内容正文:
湖北省黄石市西塞山区部分学校2024年中考三模考试
物理试题卷
一、选择题:(共12题,每题2分,共24分,在每题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.下列关于声现象的描述及其解释正确的是( )
A. “忽闻岸上踏歌声”,歌声可以在任意条件下传播
B. “转轴拨弦三两声”,诗词中的琴声来自于转轴的振动
C. “闻其声知其人”的依据是不同人的声音,其音色不同
D. “公共场所不要大声喧哗”要求人们在公共场所将音调要放低
2.海洋公园内,北极熊站立在方形透明水族箱内,头在水面上、身体在水面下,水族箱外的游客居然看到了北极熊“身首异处”的奇异场景,如图所示。游客看到熊身体的光路图是( )
A. B.
C. D.
3.中央电视台播出的《中国诗词大会》深受学生喜爱,诗句中蕴含了丰富的物理知识,下列对有关诗句的分析正确的是( )
A. “可怜九月初三夜,露似真珠月似弓。”——露的形成是熔化现象
B. “北风卷地白草折,胡天八月即飞雪。”——雪的形成是凝华现象
C. “月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠。”——霜的形成是凝固现象
D. “斜月沉沉藏海雾,碣石潇湘无限路。”——雾的形成是汽化现象
4. “安全用电,人人有责”。关于安全用电,如图所示的做法中正确的是( )
A. 使用绝缘皮破损的电线 B. 在高压线下钓鱼
C. 发现有人触电立刻切断电源 D. 多个大功率用电器使用同一插座
5.下列现象用分子动理论的观点解释,错误的是( )
A. 尘土在风中飞舞,表明分子在不停地做无规则运动
B. 分别向一杯冷水和一杯热水中加一勺糖,热水更快变甜
C. 铁块很难被压缩,表明分子间存在着斥力
D. 两个小水珠靠近后会结合成一个大水珠,说明分子间有引力
6. 二十四节气蕴含着悠久的文化内涵和历史积淀,被誉为“中国第五大发明”,下列与节气有关的物态变化,属于熔化的是( )
A. “雨水”,冰雪消融
B. “立夏”,雾绕山峦
C. “霜降”,霜满枝头
D. “大寒”,滴水成冰
7. 如图所示,一个空塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,若使这两次药瓶在水里的位置相同,则下列说法正确的是( )
A. 甲图中瓶口的橡皮膜向外凸,乙图中瓶口的橡皮膜向内凹
B. 甲图中瓶口的橡皮膜向内凹,乙图中瓶口的橡皮膜向外凸
C. 甲图中药瓶受到的浮力等于乙图中药瓶受到的浮力
D. 甲图中药瓶受到的浮力略大于乙图中药瓶受到的浮力
8.在如图所示的实验装置中,能够用来研究产生感应电流的条件的是( )
A. B.
C. D.
9.如图是我国自主研发的电磁发射器,它利用磁场对电流的作用把弹丸发射出去,下列设备中与其工作原理相同的是( )
A. 发电机 B. 扬声器
C. 电磁起重机 D. 电铃
10.如图所示,甲、乙是两个完全相同的烧瓶,烧瓶内装有等质量的液体(液体未画出),电阻丝R甲、R乙分别浸没在两烧瓶的液体中,温度计显示液体的温度,下列说法正确的是( )
A. 若要探究电阻大小对电热的影响,则应在甲瓶装入水,乙瓶中都装入煤油,且R甲≠R乙
B. 若要探究电阻大小对电热的影响,电流产生的热量可通过加热时间来反映
C. 若要比较水和煤油的比热容大小,则应在甲、乙两瓶中分别装入水和煤油,且R甲=R乙
D. 若要比较水和煤油的比热容大小,液体吸收的热量可通过温度计示数的变化比较
11.如图甲所示,用拉力F竖直向上匀速提升重360N的货物,货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重40N,不计绳重和摩擦,则( )
A. 绳子自由端移动的速度为0.5m/s B. 拉力F为400N
C. 动滑轮的机械效率为90% D. 拉力F的功率为180W
12. 某家庭电路简化后如图所示,该电路连接均正确,由该电路可知( )
A. a线是零线,b线是火线 B. 电能表是测量用电器总功率的仪表
C. 电视机和台灯插入插座接入电路后是并联的 D. 控制灯泡的开关可以和灯泡互换位置
二、填空题(共4题,每空1分,共10分)
13.科技助力农业,满载农药的无人机在麦田上方沿水平方向匀速直线低空飞行,同时均匀喷洒农药,在此过程中,该无人机的惯性将________(选填“增大”“减小”或“不变”),喷洒任务完成后,无人机竖直减速降落,此时该无人机的合力方向竖直向________。
14.托盘天平相当于______杠杆。调节天平平衡时,指针如图甲,此时应将平衡螺母向______调节。测量物体质量时,右盘砝码及游码示数如图乙,物体质量为______g。
