湖北省随州市2020年中考物理真题试卷（附解析）

1 湖北省随州市 2020 年中考物理真题试卷 （理科综合考试时间为 120 分钟，满分为 150 分；其中，物理： 70 分，化学： 50 分，生物： 30 分） 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形 码粘贴在答题卡，上的指定位置。 2. 选择题每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动， 用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答在试题卷上无效。 3. 非选择题作答：用 0.5 毫米黑色墨水签字笔直接在答题卡上对应的答题区域内作答。答 在试题卷上无效。 4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 5. 可能用到的相对原子质量： H-1 C-12 O-16 Mg-24 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64 Zn-65 第 I 卷（选择题共 60 分） 第 I 卷共 25 题，每题只有一个选项最符合题意。1~7 题为生物题，8~15 题为化学题，16~25 题为物理题。1~15 题每题 2 分，16~25 题每题 3 分。 1.在 2020 年特殊的经济形势下，“新基建”的七大产业担负起了国家经济发展的重大使命， “5G”产业是其中一项。“5G”手机通过电磁波与基站之间进行信息传递，以下有关说法中 不正确的是（　　） A. 电磁波可以在真空中传播 B. 电磁波既能传递信息也能传递能量 C. “5G”比“4G”传递信息更快，是因为它所使用的电磁波的波速更快 D. 即使先进的“5G”手机，使用过程中也会发热，是因为工作过程中部分电能转化为内能 【答案】C 【解析】 【详解】AB．电磁波传播不需要介质，能在空气中传播，也能在真空中传播，既能传递信息， 也能传递能量，AB 均正确，但不符合题意； C．“5G”比“4G”传递信息更快，是因为它的频谱带宽增加了，电磁波的波速是相等的，C 错误，符合题意；2 D．手机在使用 过程中出现发热现象，是由于电阻做功，电能转化为内能，D 正确，但不 符合题意。 故选 C。 2.在人类科学发展的历史中，很多科学家作出过巨大的贡献。以下有关说法中不正确的是 （　　） A. 牛顿发现了万有引力定律，才有了今天的通信卫星 B. 法拉第发现了电磁感应现象，才有了今天人类对电的大规模应用 C. 焦耳最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻、通电时间之间的关系，我们据此 可以解释使用大功率电器时导线发热的原因 D. 托里拆利通过实验测出了大气压强的数值，大气压的数值总是等于 1.013×105Pa 【答案】D 【解析】 【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，总结出了牛顿三定律，才有了今天的通信卫星，故 A 正确，不符合题意； B．法拉第发现了电磁感应现象，据此人们发明了发电机，才有了今天人类对电的大规模应 用，故 B 正确，不符合题意； C．焦耳是最先精确地确定电流产生的热量与电流、电阻、通电时间之间关系的科学家，命 名为焦耳定律，据此可以解释使用大功率电器时导线发热的原因，故 C 正确，不符合题意； D．托里拆利通过实验测出了大气压强的数值，大气压的数值约等于 1.013×105Pa，受海拨、 温度等因素影响，大气压有差异，故 D 错误，符合题意。 故选 D。 3.现代社会里，养狗成为一种“时尚”，但遛狗伤人事故也时有发生，超声驱狗器（如图所 示为网上一款）应运而生。实验结果显示：对着狗一按开关，狗好像听到巨大的噪声而躲开， 而旁边的人什么也没听见。