内容正文:
2024-2025年惠来县第一次模拟考试
九年级物理
一、单项选择题(本大题共7小题,每小题3分,共21分)
1. 如图是2024年揭阳市物理实验操作考试所用干电池,下列关于这节干电池的物理量估测最合理的是( )
A. 提供的电压约为2.5 V B. 质量约为500g
C. 高度约为6cm D. 温度约为40℃
2. 在校园杯足球赛上,小明听到教练说“快传球”,他能分辨出教练的声音是根据声音( )
A. 音调 B. 音色 C. 响度 D. 音量
3. 隆江猪脚饭是广东省著名的美食。2025春节小明发现妈妈在厨房炖煮隆江猪脚时,当水沸腾后,改用小火维持沸腾,这样可以( )
A. 提高水的沸点 B. 降低水的温度
C. 减少燃料消耗,保持水的沸点不变 D. 增加水的内能
4. 冬天穿着化纤的衣服跑步后容易“吸”上灰尘,下列现象的原理与此相同的是( )
A. 磁铁“吸”起铁钉 B. 吸盘“吸”在墙上
C. 两个光滑铅块压紧后“吸”住 D. 梳头后的塑料梳子“吸”头发
5. 如图是小明利用重垂线检查墙上的画是否挂平的情景,当重垂线静止时,发现重垂线与画的长边不重合,为了把画挂平,下列做法中正确的是( )
A. 把画的右边调低一些 B. 把画的右边调高一些
C. 换用质量较大的重锤 D. 调整重垂线,使重垂线与桌面垂直
6. 小明帮妈妈洗菜时发现,放在盆中的茄子浮在水面如图甲所示,而土豆沉在盆底如图乙所示,他用所学的物理知识对此现象作出一些分析,其中正确的是( )
A. 茄子受到的浮力小于它受到的重力
B. 茄子的密度大于土豆的密度
C. 放入土豆前后水对盆底的压强不变
D. 土豆受到的浮力小于它自身的重力
7. 如图所示,将某发光二极管的两极接入电路的a、b两点,闭合开关时,通电螺线管旁边小磁针S极向右偏转。下列判断不正确的是( )
A. 通电螺线管左端为N极
B. 电源左端为负极,右端为正极
C. 发光二极管c极接b点,d极接a点
D. 图中P处磁感线的方向从螺线管右端到左端
二、填空题(本题有7小题,每空1分,共21分)
8. 如图所示是太阳能LED照明路灯,LED是一种发光二极管,它是由_________选填(“半导体”、“导体”或“绝缘体”)材料制成的,二极管具有单向导电的性质。太阳能清洁无污染,它是太阳内部的氢原子核发生__________(填“裂变”或“聚变”)释放出的巨大能量。太阳能可以通过太阳能电池转化为电能,再以化学能的方式存储在太阳能电池里,但这些化学能却无法自动转化为太阳能,该现象说明能量的转化具有__________性。
9. 如图是“探究平面镜成像特点”的实验装置图,蜡烛A作为物体来成像。实验时,应该选用较 ___________(选填“厚”或“薄”)玻璃板进行实验:若蜡烛A距玻璃板5cm,则蜡烛B与A相距 ___________cm;当蜡烛A靠近玻璃板时,所成像将 ___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
10. 如图是小球在地面弹跳的频闪照片,A、B两点高度相同且距地面30cm,小球在A点的重力势能_________(选填“大于”“小于”或“等于”)B点的重力势能,小球在A点的动能_________(填“大于”“小于”或“等于”)B点的动能;小球从A点到B的运动过程中,能量_________守恒的(选填“是”或“不是”)。
11. 某同学为了测量李子的密度,用调节好的天平测量李子的质量时,将最小为5g的砝码放在天平右盘中后,分度盘指针如图甲所示。此时应___________,使横梁平衡,所用砝码和游码的位置如图乙所示则李子的质量为___________g,测出李子的体积为20cm3,则李子的密度为___________kg/m3
12. 疫情期间,同学们大量使用手机、平板和电脑等设备上网课,长时间盯着屏幕,容易导致视力下降,患上近视眼;图中__________(选填“甲”或“乙”)是近视眼的光路示意图,近视眼应配戴__________透镜(选填“凸”或“凹”)制成的眼镜来矫正,此透镜对光有__________(选填“发散”或“会聚”)作用。
13. 灯泡L的电流随电压变化的图象如图甲所示,将此灯泡与定值电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为0.5W,则电源电压是______V;再闭合开关S1,电流表的示数变化了0.1A,则R的阻值是_______Ω;通电1分钟,定值电阻R消耗的电功率是_______。
14. 如图所示,小王站在水平地面上,将一个重为450N的货物A,在10s内沿竖直方向匀速提升了2m。小王所用的拉力是300N。不计绳重和摩擦,小王做功的是 _________J,滑轮组的机械效率为_________,如果小王所受的重力为600N,则小王利用该滑轮组可匀速提升物体的最大重力为 ___________N。
三、作图题(共7分)
15.
