2025年辽宁省中考物理模拟练习卷(二十)
2025-06-05
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内容正文:
辽宁省中考物理模拟练习卷(二十)
一.选择题(共6小题,满分12分,每小题2分)
1.(2分)《哪吒2》刷新多项影史纪录!中国民乐的精妙运用,为影片注入了独特的灵魂,如陶埙、唢呐、二胡等。如图所示,陶埙是中国最原始的吹奏乐器之一,下列有关说法正确的是( )
A.吹奏陶埙产生的声音是由于陶埙振动产生的
B.吹奏陶埙产生的声音在真空中的传播速度为340m/s
C.观影时通过声音的音色分辨出是陶埙发出的声音
D.吹奏陶埙产生的声音一定不是噪声
2.(2分)下列有关光现象的说法,正确的是( )
A.图甲:手影是由于光的直线传播所成的虚像
B.图乙:阳光下,利用太阳灶可以把水烧开,说明光具有能量
C.图丙:晚上可以看到自行车尾灯“发光”,说明自行车尾灯是光源
D.图丁:岸上的小猫看到的鱼是由于光的折射所成的实像
3.(2分)《舌尖上的中国》曾聚焦云南特色美食,让海内外观众再次领略了彩云之南的饮食之美。如图所示,通过煎、炒、蒸、凝烹调的四种美食所包含的物理知识,认识正确的是( )
A.炸:炸洋芋的锅一般用铁制造,主要是利用了铁的比热容大
B.炒:主要是通过做功的方式使蘑菇的内能增加
C.蒸:是通过热传递和高温水蒸气汽化放热,把鸡肉蒸熟
D.凝:让煮成液体状的米糊冷却变成块状米粉的过程属于凝固
4.(2分)2024年5月3日17时27分,嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场发射,发射任务取得圆满成功。火箭加速升空的过程中( )
A.火箭的运动状态改变
B.嫦娥六号探测器受到惯性的作用
C.以火箭为参照物,嫦娥六号探测器是运动的
D.火箭加速升空过程中,火箭的动能全部转化为重力势能
5.(2分)如图是一个擦窗机器人,它的“腹部”有吸盘。擦窗时,它的真空泵会将吸盘内的空气向外抽出,它就能牢牢地吸在竖直玻璃上。下列说法错误的是( )
A.它能吸在竖直玻璃上是因为大气压的作用
B.它通过玻璃成等大的虚像
C.它静止在竖直玻璃上时,受到的摩擦力是竖直向上的
D. 它静止在竖直玻璃上时,继续向外抽气,它受到的摩擦力变大
6.(2分)如图所示的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,开关S闭合后,滑片向左移动时( )
A.电流表示数变大,电压表与电流表示数之比变小
B.电流表示数变小,电压表与电流表示数之比不变
C.电压表示数变小,电压表与电流表示数之比变小
D.电压表示数变大,电压表与电流表示数之比不变
二.多选题(共3小题,满分6分,每小题2分)
(多选)7.(2分)有一体积为20cm3的均匀固体,用天平测得它的质量为160g,下列说法正确的是( )
A.用天平测它的质量时,砝码应放在天平右盘 B.把此固体带到月球上,质量变为原来的
C.把此固体截去一半,剩余部分密度为4×103kg/m3 D.此固体的密度为8×103kg/m3
(多选)8.(2分)如图所示,有一种“感应发光冰块”,是由电子元件组成的发光冰块,可放置于各类饮品中增添气氛,其内部电子元件有:液体感应器(即触水式开关,具有入水即亮)、纽扣电池和LED灯泡;使用方法是将其放入水中后将自动发亮。它还可以放入冰箱内冷冻后,再放入饮料内,从而降低饮料的温度;下列关于“感应发光冰块”说法正确的是( )
A.液体感应器相当于该电路中的开关 B.放入饮料内的发光冰块内部的电路处于通路状态
C.LED灯泡是由半导体材料来制成的 D.发光冰块中感应电池供电时将化学能转化为电能
(多选)9.(2分)在做“探究凸透镜成像规律”的实验中,某小组同学利用图甲测出了透镜的焦距后,正确安装并调节实验装置如图乙所示,在光屏上得到一个清晰的像。下列说法正确的是( )
A.由甲图可知该透镜焦距为40cm
B.乙图中成的是倒立缩小的实像,符合照相机的成像原理
C.在乙图中保持凸透镜的位置不变,将蜡烛与光屏的位置互换,则成像情况符合投影仪的原理
D.如果在烛焰与透镜之间放置一近视眼镜的镜片,则将光屏适当左移可得一个清晰的像
三.填空题(共6小题,满分12分,每小题2分)
10.(2分)滑草——是一项惊险而又刺激的活动。在水印加州小区湖边草坡,当小青坐着“滑草车”从斜坡上一冲而下时,真有一种“失重”的感觉,此时小青感觉两侧的小草在快速后退是以 为参照物的;从坡顶到达坡底,滑草车不断加速滑下,说明力可以改变物体的 。
11.(2分)哈尔滨市的五月,丁香花盛开,芳香四溢。人们能闻到花香,说明花的香味分子 ,这是一种 现象。
12.(2分)加湿器常用于增加空气湿度。如图甲是电热式加湿器,工作时产生的高温水蒸气在加湿器上方 (填物态变化名称)形成“白气”。如图乙是超声波加湿器,工作时雾化片高频振动将水“打散”为直径约8 (填写单位)的雾状水滴形成“白气”,雾状水滴的直径大约是水分子直径的1万倍。
13.(2分)手机已经进入“5G”时代,所谓“5G”指的是第五代移动通信技术。“5G”手机传递信息的载体是频率更高的 (选填“超声波”或“电磁波”);《流浪地球》影片开创了我国科幻片的新纪元,影片讲的是太阳的生命即将终结,人类带着地球流浪的故事。在太阳内部,发生 (选填“核裂变”或“核聚变”)产生光和热。
14.(2分)如图所示的甲、乙两个模型中,甲图是 的模型(选填“电动机”或“发电机”),乙是根据 原理制成的。
15.(2分)如图甲所示是通过灯泡L和电阻R的电流随电压变化关系的图像,将它们接入如图乙的电路中。只闭合开关S时,电流表的示数为I1,小灯泡的实际功率为0.8W,则电源电压为 V;再闭合开关S1,电流表的示数变为I2,则I1:I2= 。
四.作图题(共2小题,满分4分,每小题2分)
16.(2分)如图,甲图为小明在游乐园玩滑梯的场景,图乙是示意图,O为小明的重心,请在图乙中画出斜面对小明的支持力F的示意图。
17.(2分)如图是小明家在一楼和二楼都能控制的楼梯灯L,S1和S2是单刀双掷开关。根据安全用电原则,用笔画线代替导线将图中a、b两点正确接入家庭电路。
五.实验探究题(共5小题,满分30分,每小题6分)
18.(6分)在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中,实验装置如图甲所示,将温度计插入试管后,待温度升至50℃左右开始,每隔大约1min记录一次温度,根据记录的数据,在方格纸上以纵轴表示温度,横轴表示时间,描点连线,得到如图乙所示的该物质熔化时温度随时间变化的图象。
(1)实验中采取“水浴法”对试管中的物质加热,这种加热方法的好处是使试管中的物质受热更 ;
(2)由图乙可知,该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”);
(3)图乙中物体在B点时刻的内能 (选填“大于”、“小于”或“等于”)D点时刻的内能;
