一、单选题（本大题共10小题，共30.0分）
1.下面数据中符合生活实际的是( )
A. 教室里课桌的高度大约是 B. 一名中学生的质量约为
C. 人体感觉舒适的气温约为 D. 人体安全电压不高于
2.今年，我国发射的“天舟四号”货运飞船与“天和号”核心舱在太空成功对接。对接后，它们一起绕地球转动。对这一过程所涉及的物理知识说法错误的是( )
B. 运载火箭用液态氢做燃料，是因其热值较大
C. 对接后以“天舟四号”为参照物，“天和号”是运动的
D. 地面工作人员利用电磁波传递信息来控制对接过程
3.物理学对其它自然科学产生着重要的影响，引领着人类对自然奥秘的探索，深化着人类对自然界的认识。对下列自然现象认识正确的是( )
A. 雄鹰展翅翱翔，利用了伯努利原理
B. 高原上不易煮熟食物，是因为海拔越高，气压越低，水的沸点越高
C. 蝙蝠飞行时靠次声波来定位
D. 鱼体表的黏液是为了增大摩擦
4.年月，第届冬奥会在北京成功举办，小华得到了冬奥会吉祥物“冰墩墩”。他和“冰墩墩”一起完成了几个光学实验，下列描述与实验情景不相符的是( )
A. 平面镜中的像由光的反射形成
B. 通过放大镜看到的像是实像
C. 小孔成像是因为光沿直线传播
D. 岸上看到水中的虚像比物体位置高
5.中国传统节日的习俗中涉及诸多物理现象，下列分析正确的是( )
A. 春节燃放烟花爆竹，小朋友捂住耳朵，是在传播过程中减弱噪声
B. 元宵节吃汤圆，煮熟后的汤圆漂浮在水面，是因为汤圆受到的浮力大于重力
C. 端午节赛龙舟，观众的呐喊声“震耳欲聋”，是因为声音的音调高
D. 中秋节吃月饼，月饼香气四溢，是因为分子在不停地做无规则运动
6.风能作为一种清洁的新能源，越来越受到世界各国的重视。风力发电已成为我国新能源战略的重要组成部分。下列选项中与风力发电机原理相同的是( )
A.
B.
C.
D.
7.勤劳的中华民族创造了灿烂的华夏文明，在众多领域取得了举世瞩目的成就，推动了人类社会的进步。下列关于我国科学技术的成就和应用描述完全正确的有( )
四大发明中的“指南针”司南能指示南北方向是受地磁场的作用
年，郭守敬在通惠河上建造了船闸，这一创举利用了连通器原理
战国时期的天平木衡和铜环权利用了杠杆原理
“玉兔号”月球车在月球背面留下属于中国的第一道印记，说明力可以改变物体的形状
“华龙一号”核反应堆利用核聚变进行发电，所用核燃料属于可再生能源
“复兴号”动车组刷新了中国速度，动车组速度越快，它的惯性越大
A. B. C. D.
8.“新冠”疫情期间，某商场在门口安装了一个疫情防控门禁系统。该系统要求：进入人员必须扫场所码和测量体温，扫码后开关闭合，接着进行体温测量，温度低于开关闭合，此时指示灯亮起，电动机工作打开安全门，人员才能进入。符合该门禁系统要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
9.码头上的工作人员，利用如图所示的杠杆将一桶淡水从地面转移到船上杠杆始终保持水平。挂在端的桶重，内部底面积为，桶内装有的水，水深。重的工作人员用绳子竖直拉住端，工作人员的脚与地面的接触面积，：：。下列计算结果错误的是取( )
A. 水对桶底的压强为 B. 水对桶底的压力为
C. 人对地面的压力为 D. 人对地面的压强为
10.夏季汛期来临，某科技小组设计了一个监测观音湖水位的装置。其原理如图甲，电路中电源电压保持不变，为定值电阻；是竖直放置的长条形电阻片，浮子可带动金属滑杆在竖直方向上下移动，与组成滑动变阻器最大阻值，当电流表的示数达到某一数值时提醒监测员水位达到警戒值。接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙，电路工作时电压表与电流表变化关系如图丙。则下列说法正确的是( )
B. 该电路的电源电压是
C. 该电路工作时的最小总功率是
D. 当水位达到警戒水位时，电流表的示数为
二、填空题（本大题共5小题，共24.0分）
11.小陈发现爷爷看书报时将书报拿得很远，根据所学知识想到人的眼睛与______选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”的成像原理相同，爷爷眼睛的问题是因为晶状体太薄造成的______选填“近”或“远”视眼。于是他建议父母带爷爷到眼镜店选配一副由______透镜制成的老花镜。