(1)如图甲是一种蔬菜挤水器。其手柄可看作杠杆,图乙是其简化的示意图,图中O为支点,F2是其受到的阻力。在图乙中画出在A点施加的最小动力F1的示意图及力臂l1。
(2)电视机遥控器对着电视机的红外接收窗可以控制电视机。有一次小明同学无意间让遥控器对着电视机对面光滑的墙壁,也成功地控制了电视机,请利用平面镜成像特点,做出遥控器对准墙壁控制电视机的光路图。A点表示遥控器发射端,B点表示电视机接收窗。(提示先作出A点的像)
(3)如图,是带USB插口的插座,请将开关、USB插口、三孔插座接入家庭电路。要求:开关控制USB插口与三孔插座,且USB插口与三孔插座可独立工作。
四、实验题(本大题3小题,共19分)
16. 在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,实验过程用弹簧测力计拉动木块,使木块做匀速直线运动,如下图:
(1)图1中的__________两个实验说明了滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关;
(2)若要探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小是否有关,将木块竖直切成大小不同的两块,这种做法合理吗?____(选填“合理”或“不合理”)理由是____________;
(3)为了便于读数,将实验器材进行改进,如图丁所示,当F=4N时,木块A相对于地面静止且长木板B恰好做匀速直线运动,则木板B受到地面的摩擦力的大小是______N;
(4)另一小组做了图2的实验,水平地面上的物体C受到方向不变的拉力的作用,F-t、v-t图像分别如图所示,那么物体C在第5秒时受到的摩擦力是______N。
17. 用图1中的实验装置探究水和煤油吸热能力的强弱。
(1)实验前应该在两个相同的烧杯中分别加入初温相同、______相同的水和煤油。
(2)本实验选用两个相同的酒精灯同时进行加热,实验中上下反复缓慢地提拉搅拌器,每隔一分钟记录一次温度,记录的数据如下表。分析表中实验数据得出结论:升高相同的温度,水的加热时间长,说明___________(选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。在物理学上,物质吸热能力的强弱用___________(填物理量的名称)来描述。
加热时间/min
0
1
2
3
4
温度/℃
煤油
20
22
24
26
28
水
20
21
22
23
24
(3)下列现象不能用本实验的结论来解释的是__________。
A.夏天在教室洒水降温
B.汽车的发动机用水来冷却
C.沿海地区昼夜温差较小
(4)酒精灯内酒精用掉一半后,剩下酒精的热值___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)将某种固态物质放入加热功率恒定的装置中,对其加热至沸腾,温度随时间变化的关系如图2所示,固态时的比热容_____(选填“大于”、“小于”或“等于”)液态时的比热容,从第11min到第19min,物质分子无规则运动的剧烈程度将_____(选填“不变”、“增加”或“减弱”)。
18. 在“测量小灯泡额定功率”实验中,小灯泡的额定电压U额=2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲所示实验电路补充完整______(要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变小);
(2)连接完电路,闭合开关后,小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,经检查,导线连接完好,电表完好,则电路故障可能是小灯泡发生了______(选填“短路”或“断路”);
(3)故障排除后,移动滑片P到某一位置,电压表示数如图乙所示为______V;此时要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向______(选填“左”或“右”)端移动;
(4)移动滑片P,记下多组数据,并绘制图丙所示的U-I图像,由图像可计算出小灯泡的额定功率是______W;
(5)小明还发现图线在电流较小时是直线,随着电流增大,图线变成了一条曲线,如图丙所示。造成这种变化的原因是______;
(6)小刚用相同的器材进行该实验时发现电压表已损坏,他找来一只阻值为R0的定值电阻,设计了如图丁所示的电路,也可测出小灯泡的额定功率。主要的操作步骤如下:
①把电流表接在a处,闭合开关,调节滑片P,使电流表的示数为I额;
②保持滑片P的位置不变,断开开关,把电流表接在b处,闭合开关,读出电流表的示数为I;
③计算得出小灯泡的额定功率P额=______(用R0、I额、I表示)。
五、计算题(本大题2小题,共13分)
19. 如图所示是国产首款倒三轮电动车,其自身重力为1000N。该车某次载着司机和乘客在水平公路上匀速直线行驶了3600m,受到的阻力是50N。求:
(1)该车匀速行驶时,牵引力做的功是多少?
(2)若该车车轮与地面的总接触面积为3×10﹣2m2,该车的最大载重是5000N,车胎能承受的最大压强是多大?
20. 如图是某晾衣机的工作电路图,电源电压,其中R是发热电阻。当开关S1闭合、S2断开时,晾衣机开启风干功能,其额定功率P1=44W;当开关S1、S2均闭合时,晾衣机开启烘干功能,通过R的电流I2=1A。试求:
(1)使用风干功能时通过电动机的电流是多少?
(2)使用烘干功能时,电流通过R做功的功率是多少?
(3)使用烘干功能5min,消耗的电能是多少?