(4)比较图乙中的AB段与DE段可知,物质AB段的比热容 (选填“大于”、“小于”或“等于”)DE段的比热容;
(5)某同学把试管中的物质换成水,继续加热,试管中的水都 (选填“会”或“不会”)沸腾,原因是:试管中的水 (选填“能”或“不能”)继续吸热。
19.(6分)在准备物理实验操作考试过程中,某同学利用玻璃板代替平面镜进行了“探究平面镜成像的特点”实验,如图甲所示。
(1)在水平桌面上铺一张白纸,将玻璃板 放置在白纸上,沿着玻璃板M面在纸上画一条直线OO′,代表平面镜的位置;
(2)把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,拿另一支与蜡烛A外形相同但未点燃的蜡烛B,在玻璃板后移动至某位置时,观察到其与蜡烛A的像完全重合,说明平面镜所成的像与物大小 ,此时蜡烛B的位置视作蜡烛A的像的位置;
(3)移动蜡烛A,多次实验,在白纸上标记下每次蜡烛A、B的位置,并用刻度尺测量它们到OO′的距离,如图乙所示。该同学发现像与物的位置并没有关于平面镜对称。
①该同学猜想是因为玻璃板较厚,蜡烛A在玻璃板的两个表面分别成像,实验中每次确定像的位置时,错误的将蜡烛B与距离玻璃板 (填“较远”或“较近”)的像重合,从而造成了“不对称”的结果;
②为了验证该想法是否正确,该同学在玻璃板M面上贴一层半透明薄膜,这样只能看到一个蜡烛A的清晰的像,重复实验,结果发现像与物仍“不对称”;
③该同学分析该现象的产生可能与光的折射有关。请在图丙中补全该同学透过玻璃板观察蜡烛B的光路,并标出看到的“蜡烛B”的位置B′;
④综合上面的现象及分析过程,在实验中确定蜡烛A的像的位置时,由于光的折射,实际
是 完全重合,造成确定像的位置时出现偏差。
20.(6分)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中。
【问题】同学们提出了一些与浮力有关的现象:
A.人从浅水走向深水的过程中,感觉身体“变轻”
B.木头在水中是漂浮的,但是铁块在水中会下沉
C.鸡蛋在水中会下沉,但是在盐水中会漂浮
通过对上述现象的分析,同学们得到了一些与浮力大小有关因素的猜想,其中可以根据 (填字母)中的现象得出猜想:物体受到浮力的大小可能与物体密度有关。
【证据】同学们按照图甲所示的器材和步骤进行探究实验。
【解释】
(1)通过①、②、③实验中弹簧测力计的示数变化,可以确定人从浅水走向深水的过程中,人体所受浮力 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)通过①、③、④实验中弹簧测力计的示数变化,可以确定浮力大小与物体浸没的深
度 (填“有关”或“无关”)。
(3)在图乙的实验中,应控制物块1和物块2的 相同,这样可以确定浮力大小与物体密度无关。
(4)结合上述实验的相关结论,要设计实验来探究现象C得出的猜想时,需要在实验过程中控
制 不变。
【交流】老师给同学们展示一个神奇的现象,如图所示,在气球中装入适量沙子,并充入适量空气,系紧气球口。将气球放入水中,气球漂浮;然后用细棒将气球向下压至深度为h1的位置,撤去细棒后气球上浮;再用细棒将气球压至深度为h2的位置,气球自动下沉。请解释为什么气球浸没在水中更深的位置会自动下沉: 。
21.(6分)小明同学在“测量定值电阻的阻值”实验中,电路图如图﹣1所示,请回答以下问题。
(1)连接电路时,开关应处于 状态。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关S,电压表有示数,电流表指针向零刻度线左侧偏转,该故障的原因可能是 。
(3)排除故障后,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P,当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图﹣2所示,则电阻R的阻值为 Ω。小明进行了多次测量,计算出R的阻值的平均值,目的是 (选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
(4)小明要进一步测量长度为100cm的镍铬合金丝MN的阻值,器材如图﹣3所示。其中导线只有7根,且长度均为30cm。请根据实际操作需要,用笔画线代替剩余2根导线,在图﹣3中将实物电路示意图补充完整(实物图中导线及电阻丝长度未按照比例绘制)。要求:导线两端只能接在各电路元件的接线柱上。
六.计算题(共2小题,满分16分,每小题8分)
22.(8分)2024年5月,完全由我国自主设计、建造的首艘弹射型航空母舰福建舰出海顺利完成首次海试。若福建舰静止在海面时排开海水的体积为8×104m3,其水平甲板上停放一辆我国自主研发的飞机牵引车,该牵引车重5.6×104N,其车轮与水平甲板的接触总面积为0.4m2,海水密度取1.03×103kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)距离海面4m深处舰身受到海水的压强;
(2)牵引车对航母的压强是多少;
(3)航母此时的质量。
23.(8分)如图为某款家用电热器内部简化的工作电路图。额定电压为220V,R1、R2是发热电阻,其中R2的阻值为200Ω。当开关S1闭合,S接b时为高温挡,高温挡额定功率为1210W;当开关S1闭合,S接a时为中温挡。求:
(1)中温挡的额定功率;
(2)当开关S1断开,S接a时,电路中的电流;
(3)某次使用高温挡工作15min,消耗电能为9×105J,请通过计算说明这段时间内电热器是否正常工作。
24.(6分)太阳能是一种可再生的清洁能源,可以利用太阳能给物体加热。
【项目名称】制作太阳能集热器
【项目实施】
任务1.设计集热器
方案一:如图,用木架支撑起一块透明塑料薄膜,并在薄膜上注入清水,形成一个“大水珠”,它相当于凸透镜,能够用来集热的原因是: 。
方案二:如图,利用凹面镜制成固定式“太阳灶”。
同学们发现两个方案中由于集热器朝向固定,阳光斜射时集热温度较低,为了提高太阳能的利用率获得高温,同学们针对方案二进行改造。
任务2.设计“追踪”太阳的传感器
如图,是一种自动追踪太阳的传感器,当凸透镜正对太阳光时,暗箱内几乎没有光射到太阳能电池板上,太阳能电池不工作,当阳光斜射向凸透镜时,暗箱内太阳能电池A或B工作。
如图,直流电动机通过齿轮传动装置能使转动轴转动。
任务4.产品组装及工作过程
如图,将传感器和角度调节装置组装在太阳灶上,传感器和角度调节装置的电路连接如图所示,其中C为动触点,G和H为静触点。当太阳光从东向西斜射向凸透镜时,电磁铁通电吸引衔铁,动触点C与静触点 接触,直流电动机通电转动,转动轴带动镜面向 (填“东”或“西”)转动。当与太阳能电池B连接的电磁铁通电时,其右端磁极为 极。
【项目拓展】产品参数浅析