12.用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触不带电的验电器时，验电器的金属箔张开如图，金属箔因失去电子带上______电荷，接触瞬间电流的方向是______选填“金属球到玻璃棒”或“玻璃棒到金属球”。
13.小王用天平和量筒测一块鹅卵石的密度，在调节天平平衡时发现指针偏向分度盘的左侧如图甲，此时应将平衡螺母向______端调节使天平平衡；然后用调节好的天平测鹅卵石的质量，天平平衡时右盘中砝码的质量、游码在标尺上的位置如图乙，鹅卵石的质量为______；最后用量筒测出鹅卵石的体积如图丙，则鹅卵石的密度为______。
三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）
16.一根绳子系着一个小球在竖直平面内摆动。请你作出小球摆动到右边最高点时，小球所受绳子拉力与重力的示意图。
17.请用笔画线代替导线，按照安全用电的要求，将图中的电灯、控制电灯的开关及插座接入家庭电路中。
18.某兴趣小组在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”时，用同一木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三次实验。
甲、乙、丙三次实验中以相同速度沿水平方向匀速拉动木块，根据二力平衡知识，弹簧测力计对木块的拉力大小______选填“等于”、“大于”或“小于”滑动摩擦力的大小。
通过对比甲、乙两次实验可知：其他条件相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
通过对比______两次实验可知：其他条件相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
兴趣小组的同学利用甲图实验装置继续探究滑动摩擦力与速度的关系，改变木块的速度，进行实验，记录的实验数据如下表：
| 实验次数 | ||||
| 运动速度 | ||||
| 测力计的示数 |
小组交流讨论时发现：在实验中很难使木块做匀速直线运动，于是小伟设计了如图丁所示的实验装置，该装置的优点是______选填“需要”或“不需要”长木板做匀速直线运动。
19.小志同学在“测量小灯泡电功率”实验中，用到的器材有：新干电池两节、小灯泡标有只、电流表只、电压表只、滑动变阻器只、开关支，导线若干。
请用笔画线代替导线，在图甲中将实验电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小
连接好电路，闭合开关，发现灯不亮，电流表无示数，电压表示数接近，造成这一现象的原因可能是______选填序号。
小灯泡短路；
小灯泡开路；
滑动变阻器短路；
滑动变阻器开路。
排除故障，进行实验，当电流表的示数如图乙时，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向______选填“”或“”端移动，当电流表示数达到时，电压表的示数如图丙，则小灯泡的额定功率为______。
小刚用相同的器材进行该实验时发现电压表损坏，他找来一只阻值为的定值电阻，设计了如图丁所示的电路，也可测出小灯泡的额定功率。主要的操作步骤如下：
把电流表接在处，闭合开关，调节滑片，使电流表的示数为；
保持滑片的位置不变，断开开关，把电流表接在处，闭合开关，读出电流表的示数为；
计算得出小灯泡的额定功率______用、、表示。
五、计算题（本大题共2小题，共14.0分）
20.小明给家中喂养热带鱼的鱼缸设计了一个加热装置如图甲，该装置电路如图乙所示：为照明装饰小彩灯标有“”，为总开关，为温控开关温度低于自动接通，温度升高到时自动断开，是阻值为的电热丝。某次换水后，鱼缸内有初温为的水，闭合开关、，正常发光，开始发热。请你用所学知识与小明一起解决下列问题：
电源电压是多少？
开始发热到停止工作水吸收了多少热量？
开始发热到停止工作的时间是多少秒？不考虑热量损失，电热丝产生热量均被水吸收。
石料露出水面前受到的浮力；
石料的重力；
石料露出水面前滑轮组的机械效率；
石料从刚露出水面到完全露出水面所用的时间；并推导出该过程中电动机的输出功率单位：与时间单位：的函数关系式。
