内容正文:
2024年景山中学全真模拟试卷
九年级物理试卷
考试时间:90分钟、卷面总分:100分
一.选择题(每题2分,共24分。每题给出的四个选项中只有一个选项正确)
1. 下面列举了四位科学家和他们的重要成果,其中描述错误的是( )
A. 牛顿——光的色散
B. 法拉第——电流的磁效应
C. 汤姆生——发现电子
D. 沈括——最早记述了磁偏角
2. 近年来我国在科技领域取得了辉煌成就。下列说法正确的是( )
A. “嫦娥五号”将月壤样品取回地球后其质量变大
B. “天宫”空间站上航天员通过电磁波与地面指挥中心进行信息的传递
C. “华龙一号”核反应堆利用核聚变获取能量
D. “魔方Ⅲ”超级计算机的芯片是用超导体制成的
3. 天坛公园有一个回音壁,回音壁的中心有个三音石,如图所示站在上面拍手可能会听到三次回声,充分体现了我国劳动人民的聪明才智。听到的第三次声音和原声相比发生变化的是:( )
A 音调 B. 响度 C. 音色 D. 声速
4. 沙画是将沙子洒在平板灯台上做出各种造型,灯台下方射出的光受到沙子的阻挡后,呈现出各种画面,如图所示。与沙画的光学原理相同的光现象是( )
A. 树荫下的“亮斑” B. 镜子中的人像 C. 雨后“彩虹” D. 海市蜃楼
5. 如图是某兴趣小组制作的神奇转框,框的上部中央与电池正极相连,下部紧贴在与电池负极相连的柱形物两侧,构成柱形物的材料具有较好的导电性和磁性。金属框可以绕电池持续转动。下列哪个选项的工作原理和它相同( )
A. 电风扇 B. 风力发电机
C. 电铃 D. 电磁起重器
6. 2024年4月27日,大运河马拉松系列赛(盐城站)在市奥体中心鸣枪开跑。下列有关说法正确是( )
A. 起跑前,站立的运动员受到的重力和对地面的压力是一对平衡力
B. 以奔跑中的运动员为参照物,路旁的树向前运动
C. 运动员沿水平路面向前奔跑时,地面对运动员的摩擦力水平向前
D. 运动员匀速转弯时,他运动状态不变
7. 公元前400多年,墨子所著《墨经》中已有杠杆原理的记述,他将阻力臂叫“本”,动力臂叫“标”。下列杠杆属于“本短标长”的是( )
A. 开瓶扳手 B. 筷子
C. 镊子 D. 钓鱼竿
8. 坐在考场中的你,对自身和周围环境进行了估测,其中最接近事实的是( )
A. 走进考场时,心想教室里日光灯正常工作的电流约为0.2A
B. 刚刚拿到期待已久的物理卷,你心情激动,此时心跳1次的时间约为0.1s
C. 你手拿试卷,感觉试卷的质量是0.1kg
D. 读完第一题后,你的内心波澜不惊,感觉此时体温不高于
9. 小明新家刚装修完,家中部分照明电路如图所示。验收工程时,小明闭合了开关S(家中其他用电器均处于断开状态),白炽灯L亮了一段时间后熄灭了,他用测电笔分别测试了图中插座的两个孔,发现测电笔氖管都发光。若故障只有一处,下列说法正确的是( )
A. 故障是L的灯丝断了
B. 故障是保险丝断了
C. 若此时站在地上的人接触c点,不会发生触电危险
D. 断开开关S,再次用测电笔测试插座的两个孔,测电笔氖管不会都发光
10. 如图甲所示将小灯泡L和电阻R接入电路中,图乙是小灯泡L和电阻R的图像。同时闭合开关、时,电流表示数为0.7A。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为4V B. 小灯泡电阻为10Ω
C. 小灯泡L和电阻R电功率之比为2∶5 D. 在5min内电阻R产生的热量为120J
11. 小博用打气筒给几个篮球打气后发现打气筒外壁有些发热。联系所学物理知识,他猜想活塞在筒内往复运动时,有以下三种可能:①不断压缩气体做功导致发热;②与筒壁摩擦导致发热;③不断压缩空气做功和与简壁摩擦共同作用导致发热。下列现象可以证明猜想①正确的是( )
A. 打气筒筒壁上部明显发热,筒壁下部基本不发热
B. 打气筒筒壁上部明显发热,筒壁下部比上部更热
C. 打气筒筒壁上部基本不发热,筒壁下部明显发热
D. 打气筒筒壁上部和下部都明显发热,且温度相近
12. 小昕自制的“温度计”中有密度随温度升高而变小的液体。如图甲,当该液体温度为19℃时,质量为4×10-3kg小球b悬浮,b球上标记“19℃”;另外两个小球标记为“15℃”“23℃”。当小球悬浮时,它标记的温度与液体温度相等。甲、乙、丙图中的小球a、b、c均为静止,忽略小球体积变化,以下说法正确的是( )
A. a标记应为“15℃”
B. 乙中液体温度的范围可能是16℃~18℃
C. 丙中液体温度可能是13℃
D. 当液体温度从15℃升高到23℃的过程中,b静止时所受浮力先减小后不变
二、填空题(每空1分,共24分)
13. 小欣打开冰箱门,发现电冰箱里的食物容易相互“窜味”,从物理角度分析,食物“窜味”属于_______现象。而在冷冻室的侧壁上发现有很多霜,这是水蒸气________(填物态变化的名称)形成的。当他打开冰箱门会看到有“白气”出现,这个物态变化过程需要________(选填“吸热”或“放热”)。
14. 如图-1所示是自制简易蛋黄分离器,挤压矿泉水瓶,让瓶口贴近蛋黄,松开手蛋黄被吸进瓶子里,这是利用______的作用。如图-2所示,为某小组设计的“研究流体压强与流速的关系”的装置,M、N分别是B、C管内液体中同一水平线上的两个点。开关打开时,B内的液面______(选填“低于”或“高于”)C内的液面。如图-3所示,用毛皮摩擦后的橡胶棒置于矿泉水瓶上方,再用另一毛皮摩擦过的橡胶棒靠近时,观察到两支橡胶棒会相互______。
15. 小明购买了一小瓶如图甲所示的免洗手消毒凝胶,容量为100mL。他想知道该消毒凝胶的密度,用天平称得瓶和消毒凝胶的总质量,如图乙所示为______g。他然后将瓶中的消毒凝胶全部转移到另一个空容器中,称得消毒凝胶空瓶的质量为28g,则该消毒凝胶的密度为______;考虑实际情况,小明所测得的消毒凝胶的密度会偏______。
16. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏置于如图所示位置时,光屏上恰好呈现一个清晰的像,成像情况与此类似的是__________(选填“放大镜”、“照相机”或“投影仪”)。保持透镜位置不动,将光屏和蜡烛同时以5cm/s的速度向右移动__________s后,光屏上会再次出现清晰的像;若只将蜡烛向右移动少许,可在凸透镜前放置一个合适的__________(选填“近视眼镜”或“远视眼镜”),也能在光屏上得到清晰的像。
