精品解析：2024年江苏省无锡市滨湖区中考一模物理试题

2024年春学期初中期中质量监测卷 初三物理2024.4 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分.每小题给出的四个选项中只有一个正确） 1. AI技术可以模拟人的声音，AI主要模拟了人声音的（ ） A. 音调 B. 音色 C. 响度 D. 音量 2. 碳纤维复合材料具有轻盈、耐高温、耐腐蚀、柔韧性好等优点，这种材料不适合做（ ） A. 压路机碾子 B. 钓鱼竿 C. 飞机机翼 D. 火炬外壳 3. 茶是中华文化的象征，日照是“中国北方绿茶之乡”，“煮茶”过程中蕴含着丰富的科学知识。下列说法中正确的是（　　） A. 茶水主要是通过做功的方式增加内能 B. 壶嘴冒出的“白气”是水蒸气 C. 茶香扑鼻是因为分子在不停地做无规则运动 D. 茶水入嘴时很烫是因为茶水含有的热量多 4. 如图甲所示，“蜡烛在水中燃烧”，某时刻实验情景俯视图如乙所示。下列说法中正确的是（　　） A. 看到水中的“烛焰”是由于光的折射形成的虚像 B. 在烧杯一侧可以观察到蜡烛在水中燃烧 C. 蜡烛靠近玻璃板时，像变大 D. 沿③方向移动玻璃板可使乙图中的像移到烧杯中 5. 2024年1月17日，火箭将“天舟七号”货运飞船成功送入预定轨道，使之与空间站完成对接，形成组合体，绕地球运行。下列说法中正确的是（　　） A. 加速升空时，“天舟七号”受平衡力作用 B. 对接成功后，天平可以空间站正常使用 C. 组合体绕地运行时，其运动状态发生改变 D. “天舟七号”从地面运到太空，所受重力不变 6. 如图所示，国乒队夺冠比赛的场景。下列说法中正确的是（ ） A. 球拍击打乒乓球的力是由乒乓球形变产生的 B. 球拍击打乒乓球的力改变了球的运动状态 C. 击打乒乓球的不同位置其运动方向不同，说明力的作用效果与力的大小有关 D. 若乒乓球在最高点时所有外力都消失，它将加速下落 7. 某智能镜子，当用户靠近时，传感器开关S1闭合，灯泡L工作；当用户发声后，开关S2闭合，智能模块启动，用户开始体验智能化生活。下列电路设计符合要求的是（ ） A. B. C D. 8. 如图所示，“探究凸透镜成像的规律”实验，O为凸透镜光心，位于“50cm”刻度处，刻度尺与主光轴重合。来自蜡烛的光束a、b均平行于主光轴，光束a经透镜折射后，折射光过主光轴上“60cm”刻度处。下列说法中正确的是（ ） A. 该凸透镜的焦距为60cm B. 烛焰经透镜成像的特点与投影仪成像特点相同 C. 光束b经透镜折射后，折射光交主光轴上“50cm－60cm”刻度之间 D. 仅改用焦距为5cm的凸透镜继续实验，蜡烛的像将左移 9. 如图所示，甲是“探究阻力对物体运动的影响”实验，乙是“探究物体动能大小与质量的关系”实验，下列说法中正确的是（ ） A. 两个实验中都要控制小车各自释放高度相同 B. 两个实验中小车到达水平面能继续向前运动是因为受惯性的作用 C. 甲实验可以直接得出牛顿第一定律 D. 乙实验得出的结论是：高度一定时，质量越大，物体的动能越大 10. 如图所示，探究影响电流热效应的因素。密闭的甲、乙两烧瓶中装有质量、初温都相同的煤油，甲、乙瓶中电阻丝电阻的大小关系为R甲<R乙。下列说法中正确的是（ ） A. 闭合开关，通过两根电阻丝的电流大小关系为I甲>I乙 B. 烧瓶内选用等质量比热容更小的绝缘液体，实验现象更明显 C. 此实验无法探究导体产生的热量跟通电时间的关系 D. 若要比较水和煤油吸热升温的现象，只需将一只烧瓶内的煤油换成质量、初温都相同的水 11. 如图所示，甲图是简易儿童蹦极装置，蹦极前给儿童绑上安全带并固定拉长的弹性绳，先拉住儿童停留在蹦床上，撤去外力后儿童冲向高空。乙图为其简化示意图，A为儿童蹦床过程中的最低点，B为弹性绳原长点，C为运动的最高点。儿童始终沿竖直方向运动且忽略绳重及空气阻力等，则儿童从A点上升过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 从A到B的过程中儿童的动能一直增大 B. 从A到B的过程中儿童的动能一直减小 C. 从A到C的过程中儿童的机械能守恒 D. 到达C点时绳的弹性势能已全部转化为儿童的重力势能 12. 如图所示，小明用该电路测量液体密度ρ。电源电压U恒定，筒和薄板质量忽略不计，置于筒下的压敏电阻R1，其阻值与其所受压力成反比；R2为与筒等高的均匀电阻丝，其电阻与对应的长度成正比。测量时，在筒内倒入待测液体ρ，漂浮在液面上的薄板带动与其等高的滑片P同步上移，读取电流表和电压表示数分别为I和U，进行处理后可得液体密度ρ。下列关于液态密度ρ与关系图像中可能正确的是（ ） A. B. C. D. 二、填空题（本大题共12题，每空1分，共36分） 13. 如图所示，“泼水成冰”现象，在北方室外气温极低时，泼出温度较高的热水，部分水滴先________（填物态变化名称，下同）成为水蒸气，大量水蒸气迅速_________成冰晶或者液化成水滴，就出现图中的壮观场景。 14. 如图所示，小明“探究水的沸腾”，实验前需要先调节铁圈________（选填“A”或“B”）的高度。某时刻温度计示数如图所示，其读数为________℃，水沸腾时继续加热，水的温度________。 15. 如图所示，ETC是高速公路广泛使用的电子不停车收费系统，其表面有太阳能电池板，可以给内置电池充电，在充电过程中，内置电池相当于电路中的_____（选填“电源”或“用电器”）。太阳能属于_____（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 16. 如图所示，“运油－20”给“歼－20”空中加油的情景，“运油－20”飞机上鲜艳的国旗________红光（选填“吸收”或“反射”，下同）；“歼－20”飞机表面特殊的油漆能________敌方雷达发射的电磁波，从而躲避侦查；以“运油－20”为参照物，“歼－20”是________的，以“歼－20”为研究对象，要说明“运动的相对性”，还需要补充的依据是________。 17. 生活处处有物理。小明用矿泉水瓶做如图甲、乙两个实验： （1）如图甲所示，将两个空矿泉水瓶放置在两根光滑的木棍上，然后向矿泉水瓶中间迅速吹气，会看到两矿泉水瓶__________（选填“分开”或“靠近”）； （2）如图乙所示，在矿泉水瓶侧壁图示位置、处钻上、下两个小孔，可以观察到水从小孔流出，其中孔流出水喷得更急。这表明同种液体内部压强随__________的增加而增加；将矿泉水瓶拧紧盖子，水不再流出，这是由于__________的作用。 18. 如图所示，杭州亚运会场馆采用数万块双面光伏半导体组件覆盖。