15. “南昌舰”是我国055型驱逐舰首舰,舰艇上面的声呐兵使用的耳机设备上有“音量”旋钮,能够控制声音的响度,旋钮实质相当于我们电路中常用的______;“南昌舰”满载排水量为,“南昌舰”满载时,排开海水的体积为______,水对舰艇底部向上的压力等于______N(海水的密度取,g取10N/kg)。
16. 如图甲所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片从b点向左移动到某点的过程中,两个电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示,当V2的示数U2=3V时,R的阻值为______Ω;当滑片在a点时,R0的功率为______W。
三、探究实践题(共5题,共21分)
17.闭合开关,小磁针静止在螺线管左侧,在图中括号内标出电源“+”或“-”极,并用箭头标出图中磁感线方向。
18. 为探究“阻力对物体运动的影响”,在木块上固定速度传感器来采集速度的变化情况,如甲图所示。在水平面依次铺上毛巾、棉布、塑料板,3次实验采集的速度v随时间t变化的图线如图乙所示。
(1)画出木块(带传感器)在水平面滑行时的受力示意图。____
(2)木块在三种不同材料的水平面上从运动到静止,速度的减小量 _______(选填“相同”、“不相同”或“不确定是否相同”);
(3)对比图线可以得出:木块所受的阻力越小,速度减小得越 _____由此推理,若木块所受阻力减小到0,木块的速度将 _______。
(4)若木块在水平滑行过程中,速度传感器从木块上掉落,木块所受阻力将 _______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
19. 小刚利用如图甲所示的实验装置探究平面镜成像的特点。
(1)在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖直放置一块薄透明平板玻璃。把蜡烛A放在玻璃板的前面。小刚应在玻璃板______(选填“前面”或“后面”)观察蜡烛A经玻璃所成的像;
(2)将蜡烛A放在平板玻璃前面,再拿一支与蜡烛A完全相同的蜡烛B放在平板玻璃后面移动,透过平板玻璃观察直到从多个角度看上去都跟蜡烛A的像______,此时蜡烛B的位置即为蜡烛A像的位置;
(3)如果在蜡烛B的位置上放一白纸板,则白纸板上将______(选填“有”或“没有”)蜡烛A的像,由此说明物体经平面镜所成的像是______像;
(4)若将玻璃板向左倾斜,如图乙所示,观察到蜡烛A的像的大致位置在图中的______(选填“①”或“②”)处。
20. 综合实践活动课上,小明用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等制作了一个简易密度计。制作时,小明先将吸管两端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵住密封;接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态(图甲),用笔在吸管上标记此时水面位置O;取出吸管,量出O点至封口端的距离H,通过分析与计算,在吸管上分别确定密度值0.8、0.9、1.0、1.1的位置并标上密度值。
使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。
(1)O位置处的刻度值为_________;
(2)吸管漂浮在其他液体中时(图乙),液面下方的深度h=_________(用、、H表示);
(3)管壁上标注的4个刻度值,相邻两刻度值之间的距离_________(相等/不相等);
(4)小明突发奇想,将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没有变化(图丙),他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度,测量结果_________(偏大/偏小/无变化);
(5)若增加塞入吸管中铁丝的质量,则制作的密度计精确程度将_________。
21. 为了探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,小明采用了如图甲所示的实物图。实验供选择的定值电阻有5个,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,电源电压恒为4.5V,滑动变阻器的最大阻值为30Ω。
(1)实验前,滑动变阻器的滑片应移到______端(选填“A”或“B”);
(2)小明首先用5Ω电阻实验,闭合开关后发现,无论怎么移动滑片,电流表指针无偏转,电压表指针迅速满偏,则电路中的故障可能是______(填字母);
A.开关断路 B.滑片接触不良
C.电阻断路 D.电流表短路
排除故障后,小明根据实验数据在乙图中描点,则阴影部分的面积表示______,其数值为______;
