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2025年无锡市河埒中学教育集团春学期初三年级第二次质量监测试卷初三物理
一、选择题(本题共12小题,每题2分,共24分。每小题给出的四个选项中只有一个正确)
1. 每年的3月3日,既是世界听力日,也是全国爱耳日。关于人耳听音:①听歌时,调节音量;②隔着墙能分辨熟悉的声音。分析这两种声现象,其声音特性,下列判断正确的是( )
A. 响度与音调 B. 音色与音速
C. 响度与音色 D. 音调与音速
【答案】C
【解析】
【详解】听歌时,调节音量是在改变声音的响度。不同的发声体由于材料和结构不同,发出声音的音色不同,故隔着墙能分辨熟悉的声音是因为声音的音色不同。
故选C。
2. 小明参加暑期沿海地区户外活动。下列物理知识解释相应户外生存技能有误的是( )
A. 罗盘辨向——地球有地磁场 B. 削竹为刀——减面积增压强
C. 夏风辨向——水的比热容大 D. 水珠取火——凹透镜能聚光
【答案】D
【解析】
【详解】A.罗盘中的小磁针具有磁性,而地球是个大磁体,其地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近,由于同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引,所以小磁针会在地磁场作用下转动,一端指南一端指北,A正确,故A不符合题意;
B.削竹为刀是减小了刀的受力面积,从而增大压强,B正确,故B不符合题意;
C.“夏风辨向”主要涉及到空气流动以及热胀冷缩等物理知识。夏天由于不同区域受热不均匀,比如陆地升温快,空气受热膨胀上升,气压变低;而海洋升温慢,气压相对较高,这样就会形成从海洋吹向陆地的风。通过感受风的来向,可以大致判断陆地和海洋的相对位置,这其中运用了气体受热膨胀导致气压变化进而引起空气流动的原理。同时,也与不同物质比热容不同等物理因素有关。C正确,故C不符合题意;
D.水珠取火是凸透镜能聚光,而凹透镜对光有发散的作用。D错误,故D符合题意。
故选D。
3. 下列生活场景中,与内燃机的压缩冲程改变物体内能方式相同的是( )
A. 锯木头锯条发热 B. 用冰袋给发烧病人降温
C. 放进冰箱的水果温度降低 D. 阳光照射使石凳温度升高
【答案】A
【解析】
【详解】在内燃机的压缩冲程中,活塞压缩燃气做功,将机械能转化为内能,是通过做功改变物体内能。
A.锯木头锯条发热是通过克服摩擦做功使物体的内能增大,将机械能转化为内能,是通过做功改变物体内能,故A符合题意;
B.用冰袋给发烧病人降温,冰袋吸收热量,内能增加,是通过热传递改变物体的内能,故B不符合题意;
C.放进冰箱的水果放出热量,内能减小,温度降低,是通过热传递改变物体的内能,故C不符合题意;
D.阳光照射时,石凳吸收热量,内能增加,温度升高,是通过热传递改变物体的内能,故D不符合题意。
故选A。
4. 如图所示,糖画是我国传统民间艺术,它的制作过程如下:先将糖加热成糖浆,然后用糖浆在平板上“画成”各种图案,糖浆慢慢变硬后就制作成了栩栩如生的糖画。下列说法正确的是( )
A. 糖画制作过程中,糖先熔化后凝华
B. 糖画制作过程中,糖先吸热后放热
C. 当糖完全加热成糖浆时,糖分子间不存在引力
D. 糖画制成后,糖分子被固定,不再做无规则运动
【答案】B
【解析】
【详解】AB.糖画制作过程中,糖先熔化后凝固,熔化时,吸热,凝固时放热,故A错误,B正确;
CD.物质是由分子组成的,分子间存在引力和斥力,分子在永不停息地运动着;当糖完全加热成糖浆时,糖分子间仍存在引力,糖画制成后,凝固为固体,固体分子也在做无规则运动,故CD错误。
故选B。
5. “以铜为镜,可以正衣冠”,我们的祖先很早就会利用磨光的铜镜来观察自己的像。下列现象与铜镜成像原理相同的是( )
A. 小孔成像 B. 潜望镜
C. 日晷计时 D. 冰透镜取火
【答案】B
【解析】
【详解】利用磨光的铜镜来观察自己的像属于平面镜成像,利用了光的反射。
A.小孔成像是由于光的直线传播形成的实像,故A不符合题意;
B.潜望镜是由两块平面镜组成的,利用了光的反射,故B符合题意;
C.日晷计时是利用光的直线传播形成的影子来计时的,故C不符合题意;
D.冰透镜取火利用了凸透镜对光的会聚作用,利用了光的折射,故D不符合题意。
故选 B。
6. 在“探究液体内部的压强”实验中,实验现象如图所示,U形管内液面的高度差越大,表示探头所处位置的液体压强越大。下列说法正确的是( )
A. U形管内径越大,实验效果越明显
B. 实验中通过观察U形管内液面的高度差来判断液体压强的实验方法是转换法
C. 比较图甲、丙,可得出结论:在不同种液体中,深度越深,液体压强越大
D. 若向图甲的杯中加少许盐,两探头位置和液面高度不变,且图甲、丙中U形管内液面的高度差相同,则说明图甲、丙中盐水密度相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.探头所处位置液体压强一定时,由可知,U形管两侧液面高度差不变,与U形管内径大小无关,故A错误;
B.实验中不能直接判断液体压强大小,运用转换法,通过观察U形管内液面的高度差来判断液体压强大小,故B正确;
C.由图甲、丙可知液体密度不同,探头在液体中的深度不同,U形管两侧液面高度也不同,即液体的压强大小不同,由控制变量法可知,不能得出结论:在不同种液体中,深度越深,液体压强越大,故C错误;
D.若向图甲的杯中加少许盐,两探头位置和液面高度不变,且图甲、丙中U形管内液面的高度差相同,则液体的压强大小相同,由于图甲、丙中探头在盐水中的深度不同,由控制变量法可知,不能说明图甲、丙中盐水密度相同,故D错误。
故选B。
7. “强行透视法”是一种富有创意的拍摄技巧。拍摄时,让两个物体离照相机镜头远近不同,再调整拍摄角度,使两物体的像在同一张照片中呈现出有趣的效果。如图,是利用该技巧拍摄的照片,下列说法正确的是( )
A. 镜头对光线有发散作用
B. 学生和手在镜头中成的是正立的实像
C. 手在镜头的1倍焦距与2倍焦距之间
D. 学生在镜头的2倍焦距以外
【答案】D
【解析】
【详解】A.照相机的镜头是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,故A错误;
B.根据凸透镜成像规律可知,物体在镜头中成的是倒立、缩小的实像,故B错误;
CD.照相机的工作原理是,当物体在2倍焦距以外时,光屏上成缩小、倒立的实像;所以手和学生的位置均在2倍焦距以外,故C错误,D正确。
故选D。
8. 如图是“观察水的沸腾”实验,水正在沸腾,下列说法错误的是( )
A. 沸腾时,烧杯中不停地冒出“白气”,这些“白气”是水蒸气
B. 气泡上升过程中,气泡下表面受到水的压强变小
C. 由实验现象可知,实验时的大气压小于一标准大气压
D. 水要保持沸腾,需要继续加热
【答案】A
【解析】
【详解】A.沸腾时,烧杯中不停地冒出“白气”,这些“白气”是水蒸气遇冷液化成的水珠,故A错误,符合题意;
B.气泡上升过程中,气泡下表面在水中的深度变小,由得,气泡下表面受到水的压强变小,故B正确,不符合题意;
C.由图得,水在沸腾时,温度计的示数为99℃,即水的沸点为99℃;一标准大气压下水的沸点为100℃,气压越低,水的沸点越低,则实验时的大气压小于一标准大气压,故C正确,不符合题意;
D.水沸腾的条件是:温度达到沸点,不断吸收热量,则水要保持沸腾,需要继续加热,故D正确,不符合题意。
故选A。
9. 兴趣小组设计以下“模拟的调光灯”电路,小灯泡规格为“;0.5A”,R阻值是。要求:闭合开关调节滑片,灯泡不会被烧坏,亮度能连续调节且能正常发光,符合要求的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.该电路电灯泡的电压一直为3V,无法调节亮度,故A不符合题意;
B.该电路由于串联一个定值电阻后,因电源电压又只有3V,当滑动变阻器不接入时,电路中所通过的电流比较小,不能正常发光,故B不符合题意;
C.移动滑片能改变灯泡亮度,但当滑片在左端时,变阻器连入阻值为0,灯泡电压等于电源电压9V,超过额定电压,会被烧坏,故C不符合题意;
D.根据电源电压9V,电路中的最大电流为0.5A,则电路中最小的电阻为18Ω,已知小灯泡的电阻也为6Ω,串联一个12Ω电阻,则滑动变阻器阻值为零时,此时小灯泡正常发光,再将滑片往右滑动,阻值变大,灯泡变暗,故D符合题意。
故选D。
10. 如图所示,台秤上放一个盛水的烧杯,一个弹簧测力计吊着一个金属块且金属块刚好完全浸没在水中.现将金属块从水中匀速提起直至刚离开水面的过程中,下列说法错误的是( )
A. 烧杯底部的压强逐渐减小
B. 弹簧测力计的示数逐渐变大
C. 弹簧测力计对金属块拉力的功率增大
D. 台秤的示数逐渐增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.当向上提金属块时,金属块排开的水的体积减小,水面将会下降,烧杯底部的深度减小,所以压强逐渐减小,故A正确,不符合题意;
B.向上提金属块时,浮力逐渐减小,所以测力计的示数逐渐变大,故B正确,不符合题意;
C.由于拉力增大,金属块匀速运动,所以拉力的功率是增大的,故C正确,不符合题意;
D.根据物体间力的作用是相互的可知,浮力减小,则金属块对水的压力也会减小,所以台秤的示数是逐渐减小的,故D错误,符合题意。
故选D。
11. 图甲是《墨经》中记载的我国古代提升重物的工具——“车梯”,图乙是其等效图。若利用此“车梯”使50kg的重物在10s内沿直线匀速竖直上升2m,所用的拉力为200N,则此过程中,下列说法中正确的是( )
A. 使用“车梯”时做的有用功为1600J
B. 使用“车梯”时人做功的功率为100W
C. 使用“车梯”时人拉绳的速度为1m/s
D. “车梯”的机械效率为62.5%
【答案】D
【解析】
【详解】A.使用“车梯”时做的有用功为,故A错误;
B.由图乙可知,绳子承重段数n=4,绳子自由端移动的距离为
使用“车梯”时人做功(拉力做的总功)为
做功的功率为,故B错误;
C.根据可得,使用“车梯”时人拉绳的速度为,故C错误;
D.“车梯”的机械效率,故D正确。
故选D。
12. 小华按如图所示的电路图测量小灯泡的电功率,其中具体有:额定电压为2.5V的小灯泡,“35Ω, 1A”的滑动变阻器等元件,检查无误后,闭合开关就直接记录了第一组数据,以下说法不正确的是( )
序号
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1.7
21
2.5
2.8
I/A
0.1
0.15
0.26
0.28
0.3
A. 表格中第2组数据明显是错误的
B. 小华所用电源电压是4V
C. 其它器材不变,若用一个定值电阻替换灯泡,就可以用来探究电流与电压和电阻的关系
D. 无论灯变亮还是变暗,小灯泡电压变化量与电流变化量的比值一定等于滑动变阻器电压变化量与电流变化量的比值
【答案】C
【解析】
【详解】A.由第2组数据可知,灯泡的电阻为
第3组灯泡的电阻为
因灯丝电阻随温度的升高而增大,第3组灯泡的电阻应该大于第2组灯泡的电阻,而计算得结果是R3<R2,所以表格中第2组数据是错误的,故A不符合题意;
B.检查无误后,闭合开关,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据串联电路电压规律结合欧姆定律和第1组数据可知,电源电压为
故B不符合题意;
C.在探究电流与电阻的关系实验中,需更换不同阻值的定值电阻,而本实验中只用一个定值电阻替换灯泡,所以只能探究电流与电压的关系,不能探究电流与电阻的关系,故C符合题意;
D.因为串联电路处处电流相等,因此小灯泡的电流变化量一定等于变阻器的电流变化量;因为电源电压不变,灯泡两端电压和滑动变阻器两端电压之和等于电源电压,故小灯泡的电压变化量一定等于变阻器的电压变化量,所以无论灯变亮还是变暗,小灯泡电压变化量与电流变化量的比值一定等于滑动变阻器电压变化量与电流变化量的比值,故D不符合题意。
故选C。
二、填空题(本题共12小题,每空1分,共36分)
13. 声音是由物体______产生的。为了研究声波能否在真空中传播,小明设计了如图所示的实验装置。其中最合理的是______(“甲”、“乙”或“丙”)装置。
【答案】 ①. 振动 ②. 丙
【解析】
【详解】[1]一切正在发声的物体都在振动,只有物体振动时,物体才能产生声音,若振动停止了,发声就停止。
[2]研究声波能否在真空中传播,要避免固体传声干扰,需让声源与容器(传播声音的介质关联部分)尽量减少固体连接。丙装置中闹钟用悬浮闹钟,可减少固体传声;甲中闹钟放固体底座,乙中闹钟也有固体连接,会通过固体传声,影响实验。所以最合理的是丙装置。
14. 为了探究光的反射规律,小华利用如图甲所示的装置在水平桌面上进行实验。在底座沿水平桌面旋转的过程中,总有同学能看到两束光线会重合,此现象能说明的原理是______,他增大入射光线与桌面的夹角,看到反射角______(“增大”、“减小”或“不变”)。如图乙所示,小华用两个人偶、一面镜子、一块隔板做游戏,不能直接“看到”对方,但人偶A可以从平面镜中“看到”人偶B,人偶B______(“能”或“不能”)“看到”人偶A。
【答案】 ①. 反射光线、入射光线在同一平面内 ②. 减小 ③. 能
【解析】
【详解】[1]在底座沿水平桌面旋转过程中,能看到两束光线重合,这是因为入射光线、反射光线和法线在同一平面内,当这个平面发生旋转时,在特定角度下能观察到入射光和反射光重合,此现象说明光反射时,反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
[2]入射角是入射光线与法线的夹角,增大入射光线与桌面的夹角,相当于减小了入射角(因为入射光线与桌面夹角和入射角互余)。根据光的反射定律,反射角等于入射角,所以反射角会减小。
[3]在光的反射中,光路是可逆的。人偶A可以从平面镜中“看到”人偶B,说明B反射的光经平面镜反射后能进入A的眼睛;那么反过来,A反射的光经平面镜反射后也能进入B的眼睛,所以人偶B能“看到”人偶A。
15. 同学们以“厨房中的物理”为主题开展了科学实践活动。如图甲所示,将摩擦过的梳子靠近自来水细水流附近,水流会弯曲,产生这一现象的原因是______;如图乙所示,太阳光通过装满水的三棱柱形透明牙签盒时发生折射,在牙签盒后面形成一条彩色光带,这种现象叫作光的______;小明将漏勺与夹子分别挂在两个相同吸盘a和b的挂钩上(如图丙),漏勺质量比夹子质量大,则吸盘a受到的摩擦力______b受到的摩擦力。(选填“大于”、“小于”或者“等于”)
【答案】 ①. 带电体能够吸引轻小物体 ②. 色散 ③. 大于
【解析】
【详解】[1]由于带电体能够吸引轻小物体,摩擦过的梳子带有电荷,所以摩擦过的梳子靠近自来水细水流附近,摩擦过的梳子能吸引自来水细水流,故水流会弯曲。
[2]太阳光通过装满水的三棱柱形透明牙签盒时发生折射,在牙签盒后面形成一条彩色光带,即太阳光经过三棱柱折射后,分成七种色光,这种现象叫做光的色散。
[3]当漏勺与夹子分别挂在两个相同吸盘 a 和 b 的挂钩上时,吸盘处于静止状态,在竖直方向上受到向下的重力(包括所挂物体的重力和吸盘自身重力)和向上的摩擦力,这两个力是一对平衡力。由于漏勺质量比夹子质量大,根据G = mg可知,漏勺重力大于夹子重力,那么吸盘 a 受到的向下的拉力更大,所以吸盘 a 受到的摩擦力大于吸盘 b 受到的摩擦力。
16. 如图所示,将漆包线绕成矩形线圈两端的漆全部刮去后放入磁场,闭合开关,由于磁场对______有力的作用,线圈会转动,且看到线圈______(选填“能”或“不能”)持续转动;若将电源和开关换成灵敏电流表,缓慢转动线圈,灵敏电流计的指针左右摆动,说明线圈在磁场中转动时产生______电。
【答案】 ①. 通电导体 ②. 不能 ③. 交流
【解析】
【详解】[1][2]闭合开关,通电线圈在磁场中能够转动,说明磁场对通电导体有力的作用,线圈会转动,线圈两端的漆全部刮去,转到平衡位置时,由于电流的方向不能改变,所以不能持续转动。
[3]将电源和开关换成小量程电流表,组成闭合电路,缓慢转动线圈,线圈在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针左右摆动,说明线圈在磁场中转动时产生了感应电流,而且电流方向随时间发生变化,属于交流电。
17. 如图为家用智能扫地机器人,它具有自动清扫和避让功能。当智能扫地机器人在家庭电路中充电时,它与家里的电视机是______(选填“串联”或“并联”)的;智能扫地机器人的核心部件电脑芯片主要是由______(选填“半导体”或“超导体”)材料制成的。
【答案】 ①. 并联 ②. 半导体
【解析】
【详解】[1]家庭电路中的用电器都是并联的,这是因为并联电路可以保证每个用电器都能独立工作,互不影响。所以,当智能扫地机器人在家庭电路中充电时,它与家里的电视机是并联的。
[2]导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体,芯片的主要材料是硅,它是半导体材料。
18. 小明用如图所示的实验装置研究力和运动的关系。
(1)小明的实验中存在的问题是______;
(2)改正后继续进行实验,根据实验现象推理得出:运动的小车不受阻力将保持______直线运动。说明物体的运动______(选填“需要”或“不需要”)力维持。
【答案】(1)没有保持斜面的粗糙程度相同
(2) ①. 匀速 ②. 不需要
【解析】
【小问1详解】
研究力与运动的关系,需要使小车到达水平面时的速度相同,因此应该控制斜面的高度和粗糙程度相同,图中装置存在的问题是没有保持斜面的粗糙程度相同。
【小问2详解】
[1][2]通过实验可知,木板表面最光滑,小车受到的阻力最小,小车在木板表面运动的距离最远,因此可以推理,如果运动的小车不受阻力,小车的速度将不会再改变,将保持匀速直线运动,说明物体的运动不需要力来维持。
19. 如图是探究同一直线上的两个力的合成实验出现的情景。
(1)从图中可以看出:力F的作用效果和力______的共同作用效果相同,所以力F可以说是它们的合力。
(2)由图可知,这个同学是在探究同一直线上、方向______(选填“相同”或“相反”)的两个力的合力与这两个力的大小关系。
(3)在图乙中,去掉作为F2的钩码,则橡皮筋会______。(选填“伸长”、“缩短”或“不变”)
【答案】(1)和
(2)相反 (3)伸长
【解析】
【小问1详解】
图甲中,力F单独作用把橡皮筋拉长到O点,图乙中,在力 F1、F2的共同作用下,橡皮筋被拉长到与图甲相同的长度,表示力F的作用效果和力F1、F2的共同作用效果相同。
【小问2详解】
图乙中,在力F1向下拉橡皮筋,F2向上拉橡皮筋,橡皮筋在这两个力的共同作用下被拉伸,所以探究的是同一直线上方向相反的两个力的合力与这两个力的大小关系。
【小问3详解】
在图乙中,F1与F2方向相反,合力F=F1-F2。若去掉作为F2的钩码,则橡皮筋受的拉力F=F1,拉力变大,所以橡皮筋会伸长。
20. 小明采用甲图所示的仪器进行实验,其中电源电压恒为6V。
(1)小明采用甲图探究“电流与电阻的关系”,进行实验,当R0调为5Ω时,移到滑动变阻器,使电压表示数为3V,记录电流表示数。随后断开开关,直接将R0调为10Ω,再闭合开关,此时电流表示数为______A,接下来小明该如何操作?______。
(2)小明又用甲图探究“电流与电压的关系”,进行实验,将实验数据通过描点作出其U-I图像如乙图所示,但是其延长线不过原点,由此分析电压表未调零,且调零前指针在零刻线______(选填“左”或“右”)侧。将电压表调零后重做实验,将正确的数据在图乙中描点A、B、C,由此可知此时所用的定值电阻为______Ω。
【答案】(1) ①. 0.4 ②. 见解析
(2) ①. 左 ②. 10
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由图甲知,R0与R串联,电压表测R0两端电压,电流表测串联电路中的电流。当R0调为5Ω时,移到滑动变阻器的滑片,使电压表示数为3V,记录电流表示数。此时滑动变阻器两端的电压为6V-3V=3V;由串联分压的规律可知,此时滑动变阻器接入电路中的电阻与定值电阻的阻值相等,则滑动变阻器的电阻为5Ω;再将R0调为10Ω,电路的总电阻R=R0+R滑=10Ω+5Ω=15Ω
此时电路中的电流
电压表的示数为U'=IR0'=0.4A×10Ω=4V
大于控制不变的电压3V。根据串联分压特点,需要增大滑动变阻器的阻值,即将滑动变阻器的滑片向右移动使电压表示数为3V。
【小问2详解】
[1]图乙中,将图线延长到横轴上,可得当电压表示数为0时,电流表示数大于0,此时R0两端实际电压应大于0,因而电压表调零前指针在零刻线左侧。
根据正确测量的数据知,所用的定值电阻为
21. 如图,轻质弹簧一端固定,另一端与套在光滑竖直固定杆A处的圆环相连,弹簧水平且处于原长。质量为100g的圆环从A处由静止开始下滑1m后到达B点时速度恰好为零,则从A到B的过程中弹簧的弹性势能增加了______J;圆环在A点时处于______(平衡/非平衡)状态(g=10N/kg)。
【答案】 ①. 1 ②. 非平衡
【解析】
【详解】[1]由图可知,圆环从A滑到B的过程中,弹簧变长,弹性形变程度变大,其弹性势能增大;由于没有摩擦力,圆环重力做功等于弹簧增大的弹性势能,为W=Gh=mgh=0.1kg×10N/kg×1m=1J
[2]圆环在A点时不受摩擦力,弹簧处于原长,则圆环不受弹力,此时只受重力的作用,受力不平衡,处于非平衡状态。
22. 如图甲所示为某种跳绳自动计数器的简化原理图。其中R1为光敏电阻,有红外线照射时电阻值为R0。跳绳时,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻值会变为9R0,自动计数器会计数一次。信号处理系统相当于一个电压表,能记录AB间的电压。电源电压保持不变,R2为定值电阻,某一段时间内AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示,则:
(1)当AB两端电压为_________V时,计数器会计数一次;
(2)若R0=5Ω,求R2的阻值,以及电源电压U_________。
【答案】(1)2 (2)15Ω,8V
【解析】
【小问1详解】
由电路图可知,电阻R1、R2串联,电压表测量R2两端电压,当有红外线照射时电阻值为R0。跳绳时,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻值会变为9R0,根据串联电路电压规律可知,R1两端电压变大,R2两端电压变小,由图可知当AB两端电压为2V时,计数一次。
【小问2详解】
若R0=5Ω,有红外线照射时,电源电压
即
……①
当绳子挡住了射向R1的红外线时,电源电压
即
……②
解得
R2=15Ω
U=8V
23. 如图所示是小利设计的一种空气开关原理图,其中:定值电阻R1为0.3Ω,可变电阻R2可调的电阻范围为0.1~0.8Ω且只能是0.1Ω整数倍,电磁铁M的线圈电阻忽略不计。当通过电磁铁M电流10A时,会自动切断电路。
(1)原理是:当电路由于__________或超负荷运行而导致电流过大时,电磁铁磁性__________, 衔铁N被电磁铁M吸引过去,匀质的金属杆OA在弹簧拉力作用下绕O点转动,电路断开.刚转动时,杠杆OA属于__________杠杆;
(2)调试时,将该空气开关接在家庭电路中,为了利用一台额定功率为3200W的空调和一只额定功率为200W的白炽灯测试该空气开关性能(电流略超过限制电流,空气开关切断电路),应把可变电阻R2调为___Ω。
【答案】 ①. 短路 ②. 增强 ③. 省力 ④. 0.6
【解析】
【详解】(1)[1][2] [3]当电路发生短路或总功率过大时,电流变大,电磁铁磁性变强, 衔铁N被电磁铁M吸引过去,匀质的金属杆在支点O点转动,此时动力臂大于阻力臂所以杠杆OA属于省力杠杆。
(2)[4]定值电阻R1与可变电阻R2并联在电路中,电压相同,则
接入空调和灯泡后,电路的电为
则通过R2的电流
R2的阻值为
由于电流略超过限制电流,空气开关切断电路,故通过电磁铁的电流应大于10A,即R2的阻值大于0.55Ω。所以应把可变电阻R2调为0.6Ω。
24. 直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置,如图甲所示。它能够将电网中的交流电转化为直流电,再将电能充入汽车动力电池(以下简称电池),直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大,因而可实现快速充电。
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为H。充电时,充电桩的充电功率P会随着电池的H的变化而变化,同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能,H为30%,充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后(为方便计算,图象已作近似处理),充满后,立即停止充电。当H达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表所示。
充电电压U/V
充电电流I/A
充电时长t/min
充电度数/kW·h
充电费用/元
400
100
45
24
28.80
(1)充电过程中动力电池相当于______(选填“电源”或“用电器”);
(2)测试过程的最后10%,充电时长为______min;
(3)在充电过程中的BC段最容易使导线升温、老化,甚至引起火灾,请说出你的理由______;(假设充电过程中充电电压保持不变)
(4)电动汽车“油门”示意图如图丙所示,脚往下踩“油门”踏板时,滑片可以绕O点在电阻圈上逆时针转动。通过控制流经电动机电流的大小来控制汽车速度。电动汽车速度与电流大小的关系如图丁所示。当脚踩“油门”踏板时汽车速度加快,则电路中的a、b接点应当与变阻器中A、B、C三个接点中的______两个点相连。
【答案】(1)用电器 (2)24
(3)见解析 (4)A、B
【解析】
【小问1详解】
充电过程中动力电池消耗电能,相当于用电器。
【小问2详解】
由表可知,在H从30%增至70%的过程中,消耗电能为24kW·h,则测试过程的最后10%,消耗电能为
由图乙可知,测试过程的最后10%,充电功率为15kW,则测试过程的最后10%,充电时长为
【小问3详解】
在充电过程中的BC段最容易使导线升温、老化,甚至引起火灾,这是因为BC段充电功率最大,由可知,电流最大,根据Q=I2Rt可知,相同时间内导线产生热量最多。
【小问4详解】
由图丁可知,电流越大,汽车速度越大。由题意可知,脚往下踩“油门”踏板时,滑片逆时针转动,车速增大,即电路中电流增大,由可知电路中电阻减小,所以电路中的a、b接点应当与变阻器中A、B、C三个接点中的A、B两个点相连。
三、解答题(本题共6小题,共40分。其中第26(1)(2)(3),30(3)(4)小题应写出必要的解题过程)
25. 按要求作图:
(1)请画出小球受到的重力G及绳的拉力F;
(2)在图中括号中标出通电螺线管左端的磁极,并标出A点的磁场方向;
(3)在图中,根据折射光线画出对应的入射光线。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球受到的重力竖直向下,受到的绳子拉力沿着绳子向上,作图如下:
【小问2详解】
图中电流从螺线管左端流入,根据安培定则,通电螺线管左端为N极,右端为S极,磁体外部磁感线都是从N极出发指向S极,所以A点的磁场方向向右,作图如下:
【小问3详解】
过焦点光线穿过凸透镜后平行于主光轴,过光心的光线穿过凸透镜后传播方向不变,作图如下:
26. 2024年11月国产自主研发的“空中的士”EH216-S无人驾驶载人航空器搭载了“未来之心”——高能量半固态锂电池一飞冲天。锂金属半固态电池的能量质量密度(能量质量密度表示单位质量电池所能释放的能量)可达480Wh/kg,与搭载传统动力电池相比,单次不间断飞行时间可提升至48分10秒,并可在15分钟内补充80%电量,续航时间和充电速度显著提升。
EH216-S从外形上看,像一架长满螺旋桨的直升机(如图所示)共有8个轴多达16个旋翼。支持垂直起降,不需要跑道,能在狭小空间内快速起飞和降落。它既能像直升机一样垂直起飞,又能如传统大飞机一样在空中高速巡航。它的最大起飞质量2t,可载5人,巡航速度可达200km/h,核心模组100%国产化。
EH216-S采用碳纤维增强复合材料,打造坚固机身,其智能驾驶系统能够实现厘米级定位精度,实现了尖端的航空科技与自动化驾驶技术的完美融合。
若参照最大起飞质量,请求:
(1)“空中的士”EH216-S无人驾驶载人航空器停在水平地面,它与地面的总接触面积是5000cm²,则地面承受的压强是多少?
(2)“空中的士”若以25m/s的速度竖直匀速上升300m,求克服重力所做的功。
(3)每kg这种锂金属半固态电池可释放______度电能,这些能量由燃油发电机来提供,已知燃油的能量密度为12kWh/kg,燃油能量利用效率为25%,需消耗燃油多少kg______?
【答案】(1)4×104Pa
(2)6×106J (3) ①. 0.48 ②. 0.16
【解析】
【详解】(1)对地面的压力是
对地面的压强为:
(2)“空中的士”克服重力所做的功:
(3)每kg这种钽金属半固态电池可释放的电能为:度
这些能量由燃油发电机来提供,则燃油燃烧释放的能量为:
则需要消耗燃油的质量为:
27. 小红利用烧杯、天平、量筒和水测量不规则石块的密度。
(1)先将天平放在水平桌面上,将_______移到零刻度线处,再调节平衡螺母,直到天平平衡;调好天平后,测量小石块的质量,平衡时砝码和游码的位置如图a所示,那么小石块的质量为________g;
(2)小红继续测量小石块的体积,发现小石块不能放入量筒中,于是她用排水法测量小石块的体积,过程如图b所示;往烧杯中加入适量的水,将小石块浸没在水中,在水面位置做上标记;在量筒中加入体积为的水;取出小石块,将量筒中的水缓慢倒入烧杯中,直到水面与标记处相平,此时量筒中剩余水的体积为;那么小石块的体积为_________,小石块的密度为________(保留一位小数);
(3)用此方法测得的小石块的密度值将_______(偏大/偏小)。
(4)小红继续思考,想利用烧杯、水、电子秤等器材来测石块的密度,如图所示。实验步骤如下:
①将石块放置在已经调好的电子秤上,如图甲所示,电子秤示数为;
②将石块放入装有适量水的烧杯中,使石块浸没,一段时间后,在水面处做好标记,如图乙所示,电子秤示数为;
③取出石块后,电子秤的示数如图丙所示为;
④将水补齐至标记处,如图丁所示,电子秤的示数为;实验后细心的小君发现石块表面沾有少许水,将沾有水的该石块放置在电子秤上,如图戊所示,电子秤示数为,为了减小石块表面沾有少许水这一原因带来的误差,根据以上测量,请写出石块的密度的两种表达式________或_______(水的密度用表示)。
【答案】(1) ①. 游码 ②. 166.4
(2) ①. 70 ②. 2.4
(3)偏小 (4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]根据托盘天平的使用方法,先将天平放在水平桌面上,将游码移到零刻度线处,再调节平衡螺母,直到天平平衡。
[2]标尺的分度值为0.2g,则物体的质量为。
【小问2详解】
[1]如图b所示,小石块的体积为。
[2]由可得,小石块的密度为。
【小问3详解】
由图b的过程所示,小石块取出时会带出部分水,导致量筒中剩余水的质量变少,所以小石块的体积会偏大,由可得,小石块的密度会偏小。
【小问4详解】
[1]如图甲、乙所示,可得,烧杯中一开始水的质量为,由丙、丁图所示,补进去的水的体积为该石块的体积,补进水的质量为,所以石块的体积为补进水的体积为,则该石块的密度为。
[2]根据步骤④可知,小石块沾了水的质量为,则补进水的质量也可以表示为,则该石块的体积也可表示为,则该石块的密度另一种表达式为。
28. 现有器材:电源(电压有2、4、6、8、10和12V六档)、电流表、电压表和电键各两个,滑动变阻器(标有“20Ω2A”字样)、待测小灯泡(标有“2.2V”字样)和待测电阻各一个,以及导线若干。小华要做“用电流表、电压表测电阻”实验,小红同时要做“测定小灯泡的电功率”实验,但由于变阻器只有一个,两位同学讨论后,设计实验方案并分配器材,然后使用各自分得的器材进行实验。实验中,小华发现电路中电流表的最小示数为0.2A;小红观察到当小灯泡正常发光时电流表的示数为0.3A。
(1)小华画出了实验的电路图(如图甲),根据实验的相关信息:电流表示数最小时测得的电阻=______Ω。
(2)小红画出了实验的电路图(如图乙),连接电路时,开关必须______;闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到最______端(选填“左”或“右”);根据实验的相关信息:
(a)计算出小灯泡的额定功率=______。
(b)实验中小红选择的电源电压挡位是:______。
(3)致远同学用另一个定值电阻代替小灯泡,并对电路进行了调整,设计了电路图(如图丙),也测量出此电阻的阻值,已知滑动变阻器的最大阻值为,她的操作如下:
①将滑动变阻器的滑片调到中央位置,记录电压表示数为;
②将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,记录电压表示数为。
则______(选填“>”、“<”或“=”)
【答案】(1)10 (2) ①. 断开 ②. 右 ③. 0.66W ④. 4V、6V、8V
(3)<
【解析】
【小问1详解】
在上面的电路中,当电源电压最小为2V时,电流表示数最小为0.2A,由欧姆定律得到电阻为
【小问2详解】
[1]连接电路时,为保护电路,开关必须断开。
[2]闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处。由图乙可知,滑片在最右端时,滑动变阻器接入电阻最大。
[3]小灯泡标有“2.2V”字样,即额定电压,正常发光时电流。根据,可得小灯泡的额定功率为
[4]小灯泡额定电压2.2V,电流0.3A,滑动变阻器最大阻值,当滑动变阻器接入最大阻值时,其两端电压为
最大电源电压为
又因为小灯泡额定电压2.2V,所以电源电压不能小于2.2V,因此实验中小红选择的电源电压挡位是4V、6V、8V三档。
【小问3详解】
设电源电压,定值电阻。滑片在中央时,滑动变阻器接入,此时电源电压可以表示为
电压表示数为
因此
滑片在最大阻值时,电源电压可以表示为
电压表示数为
又因为,所以。
29. 在“桥梁调查与模型制作”跨学科实践活动中,小明同学对无锡的桥梁进行了研究:桥梁类型丰富多样,按照形状和结构分类,最常见的四种类型分别是:梁桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥。
(1)无锡市区的蓉湖大桥为单塔双索斜拉大桥,如图所示为其结构示意图,桥塔两侧对称的拉索承受了桥梁的重力。当桥塔高度改变时,拉索与桥塔的连接点相对于桥塔顶端位置不变。当一辆载重汽车从桥梁左端按设计时速匀速驶向桥塔的过程中,下列说法正确的是( )
A. 左侧拉索的拉力先增大后减小
B. 左侧拉索的拉力一直减小
C. 为了减小拉索承受的拉力,在条件允许的情况下,可适当减小桥塔高度
D. 桥塔高度的变化时,拉索所受的拉力始终不变
(2)小明发现生活中的桥千差万别,各具特色,如图甲所示:有些是平板桥,有些是向上凸起的凸形桥,也有些是向下凹的凹形桥。这引起了他的思考:所有桥梁的功能都是有利于人和车辆的通行,那么汽车行驶时对凸形桥和凹形桥的压力一样吗?哪种桥容易被压坏?
为此小明将汽车通行凸形桥和凹形桥的运动路径简化为曲线轨道,并构建了图乙所示的模型,A点是凸形桥的最高点,B点是凹形桥的最低点。先固定轨道,再将压力传感器固定在A、B两点的下面。如图丙所示,汽车通过时压力显示器就显示出压力的大小了。
他猜想:汽车通过不同形状的桥时对桥的压力,可能与汽车的重力、汽车过桥的速度大小、桥面的粗糙程度、A与B两点所在曲线轨道(可以看成是圆的一部分)半径等因素有关。
小明让玩具小车通过图乙的曲线轨道(玩具小车通过轨道时不会压坏轨道),模拟了汽车通过凸形桥、凹形桥的情景。
请回答下列问题:
①玩具小车在图乙的曲线轨道匀速前进,它的运动状态是_____(填“改变”或“不变”)的;
②玩具小车对桥的压力和桥对汽车的支持力是一对_____(填“平衡力”或“相互作用力”);
③实验时,小明让玩具小车在轨道上以相同的速度通过A、B两点,收集到压力显示器显示的数据如下表所示。分析下表数据可以得到结论:
实验次序
速度v/(m/s)
小车重力G/N
玩具小车对凸形桥A点压力F1/N
玩具小车对凹形桥B点压力F2/N
1
v1
2.00
1.80
2.40
2
v2
2.00
1.60
2.80
3
v3
2.00
1.50
3.00
4
v1
3.00
2.70
3.60
5
v2
3.00
2.40
4.20
6
v3
3.00
225
450
Ⅰ.分析1、4(或2、5或3、6)次实验数据,可以得出结论:玩具小车通过A点或B点时,玩具小车对桥面的压力与玩具小车的_____有关;
Ⅱ.分析1、2、3次实验数据可以得出结论:玩具小车通过A点或B点时,玩具小车对桥面的压力与玩具小车的_____有关;
Ⅲ.由表中数据可知:一定质量的汽车以相同的速度通过A点或B点时,容易压坏桥的是_____(填“A”或“B”)点。
【答案】(1)B (2) ①. 改变 ②. 相互作用力 ③. 重力 ④. 速度 ⑤. B
【解析】
【小问1详解】
AB.以索塔与桥面的交点为支点,左侧拉索的拉力为动力,汽车对桥的压力为阻力,当载重汽车从桥梁左端匀速驶向索塔的过程中,阻力臂逐渐减小,在阻力和动力臂不变时,根据杠杆的平衡条件知左侧拉索拉力大小一直减小,故A错误,B正确;
CD.桥塔高度越高,钢丝拉力的力臂越大,根据杠杆平衡条件知,在阻力和阻力臂不变,为了减小拉索承受的拉力,在条件允许的情况下,可适当增加桥塔高度,即拉力随着桥塔高度改变,故CD错误。
故选B。
【小问2详解】
①[1]玩具小车在图乙的曲线轨道匀速前进,速度大小不变,但运动方向改变,所以运动状态是改变的。
②[2]玩具小车对桥的压力和桥对汽车的支持力是一对相互作用力,大小相等、方向相反、作用在不同物体上。
③[3]分析1、4(或2、5或3、6)次实验数据,小车的速度相等,重力不同,对凸形桥的同一点的压力不同,说明玩具小车对桥面的压力与玩具小车的重力有关。
[4]分析1、2、3次实验数据,小车的重力相同,速度不相等,对凸(凹)形桥的同一点的压力不同,说明玩具小车对桥面的压力与玩具小车的速度有关。
[5]分析表中任意一次实验数据可知:当质量、速度相同时,小车对B点的压力更大;所以容易压坏桥的是B点。
30. 阅读短文,回答下列问题。
极目一号
2022年5月15日凌晨1点26分,中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4300米的科考营地顺利升空。凌晨4点40分,达到9032米,超过珠峰8848.86米的高度,创造了浮空艇大气科学观测的世界纪录。
据介绍,执行此次观测任务所使用的浮空艇,是我国自主研发的系留浮空器,长55米、高19米,浮空艇体积为9000立方米,总重量约2.625吨,地面锚泊车重90吨,通过地面锚泊设备系缆控制升空和驻空(如图甲)。浮空艇有两个气囊,一个是主气囊,里面充氦气(氦气密度比空气小很多),下边腹部还有一个小的副气囊,里面充空气,通过调节副气囊的空气垫就可以调节压力(如图乙)。
(1)浮空艇的整体外形呈现白色,因为在白天使用时,白色可以反射光线、减少_______(选填“红外线”或“紫外线”)的吸收,使浮空艇内部气体升温不会过快。
(2)因为大气压随海拔升高而______,所以在升空过程浮空艇为了保持内外气压差处在安全范围,副气囊需要_______(选填“排出”或“注入”)空气。
(3)若浮空艇携带的科研器材质量175kg,充气后浮空艇的总质量为4t,则未升空前,浮空艇受到空气的浮力为_______N,系留缆绳对浮空艇在竖直方向的拉力为_______N。(不同海拔下大气压和空气密度见下表,g取10N/kg)
海拔/m
4000
4300
4500
5000
6000
7000
8000
9000
大气压/kPa
57.6
55
53.4
50
43.2
36.7
30.9
26.8
空气密度/kg/m3
0.82
0.8
0.78
0.74
0.66
0.59
0.53
0.47
(4)气囊内的气压可以用公式近似表示,其中p表示气压,单位Pa,t表示气体温度,单位℃,V表示气体体积,单位m3,系数k随副气囊空气质量变化而变化的情况如图丙所示。假设气囊内气压均匀,且等于外界气压,温度恒为27℃,则浮空艇从7000m上升到9000m,气囊内空气质量变化约为_______kg。
【答案】 ①. 红外线 ②. 减小 ③. 排出 ④. 7.2×104 ⑤. 30250 ⑥. 1100
【解析】
【详解】(1)[1]红外线能使物体升温,浮空艇的整体外形呈现白色,白色可以反射光线、减少红外线的吸收,使浮空艇内部气体升温不会过快。
(2)[2][3]因为大气压强随海拔升高而减小,所以在升空过程浮空艇为了保持内外气压差处在安全范围,副气囊需要排出空气。
(3)[4][5]由表中数据可知,4300米的科考营地的空气密度为0.8kg/m3,浮空艇在营地升空前受到空气浮力为
F浮=ρ空gV=0.8kg/m3×10N/kg×9000m3=7.2×104N
浮空艇的总重力为
G总=m总g=(4×1000kg+175kg)×10N/kg=41750N
此时浮空艇受到竖直向上的浮力与竖直向下的重力及拉力平衡,所以系留缆绳对浮空在竖直方向的拉力为
F=F浮﹣G总=7.2×104N﹣41750N=30250N
(4)[6]气囊内温度恒为27℃,由表中数据知,浮空艇在7000m时的气压
p=36.7kPa=36.7×103Pa
由可得
由图像知,副气囊空气质量
m=15×102kg=1500kg
当浮空艇在9000m时的气压
p′=26.8kPa=26.8×103Pa
副气囊空气质量
m′=4×102kg=400kg
所以浮空艇从7000m上升到9000m,气囊内空气质量变化约为
Δm=m﹣m′=1500kg﹣400kg=1100kg
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2025年无锡市河埒中学教育集团春学期初三年级第二次质量监测试卷初三物理
一、选择题(本题共12小题,每题2分,共24分。每小题给出的四个选项中只有一个正确)
1. 每年的3月3日,既是世界听力日,也是全国爱耳日。关于人耳听音:①听歌时,调节音量;②隔着墙能分辨熟悉的声音。分析这两种声现象,其声音特性,下列判断正确的是( )
A. 响度与音调 B. 音色与音速
C. 响度与音色 D. 音调与音速
2. 小明参加暑期沿海地区户外活动。下列物理知识解释相应户外生存技能有误的是( )
A. 罗盘辨向——地球有地磁场 B. 削竹为刀——减面积增压强
C. 夏风辨向——水的比热容大 D. 水珠取火——凹透镜能聚光
3. 下列生活场景中,与内燃机的压缩冲程改变物体内能方式相同的是( )
A. 锯木头锯条发热 B. 用冰袋给发烧病人降温
C. 放进冰箱的水果温度降低 D. 阳光照射使石凳温度升高
4. 如图所示,糖画是我国传统民间艺术,它的制作过程如下:先将糖加热成糖浆,然后用糖浆在平板上“画成”各种图案,糖浆慢慢变硬后就制作成了栩栩如生的糖画。下列说法正确的是( )
A. 糖画制作过程中,糖先熔化后凝华
B 糖画制作过程中,糖先吸热后放热
C. 当糖完全加热成糖浆时,糖分子间不存在引力
D. 糖画制成后,糖分子被固定,不再做无规则运动
5. “以铜为镜,可以正衣冠”,我们的祖先很早就会利用磨光的铜镜来观察自己的像。下列现象与铜镜成像原理相同的是( )
A. 小孔成像 B. 潜望镜
C. 日晷计时 D. 冰透镜取火
6. 在“探究液体内部的压强”实验中,实验现象如图所示,U形管内液面的高度差越大,表示探头所处位置的液体压强越大。下列说法正确的是( )
A. U形管内径越大,实验效果越明显
B. 实验中通过观察U形管内液面的高度差来判断液体压强的实验方法是转换法
C. 比较图甲、丙,可得出结论:在不同种液体中,深度越深,液体压强越大
D. 若向图甲的杯中加少许盐,两探头位置和液面高度不变,且图甲、丙中U形管内液面的高度差相同,则说明图甲、丙中盐水密度相同
7. “强行透视法”是一种富有创意的拍摄技巧。拍摄时,让两个物体离照相机镜头远近不同,再调整拍摄角度,使两物体的像在同一张照片中呈现出有趣的效果。如图,是利用该技巧拍摄的照片,下列说法正确的是( )
A. 镜头对光线有发散作用
B. 学生和手在镜头中成的是正立的实像
C. 手在镜头的1倍焦距与2倍焦距之间
D. 学生在镜头的2倍焦距以外
8. 如图是“观察水的沸腾”实验,水正在沸腾,下列说法错误的是( )
A. 沸腾时,烧杯中不停地冒出“白气”,这些“白气”是水蒸气
B. 气泡上升过程中,气泡下表面受到水的压强变小
C. 由实验现象可知,实验时的大气压小于一标准大气压
D 水要保持沸腾,需要继续加热
9. 兴趣小组设计以下“模拟的调光灯”电路,小灯泡规格为“;0.5A”,R阻值是。要求:闭合开关调节滑片,灯泡不会被烧坏,亮度能连续调节且能正常发光,符合要求的电路是( )
A. B.
C. D.
10. 如图所示,台秤上放一个盛水的烧杯,一个弹簧测力计吊着一个金属块且金属块刚好完全浸没在水中.现将金属块从水中匀速提起直至刚离开水面的过程中,下列说法错误的是( )
A. 烧杯底部的压强逐渐减小
B. 弹簧测力计的示数逐渐变大
C. 弹簧测力计对金属块拉力的功率增大
D. 台秤的示数逐渐增大
11. 图甲是《墨经》中记载的我国古代提升重物的工具——“车梯”,图乙是其等效图。若利用此“车梯”使50kg的重物在10s内沿直线匀速竖直上升2m,所用的拉力为200N,则此过程中,下列说法中正确的是( )
A. 使用“车梯”时做的有用功为1600J
B. 使用“车梯”时人做功的功率为100W
C. 使用“车梯”时人拉绳的速度为1m/s
D. “车梯”的机械效率为62.5%
12. 小华按如图所示的电路图测量小灯泡的电功率,其中具体有:额定电压为2.5V的小灯泡,“35Ω, 1A”的滑动变阻器等元件,检查无误后,闭合开关就直接记录了第一组数据,以下说法不正确的是( )
序号
1
2
3
4
5
U/V
0.5
1.7
2.1
2.5
2.8
I/A
0.1
0.15
0.26
0.28
0.3
A. 表格中第2组数据明显是错误的
B. 小华所用电源电压是4V
C. 其它器材不变,若用一个定值电阻替换灯泡,就可以用来探究电流与电压和电阻的关系
D. 无论灯变亮还是变暗,小灯泡电压变化量与电流变化量的比值一定等于滑动变阻器电压变化量与电流变化量的比值
二、填空题(本题共12小题,每空1分,共36分)
13. 声音是由物体______产生的。为了研究声波能否在真空中传播,小明设计了如图所示的实验装置。其中最合理的是______(“甲”、“乙”或“丙”)装置。
14. 为了探究光的反射规律,小华利用如图甲所示的装置在水平桌面上进行实验。在底座沿水平桌面旋转的过程中,总有同学能看到两束光线会重合,此现象能说明的原理是______,他增大入射光线与桌面的夹角,看到反射角______(“增大”、“减小”或“不变”)。如图乙所示,小华用两个人偶、一面镜子、一块隔板做游戏,不能直接“看到”对方,但人偶A可以从平面镜中“看到”人偶B,人偶B______(“能”或“不能”)“看到”人偶A。
15. 同学们以“厨房中的物理”为主题开展了科学实践活动。如图甲所示,将摩擦过的梳子靠近自来水细水流附近,水流会弯曲,产生这一现象的原因是______;如图乙所示,太阳光通过装满水的三棱柱形透明牙签盒时发生折射,在牙签盒后面形成一条彩色光带,这种现象叫作光的______;小明将漏勺与夹子分别挂在两个相同吸盘a和b的挂钩上(如图丙),漏勺质量比夹子质量大,则吸盘a受到的摩擦力______b受到的摩擦力。(选填“大于”、“小于”或者“等于”)
16. 如图所示,将漆包线绕成矩形线圈两端的漆全部刮去后放入磁场,闭合开关,由于磁场对______有力的作用,线圈会转动,且看到线圈______(选填“能”或“不能”)持续转动;若将电源和开关换成灵敏电流表,缓慢转动线圈,灵敏电流计的指针左右摆动,说明线圈在磁场中转动时产生______电。
17. 如图为家用智能扫地机器人,它具有自动清扫和避让功能。当智能扫地机器人在家庭电路中充电时,它与家里的电视机是______(选填“串联”或“并联”)的;智能扫地机器人的核心部件电脑芯片主要是由______(选填“半导体”或“超导体”)材料制成的。
18. 小明用如图所示的实验装置研究力和运动的关系。
(1)小明的实验中存在的问题是______;
(2)改正后继续进行实验,根据实验现象推理得出:运动的小车不受阻力将保持______直线运动。说明物体的运动______(选填“需要”或“不需要”)力维持。
19. 如图是探究同一直线上的两个力的合成实验出现的情景。
(1)从图中可以看出:力F的作用效果和力______的共同作用效果相同,所以力F可以说是它们的合力。
(2)由图可知,这个同学是在探究同一直线上、方向______(选填“相同”或“相反”)的两个力的合力与这两个力的大小关系。
(3)在图乙中,去掉作为F2的钩码,则橡皮筋会______。(选填“伸长”、“缩短”或“不变”)
20. 小明采用甲图所示的仪器进行实验,其中电源电压恒为6V。
(1)小明采用甲图探究“电流与电阻的关系”,进行实验,当R0调为5Ω时,移到滑动变阻器,使电压表示数为3V,记录电流表示数。随后断开开关,直接将R0调为10Ω,再闭合开关,此时电流表示数为______A,接下来小明该如何操作?______。
(2)小明又用甲图探究“电流与电压的关系”,进行实验,将实验数据通过描点作出其U-I图像如乙图所示,但是其延长线不过原点,由此分析电压表未调零,且调零前指针在零刻线______(选填“左”或“右”)侧。将电压表调零后重做实验,将正确的数据在图乙中描点A、B、C,由此可知此时所用的定值电阻为______Ω。
21. 如图,轻质弹簧一端固定,另一端与套在光滑竖直固定杆A处的圆环相连,弹簧水平且处于原长。质量为100g的圆环从A处由静止开始下滑1m后到达B点时速度恰好为零,则从A到B的过程中弹簧的弹性势能增加了______J;圆环在A点时处于______(平衡/非平衡)状态(g=10N/kg)。
22. 如图甲所示为某种跳绳自动计数器的简化原理图。其中R1为光敏电阻,有红外线照射时电阻值为R0。跳绳时,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻值会变为9R0,自动计数器会计数一次。信号处理系统相当于一个电压表,能记录AB间的电压。电源电压保持不变,R2为定值电阻,某一段时间内AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示,则:
(1)当AB两端电压_________V时,计数器会计数一次;
(2)若R0=5Ω,求R2的阻值,以及电源电压U_________。
23. 如图所示是小利设计的一种空气开关原理图,其中:定值电阻R1为0.3Ω,可变电阻R2可调的电阻范围为0.1~0.8Ω且只能是0.1Ω整数倍,电磁铁M的线圈电阻忽略不计。当通过电磁铁M电流10A时,会自动切断电路。
(1)原理是:当电路由于__________或超负荷运行而导致电流过大时,电磁铁磁性__________, 衔铁N被电磁铁M吸引过去,匀质的金属杆OA在弹簧拉力作用下绕O点转动,电路断开.刚转动时,杠杆OA属于__________杠杆;
(2)调试时,将该空气开关接在家庭电路中,为了利用一台额定功率为3200W的空调和一只额定功率为200W的白炽灯测试该空气开关性能(电流略超过限制电流,空气开关切断电路),应把可变电阻R2调为___Ω。
24. 直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置,如图甲所示。它能够将电网中的交流电转化为直流电,再将电能充入汽车动力电池(以下简称电池),直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大,因而可实现快速充电。
设电池当前储能占充满状态储能的百分比为H。充电时,充电桩的充电功率P会随着电池的H的变化而变化,同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。现实际测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能,H为30%,充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后(为方便计算,图象已作近似处理),充满后,立即停止充电。当H达到70%时充电桩显示屏的部分即时信息如表所示。
充电电压U/V
充电电流I/A
充电时长t/min
充电度数/kW·h
充电费用/元
400
100
45
24
28.80
(1)充电过程中动力电池相当于______(选填“电源”或“用电器”);
(2)测试过程的最后10%,充电时长为______min;
(3)在充电过程中的BC段最容易使导线升温、老化,甚至引起火灾,请说出你的理由______;(假设充电过程中充电电压保持不变)
(4)电动汽车“油门”示意图如图丙所示,脚往下踩“油门”踏板时,滑片可以绕O点在电阻圈上逆时针转动。通过控制流经电动机电流的大小来控制汽车速度。电动汽车速度与电流大小的关系如图丁所示。当脚踩“油门”踏板时汽车速度加快,则电路中的a、b接点应当与变阻器中A、B、C三个接点中的______两个点相连。
三、解答题(本题共6小题,共40分。其中第26(1)(2)(3),30(3)(4)小题应写出必要的解题过程)
25. 按要求作图:
(1)请画出小球受到的重力G及绳的拉力F;
(2)在图中括号中标出通电螺线管左端的磁极,并标出A点的磁场方向;
(3)在图中,根据折射光线画出对应的入射光线。
26. 2024年11月国产自主研发的“空中的士”EH216-S无人驾驶载人航空器搭载了“未来之心”——高能量半固态锂电池一飞冲天。锂金属半固态电池的能量质量密度(能量质量密度表示单位质量电池所能释放的能量)可达480Wh/kg,与搭载传统动力电池相比,单次不间断飞行时间可提升至48分10秒,并可在15分钟内补充80%电量,续航时间和充电速度显著提升。
EH216-S从外形上看,像一架长满螺旋桨的直升机(如图所示)共有8个轴多达16个旋翼。支持垂直起降,不需要跑道,能在狭小空间内快速起飞和降落。它既能像直升机一样垂直起飞,又能如传统大飞机一样在空中高速巡航。它的最大起飞质量2t,可载5人,巡航速度可达200km/h,核心模组100%国产化。
EH216-S采用碳纤维增强复合材料,打造坚固机身,其智能驾驶系统能够实现厘米级定位精度,实现了尖端的航空科技与自动化驾驶技术的完美融合。
若参照最大起飞质量,请求:
(1)“空中的士”EH216-S无人驾驶载人航空器停在水平地面,它与地面的总接触面积是5000cm²,则地面承受的压强是多少?
(2)“空中的士”若以25m/s的速度竖直匀速上升300m,求克服重力所做的功。
(3)每kg这种锂金属半固态电池可释放______度电能,这些能量由燃油发电机来提供,已知燃油的能量密度为12kWh/kg,燃油能量利用效率为25%,需消耗燃油多少kg______?