六、综合能力题(本大题3小题,共19分)
21. 随着科技发展,汽车的安全系数越来越高,装饰也越来越好看,又能对人起到保护作用。
(1)安全带和头枕都能防止汽车发生事故时因惯性造成伤害,其中系安全带 _______(选填“能”或“不能”)减小人的惯性;头枕主要是防止以下哪种情况对人体造成伤害 _____(填字母)。
A.紧急刹车
B.前方碰撞
C.后方追尾
D.左右转弯
(2)若汽车在向北行驶时突然向东转弯,则坐在车内的人将向 _______倾斜。车辆紧刹车时,车轮胎与地面之间的摩擦主要属于 _______摩擦。
(3)汽车拉力赛时,高速行驶的汽车途经如图丙所示的“S”形弯道时,考虑到汽车有可能“冲出赛道”的情况,应该站在 _____和 _____处。(均选填“A”、“B”、“C”或“D”)
22. 阅读下列短文,回答问题。
无人机
无人机作为空中平台,以高分辨率高速摄像机、轻型光学相机、超声波传感器、激光扫描仪、红外夜视仪等设备获取信息,用计算机对图象信息进行处理,并按照一定精度要求制作成图象。无人机航拍影像具有高清晰、高现实性的优点,广泛应用在航拍,交通等领域。如图甲为某型号无人机,该无人机部分零件采用碳纤维材料制成,其部分参数如表:
参数名称
最大飞行半径/km
最大巡航速度
/
电池电压/V
电池容量
/mAh
电动机额定功率/W
拍摄速度/帧·秒
数据
5
50
34
250
20
11000
电池容量=放电电流×放电时间,例如,1mA·h是指以1mA的电流能连续工作1h。帧·秒是指每秒拍摄的画面数。
(1)人们是利用遥控器通过传输信息操控无人机的,其有效操控距离至少为______km。
(2)如图乙是无人机竖直向上运动的图象,由图象可知,在0~5s内,无人机受到的升力______(选填“大于”“等于”或“小于”)重力。
(3)摄像机拍照镜头可看作凸透镜,当摄像机向被拍摄的物体靠近时,物体所成实像的像距将变______(选填“大”或“小”)。从摄像机中看到的像变模糊,为了仍能拍摄出清晰的像,可在摄像机镜头前加一个______(选填“凸”或“凹”)透镜,使近距被拍摄的物体清晰成像。
(4)小轿车在高速公路上限速100km/h,交警部门利用无人机进行高速公路通行情况的实时监测。一辆小轿车在通行0.5m的过程中,高速摄像机拍摄帧数为110帧,据此判断该监测的轿车速度是______m/s,小轿车______超速(选填“是”或“否”)。
(5)在220V电压下对该无人机进行充电,电池充满电时,储存的电能是______W·h。
23. 阅读短义,回答问题。
我国研发的平流层飞艇“圆梦”号已首飞成功,飞艇依靠浮力可升到20km高的平流层,其推进系统出太阳能电池提供能量,推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡,可使飞艇长时间悬停。平流层飞艇探测范围与高度的关系如表一所示。
飞行高度/km
20
40
50
80
100
探测范围半径/km
194
347
414
589
695
飞艇飞行时所受的空气阻力与风速的关系如表二所示。
表二:
平流层风速v/(m·s-1)
0
10
20
30
40
空气阻力f/N
0
90
360
810
1440
(1)下列飞行器件中,其升空原理与飞艇相同的是( )
A.孔明灯 B.飞机 C火箭 D.风筝
(2)飞艇从近地面升到平流高空的过程中,所受大气压将_______,探测范围将___________;(以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)若飞艇的气囊体积为3×104m3,则飞艇在平流层受到的浮力约为__________N,平流层空气密度取0.06kg/m3;
(4)若飞艇从足够高处匀速竖直下降时,一重物从飞艇上掉下,随后飞艇将_________(填运动情况),设空气密度保持不变且不考虑空气阻力的变化;
(5)飞艇推进器的功效(功效是指推进器的推力与功率的比值)为0.01N/W,由表二可知阻力与速度的关系为;当飞艇推进器的功率为2.025×104W,且飞艇悬停时,此时平流层风速为_________m/s。
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2024-2025年惠来县第一次模拟考试
九年级物理
一、单项选择题(本大题共7小题,每小题3分,共21分)
1. 如图是2024年揭阳市物理实验操作考试所用干电池,下列关于这节干电池的物理量估测最合理的是( )
A. 提供的电压约为2.5 V B. 质量约为500g
C. 高度约为6cm D. 温度约为40℃
【答案】C
【解析】
【详解】A.干电池提供的电压为1.5V,故A不符合题意;
B.一节干电池质量约20g,故B不符合题意;
C.人的食指的长度约6cm,图中干电池的高度和食指的长度差不多,约为6cm,故C符合题意;
D.在常温环境下(一般认为20℃)使用干电池,其温度接近环境温度,40℃过高,故D不符合题意。
故选C。
2. 在校园杯足球赛上,小明听到教练说“快传球”,他能分辨出教练的声音是根据声音( )
A. 音调 B. 音色 C. 响度 D. 音量
【答案】B
【解析】
【详解】每个发声体的音色是不同的,小明能分辨出朋友的声音是根据声音的音色,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3. 隆江猪脚饭是广东省著名的美食。2025春节小明发现妈妈在厨房炖煮隆江猪脚时,当水沸腾后,改用小火维持沸腾,这样可以( )
A. 提高水的沸点 B. 降低水的温度
C. 减少燃料消耗,保持水的沸点不变 D. 增加水的内能
【答案】C
【解析】
【详解】当水沸腾后,温度不再上升,此时改用小火维持沸腾,这样可以减少燃料消耗,保持水的沸点不变,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4. 冬天穿着化纤的衣服跑步后容易“吸”上灰尘,下列现象的原理与此相同的是( )
A. 磁铁“吸”起铁钉 B. 吸盘“吸”在墙上
C. 两个光滑铅块压紧后“吸”住 D. 梳头后的塑料梳子“吸”头发
【答案】D
【解析】
【详解】冬天穿着化纤的衣服跑步后容易“吸”上灰尘,是由于带电体可以吸引轻小物体;
A.磁铁“吸”起铁钉是由于磁体具有磁性,可以吸引铁、钴、镍等物质,故A不符合题意;