17. 如图甲所示,用滑轮组将重为90N的物体匀速提起,图乙是拉力F与绳子自由端移动距离s的关系图像,不计绳重和摩擦。则图乙中阴影部分的面积表示的物理量是______(填“总功”“有用功”或“额外功”),该滑轮组的机械效率为______。将物块提升更大的高度,滑轮组的机械效率将______(填“增大”“减小”或“不变”)
18. 2024年4月30日,神舟十七号返回舱携三位航天员返回地球,如图所示,进入大气层后,降落伞打开,返回舱减速下落。返回舱在这段时间内动能_________,重力势能_________,返回舱与空气剧烈摩擦,使其表面温度高达上千摄氏度,这是通过_________的方式增加了返回舱的内能。
19. 小明观察家中电能表时发现电能表上“***imp/kW·h”数字不清楚,为了弄清数字是多大,他只让额定功率为1kW的电水壶单独正常工作,测出电能表指示灯在6min内闪烁了120次,在这段时间内电水壶消耗的电能为_________kW·h,不清楚的数字是_________;从安全用电的角度考虑,电水壶的电源线比台灯的电源线要_________(选填“粗”或“细”)。
20. 如图所示是学校操场上的智能光伏供电系统。左侧控制电路电源电压恒定,为定值电阻,光敏电阻R的阻值随光照强度而变化,白天太阳能电池板给蓄电池充电,晚上蓄电池给LED灯供电。该光敏电阻R在白天的阻值比晚上_________;给蓄电池充电时,蓄电池在电路中相当于_________;若要调长LED路灯的发光时间,则应将换成阻值较_________的电阻。
三、解答题(6+6+9+7+8+6+1O,共52分)
21. 按要求完成下列作图。如图所示,物体AB通过小孔O在虚线处的光屏上成像,请作出成像的光路图。
22. 小明用如图所示的装置提起一重物,请画出重物所受重力的示意图,并在A点画出使杠杆静止在图示位置的最小力F。
23. 如图,把螺线管沿东西方向水平悬挂起来,然后给导线通电,发现螺线管转动后静止时A端指向北方,B端指向南方,请你在图中将小磁针N极涂黑,并标出螺线管中P点的电流方向。
24. 2023年杭州第19届亚运会,中国举重“梦之队”共拿到5金3银1铜的好成绩,如图为比赛时的照片,下表为某位运动员参赛时的相关数据,g取10N/kg。求:
参赛级别/kg
85
运动员体重/kg
85
抓举举杠高度/m
1.8
杠铃质量/kg
178
抓举举杠用时/s
0.8
(1)该运动员的重力;
(2)若运动员双脚与地面的接触面积约为,该运动员举起杠铃后对地面的压强;
(3)该运动员抓举过程对杠铃所做的功。
25. 恒温箱广泛应用于医疗、科研、化工等行业,恒温箱的工作原理图如图所示。电源电压U=220V,R1、R2是电热丝,R1=400Ω。恒温箱的空气的质量为2.6kg,箱内空气的比热容c=1.0×103J/(kg·℃)。通过控制温控开关S1可实现“保温”、“加热”两个挡位间的切换,“加热”时恒温箱的电功率P加热=605W。现将恒温箱两气孔封闭,闭合开关S,S1置于“加热”挡位,箱内温度从20℃升至设定的恒温温度,用时100s,该段时间内的加热效率52%。求:
(1)“保温”时恒温箱的电功率P保温;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)恒温箱的恒温温度。
26. 在探究光的反射以及平面镜成像规律时,小明和小华进行了如下实验:
(1)先将平面镜平放在水平桌面上,再把白色硬纸板______放在平面镜上,硬纸板表面应尽可能粗糙,其目是使光在纸板上发生______,这样我们就能从各个方向看清光的传播路径;
(2)小明让一细束光EO贴着硬纸板射到平面镜上,在硬纸板上会看到反射光OF。为了进一步确定反射光的位置,小明将硬纸板的右侧沿PQ剪开,将硬纸板的上半部分向后折,如图乙所示,发现右侧硬纸板的______(上部/下部)看不到反射光。此实验现象说明反射光线、入射光线与法线______;
(3)小明用如图丙所示实验装置探究平面镜成像的特点,实验中用薄玻璃板代替平面镜目的是______;实验中若只将玻璃板水平向左平移,蜡烛所成像的位置______(选填“向左移”“向右移”或“不变”);
(4)如图丁,将玻璃板倾斜,蜡烛A的像将______(选填“仍然”或“不再”)与蜡烛A关于镜面对称。
27. 小宇想测量额定电压为2.5V小灯泡的额定电功率,它正常工作时的电阻约为10Ω。实验室有如下器材:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、开关各一个,滑动变阻器R1(规格为“10Ω;0.5A”)、滑动变阻器R2(规格为“50Ω;0.2A”)、滑动变阻器R3(规格为“50Ω;0.5A”),导线若干。
(1)小宇设计了图甲所示电路,本实验他应选择滑动变阻器_________(选填“R1”、“R2”或“R3”);
(2)图乙是小宇根据电路图连接的实物图,连接电路时开关应该_________。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,经检查是由于一根导线连接错误,请你在图乙中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线_________;
(3)小宇排除故障后,继续实验。实验中当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是_________W,此时滑动变阻器接入电路的阻值约为_________Ω(计算结果保留一位小数);
(4)小月同学准备利用图乙中连接好的实物电路,探究电流跟电阻的关系。实验时,她将小灯泡分别换成多个已知阻值的定值电阻R,保持电压表示数始终为如图丁所示,并记录各次电流表的示数,在不更换其他器材的情况下,为了能够完成实验,更换的定值电阻的阻值范围是:_________Ω到_________Ω;
(5)小月打算增加一个阻值为10Ω的电阻R0,只利用一只电表,通过简单操作(开关S接a、b各一次)来测量另一个小灯泡的额定功率(额定电压已知),如图戊,方案1、方案2是小月设计的两种不同的电路图,能否测出小灯泡的额定功率,下列判断正确的是_________。