27. 小红利用烧杯、天平、量筒和水测量不规则石块的密度。
(1)先将天平放在水平桌面上,将_______移到零刻度线处,再调节平衡螺母,直到天平平衡;调好天平后,测量小石块的质量,平衡时砝码和游码的位置如图a所示,那么小石块的质量为________g;
(2)小红继续测量小石块的体积,发现小石块不能放入量筒中,于是她用排水法测量小石块的体积,过程如图b所示;往烧杯中加入适量的水,将小石块浸没在水中,在水面位置做上标记;在量筒中加入体积为的水;取出小石块,将量筒中的水缓慢倒入烧杯中,直到水面与标记处相平,此时量筒中剩余水的体积为;那么小石块的体积为_________,小石块的密度为________(保留一位小数);
(3)用此方法测得的小石块的密度值将_______(偏大/偏小)。
(4)小红继续思考,想利用烧杯、水、电子秤等器材来测石块的密度,如图所示。实验步骤如下:
①将石块放置在已经调好的电子秤上,如图甲所示,电子秤示数为;
②将石块放入装有适量水的烧杯中,使石块浸没,一段时间后,在水面处做好标记,如图乙所示,电子秤示数为;
③取出石块后,电子秤的示数如图丙所示为;
④将水补齐至标记处,如图丁所示,电子秤的示数为;实验后细心的小君发现石块表面沾有少许水,将沾有水的该石块放置在电子秤上,如图戊所示,电子秤示数为,为了减小石块表面沾有少许水这一原因带来的误差,根据以上测量,请写出石块的密度的两种表达式________或_______(水的密度用表示)。
28. 现有器材:电源(电压有2、4、6、8、10和12V六档)、电流表、电压表和电键各两个,滑动变阻器(标有“20Ω2A”字样)、待测小灯泡(标有“2.2V”字样)和待测电阻各一个,以及导线若干。小华要做“用电流表、电压表测电阻”实验,小红同时要做“测定小灯泡的电功率”实验,但由于变阻器只有一个,两位同学讨论后,设计实验方案并分配器材,然后使用各自分得的器材进行实验。实验中,小华发现电路中电流表的最小示数为0.2A;小红观察到当小灯泡正常发光时电流表的示数为0.3A。
(1)小华画出了实验的电路图(如图甲),根据实验的相关信息:电流表示数最小时测得的电阻=______Ω。
(2)小红画出了实验的电路图(如图乙),连接电路时,开关必须______;闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到最______端(选填“左”或“右”);根据实验的相关信息:
(a)计算出小灯泡的额定功率=______。
(b)实验中小红选择的电源电压挡位是:______。
(3)致远同学用另一个定值电阻代替小灯泡,并对电路进行了调整,设计了电路图(如图丙),也测量出此电阻的阻值,已知滑动变阻器的最大阻值为,她的操作如下:
①将滑动变阻器的滑片调到中央位置,记录电压表示数为;
②将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,记录电压表示数为。
则______(选填“>”、“<”或“=”)
29. 在“桥梁调查与模型制作”跨学科实践活动中,小明同学对无锡的桥梁进行了研究:桥梁类型丰富多样,按照形状和结构分类,最常见的四种类型分别是:梁桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥。
(1)无锡市区的蓉湖大桥为单塔双索斜拉大桥,如图所示为其结构示意图,桥塔两侧对称的拉索承受了桥梁的重力。当桥塔高度改变时,拉索与桥塔的连接点相对于桥塔顶端位置不变。当一辆载重汽车从桥梁左端按设计时速匀速驶向桥塔的过程中,下列说法正确的是( )
A. 左侧拉索的拉力先增大后减小
B. 左侧拉索的拉力一直减小
C. 为了减小拉索承受的拉力,在条件允许的情况下,可适当减小桥塔高度
D. 桥塔高度的变化时,拉索所受的拉力始终不变
(2)小明发现生活中的桥千差万别,各具特色,如图甲所示:有些是平板桥,有些是向上凸起的凸形桥,也有些是向下凹的凹形桥。这引起了他的思考:所有桥梁的功能都是有利于人和车辆的通行,那么汽车行驶时对凸形桥和凹形桥的压力一样吗?哪种桥容易被压坏?
为此小明将汽车通行凸形桥和凹形桥的运动路径简化为曲线轨道,并构建了图乙所示的模型,A点是凸形桥的最高点,B点是凹形桥的最低点。先固定轨道,再将压力传感器固定在A、B两点的下面。如图丙所示,汽车通过时压力显示器就显示出压力的大小了。
他猜想:汽车通过不同形状的桥时对桥的压力,可能与汽车的重力、汽车过桥的速度大小、桥面的粗糙程度、A与B两点所在曲线轨道(可以看成是圆的一部分)半径等因素有关。
小明让玩具小车通过图乙的曲线轨道(玩具小车通过轨道时不会压坏轨道),模拟了汽车通过凸形桥、凹形桥的情景。
请回答下列问题:
①玩具小车在图乙的曲线轨道匀速前进,它的运动状态是_____(填“改变”或“不变”)的;
②玩具小车对桥的压力和桥对汽车的支持力是一对_____(填“平衡力”或“相互作用力”);
③实验时,小明让玩具小车在轨道上以相同速度通过A、B两点,收集到压力显示器显示的数据如下表所示。分析下表数据可以得到结论:
实验次序
速度v/(m/s)
小车重力G/N
玩具小车对凸形桥A点压力F1/N
玩具小车对凹形桥B点压力F2/N
1
v1
2.00
1.80
2.40
2
v2
2.00
1.60
2.80
3
v3
2.00
1.50
3.00
4
v1
3.00
2.70
3.60
5
v2
3.00
2.40
4.20
6
v3
3.00
2.25
4.50
Ⅰ.分析1、4(或2、5或3、6)次实验数据,可以得出结论:玩具小车通过A点或B点时,玩具小车对桥面压力与玩具小车的_____有关;
Ⅱ.分析1、2、3次实验数据可以得出结论:玩具小车通过A点或B点时,玩具小车对桥面的压力与玩具小车的_____有关;
Ⅲ.由表中数据可知:一定质量的汽车以相同的速度通过A点或B点时,容易压坏桥的是_____(填“A”或“B”)点。
30. 阅读短文,回答下列问题。
极目一号
2022年5月15日凌晨1点26分,中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4300米的科考营地顺利升空。凌晨4点40分,达到9032米,超过珠峰8848.86米的高度,创造了浮空艇大气科学观测的世界纪录。
据介绍,执行此次观测任务所使用的浮空艇,是我国自主研发的系留浮空器,长55米、高19米,浮空艇体积为9000立方米,总重量约2.625吨,地面锚泊车重90吨,通过地面锚泊设备系缆控制升空和驻空(如图甲)。浮空艇有两个气囊,一个是主气囊,里面充氦气(氦气密度比空气小很多),下边腹部还有一个小的副气囊,里面充空气,通过调节副气囊的空气垫就可以调节压力(如图乙)。
(1)浮空艇的整体外形呈现白色,因为在白天使用时,白色可以反射光线、减少_______(选填“红外线”或“紫外线”)的吸收,使浮空艇内部气体升温不会过快。
(2)因为大气压随海拔升高而______,所以在升空过程浮空艇为了保持内外气压差处在安全范围,副气囊需要_______(选填“排出”或“注入”)空气。
(3)若浮空艇携带的科研器材质量175kg,充气后浮空艇的总质量为4t,则未升空前,浮空艇受到空气的浮力为_______N,系留缆绳对浮空艇在竖直方向的拉力为_______N。(不同海拔下大气压和空气密度见下表,g取10N/kg)
海拔/m
4000
4300
4500
5000
6000
7000
8000
9000
大气压/kPa
57.6
55
53.4
50
43.2
36.7
30.9
26.8
空气密度/kg/m3
0.82
0.8
0.78
0.74
0.66
0.59
0.53
0.47
(4)气囊内的气压可以用公式近似表示,其中p表示气压,单位Pa,t表示气体温度,单位℃,V表示气体体积,单位m3,系数k随副气囊空气质量变化而变化的情况如图丙所示。假设气囊内气压均匀,且等于外界气压,温度恒为27℃,则浮空艇从7000m上升到9000m,气囊内空气质量变化约为_______kg。
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