也可以利用杠桿抬升物體M,如下圖所示，利用杠桿翹起物體M,。為杠桿

支點，為杠桿的動力臂，現(xiàn)杠桿處于水平位置平衡。請作出杠桿受到的動力B的示意圖和重物M對杠桿

壓力B的示意圖。若已知此時動力尸/小于阻力B，則動力臂L與阻力臂的％的關(guān)系應(yīng)為。

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A

【解析】(1)[1]由圖可知，甲滑輪組的總功少點產(chǎn)1200J,額外功臣麟葉800J,則有用功

W育甲=W總甲一W^1200J-800J=400J

則物體M的重力

則物體M的質(zhì)量

(2)[2]由圖可知，甲滑輪組做總功為1200J,做額外功為800J,則甲滑輪組機械效率

由圖可知，乙滑輪組做總功為800J,做額外功為400J,則甲滑輪組機械效率

即〃*Z。

(3)[3]由圖可知，甲滑輪組動滑輪上有兩段繩子承載物重，則繩子自由端移動的距離

甲滑輪組的總功沙總Q1200J,則自由端拉力

由(1)可知物體"的重力GM=400N,由尸戶G”可知，甲滑輪組費力，故AC不符合題意，B符合題意。

故選B。

(4)[4]從支點到動力的作用線的距離為動力臂，動力臂與動力的作用線是垂直的，過力臂工/的上端作力

臂的垂線，可得用的作用線，B的作用線與杠桿N3的交點為動力用的作用點；重物M對杠桿壓力巳的

作用點在上，壓力的方向垂直于48向下，尸/的作用效果與巳的作用效果相反，B的方向向下，則杠

桿動力B的方向是斜向下的，如圖所示：

[5]根據(jù)杠桿平衡的條件：FiHb，動力已小于阻力B，則動力臂右大于阻力臂心。

故選Ao

5.籃球從M點以速度為豎直下落，經(jīng)水平地面反彈后恰好回到與〃點等高的N點如圖。設(shè)在M點時籃球

的機械能為E,動能為Eu，重力勢能為Epi；回彈到N點時籃球的重力勢能為Ep2；

(1)請比較：EPlEp2(選填“>"，"="，“<”)；

(2)從水平地面回彈到N點過程中，籃球動能(選填“減小”，“不變”，“增大”)；

(3)M到N過程中減少的機械能￡行(選填“E-感廣，“E-Ekj')；

(4)最后籃球靜止在水平地面上，對地壓力為6N,壓強為2xl03pa,請根據(jù)公式計算出此時地面的受力面

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積為。

F

【答案】=減小￡-EpN=—3xlO-3m3

P

【解析】（1）口]由于河點與N點等高，所以M點和N的重力勢能相等，故Ep產(chǎn)Ep2。

（2）[2]從水平地面回彈到N點過程中，籃球的質(zhì)量不變，籃球的速度越來越小，所以籃球動能減小。

（3）[3]籃球在放點具有的機械能

由于籃球在N點的動能為0,所以籃球在N點具有的機械能E=Ep2,故”到N過程中減少的機械能

F

（4）[4][5]已知籃球?qū)Φ孛娴膲毫κ?6N,壓強p=2xl03pa,由壓強公式式p=三得

6.“碳中和”是指生產(chǎn)生活中通過各種方式來抵消自身產(chǎn)生的CO2（二氧化碳）排放量，達到CO?的相對‘零

排放”，是當(dāng)今共同應(yīng)對氣候變暖問題的全球行動。2022年北京冬奧會是全球第一個實現(xiàn)了“碳中和”的冬奧

會。冬奧會使用了氫燃料電池大巴，行駛時只排放水而無其它任何有害物質(zhì)。大巴使用的氫燃料電池相當(dāng)

于發(fā)電機，電池工作原理如圖甲所示。把氫和氧分別供給陽極和陰極，氫通過陽極向外擴散并與電解質(zhì)發(fā)

生反應(yīng)后，放出的電子通過外部工作電路到達陰極，失去電子的氫離子（質(zhì)子）穿過質(zhì)子交換膜，到達燃

料電池陰極板。

（1）氫燃料電池工作時將燃料的能轉(zhuǎn)化為電能；

（2）圖甲是氫燃料電池工作原理圖，則電池正常工作時電池內(nèi)部電流的方向為（選填“向左”或“向右”）；

（3）如圖乙，駕駛位有通風(fēng)和加熱兩種功能，且能獨立控制，以下簡化電路可達到此要求的是（填字

母）；

（4）氫燃料電池大巴可實現(xiàn)CO?的零排放，而柴油動力大巴每燃燒1kg柴油排放的CO2約3kg。某柴油動

力大巴行駛100km耗油25L,這25L柴油完全燃燒可釋放熱量J；如改用氫燃料電池大巴行駛100km可減

337

少約kg的CO2排放；（p^=0.8xl0kg/m,qw=4.3xlOJ/kg）

（5）請你為“低碳生活”給出一條合理的出行建議：。

【答案】化學(xué)向右B8.6*10860綠色出行

【解析】（1）[1]氫燃料電池工作時，消耗氫氣產(chǎn)生電能，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

