内容正文:
2024天津七中三模物理试卷
一、单项选择题(本大题10个小题,每小题3分,共30分)每小题给出的四个选项中,只有一个最符合题意。
1. 如图所示,拨动钢尺,听它振动发出的声音。改变钢尺伸出桌面的长度,用同样大小的力再次拨动钢尺,这是为了改变声音的( )
A. 音调 B. 响度 C. 音色 D. 振幅
2. 北京在2008年成功举办了夏季奥运会,又在2022年举办了冬季奥运会,是历史上第一个双奥之城。2022年北京冬奥会火炬传递活动时拍摄的照片,如图所示,下面估测合理的是( )
①火炬的长度约为80mm; ②火炬的长度约为80cm
③火炬的质量约为1000g; ④火炬的质量约为10kg
A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④
3. 五大道在天津市中心城区,是天津乃至全中国保留最为完整的洋楼建筑群。小明同学在民园体育馆欣赏风景时,拍摄了优美的照片,如图所示,由于光的反射形成是( )
A. 体育馆的水中倒影 B. 路灯的影子
C. 水中的石子 D. 树叶缝隙的圆形光斑
4. 如图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图,当滑片P向右滑动时,连入电路的电阻变小的是( )
A. B. C. D.
5. 如图所示的实例中,能利用大气压强解释的是( )
A. 轨道铺在枕木上 B. 锅炉水位计显示水位
C. 用吸管吸饮料 D. 自制喷雾器喷雾
6. 小明在课后实践活动中,利用钢球完成了如图所示的实验(不计空气阻力和摩擦力),对下列实验内容进行分析,其中小球的动能转化重力势能为是( )
A. 被金属片弹飞后的钢球 B. 从斜面滚下的钢球
C. 在空中下落的钢球 D. 钢球由B点运动到C点
7. 如图为电阻 R1和R2的 I-U图像,由图可知( )
A. 电阻 R1的阻值是5Ω
B. 电阻 R1的阻值大于电阻R2的阻值
C. 串联时电阻 R1和 R2两端电压之比为1︰1
D. 并联时通过电阻 R1和R2的电流之比为1︰1
8. 家庭用电注重安全,下列关于安全用电的做法错误的是( )
A. 组装家庭电路时要按照入户线—电能表—总开关—保险盒—用电器的顺序
B. 连接灯泡和开关时,一定要把开关串联连在灯泡和零线之间,以防触电
C. 有金属外壳用电器的电源线一定要使用三脚插头
D. 空气开关和漏电保护器都是为了用电安全才使用,但它们的作用有所不同
9. 2023年9月第19届亚运会在杭州盛大开幕,在这场激烈角逐中,中国队展现出了强大的实力,成功登上金牌榜和奖牌榜的巅峰,小明对于比赛项目做了总结,下列运动现象所涉及的物理知识正确的是( )
序号
现象
物理知识
①
运动员挺举不动
人对杠铃的力和杠铃对人的力是平衡力
②
运动员跨过横杠下降
运动员受到重力
③
运动员快速投掷链球
增大链球惯力
④
运动员使用的船桨划水
船桨费力杠杆
A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ①④
10. 如图甲所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,从B端至A端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示,则
A. 电源电压为20V
B. 整个电路的最大功率为14.4W
C. 滑动变阻器的最大阻值为10Ω
D. EF是V1表示数随A表示数变化的图象
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题3分,共9分。每小题给出的四个选项中,均有多个选项符合题意,全部选对得3分,选对但不全得1分,不选或选错得0分)。
11. 在做“探究凸透镜成像规律”的实验中将凸透镜放置在光具座上,如图所示,将蜡烛移到光具座20cm刻度线处,移动光屏,光屏上可成清晰缩小的像;再将蜡烛移到光具座30cm刻度线处,移动光屏,光屏上可成清晰放大的像,下列说法正确的是( )。
A. 第一次成像原理可制成照相机
B. 第一次成像原理可制成投影仪
C. 将蜡烛移到光具座40cm刻度线处,保持凸透镜不动,移动光屏,光屏上可成清晰缩小的烛焰像
D. 将光屏移到光具座80cm刻度线处,保持凸透镜不动,移动蜡烛,光屏上可成清晰放大的烛焰像
12. 将底面积为4S的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上,注入深度为h0的水(水的密度为ρ0),再将底面积为S,高度为h,密度为的ρ实心圆柱体(不吸水)缓慢放入水中,松开手后,圆柱体直立在水中且与容器底接触(部分露出水面),如图所示,容器足够大,水没有溢出,则( )
A. 容器中水的重力是3ρ0gh0s
B. 图中水对容器底压强的变化量是
C. 若向容器内加水,当圆柱体对容器底面压力最小时,容器中水的总质量一定是3ρ0Sh
D. 若向容器内加水,当圆柱体对容器底面压力最小时,容器中水的总质量可能是3ρSh
13. 实验室提供电源(电压不变且未知)和已知阻值定值电阻R0,只利用电流表或电压表作为测量工具,配合电阻箱或定值电阻,根据开关闭合、断开设计测量未知电阻Rx的电路图,如图所示,其中可以测出未知电阻的方案是( )