当太阳光照射到光伏半导体上时，可以将光能转化为________能供用电器工作。每一块双面光伏组件的日均发电量为2.2kW·h，可供额定功率为10W的节能灯正常工作_______h，若这些能量由热值为3.0×107J/kg的焦炭完全燃烧获得，则至少需要燃烧________kg的焦炭。（不计热量损失） 19. 如图所示，起重机以1m/s的速度将重1500N的货物匀速提升4s，穿过滑轮的钢丝绳中拉力为500N，则此过程中，有用功为 ______J，起重机的机械效率为 ______%，拉力的功率为 ______W；若改用2m/s的速度提升重物，则该起重机的机械效率将 ______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 20. 如图甲所示，某电热毛巾架的内部电路原理图，其额定电压为220V，能够实现高温、低温挡自动切换，R1和R2都为发热电阻丝；图乙为该毛巾架正常工作20min，电流I随时间t的变化图像。当开关S接_______（选填“1”或“2”）时，该毛巾架处于高温挡；R2的电阻为_______Ω；小明断开家中其他所有用电器，仅让该毛巾架工作，观察到自家参数为3200imp/kW·h的电能表3min内指示灯闪烁了64次，则该毛巾架工作的实际功率为________W。 21. 小明非常口渴但家中没有温水，他先在杯中倒了100g温度为80℃的热水，若想让水温变为适合饮用的40℃，则需要让水放出________J的热量；为了让水迅速冷却，他向杯中添加20℃的冷水，直至水温达到40℃，则此时小明的杯中水为________g。（不计热量损失。c水=4.2×103J/(kg·℃)） 22. 如图所示，水平地面上行驶的小车内，有一质量为m的小球A与物块B用细绳a、b、c、d、e连接后，悬挂于车内，其中细绳b、c、d、e连成一个结点，所有绳子均不计重力且不可伸长，它们随车一起向右匀速运动，此过程中，a、d竖直，e水平，c倾斜且刚好伸直。则结点所受力的个数为__________个，细绳a对小球A的拉力F___________mg（选填“＞”“＜”或“=”）。 23. 如图甲所示，用水平压力F将物体A压在竖直墙壁上，图乙为压力F与时间t的关系图像，图丙为物体所受摩擦力f与时间t的关系图像。由图像可知，在t＝1s时，物体受到的摩擦力为_______N，物体重力大小为________N；在t＝3s时，物体所受的合力________N；4s后，物体做________（选填“加速”、“减速”或“匀速”）运动。 24. 如图甲所示，某小组设计的调节光照度助力植物成长的模拟电路。电源电压为U，R0为电阻箱，光敏电阻R的阻值随光照度E的变化图像如图乙所示。当电流I≥0.2A时，电磁铁刚好能够吸下衔铁A，启动电动机（图中省略），带动遮光板下移减少光照。要使电表示数能随E的增大而增大，则电表应该安装在________（选填“①”或“②”）的位置；若电源电压U为12V，调节R0阻值为10Ω，不计电磁铁线圈电阻，则光照度E最大为_________Lx，此时光敏电阻R的电功率是________W；若某植物对阳光需求更大，对电路可采取的办法是________。 三、解答题（本大题共6小题，共40分.其中第26题、第30题写出必要的解题过程） 25. 按要求完成下列作图 （1）如图甲所示，画出井底之蛙A通过井口看到天空范围的光路图； （2）如图乙所示，物体B静止在斜面上，请画出B所受到的力； （3）如图丙所示，请根据小磁针静止时N极的指向，标出磁感线方向，并在括号里填上电源的“＋”“－”极。 26. 如图所示，大国重器盾构机是挖掘隧道的能手。盾构机体积极为庞大，需将其拆成多个部件吊装到施工现场。已知某部件的质量为3×104kg，与水平地面的接触面积为6m2 （g取10N/kg）。 （1）该部件静止时对水平地面的压强为多大? （2）某次挖掘隧道时，盾构机对砂土的推进力为：3.6×107N，每分钟推进0.08m，推进系统功率为80kW，则盾构机的推进效率为多少? 27. 小明用天平（含砝码）、量筒、水和细线，测量小石块（不吸水）的密度。 （1）他将天平放在水平台上，游码移到标尺左端“0”刻度线处，调节平衡螺母使天平平衡，然后将石头放在左盘中，在右盘中增减砝码，当加入最小砝码时，发现指针位置如图甲所示，他接下来的第一步操作应该是______（填字母）； A. 调节平衡螺母 B. 移动游码 C. 取下最小砝码 （2）天平平衡后，砝码质量和游码对应刻度如图乙所示，则小石块的质量为______g； （3）用细线将小石块拴好，缓慢放入盛有40mL水的量筒中，水面升高至如图丙所示，实验测得该小石块的密度为______kg/m3； （4）小明还想利用溢水杯、量筒、密度为ρ石的小石块（密度用ρ石表示）以及常见生活材料，来测量盐水的密度和不吸水泡沫的密度，实验步骤如图丁所示。 ①把泡沫块轻轻放入装满盐水溢水杯中使其漂浮，盐水溢出且全部流入量筒中，读出量筒中盐水的体积为V1； ②用细线系住小石块将其轻放入溢水杯底，读出此时量筒中盐水的体积为V2； ③再将小石块轻放在泡沫块上方，使小石块和泡沫块共同漂浮在盐水表面，读出量筒中盐水的体积为V3； ④轻压小石块，使泡沫块恰好完全浸没盐水，读出量筒中盐水的体积为V4； 根据上述实验，可知盐水密度ρ盐水=______，泡沫密度ρ泡沫=______（以上两空选用字母ρ石、V1、V2、V3、V4表示）；进行第③步骤时石头放在泡沫上会带有盐水，则测得的盐水密度______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 28. 小明在“探究通过导体中的电流与电阻的关系”的实验中，器材有：电压恒为3V的电源、电流表、电压表、开关、定值电阻R（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、滑动变阻器“20Ω 1A”，导线若干。 （1）请用笔画线代替导线将图甲所示的电路连接完整，使滑动变阻器滑片向左移动时电阻减小________； （2）先将5Ω定值电阻R接入电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现电流表指针正常偏转，电压表示数为零。可能是定值电阻R出现了________故障； （3）故障排除后，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为2V，读出电流表示数，断开开关，小明直接拆下5Ω的电阻R改换成阻值为10Ω的电阻继续实验，闭合开关，电压表示数如乙图所示，其示数是________V，要完成这次实验，应将变阻器接入的阻值_________（选填“变大”或“变小”）； （4）小明成功完成实验后，得到了电流I与电阻R的关系如图丙所示，由图可得出的结论是_______； （5）小明选用上述器材测一金属丝的电阻，得到通过电阻丝的电流I与其两端电压U的关系如图丁所示，由此可得金属丝的功率P与U2及I2的关系，下列图像中合理的是_______。 