（2）⑵圖甲氫燃料電池工作原理圖中，電池正常工作時帶正電的氫離子向右定向移動，因此電池正常工作

時電池內(nèi)部電流的方向為向右。

（3）[3]如圖乙，駕駛位有通風(fēng)和加熱兩種功能，且能獨立控制，因此電動機和電熱絲應(yīng)該是并聯(lián)關(guān)系，且

都有各自的控制開關(guān)，因此簡化電路可達到此要求的是B。故ACD不符合題意，B符合題意。

故選B。

（4）[4][5]柴油的體積是

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^25L=0.025m3

25L柴油的質(zhì)量為

m=p的J^0.8x103kg/m3x0.025m3=20kg

25L柴油完全燃燒可釋放熱量的熱量為

78

Q=q^^??=4.3xl0J/kgx20kg=8.6><10J

如改用氫燃料電池大巴行駛100km,可減少CO2排放的質(zhì)量約為

m^=3x20kg=60kg

(5)[6]“低碳生活”出行建議：綠色出行。盡最大可能減少乘坐燃油車出行。

7.如圖甲，重3N的物體在水平壓力尸的作用下，壓在豎直的墻壁上，尸大小隨時間/的變化關(guān)系及物體

運動的速度隨時間/的變化關(guān)系如圖乙所示，由圖像可知：

(1)當(dāng)片1s時，物體所受摩擦力為N；

(2)在2?4s內(nèi)物體做運動(選填“加速”、“減速”或“勻速”)；

(3)當(dāng)Q5s時，物體所受摩擦力為N。

【答案】3加速3

【解析】(1)口]由圖乙7圖象可知，在0?2s內(nèi)，物體速度為零，物體靜止，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件

可得，此時物體受到的摩擦力和物體的重力是一對平衡力，大小相等，所以物體受到的摩擦力

(2)⑵由圖乙中的M圖象可知，在2?4s內(nèi)物體的速度越來越大，物體做加速運動。

(3)[3]由圖乙中的v“圖象可知，在4?6s內(nèi)物體做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件可得，物體

受到的摩擦力和物體的重力是一對平衡力，大小相等，所以物體受到的摩擦力

8.即熱式飲水機工作原理如圖1所示，水箱中的水被水泵抽出后，流經(jīng)電阻絲時被加熱，實現(xiàn)邊加熱邊出

熱水的即熱功能，電阻絲最大加熱功率為2000W。用戶可根據(jù)需要調(diào)節(jié)出水溫度和出水量。小軍對該飲水

機進行了探究。

表一

加熱功率

實驗次數(shù)出水溫度/℃出水時間/s

/W

14016.00

24516.051374

35015.951712

46018.902000

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58532.041999

69537.291999

(1)小軍探究過程如下(設(shè)電阻絲產(chǎn)生的熱量全部被流經(jīng)的水吸收且無熱量損失)：

①將出水量設(shè)置為250mL,出水質(zhì)量為kg；

②用溫度計測出水箱內(nèi)水的初溫如圖2所示，示數(shù)為。C；

③保持水的初溫和出水量不變，改變出水溫度，測量出水時間并記錄在表1中；

④根據(jù)表1數(shù)據(jù)計算出加熱功率，第1次實驗時的加熱功率為W；

(2)小軍采用的實驗方法是，小軍由表1數(shù)據(jù)得出結(jié)論：飲水機可根據(jù)出水溫度自動選擇不同的控制方式,

當(dāng)出水溫度低于85。(2時，僅通過改變來調(diào)節(jié)出水溫度，若上述實驗中將出水溫度設(shè)定為88。(2,可估算出水

時間約為s；

(3)小軍對實驗進行了反思：上述結(jié)論在冬季還適用嗎？為得到精準(zhǔn)的結(jié)論，小軍將表1設(shè)計優(yōu)化如下并

重新實驗，你認(rèn)為①、②處應(yīng)分別填寫的是和。

加熱功率

實驗次數(shù)①出水溫度/℃②出水時間/s

/W

1

OOOOOO

【答案】0.25241050控制變量法加熱功率33.6水的初溫/七水升高的

溫度/℃

【解析】(1)①[1]將出水量設(shè)置為

V=250mL=250cm3

出水質(zhì)量

m=pV=1g/cm3x250cm3=250g

②[2]由圖2知溫度計的分度值為1℃,則溫度計的示數(shù)為24℃=

④[3]第1次實驗，水吸收的熱量

e^c^mA/=4.2xlO3J/(kg?℃)x0.25kgx(40℃-24℃)=1.68xlO4J

由于無熱量損失，所以加熱器產(chǎn)生的熱量

衿。赤L68xlO4j

加熱器的功率

(2)[4]實驗中保持水的初溫和出水量不變，改變出水溫度，用到了控制變量法。

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［5］由表1數(shù)據(jù)知當(dāng)出水溫度低于85。（2時，僅通過改變加熱功率來調(diào)節(jié)出水溫度。