B.吸盘“吸”在墙上是由于大气压的作用,故B不符合题意;
C.两个光滑铅块压紧后“吸”住是由于分子之间有引力,故C不符合题意;
D.梳头后的塑料梳子“吸”头发是由于摩擦后梳子带电,可以吸引轻小的头发,故D符合题意。
故选D。
5. 如图是小明利用重垂线检查墙上的画是否挂平的情景,当重垂线静止时,发现重垂线与画的长边不重合,为了把画挂平,下列做法中正确的是( )
A. 把画的右边调低一些 B. 把画的右边调高一些
C. 换用质量较大的重锤 D. 调整重垂线,使重垂线与桌面垂直
【答案】B
【解析】
【详解】重力的方向总是竖直向下的,如果这幅画的长边和重锤线是平行的,则画是竖直的(即放正),否则画不竖直,所以为了把画贴正,应调整画的位置,使画的长边与重锤线平行,也就是需要把画的右边调高一些,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6. 小明帮妈妈洗菜时发现,放在盆中的茄子浮在水面如图甲所示,而土豆沉在盆底如图乙所示,他用所学的物理知识对此现象作出一些分析,其中正确的是( )
A. 茄子受到的浮力小于它受到的重力
B. 茄子的密度大于土豆的密度
C. 放入土豆前后水对盆底的压强不变
D. 土豆受到的浮力小于它自身的重力
【答案】D
【解析】
【详解】A.茄子处于漂浮状态,茄子受到的浮力等于它受到的重力,故A错误;
B.茄子处于漂浮状态,茄子的密度小于水的密度;土豆处于沉底状态,土豆的密度大于水的密度,因此茄子的密度小于土豆的密度,故B错误;
C.放入土豆后,水的深度变大,根据可知,放入土豆后水对盆底的压强变大,故C错误;
D.土豆处于沉底状态,受到竖直向下的重力,竖直向上的浮力和盆底竖直向上的支持力,处于平衡状态,故土豆受到的浮力小于自身的重力,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,将某发光二极管的两极接入电路的a、b两点,闭合开关时,通电螺线管旁边小磁针S极向右偏转。下列判断不正确的是( )
A. 通电螺线管左端为N极
B. 电源左端为负极,右端为正极
C. 发光二极管c极接b点,d极接a点
D. 图中P处磁感线的方向从螺线管右端到左端
【答案】D
【解析】
【详解】A.闭合开关时,通电螺线管旁边小磁针S极向右偏转,即小磁针的S极靠近螺线管的左端,根据异名磁极相互吸引知道,通电螺线管的左端为N极,故A正确,不符合题意;
B.由安培定则知道,右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指指向左端,电流从右端流入,左端流出,则电源右端为正极,故B正确,不符合题意;
C.发光二极管c极接b点,d极接a点,发光二极管“正”“负”极接对,电路中有电流,故C正确,不符合题意;
D.在磁体的外部,磁感线从N极指向S极,所以通电螺线管外P点的磁场方向从螺线管左端到右端,故D错误,符合题意。
故选D。
二、填空题(本题有7小题,每空1分,共21分)
8. 如图所示是太阳能LED照明路灯,LED是一种发光二极管,它是由_________选填(“半导体”、“导体”或“绝缘体”)材料制成的,二极管具有单向导电的性质。太阳能清洁无污染,它是太阳内部的氢原子核发生__________(填“裂变”或“聚变”)释放出的巨大能量。太阳能可以通过太阳能电池转化为电能,再以化学能的方式存储在太阳能电池里,但这些化学能却无法自动转化为太阳能,该现象说明能量的转化具有__________性。
【答案】 ①. 半导体 ②. 聚变 ③. 方向
【解析】
【详解】[1]LED是一种半导体发光二极管,它是由半导体材料制成的,二极管具有单向导电的性质。
[2]在太阳内部,氢原子核在超高温作用下发生聚变,释放巨大的核能。
[3]能量的转化和守恒定律即指能量在转化和转移中总量保持不变,但能量在转化中具有方向性,太阳能可以通过太阳能电池转化为电能,再以化学能的方式存储在太阳能电池里,但这些化学能却无法自动转化为太阳能,说明能量的转化具有方向性。
9. 如图是“探究平面镜成像特点”的实验装置图,蜡烛A作为物体来成像。实验时,应该选用较 ___________(选填“厚”或“薄”)玻璃板进行实验:若蜡烛A距玻璃板5cm,则蜡烛B与A相距 ___________cm;当蜡烛A靠近玻璃板时,所成像将 ___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 薄 ②. 10 ③. 不变
【解析】
【详解】[1]玻璃板越薄,两个反射面所在的像距离越近,这样可以使确定的像的位置更加准确,厚玻璃板会形成两个像,会影响对实验结果的判断,因此实验时应选较薄的玻璃板垂直放置在水平桌面上。
[2]由于平面镜所成的像与物体到平面镜的距离相等,所以将A蜡烛放在离玻璃板5cm的位置上,A蜡烛的像到玻璃板的距离应为5cm,即B蜡烛应与A相距10cm 。
[3]平面镜成像中,像的大小与物体大小相同,与物体距离镜面的远近无关,故在蜡烛远离玻璃板的过程中,玻璃板中所成像的大小不变。
10. 如图是小球在地面弹跳的频闪照片,A、B两点高度相同且距地面30cm,小球在A点的重力势能_________(选填“大于”“小于”或“等于”)B点的重力势能,小球在A点的动能_________(填“大于”“小于”或“等于”)B点的动能;小球从A点到B的运动过程中,能量_________守恒的(选填“是”或“不是”)。
【答案】 ①. 等于 ②. 大于 ③. 是
【解析】
【详解】[1]小球在A点的高度和B点的高度相等,质量也没变,根据重力势能的影响因素可知:小球在A的重力势能等于在B点时的重力势能。
[2]由图知,小球弹跳的高度越来越低,这说明小球在运动过程中受到阻力的作用,其机械能逐渐减小,则A位置的机械能大于B位置时的机械能,因机械能等于动能与势能的总和,且在A、B两位置的重力势能相等,所以小球在A位置的动能大于B位置的动能。
[3]自然界中能量总是守恒的。所以小球从A点到B的运动过程中,能量是守恒的。
11. 某同学为了测量李子的密度,用调节好的天平测量李子的质量时,将最小为5g的砝码放在天平右盘中后,分度盘指针如图甲所示。此时应___________,使横梁平衡,所用砝码和游码的位置如图乙所示则李子的质量为___________g,测出李子的体积为20cm3,则李子的密度为___________kg/m3
【答案】 ①. 取下最小砝码,并向右移动游码 ②. 21 ③.