A. B.
C. D.
三、填空题(本大题共6小题,每小题4分,共24分)
14. 截至2024年初,天津轨道交通已经开通的运营共有9条线路,7号线预计在年底开通。当地铁进站时,坐在车厢内的乘客认为自己相对于车厢是___________,车厢外的乘客站在安全线以外,这是因为地铁与乘客之间空气___________大压强小,小于乘客身后大气压,将人推向地铁方向,容易发生危险。
15. 如图所示是坐在船中的人用手向前推另一只船时,自己坐的船同时后退,说明物体间力的作用是___________。图是建筑工人在砌砖时,常常利用悬挂重物的细线来检查所砌的墙壁是否竖直,所依据的物理知识为重力方向始终是___________的。
16. 酱蹦鲤鱼是一道传统天津名肴。因其成菜后鱼形如同在馨网中挣扎蹦跃,故名罾蹦鲤鱼。上桌后趁热浇以滚烫卤汁时,热气蒸腾,香味四溢。烹饪时主要是通过热传递的方式来增大食物的________。(选填“内能”或“机械能”);蒸腾的“热气”是水蒸气___________(填物态变化名称)形成的小水滴。
17. 一只电热水壶的铭牌上标着“220V 1100W”的字样,它正常工作时的电流是________A;当实际电压只有额定电压的80%时,若电水壶的电阻保持不变,此时电水壶的实际功率是________W。
18. 物体重 100N,如果用一个动滑轮提起它,所用拉力为60N,5s内重物上升4m。 此过 程中,有用功为___________J,拉力做功的功率为___________W(不计摩擦及绳子自重)。
19. 自2011年5月 1日起驾驶员醉酒后驾车要负刑事责任。如图所示,酒精测试仪中装有酒精气体传感器(气敏电阻R)。其电阻值会随着酒精气体的浓度增大而减小。当闭合开关S后,通过气敏电阻 R的电流___________通过定值电阻 R0的电流,(选填“大于”、“等于”或“小于”),当驾驶员呼出的酒精气体浓度变大,电压表的示数会___________。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
四、综合题(本大题共6小题,共37分。解题中要求有必要的分析和说明,计算题还要有公式及数据代入过程,结果要有数值和单位)
20. 某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电功率是1100W时,每分钟产生多少的热量?如果这些热量的70%被质量为2kg的水吸收,可以让水的温度升高多少摄氏度?(已知水的比热容4.2×103J/(kg/℃) )
21. 测量“小灯泡的电功率”实验中,小灯泡额定电压为2.5V,所提供的器材有:电流表、电压表、电源(电压恒为6 V)、开关各一个,滑动变阻器(“20 Ω 1 A”),导线若干;
(1)请你用笔画线代替导线将图中电路连接完整(请勿更改原有导线,导线不得交叉),要求:当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大;( )
(2)闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因可能是___________
A.小灯泡短路 B.小灯泡断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(3)实验过程中,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表、电压表示数如图所示,则小灯泡实际功率___________,灯丝的电阻为___________Ω。
22. 如图所示的电路中,定值电阻R的阻值为25Ω,电源两端电压为2.5V并保持不变,只闭合开关S1时,电流表的示数为0.3A,小灯泡正常发光。求:
(1)小灯泡的额定功率;
(2)开关S1和S2均闭合后,电流表的示数。
23. 天津市道路交通安全规定:自2021年 1月 1日起,骑乘电动自行车应佩戴安全头盔,限载一名12岁以下儿童,禁止超速行驶。小明联想到骑乘造成的危险伤害可能与电动自行车的动能有关,于是他用金属球模拟电动自行车,探究电动自行车动能的影响因素。
猜想一:由“限载”可猜想到电动自行车的动能大小与质量有关
猜想二:由“禁止超速”可猜想到电动自行车的动能大小与速度有关
为了验证上述猜想,老师提供了如下器材:斜槽、刻度尺、两个钢球、木块和长木板。实验装置如图所示。
(1)他们做了如图所示的三次实验:让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的木块,实验中通过比较木块被撞击后滑行的距离来反映___________。(填写字母)
①小球撞击木块后的动能 ②小球撞击木块前的动能 ③木块被撞击后的动能