［6］由表1數(shù)據(jù)知當(dāng)出水溫度高于85。（2時，加熱功率不變，都為1999W,此時水吸收的熱量

4

0/=c次機Af'=4.2xl03j/（kg.℃）xo.25kgx（88℃-24℃）=6.72x10J

由于無熱量損失，所以加熱器產(chǎn)生的熱量

次=。1=6.72x10。

由戶=［得水時間

（3）［7］網(wǎng)由于冬季溫度變化較大，為得到精準(zhǔn)的結(jié)論，實驗中需要記錄水的初溫度、末溫度以及升高的溫

度，所以表格①處應(yīng)該填寫水的初溫/。。②處應(yīng)填水升高的溫度-C。

9.廚藝最講究“火候”二字，如圖甲所示的智能蛋糕機就是通過智能化技術(shù)控制制作時間和溫度，制作出口

感好、營養(yǎng)價值高的蛋糕。該蛋糕機的電路簡圖如圖乙所示，其中以、心均為發(fā)熱電阻（假定電阻不隨溫

度變化），部分參數(shù)如下表所示。求：

額定電壓/V220

高溫1100

額定功率

中溫880

/W

低溫

（1）當(dāng)開關(guān)Si斷開，單刀多擲開關(guān)S2打到3時，蛋糕機處于檔（選填“高溫”、“中溫”或“低溫”）；

（2）該蛋糕機以高溫擋正常工作時，10分鐘產(chǎn)生的熱量；（）

（3）該蛋糕機正常工作時治的電阻值；（）

（4）該蛋糕機低溫擋的額定功率。（）

【答案】低溫660000J220c176W

【解析】（1）口］當(dāng)開關(guān)S1斷開，單刀多擲開關(guān)S2打到3時，此時電阻處、心串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律可知,

此時電路中電流最小，再根據(jù)電功率公式尸="可知，電路中消耗的電功率最小，由參數(shù)表可知，此時蛋

糕機處于低溫檔。

（2）［2］蛋糕機在工作過程中將電能完全轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能，所以蛋糕機以高溫檔正常工作lOmin產(chǎn)生的熱量為

0=JT=R=llOOWxlOx60s=660000）J

（3）［3］由題意可知，當(dāng)必、&并聯(lián)接入電路中時，電路中的總電阻最小，電路中的總電流最大，此時為

高溫檔；當(dāng)處單獨接入電路中時，電路中的總電阻較小，電路中的電流較大大，此時為中溫檔；當(dāng)電阻

必、心串聯(lián)接入電路時，電路中的總電阻最大，電路中的總電流最小，此時為低溫檔；

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當(dāng)以單獨接入電路中時，電源電壓為

U=220V

電路總的電功率為

尸聲=880W

根據(jù)電功率公式？=〃可知，中溫檔時電路中通過必的電流為

根據(jù)公式尺=，可得

當(dāng)當(dāng)此、心并聯(lián)接入電路中時，因為電源電壓不變，根據(jù)并聯(lián)電路中電流的規(guī)律可知

/總=//+，2

此時為高溫檔，根據(jù)公式夕=s可知

所以通過電阻2電流

12=/總一//=5A—4A=1A

根據(jù)公式五=半可得，電阻a的阻值為

（4）[4]當(dāng)電阻處、心串聯(lián)接入電路時，電路中的總電阻

R.#/?y+7?2=220Q+55Q=275Q

電路中的電流為

根據(jù)電功率公式P=S可知，電路的總功率為

P=W=220Vx0.8A=176W

所以低溫檔的額定功率為176W。

10.小雨家買了一臺儲水式電熱水器。外觀如圖甲所示，圖乙是熱水器剖視圖。熱水器的內(nèi)膽是密封的，

里面有兩個通到外部的水管，a是熱水出水管，b是冷水進水管。c和d是兩個外層包有絕緣材料的電加熱

管。

（1）關(guān)于電熱水器下列說法中正確的是；

A.電源指示燈發(fā)出的紅光是紅外線

B.電加熱管通電時電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

C.電加熱管里電阻絲用電阻小、熔點低的材料制成

（2）電熱水器要使用三腳插頭，是為了使電熱水器的金屬外殼與相連；

（3）如圖甲所示，在熱水管和冷水管交會處安有一個水龍頭。水龍頭的手柄做的較長，這個水龍頭的手柄

相當(dāng)于一個（選填“省力”、“費力”或“等臂”）杠桿；

（4）電熱水器內(nèi)膽充滿水后才能通電加熱。電加熱管周圍的水吸收熱量溫度升高，水的體積膨脹，密度變;

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（5）為了防止電熱水器漏電，電熱水器生產(chǎn)廠家利用自來水導(dǎo)電能力差的特性，發(fā)明了一種“防電墻”技術(shù)。