(3)第2次实验中,他将5Ω电阻换成10Ω,如果滑片仍然停留在第1次实验的位置,小明应向______(选填“A”或“B”)端移动滑片;
(4)只用30Ω的滑动变阻器______(选填“能”或“不能”)直接完成5次实验;
(5)该实验电路还可以完成______实验。(写一个)
四、综合应用题(本大题共2小题,共15分)
22.图甲是我国自主研制生产的一种环保混合动力实验汽车。混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成,这台电机既可以充当电动机驱动汽车,又可以充当发电机给蓄电池充电。混合动力汽车启动时,内燃机并不工作,蓄电池通过电机向车轮输送能量;当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,向车轮输送能量,并通过电机给蓄电池充电。当车辆需要全力加速时,内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。为了保护蓄电池,当电池使用到剩下最大容量的25%停止供电。该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图乙所示,汽车的某些参数如下表所示。
电机
输出最大功率/kW
40
电池
输出电压/V
300
最大容量/J
整车
质量/t
4.3
(1)出发前,给汽车蓄电池充电,蓄电池相当于______(以上选填“电源”或“开关”或“用电器”)。当电机充当发电机时,它是利用什么原理发电的( );
A.磁场对电流的作用 B.电流周围存在磁场 C.电磁感应现象
(2)某次测试时,在电池充满,行驶阻力为3000N的情况下,若只用蓄电池提供动力且输出电能全部转化为机械能,则本次测试,该车最多可行驶多少千米?______
(3)另一次测试中,该车以50km/h的速度在平直公路上匀速行驶,观察仪表盘,发现这段时间内燃机消耗燃油25kg,蓄电池储存的能量由最大值的25%增大至85%,本次测试,汽车的能量利用率为36%,则本次汽车行驶的时间为多少小时?(燃油热值)______
23. “塔吊”是建筑工地上常见的起重设备,用塔吊可以很方便的将很重的建筑材料运送到高处的工作区域。如图所示,它有一水平臂AB,AO叫平衡臂,OB叫吊臂,C为可沿AB移动的滑轮组,移动范围是从O点到B点。
(1)已知AO=10m,OB=50m。若塔身的宽度和铁架、滑轮组所受重力及摩擦均不计,在A端所装配重为5t,要想起吊质量为1.25t的水泥板,则C点应移动到距离O点多远的地方?
(2)若塔吊20s内将质量为1.25t的水泥板匀速提高了4m,那么,塔吊提升水泥板的功率是多少?
(3)如果整个过程中克服机械做了3×104J的功,则塔吊的机械效率是多少?
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物理试题卷(解析)
一、选择题:(共12题,每题2分,共24分,在每题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.下列关于声现象的描述及其解释正确的是( )
A. “忽闻岸上踏歌声”,歌声可以在任意条件下传播
B. “转轴拨弦三两声”,诗词中的琴声来自于转轴的振动
C. “闻其声知其人”的依据是不同人的声音,其音色不同
D. “公共场所不要大声喧哗”要求人们在公共场所将音调要放低
【答案】C
【解析】
【详解】A.声音的传播需要介质,所以歌声不可以在任意条件下传播,故A错误;
B.声音是由物体振动产生的,诗词中的琴声来自于琴弦的振动,故B错误;
C.不同的人说话时,其音色是不同的,故可以根据音色辨别不同人的声音,故C正确;
D.“公共场所不要大声喧哗”要求人们在公共场所将响度要放小,故D错误。
故选C。
2.海洋公园内,北极熊站立在方形透明水族箱内,头在水面上、身体在水面下,水族箱外的游客居然看到了北极熊“身首异处”的奇异场景,如图所示。游客看到熊身体的光路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】游客看到的熊“身首异处”,是因为熊反射的光线从水中斜射进入空气中时发生了折射。光从水中斜射进入空气中,折射角大于入射角,人逆着折射光线看,看到的是熊的虚像。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.中央电视台播出的《中国诗词大会》深受学生喜爱,诗句中蕴含了丰富的物理知识,下列对有关诗句的分析正确的是( )
A. “可怜九月初三夜,露似真珠月似弓。”——露的形成是熔化现象
B. “北风卷地白草折,胡天八月即飞雪。”——雪的形成是凝华现象
C. “月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠。”——霜的形成是凝固现象