(2)请你在方框内设计一个记录实验数据的表格。( )
(3)探究乙图时,发现钢球将木块撞出了木板,要继续完成此实验,下列措施中可行的是:_______(选填序号);
①换质量更大的木块: ②降低第二次钢球的高度;
③木板上铺毛巾: ④换质量更小的钢球;
(4)若利用图所示的器材做“探究阻力对物体运动的影响”的实验,必须增加的器材是________(填写字母)
①倾斜程度不同斜面 ②粗糙程度不同的水平面 ③质量不同的小球
24. 小明的妈妈有一个玉石挂坠,小明想测量玉石挂坠的密度。利用如图所示的工具和器材:刻度尺、试管、足够大的圆柱形玻璃杯和水(已知水的密度为ρ0)、细线,大小合适的玉石,请你帮他们设计两种测量玉石密度的实验方案。
要求:写出两种实验方案的步骤和数学表达式(用已知量和测量量表示)
25. 小明想通过学习的物理知识解决全家人夏季淋浴问题,他利用一个圆柱形金属桶、一个拉力传感器、一个圆柱体物体和细线制作了一个太阳能淋浴器。初步设计如图所示,其中圆柱体物体通过细线与拉力传感器相连,当圆柱体下端刚好离开水面时,此时金属桶水的总体积V0,拉力传感器的示数F1,拉力传感器中的开关闭合,通过水泵从进水口向桶内注水。当拉力传感器的拉力等于F2时(圆柱体未浸没),拉力传感器中的开关断开停止注水。拉力传感器的拉力F和水对金属桶底部压强p关系如图所示。又知:金属桶的底面积S1:圆柱体底面积S2,水的密度ρ水。请你帮助小明在其初步设计的基础上,求出(计算储水量时细绳质量与体积忽略不计)
(1)当圆柱体下端刚好离开水面时,画出圆柱体的受力示意图;
(2)分析拉力传感器的拉力 F和水对金属桶底部压强p关系的图像,补充完整2个括号中的坐标点;
(2)当水泵向金属桶内注水过程中,推导出金属桶中水的总体积V和拉力传感器的拉力 F的关系式。
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2024天津七中三模物理试卷
一、单项选择题(本大题10个小题,每小题3分,共30分)每小题给出的四个选项中,只有一个最符合题意。
1. 如图所示,拨动钢尺,听它振动发出的声音。改变钢尺伸出桌面的长度,用同样大小的力再次拨动钢尺,这是为了改变声音的( )
A. 音调 B. 响度 C. 音色 D. 振幅
【答案】A
【解析】
【详解】改变钢尺伸出桌面的长度,用同样大小的力再次拨动钢尺,钢尺的振动频率不同,这是为了改变声音的音调,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2. 北京在2008年成功举办了夏季奥运会,又在2022年举办了冬季奥运会,是历史上第一个双奥之城。2022年北京冬奥会火炬传递活动时拍摄的照片,如图所示,下面估测合理的是( )
①火炬的长度约为80mm; ②火炬的长度约为80cm
③火炬的质量约为1000g; ④火炬的质量约为10kg
A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④
【答案】B
【解析】
【详解】①②人的正常身高约170cm,由图可知,火炬的长度约为人身高的一半,火炬的长度约为80cm,故②符合题意,①不符合题意;
③④火炬一般人都能拿在手中,所以质量不能太大,火炬的质量约为1000g,故③符合题意,④不符合题意。
故选B。
3. 五大道在天津市中心城区,是天津乃至全中国保留最为完整的洋楼建筑群。小明同学在民园体育馆欣赏风景时,拍摄了优美的照片,如图所示,由于光的反射形成是( )
A. 体育馆的水中倒影 B. 路灯的影子
C. 水中的石子 D. 树叶缝隙的圆形光斑
【答案】A
【解析】
【详解】A.体育馆的水中倒影属于平面镜成像,是由于光的反射形成的虚像,故A符合题意;
B.路灯影子是由于光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C.看到水中的石子是由于光的折射形成的石子的虚像,故C不符合题意;
D.树叶缝隙的圆形光斑是小孔成像现象,是由于光的直线传播形成的,故D不符合题意。
故选A。
4. 如图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图,当滑片P向右滑动时,连入电路的电阻变小的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.同时接入上方两接线柱,相当于接入一导线,滑片移动时,接入的电阻不变,故A不合题意;
B.滑片向右移动时,电阻丝接入部分的长度减小,接入电路中的电阻变小,故B符合题意.
C.同时接入下方两接线柱,相当于接入一定值电阻,滑片移动时,接入的电阻不变,故C不合题意;
D.滑片向右移动时,电阻丝接入部分的长度增大,接入电路中的电阻变大,故D不合题意.