即用一段空心絕緣管替換一段熱水出水管。通過改變此管的內(nèi)徑和長度來改變管內(nèi)水的電阻的大小。如圖

丙所示，四個用同種材料制成的空心絕緣管，A和B內(nèi)徑相同，C和D內(nèi)徑相同，A、B的內(nèi)徑大于C、D

的內(nèi)徑。為了增大流經(jīng)空心絕緣管內(nèi)水的電阻，減小漏電電流，如果你是設(shè)計師，會選用下圖中的絕緣管；

（6）電熱水器面板上有兩個控制開關(guān)Si、S2,火線兩個電加熱管分別用R八2表示，要求Si單獨控制R”

S2單獨控制Q，兩個開關(guān)同時閉合時應(yīng)與必同時加熱。請你在圖丁中，用筆畫線代替導(dǎo)線，補全開關(guān)控

制電加熱管的電路，且符合安全用電的原則。

【答案】B大地省力小D

【解析】（1）[1]電源指示燈發(fā)出的紅光是可見光，不是紅外線；電加熱管里電阻絲用電阻大、熔點高的材

料制成；電加熱管通電時電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B正確。

（2）[2]電熱水器要使用三腳插頭，是為了使電熱水器的金屬外殼能夠接地，防止漏電造成事故。

（3）[3]水龍頭的手柄做的較長，使用開關(guān)時，動力臂較長能夠省力，所以是省力杠桿。

（4）[4]電加熱管周圍的水吸收熱量溫度升高，水的體積膨脹，水的質(zhì)量不變，所以密度變小。

（5）[5]廠家利用自來水導(dǎo)電能力差的特性，發(fā)明了一種“防電墻”技術(shù)，所以需要電阻大，同種材料，橫截

面積越小，長度越長，電阻越大，所以選擇D絕緣管。

（6）[6]由題意可知及/與心并聯(lián)，兩個開關(guān)分別控制兩個電阻，為了用電安全，必須把開關(guān)與火線相連，

如下圖所示：

11.黃旭華是中國的“核潛艇之父"，為我國核潛艇事業(yè)做出巨大的貢獻。核潛艇是國家的戰(zhàn)略重器，是維護

國家安全的基石之一。圖甲是核潛艇的外觀。

（1）核潛艇在海面下的100m的深處水平勻速行駛過程中，遇到緊急情況，迅速調(diào)整艇身仰角（與水平方

向的夾角）至30。開始上浮，上浮過程中潛艇始終以不變的速度沿艇身方向行駛，潛艇的深度計顯示的潛艇

在海面下的深度隨時間變化的關(guān)系如圖乙，則潛艇在第80s時受到海水壓強為Pa（潛艇高度不計，海水密

度取1.0><103kg/m3,g取10N/kg）,上浮過程中（第50s至第100s）潛艇的速度大小為m/s；

（2）流動的海水屬于流體，核潛艇在海里行駛要考慮流體壓強和流速的關(guān)系。如圖丙所示是演示“流體壓

強和流速的關(guān)系”實驗裝置，U形管中裝有水，直徑相同的a、b兩管中的水靜止時液面相平。如果在右端c

高考材料

處往裝置里急吹氣，導(dǎo)致b管上方氣流速度（選填“大于”、“等于”或“小于”）a管上方的氣流速度，b管與a

管的水面上方形成氣壓差，U形管中（選填"a”或"b”）管水面升高，（選填“a”或"b”）管水面降低，如果升

高端的液面比原來升高了5cm,則此時U形管底部d處左右兩側(cè)液體壓強差為Pa。（g取10N/kg）

【答案】4x1052小于ab1000

【解析】（1）口][2]核潛艇在海面下的100m的深處水平勻速行駛過程中，由乙圖可求潛艇上浮速度

則潛艇在第80s時所處的深度

則潛艇在第80s時受到的壓強

（2）[3]由丙圖發(fā)現(xiàn)b管上方橫截面積比a管上方橫截面積大，則b管上方氣流速度小于a管上方的氣流速

度。

[4][5]由于流體流速大的位置壓強小，所以b管與a管的水面上方形成氣壓差，a管的水面上方氣流速度大,

壓強小，則a管水面升高，b管水面降低。

⑹升高端的液面比原來升高了5cm,則兩側(cè)液面高度差為10cm,則兩側(cè)液體壓強差

12.如圖甲是某自動控溫電熱水器的電路圖，其中控制電路電壓恒為6V,4為熱敏電阻，置于水箱中產(chǎn)生

的熱量對水箱中水溫的影響忽略不計，匕阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖乙所示，心為可調(diào)電阻，用來設(shè)定電

熱水器的水溫。尺3、均為純電熱絲，均置于水箱中，尺3=22。；電磁鐵線圈電阻忽略不計，當(dāng)電磁鐵電流達

到0.2A時，繼電器銜鐵被吸下來。（工作過程中，電源電壓均保持不變），請完成下列問題：

（1）圖甲中電磁鐵的上端為（選填“N極”或“S極”）；

（2）加熱時電熱絲叢的功率為；

（3）如果電熱水器儲有60kg的水，電路處于加熱狀態(tài)，正常工作1小時，產(chǎn)生的熱量80%被水吸收，則

水溫升高了。C；[CQ4.2X103J/（kg.℃）,結(jié)果保留1位小數(shù)]