1.【答案】
【解析】解：、，教室的课桌如果是的，不符合常识，应该为，故A错误；
B、一名中学生的质量约为，故B错误；
C、人体感觉舒适的气温约为，故C错误；
D、人体安全电压不高于，故D正确。
故选：。
教室的课桌约为、学生体重约为、人体舒适温度约为、安全电压不高于、利用生活中的一些常识去判断四个选项。
本题考查了生活在的一些常识，属于基础题。
2.【答案】
【解析】解：、火箭加速升空过程与汽油机做功冲程的能量转化都是内能转化为机械能，故A正确；
B、运载火箭用液态氢做燃料，是因其热值较大，故B正确；
C、天舟四号”货运飞船与“天和号”对接后一起绕地球转动，以“天舟四号”为参照物，“天和号”是静止的，故C错误；
D、电磁波能在真空中传播，地面工作人员利用电磁波传递信息来控制对接过程，故D正确。
故选：。
A、火箭加速升空过程，速度增加，高度增加，所以机械能增加，是内能转化为机械能；
B、氢能热值较大，常用来作为燃料；
C、天舟四号”货运飞船与“天和号”对接后一起绕地球转动，以“天舟四号”为参照物，“天和号”是静止的；
D、电磁波能在真空中传播。
本题考查了能量的转化、氢能的认识、参照物的选择和电磁波的认识。属于基础题。
3.【答案】
【解析】解：、伯努利原理：流体流速越大的对方，压强越小。雄鹰身体呈流线型，飞翔时上方流速大于下方流速，上方压强小，才能使雄鹰向上飞，故A正确；
B、液体的沸点跟气压有关，海拔变高，气压减小，沸点降低，故B错误；
C、蝙蝠飞行时靠超声波来定位，故C错误；
D、鱼体表的黏液是为了减小摩擦，故D错误；
故选：。
A、伯努利原理：流体流速越大的对方，压强越小。雄鹰身飞翔时上方流速大于下方流速，上方压强小；
B、液体的沸点跟气压有关，海拔变高，气压减小，沸点降低；
C、蝙蝠飞行时靠超声波来定位；
D、鱼体表的黏液减小了与水的粗糙程度，减小摩擦；
本题考查了流体压强和流速的关系、沸点和气压的关系、超声波的应用以及减小摩擦力的法法，属于基础题。
4.【答案】
【解析】解：、平面镜成像的原理是光的反射，平面镜所成的像是正立、等大的虚像，故A正确；
B、凸透镜成像，当物距小于焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像，应用是放大镜，故B错误；
C、小孔成像的原理是光的直线传播，所成的是倒立的实像，故C正确；
D、看到水中的冰墩墩，是冰墩墩身上的光斜射到水面时，发生折射，折射光线远离法线后进入眼睛，而我们逆着光的方向看见的是冰墩墩的虚像，所以看上去比实际位置高，故D正确。
故选：。
平面镜成像的原理是光的反射，平面镜所成的像是正立、等大的虚像；
凸透镜成像规律及其应用之一，，成正立放大的虚像；
小孔成像的原理是光的直线传播，所成的倒立的实像；
利用光发生折射时光线传播路径的规律解答。
这是一道光学综合题，考查平面镜成像、凸透镜成像、小孔成像以及折射现象，要掌握各种成像的原理和成像的特点。
5.【答案】
【解析】解：、小朋友捂住耳朵是在人耳处减弱噪声，故A错误；
B、汤圆漂浮在水面时，由物体的漂浮条件可知，汤圆受到的浮力大小等于汤圆的重力，故B错误；
C、观众的呐喊声“震耳欲聋”是指观众的声音大，即声音的响度大，故C错误；
D、月饼香气四溢属于扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故D正确。
故选：。
减弱噪声有三种方法：在声源处减弱；在传播过程中减弱；在人耳处减弱；
物体在液体中漂浮时浮力等于重力；
声音三个特性：音调、响度和音色。音调跟发声体的振动频率有关；响度跟发声体的振幅有关；音色跟发声体的材料和结构有关；
扩散现象说明组成物质的分子在不停地做无规则运动。
本题考查了声音的特征、减弱噪声的方法、浮沉条件和分子动理论等知识，难度不大。
6.【答案】
【解析】解：、如图是奥斯特实验，实验说明电流周围存在磁场，故A错误。
B、如图电铃是利用电流的磁效应来工作的，故B错误。
C、如图是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，是电磁感应，故C正确。
D、如图电路中有电源，是通电导体在磁场中受力而运动，是电动机的工作原理，故D错误。
故选：。