(1)产品最大承重浅析:如图是炉灶支架的示意图,其中支架OCD可看作杠杆,转轴O为支点,AB为固定支架的钢丝绳,钢丝绳对支架的拉力为F1,水壶对支架的压力为F2,正常使用时F1和F2的大小关系是:F1 F2,由此可见产品的最大载重与钢丝绳能承受的最大拉力有关。
(2)产品节能浅析:假设利用太阳灶给水加热,水吸收的热量为1.2×106J,如果这些热量是由加热效率为60%的普通燃气灶提供的,则需要消耗 m3的燃气。由此可见,使用太阳灶可以有效地减少化石能源的消耗。(燃气的热值取4×107J/m3)
辽宁省中考物理模拟练习卷(二十)
参考答案与试题解析
一.选择题(共6小题)
题号
1
2
3
4
5
6
答案
C
B
D
A
D
D
二.多选题(共3小题)
题号
7
8
9
答案
AD
ABCD
BC
一.选择题(共6小题,满分12分,每小题2分)
1.(2分)《哪吒2》刷新多项影史纪录!中国民乐的精妙运用,为影片注入了独特的灵魂,如陶埙、唢呐、二胡等。如图所示,陶埙是中国最原始的吹奏乐器之一,下列有关说法正确的是( )
A.吹奏陶埙产生的声音是由于陶埙振动产生的
B.吹奏陶埙产生的声音在真空中的传播速度为340m/s
C.观影时通过声音的音色分辨出是陶埙发出的声音
D.吹奏陶埙产生的声音一定不是噪声
【分析】声音是由物体振动产生的;声音的传播需要介质,真空不能传声。
音调是声音的高低,由发声体的振动频率决定,频率越高,音调越高;频率越低,音调越低。
音色是发声体的声音品质,由发声体本身的特征决定,是区别声音的重要标志。
响度指声音的强弱或大小,与振幅和距离发声体的远近有关,振幅越大,响度越大,距离发声体越近,响度越大。
【解答】解:A、吹奏陶埙产生的声音是由于陶埙内空气柱振动产生的,而不是陶埙本身振动,故A错误。
B、声音的传播需要介质,真空不能传声,所以吹奏陶埙产生的声音在真空中传播速度为 0m/s,故B错误。
C、不同乐器的材料和结构不同,发出声音的音色不同,所以观影时可以通过声音的音色分辨出是陶埙发出的声音,故C正确。
D、从环境保护角度看,凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音产生干扰的声音,都属于噪声。吹奏陶埙产生的声音如果在不适当的时间和场合出现,也可能成为噪声,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了声音的产生、传播、声音的三个特性,属于声学部分的常考知识。
2.(2分)下列有关光现象的说法,正确的是( )
A.图甲:手影是由于光的直线传播所成的虚像
B.图乙:阳光下,利用太阳灶可以把水烧开,说明光具有能量
C.图丙:晚上可以看到自行车尾灯“发光”,说明自行车尾灯是光源
D.图丁:岸上的小猫看到的鱼是由于光的折射所成的实像
【分析】1、光在同种均匀物质中沿直线传播,在日常生活中,激光准直、小孔成像和影子的形成等,都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的;
2、光具有能量;
3、我们把发光的物体叫做光源;
4、当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折,这就是光的折射,复色光发生折射时,会出现色散现象,如:海市蜃楼、看水里的鱼比实际位置浅、雨后天空中的彩虹等都是光的折射形成的。
【解答】解:A.沿直线传播的光被不透明的手挡住,在后面的屏(墙)上光线照不到的地方形成影子,不是虚像,故A错误;
B.太阳灶将太阳能转化为内能,说明光具有能量,故B正确;
C.我们把发光的物体叫做光源,自行车尾灯自身不能发光,是反射光,不是光源,故C错误;
D.水中的鱼,其实看到的是鱼的虚像,是由于光的折射形成的,故D错误。
故选:B。
【点评】此题通过几个日常生活中的现象考查了对光的折射、光的直线传播、光的反射的理解与掌握,在学习过程中要善于利用所学知识解释有关现象,达到学以致用的目的。
3.(2分)《舌尖上的中国》曾聚焦云南特色美食,让海内外观众再次领略了彩云之南的饮食之美。如图所示,通过煎、炒、蒸、凝烹调的四种美食所包含的物理知识,认识正确的是( )
A.炸:炸洋芋的锅一般用铁制造,主要是利用了铁的比热容大
B.炒:主要是通过做功的方式使蘑菇的内能增加
C.蒸:是通过热传递和高温水蒸气汽化放热,把鸡肉蒸熟
D.凝:让煮成液体状的米糊冷却变成块状米粉的过程属于凝固
【分析】(1)金属物质一般都具有良好的导热性;
(2)改变物体内能有做功和热传递两种方式,做功是能量的转化过程,热传递是能量的转移过程;
(3)物质由气态变成液态的过程叫做液化,液化放热;
(4)物质从液体变为固态的过程叫做凝固。
【解答】解:A、煎锅一般用铁制造,主要是利用铁具有良好的导热性,与比热容无关,故A错误;
B、炒主要是通过热传递的方式使米粉的内能增加,故B错误;
C、蒸是通过热传递和高温水蒸气液化放热,把鸡肉蒸熟,故C错误;
D、凝是让煮成液体状的米糊冷却变成块状米粉的过程属于凝固,故D正确。
故选:D。
【点评】本题以中华美食为背景考查相关的物理知识,注重了物理和生活的联系,达到学以致用的目的。
4.(2分)2024年5月3日17时27分,嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场发射,发射任务取得圆满成功。火箭加速升空的过程中( )
A.火箭的运动状态改变
B.嫦娥六号探测器受到惯性的作用
C.以火箭为参照物,嫦娥六号探测器是运动的
D.火箭加速升空过程中,火箭的动能全部转化为重力势能
【分析】(1)力是改变物体运动状态的原因;
(2)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性;
(3)在研究物体运动时,要选择参照的标准,即参照物,物体的位置相对于参照物发生变化,则运动,不发生变化,则静止;
(4)动能的大小与质量、速度有关。
【解答】解:A、火箭加速升空时速度生变化,运动状态改变,故A符合题意;
B、惯性是物体的性质,惯性不是力,不能说受到惯性作用,故B不符合题意;
C.嫦娥六号探测器随火箭一起上升,与火箭相对位置不变,以火箭为参照物,嫦娥六号探测器是静止的,故C不符合题意;
D.嫦娥六号探测器在加速升空时,探测器的质量不变,速度增大,动能增加,升空过程中高度增大,重力势能增加,动能没有转化为重力势能,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】此题主要考查学生对运动和静止的相对性、动能和重力势能的相互转化、物体运动状态变化的判断、惯性的概念等知识的掌握,难度不大。
5.(2分)如图是一个擦窗机器人,它的“腹部”有吸盘。擦窗时,它的真空泵会将吸盘内的空气向外抽出,它就能牢牢地吸在竖直玻璃上。下列说法错误的是( )
A.它能吸在竖直玻璃上是因为大气压的作用
B.它通过玻璃成等大的虚像
C.它静止在竖直玻璃上时,受到的摩擦力是竖直向上的
D.它静止在竖直玻璃上时,继续向外抽气,它受到的摩擦力变大
【分析】(1)吸盘是利用大气压的作用来吸住玻璃的;