（4）如果將電熱水器水溫設(shè)為6（FC,2的阻值應(yīng)該調(diào)至

【答案】S極2200W25.120

【解析】（1）[1]電磁鐵是根據(jù)電流的磁效應(yīng)制成的，圖甲中電流從電磁鐵的上端外側(cè)流入，由安培定則可

知，線圈的下端為N極，其上端的磁極為S極。

（2）[2]分析甲圖可知，當(dāng)銜鐵與上方觸點接通時，電路中只有舄工作，為加熱狀態(tài)，

當(dāng)銜鐵與下方觸點接通時，電路中必與&串聯(lián)，一起工作，為保溫狀態(tài)，加熱時電熱絲叢的功率為

（3）[3]電路處于加熱狀態(tài)，正常工作1小時，產(chǎn)生熱量

2=Pz=2200Wx3600s=7.92x106J

產(chǎn)生的熱量80%被水吸收，則水吸收熱量

Q^80%X2=80%X7.92X106J=6.336X106J

高考材料

由。貯cm加變形得，水升高的溫度

（4）[4]如果將熱水器中的水溫設(shè)置為60。（2,此時控制電路中的電流剛好為0.2A,由/==可知此時控制

電路的總電阻

由圖像可知，60。（2時處的阻值為10C,則&的阻值為

R2=R怎-R/=300-10Q=20。

13.如圖所示，先用大小為200N的拉力B把重為150N的物體甲從/點豎直向上加速拉至2點，h=2m,

再用平行于斜面大小不變的拉力B把甲沿斜面從C點拉至與8點等高的。點；如圖所示，用大小相同的拉

力巳將物體乙沿水平地面從。點直線拉至P點。已知尸2=120N,甲在CD段的速度一時間圖像和乙在OP

段的路程一時間圖像如圖所示。求：

（1）B所做的功是多少？（）

（2）利用斜面提升甲的機械效率是多少？（）

（3）2在。P段做功的功率是多少？（）

（4）甲在CD段受到的摩擦力為力和乙在。尸段受到摩擦力為力，則%（選填“=''或￥"）。

【答案】40062.5%60#

【解析】（1）[1]不用機械直接提升物體甲做的功為有用功，即B做的功為

W尸B〃=200Nx2m=400J

（2）[2]利用斜面提升甲所做的功是總功，由甲在。段的速度一時間圖像可知，甲運動的速度v=0.4m/s,

CD段路程為

s=vZ=0.4m/sxl0s=4m

將甲從C拉到D所做的總功為

W,g=F25=120Nx4m=480J

所以利用斜面提升甲的機械效率是

（3）[3]乙在。尸段的路程一時間圖像可知，乙在10s內(nèi)通過的距離為5m,對乙做的功為

W2SOP=120Nx5m=600J

死在。尸段做功的功率為

（4）[4]由圖3可知，甲在CD段（在斜面上）做勻速直線運動，且速度大小為0.4m/s,雖然甲物體處于平衡

狀態(tài)，但拉力F2既要克服物體與斜面間的摩擦力，也要克服物體的重力，所以拉力巳與摩擦力力不是一

對平衡力，則尸2步；乙在OP段（在水平面上）做勻速直線運動，且速度為0.5m/s,此時乙受到的拉力、摩

擦力是一對平衡力，則入⑦；由此可見：用2。

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14.質(zhì)量為48.5kg的機器人攜帶1.5kg的快遞件乘坐電梯上樓，如圖1(g取10N/kg)