风吹过时，扇叶转动，小灯泡发光，说明是因为运动而产生了电，是机械能转化为电能，是电磁感应现象，找出原理相同的即可。
电磁联系包括电流的磁效应、电磁感应、磁场对电流的作用三方面，注意区分三方面的应用。
7.【答案】
【解析】解：指南针能够指南北是因为受到地磁场的作用，故正确；
船闸的上游阀门打开时，上游和闸室构成连通器，下游阀门打开时，下游和闸室构成连通器，船只才能通航，故正确；
根据战国时期的天平结构和特点可以确定：“木衡”在使用的过程中能绕中间的点转动，相当于我们现在所使用的天平；而“铜环权”则相当于砝码，而天平是利用了杠杆原理，故正确；
月球车在月球表面行驶留下痕迹，是因为月球车对月球表面有压力的作用，使月球表面的月壤的形状发生了改变，该现象说明力可以使物体发生形变，故正确；
核反应堆利用核裂变进行发电；核燃料一旦使用，在短期内不能再生，是不可再生能源，故错误；
物体的惯性只与物体的质量有关，动车的质量越大，惯性也就越大，与速度无关，故错误；
综上所述，只有正确。
故选：。
磁场对放入其中的磁体会产生力的作用。指南针本身有磁性，在地磁场中，会受到地磁场的作用；
连通器的特点：上端开口下端连通的容器。连通器里只有一种液体，在液体不流动的情况下，连通器各容器中液面总是相平的；
根据杠杆的定义，要判断工具是不是杠杆，要看工具在使用过程中是不是在力的作用下能绕某一固定点转动；
力的作用效果：一是力可以改变物体的形状，二是力可以改变物体的运动状态；
核反应堆利用核裂变进行发电；能够源源不断地从自然界得到的能源叫可再生能源；
物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，一切物体都有惯性，惯性大小只跟物体的质量大小有关，质量越大，惯性越大。
本题考查地磁场、连通器、杠杆原理、力的作用效果、能源的分类和惯性的影响因素，知识点繁多，但难度不大。
8.【答案】
【解析】解：进入人员必须扫场所码和测量体温且体温正常的情况下，电动机方可工作开启安全门，即两个开关同时闭合电路才能接通，只闭合其中任一开关，电路不能连通，故两开关串联后再与电动机和指示灯串联，故B正确。
故选：。
根据进入人员必须扫场所码和测量体温且体温正常的情况下，电动机方可工作开启安全门，据此确定两开关的连接方式，进而确定电路的连接。
本题考查了串并联电路的设计，根据题意确定两开关的连接方式是关键。
9.【答案】
【解析】解：、水对桶底的压强，故A正确；
B、由可得，水对桶底的压力，故B正确；
C、由杠杆平衡条件可得，，
则，
人对地面的压力，故C错误；
D、人对地面的压强，故D正确。
故选：。
已知水深，由可求得水对桶底的压强；
由公式变形可求得水对桶底的压力；
根据杠杆平衡条件求得绳子对人的拉力，然后可知人对地面的压力；
由可求得人对地面的压强。
该题考查了液体压强、阿基米德原理、密度、杠杆平衡条件、受力分析、固体压强等知识点，综合性较强，需要熟悉基本公式及应用，关键是要对题目中情境的发生过程分析清楚，理清解题的思路。
10.【答案】
【解析】解：闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，由图甲可知当水位升高时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据串联分压原理可知电压表示数变小，故A错误；
当滑动变阻器接入电路的电阻为时，电路为定值电阻的简单电路，根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大，由丙图可知通过电路的最大电流为，
根据欧姆定律可得电源电压：------，
由图丙可知通过电路的最小电流为，串联电路总电压等于各部分电压之和，根据欧姆定律可得电源电压：------，
联立可得：，，故B错误；
该电路工作时的最小总功率：，故C错误；
接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙，由乙图可知，，两式联立可得：，，则，
当水位达到警戒水位时，滑动变阻器接入电路的电阻为，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，根据欧姆定律可得通过电路的电流：，故D正确。
故选：。
闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测通过电路的电流，由图甲可知当水位升高时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据串联分压原理可知电压表示数变化；
当滑动变阻器接入电路的电阻为时，电路为定值电阻的简单电路，根据欧姆定律可知此时通过电路的电流最大，由丙图可知通过电路的最大电流为，
根据欧姆定律可得电源电压，由图丙可知通过电路的最小电流为，根据串联电路电压规律结合欧姆定律可得电源电压，解方程可得电源电压；
通过电路的电流最小时，电路的电功率最小，根据计算该电路工作时的最小总功率；
由乙图可得接入电路的阻值随水位的变化的函数关系，进一步计算当水位达到警戒水位时，滑动变阻器接入电路的电阻，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律计算此时通过电路的电流。
本题考查串联电路特点、欧姆定律、电功率公式灵活运用，正确读取图中信息是解题的关键。
11.【答案】照相机 远 凸
【解析】解：人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度，从而改变晶状体的焦距来获得清晰的、倒立、缩小的实像，与照相机的成像原理相同，
由图和题意可知，爷爷眼睛的问题是因为晶状体太薄，此时像成在视网膜的后方，所以爷爷的眼睛是远视眼；若想通过佩戴眼镜来矫正，即应使像成在视网膜上，需要让原来的光线会聚一些，由于凸透镜对光线有会聚的作用，故用凸透镜制成的眼镜来矫正远视眼。
故答案为：照相机；远；凸。
当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，其应用是照相机；
由于晶状体太薄，其折光能力太弱，或眼球的前后方向太短，使得像成在视网膜的后方，这就是远视眼的成因；
而后据凸透镜和凹透镜对光线的作用分析，即可判断用哪种透镜来矫正。
知道远视眼的成因和矫正是解决该题的关键。
12.【答案】正 玻璃棒到金属球
【解析】解：丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，玻璃棒缺少电子，当玻璃棒接触不带电的验电器的金属球，金属箔上的电子会从金属箔转移到玻璃棒上，金属箔因失去电子带上正电荷，由于同种电荷相互排斥，所以金属箔张开；
由于电流的方向与电子定向移动的方向相反，所以接触瞬间电流的方向是从玻璃棒到金属球。
故答案为：正；玻璃棒到金属球。
用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电；
得电子带负电，失电子带正电；
物理学规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向。
本题主要考查了电流方向的判断以及验电器的原理，是一道基础题。
13.【答案】右
【解析】解：由图甲知，指针左偏，所以应将平衡螺母向右调节；
由图乙知，标尺的分度值为，所以鹅卵石的质量为：；
由图丙知，水的体积为，由图丁知，水和鹅卵石的总体积等于，
则鹅卵石的体积为：；
则鹅卵石的密度：
。
故答案为：右；；。
天平的调平遵循左偏右调或右偏左调的原则；
天平的示数等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值，在读数时，注意标尺的分度值；
鹅卵石的体积等于水和鹅卵石的总体积减水的体积，在读数时，注意量筒的分度值；
根据计算出鹅卵石的密度。
此题是测量鹅卵石密度的实验，考查了天平的调平、读数及量筒的读数，要掌握用水和量筒测量不规则物体体积的方法，同时考查了密度的计算，都属基础性题目。
14.【答案】 增大
【解析】解：根据题意可知，原长为的弹簧质量不计上端固定在天花板上，下端系一重为的小球，静止时小球位于处，弹簧长度变为，弹簧受到的拉力时，伸长量为；
用力将小球竖直向下拉到处，弹簧长度为，此时弹簧受到的拉力为：；
小球受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力的作用，此时的合力为：；
