精品解析:2025年江苏省无锡市锡北片区中考一模物理试题
2025-04-18
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 中考复习-一模 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | 无锡市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 22.36 MB |
| 发布时间 | 2025-04-18 |
| 更新时间 | 2025-09-28 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-04-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51678600.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
锡北片区2025年中考物理一模试卷
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分)
1. 为了让同学们养成关注生活的良好习惯,物理老师倡导同学们对身边一些常见的物理量进行估测,以下是他们交流的一些估测数据,其中符合实际的是( )
A. 洗澡水的温度约60℃ B. 42寸彩电正常工作时的功率约2W
C. 正常人的心率约70次/分钟 D. 一本物理课本的质量大约为20g
2. 歌曲《东方红》简谱中有如下片段:,其中的数字符号表示声音的( )
A. 音调 B. 响度 C. 音色 D. 速度
3. 2024年3月2日,神舟十七号航天员出舱修复受损的太阳翼,使其将太阳能转化为电能的功能恢复正常,如图所示,太阳能、太阳翼分别属于( )
A. 可再生能源、电源 B. 可再生能源、用电器
C. 不可再生能源、电源 D. 不可再生能源、用电器
4. 2023年12月1日起,执行新的《食用农产品市场销售质量安全监督管理办法》,市场全面禁用生鲜灯。某超市的切片西瓜原来用红色光照射,现在统一用白光照射.在白光照射下,呈现绿皮、黑籽、红瓤的切片西瓜,原来在红色光照射下,呈现( )
A. 黑皮、红籽、红瓤 B. 绿皮、黑籽、红瓤
C. 黑皮、黑籽、红瓤 D. 黑皮、黑籽、黑瓤
5. 如图所示,将同一支压强计的金属盒依次放入装有同种液体的甲、乙、丙容器中,金属盒面的朝向不同,但U形管液面的高度差相等,要观察到这样的实验现象,需要控制的实验条件是( )
A. 同一个人操作 B. 液体质量相等
C. 操作时间相等 D. 金属盒面的中心在液体中的深度相等
6. 太阳喷射大量带电微粒进入大气层会引起地磁暴,影响通信、导航的运行。太阳喷射的带电微粒可能是( )
A. 中子、电子 B. 质子、中子 C. 分子、原子 D. 质子、电子
7. 美国《发现》网站于2023年10月报道:“牛能感知地球磁场,吃草、休息时,其身体朝向习惯与地磁场磁感线平行(如图所示),”为求证真伪,同学们设计如下实验方案:在四周无明显差异的草地上,多次观察牛吃草、休息时的身体朝向,若报道真实,则牛的身体朝向习惯性呈现四个场景中的( )
A. ①和② B. ③和④ C. ①和③ D. ②和④
8. 2024年5月,中国“嫦娥六号”任务搭载四个国际载荷成功发射升空。火箭发射时,燃料燃烧获得的能量使其加速升空,与该过程能量转化形式相同的是( )
A. 热机做功冲程 B. 钻木取火过程 C. 水力发电过程 D. 物体上抛过程
9. 英国科学家研究发现,用特定波长的红光持续照射人体背部15min,可明显刺激人体线粒体,增加葡萄糖消耗,降低血糖水平,该技术有望用来帮助糖尿病患者通过非药物方式降低血糖,该红光的波形图如图所示,已知,则该红光的波长为( )
A. 335nm,合 B. 335nm,合
C. 670nm,合 D. 670nm,合
10. 小明按人类对磁的认识历程,对“电磁转换”一章知识进行梳理,图中对应位置的内容填写正确的是( )
A. 赫兹 B. 电动机 C. 电磁起重机 D. 电磁感应现象
11. 将新鲜度不同的甲、乙两鸡蛋放入水中,静止时的状态如图所示,下列说法正确的是( )
A. 若甲、乙体积相等,甲受到的浮力小 B. 若甲、乙质量相等,甲受到的浮力小
C. 向杯中加盐水后,乙受到的浮力变大 D. 向杯中加酒精后,乙受到的浮力变大
12. 图甲是灯泡L的图像,灯泡的额定电压为2.5V。将灯泡L接入图乙电路,已知电阻的阻值为,电流表量程为,电源电压可调。在电路安全工作的前提下,下列判断正确的是(提示:可在图甲中作出电阻的图像)( )
A. 两条支路中电流不可能相同 B. 灯泡实际功率总比电阻功率大
C. 电路总功率最大可达到1.5W D. 电源可调的最大电压为1.8V
二、填空题(本题共11小题,每空1分,共36分)
13. 如图是某住宅小区内的场景。
(1)夏天,很远的地方就能闻到小区荷花池里的香味,这是由于 ___________引起的;雨后天睛,当荷叶上两滴滚动的水珠相遇时,会汇合成一滴较大的水珠,这说明分子间存在着相互作用的 ___________力。
(2)图中A为小区大门旁的禁鸣标志,鸣叫的笛声是由汽车喇叭的 ___________产生的,人们能从各个方向看到此标志是因为光发生了 ___________反射。
(3)图中B是汽车限速标志,汽车以此速度行驶200m,至少需要 ___________s。
(4)图中C是摄像头,它的内部有光学元件,其作用相当于凸透镜,小区内的景物通过它成像,当汽车远离摄像头过程中,所成的像 ___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
14. 中医拔火罐能有效治疗某些疾病。使用时先加热火罐中气体,再按图示方法迅速将火罐按到皮肤上。一段时间后,罐内气体的内能___________,这是通过___________来改变罐内气体内能的;由于罐内气体压强___________外部大气压,从而使火罐紧紧吸附在皮肤上。
15. 如图所示是小球下落过程中每隔相等时间曝光一次所得的照片,其中小球运动的参照物是________,比较小球在相等时间内通过的________,可知小球的速度越来越________.
16. 吉利牌“涡轮增压”(T型)轿车,通过给发动机更足量空气使汽油更充分地燃烧(L型)更节能,排气更清洁,同型号的汽油加在T型轿车与加在L型轿车相比,热值 ________ (选填“更大”、“一样大”或“更小”);为防止发动机温度过高,用水进行冷却,这是利用水的________ 较大;若汽油机曲轴的转速为3000r/min,汽油机每秒内对外做功 _______ 次。
17. 电热水器是利用电流的_________效应工作的。小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表示数如图甲所示为_________kW·h,现仅接通一台如图乙所示的电热水器,观察到电能表指示灯1min内闪烁80次,则1min内消耗电能为_________J,其两端电压_________(高于/等于/低于)220V。
18. 健身步道上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板上,用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧,此过程中,拉力大小变化情况是_________。若要增加训练强度,应将配重盘向_________(a/b)端移。
19. 如图所示,将摆球从A点静止释放,经过最低点O到达B点,A、B两点等高,摆球到达B点时动能为______J;摆球从A点到O点的过程中,______能转化为动能。整个过程中,摆球的机械能大小______(选填“不变”或“减小”)。
20. 2024年3月20日,我国探月工程四期“鹊桥二号”中继星成功发射,它通过______实现地球与月球背面的信息传递。如图是中继星的星载天线缩比模型,形如“金色大伞”,“伞面”由高反射率的“镀金钼丝”制成,能将信号______(选填“反射”或“折射”)会聚到信号接收器,实现信息传输。“镀金钼丝”还具有热膨胀系数低的性质,可以确保其在温度变化较大时______(选填“容易”或“不易”)发生形变。
21. 2023年11月9日,甘肃省消防队举行高楼灭火演习。如图甲所示,电动灭火无人机悬停在空中、如图乙所示,当无人机水平向右猛烈喷射干粉的同时,原本悬停的无人机水平向左飘移,这说明力的作用是__________的。使原本悬停的无人机发生飘移的是__________对无人机施加的力;喷射干粉过程中,灭火无人机的重力势能__________。
22. 生活中的种种物理反映出了物理学科的“美”:
(1)甲图,多次改变入射角的大小,是为了探究___________;
(2)乙图,带电的塑料棒靠近铝箔条,铝箔条被吸引,说明带电体可以 ___________;
(3)丙图,研究短路引起熔丝熔断实验,应再取一根导线接在 ___________(选填“BD”、“AC”或“BC”)两点间。
23. 如图甲所示,物体A是边长为10cm的正方体,硬杆B一端固定在容器底,硬杆B受到物体A的作用力F随水深h变化的图象如图乙所示,不计杆的质量和体积。则物体A重 _____ N,当物体A刚好浸没时,硬杆B受到物体A的作用力 _____ N,方向 _________ 。
三、解答题(本题共9小题,共40分)
24. 如图,请画出篮球撞击篮板时所受重力G以及对篮板压力F的示意图。
25. 如图,请标出电源正负极和磁感线的方向。
26. 如图,请将开关和三孔插座正确接入家庭电路,使开关能控制插座的通、断电。
27. 小明买了蜡烛做以下物理小实验:
(1)如图甲,小明用刻度尺测量蜡烛的长度,该蜡烛的长度为 _________ cm;
(2)如图乙,小明在纸杯底部开一圆孔,用塑料薄膜蒙住杯口,拍打薄膜发出声音,烛焰晃动,说明声音具有 _______ ;
(3)如图丙,小明用该蜡烛“探究平面镜成像的特点”时,将点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,实验中蜡烛B ________ (选填“需要”或“不需要”)点燃。小明用吸管沿着图示方向对着蜡烛A的左侧吹气,他将看到A烛焰的像向 _____ (选填“左”或“右”)偏;
(4)如图丁,小明把一根蜡烛截成长度不同的两段,竖立在轻质杠杆的两边(支点在中点),如图所示。若同时点燃蜡烛(设燃烧速度相同),则杠杆 _________ (选填“左端下沉”、“右端下沉”、“仍保持平衡”或“无法判断”);
(5)如图戊,小明将底部嵌有铁块的蜡烛放入水中,点燃蜡烛至蜡烛熄灭时,蜡烛所受浮力_______ (选填“变大”、“变小”或“不变”;下同),水对容器底部产生的压强 _______ 。
28. 如图所示是我国自主研发的新能源汽车,正在由充电桩进行充电。该充电桩额定输出电压为500V,额定输出电流为20A。该电动汽车的电源由8000节电池组成,电池总质量为400kg,该电池的能量密度为0.20kW·h/kg(能量密度是指电池可以充入的最大电能与电池质量的比值),汽车每行驶100km的耗电量为20kW·h。求:
(1)充电桩额定输出功率是多少千瓦?
(2)该汽车电池一次能够储存的最大电能?将汽车电池从完全没电充电至充满,需要多少小时?
(3)若汽车以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶100km的过程中,受到的平均阻力是360N,则该过程中汽车将电能转化为机械能的效率是多大?
29. 小华测量手链上花生形状小饰品的密度。
(1)拆下穿过“花生”的细绳,用天平测“花生”质量,操作正确,如图所示,“花生”的质量为___________g;
(2)因“花生”体积较小,选择分度值更小的注射器来测“花生”体积。其步骤如下图,步骤②中摇动注射器的目的是:___________;
(3)测得“花生”的密度为___________。若在步骤③中,不慎挤出少许水,则密度测量值偏___________。
30. 学完阿基米德原理之后,小宜和小兴用如图所示的实验装置做了一个课外实验。他们将溢水杯放在电子秤上,向溢水杯中加水后(如图甲所示),然后他们将物体缓慢下降,当物体的部分体积浸在水中时(如图乙所示),剪断系在物体上的细线,将物体缓慢沉入到水底后(如图丙所示)(g取10N/kg)
测力计A/N
测力计B/N
电子秤/g
第一次
1.00
0.02
500.00
第二次
0.60
0.22
520.00
第三次
0
54000
(1)观察乙、丙两图可知物体在 _____ 图中所受浮力更大;图乙中物体受到的浮力为 ________ N;
(2)在整理数据时,小宜和小兴发现第三次实验中测力计B的示数记录不同,小宜记的是0.62N,小兴记的是0.42N,他们讨论推理后认为有一个数据是正确的,请判断 _______ 的记录是正确的。小桶里的水重 _____ (>/=/<)物体所受的浮力,原因是 ____________________ 。
31. 在“测量小灯泡的电功率”实验中,小明和小华利用电源电压恒定,额定电压为2.5V的小灯泡进行探究。
(1)如图甲所示是小明开始时连接的电路,仔细观察发现该电路存在连接错误,但只需改动一根导线,并用笔画线代替导线在原图上画出正确的接法__________。
(2)排除电路故障后,小明将滑片移到滑动变阻器阻值最大处,闭合开关;若想测量小灯泡额定功率,则应向__________(左/右)移动滑片,观察并记录多组数据,绘制如图乙所示的U﹣I图像,则小灯泡的额定功率为_____W。当电流表示数为I0(I0<0.50A)时,小灯泡的电功率为P1;
(3)断开开关,用一个定值电阻替换小灯泡,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处,记录两表示数,再移动滑片,并记录在表格中,分析数据可知:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成__________(正比/反比),当电流表示数仍为I0时,定值电阻的电功率为P2,则P1、P2的大小关系为P1__________P2(>/=/<);
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
0.9
2.0
25
3.0
电流I/A
0.18
0.40
0.50
0.60
(4)实验中所用电源的电压为__________V。
32. 阅读短文,回答问题。
智能道闸——助力汽车进出管理
如图甲是小区大门口常见的一种智能道闸,它由车辆识别系统、闸机和地感系统三部分组成。道闸的横杆具有强度高、耐腐蚀和重量轻等特点。
当车辆靠近道闸时,摄像头采集到车辆信息,与系统内已有信息进行比对,进入地感线圈区域时,路面下的线圈中电流发生变化,横杆不会落下。
为让横杆平稳起落,需给电动机进行减速,减速系统内部结构如图乙所示。首先电动机通过转轴末端的单头蜗杆A(相当于齿数为1的齿轮);接着与蜗轮同轴的齿轮C再带动与之啮合的齿轮D,实现第二次减速,可用后一个齿轮的齿数与前一个齿轮齿数的比值来计算。该闸机的第一次减速比应该为蜗轮B的齿数与1的比值,若数值为n:1,即表示蜗轮A转n转,蜗轮B转1转。整个系统的减速比可用每次减速比的乘积得到。
为了提高横杆的转动效果,通常还在闸机箱体内连杆末端一侧,安装弹簧辅助电动机工作。
(1)以下的材料中最适合用作道闸横杆的是 。
A. 铁质材料 B. 泡沫材料 C. 铝合金材料 D. 玻璃材料
(2)闸机中的遥控接收器和电动机是 _____ (串/并)联的。
(3)车辆进入时,为了避免被横杆砸伤,地感线圈安装的大致位置是 。
A. 横杆下方区域 B. 道闸外面5m处 C. 道闸里面5m处
(4)若某智能道闸电动机的转速为3000r/min,蜗轮B的齿数为240,齿轮C的齿数为40,齿轮D的齿数为50,则该道闸整个系统的减速比是 ________ ,道闸横杆起杆(从水平位置转动到竖直位置)时间约为 ________ s。
(5)道闸起杆时间过长,请你针对此现象提出合理的改进措施:____________________ 。
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锡北片区2025年中考物理一模试卷
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分)
1. 为了让同学们养成关注生活的良好习惯,物理老师倡导同学们对身边一些常见的物理量进行估测,以下是他们交流的一些估测数据,其中符合实际的是( )
A. 洗澡水的温度约60℃ B. 42寸彩电正常工作时的功率约2W
C. 正常人的心率约70次/分钟 D. 一本物理课本的质量大约为20g
【答案】C
【解析】
【详解】A.人体正常体温在37℃左右,洗澡水的温度应该略高于体温,在40℃左右,不可能达到60℃,故A不符合题意;
B.一台洗衣机的额定功率在150W左右,电视机的额定功率与此差不多,在150W左右,故B不符合题意;
C.正常情况下,人的心脏跳动一次的时间接近1s,1min跳动的次数在70次左右,故C符合题意;
D.一个苹果的质量在200g左右,一本物理课本的质量与此差不多,在200g左右,故D不符合题意。
故选C。
2. 歌曲《东方红》简谱中有如下片段:,其中的数字符号表示声音的( )
A. 音调 B. 响度 C. 音色 D. 速度
【答案】A
【解析】
【详解】音乐简谱中的数字所记录的是声音的音调。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3. 2024年3月2日,神舟十七号航天员出舱修复受损的太阳翼,使其将太阳能转化为电能的功能恢复正常,如图所示,太阳能、太阳翼分别属于( )
A. 可再生能源、电源 B. 可再生能源、用电器
C. 不可再生能源、电源 D. 不可再生能源、用电器
【答案】A
【解析】
【详解】太阳能能源源不断获得,是可再生能源;太阳翼为电路提供电能,在电路中属于电源。
故选A。
4. 2023年12月1日起,执行新的《食用农产品市场销售质量安全监督管理办法》,市场全面禁用生鲜灯。某超市的切片西瓜原来用红色光照射,现在统一用白光照射.在白光照射下,呈现绿皮、黑籽、红瓤的切片西瓜,原来在红色光照射下,呈现( )
A. 黑皮、红籽、红瓤 B. 绿皮、黑籽、红瓤
C. 黑皮、黑籽、红瓤 D. 黑皮、黑籽、黑瓤
【答案】C
【解析】
【详解】不透明物体的颜色是由它反射的色光所决定的,如果一个物体呈现某种颜色,那么它只反射那种颜色的光,而吸收其他所有颜色的光。白光下的切片西瓜颜色:绿皮、黑籽、红瓤。这意味着西瓜皮反射绿光,吸收其他颜色的光;西瓜籽不反射任何光,以至于看起来是黑色的;西瓜瓤反射红光,吸收其他颜色的光。则在红色光照射下:西瓜皮:由于它只反射绿光,所以西瓜皮在红色光照射下会吸收所有红色光,不反射任何光,因此看起来是黑色的;西瓜籽:它本身就不反射光(或反射很少的光),所以在任何颜色的光照射下看起来都是黑色的。在红色光照射下,它同样会吸收所有红色光,看起来是黑色的。西瓜瓤:它反射红光,所以在红色光照射下,它会反射大量的红色光,看起来是红色的。综上所述,原来在红色光照射下,切片西瓜会呈现黑皮、黑籽、红瓤的颜色。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5. 如图所示,将同一支压强计的金属盒依次放入装有同种液体的甲、乙、丙容器中,金属盒面的朝向不同,但U形管液面的高度差相等,要观察到这样的实验现象,需要控制的实验条件是( )
A. 同一个人操作 B. 液体质量相等
C. 操作时间相等 D. 金属盒面的中心在液体中的深度相等
【答案】D
【解析】
【详解】将同一支压强计的金属盒依次放入装有同种液体的甲、乙、丙容器中,金属盒面的朝向不同,但U形管液面的高度差相等,探究同一深度各个方向的压强的关系,所以金属盒面的中心在液体中的深度相等。
故选D。
6. 太阳喷射大量带电微粒进入大气层会引起地磁暴,影响通信、导航的运行。太阳喷射的带电微粒可能是( )
A. 中子、电子 B. 质子、中子 C. 分子、原子 D. 质子、电子
【答案】D
【解析】
【详解】AB.中子不带电,故AB不符合题意;
C.分子和原子不显电,故C不符合题意;
D.质子带正电,电子带负电,故D符合题意。
故选D。
7. 美国《发现》网站于2023年10月报道:“牛能感知地球磁场,吃草、休息时,其身体朝向习惯与地磁场磁感线平行(如图所示),”为求证真伪,同学们设计如下实验方案:在四周无明显差异的草地上,多次观察牛吃草、休息时的身体朝向,若报道真实,则牛的身体朝向习惯性呈现四个场景中的( )
A. ①和② B. ③和④ C. ①和③ D. ②和④
【答案】A
【解析】
【详解】地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近;地磁场的磁感线从地磁的北极附近出来,回到地磁的南极附近,牛的身体朝向习惯性与地磁场磁感线平行,所以牛的身体朝向是南北方向,故①②符合题意。
故选A。
8. 2024年5月,中国“嫦娥六号”任务搭载四个国际载荷成功发射升空。火箭发射时,燃料燃烧获得的能量使其加速升空,与该过程能量转化形式相同的是( )
A. 热机做功冲程 B. 钻木取火过程 C. 水力发电过程 D. 物体上抛过程
【答案】A
【解析】
【详解】火箭发射时,燃料燃烧获得的能量使其加速升空,该过程为内能转化成机械能。
A.热机做功冲程中内能转化成机械能,故A符合题意;
B.钻木取火过程机械能转化成内能,故B不符合题意;
C.水力发电过程为机械能转化成电能,故C不符合题意;
D.物体上抛过程中克服阻力做功,机械能转化成内能,故D不符合题意。
故选A。
9. 英国科学家研究发现,用特定波长的红光持续照射人体背部15min,可明显刺激人体线粒体,增加葡萄糖消耗,降低血糖水平,该技术有望用来帮助糖尿病患者通过非药物方式降低血糖,该红光的波形图如图所示,已知,则该红光的波长为( )
A. 335nm,合 B. 335nm,合
C. 670nm,合 D. 670nm,合
【答案】D
【解析】
【详解】一个完整的波长包括一个波峰和一个波谷,即从O到B的距离。OA、AB、BC、CD都是335nm,一个完整的波长为2个OA的长度,即
2×335nm=670nm
因此,该红光的波长为670nm,合6.70×10-7m。
故选D。
10. 小明按人类对磁的认识历程,对“电磁转换”一章知识进行梳理,图中对应位置的内容填写正确的是( )
A. 赫兹 B. 电动机 C. 电磁起重机 D. 电磁感应现象
【答案】D
【解析】
【详解】A.奥斯特发现电流的磁效应,故A错误;
B.电流的磁效应的应用为电磁铁,发电机应用了通电线圈在磁场中受力的作用,故B错误;
C.磁场对电流的作用的应用为发电机,电磁起重机应用了电流的磁效应,故C错误;
D.发电机应用了电磁感应的原理,故D正确。
故选D。
11. 将新鲜度不同的甲、乙两鸡蛋放入水中,静止时的状态如图所示,下列说法正确的是( )
A. 若甲、乙体积相等,甲受到的浮力小 B. 若甲、乙质量相等,甲受到的浮力小
C. 向杯中加盐水后,乙受到的浮力变大 D. 向杯中加酒精后,乙受到的浮力变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.若甲、乙体积相等,乙排开液体的体积小,根据公式可知,乙受到的浮力比甲小,故A错误;
B.若甲、乙质量相等,由G=mg可知,甲、乙重力相等,乙漂浮,浮力等于重力,甲沉底,浮力小于重力,则甲受到的浮力小,故B正确;
C.原来乙漂浮,说明乙密度小于水的密度,加入盐水后,液体密度变大,乙密度依旧小于液体密度,仍然漂浮,乙受到的浮力仍然等于重力,故乙受到的浮力不变,故C错误;
D.向杯中加酒精,液体密度会变小,乙会下沉一些,可能漂浮或悬浮,此时浮力仍然等于重力;也可能沉底,此时浮力小于重力,浮力变小;故乙受到的浮力不会变大,故D错误。
故选B。
12. 图甲是灯泡L的图像,灯泡的额定电压为2.5V。将灯泡L接入图乙电路,已知电阻的阻值为,电流表量程为,电源电压可调。在电路安全工作的前提下,下列判断正确的是(提示:可在图甲中作出电阻的图像)( )
A. 两条支路中的电流不可能相同 B. 灯泡实际功率总比电阻功率大
C. 电路总功率最大可达到1.5W D. 电源可调的最大电压为1.8V
【答案】D
【解析】
【详解】该题中,电流表在干路,最大干路电流为0.6A,由甲图可知,若灯泡正常发光,灯泡电流为0.26A,定值电阻的电流则为
此时干路电流为
0.26A+0.5A=0.76A
0.76A大于0.6A,说明该电路最大电压不为2.5V。由甲图可知,电压为1.8V时,灯泡电流为0.24A,定值电阻的电流为
此时干路电流为
0.24A+0.36A=0.6A
则该电路最大电压为1.8V。
A.由甲图可知,最左边一个点算出其灯泡电阻为
由甲图可知,电压为1.8V时,灯泡电流为0.24A,此时灯泡电阻为
灯泡电阻变化范围为1.67Ω~7.5Ω之间,当灯泡电阻与R0相等时,电流相等,灯泡电阻可以达到5Ω,故两支路电流可能相等,故A错误;
B.并联电路中,灯泡与定值电阻两端电压相等,根据公式可知,电阻越大,实际功率越小,灯泡最大电阻为7.5Ω,大于R0,此时灯泡实际功率小于电阻功率,故B错误;
C.电流最大为0.6A,电压为1.8V,此时电功率最大,为
故最大功率为1.08W,达不到1.5W,故C错误;
D.由甲图可知,电压为1.8V时,灯泡电流为0.24A,定值电阻的电流为
此时干路电流为0.24A+0.36A=0.6A,则该电路最大电压为1.8V。故D正确。
故选D。
二、填空题(本题共11小题,每空1分,共36分)
13. 如图是某住宅小区内的场景。
(1)夏天,很远的地方就能闻到小区荷花池里的香味,这是由于 ___________引起的;雨后天睛,当荷叶上两滴滚动的水珠相遇时,会汇合成一滴较大的水珠,这说明分子间存在着相互作用的 ___________力。
(2)图中A为小区大门旁的禁鸣标志,鸣叫的笛声是由汽车喇叭的 ___________产生的,人们能从各个方向看到此标志是因为光发生了 ___________反射。
(3)图中B是汽车限速标志,汽车以此速度行驶200m,至少需要 ___________s。
(4)图中C是摄像头,它内部有光学元件,其作用相当于凸透镜,小区内的景物通过它成像,当汽车远离摄像头过程中,所成的像 ___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 分子在不停地做无规则的运动 ②. 吸引 ③. 振动 ④. 漫 ⑤. 144 ⑥. 变小
【解析】
【详解】(1)[1]荷花绽放的时候,距离荷花很远的地方就能闻到花的香味,荷花的芳香分子扩散到空气中,这种现象说明了分子在不停地做无规则的运动。
[2]雨后天晴,荷叶上的水珠随荷叶拂动而滚动不止,当两滴水珠相遇时,会汇合变成一滴较大的水滴,这说明:分子之间存在引力。
(2)[3]声音是由物体振动产生的,一切正在发声的物体都在振动,鸣叫的笛声是由汽车喇叭的振动产生的。
[4]反射分为漫反射和镜面反射,能从各个方向看到此标志是因为光在标志牌上发生漫反射。
(3)[5]由图可知,限速标志内的数字是5,则表示的是限制车速不高于5km/h;由可得,汽车以此速度行驶200m,需要时间为
(4)[6]摄像头是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理制成的,凸透镜成实像时,物远像近像变小,因此当汽车远离摄像头过程中,物距增大,像距减小,所成的像变小。
14. 中医拔火罐能有效治疗某些疾病。使用时先加热火罐中气体,再按图示方法迅速将火罐按到皮肤上。一段时间后,罐内气体的内能___________,这是通过___________来改变罐内气体内能的;由于罐内气体压强___________外部大气压,从而使火罐紧紧吸附在皮肤上。
【答案】 ①. 减小 ②. 热传递 ③. 小于
【解析】
【详解】[1][2]加热火罐中气体,迅速将火罐按到皮肤上,一段时间后,由于罐内气体向外界散热,气体的温度降低,内能减小,这是通过热传递来改变罐内气体内能的。
[3]罐内气体冷却后气压降低,导致罐内气强小于外部大气压,在内外气压差作用下火罐紧紧吸附在皮肤上。
15. 如图所示是小球下落过程中每隔相等时间曝光一次所得的照片,其中小球运动的参照物是________,比较小球在相等时间内通过的________,可知小球的速度越来越________.
【答案】 ①. 地面 ②. 路程 ③. 大
【解析】
【详解】在判断物体是运动还是静止时,要先选取一个标准作为参照物,物体相对于参照物位置变了,就是物体运动了,否则就是静止的,通常我们选择地面为参照物;以地面为参照物,小球的位置发生着变化,所以以地面为参照物,小球是运动的;通过图片可知,球在相等时间内通过的路程越来越大,所以小球的速度越来越大.
16. 吉利牌“涡轮增压”(T型)轿车,通过给发动机更足量空气使汽油更充分地燃烧(L型)更节能,排气更清洁,同型号的汽油加在T型轿车与加在L型轿车相比,热值 ________ (选填“更大”、“一样大”或“更小”);为防止发动机温度过高,用水进行冷却,这是利用水的________ 较大;若汽油机曲轴的转速为3000r/min,汽油机每秒内对外做功 _______ 次。
【答案】 ①. 一样大 ②. 比热容 ③. 25
【解析】
【详解】[1]热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃烧情况无关,因此热值不变。
[2]用水做冷却剂,是因为质量和升高相同的温度时,水的比热容大,吸收的热量多,能带走更多的热量。
[3]汽油机曲轴的转速为3000r/min,即50r/s,已知曲轴每转2圈,对外做功1次,则该汽油机每秒内对外做功25次。
17. 电热水器是利用电流的_________效应工作的。小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表示数如图甲所示为_________kW·h,现仅接通一台如图乙所示的电热水器,观察到电能表指示灯1min内闪烁80次,则1min内消耗电能为_________J,其两端电压_________(高于/等于/低于)220V。
【答案】 ①. 热 ②. 3023.6 ③. ④. 等于
【解析】
【详解】[1]电流通过导体时,导体发热是电能转化为内能,这种现象是电流的热效应。
[2]电能表的读数方法:最后一位是小数,由甲图可得家中的电能表示数为3023.6kW·h。
[3]电能表指示灯 1min 内闪烁 80 次,电能表参数“3200imp/(kW·h)”,则 1min 内消耗电能为
[4]电热水器的实际功率为
实际功率等于额定功率,所以实际电压等于额定电压,为220V。
18. 健身步道上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板上,用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧,此过程中,拉力大小变化情况是_________。若要增加训练强度,应将配重盘向_________(a/b)端移。
【答案】 ①. 逐渐变小 ②. a
【解析】
【详解】[1]人坐在座板上,用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧,此过程中,阻力(配重盘的重力)不变,阻力臂变小,动力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,动力变小,即拉力逐渐变小。
[2]若要增加训练强度,即增大拉力,根据杠杆平衡条件可知,在阻力(配重盘的重力)不变的情况下,应增大阻力臂,即将配重盘向a端移。
19. 如图所示,将摆球从A点静止释放,经过最低点O到达B点,A、B两点等高,摆球到达B点时动能为______J;摆球从A点到O点的过程中,______能转化为动能。整个过程中,摆球的机械能大小______(选填“不变”或“减小”)。
【答案】 ①. 0 ②. 重力势 ③. 不变
【解析】
【详解】[1]小球在A点时静止,动能为零,从A点由静止释放,能达到与A点等高的B点,说明没有能量损失,即机械能守恒。由于B点与A点等高,重力势能相等,所以B点动能与A点相同也为0。
[2]摆球从A点运动到O点的过程中,摆球的质量不变,高度减小,重力势能逐渐减小,速度变大,动能逐渐变大。此过程中,重力势能转化为动能。
[3]如图所示,摆球由A点静止释放,经过最低点O到达B点,A、B两点等高。说明摆球在运动过程中没有能量损失,整个过程中,动能和势能相互转化,机械能守恒,因此摆球的机械能不变。
20. 2024年3月20日,我国探月工程四期“鹊桥二号”中继星成功发射,它通过______实现地球与月球背面的信息传递。如图是中继星的星载天线缩比模型,形如“金色大伞”,“伞面”由高反射率的“镀金钼丝”制成,能将信号______(选填“反射”或“折射”)会聚到信号接收器,实现信息传输。“镀金钼丝”还具有热膨胀系数低的性质,可以确保其在温度变化较大时______(选填“容易”或“不易”)发生形变。
【答案】 ①. 电磁波 ②. 反射 ③. 不易
【解析】
【详解】[1]电磁波可以传递信息,电磁波可以在真空中传播,“鹊桥二号”中继星通过电磁波实现地球与月球背面的信息传递。
[2]由图可知,中继星的星载天线能将信号能将信号会聚到信号接收器,实现信息传输。
[3]“镀金钼丝”具有热膨胀系数低的性质,“镀金钼丝”在温度变化较大时不易发生形变。
21. 2023年11月9日,甘肃省消防队举行高楼灭火演习。如图甲所示,电动灭火无人机悬停在空中、如图乙所示,当无人机水平向右猛烈喷射干粉的同时,原本悬停的无人机水平向左飘移,这说明力的作用是__________的。使原本悬停的无人机发生飘移的是__________对无人机施加的力;喷射干粉过程中,灭火无人机的重力势能__________。
【答案】 ①. 相互 ②. 干粉 ③. 变小
【解析】
【详解】[1][2]当无人机水平向右猛烈喷射干粉时,无人机给干粉一个向右的作用力,干粉同时会给无人机一个向左的作用力,使无人机向左飘移,这个现象说明物体间力的作用是相互的。
[3]重力势能与物体的质量和高度有关,喷射干粉过程中,灭火无人机的质量变小,高度不变,重力势能变小。
22. 生活中的种种物理反映出了物理学科的“美”:
(1)甲图,多次改变入射角的大小,是为了探究___________;
(2)乙图,带电的塑料棒靠近铝箔条,铝箔条被吸引,说明带电体可以 ___________;
(3)丙图,研究短路引起熔丝熔断实验,应再取一根导线接在 ___________(选填“BD”、“AC”或“BC”)两点间。
【答案】 ①. 反射角与入射角大小的关系 ②. 吸引轻小物体 ③. BD
【解析】
【详解】(1)[1]为了获得光的反射定律的普遍规律,多次改变入射角的大小,可以观察反射角与入射角大小的关系。
(2)[2]由于带电体具有吸引轻小物体的能力,所以带电的塑料棒靠近铝箔条,能吸引铝箔条。
(3)[3]如果将导线接在BD之间,闭合开关,则灯泡被短路,电路中只有熔丝,所以熔丝会熔断;如果将导线接在AC或BC之间,闭合开关,则灯泡和熔丝都被短路,则熔丝不会熔断,电源可能被烧坏;所以要研究短路引起熔丝熔断实验,应取一根导线接在BD两点间。
23. 如图甲所示,物体A是边长为10cm正方体,硬杆B一端固定在容器底,硬杆B受到物体A的作用力F随水深h变化的图象如图乙所示,不计杆的质量和体积。则物体A重 _____ N,当物体A刚好浸没时,硬杆B受到物体A的作用力 _____ N,方向 _________ 。
【答案】 ①. 6 ②. 4 ③. 竖直向上
【解析】
【详解】[1]由图乙可知,当水深在0~3cm时,物体A不受到浮力的作用,该作用力大小等于A的重力;水深在3cm~9cm,杆B受到物体A的作用力逐渐变小;当水深为9cm时,杆B受到物体A的作用力为0,此时物体A受到的重力与浮力大小相等,
此时物体A浸入水中深度为
物体A排开水的体积
物体A受到水的浮力
物体A的重力为G=F浮=6N
[2][3]硬杆B的长度为3cm,A的边长为10cm,物体A恰好浸没,排开液体的体积为
此时物体A受到水的浮力
物体A静止,受到的浮力,B对物体A的拉力
方向与重力同向,竖直向下;物体间力的作用是相互的,所以,硬杆B受到物体A的作用力大小为4N,方向竖直向上。
三、解答题(本题共9小题,共40分)
24. 如图,请画出篮球撞击篮板时所受重力G以及对篮板压力F的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】篮球受到的重力方向竖直向下,作用点在篮球的重心;篮球对篮板的压力方向垂直于篮板向右,作用点在篮球和篮板的接触点,故作图如下:
25. 如图,请标出电源正负极和磁感线的方向。
【答案】
【解析】
【详解】根据右手螺旋定则可知,电流从螺线管的右端流入、左端流出,所以,电源右端为正极,左端为负极;螺线管外部,磁感线从N极出发、回到S极,所以,磁感线向右,故作图如下:
26. 如图,请将开关和三孔插座正确接入家庭电路,使开关能控制插座的通、断电。
【答案】
【解析】
【详解】三孔插座的接线原则为“左零右火上接地”,要使开关能控制插座的通、断电,则开关应与插座串联,根据安全用电原则,开关应控制火线,故由图中可知,上面为火线,则中间为零线,电路连接如下图所示
27. 小明买了蜡烛做以下物理小实验:
(1)如图甲,小明用刻度尺测量蜡烛的长度,该蜡烛的长度为 _________ cm;
(2)如图乙,小明在纸杯底部开一圆孔,用塑料薄膜蒙住杯口,拍打薄膜发出声音,烛焰晃动,说明声音具有 _______ ;
(3)如图丙,小明用该蜡烛“探究平面镜成像的特点”时,将点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,实验中蜡烛B ________ (选填“需要”或“不需要”)点燃。小明用吸管沿着图示方向对着蜡烛A的左侧吹气,他将看到A烛焰的像向 _____ (选填“左”或“右”)偏;
(4)如图丁,小明把一根蜡烛截成长度不同的两段,竖立在轻质杠杆的两边(支点在中点),如图所示。若同时点燃蜡烛(设燃烧速度相同),则杠杆 _________ (选填“左端下沉”、“右端下沉”、“仍保持平衡”或“无法判断”);
(5)如图戊,小明将底部嵌有铁块的蜡烛放入水中,点燃蜡烛至蜡烛熄灭时,蜡烛所受浮力_______ (选填“变大”、“变小”或“不变”;下同),水对容器底部产生的压强 _______ 。
【答案】(1)3.28
(2)能量 (3) ①. 不需要 ②. 左
(4)左端下沉 (5) ①. 变小 ②. 变小
【解析】
【小问1详解】
由图可知,刻度尺上10cm之间有10个小格,即此刻度尺的分度值为1cm,末端与3.28cm对齐,则该蜡烛的长度为
【小问2详解】
声音能够传递信息和能量,小明在纸杯底部开一圆孔,用塑料薄膜蒙住杯口,拍打薄膜发出声音,烛焰晃动,说明声音具有能量。
小问3详解】
[1]一支蜡烛放在玻璃板前面并点燃,另一支放在玻璃板后面,实验中为了使玻璃中蜡烛的像更清晰,不需要点燃蜡烛B。
[2]由于在烛焰左侧吹气,则左侧的空气流速加快,左侧的气压也随之变低,故烛焰右侧的大气压会将烛焰向左侧推动,由于像与物关于镜面对称,平面镜中烛焰像也向左偏。
【小问4详解】
由图可知,m左>m右,由G=mg可知G左>G右,开始,杠杆平衡G左L左=G右L右,
因G左>G右,L左<L右;
蜡烛燃烧速度相同,过一段时间后,减少的重力ΔG相同,左边(G左﹣ΔG)L左
右边(G右﹣ΔG)L右,由于G左L左=G右L右,则左边与右边相减,得
则
因此左边力与力臂的乘积大于右边力与力臂的乘积,杠杆不再平衡,即左端下沉。
【小问5详解】
[1]随着蜡烛的燃烧,则蜡烛和铁块整体的质量逐渐变小,蜡烛和铁块的整体重力也变小,蜡烛燃烧至熄灭时,受到的浮力始终等于蜡烛和铁块的整体重力,故受到的浮力变小。
[2]将蜡烛、铁块和水看成整体,蜡烛燃烧至熄灭过程中整体的重力不断变小,故对容器底面的压力逐渐变小,容器底部面积一定,压力变小,则压强变小。
28. 如图所示是我国自主研发的新能源汽车,正在由充电桩进行充电。该充电桩额定输出电压为500V,额定输出电流为20A。该电动汽车的电源由8000节电池组成,电池总质量为400kg,该电池的能量密度为0.20kW·h/kg(能量密度是指电池可以充入的最大电能与电池质量的比值),汽车每行驶100km的耗电量为20kW·h。求:
(1)充电桩的额定输出功率是多少千瓦?
(2)该汽车电池一次能够储存的最大电能?将汽车电池从完全没电充电至充满,需要多少小时?
(3)若汽车以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶100km的过程中,受到的平均阻力是360N,则该过程中汽车将电能转化为机械能的效率是多大?
【答案】(1)10kW;(2)80kW·h,8h;(3)50%
【解析】
【详解】解:(1)充电桩的额定输出功率
P=UI=500V×20A=10000W=10kW
(2)能量密度是指电池可以充入的最大电能与电池质量的比值,该电池的能量密度为0.20kW·h/kg,电池总质量为400kg,电池一次储存的最大电能
W=0.20kW·h/kg×400kg=80kW·h
将汽车电池从完全没电充电至充满,需要的时间
(3)汽车以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶100km的过程中,牵引力和阻力是平衡力,牵引力
F=f=360N
匀速行驶100km牵引力做的功
W牵=Fs=360N×100×103m=3.6×107J
汽车每行驶100km的耗电量为
W总=20kW·h=7.2×107J
该过程中汽车将电能转化为机械能的效率
答:(1)充电桩的额定输出功率是10kW;
(2)该汽车电池一次能够储存的最大电能是80kW·h,将汽车电池从完全没电充电至充满,需要8h;
(3)若汽车以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶100km的过程中,受到的平均阻力是360N,则该过程中汽车将电能转化为机械能的效率是50%。
29. 小华测量手链上花生形状小饰品的密度。
(1)拆下穿过“花生”的细绳,用天平测“花生”质量,操作正确,如图所示,“花生”的质量为___________g;
(2)因“花生”体积较小,选择分度值更小的注射器来测“花生”体积。其步骤如下图,步骤②中摇动注射器的目的是:___________;
(3)测得“花生”的密度为___________。若在步骤③中,不慎挤出少许水,则密度测量值偏___________。
【答案】 ①. 2.6 ②. 除去注射器内水中的气泡 ③. 2.6 ④. 大
【解析】
【详解】(1)[1]由图可知,右盘中无砝码,游码的分度值为0.2g,则花生的质量为。
(2)[2]由于花生体积较小,将其放入注射器中时,水中会产生气泡,产生误差,因此步骤②中要摇动注射器,从而除去注射器内水中的气泡,使测量的体积更准确。
(3)[3]由题意可知,花生的体积
[4]花生的密度
[5]若在步骤③中,不慎挤出少许水,则步骤③中水和花生的总体积偏小,从而使测出的花生体积变小,由可知,密度测量值将偏大。
30. 学完阿基米德原理之后,小宜和小兴用如图所示的实验装置做了一个课外实验。他们将溢水杯放在电子秤上,向溢水杯中加水后(如图甲所示),然后他们将物体缓慢下降,当物体的部分体积浸在水中时(如图乙所示),剪断系在物体上的细线,将物体缓慢沉入到水底后(如图丙所示)(g取10N/kg)
测力计A/N
测力计B/N
电子秤/g
第一次
1.00
0.02
500.00
第二次
0.60
0.22
520.00
第三次
0
540.00
(1)观察乙、丙两图可知物体在 _____ 图中所受浮力更大;图乙中物体受到的浮力为 ________ N;
(2)在整理数据时,小宜和小兴发现第三次实验中测力计B的示数记录不同,小宜记的是0.62N,小兴记的是0.42N,他们讨论推理后认为有一个数据是正确的,请判断 _______ 的记录是正确的。小桶里的水重 _____ (>/=/<)物体所受的浮力,原因是 ____________________ 。
【答案】(1) ①. 丙 ②. 0.40
(2) ①. 小宜 ②. < ③. 溢水杯里的水未装满
【解析】
【小问1详解】
[1]由公式可知,在水的密度一定时,丙图中物体的V排更大,则物体受到的浮力更大。
[2]在实验步骤乙中物体所受浮力为
【小问2详解】
[1][2]由甲图和第一次实验数据可知,第三次实验中,剪断系在物体上的细线将物体缓慢沉入水底,与第一次实验相比,电子秤托盘受到的压力增加量
因为在第三次实验中,物体沉入水底,且有更多的水溢出,则与第一次实验相比,电子秤托盘受到的压力增加量还可以表示为
则此次实验中溢出水的重力
所以第三次实验中弹簧测力计B的示数为
故小宜的记录是正确的。
[2][3]第三次实验中溢出水的重力为0.6N,根据第二次实验可知,物体在第二次实验时所受到的浮力为0.4N,所以物体排开液体的重力等于浮力等于0.4N,但此时弹簧测力计的示数为0.22N,小桶中的液体的重力为
说明物体排开的液体没有全部流出,通过计算可得
说明溢水杯有0.2N的液体未流入小桶中,所以溢水杯里的水未装满;物体在第三次实验时受到的浮力为
所以小桶里的水重<物体所受的浮力,原因是溢水杯里的水未装满。
31. 在“测量小灯泡的电功率”实验中,小明和小华利用电源电压恒定,额定电压为2.5V的小灯泡进行探究。
(1)如图甲所示是小明开始时连接的电路,仔细观察发现该电路存在连接错误,但只需改动一根导线,并用笔画线代替导线在原图上画出正确的接法__________。
(2)排除电路故障后,小明将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处,闭合开关;若想测量小灯泡额定功率,则应向__________(左/右)移动滑片,观察并记录多组数据,绘制如图乙所示的U﹣I图像,则小灯泡的额定功率为_____W。当电流表示数为I0(I0<0.50A)时,小灯泡的电功率为P1;
(3)断开开关,用一个定值电阻替换小灯泡,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处,记录两表示数,再移动滑片,并记录在表格中,分析数据可知:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成__________(正比/反比),当电流表示数仍为I0时,定值电阻的电功率为P2,则P1、P2的大小关系为P1__________P2(>/=/<);
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
0.9
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.18
0.40
0.50
0.60
(4)实验中所用电源电压为__________V。
【答案】(1) (2) ①. 右 ②. 1.25
(3) ①. 正比 ②. <
(4)4.5
【解析】
【小问1详解】
原电路图中,电流表与灯泡并联,电压表与灯泡串联,在“测量小灯泡的电功率”实验中,滑动变阻器和电流表应串联,电压表与灯泡应并联。如下图所示:
【小问2详解】
[1]排除电路故障后,小明将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处,闭合开关,此时电压表示数最小,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律和分压原理,应减小滑动变阻器两端电压,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,靠近下接线柱,应向右移动滑片。
[2]由图乙可知,当小灯泡两端电压为UL=2.5V时,通过小灯泡的电流IL=0.5A,则小灯泡额定功率为
PL=ULIL=2.5V×0.5A=1.25W
【小问3详解】
[1]由表中数据可知,电压与对应的电流之比为一定值,即当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
[2]由表格中数据,定值电阻阻值为
灯泡正常工作时的电阻为
由图乙知,灯泡电阻是变化的,通过的电流越大,温度越高,灯泡电阻越大,所以当电流表示数为I0,且I0<0.50A时,灯泡电阻小于5Ω;当电流均为I0,灯泡电阻小于定值电阻的阻值,由P=I2R知,P1<P2。
【小问4详解】
在(2)中,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处时,电路中电阻最大,由图乙知,通过的电流为0.2A,根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知电源电压
U=U灯+U滑=0.5V+0.2A×R滑……①
在(3)中,定值电阻替换小灯泡,由表中数据知,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处时,通过的电流为0.18A,同理可得电源电压
U=UR+U滑′=0.9V+0.18A×R滑……②
联立①②可得:U=4.5V,R滑=20Ω,故电源电压为4.5V。
32. 阅读短文,回答问题。
智能道闸——助力汽车进出管理
如图甲是小区大门口常见的一种智能道闸,它由车辆识别系统、闸机和地感系统三部分组成。道闸的横杆具有强度高、耐腐蚀和重量轻等特点。
当车辆靠近道闸时,摄像头采集到车辆信息,与系统内已有信息进行比对,进入地感线圈区域时,路面下的线圈中电流发生变化,横杆不会落下。
为让横杆平稳起落,需给电动机进行减速,减速系统内部结构如图乙所示。首先电动机通过转轴末端的单头蜗杆A(相当于齿数为1的齿轮);接着与蜗轮同轴的齿轮C再带动与之啮合的齿轮D,实现第二次减速,可用后一个齿轮的齿数与前一个齿轮齿数的比值来计算。该闸机的第一次减速比应该为蜗轮B的齿数与1的比值,若数值为n:1,即表示蜗轮A转n转,蜗轮B转1转。整个系统的减速比可用每次减速比的乘积得到。
为了提高横杆的转动效果,通常还在闸机箱体内连杆末端一侧,安装弹簧辅助电动机工作。
(1)以下的材料中最适合用作道闸横杆的是 。
A. 铁质材料 B. 泡沫材料 C. 铝合金材料 D. 玻璃材料
(2)闸机中的遥控接收器和电动机是 _____ (串/并)联的。
(3)车辆进入时,为了避免被横杆砸伤,地感线圈安装的大致位置是 。
A. 横杆下方区域 B. 道闸外面5m处 C. 道闸里面5m处
(4)若某智能道闸电动机的转速为3000r/min,蜗轮B的齿数为240,齿轮C的齿数为40,齿轮D的齿数为50,则该道闸整个系统的减速比是 ________ ,道闸横杆起杆(从水平位置转动到竖直位置)时间约为 ________ s。
(5)道闸起杆时间过长,请你针对此现象提出合理的改进措施:____________________ 。
【答案】(1)C (2)串
(3)A (4) ①. 300 ②. 1.5
(5)更换更高转速的电动机(或更换具有较低减速比的减速系统)
【解析】
【小问1详解】
考虑道闸横杆需要具备的特性,包括强度高、耐腐蚀和重量轻。铁质材料虽然强度高,但重量较大,且耐腐蚀性能不如铝合金;泡沫材料显然强度不够,不适用于此场景;铝合金材料强度高、耐腐蚀,并且重量相对较轻,符合所有要求;玻璃材料虽然耐腐蚀,但强度不够,且容易碎裂,不适合做横杆,因此ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【小问2详解】
摄像头采集到车辆信息,与系统内已有信息进行比对,给闸机的电动机发出是否放行指令,或由管理员通过遥控器控制是否放行。说明电动机可以由摄像头发出信号或者遥控器发出信号来控制运行,所以闸机中的遥控接收器和电动机是串联的。
【小问3详解】
为了确保车辆进入时不会被横杆砸伤,地感线圈安装的大致位置应在横杆下方区域,只要车身的某一部分还在地感线圈区域内,横杆就不会落下,当车全部离开横杆下时,横杆立即下落,防止后面的车辆跟随进入,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
【小问4详解】
[1]首先,计算第一次减速比。由于蜗杆A的齿数为1,蜗轮B的齿数为240,所以第一次减速比为240∶1
接着,计算第二次减速比,齿轮C的齿数为40,齿轮D的齿数为50,所以第二次减速比为50∶40=5∶4
整个系统的减速比是两次减速比的乘积,即
[2]电动机的转速为3000r/min,即每秒转50r,经过300倍的减速,横杆每秒转
计算可得道闸横杆起杆(从水平位置转动到竖直位置)需要转动,那么所需时间就是。
【小问5详解】
若道闸起杆时间过长,则需要减少起杆所需的时间,所以,可以更换更高转速的电动机(或更换具有较低减速比的减速系统)。
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