内容正文:
2024年湖北省武汉市江岸区中考物理一模试卷
一、选择题(每小题3分,共356分
1. 皮影戏是一种民间戏剧,已成为国家非物质文化遗产,用灯光照射兽皮或纸板做成的“人物”,屏幕上便出现影子。下列现象与皮影戏原理相同的是( )
A. 水中“倒影”
B. 激光准直
C. 镜中文字
D. 铅笔“折断”
2. 下列关于声现象的说法错误的是( )
A. 图甲中摩托车消声器可以在声源处减弱噪声
B. 图乙实验可以直接得出真空不能传声的结论
C. 图丙可以探究音调与频率的关系,也可以探究响度与振幅的关系
D. 图丁中倒车雷达利用了超声波进行回声定位
3. 2024年4月26日3时32分,神舟十八号成功对接于空间站天和核心舱径向端口,整个自主交会对接过程历时约6.5小时。如图所示是神舟十八号和空间站对接完成后的场景。下列说法正确的是( )
A. 空间站上面的通信设备利用电磁波将信息传输到地面
B. 太阳能电池板将太阳能直接转化为化学能
C. 维持空间站中设备运行的电能属于一次能源
D. 液氢、煤油均可以作为火箭推进剂,其中煤油属于可再生能源
4. 2024年春运期间,铁路迎来旅客出行高峰,不少旅客在高铁动车组上进行了“立币试验”。如图所示,一枚硬币和其他物体一起静静立在高速行驶列车的窗台上。认为硬币处于静止状态所选择的参照物是( )
A. 路边的树木 B. 旁边的手机
C. 窗外的房屋 D. 远处的高山
5. 如图所示的四幅图选自中国古代科技著作《天工开物》,下列说法正确的是( )
A. “场中打稻”中通过摔打的方法将稻粒从稻秆上打落下来,这是利用稻粒的惯性
B. “赶稻及菽”中牛拉石碾的力与石碾拉牛的力是一对平衡力
C. “透火焙干”中把湿纸贴在墙上可以加快水分升华
D. “炒蒸油料”中在锅中翻炒的目的是通过做功的方法改变油料的内能
6. 如图甲是探究阻力对物体运动影响的实验装置,如图乙是探究物体的动能与速度大小关系的实验装置。下列说法正确的是( )
A. 甲实验中应该控制小车从斜面同一高度静止释放,改变斜面和水平面的粗糙程度
B. 甲实验中水平面越粗糙,小车速度减小的越慢
C. 乙实验得出的结论是:速度越大的物体,动能越大
D. 利用乙实验装置还可以探究物体重力势能与高度的关系
7. 如图所示,水平桌面上有一质量为100g、底面积为的圆柱形平底溢水杯(不计厚度),杯底到溢水口的高度为10cm。现将密度为的圆柱体金属块挂在弹簧测力计下,示数为F;当金属块浸没于水中(金属块未接触溢水杯)静止时,弹簧测力计的示数变化了1N,小桶收集到溢出水的体积为。下列说法正确的是( )
A. 金属块受到的最大浮力为0.4N
B. 金属块的重力为2N
C. 当金属块浸没于水中静止时,溢水杯对水平桌面的压强为1280Pa
D. 剪断细线,当金属块沉底时,溢水杯对水平桌面的压强为1600Pa
8. 如图所示,自制水果电池能使发光二极管发光,其中正极是铜片,负极是铝片,下列说法正确的是( )
A. 三个水果电池是并联的 B. 导线中的电流方向与电子定向移动方向一致
C. 水果中电流方向是从铝片流向铜片的 D. 只对调水果电池的正负极,电路中仍有电流
9. 电让我们的生活丰富多彩,下列说法正确的是( )
A. 图甲中的通电螺线管,将它自由悬挂,静止时它的B端指向南方
B. 图乙中的手摇发电机,其工作原理是电磁感应,可将机械能转化为电能
C. 图丙中的实验表明电流周围存在磁场,且磁场方向与小磁针静止时S极的指向相同
D. 图丁中的实验表明通电导体受力方向与电流方向和磁场强弱有关
10. 关于家庭电路,下列说法中错误的是( )
A. 图甲中,各元件的连接均符合安全用电原则
B. 图乙中,人会发生触电事故,此时漏电保护器不会切断电路
C. 图丙中,电线绝缘皮破损造成短路,此时空气开关会迅速切断电路
D. 图丁中,正确使用试电笔接触火线时,流过人体的电流很小,所以人不会发生触电事故
11. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,忽略灯丝电阻的变化,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电压表示数变大,灯泡变暗,电压表示数变小
B. 电压表示数变小,灯泡变暗,电压表示数变大
C. 电压表示数与电流表A示数之比不变
D. 电压表示数变化量与电流表A示数变化量之比不变
12. 某同学家中有一个标有“220V 1100W”的即热式水龙头,其电阻为R0,他发现冬天水温较低,春秋两季水温较高,于是他改装了电路(指示灯电阻不计)和单刀双掷开关S2。其中,开关S2可以同时与a、b相连,或只与c相连,使其有高温和低温两挡,正常工作时高温挡和低温挡工作的总电流之比为4︰1,下列说法正确的是( )