5. 如图所示的实例中,能利用大气压强解释的是( )
A. 轨道铺在枕木上 B. 锅炉水位计显示水位
C. 用吸管吸饮料 D. 自制喷雾器喷雾
【答案】C
【解析】
【详解】A.列车的钢轨要铺在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A不符合题意;
B.锅炉的水位计和炉身上端开口,下端连通,水静止时两侧液面总相平,属于连通器,故B不符合题意;
C.用吸管吸饮料时,吸管内压强小于外界大气压,在大气压的作用下,将饮料压入嘴中,故C符合题意;
D.自制喷雾器喷雾,用嘴用力吹气时,竖管上端空气流速大压强小,下端流速小压强大,形成向上的压强差,产生向上的压力差,水受到向上的力,从竖管中喷出,故D不符合题意。
故选C。
6. 小明在课后实践活动中,利用钢球完成了如图所示的实验(不计空气阻力和摩擦力),对下列实验内容进行分析,其中小球的动能转化重力势能为是( )
A. 被金属片弹飞后的钢球 B. 从斜面滚下的钢球
C. 在空中下落的钢球 D. 钢球由B点运动到C点
【答案】D
【解析】
【详解】A.被金属片弹飞后的钢球在重力作用下落回桌面,它的高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,重力势能转化为动能,故A不符合题意;
B.从斜面滚下的钢球,它的高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,重力势能转化为动能,故B不符合题意;
C.在空中下落的钢球,它的高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,重力势能转化为动能,故C不符合题意;
D.钢球由B点运动到C点,它的速度减小,动能减小,高度增大,重力势能增大,动能转化为重力势能,故D符合题意。
故选D。
7. 如图为电阻 R1和R2的 I-U图像,由图可知( )
A. 电阻 R1的阻值是5Ω
B. 电阻 R1的阻值大于电阻R2的阻值
C. 串联时电阻 R1和 R2两端电压之比为1︰1
D. 并联时通过电阻 R1和R2的电流之比为1︰1
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图像可知,R1的阻值是
故A不符合题意;
B.由图像可知,R2的阻值是
电阻 R1的阻值大于电阻R2的阻值,故B符合题意;
C.串联时,通过两电阻的电流相等,电阻 R1和 R2两端电压之比为
故C不符合题意;
D.并联时,两电阻两端电压相等,通过电阻 R1和R2的电流之比为
故D不符合题意。
故选B。
8. 家庭用电注重安全,下列关于安全用电的做法错误的是( )
A. 组装家庭电路时要按照入户线—电能表—总开关—保险盒—用电器的顺序
B. 连接灯泡和开关时,一定要把开关串联连在灯泡和零线之间,以防触电
C. 有金属外壳用电器的电源线一定要使用三脚插头
D. 空气开关和漏电保护器都是为了用电安全才使用的,但它们的作用有所不同
【答案】B
【解析】
【详解】A.组装家庭电路时要按照入户线—电能表—总开关—保险盒—用电器的顺序,电能表安装在总开关前,总开关安装在电能表后,故A正确,不符合题意;
B.连接灯泡和开关时,一定要把开关串联连在灯泡和火线之间,以防触电,故B错误,符合题意;
C.有金属外壳用电器的电源线一定要使用三脚插头,使得金属外壳接地,防止触电,故C正确,不符合题意;
D.空气开关和漏电保护器都是为了用电安全才使用的,但它们的作用有所不同,空气开关在电流过大时自动切断电路,漏电保护器在发生漏电时自动切断电路,故D正确,不符合题意。
故选B。
9. 2023年9月第19届亚运会在杭州盛大开幕,在这场激烈角逐中,中国队展现出了强大的实力,成功登上金牌榜和奖牌榜的巅峰,小明对于比赛项目做了总结,下列运动现象所涉及的物理知识正确的是( )
序号
现象
物理知识
①
运动员挺举不动
人对杠铃的力和杠铃对人的力是平衡力
②
运动员跨过横杠下降
运动员受到重力
③
运动员快速投掷链球
增大链球惯力
④
运动员使用的船桨划水
船桨是费力杠杆
A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ①④
【答案】C
【解析】
【详解】①运动员挺举不动杠铃时,杠铃处于静止状态,受到平衡力的作用,但人对杠铃的力和杠铃对人的力,这两个力分别作用在杠铃和人上,是一对相互作用力,不是平衡力,故①错误;
②地球附近的物体都受到重力的作用,运动员跨过横杠下降时,运动员受到重力的作用,故②正确;
③惯性是物体本身的一种属性,不是力,不能说增大链球惯力,故③错误;
④运动员使用的船桨划水时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故④正确。
综上所述,②④正确,故ABD错误,C正确。
故选C
10. 如图甲所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,从B端至A端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示,则
A. 电源电压为20V
B. 整个电路的最大功率为14.4W
C. 滑动变阻器的最大阻值为10Ω
D. EF是V1表示数随A表示数变化的图象
【答案】B
【解析】
【详解】(1)由甲图可知,两个电阻串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压.滑片P从B点滑到A点的过程中,变阻器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R2两端的电压变小,由于电源电压不变,则R1两端的电压变大,所以通过R2的电流随其两端电压的减小而增大,通过R1的电流随其两端电压的增大而增大;由此可知,乙图中的MN是R1的U—I图象,EF是R2的U—I图象(即EF是V2表示数A表示数变化的图象),故D错误;
(2)由图可知,滑片在B点时滑动变阻器的电阻最大,电流最小为:IB=0.4A,此时U1B=4V.U2B=8V.由串联电路的分压特点可得,电源电压U=U1B+U2B=4V+8V=12V.故A错误;
(3)由图乙可知,电路的最大电流为1.2A,且电源电压为12V,所以,整个电路的最大功率:P总大=UI=12V1.2A=14.4W,故B正确;
(4)由图可知,滑片在B点时滑动变阻器的电阻最大,电流最小为IB=0.4A,变阻器的电压U2B=8V;则滑动变阻器的最大电阻为:R2大=20;故C错误;
故选B.