(2)平面镜成正立等大的虚像;
(3)擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,处于平衡状态,竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力,二力方向相反。
【解答】解:A、擦窗机器人工作时,真空泵将吸盘内的空气抽出,使泵内气压小于外界大气压,在大气压力的作用下,“擦窗机器人”能吸在竖直玻璃上,故A正确;
B、根据平面镜成像特点可知,擦窗机器人通过玻璃成等大的虚像,故B正确;
C、擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,处于平衡状态,竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力,二力的方向相反,故摩擦力的方向是竖直向上的,故C正确;
D、它静止在竖直玻璃上时,继续向外抽气,仍然处于静止状态,受力平衡,则重力和摩擦力就是一对平衡力;由于机器人的重力不变,所以擦窗机器人受到的摩擦力不变,故D错误。
故选:D。
【点评】本题以擦窗机器人为载体,考查了大气压的综合应用、摩擦力大小和方向的判断、平面镜成像特点等,物体在平衡状态下受平衡力,找出平衡力是解题关键。
6.(2分)如图所示的电路中,电源电压不变,R1为定值电阻,开关S闭合后,滑片向左移动时( )
A.电流表示数变大,电压表与电流表示数之比变小
B.电流表示数变小,电压表与电流表示数之比不变
C.电压表示数变小,电压表与电流表示数之比变小
D.电压表示数变大,电压表与电流表示数之比不变
【分析】闭合开关S后,滑动变阻器与电阻R1串联,电流表测量电路总电流,电压表测量R1两端的电压;根据滑片的移动确定接入电路电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流和R1两端的电压的变化。
【解答】解:AB、图中开关闭合,R1、R2串联,电流表测电路中电流,电压表测R1两端电压,故电压表与电流表示数之比为R1的阻值,滑片向左移动时,R2接入电路的电阻变小,电路的总电阻减小,根据欧姆定律知,电流变大,R1为定值电阻,故电压表与电流表示数之比不变,故AB错误,不符合题意;
CD、电路中电流变大,R1为定值电阻,由U=IR可知,则其两端电压变大,即电压表示数变大,故C错误,不符合题意;D正确,符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查了滑动变阻器的变阻原理、欧姆定律公式的灵活运用,会根据欧姆定律分析电压表和电流表示数的关系是关键。
二.多选题(共3小题,满分6分,每小题2分)
(多选)7.(2分)有一体积为20cm3的均匀固体,用天平测得它的质量为160g,下列说法正确的是( )
A.用天平测它的质量时,砝码应放在天平右盘
B.把此固体带到月球上,质量变为原来的
C.把此固体截去一半,剩余部分密度为4×103kg/m3
D.此固体的密度为8×103kg/m3
【分析】(1)用天平测质量时,应左盘放物体,右盘放砝码;
(2)根据密度公式求出此固体的密度;
(3)质量是指物体所含物质的多少,与物体的形状、状态、空间位置无关;
(4)密度是物质本身的一种特性,与物体的种类和状态有关,与物体的质量和体积无关。
【解答】解:A.用天平测质量时,应左盘放物体,右盘放砝码,即物体应放在天平的左盘,砝码应放在右盘,故A正确;
B.物体的质量与物体的形状、状态、空间位置无关,把此固体带到月球上,其质量不变,故B错误;
C.密度是物质本身的一种特性,与物体质量的多少无关,把此固体截去一半,剩余部分密度不变,故C错误;
D.此固体的密度ρ8g/cm3=8×103kg/m3,故D正确。
故选:AD。
【点评】本题考查了天平的正确实验和密度公式的应用以及对质量、密度概念的理解与掌握,是一道基础题目。
(多选)8.(2分)如图所示,有一种“感应发光冰块”,是由电子元件组成的发光冰块,可放置于各类饮品中增添气氛,其内部电子元件有:液体感应器(即触水式开关,具有入水即亮)、纽扣电池和LED灯泡;使用方法是将其放入水中后将自动发亮。它还可以放入冰箱内冷冻后,再放入饮料内,从而降低饮料的温度;下列关于“感应发光冰块”说法正确的是( )
A.液体感应器相当于该电路中的开关
B.放入饮料内的发光冰块内部的电路处于通路状态
C.LED灯泡是由半导体材料来制成的
D.发光冰块中感应电池供电时将化学能转化为电能
【分析】(1)电路由电源、开关、导线和用电器组成;
(2)处处连通的电路叫通路;
(3)LED是由半导体材料组成的;
(4)电池对外供电时将化学能转化为电能。
【解答】解:A、液体感应器相当于该电路中的开关,故A正确;
B、放入饮料内的发光冰块内部的电路处于通路状态,故B正确;
C、LED灯泡是由半导体材料来制成的,故C正确;
D、发光冰块中感应电池供电时将化学能转化为电能,故D正确。
故选:ABCD。
【点评】本题考查的是电路的组成和半导体的特点;知道电路的三种状态和电源的能量转化过程。
(多选)9.(2分)在做“探究凸透镜成像规律”的实验中,某小组同学利用图甲测出了透镜的焦距后,正确安装并调节实验装置如图乙所示,在光屏上得到一个清晰的像。下列说法正确的是( )
A.由甲图可知该透镜焦距为40cm
B.乙图中成的是倒立缩小的实像,符合照相机的成像原理
C.在乙图中保持凸透镜的位置不变,将蜡烛与光屏的位置互换,则成像情况符合投影仪的原理
D.如果在烛焰与透镜之间放置一近视眼镜的镜片,则将光屏适当左移可得一个清晰的像
【分析】(1)凸透镜的焦距是使平行于主光轴的光会聚的点到光心的距离;
(2)当物距大于二倍焦距时所成的像是缩小倒立的实像,照相机这一光学器件正是应用了这点;
(3)物距处于f和2f之间,凸透镜成倒立放大的实像;物距大于2f,凸透镜成倒立缩小的实像;
(4)当凹透镜靠近凸透镜时,凸透镜会聚能力减弱,使像呈在光屏的后方。
【解答】解:A、由甲图可知该透镜焦距为40cm﹣30cm=10cm,故A错误;
B、由图可知,物距大于像距,当物距大于二倍焦距时所成的像是缩小倒立的实像,是照相机的成像原理,故B正确;
C、根据光路的可逆性,若将光屏和蜡烛的位置互换,在光屏上仍能成像,此时物距小于像距,凸透镜成倒立放大的实像,其应用是投影仪,故C正确。
D、凹透镜对光线有发散作用,靠近凸透镜时,使光线发散,像会聚在光屏的后方,像距增大,在光屏上要得到清晰的像,光屏要远离凸透镜,即要将光屏向右移动才能在光屏上成清晰的像,故D错误;
故选:BC。
【点评】本题考查学生对凸透镜成像规律的应用,常见题目。
三.填空题(共6小题,满分12分,每小题2分)
10.(2分)滑草——是一项惊险而又刺激的活动。在水印加州小区湖边草坡,当小青坐着“滑草车”从斜坡上一冲而下时,真有一种“失重”的感觉,此时小青感觉两侧的小草在快速后退是以 滑草车 为参照物的;从坡顶到达坡底,滑草车不断加速滑下,说明力可以改变物体的 运动状态 。