A. 改装前,正常加热1分钟产生的热量是6.6×103J
B. 改装后,高温挡工作时绿灯亮
C. R的阻值为44Ω
D. 改装后,低温挡的电功率为275W
二、非选择题(本题包括7小题,共34分)
13. 如图是世界首款新型空气动力汽车,它利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力,将空气的______能转化为机械能,在能量的转化过程中,能的总量______(填“变大” “变小”或“不变”)。
14. 2024年4月上旬我市进行了初中毕业生升学体育考试,如图所示是某同学参加1000米跑步项目的情景。
(1)体育考试中,该同学特意穿了一双底部有很多花纹的运动鞋,这样做的目的是为了______(填“增大”或“减小”)鞋与地面的摩擦;
(2)该同学跑1000米所用时间是3分50秒,则他跑步的平均速度为______m/s;(结果保留两位小数)
(3)请在图中画出此时该同学的右脚对地面作用力的示意图(O点是力的作用点)。( )
15. 某同学探究萘熔化时温度随时间的变化规律,所用的实验装置如图甲所示。
(1)除了实验装置中的器材外,还需要的测量工具是______;
(2)在安装实验器材时应按照______(填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行;
(3)利用“水浴”法加热的好处除了使试管受热均匀,还能______;
(4)该物质熔化时温度随时间变化的图象如图乙所示,则萘是______(填“晶体”或“非晶体”)。
16. 某同学在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)如图所示,此时光屏上恰好出现烛焰清晰的像,则此像一定是一个倒立、______(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像;
(2)保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移至距蜡烛______cm处,光屏上可以再次得到清晰的像;
(3)实验过程中蜡烛燃烧变短,在保持蜡烛和光屏不动的条件下,应将透镜向______(选填“上”或“下”)移动,使像重新回到光屏中央;
(4)将近视眼镜镜片放在蜡烛和凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变模糊了。为了使光屏上的像变清晰,应使光屏______(选填“靠近”或“远离”)凸透镜。
17. 某同学用如图所示的器材研究液体内部压强的特点。
(1)若在使用压强计前发现U形管内左右两侧水面有高度差,应通过方法______(填标号)进行调节;
A.向U形管内加适量的水
B.从U形管内倒出适量的水
C.拆除软管重新安装
(2)调整好以后,比较乙、丙两次实验得出结论:同种液体,______,液体内部的压强越大;
(3)比较______两次实验可以得到:液体内部压强还与液体密度有关;
(4)丁实验中,探头在盐水中的深度为5cm时,U形管左右两侧水面的高度差与探头在水中深度为6cm时相同,则丁中盐水密度为______;
(5)实验后,该同学自制了如图戊所示的装置继续探究。他向隔板左侧加入水,再向隔板右侧加入另一种液体,当加到一定程度时,橡皮膜变平,如图戊所示,则容器底部受到的液体压强关系是______(选填“>”、“=”或“<”)。
18. 某同学在探究电流与电阻的关系实验中,电源电压保持3V不变,实验用到的定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω。
(1)请用笔画线代替导线将图甲补充完整,要求导线不交叉,当滑片向右移动时,滑动变阻器连入电路的电阻变大;______
(2)闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,原因可能是______;
(3)排除故障后,先接入5Ω的电阻,调节滑动变阻器的滑片至某一位置时,记下电流表的示数入图乙所示,则实验中保持定值电阻两端电压为 ______V不变。为了完成这5次实验,该同学所选滑动变阻器的最大阻值不小于 ______Ω;
(4)实验完成后,该同学将定值电阻换成额定电压为6V的小灯泡,并测量其电功率,实验数据如表格所示。当小灯泡两端的电压为3V时,小灯泡的电功率可能是 ______(填标号)。