D. “斜月沉沉藏海雾,碣石潇湘无限路。”——雾的形成是汽化现象
【答案】B
【解析】
【详解】A.露的形成是空气中的水蒸气遇冷形成的小水珠,是液化现象,故A错误;
B.雪是空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶,是凝华现象,故B正确;
C.霜是空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶,是凝华现象,故C错误;
D.雾是空气中的水蒸气遇冷形成的小水珠,是液化现象,故D错误。
故选B。
4. “安全用电,人人有责”。关于安全用电,如图所示的做法中正确的是( )
A. 使用绝缘皮破损的电线 B. 在高压线下钓鱼
C. 发现有人触电立刻切断电源 D. 多个大功率用电器使用同一插座
【答案】C
【解析】
【详解】A.若使用绝缘皮破损的电线,则容易使人体和带电体接触从而造成触电事故,十分危险,故A错误;
B.在高压线下钓鱼,鱼线很容易接触到高压线而会发生触电,故B错误;
C.发现有人触电,应立即切断电源,不能直接拉触电者,应用木棒或其它绝缘物将人与带电体分离,故C正确;
D.多个大功率用电器同时使用一个插座,当总功率过大时,干路电流会过大,根据焦耳定律可知,干路导线会产生过多的热量,使导线温度升高,容易引起火灾,故D错误。
故选C。
5.下列现象用分子动理论的观点解释,错误的是( )
A. 尘土在风中飞舞,表明分子在不停地做无规则运动
B. 分别向一杯冷水和一杯热水中加一勺糖,热水更快变甜
C. 铁块很难被压缩,表明分子间存在着斥力
D. 两个小水珠靠近后会结合成一个大水珠,说明分子间有引力
【答案】A
【解析】
【详解】A.尘土不是分子,尘土的运动为机械运动,故A错误,符合题意;
B.分子的热运动与温度有关,温度越高,分子运动越剧烈,所以热水更快变甜,故B正确,不符合题意;
C.由于分子间存在着斥力,铁块很难被压缩,故C正确,不符合题意;
D.分子间有引力,两个小水珠在分子作用下靠近后会结合成一个大水珠,故D正确,不符合题意。
故选A。
6. 二十四节气蕴含着悠久的文化内涵和历史积淀,被誉为“中国第五大发明”,下列与节气有关的物态变化,属于熔化的是( )
A. “雨水”,冰雪消融
B. “立夏”,雾绕山峦
C. “霜降”,霜满枝头
D. “大寒”,滴水成冰
【答案】A
【解析】
【详解】A.冰雪消融,属于熔化现象,故A符合题意;
B.雾绕山峦,雾是水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故B不符合题意;
C.霜满枝头,霜的形成是凝华现象,故C不符合题意;
D.滴水成冰,属于凝固现象,故D不符合题意。
故选A。
7. 如图所示,一个空塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,若使这两次药瓶在水里的位置相同,则下列说法正确的是( )
A. 甲图中瓶口的橡皮膜向外凸,乙图中瓶口的橡皮膜向内凹
B. 甲图中瓶口的橡皮膜向内凹,乙图中瓶口的橡皮膜向外凸
C. 甲图中药瓶受到的浮力等于乙图中药瓶受到的浮力
D. 甲图中药瓶受到的浮力略大于乙图中药瓶受到的浮力
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】AB.液体内部朝各个方向都有压强,所以橡皮膜不论是朝上还是朝下都会向内凹,故AB错误;
CD.在同种液体中,液体的压强随深度的增加而增大,所以橡皮膜朝下时,浸入液体的深度大,橡皮膜凹的更明显,所以甲图中药瓶排开水的体积要大一些,由F浮=ρ液gV排可知,甲图中药瓶受到的浮力略大于乙图中药瓶受到的浮力,故C错误,D正确。
故选D。
8.在如图所示的实验装置中,能够用来研究产生感应电流的条件的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.图中导体在磁场中是否做切割磁感线的运动,电路中的电流表能够反映电路中是否产生了感应电流,所以,该装置可以用来研究产生感应电流的条件,故A符合题意;
B.如图是奥斯特实验,探究通电导体周围是否存在磁场,故B不符合题意;
C.如图是研究通电导体在磁场中受力运动的情况,故C不符合题意;
D.如图是探究电磁铁磁性强弱跟线圈匝数多少的关系,故D不符合题意。
故选A。
9.如图是我国自主研发的电磁发射器,它利用磁场对电流的作用把弹丸发射出去,下列设备中与其工作原理相同的是( )
A. 发电机 B. 扬声器
C. 电磁起重机 D. 电铃
【答案】B
【解析】
【详解】电磁发射器,它是利用磁场对电流的作用把弹丸发射出去。
A.发电机是利用闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线产生感应电流,故A不符合题意;