以下分析正确的是（　　） A. 人什么也没听见，是因为它发出声音的响度小 B. 人什么也没听见，是因为它发出声波的频率不在人耳能够感受的频率范围内 的3 C. 人什么也没听见，是因为它发出的声音不是振动产生的 D. 人什么也没听见，是因为它发出的声波不能在空气中传播 【答案】B 【解析】 【详解】对着狗按开关，狗好像听到巨大的噪声而躲开，而旁边的人什么也没听见，是因为 发出声音的频率不在人的听觉频率范围内，声音是由物体的振动产生的，声音的传播需要介 质，在固体中最快，气体中最慢，真空不能传声，ACD 错误，B 正确。 故选 B。 4.以下有关现象及应用说法正确的是（　　） A. 夏天，景区用喷雾来降温是利用蒸发吸热 B. 夏天，凉爽的空调房间的窗户玻璃上会形成一层水雾，它的形成过程属于汽化 C. 冬天，“下雪不冷化雪冷”这句俗语蕴含着“液化放热”的物理道理 D. 冬天，北方常出现雾凇的美景，它的形成过程是升华 【答案】A 【解析】 【详解】A．夏天，景区用喷雾车喷雾降温，是利用水蒸发时吸热的特点，故 A 正确； B．湖面上出现的白雾是水蒸气遇冷液化形成的小水珠，故 B 错误； C．下雪是水蒸气的凝华过程，凝华是放热过程，放出热量使空气的温度升高，人感觉不冷； 化雪是熔化过程，熔化是吸热过程，从周围的空气吸热，导致空气温度降低，人们感到寒冷， 故 C 错误； D．雾凇是由空气中的水蒸气遇冷放热直接变成的固态小冰晶，属于凝华现象，故 D 错误。 故选 A。 5.2020 年 6 月 21 日，我国多地观测到了日环食的天文奇观。以下现象中与形成日环食的“光 学”成因相同的是（　　） A. 水中的倒影 B. 树荫下的光斑 C. 雨后的彩虹 D. 海市蜃楼的奇景4 【答案】B 【解析】 【详解】日环食形成的原因是光的直线传播； A．水中的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的现象，故 A 不合题意； B．树荫下的光斑是小孔成像，是光的直线传播形成的，故 B 符合题意； C．雨后的彩虹是光的色散现象，是光的折射形成的，故 C 不合题意； D．海市蜃楼，是光的折射现象，故 D 不合题意。 故选 D。 6.央视节目“远方的家”曾对随州广水马坪的特色饮食“拐子（猪肘子）饭”的制作过程有 过详细的介绍，“拐子”的秘法卤制（将食材放在特殊汤汁中持续加热）十分关键。以下有 关说法中正确的是（　　） A. 食客端上一碗“拐子饭”，立刻感到香气扑鼻而来，这是由于分子的热运动 B. “拐子”在秘法卤制的过程中，是通过做功的方式来增大内能的 C. 随着时代 进步，已经由液化石油气代替原来的柴火土灶来卤制“拐子”，这样更方便且 卫生，液化石油气属于可再生能源 D. 在卤制“拐子”的过程中，液化石油气燃烧越充分，它的热值越大 【答案】A 【解析】 【详解】A．感到香气扑鼻而来，是分子做扩散运动，即分子的热运动，A 正确； B．“拐子”的秘法卤制（将食材放在特殊汤汁中持续加热），是通过热传递来增大内能，B 错误； C．液化石油气是由化石能源石油提炼而来，属于不可再生能源，C 错误； D．热值是物质的一种属性，与物质的多少，燃烧是否充分无关，D 错误。 故选 A。 7.物块在水平拉力 F（大小未知）的作用下，在水平直线轨道上运动（如图），其中 AB=CD=10m。已知物块在 AB 段和 CD 段分别以 2m/s 和 5m/s 的速度匀速运动，且在 AB 段、CD 段所受摩擦阻力分别为 1N 和 2N，则以下判断正确的是（　　） 的5 A. 该物块在 CD 段的惯性比 AB 段大 B. 该物块通过 AB 段和 CD 段所用的时间之比为 2∶5 C. 拉力 F 在 AB 段所做的功为 20J D. 拉力 F 在 CD 段做功的功率为 10W 【答案】D 【解析】 【详解】A．惯性的大小只与质量有关，与速度大小无关，故 A 错误； B．