A.0.75W B.0.95W C.1.02W D.1.20W
实验次数
1
2
3
电压U/V
4.0
5.0
6.0
电流I/A
0.40
0.46
0.50
19. 如图甲所示是我国自主研发建造的全球首座十万吨级深水半潜式生产、储油平台——“深海一号”能源站,它由上部模块和下部浮体组成,其中下部浮体(如图乙所示),质量为3.3×104t。(ρ凝析油=0.8×103kg/m3)
(1)下部浮体组装时,使用吊机将一个竖直立在水平地面上的质量为3.2×103t的立柱吊起,放置在高9m的浮箱上,求该过程中吊机对立柱所做的功;
(2)下部浮体在码头滑道建好后,从与码头紧靠的半潜驳船左侧装上甲板,图丙为装船过程中某一时刻的空中俯视图。为了平稳装船,由于浮体对船的压力会导致驳船甲板沿中轴线EF左右倾斜,为了解决这个问题,,驳船甲板下的水舱沿中轴线EF被分成左右两部分,且左右水舱形状、容积完全相同,当左右水舱中水量相等时,驳船的重心在中轴线EF上。当浮体在甲板左侧时,控制系统会自动控制左右水舱中的水量,让左侧水舱中的水比右侧水舱少,使驳船的重心右移,从而保持甲板水平且与码头的地面相平,如图丁所示。O点为浮体的重心,OA=OB,驳船甲板宽度CD=68m。装载前,驳船甲板与码头地面相平时,驳船与水舱中水的总质量是5.15×104t;装载时,当下部浮体的轮子B移动到距C点27m时,为使甲板水平且与码头的地面相平,驳船的重心向右移动多少米;
(3)“深海一号”能源站在固定海域漂浮作业,开采的凝析油储存在中空立柱内的储油舱中。现将立柱储油舱中存储的20000m3凝析油转移到运油船中,转移完成后,储油平台排开海水的体积减少多少立方米;
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2024年湖北省武汉市江岸区中考物理一模试卷
一、选择题(每小题3分,共356分
1. 皮影戏是一种民间戏剧,已成为国家非物质文化遗产,用灯光照射兽皮或纸板做成的“人物”,屏幕上便出现影子。下列现象与皮影戏原理相同的是( )
A. 水中“倒影”
B. 激光准直
C. 镜中文字
D. 铅笔“折断”
【答案】B
【解析】
【详解】皮影戏是由于光的直线传播形成的;
A.水中“倒影”是由于光的反射形成的虚像,故A不符合题意;
B.激光准直是利用了光的直线传播规律,故B符合题意;
C.镜中文字是由于光的折射形成的,故C不符合题意;
D.铅笔“折断”是由于光的折射形成的,故D不符合题意。
故选B。
2. 下列关于声现象的说法错误的是( )
A. 图甲中摩托车消声器可以在声源处减弱噪声
B. 图乙实验可以直接得出真空不能传声的结论
C. 图丙可以探究音调与频率的关系,也可以探究响度与振幅的关系
D. 图丁中倒车雷达利用了超声波进行回声定位
【答案】B
【解析】
【详解】A.摩托车的消声器是安装在发出噪声的声源处,其可以在声源处减弱噪声,故A正确,不符合题意;
B.乙图实验不能直接得出真空不能传声的结论,而是通过推理得出真空不能传声的结论,故B错误,符合题意;
C.改变伸出桌边的钢尺的长度,可以改变钢尺的振动频率,改变音调高低,所以实验可以探究音调跟频率的关系;改变力的大小,可以改变钢尺的振幅,改变响度大小,所以实验也可以探究响度与振幅的关系,故C正确,不符合题意;
D.倒车雷达是通过应用了回声定位的原理来获得信息,而回声定位利用的就是超声波,故D正确,不符合题意。
故选B。
3. 2024年4月26日3时32分,神舟十八号成功对接于空间站天和核心舱径向端口,整个自主交会对接过程历时约6.5小时。如图所示是神舟十八号和空间站对接完成后的场景。下列说法正确的是( )
A. 空间站上面的通信设备利用电磁波将信息传输到地面
B. 太阳能电池板将太阳能直接转化为化学能
C. 维持空间站中设备运行的电能属于一次能源
D. 液氢、煤油均可以作为火箭推进剂,其中煤油属于可再生能源
【答案】A
【解析】
【详解】A.电磁波具有传播速度极快、可以在真空中传播等特点,空间站上面的通信设备利用电磁波将信息传输到地面,故A正确;
B.太阳能电池板将太阳能转化为电能,然后电能转化为化学能储存在电池中,故B错误;
C.电能是经过加工的能源形式,属于二次能源,故C错误;
D.煤油是从石油中提炼出来的,属于不可再生能源,故D错误。
故选A。
4. 2024年春运期间,铁路迎来旅客出行高峰,不少旅客在高铁动车组上进行了“立币试验”。如图所示,一枚硬币和其他物体一起静静立在高速行驶列车的窗台上。认为硬币处于静止状态所选择的参照物是( )
