内容正文:
绝密★启用前
2025年中考考前信息必刷卷(南通专用)
物 理
(考试时间:90分钟 试卷满分:90分)
考情速递
中考·新动向:中考命题严格遵循课程标准。基础知识与能力并重:既注重基础知识的考查,也加大新创力度——试题的星现形式更加多样化,设间更加合理、更加开放性、探究性。考点方面,声、光、热、电、力等板块的基础知识点仍会是考查重点,如声音的特性、光的反射和折射、物态变化、电路的基本概念、简单机械等。
中考·新考法:
1、情境化命题:题目将更贴近生活、科技和社会热点,通过实际情境考查学生运用物理知识解决问题的能力,培养学生的物理学科核心素养。
2、综合能力考查:出现跨学科融合题,将物理与化学、生物等学科结合,考查学生的综合思维能力。
3、跨学科融合:可能会出现与化学、生物等学科相关的跨学科题目,考查学生的综合思维能力和知识迁移能力。
命题·大预测:本本卷试题难度分布合理,没有出现过易和过难的试题,符合新中考命题特点。易、中、难题比例6:3:1。选择题主要考查声学、光学、力学、热学、电学等基础知识,中考还可能结合智能家居、航天航空等热点考查;非选择题中填空题考查密度、透镜、能量和电学等概念;作图题涉及光学、力学、电磁学,实验探究题涵盖经典与创新实验,除了力学与电学几个实验重点考查外,热学相关实验也可能会在在新中考出现;计算题是考查一力一电,考查压强、浮力、电功率等;科普阅读题考查能量与力学综合。中考还可能会更注重联系生活、跨学科融合及核心素养考查。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分。每小题给出的四个选项中只有一个符合题意)
1.高空“蹦极”是勇敢者的游戏.蹦极运动员将弹性长绳(质量忽略不计)的一端系在双脚上,另一端固定在高处的跳台上,运动员无初速地从跳台上落下,不计空气阻力.则( )
A.整个下落过程中运动员的机械能保持不变
B.整个下落过程中运动员先加速后减速,弹性长绳开始伸直时,其速度最大
C.下落到最低点时运动员受到的弹力和重力是一对平衡力
D.整个下落过程中,运动员受到的重力不变,弹性绳的弹力先为零不变,后逐渐变大
2.将小球竖直向上抛出后,每隔0.1秒的位置如图所示。假设小球运动至甲处时,所受所有外力都消失,则推测小球从甲处开始,其运动情况及每隔0.1秒的位置正确的是( )
A.① B.② C.③ D.④
3.如图所示,烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,光屏上得到烛焰清晰的像,下列说法正确的是( )
A.此时成像的性质可以模拟照相机的成像原理
B.若蜡烛不断燃烧,光屏上像的位置会逐渐变低
C.若把蜡烛移至45cm刻度处,从透镜左侧透过透镜可观察到像
D.若在凸透镜左侧加一个远视眼镜,向右移动光屏可得到清晰的像
4.甲、乙两列高铁在两条平行的铁轨上匀速行驶,两车交汇时,甲车座位上的乘客从车窗 看到地面上的树木向南运动,看到乙车向南运动。则下列判断中可能正确的是( )
A.甲、乙两车都向北运动,且乙车比甲车快
B.甲、乙两车都向南运动,且乙车比甲车快
C.甲、乙两车都向北运动,且甲车比乙车快
D.甲车向南运动,乙车向北运动
5.如图所示,用的力将物体B匀速提升0.5m,做功为3J,若借助滑轮组用的力把物体B匀速提升相同高度,做功为4.5J,下列说法正确的是( )
A.的大小为1.5N B.的大小为3N
C.动滑轮的重力为3N D.滑轮组的机械效率为60%
6.如图甲所示是一种自动测定油箱内油量的装置,油量表量程为0~0.6A,R2是阻值均匀的变阻器,其最大阻值为20Ω,R1是定值电阻,电源为恒定电压12V。油箱内油面最高时,R2滑片在最下端b,油量表恰好满偏;油箱内没有油时,R2滑片在最上端a,油量表示数最小,已知电路中总电阻的倒数与邮箱中油体积V的变化关系图线如图乙所示,下列说法不正确的是( )
A.定值电阻R1的阻值为20Ω
B.电路中的最小电功率为3.6W
C.若在R2两端并联电压表,用电压表作油量表也可正向反映油量变化
D.图中油量表的刻度是不均匀的
7.在“估测用电器的实际功率”的综合实践活动中,小明先断开家中所有用电器,只让图甲所示的电饭锅煮饭5min,测得电能表指示灯闪烁120次,若只让图乙所示的家用台扇工作,测得电能表指示灯闪烁的20次,则台扇工作时间最可能是( )
A.4min B.16min C.32min D.48min
8.在如图甲的电路中,滑动变阻器滑片从最左端移至最右端的过程中,电压表示数U及滑动变阻器R2接入电路电阻的变化情况如图乙。则下列说法正确的是( )
①通过R1的电流变化范围为0.2A~0.6A
②电源电压为8V
③定值电阻R1的阻值为10Ω
④滑片移动的过程中,电压表示数与电流表示数之比变小
A.只有①③ B.只有②④ C.只有②③ D.只有①④
9.下列四幅图对应的说法正确的是( )
A.图(甲)中的某同学沿杆匀速向上爬升时,该同学受到的摩擦力方向竖直向上
B.图(乙)中筷子提米在空中静止时,筷子所受的摩擦力方向竖直向上
C.图(丙)中在力 F 拉动 B 使其速度逐渐变大过程中,弹簧测力计示数也逐渐变大
D.图(丁)中的人站在电梯上随电梯一起匀速上升,该人受到水平向右的摩擦力
10.如图,甲图是底面边长为5cm的正方形薄玻璃杯,图乙是按图甲正前方向观察到的装水玻璃杯的正面主视图,虚线处为水面位置,现在把一正方体铁块投入水中(铁块能浸没于水),水面刚好上升至杯口处,则铁块静止时受到的浮力最接近于( )
A.0.625N B.6.25N C.62.5N D.625N
二、非选择题(本大题共12小题,共70分,解答第20、21题时要求写出必要的文字说明、公式和演算过程)
11.现如今的大街小巷,不论哪里,都能看到这样的人,手里拿着手机;玩游戏、看视频、发微信……这就是“手机依赖症”的表现。
(1)如图甲所示,用相机拍照时,在芯片上所成的像是 (选填“倒立”或“正立”)的、缩小的实像。该镜头可以用来矫正 (选填“近视眼”或“远视眼”)
(2)如图丙是人脸识别测温系统终端。当人站在某范围内时,光源自动打开照亮 (选填“人脸”或“显示屏”),人通过摄像头成一个倒立、 的实像。
(3)手机扫码支付极大方便了人们的生活,如图丁所示,手机扫描二维码,摄像头到二维码的距离应位于 处。
12.小明测量某种矿石的密度,他先用天平测量矿石的质量,当天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示,则矿石的质量为 g。他用量筒测量矿石的体积如图乙所示,则矿石的密度为 kg/m3。若将矿石放入量筒中,不慎将水溅到量筒上,矿石的密度的测量结果将 (选填“偏大”或“偏小”)。
13.如图甲用铅笔、钢尺和橡皮组成一个杠杆系统,为了使钢尺在水平位置平衡,应该将铅笔向O点 (选填“左”或“右”)侧移动一定距离;如图乙用两只手的食指用力按压削好的铅笔两端,使铅笔保持静止,右边食指更痛,说明压力的作用效果与 有关;如图丙,将铅笔两端的木棒削掉,用鳄鱼夹夹住铅笔两端裸露的铅笔芯,闭合开关,灯泡发光,说明铅笔芯是 (选填“导体”或“绝缘体”)。