A.两种方案都能
B.两种方案都不能
C.方案1不能,方案2能
D.方案1能,方案2不能
28. 小红在学习烹饪时发现,将食用油和料酒从壶中倒出时流速不同。查阅资料后,她了解到液体流动时内部各层之间存在内摩擦力。内摩擦力使流体具有抵抗相对运动的性质,称为流体的粘滞性。那么管道中液体流速与哪些因素有关呢?她提出了如下猜想:
猜想1:液体的粘滞性;
猜想2:管道的粗细;
猜想3:管道两端的压强差。
她让不同液体流过如图所示的长度相同的细方管来对比实验,管的横截面积为正方形。在温度相同的情况下测得10s内通过细管的液体体积如表。
实验次数
液体种类
细管边长/mm
细管两端压强差
通过细管的液体体积/mm3
1
水
1
p
100
2
油
1
p
2
3
水
2
p
1600
4
油
2
p
32
5
水
3
p
8100
6
水
1
2p
200
(1)物理学中用液体的粘滞系数η来区分不同液体的粘滞性。分析表中_________两组数据可知:在相同条件下,η水_________η油;
(2)第3次实验中,水的流速为_________m/s;
(3)分析1、3、5三组数据可知:当_________一定时,同种液体通过的细管越粗,液体的流速越_________;
(4)若实验中让油通过边长是3mm的细方管,测得10s内通过细管的体积为40.5mm3,则细管两端的压强差是_________p。
29. 阅读材料,回答问题;
福建号首次海试2024年5月8日下午,中国第三艘航母“福建”号完成为期8天的首次试航,顺利返回码头,福建舰是由我国完全自主设计,建造的首艘电磁弹射型航母,其满载时的排水量为8×105t。
福建舰采用平直通长飞行甲板,配置了全球领先的电磁弹射装置,此装置主要由弹射器和磁场较强的电磁轨道组成,弹射器在电磁轨道上,并与舰载机的前轮连接。当弹射器内的导体通以强大电流时,就会受到强大的推力而带动所搭载的舰载机向前运动,使舰载机被弹射飞出。福建舰的电磁弹射装置简易结构如图甲所示,空载的舰载机质量为10t,舰载机起飞时需要达到一定的速度(相对于空气),因此需要建造较长的起飞跑道。电磁弹射轨道上舰载机的速度v与路程s的关系如图乙所示,为了使福建舰海试成功,技术人员还在风洞中模拟了舰载机的升力F与速度v的关系,如图丙所示;
(1)舰载机满载时起飞的最低速度_________(选填“大于”“小于”或“等于”)舰载机空载时起飞的最低速度;
(2)福建舰满载时受到的浮力是_________N,舰载机离开航母后,航母所受到的浮力将_________(选填“增大”“减小”或“不变”);(g取10N/kg)
(3)若航母静止在水面上,则空载的舰载机起飞需要至少_________m的电磁弹射轨道;
(4)若航母以54km/h的速度航行,为使空载的舰载机能够起飞,需要至少_________m的电磁弹射轨道。若所施加的牵引力始终为1×105N,电磁弹射装置的机械效率为50%,则该过程舰载机从相对静止到起飞消耗了至少_________J的电能;
(5)电磁弹射技术的优势之一是电磁弹射的弹射力度可以根据舰载机的类型不同进行调节,无论是轻型还是重型飞机,都能找到合适的弹射力度。如果你是电磁弹射器的设计师,请写出一种可以方便改变弹射器的弹射力度的方法:_________。
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2024年景山中学全真模拟试卷
九年级物理试卷
考试时间:90分钟、卷面总分:100分
一.选择题(每题2分,共24分。每题给出的四个选项中只有一个选项正确)
1. 下面列举了四位科学家和他们的重要成果,其中描述错误的是( )
A. 牛顿——光的色散
B. 法拉第——电流的磁效应
C. 汤姆生——发现电子
D. 沈括——最早记述了磁偏角
【答案】B
【解析】
【详解】A.牛顿通过三棱镜,发现了光的色散现象,故A正确,不符合题意;
B.奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第发现了电磁感应现象,故B错误,符合题意;
C.汤姆生发现电子证明原子是可再分的,故C正确,不符合题意;
D.沈括是我国北宋科学家、政治家,最早记述了磁偏角,故D正确,不符合题意;
故选B。
2. 近年来我国在科技领域取得了辉煌成就。下列说法正确的是( )
A “嫦娥五号”将月壤样品取回地球后其质量变大
B. “天宫”空间站上的航天员通过电磁波与地面指挥中心进行信息的传递
C. “华龙一号”核反应堆利用核聚变获取能量
D. “魔方Ⅲ”超级计算机的芯片是用超导体制成的
【答案】B
【解析】
【详解】A.“嫦娥五号”将月壤样品取回地球后,只是位置发生了变化,因此质量不变,故A错误;
B.电磁波的传播不需要介质,能在真空中传播,因此“天宫”空间站上的航天员通过电磁波与地面指挥中心传递信息,故B正确;
C.目前人类掌握了可控核裂变,“华龙一号”核反应堆利用核裂变获取能量,故C错误;
D.“魔方Ⅲ”超级计算机的芯片是用半导体制成的,故D错误。
故选B。
3. 天坛公园有一个回音壁,回音壁的中心有个三音石,如图所示站在上面拍手可能会听到三次回声,充分体现了我国劳动人民的聪明才智。听到的第三次声音和原声相比发生变化的是:( )
A. 音调 B. 响度 C. 音色 D. 声速
【答案】B
【解析】
【详解】声音在传播过程中,音调、音色和声速不变。响度与距离发声体的远近有关,声音在传播过程中,响度会随传播距离的增大而减小。因此听到的第三次声音和原声相比响度变小。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4. 沙画是将沙子洒在平板灯台上做出各种造型,灯台下方射出的光受到沙子的阻挡后,呈现出各种画面,如图所示。与沙画的光学原理相同的光现象是( )
A. 树荫下的“亮斑” B. 镜子中的人像 C. 雨后“彩虹” D. 海市蜃楼
【答案】A
【解析】
【详解】沙画是由于光的直线传播形成的影子。
A.树荫下的“亮斑”属于小孔成像现象,是由于光的直线传播形成的,故A符合题意;
B.镜子中的人像属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故B不符合题意;
C.雨后“彩虹”是色散现象,是由于光的折射形成的,故C不符合题意;