【分析】判断物体的运动和静止,首先选择一个参照物,被研究的物体和参照物之间如果发生位置的变化,被研究的物体是运动的,否则是静止的。
力可以使物体发生形变,也可以改变物体的运动状态,物体运动状态的改变包括速度大小的改变和运动方向的改变。
【解答】解:小青感觉两侧的小草在快速后退,说明小草相对于所选的参照物位置发生了变化。因为小青是坐着滑草车从斜坡上冲下,所以以滑草车或小青自己为参照物,小草的位置在不断改变,会有小草快速后退的感觉。滑草车从坡顶到达坡底不断加速滑下,速度大小发生了变化,这说明力可以改变物体的运动状态。
故答案为:滑草车;运动状态。
【点评】本题考查参照物的选择及力的作用效果。
11.(2分)哈尔滨市的五月,丁香花盛开,芳香四溢。人们能闻到花香,说明花的香味分子 在不停地做无规则运动 ,这是一种 扩散 现象。
【分析】不同物质互相接触时彼此进入对方的现象叫做扩散,扩散现象说明分子在不停地做无规则运动。
【解答】解:人们能闻到花香,说明花的香味分子在不停地做无规则运动,这是一种扩散现象。
故答案为:在不停地做无规则运动;扩散。
【点评】此题考查了生活中常见的扩散现象,比较简单,属基础题目。
12.(2分)加湿器常用于增加空气湿度。如图甲是电热式加湿器,工作时产生的高温水蒸气在加湿器上方 液化 (填物态变化名称)形成“白气”。如图乙是超声波加湿器,工作时雾化片高频振动将水“打散”为直径约8 μm (填写单位)的雾状水滴形成“白气”,雾状水滴的直径大约是水分子直径的1万倍。
【分析】物质由气态变为液态的过程叫做液化;
水分子的直径约为0.8nm。
【解答】解:“白气”是高温水蒸气在加湿器上方遇冷液化形成的小水滴。
水分子的直径约为0.8nm,雾状水滴的直径大约是水分子直径的1万倍,则雾状水滴的直径约为d=10000×0.8nm=8000nm=8μm。
故答案为:液化;μm。
【点评】本题考查了液化现象和长度单位的认识,属于基础题。
13.(2分)手机已经进入“5G”时代,所谓“5G”指的是第五代移动通信技术。“5G”手机传递信息的载体是频率更高的 电磁波 (选填“超声波”或“电磁波”);《流浪地球》影片开创了我国科幻片的新纪元,影片讲的是太阳的生命即将终结,人类带着地球流浪的故事。在太阳内部,发生 核聚变 (选填“核裂变”或“核聚变”)产生光和热。
【分析】电磁波可以传递信息;电磁波的频率越高,单位时间内传递的信息的容量更大。
太阳内部每时每刻都在发生核聚变。
【解答】解:“5G”手机传递信息的载体是频率更高的电磁波;在太阳内部,发生核聚变产生光和热。
故答案为:电磁波;核聚变。
【点评】本题考查的是电磁波的特点及应用;知道太阳内部在发生核聚变。
14.(2分)如图所示的甲、乙两个模型中,甲图是 电动机 的模型(选填“电动机”或“发电机”),乙是根据 电磁感应 原理制成的。
【分析】电动机是消耗电能的,故装置图中有电源;而发电机是产生电的,故原理图中没有电源,据此分析回答。
【解答】解:
(1)在甲图中,闭合开关,通电线圈在磁场中转动,说明通电导体在磁场中受到力的作用,由此可以说明通电导体在磁场中要受到力的作用,利用这个理论制成了电动机。
(2)图乙中,闭合开关,导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针发生偏转,电路中产生了电流,这种现象叫电磁感应现象。利用这一原理制成了发电机。
故答案为:电动机;电磁感应。
【点评】实验装置是研究电磁感应还是通电导体在磁场中受力,可以利用实验装置中是否有电源来确定:有电源的是用来研究通电导体在磁场中是否受力的装置;没有电源的是用来研究电磁感应现象的实验装置。
15.(2分)如图甲所示是通过灯泡L和电阻R的电流随电压变化关系的图像,将它们接入如图乙的电路中。只闭合开关S时,电流表的示数为I1,小灯泡的实际功率为0.8W,则电源电压为 2 V;再闭合开关S1,电流表的示数变为I2,则I1:I2= 2:3 。
【分析】(1)只闭合开关S时,电路为L的简单电路,电流表测通过L的电流,根据图像读出小灯泡的实际功率为0.8W时两端的电压和通过的电流I1;此时灯泡两端的电压为电源电压;
(2)再闭合开关S1时,灯泡L与电阻R并联,电流表测干路电流,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过L的电流不变;由图像可知通过R的电流,根据并联电路的电流特点求出干路电流I2;比较I1:I2。
【解答】解:由电路图可知,只闭合开关S时,电路为L的简单电路,电流表测通过L的电流,小灯泡两端电压即为电源电压,
由图像可知,只有当UL=2V、I1=IL=0.4A时,
小灯泡的实际功率才为:P=ULIL=2V×0.4A=0.8W,
由此可知,电源电压为2V;
再闭合开关S1时,灯泡L与电阻R并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,通过L的电流不变,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,此时电阻R的电压:UR=UL=2V,
由图像可知,通过R的电流IR=0.2A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,电流表的示数(干路电流):I2=IR+IL=0.2A+0.4A=0.6A;
则I1:I2=0.4A:0.6A=2:3。
故答案为:2;2:3。
【点评】本题考查了并联电路的特点和电功率公式的应用,关键是根据图像读出符合题意的电流和电压值。
四.作图题(共2小题,满分4分,每小题2分)
16.(2分)如图,甲图为小明在游乐园玩滑梯的场景,图乙是示意图,O为小明的重心,请在图乙中画出斜面对小明的支持力F的示意图。
【分析】力的示意图是用一条带箭头的线段把力的大小、方向、作用点三个要素表示出来,线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,线段起点或终点表示力的作用点,支持力的方向垂直于斜面向上。
【解答】解:小明受到的支持力F方向垂直于斜面向上,作用点画在重心。如图所示:
【点评】画力的示意图的一般步骤为:一画简图二定点,三画线,四画尖,五把力的符号标尖边.按照这个作图步骤,很容易能够画出指定力的示意图。
17.(2分)如图是小明家在一楼和二楼都能控制的楼梯灯L,S1和S2是单刀双掷开关。根据安全用电原则,用笔画线代替导线将图中a、b两点正确接入家庭电路。
【分析】在家庭电路中,开关接在用电器和火线之间,据此分析。
【解答】解:在家庭电路中,为了用电的安全,开关接在用电器和火线之间,如下所示:
【点评】本题考查了家庭电路的连接,属于基础题。
五.实验探究题(共5小题,满分30分,每小题6分)