A. B. C. D. 29. 小明在玩蹦床时发现：人将蹦床压得越深，被弹起的高度越大。当人压蹦床的深度越来越大时，人被弹起的高度会明显快速增加。由此，小明猜想：物体弹性形变量大时，弹性势能快速增加。为此他准备了一根原长为10cm的轻质弹簧、刻度尺、小球、光滑的柱形玻璃管轨道等器材进行探究。探究过程如下： （1）如图所示安装器材，小明将弹簧下端固定于玻璃管轨道底部，上端直接放置小球。小球静止时，弹簧上端对应刻度尺9cm的刻度线处，此时弹簧的形变量为_______cm； （2）确保轨道位置不变，下压小球，使弹簧被压缩至8cm刻度处，松手后小球被压缩的弹簧弹起，利用手机视频功能录制该过程，通过视频慢放，找到小球弹起的最高点。研究上升过程，忽略空气阻力，小球的动能________（选填“一直增大”、“一直减小”或“先增大后减小”），到达最高点时，弹簧的弹性势能全部转化为该小球的重力势能，因此，可以通过测量小球________来表示弹簧被压缩的弹性势能； （3）继续下压小球，增加弹簧的弹性形变，其弹性势能将_______。弹簧下压的位置与对应的小球上升的最高点位置关系记录在表中： 下压位置/cm 8 7 6 5 4 最高点位置/cm 10 14 17.5 22 ①当弹簧被下压至8cm刻度线处时，小球被弹起的高度为_______cm。当弹簧被下压至7cm刻度线处时，小球弹起的最高点位置对应刻度为_______cm； ②若小球质量为20g，则根据“能的定义”可知，弹簧被压至4cm刻度线处时，弹簧的弹性势能为________J。 30. 如图甲为某款“剪叉式”升降机结构简图。上下为两个带滑槽的平台，五根横杆与两对剪刀状交臂构成升降组件。工作时，左侧两根横杆与平台固定，电动机带动螺纹杆，给右侧下方横杆施加向左的拉力F，带动交叉臂转动将上平台抬升；反之，推动横杆向右运动则上平台降低。 型号 Y200 额定电压 220V 额定功率 11kW 线圈电阻 2Ω （1）关于升降机下列说法正确的是______ A. 升降机的平台应该选用质量大、硬度大的物体制作 B. 升降机的电动机是利用电磁感应原理工作的 C. 匀速提升货物时，货物重力与平台对它的支持力是一对相互作用力 D. 螺纹杆螺纹越密集，提升相同的重物，电动机需要提供转动的力越小 （2）若升降机使用的电动机铭牌如表所示，则电动机正常工作时的电流为多大________? （3）某次使用时，升降机将质量为50kg的货物从4cm高度提高到如图乙所示的15cm高度处，已知上平台质量10kg，剪刀状交叉臂长度为25cm，不考虑交叉臂及横杆的质量，整个装置质地均匀且不计摩擦。 ①若不考虑能量损失，此过程中升降机至少需要消耗电能_______J； ②当货物位于丙图位置时，上平台和货物整体的重力作用线经过中间横杆，则此时电动机拉动横杆的力F至少为多少________? 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024年春学期初中期中质量监测卷 初三物理2024.4 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分.每小题给出的四个选项中只有一个正确） 1. AI技术可以模拟人的声音，AI主要模拟了人声音的（ ） A. 音调 B. 音色 C. 响度 D. 音量 【答案】B 【解析】 【详解】不同的人发出声音主要是音色不同。AI技术可以模拟人的声音主要是模仿人发出声音的音色，音色接近或相同时，模仿的才像，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2. 碳纤维复合材料具有轻盈、耐高温、耐腐蚀、柔韧性好等优点，这种材料不适合做（ ） A. 压路机碾子 B. 钓鱼竿 C. 飞机机翼 D. 火炬外壳 【答案】A 【解析】 【详解】A．压路机碾子需要密度大的物质做成的物体，根据题意，碳纤维复合材料比较轻盈，故A符合题意； BCD．碳纤维复合材料具有轻盈、耐高温、耐腐蚀、柔韧性好等优点，这种材料适合做成钓鱼竿、飞机机翼、火炬外壳，故BCD不符合题意。 故选 A。 3. 茶是中华文化的象征，日照是“中国北方绿茶之乡”，“煮茶”过程中蕴含着丰富的科学知识。下列说法中正确的是（　　） A. 茶水主要是通过做功的方式增加内能 B. 壶嘴冒出的“白气”是水蒸气 C. 茶香扑鼻是因为分子在不停地做无规则运动 D. 茶水入嘴时很烫是因为茶水含有的热量多 【答案】C 【解析】 【详解】A．茶水吸收热量，温度升高，内能变大，主要是通过热传递的方式增加内能，故A错误； B．壶嘴冒出的“白气”是水蒸气液化形成的小液滴，故B错误； C．茶香扑鼻属于扩散现象，是因为分子在不停地做无规则运动，故C正确； D．热量是过程量，不能“含有”， 茶水入嘴时很烫是因为茶水温度高，故D错误。 故选C。 4. 如图甲所示，“蜡烛在水中燃烧”，某时刻实验情景俯视图如乙所示。下列说法中正确的是（　　） A. 看到水中的“烛焰”是由于光的折射形成的虚像 B. 在烧杯一侧可以观察到蜡烛在水中燃烧 C. 蜡烛靠近玻璃板时，像变大 D. 沿③方向移动玻璃板可使乙图中的像移到烧杯中 【答案】D 【解析】 【详解】A．看到水中的“烛焰”是由于光的反射形成的，故A错误； B．由于平面镜成虚像，所以在烧杯一侧是观察不到蜡烛在水中燃烧的，故B错误； C．看到的像是平面镜所成的像，平面镜所成的像是等大的像，所以蜡烛靠近玻璃板时，像大小不变，故C错误； D．由于平面镜所成的像的物距和像距相等，所以沿③方向移动玻璃板可以增加物体与平面镜的距离，即增大物距，像距也变大，从而可以使乙图中的像移到烧杯中，故D正确。 故选D。 5. 2024年1月17日，火箭将“天舟七号”货运飞船成功送入预定轨道，使之与空间站完成对接，形成组合体，绕地球运行。下列说法中正确的是（　　） A. 加速升空时，“天舟七号”受平衡力作用 B. 对接成功后，天平可以在空间站正常使用 C. 组合体绕地运行时，其运动状态发生改变 D. “天舟七号”从地面运到太空，所受重力不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．加速升空时，“天舟七号”的运动状态发生改变，受非平衡力作用，故A错误； B．空间站内物体处于失重状态，不能用天平测量物体的质量，故B错误； C．