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题3分,共9分。每小题给出的四个选项中,均有多个选项符合题意,全部选对得3分,选对但不全得1分,不选或选错得0分)。
11. 在做“探究凸透镜成像规律”的实验中将凸透镜放置在光具座上,如图所示,将蜡烛移到光具座20cm刻度线处,移动光屏,光屏上可成清晰缩小的像;再将蜡烛移到光具座30cm刻度线处,移动光屏,光屏上可成清晰放大的像,下列说法正确的是( )。
A. 第一次成像原理可制成照相机
B. 第一次成像原理可制成投影仪
C. 将蜡烛移到光具座40cm刻度线处,保持凸透镜不动,移动光屏,光屏上可成清晰缩小的烛焰像
D. 将光屏移到光具座80cm刻度线处,保持凸透镜不动,移动蜡烛,光屏上可成清晰放大的烛焰像
【答案】AD
【解析】
【详解】A B.第一次光屏上可成清晰缩小的像,与照相机工作原理相同,故A正确,B错误;
C.将蜡烛移到光具座20cm刻度线处,移动光屏,光屏上可成清晰缩小的像,可知
即
再将蜡烛移到光具座30cm刻度线处,移动光屏,光屏上可成清晰放大的像,可知
得
将蜡烛移到光具座40cm刻度线处,物距
小于一倍焦距,成正立放大的虚像,不能在光屏上成像,故C错误;
D.将光屏移到光具座80cm刻度线处,像距
像距等于原来的物距,保持凸透镜不动,移动蜡烛,当物距等于15cm时,根据折射光路是可逆的,光屏上可成清晰放大的烛焰像,故D正确。
故选AD。
12. 将底面积为4S的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上,注入深度为h0的水(水的密度为ρ0),再将底面积为S,高度为h,密度为的ρ实心圆柱体(不吸水)缓慢放入水中,松开手后,圆柱体直立在水中且与容器底接触(部分露出水面),如图所示,容器足够大,水没有溢出,则( )
A. 容器中水的重力是3ρ0gh0s
B. 图中水对容器底压强的变化量是
C. 若向容器内加水,当圆柱体对容器底面压力最小时,容器中水的总质量一定是3ρ0Sh
D. 若向容器内加水,当圆柱体对容器底面压力最小时,容器中水的总质量可能是3ρSh
【答案】BD
【解析】
【详解】A.容器中水的重力
G水=m水g=ρ0V水g=4ρ0Sh0g
故A不符合题意;
B.放入圆柱体前水对容器底的压强为p1=ρ0gh0,圆柱体直立在水中且与容器底接触,放入圆柱体后容器内水的深度
此时水对容器底的压强
图中水对容器底压强的变化量是
故B符合题意;
CD.因圆柱体的密度与水的密度关系未知,所以若向容器内加水,则圆柱体可能一直沉底,也可能最后处于漂浮状态,如果一直沉底,则当圆柱体恰好浸没时,浮力最大,其对容器底面的压力最小,此时水深等于圆柱体的高h,容器中水的质量是
若圆柱体漂浮在水面上,由圆柱体物块对容器底的压力
F=G-F浮
可知,当圆柱体物块受到的浮力最大时,圆柱体物块对容器底的压力最小,此时水的深度为h',物块受到的浮力
……①
又因为
F浮'=ρ0gV排=ρ0gSh'……②
联立①、②两式得,,所以此时容器中水的总质量是
故C不符合题意,D符合题意。
故选BD。
13. 实验室提供电源(电压不变且未知)和已知阻值定值电阻R0,只利用电流表或电压表作为测量工具,配合电阻箱或定值电阻,根据开关闭合、断开设计测量未知电阻Rx的电路图,如图所示,其中可以测出未知电阻的方案是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.开关S0闭合,开关S1闭合,只有R0接入,电压表测量电源电压,则电源电压为U,若开关S1断开,两个电阻串联,电压表测量定值电阻两端的电压,则待测电阻的电压为
电路中的电流为
未知电阻的阻值为
故A可以测量出待测电阻,故A符合题意;
B.开关断开,只有R0接入,此时电路中的电流表为I1,电源电压为
闭合开关,两个电阻并联,通过待测电阻的电流为
未知电阻的阻值为
故B可以测量待测电阻,故B符合题意;
C.开关接a时,移动滑动变阻器的滑片,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数为I0,记录此时电阻箱的示数为R1,将开关接b时,保持滑动变阻器的滑片的位置不变,调节电阻箱,直至电流表的示数为I0,读出电阻箱的示数为R2,则待测电阻的阻值为
故C可以测量待测电阻,故C符合题意;