18.(6分)在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中,实验装置如图甲所示,将温度计插入试管后,待温度升至50℃左右开始,每隔大约1min记录一次温度,根据记录的数据,在方格纸上以纵轴表示温度,横轴表示时间,描点连线,得到如图乙所示的该物质熔化时温度随时间变化的图象。
(1)实验中采取“水浴法”对试管中的物质加热,这种加热方法的好处是使试管中的物质受热更 均匀 ;
(2)由图乙可知,该物质是 晶体 (选填“晶体”或“非晶体”);
(3)图乙中物体在B点时刻的内能 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)D点时刻的内能;
(4)比较图乙中的AB段与DE段可知,物质AB段的比热容 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)DE段的比热容;
(5)某同学把试管中的物质换成水,继续加热,试管中的水都 不会 (选填“会”或“不会”)沸腾,原因是:试管中的水 不能 (选填“能”或“不能”)继续吸热。
【分析】(1)用水浴法加热好处就是物质受热均匀且温度上升速度较慢;
(2)晶体和非晶体的区别是看固体在熔化时,有没有固定的熔点;
(3)晶体在熔化过程中吸热温度保持不变,为固液共存态,此时吸收热量,温度不变,内能增大;
(4)根据Q=mcΔt,比较图乙中的AB段与DE段可知比热容的大小;
(5)水沸腾的条件:达到沸点,继续吸热。
【解答】解:(1)用水浴法加热好处就是物质受热均匀且温度上升速度较慢,便于及时记录各个时刻的温度;
(2)根据晶体在熔化时,有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点。分析图乙可知该物质是晶体;
(3)晶体熔化过程中,吸收热量,内能增大,所以在B点的内能小于D点的内能;
(4)比较图乙中的AB段与DE段可知:加热时间都为两分钟,吸收的热量相同,但AB段比DE段温度变化大,根据Q=mcΔt判断:物质AB段的比热容小于DE段的比热容;
(5)水沸腾时需要两个条件:①温度达到沸点;②继续吸热。试管内的水达到沸点后,试管内外的水温度相同,试管内的水不能继续吸热,所以不能观察到试管内水的沸腾现象。
故答案为:(1)均匀;(2)晶体;(3)小于;(4)小于;(5)不会;不能。
【点评】本题考查熔化的探究实验,关键是将实验操作原则及结论掌握清楚,仔细分析然后解答.
19.(6分)在准备物理实验操作考试过程中,某同学利用玻璃板代替平面镜进行了“探究平面镜成像的特点”实验,如图甲所示。
(1)在水平桌面上铺一张白纸,将玻璃板 竖直 放置在白纸上,沿着玻璃板M面在纸上画一条直线OO′,代表平面镜的位置;
(2)把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,拿另一支与蜡烛A外形相同但未点燃的蜡烛B,在玻璃板后移动至某位置时,观察到其与蜡烛A的像完全重合,说明平面镜所成的像与物大小 相同 ,此时蜡烛B的位置视作蜡烛A的像的位置;
(3)移动蜡烛A,多次实验,在白纸上标记下每次蜡烛A、B的位置,并用刻度尺测量它们到OO′的距离,如图乙所示。该同学发现像与物的位置并没有关于平面镜对称。
①该同学猜想是因为玻璃板较厚,蜡烛A在玻璃板的两个表面分别成像,实验中每次确定像的位置时,错误的将蜡烛B与距离玻璃板 较远 (填“较远”或“较近”)的像重合,从而造成了“不对称”的结果;
②为了验证该想法是否正确,该同学在玻璃板M面上贴一层半透明薄膜,这样只能看到一个蜡烛A的清晰的像,重复实验,结果发现像与物仍“不对称”;
③该同学分析该现象的产生可能与光的折射有关。请在图丙中补全该同学透过玻璃板观察蜡烛B的光路,并标出看到的“蜡烛B”的位置B′;
④综合上面的现象及分析过程,在实验中确定蜡烛A的像的位置时,由于光的折射,实际是 看到的“蜡烛B”与蜡烛A的像 完全重合,造成确定像的位置时出现偏差。
【分析】(1)在水平桌面上铺一张白纸,如果玻璃杯没有竖直放置,会无法让未点燃的蜡烛与像重合,便无法进行试验探究。
(2)物体在平面镜中成像,像距等于物距,且物像大小相等,像的大小跟物体大小有关,跟物体到平面镜的距离无关。
(3)蜡烛A在玻璃板的两个表面分别成像;利用光的折射规律作图;在实验中确定蜡烛A的像的位置时,由于光的折射,实际是折射形成的虚像B′与反射形成的虚像A′完全重合,造成确定像的位置时出现偏差。
【解答】解:(1)在水平桌面上铺一张白纸,如果玻璃杯没有竖直放置,会无法让未点燃的蜡烛与像重合,便无法进行试验探究,所以需要将玻璃板竖直放置。
(2)观察到未点燃的蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,因为说明平面镜所成的像与物大小相同。
(3)①蜡烛A在玻璃板的两个表面分别成像,实验中每次确定像的位置时,由图可知,像距都比物距大一些,根据平面镜成像时物与像到平面镜的距离相等可知,错误的将蜡烛B与距离玻璃板较远的像重合,从而造成了“不对称”的结果。
③光从空气斜射入玻璃中,折射角小于入射角,光从玻璃斜射入空气中,折射角大于入射角.最终折射光线与原入射光线平行,做第二次折射光线的反向延长线交于垂直光线的交点,此点就是人眼看到像的位置,如图:
④综合上面的现象及分析过程,在实验中确定蜡烛A的像的位置时,由于光的折射,实际是看到的“蜡烛B”与蜡烛A的像完全重合,即折射形成的虚像B′与反射形成的虚像A′完全重合,造成确定像的位置时出现偏差。
故答案为:(1)竖直;(2)相同;(3)较远;(4);(5)看到的“蜡烛B”与蜡烛A的像。
【点评】本题是一道探究平面镜成像特点的典型实验,其中还涉及到折射现象等相关知识,考查较全面,难度相对较大。
20.(6分)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中。
【问题】同学们提出了一些与浮力有关的现象:
A.人从浅水走向深水的过程中,感觉身体“变轻”
B.木头在水中是漂浮的,但是铁块在水中会下沉
C.鸡蛋在水中会下沉,但是在盐水中会漂浮
通过对上述现象的分析,同学们得到了一些与浮力大小有关因素的猜想,其中可以根据 B (填字母)中的现象得出猜想:物体受到浮力的大小可能与物体密度有关。
【证据】同学们按照图甲所示的器材和步骤进行探究实验。
【解释】
(1)通过①、②、③实验中弹簧测力计的示数变化,可以确定人从浅水走向深水的过程中,人体所受浮力 变大 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)通过①、③、④实验中弹簧测力计的示数变化,可以确定浮力大小与物体浸没的深度 无关 (填“有关”或“无关”)。
(3)在图乙的实验中,应控制物块1和物块2的 体积 相同,这样可以确定浮力大小与物体密度无关。
(4)结合上述实验的相关结论,要设计实验来探究现象C得出的猜想时,需要在实验过程中控制 排开液体体积 不变。