由题知，物块在 AB 段和 CD 段的速度之比为 2∶5，AB 和 CD 距离相等，则该物块通过 AB 段和 CD 段所用的时间之比为 5∶2，故 B 错误； C．物块在 AB 段匀速运动，拉力等于摩擦阻力，拉力 F 在 AB 段所做的功 W=FABsAB=fABsAB=1N 10m=10J 故 C 错误； D．物块在 CD 段匀速运动，拉力等于摩擦阻力，拉力 F 在 CD 段做功的功率 P=FCDvCD=fCDvCD=2N 5m/s=10W 故 D 正确。 故选 D。 8.某家庭电路如图所示，以下说法中不正确的是（　　） A. 若保险丝熔断，则可能是短路引起的 B. 三孔插座的连接方式符合安全用电的原则 C. 若仅 b、c 间断路，开关 S 闭合，灯泡 L 不会发光 D. 若在 a、b 间接入一个灯泡 L1，则它与灯泡 L 是并联关系 【答案】C 【解析】 【详解】A．保险丝熔断，可能是发生了短路，也可能是用电器的总功率过大，故 A 正确， 不符合题意； B．三孔插座的左孔接地线，右孔接火线，上孔接地线，符合于三孔插座的接法，故 B 正确， × ×6 不符合题意； C．若仅 b、c 间断路，开关 S 闭合，电路是通路，灯泡会发光，故 C 错误，符合题意； D．若在导线 a 和 b 之间接一个灯泡 L1，即 L1 接在火线和零线之间，它和 L 是并联的，故 D 正确，不符合题意。 故选 C。 9.体重为 60kg 的工人利用如图滑轮组将一质量为 80kg 的重物 A 匀速提升 1m，此时该滑轮 组的机械效率为 80%（不计绳重与摩擦，g 取 10N/kg），小明对此工作过程及装置作出了以 下论断： ①动滑轮重为 200N ②此过程中，工人对绳的拉力做功 1000J ③重物匀速上升过程中，它的机械能增大 ④若增大重物 A 的质量，该工人用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率不可能达到 90% 关于小明的以上论断（　　） A. 只有①③正确 B. 只有②③正确 C. 只有①②③正确 D. ①②③④都正确 【答案】C 【解析】 【详解】由题意物体所受的重力 物体上升的高度 ，此时滑轮组做的有用功为 根据机械效率公式 有，总功为 80kg 10N/kg=800NG m g= = ×物 物 1mh = = h 800N 1m 800JW G ⋅ = × =物有 = 100%=80%W W η ×有 总 800J= = =1000J80% WW η 有 总7 而 有 又因为 可得 ①②均正确。 机械能是动能和势能的总和，当重物匀速上升过程中，动能不变，势能增加，它的机械能增 大，③正确。 若要滑轮组的机械效率达到 ，由效率公式有 化解可得当 时，滑轮组的效率能到达 ，则若增大重物 A 的质量，用此滑轮组 匀速拉起重物时，机械效率能达到 90%，④错误。 故选 C。 10.某同学做“调节灯泡亮度”的实验，电路图如图所示，电源电压恒定为 4.5V，电压表量 程为“0-3V”，电流表量程为“0-0.6A”，滑动变阻器标有“20Ω 1A”，灯泡标有“3V 1.5W” 字样（忽略灯丝电阻受温度的影响），为保证电路安全，小灯泡两端电压不超过额定电压， 两电表的示数均不超过所选量程。则以下判断不正确的是（　　） A. 变阻器滑片向右滑动时，电压表示数变大，电流表示数变小 B. 灯泡正常发光时，滑动变阻器连入电路的阻值为 3Ω C. 当电压表示数为 3V 时，电路消耗的总功率最大 D. 当滑动变阻器连入电路的阻值为 9Ω 时，灯泡的功率为 0.54W 【答案】C 【解析】 =W W W+总 额有 = =1000J 800J=200JW W W− −额 总 有 =W G h⋅额 动 200J= 200N1m WG h = =额 动 90% = 100% 90%1 ( g g) 33 W m gh W m m h η × = + ⋅ 有 物 总 物 动 ＝ =9m m物 动 90%8 【详解】电路为串联电路，电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测电路电流。 