B.扬声器是通电导体在磁场中受力的作用工作的,故B符合题意;
C.电磁起重机是利用电流的磁效应工作的,故C不符合题意;
D.电铃是利用电流的磁效应工作的,故D不符合题意。
故选B。
10.如图所示,甲、乙是两个完全相同的烧瓶,烧瓶内装有等质量的液体(液体未画出),电阻丝R甲、R乙分别浸没在两烧瓶的液体中,温度计显示液体的温度,下列说法正确的是( )
A. 若要探究电阻大小对电热的影响,则应在甲瓶装入水,乙瓶中都装入煤油,且R甲≠R乙
B. 若要探究电阻大小对电热的影响,电流产生的热量可通过加热时间来反映
C. 若要比较水和煤油的比热容大小,则应在甲、乙两瓶中分别装入水和煤油,且R甲=R乙
D. 若要比较水和煤油的比热容大小,液体吸收的热量可通过温度计示数的变化比较
【答案】C
【解析】
【详解】AB.要探究电阻大小对电热的影响,由控制变量法,要控制通过电阻的电流和通电时间相同,只改变电阻的大小;电阻丝产生的热量不易直接观察,可使等质量初温相同的液体(煤油)吸收热量,通过温度计的示数变化来进行判断的,则应在甲、乙两瓶中都装入煤油,且R甲≠R乙,故AB错误;
CD.比较水和煤油的比热容大小时,烧瓶内应分别装有质量相同的水和煤油,使它们在相同的时间内吸收相同的热量,比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强。因两电阻串联,通过两电阻丝的电流相等,通电时间也相同,根据Q=I2Rt,为控制吸热相同,故R甲=R乙,故C正确,D错误。
故选C。
11.如图甲所示,用拉力F竖直向上匀速提升重360N的货物,货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重40N,不计绳重和摩擦,则( )
A. 绳子自由端移动的速度为0.5m/s B. 拉力F为400N
C. 动滑轮的机械效率为90% D. 拉力F的功率为180W
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图甲可知,承担物重的绳子段数为2,由图乙可知,0~4s内,货物移动的距离为2.0m,则绳子自由端移动的距离
所以,绳子自由端移动的速度
故A不符合题意;
B.不计绳重和摩擦,拉力
故B不符合题意;
C.由题意可得,该动滑轮的机械效率
故C符合题意;
D.由可知,拉力F的功率
故D不符合题意。
故选C。
12. 某家庭电路简化后如图所示,该电路连接均正确,由该电路可知( )
A. a线是零线,b线是火线 B. 电能表是测量用电器总功率的仪表
C. 电视机和台灯插入插座接入电路后是并联的 D. 控制灯泡的开关可以和灯泡互换位置
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据电路中三孔插座的电路接法“左零右火”可知a线是火线,b线是零线,故A不符合题意;
B.电能表是测量用电器消耗电能的仪表,故B不符合题意;
C.家庭电路中各用电器之间的连接方式是并联,他们彼此工作互不影响,故C符合题意;
D.为了用电安全,开关要直接控制火线,故控制灯泡的开关不能和灯泡互换位置,故D不符合题意。
故选C。
二、填空题(共4题,每空1分,共10分)
13.科技助力农业,满载农药的无人机在麦田上方沿水平方向匀速直线低空飞行,同时均匀喷洒农药,在此过程中,该无人机的惯性将________(选填“增大”“减小”或“不变”),喷洒任务完成后,无人机竖直减速降落,此时该无人机的合力方向竖直向________。
【答案】 ①. 减小 ②. 上
【解析】
【详解】[1]无人机喷洒农药过程中,质量减小,所以它的惯性减小。
[2]无人机竖直减速降落时,受到竖直向下的重力和竖直向上的升力,做减速运动,所以合力方向与运动方向相反,此时该无人机的合力方向竖直向上。
14.托盘天平相当于______杠杆。调节天平平衡时,指针如图甲,此时应将平衡螺母向______调节。测量物体质量时,右盘砝码及游码示数如图乙,物体质量为______g。
【答案】 ①. 等臂 ②. 右 ③. 26.4
【解析】
【详解】[1]托盘天平的支点在横梁的中心,左右两侧的力臂相等,属于等臂杆杠。
[2]由图甲可知,指针偏向分度盘中线的左侧,应将平衡螺母向右调节,使天平在水平位置平衡。
[3]由图乙可知,右盘砝码的总质量为
20g+5g=25g
标尺分度值为0.2g,游码的读数为1.4g,则物体质量为
25g+1.4g=26.4g
15. “南昌舰”是我国055型驱逐舰首舰,舰艇上面的声呐兵使用的耳机设备上有“音量”旋钮,能够控制声音的响度,旋钮实质相当于我们电路中常用的______;“南昌舰”满载排水量为,“南昌舰”满载时,排开海水的体积为______,水对舰艇底部向上的压力等于______N(海水的密度取,g取10N/kg)。
【答案】 ①. 滑动变阻器 ②. ③.
