2025年广东省肇庆市加美学校中考物理一模试卷
2025-07-14
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 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) | 广东省 |
| 地区(市) | 肇庆市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 2.39 MB |
| 发布时间 | 2025-07-14 |
| 更新时间 | 2025-07-14 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-07-14 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53041425.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2025年广东省肇庆市加美学校中考物理一模试卷
一、选择题:本大题共7小题,每小题3分,共21分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(3分)为实现2030年碳达峰,短途出行我们应使用共享单车,下列数据最符合实际的是( )
A.骑车的平均速度约为80km/h
B.单车的质量约为100kg
C.单车的车轮直径约为1.5m
D.人骑行后的心率约为120次/分钟
2.(3分)关于声现象,下列说法中不正确的是( )
A.深夜跳广场舞时将音量调小是在声源处减弱噪声
B.声音在真空中传播速度是340m/s
C.“隔墙有耳”说明墙体可以传播声音
D.音调越高,说明声源振动的频率越快
3.(3分)如图是我国古代劳动人民铸造青铜器的情景。铸造时,工匠将铜料加热化为铜液注入模具,铜液在模具中冷却成型,青铜器铸造初步完成。关于铸造过程中的物态变化及吸放热情况,说法正确的是( )
A.先液化放热,后凝固吸热
B.先熔化吸热,后凝固放热
C.先升华吸热,后凝华放热
D.先凝固放热,后熔化吸热
4.(3分)2024年4月20日,我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会,刷新了柴油机热效率的世界纪录。下列内燃机的四个冲程中,将内能转化为机械能的是( )
A. B. C. D.
5.(3分)信息、能源和材料是现代文明的三大支柱。下列说法错误的是( )
A.核电站是利用核聚变释放的能量来发电的
B.煤、石油、天然气称为化石能源,属于一次能源
C.用三颗地球同步卫星就可以实现全球通信
D.如果将超导材料应用于电能输送,就可以大大降低由电阻引起的电能损耗
6.(3分)2025年1月25Ⅱ,第45届国际热气球节吸引了全球各地的爱好者前来观赏,如图是热气球在空中飞行的场景。下列说法正确的是( )
A.热气球上升时,受到的浮力小于自身重力
B.热气球上升时,受到的浮力等于排开空气的重力
C.大小不同的热气球悬停在同一高度时,受到的浮力相同
D.热气球上升过程中,受到的大气压强逐渐增大
7.(3分)第八届全国青少年无人机大赛海南省地区赛圆满落幕,比赛使用的各类型无人机动力系统的核心部件都是电动机,下列实验,能说明电动机工作原理的是( )
A.
B.
C.
D.
二、填空题:本大题共6小题,每空1分,共21分。
8.(6分)【航天主题】2024年10月30日,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭,在酒泉航天发射中心成功发射。据此情景,完成下题。
(1)火箭在加速上升过程中,神舟飞船的机械能 (选填“减小”“增大”或“不变”)。升空后神舟飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,地球对飞船的引力 (选填“大于”“等于”或“小于”)飞船对地球的引力。6.5小时后,飞船和空间站开始对接,飞船不断靠近空间站,这一过程中以空间站为参照物,飞船是 的。
(2)神舟十九号载人飞船对接完成后,航天员进入空间站的太空舱,相比在地球上,宇航员的质量 (选填“变大”“变小”或“不变”);在太空舱微重力的环境内,水呈球状而不破裂,除了失重的原因外,还因为分子间存在 力的作用;航天员需要进行体育锻炼以保证身体健康,防止身体各部分机能退化。下列可以在太空舱内进行的体育活动是 (选填“跳绳”“拉弹力带”或“举重”)。
9.(3分)透过水滴可以清晰的看到草叶的纹路,如图甲所示,这是由于此时的水滴相当于一个 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”),草叶上的纹路经过水滴形成一个放大的 (选填“实”或“虚”)像。如图乙所示,远处的物体在照相机的底片上成 (填像的正倒、缩放)的实像。
10.(3分)如图甲的茶壶,其壶嘴与壶身构成一个 ,壶盖上的小孔是利用 使壶里的水更容易倒出来,图乙为某小组设计的“研究流体压强与流速的关系”的装置,瓶内装有足量的水,开关打开后,B内的液面比C内的液面 。
11.(3分)科技的发展使农业机械化水平越来越高,如图所示,这是一架飞机在水平方向匀速直线飞行给小麦喷洒农药时的情景(不计空气阻力)。喷洒农药的过程中,飞机所受的升力 (有/没有)对飞机做功,飞机的动能 (增大/减小/不变),重力势能 (增大/减小/不变)。
12.(3分)如图所示的装置,两段阻值不同的电阻丝R1和R2(R1<R2)分别密封在两个完全相同的烧瓶中,并通过短玻璃管与两个相同的气球相连。此装置可探究电流产生的热量与 的关系,电流产生的热量多少可通过观察 来判断。电阻使烧瓶内气体内能变大是通过 的方式来实现的。
13.(3分)如图1所示,用甲、乙两个滑轮组分别提升物体M、N,拉力分别为F甲、F乙,两物体都在10s内被匀速提升1m,此过程相关数据如图2所示,A滑轮的作用是 ,F甲做功的功率为 W,若用甲滑轮组匀速提升物体N,甲滑轮组的机械效率 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
三、作图题:本题7分。
14.(2分)如图所示,小明站在匀速向上运动的电动扶梯上,请画出小明所受力的示意图(O点为其重心)。
15.(2分)画出入射光线经透镜折射后射入水中的光路图。
16.(3分)某个智能生活小区可以通过刷卡或刷脸进入小区大门,刷卡或刷脸成功时,开关S1或S2闭合,此时电动机工作使大门打开。请在图中按要求正确完成电路连接。
四、实验题:本大题共3小题,第16小题7分,第17小题6分,第18小题7分,共20分。
17.(7分)亲爱的同学,请你根据自己掌握的实验操作技能,回答下列问题:
(1)如图1甲所示,小明同学将一个橙子从中间切开,把铜片、铁片插入其中,制成了一个橙子电池,该橙子电池的电压是 V。
(2)如图1乙所示,所测物体的长度为 cm。
(3)如图1丙所示,这是小红同学家某天某时刻测量室温时液体温度计的示意图,该温度计是根据液体 的规律制成的,此时的室温为 ℃。
(4)用如图2甲所示装置探究水在沸腾前、后温度变化的特点。
①在加热过程中,当温度计示数如图2甲所示时,水温为 ℃。
②A、B两组同学用相同的加热装置完成实验后,画出的图像分别是图2乙中的A和B,分析图像可知:水在沸腾过程中温度 ,A组同学所用水的质量更 (选填“大”或“小”)。
18.(6分)小华在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”实验时,所用实验器材及装置如图所示。