A. 路边的树木 B. 旁边的手机
C. 窗外的房屋 D. 远处的高山
【答案】B
【解析】
【详解】A.以路边的树木为参照物,硬币位置发生了变化,是运动的,故A不符合题意;
B.以旁边的手机为参照物,硬币位置没有变化,是静止的,故B符合题意;
C.以窗外的房屋为参照物,硬币位置发生了变化,是运动的,故C不符合题意;
D.以远处的高山为参照物,硬币位置发生了变化,是运动的,故D不符合题意。
故选B。
5. 如图所示的四幅图选自中国古代科技著作《天工开物》,下列说法正确的是( )
A. “场中打稻”中通过摔打的方法将稻粒从稻秆上打落下来,这是利用稻粒的惯性
B. “赶稻及菽”中牛拉石碾的力与石碾拉牛的力是一对平衡力
C. “透火焙干”中把湿纸贴在墙上可以加快水分升华
D. “炒蒸油料”中在锅中翻炒的目的是通过做功的方法改变油料的内能
【答案】A
【解析】
【详解】A.当摔打稻秆时,稻秆由静止变为运动,而稻粒由于惯性继续保持原来的静止状态,所以能将稻粒从稻秆上打落下来,这是利用稻粒的惯性,故A正确;
B.“赶稻及菽”中牛拉石碾的力与石碾拉牛的力作用在不同物体上,是相互作用力,不是平衡力,故B错误;
C.“透火焙干”中把湿纸贴在热墙上,温度升高,水分蒸发加快,易干,故C错误;
D.“炒蒸油料”中翻炒油料使油料受热均匀,油料从锅体上吸收热量,是通过热传递增加了油料的内能,故D错误。
故选A。
6. 如图甲是探究阻力对物体运动影响的实验装置,如图乙是探究物体的动能与速度大小关系的实验装置。下列说法正确的是( )
A. 甲实验中应该控制小车从斜面同一高度静止释放,改变斜面和水平面的粗糙程度
B. 甲实验中水平面越粗糙,小车速度减小的越慢
C. 乙实验得出的结论是:速度越大的物体,动能越大
D. 利用乙实验装置还可以探究物体重力势能与高度的关系
【答案】D
【解析】
【详解】A.探究阻力对物体运动的影响,要控制小车从同一斜面的同一高度由静止释放,改变水平面的粗糙程度,故A错误;
B.甲实验中水平面越粗糙,小车受到的阻力越大,小车速度减小的越快,故B错误;
C.乙实验得出的结论是:在质量一定时,速度越大的物体,动能越大,故C错误;
D.利用乙实验装置,让质量相同的小球从不同的高度滚下,通过比较推动木块移动的距离可以探究重力势能与高度的关系,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,水平桌面上有一质量为100g、底面积为的圆柱形平底溢水杯(不计厚度),杯底到溢水口的高度为10cm。现将密度为的圆柱体金属块挂在弹簧测力计下,示数为F;当金属块浸没于水中(金属块未接触溢水杯)静止时,弹簧测力计的示数变化了1N,小桶收集到溢出水的体积为。下列说法正确的是( )
A. 金属块受到的最大浮力为0.4N
B. 金属块的重力为2N
C. 当金属块浸没于水中静止时,溢水杯对水平桌面的压强为1280Pa
D. 剪断细线,当金属块沉底时,溢水杯对水平桌面的压强为1600Pa
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据称重法可知,弹簧测力计的示数变化了1N,则金属块受到的浮力为1N,故A错误;
B.根据阿基米德原理可得,金属块的体积为
金属块的重力为
故B错误;
C.金属块浸没时
则溢水杯中水的体积为
水的质量为
由阿基米德原理可知,当金属块浸没于水中静止时,溢水杯对水平桌面的压力为
溢水杯对水平桌面的压强为
故C错误;
D.剪断细线,当金属块沉底时,溢水杯对水平桌面的压力为
溢水杯对水平桌面的压强为
故D正确。
故选D。
8. 如图所示,自制水果电池能使发光二极管发光,其中正极是铜片,负极是铝片,下列说法正确的是( )
A. 三个水果电池是并联的 B. 导线中的电流方向与电子定向移动方向一致
C. 水果中电流方向是从铝片流向铜片的 D. 只对调水果电池的正负极,电路中仍有电流
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据串联电路电压规律可知,三个水果电池应该串联,故A错误;
B.电流方向是正电荷定向移动的方向,电子是负电荷,故电路中电流方向与电子定向移动方向相反,故B错误;
C.电路中电流方向是从电源正极流出,经过用电器,流回电源负极,故电路中电流方向是从铜片经发光二极管流向铝片,故C正确;
D.发光二极管是由半导体材料制成,具有单向导电性,故对调水果电池的正负极,电路中没有电流,故D错误。
故选C。
9. 电让我们的生活丰富多彩,下列说法正确的是( )