A．变阻器滑片向右滑动时，滑动变阻器接入阻值变大，由欧姆定律以及串联分压的特点可 知滑动变阻器两端电压变大，即电压表示数变大，通过电路电流变小，即电流表示数变小， 故 A 正确，不符合题意； B．灯泡正常发光时，由 P=UI 可得电路电流为 根据串联分压可知此时滑动变阻器两端电压为 由 可得滑动变阻器接入阻值 故 B 正确，不符合题意； C．根据 P=UI 可知，要想电路消耗的总功率最大，则电路电流应该最大，考虑电路安全，电 路最大电流应该为 0.6A，由 可得灯泡的阻值 此时由 可得灯泡两端电压 根据串联分压可知此时滑动变阻器两端电压为 即电压表示数为 0.9V 时，电路消耗的总功率最大，故 C 错误，符合题意； D．当滑动变阻器连入电路的阻值为 9Ω 时，电路总电阻 此时电路电流 L L L 1.5W 0.5A3V PI I U = = = = L 4.5V 3V 1.5VU U U= − = − =滑 UI R = 1.5V 3Ω0.5A UR I = = =滑 滑 2UP R = ( )32 L L L 3V 6Ω1.5W UR P = = = UI R = L L 0.6A 6Ω 3.6VU I R′ ′= = × = L 4.5V 3.6V 0.9VU U U′ ′= − = − =滑 9Ω 6Ω 15ΩR = + = 4.5V 0.3A15Ω UI R ′′ = = =9 由 可得灯泡两端电压 则灯泡的功率 故 D 正确，不符合题意。 故选 C。 第 II 卷（非选择题共 90 分） 26~ 35 题为物理题，36~42 题为化学题，43 ~ 45 题为生物题。 11.(1)如图甲是街头魔术“人体悬空”，神奇的表演让观众啧啧称奇，备感神秘，但图乙的 场景又让人大跌眼镜。原来：魔术爱好者双腿间夹着一根钢管，钢管延伸出来的短板正好可 以让助手躺在上面。不过这样也是非常耗费体力的，难怪助手坚持了没一会就因体力不支而 摔倒。请根据甲、乙图，写一句评论，在该魔术中物理规律是否“失效”，并作简单说明： ______； (2)图丙、丁是某地街头的“人体悬浮”术表演，请根据丙、丁图，提出“人体悬浮”平衡 的原因猜想（从受力的角度看人是如何平衡的）：______。 【答案】 (1). 见解析 (2). 见解析 【解析】 【详解】(1)[1]不失效，由杠杆平衡原理可知，只要满足杠杆平衡条件，助手就不会摔倒。 (2)[2]“人体悬浮”平衡 原因可能是：以手与拐杖接触的部分作为支点，只要满足 UI R = L L 0.3A 6Ω 1.8VU I R′′ ′′= = × = L L 0.3A 1.8V 0.54WP I U′ ′′′′= = × = 的10 ，人就可以悬浮在空中。 12.如图是一长方形玻璃砖 ABCD，其中 AB、BC 面涂有反射涂层，一条光线从 AD 面射入玻璃 砖，请画出该光线进入玻璃砖后经过 AB、BC 面的两次反射，并最终从 AD 面射出的光路图。 【答案】 【解析】 【详解】光从空气斜射入玻璃中，首先过入射点画出法线，根据折射角大于入射角画出折射 光线；然后，光线射到 AB 面，在 AB 面发生反射，反射光线射到 BC 面，在 BC 面再次发生反 射，分别作法线，按反射角等于入射角画出反射光线；当光线射到 AD 面，光从玻璃斜射入 空气中，同样作法线，然后按照折射角大于入射角画出折射光线，注意最后的折射光线与原 始光线平行，如图所示： 13.如图所示，在体育课上小明从被竖直的绳子吊着的爬杆上匀速下滑，请画出此时爬杆在 竖直方向的受力示意图。 1 1 2 2 ⋅ = ⋅F l F l11 【答案】 【解析】 【详解】小明从被竖直的绳子吊着的爬杆上匀速下滑，小明受到竖直向下的重力和竖直向上 的摩擦力作用，故爬杆也受到小明对它的向下的摩擦力 f，其次爬杆还受竖直向下的重力 G 和绳子对它向上的拉力 F，三个力的合力为 0，过爬杆的重心分别向上和向下画出三个力， 如图所示： 14.