(1)小华用力推箱子在水平面上运动时,发现箱子越重,推起来越费力,由此猜想滑动摩擦力的大小可能跟 有关;水平面越粗糙,推起来越费力,由此猜想滑动摩擦力的大小可能跟 有关。
(2)在实验中,小华用弹簧测力计水平拉动木块,使木块做 运动,此时弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等。
(3)小华按要求进行实验,弹簧测力计的示数如图甲、乙、丙所示。小华多次实验后得出结论:在压力大小一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力 ;在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力 。
(4)联想到“雨天路滑”,小华猜想:除了接触面材料,接触面上有水也可能影响滑动摩擦力的大小。于是他在桌面上注水后再次实验,发现多次测出的摩擦力都比没注水时要 (选填“大”“小”或“相等”)。通过讨论和查阅资料知道:在木块和桌面之间形成一层水膜充当了润滑剂。
19.(7分)用图甲所示的电路探究通过导体的电流与电压、电阻的关系。器材有:干电池3节(每节电压略小于1.5V),滑动变阻器3个(铭牌上分别标有甲:“5Ω 3A”,乙:“20Ω 2A”,丙:“50Ω 1.5A”),电流表、电压表、开关各一个,阻值为5Ω、10Ω、20Ω的电阻各一个,导线若干。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 (选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关后,电流表和电压表示数均为0,移动滑片P,两表指针均不偏转;将与电压表“﹣”接线柱相连的导线从D端拆下,试触C点,电压表指针不偏转,试触B点,电压表指针偏转,若电路中只有一处故障,则可能是 。
(3)排除故障后,重新开始实验,探究电流与电压的关系。闭合开关,电压表示数为0.7V,电流表示数为0.07A。移动滑片P,逐步增大R两端电压,记录电压表的示数U和对应的电流表的示数I;以电流I为纵坐标、电压U为横坐标,采用描点的方式,画出I﹣U图像,如图乙所示。依据图像,得到的结论是:导体电阻一定时, ,实验中选用的滑动变阻器是 (选填“甲”“乙”或“丙”),电源电压为 V。
(4)在探究电流与电阻的关系时,为了能使用上一次的某一组实验数据,断开开关,将R换成5Ω,闭合开关,移动滑片P,电流表示数如图丙所示为 A;断开开关,换接未使用过的一个电阻,正确操作后,电流表示数应为 A。
五、计算题:本大题共2小题,第19小题6分,第20小题7分,共13分。
20.(6分)如图是小宁同学利用健身器材进行锻炼的示意图,其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动,OA长1m,OB长0.6m,在杆的A端用绳子悬挂质量为15kg的配重,他在B端施加竖直向下的拉力F1时,杆AB在水平位置平衡。已知小宁重为450N,两只脚与地面接触的总面积为0.04m2,不计杆重与绳重,g取10N/kg。求此时:
(1)配重的重力。
(2)拉力F1。
(3)小宁同学对地面的压强。
21.(7分)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,灯泡L标有“12V”字样,额定功率字迹不清,R1是定值电阻。不考虑温度对灯丝电阻的影响。
(1)当闭合开关S2,断开开关S、S1时,灯泡L恰好正常发光,电流表A2的示数是0.4A。求:
①电源电压;
②灯泡L的额定电功率。
(2)当只闭合开关S,断开开关S1、S2,并且将滑动变阻器的滑片滑至最右端时,电流表A1的示数为0.1A。求定值电阻R1的阻值。
六、综合能力题:本大题共3小题,每小题6分,共18分。
22.(6分)近年来深圳电动自行车数量急剧增加,电动自行车因具有快捷、经济和环保等优点深受大家喜爱,但同时也带来了严重的安全问题。因此,小明进行了“安全骑行电动自行车”的研究性学习。
(1)骑行电动自行车时不要闯红灯。深圳部分路口有会说话的交通警示器,它在红灯时会语音播报提示“红灯,请勿通行”。这说明声音能传递 ;
(2)骑车时看手机、走神、酒驾等存在很大的安全隐患。若某人骑车以18km/h的速度匀速行驶,看一眼手机用时2s,相当于在无人驾驶状态下行驶了 m;
(3)为了证明骑行电动车时戴头盔的重要性,小明做一个模拟实验:将两个相似鸡蛋分别放在纸筒底座上,左边鸡蛋上方放一个轻质瓶盖,瓶盖内塞入棉花,在两鸡蛋正上方释放相同的铁球,如图甲所示,实验操作有错误的是: 。改正错误后,观察到左边鸡蛋完好,右边鸡蛋破碎。说明左边鸡蛋“戴头盔”后受力面积增大,减小了受到的 (选填“压强”或“压力”),这是保护鸡蛋的原因之一;
(4)超速行驶的电动自行车极易发生交通事故。小明为电动车设计了一个简单的超速报警电路,如图乙所示,它由“传感电路”、“执行电路”组成。传感电路电源电压为12V,R是电阻箱,RP为可变电阻,图丙是RP的阻值与车速关系的图象,若通过电磁铁电流必须等于或大于1.2A时,才能启动报警,小明设定速度为30km/h时红灯亮,执行报警,则电阻箱的阻值至少应调到 Ω;为了提高骑行安全,需要速度更小时就能启动报警,可采取的方法是 。
23.(6分)如图甲所示的提词器是通过一个高亮度的显示器显示文稿内容,并将显示器显示的内容反射到摄像机镜头前一块呈45度角的专用镀膜玻璃上,把台词反射出来,使得演讲者在看演讲词的同时,也能面对摄像机。小王联想到提词器上的镀膜玻璃就是利用了平面镜成像的特点(如图乙)。于是他回顾了所学知识,并提出一些新的思考。
(1)在做实验时,用玻璃板代替平面镜的目的是方便找到像的位置,原因是 。
(2)实验中放在玻璃板后的蜡烛B (选填“需要”或“不需要”)点燃。
(3)提词器把台词反射到镀膜玻璃上时,演讲者看到的是台词的 (选填“实像”或“虚像”);显示器的亮度越 (选填“亮”或“暗”),文稿内容的像越清晰。
(4)若想将文稿内容所成的像向下调节,可将显示器向 (选填“靠近”或“远离”)摄像机的方向移动,所成像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
24.(6分)阅读材料,回答问题。
“空中的士”
2024年2月,被称为“空中的士”的eVTOL航空器从深圳到珠海仅仅用时20min,标志着全球跨海电动航空器的首次飞行成功。
某型eVTOL飞行器的相关参数如下表。相对于传统的民航飞机,eVTOL飞行器可以实现垂直起降,其典型任务包括起飞、巡航、悬停、降落。
飞机相关参数
部件名称
参数
数值
基础参数
飞机质量/kg
2300
机翼面积/m2
13.3
翼展/m
12
电池组
单块电池容量/Ah
3.6
单块电池恒压/V
3
单块电池质量/kg
0.04
电池总数目
50000
电机部
电机电阻/Ω
0.03
eVTOL飞行器以锂离子电池组为能源,锂离子电池充放电原理如图甲。功率密度是指电池组输出的功率与整个电池组质量的比值,一般使用最大功率密度(W/kg)描述电池输出功率的能力。
(1)在水平匀速巡航阶段,空气对eVTOL飞行器的作用力 (选填“大于”“等于”或“小于”)飞行器的重力。民航飞机在该阶段获得升力的原理是 (选填“流体压强与流速的关系”或“相互作用力”)。
(2)单块锂离子电池充满电储存的电能为 kW•h。在锂离子电池放电工作时,将 能转化为电能。