14.如图所示,将盖上盖子的空矿泉水瓶用力扭转压缩,在旋开瓶盖的瞬间瓶盖飞出,且有“白气”从瓶口冒出。瓶盖飞出瞬间 (瓶盖/瓶内气体)的内能迅速 (增大/减小),“白气”是 (水蒸气/小水珠/摩擦生成的烟)。该过程的能量转化与单缸四冲程汽油机的 冲程相同。某四冲程内燃机每秒对外做功20次,其飞轮转速为 r/min。
15.指纹识别解锁是目前较为流行的手机解锁方式。
(1)如图甲所示,手指轻轻触碰感应区,识别出正确的指纹后手机自动开锁,则感应区相当于手机电路中的 ;
(2)如图乙所示的手机充电线的三个插头可用于为三部不同类型的手机充电,如果3部手机同时充电,那么这三部手机的连接方式是 ,给手机充电过程中,手机电池相当于 (选填“电”或“用电器”);
(3)“充电五分钟,通话两小时!”这是OPPO手机的闪充功能。它的闪充充电器的充电电压为,充电电流为,其手机的电池容量是,手机电池标有“电压”的字样。最多可以充入电能 ;如果要进一步提升充电速度,可以考虑提升充电器的充电电压或充电电流。若在不改变充电电流的情况下,要在内充满该手机电池,至少需要 的充电电压。
16.按要求作图:
(1)激光束AO由空气斜射向水面,请在图中画出对应的反射光线和折射光线(保留作图痕迹)。
(2)如图,开启茶壶壶盖时,壶盖可看做杠杆,请画出F的力臂l并在B点画出阻碍壶盖转动的力F2。
(3)请在图中虚线框内画出开关S和电灯L的符号,并用笔画线代替导线将三线插座接入电路。
17.小明在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:电压恒为6V的电源一个、小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、规格不同的滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)如图甲是小明连接的部分电路,请用笔画线代替导线将电路补充完整。
(2)连接好电路,检查无误后,将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大,接着闭合开关试触,观察到电压表的示数超过2.5V,其原因可能是该滑动变阻器的最大阻值 (选填“太小”或“太大”)。
(3)解决问题后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某位置,电压表示数如图乙所示,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片向 (选填“左”或“右”)端移动。
(4)小明根据记录的多组数据,绘制出小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象(如图丙所示),则小灯泡的额定功率为 W。
(5)测出小灯泡的额定功率后,小明又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,发现测得的实际功率不等于其额定功率的,此时它的实际功率 (选填“大于”或“小于”),原因是 。
(6)【拓展】同组的小红同学思考能不能只用一只电表测出小灯泡的电功率,于是她设计了如图所示的四个电路图,电源电压U保持不变,小灯泡的额定电压为,且,其中定值电阻的阻值为R,在不改变电路连接的情况下,能测出小灯泡额定功率的是______。(填字母)
A. B.
C. D.
18.在综合实践活动中,小明利用杠杆、刻度尺、金属块、杯子、细线和适量的水制成一个液体密度秤,请你将小明设计的实验步骤补充完整。
(1)如图将烧杯用细绳悬挂在杠杆D端,移动绳套到O点时,杠杆恰好 。
(2)在杯中装入一定量的水,将质量为m的金属块挂在C处,杠杆恰好水平平衡,测得CO的距离是5 cm,OD的距离为4cm,则烧杯中水的质量为 (用m表示)。
(3)将水倒出,在杯中装入相同 (选填“质量”或“体积”)的待测液体,金属块移至B处杠杆再次平衡,测出BO间的距离为6 cm,该液体的密度ρ密度= kg/m3。
(4)用该方案制成的密度秤,其秤的刻度 (选填“均匀”或“不均匀”)。该方案中要增加密度秤的量程,其方法是 。
19.物理科技小组在学习完密度知识后,他们用天平和量筒测量某椰子奶的密度。
(1)在调节天平时发现指针如图甲所示,此时应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调;
(2)测量时,小华首先测得烧杯和椰子奶的总质量为 g(如图乙所示);再将椰子奶全部倒入量筒中测得体积(如图丙所示);然后将空烧杯放到天平上测得质量为33.4g(如图丁所示),由此计算出椰子奶的密度为 g/cm3;同组的小乐认为液体有挂壁现象,无法将烧杯中的液体全部导入量筒,他建议按照图丁、乙、丙的顺序进行实验,小华经分析,认为小乐的设想会使所测椰子奶的密度比真实值偏 (选填“大”或“小”);
(3)为避免上述方法带来的误差,科技小组的小明在原有实验器材的基础上,找来一个能放入量筒的塑料小球和水很快测出椰子奶的密度,完成其测量步骤,并推导椰子奶密度的表达式:
①向量筒内装入适量的水,记下其体积为V1,将塑料小球放入量筒,待其静止后读出体积为V2;
② ;
③推导过程:ρ奶= (用所测物理量和水的密度ρ水表示)。
20.5月18日,自升式海上风电安装平台——“大桥海风”号在南通正式亮相。该平台可将风机运到远海,再进行安装等一系列施工。“大桥海风”号空载总质量为2.5×107kg,它在2h内匀速航行36km,牵引力功率为1.5×107W。(海水密度取1×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)空载时“大桥海风”号的重力;
(2)空载时“大桥海风”号排开海水的体积;
(3)“大桥海风”号匀速航行时受到的阻力。
21.如图甲, 电源电压恒定, 灯泡L上标有“6V”字样, 灯泡L的电流与两端电压的关系如图乙。 定值电阻R1为20Ω,滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”,电流表量程为0~3A。当闭合开关S2, 断开开关S1、S3时, 灯泡L正常发光。 求:
(1)灯泡正常发光时的电阻和电源电压;
(2)当闭合开关S3,断开开关S1、S2时,调节 R2使灯泡消耗的功率为1.2W时,滑动变阻器 R2的功率;
(3)当开关S1、S2、S3均闭合时, 电路在10s 内产生的最大热量。
22.阅读短文,回答问题:
“奋斗者”号上那些高新科技
“奋斗者”号载人舱的外壳采用新型高强度钛合金材料,不仅完美的扛住万米压力,还大大减轻了自己的质量:供电部分是深海锂电池由上百块单体锂组成,它能在万米海水压力下稳定供电,电池间隙充满了油,电池产生的热量会先传递给周围的油,油再将热量传给周围海水以此缓解电池发热。四块压载铁总重量将近2吨,当“奋斗者”号完成作业,准备上浮时,它会抛出两块压载铁;浮力块是由成千上万个微米级大小的高密度玻璃微珠组成的,这些玻璃微珠不仅能为潜水器的上浮提供足够的浮力,自身也非常结实,经得起海底水压的考验.
