2025年广东省广州市育才教育集团中考物理零模试卷
2025-03-31
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内容正文:
2025年广东省广州市育才教育集团中考物理零模试卷
一、单项选择题:(每小题3分,共30分)
1.(3分)如图所示,某科创小组制作的隔音房间模型与噪声计的位置保持不变,用噪声计先测出房门打开时闹钟铃声强弱的等级为84.7dB,再测出经过房门关闭后闹钟铃声强弱的等级为69.6dB。在以上过程中,噪声计接收到闹钟铃声的( )
A.声速变慢 B.音调变低 C.响度变小 D.音色变差
2.(3分)下列说法中正确的是( )
A.生物体的化学能、化石能源等都源自太阳
B.天然气是一种清洁能源,人类可以无尽地开发利用
C.核能属于二次能源
D.煤、石油是当今人类利用的主要能源,它们是可再生能源
3.(3分)使用蓝牙耳机接听手机来电,信号传输示意图如图2,蓝牙通信的电磁波( )
A.是蓝光
B.波长比手机通信的电磁波长
C.在真空中传播速度为340m/s
D.在真空中传播速度与手机通信的电磁波一样
4.(3分)对下列四幅图的说明中,正确的是( )
A.摇动发电机的手柄,线圈快速转动、切割磁感线,小灯泡发光
B.电风扇的工作原理与动圈式话筒的工作原理相同
C.地球磁场的N极在地理北极的附近
D.电磁起重机吸起大量钢铁是通电导体在磁场中受到力的作用
5.(3分)如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图,下列关于该报警装置的叙述,正确的一项是( )
A.当温度超过95℃时,绿灯亮
B.温度计中的水银是绝缘体
C.自动报警器中的电磁铁运用了电磁感应现象
D.想要调高报警的温度,可以适当提高金属丝的位置
6.(3分)如图,在电磁铁的正上方用弹簧挂一条形磁铁。当开关闭合后,条形磁铁与电磁铁的相互作用为______。当滑片P从b端到a端的滑动过程中,弹簧的长度会变______。( )
A.排斥;长 B.排斥;短 C.吸引;长 D.吸引;短
7.(3分)小王打开了电吉他中的电拾音器,查询资料得知:“磁体附近的金属弦容易被磁化,因此弦振动时,在线圈中产生感应电流,电流经电路放大后传送到音箱发出声音。”关于电拾音器下列说法错误的是( )
A.取走磁体,电吉他将不能正常工作
B.金属弦如果选用铜制成,电吉他将不能正常工作
C.线圈中产生感应电流的原理与扬声器的工作原理相同
D.线圈中产生感应电流表明机械能可以转化为电能
8.(3分)如图家庭电路连接正确,各元件均正常,现将洗衣机接入三孔插座,有关说法不正确的是( )
A.若接地线断了,则人碰到洗衣机金属外壳可能会触电
B.把开关接在CD之间比接在AB之间更安全
C.电灯与洗衣机是并联的,开关与电灯是串联的
D.断开开关时人接触B点或C点都不会引起触电
9.(3分)如图所示为家庭电路的一部分电路,安装在火线上的保险丝是利用电流的热效应工作的,当闭合开关S1、S2,灯泡L1正常发光、L2不亮,再断开S1,保持S2闭合,用测电笔插入插座两孔氖管均发光,则电路故障原因可能是( )
A.插座短路 B.bd间断路 C.df间断路 D.L2短路
10.(3分)如表所示是某品牌电热水壶的铭牌,根据铭牌给出的信息,下列说法正确的是( )
XX牌电热壶
型号
DSP﹣19B
额定电压
220V
额定功率
880W
频率
50Hz
热水壶容量
1.0L
A.电热水壶只能在220V 电压下工作
B.电热水壶正常工作时的电流为0.25A
C.电热水壶正常工作时的电阻为55Ω
D.电热水壶正常工作 30min 消耗的电能为0.88kW•h
二、填空题(作图3分,每空2分,共39分)
11.(3分)通电螺线管左侧放一条形磁体,闭合开关后,小磁针静止在如图所示的位置。请标出:
(1)电源右侧的极性(用“+”或“﹣”表示);
(2)a点磁感线方向;
(3)小磁针静止时右端的磁极(用“N”或“S”表示)。
12.(3分)小明外婆家所在的小山村被群山包围,难以获得阳光照射。小明想在A处安装一个大大的平面镜,反射太阳光照亮村子中心的B处。太阳位于图中所示位置时,在图中画出反射光线,根据光的反射定律在A处画出平面镜(尺规作图,保留作图痕迹)。
13.(3分)防溺水六不准中“不要到不熟悉的河边、池塘等地方下水游泳”,清澈的水看似很浅,实则很深,不明水情擅自下水容易发生溺水事故。在学习了物理之后,我们可以从物理的角度认识其中的原理,请在图中画出人眼看到池底A的大致光路图(A′是人眼看到的池底A的像)。