【解析】
【详解】[1] 该音量旋钮实质是一个滑动变阻器,滑动变阻器是靠改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻的,从而改变电路中的电流,以达到改变音量的目的。
[2] “南昌舰”满载时,排开海水的体积为
[3] “南昌舰”漂浮在水面上,上表面不受水的压力,根据浮力的产生原因,水对舰艇底部向上的压力为
16. 如图甲所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器滑片从b点向左移动到某点的过程中,两个电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示,当V2的示数U2=3V时,R的阻值为______Ω;当滑片在a点时,R0的功率为______W。
【答案】 ①. 2 ②. 18
【解析】
【详解】[1][2]由电路图知,滑动变阻器R和电阻R0串联,电压表V1测R0两端电压,V2测R两端电压,电流表测电路中电流。当滑动变阻器的滑片P从b点滑到某点的过程中,滑动变阻器R连入电路的电阻变小,电路中的电流变大,根据串联电路的分压原理可知,滑动变阻器两端的电压变小,R0两端的电压变大;所以图乙中5V~3V是表示电压表V2的示数随电流表示数变化的图线,1V~3V是表示电压表V1的示数随电流表示数变化的图线;由电路图知,P在b点时,电路中电阻最大,电流最小,由图象可以看出,滑片P在b点时电流为0.5A,电压表V1的示数是1V,V2的示数是5V,所以电源电压
根据欧姆定律可得,电阻R0的阻值
当V2的示数U2=3V时,由图乙可知,此时电路电流为1.5A,所以R的阻值
滑片P在a点时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,电路中只有电阻R0,则R0的功率
三、探究实践题(共5题,共21分)
17.闭合开关,小磁针静止在螺线管左侧,在图中括号内标出电源“+”或“-”极,并用箭头标出图中磁感线方向。
【答案】
【解析】
【详解】由图可知,小磁针右侧为N极,根据异名磁极相互吸引,则螺线管左侧对应为S极,根据安培定则可知,电流从右侧流入螺线管,则电源右侧为正极;在螺线管的外部,磁感线由N极出发回到S极,据此画出磁感线方向,如图所示:
18. 为探究“阻力对物体运动的影响”,在木块上固定速度传感器来采集速度的变化情况,如甲图所示。在水平面依次铺上毛巾、棉布、塑料板,3次实验采集的速度v随时间t变化的图线如图乙所示。
(1)画出木块(带传感器)在水平面滑行时的受力示意图。____
(2)木块在三种不同材料的水平面上从运动到静止,速度的减小量 _______(选填“相同”、“不相同”或“不确定是否相同”);
(3)对比图线可以得出:木块所受的阻力越小,速度减小得越 _____由此推理,若木块所受阻力减小到0,木块的速度将 _______。
(4)若木块在水平滑行过程中,速度传感器从木块上掉落,木块所受阻力将 _______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 ①. ②. 相同 ③. 慢 ④. 不变 ⑤. 减小
【解析】
【详解】(1)[1]画出木块(带传感器)在水平面滑行时受竖直向下的重力G和竖直向上的支持力F和与相对运动方向相反的摩擦力f的作用,如下所示:
(2)[2]根据控制变量法,在实验过程中,木块(带传感器)从斜面的同一位置静止释放,这一操作的目的是控制木块(带传感器)下滑到水平面的速度相同,而最终的速度为0,速度的减小量相同。
(3)[3][4]对比图线可以得出:木块在塑料板上受到的阻力最小,运动的时间最长,速度减小的最慢,故所受的阻力越小,速度减小得越慢,由此推理,若木块所受阻力减小到0,木块的速度将不变。
(4)[5]若木块在水平滑行过程中,速度传感器从木块上掉落,因对水平面的压力变小,在接触面粗糙程度不变的条件下,木块所受阻力将减小。
19. 小刚利用如图甲所示的实验装置探究平面镜成像的特点。
(1)在水平桌面上铺一张白纸,纸上竖直放置一块薄透明平板玻璃。把蜡烛A放在玻璃板的前面。小刚应在玻璃板______(选填“前面”或“后面”)观察蜡烛A经玻璃所成的像;
(2)将蜡烛A放在平板玻璃前面,再拿一支与蜡烛A完全相同的蜡烛B放在平板玻璃后面移动,透过平板玻璃观察直到从多个角度看上去都跟蜡烛A的像______,此时蜡烛B的位置即为蜡烛A像的位置;
(3)如果在蜡烛B的位置上放一白纸板,则白纸板上将______(选填“有”或“没有”)蜡烛A的像,由此说明物体经平面镜所成的像是______像;
(4)若将玻璃板向左倾斜,如图乙所示,观察到蜡烛A的像的大致位置在图中的______(选填“①”或“②”)处。
【答案】 ①. 前面 ②. 完全重合 ③. 没有 ④. 虚 ⑤. ②
【解析】