组合体绕地运行时，运动方向发生改变，所以其运动状态发生改变，故C正确； D．“天舟七号”从地面运到太空，所受重力变小，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，国乒队夺冠比赛的场景。下列说法中正确的是（ ） A. 球拍击打乒乓球的力是由乒乓球形变产生的 B. 球拍击打乒乓球的力改变了球的运动状态 C. 击打乒乓球的不同位置其运动方向不同，说明力的作用效果与力的大小有关 D. 若乒乓球在最高点时所有外力都消失，它将加速下落 【答案】B 【解析】 【详解】A．球拍击打乒乓球的力是由球拍弹性形变产生的，故A错误； B．球拍击打乒乓球，乒乓球的运动方向和速度大小发生改变，球拍击打乒乓球的力改变了球的运动状态，故B正确； C．击打乒乓球的不同位置其运动方向不同，改了作用点，说明力的作用效果与力的作用点有关，故C错误； D．若乒乓球在最高点时速度为0，或具有水平方向的速度，所有外力都消失，它将静止或沿水平方向做匀速直线运动，故D错误。 故选B。 7. 某智能镜子，当用户靠近时，传感器开关S1闭合，灯泡L工作；当用户发声后，开关S2闭合，智能模块启动，用户开始体验智能化生活。下列电路设计符合要求的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意可知，当用户靠近镜子时，传感器开关S1闭合，内部灯泡L工作；当用户发声后，开关S2闭合，智能模块启动，这说明智能模块与灯泡互不影响，是并联的，且开关S1在干路中控制整个电路，S2控制智能模块，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 8. 如图所示，“探究凸透镜成像的规律”实验，O为凸透镜光心，位于“50cm”刻度处，刻度尺与主光轴重合。来自蜡烛的光束a、b均平行于主光轴，光束a经透镜折射后，折射光过主光轴上“60cm”刻度处。下列说法中正确的是（ ） A. 该凸透镜的焦距为60cm B. 烛焰经透镜成像的特点与投影仪成像特点相同 C. 光束b经透镜折射后，折射光交主光轴上“50cm－60cm”刻度之间 D. 仅改用焦距为5cm的凸透镜继续实验，蜡烛的像将左移 【答案】D 【解析】 【详解】A．平行主光轴的光经凸透镜折射后过焦点，焦点到光心的距离为焦距，故由图可知，焦距为f=10.0cm，故A错误； B．此时物距 50.0cm-20.0cm=30.0cm 物距大于二倍焦距，故成倒立、缩小的实像，与照相机成像原理一致，故B错误； C．光束b与主光轴平行，折射后应该过焦点，故应该过60cm刻度线处，故C错误； D．改用焦距为5cm的凸透镜继续实验，凸透镜折光能力变强，使成像靠近凸透镜，即蜡烛的像会左移，故D正确。 故选D。 9. 如图所示，甲是“探究阻力对物体运动的影响”实验，乙是“探究物体动能大小与质量的关系”实验，下列说法中正确的是（ ） A. 两个实验中都要控制小车各自释放高度相同 B. 两个实验中小车到达水平面能继续向前运动是因为受惯性的作用 C. 甲实验可以直接得出牛顿第一定律 D. 乙实验得出的结论是：高度一定时，质量越大，物体的动能越大 【答案】A 【解析】 【详解】A．实验中，都应该保持他们释放的高度相同，确保物体到达水平面的速度相同，故A正确； B．两个实验中小车到达水平面能继续向前运动是因为小车具有惯性，惯性是物体本身的一种属性，不能说物体受到惯性，故B错误； C．甲实验不可以直接得出牛顿第一定律，牛顿第一定律是通过实验推理而得出的结论，故C错误； D．乙实验中，小车到达水平面速度相同，质量越大，物体的动能越大，故D错误。 故选A。 10. 如图所示，探究影响电流热效应的因素。密闭的甲、乙两烧瓶中装有质量、初温都相同的煤油，甲、乙瓶中电阻丝电阻的大小关系为R甲<R乙。下列说法中正确的是（ ） A. 闭合开关，通过两根电阻丝的电流大小关系为I甲>I乙 B. 烧瓶内选用等质量比热容更小的绝缘液体，实验现象更明显 C. 此实验无法探究导体产生的热量跟通电时间的关系 D. 若要比较水和煤油吸热升温的现象，只需将一只烧瓶内的煤油换成质量、初温都相同的水 【答案】B 【解析】 【详解】A．闭合开关，甲、乙瓶中电阻丝串联，由串联电路电流的规律可知通过两根电阻丝的电流大小关系为I甲=I乙，故A错误； B．烧瓶内选用等质量比热容更小的绝缘液体，当液体质量和吸热一定时，根据可知升高的温度较高，实验现象更明显，故B正确； C．研究导体产生的热量跟通电时间的关系，要控制电流和电阻相同，控制变阻器滑片位置不动，可以任选其中一个电阻为对象，改变通电时间，根据温度的变化来探究导体产生的热量跟通电时间的关系，故C错误； D．若要比较水和煤油吸热升温的现象，要控制相同时间水和煤油吸热相同，根据Q=I2R，要控制两电阻相同，故D错误。 故选B。 11. 如图所示，甲图是简易儿童蹦极装置，蹦极前给儿童绑上安全带并固定拉长的弹性绳，先拉住儿童停留在蹦床上，撤去外力后儿童冲向高空。乙图为其简化示意图，A为儿童蹦床过程中的最低点，B为弹性绳原长点，C为运动的最高点。儿童始终沿竖直方向运动且忽略绳重及空气阻力等，则儿童从A点上升过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 从A到B的过程中儿童的动能一直增大 B. 从A到B的过程中儿童的动能一直减小 C. 从A到C的过程中儿童的机械能守恒 D. 到达C点时绳的弹性势能已全部转化为儿童的重力势能 【答案】D 【解析】 【详解】AB．开始时弹力大于重力，加速运动，但向上运动，弹力减小到等于重力时，速度达到最大，弹力小于重力是减速运动，故B点弹力为0，不是速度最大点，也不是动能最大点，故AB错误； C．A到B过程，弹性势能转化为动能和重力势能，儿童的机械能增大，故C错误； D．过了B点后不再有弹性势，而最高点儿童的动能为0，故到达C点时绳的弹性势能已全部转化为儿童的重力势能，故D正确。 故选D。 12. 如图所示，小明用该电路测量液体密度ρ。电源电压U恒定，筒和薄板质量忽略不计，置于筒下的压敏电阻R1，其阻值与其所受压力成反比；R2为与筒等高的均匀电阻丝，其电阻与对应的长度成正比。测量时，在筒内倒入待测液体ρ，漂浮在液面上的薄板带动与其等高的滑片P同步上移，读取电流表和电压表示数分别为I和U，进行处理后可得液体密度ρ。