A. 图甲中的通电螺线管,将它自由悬挂,静止时它的B端指向南方
B. 图乙中的手摇发电机,其工作原理是电磁感应,可将机械能转化为电能
C. 图丙中的实验表明电流周围存在磁场,且磁场方向与小磁针静止时S极的指向相同
D. 图丁中的实验表明通电导体受力方向与电流方向和磁场强弱有关
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据安培定则可知,通电螺线管的B端为N极,将它自由悬挂,静止时它的B端指向北方,故A错误;
B.发电机是利用电磁感应原理制成的,工作时消耗机械能,转化为电能,故B正确;
C.图丙是奥斯特实验,给导线通电后小磁针转动,说明电流周围存在磁场,磁场方向与小磁针静止时N极的指向相同,故C错误;
D.图丁中的实验表明通电导体受力方向与电流方向和磁场方向有关,故D错误。
故选B。
10. 关于家庭电路,下列说法中错误的是( )
A. 图甲中,各元件的连接均符合安全用电原则
B. 图乙中,人会发生触电事故,此时漏电保护器不会切断电路
C. 图丙中,电线绝缘皮破损造成短路,此时空气开关会迅速切断电路
D. 图丁中,正确使用试电笔接触火线时,流过人体的电流很小,所以人不会发生触电事故
【答案】A
【解析】
【详解】A.图甲中,控制电灯的开关要接在火线上,电灯接在零线上,故A错误,符合题意;
B.图乙中,这种触电是双线触电,零线电流等于火线电流,漏电保护器不会跳闸切断电路,故B正确,不符合题意;
C.图丙中,电线绝缘皮破损造成短路,电路中电流过大,空气开关就会跳闸切断电路,故C正确,不符合题意;
D.图丁中,正确使用试电笔接触火线时,测电笔中有非常大的电阻,流过人体的电流很小,所以人不会发生触电事故,故D正确,不符合题意。
故选A。
11. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,忽略灯丝电阻的变化,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电压表示数变大,灯泡变暗,电压表示数变小
B. 电压表示数变小,灯泡变暗,电压表示数变大
C. 电压表示数与电流表A示数之比不变
D. 电压表示数变化量与电流表A示数变化量之比不变
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知,开关闭合后,R0、R1与小灯泡串联,电压表V1测量小灯泡和R1两端电压,电压表V2测量R1和R2两端的电压,电流表测量电路电流。
AB.将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,R1变大,电路总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路电流变小,电流表示数变小,灯泡变暗;根据串联分压原理可知,R1所分电压变大,根据欧姆定律可知,小灯泡及R0电压变小,再由串联电路电压特点可知,电压表V1、V2示数都变大,故AB错误;
C.电压表示数变大,电流表A示数变小,则电压表示数与电流表A示数之比变大,故C错误;
D.根据串联电路电压规律可知,电压表示数变化量等于定值电阻R0两端电压的变化量,所以,电压表示数变化量与电流表A示数变化量之比等于R0的阻值,大小不变,故D正确。
故选D。
12. 某同学家中有一个标有“220V 1100W”的即热式水龙头,其电阻为R0,他发现冬天水温较低,春秋两季水温较高,于是他改装了电路(指示灯电阻不计)和单刀双掷开关S2。其中,开关S2可以同时与a、b相连,或只与c相连,使其有高温和低温两挡,正常工作时高温挡和低温挡工作的总电流之比为4︰1,下列说法正确的是( )
A. 改装前,正常加热1分钟产生的热量是6.6×103J
B. 改装后,高温挡工作时绿灯亮
C. R的阻值为44Ω
D. 改装后,低温挡的电功率为275W
【答案】C
【解析】
【详解】A.改装前,热水器的功率为1100W,因此正常加热1分钟产生的热量
Q=W=Pt=1100W×60s=6.6×104J
故A错误;
B.由图可知,S1闭合、S2接c时,R0、R与绿灯串联,根据串联电路的特点可知,此时电路电阻最大,由可知,电路中的总功率最小,绿灯亮;当开关S1闭合、S2接a、b时,R0、R并联,根据并联电路的特点可知,此时电路总电阻最小,可知,总功率最大,红灯亮,故B错误;
C.由可知,R0的阻值
因为水龙头分别处于高温挡与低温挡时的电功率之比为4︰1,即
解得
R=R0=44Ω
故C正确;
D.由串联电路的电阻特点可知,R、R0的串联总电阻