【详解】(1)[1]平面镜成像是由于光的反射成像,在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A,眼睛应该在镜前才能观察到蜡烛A经玻璃板反射所成的像。
(2)[2]实验中选取完全相同的两支蜡烛A、B,在玻璃板前面放一支点燃的蜡烛A,再拿一支没点燃的相同的蜡烛B,在玻璃板后面移动,直至与蜡像A的像完全重合,是为了比较像与物的大小关系。
(3)[3][4]在蜡烛A的像的位置上放一张白纸板做屏幕(相当于光屏),由于光屏只能接收实像,不能承接虚像,白纸板上没有蜡烛A的像,所以平面镜所成的像为虚像。
(4)[5]平面镜成的像与物关于平面镜对称,所以在实验中如果把平板玻璃向左倾斜(如图乙),会观察到蜡烛的像的大致位置在图中的②处。
20. 综合实践活动课上,小明用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等制作了一个简易密度计。制作时,小明先将吸管两端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵住密封;接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态(图甲),用笔在吸管上标记此时水面位置O;取出吸管,量出O点至封口端的距离H,通过分析与计算,在吸管上分别确定密度值0.8、0.9、1.0、1.1的位置并标上密度值。
使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。
(1)O位置处的刻度值为_________;
(2)吸管漂浮在其他液体中时(图乙),液面下方的深度h=_________(用、、H表示);
(3)管壁上标注的4个刻度值,相邻两刻度值之间的距离_________(相等/不相等);
(4)小明突发奇想,将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没有变化(图丙),他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度,测量结果_________(偏大/偏小/无变化);
(5)若增加塞入吸管中铁丝的质量,则制作的密度计精确程度将_________。
【答案】 ①. 1.0 ②. ③. 不相等 ④. 偏大 ⑤. 变高
【解析】
【详解】(1)[1]密度计竖直漂浮在水中时,水面位于图中O处,说明此时密度计在O处显示的密度值应该为水的密度,所以则O处应标为1g/cm3
(2)[2]由题意知密度计漂浮在水面上时,V排=SH,则有F浮=G物,即
当密度计漂浮在密度为ρ液的液体中时,V排液=Sh,则有F浮液=G物,即
可得
解得
(3)[3]由可知,h和ρ液是反比例函数,刻度分布不均匀。
(4)[4]小明把吸管中的细铁丝拿出来,缠绕在吸管的下端,再用这支密度计去测量液体的密度,此时排开液体的体积不变,因吸管排开液体的体积等于排开液体的总体积减去铜丝的体积,所以,吸管排开液体的体积减小,会上浮一些,测得的密度值偏大,即测出的同一液体密度值偏大。
(5)[5]为了使测量结果更准确,使密度计上两条刻度线之间的距离大一些,增加塞入吸管中铁丝的质量,从而获得更大的重力,即浮力更大,排开体积更大,由V=sh可知,S不变,即可使h变大,据此设计精确程度更高。
21. 为了探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”,小明采用了如图甲所示的实物图。实验供选择的定值电阻有5个,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,电源电压恒为4.5V,滑动变阻器的最大阻值为30Ω。
(1)实验前,滑动变阻器的滑片应移到______端(选填“A”或“B”);
(2)小明首先用5Ω电阻实验,闭合开关后发现,无论怎么移动滑片,电流表指针无偏转,电压表指针迅速满偏,则电路中的故障可能是______(填字母);
A.开关断路 B.滑片接触不良
C.电阻断路 D.电流表短路
排除故障后,小明根据实验数据在乙图中描点,则阴影部分的面积表示______,其数值为______;
(3)第2次实验中,他将5Ω电阻换成10Ω,如果滑片仍然停留在第1次实验的位置,小明应向______(选填“A”或“B”)端移动滑片;
(4)只用30Ω的滑动变阻器______(选填“能”或“不能”)直接完成5次实验;
(5)该实验电路还可以完成______实验。(写一个)
【答案】 ①. B ②. C ③. 电阻的电压 ④. 2 ⑤. B ⑥. 不能 ⑦. 电阻一定时,电流与电压的关系
【解析】
【详解】(1)[1]实验前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处的B端。
(2)[2]小明首先用5Ω电阻实验,闭合开关后发现,无论怎么移动滑片,电流表指针无偏转,电路可能断路,电压表指针迅速满偏,电压表与电源连通,则电路中的故障可能是电阻断路,故选C。