【交流】老师给同学们展示一个神奇的现象,如图所示,在气球中装入适量沙子,并充入适量空气,系紧气球口。将气球放入水中,气球漂浮;然后用细棒将气球向下压至深度为h1的位置,撤去细棒后气球上浮;再用细棒将气球压至深度为h2的位置,气球自动下沉。请解释为什么气球浸没在水中更深的位置会自动下沉: 当气球被压至深度为h2的位置时,深度增大,由p=ρgh可知气球受到水的压强比h1的位置大,所以气球的体积会减小,排开水的体积也减小,根据阿基米德原理可知气球所受的浮力也减小,当气球受到的浮力小于重力时,气球就会下沉 。
【分析】【问题】根据题目所给的现象进行合理的猜想,提出影响浮力大小的因素;
【解释】(1)(2)(3)根据弹簧测力计的示数变化分析浮力的影响因素;
(3)浮力与液体密度和排开液体体积有关,需要控制变量;
【交流】同一液体中,深度越深,压题压强越大,液体压强越大,气球体积越小,排开液体体积就越小,气球所受浮力就越小,据此分析。
【解答】解:【问题】A.人从浅水走向深水的过程中,感觉身体“变轻”,是因为人排开水的体积变大,受到的浮力变大,说明浮力的大小可能与排开液体的体积有关;
B.木头在水中是漂浮的,但是铁块在水中会下沉,木头和铁块的密度不同,说明浮力的大小可能与物体密度有关;
C.鸡蛋在水中会下沉,但是在盐水中会漂浮,说明浮力的大小可能与液体的密度有关。
故选:B。
【解释】(1)通过①、②、③实验中弹簧测力计的示数变化可知,浮力大小与排开液体体积有关,排开液体体积越大,浮力越大,所以人从浅水走向深水的过程中,人排开水的体积越大,受到的浮力越大。
(2)据③、④实验中物体都浸没在液体中但深度不同,然而弹簧测力计的示数相同,可确定浮力大小与物体浸没的深度无关。
(3)要探究浮力大小与物体密度的关系,要保证物体密度不一样,同时保持液体的密度和物体排开水的体积相同,所以应控制物块1和物块2的体积相同。
(4)现象C可知,浮力大小可能与液体密度有关,根据控制变量法,应控制物体排开液体的体积不变,改变液体的密度。
【交流】当气球被压至深度为h2的位置时,深度增大,由p=ρgh可知气球受到水的压强比h1的位置大,所以气球的体积会减小,排开水的体积也减小,根据阿基米德原理可知气球所受的浮力也减小,当气球受到的浮力小于重力时,气球就会下沉,所以气球浸没在水中更深的位置会自动下沉。
故答案为:【问题】B;【解释】(1)变大;(2)无关;(3)体积;(4)排开液体体积;【交流】当气球被压至深度为h2的位置时,深度增大,由p=ρgh可知气球受到水的压强比h1的位置大,所以气球的体积会减小,排开水的体积也减小,根据阿基米德原理可知气球所受的浮力也减小,当气球受到的浮力小于重力时,气球就会下沉。
【点评】本题是探究浸在液体中的物体所受浮力大小影响因素的实验,分析时,注意控制变量法的应用。
21.(6分)小明同学在“测量定值电阻的阻值”实验中,电路图如图﹣1所示,请回答以下问题。
(1)连接电路时,开关应处于 断开 状态。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 B (选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关S,电压表有示数,电流表指针向零刻度线左侧偏转,该故障的原因可能是 电流表正负接线柱接反了 。
(3)排除故障后,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P,当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图﹣2所示,则电阻R的阻值为 5 Ω。小明进行了多次测量,计算出R的阻值的平均值,目的是 减小误差 (选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
(4)小明要进一步测量长度为100cm的镍铬合金丝MN的阻值,器材如图﹣3所示。其中导线只有7根,且长度均为30cm。请根据实际操作需要,用笔画线代替剩余2根导线,在图﹣3中将实物电路示意图补充完整(实物图中导线及电阻丝长度未按照比例绘制)。要求:导线两端只能接在各电路元件的接线柱上。
【分析】(1)连接电路时开关应断开,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处;
(2)测量电流时,电流表指针反向偏转,说明电流从电流表负接线柱流入了;
(3)由图示电流表读出其示数,然后由R求出电阻R的阻值;多次实验取平均值可减小误差;
(4)要测量长度为100cm的镍铬合金丝MN的阻值,原理是R,电压表应测MN的电压,则电压表应与MN并联;实验中导线只有7根,且长度均为30cm,导线已经用去5根剩余2根,由于导线长度不够电压表不能直接接MN的两端,所以将电压表与滑动变阻器并联,测出滑动变阻器两端电压,再根据串联分压原理求出MN两端的电压,量程选小量程。
【解答】解:(1)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于最大值B端;
(2)开关闭合后,发现电压表有示数,电流表指针在零刻度线左端,其原因是电流表正负接线柱接反了;
(3)由图﹣2可知,电流表量程为0~0.6A,其分度值为0.02A,示数为0.5A,由I得,R的阻值为:R5Ω;
此实验要多次测量电阻值,最后求电阻值的平均值,其目的是减小误差;
(4)要测量长度为100cm的镍铬合金丝MN的阻值,原理是R,电压表应测MN的电压,则电压表应与MN并联;实验中导线只有7根,且长度均为30cm,导线已经用去5根剩余2根,由于导线长度不够电压表不能直接接MN的两端,所以将电压表与滑动变阻器并联,测出滑动变阻器两端电压,再根据串联分压原理求出MN两端的电压,量程选小量程,电路连接如下图:
故答案为:(1)断开;B;(2)电流表正负接线柱接反了;(3)5;减小误差;(4)见解答图。
【点评】本题考查了电路图的分析,要求学生应明确电表的接法及两种电表的应用,为提高测量的准确程度,要多次测量取平均值。
22.(6分)太阳能是一种可再生的清洁能源,可以利用太阳能给物体加热。
【项目名称】制作太阳能集热器
【项目实施】
任务1.设计集热器
方案一:如图,用木架支撑起一块透明塑料薄膜,并在薄膜上注入清水,形成一个“大水珠”,它相当于凸透镜,能够用来集热的原因是: 凸透镜对光线具有会聚作用 。
方案二:如图,利用凹面镜制成固定式“太阳灶”。
同学们发现两个方案中由于集热器朝向固定,阳光斜射时集热温度较低,为了提高太阳能的利用率获得高温,同学们针对方案二进行改造。
任务2.设计“追踪”太阳的传感器
如图,是一种自动追踪太阳的传感器,当凸透镜正对太阳光时,暗箱内几乎没有光射到太阳能电池板上,太阳能电池不工作,当阳光斜射向凸透镜时,暗箱内太阳能电池A或B工作。
如图,直流电动机通过齿轮传动装置能使转动轴转动。
任务4.产品组装及工作过程