下列关于液态密度ρ与关系图像中可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】由图可知，开关闭合时，R1、R2并联，电压表测变阻器滑片P下方两端的电压，电流表测通过R1的电流；因为电压表的内阻很大，接在电路中相当于断路，所以无论滑片P如何移动，R2接入电路的电阻始终保持不变，由欧姆定律可知，通过R2的电流不变；由于电阻与长度成正比，电阻与长度的关系为 R=kh 电压表示数 压敏电阻R1的阻值与其所受压力成反比，压力等于液体重力，压力 F=G=ρVg=ρShg 电阻与压力关系 电流表示数 电压表与电流表的示数之比 R2接入电路的电阻始终保持不变，密度与电压表与电流表的示数之比成反比关系，故图像是反比例函数的图像。 故选D。 二、填空题（本大题共12题，每空1分，共36分） 13. 如图所示，“泼水成冰”现象，在北方室外气温极低时，泼出温度较高的热水，部分水滴先________（填物态变化名称，下同）成为水蒸气，大量水蒸气迅速_________成冰晶或者液化成水滴，就出现图中的壮观场景。 【答案】 ①. 汽化 ②. 凝华 【解析】 【详解】[1][2]温度较高的水泼出时，部分水滴汽化成水蒸气，而热的水蒸气遇到极低温度迅速变成冰晶是凝华过程。 14. 如图所示，小明“探究水的沸腾”，实验前需要先调节铁圈________（选填“A”或“B”）的高度。某时刻温度计示数如图所示，其读数为________℃，水沸腾时继续加热，水的温度________。 【答案】 ①. A ②. 98 ③. 保持不变 【解析】 【详解】[1]组装实验仪器时，应根据酒精灯及其火焰的高度先调节A的高度，使酒精灯的外焰正好能给烧杯加热，然后再调节B的高度，这样可以避免重复调整。 [2]90℃到100℃之间分成10个小格，每一个小格代表1℃，此时温度计示数是98℃。 [3]水在沸腾后持续吸热，水的温度保持不变。 15. 如图所示，ETC是高速公路广泛使用的电子不停车收费系统，其表面有太阳能电池板，可以给内置电池充电，在充电过程中，内置电池相当于电路中的_____（选填“电源”或“用电器”）。太阳能属于_____（选填“可再生”或“不可再生”）能源。 【答案】 ①. 用电器 ②. 可再生 【解析】 【详解】[1]在充电的过程中，内置电池消耗电能，相当于用电器。 [2]太阳能是一种由太阳内部氢原子核在超高温下发生核聚变释放出的巨大核能，这种能量以辐射的形式传播到地球，被广泛认为是清洁、可再生的能源。太阳能的利用不仅有助于减少对化石燃料的依赖，还对环境保护和可持续发展具有重要意义。 16. 如图所示，“运油－20”给“歼－20”空中加油的情景，“运油－20”飞机上鲜艳的国旗________红光（选填“吸收”或“反射”，下同）；“歼－20”飞机表面特殊的油漆能________敌方雷达发射的电磁波，从而躲避侦查；以“运油－20”为参照物，“歼－20”是________的，以“歼－20”为研究对象，要说明“运动的相对性”，还需要补充的依据是________。 【答案】 ①. 反射 ②. 吸收 ③. 静止 ④. 见解析 【解析】 【详解】[1]不透明物体的颜色是由它反射的色光的颜色决定的，“运油-20”飞机上鲜艳的国旗反射红光。 [2]为了躲避侦查，飞机表面特殊的油漆能吸收敌方雷达发射的电磁波，这样敌方雷达接收不到电磁波。 [3][4]以“运油－20”为参照物，“歼－20”的位置没有发生改变，“歼－20”是静止的；以“歼－20”为研究对象，分析“歼－20”与加油机的位置是否发生变化，说明“运动的相对性”。 17. 生活处处有物理。小明用矿泉水瓶做如图甲、乙两个实验： （1）如图甲所示，将两个空矿泉水瓶放置在两根光滑的木棍上，然后向矿泉水瓶中间迅速吹气，会看到两矿泉水瓶__________（选填“分开”或“靠近”）； （2）如图乙所示，在矿泉水瓶侧壁图示位置、处钻上、下两个小孔，可以观察到水从小孔流出，其中孔流出的水喷得更急。这表明同种液体内部压强随__________的增加而增加；将矿泉水瓶拧紧盖子，水不再流出，这是由于__________的作用。 【答案】 ①. 靠近 ②. 深度 ③. 大气压 【解析】 【详解】（1）[1]没有吹气时，两矿泉水瓶中间和外侧的压强相等，当向矿泉水瓶中间吹气时，两矿泉水瓶中间的空气流动速度增大，压强减小，两矿泉水瓶外侧的压强不变，两矿泉水瓶受到向内的压强大于向外的压强，受到向内的压力大于向外的压力，两矿泉水瓶在压力差的作用下相互靠近。 （2）[2]A、B两处深度不同，且B处的深度比A处的深度大，B处的水流速度大于A处的水流速度，说明液体压强随着深度的增加而增大。 [3]瓶盖拧紧后，瓶内与瓶外隔绝，由于外界大气压的作用，将水压在瓶内而流不出来。 18. 如图所示，杭州亚运会场馆采用数万块双面光伏半导体组件覆盖。当太阳光照射到光伏半导体上时，可以将光能转化为________能供用电器工作。每一块双面光伏组件的日均发电量为2.2kW·h，可供额定功率为10W的节能灯正常工作_______h，若这些能量由热值为3.0×107J/kg的焦炭完全燃烧获得，则至少需要燃烧________kg的焦炭。（不计热量损失） 【答案】 ①. 电 ②. 220 ③. 0.264 【解析】 【详解】[1]当太阳光照射到光伏半导体上时，消耗光能，产生电能，将光能转化为电能供用电器工作。 [2]每一块双面光伏组件的日均发电量为2.2kW·h，可供额定功率为10W的节能灯正常工作的时间 [3]若这些能量由热值为3.0×107J/kg的焦炭完全燃烧获得，完全燃烧焦炭放出的热量 Q放=W=2.2kW·h=7.92×106J 需要完全燃烧焦炭的质量 19. 如图所示，起重机以1m/s的速度将重1500N的货物匀速提升4s，穿过滑轮的钢丝绳中拉力为500N，则此过程中，有用功为 ______J，起重机的机械效率为 ______%，拉力的功率为 ______W；若改用2m/s的速度提升重物，则该起重机的机械效率将 ______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 ①. 6000 ②. 75 ③. 2000 ④. 不变 【解析】 【详解】[1]物体上升的高度为 h＝vt＝1m/s×4s＝4m 克服物体重力做的有用功为 W有＝Gh＝1500N×4m＝6000J [2]由图可知，承担绳子的股数n＝4，则绳子自由端移动的距离为 s＝nh＝4h＝4×4m＝16m 总功为 W总＝Fs＝500N×16m＝8000J 则起重机的机械效率为 [3]拉力的功率为 [4]由于滑轮组的机械效率与提升物体的速度无关，因此若改用2m/s的速度提升重物，则该起重机的机械效率不变。 20. 如图甲所示，某电热毛巾架的内部电路原理图，其额定电压为220V，能够实现高温、低温挡自动切换，R1和R2都为发热电阻丝；图乙为该毛巾架正常工作20min，电流I随时间t的变化图像。