(3)电池组电压和电流在不同飞行时间下的具体数值如图乙、丙所示,飞机在起飞后第480s到510s都处于悬停阶段,悬停时输出功率近似不变。飞行器悬停阶段,电路中总电阻随时间不断 (选填“增大”或“减小”)。
(4)飞行器垂直起飞用时84s,此阶段平均功率密度是悬停阶段功率密度的1.2倍。请问该飞行器垂直起飞阶段消耗的电能,能使 个图丁中的电热水壶把水烧开。[已知电热水壶均装满初温为20℃的水,在一个标准大气压下,c水=4.2×103J/(kg•℃)]
2025年广东省肇庆市加美学校中考物理一模试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共7小题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
D
B
B
A
A
B
D
一、选择题:本大题共7小题,每小题3分,共21分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(3分)为实现2030年碳达峰,短途出行我们应使用共享单车,下列数据最符合实际的是( )
A.骑车的平均速度约为80km/h
B.单车的质量约为100kg
C.单车的车轮直径约为1.5m
D.人骑行后的心率约为120次/分钟
【分析】首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解,对于选项中的数据,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【解答】解:A、骑车的平均速度约为5m/s=18km/h,故A错误;B、单车的质量约为20kg,故B错误;
C、单车的车轮直径约为52cm=0.52m,故C错误;
D、人骑行后的心率约为120次/分钟,故D正确。
故选:D。
【点评】对日常生活中的速度、质量、长度、时间等进行准确的估测,是初中学生需要掌握的一种基本能力,平时注意观察,结合所学知识多加思考,逐渐培养这方面的能力。
2.(3分)关于声现象,下列说法中不正确的是( )
A.深夜跳广场舞时将音量调小是在声源处减弱噪声
B.声音在真空中传播速度是340m/s
C.“隔墙有耳”说明墙体可以传播声音
D.音调越高,说明声源振动的频率越快
【分析】(1)防治噪声的途径:在声源处减弱、在传播过程中减弱、在人耳处减弱
(2)声音在不同的介质中的传播速度不同,声音不能在真空中传播,声音在空气中的传播速度是340m/s;
(3)声音的传播需要介质,固体、液体、气体都能传播声音。
(4)音调与物体振动的频率有关,频率越高,音调越高。
【解答】解:A.跳广场舞时将音量调小,减小播放器播出声音的响度,是在声源处减弱噪声,故A正确;
B.声音的传播需要介质,在真空中不可以传播声音,故B错误;
C.声音的传播需要介质,固体、液体、气体都可以传播声音,“隔墙有耳”说明墙体可以传播声音,故C正确;
D.声音的音调与物体振动的频率有关,音调越高,说明声源振动的频率越快,故D正确。
故选:B。
【点评】解决此类问题要结合声音的传播条件、防止噪声的途径、声音三个特性、声速,属于基础题,也是中考的热点之一。
3.(3分)如图是我国古代劳动人民铸造青铜器的情景。铸造时,工匠将铜料加热化为铜液注入模具,铜液在模具中冷却成型,青铜器铸造初步完成。关于铸造过程中的物态变化及吸放热情况,说法正确的是( )
A.先液化放热,后凝固吸热
B.先熔化吸热,后凝固放热
C.先升华吸热,后凝华放热
D.先凝固放热,后熔化吸热
【分析】物质由液态变为固态的过程,叫凝固,凝固放热。
熔化是指物质从固态转变为液态的过程,这一过程需要吸收热量。
【解答】解:工匠将铜料加热化为铜液是熔化过程,熔化吸热,铜液在模具中冷却成型凝固放热,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】本题考查熔化吸热和凝固放热,属于基础题。
4.(3分)2024年4月20日,我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会,刷新了柴油机热效率的世界纪录。下列内燃机的四个冲程中,将内能转化为机械能的是( )
A. B. C. D.
【分析】四冲程内燃机一个工作循环有四个冲程,分别是吸气、做功、压缩和排气,其中只有做功冲程对外做功,将内能转化为机械能;另外还有压缩冲程有能量转化,将机械能转化为内能。
【解答】解:内燃机四个冲程中,只有做功冲程燃气对外做功,将内能转化为机械能;
A、图中活塞向下运动并且进气门和排气门关闭,所以此过程为做功冲程,故A符合题意;
B、图中活塞向上运动并且进气门和排气门关闭,所以此过程为压缩冲程,故B不符合题意;
C、图中活塞向上运动,进气门关闭、排气门打开,所以此过程为排气冲程,故C不符合题意;
D、图中活塞向下运动,进气门打开、排气门关闭,所以此过程为吸气冲程,故D不符合题意;
故选:A。
【点评】本题考查了内燃机的能量转化情况、冲程的判断,属于热学基础知识的考查,相对比较简单。
5.(3分)信息、能源和材料是现代文明的三大支柱。下列说法错误的是( )
A.核电站是利用核聚变释放的能量来发电的
B.煤、石油、天然气称为化石能源,属于一次能源
C.用三颗地球同步卫星就可以实现全球通信
D.如果将超导材料应用于电能输送,就可以大大降低由电阻引起的电能损耗
【分析】(1)核电站是利用裂变的链式反应释放出巨大能量的原理工作的。
(2)一次能源可以从自然界直接获得,而二次能源不能从自然界直接获得,需要通过消耗一次能源来获得。
(3)卫星通信系统由通信卫星、地面站和传输系统组成,在地球周围均匀地布置3颗同步卫星,就可以实现全球通信。
(4)超导体材料的电阻为零,用作输电线,可以大大减小电能的损失。
【解答】解:A.核电站是利用核裂变释放的能量来发电的,故A错误,符合题意;
B.煤、石油、天然气称为化石能源,可从自然界直接获得,属于一次能源,故B正确,不符合题意;
C.用三颗地球同步卫星就可以实现全球通信,故C正确,不符合题意;
D.如果将超导材料应用于电能输送,就可以大大降低由电阻引起的电能损耗,因为超导体材料的电阻为零,故D正确,不符合题意;
故选:A。
【点评】本题考查了能源的分类、卫星通信的应用、裂变的应用、超导体材料的应用等知识,属于基础知识的考查。
6.(3分)2025年1月25Ⅱ,第45届国际热气球节吸引了全球各地的爱好者前来观赏,如图是热气球在空中飞行的场景。下列说法正确的是( )
A.热气球上升时,受到的浮力小于自身重力
B.热气球上升时,受到的浮力等于排开空气的重力
C.大小不同的热气球悬停在同一高度时,受到的浮力相同
D.热气球上升过程中,受到的大气压强逐渐增大
【分析】(1)根据浮沉条件判断出漂浮条件判断出浮力与重力的关系;
(2)由阿基米德原理判断出热气球上升过程中受到的浮力与它排开空气重力的关系•;
(3)高度增加,受到的大气压强减小。
【解答】解:A.热气球上升时,如果加速上升,浮力大于重力,如果匀速上升,浮力等于重力,故A错误;
B.由阿基米德原理知,热气球上升过程中受到的浮力等于它排开空气的重力,故B正确;
C.大小不同的热气球悬停在同一高度时,排开空气的体积不同,空气的密度相同,由F浮=ρ液gV排可知受到的浮力不同,故C错误;
D.热气球上升过程中,高度增加,受到的大气压强减小,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查密度公式、以及浮沉条件的应用,难度不大。
7.(3分)第八届全国青少年无人机大赛海南省地区赛圆满落幕,比赛使用的各类型无人机动力系统的核心部件都是电动机,下列实验,能说明电动机工作原理的是( )
A.