合力的方向竖直向上，小球在弹簧拉力的作用下向上做加速运动，当运动到点时，弹簧的拉力等于小球的重力，速度最大，小球的质量不变，所以小球从处第一次回到处过程中，小球的动能增大。
故答案为：；增大。
根据题意得出弹簧受到的拉力与伸长量的关系；根据弹簧的伸长量求出弹簧受到的拉力的大小，对小球受力分析，求出合力的大小；动能的大小与质量、速度有关；根据小球的运动状态判定动能的大小变化。
本题考查了弹簧拉力的计算、力的合成、动能大小的变化，难度不大。
15.【答案】大
【解析】解：灯丝在工作过程中灯丝升华，导致灯丝变细，电阻变大，根据通过灯丝的电流减小，故在电压不变的情况下，由知功率变小，灯泡变暗；
表示的是电路中用电器每消耗的电能，电能表的转盘转，灯泡消耗的电能为：
；
灯泡的实际电功率为：
，
根据可得小灯泡的电阻为：
；
根据得实际电压为：
。
故答案为：大；。
升华指的是物质由固态直接变为气态的过程；导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，且其它条件相同时，横截面积越小，电阻越大；
根据分析灯的功率变化；
表示的是电路中用电器每消耗的电能，电能表的转盘转，据此求出转盘转转消耗的电能；根据求出实际功率；
知道小灯泡的额定功率和额定电压，利用求出小灯泡的电阻，运用实际功率和电阻求解实际电压。
本题考查了电能表参数的理解、电能、电功率、实际电压的求解以及电阻大小的影响因素等知识，难度不大。
16.【答案】解：绳子的拉力作用在小球上，方向沿绳子向上；重力的方向竖直向下，作用在物体的重心上。从小球的重心球心开始，分别沿拉力和重力的方向画一条有向线段，并在线段末尾分别表上字母和，即为小球所受绳子拉力与重力的示意图，如图所示：
【解析】力的示意图是用一个带箭头的线段把力的大小、方向、作用点三个要素表示出来，线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，线段起点或终点表示力的作用点。
此题考查力的示意图的画法，画力的示意图的一般步骤为：一画简图，二定点，三画线，四画尖，五把力的符号标尖边．按照这个作图步骤，很容易能够画出指定力的示意图。
17.【答案】解：为了安全，控制灯泡的开关应该与火线相连，螺丝口灯泡的中心金属片接着火线上；三孔插座的左孔接零线，右孔接火线，中间孔接地线，如图所示：
故答案为：如图所示。
【解析】为了安全，控制灯泡的开关应该与火线相连，螺丝口灯泡的中心金属片接着火线上；三孔插座的左孔接零线，右孔接火线，中间孔接地线，据此作图。
掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座的接法，同时考虑安全性。
18.【答案】等于 甲、丙 无关 不需要
【解析】解：实验时，用弹簧测力计水平拉动木块，使其在水平桌面上做做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡知识，可知拉力的大小等于滑动摩擦力的大小；
由图可知，在接触面的粗糙程度相同时，弹簧测力计示数越大，滑动摩擦力越大故需要对比甲、丙；
从表格中的数据可以看出，四次实验中木块运动的速度越来越大，而拉力的大小却始终不变，因此摩擦力的大小与运动的速度无关；
丁图所示的实验装置，相对于地面静止，受到摩擦力和测力计的拉力为一对平衡力，故该装置的优点是不需要长木板做匀速直线运动。
故答案为：等于；甲、丙；无关；不需要。
根据二力平衡的条件分析；
影响摩擦力的因素有两个因素：压力大小和接触面的粗糙程度，实验中要采用控制变量法；
从数据中观察速度的大小是否对弹簧测力计的拉力构成了影响，从而进行判断；
根据丁图所示的实验装置可知，相对于地面静止，根据力的平衡分析。
本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关，考查实验原理及控制变量法的运用，体现了对过程和方法的考查。
19.【答案】
【解析】解：因为新干电池两节，所以电压表应选择的量程并联在小灯泡两端，滑动变阻器的接线柱要“一上一下”接入电路，因为要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小，电路中的电阻变大，由可知，电流变小，故右下接线柱应接入电路，如图所示：
；