D.海市蜃楼是由于光在不均匀的空气中传播时发生折射而形成的,故D不符合题意。
故选A。
5. 如图是某兴趣小组制作的神奇转框,框的上部中央与电池正极相连,下部紧贴在与电池负极相连的柱形物两侧,构成柱形物的材料具有较好的导电性和磁性。金属框可以绕电池持续转动。下列哪个选项的工作原理和它相同( )
A. 电风扇 B. 风力发电机
C. 电铃 D. 电磁起重器
【答案】A
【解析】
【详解】金属框能电后能转动,利用到了通电导体在磁场中受力的作用。
A.电风扇靠电动机驱动,电动机的原理是通电导体在磁场中受力运动,故A符合题意;
B.风力发电机的原理是电磁感应现象,故B不符合题意;
C.电铃利用的是电磁铁,原理是电流的磁效应,故C不符合题意;
D.电磁起重器利用的是电磁铁,原理是电流的磁效应,故D不符合题意。
故选A。
6. 2024年4月27日,大运河马拉松系列赛(盐城站)在市奥体中心鸣枪开跑。下列有关说法正确的是( )
A. 起跑前,站立的运动员受到的重力和对地面的压力是一对平衡力
B. 以奔跑中的运动员为参照物,路旁的树向前运动
C. 运动员沿水平路面向前奔跑时,地面对运动员的摩擦力水平向前
D. 运动员匀速转弯时,他的运动状态不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.起跑前,站立的运动员受到的重力和对地面压力的方向是相同的,不是一对平衡力,故A错误;
B.以奔跑中的运动员为参照物,路旁的树向后运动,故B错误;
C.运动员沿水平路面向前奔跑时,脚向后蹬地,相对于地面有向后运动的趋势,因此,地面对运动员的摩擦力水平向前,故C正确;
D.运动员匀速转弯时,运动的方向发生了改变,因此运动状态改变,故D错误。
故C正确。
7. 公元前400多年,墨子所著《墨经》中已有杠杆原理的记述,他将阻力臂叫“本”,动力臂叫“标”。下列杠杆属于“本短标长”的是( )
A. 开瓶扳手 B. 筷子
C. 镊子 D. 钓鱼竿
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据题意可知,“本短标长”是指动力臂长,阻力臂短,属于省力杠杆;开瓶扳手在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A符合题意;
B.筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B不符合题意;
C.镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C不符合题意;
D.钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D不符合题意。
故选A。
8. 坐在考场中的你,对自身和周围环境进行了估测,其中最接近事实的是( )
A. 走进考场时,心想教室里日光灯正常工作的电流约为0.2A
B. 刚刚拿到期待已久的物理卷,你心情激动,此时心跳1次的时间约为0.1s
C. 你手拿试卷,感觉试卷的质量是0.1kg
D. 读完第一题后,你的内心波澜不惊,感觉此时体温不高于
【答案】A
【解析】
【详解】A.日光灯额定功率约为40W,正常工作的电流约为
故A符合题意;
B.正常人心跳1次的时间约为1s,故B不符合题意;
C.一张试卷的质量约为4g,故C不符合题意;
D.人体体温大约为36.5℃左右,变化幅度很小,故D不符合题意。
故选A。
9. 小明新家刚装修完,家中部分照明电路如图所示。验收工程时,小明闭合了开关S(家中其他用电器均处于断开状态),白炽灯L亮了一段时间后熄灭了,他用测电笔分别测试了图中插座的两个孔,发现测电笔氖管都发光。若故障只有一处,下列说法正确的是( )
A. 故障是L的灯丝断了
B. 故障是保险丝断了
C. 若此时站在地上的人接触c点,不会发生触电危险
D. 断开开关S,再次用测电笔测试插座的两个孔,测电笔氖管不会都发光
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由题可知,用测电笔测试插座的两个孔,发现测电笔氖管都发光,说明插座的两孔均与火线相连。说明电路故障为入户零线断路,故AB错误;
C.由于入户零线断路,所以此时d点左侧(包括d点)均与火线相连,此时站在地上人接触c点,会发生触电危险,故C错误;
D.断开开关S,插座的左孔不再与火线相连,不能使测电笔氖管发光,而插座的右孔与火线相连,能使测电笔氖管发光,故D正确。
故选D。
10. 如图甲所示将小灯泡L和电阻R接入电路中,图乙是小灯泡L和电阻R的图像。同时闭合开关、时,电流表示数为0.7A。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为4V B. 小灯泡电阻为10Ω
C. 小灯泡L和电阻R电功率之比为2∶5 D. 在5min内电阻R产生热量为120J
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图甲可知,同时闭合开关S1、S2时,R与灯泡L并联,电流表测量干路的总电流,根据串并联电路的电流和电压特点可知,当R与灯泡L两端的电压为2V时,通过R的电流为0.2A,通过灯泡的电流为0.5A,干路的电流为0.7A,满足要求,所以电源电压为2V,故A错误;
B.当只闭合开关S1时,只有灯泡L工作,产生灯泡L两端的电压UL=2V,由图可知,此时通过灯泡的电流为0.5A,由可知,小灯泡的电阻为
故B错误;
C.同时闭合开关S1、S2时,小灯泡L与电阻R两端的电压相等,小灯泡L和电阻R电功率之比
故C错误;
D.由可知,同时闭合开关S1、S2时,电阻R的阻值为
在5min内电阻R产生的热量为
故D正确。
故选D。
11. 小博用打气筒给几个篮球打气后发现打气筒外壁有些发热。联系所学物理知识,他猜想活塞在筒内往复运动时,有以下三种可能:①不断压缩气体做功导致发热;②与筒壁摩擦导致发热;③不断压缩空气做功和与简壁摩擦共同作用导致发热。下列现象可以证明猜想①正确的是( )
A. 打气筒筒壁上部明显发热,筒壁下部基本不发热
B. 打气筒筒壁上部明显发热,筒壁下部比上部更热
C. 打气筒筒壁上部基本不发热,筒壁下部明显发热
D. 打气筒筒壁上部和下部都明显发热,且温度相近