(1)電梯上升過程速度隨時間變化圖像如圖2,求：

①勻速階段電梯上升的距離；

②勻速階段電梯對機器人支持力的功率；

(2)離開電梯后，機器人受到水平向前的動力尸，其所受地面阻力是總重力的0.2倍，從電梯口。點勻速

直線運動4s到4點時撤去動力，然后減速運行0.5s到房門前C點，隨后靜止在C點，求：

①在方框中畫出機器人(包括快遞件)在2點的受力示意圖，用“?”表示機器人；

②以機器人在。點為計時起點，在圖3中畫出0?5s機器人所受阻力的大小隨時間變化的圖像；

(3)現(xiàn)有圖4裝置，放置在五樓窗口，小明操作機器從一樓勻速提升質(zhì)量同為1.5kg的快遞件到五樓，該

過程此裝置的機械效率為50%,

【答案】9m750W15

【解析】(1)[1]由圖2可知電梯在2?8s內(nèi)勻速上升，此時的速度為l.5m/s,由v可知，勻速階段電梯

上升的距離

s=v/=l.5m/sx(8s-2s)=9m

⑵機器人和快件的總重力

G/=7〃￡g=(48.5kg+1.5kg)x10N/kg=500N

因為機器人做勻速直線運動，所以，由二力平衡條件可知，勻速階段電梯對機器人支持力

F^G.g=500N

則支持力做功的功率

(2)[3]由題意可知，機器人在8點不再受到水平向前的動力尸，由題意可知，機器人受到地面的阻力大小

為

>0.2G,3=0.2x500N=100N

此時機器人相對于地面向右運動，因此機器人受到的阻力方向水平向左，由于機器人在水平方向上運動，

此時機器人在豎直方向上受力平衡，即機器人受到地面的支持力與機器人的重力是一對平衡力，故機器人

(包括快遞件)在8點的受力示意圖，如圖所示：

高考材料

[4]由于0?4.5s內(nèi)機器人對地面的壓力和接觸面的粗糙程度都沒有發(fā)生變化，因此0?4.5s內(nèi)機器人所受阻力

的大小不變，仍為100N,4.5s?5s內(nèi)，機器人靜止，不受阻力，因此0?5s機器人所受阻力的大小隨時間變

化的圖像如圖所示：

（3）⑸快遞件的重力

G=mg=1.5kgx10N/kg=15N

由圖4可知，承擔(dān)動滑輪繩子的股數(shù)片2,由

可知，牽拉繩子的力

15.2020年11月10日，中國萬米載人深潛器“奮斗者”號在馬里亞納海溝成功坐底，深度達10909m。圖甲

是“奮斗者，，號模型，圖乙是它的部分結(jié)構(gòu)示意圖。“奮斗者”號總質(zhì)量為203其底部裝配有質(zhì)量為2t的可拋

棄壓載鐵，中部安裝有固體浮力材料，載人艙為空心球體。除載人艙及部分電路設(shè)施外，其余部分與海水

相通?！皧^斗者”號在海水中依靠改變自身重力和受到的海水浮力實現(xiàn)無動力下潛和上浮。不考慮海水的流動

影響，忽略深潛器部件受到海水壓力后的體積變化。（海水密度取1.0xl03kg/m3,g取lON/kg）

（1）若在10909m深度處，海水產(chǎn)生的壓強為l.lxl08pa,此處海水在載人艙外殼2xl（）-4m2的面積上產(chǎn)生

的壓力為多少？（）

（2）若固體浮力材料質(zhì)量為2400kg,密度為600kg/m3。求：

①固體浮力材料的體積為多少？（）

②固體浮力材料完全浸沒在海水中時，受到的浮力和自身重力之差為多少？（）

（3）“奮斗者”號完全浸沒在海水中后勻速下潛，接近海溝底部時，拋掉質(zhì)量為機的壓載鐵后懸浮在海水中，

待海底科研任務(wù)結(jié)束后，拋掉剩余的全部壓載鐵后勻速上浮至海面。若“奮斗者”號只在豎直方向?qū)崿F(xiàn)下潛

和上浮，船身與水平面平行，下潛和上浮過程中所受阻力大小不變、方向與運動方向相反，壓載鐵的密度

為8.0xl03kg/m3,則“奮斗者”號在拋掉質(zhì)量為m的壓載鐵后所受海水的浮力為N。

【答案】2.2X104N4m31.6xlO4N1,9xlO5N

【解析】（1）[1]此處海水在載人艙外殼2x10-4m2的面積上產(chǎn)生的壓力為

故海水在載人艙外殼2x10-4m2的面積上產(chǎn)生的壓力為2.2X1（）4N。

（2）[2][3]固體浮力材料的體積為

故固體浮力材料的體積為4m3；固體浮力材料完全浸沒在海水中時，受到的浮力

自身重力為

浮力與自身重力差為

則浮力與自身重力差為1.6X104N。

（3）[4]設(shè)“奮斗者”號的體積為/如由題勻速下沉?xí)r

高考材料

「水g^+2kg%=&沉=6船+6鐵一/...①

壓載鐵全部拋完勻速上升時

2逐囁=尸t浮=6船+了...②

兩式相加可得

2。水8喂+。水g%=2G船+G鐵...③

當(dāng)拋掉質(zhì)量為機的壓載鐵后，“奮斗者”號懸浮，則

。水g匕的+夕水g-t失利=6孚=G船+G鐵剩...④

令③-④x2整理得

P水（Vtr2V鐵剝）=P鐵（V$2y鐵艙

可知

/及-2/鐵患『0

即

船和壓載鐵總質(zhì)量203壓載鐵質(zhì)量為23則船的質(zhì)量為183即18000kg,則船的重力

G^18000kgxl0N/kg=1.8xl05N