电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，与电压表并联的小灯泡断路了，故选；
电流表选用的是小量程，分度值为，示数为；灯泡的额定电流为，要使灯在额定电压下正常发光，需要增大电路中的电流，根据欧姆定律可知，需要减小电路中的总电阻，所以应使变阻器连入电路中的电阻表小，故滑片向移动，直到电流表示数为；
此时电压表指针位置如图丙所示，电压表选用小量程，分度值为，示数为，则小灯泡的额定功率为：；
根据题意可知，干路中的的电流为，通过灯泡的电流即灯泡的额定电流为；根据并联电路的电流规律可知，通过定值电阻的电流为：；
定值电阻两端的电压为：；根据并联电路的电压规律可知，灯泡的额定电压为：；
灯泡的额定功率为：。
故答案为：见解析；；；；。
伏安法测小灯泡的电功率，需要测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，故需要将电流表与小灯泡串联，电压表与小灯泡并联，根据小灯泡的额定电压确定电压表的量程，滑动变阻器采用一上一下的连接方式串联在电路中，根据当滑动变阻器的滑片向右移动时电路中的电流增大分析接入变阻器的下接线柱；
电流表无示数，说明电路可能断路，根据电压表示数分析电路故障的原因；
读出电流表的示数，根据电流表示数与灯泡额定电流的大小判定电路中电流的变化，根据欧姆定律分析电路中总电阻的变化和滑动变阻器阻值的变化；根据电压表选用的量程确定分度值读数，根据求灯的额定功率；
根据并联电路的电流规律求出通过定值电阻的电流，根据欧姆定律求出定值电阻两端的电压，根据并联电路的电压特点求出灯泡的额定电压，然后根据求出灯泡的额定功率。
本题测定额定电流为的小灯泡的电功率，考查实验原理、额定功率的计算、特殊方法侧功率等，有一定的难度。
20.【答案】解：当开关、闭合时，与灯泡并联，灯泡正常工作，则灯泡两端电压；
根据并联电路电压特点可知，电源电压；
开始发热到停止工作水吸收的热量：；
不计热量损失，电热丝产生热量；
由可知，开始发热到停止工作的时间：。
答：电源电压是；
开始发热到停止工作水吸收了热量
开始发热到停止工作的时间是秒。
【解析】当开关、闭合时，与灯泡并联，灯泡正常工作，灯泡两端的电压等于其额定电压，根据并联电路特点可知电源电压；
知道水的质量、比热容、初温和末温，利用计算出水吸收的热量；
不计热量损失，电热丝产生热量，利用计算出开始发热到停止工作的时间。
本题考查并联电路特点、吸热公式、电功公式的灵活运用，是一道电热综合性题目。
21.【答案】解：石料的边长为，，
石料露出水面前，即浸没时，，
石料露出水面前受到的浮力：
；
石料的质量：，
石料的重力：；
石料露出水面前石料对滑轮组拉：
，
滑轮组的机械效率：
；
石料完全露出水面的过程，由于的减小，池中水面会下降，
由可得，水面下降高度：
，
石料上升的实际高度：
，
所以石料被拉出水面的时间：
；
石料从刚露出水面到完全露出水面过程中上升的高度：
，
水面降的高度：
，
石料露出水面的高度：
，
石料排开水的体积：
，
石料受到的浮力：
，
由图知，通过动滑轮绳子段数，不计绳重和摩擦，，
绳端拉力：，
绳端速度：，
绳端拉力功率，即电动机的输出功率：
，
即：当，电动机的输出功率与时间的表达式为：。
答：石料露出水面前受到的浮力为；
石料的重力为；
石料露出水面前滑轮组的机械效率为；
石料从刚露出水面到完全露出水面所用的时间为；该过程中电动机的输出功率单位：与时间单位：的函数关系式为。
【解析】先计算出石料的体积，再根据阿基米德原理计算石料露出水面前受到的浮力；
由计算石料的质量，由计算石料的重力；
石料对滑轮组拉，不计绳重和摩擦，根据计算石料露出水面前滑轮组的机械效率；
石料从露出水面到完全露出水面的过程，由于的减小，池中水面会下降，由计算水面下降高度，从而可得石料上升的距离和时间；
表示出石料上升高度、水面下降高度与时间的关系式，从而得到石料露出水面的高度，由得到石料排开水的体积与时间的关系式，从而表示出石料上升过程中受到的浮力；
由表示出绳端拉力，由得到电动机的输出功率与时间的函数关系式。
本题考查了密度、重力、阿基米德原理、滑轮组机械效率以及功率计算公式的灵活应用，第小题的难度比较大。
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