如图,将传感器和角度调节装置组装在太阳灶上,传感器和角度调节装置的电路连接如图所示,其中C为动触点,G和H为静触点。当太阳光从东向西斜射向凸透镜时,电磁铁通电吸引衔铁,动触点C与静触点 G 接触,直流电动机通电转动,转动轴带动镜面向 东 (填“东”或“西”)转动。当与太阳能电池B连接的电磁铁通电时,其右端磁极为 S 极。
【项目拓展】产品参数浅析
(1)产品最大承重浅析:如图是炉灶支架的示意图,其中支架OCD可看作杠杆,转轴O为支点,AB为固定支架的钢丝绳,钢丝绳对支架的拉力为F1,水壶对支架的压力为F2,正常使用时F1和F2的大小关系是:F1 大于 F2,由此可见产品的最大载重与钢丝绳能承受的最大拉力有关。
(2)产品节能浅析:假设利用太阳灶给水加热,水吸收的热量为1.2×106J,如果这些热量是由加热效率为60%的普通燃气灶提供的,则需要消耗 0.05 m3的燃气。由此可见,使用太阳灶可以有效地减少化石能源的消耗。(燃气的热值取4×107J/m3)
【分析】用木架支撑起一块透明塑料薄膜,并在薄膜上注入清水,形成一个“大水珠”,它相当于凸透镜;
当与太阳能电池B连接的电磁铁通电时,根据太阳能电池A的正负极以及直流电动机的特点可知此时电流的流向,根据安培定则分析可知电磁铁通电时其右端磁极为什么磁极;
(1)由图可知,F1的力臂小于F2的力臂,根据杠杆平衡条件可知分析;
(2)由效率公式可得燃气完全燃烧放出的热量,根据Q=qV可得消耗燃气的体积。
【解答】解:凸透镜对光线具有会聚作用,所以用木架支撑起一块透明塑料薄膜,并在薄膜上注入清水,形成一个“大水珠”,它相当于凸透镜,能够用来集热。
当太阳光从东向西斜射向凸透镜时,折射出的光线照射到太阳能电池A上,则太阳能电池A工作,左侧电磁铁通电吸引衔铁,动触点C与静触点G接触,直流电动机通电转动,转动轴带动镜面向东转动,使得镜面正对阳光;
当与太阳能电池B连接的电磁铁通电时,说明此时太阳光从西向东斜射向凸透镜,且根据题意可知此时电动机应反向转动,才能使转动轴带动镜面向西转动,使得镜面正对阳光;如下图所示,原来太阳能电池A工作时,电流从电动机下方接线柱流入;当太阳能电池B工作时,需电动机反向转动,则此时C、H两触点接触,电流应从电动机上方接线柱流入(下面紫色箭头为此时的电流方向),则可知太阳能电池B的左端为正极、右端为负极,所以此时电流从电磁铁的左端流入,根据安培定则可知,电磁铁通电时,其左端磁极为N极,则右端磁极为S极。
(1)由图可知,F1的力臂小于F2的力臂,根据杠杆平衡条件可知F1大于F2。
(2)燃气完全燃烧放出的热量为,
则需要消耗燃气的体积为。
故答案为:凸透镜对光线具有会聚作用;G;东;S;(1)大于;(2)0.05。
【点评】本题考查凸透镜的作用、杠杆的平衡条件和热量公式等,有一定的综合性,难度适中。
六.计算题(共2小题,满分16分,每小题8分)
23.(8分)2024年5月,完全由我国自主设计、建造的首艘弹射型航空母舰福建舰出海顺利完成首次海试。若福建舰静止在海面时排开海水的体积为8×104m3,其水平甲板上停放一辆我国自主研发的飞机牵引车,该牵引车重5.6×104N,其车轮与水平甲板的接触总面积为0.4m2,海水密度取1.03×103kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)距离海面4m深处舰身受到海水的压强;
(2)牵引车对航母的压强是多少;
(3)航母此时的质量。
【分析】(1)根据p=ρgh求出距离海面4m深处舰身受到海水的压强;
(2)根据p求出牵引车对航母的压强;
(3)根据阿基米德原理求出航母受到的浮力,根据物体的浮沉条件可知航母和牵引车的总重力,根据G=mg求出航母此时的质量。
【解答】解:(1)距离海面4m深处舰身受到海水的压强:p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×4m=4.12×104Pa;
(2)牵引车对航母的压力F=G牵=5.6×104N,
牵引车对航母的压强:p′1.4×105Pa;
(3)航母受到的浮力:F浮=ρgV排=1.03×103kg/m3×10N/kg×8×104m3=8.24×108N,
航母漂浮在海面上,根据物体的浮沉条件可知,航母的总重力:G总=F浮=8.24×108N,
由G=mg可知,航母此时的质量:m8.24×107kg。
答:(1)距离海面4m深处舰身受到海水的压强为4.12×104Pa;
(2)牵引车对航母的压强是1.4×105Pa;
(3)航母此时的质量为8.24×107kg。
【点评】本题考查液体压强公式、固体压强公式、物体的浮沉条件、阿基米德原理以及重力公式的应用,难度不大。
24.(8分)如图为某款家用电热器内部简化的工作电路图。额定电压为220V,R1、R2是发热电阻,其中R2的阻值为200Ω。当开关S1闭合,S接b时为高温挡,高温挡额定功率为1210W;当开关S1闭合,S接a时为中温挡。求:
(1)中温挡的额定功率;
(2)当开关S1断开,S接a时,电路中的电流;
(3)某次使用高温挡工作15min,消耗电能为9×105J,请通过计算说明这段时间内电热器是否正常工作。
【分析】(1)当开关S1闭合,S接b时,R1被短路,电路中只有R2工作,此时电热器处于中温挡时,根据P求出中温挡的额定功率;
(2)当开关S1闭合,S接b时,两电阻并联,此时电路的总电阻最小,根据P可知此时电热水器处于高温挡,先根据P求出R2消耗的电功率,再根据串联电路的电功率的规律求出R1消耗的电功率,根据P求出R1的阻值,当开关S1断开,S接a时,两电阻的串联,根据串联电路的电阻规律求出电路的总电阻,再根据欧姆定律求出电路中的电流;
(3)根据W=Pt求出使用高温挡工作15min小号的电能,据此判断电热器是否正常工作。
【解答】解:(1)中温挡时,开关S1闭合,S接b,此时R1被短路,电路中只有R2工作,则此时中温挡的功率为:
;
(2)当开关S1闭合,S接b时,两电阻并联,此时电路的总电阻最小,根据P可知此时电热水器处于高温挡,
因为并联电路中各支路两端的电压都相等,R2的阻值不变,根据P可知,R2消耗的功率不变,即R2消耗的电功率为:
P2=P中=242W,
R1消耗的电功率为:
P1=P高﹣P2=1210W﹣242W=968W,
则R1的阻值为:R150Ω,
当开关S1断开,S接a时,R1与R2串联接入电路,此时电路总电阻为:
R总'=R1+R2=50Ω+200Ω=250Ω,
此时电路中的电流为:
;
(3)高温挡额定功率为1210W,时间:t=15min=16×60s=900s,
则电热器正常工作消耗的电能为:
,消耗电能为9×105J<1.089×106J,因此说明这段时间内电热器没有正常工作。
答:(1)中温挡的额定功率为242W;
(2)当开关S1断开,S接a时,电路中的电流为0.88A;
(3)这段时间内电热器没有正常工作。
【点评】本题考查了电能和电功率的计算,解答本题的关键是要会分析电路,能根据P判断电热器的挡位。
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