14.(6分)水池的池壁垂直于水平池底,水池上方支架(AB)装有一激光器,水池中没有水时,激光器发出的光线a正好射到池底和池壁的交点上,且与池底的夹角为45°,如图甲所示.往池中注水,并待水面平静时,如图乙所示,激光被反射到池壁上,使池壁上出现一个光点S,同时池底也出现光点(图中均没有画出)。
(1)图乙中,光点S位于池壁上6dm刻度处:它在水中的像S'在 (选填“0”、“1”、“2”、“3”)的刻度处;
(2)在水面下降过程中,光点S从6dm平稳下降至3dm时,它在水中的像S'在池壁 (选填“0”、“1”、“2”、“3”)刻度线处;打在池底的光斑(未画出)会向 (选填“左”或“右”)移动。
15.(10分)(1)儒炫同学连接了如甲图所示的电路,金属棒a置于磁场中(符号“×”表示磁场方向垂直于纸面向里)且与金属导轨接触良好。闭合开关后,金属棒a受到向右的磁场力作用;若改变金属棒中的电流方向,则金属棒a受到 的磁场力作用(选填“向右”或“向左”)。
(2)如图乙所示,金属棒b和导轨接触良好,泓博拉着金属棒b水平向右运动,电阻R2中 电流通过(选填“有”或“没有”)。
(3)如图丙所示,电磁铁CD通电时,软磁性(容易磁化和退磁的磁性材料)铁块A静止不动,这是因为电磁铁对A的吸引力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)A受到的摩擦力,改变电磁铁中的电流方向,A受到电磁铁的力的方向 (选填“改变”或“不变”)。如果把这个电磁铁CD如图丙所示通电并静止悬挂在地球赤道上方,则电磁铁C端,有指向地理极 (选填“南”或“北”)的趋势。
16.(8分)如图1,插线板的开关控制指示灯(即发光二极管)和插座,这种插座即使指示灯损坏后,插座上插入用电器仍然能使用,发光二极管耐压值很低,必须与电阻串联使用,为了完成该题,请你进行了下面的思考(不要求连接):
(1)“这种插座即使指示灯损坏后,插座上插入用电器仍然能使用”告诉我们:二极管与插座是 (选填“串联”、“并联”);
(2)因为“发光二极管耐压值很低,必须与电阻串联使用”,结合上一问(1)中的要求,应该连成图2的哪一种电路 ;
(3)“插线板的开关控制指示灯(即发光二极管)和插座”这句话要求:开关要么安装在串联电路中,要么安装在并联电路的 (选填“干路”或“某一支路”)中;
(4)三孔插座为了实现的左孔“接零线”的要求,在中间孔已经接了“地线”情况下,三孔中的右孔就只能“接火线”了。考虑到安全用电对开关的要求,连接顺序是 。(选填下列某一个字母代号)
A.“火线→开关→右孔”
B.“火线→右孔→开关”
C.“右孔→火线→开关”
17.(6分)巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象,这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度,从而引发了现代硬盘生产的一场革命。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图,图中GMR是巨磁电阻。如果闭合S1电磁铁上方的小磁针 (选填“静止”“会顺时针转动”“会逆时针转动”),再闭合S2并使滑片P向左滑动,指示灯亮度会变 (选填亮或暗),仅用如图所示实验器材 (可以/不可以)完成“探究电磁铁磁性强弱的影响因素”的实验。
三、解析题(17题11分,18题10分,共21分)
18.(11分)汽车启动时,蓄电池向启动电动机M供电,设M两端电压为U,通过M的电流为1,测得U﹣t和I﹣t图象如图1。
(1)求0.5s到1s,电动机M所消耗的电能;
(2)M仅通过导线a、b接入电路,如图2所示,a的电阻为0.001Ω。若通过M的电流为200A,持续2s,求此过程a产生的热量;
(3)一般采用电磁继电器控制M的通断电,利用实验器材模拟汽车启动,简易电路如图3。A与B接触时M通电,请用笔画线完成电路的连接。
19.(10分)随着我国各大电网互联,发生短路故障后系统短路电流巨大,而且短路电流波及范围扩大,超导限流器这种电力设备应运而生,可以限制电网的短路电流水平、减少短路电流对电网的冲击,隔断电网短路电流的传播,维护电网的稳定。超导限流器的电阻R随电流I变化关系如图乙所示。如图甲,将超导限流器与用电器串联接入电网,电源电压恒为35000V。电路正常时,超导限流器电阻为零,当电路电流到达2500A时,可视为短路。
(1)当电路中的电流为2000A时,电路中用电器消耗的功率是多大?