如图所示，开关闭合后，将滑片 P 向右滑动的过程中，螺线管右侧的磁体所受的吸引力12 会变大。请将图中的滑动变阻器按要求连入电路，并画出螺线管的绕法，标出磁感线的方向。 【答案】 【解析】 【详解】滑片 P 向右滑动的过程中，螺线管右侧的磁体所受的吸引力会变大，说明电流增大， 电阻变小，滑动变阻器接右下柱，根据右手定则，可判断螺旋管的环绕方式和磁场方向，如 图所示。 15.如图甲是 a 实验小组“探究水的沸腾”实验装置实验过程中他们绘制出了水温随时间的 变化图像，如图乙所示。 (1)实验中，他们发现温度计上部出现许多小水珠，这些小水珠是______形成的； (2)水沸腾后撤去酒精灯，水能继续沸腾一小段时间，其原因是______； (3)b 实验小组用完全相同的装置做此实验，水的初温相同，但烧杯中水比 a 小组的少，请 在图乙中大致画出 b 小组根据记录的数据绘制的水温随时间变化的图像（ ）。 【答案】 (1). 水蒸气液化 (2). 石棉网的温度高于水的沸点，水还会继续吸热 13 (3). 【解析】 【详解】(1)[1]温度计上部出现许多小水珠，是由于水蒸气液化形成的。 (2)[2]水沸腾后撤去酒精灯，水能继续沸腾一小段时间，是由于石棉网的温度高于水的沸点， 水还会继续吸热。 (3)[3] b 实验小组用完全相同的装置做此实验，水的初温相同，但烧杯中水比 a 小组的少，b 实验小组烧杯中的水到达沸腾所吸热的时间应比 a 小组的短，图像如图所示 16.小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验： (1)在调整器材高度时，应______（选填“点燃”或“不点燃”）蜡烛； (2)如图所示，此时光屏上出现烛焰清晰的像，日常生活中______（选填“照相机”、“投影 仪”或“放大镜”）就是利用这一成像规律工作的； (3)如果保持透镜和蜡烛位置不变，将光屏向左移动一小段距离，光屏上的像变模糊，要使 光屏上重新得到烛焰清晰的像，则应该在透镜和蜡烛之间放置一个______（选填“近视眼镜” 或“远视眼镜”）。 【答案】 (1). 点燃 (2). 投影仪 (3). 远视眼镜14 【解析】 【详解】(1)[1]根据凸透镜成像规律中实验的要求，必须让三者中心放在同一高度上，使其 成像在光屏的中心；只有先将蜡烛点燃，才可以确定烛焰的中心，所以点燃蜡烛应在调整高 度之前。 (2)[2]如图，物距小于像距，成倒立、放大的实像，日常生活中投影仪就是利用这一原理制 成的。 (3)[3]把光屏向左移动一小段距离，要想在光屏上再次得到淸晰的像，应使像向左移动，因 为凸透镜对光线有会聚作用，故需在凸透镜和蜡烛之间放置适当的凸透镜，远视眼镜就是一 种凸透镜。 17.小红在探究杠杆的平衡条件时，找来一个量程为 5N 的弹簧测力计和若干个重均为 0.5N 的钩码，实验前测得杠杆上相邻刻度线间的距离都等于 2cm。请回答下列问题： (1)实验前，小红先将杠杆调至水平位置平衡，这样操作的目的是______； (2)小红在实验中测得一组数据如下表，于是他立即得出了杠杆的平衡条件： “F1×L1=F2×L2”，你认为是否合理，并说明理由：______； F1/N L1/cm F2/N L2/cm 2 6 3 4 (3)某次实验如图所示，杠杆平衡，则以下生活中相关杠杆 应用与此图中杠杆类型相同的 是______（选填“托盘天平”、“核桃夹”或“筷子”）； (4)在上图中，保持弹簧测力计的位置及拉力的方向和钩码的个数不变，钩码向左移动，若 要保持杠杆平衡，则钩码到支点的距离不应超过______cm。 【答案】 (1). 便于直接测量力臂 (2). 不合理，只有一组实验数据，得到的结论具 有偶然性 (3). 核桃夹 (4). 