R总=R+R0=44Ω+44Ω=88Ω
改装后,低温挡的电功率
故D错误。
故选C。
二、非选择题(本题包括7小题,共34分)
13. 如图是世界首款新型空气动力汽车,它利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力,将空气的______能转化为机械能,在能量的转化过程中,能的总量______(填“变大” “变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 内 ②. 不变
【解析】
【详解】[1]根据题意知道,空气动力汽车在工作时将空气的内能转化为车的机械能。
[2]能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式或是从一个物体转移到另一个物体,能量的总量不变。
14. 2024年4月上旬我市进行了初中毕业生升学体育考试,如图所示是某同学参加1000米跑步项目的情景。
(1)体育考试中,该同学特意穿了一双底部有很多花纹的运动鞋,这样做的目的是为了______(填“增大”或“减小”)鞋与地面的摩擦;
(2)该同学跑1000米所用时间是3分50秒,则他跑步的平均速度为______m/s;(结果保留两位小数)
(3)请在图中画出此时该同学的右脚对地面作用力的示意图(O点是力的作用点)。( )
【答案】 ①. 增大 ②. 4.35 ③.
【解析】
【详解】(1)[1]穿底部有很多花纹的运动鞋,这样做的目的是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大鞋与地面的摩擦。
(2)[2]由题意知,该同学跑1000米所用时间是3分50秒即230s,则他跑步的平均速度约为
(3)[3]运动员的右脚在水平方向上受到摩擦力的作用,因为脚相对于地面有向后的运动趋势,故摩擦力方向与之相反,是向前的,所以地面受到右脚的摩擦力向后,根据力的作用的相互性可知,右脚对水平地面有一个向后的作用力;同时右脚对地面有向下的压力,作用点在地面上,方向垂直于地面向下,如图所示:
15. 某同学探究萘熔化时温度随时间的变化规律,所用的实验装置如图甲所示。
(1)除了实验装置中的器材外,还需要的测量工具是______;
(2)在安装实验器材时应按照______(填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行;
(3)利用“水浴”法加热的好处除了使试管受热均匀,还能______;
(4)该物质熔化时温度随时间变化的图象如图乙所示,则萘是______(填“晶体”或“非晶体”)。
【答案】 ①. 秒表##停表 ②. 自下而上 ③. 使温度上升缓慢便于测量和记录 ④. 晶体
【解析】
【详解】(1)[1]实验中需要记录温度随时间的变化,因此还需要秒表来测量时间。
(2)[2]酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度;而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中,但不能碰到容器壁和容器底,所以先放好烧杯后,再调节温度计的高度,安装实验器材时应按照自下而上的顺序进行。
(3)[3]将试管放入水中加热,这种加热方法称为水浴法加热,水浴法加热的好处是使物体受热均匀且温度上升缓慢便于测量和记录数据。
(4)[4]由图乙可知,有一段时间内温度保持不变,是熔化过程,说明该物质有固定的熔点,可以判断出该物质为晶体。
16. 某同学在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)如图所示,此时光屏上恰好出现烛焰清晰的像,则此像一定是一个倒立、______(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像;
(2)保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移至距蜡烛______cm处,光屏上可以再次得到清晰的像;
(3)实验过程中蜡烛燃烧变短,在保持蜡烛和光屏不动的条件下,应将透镜向______(选填“上”或“下”)移动,使像重新回到光屏中央;
(4)将近视眼镜镜片放在蜡烛和凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变模糊了。为了使光屏上的像变清晰,应使光屏______(选填“靠近”或“远离”)凸透镜。