当开关S接_______（选填“1”或“2”）时，该毛巾架处于高温挡；R2的电阻为_______Ω；小明断开家中其他所有用电器，仅让该毛巾架工作，观察到自家参数为3200imp/kW·h的电能表3min内指示灯闪烁了64次，则该毛巾架工作的实际功率为________W。 【答案】 ①. 1 ②. 330 ③. 400 【解析】 【详解】[1]由图乙可知，当开关S接1时，电路为R1接在电源两端的简单电路，当开关S接2时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，当开关S接1时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，由欧姆定律可知，电路中的电流最大，由P=UI可知，电路中的总功率最大，电热毛巾架处于高温挡。 [2]由图乙可知，高温挡中的电流最大，最大电流是2A，低温挡的电流是0.5A，R1的阻值 当开关S接2时，R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由欧姆定律可知，电路中的电流最小，则电路中的总功率最小，电热毛巾架处于低温挡，由欧姆定律可知，R1、R2的串联总电阻 R2的阻值 R2=R-R1=440Ω-110Ω=330Ω [3]电热毛巾架消耗的电能为 该毛巾架工作的实际功率 21. 小明非常口渴但家中没有温水，他先在杯中倒了100g温度为80℃的热水，若想让水温变为适合饮用的40℃，则需要让水放出________J的热量；为了让水迅速冷却，他向杯中添加20℃的冷水，直至水温达到40℃，则此时小明的杯中水为________g。（不计热量损失。c水=4.2×103J/(kg·℃)） 【答案】 ①. 1.68×104 ②. 300 【解析】 【详解】[1]想让水温变为适合饮用的40℃，需要让水放出的热量 Q放=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×100×10-3kg×(80℃-40℃)=1.68×104J [2]不计热量损失，由 Q放=Q吸=c水m′Δt′ 1.68×104J=4.2×103J/(kg·℃)×m′×(40℃-20℃) 解得 m′=02kg=200g 此时水杯内水的质量为 100g+200g=300g 22. 如图所示，水平地面上行驶的小车内，有一质量为m的小球A与物块B用细绳a、b、c、d、e连接后，悬挂于车内，其中细绳b、c、d、e连成一个结点，所有绳子均不计重力且不可伸长，它们随车一起向右匀速运动，此过程中，a、d竖直，e水平，c倾斜且刚好伸直。则结点所受力的个数为__________个，细绳a对小球A的拉力F___________mg（选填“＞”“＜”或“=”）。 【答案】 ①. 3 ②. = 【解析】 【详解】[1][2]因为小球A做匀速直线运动，A处于平衡状态，以A为研究对象，a绳竖直，则A受到a对其竖直向上的拉力和竖直向下的重力，故F=mg。c绳不可能有力的作用，否则A球在水平方向不可能平衡。对于B，处于平衡状态，竖直方向受到竖直向下的重力和d对其竖直向上的拉力，因此结点受到d对其向下的拉力，要使结点处于平衡状态，则b对结点要有水平向左的分力，e对结点有水平向右的拉力作用，因此结点受到3个力的作用。 23. 如图甲所示，用水平压力F将物体A压在竖直墙壁上，图乙为压力F与时间t的关系图像，图丙为物体所受摩擦力f与时间t的关系图像。由图像可知，在t＝1s时，物体受到的摩擦力为_______N，物体重力大小为________N；在t＝3s时，物体所受的合力________N；4s后，物体做________（选填“加速”、“减速”或“匀速”）运动。 【答案】 ①. 10 ②. 10 ③. 0 ④. 加速 【解析】 【详解】[1][2]用水平压力F将物体A压在竖直墙壁上，图乙为压力F与时间t的关系图像，图丙为物体所受摩擦力f与时间t的关系图像。由图像可知，在t=1s时，物体受到的摩擦力为10N不变，说明物体受到静摩擦力的作用，即物体处于静止状态；摩擦力和重力是一对平衡力，大小相等，物体受到的重力 G=f=10N [3][4]在t=3s时，物体受到的摩擦力为10N不变，说明物体受到静摩擦力的作用，即物体处于静止状态，合力为零，4s后，摩擦力f<20N，重力不变，则f<G，物体会向下做加速运动。 24. 如图甲所示，某小组设计的调节光照度助力植物成长的模拟电路。电源电压为U，R0为电阻箱，光敏电阻R的阻值随光照度E的变化图像如图乙所示。当电流I≥0.2A时，电磁铁刚好能够吸下衔铁A，启动电动机（图中省略），带动遮光板下移减少光照。要使电表示数能随E的增大而增大，则电表应该安装在________（选填“①”或“②”）的位置；若电源电压U为12V，调节R0阻值为10Ω，不计电磁铁线圈电阻，则光照度E最大为_________Lx，此时光敏电阻R的电功率是________W；若某植物对阳光需求更大，对电路可采取的办法是________。 【答案】 ①. ① ②. 2×103 ③. 2 ④. 增大R0的阻值或者减小电源电压 【解析】 【详解】[1]由乙图可知，光敏电阻R随光照度E的增大而减小。说明光照越大，R的阻值越小，电路中的电流越大，故要使电表示数能随E的增大而增大，故应在电路中串联电流表，因此应在①位置安装电表。 [2]由于光敏电阻R和电阻箱R0串联，当电磁铁刚好能够吸下衔铁A时，电流I≥0.2A，电路中的电阻为 此时光敏电阻R的阻值为 R=R总-R0=60Ω-10Ω=50Ω 由乙图可知，当R=50Ω时，E=2×103Lx。 [3]光敏电阻R的电功率为 P=UI=I2R=（0.2A）2×50Ω=2W [4]当电流I≥0.2A时，电磁铁刚好能够吸下衔铁A，所以对阳光需求更大时，需要光照度变大，R变小，只能增大R0的阻值或者减小电源电压。 三、解答题（本大题共6小题，共40分.其中第26题、第30题写出必要的解题过程） 25. 按要求完成下列作图 （1）如图甲所示，画出井底之蛙A通过井口看到天空范围的光路图； （2）如图乙所示，物体B静止在斜面上，请画出B所受到的力； （3）如图丙所示，请根据小磁针静止时N极的指向，标出磁感线方向，并在括号里填上电源的“＋”“－”极。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 从A处分别沿井口的边缘引两条直线，并标出箭头表示光的传播方向，两条光线之间的阴影区域即为蛙看到的天空的范围，如图所示： 【小问2详解】 物体受到重力、支持力和摩擦力的作用。