(1)浮力块中的玻璃微珠材料、载人舱外壳的钛合金材料都具有很强的抗压性,那是为了经得起海水压强随着深度的增加而 (选填“增加”、“减小”或“不变”)带来的考验,而且 材料还具有密度小的属性;
(2)根据上文信息,以下的说法错误的是__________
A.热量通过热传递从油传递给周围的海水 B.电池工作发热说明电流具有磁效应
C.抛掉压载铁,潜水器所受重力小于浮力 D.玻璃微珠需做成空心以此增大浮力
(3)电池组工作一段时间后放出热量的50%被50kg的油吸收,油的温度从20℃升至50℃,已知,则电池组这段时间产生的热量为 J;
(4)单体锂蓄电池是一种全新高能量密度固态锂电池,它的“比能量”约为25kW·h/kg,一节单体锂蓄电池放电电压随时间的变化规律如图甲所示,可以用60A的电流连续放电8h。“奋斗者”号工作时,需要的总能量约为120kW·h,则其电源的质量约为 kg,为了对“奋斗者”号正常供电,需要不得少于 节该蓄电池进行 联;(“比能量”是指电池单位质量所输出的电能;)
(5)学校开展自制潜水艇比赛,图乙为某小组自制的潜水艇,由生活舱和水舱构成,生活舱体积大于水舱体积.其材质为硬质塑料瓶,塑料瓶厚度不计,两个舱之间密封不连通,水舱与200mL的注射器通过塑料软管相连,移动注射器活塞可以实现潜水器的浮沉。
【产品调试】
任务一:如图丙所示,潜水艇完成从水面A位置下潜到B位置并稳定停留;
任务二:从水底上浮到B位置并稳定停留,上浮过程中,浮力 ;(选填“变大”、“不变”或“变小”)
任务三:完成从水底打捞一个重物(重0.5N,体积为20cm3)后,上升到B位置并稳定停留.
已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度60mL,完成任务三时(用体积和质量均忽略不计的细线系住重物打捞,,),注射器的活塞需要稳定在 mL刻度。
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答案及评分标准
一、选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分。每小题给出的四个选项中只有一个符合题意)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D
C
A
C
B
C
B
A
A
A
二、非选择题(本大题共12小题,共70分,解答第20、21题时要求写出必要的文字说明、公式和演算过程)
11.(1) 倒立 远视眼 (2) 人脸 缩小 (3)二倍焦距之外
12.52 2.6×103 偏大
13.右 受力面积 导体
14.瓶内气体 减小 小水珠 做功 2400
15.(1)开关 (2) 并联 用电器 (3)6000 5.7
16.(1)
(2)
(3)
17.(1) (2)太小 (3)右 (4)0.625
(5)大于 测出小灯泡的额定功率后,小明又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,此时灯发光较暗,温度较低,电阻变小,根据,发现测得的实际功率,额定功率的为,,则即它的实际功率大于
(6)B
18.(1)在水平位置平衡 (2)1.25m (3)体积 1.2×103 (4)均匀 减少烧杯内液体的体积
19.(1)左 (2)82 1.215 大
(3)将量筒中的水全部倒出,等到量筒和塑料小球都干燥后,向量筒中倒入体积为V1的棷子奶;将塑料小球轻轻放入量筒中,液面静止时读出液面对应的刻度值为V3
20.(1)由题知,大桥海风号空载总质量为2.5×107kg,空载时大桥海风号的重力
G=mg=2.5×107kg×10N/kg=2.5×108N
(2)大桥海风号漂浮在海面上,所以
F浮=G=2.5×108N
由可得,空载时大桥海风号排开海水的体积
(3)大桥海风号2h内匀速航行36km,“大桥海风”号匀速航行时的速度为
阻力与牵引力平衡,由可得,“大桥海风”号匀速航行时受到的阻力为
答:(1)空载时大桥海风号的重力为2.5×108N;
(2)空载时大桥海风号排开海水的体积为2.5×104m3;
(3)空载时大桥海风号匀速航行时受到的阻力为3×106N。
21.(1)灯泡额定电压为6V,由图乙可知,灯泡额定电流为0.5A,灯泡正常发光时的电阻
当闭合开关S2,断开开关S1、S3时,灯泡L与定值电阻R1串联,电流表测量电路电流,灯泡L正常发光,电路电流,定值电阻两端的电压
由串联电路电压规律知电源电压
(2)当闭合开关S3,断开开关S1、S2时,灯泡L与滑动变阻器R2串联,调节R2使灯泡消耗的功率为1.2W,由图乙知,当时,此时灯泡的功率
符合已知条件,此时灯泡电压为3V,电路电流为0.4A,则滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器R2的功率
(3)当开关S1、S2、S3均闭合时,灯泡L被短路,电路为R1与R2组成的并联电路,电流表测量干路电流,通过R1的电流
滑动变阻器R2上标有“50Ω1A”,所以通过R2的最大电流,由并联电路电流规律知,干路中的最大电流
电路在10s内产生的最大热量
22.(1)增加 钛合金 (2)B (3) (4)4.8 167 串 (5)不变 30
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中考·新动向:中考命题严格遵循课程标准。基础知识与能力并重:既注重基础知识的考查,也加大新创力度——试题的星现形式更加多样化,设间更加合理、更加开放性、探究性。考点方面,声、光、热、电、力等板块的基础知识点仍会是考查重点,如声音的特性、光的反射和折射、物态变化、电路的基本概念、简单机械等。
中考·新考法:
1、情境化命题:题目将更贴近生活、科技和社会热点,通过实际情境考查学生运用物理知识解决问题的能力,培养学生的物理学科核心素养。
2、综合能力考查:出现跨学科融合题,将物理与化学、生物等学科结合,考查学生的综合思维能力。
3、跨学科融合:可能会出现与化学、生物等学科相关的跨学科题目,考查学生的综合思维能力和知识迁移能力。