【答案】C
【解析】
【详解】要证明猜想①正确,即不断压缩气体做功导致发热,活塞与筒壁摩擦导致的发热量很小,活塞在筒内往复运动时,下部气体压缩程度较大,不断压缩气体做功导致筒壁下部分发热,所以打气筒筒壁上部发热主要靠摩擦,故发热不明显,筒壁下部发热明显,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
12. 小昕自制的“温度计”中有密度随温度升高而变小的液体。如图甲,当该液体温度为19℃时,质量为4×10-3kg小球b悬浮,b球上标记“19℃”;另外两个小球标记为“15℃”“23℃”。当小球悬浮时,它标记的温度与液体温度相等。甲、乙、丙图中的小球a、b、c均为静止,忽略小球体积变化,以下说法正确的是( )
A. a标记应为“15℃”
B. 乙中液体温度的范围可能是16℃~18℃
C. 丙中液体温度可能是13℃
D. 当液体温度从15℃升高到23℃的过程中,b静止时所受浮力先减小后不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.图乙中小球c沉底,由浮沉条件可知ρc球>ρ乙液,则当c球悬浮时,对应的液体密度=c球的密度>图乙中液体的密度,因液体的密度随温度降低而变大,所以小球c对应的温度更低,应标记为15℃,a标记应为“23℃”,故A错误;
B.当外界气温降低时,液体的密度变大,由F浮=ρ液gV可知,小球所受浮力会变大,悬浮小球会上浮,最终会漂浮在水面上,所以此时(图2中)液体温度低于19℃,由于c球沉底,所以液体的温度高于15℃,故乙中液体温度的范围可能是16℃~18℃,故B正确;
C.由图丙知,三个小球都下沉,由“环境温度越高时,液体的密度变小,浮力越小,悬浮的小球会下沉”可知液体的温度比23℃还高,故C错误;
D.由于气温降低时,小球所受浮力会变大,悬浮的小球会上浮,环境温度越高时,浮力会变小,悬浮的小球会下沉,且漂浮和悬浮时浮力都等于重力,所以15℃~19℃时浮力保持不变,温度再升高,浮力会继续变小,浮力小于重力,小球会下沉,所以19℃~23℃时浮力减小,故D错误。
故选B。
二、填空题(每空1分,共24分)
13. 小欣打开冰箱门,发现电冰箱里的食物容易相互“窜味”,从物理角度分析,食物“窜味”属于_______现象。而在冷冻室的侧壁上发现有很多霜,这是水蒸气________(填物态变化的名称)形成的。当他打开冰箱门会看到有“白气”出现,这个物态变化过程需要________(选填“吸热”或“放热”)。
【答案】 ①. 扩散 ②. 凝华 ③. 放热
【解析】
【详解】[1]小欣打开冰箱门,发现电冰箱里的食物容易相互“窜味”,说明分子不停地做无规则运动,从物理角度分析,食物“窜味”属于这是扩散现象。
[2][3]物质从气态直接变为固态的现象叫凝华,而在冷冻室的侧壁上发现有很多霜,这是水蒸气凝华形成的。当他打开冰箱门会看到有“白气”出现,属于液化现象,这个物态变化过程需要放热。
14. 如图-1所示是自制简易蛋黄分离器,挤压矿泉水瓶,让瓶口贴近蛋黄,松开手蛋黄被吸进瓶子里,这是利用______的作用。如图-2所示,为某小组设计的“研究流体压强与流速的关系”的装置,M、N分别是B、C管内液体中同一水平线上的两个点。开关打开时,B内的液面______(选填“低于”或“高于”)C内的液面。如图-3所示,用毛皮摩擦后的橡胶棒置于矿泉水瓶上方,再用另一毛皮摩擦过的橡胶棒靠近时,观察到两支橡胶棒会相互______。
【答案】 ①. 大气压 ②. 低于 ③. 排斥
【解析】
【详解】[1]挤压矿泉水瓶,矿泉水瓶内的气体含量变小,则气压变小,在大气压的作用下将蛋黄被吸进瓶子里。
[2]因为B管下方液体流速快,压强小,管内液柱低,所以B内的液面低于C内的液面。
[3]两支橡胶棒都是利用毛皮摩擦过的,所以带同种电荷,根据电荷间的相互作用可知,相互排斥。
15. 小明购买了一小瓶如图甲所示的免洗手消毒凝胶,容量为100mL。他想知道该消毒凝胶的密度,用天平称得瓶和消毒凝胶的总质量,如图乙所示为______g。他然后将瓶中的消毒凝胶全部转移到另一个空容器中,称得消毒凝胶空瓶的质量为28g,则该消毒凝胶的密度为______;考虑实际情况,小明所测得的消毒凝胶的密度会偏______。
【答案】 ①. 158 ②. ③. 小
【解析】
【详解】[1] 由图乙可知,标尺的分度值为0.2g,烧杯和消毒凝胶的总质量
[2]消毒凝胶的质量
消毒凝胶的体积为
消毒凝胶的密度
[3]实际在转移的过程中,消毒液不可能完全转移干净,总有一部分附着在瓶身上,这样导致测出来的消毒液的质量偏小,体积不变,质量偏小,从而使的消毒液的密度偏小。
16. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏置于如图所示位置时,光屏上恰好呈现一个清晰的像,成像情况与此类似的是__________(选填“放大镜”、“照相机”或“投影仪”)。保持透镜位置不动,将光屏和蜡烛同时以5cm/s的速度向右移动__________s后,光屏上会再次出现清晰的像;若只将蜡烛向右移动少许,可在凸透镜前放置一个合适的__________(选填“近视眼镜”或“远视眼镜”),也能在光屏上得到清晰的像。
【答案】 ①. 照相机 ②. 5 ③. 远视眼镜
【解析】
【详解】[1][2]由图可知,物距为
像距为
物距大于像距,根据凸透镜成像规律可知蜡烛成倒立缩小的实像,生活中的照相机就是利用这一原理制成的。将蜡烛和光屏都向右移动,根据光路的可逆性可知,当蜡烛的物距变成原来的像距、像距变成原来的物距时,光屏上会再次出现清晰的像,所以此时蜡烛的物距为15cm,则移动的时间为
[3]若只将蜡烛向右移动少许,减小了物距,像距也会相应地变大,所以为了不移动光屏也能成像,应在凸透镜前放一个具有会聚作用的凸透镜,即远视眼镜,使光能会聚到光屏上。
17. 如图甲所示,用滑轮组将重为90N的物体匀速提起,图乙是拉力F与绳子自由端移动距离s的关系图像,不计绳重和摩擦。则图乙中阴影部分的面积表示的物理量是______(填“总功”“有用功”或“额外功”),该滑轮组的机械效率为______。将物块提升更大的高度,滑轮组的机械效率将______(填“增大”“减小”或“不变”)
【答案】 ①. 总功 ②. ③. 不变