【解析】
【11题详解】
[1]指针偏右,说明放5g后,右侧砝码质量偏大,因没有更小砝码,应取下5g,向右移动游码。
[2]物体质量等于砝码质量加游码对应的刻度值,石块质量
m=20g+1g=21g
[3]石块密度
12. 疫情期间,同学们大量使用手机、平板和电脑等设备上网课,长时间盯着屏幕,容易导致视力下降,患上近视眼;图中__________(选填“甲”或“乙”)是近视眼的光路示意图,近视眼应配戴__________透镜(选填“凸”或“凹”)制成的眼镜来矫正,此透镜对光有__________(选填“发散”或“会聚”)作用。
【答案】 ①. 乙 ②. 凹 ③. 发散
【解析】
【详解】[1]由乙图知,眼睛看远处的物体,像成在视网膜的前方,说明晶状体对光的折射能力变强,是近视眼的成因,故图中乙是近视眼的光路示意图。
[2][3]凹透镜对光线有发散作用,使像推迟会聚在视网膜上,所以近视眼配戴凹透镜来矫正。
13. 灯泡L的电流随电压变化的图象如图甲所示,将此灯泡与定值电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为0.5W,则电源电压是______V;再闭合开关S1,电流表的示数变化了0.1A,则R的阻值是_______Ω;通电1分钟,定值电阻R消耗的电功率是_______。
【答案】 ①. 2 ②. 20 ③. 0.2
【解析】
【详解】[1]由小灯泡的图象可知,当灯泡的实际功率为0.5W时,它两端的电压和电流分别是
由图甲所示电路图可知,只闭合开关S时,只有灯泡接入电路,灯泡两端电压等于电源电压,则电源电压是
[2]由图甲所示电路图可知,闭合开关S后,再闭合开关S1,灯泡与电阻R并联,电流表测干路电流,电流表示数变大,由题知,电流表示数变化了0.1A,则通过电阻R的电流
由欧姆定律可得,电阻R的阻值
[3]通电1min,定值电阻R消耗的电功率
14. 如图所示,小王站在水平地面上,将一个重为450N的货物A,在10s内沿竖直方向匀速提升了2m。小王所用的拉力是300N。不计绳重和摩擦,小王做功的是 _________J,滑轮组的机械效率为_________,如果小王所受的重力为600N,则小王利用该滑轮组可匀速提升物体的最大重力为 ___________N。
【答案】 ①. 1200 ②. 75% ③. 1050
【解析】
【详解】[1]由图可知,滑轮组承担重物绳子的段数n=2,小王做的功为W总=Fs=Fnh=300N×2×2m=1200J
[2]滑轮组的机械效率
[3]不计绳重和摩擦,由可得,动滑轮的重力为G动=nF-G=2×300N-450N=150N
小王在绳端的拉力最大等于其重力,即F最大=G小王=600N
小王能提起物体的最大重力G最大=nF最大-G动=2×600N-150N=1050N
三、作图题(共7分)
15.
(1)如图甲是一种蔬菜挤水器。其手柄可看作杠杆,图乙是其简化的示意图,图中O为支点,F2是其受到的阻力。在图乙中画出在A点施加的最小动力F1的示意图及力臂l1。
(2)电视机遥控器对着电视机的红外接收窗可以控制电视机。有一次小明同学无意间让遥控器对着电视机对面光滑的墙壁,也成功地控制了电视机,请利用平面镜成像特点,做出遥控器对准墙壁控制电视机的光路图。A点表示遥控器发射端,B点表示电视机接收窗。(提示先作出A点的像)
(3)如图,是带USB插口的插座,请将开关、USB插口、三孔插座接入家庭电路。要求:开关控制USB插口与三孔插座,且USB插口与三孔插座可独立工作。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由杠杆平衡条件可知,在阻力、阻力臂一定时,动力臂越大,动力越小;力F1作用在A点,当OA为动力臂时,动力臂最长,此时动力F1最小,并且F1的方向垂直于OA向下,据此作图,如图所示:
【小问2详解】
先通过平面镜作出A的对称点A′,即为A的像,像在反射光线的延长线上,连接BA′,与镜面的交点为入射点,连接AO即为入射光线,OB为反射光线,如图所示:
【小问3详解】
由题知,三孔插座和USB接口可以独立工作,即两者是并联的,而三孔插座和USB接口由总开关控制,说明开关在干路上,由此按家庭电路连接的要求补画电路如图所示:
四、实验题(本大题3小题,共19分)
16. 在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,实验过程用弹簧测力计拉动木块,使木块做匀速直线运动,如下图:
(1)图1中的__________两个实验说明了滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关;
(2)若要探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小是否有关,将木块竖直切成大小不同的两块,这种做法合理吗?____(选填“合理”或“不合理”)理由是____________;
(3)为了便于读数,将实验器材进行改进,如图丁所示,当F=4N时,木块A相对于地面静止且长木板B恰好做匀速直线运动,则木板B受到地面的摩擦力的大小是______N;
(4)另一小组做了图2的实验,水平地面上的物体C受到方向不变的拉力的作用,F-t、v-t图像分别如图所示,那么物体C在第5秒时受到的摩擦力是______N。
【答案】(1)甲、丙 (2) ①. 不合理 ②. 没有控制压力大小不变
(3)2.5 (4)4
【解析】
【小问1详解】
研究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,要控制压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,图1中的甲、丙两个实验说明了滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关。
【小问2详解】