命题·大预测:本本卷试题难度分布合理,没有出现过易和过难的试题,符合新中考命题特点。易、中、难题比例6:3:1。选择题主要考查声学、光学、力学、热学、电学等基础知识,中考还可能结合智能家居、航天航空等热点考查;非选择题中填空题考查密度、透镜、能量和电学等概念;作图题涉及光学、力学、电磁学,实验探究题涵盖经典与创新实验,除了力学与电学几个实验重点考查外,热学相关实验也可能会在在新中考出现;计算题是考查一力一电,考查压强、浮力、电功率等;科普阅读题考查能量与力学综合。中考还可能会更注重联系生活、跨学科融合及核心素养考查。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分。每小题给出的四个选项中只有一个符合题意)
1.高空“蹦极”是勇敢者的游戏.蹦极运动员将弹性长绳(质量忽略不计)的一端系在双脚上,另一端固定在高处的跳台上,运动员无初速地从跳台上落下,不计空气阻力.则( )
A.整个下落过程中运动员的机械能保持不变
B.整个下落过程中运动员先加速后减速,弹性长绳开始伸直时,其速度最大
C.下落到最低点时运动员受到的弹力和重力是一对平衡力
D.整个下落过程中,运动员受到的重力不变,弹性绳的弹力先为零不变,后逐渐变大
【答案】D
【详解】A.运动员在下落的过程中,弹性绳发生了弹性形变,运动员的机械能转化为弹性绳的弹性势能,运动员的机械能不守恒,故A错误;
B.整个下落过程中,开始时只是受到重力的作用,运动员向下做加速运动,速度变大,当弹性绳开始伸直时,开始受到向上的弹力的作用,弹力会小于重力,所以运动员仍然做加速运动;随着运动员向下运动,弹力会逐渐变大,当弹力等于重力时,速度最大,故B错误;
C.下落到最低点时,弹性绳的弹性形变程度最大,受到的弹力最大,弹力大于重力,运动员受到的弹力和重力不是一对平衡力,运动员在弹力的作用下向上做加速运动,故C错误;
D.整个下落过程中,运动员受到的重力不变;下落过程中,在弹性绳伸直之前,没有受到弹力的作用,当弹性绳伸直且伸长时,由于弹性绳的形变程度变大,则弹力逐渐变大,即整个过程中,弹力先不变,后变大,故D正确。
故选D。
2.将小球竖直向上抛出后,每隔0.1秒的位置如图所示。假设小球运动至甲处时,所受所有外力都消失,则推测小球从甲处开始,其运动情况及每隔0.1秒的位置正确的是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】C
【详解】由图可知,小球运动至甲处时,速度大于其上方位置的速度,方向竖直向上,当所受所有外力都消失后,由牛顿第一运动定律可知,小球将以甲处的速度竖直向上做匀速直线运动。
故选C。
3.如图所示,烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,光屏上得到烛焰清晰的像,下列说法正确的是( )
A.此时成像的性质可以模拟照相机的成像原理
B.若蜡烛不断燃烧,光屏上像的位置会逐渐变低
C.若把蜡烛移至45cm刻度处,从透镜左侧透过透镜可观察到像
D.若在凸透镜左侧加一个远视眼镜,向右移动光屏可得到清晰的像
【答案】A
【详解】A.由图可知,此时物距大于像距,根据凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,应用于照相机,故A正确;
B.若蜡烛不断燃烧,蜡烛会变短,根据过光心的光线传播方向不变可知,光屏上像的位置会逐渐变高,故B错误;
C.由图可知
u>v
且成实像,说明
u=30.0cm>2f
2f>v=15.0cm>f
即
15.0cm>f>7.5cm
若把蜡烛移至45cm刻度处,此时物距
u=50.0cm-45.0cm=5.0cm<f
成正立、放大的虚像,像与物同侧,因此应从透镜右侧透过透镜可观察到像,故C错误;
D.若在凸透镜左侧加一个远视眼镜,远视眼镜是凸透镜,凸透镜对光线具有会聚作用,会将光线提前会聚成像,因此向左移动光屏可得到清晰的像,故D错误。
故选A。
4.甲、乙两列高铁在两条平行的铁轨上匀速行驶,两车交汇时,甲车座位上的乘客从车窗 看到地面上的树木向南运动,看到乙车向南运动。则下列判断中可能正确的是( )
A.甲、乙两车都向北运动,且乙车比甲车快
B.甲、乙两车都向南运动,且乙车比甲车快
C.甲、乙两车都向北运动,且甲车比乙车快
D.甲车向南运动,乙车向北运动
【答案】C
【详解】甲车座位上的乘客从车窗看到地面上的树木向南运动,说明甲车相对地面是向北运动的;看到乙车向南运动,则乙车相对地面可能是静止、可能是向南运动、也可能是向北运动,但速度小于甲的速度。
故选C。
5.如图所示,用的力将物体B匀速提升0.5m,做功为3J,若借助滑轮组用的力把物体B匀速提升相同高度,做功为4.5J,下列说法正确的是( )
A.的大小为1.5N B.的大小为3N
C.动滑轮的重力为3N D.滑轮组的机械效率为60%
【答案】B
【详解】A.由图可知,直接提升物体时拉力移动的距离
s1=h=0.5m
由W=Fs可知,直接提升物体时的拉力
故A错误;
B.由图可知,动滑轮上的绳子段数n=3,绳子自由端移动的距离
s2=nh=3×0.5m=1.5m
由W=Fs可知,借助滑轮组时的拉力
故B正确;
C.因为直接提升物体时的拉力等于物体的重力,所以物体的重力
G=F1=6N
若不计绳重和摩擦,则,此时动滑轮的重力
G动=nF-G=3×3N-6N=3N
因题中没有说明不计绳重和摩擦,所以无法求出动滑轮的重力,故C错误;
D.滑轮组做的有用功等于直接提升物体时拉力做的功,即
W有=W1=3J
则滑轮组的机械效率
故D错误。
故选B。
6.如图甲所示是一种自动测定油箱内油量的装置,油量表量程为0~0.6A,R2是阻值均匀的变阻器,其最大阻值为20Ω,R1是定值电阻,电源为恒定电压12V。油箱内油面最高时,R2滑片在最下端b,油量表恰好满偏;油箱内没有油时,R2滑片在最上端a,油量表示数最小,已知电路中总电阻的倒数与邮箱中油体积V的变化关系图线如图乙所示,下列说法不正确的是( )
A.定值电阻R1的阻值为20Ω
B.电路中的最小电功率为3.6W
C.若在R2两端并联电压表,用电压表作油量表也可正向反映油量变化
D.图中油量表的刻度是不均匀的
【答案】C
【详解】A.当油箱内油面高度最高时,R2的金属滑片在最下端,电路化为R1的简单电路,油量表恰好满偏,油量表量程为0~0.6A,则此时电路中的电流为0.6A,由欧姆定律得,R1的阻值为
故A正确,不符合题意;
B.R2的金属滑片在最上端时,R2的最大电阻与定值电阻R1串联,总电阻
此时电路电阻最大,电路电流最小,为
电路最小电功率为
故B正确;
C.若在R2两端并联电压表,当油量增多,滑片向b端移动,R2阻值变小,串联电路中电阻越小,分到的电压越小,则R2两端电压变小,即电压表的示数变小,则此时用电压表作油量表也可反向反映油量变化,故C错误,符合题意;