(2)当用电器短路后,超导限流器R0阻值为多少?
(3)在R0满足条件时,有人把超导限流器称为“不断电保险丝”,请你说明理由。
2025年广东省广州市育才教育集团中考物理零模试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
A
D
A
D
A
C
B
B
C
一、单项选择题:(每小题3分,共30分)
1.(3分)如图所示,某科创小组制作的隔音房间模型与噪声计的位置保持不变,用噪声计先测出房门打开时闹钟铃声强弱的等级为84.7dB,再测出经过房门关闭后闹钟铃声强弱的等级为69.6dB。在以上过程中,噪声计接收到闹钟铃声的( )
A.声速变慢 B.音调变低 C.响度变小 D.音色变差
【分析】物理学中把人耳能感觉到的声音的强弱称为响度,响度的大小与声音的振幅有关,振幅越大,响度越大,振幅越小,响度越小。
声音的强弱等级用分贝来表示。0dB是人能听到的最微弱的声音;30﹣40dB是较为理想的安静环境;70dB会干扰生活、影响工作;长期生活在90dB以上的噪声环境中,听力会受到严重的影响;超过150dB的噪声环境,会使双耳完全失去听力。
【解答】解:A.两次声音传播过程中经历的介质相同,所以声音传播的速度不变,故A不符合题意;
B.在实验中,为了更好的比较隔音房间的隔声效果,应控制闹钟发出的声音音调相同,同一个闹钟音调不变,故B不符合题意;
C.闹钟铃声强弱的等级由84.7dB降为69.36dB可知,噪声计接收到闹钟铃声的响度变小,因为声音的强弱或大小叫响度,房门打开和房门关闭后测出的闹钟铃声强弱不同,即响度不同,故C符合题意;
D.音色是由发声体的材料、结构、形状等因素决定的,同一个闹钟发出的铃声的音色的相同的,故D不符合题意。
故选:C。
2.(3分)下列说法中正确的是( )
A.生物体的化学能、化石能源等都源自太阳
B.天然气是一种清洁能源,人类可以无尽地开发利用
C.核能属于二次能源
D.煤、石油是当今人类利用的主要能源,它们是可再生能源
【分析】一次能源:是指可以从自然界直接获取的能源。例:煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、核能。
二次能源:是指无法从自然界直接获取,必须经过一次能源的消耗才能得到的能源。例:电能、乙醇汽油、氢能、沼气。
可再生能源:可以从自然界中源源不断地得到的能源。例:水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能。
不可再生能源:不可能在短期内从自然界得到补充的能源。例:化石能源(煤炭、石油、天然气)、核能。
【解答】解:A.生物体的化学能、化石能源等都源自太阳,故A正确;
B.天然气是一种清洁能源,人类不可以无尽地开发利用,故B错误;
C.核能属于一次能源,故C错误;
D.煤、石油是不可再生能源,故D错误;
故选:A。
3.(3分)使用蓝牙耳机接听手机来电,信号传输示意图如图2,蓝牙通信的电磁波( )
A.是蓝光
B.波长比手机通信的电磁波长
C.在真空中传播速度为340m/s
D.在真空中传播速度与手机通信的电磁波一样
【分析】电磁波按波长可分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。
电磁波的波长、波速和频率的关系:波速=波长×频率。如果用c表示光速,用λ表示波长,用f表示频率,则有c=λf。
【解答】解:A:蓝光属于可见光,而蓝牙通信的电磁波是无线电波,不是蓝光,所以 A 错误。
B:由电磁波的波速、波长和频率的关系c=λf(c是波速,λ是波长,f是频率)可知,波速一定时,频率越高,波长越短。蓝牙通信的电磁波频率在2.4−2.48×109Hz,手机通信的电磁波频率为0.8−0.9×109Hz,蓝牙的频率比手机通信的电磁波的频率要高,所以蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波短,B 错误。
C:电磁波在真空中的传播速度约为3×108m/s,而不是340m/s,所以 C 错误。
D:蓝牙通讯和手机通讯使用的都是电磁波,所有电磁波在真空中传播速度相同,都约为3×108m/s,所以 D 正确。