B.
C.
D.
【分析】电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。
【解答】解:电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。
A、奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场,电磁铁就是利用该原理制成的,故A不符合题意;
B、探究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系,与电动机工作原理无关,故B不符合题意;
C、发电机是利用电磁感应现象制成的,故C不符合题意;
D、该装置说明通电导体在磁场中受到力的作用,电动机就是利用该原理制成的,故D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查的是电动机的基本原理;知道电流的磁效应和电磁感应现象;知道电磁铁和发电机的原理。
二、填空题:本大题共6小题,每空1分,共21分。
8.(6分)【航天主题】2024年10月30日,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭,在酒泉航天发射中心成功发射。据此情景,完成下题。
(1)火箭在加速上升过程中,神舟飞船的机械能 增大 (选填“减小”“增大”或“不变”)。升空后神舟飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,地球对飞船的引力 等于 (选填“大于”“等于”或“小于”)飞船对地球的引力。6.5小时后,飞船和空间站开始对接,飞船不断靠近空间站,这一过程中以空间站为参照物,飞船是 运动 的。
(2)神舟十九号载人飞船对接完成后,航天员进入空间站的太空舱,相比在地球上,宇航员的质量 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”);在太空舱微重力的环境内,水呈球状而不破裂,除了失重的原因外,还因为分子间存在 引 力的作用;航天员需要进行体育锻炼以保证身体健康,防止身体各部分机能退化。下列可以在太空舱内进行的体育活动是 拉弹力带 (选填“跳绳”“拉弹力带”或“举重”)。
【分析】(1)动能大小的影响因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大;重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大;机械能等于动能和势能之和;
相互作用力的特点:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上;
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。
(2)质量是物体本身的一种属性,与物体的形状、状态、位置和温度都没有关系。
组成物质的分子在永不停息地做无规则运动,分子力存在引力和斥力。
不需要重力作用的运动都可以在太空中进行,如:拉力器。
【解答】解:(1)火箭在加速上升过程中,质量不变,速度变大,高度增加,动能增大,重力势能增大,机械能等于动能和势能之和,机械能增大;
地球对飞船的引力与飞船对地球的引力是一对相互作用力,二者大小相等;
飞船不断靠近空间站,说明飞船相对于空间站的位置发生了变化,所以这一过程中以空间站为参照物,飞船是运动的。
(2)航天员进入空间站的太空舱,相比起在地球,位置发生了变化,但其所含物质的多少没有变化,所以航员的质量不变;
水呈球状而不破裂,除了失重的原因外,还因为水分子间存在引力;
太空舱内近乎处于失重状态,所以克服自重做功的跳绳和举重不可能实现,而拉弹力带是自己的双臂相互施加力的作用,在太空舱可以用这种方式锻炼身体。
故答案为:(1)增大;等于;运动;(2)不变;引;拉弹力带。
【点评】此题考查了平衡状态的判断、相互作用力的特点、运动和静止的相对性、质量、分子间的作用力、重力等,综合性较强。
9.(3分)透过水滴可以清晰的看到草叶的纹路,如图甲所示,这是由于此时的水滴相当于一个 放大镜 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”),草叶上的纹路经过水滴形成一个放大的 虚 (选填“实”或“虚”)像。如图乙所示,远处的物体在照相机的底片上成 倒立、缩小 (填像的正倒、缩放)的实像。
【分析】(1)根据u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜;
(2)根据u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机。
【解答】解:水滴相当于凸透镜,荷叶的纹路与水滴间的距离很小,小于水滴的焦距,所以会成纹路的正立、放大的虚像;
照相机是根据u>2f,成倒立、缩小的实像。
故答案为:放大镜;虚;倒立、缩小。
【点评】此题考查凸透镜成像的规律。掌握凸透镜成像的特点是解题关键。
10.(3分)如图甲的茶壶,其壶嘴与壶身构成一个 连通器 ,壶盖上的小孔是利用 大气压 使壶里的水更容易倒出来,图乙为某小组设计的“研究流体压强与流速的关系”的装置,瓶内装有足量的水,开关打开后,B内的液面比C内的液面 低 。
【分析】(1)几个上端开口底部互相连通的容器,注入同一种液体,在液体不流动时连通器内各容器的液面总是保持在同一水平面上,这就是连通器的原理。
(2)茶壶的壶盖上的进气小孔可将内外空气连通,起到平衡气压的作用。
(3)流体流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大。
【解答】解:茶壶的结构是上端开口、下部连通,构成一个连通器。
壶盖上小孔的作用是为了将内外气体连通,维持壶内的气压等于壶外大气压,大气压通过这个小孔作用到壶内的液面上,壶中的茶水可以顺利倒出来。
开关打开后,由于B下面的管子比C下面的矿泉水瓶细,液体流经B下面的管子时流速大,压强小,而流经C下面的矿泉水瓶时流速小,压强大,所以B内的液面低于C内的液面。
故答案为:连通器;大气压;低。
【点评】本题考查连通器的原理和大气压的应用,同时通过一个实验考查了流体压强和流速的关系,巧妙地将连通器原理和流体压强和流速的关系两个知识点融合在一起,设计新颖、难度适中,是一道好题!