D.根据电路中的电流为
可知,电路中电流与变阻器接入电路中电阻R2不成正比,所以油量表的刻度是不均匀的,故D正确,不符合题意。
故选C。
7.在“估测用电器的实际功率”的综合实践活动中,小明先断开家中所有用电器,只让图甲所示的电饭锅煮饭5min,测得电能表指示灯闪烁120次,若只让图乙所示的家用台扇工作,测得电能表指示灯闪烁的20次,则台扇工作时间最可能是( )
A.4min B.16min C.32min D.48min
【答案】B
【详解】电饭锅的功率约为800W,正常工作5min消耗的电能约为
台扇消耗的电能为
台扇的功率约为40W,工作的时间约为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
8.在如图甲的电路中,滑动变阻器滑片从最左端移至最右端的过程中,电压表示数U及滑动变阻器R2接入电路电阻的变化情况如图乙。则下列说法正确的是( )
①通过R1的电流变化范围为0.2A~0.6A
②电源电压为8V
③定值电阻R1的阻值为10Ω
④滑片移动的过程中,电压表示数与电流表示数之比变小
A.只有①③ B.只有②④ C.只有②③ D.只有①④
【答案】A
【详解】由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测两端电压,电流表测电路中的电流;
②当滑片位于左端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为零,此时电压表测电源两端的电压,由乙图可知,电源的电压为,故②错误;
③当滑片位于右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电压表的示数最小,由图乙可知,电压表的示数
滑动变阻器的最大阻值为20Ω,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压
则电路中的最小电流即通过的电流
定值电阻的阻值
故③正确;
①当滑片位于左端时,接入电路中的电阻为零,此时电路中的电流最大,则通过的电流
所以通过的电流变化范围为0.2A∼0.6A,故①正确;
④由可知,电压表示数与电流表示数之比等于的阻值,所以滑片移动的过程中,其比值不变,故④错误;
综上可知,只有①③正确,故A正确,BCD错误。
故选A。
9.下列四幅图对应的说法正确的是( )
A.图(甲)中的某同学沿杆匀速向上爬升时,该同学受到的摩擦力方向竖直向上
B.图(乙)中筷子提米在空中静止时,筷子所受的摩擦力方向竖直向上
C.图(丙)中在力 F 拉动 B 使其速度逐渐变大过程中,弹簧测力计示数也逐渐变大
D.图(丁)中的人站在电梯上随电梯一起匀速上升,该人受到水平向右的摩擦力
【答案】A
【详解】A.图中同学匀速向上沿杆爬升时,该同学相对于杆由向下滑动的趋势,故受到静摩擦力,其方向与重力方向相反,即竖直向上,故A正确;
B.筷子提米静止时,米受到重力与筷子对米的摩擦力而处于平衡状态,它们是一对平衡力,米受到筷子向上的静摩擦力,则筷子受到米的摩擦力方向向下,故B错误;
C.力F拉动木板B使其速度逐渐变大的过程中,物体A相对地面保持静止,则其处于平衡状态,由于A、B之间的压力和接触面的粗糙程度不变,则滑动摩擦力不变,弹簧测力计的示数不变,故C错误;
D.图丁中,人随电梯一起匀速上升,人与电梯间没有相对运动或相对运动趋势,不受摩擦力,故D错误。
故选A。
10.如图,甲图是底面边长为5cm的正方形薄玻璃杯,图乙是按图甲正前方向观察到的装水玻璃杯的正面主视图,虚线处为水面位置,现在把一正方体铁块投入水中(铁块能浸没于水),水面刚好上升至杯口处,则铁块静止时受到的浮力最接近于( )
A.0.625N B.6.25N C.62.5N D.625N
【答案】A
【详解】由图可知,杯子的高度约为杯子底边的3倍,因此杯子的容积约为
由图乙可知,杯子中的水约有没装满,现在把一正方体铁块投入水中(铁块能浸没于水),水面刚好上升至杯口处,则铁块排开水的体积为
则铁块静止时受到的浮力约为
最接近0.625N,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
二、非选择题(本大题共12小题,共70分,解答第20、21题时要求写出必要的文字说明、公式和演算过程)
11.现如今的大街小巷,不论哪里,都能看到这样的人,手里拿着手机;玩游戏、看视频、发微信……这就是“手机依赖症”的表现。
(1)如图甲所示,用相机拍照时,在芯片上所成的像是 (选填“倒立”或“正立”)的、缩小的实像。该镜头可以用来矫正 (选填“近视眼”或“远视眼”)
(2)如图丙是人脸识别测温系统终端。当人站在某范围内时,光源自动打开照亮 (选填“人脸”或“显示屏”),人通过摄像头成一个倒立、 的实像。
(3)手机扫码支付极大方便了人们的生活,如图丁所示,手机扫描二维码,摄像头到二维码的距离应位于 处。
【答案】(1) 倒立 远视眼
(2) 人脸 缩小
(3)二倍焦距之外
【详解】(1)[1]照相机的镜头相当于一个凸透镜,凸透镜成像时,u>2f,成倒立、缩小的实像。
[2]凸透镜对光线具有会聚作用,可以矫正远视眼。
(2)[1][2]只有将更多的光射到人脸上时,才会有更多的光被反射,才能清楚地看到人脸通过镜头所成的像,所以当人靠近摄像头时,光源自动打开,照亮人脸,人通过摄像头成倒立、缩小的实像。
(3)手机摄像头相当于凸透镜,是利用物体在2倍焦距以外,成倒立、缩小实像的原理工作的,所以,扫码时二维码要位于摄像头的两倍焦距以外。
12.小明测量某种矿石的密度,他先用天平测量矿石的质量,当天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示,则矿石的质量为 g。他用量筒测量矿石的体积如图乙所示,则矿石的密度为 kg/m3。若将矿石放入量筒中,不慎将水溅到量筒上,矿石的密度的测量结果将 (选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】 52 2.6×103 偏大
【详解】[1]由图可知,砝码的质量为50g,标尺上的游码对应的质量为2g,所以矿石的质量为
m=50g+2g=52g
[2]如图乙,矿石放入水中前,量筒的读数为20mL=20cm3,放入水中后,量筒的读数为40mL=40cm3,则矿石的体积