故选:D。
4.(3分)对下列四幅图的说明中,正确的是( )
A.摇动发电机的手柄,线圈快速转动、切割磁感线,小灯泡发光
B.电风扇的工作原理与动圈式话筒的工作原理相同
C.地球磁场的N极在地理北极的附近
D.电磁起重机吸起大量钢铁是通电导体在磁场中受到力的作用
【分析】(1)当闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中可以产生感应电流,这就是电磁感应现象;
(2)通电导体在磁场中受力运动,据此制成了电动机;动圈式话筒工作时,与膜片相连的线圈在磁场中运动,线圈切割磁感线,产生感应电流,利用了电磁感应原理;
(3)地球是一个大磁体,地磁的南、北极与地理的南、北极正好相反,而且不重合;
(4)电磁起重机是利用电流的磁效应工作的,通过控制电流的通断,可以控制电磁铁磁性的有无。
【解答】解:A、摇动发电机的手柄,线圈在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,小灯泡发光,这是电磁感应现象,故A正确;
B、电风扇的主要部件是电动机,其工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用,动圈式话筒是利用电磁感应原理来工作的,故B错误;
C、地球是个巨大的磁体,地磁S极在地理的北极附近,地磁N极在地理的南极附近,二者并不完全重合,故C错误;
D、电磁起重机的主要部件是电磁铁,其工作时利用了电流的磁效应,故D错误。
故选:A。
5.(3分)如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图,下列关于该报警装置的叙述,正确的一项是( )
A.当温度超过95℃时,绿灯亮
B.温度计中的水银是绝缘体
C.自动报警器中的电磁铁运用了电磁感应现象
D.想要调高报警的温度,可以适当提高金属丝的位置
【分析】(1)根据电磁继电器的原理来分析;
(2)水银是导体;
(3)电磁继电器利用了电流的磁效应;
(4)适当提高金属丝下端在温度计内的位置,这样必须达到更高的温度控制电路才能接通,能提高报警温度值。
【解答】解:A、当温度超过95℃时,水银和金属丝导通,电磁铁有了磁性,吸下衔铁,电铃响、绿灯灭,故A错误;
B、温度计中的水银是导体,故B错误;
C、自动报警器中的电磁铁运用了电流的磁效应,故C错误;
D、温度计里的水银柱与上面的金属丝接通,控制电路产生电流,此时电磁铁将衔铁吸下来,电铃响,完成报警,适当提高金属丝下端在温度计内的位置,这样必须达到更高的温度控制电路才能接通,能提高报警温度值,故D正确。
故选:D。
6.(3分)如图,在电磁铁的正上方用弹簧挂一条形磁铁。当开关闭合后,条形磁铁与电磁铁的相互作用为______。当滑片P从b端到a端的滑动过程中,弹簧的长度会变______。( )
A.排斥;长 B.排斥;短 C.吸引;长 D.吸引;短
【分析】(1)先根据电流的方向,利用安培定则可判断螺线管的极性,再根据磁极间的相互作用可判断与条形磁体的作用力;
(2)根据滑动变阻器的变化,可判断电流大小的变化,知道电流越大,螺线管的磁性越强。
【解答】解:读图可知,电流从螺线管的上端流入,下端流出,右手握住螺线管,使四指指向电流方向,则螺线管的上端为S极。根据同名磁极相互排斥可知,条形磁铁与电磁铁的相互作用为排斥;
当滑片P从b端到a端的滑动过程中,变阻器的阻值变大,电路中的电流变小,因此,电磁铁的磁性变弱,与条形磁铁的排斥力变小,故弹簧会变长一些。
故选:A。
7.(3分)小王打开了电吉他中的电拾音器,查询资料得知:“磁体附近的金属弦容易被磁化,因此弦振动时,在线圈中产生感应电流,电流经电路放大后传送到音箱发出声音。”关于电拾音器下列说法错误的是( )
A.取走磁体,电吉他将不能正常工作
B.金属弦如果选用铜制成,电吉他将不能正常工作
C.线圈中产生感应电流的原理与扬声器的工作原理相同
D.线圈中产生感应电流表明机械能可以转化为电能
【分析】(1)电吉他的拾音器由磁铁和线圈组成,钢弦被磁化,弹动钢弦,相当于线圈做切割磁感线运动,在线圈中就会产生对应的音频电流,电流经放大后通过音箱,我们就听到了声音。