[1][2]若要探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小是否有关,要控制压力大小和接触面的粗糙程度不变,将木块竖直切成大小不同的两块,压力变小了,这种做法不合理,理由是没有控制压力大小不变。
【小问3详解】
在图丁中,A相对地面处于静止状态,受到测力计的拉力与受到长木板B施加的滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,因测力计的拉力方向为水平向右,故木块所受的摩擦力方向为水平向左,大小为1.5N,根据力的作用的相互性,A对木板的滑动摩擦力大小为1.5N,方向水平向右,以木板为研究对象,木板还受到水平左的拉力F及地面施加的水平向右的滑动摩擦力的作用,由力的平衡,木板受到地面的摩擦力的大小是f=4N-1.5N=2.5N
【小问4详解】
由图2c可知,6-9s物体匀速直线运动,根据图b知,受到的拉力为4N,由二力平衡的条件,物体受到滑动摩擦力为4N,物体在3-6s加速运动,因压力大小和接触面的粗糙程度不变,故物体C在第5秒时受到的摩擦力是4N。
17. 用图1中的实验装置探究水和煤油吸热能力的强弱。
(1)实验前应该在两个相同的烧杯中分别加入初温相同、______相同的水和煤油。
(2)本实验选用两个相同的酒精灯同时进行加热,实验中上下反复缓慢地提拉搅拌器,每隔一分钟记录一次温度,记录的数据如下表。分析表中实验数据得出结论:升高相同的温度,水的加热时间长,说明___________(选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。在物理学上,物质吸热能力的强弱用___________(填物理量的名称)来描述。
加热时间/min
0
1
2
3
4
温度/℃
煤油
20
22
24
26
28
水
20
21
22
23
24
(3)下列现象不能用本实验的结论来解释的是__________。
A.夏天在教室洒水降温
B.汽车的发动机用水来冷却
C.沿海地区昼夜温差较小
(4)酒精灯内酒精用掉一半后,剩下酒精的热值___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)将某种固态物质放入加热功率恒定的装置中,对其加热至沸腾,温度随时间变化的关系如图2所示,固态时的比热容_____(选填“大于”、“小于”或“等于”)液态时的比热容,从第11min到第19min,物质分子无规则运动的剧烈程度将_____(选填“不变”、“增加”或“减弱”)。
【答案】 ①. 质量 ②. 水 ③. 比热容 ④. A ⑤. 不变 ⑥. 小于 ⑦. 增加
【解析】
【详解】(1)[1]根据比较不同物质吸热能力的两种方法(①使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;②使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强),要控制不同物质的质量相同,故实验前应该在两个相同的烧杯中分别加入初温相同、质量相同的水和煤油。
(2)[2]分析实验数据可知,当同时升高2℃的温度时,煤油需要的加热时间为1分钟,水需要的加热时间为2分钟,由此可得出的结论为:升高相同的温度,水的加热时间长,说明水的吸热能力更强。
[3]比热容指单位质量的某种物质温度升高(降低)1℃所吸收(放出的热量),故在物理学上,物质吸热能力的强弱用比热容来描述。
(3)[4]A.夏天,在教室的地面上洒水,由于水蒸发从周围吸热,会使人感觉凉爽,与水比热容大小无关,故A符合题意。
B.因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以用水冷却汽车发动机,故B不符合题意;
C.在沿海地区,水是比较多的,因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得昼夜的温差小;而新疆地区温差变化比较大,故C不符合题意。
故选A。
(4)[5]热值是燃料本身的一种特性,不随物质质量的变化而变化,所以热值不变。
(5)[6]由图象知,0至4分钟物质为固态,升高的温度为30℃,11至19分钟(时间间隔为8分钟)为液态,温度升高了30℃,可知,升高相同的温度,固态加热时间短,固态时的比热容小于比液态的比热容。
[7]从第11min到第19min,物质的温度升高,物质分子无规则运动的剧烈程度将增加。
18. 在“测量小灯泡额定功率”实验中,小灯泡的额定电压U额=2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲所示实验电路补充完整______(要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变小);
(2)连接完电路,闭合开关后,小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,经检查,导线连接完好,电表完好,则电路故障可能是小灯泡发生了______(选填“短路”或“断路”);
(3)故障排除后,移动滑片P到某一位置,电压表示数如图乙所示为______V;此时要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向______(选填“左”或“右”)端移动;
(4)移动滑片P,记下多组数据,并绘制图丙所示的U-I图像,由图像可计算出小灯泡的额定功率是______W;
(5)小明还发现图线在电流较小时是直线,随着电流增大,图线变成了一条曲线,如图丙所示。造成这种变化的原因是______;
(6)小刚用相同的器材进行该实验时发现电压表已损坏,他找来一只阻值为R0的定值电阻,设计了如图丁所示的电路,也可测出小灯泡的额定功率。主要的操作步骤如下:
①把电流表接在a处,闭合开关,调节滑片P,使电流表的示数为I额;
②保持滑片P的位置不变,断开开关,把电流表接在b处,闭合开关,读出电流表的示数为I;
③计算得出小灯泡的额定功率P额=______(用R0、I额、I表示)。
【答案】 ①. ②. 短路 ③. 1.8 ④. 左 ⑤. 1 ⑥. 见解析 ⑦.