V=40cm3﹣20cm3=20cm3
所以矿石的密度
[3]将矿石放入量筒时,量筒中的水溅到筒壁上,则水与矿石的总体积偏小,测得的矿石的体积偏小,根据知,求得的密度偏大。
13.如图甲用铅笔、钢尺和橡皮组成一个杠杆系统,为了使钢尺在水平位置平衡,应该将铅笔向O点 (选填“左”或“右”)侧移动一定距离;如图乙用两只手的食指用力按压削好的铅笔两端,使铅笔保持静止,右边食指更痛,说明压力的作用效果与 有关;如图丙,将铅笔两端的木棒削掉,用鳄鱼夹夹住铅笔两端裸露的铅笔芯,闭合开关,灯泡发光,说明铅笔芯是 (选填“导体”或“绝缘体”)。
【答案】 右 受力面积 导体
【详解】[1]用铅笔、钢尺和橡皮组成一个杠杆系统,此时杠杆右端低,说明右侧力与力臂的乘积大于左侧力与力臂的乘积,为了使杠杆在水平位置平衡,应增大左侧力与力臂的乘积,由于左侧力的大小不变,可以增大力臂,因此将铅笔向O点右侧移动一定距离。
[2]用两只手的食指用力按压削好的铅笔两端 ,使铅笔保持静止,此时两手指受到的压力大小相等,右边食指受力面积小,右边食指更痛,说明压力的作用效果与受力面积有关。
[3]用鳄鱼夹夹住铅笔两端探露的铅笔芯,闭合开关,灯泡发光,说明电路是通路,铅笔芯是导体。
14.如图所示,将盖上盖子的空矿泉水瓶用力扭转压缩,在旋开瓶盖的瞬间瓶盖飞出,且有“白气”从瓶口冒出。瓶盖飞出瞬间 (瓶盖/瓶内气体)的内能迅速 (增大/减小),“白气”是 (水蒸气/小水珠/摩擦生成的烟)。该过程的能量转化与单缸四冲程汽油机的 冲程相同。某四冲程内燃机每秒对外做功20次,其飞轮转速为 r/min。
【答案】 瓶内气体 减小 小水珠 做功 2400
【详解】[1][2][3]旋开瓶盖的瞬间瓶盖飞出,是瓶内的空气对瓶盖做功,瓶内空气的内能转化为瓶盖的机械能,瓶内空气的内能会减小,温度降低,空气内的水蒸气遇冷液化变为小水珠即白气。
[4]上述分析中的能量转化与热机冲程中做功冲程的能量转化相同。
[5]某四冲程内燃机每秒对外做功20次,已知飞轮每转2r对外做功1次,则该四冲程内燃机每秒飞轮的转速为40r,则每分钟的转速是2400r/min。
15.指纹识别解锁是目前较为流行的手机解锁方式。
(1)如图甲所示,手指轻轻触碰感应区,识别出正确的指纹后手机自动开锁,则感应区相当于手机电路中的 ;
(2)如图乙所示的手机充电线的三个插头可用于为三部不同类型的手机充电,如果3部手机同时充电,那么这三部手机的连接方式是 ,给手机充电过程中,手机电池相当于 (选填“电”或“用电器”);
(3)“充电五分钟,通话两小时!”这是OPPO手机的闪充功能。它的闪充充电器的充电电压为,充电电流为,其手机的电池容量是,手机电池标有“电压”的字样。最多可以充入电能 ;如果要进一步提升充电速度,可以考虑提升充电器的充电电压或充电电流。若在不改变充电电流的情况下,要在内充满该手机电池,至少需要 的充电电压。
【答案】(1)开关
(2) 并联 用电器
(3) 6000 5.7
【详解】(1)根据题目描述,手指轻轻触碰感应区,识别出正确的指纹后手机自动开锁,可以看出感应区起到了控制作用,相当于开关。
(2)[1]充电线的三个插头能同时给多台设备充电,互不影响,是并联的关系。
[2]给电池充电时,电池消耗电能,属于用电器。
(3)[1]充电时电池作为用电器,接收到的电能
[2]在30min内充完,电池需要消耗的电能
充电电压至少是
16.按要求作图:
(1)激光束AO由空气斜射向水面,请在图中画出对应的反射光线和折射光线(保留作图痕迹)。
(2)如图,开启茶壶壶盖时,壶盖可看做杠杆,请画出F的力臂l并在B点画出阻碍壶盖转动的力F2。
(3)请在图中虚线框内画出开关S和电灯L的符号,并用笔画线代替导线将三线插座接入电路。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)入射光线与水面的交点为入射点O;过入射点画出法线,然后根据光从空气斜射入水中,所以折射角小于入射角画出折射光线,根据反射角等于入射角画出反射光线,如图所示:
(2)力臂指的是支点到力的作用线的垂线,过O点和力的作用的垂线线,即为F的力臂l;B点阻碍壶盖转动的力F2是壶盖的重力,竖直向下,如图所示:
(3)如图,家庭电路中,为了用电安全,开关应接在火线和灯泡之间,灯泡一端接开关,一端接在零线上;连接三孔插座时,上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线,连接方式如图:
17.小明在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:电压恒为6V的电源一个、小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、规格不同的滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)如图甲是小明连接的部分电路,请用笔画线代替导线将电路补充完整。
(2)连接好电路,检查无误后,将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大,接着闭合开关试触,观察到电压表的示数超过2.5V,其原因可能是该滑动变阻器的最大阻值 (选填“太小”或“太大”)。
(3)解决问题后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某位置,电压表示数如图乙所示,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片向 (选填“左”或“右”)端移动。
(4)小明根据记录的多组数据,绘制出小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象(如图丙所示),则小灯泡的额定功率为 W。
(5)测出小灯泡的额定功率后,小明又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,发现测得的实际功率不等于其额定功率的,此时它的实际功率 (选填“大于”或“小于”),原因是 。
(6)【拓展】同组的小红同学思考能不能只用一只电表测出小灯泡的电功率,于是她设计了如图所示的四个电路图,电源电压U保持不变,小灯泡的额定电压为,且,其中定值电阻的阻值为R,在不改变电路连接的情况下,能测出小灯泡额定功率的是______。(填字母)