則“奮斗者，，號在拋掉質(zhì)量為m的壓載鐵后所受海水的浮力為

答：（1）此處海水在載人艙外殼2xl0-4m2的面積上產(chǎn)生的壓力為2.2X1（）4N；

（2）固體浮力材料的體積為4m3；固體浮力材料完全浸沒在海水中時，受到的浮力和自身重力之差為

1.6xlO4N；

（3）“奮斗者”號在拋掉質(zhì)量為”的壓載鐵后所受海水的浮力為1.9X105N。

16.小明用如圖甲所示的裝置來探究“彈簧的伸長跟拉力的關(guān)系”，彈簧的一端固定在木板上，他先在木板上

標(biāo)上0?7.00cm的刻度，把木板豎直放置，在彈簧下端掛鉤碼（每個鉤碼的質(zhì)量為50g）,實驗數(shù)據(jù)記錄如

下表。（g=10N/kg）

鉤碼個數(shù)012345678

彈簧長度/cm2.002.503.003.504.004.505.005.506.00

伸長量/cm00.501.002.002.503.003.504.50

（1）當(dāng)掛3個鉤碼時，指針?biāo)鶎潭热鐖D乙，此時彈簧的伸長量cm；

（2）分析表中的數(shù)據(jù)可得：在彈性限度內(nèi)，；

（3）小明想用該裝置設(shè)計一個直接測量液體密度的“密度秤”，他找來一個質(zhì)量為50g的小桶，掛在彈簧下

高考材料

面的掛鉤上，測量時，在桶中加滿待測液體，根據(jù)指針指示的刻度，就能直接讀出液體的密度；

①該“密度秤”的零刻度線應(yīng)在cm刻度處；

②在桶中加滿水指針指在3cm刻度處，如圖丙，則該桶的容積是cnP；

③該“密度秤”能測量的最大的密度是g/cnP；

④小明想增大該“密度秤”的量程，在不更換彈簧的前提下，你的辦法是。（寫出一種即可）

【答案】1.50彈簧的伸長量和拉力成正比2.50504.5換用質(zhì)量更小的小桶

（答案合理即可）

【解析】（1）[1]先判斷出刻度尺的分度值，再讀出彈簧原長和彈簧的伸長量，由圖中刻度尺的分度值為

1mm,彈簧的原長為2.00cm,現(xiàn)在彈簧的長度為3.50cm,故彈簧的伸長為

（2）⑵通過橫向分析表中數(shù)據(jù)可以看出，在彈性限度內(nèi)，鉤碼個數(shù)變成原來的幾倍，即拉力變?yōu)樵瓉淼膸?/p>

倍，彈簧的伸長量也變?yōu)樵瓉淼膸妆?，所以得出：在彈性限度?nèi)，彈簧的伸長量與拉力成正比。

（3）[3]由甲、乙兩圖可知，當(dāng)掛3個鉤碼，即150g時，彈簧伸長1.50cm,由

可知，伸長1cm時物體的質(zhì)量為100g,故當(dāng)質(zhì)量為50g的小桶掛在彈簧下面的掛鉤上時，彈簧伸長

0.50cm,長度變?yōu)?.50cm,即該“密度秤”的零刻度線在2.50cm處。

[4]在桶中加滿水，指針指在3cm刻度處，和未裝水時相比，彈簧伸長量為

故桶中水的質(zhì)量為50g,根據(jù)。=萬可知，桶的容積為

[5]由于木板上的刻度最大為7.00cm,所以“密度秤”能測量的最大質(zhì)量為

該，，密度秤，，能測量的最大的密度為

[6]在測力計量程一定的情況下，由“密度秤”能測量的最大質(zhì)量是一定的，減小桶的質(zhì)量，則相同體積的桶

內(nèi)可以裝的液體的質(zhì)量更大，由0=-p&可知，可以測的液體密度更大，可以增大該秤的稱量范圍。

17.（1）“HUD”是汽車應(yīng)用的一種新型技術(shù)，也叫“平行顯示系統(tǒng)”。其原理是：位于儀表臺后端的顯示屏

將車速、導(dǎo)航等信息投射到貼有透明反射膜的前擋風(fēng)玻璃上，擋風(fēng)玻璃將光反射給駕駛員，駕駛員就看到

顯示屏的虛像，讓司機在不低頭、不轉(zhuǎn)頭時就能看到車輛行駛信息。請在圖中作出人眼B通過前擋風(fēng)玻璃

看到顯示屏上/點的像/'的光路圖；

（2）一束平行于主光軸的光經(jīng)過某凸透鏡后的光路圖如圖甲所示，凸透鏡的光心在0cm處。把物體放

在凸透鏡前某位置，如圖乙所示；

①把圖乙中N點發(fā)出的兩條光線的光路補充完整；（°平行于主光軸，6過0cm處）；

②物體經(jīng)凸透鏡后成（選填“倒立”或“正立”）、（選填“放大”或“縮小”）的（選填“實像”或“虛像”），

（選填“照相機”、“放大鏡”或“投影儀”）就是利用該原理成像的。

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【答案】

投影儀

【解析】（1）[1]利用平面鏡成像的特點：像與物關(guān)于平面鏡對稱，作出/點關(guān)于擋風(fēng)玻璃的對稱點，即為

其像點4,根據(jù)反射光線反向延長通過像點，連接與平面鏡的交點即為入射點0,即為反射光線，

為入射光線，如下所示：

（2）①[2]根據(jù)圖乙可知，平行于主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡后過焦點，光線。平行于主光軸，經(jīng)凸透鏡折射