11.(3分)科技的发展使农业机械化水平越来越高,如图所示,这是一架飞机在水平方向匀速直线飞行给小麦喷洒农药时的情景(不计空气阻力)。喷洒农药的过程中,飞机所受的升力 没有 (有/没有)对飞机做功,飞机的动能 减小 (增大/减小/不变),重力势能 减小 (增大/减小/不变)。
【分析】(1)功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在这个力的方向上通过的距离。
(2)动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大;
重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大;
动能和势能统称为机械能。
【解答】解:喷洒农药的过程中,飞机没有在所受的升力方向是通过距离,不满足做功的条件,升力没有对飞机做功;
匀速飞行的飞机喷洒农药的过程中,其速度不变,但质量变小,所以其动能变小;同时其高度不变,质量减小,故其重力势能变小;机械能减小。
故答案为:没有;减小;减小。
【点评】本题考查的是力是否做功的判断、动能和重力势能的影响因素、机械能的概念,是基础题。
12.(3分)如图所示的装置,两段阻值不同的电阻丝R1和R2(R1<R2)分别密封在两个完全相同的烧瓶中,并通过短玻璃管与两个相同的气球相连。此装置可探究电流产生的热量与 电阻 的关系,电流产生的热量多少可通过观察 气球膨胀的程度 来判断。电阻使烧瓶内气体内能变大是通过 热传递 的方式来实现的。
【分析】(1)根据串联电路电流的规律,结合控制变量法回答;
(2)当瓶中电阻丝发热后会使气体膨胀,则连在瓶中的气球会产生膨胀,根据气球膨胀的情况可得出温度升高的多少,实验中运用了转换法;
(3)改变内能的方式有做功和热传递。
【解答】解:两段阻值不同的电阻丝R1和R2串联密封在两个完全相同的烧瓶中,此装置可探究电流产生的热量与电阻的关系;
当电阻丝通电后,电流产生热量使空气温度升高,从而使气球膨胀,根据气球膨胀的程度大小可知温度的高低;
电阻使烧瓶内气体内能变大是通过热传递的方式来实现的。
故答案为:电阻;气球膨胀的程度;热传递。
【点评】本题探究电流相同时,通过导体产生的热量与电阻大小的关系,考查转换法和控制变量法的运用。
13.(3分)如图1所示,用甲、乙两个滑轮组分别提升物体M、N,拉力分别为F甲、F乙,两物体都在10s内被匀速提升1m,此过程相关数据如图2所示,A滑轮的作用是 改变力的方向 ,F甲做功的功率为 120 W,若用甲滑轮组匀速提升物体N,甲滑轮组的机械效率 不变 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【分析】使用定滑轮能改变力的方向;根据P=求F甲做功的功率;根据图2数据和W总=W有+W额求甲、乙对物体做的有用功,根据W=Gh判断M、N的重力关系,从而可知用甲滑轮组匀速提升物体N时,甲滑轮组的机械效率变化。
【解答】解:由图1可知,在甲滑轮组中,提升物体时,A滑轮的轴不随物体移动是定滑轮,
由定滑轮的特点知,A滑轮的作用是改变力的方向;
由图2可知,拉力F甲做的总功为:W总甲=1200J,拉力做功时间为10s,
根据可知,拉力F甲做功的功率为;
由图2知拉力F甲、F乙做的总功分别为:W总甲=1200J,W额甲=800J;
W总乙=800J,W额乙=400J,
根据W总=W有+W额可知,甲、乙做的有用功分别为:
W有甲=W总甲﹣W额甲=1200J﹣800J=400J,
W有乙=W总乙﹣W额乙=800J﹣400J=400J,
比较可知,甲、乙所做的有用功相同,且提升的高度相同,由W有=Gh可知,物体M、N的重力相等,
即物体M、N相当于同一物体,故用甲滑轮组匀速提升物体N与匀速提升物体M时,甲滑轮组的机械效率不变。
故答案为:改变力的方向;120;不变。
【点评】本题考查定滑轮的作用和功、功率、机械效率的有关计算,难度适中。
三、作图题:本题7分。
14.(2分)如图所示,小明站在匀速向上运动的电动扶梯上,请画出小明所受力的示意图(O点为其重心)。
【分析】小明随自动扶梯一同匀速上升,因此小明相对于扶梯静止,因此小明受竖直向下的重力和竖直向上的支持力,并且二力是一对平衡力;确定重心的大致位置,然后表示出二力的方向。
【解答】解:从重心分别作竖直向下的力(即重力)和竖直向上的力(即支持力);如图所示:
【点评】本题考查物体受力情况分析和示意图表示力的方向和作用点,注意二力大小相等,作图时,线段长度相等。
15.(2分)画出入射光线经透镜折射后射入水中的光路图。
【分析】要解决此题,首先需要知道:对于凸透镜,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点;其次要知道折射光线与入射光线和法线在同一平面内;折射光线与入射光线分居法线两侧;当光从空气斜射入水里或其它透明介质中时,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角。
【解答】解:首先画出平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点,其次过焦点画出法线,然后根据折射规律画出折射光线。光从空气斜射入水中,所以折射角小于入射角。故答案为:
【点评】在光路图中,法线要画成虚线,如果能够确定反射角,在光路图中,一定要标出反射角的度数;画折射光路时,一定注意光从密介质进入疏介质,还是从疏介质进入密介质。
16.(3分)某个智能生活小区可以通过刷卡或刷脸进入小区大门,刷卡或刷脸成功时,开关S1或S2闭合,此时电动机工作使大门打开。请在图中按要求正确完成电路连接。
【分析】根据题意刷卡和刷脸两种识别方式都可以使得电动机工作,据此确定两开关的连接方式,开关控制电动机时,应与电动机串联。
【解答】解:门禁系统有刷卡和刷脸两种识别方式,若刷卡看作自动开关S1,刷脸看作手动开关S2,刷卡和刷脸两种识别方式都可以使得电动机工作,两开关并联后再与电动机串联;在家庭电路中,开关接在火线与用电器之间,如图所示:
。
【点评】本题结合生活实际考查了根据要求设计电路图,关键是确定两开关的连接方式。
四、实验题:本大题共3小题,第16小题7分,第17小题6分,第18小题7分,共20分。
17.(7分)亲爱的同学,请你根据自己掌握的实验操作技能,回答下列问题:
(1)如图1甲所示,小明同学将一个橙子从中间切开,把铜片、铁片插入其中,制成了一个橙子电池,该橙子电池的电压是 0.6 V。
(2)如图1乙所示,所测物体的长度为 3.30 cm。
(3)如图1丙所示,这是小红同学家某天某时刻测量室温时液体温度计的示意图,该温度计是根据液体 热胀冷缩 的规律制成的,此时的室温为 8 ℃。
(4)用如图2甲所示装置探究水在沸腾前、后温度变化的特点。
①在加热过程中,当温度计示数如图2甲所示时,水温为 92 ℃。
②A、B两组同学用相同的加热装置完成实验后,画出的图像分别是图2乙中的A和B,分析图像可知:水在沸腾过程中温度 不变 ,A组同学所用水的质量更 小 (选填“大”或“小”)。
【分析】(1)根据所选的量程和分度值读数;
(2)使用刻度尺测量物体长度之前,要明确其分度值;注意长度是否从0刻度线量起,起始端从0开始的,读出末端刻度值即为物体长度;起始端没从0开始,要以某一刻度当作“0”刻度,读出末端刻度值,减去前面的刻度即为物体长度。同时注意刻度尺要估读到分度值的下一位;
(3)常用液体温度计是利用液体的热胀冷缩原理制成的;使用温度计测量液体温度时,先要弄清楚温度计的量程和分度值,读数时视线与液柱最高处所对刻度相垂直,并注意区分温度是零上还是零下;
(4)①温度计的读数:确定每一个大格和每一个小格各代表的示数,再进行读数; ②水在沸腾时持续吸热,但温度保持不变;影响沸腾加热时间的因素有:水的质量、水的初温等.
【解答】解:(1)由图知,电压表所选的量程为0~3V,分度值为0.1V,该橙子电池的电压是0.6V。
(2)图乙刻度尺1cm之间有10个小格,所以1个小格代表的是0.1cm,即此刻度尺的分度值为0.1cm;物体左端与1.50cm对齐,右端与4.80cm对齐,所以物体的长度为L=4.80cm﹣1.50cm=3.30cm。
(3)实验室常用的温度计是根据液体的热胀冷缩规律制成的;温度计上10℃之间有10个小格,所以一个小格代表的温度是1℃,即此温度计的分度值为1℃,液柱对应显示的温度高于0℃,为8℃。
(4)①图中温度计每一个大格代表10℃,每一个小格代表1℃,示数是92℃;
②分析图像可知:水在沸腾过程中温度不变,A组同学的水先沸腾,所用水的质量更小。
故答案为:(1)0.6;(2)3.30;(3)热胀冷缩;8;(4)①92;②不变;小。
【点评】此题考查了电压表的读数、物体长度的测量、温度计的原理与读数、水沸腾的特点,难度不大,属基础题目。
18.(6分)小华在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”实验时,所用实验器材及装置如图所示。
(1)小华用力推箱子在水平面上运动时,发现箱子越重,推起来越费力,由此猜想滑动摩擦力的大小可能跟 压力的大小 有关;水平面越粗糙,推起来越费力,由此猜想滑动摩擦力的大小可能跟 接触面的粗糙程度 有关。
(2)在实验中,小华用弹簧测力计水平拉动木块,使木块做 匀速直线 运动,此时弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等。
(3)小华按要求进行实验,弹簧测力计的示数如图甲、乙、丙所示。小华多次实验后得出结论:在压力大小一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力 越大 ;在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力 越大 。
(4)联想到“雨天路滑”,小华猜想:除了接触面材料,接触面上有水也可能影响滑动摩擦力的大小。于是他在桌面上注水后再次实验,发现多次测出的摩擦力都比没注水时要 小 (选填“大”“小”或“相等”)。通过讨论和查阅资料知道:在木块和桌面之间形成一层水膜充当了润滑剂。
【分析】(1)滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关;
(2)根据二力平衡条件分析木块的运动状态;
(3)分析实验甲、乙、丙的相同量和不同量,利用控制变量法得出结论;
(4)根据在木块和桌面之间形成一层水膜充当了润滑剂分析摩擦力的大小。
【解答】解:(1)箱子放在水平桌面时,对桌面的压力大小等于箱子的重力,箱子越重,压力越大,推起来越费力,滑动摩擦力越大,由此猜想滑动摩擦力的大小可能跟压力的大小有关;水平面越粗糙,接触面的粗糙程度越大,推起来越费力,滑动摩擦力越大,由此猜想滑动摩擦力的大小可能跟接触面的粗糙程度有关;
(2)根据二力平衡条件可知,只有当用弹簧测力计水平拉动木块,使木块做匀速直线运动时,弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小才相等;
(3)由实验甲、丙可知,压力的大小相同,毛巾表面比木板粗糙,木块在毛巾表面运动时,弹簧测力计的示数较大,说明滑动摩擦力较大,因此可得结论:在压力大小一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;由实验甲、乙可知,接触面的粗糙程度相同,乙实验中压力较大,弹簧测力计的示数较大,说明滑动摩擦力较大,因此可得结论:在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(4)由在木块和桌面之间形成一层水膜充当了润滑剂可知,注水后滑动摩擦力会减小,因此注水后的摩擦力都比没注水时要小。
故答案为:(1)压力的大小;接触面的粗糙程度;(2)匀速直线;(3)越大;越大;(4)小。
【点评】探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”,考查滑动摩擦力的影响因素、二力平衡和控制变量法的应用。
19.(7分)用图甲所示的电路探究通过导体的电流与电压、电阻的关系。器材有:干电池3节(每节电压略小于1.5V),滑动变阻器3个(铭牌上分别标有甲:“5Ω 3A”,乙:“20Ω 2A”,丙:“50Ω 1.5A”),电流表、电压表、开关各一个,阻值为5Ω、10Ω、20Ω的电阻各一个,导线若干。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 B (选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关后,电流表和电压表示数均为0,移动滑片P,两表指针均不偏转;将与电压表“﹣”接线柱相连的导线从D端拆下,试触C点,电压表指针不偏转,试触B点,电压表指针偏转,若电路中只有一处故障,则可能是 导线BC断路 。
(3)排除故障后,重新开始实验,探究电流与电压的关系。闭合开关,电压表示数为0.7V,电流表示数为0.07A。移动滑片P,逐步增大R两端电压,记录电压表的示数U和对应的电流表的示数I;以电流I为纵坐标、电压U为横坐标,采用描点的方式,画出I﹣U图像,如图乙所示。依据图像,得到的结论是:导体电阻一定时, 通过导体的电流与导体两端的电压成正比 ,实验中选用的滑动变阻器是 丙 (选填“甲”“乙”或“丙”),电源电压为 4.2 V。
(4)在探究电流与电阻的关系时,为了能使用上一次的某一组实验数据,断开开关,将R换成5Ω,闭合开关,移动滑片P,电流表示数如图丙所示为 0.4 A;断开开关,换接未使用过的一个电阻,正确操作后,电流表示数应为 0.1 A。
【分析】(1)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处;
(2)闭合开关后,电流表示数为0,说明电路可能断路,电压表示数为0,说明电压表与电源没有连通;试触B点,电压表指针偏转,说明电压表与电源连通,据此分析;
(3)根据图乙分析得出结论;根据图甲确定电源电压大约值;闭合开关,电压表示数为0.7V,电流表示数为0.07A,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讨论滑动变阻器最大阻值和电源电压;
(4)根据电流表选用量程确定分度值读数,利用U=IR求出定值电阻两端电压;根据图乙结合欧姆定律求出定值电阻的阻值,然后确定未使用过的电阻,最后根据控制变量法结合欧姆定律求出电流表示数。
【解答】解:(1)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处,即B端;
(2)闭合开关后,电流表示数为0,说明电路可能断路,电压表示数为0,说明电压表与电源没有连通;将与电压表“﹣”接线柱相连的导线从D端拆下,试触B点,电压表指针偏转,说明此时电压表与电源连通,试触C点,电压表指针不偏转,说明电压表并联的电路断路,若电路中只有一处故障,则可能是导线BC断路;
(3)由图乙可知,图线为一条过原点的斜线,故得到的结论是:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
由图甲可知,电源为三节干电池串联,每节电压略小于1.5V,则电源电压应该大于3V,小于4.5V;
闭合开关,电压表示数为0.7V,电流表示数为0.07A,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和欧姆定律可知,电源电压为:
U=0.7V+0.07A×R滑大……①;
若选用“5Ωㅤ3A”的滑动变阻器甲,代入①式,则U=1.05V,不符合题意;
若选用“20Ωㅤ2A”的滑动变阻器乙,代入①式,则U=2.1V,不符合题意;
若选用“50Ωㅤ1.5A”的滑动变阻器丙,代入①式,则U=4.2V,符合题意;
故实验中选用的是滑动变阻器丙,电源电压为4.2V;
(4)将R换成5Ω,闭合开关,移动滑片P,电流表示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.4A,则定值电阻两端电压为:UV=I2R2=0.4A×5Ω=2V;
由图乙可知,在探究电流与电压的关系实验中,定值电阻的阻值为:
R1===10Ω,故未使用过电阻的阻值为20Ω;
在探究电流与电阻的关系实验中,应控制定值电阻两端电压不变,故换接20Ω的电阻,正确操作后,电流表示数应为:I3===0.1A。
故答案为:(1)B;(2)导线BC断路;(3)通过导体的电流与导体两端的电压成正比;丙;4.2;(4)0.4;0.1。
【点评】本题探究电流与电压、电阻的关系实验,考查了注意事项、故障分析、数据分析、控制变量法和欧姆定律的应用等知识。
五、计算题:本大题共2小题,第19小题6分,第20小题7分,共13分。
20.(6分)如图是小宁同学利用健身器材进行锻炼的示意图,其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动,OA长1m,OB长0.6m,在杆的A端用绳子悬挂质量为15kg的配重,他在B端施加竖直向下的拉力F1时,杆AB在水平位置平衡。已知小宁重为450N,两只脚与地面接触的总面积为0.04m2,不计杆重与绳重,g取10N/kg。求此时:
(1)配重的重力。
(2)拉力F1。
(3)小宁同学对地面的压强。
【分析】(1)根据G=mg进行计算。
(2)根据杠杆的平衡条件进行计算。
(3)根据压强公式进行计算。
【解答】解:(1)配重的重力为:G=mg=15kg×10N/kg=150N;
(2)根据杠杆的平衡条件有:F1lOB=F2lOA;
所以拉力为:。
(3)因为小宁处于静止状态,根据受力分析可知:GA=FN+F1';
则FN=GA﹣F1'=450N﹣250N=200N;
因为物体间力的作用是相互的,所以小宁对地面的压力等于支持力:F=FN=200N,
小宁对地面的压强为:。
答:(1)配重的重力为150N;
(2)拉力为250N;
(3)小宁同学对地面的压强为5×103Pa。
【点评】本题考查的是重力和压强的计算;会利用杠杆的平衡条件进行计算。
21.(7分)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,灯泡L标有“12V”字样,额定功率字迹不清,R1是定值电阻。不考虑温度对灯丝电阻的影响。
(1)当闭合开关S2,断开开关S、S1时,灯泡L恰好正常发光,电流表A2的示数是0.4A。求:
①电源电压;
②灯泡L的额定电功率。
(2)当只闭合开关S,断开开关S1、S2,并且将滑动变阻器的滑片滑至最右端时,电流表A1的示数为0.1A。求定值电阻R1的阻值。
【分析】(1)当闭合开关S2,断开开关S、S1时,电路中只有灯泡L工作,
①灯泡恰好正常发光,则灯泡两端电压即电源电压;
②已知灯泡的额定电压和额定电流,由P=UI灯泡的额定电功率;
(2)当只闭合开关S,断开开关S1、S2,并且将滑动变阻器的滑片滑至最右端时,R1与灯泡L串联,由欧姆定律可得总电阻,减去灯泡电阻可得定值电阻的阻值。
【解答】解:(1)当闭合开关S2,断开开关S、S1时,电路中只有灯泡L工作,电流表A2测通过灯泡的电流,
①灯泡恰好正常发光,则灯泡两端电压即电源电压,电源电压U=UL=12V;
②电流表A2的示数即是灯泡L的额定电流IL=0.4A,所以灯泡的额定电功率P=ULIL=12V×0.4A=4.8W;
(2)当只闭合开关S,断开开关S1、S2,并且将滑动变阻器的滑片滑至最右端时,R1与灯泡L串联,
电流表A1的示数I1=0.1A,由欧姆定律可得:RL+R1===120Ω,其中RL===30Ω,
定值电阻R1=120Ω﹣30Ω=90Ω。
故答案为:(1)①电源电压是12V;②灯泡L的额定功率为4.8W;
(2)定值电阻R1的阻值为90Ω。
【点评】本题考查多状态电路识别和欧姆定律的应用,难度中上。
六、综合能力题:本大题共3小题,每小题6分,共18分。
22.(6分)近年来深圳电动自行车数量急剧增加,电动自行车因具有快捷、经济和环保等优点深受大家喜爱,但同时也带来了严重的安全问题。因此,小明进行了“安全骑行电动自行车”的研究性学习。
(1)骑行电动自行车时不要闯红灯。深圳部分路口有会说话的交通警示器,它在红灯时会语音播报提示“红灯,请勿通行”。这说明声音能传递 信息 ;
(2)骑车时看手机、走神、酒驾等存在很大的安全隐患。若某人骑车以18km/h的速度匀速行驶,看一眼手机用时2s,相当于在无人驾驶状态下行驶了 10 m;
(3)为了证明骑行电动车时戴头盔的重要性,小明做一个模拟实验:将两个相似鸡蛋分别放在纸筒底座上,左边鸡蛋上方放一个轻质瓶盖,瓶盖内塞入棉花,在两鸡蛋正上方释放相同的铁球,如图甲所示,实验操作有错误的是: 未控制铁球下落的高度 。改正错误后,观察到左边鸡蛋完好,右边鸡蛋破碎。说明左边鸡蛋“戴头盔”后受力面积增大,减小了受到的 压强 (选填“压强”或“压力”),这是保护鸡蛋的原因之一;