A. B.
C. D.
【答案】(1)
(2)太小
(3)右
(4)0.625
(5) 大于 见解析
(6)B
【详解】(1)“测量小灯泡的电功率”实验中,灯与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,电流表测电流,如图所示:
(2)将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大,接着闭合开关试触,观察到电压表的示数超过2.5V,超过灯泡额定电压,需将电压表示数调小,即要将滑动变阻器接入阻值调大,但滑动变阻器已调到最大,即滑动变阻器最大阻值太小。
(3)电压表示数如图乙所示,为2.2V,需将电压表示数调大,因此滑动变阻器接入阻值调小,即滑片向右调节。
(4)如图丙所示,当电压表示数2.5V,电流表示数为0.25A,灯泡额定功率为
(5)[1][2]测出小灯泡的额定功率后,小明又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,此时灯发光较暗,温度较低,电阻变小,根据
发现测得的实际功率
额定功率的为
则
即它的实际功率大于。
(6)A.闭合S1,分别闭合S2、S3时,电压表正负接线柱接反,无法测量,故A不符合题意;
B.闭合S1,电压表接2时,调滑动变阻器滑片,使灯正常发光,测灯两端电压U1,电压表接1时,测灯与R的总电压U,可求得灯的电流为
灯的额定功率为
故B符合题意;
C.闭合S1,分别闭合S2、S3时,电流表正负接线柱接反,无法测量,故C不符合题意;
D.闭合S1,电流表接1时,灯与R被短路,接2时,灯被短路,无法测量,故D不符合题意。
故选B。
18.在综合实践活动中,小明利用杠杆、刻度尺、金属块、杯子、细线和适量的水制成一个液体密度秤,请你将小明设计的实验步骤补充完整。
(1)如图将烧杯用细绳悬挂在杠杆D端,移动绳套到O点时,杠杆恰好 。
(2)在杯中装入一定量的水,将质量为m的金属块挂在C处,杠杆恰好水平平衡,测得CO的距离是5 cm,OD的距离为4cm,则烧杯中水的质量为 (用m表示)。
(3)将水倒出,在杯中装入相同 (选填“质量”或“体积”)的待测液体,金属块移至B处杠杆再次平衡,测出BO间的距离为6 cm,该液体的密度ρ密度= kg/m3。
(4)用该方案制成的密度秤,其秤的刻度 (选填“均匀”或“不均匀”)。该方案中要增加密度秤的量程,其方法是 。
【答案】(1)在水平位置平衡
(2)1.25m
(3) 体积 1.2×103
(4) 均匀 减少烧杯内液体的体积
【详解】(1)如图将烧杯用细绳悬挂在杠杆D端,移动绳套到O点时,杠杆恰好在水平位置平衡。
(2)在杯中加水后,将金属块挂在C处,由杠杆平衡条件知
mg×CO=m水g×OD
则水的质量
m水==1.25m
(3)[1][2]本实验是制作液体密度秤,液体的体积可以用第二步得到的水的体积来替代,液体的体积
液=V水=
液体的质量通过杠杆的再平衡来计算,故在烧杯中装入体积相同的待测液体,有
mg×BO=m液g×OD
待测液体质量
m液==1.5m
液体密度
ρ液==1.2×103kg/m3
(4)[1]小明制作密度秤的原理是,烧杯中没有放水时,即所装液体的密度为零,移动绳套到O点时,杠杆恰好在水平位置平衡,故此时O点所标密度为0。设液体密度为,体积与烧杯中原来装的水的体积相同,金属块m移动到某点时杠杆平衡,此时金属块到O点的距离为L,根据杠杆平衡条件可得
ρ液V液g×OD=mg×L
所以
ρ液=
其中V液、m、OD为定值,故得被测液体的密度液与长度L之间的函数关系为一次函数关系,因此密度秤的刻度是均匀的。
[2]由液体密度表达式可知,要增大密度秤的量程可以减小,即可以减少烧杯内液体的体积。
19.物理科技小组在学习完密度知识后,他们用天平和量筒测量某椰子奶的密度。
(1)在调节天平时发现指针如图甲所示,此时应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调;
(2)测量时,小华首先测得烧杯和椰子奶的总质量为 g(如图乙所示);再将椰子奶全部倒入量筒中测得体积(如图丙所示);然后将空烧杯放到天平上测得质量为33.4g(如图丁所示),由此计算出椰子奶的密度为 g/cm3;同组的小乐认为液体有挂壁现象,无法将烧杯中的液体全部导入量筒,他建议按照图丁、乙、丙的顺序进行实验,小华经分析,认为小乐的设想会使所测椰子奶的密度比真实值偏 (选填“大”或“小”);
(3)为避免上述方法带来的误差,科技小组的小明在原有实验器材的基础上,找来一个能放入量筒的塑料小球和水很快测出椰子奶的密度,完成其测量步骤,并推导椰子奶密度的表达式:
①向量筒内装入适量的水,记下其体积为V1,将塑料小球放入量筒,待其静止后读出体积为V2;
② ;
③推导过程:ρ奶= (用所测物理量和水的密度ρ水表示)。
【答案】(1)左
(2) 82 1.215 大
(3) 将量筒中的水全部倒出,等到量筒和塑料小球都干燥后,向量筒中倒入体积为V1的棷子奶;将塑料小球轻轻放入量筒中,液面静止时读出液面对应的刻度值为V3
【详解】(1)先把天平放在水平桌面上,将标尺上的游码移到标尺左端的零刻度线处,由于指针偏右,所以应向左调节平衡螺母。
(2)[1]由图乙知道,标尺分度值为0.2g,烧杯和椰子奶的总质量为
[2]由图丁知道,烧杯和剩余的椰子奶的质量为
量筒中椰子奶的质量
牛奶的体积V=40mL=40cm3
牛奶的密度
[3]小乐的设想中,由于烧杯内壁粘有液体所以不能全部倒入量筒中,使测量的椰子奶体积偏小,但质量准确,由知道,计算出的密度偏大。
(3)①向量筒中倒入适量的水,读出示数为V1;将塑料小球轻轻放入量筒中,水面静止时读出水面对应的刻度值为V2;
[1][2]②将量筒中的水全部倒出,等到量筒和塑料小球都干燥后,向量筒中倒入体积为V1的棷子奶;将塑料小球轻轻放入量筒中,液面静止时读出液面对应的刻度值为V3;由于塑料小球在水中和椰子奶中均漂浮时,漂浮相等,则有F浮水=F浮奶
根据阿基米德原理知道,
则椰子奶的密度是
20.5月18日,自升式海上风电安装平台——“大桥海风”号在南通正式亮相。该平台可将风机运到远海,再进行安装等一系列施工。“大桥海风”号空载总质量为2.5×107kg,它在2h内匀速航行36km,牵引力功率为1.5×107W。(海水密度取1×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)空载时“大桥海风”号的重力;
(2)空载时“大桥海风”号排开海水的体积;
(3)“大桥海风”号匀速航行时受到的阻力。
【答案】(1)2.5×108N;(2)2.5×104m3;(3)3×106N
【详解】
解:(1)由题知,大桥海风号空载总质量为2.5×107kg,空载时大桥海风号的重力