10cm 【解析】 【详解】(1)[1]在探究杠杆的平衡条件时，为了便于直接测量力臂，我们将杠杆调至水平位 的15 置平衡。 (2)[2]在探究杠杆的平衡条件时，我们需要进行多次实验得到多组实验数据是结论具有普遍 性，实验中由一组实验数据得到的结论具有偶然性。 (3)[3]如图所示，弹簧测力计对杠杆施加拉力的力臂大于钩码对杠杆施加拉力的力臂，是一 个省力杠杆；而托盘天平是一个等臂杠杆，核桃夹是一个省力杠杆，筷子夹菜时相当于一个 费力杠杆；所以与此图中杠杆类型相同的是核桃夹。 (4)[4]杠杆上相邻刻度线间的距离都等于 2cm，每个钩码重均为 0.5N，则图中钩码的总重力 为 弹簧测力计施加拉力的力臂 钩码向左移动，若要保持杠杆平衡，弹簧测力计量程为 5N，由杠杆平衡条件可知，钩码对 杠杆施加拉力的最大力臂 即钩码到支点的距离不应超过 10cm。 18.为测量额定电压为“3V”的小灯泡发光时的电阻，小程连接了如图所示的电路，其中电 源电压恒定为 6V。 (1)小程合理地连接好电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表示数都不为零， 接下来他应进行的操作是______； A．检查灯泡是否断路 B．检查灯泡是否短路 C．检查开关是否接触良好 D．移动滑动变阻器的滑片 (2)下表为小程记录的实验数据： 实验序号 电压表示数/V 电流表示数/A 0.5N 6 3NG = × = 2cm 3 6cmL = × =右 5N 6cm 10cm3N FLL G ×= = =右 左16 1 1.00 0.250 2 2.00 0.400 3 2.40 0.500 4 3.00 0.520 小程在测量第一组数据后再测量第二组数据时，滑动变阻器的滑片 P 应向______端滑动（选 填“左"或“右”）。老师发现小程测量的数据中有一组明显有误，则错误的一组是：______ （选填序号“1”"、“2"、“3”或“4”）； (3)在完成以上实验后，小程还想测量另一个额定电压为 3.8V 的小灯泡的额定功率，但该电 压表“0-15V"量程已损坏，只有“0-3V”量程可用，只更换小灯泡，其他器材不变。请设计 出完成该实验的电路图并画在虚线框中（ ）。 【答案】 (1). D (2).右 (3). 3 (4). 【解析】 【详解】(1)[1]电路连接正确后，闭合开关，电流表、电压表均有示数，电路为通路，发现 小灯泡不亮，说明电路中的电流过小，故但接下来应进行的操作是：移动滑动变阻器的滑片， 观察灯的发光情况，故选 D。 (2)[2]由表格数据可知，第二组数据电压表示数大于第一组电压表示数，即增大灯泡两端的 电压，故滑动变阻器的滑片 P 应向右滑动，减小滑动变阻器连入电路的阻值，减小分压。 [3]分析表格数据可知，第 3 组数据明显有误，因为由 4 组数据计算可得灯泡的电阻分别为17 RL1= = =4Ω，RL2= = =5Ω，RL3= = =4.8Ω，RL4= = 5.77Ω RL3 小于 RL2，不符合电压越高，通过灯泡的电流越大，灯丝温度越高，灯丝阻值越大的规律， 所以第 3 组数据是错误的。 (3)[4] 电源电压恒定为 6V，故可用电压表用“0∼3V”的量程测滑动变阻器的电压，电路图 如图所示： 19.如图是一个饮水机的工作原理图，其中 R1 和 R2 是阻值不变的发热电阻，下表是它的部分 参数。[水的比热容为 4.2×103J/（kg·℃）]。 额定电压 220V 额定加热功率 2000W 额定保温功率 88W 求：(1)1kg 的水温度从 20℃升高到 80℃吸收的热量； (2)R2 的阻值； (3)饮水机正常工作时，加热效率为 84%，则将 1kg 的水从 20℃加热到 80℃需用多长时间。 