力的作用点画在物体的重心上；重力的方向竖直向下；支持力的方向与斜面垂直，垂直斜面向上；摩擦力沿斜面向上，如图所示： 【小问3详解】 小磁针静止时N极指向右侧，同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，因此通电螺线管的左端为S极，右端为N极；在磁体外面，磁感线从磁体的N极出发，回到S极，因此图中磁感线的方向向左；根据安培定则可知，电流从通电螺线管的左端流入，右端流出，因此电源左端为“+”极，右端为“-”极。如图所示： 26. 如图所示，大国重器盾构机是挖掘隧道的能手。盾构机体积极为庞大，需将其拆成多个部件吊装到施工现场。已知某部件的质量为3×104kg，与水平地面的接触面积为6m2 （g取10N/kg）。 （1）该部件静止时对水平地面的压强为多大? （2）某次挖掘隧道时，盾构机对砂土的推进力为：3.6×107N，每分钟推进0.08m，推进系统功率为80kW，则盾构机的推进效率为多少? 【答案】（1）5×104Pa （2）60% 【解析】 【小问1详解】 该部件静止时对地面的压力大小它自身的重力，即 F=G=mg=3×104kg×10N/kg=3×105N 与水平地面的受力面积为S=6m2；该部件对地面的压强为 【小问2详解】 盾构机对砂土的推进力为F推=3.6×107N；盾构机对砂土做的功 W有=F推s=3.6×107N×0.08m=2.88×106J 盾构机做的总功 W总=Pt=80×103W×60s=4.8×106J 盾构机的推进效率为 27. 小明用天平（含砝码）、量筒、水和细线，测量小石块（不吸水）的密度。 （1）他将天平放在水平台上，游码移到标尺左端“0”刻度线处，调节平衡螺母使天平平衡，然后将石头放在左盘中，在右盘中增减砝码，当加入最小砝码时，发现指针位置如图甲所示，他接下来的第一步操作应该是______（填字母）； A. 调节平衡螺母 B. 移动游码 C. 取下最小砝码 （2）天平平衡后，砝码质量和游码对应刻度如图乙所示，则小石块的质量为______g； （3）用细线将小石块拴好，缓慢放入盛有40mL水量筒中，水面升高至如图丙所示，实验测得该小石块的密度为______kg/m3； （4）小明还想利用溢水杯、量筒、密度为ρ石的小石块（密度用ρ石表示）以及常见生活材料，来测量盐水的密度和不吸水泡沫的密度，实验步骤如图丁所示。 ①把泡沫块轻轻放入装满盐水的溢水杯中使其漂浮，盐水溢出且全部流入量筒中，读出量筒中盐水的体积为V1； ②用细线系住小石块将其轻放入溢水杯底，读出此时量筒中盐水的体积为V2； ③再将小石块轻放在泡沫块上方，使小石块和泡沫块共同漂浮在盐水表面，读出量筒中盐水的体积为V3； ④轻压小石块，使泡沫块恰好完全浸没盐水，读出量筒中盐水体积为V4； 根据上述实验，可知盐水密度ρ盐水=______，泡沫密度ρ泡沫=______（以上两空选用字母ρ石、V1、V2、V3、V4表示）；进行第③步骤时石头放在泡沫上会带有盐水，则测得的盐水密度______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）C （2）62 （3） （4） ①. ②. ③. 不变 【解析】 【小问1详解】 使用天平时，将天平放在水平台上，游码移到标尺左端“0”刻度线处，调节平衡螺母使天平平衡；将石头放在左盘中，在右盘中增减砝码，当加入最小砝码时，发现指针位置如图甲所示右偏，说明砝码重，则应取下最小的砝码后，再移动游码。 故选B。 【小问2详解】 如图乙所示，横梁标尺的分度值为0.2g，则石块的质量为 【小问3详解】 如图丙所示，量筒的分度值为，示数为，根据排水法，石块的体积为 则石块密度为 【小问4详解】 [1][2]①中泡沫块漂浮，则泡沫块重力为 由①②可知，石块的体积 则石块的重力为 ③中石块和泡沫块共同漂浮时，根据阿基米德可知石块受到的浮力为 又因为漂浮，浮力等于重力，即，则 解得盐水的密度为 则泡沫的质量为 泡沫块的体积为，则泡沫块的密度为 [3]进行第③步骤时石头放在泡沫上会带有盐水，虽然石头上会沾一些水，导致“溢水杯”中水的体积减小，但“沾水”的石头放在泡沫块上方时会多排开一些水，且“溢水杯”中水的体积减小量正好等于由于石头“沾水”而多排开水的体积，即V排不变，则盐水密度不变。 28. 小明在“探究通过导体中的电流与电阻的关系”的实验中，器材有：电压恒为3V的电源、电流表、电压表、开关、定值电阻R（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、滑动变阻器“20Ω 1A”，导线若干。 （1）请用笔画线代替导线将图甲所示的电路连接完整，使滑动变阻器滑片向左移动时电阻减小________； （2）先将5Ω的定值电阻R接入电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现电流表指针正常偏转，电压表示数为零。可能是定值电阻R出现了________故障； （3）故障排除后，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为2V，读出电流表示数，断开开关，小明直接拆下5Ω的电阻R改换成阻值为10Ω的电阻继续实验，闭合开关，电压表示数如乙图所示，其示数是________V，要完成这次实验，应将变阻器接入的阻值_________（选填“变大”或“变小”）； （4）小明成功完成实验后，得到了电流I与电阻R的关系如图丙所示，由图可得出的结论是_______； （5）小明选用上述器材测一金属丝的电阻，得到通过电阻丝的电流I与其两端电压U的关系如图丁所示，由此可得金属丝的功率P与U2及I2的关系，下列图像中合理的是_______。 A. B. C. D. 【答案】（1） （2）短路 （3） ①. 2.4 ②. 变大 （4）见解析 （5）C 【解析】 【小问1详解】 滑动变阻器滑片向左移动时电阻减小，故滑动变阻器选用左下接线柱与开关串联在电路中，如下图所示： 【小问2详解】 先将5Ω的定值电阻R接入电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现电流表指针正常偏转，说明电路是通路，电压表示数为零，说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路，即可能是定值电阻R出现了短路故障。 【小问3详解】 [1]电压表示数如乙图所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2.4V。 [2]电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大滑动变阻器两端的电压，由分压原理，要增大滑动变阻器电阻阻值，故应将变阻器接入的阻值变大。 