【答案】 ①. 缩小 ②. 40 ③. 下 ④. 远离
【解析】
【详解】(1)[1]由图可知,物距大于像距,光屏上出现烛焰清晰的像,根据凸透镜成像规律可知,此时物体在二倍焦距以外、像在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、缩小的实像。
(2)[2]由图可知,物距
u=50.0cm-20.0cm=30.0cm
像距
v=70.0cm-50.0cm=20.0cm
根据折射时光路的可逆性可知,保持蜡烛和光屏的位置不变,要使光屏上可以再次得到清晰的像,物距应为20.0cm,即需将凸透镜移至距蜡烛40cm处。
(3)[3]实验过程中蜡烛燃烧变短,烛焰在光屏上的像会向上移动。因为凸透镜成实像时,像和物关于凸透镜的光心对称,在保持蜡烛和光屏不动的条件下,应将透镜向下移动,使像重新回到光屏中央。
(4)[4]近视眼镜镜片是凹透镜,对光有发散作用,光线延迟相交,像成在光屏的后方,为了使光屏上的像变清晰,应使光屏远离凸透镜。
17. 某同学用如图所示的器材研究液体内部压强的特点。
(1)若在使用压强计前发现U形管内左右两侧水面有高度差,应通过方法______(填标号)进行调节;
A.向U形管内加适量的水
B.从U形管内倒出适量的水
C.拆除软管重新安装
(2)调整好以后,比较乙、丙两次实验得出结论:同种液体,______,液体内部的压强越大;
(3)比较______两次实验可以得到:液体内部压强还与液体密度有关;
(4)丁实验中,探头在盐水中的深度为5cm时,U形管左右两侧水面的高度差与探头在水中深度为6cm时相同,则丁中盐水密度为______;
(5)实验后,该同学自制了如图戊所示的装置继续探究。他向隔板左侧加入水,再向隔板右侧加入另一种液体,当加到一定程度时,橡皮膜变平,如图戊所示,则容器底部受到的液体压强关系是______(选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】 ①. C ②. 深度越深 ③. 丙、丁 ④. 1.2×103 ⑤. >
【解析】
【详解】(1)[1]若在使用压强计前发现U形管内左右两侧水面有高度差,是因为U形管两侧气压不同,需拆掉软管重新安装,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(2)[2]比较乙、丙两次实验,液体密度相同,探头在水中的深度越深,U形管两侧液面高度差越大,可以得出结论:同种液体,深度越深,液体内部的压强越大。
(3)[3]比较丙、丁两次实验,探头在液体中的深度相同,液体密度不同,U形管两侧液面高度差不同,可以得到:液体内部压强还与液体密度有关。
(4)[4]丁实验中,探头在盐水中的深度为5cm时,U形管左右两侧水面的高度差与探头在水中深度为6cm时相同,产生的压强相同,根据公式可得
则盐水的密度为
(5)[5]当加到一定程度时,橡皮膜变平,橡皮膜受到的压强相等,因为右侧液面到橡皮膜的深度大于左侧水面到橡皮膜的深度,根据公式可知,该液体密度小于水的密度。隔板左右橡皮膜到容器底部的距离相等,则橡皮膜以下部分水的压强大于该液体压强,那么容器底部受到的液体压强关系是>。
18. 某同学在探究电流与电阻的关系实验中,电源电压保持3V不变,实验用到的定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω。
(1)请用笔画线代替导线将图甲补充完整,要求导线不交叉,当滑片向右移动时,滑动变阻器连入电路的电阻变大;______
(2)闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,原因可能是______;
(3)排除故障后,先接入5Ω的电阻,调节滑动变阻器的滑片至某一位置时,记下电流表的示数入图乙所示,则实验中保持定值电阻两端电压为 ______V不变。为了完成这5次实验,该同学所选滑动变阻器的最大阻值不小于 ______Ω;
(4)实验完成后,该同学将定值电阻换成额定电压为6V的小灯泡,并测量其电功率,实验数据如表格所示。当小灯泡两端的电压为3V时,小灯泡的电功率可能是 ______(填标号)。
A.0.75W B.0.95W C.1.02W D.1.20W
实验次数
1
2
3
电压U/V
4.0
5.0
6.0
电流I/A
0.40
0.46
0.50
【答案】 ①. ②. 定值电阻短路 ③. 2 ④. 15 ⑤. B
【解析】
【详解】(1)[1]电源电压为3V,故电压表量程应选0~3V,电压表与定值电阻并联,滑动变阻器一上一下接法,当滑片向右移动时,滑动变阻器连入电路的电阻变大,所以滑动变阻器下端应接在左边,连接如下图:
(2)[2]电流表有示数,说明电路接通,电压表无示数,说明定值电阻短路。
(3)[3][4]电流表的量程为0~0.3A,分度值为0.02A,读数为0.4A;定值电阻两端电压
U1=IR1=0.4A×5Ω=2V
滑动变阻器两端电压
U滑=U﹣U1=3V-2V=1V
当定值电阻接入阻值为30Ω时,滑动变阻器接入阻值最大,此时定值电阻两端的电压保持不变,仍为2V,电路电流
滑动变阻器阻值
(4)[5]第一次实验,小灯泡电阻为
第二次实验,小灯泡电阻为
第三次实验,小灯泡电阻为
通过计算可知:随着小灯泡两端的电压的减小,小灯泡电阻也在减小,所以当小灯泡两端电压恰好为3V时,小灯泡电阻小于10Ω,根据公式可知,功率大于0.9W;观察表可知,电压每次减小1V,电流表减小量越来越大,当3V时,电流
I<0.4A-0.06A=0.34A
故功率
P<3V×0.34A=1.02W
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
19. 如图甲所示是我国自主研发建造的全球首座十万吨级深水半潜式生产、储油平台——“深海一号”能源站,它由上部模块和下部浮体组成,其中下部浮体(如图乙所示),质量为3.3×104t。(ρ凝析油=0.8×103kg/m3)
(1)下部浮体组装时,使用吊机将一个竖直立在水平地面上的质量为3.2×103t的立柱吊起,放置在高9m的浮箱上,求该过程中吊机对立柱所做的功;
(2)下部浮体在码头滑道建好后,从与码头紧靠的半潜驳船左侧装上甲板,图丙为装船过程中某一时刻的空中俯视图。为了平稳装船,由于浮体对船的压力会导致驳船甲板沿中轴线EF左右倾斜,为了解决这个问题,,驳船甲板下的水舱沿中轴线EF被分成左右两部分,且左右水舱形状、容积完全相同,当左右水舱中水量相等时,驳船的重心在中轴线EF上。当浮体在甲板左侧时,控制系统会自动控制左右水舱中的水量,让左侧水舱中的水比右侧水舱少,使驳船的重心右移,从而保持甲板水平且与码头的地面相平,如图丁所示。O点为浮体的重心,OA=OB,驳船甲板宽度CD=68m。装载前,驳船甲板与码头地面相平时,驳船与水舱中水的总质量是5.15×104t;装载时,当下部浮体的轮子B移动到距C点27m时,为使甲板水平且与码头的地面相平,驳船的重心向右移动多少米;
(3)“深海一号”能源站在固定海域漂浮作业,开采的凝析油储存在中空立柱内的储油舱中。现将立柱储油舱中存储的20000m3凝析油转移到运油船中,转移完成后,储油平台排开海水的体积减少多少立方米;
【答案】(1)2.88×108J;(2)3.3m;(3)1.6×104m3
【解析】
【详解】解:(1)立柱的重力为
G立柱=m立柱g=3.2×103×103kg×10N/kg=3.2×107N
这个过程中吊机对立柱所做的功为
W立柱=G立柱h=3.2×107N×9m=2.88×108J
(2)下部浮体的重力为
G浮体=m浮体g=3.3×104×103kg×10N/kg=3.3×108N
将下部浮体看作以A为支点,以下部浮体的重力为阻力,以甲板对B点的支撑力为动力的杠杆,由杠杆平衡条件可知
G浮体×lAO=FB×lAB
解得
由物体间力的作用是相互的可知,B轮对甲板压力为
F压=FB=1.65×108N
左侧受到压力时,为了保持左右相平,左侧水舱会排出相应重力的水,则此时,驳船与水舱中水的总重力为
G′=G-F压=5.15×104×103kg×10N/kg-1.65×108N=3.5×108N
甲板可以看着以中轴线EF为支点的杠杆,左侧的作用力为B对甲板的压力,右侧的作用力为驳船与水舱中水的总重力,B对甲板的压力的力臂为
由杠杆平衡条件可知
F压×lB=G′×l右
代入数据得
1.65×108N×7m=3.5×108N×l右
解得:l右=3.3m。
(3)20000m3凝析油的质量为
m凝析油=ρ凝析油V凝析油=0.8×103kg/m3×20000m3=1.6×107kg
凝析油的重力为
G凝析油=m凝析油g=1.6×107kg×10N/kg=1.6×108N
转移完成后,储油平台减少的浮力为
ΔF浮=G凝析油=1.6×108N
由F浮=ρ液gV排可知,排开海水减少的体积
答:(1)这个过程中吊机对立柱所做的功为2.88×108J;
(2)驳船的重心向右移动3.3m;
(3)储油平台排开海水的体积减少1.6×104m3。
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