后過另一側(cè)的焦點；光線6經(jīng)凸透鏡的光心后傳播方向不改變，據(jù)此作圖；

②[3][4][5][6]焦點到凸透鏡光心的距離叫焦距，故焦距為2cm,由圖乙知，物體在一倍焦距和二倍焦距之間,

此時成倒立、放大的實像，生活中投影儀就是依據(jù)此原理制成的。

18.圖甲為熱敏電阻的圖象，圖乙為用此熱敏電阻火和電磁繼電器組成的一個簡單恒溫箱溫控電路（U

為恒壓電源），繼電器線圈的電阻為30Q,圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源，當(dāng)線圈中的電流大于或等

于201nA時，銜鐵被吸合，加熱器停止工作，實現(xiàn)溫控。

（1）恒溫箱內(nèi)的加熱器應(yīng)接在（選填“4或“2、端；

（2）要實現(xiàn)對50。（2?100。（2之間任一溫度的控制，該裝置恒壓電源。至少為V；若恒壓電源U為4V,則滑

動變阻器R的最大阻值為。。

【答案】A,C2.4120

【解析】（1）[1]由題意知，銜鐵被吸合，加熱器停止工作，則銜鐵松開時，加熱器工作。所以恒溫箱的加

熱器應(yīng)接在/、C端。

（2）⑵銜鐵被吸合時，控制電路的電流至少為20mA,繼電器兩端的電壓

Ui=IR^0.02Ax30Q=0.6V

由圖乙知，電磁鐵與熱敏電阻及滑動變阻器串聯(lián)在控制電路中。由圖甲知，熱敏電阻的阻值隨溫度升高而

降低。據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點知，熱敏電阻越大，分得的電壓越大，所以當(dāng)溫度為50攝氏度，熱敏電阻阻

值為90。時，電源電壓最小，此時熱敏電阻兩端電壓

C/=Z;7?/=0.02Ax90Q=1.8V

最小電源電壓

U,、=S+U=0.6V+l.8V=2.4V

高考材料

[3]電源電壓恒為4V,電路的總電阻

熱敏電阻的阻值越大，分壓越大，變阻器兩端需要分壓越小，所以熱敏電阻的阻值為50。時，變阻器需要

接入電路的阻值最大，滑動變阻器的最大阻值

R最行R-R^T?7=200Q-30Q-50Q=120Q

19.廣東的春季，天氣潮濕，需要除濕，如圖1所示為某實驗室的自動除濕器。除濕器內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)由

控制電路和工作電路兩部分組成，簡化后的電路圖如圖2所示?？刂齐娐分械碾娫措妷篣/=12V,調(diào)控電阻

治的阻值范圍為0-1000Q,R為裝在除濕器內(nèi)的濕敏電阻，其阻值隨相對濕度夕（空氣中含有水蒸氣的百

分比，單位為：%RH）變化的圖像如圖3所示。L為磁控開關(guān)，當(dāng)濕敏電阻R的阻值發(fā)生變化時，控制電

路中的電流隨之發(fā)生變化，當(dāng)電流大于或等于20mA時，L的兩個由磁性材料制成的彈片具有了磁性并相互

吸合，工作電路的壓縮機開始帶動系統(tǒng)進行除濕。工作電路兩端電壓L=220V,&為保護電阻，磁控開關(guān)L

的線電阻不計。問：

（1）當(dāng)S接通時，可判斷出圖2中線圈上端P的磁極是極；

（2）磁性彈片可能是下列哪些材料組成；

A.鉆、鋅

B.鐵、鋁

C.鉆、保

D.鐵、鋼

（3）開關(guān)S閉合后，磁控開關(guān)L的兩個彈片就具有了磁性，其原理與以下哪個裝置相同？（填寫字母）；

A.電動機

B.電磁鐵

C.發(fā)電機

D.話筒

（4）因?qū)嶒炇覂?nèi)有較敏感的器件，要求相對濕度控制在45%RH以內(nèi)，則以調(diào)控電阻的阻值不能超過Q；

（5）由圖3可知，濕敏電阻R的阻值隨著相對濕度的增加而；在磁控開關(guān)L閉合條件不變的情況下，若要

早點開始除濕，則應(yīng)將控制電阻&的阻值（以上兩空均選填“增大”或“減小”）。

（6）小明查看了該除濕器的銘牌，其中有一參數(shù)為“除濕量L2kg/h（30℃80%RH）”，表示在30。（2、相對

濕度80%的情況下每小時的除水量，相關(guān)資料顯示在該環(huán)境條件下的室內(nèi)空氣含水量是30g/m3。小明所在

的實驗室環(huán)境溫度為30。（2、相對溫度80%,體積為200m3,想使用這臺總功率為1100W的除