D.断开开关,此时没有任何示数,开关闭合后,电流表测量通过待测电阻的电流,故D不符合题意。
故选ABC。
三、填空题(本大题共6小题,每小题4分,共24分)
14. 截至2024年初,天津轨道交通已经开通的运营共有9条线路,7号线预计在年底开通。当地铁进站时,坐在车厢内的乘客认为自己相对于车厢是___________,车厢外的乘客站在安全线以外,这是因为地铁与乘客之间空气___________大压强小,小于乘客身后大气压,将人推向地铁方向,容易发生危险。
【答案】 ①. 静止 ②. 流速
【解析】
【14题详解】
[1]当地铁进站时,坐在车厢内的乘客相对于车厢位置不变,是静止的。
[2]站台等车的乘客站在安全线以外,这是因为行驶中的地铁与站台等车乘客之间的空气流速大、压强小,乘客身后的空气流速小、压强大,行驶中的地铁与站台等车乘客之间的大气压强小于乘客身后的大气压强,形成指向地铁的压力差,容易发生危险。
15. 如图所示是坐在船中的人用手向前推另一只船时,自己坐的船同时后退,说明物体间力的作用是___________。图是建筑工人在砌砖时,常常利用悬挂重物的细线来检查所砌的墙壁是否竖直,所依据的物理知识为重力方向始终是___________的。
【答案】 ①. 相互的 ②. 竖直向下
【解析】
【详解】[1]坐在船中的人用手向前推另一只船时,人对另一只船施加了作用力,另一只船也对人及自己坐的船施加了作用力,使自己坐的船同时后退,说明物体间力的作用是相互的。
[2]利用悬挂重物的细线来检查所砌的墙壁是否竖直,所依据的物理知识为重力方向始终是竖直向下的,当重物静止时,上方的悬线沿竖直方向,若墙壁方向与线的方向平行,说明墙壁是竖直的。
16. 酱蹦鲤鱼是一道传统天津名肴。因其成菜后鱼形如同在馨网中挣扎蹦跃,故名罾蹦鲤鱼。上桌后趁热浇以滚烫的卤汁时,热气蒸腾,香味四溢。烹饪时主要是通过热传递的方式来增大食物的________。(选填“内能”或“机械能”);蒸腾的“热气”是水蒸气___________(填物态变化名称)形成的小水滴。
【答案】 ①. 内能 ②. 液化
【解析】
【16题详解】
[1]烹饪时时,鱼从卤汁吸收热量,主要是通过热传递的方式来增大鱼的内能。
[2]蒸腾的“热气”是高温的水蒸气在空气中上升时遇冷液化形成的小水滴。
17. 一只电热水壶的铭牌上标着“220V 1100W”的字样,它正常工作时的电流是________A;当实际电压只有额定电压的80%时,若电水壶的电阻保持不变,此时电水壶的实际功率是________W。
【答案】 ①. 5 ②. 704
【解析】
【详解】[1]它正常工作时的电流是
[2]当实际电压只有额定电压的80%时,实际电压为
若电水壶的电阻保持不变,根据可知,电热水壶工作时的电流也变为原来电流的80%,实际电流为
此时电水壶的实际功率是
18. 物体重 100N,如果用一个动滑轮提起它,所用拉力为60N,5s内重物上升4m。 此过 程中,有用功为___________J,拉力做功的功率为___________W(不计摩擦及绳子自重)。
【答案】 ①. 400 ②. 96
【解析】
【详解】[1]有用功为
[2]绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
拉力做功的功率为
19. 自2011年5月 1日起驾驶员醉酒后驾车要负刑事责任。如图所示,酒精测试仪中装有酒精气体传感器(气敏电阻R)。其电阻值会随着酒精气体的浓度增大而减小。当闭合开关S后,通过气敏电阻 R的电流___________通过定值电阻 R0的电流,(选填“大于”、“等于”或“小于”),当驾驶员呼出的酒精气体浓度变大,电压表的示数会___________。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
【答案】 ①. 等于 ②. 变小
【解析】
【详解】[1] 如图,定值电阻和气敏电阻串联,电压表测气敏电阻两端电压。串联电路中各处电流相等,当闭合开关S后,通过气敏电阻R的电流等于通过定值电阻R0的电流。
[2] 当驾驶员呼出的酒精气体浓度变大时,气敏电阻阻值减小,根据串联电路分压规律可知,气敏电阻两端电压变小,电压表的示数会变小。
四、综合题(本大题共6小题,共37分。解题中要求有必要的分析和说明,计算题还要有公式及数据代入过程,结果要有数值和单位)