G=mg=2.5×107kg×10N/kg=2.5×108N
(2)大桥海风号漂浮在海面上,所以
F浮=G=2.5×108N
由可得,空载时大桥海风号排开海水的体积
(3)大桥海风号2h内匀速航行36km,“大桥海风”号匀速航行时的速度为
阻力与牵引力平衡,由可得,“大桥海风”号匀速航行时受到的阻力为
答:(1)空载时大桥海风号的重力为2.5×108N;
(2)空载时大桥海风号排开海水的体积为2.5×104m3;
(3)空载时大桥海风号匀速航行时受到的阻力为3×106N。
21.如图甲, 电源电压恒定, 灯泡L上标有“6V”字样, 灯泡L的电流与两端电压的关系如图乙。 定值电阻R1为20Ω,滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”,电流表量程为0~3A。当闭合开关S2, 断开开关S1、S3时, 灯泡L正常发光。 求:
(1)灯泡正常发光时的电阻和电源电压;
(2)当闭合开关S3,断开开关S1、S2时,调节 R2使灯泡消耗的功率为1.2W时,滑动变阻器 R2的功率;
(3)当开关S1、S2、S3均闭合时, 电路在10s 内产生的最大热量。
【答案】(1)12Ω,16V
(2)5.2W
(3)288J
【详解】(1)灯泡额定电压为6V,由图乙可知,灯泡额定电流为0.5A,灯泡正常发光时的电阻
当闭合开关S2,断开开关S1、S3时,灯泡L与定值电阻R1串联,电流表测量电路电流,灯泡L正常发光,电路电流,定值电阻两端的电压
由串联电路电压规律知电源电压
(2)当闭合开关S3,断开开关S1、S2时,灯泡L与滑动变阻器R2串联,调节R2使灯泡消耗的功率为1.2W,由图乙知,当时,此时灯泡的功率
符合已知条件,此时灯泡电压为3V,电路电流为0.4A,则滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器R2的功率
(3)当开关S1、S2、S3均闭合时,灯泡L被短路,电路为R1与R2组成的并联电路,电流表测量干路电流,通过R1的电流
滑动变阻器R2上标有“50Ω1A”,所以通过R2的最大电流,由并联电路电流规律知,干路中的最大电流
电路在10s内产生的最大热量
22.阅读短文,回答问题:
“奋斗者”号上那些高新科技
“奋斗者”号载人舱的外壳采用新型高强度钛合金材料,不仅完美的扛住万米压力,还大大减轻了自己的质量:供电部分是深海锂电池由上百块单体锂组成,它能在万米海水压力下稳定供电,电池间隙充满了油,电池产生的热量会先传递给周围的油,油再将热量传给周围海水以此缓解电池发热。四块压载铁总重量将近2吨,当“奋斗者”号完成作业,准备上浮时,它会抛出两块压载铁;浮力块是由成千上万个微米级大小的高密度玻璃微珠组成的,这些玻璃微珠不仅能为潜水器的上浮提供足够的浮力,自身也非常结实,经得起海底水压的考验.
(1)浮力块中的玻璃微珠材料、载人舱外壳的钛合金材料都具有很强的抗压性,那是为了经得起海水压强随着深度的增加而 (选填“增加”、“减小”或“不变”)带来的考验,而且 材料还具有密度小的属性;
(2)根据上文信息,以下的说法错误的是__________
A.热量通过热传递从油传递给周围的海水 B.电池工作发热说明电流具有磁效应
C.抛掉压载铁,潜水器所受重力小于浮力 D.玻璃微珠需做成空心以此增大浮力
(3)电池组工作一段时间后放出热量的50%被50kg的油吸收,油的温度从20℃升至50℃,已知,则电池组这段时间产生的热量为 J;
(4)单体锂蓄电池是一种全新高能量密度固态锂电池,它的“比能量”约为25kW·h/kg,一节单体锂蓄电池放电电压随时间的变化规律如图甲所示,可以用60A的电流连续放电8h。“奋斗者”号工作时,需要的总能量约为120kW·h,则其电源的质量约为 kg,为了对“奋斗者”号正常供电,需要不得少于 节该蓄电池进行 联;(“比能量”是指电池单位质量所输出的电能;)
(5)学校开展自制潜水艇比赛,图乙为某小组自制的潜水艇,由生活舱和水舱构成,生活舱体积大于水舱体积.其材质为硬质塑料瓶,塑料瓶厚度不计,两个舱之间密封不连通,水舱与200mL的注射器通过塑料软管相连,移动注射器活塞可以实现潜水器的浮沉。
【产品调试】
任务一:如图丙所示,潜水艇完成从水面A位置下潜到B位置并稳定停留;
任务二:从水底上浮到B位置并稳定停留,上浮过程中,浮力 ;(选填“变大”、“不变”或“变小”)
任务三:完成从水底打捞一个重物(重0.5N,体积为20cm3)后,上升到B位置并稳定停留.
已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度60mL,完成任务三时(用体积和质量均忽略不计的细线系住重物打捞,,),注射器的活塞需要稳定在 mL刻度。
【答案】(1) 增加 钛合金
(2)B
(3)
(4) 4.8 167 串
(5) 不变 30
【详解】(1)[1]根据液体压强的公式可知,在密度一定时,液体压强随深度增加而增加,所以浮力块中的玻璃微珠材料、载人舱外壳的钛合金材料都具有很强的抗压性,那是为了经得起海水压强随着深度的增加而增大带来的考验。
[2]根据密度的公式,为了减小质量,应选择密度小的材料,故钛合金材料可以减小自身的质量,表明其密度较小。
(2)A.根据材料内容可知,电池产生的热量会先传递给周围的油,油再将热量传给周围海水以此缓解电池发热,故A正确,不符合题意;
B.根据焦耳定律,电流通过导体时会产生热量,电池工作发热说明电流具有热效应,故B错误,符合题意;
C.潜艇在水下排开水的体积不变,浮力不变,抛掉压载铁,潜水器的总重力会减小,当重力小于浮力时,潜水器会上浮,故C正确,不符合题意;
D.玻璃微珠做成空心,在质量不变时,可以增加排开水的体积,增大可以利用的浮力,故D正确,不符合题意。
故选B。
(3)油吸收的热量为
电池组产生的热量为
(4)[1]电源的质量为
[2]一节蓄电池的能量为
蓄电池的节数为
[3]根据串并联电路的电压特点可知,为了提高电源电压,这些电池应该串联接入电路。
(5)[1]从水底上浮到B位置并稳定停留,上浮过程中潜水艇的体积不变,则排开水的体积就不变,根据阿基米德原理可知,潜水艇受到的浮力不变。
[2]重物G =0.5N,受到的浮力为
完成从水底打捞这个重物到B位置并稳定停留,在浮力不变的情况下,要减小自身的重力,即向外排出水的重力为
G水=G-F浮=0.5N-0.2N=0.3N
向外排出水的质量为
根据密度公式得,向外排出水的体积为
则注射器活塞需要向内推入的气体, 已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度60mL,完成任务三时(用体积和质量均忽略不计的细线系住重物打捞),注射器活塞需要稳定在的刻度是
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