【解析】
【详解】(1)[1]滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变小,说明电路中总电阻变大,因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,因此滑动变阻器接入电路的阻值变大,滑动变阻器按照一上一下原则接入电路,如下图:
(2)[2]闭合开关后,小灯泡不亮,电流表有示数,说明电路为通路,电压表无示数,说明与电压表并联的小灯泡短路了。
(3)[3]由电路图可知,电压表选择的是0~3V的量程,每1大格代表1V,每1小格是0.1V,因此电压表示数为1.8V。
[4]目前小灯泡两端的电压为1.8V,要使小灯泡电压达到2.5V,根据串联电路分压原理,要增大小灯泡两端电压,则滑动变阻器两端电压要减小,因此要减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应向左移动滑片。
(4)[5]由图丙可知,灯泡两端电压为2.5V时,额定电流为0.4A,因此小灯泡的额定功率为
(5)[6]因灯丝的电阻受温度影响较大,电流越大,产生的热量越多,灯丝温度越高,灯丝的电阻越大,因此图线变成了一条曲线。
(6)[7]根据题意可知,干路中的电流为I,灯泡的额定电流为I额,根据并联电路中的电流可知,通过定值电阻的电流为,定值电阻你的电压为
并联电路中电压处处相等,因此灯泡的额定电压为
灯泡的额定功率为
五、计算题(本大题2小题,共13分)
19. 如图所示是国产首款倒三轮电动车,其自身重力为1000N。该车某次载着司机和乘客在水平公路上匀速直线行驶了3600m,受到的阻力是50N。求:
(1)该车匀速行驶时,牵引力做的功是多少?
(2)若该车车轮与地面的总接触面积为3×10﹣2m2,该车的最大载重是5000N,车胎能承受的最大压强是多大?
【答案】(1)1.8×105J;(2)2×105Pa
【解析】
【详解】解:(1)因为电动车匀速行驶,所以牵引力和阻力是一对平衡力,则有电动车的牵引力
则牵引力做的功
(2)由已知得,车胎能承受的最大压力
则车胎能承受的最大压强是
答:(1)牵引力做的功是 1.8×105J;
(2)车胎能承受的最大压强 2×105Pa。
20. 如图是某晾衣机的工作电路图,电源电压,其中R是发热电阻。当开关S1闭合、S2断开时,晾衣机开启风干功能,其额定功率P1=44W;当开关S1、S2均闭合时,晾衣机开启烘干功能,通过R的电流I2=1A。试求:
(1)使用风干功能时通过电动机的电流是多少?
(2)使用烘干功能时,电流通过R做功的功率是多少?
(3)使用烘干功能5min,消耗的电能是多少?
【答案】(1)0.2A;(2)220W;(3)7.92×10⁴J
【解析】
【详解】解:(1)风干时,开关S1闭合、S2断开,电路中只有电动机工作,通过电动机的电流
(2)当开关S1、S2均闭合时,R和电动机M并联,晾衣机开启烘干功能,根据并联电路电压规律知R两端的电压
U2=U=220V
电流通过R做功的功率
(3)使用烘干功能,电路消耗的总功率
P=P1+P2=44W+220W=264W
使用烘干功能5min,消耗的电能
W=Pt=264W×5×60s=7.92×10⁴J
答:(1)使用风干功能时通过电动机的电流是0.2A;
(2)使用烘干功能时,电流通过R做功的功率是220W;
(3)使用烘干功能5min,消耗的电能是7.92×10⁴J。
六、综合能力题(本大题3小题,共19分)
21. 随着科技发展,汽车的安全系数越来越高,装饰也越来越好看,又能对人起到保护作用。
(1)安全带和头枕都能防止汽车发生事故时因惯性造成伤害,其中系安全带 _______(选填“能”或“不能”)减小人的惯性;头枕主要是防止以下哪种情况对人体造成伤害 _____(填字母)。
A.紧急刹车
B.前方碰撞
C.后方追尾
D.左右转弯
(2)若汽车在向北行驶时突然向东转弯,则坐在车内的人将向 _______倾斜。车辆紧刹车时,车轮胎与地面之间的摩擦主要属于 _______摩擦。
(3)汽车拉力赛时,高速行驶的汽车途经如图丙所示的“S”形弯道时,考虑到汽车有可能“冲出赛道”的情况,应该站在 _____和 _____处。(均选填“A”、“B”、“C”或“D”)
【答案】 ①. 不能 ②. C ③. 西北 ④. 滑动 ⑤. B ⑥. C
【解析】
【详解】(1)[1]惯性的大小只与质量有关,系安全带不能减小人的惯性,但可以减少惯性带来的危害。
[2]头枕主要是防止后方追尾对人体造成伤害,追尾时人保持惯性,头后仰,头枕保护颈部不受伤害。
故选C。
(2)[3]汽车原来向北行驶,突然向东转弯时,而人的上半身由于惯性会保持向北的运动状态,所以坐在车内的人将向西北倾斜。
[4]车辆紧刹车时,车轮停止转动,车轮与地面之间发生相对运动,车轮胎与地面之间的摩擦主要属于滑动摩擦。
(3)[5][6]汽车拉力赛时,高速行驶的汽车过弯道时,由于汽车具有惯性,所以有向A、D处行驶的趋势,B、C处比较安全。
22. 阅读下列短文,回答问题。
无人机
无人机作为空中平台,以高分辨率高速摄像机、轻型光学相机、超声波传感器、激光扫描仪、红外夜视仪等设备获取信息,用计算机对图象信息进行处理,并按照一定精度要求制作成图象。无人机航拍影像具有高清晰、高现实性的优点,广泛应用在航拍,交通等领域。如图甲为某型号无人机,该无人机部分零件采用碳纤维材料制成,其部分参数如表:
参数名称