20. 某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电功率是1100W时,每分钟产生多少的热量?如果这些热量的70%被质量为2kg的水吸收,可以让水的温度升高多少摄氏度?(已知水的比热容4.2×103J/(kg/℃) )
【答案】,
【解析】
【详解】解:电烘箱每分钟产的热量为
水吸收的热量为
水升高的温度为
答:电烘箱每分钟产的热量为,可以让水的温度升高。
21. 测量“小灯泡的电功率”实验中,小灯泡额定电压为2.5V,所提供的器材有:电流表、电压表、电源(电压恒为6 V)、开关各一个,滑动变阻器(“20 Ω 1 A”),导线若干;
(1)请你用笔画线代替导线将图中电路连接完整(请勿更改原有导线,导线不得交叉),要求:当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电路中的电流变大;( )
(2)闭合开关后,发现电压表有示数且接近电源电压,电流表无示数,其原因可能是___________
A.小灯泡短路 B.小灯泡断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(3)实验过程中,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表、电压表示数如图所示,则小灯泡实际功率___________,灯丝的电阻为___________Ω。
【答案】 ①. ②. B ③. 0.576 ④. 10
【解析】
【详解】(1)[1]灯泡额定电压为2.5V,在0~3V间,故电压表应选0~3V量程,电压表与灯泡并联,电路图如图所示
。
(2)[2]由图知,闭合开关后,电流表、灯泡与滑动变阻器串联接入电路,电压表并联在灯泡两端;
A.闭合开关,若小灯泡短路,则电压表无示数,故A不符合题意;
B.闭合开关,若小灯泡断路,电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,故B符合题意;
C.闭合开关,若滑动变阻器短路,电流表、电压表均有示数,故C不符合题意;
D.闭合开关,若滑动变阻器断路,电流表、电压表均无示数,故D不符合题意。
故选B。
(3)[3][4]实验过程中,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电流表、电压表示数如图所示分别为2.4V,0.24A,则小灯泡实际功率
此时,灯丝的电阻为
22. 如图所示的电路中,定值电阻R的阻值为25Ω,电源两端电压为2.5V并保持不变,只闭合开关S1时,电流表的示数为0.3A,小灯泡正常发光。求:
(1)小灯泡的额定功率;
(2)开关S1和S2均闭合后,电流表的示数。
【答案】(1)0.75W;(2)0.4A
【解析】
【详解】解:(1)小灯泡的额定功率
(2)开关S1和S2均闭合后,通过小灯泡的电流为0.3A,通过电阻R的电流
电流表的示数
答:(1)小灯泡的额定功率为0.75W;
(2)开关S1和S2均闭合后,电流表的示数为0.4A。
23. 天津市道路交通安全规定:自2021年 1月 1日起,骑乘电动自行车应佩戴安全头盔,限载一名12岁以下儿童,禁止超速行驶。小明联想到骑乘造成的危险伤害可能与电动自行车的动能有关,于是他用金属球模拟电动自行车,探究电动自行车动能的影响因素。
猜想一:由“限载”可猜想到电动自行车的动能大小与质量有关
猜想二:由“禁止超速”可猜想到电动自行车的动能大小与速度有关
为了验证上述猜想,老师提供了如下器材:斜槽、刻度尺、两个钢球、木块和长木板。实验装置如图所示。
(1)他们做了如图所示的三次实验:让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的木块,实验中通过比较木块被撞击后滑行的距离来反映___________。(填写字母)
①小球撞击木块后的动能 ②小球撞击木块前的动能 ③木块被撞击后的动能
(2)请你在方框内设计一个记录实验数据的表格。( )
(3)探究乙图时,发现钢球将木块撞出了木板,要继续完成此实验,下列措施中可行是:_______(选填序号);
①换质量更大的木块: ②降低第二次钢球的高度;
③木板上铺毛巾: ④换质量更小的钢球;
(4)若利用图所示的器材做“探究阻力对物体运动的影响”的实验,必须增加的器材是________(填写字母)