(2)扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力运动。
【解答】解:A.取走磁体,就没有磁场,振弦不能切割磁感线产生电流,电吉他将不能正常工作,故A正确;
B.铜不可以被磁化,则选用铜质弦,电吉他不能正常工作,故B正确;
C.线圈中产生感应电流的原理是电磁感应现象,扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力运动,故C错误;
D.线圈中产生感应电流表明机械能可以转化为电能,故D正确。
故选:C。
8.(3分)如图家庭电路连接正确,各元件均正常,现将洗衣机接入三孔插座,有关说法不正确的是( )
A.若接地线断了,则人碰到洗衣机金属外壳可能会触电
B.把开关接在CD之间比接在AB之间更安全
C.电灯与洗衣机是并联的,开关与电灯是串联的
D.断开开关时人接触B点或C点都不会引起触电
【分析】(1)家庭电路中,金属外壳的用电器都采用三脚插头,当金属外壳的用电器插入三孔插座时,金属外壳接地,防止金属外壳的用电器漏电发生触电事故。
(2)为了安全,开关要接在火线和灯之间。(3)家用电器和三孔插座之间都是并联的,当用电器插入插座时,各用电器之间互不影响,而且能正常工作;
(4)触电是人体直接或间接接触火线。
【解答】解:A.若接地线断了,则洗衣机漏电时,人碰到洗衣机金属外壳可能会触电,故A不符合题意;
B.出于安全用电的考虑,开关应接在火线和灯之间,这样断开开关时,灯不会带电,故把开关接在AB之间比接在CD之间更安全,故B符合题意;
C.家庭电路中各用电器工作时互不影响,是并联的,即电灯与洗衣机是并联的,开关控制用电器,应与用电器串联,故开关与电灯是串联的,故C不符合题意;
D.接触BC两点时,由于断开开关,切断火线,人接触B点或C点都不会引起触电,故D不符合题意;
故选:B。
9.(3分)如图所示为家庭电路的一部分电路,安装在火线上的保险丝是利用电流的热效应工作的,当闭合开关S1、S2,灯泡L1正常发光、L2不亮,再断开S1,保持S2闭合,用测电笔插入插座两孔氖管均发光,则电路故障原因可能是( )
A.插座短路 B.bd间断路 C.df间断路 D.L2短路
【分析】测电笔在使用时,应将笔尖接触导线,手接触笔尾的金属体,这样就可以形成回路,如果直接或间接接触火线,氖管会发光。
【解答】解:闭合开关S1、S2,灯泡L1正常发光、L2不亮;说明a、b向左的电路完好,a、b向右部分存在断路,断开S1,保持S2闭合,用测电笔插入插座两孔,两孔与火线之间是接通的,氖管都发光,则电路故障原因可能是bd间断路。
故选:B。
10.(3分)如表所示是某品牌电热水壶的铭牌,根据铭牌给出的信息,下列说法正确的是( )
XX牌电热壶
型号
DSP﹣19B
额定电压
220V
额定功率
880W
频率
50Hz
热水壶容量
1.0L
A.电热水壶只能在220V 电压下工作
B.电热水壶正常工作时的电流为0.25A
C.电热水壶正常工作时的电阻为55Ω
D.电热水壶正常工作 30min 消耗的电能为0.88kW•h
【分析】A、从表格可知,电热水壶的额定电压为220V。故电热水壶能在小于、等于或略大于220V 的电压下工作;
B、根据P=UI可知电热水壶正常工作时的电流;
C、根据P可知电热水壶正常工作时的电阻;
D、根据W=Pt可知电热水壶正常工作30min消耗的电能。
【解答】解:A、从表格可知,电热水壶的额定电压为220V。故电热水壶能在小于、等于或略大于220V 的电压下工作,故A错误;
B、根据P=UI可知电热水壶正常工作时的电流I4A,故B错误;
C、根据P可知电热水壶正常工作时的电阻R55Ω,故C正确;
D、根据W=Pt可知电热水壶正常工作30min消耗的电能W=PtkWh=0.44kW•h,故D错误。
故选C。
二、填空题(作图3分,每空2分,共39分)
11.(3分)通电螺线管左侧放一条形磁体,闭合开关后,小磁针静止在如图所示的位置。请标出:
(1)电源右侧的极性(用“+”或“﹣”表示);
(2)a点磁感线方向;
(3)小磁针静止时右端的磁极(用“N”或“S”表示)。
【分析】(1)由条形磁体与通电螺线管间的磁感线呈排斥状可知通电螺线管的NS极,然后利用安培定则可知电源右端的极性。
(2)在磁体外部,磁感线方向从N极指向S极;
(3)由磁极间的相互作用规律可知小磁针左端的磁极,
【解答】解:(1)由图可以看出,条形磁体与通电螺线管间的磁感线呈排斥状,说明通电螺线管的左端为S极,右端为N极;
利用安培定则可以确定电源的右端为负极;
(2)在磁体外部,磁感线方向从N极指向S极,据此标出a点磁感线的方向;
(3)由磁极间的相互作用规律可知小磁针左端为S极,右端为N极;
如图所示:
故答案为:见上图。
12.(3分)小明外婆家所在的小山村被群山包围,难以获得阳光照射。小明想在A处安装一个大大的平面镜,反射太阳光照亮村子中心的B处。太阳位于图中所示位置时,在图中画出反射光线,根据光的反射定律在A处画出平面镜(尺规作图,保留作图痕迹)。
【分析】根据光的反射定律进行作图。
【解答】解:连接AB,即反射光线;画出入射光线与反射光线的角平分线,与法线垂直的即为平面镜的位置,如图所示:
。
13.(3分)防溺水六不准中“不要到不熟悉的河边、池塘等地方下水游泳”,清澈的水看似很浅,实则很深,不明水情擅自下水容易发生溺水事故。在学习了物理之后,我们可以从物理的角度认识其中的原理,请在图中画出人眼看到池底A的大致光路图(A′是人眼看到的池底A的像)。
【分析】由于从池底反射的光经水面发生折射,折射光线远离法线偏折(向下偏折),当折射光线射入人眼,人凭光沿直线传播的感觉,认为池底A在折射光线的反向延长线上,人看到的是池底A的虚像。
【解答】解:连接眼睛和点A′与界面的交点即为入射点O,根据光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,连接AO为入射光线,点O和眼睛为折射光线,如下图所示:
14.(6分)水池的池壁垂直于水平池底,水池上方支架(AB)装有一激光器,水池中没有水时,激光器发出的光线a正好射到池底和池壁的交点上,且与池底的夹角为45°,如图甲所示.往池中注水,并待水面平静时,如图乙所示,激光被反射到池壁上,使池壁上出现一个光点S,同时池底也出现光点(图中均没有画出)。
(1)图乙中,光点S位于池壁上6dm刻度处:它在水中的像S'在 0 (选填“0”、“1”、“2”、“3”)的刻度处;
(2)在水面下降过程中,光点S从6dm平稳下降至3dm时,它在水中的像S'在池壁 0 (选填“0”、“1”、“2”、“3”)刻度线处;打在池底的光斑(未画出)会向 右 (选填“左”或“右”)移动。
【分析】(1)根据反射角等于入射角,结合几何知识解答;
(2)根据物体与像关于镜面对称及光的折射规律解答。
【解答】解:(1)平面镜成像特点中像距等于物距,图乙中水面在3dm处,光点在6dm处,物距为3dm,像距也为3dm,则光点在水中的像在0刻度处。
(2)反射角与入射角恒为45°,光点S从6dm平稳下降至3dm的过程中,两次反射光线平行,由此可知水面下降了;
由于光点S位于池壁上6dm刻度处想已经在池壁0处了,平面镜所成的是虚像,因此光点下降过程中我们看到其像仍旧在0。
两次折射光线平行,由于水面下降入射点右移动,因此打在池底的光斑也会右移动。
故答案为:(1)0;(2)0;右。
15.(10分)(1)儒炫同学连接了如甲图所示的电路,金属棒a置于磁场中(符号“×”表示磁场方向垂直于纸面向里)且与金属导轨接触良好。闭合开关后,金属棒a受到向右的磁场力作用;若改变金属棒中的电流方向,则金属棒a受到 向左 的磁场力作用(选填“向右”或“向左”)。
(2)如图乙所示,金属棒b和导轨接触良好,泓博拉着金属棒b水平向右运动,电阻R2中 没有 电流通过(选填“有”或“没有”)。
(3)如图丙所示,电磁铁CD通电时,软磁性(容易磁化和退磁的磁性材料)铁块A静止不动,这是因为电磁铁对A的吸引力 等于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)A受到的摩擦力,改变电磁铁中的电流方向,A受到电磁铁的力的方向 不变 (选填“改变”或“不变”)。如果把这个电磁铁CD如图丙所示通电并静止悬挂在地球赤道上方,则电磁铁C端,有指向地理极 南 (选填“南”或“北”)的趋势。
【分析】(1)通电导体在磁场中受到力的作用,受力的方向与磁场方向和电流方向有关;