【小问4详解】 由图丙可知，电流与电阻的乘积为 UV=I1R1=0.4A×5Ω=2V 为一定值，故可得出结论：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 【小问5详解】 由图丁可知，当金属丝两端电压增大，通过金属丝的电流也增大，根据P=UI可知，金属丝功率变大，温度升高，金属丝的电阻随温度的升高而变大。 AB．根据可知，金属丝电阻不变，则P与U2成正比，图线为过原点的直线，因金属丝的电阻随温度的升高而变大，因此P与U2的关系图线应向下弯曲，故AB不符合题意； CD．根据P=I2R，若金属丝电阻不变，则P与I2成正比，图线为过原点的直线，因金属丝的电阻随温度的升高而变大，因此P与I2的关系图线应向上弯曲，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 29. 小明在玩蹦床时发现：人将蹦床压得越深，被弹起的高度越大。当人压蹦床的深度越来越大时，人被弹起的高度会明显快速增加。由此，小明猜想：物体弹性形变量大时，弹性势能快速增加。为此他准备了一根原长为10cm的轻质弹簧、刻度尺、小球、光滑的柱形玻璃管轨道等器材进行探究。探究过程如下： （1）如图所示安装器材，小明将弹簧下端固定于玻璃管轨道底部，上端直接放置小球。小球静止时，弹簧上端对应刻度尺9cm的刻度线处，此时弹簧的形变量为_______cm； （2）确保轨道位置不变，下压小球，使弹簧被压缩至8cm刻度处，松手后小球被压缩的弹簧弹起，利用手机视频功能录制该过程，通过视频慢放，找到小球弹起的最高点。研究上升过程，忽略空气阻力，小球的动能________（选填“一直增大”、“一直减小”或“先增大后减小”），到达最高点时，弹簧的弹性势能全部转化为该小球的重力势能，因此，可以通过测量小球________来表示弹簧被压缩的弹性势能； （3）继续下压小球，增加弹簧的弹性形变，其弹性势能将_______。弹簧下压的位置与对应的小球上升的最高点位置关系记录在表中： 下压位置/cm 8 7 6 5 4 最高点位置/cm 10 14 17.5 22 ①当弹簧被下压至8cm刻度线处时，小球被弹起的高度为_______cm。当弹簧被下压至7cm刻度线处时，小球弹起的最高点位置对应刻度为_______cm； ②若小球质量为20g，则根据“能的定义”可知，弹簧被压至4cm刻度线处时，弹簧的弹性势能为________J。 【答案】（1）1 （2） ①. 先增大后减小 ②. 升高的距离 （3） ①. 增大 ②. 2 ③. 11.5 ④. 0.036 【解析】 【小问1详解】 原长为10cm的轻质弹簧，小球静止时，弹簧上端对应刻度尺9cm的刻度线处，此时弹簧的形变量为 10cm-9cm=1cm 【小问2详解】 [1][2]9cm处的弹力等于重力，压缩到8cm刻度处，弹力大于重力，向上加速，到9cm刻度后弹力小于重力，向上减速运动，故速度先增大后减小，动能先增大后减小；到达最高点时，弹簧的弹性势能全部转化为该小球的重力势能，因此，可以通过测量小球升高的距离可以计算弹簧对小球的做功的多少，用来表示弹簧被压缩的弹性势能。 【小问3详解】 [1]弹性势能与弹性形变的大小有关，增加弹簧的弹性形变，弹性势能变大。 [2][3]当弹簧被下压至8cm刻度线处时，压缩了2cm；小球被弹起的高度为 10cm-8cm=2cm 当弹簧被下压至6cm刻度线处时，压缩了4cm；小球被弹起的高度为 14cm-6cm=8cm 当弹簧被下压至5cm刻度线处时，压缩了5cm；小球被弹起的高度为 17.5cm-5cm=12.5cm 当弹簧被下压至4cm刻度线处时，压缩了6cm；小球被弹起的高度为 22cm-4cm=18cm 从10cm刻度向下压缩多少，小球从原位置向上弹力压缩量平方的一半，故当弹簧被下压至7cm刻度线处时，压缩了3cm；小球被弹起的高度为 小球弹起的最高点位置对应刻度为 7cm+4.5cm=11.5cm [4]弹性势能等于克服重力做功，弹簧被压至4cm刻度线处时，弹簧的弹性势能 W=Gh=mgh=0.020kg×10N/kg×0.18m=0.036J 30. 如图甲为某款“剪叉式”升降机结构简图。上下为两个带滑槽的平台，五根横杆与两对剪刀状交臂构成升降组件。工作时，左侧两根横杆与平台固定，电动机带动螺纹杆，给右侧下方横杆施加向左的拉力F，带动交叉臂转动将上平台抬升；反之，推动横杆向右运动则上平台降低。 型号 Y200 额定电压 220V 额定功率 11kW 线圈电阻 2Ω （1）关于升降机下列说法正确的是______ A. 升降机的平台应该选用质量大、硬度大的物体制作 B. 升降机的电动机是利用电磁感应原理工作的 C. 匀速提升货物时，货物重力与平台对它的支持力是一对相互作用力 D. 螺纹杆螺纹越密集，提升相同的重物，电动机需要提供转动的力越小 （2）若升降机使用的电动机铭牌如表所示，则电动机正常工作时的电流为多大________? （3）某次使用时，升降机将质量为50kg的货物从4cm高度提高到如图乙所示的15cm高度处，已知上平台质量10kg，剪刀状交叉臂长度为25cm，不考虑交叉臂及横杆的质量，整个装置质地均匀且不计摩擦。 ①若不考虑能量损失，此过程中升降机至少需要消耗电能_______J； ②当货物位于丙图位置时，上平台和货物整体的重力作用线经过中间横杆，则此时电动机拉动横杆的力F至少为多少________? 【答案】（1）D （2）50A （3） ①. 66 ②. 400N 【解析】 【小问1详解】 A．升降机的平台应该选用质量小、硬度大的物体制作，故A错误； B．升降机的电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理来工作的，故B错误； C．匀速提升货物时，货物重力与平台对它的支持力是一对平衡力，故C错误； D．螺丝钉上螺纹相当于斜面；螺丝钉螺纹密、螺线长，相当于斜面较长。因为斜面高度一定时，斜面越长，使用起来越省力，故D正确； 故选D。 【小问2详解】 该电水壶正常工作时的电流为 【小问3详解】 [1]某次使用时，升降机的总质量 m=m1+m2=50kg+10kg=60kg 升降机的总重力 G=mg=60kg×10N/kg=×600N 上升的高度为 h=15cm-4cm=11cm=0.11m 此过程中升降机至少需要消耗电能等于克服重力做的功，即 W=Gh=600N×0.11m=66J [2]如下图 支点为O点，根据杠杆平衡条件得 GLG=F'LF 解得 则此时电动机拉动横杆的力F至少为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $