精品解析:2025年江苏省南京市秦淮区中考一模物理试题
2025-04-29
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2份
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38页
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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) | 南京市 |
| 地区(区县) | 秦淮区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 28.60 MB |
| 发布时间 | 2025-04-29 |
| 更新时间 | 2025-12-29 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-04-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51902941.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:
2024-2025学年度第二学期第一阶段学业质量监测试卷
九年级物理
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列能源中,属于可再生能源的是( )
A. 天然气 B. 太阳能 C. 核能 D. 石油
2. 下列测量工具的使用正确的是( )
A. 甲图:用刻度尺测木块长度 B. 乙图:用温度计测液体温度
C. 丙图:用量筒测液体体积并读数 D. 丁图:用弹簧测力计测物体重力
3. 下列现象中,属于光的反射的是( )
A. 海市蜃楼 B. 水中的宝塔倒影
C. 凿壁借光 D. 磨冰取火
4. 下列估测符合实际的是( )
A. 人体感觉舒适的环境温度约为37℃ B. 一张邮票质量约为8g
C. 人骑自行车时的功率约为70W D. 柜式空调正常工作时电流约为1A
5. 下列对古诗词中涉及的物态变化解释正确的是( )
A. “渊冰厚三尺,素雪覆千里”——“冰”的形成是凝华现象
B. “雾里山疑失,雷鸣雨未休”——“雾”的形成是汽化现象
C. “山明水净夜来霜,数树深红出浅黄”——“霜”的形成是凝固现象
D. “可怜九月初三夜,露似珍珠月似弓”——“露”的形成是液化现象
6. 关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A. 在水分子、氢原子和电子中,尺度最小是电子
B. 在0℃时,所有物质的分子都停止了运动
C. “破镜不能重圆”是因为分子间有斥力
D. 太阳是宇宙的中心,地球是太阳系的一颗行星
7. 如图是烈日下联合收割机收麦的场景。下列说法正确的是( )
A. 发动机的做功冲程中,机械能转化为内能
B. 阳光炙烤下的麦穗温度升高,所含的热量变多
C. 利用水冷系统给发动机降温,是因为水的比热容较大
D. 收割机尾气中“燃油味”越浓,说明燃料燃烧得不充分,其热值会减小
8. 如图是一种佩戴在手腕上的“计步器”,其内部的基本构造是在一段塑料管中密封一小块磁体,管外绕着线圈。走路时,磁体在管中往复运动,线圈输出不断变化的电流,实现计步。下列选项中与“计步器”产生电流的原理相同的是( )
A. B. C. D.
9. 如图为小明家的部分电路示意图,正在发光的灯泡突然熄灭,经检查发现:开关闭合,保险丝完好,用测电笔检测三孔插座的左右两孔,氖管均发光。若电路只有一处故障,该故障可能是( )
A. 灯泡断路 B. 插座短路
C. 进户线的火线断路 D. 进户线的零线断路
10. 关于滑雪的物理知识,下列说法正确的是( )
A. 滑雪板的重力和运动员对滑雪板的压力是一对平衡力
B. 运动员能一直下滑是由于其受到的重力大于惯性
C. 若运动员在滑行过程中受到的所有外力突然消失,其滑行速度将越来越大
D. 用杆撑地加速滑行,说明力可以改变物体的运动状态
11. 如图所示,潜艇在海水下从高密度水层驶入低密度水层时,急速掉落的现象称为“掉深”。下列说法错误的是( )
A. 潜艇遭遇“掉深”时,所受浮力变小
B. 潜艇在高密度水层中下潜,所受的水的压强变大
C. 潜艇悬浮在高密度水层和低密度水层中,重力不变
D. 潜艇从刚要露出水面至漂浮在水面的过程中,所受浮力变小
12. 如图所示,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻,当S、S1、S2都闭合,滑片P位于B端时,电路消耗的总功率为3W;只闭合S、S1,滑片P位于AB的中点时,电压表示数为4V,电流表示数为,滑动变阻器消耗的功率为P1;只闭合S、S2,滑片P位于A端时,电压表示数为2V,电流表示数为,滑动变阻器消耗的功率为P2,已知P1:P2= 1:2(各元件均安全工作),下列说法正确的是( )
A. 电流表示数、之比为2∶1 B. 定值电阻R2的阻值为36Ω
C. 电路消耗的最小功率为0.5W D. 滑动变阻器的最大阻值为18Ω
二、填空题(本题共7小题,每空1分,共26分)
13. 如图所示,无人机通过_______(选填“超声波”或“电磁波”)与控制中心联系,旋翼旋转对空气施加向下的力,从而获得升力,说明力的作用是_______的。无人机升空过程中,重力势能_______。若无人机下方用一根绳子悬挂重物,不考虑空气阻力,在无人机和重物一起斜向右上方匀速直线飞行过程中,悬挂重物的绳子_______(选填“会”或“不会”)偏离竖直方向。
14.
(1)如图甲,抖空竹时空竹发出的声音是由气腔内的空气_______产生的,该声音是通过_______传入人耳的。
(2)如图乙是古人锻造铁器的场景,共经历了加热、锻打和淬火三个过程。其中加热过程是通过_______方式改变铁器内能的。
15. 生活中,用“吸”字表述的现象,其物理原理未必相同。
(1)吸盘“吸”在墙壁上,是因为吸盘内部气压_______外界大气压(选填“大于”、“小于”或“等于”,下同),此时吸盘所受摩擦力_______重力。
(2)用吸尘器“吸”灰尘时,由于空气流速越大,压强越_______,灰尘被“吸”入吸尘器中。
(3)气球与头发摩擦后,会与头发“吸”在一起,是因为_______,将其靠近细水流时还可以“吸”细水流,是因为_______。
16. 如图甲,在探究“冰的熔化特点”的实验中,将装有10g碎冰的试管直接放置在空气中,不用酒精灯加热,这样做不但使试管受热均匀,而且冰的温度升高较_______(选填“快”或“慢”),便于记录各个时刻的温度。图乙是根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像。由图像可知,冰在0-5min吸收的热量为_______ J,熔化过程中温度_______,内能_______ []
17. 如图所示,利用动滑轮匀速提升物体,已知物重400N,动滑轮重60N,在100s内将物体提升10m,此过程中动滑轮的机械效率为80%,有用功为_______ J,拉力的功率为_______ W,克服动滑轮重所做的功占总功的_______ %。
18. 电子握力计的模拟电路如图甲所示,电源电压恒为6V,定值电阻R0=5Ω,手柄A与滑片固定在一起,长度为5cm的均匀金属棒R的总阻值为25Ω,绝缘支架B固定不动,滑片可在ab之间滑动,当滑片处于a端时弹簧恰好处于原长,弹簧的形变量∆L与握力F的大小关系如图乙所示。握力计由电流表(量程为0~0.6A)改装而成,其表盘的零刻度应标在电流表表盘的_______ A处;在安全范围内,握力计所能承受的最大握力值为_______N。若用电压表(量程为0~3V)改装为握力计,如图丙所示,则该握力计刻度_______(选填“均匀”或“不均匀”);与改装前相比,握力计所能承受的握力的最大值_______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
19. 小红用图甲的手持挂烫机帮家人熨烫衣物,挂烫机内的水被加热汽化后喷出。图乙为挂烫机的等效电路,R1为加热电阻,R2为限流电阻,S为自动温控开关。将挂烫机接入电路,S在位置“1”,前端电热板被加热,电路中的电流为5.0A;当温度升到130℃时,S切换到位置“2”,挂烫机处于待机状态,电路中的电流为0.02A,当温度降到100℃时,S又回到位置“1”。
(1)求R1的阻值;
(2)求挂烫机待机状态的功率;
(3)熨烫过程中,电路的电流随时间变化如图丙,求挂烫机0∼150s消耗的电能。
三、解答题(本题共9小题,共50分。解答第27、28题时应有公式和解题过程)
20.
(1)如图甲,画出入射光AO的反射光线和折射光线。
(2)如图乙,从斜面下滑的小车最终停在水平面的B处。以O为作用点,画出小车经过A处时水平方向所受力的示意图。
(3)如图丙,将一条形磁体放在小车上,闭合开关后小车向右运动,在括号中标出通电螺线管的“N”或“S”极和电源的“+”或“-”极。
21. 在以下两个光学实验中:
(1)图甲为探究“平面镜成像特点”实验:
①用玻璃板替代平面镜的目的是便于_______。
②实验中将点燃的蜡烛靠近玻璃板,像的大小_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
③检查视力时,视力表放在被测者的后上方,被测者识别对面墙上镜子里视力表的像。如图乙所示,视力表与平面镜间的水平距离为2.8m,要求视力表在镜中的像与被测者的水平距离为5m,则人应坐在离平面镜_______ m的位置检查。
(2)图丙为探究“凸透镜成像规律”的实验:
①图丙中,点燃蜡烛后,光屏上恰能成清晰的像,_______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是根据该成像特点制成的。
②仅将凸透镜换成另一个焦距更小的凸透镜,发现光屏上的像变模糊了,此现象可模拟_______(选填“近视眼”或“远视眼”)的成因,为使光屏上的像恢复清晰,可将光屏向_______(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动。
22. 在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中:
(1)图甲中,将一个木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使其做_______运动,根据_______知识可知木块所受滑动摩擦力大小等于拉力大小。
(2)图乙中,在木块上放一重物,重复上面的操作。比较甲、乙两图中弹簧测力计的示数,可探究滑动摩擦力大小与_______的关系;以下事例中,用到了该探究结论的是_______。
A.鞋底的槽纹 B.机器转轴处加润滑油
C.体操运动员手上涂镁粉 D.自行车刹车时用力捏闸
23. 在探究“液体压强与哪些因素有关”的实验中:
(1)实验前,压强计出现了如图甲所示的情景,接下来正确的操作是 。
A. 将U形管右侧高出部分的液体倒出
B. 向U形管中继续盛装液体
C. 取下橡皮管,重新进行安装
(2)压强计是通过观察U形管两端液面_______来显示橡皮膜所受压强大小的仪器。
(3)比较图中_______两个实验,可探究液体压强与液体深度的关系,依据得出的结论,拦河大坝要做成_______(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
24. 如图所示的三个实验:
(1)通过比较温度计示数的变化量来比较吸(放)热多少的有_______(填写图号)。
(2)实验甲中,发现沙子和水加热相同时间,沙子温度上升得较多,由此可以判断_______(选填“水”或“沙子”)的吸热能力较强;如图丁所示白天的海、陆风成因示意图正确的是_______。
(3)下表是实验乙中收集的数据,可得出两种燃料的热值之比为q酒精:q碎纸片=_______(不计热量散失)。
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后的水温/℃
酒精
20
35
碎纸片
20
26
(4)实验丙中,闭合开关,保持_______一定,调节滑动变阻器,进行多次实验,可研究电热与_______的关系。
25. 用木棍可以做很多物理小实验。
(1)如图甲,借助木棍用相同力度敲击水瓶琴,每个水瓶发出的声音的_______不同,水瓶中水越多,振动的_______(选填“振幅”或“频率”)越小(低);
(2)如图乙,在浸过蜡的木棍下端缠一些铁丝,制成一个简易密度计,分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,静止时液面相平,密度计在液体中受到的浮力Fa_______Fb(选填“<”、“=”或“>”,下同),液体对杯底的压强pa_______pb;
(3)如图丙,一根质量分布均匀、粗细均匀的木棍(长10cm、质量10g)放在桌面上,右端伸出桌边4.2cm。当一只蜗牛从O点沿木棍爬行至距离木棍右端3.2cm时,木棍刚好翻转,蜗牛的质量为_______ 。
26. 图甲是小明探究“电流与电阻关系”的实验,选用的实验器材有电源(3V),电流表(0~0.6A), 电压表(0~3V), 滑动变阻器(20Ω 2A), 阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻,开关及导线若干。
(1)将图甲实物电路连接完整(要求滑片向左移动时电流表示数变大)。
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现电压表有示数但电流表无示数,此时出现的故障可能是_______。
(3)排除故障后,接入5Ω电阻,调节滑动变阻器,使电压表示数为U;仅将电阻R由5Ω换成10Ω,应将滑片向_______(选填“左”或“右”)移动,使电压表示数仍为U。当电阻R换成20Ω时,发现无论怎样移动滑片,电压表示数都无法达到U,为了完成实验,U的取值不能小于_______ V。
(4)多次实验,可得出结论:_______。
(5)实验完成后,小明借助一个最大阻值为R0的滑动变阻器、电压恒定且未知的电源、电流表、两个开关和导线若干,设计了如图乙的电路,测出了两个未知定值电阻R1、R2的阻值:
①仅闭合开关S1,记下电流表的示数为I1。
②仅闭合开关S2,将滑动变阻器滑片移到最左端,记下电流表示数为I2;再将滑片移到最右端,记下电流表示数为I3。
则R1=_______, R2=_______(用已知字母表示)。
27. 如图所示是餐厅中的送餐机器人,已知托着饮料的机器人总质量为52kg, 与地面的接触面积为0.01m2。
(1)机器人眼睛的主要元件是发光二极管,其核心材料是_______(选填“导体”、“半导体”或“超导体”)。
(2)若机器人沿水平地面匀速运动了20m,用时20s。求机器人的速度。
(3)机器人对地面的压强是多少Pa?
28. 如图所示是一个照明系统模拟控制电路。已知控制电路电源电压恒为4.5V,继电器线圈的电阻为5Ω,R为电阻箱,R0为光敏电阻,其阻值随光照度的变化遵循某一规律,部分数据如下表所示(相同条件下,光越强,光照度越大,光照度单位为勒克斯,符号为Lx,白天光照度大于3Lx)。闭合开关S,当继电器线圈中的电流大于或等于0.1A时,继电器的衔铁被吸合,工作电路断开。利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值E0时,照明系统内路灯自动工作。
光照度E/Lx
0.5
1
1.5
2
2.5
3
光敏电阻R0阻值/Ω
60
30
20
15
12
10
(1)工作电路的电源应接在______(选填“a、b”、“b、c”或“a、c”) 两端。
(2)闭合开关S, 当R阻值为25Ω时,求E0。
(3)要使光照度设定值变为1.2Lx,则应将R的阻值调为多大?若环境的光照度降至1.2Lx时能保持5min不变,求这段时间内R消耗的电能。
(4)当R阻值一定,控制电路电源电压降低时,路灯工作时长将更______。
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2024-2025学年度第二学期第一阶段学业质量监测试卷
九年级物理
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列能源中,属于可再生能源的是( )
A. 天然气 B. 太阳能 C. 核能 D. 石油
【答案】B
【解析】
【详解】ACD.天然气、核能、石油在短时间内无法再生,是不可再生能源,故ACD不符合题意;
B.太阳能可以从自然界源源不断地获得,是可再生能源,故B符合题意。
故选B。
2. 下列测量工具的使用正确的是( )
A. 甲图:用刻度尺测木块长度 B. 乙图:用温度计测液体温度
C. 丙图:用量筒测液体体积并读数 D. 丁图:用弹簧测力计测物体重力
【答案】B
【解析】
【详解】A.图中刻度尺没有与被测物体平行,放斜了,刻度尺使用错误,故A错误;
B.用温度计测液体温度,温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体中,不能碰到容器底部和侧壁,图中温度计的使用正确,故B正确;
C.量筒读数时,视线要与液面相平,不能俯视或仰视,故C错误;
D.用弹簧测力计测量钩码所受的重力,弹簧测力计应竖直放置,物体挂在挂钩上,待测力计示数稳定时读数,故D错误。
故选B。
3. 下列现象中,属于光的反射的是( )
A. 海市蜃楼 B. 水中的宝塔倒影
C. 凿壁借光 D. 磨冰取火
【答案】B
【解析】
【详解】A.海市蜃楼:是光在不均匀的大气中传播时,发生折射形成的虚像。故A不符合题意;
B.水中的宝塔倒影:平静的水面相当于平面镜,宝塔在水中的倒影是宝塔反射的光在水面发生反射,形成的虚像,属于光的反射现象。故B符合题意;
C.凿壁借光:体现的是光沿直线传播,光通过墙壁上的小孔传播到相邻的房间。故C不符合题意;
D.磨冰取火:是把冰磨成凸透镜,利用凸透镜对光的会聚作用,使光线会聚于一点,产生高温取火,属于光的折射现象。故D不符合题意。
故选B。
4. 下列估测符合实际的是( )
A. 人体感觉舒适的环境温度约为37℃ B. 一张邮票质量约为8g
C. 人骑自行车时的功率约为70W D. 柜式空调正常工作时电流约为1A
【答案】C
【解析】
【详解】A.人体感觉舒适的环境温度约为25℃,故A不符合题意;
B.一张邮票的质量大约是,故B不符合题意;
C.人骑自行车的功率一般在60W~150W之间,故C符合题意;
D.柜式空调正常工作时电流约为5A,故D不符合题意。
故选C。
5. 下列对古诗词中涉及的物态变化解释正确的是( )
A. “渊冰厚三尺,素雪覆千里”——“冰”的形成是凝华现象
B. “雾里山疑失,雷鸣雨未休”——“雾”的形成是汽化现象
C. “山明水净夜来霜,数树深红出浅黄”——“霜”的形成是凝固现象
D. “可怜九月初三夜,露似珍珠月似弓”——“露”的形成是液化现象
【答案】D
【解析】
【详解】A.选项中提到的“冰”是由液态的水变化而来的,物质由液态变为固态的过程是凝固,而凝华是物质由气态直接变成固态的过程,故A错误;
B.选项中提到的“雾”是气态的水蒸气遇冷变成的液态小水滴,物质由气态变为液态的过程是液化,而汽化是物质由液态变为气态的过程,故B错误;
C.选项中提到的“霜”是由气态水蒸气遇冷变成的固态小冰晶,物质由气态直接变为固态的过程是凝华,而凝固是指物质由液态变为固态的过程,故C错误;
D.选项中提到的“露”是气态的水蒸气遇冷变成的液态小水滴,物质由气态变为液态的过程为液化,故D正确。
故选D。
6. 关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A. 在水分子、氢原子和电子中,尺度最小的是电子
B. 在0℃时,所有物质的分子都停止了运动
C. “破镜不能重圆”是因为分子间有斥力
D. 太阳是宇宙的中心,地球是太阳系的一颗行星
【答案】A
【解析】
【详解】A.水分子由氢原子和氧原子组成,氢原子由原子核和核外电子组成,所以在水分子、氢原子和电子中,尺度最小的是电子,故A正确;
B.分子在永不停息地做无规则运动,温度降低,分子运动速度减慢,但不会停止运动,在0℃时,所有物质的分子依然在运动,故B错误;
C.破镜不能重圆是因为镜子破裂后,分子间的距离太大,分子间的引力和斥力都变得非常小,可以忽略不计,而不是因为分子间有斥力,故C错误;
D.太阳是太阳系的中心,而不是宇宙的中心,宇宙是无限的,没有中心,地球是太阳系的一颗行星,故D错误。
故选A。
7. 如图是烈日下联合收割机收麦的场景。下列说法正确的是( )
A. 发动机的做功冲程中,机械能转化为内能
B. 阳光炙烤下的麦穗温度升高,所含的热量变多
C. 利用水冷系统给发动机降温,是因为水的比热容较大
D. 收割机尾气中的“燃油味”越浓,说明燃料燃烧得不充分,其热值会减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.发动机的做功冲程中,将内能转化为机械能,故A错误;
B.热量是过程量,不能描述为具有或含有,故B错误;
C.由于水的比热容大,吸热能力强,相同条件下吸收热量多,因此利用水冷系统给发动机降温,故C正确;
D.热值是燃料的属性与燃料是否完全燃烧无关,故D错误。
故选C。
8. 如图是一种佩戴在手腕上的“计步器”,其内部的基本构造是在一段塑料管中密封一小块磁体,管外绕着线圈。走路时,磁体在管中往复运动,线圈输出不断变化的电流,实现计步。下列选项中与“计步器”产生电流的原理相同的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】走路时磁体在管中往复运动,线圈输出不断变化的电流,这是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,从而产生感应电流,属于电磁感应现象 。
A.如图A展示的是地磁场的分布情况,与电磁感应现象无关,故A不符合题意;
B.如图B是奥斯特实验,表明通电导线周围存在磁场,是电流的磁效应,并非电磁感应,故B不符合题意;
C.如图C电路中有电源,是通电导体在磁场中受力运动,是电动机的工作原理,不是电磁感应,故C不符合题意;
D.如图D闭合电路的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动时,电流表指针会发生偏转,即产生了感应电流,这是电磁感应现象,与 “计步器” 产生电流的原理相同,故D符合题意.
故选D。
9. 如图为小明家的部分电路示意图,正在发光的灯泡突然熄灭,经检查发现:开关闭合,保险丝完好,用测电笔检测三孔插座的左右两孔,氖管均发光。若电路只有一处故障,该故障可能是( )
A. 灯泡断路 B. 插座短路
C. 进户线的火线断路 D. 进户线的零线断路
【答案】D
【解析】
【详解】A.若电灯的灯丝断路,此时插座的左孔与零线相连不带电,用验电笔插入时,氖管不发光;插座的右孔接火线,用验电笔插入时,氖管发光,故A不符合题意;
B.若插座短路,电路短路,保险丝会熔断,题目中保险丝完好,故B不符合题意;
C.若进户火线断路,那么插座两孔均不带电,用测电笔检测插座的左右两孔,氖管不会发光。故C不符合题意;
D.若进户零线断路,则此时灯泡完好,控制灯泡的开关闭合,因进户线断路,无法形成闭合回路,故灯泡熄灭;因进户零线断路,则插座两孔均带电,故用测电笔检测插座的左右两孔,氖管均发光。故D符合题意。
故选D。
10. 关于滑雪的物理知识,下列说法正确的是( )
A. 滑雪板的重力和运动员对滑雪板的压力是一对平衡力
B. 运动员能一直下滑是由于其受到的重力大于惯性
C. 若运动员在滑行过程中受到的所有外力突然消失,其滑行速度将越来越大
D. 用杆撑地加速滑行,说明力可以改变物体的运动状态
【答案】D
【解析】
【详解】A.滑雪板的重力和运动员对滑雪板的压力方向不是相反的,二者不是一对平衡力,故A错误;
B.惯性不是力,不能与重力比较大小,运动员能一直下滑是由于其受到重力的作用,故B错误;
C.若运动员在滑行过程中受到的所有外力突然消失,由牛顿第一定律可知,运动员将做匀速直线运动,故C错误;
D.用杆撑地时,杆给地力的作用,同时地也给运动员一个作用力,使运动员加速滑行,速度改变,说明力可以改变物体的运动状态,故D正确。
故选D。
11. 如图所示,潜艇在海水下从高密度水层驶入低密度水层时,急速掉落的现象称为“掉深”。下列说法错误的是( )
A. 潜艇遭遇“掉深”时,所受浮力变小
B. 潜艇在高密度水层中下潜,所受的水的压强变大
C. 潜艇悬浮在高密度水层和低密度水层中,重力不变
D. 潜艇从刚要露出水面至漂浮在水面的过程中,所受浮力变小
【答案】C
【解析】
【详解】A.潜艇从高密度水层进入低密度水层,水密度变小,则同体积排开液体的重也小,即浮力变小,“掉深”现象说明它所受的浮力减小 ,故A正确,不符合题意;
B.潜艇在高密度水层中继续下潜,水的密度不变,深度越大,液体压强越大,故B正确,不符合题意;
C.高密度水层和低密度水层中,水的密度不同,潜艇排开水的体积相同,潜艇要悬浮在高密度水层和低密度水层中,需要受到的浮力不同,根据悬浮条件可知,潜艇的重力也不同,所以潜艇要潜艇悬浮在高密度水层和低密度水层中,需要通过蓄水和排水来改变自身重力,故C错误,符合题意;
D.由阿基米的原理知道,潜艇从刚露出水面至漂浮在水面的过程,所受的浮力变小。故D正确,不符合题意。
故选C。
12. 如图所示,电源电压恒定,R1、R2是定值电阻,当S、S1、S2都闭合,滑片P位于B端时,电路消耗的总功率为3W;只闭合S、S1,滑片P位于AB的中点时,电压表示数为4V,电流表示数为,滑动变阻器消耗的功率为P1;只闭合S、S2,滑片P位于A端时,电压表示数为2V,电流表示数为,滑动变阻器消耗的功率为P2,已知P1:P2= 1:2(各元件均安全工作),下列说法正确的是( )
A. 电流表示数、之比为2∶1 B. 定值电阻R2的阻值为36Ω
C. 电路消耗的最小功率为0.5W D. 滑动变阻器的最大阻值为18Ω
【答案】C
【解析】
【详解】只闭合S、S1,滑片P位于AB的中点时,此时R1和滑动变阻器串联,电压表测量R1的电压,电压表示数为4V,电流表示数为,滑动变阻器消耗的功率为P1,则
只闭合S、S2,滑片P位于A端时,此时R2和滑动变阻器串联,电压表测量R2的电压,,电压表示数为2V,电流表示数为,滑动变阻器消耗的功率为P2,
已知P1∶P2= 1∶2,即
解得。
根据串联电路电压规律和欧姆定律计算两次电路滑动变阻器的电流,则有
解得。
根据串联电路电压规律和欧姆定律计算两次电路定值电阻的电流,则有
解得。
当S、S1、S2都闭合,滑片P位于B端时,此时R1、R2并联,电流表测量干路电流,电路消耗的总功率为3W,即
解得。
只闭合S、S2,滑片P位于A端时,根据串联电路电流规律和欧姆定律有
即
解得。
只闭合S、S1,滑片P位于A点时,此时电路电阻最大,电功率最小,最小值为。
故ABD错误,C正确。
故选C。
二、填空题(本题共7小题,每空1分,共26分)
13. 如图所示,无人机通过_______(选填“超声波”或“电磁波”)与控制中心联系,旋翼旋转对空气施加向下的力,从而获得升力,说明力的作用是_______的。无人机升空过程中,重力势能_______。若无人机下方用一根绳子悬挂重物,不考虑空气阻力,在无人机和重物一起斜向右上方匀速直线飞行过程中,悬挂重物的绳子_______(选填“会”或“不会”)偏离竖直方向。
【答案】 ①. 电磁波 ②. 相互 ③. 增大 ④. 不会
【解析】
【详解】[1]电磁波的传播不需要介质,无人机通过电磁波与控制中心联系。
[2]旋翼旋转对空气施加向下的力,空气反过来给飞机向上的力的作用,从而获得升力,说明力的作用是相互的。
[3]无人机升空过程中,质量不变,高度升高,重力势能变大。
[4]若无人机下方用一根绳子悬挂重物,不考虑空气阻力,在无人机和重物一起斜向右上方匀速直线飞行过程中,悬挂重物的绳子对重物的拉力与重物的重力是平衡力,方向相反,重力的方向竖直向下、绳子对重物的拉力方向竖直向上,则悬挂重物的绳子不会偏离竖直方向。
14.
(1)如图甲,抖空竹时空竹发出的声音是由气腔内的空气_______产生的,该声音是通过_______传入人耳的。
(2)如图乙是古人锻造铁器的场景,共经历了加热、锻打和淬火三个过程。其中加热过程是通过_______方式改变铁器内能的。
【答案】(1) ①. 振动 ②. 空气
(2)热传递
【解析】
【小问1详解】
[1][2]声音是由物体的振动产生的,空竹气腔内的空气振动产生声音。而声音的传播需要介质,通常情况下,我们听到的声音是通过空气这种介质传播到人耳的。
【小问2详解】
热传递是由于温度差引起热量传递现象。在古人锻造铁器的加热过程中,通常是利用火焰等高温热源将热量传递给铁器,使铁器的温度升高,内能增加,这是典型的热传递过程。
15. 生活中,用“吸”字表述的现象,其物理原理未必相同。
(1)吸盘“吸”在墙壁上,是因为吸盘内部气压_______外界大气压(选填“大于”、“小于”或“等于”,下同),此时吸盘所受摩擦力_______重力。
(2)用吸尘器“吸”灰尘时,由于空气流速越大,压强越_______,灰尘被“吸”入吸尘器中。
(3)气球与头发摩擦后,会与头发“吸”在一起,是因为_______,将其靠近细水流时还可以“吸”细水流,是因为_______。
【答案】(1) ①. 小于 ②. 等于
(2)小 (3) ①. 异种电荷相互吸引 ②. 带电体可以吸引轻小物体
【解析】
【小问1详解】
[1]因为吸盘内部空气被排出,内部气压小于外界大气压,所以吸盘“吸”在墙壁上。
[2]此时吸盘处于静止状态,即平衡状态,吸盘所受摩擦力与它所受重力是一对平衡力,由二力平衡条件可知,此时吸盘所受摩擦力等于它所受的重力。
【小问2详解】
空气流速越大的位置,压强越小,故吸尘器能把灰尘“吸”入其中。
【小问3详解】
[1]气球与头发摩擦后,摩擦起电,气球与头发分别带了不同种电荷,因为异种电荷相互吸引,所以气球会与头发“吸”在一起。
[2]气球摩擦后带了电,根据带电体可以吸引轻小物体可得,带电的气球靠近细水流时,还可以“吸”细水流。
16. 如图甲,在探究“冰的熔化特点”的实验中,将装有10g碎冰的试管直接放置在空气中,不用酒精灯加热,这样做不但使试管受热均匀,而且冰的温度升高较_______(选填“快”或“慢”),便于记录各个时刻的温度。图乙是根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像。由图像可知,冰在0-5min吸收的热量为_______ J,熔化过程中温度_______,内能_______ []
【答案】 ①. 慢 ②. 210 ③. 不变 ④. 增大
【解析】
【详解】[1]将装有碎冰的试管直接放置在空气中,不用酒精灯加热,这样冰可以从周围空气中缓慢吸热,所以冰的温度升高较慢,便于记录各个时刻的温度。
[2]熔化后水的质量等于冰的质量10g=0.01kg,水的比热容为。
由图像乙可知,水在15-25min吸收的热量为
在相同时间冰和水吸收的热量相同,冰在0-5min吸收的热量为
[3][4]由图乙可知,冰是晶体,晶体在熔化过程中,持续吸热,但温度保持不变。
冰在熔化过程中吸收热量,物体吸收热量,内能增加。所以冰在熔化过程中内能增大。
17. 如图所示,利用动滑轮匀速提升物体,已知物重400N,动滑轮重60N,在100s内将物体提升10m,此过程中动滑轮机械效率为80%,有用功为_______ J,拉力的功率为_______ W,克服动滑轮重所做的功占总功的_______ %。
【答案】 ①. 4000 ②. 50 ③. 12
【解析】
【详解】[1]根据做功的计算公式可得,此过程中的有用功为
[2]根据机械效率的计算公式可得,拉力做的总功
根据功率的计算公式可得,拉力做功的功率为
[3]根功的计算公式可得,提升动滑轮做的额外功为
由题意可得,克服动滑轮重所做的额外功占总功的百分比为
18. 电子握力计的模拟电路如图甲所示,电源电压恒为6V,定值电阻R0=5Ω,手柄A与滑片固定在一起,长度为5cm的均匀金属棒R的总阻值为25Ω,绝缘支架B固定不动,滑片可在ab之间滑动,当滑片处于a端时弹簧恰好处于原长,弹簧的形变量∆L与握力F的大小关系如图乙所示。握力计由电流表(量程为0~0.6A)改装而成,其表盘的零刻度应标在电流表表盘的_______ A处;在安全范围内,握力计所能承受的最大握力值为_______N。若用电压表(量程为0~3V)改装为握力计,如图丙所示,则该握力计刻度_______(选填“均匀”或“不均匀”);与改装前相比,握力计所能承受的握力的最大值_______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】 ①. 0.2 ②. 800 ③. 不均匀 ④. 变小
【解析】
【详解】[1]如图所示,当不拉拉环时Rab=25Ω,定值电阻R0=5Ω,定值电阻R0与可变电阻Rab组成串联电路,电源电压U=6V,所以当不拉拉环时电流表的示数为
所以拉力计表盘上的零刻度应标在电流表表盘的0.2A处。
[2]当电路电流最大,滑动变阻器接入阻值最小时,滑片距离b端最近,弹簧形变量最大,此时握力计所能承受的力最大。根据电流表量程可知,电路最大电流只能是0.6A,此时电路总电阻
此时滑动变阻器接入阻值
长度为5cm的均匀金属棒R的总阻值为25Ω,可知此时滑动变阻器接入阻值为总阻值的0.2倍,则此时均匀金属棒接入长度为
则弹簧形变量为
由图乙可知,在安全范围内,握力计所能承受的最大握力值为800N。
[3]若用电压表(量程为0~3V)改装为握力计,如图丙所示,电压表测量aP段两端的电压,根据欧姆定律以及串联电路电阻关系有
可知此时滑动变阻器两端电压与接入阻值不是线性关系,所以改装成电压表量程为0~3 V时,滑片不同位置对应的电阻变化会同时影响电路总电流,即“分压”随滑动并非严格正比,则此时握力计刻度不均匀。
[4]改装后,电压表示数最大时,滑动变阻器接入阻值最大,弹簧形变量最大,此时握力计所能承受的力最大。电压表示数最大为3V,根据串联电路电压规律可知,根据串联分压可知,此时定值电阻分得电压为3V,则此时滑动变阻器接入阻值与定值电阻相等为5Ω,为总电阻的一半,则滑动变阻器接入长度为1cm,则形变量为,由图乙可知,弹簧的形变量∆L与握力F的关系是正比关系,与改装前相比形变量变小了,则握力计所能承受的握力的最大值也会变小。
19. 小红用图甲的手持挂烫机帮家人熨烫衣物,挂烫机内的水被加热汽化后喷出。图乙为挂烫机的等效电路,R1为加热电阻,R2为限流电阻,S为自动温控开关。将挂烫机接入电路,S在位置“1”,前端电热板被加热,电路中的电流为5.0A;当温度升到130℃时,S切换到位置“2”,挂烫机处于待机状态,电路中的电流为0.02A,当温度降到100℃时,S又回到位置“1”。
(1)求R1的阻值;
(2)求挂烫机待机状态的功率;
(3)熨烫过程中,电路的电流随时间变化如图丙,求挂烫机0∼150s消耗的电能。
【答案】(1)44Ω (2)4.4W
(3)110220J
【解析】
【小问1详解】
当S在位置“1”时,R1接入电路,电路中的电流为5.0A,由 可得,R1的阻值
【小问2详解】
当S在位置“2”时,R2接入电路,挂烫机处于待机状态,则挂烫机待机状态的功率
【小问3详解】
挂烫机加热状态时的功率
挂烫机0~150s消耗的电能
三、解答题(本题共9小题,共50分。解答第27、28题时应有公式和解题过程)
20.
(1)如图甲,画出入射光AO的反射光线和折射光线。
(2)如图乙,从斜面下滑的小车最终停在水平面的B处。以O为作用点,画出小车经过A处时水平方向所受力的示意图。
(3)如图丙,将一条形磁体放在小车上,闭合开关后小车向右运动,在括号中标出通电螺线管的“N”或“S”极和电源的“+”或“-”极。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据“反射角等于入射角”,反射光线应与入射光 AO 关于法线对称;因为光从空气射入水中,折射光线会向法线方向偏折,故在水中作一条相对于入射线更靠近法线的折射光线。如图所示:
【小问2详解】
从斜面下滑的小车最终停在水平面的B处,小车经过A处时水平方向受到水平向左的摩擦阻力f,力的作用点画在小车的重心O,从作用点沿力的方向画一带箭头线段,在箭头附近标上f,如图所示:
【小问3详解】
根据开关闭合,发现小车向右运动,由同名磁极相互排斥可确定螺线管的右端为N极,左端是S极。由安培定则可知,电流从左端流入,右端流出,故电源的左端是正极,右端为负极,如图所示:
21. 在以下两个光学实验中:
(1)图甲为探究“平面镜成像特点”的实验:
①用玻璃板替代平面镜的目的是便于_______。
②实验中将点燃的蜡烛靠近玻璃板,像的大小_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
③检查视力时,视力表放在被测者的后上方,被测者识别对面墙上镜子里视力表的像。如图乙所示,视力表与平面镜间的水平距离为2.8m,要求视力表在镜中的像与被测者的水平距离为5m,则人应坐在离平面镜_______ m的位置检查。
(2)图丙为探究“凸透镜成像规律”的实验:
①图丙中,点燃蜡烛后,光屏上恰能成清晰的像,_______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是根据该成像特点制成的。
②仅将凸透镜换成另一个焦距更小的凸透镜,发现光屏上的像变模糊了,此现象可模拟_______(选填“近视眼”或“远视眼”)的成因,为使光屏上的像恢复清晰,可将光屏向_______(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动。
【答案】(1) ①. 确定像的位置 ②. 不变 ③. 2.2
(2) ①. 照相机 ②. 近视眼 ③. 靠近
【解析】
【小问1详解】
[1]玻璃板可以成像,也可以透光,使用玻璃板便于确定像的位置。
[2]实验中将点燃的蜡烛靠近玻璃板,物距变小,像距变小,像的大小与点燃的蜡烛等大,像的大小不变。
[3]视力表与平面镜间的水平距离为2.8m,由像距等于物距得,镜中的像与平面镜间的水平距离为2.8m,要求视力表在镜中的像与被测者的水平距离为5m,则人应坐在离平面镜的位置检查。
【小问2详解】
[1]图丙中,物距大于像距,点燃蜡烛后,光屏上恰能成清晰倒立、缩小的实像,照相机就是根据该成像特点制成的。
[2][3]仅将凸透镜换成另一个焦距更小的凸透镜,发现光屏上的像变模糊了,是因为焦距更小的凸透镜,会聚能力更强,像距过小,此现象可模拟近视眼的成因。为使光屏上的像恢复清晰,可将光屏向靠近凸透镜的方向移动。
22. 在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中:
(1)图甲中,将一个木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使其做_______运动,根据_______知识可知木块所受滑动摩擦力大小等于拉力大小。
(2)图乙中,在木块上放一重物,重复上面的操作。比较甲、乙两图中弹簧测力计的示数,可探究滑动摩擦力大小与_______的关系;以下事例中,用到了该探究结论的是_______。
A.鞋底的槽纹 B.机器转轴处加润滑油
C.体操运动员在手上涂镁粉 D.自行车刹车时用力捏闸
【答案】(1) ①. 匀速直线 ②. 二力平衡
(2) ①. 压力大小 ②. D
【解析】
【小问1详解】
[1][2]本实验中摩擦力的测量是间接测量的,必须在水平方向上匀速直线拉动木块才能测出摩擦力的大小,根据二力平衡的知识可知,弹簧测力计水平方向匀速拉动木块时,弹簧测力计示数与摩擦力的大小相等。
【小问2详解】
[1][2]由图甲、乙可知,粗糙程度不变,压力改变,所以探究的是滑动摩擦力大小与压力大小的关系。以下事例中:
A.运动鞋底部有凹凸不平的槽纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大有益摩擦力,故A不符合题意;
B.加润滑油,是通过使接触面脱离来减小摩擦力,故B不符合题意;
C.体操运动员在手上涂镁粉,增大接触面粗糙程度增大摩擦,故C不符合题意;
D.骑自行车刹车时用力捏闸,在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故D符合题意。
故选D。
23. 在探究“液体压强与哪些因素有关”的实验中:
(1)实验前,压强计出现了如图甲所示的情景,接下来正确的操作是 。
A. 将U形管右侧高出部分的液体倒出
B. 向U形管中继续盛装液体
C. 取下橡皮管,重新进行安装
(2)压强计是通过观察U形管两端液面的_______来显示橡皮膜所受压强大小的仪器。
(3)比较图中_______两个实验,可探究液体压强与液体深度的关系,依据得出的结论,拦河大坝要做成_______(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
【答案】(1)C (2)高度差
(3) ①. 乙、丙 ②. 上窄下宽
【解析】
【小问1详解】
实验前U形管两侧出现高度差,说明橡皮管内压强和外界压强不相等,将U形管右侧高出部分的液体倒出或向U形管中继续盛装液体,都不能使U形管两侧液面相平,正确的操作是拆开橡皮管,重新安装,
故选C。
【小问2详解】
液体内部压强的大小不能直接看出,压强计是通过U形管两端的液面的高度差来显示橡皮膜所受压强大小的仪器,U形管两侧液面高度差越大,表示探头处的压强越大。
【小问3详解】
[1][2]要探究压强的与液体深度的关系,要控制除深度不同外的其它因素变量都相同,比较图中丙、乙两个实验中,所用的液体都是水,丙图探头所处的深度深,液体的压强大,可探究液体压强与液体深度的关系;由丙、乙可得结论:在同种液体中,液体深度增大,压强越大,大坝越深处承受的压强越大,故修建拦河大坝时做成上窄下宽的形状。
24. 如图所示的三个实验:
(1)通过比较温度计示数的变化量来比较吸(放)热多少的有_______(填写图号)。
(2)实验甲中,发现沙子和水加热相同时间,沙子温度上升得较多,由此可以判断_______(选填“水”或“沙子”)的吸热能力较强;如图丁所示白天的海、陆风成因示意图正确的是_______。
(3)下表是实验乙中收集的数据,可得出两种燃料的热值之比为q酒精:q碎纸片=_______(不计热量散失)。
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后的水温/℃
酒精
20
35
碎纸片
20
26
(4)实验丙中,闭合开关,保持_______一定,调节滑动变阻器,进行多次实验,可研究电热与_______的关系。
【答案】(1)乙、丙 (2) ①. 水 ②. A (3)5∶2
(4) ① 通电时间 ②. 电流
【解析】
【小问1详解】
甲实验,用相同酒精灯加热质量相同的沙子和水,相同时间内酒精灯释放的热量相同,是通过加热时间比较水和沙子吸收热量多少的;乙实验用相同质量的酒精和碎纸片加热质量相同的水,待酒精和碎纸片燃烧完后,通过温度计示数来比较酒精和碎纸片燃烧释放的热量多少;丙实验中,通电后,电阻丝放出热量,煤油吸收热量,温度计温度上升,是通过温度计示数反应电阻丝通电后放出热量多少的。故通过比较温度计示数的变化量来比较吸(放)热多少的有乙、丙。
【小问2详解】
[1]加热同样时间(吸收相同热量)内沙子升温较多,说明水的比热较大,吸热本领更强。
[2]因为水的比热容比较大,白天水升温漫,陆地升温快,空气先从陆地上空上升,再从海洋流向陆地形成海风,对照四幅示意图可知正确的是“A”。
【小问3详解】
酒精燃尽使水温从20 ℃升到35 ℃,升高15 ℃;碎纸片燃尽使水温从20 ℃升到26 ℃,升高6 ℃。若加热时所用水的质量相同,且不计热损失,根据以及可知,两种燃料放出热量之比为15∶6=5∶2
故热值比 q酒精 : q碎纸片=5∶2
【小问4详解】
[1][2]探究电热与某一物理量的关系时,需要保持其余条件不变。图中只有一个容器(里面有电阻丝),若保持“通电时间”一定,通过调节滑动变阻器改变电流,便可研究“电热与电流”的关系。
25. 用木棍可以做很多物理小实验。
(1)如图甲,借助木棍用相同力度敲击水瓶琴,每个水瓶发出的声音的_______不同,水瓶中水越多,振动的_______(选填“振幅”或“频率”)越小(低);
(2)如图乙,在浸过蜡的木棍下端缠一些铁丝,制成一个简易密度计,分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,静止时液面相平,密度计在液体中受到的浮力Fa_______Fb(选填“<”、“=”或“>”,下同),液体对杯底的压强pa_______pb;
(3)如图丙,一根质量分布均匀、粗细均匀的木棍(长10cm、质量10g)放在桌面上,右端伸出桌边4.2cm。当一只蜗牛从O点沿木棍爬行至距离木棍右端3.2cm时,木棍刚好翻转,蜗牛的质量为_______ 。
【答案】(1) ①. 音调 ②. 频率
(2) ①. = ②. <
(3)8g
【解析】
【小问1详解】
[1]借助木棍用相同力度敲击水瓶琴,由于瓶内水的质量不同,导致瓶子和水振动快慢不同,即每个水瓶发出的声音的音调不同。
[2]水瓶中水越多,瓶子和水越不容易振动,所以振动的频率越低。
【小问2详解】
[1]因为密度计在不同密度的液体中均处于漂浮状态,所以其浮力等于重力,故密度计在两个液体中的浮力相等。
[2]由公式可知,密度计浸入液体中的体积越大,对应液体的密度越小,所以ρa<ρb;根据液体压强公式p=ρ液gh可知,在液体深度相同时,液体对杯底的压强pa<pb。
【小问3详解】
因为质量分布均匀的物体其重心在其几何中心处,所以阻力臂的长度
阻力大小G木=m木g=10×10-3kg×10N/kg=0.1N
动力臂的长度l1=4.2cm-3.2cm=1cm
所以动力
所以蜗牛的质量
26. 图甲是小明探究“电流与电阻关系”的实验,选用的实验器材有电源(3V),电流表(0~0.6A), 电压表(0~3V), 滑动变阻器(20Ω 2A), 阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻,开关及导线若干。
(1)将图甲实物电路连接完整(要求滑片向左移动时电流表示数变大)。
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现电压表有示数但电流表无示数,此时出现的故障可能是_______。
(3)排除故障后,接入5Ω电阻,调节滑动变阻器,使电压表示数为U;仅将电阻R由5Ω换成10Ω,应将滑片向_______(选填“左”或“右”)移动,使电压表示数仍为U。当电阻R换成20Ω时,发现无论怎样移动滑片,电压表示数都无法达到U,为了完成实验,U的取值不能小于_______ V。
(4)多次实验,可得出结论:_______。
(5)实验完成后,小明借助一个最大阻值为R0的滑动变阻器、电压恒定且未知的电源、电流表、两个开关和导线若干,设计了如图乙的电路,测出了两个未知定值电阻R1、R2的阻值:
①仅闭合开关S1,记下电流表的示数为I1。
②仅闭合开关S2,将滑动变阻器滑片移到最左端,记下电流表示数为I2;再将滑片移到最右端,记下电流表示数为I3。
则R1=_______, R2=_______(用已知字母表示)。
【答案】(1) (2)电阻R断路
(3) ①. 右 ②. 1.5
(4)导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(5) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
探究电流与电阻关系的实验中,滑动变阻器与电阻串联,电流表测电路中的电流;滑动变阻器按一上一下接入电路,要求滑片向左移动时电流表示数变大,说明滑动变阻器的电阻变小,因此滑动变阻器接入左下接线柱,如图
【小问2详解】
闭合开关,发现电流表无示数,说明电路存在断路;电压表有示数,说明电压表与电源接通,此时出现的故障可能是与电压表并联的电阻R断路。
【小问3详解】
[1]接入5Ω电阻,调节滑动变阻器,使电压表示数为U;仅将电阻R由5Ω换成10Ω,闭合开关,电压表的示数变大,探究电流与电阻的关系时,应保持定值电阻两端的电压为U不变,因此应减小定值电阻两端的电压,增大滑动变阻器两端的电压,由串联分压可知,应增大滑动变阻器的电阻,即应将滑片向右移动,使电压表示数仍为U。
[2]当电阻R换成20Ω时,发现无论怎样移动滑片,电压表示数都无法达到U,为了完成实验,滑动变阻器滑到最大值时,定值电阻两端的电压最小,由串联电路电流处处相等可得
代入数值可得
解得,电压的最小值
U的取值不能小于1.5V。
【小问4详解】
多次实验,可得结论:导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【小问5详解】
①仅闭合开关S1,电阻R1、R2串联,电流表测电路中的电流,记下电流表的示数为I1;设电源电压为U,则有 ①
②[1][2]仅闭合开关S2,将滑动变阻器滑片移到最左端,电路为R1的简单电路,记下电流表示数为I2;此时电源电压 ②
再将滑片移到最右端,电阻R1、R2串联,电流表测电路中的电流, 记下电流表示数为I3;电源电压为 ③
联立①②③解得
,
27. 如图所示是餐厅中的送餐机器人,已知托着饮料的机器人总质量为52kg, 与地面的接触面积为0.01m2。
(1)机器人眼睛的主要元件是发光二极管,其核心材料是_______(选填“导体”、“半导体”或“超导体”)。
(2)若机器人沿水平地面匀速运动了20m,用时20s。求机器人的速度。
(3)机器人对地面压强是多少Pa?
【答案】(1)半导体 (2)1m/s (3)52000
【解析】
【小问1详解】
发光二极管(LED)的核心材料通常为半导体,如砷化镓、氮化镓等。
【小问2详解】
机器人的速度
【小问3详解】
机器人对地面的压力
机器人对地面的压强
28. 如图所示是一个照明系统模拟控制电路。已知控制电路电源电压恒为4.5V,继电器线圈的电阻为5Ω,R为电阻箱,R0为光敏电阻,其阻值随光照度的变化遵循某一规律,部分数据如下表所示(相同条件下,光越强,光照度越大,光照度单位为勒克斯,符号为Lx,白天光照度大于3Lx)。闭合开关S,当继电器线圈中的电流大于或等于0.1A时,继电器的衔铁被吸合,工作电路断开。利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值E0时,照明系统内路灯自动工作。
光照度E/Lx
0.5
1
1.5
2
2.5
3
光敏电阻R0阻值/Ω
60
30
20
15
12
10
(1)工作电路的电源应接在______(选填“a、b”、“b、c”或“a、c”) 两端。
(2)闭合开关S, 当R阻值为25Ω时,求E0。
(3)要使光照度设定值变为1.2Lx,则应将R的阻值调为多大?若环境的光照度降至1.2Lx时能保持5min不变,求这段时间内R消耗的电能。
(4)当R阻值一定,控制电路电源电压降低时,路灯工作时长将更______。
【答案】(1)a、b (2)2Lx
(3)15Ω,45J (4)更长
【解析】
【小问1详解】
闭合开关S,当继电器线圈中的电流大于或等于0.1A时,继电器的衔铁被吸合,工作电路断开,路灯不工作;反之,路灯工作。结合图可知,工作电路的电源应接在a、b 两端。
【小问2详解】
当光照度低至某一设定值E0时,照明系统内路灯自动工作。而闭合开关S,当继电器线圈中的电流大于或等于0.1A时,继电器的衔铁被吸合,工作电路断开。根据欧姆定律可知,控制电路最小电阻为
此时光明电阻应该接入最小值
即当R阻值为25Ω时,光敏电阻最小为15Ω时,工作电路断开;反之,则工作电路工作。由表格可知,此时光照度为2Lx,所以闭合开关S, 当R阻值为25Ω时,E0为2Lx。
【小问3详解】
分析表格中数据可知,光敏电阻的阻值与光照度的乘积为30Ω·Lx,光照度设定值变为1.2Lx时,则光敏电阻的阻值为
结合第2问分析可知,此时电阻箱阻值应调为
若环境的光照度降至1.2Lx时能保持5min不变,这段时间内R消耗的电能
【小问4详解】
当R 一定而控制电路电源电压降低时,线圈更难达到 0.1 A 的吸合电流,路灯会更长时间处于工作状态,故“更长”。
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