【答案】(1)2.52×105J；(2) 525.8Ω；(3) 150s 【解析】 【详解】(1)水升温所吸收的热量 1 1 U I 1V 0.25A 2 2 U I 2V 0.4A 3 3 U I 2.4V 0.5A 4 4 U I 3V 0.52A ≈18 Q 吸=cm t=4.2×103J/kg•℃×1kg×（80℃-20℃）=2.52×105J 吸收的热量为 2.52×105J。 (2) 当 S1 闭合、S2 断开时，饮水机处于保温状态，由图可知 R1 和 R2 串联，已知 P 保温=88W， 由 P= 得 R1+R2= = =550Ω 当 S1、S2 同时闭合时，饮水机处于加热状态，由图可知，只有 R1 接入电路，已知 P 加热 =2000W，由 P= 得 R1= = =24.2Ω 则 R2 的阻值为 R2=550Ω-24.2Ω=525.8Ω R2 的阻值为 525.8Ω。 (3) 热水器放出的热量 Q 放= = =3×105J 由 P= 可得，电流所做的功 W=Q 放=Pt，加热所用的时间 t= = =150s 加热需用多长时间 150s。 答：(1)1kg 的水温度从 20℃升高到 80℃吸收的热量为 2.52×105J； (2)R2 的阻值为 525.8Ω； (3)饮水机正常工作时，加热效率为 84%，则将 1kg 的水从 20℃加热到 80℃需用 150s。 20.盛有水的柱形平底薄壁容器放在水平桌面上静止，容器和水总重为 80N，容器底面积为 200cm2，如图甲，现用一根轻质细绳（绳的粗细和重力均不计）将一圆柱体物体 M 挂在弹簧 测力计下，让 M 从水面上方沿竖直方向缓慢浸入水中（水始终未溢出，且 M 未接触容器底）， 弹簧测力计示数 F 的大小随 M 的下表面浸入水中深度 h 之间的关系如图乙所示（不考虑水的 Δ 2U R 2U P保温 ( )2220V 88W 2U R 2U P加热 ( )2220V 2000W Q η 吸 52.52 10 J 84% × W t W P 53 10 J 2000W ×19 阻力，ρ 水=1×103kg/m3，g 取 10N/kg）。 求：(1)物体 M 完全浸没在水中时所受浮力大小； (2)物体 M 的底面积； (3)物体 M 的密度； (4)物体 M 完全浸没在水中时，容器对水平桌面的压强。 【答案】(1) 8N；(2) 8×10−3m2；(3) 3×103kg/m3；(4) 4.4×103Pa 【解析】 【详解】(1)由图乙可知，弹簧测力计的最大示数 F 最大=24N，此时物体 M 未浸入水中，则物 体 M 的重力 G=F 最大=24N 物体 M 全浸入时弹簧测力计的示数 F 示=16N，受到的浮力 F 浮=G−F 示=24N−16N=8N 物体 M 完全浸没在水中时所受浮力为 8N。 (2)由 F 浮=ρ 水 gV 排得物体 M 的体积 V 排= = =8×10−4m3 由图乙知物体 M 的高度 h=10cm，物块的底面积 S= = =8×10−3m2 物体 M 的底面积 8×10−3m2。 (3) 物体 M 的质量 m= = =2.4kg 物体 M 的密度 F gρ 浮 水 3 3 8N 1 10 kg / m 10N / kg× × V h 4 38 10 m 0.1m −× G g 24N 10N / kg20 ρ 物= = =3×103kg/m3 物体 M 密度为 3×103kg/m3。 (4) 物体 M 完全浸没在水中时，容器对水平桌面的压力增加量等于物体 M 排开水的重力，即 物体 M 受到的浮力，则容器对桌面的压力 F 压=G 容+水+F 浮=80N+8N=88N 容器对桌面的压强 p= = =4.4×103Pa 容器对桌面的压强为 4.4×103Pa。 答：(1)物体 M 完全浸没在水中时所受浮力大小 8N； (2)物体 M 的底面积为 8×10−3m2； (3)物体 M 的密度为 3×103kg/m3； (4)物体 M 完全浸没在水中时，容器对水平桌面的压强为 4.4×103Pa。 m V 4 3 2.4kg 8 10 m−× F S 压 容 4 2 88N 200 10 m−× 为