(2)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流;
(3)物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,要么不受力,要么受到平衡力的作用;磁体能够吸引铁、钴、镍等物质;
根据安培定则判断电磁铁C端的极性。
【解答】解:(1)图甲中,闭合开关,金属棒a受到水平向右的磁场力作用,磁场方向不变,若改变金属棒中的电流方向,则金属棒a的受力方向会改变,会受到水平向左的磁场力的作用。
(2)泓博拉着金属棒b水平向右运动,金属棒b没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,所以电阻R2中没有电流流过。
(3)图丙中,电磁铁通电时,铁块A静止不动,这时铁块A处于平衡状态,受到平衡力的作用,因此电磁铁对A的吸引力等于A受到的摩擦力。
改变电磁铁中的电流方向,电磁铁的磁极发生变化,但都会吸引铁块A,A受到电磁铁的力的方向不变。
由图丙中电流的方向,根据安培定则可知,电磁铁C端是S极,有指向地理南极的趋势。
故答案为:(1)向左;(2)没有;(3)等于;不变;南。
16.(8分)如图1,插线板的开关控制指示灯(即发光二极管)和插座,这种插座即使指示灯损坏后,插座上插入用电器仍然能使用,发光二极管耐压值很低,必须与电阻串联使用,为了完成该题,请你进行了下面的思考(不要求连接):
(1)“这种插座即使指示灯损坏后,插座上插入用电器仍然能使用”告诉我们:二极管与插座是 并联 (选填“串联”、“并联”);
(2)因为“发光二极管耐压值很低,必须与电阻串联使用”,结合上一问(1)中的要求,应该连成图2的哪一种电路 D ;
(3)“插线板的开关控制指示灯(即发光二极管)和插座”这句话要求:开关要么安装在串联电路中,要么安装在并联电路的 干路 (选填“干路”或“某一支路”)中;
(4)三孔插座为了实现的左孔“接零线”的要求,在中间孔已经接了“地线”情况下,三孔中的右孔就只能“接火线”了。考虑到安全用电对开关的要求,连接顺序是 A 。(选填下列某一个字母代号)
A.“火线→开关→右孔”
B.“火线→右孔→开关”
C.“右孔→火线→开关”
【分析】(1)依据电路中各用电器是否能够独立工作识别串联电路和并联电路;
(2)三孔插座的正确接法:左零右火上接地;
(3)(4)开关必须接火线上,并串联在所控制用电器的电路中。
【解答】解:(1)插座指示灯损坏,插座上的用电器仍可使用,说明二者互不影响,因此二极管与插座是并联的;
(2)由题意可知,二极管须与电阻串联使用,电阻起到分压的作用,因此二极管应与电阻串联后再与插座并联,故D正确;
(3)二极管与插座并联,插线板的开关要控利指示灯(即发光二极管)和插座,因此开关应安装在干路中;
(4)为了保证安全用电,插座接线时,应按照火线→开关→右孔的顺序进行连接,故A正确。
故答案为:(1)并联;(2)D;(3)干路;(4)A。
17.(6分)巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象,这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度,从而引发了现代硬盘生产的一场革命。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图,图中GMR是巨磁电阻。如果闭合S1电磁铁上方的小磁针 静止 (选填“静止”“会顺时针转动”“会逆时针转动”),再闭合S2并使滑片P向左滑动,指示灯亮度会变 亮 (选填亮或暗),仅用如图所示实验器材 不可以 (可以/不可以)完成“探究电磁铁磁性强弱的影响因素”的实验。
【分析】利用安培定则判断电磁铁的磁极;根据磁极间的相互作用规律判定小磁针的偏转方向;
由滑动变阻器滑片的移动得知电路中电流的变化情况,通过电路中电流的变化结合电磁铁磁性强弱的决定因素可以确定滑片移动时,其磁性强弱的变化,据此判定GMR电阻的变化,根据欧姆定律判定通过灯泡电流的变化,然后判断灯泡亮度的变化;
影响电磁铁磁性大小的因素:电流的大小、线圈的匝数。