【解析】
【详解】[1]图乙中阴影部分的面积等于拉力F与绳子自由端移动距离s的乘积,所以它表示的物理量是总功。
[2]拉力做的总功为
由图知,由3段绳子吊着动滑轮,物体升高的高度为
拉力做的有用功为
该滑轮组的机械效率为
[3]不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为
可见,滑轮组的机械效率与提升物体的高度无关,所以,将物块提升更大的高度,滑轮组的机械效率将不变。
18. 2024年4月30日,神舟十七号返回舱携三位航天员返回地球,如图所示,进入大气层后,降落伞打开,返回舱减速下落。返回舱在这段时间内动能_________,重力势能_________,返回舱与空气剧烈摩擦,使其表面温度高达上千摄氏度,这是通过_________的方式增加了返回舱的内能。
【答案】 ①. 减小 ②. 减小 ③. 做功
【解析】
【详解】[1][2]打开降落伞后,,返回舱减速下落,质量不变,则动能减小,高度减小,则重力势能减小。
[3]当飞船的返回舱穿越大气层返回地面时,返回舱和大气摩擦生热,返回舱表面温度升高,这是通过做功的方式使其内能增加的。
19. 小明观察家中电能表时发现电能表上“***imp/kW·h”数字不清楚,为了弄清数字是多大,他只让额定功率为1kW的电水壶单独正常工作,测出电能表指示灯在6min内闪烁了120次,在这段时间内电水壶消耗的电能为_________kW·h,不清楚的数字是_________;从安全用电的角度考虑,电水壶的电源线比台灯的电源线要_________(选填“粗”或“细”)。
【答案】 ①. 0.1 ②. 1200 ③. 粗
【解析】
【详解】[1] 在这段时间内电水壶消耗的电能
[2]由可得
[3]电水壶的额定功率大于台灯的额定功率,电水壶的额定电流大于台灯的额定电流,为减小电流的热效应,电水壶电源线的电阻应比台灯的小,因此电水壶的电源线的电源线应粗一点。
20. 如图所示是学校操场上的智能光伏供电系统。左侧控制电路电源电压恒定,为定值电阻,光敏电阻R的阻值随光照强度而变化,白天太阳能电池板给蓄电池充电,晚上蓄电池给LED灯供电。该光敏电阻R在白天的阻值比晚上_________;给蓄电池充电时,蓄电池在电路中相当于_________;若要调长LED路灯的发光时间,则应将换成阻值较_________的电阻。
【答案】 ①. 小 ②. 用电器 ③. 大
【解析】
【详解】[1]分析图可知,电路中的R为光敏电阻,其电阻大小与光照强度的关系为光照越强,电阻越小,电流大,磁性强,衔铁在下部;晚上电阻大,磁性弱,衔铁在上部。
[2]白天光线强时,太阳能电池板为蓄电池充电,蓄电池消耗电能,相当于用电器。
[3]由于控制电路的电源电压不变,衔铁被吸合的电流不变,根据可知,衔铁被吸合时控制电路的总电阻不变,若将R0换成阻值稍大的电阻,则R的阻值变小,此时光照强度增强,即在天很亮时才自动关闭。由此可见,将R0换成阻值较大的电阻,可延长灯的发光时间。
三、解答题(6+6+9+7+8+6+1O,共52分)
21. 按要求完成下列作图。如图所示,物体AB通过小孔O在虚线处的光屏上成像,请作出成像的光路图。
【答案】
【解析】
【详解】由于光的直线传播,物体经小孔成倒立的实像,故作图如下:
22. 小明用如图所示的装置提起一重物,请画出重物所受重力的示意图,并在A点画出使杠杆静止在图示位置的最小力F。
【答案】
【解析】
【详解】重力是受地球吸引而产生的,方向是竖直向下,作用在物体重心上;根据杠杆平衡原理可知,阻力和阻力臂一定,动力和动力臂成反比,当OA为力臂时,即动力臂最长,此时可知动力最小,再根据“支点在一边,两个力的方向相反”可画图,具体如图所示:
23. 如图,把螺线管沿东西方向水平悬挂起来,然后给导线通电,发现螺线管转动后静止时A端指向北方,B端指向南方,请你在图中将小磁针N极涂黑,并标出螺线管中P点的电流方向。
【答案】
【解析】
【详解】地理的北极为地磁的S极,地理的南极为地磁的N极,因为螺线管转动后静止时A端指向北,B端指向南,所以A端为N极,B端为S极,利用安培定则可以确定螺线管中电流的方向是从右端流进,左端面流出,根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可得小磁针靠近B端的为N极,如图所示:
24. 2023年杭州第19届亚运会,中国举重“梦之队”共拿到5金3银1铜的好成绩,如图为比赛时的照片,下表为某位运动员参赛时的相关数据,g取10N/kg。求:
参赛级别/kg
85
运动员体重/kg
85
抓举举杠高度/m
1.8
杠铃质量/kg
178
抓举举杠用时/s
0.8
(1)该运动员的重力;
(2)若运动员双脚与地面的接触面积约为,该运动员举起杠铃后对地面的压强;
(3)该运动员抓举过程对杠铃所做的功。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】解:(1)该运动员的重力为
(2)该运动员举起杠铃后对地面的压强为
(3)该运动员抓举过程对杠铃所做的功为
答:(1)该运动员的重力为;
(2)该运动员举起杠铃后对地面的压强为;
(3)该运动员抓举过程对杠铃所做的功为。
25. 恒温箱广泛应用于医疗、科研、化工等行业,恒温箱的工作原理图如图所示。电源电压U=220V,R1、R2是电热丝,R1=400Ω。恒温箱的空气的质量为2.6kg,箱内空气的比热容c=1.0×103J/(kg·℃)。通过控制温控开关S1可实现“保温”、“加热”两个挡位间的切换,“加热”时恒温箱的电功率P加热=605W。现将恒温箱两气孔封闭,闭合开关S,S1置于“加热”挡位,箱内温度从20℃升至设定的恒温温度,用时100s,该段时间内的加热效率52%。求:
(1)“保温”时恒温箱的电功率P保温;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)恒温箱的恒温温度。
【答案】(1)121W;(2)100;(3)32.1℃
【解析】
【详解】(1)由图可知,当闭合开关S1置于右边两个触点时,R1、R2并联,根据并联电路电阻特点可知,由,电路中的总功率最大;当闭合开关S,温控开关S1置于左边触点时,只有R1工作,电路中的总电阻最大,恒温箱处于保温挡,此时电功率为