最大飞行半径/km
最大巡航速度
/
电池电压/V
电池容量
/mAh
电动机额定功率/W
拍摄速度/帧·秒
数据
5
50
34
250
20
11000
电池容量=放电电流×放电时间,例如,1mA·h是指以1mA的电流能连续工作1h。帧·秒是指每秒拍摄的画面数。
(1)人们是利用遥控器通过传输信息操控无人机的,其有效操控距离至少为______km。
(2)如图乙是无人机竖直向上运动的图象,由图象可知,在0~5s内,无人机受到的升力______(选填“大于”“等于”或“小于”)重力。
(3)摄像机拍照镜头可看作凸透镜,当摄像机向被拍摄的物体靠近时,物体所成实像的像距将变______(选填“大”或“小”)。从摄像机中看到的像变模糊,为了仍能拍摄出清晰的像,可在摄像机镜头前加一个______(选填“凸”或“凹”)透镜,使近距被拍摄的物体清晰成像。
(4)小轿车在高速公路上限速100km/h,交警部门利用无人机进行高速公路通行情况的实时监测。一辆小轿车在通行0.5m的过程中,高速摄像机拍摄帧数为110帧,据此判断该监测的轿车速度是______m/s,小轿车______超速(选填“是”或“否”)。
(5)在220V电压下对该无人机进行充电,电池充满电时,储存的电能是______W·h。
【答案】(1)5 (2)大于
(3) ①. 大 ②. 凸
(4) ①. 50 ②. 是
(5)8.5
【解析】
【小问1详解】
由图表中数据可知,最大飞行半径为5km,故有效操控距离至少为5km。
【小问2详解】
由图乙可知,在0~5s内,无人机做加速运动,则无人机处于非平衡状态,升力大于重力。
【小问3详解】
[1]摄像机成像时,成倒立、缩小的实像,物距大于二倍焦距;摄像机向被拍摄的物体靠近时,物距变小,像距将变大,即像会远离镜头。
[2]近距离拍摄时,若像距不变,为能拍摄出清晰的像,应在摄像机镜头前加一个凸透镜,凸透镜可以使光线提前会聚而成清晰的像。
【小问4详解】
[1][2]高速摄像机拍摄1帧画面需要的时间,高速摄像机拍摄帧数为110帧所需的时间
小轿车的速度
180km/h>120km/h,所以小轿车已经超速。
【小问5详解】
蓄电池充足一次电可储存的能量
W=UIt=UQ=34V×250mA•h=34V×0.25A•h=8.5W•h
23. 阅读短义,回答问题。
我国研发的平流层飞艇“圆梦”号已首飞成功,飞艇依靠浮力可升到20km高的平流层,其推进系统出太阳能电池提供能量,推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡,可使飞艇长时间悬停。平流层飞艇探测范围与高度的关系如表一所示。
飞行高度/km
20
40
50
80
100
探测范围半径/km
194
347
414
589
695
飞艇飞行时所受的空气阻力与风速的关系如表二所示。
表二:
平流层风速v/(m·s-1)
0
10
20
30
40
空气阻力f/N
0
90
360
810
1440
(1)下列飞行器件中,其升空原理与飞艇相同的是( )
A.孔明灯 B.飞机 C火箭 D.风筝
(2)飞艇从近地面升到平流高空的过程中,所受大气压将_______,探测范围将___________;(以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)若飞艇的气囊体积为3×104m3,则飞艇在平流层受到的浮力约为__________N,平流层空气密度取0.06kg/m3;
(4)若飞艇从足够高处匀速竖直下降时,一重物从飞艇上掉下,随后飞艇将_________(填运动情况),设空气密度保持不变且不考虑空气阻力的变化;
(5)飞艇推进器的功效(功效是指推进器的推力与功率的比值)为0.01N/W,由表二可知阻力与速度的关系为;当飞艇推进器的功率为2.025×104W,且飞艇悬停时,此时平流层风速为_________m/s。
【答案】 ①. A ②. 变小 ③. 变大 ④. 1.8×104 ⑤. 减速运动 ⑥. 15
【解析】
【详解】(1)[1]飞艇工作时,需要向飞艇内充入比空气密度小的气体,其飞行原理与浮力有关,孔明灯灯罩内的气体被加热,体积膨胀、密度减小,小于灯罩外空气的密度,使孔明灯受到空气的浮力大于孔明灯的自重,孔明灯上升,其飞行原理与浮力有关,其升空原理与飞艇相同;飞机、风筝升空原理是流体压强与流速关系的应用,火箭升空是根据力的作用是相互的,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(2)[2]飞艇从近地面升到平流高空的过程中,所受大气压将变小;由表一知道,探测范围将变大。
(3)[3]飞艇在平流层受到的浮力
(4)[4]飞艇从足够高处匀速竖直下降时,一重物从气球上掉下,重力减小,小于浮力,由力与运动的关系知道,飞艇做减速运动。
(5)[5][6]由表二数据知道,当速度增大为原来的2倍时,空气阻力增大为原来的4倍,当速度增大为原来的3倍时,空气阻力增大为原来的9倍,所以可知艇所受的空气阻力f与速度的平方v2成正比,设f=kv2,当v=10m/s时,飞艇受到的阻力f=90N,则有
解得k=0.9,所以
由题意可得飞艇推进器的功效
则此时飞艇推进器的推力为
飞艇悬停在空中,因此飞艇受到的水平推力和阻力是一对平衡力,所以,水平推力
则此时平流层风速
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