信息必刷卷04(重庆专用)-2025年中考物理考前信息必刷卷
2025-04-10
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内容正文:
绝密★启用前
2025年中考考前信息必刷卷04(重庆专用)
物 理
(考试时间:60分钟 试卷满分:80分)
考情速递
中考·新动向:重庆中考物理正迈向新征程,展现出一系列引人注目的新动向。在知识考查上,基础知识的考查愈发细腻且灵活,不再是单纯的死记硬背,而是要求学生能将其精准运用到生活实际中,像根据重庆本地常见的高楼电梯运行场景,分析其涉及的力学原理,考查力与运动的关系等知识。重点知识板块中,力学和电学的融合趋势愈发显著,例如结合山城特色的电动缆车运行,既考查缆车机械结构中的力学知识,又涉及驱动缆车的电动机相关电学知识,以此强化学生对知识体系的融会贯通。实验题方面,创新成为主旋律,从对经典实验的改良,如优化探究液体压强实验的测量方式,到创设全新实验情境,如利用重庆特有的多雾天气条件,设计探究雾气对光传播影响的实验,全方位锻炼学生的实验设计、操作、数据处理与误差分析能力。跨学科融合也初露锋芒,与数学紧密结合,借助函数图像分析物理量变化,利用几何知识解决光学成像等问题;与化学相互关联,探讨化学物质特性对物理现象的作用,如不同化学成分的材料导电性对电路实验的影响,以此全面提升学生的综合素养,使其能更好地应对未来学习与生活中的复杂问题。
中考·新考法:重庆中考物理的新考法将打破传统题型的边界,更加注重知识的迁移运用与问题解决能力的考查。未来的题目可能会以重庆独特的城市风貌为情境,如以复杂的山城交通系统为载体,考查力学知识在轻轨转弯、爬坡过程中的应用,以及电学知识在电动交通工具运行中的体现,要求学生综合多个知识点进行分析。实验题方面,不再局限于教材实验的重复,而是鼓励学生基于给定的生活材料,设计并完成物理实验,像利用山城常见的竹子、绳索等材料,设计探究简单机械原理的实验,着重考查学生的创新思维与实践能力。在跨学科融合上,可能会结合化学知识,如研究不同建筑材料的物理特性与化学组成之间的关联,或者运用数学方法,通过建立物理模型来解决复杂的实际问题,让学生在多学科交织的情境中展现综合素养。
命题·大预测:重庆中考物理命题将呈现多方面新趋势:在基础物理量考查上,会更紧密结合本地特色事物,如以重庆特色交通工具的尺寸、运行速度等为背景,考查学生对长度、速度等物理量的估计与理解。光学部分,除常规现象,可能结合山城复杂地形下的光传播,像山谷中光线的折射、建筑物间光的反射等进行命题。热学方面,以特色美食制作过程中的物态变化,如火锅底料熬制时的熔化、液氮冰激凌制作时的汽化与液化,考查学生对热学知识的掌握。力学依旧是重点,结合本地的桥梁建筑、山地运输等,考查力的分析、压强与浮力、简单机械等知识,像分析桥梁结构受力、山地缆车的力学原理。电学部分,会通过智能家居应用、城市电力设施等情境,考查电路连接、欧姆定律、电功率等内容。实验题将注重创新与实践,要求学生根据给定的生活材料,设计实验探究物理规律,如利用本地常见材料探究摩擦力影响因素、制作简易电路等。跨学科融合也将进一步深化,与数学结合利用函数图像分析物理量变化、用几何知识解决光学成像问题;与化学关联,探讨化学物质特性对物理现象的影响,如不同化学组成材料的导电性、导热性差异等,全面考查学生综合运用知识的能力 。
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(本题共8个小题,每小题只有一个选项最符合题意,每小题3分,共24分。)
1.如图所示为一款智能手机,关于手机的一些数据估计最符合实际的是( )
A.一部普通智能手机的质量约为10g B.智能手机正常工作时电压约为3.7V
C.手机工作时温度会升高到80℃ D.手机的长度约为25cm
2.下列图中所示光学现象的描述或解释正确的是( )
A.如图甲,小孔成的像是倒立的虚像
B.如图乙,铅笔看起来“折断”了,是光的反射现象
C.如图丙,白光通过三棱镜分解成多种色光是光的色散现象
D.如图丁,发生漫反射时不遵循光的反射定律
3.如图所示是液氮冰激凌,其制作方法:在牛奶内加各种调料放入盆中并充分搅拌,将沸点为的液态氮缓缓倒入盆内,盆中液氮沸腾,边倒边搅拌,当混合液体变成固体状,就制作完成了。这时可以观察到盆的外壁出现了白霜,盆的周边冒“白气”。下列有关说法正确的是( )
A.盆中液态氮不断吸热沸腾,温度保持在
B.液态氮沸腾时冒出的大量“白气”是气态氮
C.白霜是空气中的水蒸气凝固形成的
D.“白气”是空气中的水蒸气汽化形成的
4.近年来我国在深空探索和深海探测等领域取得了重大成就,实现了毛主席在《水调歌头·重上井冈山》中所描绘的“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”的情景,如图所示。对下列科技成就所涉及的物理知识分析不正确的是( )
①图甲,将某物体从地球运送到中国“空间站”后质量会变小
②图乙,国产C919大型客机起飞爬升过程中,机翼上方空气流速较大,压强较大
③图丙,“奋斗者”号载人潜水器下潜的深度越深,所受海水的压强越大
④图丁,“雪龙”号破冰船从长江驶入大海时船身会下沉一些(船的重力不变)
A.①②③④ B.①②④ C.①③④ D.②③
5.小明同学设计了“楼道门禁”模型。光线较暗时,光控开关闭合提供照明;通过刷脸或输入密码时开关闭合,门锁打开。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
6.静静同学发现,春运期间,为了营造良好的交通秩序,深圳交警已启用了“猎虎六查”行动,严查酒驾。如图甲是呼气式酒精测试仪的电路原理图,是气敏电阻,其阻值随气体中酒精浓度的变化规律如图乙所示,电源电压U为10V,定值电阻的阻值为。则下列说法正确的是( )
A.的阻值随酒精浓度的增大而增大
B.当电压表示数是5V时,说明气体中酒精浓度为
C.当驾驶员呼出的酒精气体浓度越大时,测试仪中电流表的示数越小
D.电路中的定值电阻可以去掉
7.将圆筒形容器放在水平桌面上,容器内装有适量的水。如果只将实心小球A投放在容器中,静止时,小球A所受浮力为0.4N,水对容器底的压强增加了Δp1;如果只将实心小球B投放在容器中,静止时,小球B所受浮力为1.2N,水对容器底的压强增加了Δp2。已知A、B两个小球的质量相等,小球A的密度为ρA,小球B的密度为ρB,ρA︰ρB=15︰4,圆筒形容器的底面积为80cm2,不计器壁厚度,投入小球后,水均未溢出,则下列计算结果正确的是( )
A.Δp1=120Pa B.Δp2=40Pa
C.小球B的体积为150cm3 D.小球B的密度为3×103kg/m3
8.在图甲电路中,电源电压恒定,R1为滑动变阻器,R2为定值电阻。开关闭合后,将滑动变阻器的滑片从一端移至另一端的过程中,变阻器的电功率P随其阻值R1的变化关系如图乙所示。下列对电路的表述中,都正确的是( )
①电源电压为6V
②R2的阻值为4Ω
③R2的最大功率为9W
④电流表示数的变化范围为0.75~1.5A
⑤电压表示数的变化范围为0~6V
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.②③⑤
二、填空作图题(本题共6个小题,第14小题作图2分,其余每空1分,共12分。)
9.物理学推动着人类社会的不断进步和发展,历史上许多重大科学发现源于科学家的不懈探索。 首先发现电流的磁效应; 最先精确地确定了电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。
10.2024年12月12日15时17分,长征二号丁运载火箭,在我国酒泉卫星发射场准时点火发射,实验舱与火箭成功分离并进入预定轨道。飞船与核心舱对接成功,形成组合体一起运动,以核心舱为参照物,飞船是 的;飞船在太空中 (选填“不能”或“能”)传播声音。
11.如图甲是小明家的电能表,他家同时使用的用电器总功率不能超 W,小明一家在八月份外出旅游,家中只有电冰箱工作,电能表月初和月末的示数分别如图甲、乙所示,如果电费缴费标准是,则小明家这个月需要缴纳电费 元。
12.太阳能供暖蓄热系统由集热、蓄热和供暖三部分组成,其基本工作过程如图所示。为便于计算,工作过程和相关数值均做了简化处理,如下表所示。不计集热板到蓄水箱之间的管道、热交换器的热损失。若一天光照时长为10h,集热板的光热转化效率为60%,集热板中的水获得的内能一方面通过蓄水箱对用户全天持续供暖,另一方面使得蓄水箱内水的温度最终升高了10℃。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),水的密度为1.0×103kg/m3。则该蓄水箱的容积至少是 m3;假设用户采用地暖供热,根据地暖供热标准,用户的进水温度不低于40℃,若这一天持续供暖结束后,蓄水箱水温为48℃,接下来为连续阴雨天气,通过计算,蓄水箱储存的内能 (选填"能”或“不能”)为用户按标准持续供暖3天。
集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量
集热板面积
蓄水箱全天持续供暖输出能量
(含用户得到的内能、蓄水箱和供暖管道的热损失)
3×106J
4×104m2
1.74×1011J
13.如图甲所示电路,电源电压保持不变,R1、R3为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为R。只闭合S1、S4时,移动滑片P,得到两个电压表与电流表A1的关系如图乙,电流表A1与R2的关系如图丙,已知,此过程中R1的最大电功率为P1,则图乙中 ;当闭合S1、S2、S3时,电流表A2示数为,已知,此时R3的电功率为P2,则 。
14.(1)如图甲所示,入射光线平行于凸透镜的主光轴,请画出通过透镜后的折射光线;
(2)如图乙所示为用螺丝刀撬图钉的示意图,请在图中画出动力F1的力臂l₁;
三、实验探究题(本题共3个小题,15小题6分,16小题7分,17小题9分,共22分。)
15.(1)小华同学用如图甲所示装置探究平面镜成像的特点。
①实验中,应选用 (填“厚”或“薄”)一些的玻璃板代替平面镜,把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面,可以看到它在玻璃板后面的像,这个像是由于光的 (填“折射”或“反射”)形成的。
②如图乙所示,小华同学在实验中将玻璃板与竖直方向成15°角放置,将蜡烛沿水平桌面向玻璃板方向移动一段距离L,则蜡烛所成的像到玻璃板距离的变化量 L(填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中,在按照图示正确安装好器材后,用酒精灯给水加热,每隔0.5min记录一次水温,实验数据记录如下表,回答下列问题:
时间/min
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
温度/℃
28.0
40.0
49.8
59.5
69.1
78.6
87.8
96.0
96.0
96.0
①在沸腾的过程中,虽然水的温度保持不变,但要用酒精灯持续加热,说明水在沸腾的过程中不断 ;
②实验还发现:刚开始加热,水升温快,快要沸腾时水升温变慢了,原因之一是水的温度越高( );(选填序号)
A.蒸发越快 B.蒸发越慢
C.比热容越小 D.比热容越大
③实验中,若要节约能源又要让水尽快沸腾,下列措施中可行的是( )(选填序号)
A.去掉烧杯上的盖子 B.用酒精灯内焰加热
C.适当减少烧杯中水的质量 D.使用温度更低的冷水实验
16.小辰想知道自己所喝的牛奶的密度,于是在实验室进行了如下操作:
(1)他将天平放在 上,发现天平的游码未置于标尺左端的零刻度线处,但指针却指在分度盘的中央,他应该先将游码调到标尺的零刻度线处,再将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,天平横梁才能平衡;
(2)以下是小辰设计的实验步骤:
A.测出空杯子的质量m1;
B.将一袋牛奶倒一部分在空杯中,测得总质量为m2;
C.将杯中的牛奶再倒入量筒中,测得其体积为V;
D.计算出牛奶的密度。
则按照小辰的设计思路,牛奶的密度表达式是:= ;但是由于往量筒中倒牛奶时不可能倒尽,因此按他设计的步骤测出的牛奶密度值将 (选填“偏大”或“偏小”),同桌的小阳同学看到后说只要按照下图调整一下操作顺序就可以解决上述问题;
(3)按照小阳调整后的顺序A、B、C操作,经过计算牛奶的密度是 kg/m3,若两次测量中使用的10g的砝码破损了,则所测牛奶的密度大小 ;
(4)其它组的小淼同学非常聪明,他设计出了仅用一个弹簧秤和一个透明塑料袋(塑料袋的质量和体积忽略不计),水槽,水等就可以测出牛奶密度的方案,方案如下:
①将一部分牛奶装入透明塑料袋中,用嘴向袋内吹气后封口并扎紧(袋内气体质量忽略不计),用弹簧秤测出牛奶的质量为m3(如图甲);
②用弹簧秤拉着塑料袋进入水槽中(如图乙)直至塑料袋内牛奶液面与水槽中水面相平时;读出此时的示数为m4;
③则牛奶的密度表达式:= (用,m3,m4表示)。
17.小爽做“探究电流与电阻的关系”的实验,连接的电路如图甲所示,电源电压恒为3V,可用的定值电阻有、、、和。
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲所示的实验电路补充完整,并且使滑动变阻器连入电路的阻值最大;
(2)他将的定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表无示数而电压表有示数,则电路中的故障可能是 ;排除故障后闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,达到实验要求时,电流表示数如图乙所示,电流为 A;
(3)将的定值电阻换成的定值电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数为 V为止,记录电流表的示数;
(4)为了获得普遍规律,他想利用上述五个电阻分别单独接入电路,进行五次实验,则他选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于 ;
(5)完成上述实验后,小爽又设计了如图丙所示的电路,来测量一个小灯泡正常发光时的电阻。已知小灯泡的额定电压为,电源电压为U,滑动变阻器A的最大阻值为R0,请完成实验步骤并写出表达式:
①闭合开关S、,断开,移动滑动变阻器A的滑片,使电压表的示数为 ,此时小灯泡正常发光;
②闭合开关S、,断开,保持滑动变阻器A的滑片位置不变, ,使电压表的示数为;再保持滑动变阻器B的滑片位置不变,将滑动变阻器A的滑片移动到 (选填“左”或“右”)端,读出电压表的示数为;
③小灯泡正常发光时电阻表达式为R额= 。
四、论述计算题(本题共3个小题,18小题6分,19 小题8分,20小题8分,共22分,解题应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不能给分。)
18.如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组,将6000N的物体匀速起吊10m时,滑轮组的机械效率是80%。求:
(1)此过程中滑轮组所做的有用功是多少J?
(2)绳端的拉力F是多少N?
19.亮亮设计了一个如图甲所示的电子高度测量仪,用粗细均匀的电阻丝代替滑动变阻器,将电压表装成高度显示仪,电压表示数随高度变化的规律如图乙所示。已知电源电压恒定不变,电阻丝R足够长,每1cm的阻值大小为0.1Ω,电压表量程为“0~15V”,电流表量程为“0~3A”,身高为170cm的同学站上去后电压表示数为9V,电流表示数为1A,求:
(1)身高为170cm的同学站上后,电阻丝接入电路的长度;
(2)身高为110cm的同学站上后,R0消耗的电功率;
(3)为保证安全,该测量仪能够测量的最大高度。
20.如图甲,一轻质薄壁圆柱形容器,底面积,高,向容器中加水后,测得容器中水的质量。,,π取3,球体体积公式: (r为球体半径)。不考虑蒸发、溢出液体粘附等次要因素。
(1)求水的高度h1;
(2)若将包裹有某种合金球的冰球(如图乙,整体为实心)放入图甲容器中,球浸没且沉底,水溢出了一部分。待冰完全熔化成水后,测得容器总质量,液面高,如图丙。已知,求合金球的密度。
(3)若将另一个实心金属球放入图甲容器中,球能全部浸入水中且使水溢出,测得溢出水质量为m3,溢水后容器总质量为m4,请写出金属球密度ρ3表达式(用m1、m3、m4、h0、h1、S0、ρ水表示),并写出金属球的体积V2的取值范围。
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答案及评分标准
一、选择题(本题共8个小题,每小题只有一个选项最符合题意,每小题3分,共24分。)
1
2
3
4
5
6
7
8
B
C
A
B
B
B
C
A
二、填空作图题(本题共6个小题,第14小题作图2分,其余每空1分,共12分。)
9.奥斯特 焦耳
10.静止 不能
11.4400 20
12. 1.3×10⁴ 不能
13.2∶3 9∶8
14.(1) (2)
三、实验探究题(本题共3个小题,15小题6分,16小题7分,17小题9分,共22分。)
15.(1) ① 薄 反射 ②小于 (2)①吸热 ②A ③C
16.(1)水平台 右 (2) 偏大 (3) 不变 (4)
17.(1) (2) 断路 0.4 (3)左 2 (4)15
(5) U额 移动滑动变阻器B的滑片 右
四、论述计算题(本题共3个小题,18小题6分,19 小题8分,20小题8分,共22分,解题应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不能给分。)
18.(1)6×104 (2)2.5×103
解:(1)滑轮组提升重物时所做的有用功
W有用=Gh=6000N×10m=6×104J
(2)由得拉力所做的总功
由图知,n=3,拉力端移动距离
s=3h=3×10m=30m
由W总=Fs可得拉力
19:(1)90cm (2)20.25W (3)530cm
解:(1)图甲可知,电阻R0和变阻器R串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流由欧姆定律可知,h1=170cm的同学站上后,电阻丝接入电路的电阻值为
因为每1cm的阻值大小为0.1Ω,所以9Ω的长度为
(2)由题意可知,h2=110cm的同学站上后,滑动变阻器接入电路的电阻R'=R-(h1-h2)×0.1Ω/cm=9Ω-(170cm-110cm)×0.1Ω/cm=3Ω
由图乙可知,此时电压表的示数为4.5V,由欧姆定律可知,此时电路中的电流
串联电路的电压特点和欧姆定律可知,h1=170cm的同学站上后,电源电压U总=UR+IR0=9V+1A×R0①
h2=110cm的同学站上后,电源电压U总=UR'+I'R0=4.5V+1.5A×R0②
由①②解得R0=9Ω,U总=18V
R0消耗的电功率P0=I'2R0=(1.5A)2×9Ω=20.25W
(3)由串联电路的分压作用知当电压表的示数最大时分压最多,滑动变阻器的电阻最大,由于电压表的量程为0~15V,所以滑动变阻器两端的最大电压为15V,由串联电路电压的规律知定值电阻R0两端的电压为U0=U总-UV大=18V-15V=3V
此时电路中的电流为
滑动变阻器的最大电阻为
45Ω的长度为
当h1=170cm时,电阻丝连入电路的总长度为90cm,则滑动变阻器最下端到地面的距离h0=h1-L=170cm-90cm=80cm
所以该测量仪能够测量的最大高度为h最大=h0+L′=80cm+450cm=530cm
20.(1)5.5cm (2) (3)
解:(1)水的密度
容器中水的体积
容器中水的深度
(2)图甲中,圆柱形容器的底面积为,故半径为
则直径为4cm,冰球浸没且沉底,水溢出一部分,故冰球的半径,因为冰熔化后,容器内的水深5.875cm,所以合金球处于浸没状态,设合金冰球中冰的质量为m冰,则有
代入数据可得
解得
冰的体积
因为,所以合金的体积
冰熔化后容器中的水的质量
金属球的质量
合金球的密度
(3)要使水溢出,实心球的体积必须大于容器中没有水的部分的体积,溢出水的质量为m3,则实心球的体积
实心球的质量
实心球的密度
因为容器甲的底面半径为2cm,故球的最大体积为
最小体积要大于
金属球的体积V2的取值范围。
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(考试时间:60分钟 试卷满分:80分)
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中考·新动向:重庆中考物理正迈向新征程,展现出一系列引人注目的新动向。在知识考查上,基础知识的考查愈发细腻且灵活,不再是单纯的死记硬背,而是要求学生能将其精准运用到生活实际中,像根据重庆本地常见的高楼电梯运行场景,分析其涉及的力学原理,考查力与运动的关系等知识。重点知识板块中,力学和电学的融合趋势愈发显著,例如结合山城特色的电动缆车运行,既考查缆车机械结构中的力学知识,又涉及驱动缆车的电动机相关电学知识,以此强化学生对知识体系的融会贯通。实验题方面,创新成为主旋律,从对经典实验的改良,如优化探究液体压强实验的测量方式,到创设全新实验情境,如利用重庆特有的多雾天气条件,设计探究雾气对光传播影响的实验,全方位锻炼学生的实验设计、操作、数据处理与误差分析能力。跨学科融合也初露锋芒,与数学紧密结合,借助函数图像分析物理量变化,利用几何知识解决光学成像等问题;与化学相互关联,探讨化学物质特性对物理现象的作用,如不同化学成分的材料导电性对电路实验的影响,以此全面提升学生的综合素养,使其能更好地应对未来学习与生活中的复杂问题。
中考·新考法:重庆中考物理的新考法将打破传统题型的边界,更加注重知识的迁移运用与问题解决能力的考查。未来的题目可能会以重庆独特的城市风貌为情境,如以复杂的山城交通系统为载体,考查力学知识在轻轨转弯、爬坡过程中的应用,以及电学知识在电动交通工具运行中的体现,要求学生综合多个知识点进行分析。实验题方面,不再局限于教材实验的重复,而是鼓励学生基于给定的生活材料,设计并完成物理实验,像利用山城常见的竹子、绳索等材料,设计探究简单机械原理的实验,着重考查学生的创新思维与实践能力。在跨学科融合上,可能会结合化学知识,如研究不同建筑材料的物理特性与化学组成之间的关联,或者运用数学方法,通过建立物理模型来解决复杂的实际问题,让学生在多学科交织的情境中展现综合素养。
命题·大预测:重庆中考物理命题将呈现多方面新趋势:在基础物理量考查上,会更紧密结合本地特色事物,如以重庆特色交通工具的尺寸、运行速度等为背景,考查学生对长度、速度等物理量的估计与理解。光学部分,除常规现象,可能结合山城复杂地形下的光传播,像山谷中光线的折射、建筑物间光的反射等进行命题。热学方面,以特色美食制作过程中的物态变化,如火锅底料熬制时的熔化、液氮冰激凌制作时的汽化与液化,考查学生对热学知识的掌握。力学依旧是重点,结合本地的桥梁建筑、山地运输等,考查力的分析、压强与浮力、简单机械等知识,像分析桥梁结构受力、山地缆车的力学原理。电学部分,会通过智能家居应用、城市电力设施等情境,考查电路连接、欧姆定律、电功率等内容。实验题将注重创新与实践,要求学生根据给定的生活材料,设计实验探究物理规律,如利用本地常见材料探究摩擦力影响因素、制作简易电路等。跨学科融合也将进一步深化,与数学结合利用函数图像分析物理量变化、用几何知识解决光学成像问题;与化学关联,探讨化学物质特性对物理现象的影响,如不同化学组成材料的导电性、导热性差异等,全面考查学生综合运用知识的能力 。
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(本题共8个小题,每小题只有一个选项最符合题意,每小题3分,共24分。)
1.如图所示为一款智能手机,关于手机的一些数据估计最符合实际的是( )
A.一部普通智能手机的质量约为10g B.智能手机正常工作时电压约为3.7V
C.手机工作时温度会升高到80℃ D.手机的长度约为25cm
【答案】B
【解析】A.一个苹果的质量约150g,一部普通智能手机的质量与此差不多,在
150g=0.15kg
左右,故A不符合题意;
B.一部智能手机的工作电压是3.7V,故B符合题意;
C.人的正常体温不超过37℃,手机长时间工作会放热,温度会略高于体温,但远低于80℃,故C不符合题意;
D.中学生伸开手掌,大拇指指尖到中指指尖的距离(一拃)大约15cm,手机高度与此差不多,在15cm左右,故D不符合题意。
故选B。
2.下列图中所示光学现象的描述或解释正确的是( )
A.如图甲,小孔成的像是倒立的虚像
B.如图乙,铅笔看起来“折断”了,是光的反射现象
C.如图丙,白光通过三棱镜分解成多种色光是光的色散现象
D.如图丁,发生漫反射时不遵循光的反射定律
【答案】C
【解析】A.如图甲,小孔成的像是实际光线会聚形成的实像,故A错误;
B.如图乙,铅笔看起来“折断”了,是光经过不同介质发生的折射现象,故B错误;
C.如图丙,白光通过三棱镜分解成多种色光,属于光的色散现象,说明白光是复色光,故C正确;
D.如图丁,漫反射是光反射的一种,遵循光的反射定律,故D错误。
故选C。
3.如图所示是液氮冰激凌,其制作方法:在牛奶内加各种调料放入盆中并充分搅拌,将沸点为的液态氮缓缓倒入盆内,盆中液氮沸腾,边倒边搅拌,当混合液体变成固体状,就制作完成了。这时可以观察到盆的外壁出现了白霜,盆的周边冒“白气”。下列有关说法正确的是( )
A.盆中液态氮不断吸热沸腾,温度保持在
B.液态氮沸腾时冒出的大量“白气”是气态氮
C.白霜是空气中的水蒸气凝固形成的
D.“白气”是空气中的水蒸气汽化形成的
【答案】A
【解析】A.液体沸腾时的温度叫沸点,液体在沸腾过程中不断吸热,温度不变。盆中液态氮不断吸热沸腾,温度保持在,因为液体在沸腾过程中不断吸热,温度不变,故A正确;
BD.液态氮沸腾时冒出的大量“白气”是空气中的水蒸气液化形成的液态小水滴,故BD错误;
C.白霜是空气中的水蒸气凝华形成的,故C错误。
故选A。
4.近年来我国在深空探索和深海探测等领域取得了重大成就,实现了毛主席在《水调歌头·重上井冈山》中所描绘的“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”的情景,如图所示。对下列科技成就所涉及的物理知识分析不正确的是( )
①图甲,将某物体从地球运送到中国“空间站”后质量会变小
②图乙,国产C919大型客机起飞爬升过程中,机翼上方空气流速较大,压强较大
③图丙,“奋斗者”号载人潜水器下潜的深度越深,所受海水的压强越大
④图丁,“雪龙”号破冰船从长江驶入大海时船身会下沉一些(船的重力不变)
A.①②③④ B.①②④ C.①③④ D.②③
【答案】B
【解析】①质量是物体的一种基本属性,它不会随物体的位置、形状、状态等因素的改变而改变。因此,将某物体从地球运送到中国“空间站”后,虽然它的位置发生了改变,但它的质量并不会变小。故①错误,符合题意;
②对于流体来说,流速越大的地方压强越小。因此,在国产C919大型客机起飞爬升过程中,机翼上方空气流速较大,压强应该较小,而不是较大。故②错误,符合题意;
③根据液体压强的公式,可以知道,在液体密度不变的情况下,深度越深,所受的压强就越大。因此,“奋斗者”号载人潜水器下潜的深度越深,所受海水的压强就越大。故③正确,不符合题意;
④“雪龙”号破冰船从长江驶入大海时,由于海水的密度大于江水的密度,根据浮力的公式可以知道,在浮力不变的情况下,液体密度越大,排开液体的体积就越小,即船身会上浮一些,而不是下沉一些。故④错误,符合题意。
故选B。
5.小明同学设计了“楼道门禁”模型。光线较暗时,光控开关闭合提供照明;通过刷脸或输入密码时开关闭合,门锁打开。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题意可知,光线较暗时,光控开关闭合,灯泡发光,即光控开关控制灯泡;通过刷脸或输入密码时开关闭合,门锁打开,说明刷脸或密码开关均能控制电动机,即两开关并联;光线较强时,灯泡可以不工作,说明灯泡与电动机是并联的,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.静静同学发现,春运期间,为了营造良好的交通秩序,深圳交警已启用了“猎虎六查”行动,严查酒驾。如图甲是呼气式酒精测试仪的电路原理图,是气敏电阻,其阻值随气体中酒精浓度的变化规律如图乙所示,电源电压U为10V,定值电阻的阻值为。则下列说法正确的是( )
A.的阻值随酒精浓度的增大而增大
B.当电压表示数是5V时,说明气体中酒精浓度为
C.当驾驶员呼出的酒精气体浓度越大时,测试仪中电流表的示数越小
D.电路中的定值电阻可以去掉
【答案】B
【解析】A.由图乙可知,酒精浓度越大,气敏电阻的阻值越小,故A错误;
B.由甲图可知,两电阻串联,电压表测气敏电阻两端的电压,电流表测电路的电流。当电压表示数是时,根据串联电路电压规律可得两端的电压
由欧姆定律可得,电路中电流为
则的阻值
由乙图可知气体中酒精浓度为,故B正确;
C.酒精浓度越大,气敏电阻的阻值越小,由串联电路电阻规律可得,电路中总电阻越小;电源电压不变,由欧姆定律可得,电路中的电流即电流表的示数越大,故C错误;
D.电路中的有保护电路的作用,防止的电阻较小时电路中的电流过大烧坏电流表,所以不能去掉,故D错误。
故选B。
7.将圆筒形容器放在水平桌面上,容器内装有适量的水。如果只将实心小球A投放在容器中,静止时,小球A所受浮力为0.4N,水对容器底的压强增加了Δp1;如果只将实心小球B投放在容器中,静止时,小球B所受浮力为1.2N,水对容器底的压强增加了Δp2。已知A、B两个小球的质量相等,小球A的密度为ρA,小球B的密度为ρB,ρA︰ρB=15︰4,圆筒形容器的底面积为80cm2,不计器壁厚度,投入小球后,水均未溢出,则下列计算结果正确的是( )
A.Δp1=120Pa B.Δp2=40Pa
C.小球B的体积为150cm3 D.小球B的密度为3×103kg/m3
【答案】C
【解析】A.由F浮=ρ液V排g得A球排开水的体积
增加的水的深度
所以水对容器底的增加压强Δp1=ρ水gΔhA=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.005m=50Pa
故A错误;
B.由F浮=ρ液V排g得B球排开水的体积
增加的水的深度
所以水对容器底的增加压强Δp2=ρ水gΔhB=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.015m=150Pa
故B错误;
C.因为两球的质量相等,ρA︰ρB=15︰4,所以由密度公式可知,两球的体积之比为VA︰VB=4︰15
由于B球漂浮,受到的浮力等于自身的重力,即GB=F浮B=1.2N
则B球的质量
因两球的质量相等,则两球的重力相等,所以GA=GB=1.2N
而F浮A=0.4N可知GA>F浮A,则A球在水中下沉,所以A的体积VA=VA排=4×10-5m3=40cm3
则B的体积
故C正确;
D.B的密度
故D错误。
故选C。
8.在图甲电路中,电源电压恒定,R1为滑动变阻器,R2为定值电阻。开关闭合后,将滑动变阻器的滑片从一端移至另一端的过程中,变阻器的电功率P随其阻值R1的变化关系如图乙所示。下列对电路的表述中,都正确的是( )
①电源电压为6V
②R2的阻值为4Ω
③R2的最大功率为9W
④电流表示数的变化范围为0.75~1.5A
⑤电压表示数的变化范围为0~6V
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.②③⑤
【答案】A
【解析】①②由电路图可知,R1、R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;滑动变阻器接入电路中的阻值为2Ω时,滑动变阻器R1的电功率为2W;根据可得:
解得I1=1A。由欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压……①
当滑动变阻器接入电路中的阻值为8Ω时,滑动变阻器R1的电功率为2W;根据可得
解得I2=0.5A,根据欧姆定律和串联电路的电压特点可知,电源电压……②
联立①②解得U=6V,R2=4Ω,故①②正确;
③当滑动变阻器的电阻为0时,R2的功率最大为
故③正确。
④当变阻器接入电路的电阻为零时,电路中的电流最大,由欧姆定律可知,电路中的最大电流
当变阻器接入电路的电阻最大为8Ω时,电路中的电流最小,由(1)可知,最小电流
因此电流表示数的变化范围为0.5A~1.5A,故④错误。
⑤当滑动变阻器的电阻为0时,电压表被短路,示数为0,当变阻器接入电路的电阻最大为8Ω时,根据串联电路分压原理,可得
则电压表示数变化范围是0~4V,故⑤错误。
综上所述,正确的有①②③,故A正确,BCD错误。
故选A。
二、填空作图题(本题共6个小题,第14小题作图2分,其余每空1分,共12分。)
9.物理学推动着人类社会的不断进步和发展,历史上许多重大科学发现源于科学家的不懈探索。 首先发现电流的磁效应; 最先精确地确定了电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。
【答案】奥斯特 焦耳
【解析】[1]奥斯特发现通电的导线能够使磁针偏转,最先发现了电流的磁效应。
[2]焦耳第一个比较准确地测量了电流产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系。
10.2024年12月12日15时17分,长征二号丁运载火箭,在我国酒泉卫星发射场准时点火发射,实验舱与火箭成功分离并进入预定轨道。飞船与核心舱对接成功,形成组合体一起运动,以核心舱为参照物,飞船是 的;飞船在太空中 (选填“不能”或“能”)传播声音。
【答案】静止 不能
【解析】[1]飞船与“天和”核心舱对接成功,形成组合体一起运动,以“天和”核心舱为参照物,飞船与“天和”核心舱的位置不变,飞船是静止的。
[2]声音的传播需要介质,真空不能传声,因此飞船在太空中不能传播声音。
11.如图甲是小明家的电能表,他家同时使用的用电器总功率不能超 W,小明一家在八月份外出旅游,家中只有电冰箱工作,电能表月初和月末的示数分别如图甲、乙所示,如果电费缴费标准是,则小明家这个月需要缴纳电费 元。
【答案】4400 20
【解析】[1]从电能表的铭牌“220V 10(20A)”可知,允许通过的最大电流为20A,则电能表的最大功率为
[2]电能表本月末与上月初的读数差即为该月所消耗的电能,电能表的末尾是小数位,小明家这个月用电为
小明家这个月需要缴纳电费为
12.太阳能供暖蓄热系统由集热、蓄热和供暖三部分组成,其基本工作过程如图所示。为便于计算,工作过程和相关数值均做了简化处理,如下表所示。不计集热板到蓄水箱之间的管道、热交换器的热损失。若一天光照时长为10h,集热板的光热转化效率为60%,集热板中的水获得的内能一方面通过蓄水箱对用户全天持续供暖,另一方面使得蓄水箱内水的温度最终升高了10℃。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),水的密度为1.0×103kg/m3。则该蓄水箱的容积至少是 m3;假设用户采用地暖供热,根据地暖供热标准,用户的进水温度不低于40℃,若这一天持续供暖结束后,蓄水箱水温为48℃,接下来为连续阴雨天气,通过计算,蓄水箱储存的内能 (选填"能”或“不能”)为用户按标准持续供暖3天。
集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量
集热板面积
蓄水箱全天持续供暖输出能量
(含用户得到的内能、蓄水箱和供暖管道的热损失)
3×106J
4×104m2
1.74×1011J
【答案】 1.3×10⁴ 不能
【解析】[1]集热板每小时、每平方米接收的太阳辐射能量3×106J,集热板的光热转化效率为60%,集热板中的水获得的内能Q=ηPSt=60%×3×106J/(h·m2)×10h×4×104m2=7.2×1011J
蓄水吸收的热量Q吸=Q-E=7.2×1011J-1.74×1011J =5.46×1011J
水的质量为
水箱容积为
[2]水箱中水降低温度可以放出的热量,为Q放=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1.3×107kg×(48℃-40℃)=4.368×1011J
可以供暖的天数
不能满足3天的要求。
13.如图甲所示电路,电源电压保持不变,R1、R3为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为R。只闭合S1、S4时,移动滑片P,得到两个电压表与电流表A1的关系如图乙,电流表A1与R2的关系如图丙,已知,此过程中R1的最大电功率为P1,则图乙中 ;当闭合S1、S2、S3时,电流表A2示数为,已知,此时R3的电功率为P2,则 。
【答案】2∶3 9∶8
【解析】[1]S1、S4闭合时,电路如下:
此时定值电阻与变阻器串联,两个电流表的示数是相等的。电压表V1测量变阻器两端电压,V2测量两端电压。读乙可知,AC表示某元件电压升高时电流增大,根据欧姆定律可知,此元件电阻不变,即AC是电流-电压关系图像,AB是变阻器电流-电压关系图像。电源电压为U,根据串联电路电压规律,有
①
②
又知③,将以上三式联立,解得
有
读乙、丙图知,当电路中电流为时,变阻器与定值电阻两端电压相等,根据串联电路分压特点可知,此时两元件电阻相同,即
电路中电流为I2时,变阻器连入电路的阻值为,有
④
[2]S1、S2、S3全部闭合时,电路如图:
R1、R3并联,电流表A1测量通过R3的电流,A2测量总电流,有
⑤
将④⑤代入I2∶I′=1∶2得。则
14.(1)如图甲所示,入射光线平行于凸透镜的主光轴,请画出通过透镜后的折射光线;
(2)如图乙所示为用螺丝刀撬图钉的示意图,请在图中画出动力F1的力臂l₁;
【答案】(1) (2)
【解析】(1)平行于主光轴的入射光线经过凸透镜折射后,折射光线过焦点,如图所示:
(2)动力臂是支点到动力作用线的距离。图中的O点为支点,从O点向动力F1的作用线做垂线,则垂线段ll即为动力F1的力臂,如图所示:
三、实验探究题(本题共3个小题,15小题6分,16小题7分,17小题9分,共22分。)
15.(1)小华同学用如图甲所示装置探究平面镜成像的特点。
①实验中,应选用 (填“厚”或“薄”)一些的玻璃板代替平面镜,把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面,可以看到它在玻璃板后面的像,这个像是由于光的 (填“折射”或“反射”)形成的。
②如图乙所示,小华同学在实验中将玻璃板与竖直方向成15°角放置,将蜡烛沿水平桌面向玻璃板方向移动一段距离L,则蜡烛所成的像到玻璃板距离的变化量 L(填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中,在按照图示正确安装好器材后,用酒精灯给水加热,每隔0.5min记录一次水温,实验数据记录如下表,回答下列问题:
时间/min
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
温度/℃
28.0
40.0
49.8
59.5
69.1
78.6
87.8
96.0
96.0
96.0
①在沸腾的过程中,虽然水的温度保持不变,但要用酒精灯持续加热,说明水在沸腾的过程中不断 ;
②实验还发现:刚开始加热,水升温快,快要沸腾时水升温变慢了,原因之一是水的温度越高( );(选填序号)
A.蒸发越快 B.蒸发越慢
C.比热容越小 D.比热容越大
③实验中,若要节约能源又要让水尽快沸腾,下列措施中可行的是( )(选填序号)
A.去掉烧杯上的盖子 B.用酒精灯内焰加热
C.适当减少烧杯中水的质量 D.使用温度更低的冷水实验
【答案】(1) ① 薄 反射 ②小于 (2)①吸热 ②A ③C
【解析】(1)①[1]蜡烛通过玻璃板的两个面都能成虚像。玻璃板越薄,这两个虚像间距离就越小,可以忽略两次成像对实验的影响。
[2]平面镜成像是由于光的反射形成的。
②如图,蜡烛到平面镜的距离变化量为l,l与L分别为直角三角形的直角边与斜边,l小于L。平面镜成像时像与物关于平面镜对称,故像与物到平面镜距离的变化量是相同的。因此像到平面镜距离变化量小于L。
(2)①实验中,水沸腾时虽然温度保持不变,但需要持续吸热,可得水在沸腾的过程中需要不断的吸收热量。
②实验加热初由于水和周围温差较小,热量散失较 慢,升温快;水温不断升高,和周围温差变大,热 量散失变快,升温变慢,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
③A.去掉烧杯上的盖子,热量散失较多,会延长水沸腾前加热的时间,浪费能源,故A不符合题意;
B.酒精灯的内焰,温度较低,用酒精灯内焰加热,沸腾前需要加热的时间会延长,浪费能源,故B不符合题意;
C.适当减少烧杯中水的质量,可以缩短沸腾前加热的时间,节省能源,故C符合题意;
D.使用温度更低的冷水实验,会延长沸腾前加热的时间,浪费能源,故D不符合题意。
故选C。
16.小辰想知道自己所喝的牛奶的密度,于是在实验室进行了如下操作:
(1)他将天平放在 上,发现天平的游码未置于标尺左端的零刻度线处,但指针却指在分度盘的中央,他应该先将游码调到标尺的零刻度线处,再将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,天平横梁才能平衡;
(2)以下是小辰设计的实验步骤:
A.测出空杯子的质量m1;
B.将一袋牛奶倒一部分在空杯中,测得总质量为m2;
C.将杯中的牛奶再倒入量筒中,测得其体积为V;
D.计算出牛奶的密度。
则按照小辰的设计思路,牛奶的密度表达式是:= ;但是由于往量筒中倒牛奶时不可能倒尽,因此按他设计的步骤测出的牛奶密度值将 (选填“偏大”或“偏小”),同桌的小阳同学看到后说只要按照下图调整一下操作顺序就可以解决上述问题;
(3)按照小阳调整后的顺序A、B、C操作,经过计算牛奶的密度是 kg/m3,若两次测量中使用的10g的砝码破损了,则所测牛奶的密度大小 ;
(4)其它组的小淼同学非常聪明,他设计出了仅用一个弹簧秤和一个透明塑料袋(塑料袋的质量和体积忽略不计),水槽,水等就可以测出牛奶密度的方案,方案如下:
①将一部分牛奶装入透明塑料袋中,用嘴向袋内吹气后封口并扎紧(袋内气体质量忽略不计),用弹簧秤测出牛奶的质量为m3(如图甲);
②用弹簧秤拉着塑料袋进入水槽中(如图乙)直至塑料袋内牛奶液面与水槽中水面相平时;读出此时的示数为m4;
③则牛奶的密度表达式:= (用,m3,m4表示)。
【答案】(1)水平台 右 (2) 偏大 (3) 不变 (4)
【解析】(1)[1]实验中天平的横梁需要在水平位置平衡,应将天平放在水平台面上。
[2]天平的读数是用右盘中砝码的质量加上游码对应标尺的示数,未将游码归零,指针却在分度盘中央,则此时右盘的质量比左盘的小,所以将游码归零后,左盘将偏重,应向右调节平衡螺母,才能让天平的横梁在水平位置平衡。
(2)[1]由实验知,量筒中牛奶的质量
牛奶的密度
[2]由于往量筒中倒入牛奶时,烧杯中有牛奶残留,造成倒入量筒中的牛奶的体积偏小,根据密度公式可知,质量不变,体积偏小,所以测出牛奶的密度偏大。
(3)[1]由图示中的A知,烧杯及牛奶的总质量m总=50g+20g+10g+2.4g=82.4g
C中,空烧杯的质量m烧杯=20g+10g+5g+2.4g=37.4g
量筒中牛奶的质量
由B知,量筒的分度值为2mL,示数为40mL,量筒中,牛奶的体积为。牛奶的密度
[2]两次测量中,10g砝码都破损,则两次测量的值:烧杯和牛奶的总质量及烧杯的质量都偏小,而量筒中的牛奶的质量等于两次测量值的差,则两次测量偏小值对牛奶的质量无影响,所以测得的牛奶的密度不变。
(4)图乙中,牛奶浸没水中,此时弹簧秤的示数m4,牛奶所受的浮力
据阿基米德原理知,此时排开水的质量
排开水的体积即牛奶的体积为
牛奶的密度
17.小爽做“探究电流与电阻的关系”的实验,连接的电路如图甲所示,电源电压恒为3V,可用的定值电阻有、、、和。
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲所示的实验电路补充完整,并且使滑动变阻器连入电路的阻值最大;
(2)他将的定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表无示数而电压表有示数,则电路中的故障可能是 ;排除故障后闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,达到实验要求时,电流表示数如图乙所示,电流为 A;
(3)将的定值电阻换成的定值电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数为 V为止,记录电流表的示数;
(4)为了获得普遍规律,他想利用上述五个电阻分别单独接入电路,进行五次实验,则他选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于 ;
(5)完成上述实验后,小爽又设计了如图丙所示的电路,来测量一个小灯泡正常发光时的电阻。已知小灯泡的额定电压为,电源电压为U,滑动变阻器A的最大阻值为R0,请完成实验步骤并写出表达式:
①闭合开关S、,断开,移动滑动变阻器A的滑片,使电压表的示数为 ,此时小灯泡正常发光;
②闭合开关S、,断开,保持滑动变阻器A的滑片位置不变, ,使电压表的示数为;再保持滑动变阻器B的滑片位置不变,将滑动变阻器A的滑片移动到 (选填“左”或“右”)端,读出电压表的示数为;
③小灯泡正常发光时电阻表达式为R额= 。
【答案】(1) (2) 断路 0.4 (3)左 2 (4)15
(5) U额 移动滑动变阻器B的滑片 右
【解析】(1)电压表并联到电阻的两端,滑动变阻器串联接入电路中,滑动变阻器采用一上一下的接法,如下图
(2)[1]闭合开关S,电流表没有示数,说明电路为断路;电压表有示数,说明电压表与电源两端相连,说明除与电压表并联的部分以外没有断路,即与电压表并联的R断路。
[2]电流表的量程为,分度值为,电流表的示数为。
(3)[1][2]由知道,电阻两端的控制电压为
将的定值电阻换成的定值电阻后,由于串联电路起分压作用,因此定值电阻两端电压变大,即电压表的示数变大,要保持电压表示数不变,需增大滑动变阻器两端电压,由串联电路分压规律知道,需增大滑动变阻器接入电路的阻值,故将滑片向左端移动,直到电压表的示数为2V。
(4)电源电压为3V,定值电阻两端电压为2V,则滑动变阻器两端电压为
串联电路电流相等,电阻两端电压与电阻阻值成正比,电阻两端电压是滑动变阻器两端电压的2倍,电阻阻值是滑动变阻器接入电路阻值的2倍,第5次实验的电阻为,要完成整个实验,滑动变阻器接入电路的最大阻值为。
(5)[1]①闭合开关S、,断开,移动滑动变阻器A的滑片,使电压表的示数为U额,此时小灯泡正常发光。
[2][3]②闭合开关S、,断开,保持滑动变阻器A的滑片位置不变,移动滑动变阻器B的滑片,使电压表的示数为U额,此时滑动变阻器B相当于小灯泡,则灯泡的电阻就等于滑动变阻器B接入电路的电阻;再保持滑动变阻器B的滑片位置不变,将滑动变阻器A的滑片移动到右端,读出电压表的示数为。
[4]③根据串联电路电压的特点知道,滑动变阻器A两端的电压为
滑动变阻器A的电流为
根据串联电路电流处处相等知道,滑动变阻器B的电流为
此时滑动变阻器B的电阻为
灯泡的电阻就等于滑动变阻器B接入电路的电阻为
四、论述计算题(本题共3个小题,18小题6分,19 小题8分,20小题8分,共22分,解题应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不能给分。)
18.如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组,将6000N的物体匀速起吊10m时,滑轮组的机械效率是80%。求:
(1)此过程中滑轮组所做的有用功是多少J?
(2)绳端的拉力F是多少N?
【答案】(1)6×104 (2)2.5×103
【解析】(1)滑轮组提升重物时所做的有用功
W有用=Gh=6000N×10m=6×104J
(2)由得拉力所做的总功
由图知,n=3,拉力端移动距离
s=3h=3×10m=30m由W总=Fs可得拉力
19.亮亮设计了一个如图甲所示的电子高度测量仪,用粗细均匀的电阻丝代替滑动变阻器,将电压表装成高度显示仪,电压表示数随高度变化的规律如图乙所示。已知电源电压恒定不变,电阻丝R足够长,每1cm的阻值大小为0.1Ω,电压表量程为“0~15V”,电流表量程为“0~3A”,身高为170cm的同学站上去后电压表示数为9V,电流表示数为1A,求:
(1)身高为170cm的同学站上后,电阻丝接入电路的长度;
(2)身高为110cm的同学站上后,R0消耗的电功率;
(3)为保证安全,该测量仪能够测量的最大高度。
【答案】(1)90cm (2)20.25W (3)530cm
【解析】(1)图甲可知,电阻R0和变阻器R串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流由欧姆定律可知,h1=170cm的同学站上后,电阻丝接入电路的电阻值为
因为每1cm的阻值大小为0.1Ω,所以9Ω的长度为
(2)由题意可知,h2=110cm的同学站上后,滑动变阻器接入电路的电阻R'=R-(h1-h2)×0.1Ω/cm=9Ω-(170cm-110cm)×0.1Ω/cm=3Ω
由图乙可知,此时电压表的示数为4.5V,由欧姆定律可知,此时电路中的电流
串联电路的电压特点和欧姆定律可知,h1=170cm的同学站上后,电源电压U总=UR+IR0=9V+1A×R0①
h2=110cm的同学站上后,电源电压U总=UR'+I'R0=4.5V+1.5A×R0②
由①②解得R0=9Ω,U总=18V
R0消耗的电功率P0=I'2R0=(1.5A)2×9Ω=20.25W
(3)由串联电路的分压作用知当电压表的示数最大时分压最多,滑动变阻器的电阻最大,由于电压表的量程为0~15V,所以滑动变阻器两端的最大电压为15V,由串联电路电压的规律知定值电阻R0两端的电压为U0=U总-UV大=18V-15V=3V
此时电路中的电流为
滑动变阻器的最大电阻为
45Ω的长度为
当h1=170cm时,电阻丝连入电路的总长度为90cm,则滑动变阻器最下端到地面的距离h0=h1-L=170cm-90cm=80cm
所以该测量仪能够测量的最大高度为h最大=h0+L′=80cm+450cm=530cm
20.如图甲,一轻质薄壁圆柱形容器,底面积,高,向容器中加水后,测得容器中水的质量。,,π取3,球体体积公式: (r为球体半径)。不考虑蒸发、溢出液体粘附等次要因素。
(1)求水的高度h1;
(2)若将包裹有某种合金球的冰球(如图乙,整体为实心)放入图甲容器中,球浸没且沉底,水溢出了一部分。待冰完全熔化成水后,测得容器总质量,液面高,如图丙。已知,求合金球的密度。
(3)若将另一个实心金属球放入图甲容器中,球能全部浸入水中且使水溢出,测得溢出水质量为m3,溢水后容器总质量为m4,请写出金属球密度ρ3表达式(用m1、m3、m4、h0、h1、S0、ρ水表示),并写出金属球的体积V2的取值范围。
【答案】(1)5.5cm (2) (3)
【解析】(1)水的密度
容器中水的体积
容器中水的深度
(2)图甲中,圆柱形容器的底面积为,故半径为
则直径为4cm,冰球浸没且沉底,水溢出一部分,故冰球的半径,因为冰熔化后,容器内的水深5.875cm,所以合金球处于浸没状态,设合金冰球中冰的质量为m冰,则有
代入数据可得
解得
冰的体积
因为,所以合金的体积
冰熔化后容器中的水的质量
金属球的质量
合金球的密度
(3)要使水溢出,实心球的体积必须大于容器中没有水的部分的体积,溢出水的质量为m3,则实心球的体积
实心球的质量
实心球的密度
因为容器甲的底面半径为2cm,故球的最大体积为
最小体积要大于
金属球的体积V2的取值范围。
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