[3][4]排除故障后,小明根据实验数据在乙图中描点,则阴影部分的面积等于S=IR,根据欧姆定律U=IR可知阴影部分的面积表示电阻的电压,其数值为
U=IR=0.4A×5Ω=2V
(3)[5]第2次实验中,他将5Ω电阻换成10Ω,据串联分压原理可知,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向B端移动,使电压表的示数不变。
(4)[6]电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=U-UV=45V-2V=2.5V
变阻器分得的电压为电压表示数的1.25倍,根据分压原理,当接入30Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=1.25×30Ω=37.5Ω
所以30Ω滑动变阻器最大阻值太小,不能使30Ω定值电阻两端的电压为2V,不能直接完成5次实验。
(5)[7]由控制变量法,该实验电路还可以完成电阻一定时,电流与电压的关系实验。
四、综合应用题(本大题共2小题,共15分)
22.图甲是我国自主研制生产的一种环保混合动力实验汽车。混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成,这台电机既可以充当电动机驱动汽车,又可以充当发电机给蓄电池充电。混合动力汽车启动时,内燃机并不工作,蓄电池通过电机向车轮输送能量;当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,向车轮输送能量,并通过电机给蓄电池充电。当车辆需要全力加速时,内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。为了保护蓄电池,当电池使用到剩下最大容量的25%停止供电。该车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图乙所示,汽车的某些参数如下表所示。
电机
输出最大功率/kW
40
电池
输出电压/V
300
最大容量/J
整车
质量/t
4.3
(1)出发前,给汽车蓄电池充电,蓄电池相当于______(以上选填“电源”或“开关”或“用电器”)。当电机充当发电机时,它是利用什么原理发电的( );
A.磁场对电流的作用 B.电流周围存在磁场 C.电磁感应现象
(2)某次测试时,在电池充满,行驶阻力为3000N的情况下,若只用蓄电池提供动力且输出电能全部转化为机械能,则本次测试,该车最多可行驶多少千米?______
(3)另一次测试中,该车以50km/h的速度在平直公路上匀速行驶,观察仪表盘,发现这段时间内燃机消耗燃油25kg,蓄电池储存的能量由最大值的25%增大至85%,本次测试,汽车的能量利用率为36%,则本次汽车行驶的时间为多少小时?(燃油热值)______
【答案】 ①. 用电器 ②. C ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1] 给汽车蓄电池充电,蓄电池消耗电能,相当于用电器。
[2] 电磁感应现象中,机械能转化为电能,应用是发电机。故选C。
(2)[3] 转化的机械能为
汽车匀速直线行驶时,受力平衡,牵引力等于阻力,则该车最多可行驶的路程为
(3)[4] 燃油完全燃烧放出的热量为
汽车的能量利用率为36%,则转化出的有用能量为
蓄电池增加的能量为
则输出的有用机械能为
该车以50km/h的速度在平直公路上匀速行驶,由图像可知阻力,汽车匀速直线行驶时,受力平衡,牵引力等于阻力,则本次汽车行驶的路程为
则本次汽车行驶的时间为
23. “塔吊”是建筑工地上常见的起重设备,用塔吊可以很方便的将很重的建筑材料运送到高处的工作区域。如图所示,它有一水平臂AB,AO叫平衡臂,OB叫吊臂,C为可沿AB移动的滑轮组,移动范围是从O点到B点。
(1)已知AO=10m,OB=50m。若塔身的宽度和铁架、滑轮组所受重力及摩擦均不计,在A端所装配重为5t,要想起吊质量为1.25t的水泥板,则C点应移动到距离O点多远的地方?
(2)若塔吊20s内将质量为1.25t的水泥板匀速提高了4m,那么,塔吊提升水泥板的功率是多少?
(3)如果整个过程中克服机械做了3×104J的功,则塔吊的机械效率是多少?
【答案】(1)40m;(2);(3)62.5%
【解析】
【详解】解:(1)根据杠杠的平衡条件可得
则
所以
(2)塔吊对水泥板做的功
塔吊提升水泥板的功率是
(3)塔吊做的总功为
则塔吊的机械效率是
答:(1)C点应移动到距离O点40m的地方;
(2)塔吊提升水泥板的功率是2.5×103W;
(3)塔吊的机械效率是62.5%。
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