(2)由于并联电路中各用电器的电功率之和等于电路的总功率,则加热挡工作时R2的电功率
R2的阻值
(3)恒温箱消耗的电能为
由得,恒温箱内气体吸收的热量为
由可知,恒温箱变化的温度为
恒温箱的恒温温度为
答:(1)“保温”时恒温箱电功率为121W;
(2)电热丝R2的阻值为100Ω;
(3)恒温箱的恒温温度为32.1℃。
26. 在探究光的反射以及平面镜成像规律时,小明和小华进行了如下实验:
(1)先将平面镜平放在水平桌面上,再把白色硬纸板______放在平面镜上,硬纸板表面应尽可能粗糙,其目的是使光在纸板上发生______,这样我们就能从各个方向看清光的传播路径;
(2)小明让一细束光EO贴着硬纸板射到平面镜上,在硬纸板上会看到反射光OF。为了进一步确定反射光的位置,小明将硬纸板的右侧沿PQ剪开,将硬纸板的上半部分向后折,如图乙所示,发现右侧硬纸板的______(上部/下部)看不到反射光。此实验现象说明反射光线、入射光线与法线______;
(3)小明用如图丙所示实验装置探究平面镜成像的特点,实验中用薄玻璃板代替平面镜目的是______;实验中若只将玻璃板水平向左平移,蜡烛所成像的位置______(选填“向左移”“向右移”或“不变”);
(4)如图丁,将玻璃板倾斜,蜡烛A的像将______(选填“仍然”或“不再”)与蜡烛A关于镜面对称。
【答案】 ①. 竖直 ②. 漫反射 ③. 上部 ④. 在同一平面 ⑤. 便于确定像的位置 ⑥. 不变 ⑦. 仍然
【解析】
【详解】(1)[1] 如果纸板没有与平面镜垂直放置,由于法线与镜面垂直,且反射光线、入射光线、法线在同一平面内,因此,当光贴着纸板沿EO入射时,不能在纸板上看到反射光。所以硬纸板放在平面镜上时,要保持与镜面垂直。
[2] 为了看清楚纸板上的光路,白色的纸板材质应较粗糙些,光线射在上面发生了漫反射,反射光线射向各个方向,无论从哪个角度看,都能看得清楚。
(2)[3][4] 将纸板沿PQ剪开,将纸板的上半部分向后折,如图乙所示,则纸板的上半部分与左侧纸板不在同一平面,发现在纸板右侧的下部会看到反射光线,而上部不会看到反射光线,此实验现象说明反射光线、入射光线和法线在同一平面。
(3)[5] 实验中用薄玻璃板代替平面镜,既能成像,又能看到后面的蜡烛,便于确定像的位置。
[6] 平面镜成的像与物关于平面镜对称,实验中若只将玻璃板水平向左平移,玻璃板所在平面位置不变,则蜡烛所成像的位置不变。
(4)[7] 平面镜成的像与物关于平面镜对称,如图丁,将玻璃板倾斜,蜡烛A的像将仍然与蜡烛A关于镜面对称。
27. 小宇想测量额定电压为2.5V小灯泡的额定电功率,它正常工作时的电阻约为10Ω。实验室有如下器材:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、开关各一个,滑动变阻器R1(规格为“10Ω;0.5A”)、滑动变阻器R2(规格为“50Ω;0.2A”)、滑动变阻器R3(规格为“50Ω;0.5A”),导线若干。
(1)小宇设计了图甲所示电路,本实验他应选择滑动变阻器_________(选填“R1”、“R2”或“R3”);
(2)图乙是小宇根据电路图连接的实物图,连接电路时开关应该_________。闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,经检查是由于一根导线连接错误,请你在图乙中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线_________;
(3)小宇排除故障后,继续实验。实验中当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是_________W,此时滑动变阻器接入电路的阻值约为_________Ω(计算结果保留一位小数);
(4)小月同学准备利用图乙中连接好的实物电路,探究电流跟电阻的关系。实验时,她将小灯泡分别换成多个已知阻值的定值电阻R,保持电压表示数始终为如图丁所示,并记录各次电流表的示数,在不更换其他器材的情况下,为了能够完成实验,更换的定值电阻的阻值范围是:_________Ω到_________Ω;
(5)小月打算增加一个阻值为10Ω的电阻R0,只利用一只电表,通过简单操作(开关S接a、b各一次)来测量另一个小灯泡的额定功率(额定电压已知),如图戊,方案1、方案2是小月设计的两种不同的电路图,能否测出小灯泡的额定功率,下列判断正确的是_________。
A.两种方案都能
B.两种方案都不能
C.方案1不能,方案2能
D.方案1能,方案2不能
【答案】 ①. R3 ②. 断开 ③. ④. 0.75 ⑤. 11.7 ⑥. 4 ⑦. 25 ⑧. B
【解析】
【详解】(1)[1]灯泡的额定电压是2.5V,正常工作时的电阻约为10Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为
灯正常发光时,由串联电路的电压规律和欧姆定律,变阻器连入电路中的电阻为
故他应选滑动变阻器R3才能完成实验。
(2)[2]为了保护电路,连接电路时开关应该断开。
[3]原电路中,电压表串联在电路中,灯与变阻器并联是错误的,电压表与灯并联,变阻器与灯串联,如图所示:
(3)[4]当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,小灯泡额定功率为
[5]此时滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器接入电路的阻值
(4)[6][7]由图丁知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,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4V,当变阻器的最大电阻接入电路中时,定值电阻的最大,根据分压原理可得
定值电阻的阻值为
因允许通过变阻器的最大电流为0.5A小于0.6A,故电路中的最大电流为0.5A,由欧姆定律,定值电阻的最小电阻为
所以更换的定值电阻的阻值范围是4Ω~25Ω。