【解答】解:利用安培定则判断电磁铁的左端为N极、右端为S极;根据异名磁极相互吸引可知,小磁针会保持静止状态;
再闭合S2并使滑片P向左滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律可知,通过电磁铁的电流变大,磁性增强,则GMR的电阻变小,右侧电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,通过灯泡的电流变大,所以指示灯亮度会变亮;
影响电磁铁磁性大小的因素:电流的大小、线圈的匝数;由于图片中的装置无法改变线圈匝数的多少,所以无法完成探究实验。
故答案为:静止;亮;不可以。
三、解析题(17题11分,18题10分,共21分)
18.(11分)汽车启动时,蓄电池向启动电动机M供电,设M两端电压为U,通过M的电流为1,测得U﹣t和I﹣t图象如图1。
(1)求0.5s到1s,电动机M所消耗的电能;
(2)M仅通过导线a、b接入电路,如图2所示,a的电阻为0.001Ω。若通过M的电流为200A,持续2s,求此过程a产生的热量;
(3)一般采用电磁继电器控制M的通断电,利用实验器材模拟汽车启动,简易电路如图3。A与B接触时M通电,请用笔画线完成电路的连接。
【分析】(1)由图1读出0.5s到1s时电动机M两端电压和通过它的电流,由W=UIt求出电动机M所消耗的电能;
(2)由Q=I2Rt求出此过程a产生的热量;
(3)电磁继电器的实质是一个开关,结合实际情况连接电路。
【解答】解:(1)由图1可知,0.5s到1s时,电动机两端的电压为10V,通过电动机的电流为200A,电动机M所消耗的电能:W=UIt=10V×200A×(1s﹣0.5s)=1000J;
(2)此过程a产生的热量:Q=I2Rt=I2R0=(200A)2×0.001Ω×2s=80J;
(3)由图3可知,当开关闭合,电磁铁有磁性,衔铁被吸下,A与B接触M通电,电路连接如下图所示:
。
答:(1)0.5s到1s,电动机M所消耗的电能为1000J;
(2)此过程a产生的热量为80J;
(3)见解答图。
19.(10分)随着我国各大电网互联,发生短路故障后系统短路电流巨大,而且短路电流波及范围扩大,超导限流器这种电力设备应运而生,可以限制电网的短路电流水平、减少短路电流对电网的冲击,隔断电网短路电流的传播,维护电网的稳定。超导限流器的电阻R随电流I变化关系如图乙所示。如图甲,将超导限流器与用电器串联接入电网,电源电压恒为35000V。电路正常时,超导限流器电阻为零,当电路电流到达2500A时,可视为短路。
(1)当电路中的电流为2000A时,电路中用电器消耗的功率是多大?
(2)当用电器短路后,超导限流器R0阻值为多少?
(3)在R0满足条件时,有人把超导限流器称为“不断电保险丝”,请你说明理由。
【分析】(1)由图可见电路中电流小于2.5kA时,超导限流器的阻值为零,电路中只有用电器工作,根据P=UI计算出电功率;
(2)当用电器短路时,为保证电路不短路,通过限流器的电流必须大于2.5kA,根据欧姆定律计算出R0的阻值;
(3)当用电器正常工作时,限流器电阻为零,当用电器短路时,限流器为一定值电阻,电流中电流不会很大,电路没有切断,担起到了保护作用。
【解答】解:(1)由图可见,电路中电流I≤2.5kA时,限流器电阻为0,电路中只有用电器工作,
所以用电器消耗的功率P=UI=35×103V×2×103A=70×106W=70MW;
(2)用电器被短路后,为使电路保持稳定状态,限流器电阻不能为零,
由图可知I≥2.5kA时,限流器的电阻为R0,
所以R014Ω;
(3)在R0满足的条件下,有人把超导限流器称为“不断电保险丝”,理由是:当电路电流小于某一电流值(2.5kA)时,限流器电阻为0,电路正常工作;当电路短路时,限流器电阻为一定值,电路电流减小,处于稳定状态,电路中仍有电流,电路没有被切断。
故答案为:(1)当电路中的电流为2kA时,用电器消耗的功率是70MW;
(2)为使用电器短路后电路能保持稳定状态,R0应满足的条件是:R0≤14Ω;
(3)见解析。
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