①倾斜程度不同的斜面 ②粗糙程度不同的水平面 ③质量不同的小球
【答案】 ①. ② ②. 见详解 ③. ④ ④. ②
【解析】
【详解】(1)[1]实验中,质量不同的钢球在水平面上推动木块移动的距离不同,比较实验现象,可以比较钢球撞击木块前的动能大小,故选②,这里用到了转换法。
(2)[2]实验中需要测量钢球的质量、钢球下落的高度和木块滑行的距离,如图所示:
次数
钢球的质量m/kg
钢球下落的高度h/cm
木块移动的距离s/cm
(3)[3]在探究动能的大小与质量关系时,需要控制速度大小不变,改变质量,当换用另一个钢球实验时,发现它将木块撞出了木板,这说明该球的质量太大了;
①③换质量更大的木块、木板上铺毛巾,改变了摩擦力的大小,故①③错误;
②实验中需要控制速度相同,不能降低第二次钢球的高度,故②错误;
④换质量更小的钢球,能减小木块移动的距离,故④正确;
故选④。
(4)[4]探究阻力对物体运动的影响的实验中,需要改变水平面的粗糙程度,观察小车在水平面上滑行的距离,故需要增加粗糙程度不同的水平面,故选②。
24. 小明的妈妈有一个玉石挂坠,小明想测量玉石挂坠的密度。利用如图所示的工具和器材:刻度尺、试管、足够大的圆柱形玻璃杯和水(已知水的密度为ρ0)、细线,大小合适的玉石,请你帮他们设计两种测量玉石密度的实验方案。
要求:写出两种实验方案的步骤和数学表达式(用已知量和测量量表示)
【答案】见解析
【解析】
【详解】方法一:(1)步骤:①玻璃杯中装入适量的水,用刻度尺测量水的深度为h1;
②将试管开口向上漂浮在玻璃杯内的水面上,用刻度尺测量水的深度为h2;
③将玉石挂坠放入试管中,让试管漂浮在玻璃杯水面上,用刻度尺测量水的深度为h3;
④取出试管,将玉石挂坠沉没在玻璃杯内的水中,用刻度尺测量水的深度为h4;
(2)设玻璃杯底面积为S,由漂浮条件可知玉石挂坠的重力
G=F浮=G排=m排g=ρ0S(h3-h2)g
玉石挂坠的体积
V=S(h4-h1)
玉石挂坠的密度
方法二:(1)步骤:①玻璃杯中装入适量的水,将试管放入玻璃杯内的水面上,试管漂浮在水面上,用刻度尺测量水的深度为h1;
②将玉石挂坠放入试管中,再将试管放入玻璃杯内,试管仍漂浮在水面上,用刻度尺测量水的深度为h2;
④将试管中挂坠放入水中,再将试管放入玻璃杯内,用刻度尺测量水的深度为h3;
(2)设玻璃杯底面积为S,小瓶以及挂坠和试管均漂浮在水面上,则
G=ΔF浮=ρ0gΔV排=ρ0gS(h2-h1)
浸没在水中的挂坠的体积为
V=V排′=S(h3-h1)
玉石挂坠的密度
25. 小明想通过学习的物理知识解决全家人夏季淋浴问题,他利用一个圆柱形金属桶、一个拉力传感器、一个圆柱体物体和细线制作了一个太阳能淋浴器。初步设计如图所示,其中圆柱体物体通过细线与拉力传感器相连,当圆柱体下端刚好离开水面时,此时金属桶水的总体积V0,拉力传感器的示数F1,拉力传感器中的开关闭合,通过水泵从进水口向桶内注水。当拉力传感器的拉力等于F2时(圆柱体未浸没),拉力传感器中的开关断开停止注水。拉力传感器的拉力F和水对金属桶底部压强p关系如图所示。又知:金属桶的底面积S1:圆柱体底面积S2,水的密度ρ水。请你帮助小明在其初步设计的基础上,求出(计算储水量时细绳质量与体积忽略不计)
(1)当圆柱体下端刚好离开水面时,画出圆柱体的受力示意图;
(2)分析拉力传感器的拉力 F和水对金属桶底部压强p关系的图像,补充完整2个括号中的坐标点;
(2)当水泵向金属桶内注水过程中,推导出金属桶中水的总体积V和拉力传感器的拉力 F的关系式。
【答案】(1);(2),;(3)
【解析】
【详解】解:(1)圆柱体下端刚好离开水面时,圆柱体受到了竖直向下重力和竖直向上的拉力,受力示意图如图所示:
(2)当圆柱体下端刚好离开水面时,此时的拉力的等于重力,此时金属桶水的总体积V0,此时金属桶内水的高度为
此时水对金属桶底部压强p
当拉力传感器的拉力等于F2时,此时浮力为
排开水的体积为
圆柱体浸入的深度为
此时圆柱体中水的高度为
此时水对金属桶底部压强为
(3)圆柱体下端刚好离开水面时,此时水的体积为V0,当水泵向金属桶内注水过程中,金属桶中水的总体积V,则圆柱体浸入的深度为
圆柱体的排开液体的体积为
此时圆柱体所受的浮力为
拉力传感器的拉力
整理可得金属桶中水的总体积V和拉力传感器的拉力 F的关系式
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