(5)[8]方案一中,无论S接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光,此方案不能测定小灯泡的额定电功率,方案二中,R0、小灯泡、变阻器三者串联,S接a时,电压表测定值电阻的电压,S接b时测灯和定值电阻的总电压,都无法确定小灯泡是否正常发光,此方案不能测定小灯泡的额定电功率,所以,两种方案都不能测出小灯泡的额定功率。
故选B。
28. 小红在学习烹饪时发现,将食用油和料酒从壶中倒出时流速不同。查阅资料后,她了解到液体流动时内部各层之间存在内摩擦力。内摩擦力使流体具有抵抗相对运动的性质,称为流体的粘滞性。那么管道中液体流速与哪些因素有关呢?她提出了如下猜想:
猜想1:液体的粘滞性;
猜想2:管道的粗细;
猜想3:管道两端的压强差。
她让不同液体流过如图所示的长度相同的细方管来对比实验,管的横截面积为正方形。在温度相同的情况下测得10s内通过细管的液体体积如表。
实验次数
液体种类
细管边长/mm
细管两端压强差
通过细管的液体体积/mm3
1
水
1
p
100
2
油
1
p
2
3
水
2
p
1600
4
油
2
p
32
5
水
3
p
8100
6
水
1
2p
200
(1)物理学中用液体的粘滞系数η来区分不同液体的粘滞性。分析表中_________两组数据可知:在相同条件下,η水_________η油;
(2)第3次实验中,水的流速为_________m/s;
(3)分析1、3、5三组数据可知:当_________一定时,同种液体通过的细管越粗,液体的流速越_________;
(4)若实验中让油通过边长是3mm的细方管,测得10s内通过细管的体积为40.5mm3,则细管两端的压强差是_________p。
【答案】 ①. 1、2(或3、4) ②. < ③. 0.04 ④. 细管两端压强差 ⑤. 大 ⑥. 0.25
【解析】
【详解】(1)[1]猜想影响液体流速与液体的粘滞性、管道的粗细、管道两端的压强差等哟有关,物理学中用液体的粘滞系数η来区分不同液体的粘滞性,在比较不同液体的粘滞系数时,应控制管道的粗细、管道两端的压强差相同,因此应选择1、2(或3、4)数据进行比较。
[2]由1、2(或3、4)数据可知,在管道的粗细、管道两端的压强差相同条件下,通过细管的水的体积大于通过细管的油的体积,即η水小于η油。
(2)[3]细管的横截面积
由体积公式得,水流的长度
水的流速为
(3)[4] [5]比较1、3、5三组数据,水流经粗细相同的方管,细管两端压强差越大,通过细管的水的体积越大,即水的流速越大。
(4)[6] 进一步分析1、3、5三组数据,可知通过细管的水的体积与方管的截面积的平方成正比;分析1、6两组数据,可知通过细管的水的体积与细管两端压强差成正比,则相同时间内通过细管的液体体积表达式为,同种液体的粘滞系数相同,对比2组数据,方管截面积是2组数据的9倍,代入数据可得细管两端的压强差是0.25p。
29. 阅读材料,回答问题;
福建号首次海试2024年5月8日下午,中国第三艘航母“福建”号完成为期8天的首次试航,顺利返回码头,福建舰是由我国完全自主设计,建造的首艘电磁弹射型航母,其满载时的排水量为8×105t。
福建舰采用平直通长飞行甲板,配置了全球领先的电磁弹射装置,此装置主要由弹射器和磁场较强的电磁轨道组成,弹射器在电磁轨道上,并与舰载机的前轮连接。当弹射器内的导体通以强大电流时,就会受到强大的推力而带动所搭载的舰载机向前运动,使舰载机被弹射飞出。福建舰的电磁弹射装置简易结构如图甲所示,空载的舰载机质量为10t,舰载机起飞时需要达到一定的速度(相对于空气),因此需要建造较长的起飞跑道。电磁弹射轨道上舰载机的速度v与路程s的关系如图乙所示,为了使福建舰海试成功,技术人员还在风洞中模拟了舰载机的升力F与速度v的关系,如图丙所示;
(1)舰载机满载时起飞的最低速度_________(选填“大于”“小于”或“等于”)舰载机空载时起飞的最低速度;
(2)福建舰满载时受到的浮力是_________N,舰载机离开航母后,航母所受到的浮力将_________(选填“增大”“减小”或“不变”);(g取10N/kg)
(3)若航母静止在水面上,则空载的舰载机起飞需要至少_________m的电磁弹射轨道;
(4)若航母以54km/h的速度航行,为使空载的舰载机能够起飞,需要至少_________m的电磁弹射轨道。若所施加的牵引力始终为1×105N,电磁弹射装置的机械效率为50%,则该过程舰载机从相对静止到起飞消耗了至少_________J的电能;
(5)电磁弹射技术的优势之一是电磁弹射的弹射力度可以根据舰载机的类型不同进行调节,无论是轻型还是重型飞机,都能找到合适的弹射力度。如果你是电磁弹射器的设计师,请写出一种可以方便改变弹射器的弹射力度的方法:_________。
【答案】 ①. 大于 ②. 8×109 ③. 减小 ④. 125 ⑤. 61.25 ⑥. 1.125×107 ⑦. 改变弹射器中的电流大小(合理即可)
【解析】
【详解】(1)[1]由利于运动关系知舰载机满载时起飞的所需升力F大于舰载机空载时起飞的所需升力。如图丙所示舰载机起飞的所需升力越大,起飞的最低速度越大。所以舰载机满载时起飞的最低速度大于舰载机空载时起飞的最低速度。
(2)[2]根据阿基米德原理可知,福建舰满载时受到的浮力是
[3]舰载机离开航母后,航母总重减少,根据物体的浮沉条件知,物体漂浮时浮力等于自身重力,所以舰载机离开航母后,受到的浮力将减小。
(3)[4]空载的舰载机质量为10t,由二力平衡特点知起飞需要升力至少为
由丙图知,升力达到105N的起飞最低速度为50m/s。再结合图乙知速度要达到50m/s,空载的舰载机起飞需要至少125m的电磁弹射轨道。
(4)[5]若航空母舰静止在水面上,空载舰载机起飞最低速度为50m/s。若航母以54km/h即15m/s的速度航行,舰载机与航母同向运动,为使空载的舰载机能够起飞需要至少35m/s的速度航行。由题意及图乙可知空载舰载机能够起飞需要至少61.25m的电磁弹射轨道。
[6]若所施加的牵引力始终为1×105N,电磁弹射装置的机械效率为50%,则由可得该过程舰载机从相对静止到起飞消耗了至少电能为
(5)[7]电磁弹射的原理是通电导体在磁场中受力的作用,力的大小与磁场的强弱、电流大小有关,可以方便改变弹射器中的电流大小改变弹射器的弹射力度。
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