(4)超速行驶的电动自行车极易发生交通事故。小明为电动车设计了一个简单的超速报警电路,如图乙所示,它由“传感电路”、“执行电路”组成。传感电路电源电压为12V,R是电阻箱,RP为可变电阻,图丙是RP的阻值与车速关系的图象,若通过电磁铁电流必须等于或大于1.2A时,才能启动报警,小明设定速度为30km/h时红灯亮,执行报警,则电阻箱的阻值至少应调到 4 Ω;为了提高骑行安全,需要速度更小时就能启动报警,可采取的方法是 减小电阻箱阻值 。
【分析】(1)声音既能传递信息,又能传递能量;
(2)根据公式s=vt计算行驶的距离;
(3)根据控制变量法可知,应控制铁球下落的高度相等;减小压强的方法:一是减小压力,二是增大受力面积;
(4)根据图乙可知速度为30km/h时的Rp的值,由欧姆定律可求出电阻箱的阻值;根据串联电路的电阻关系分析。
【解答】解:(1)语音播报提示“红灯,请勿通行”,这说明声音能传递信息;
(2)已知骑车速度v=18km/h=5m/s,时间t=2s,则相当于在无人驾驶状态下行驶了s=vt=5m/s×2s=10m;
(3)由图甲可知,铁球下落的高度不相等,根据控制变量法可知实验操作错误的是:未控制铁球下落的高度相同;相同的铁球,相同的高度,则铁球对鸡蛋的压力相等,由公式p=可知,受力面积越大,压强越小;
(4)由图乙可知,当速度为30km/h时,可变电阻RP=6Ω,由欧姆定律可得R总===10Ω,所以R=R总﹣Rp=10Ω﹣6Ω=4Ω;由图丙可知,速度越小,Rp电阻值越大,在其他条件不变时,总电阻不变,因此需要减小电阻箱阻值。
故答案为:(1)信息;(2)10;(3)未控制铁球下落的高度相同;压强;(4)4;减小电阻箱阻值。
【点评】本题考查了的知识点较多,重点掌握对速度公式、压强公式和欧姆定律的掌握和运用。
23.(6分)如图甲所示的提词器是通过一个高亮度的显示器显示文稿内容,并将显示器显示的内容反射到摄像机镜头前一块呈45度角的专用镀膜玻璃上,把台词反射出来,使得演讲者在看演讲词的同时,也能面对摄像机。小王联想到提词器上的镀膜玻璃就是利用了平面镜成像的特点(如图乙)。于是他回顾了所学知识,并提出一些新的思考。
(1)在做实验时,用玻璃板代替平面镜的目的是方便找到像的位置,原因是 玻璃板可以透光,也可以成像 。
(2)实验中放在玻璃板后的蜡烛B 不需要 (选填“需要”或“不需要”)点燃。
(3)提词器把台词反射到镀膜玻璃上时,演讲者看到的是台词的 虚像 (选填“实像”或“虚像”);显示器的亮度越 亮 (选填“亮”或“暗”),文稿内容的像越清晰。
(4)若想将文稿内容所成的像向下调节,可将显示器向 靠近 (选填“靠近”或“远离”)摄像机的方向移动,所成像的大小 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【分析】(1)选择玻璃板代替平面镜便于确定像的位置,因为玻璃板可以透光,也可以成像;
(2)从成像清晰的角度考虑;
(3)平面镜成的像为虚像;显示器越亮,反射的光越多,文稿内容的像越清晰;
(4)平面镜所成像与物关于镜面对称,平面镜成的像与物大小相等。
【解答】解:(1)玻璃板可以透光,也可以成像,选择玻璃板代替平面镜便于确定像的位置;
(2)一支蜡烛放在玻璃板前面并点燃,另一支放在玻璃板后面,不需要点燃,若点燃,则不易区分B和A的像,故在玻璃板后面放一支没点燃的蜡烛B;
(3)平面镜成的像为虚像,提词器把台词反射到镀膜玻璃上时,演讲者看到的是台词的虚像;平面镜成像是光的反射,显示器越亮,反射的光越多,文稿内容的像越清晰;
(4)平面镜所成像与物关于镜面对称,若想将文稿内容所成的像向下调节,根据对称可知,可将显示器向靠近摄像机的方向移动,平面镜成的像与物大小相等,所成像的大小不变。
故答案为:(1)玻璃板可以透光,也可以成像;(2)不需要;(3)虚像;亮;(4)靠近;不变。
【点评】本题探究平面镜成像特点,考查对器材的要求、操作过程的理解和成像规律的运用。
24.(6分)阅读材料,回答问题。
“空中的士”
2024年2月,被称为“空中的士”的eVTOL航空器从深圳到珠海仅仅用时20min,标志着全球跨海电动航空器的首次飞行成功。
某型eVTOL飞行器的相关参数如下表。相对于传统的民航飞机,eVTOL飞行器可以实现垂直起降,其典型任务包括起飞、巡航、悬停、降落。
飞机相关参数
部件名称
参数
数值
基础参数
飞机质量/kg
2300
机翼面积/m2
13.3
翼展/m
12
电池组
单块电池容量/Ah
3.6
单块电池恒压/V
3
单块电池质量/kg
0.04
电池总数目
50000
电机部
电机电阻/Ω
0.03
eVTOL飞行器以锂离子电池组为能源,锂离子电池充放电原理如图甲。功率密度是指电池组输出的功率与整个电池组质量的比值,一般使用最大功率密度(W/kg)描述电池输出功率的能力。
(1)在水平匀速巡航阶段,空气对eVTOL飞行器的作用力 等于 (选填“大于”“等于”或“小于”)飞行器的重力。民航飞机在该阶段获得升力的原理是 流体压强与流速的关系 (选填“流体压强与流速的关系”或“相互作用力”)。
(2)单块锂离子电池充满电储存的电能为 1.08×10﹣2 kW•h。在锂离子电池放电工作时,将 化学 能转化为电能。
(3)电池组电压和电流在不同飞行时间下的具体数值如图乙、丙所示,飞机在起飞后第480s到510s都处于悬停阶段,悬停时输出功率近似不变。飞行器悬停阶段,电路中总电阻随时间不断 减小 (选填“增大”或“减小”)。
(4)飞行器垂直起飞用时84s,此阶段平均功率密度是悬停阶段功率密度的1.2倍。请问该飞行器垂直起飞阶段消耗的电能,能使 147 个图丁中的电热水壶把水烧开。[已知电热水壶均装满初温为20℃的水,在一个标准大气压下,c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【分析】(1)在水平匀速巡航阶段,飞行器受力平衡;流体流速越大的地方,压强越小;
(2)根据W=UIt可求出单块锂离子电池充满电储存的电能;电池放电工作时,电池内部储存的化学能转化为电能;
(3)由图可知,第480秒到510秒,电流变大,电压变小,根据R=可知,电路中总电阻随时间的变化规律;
(4)此阶段平均功率密度是悬停阶段功率密度的1.2倍,由于电池质量不变,则该飞行器垂起阶段的功率是悬停阶段功率的1.2倍,根据W=Pt可求出飞行器垂起阶段消耗的电能,从而求出水吸收的热量,根据m=可求出可以烧开水的质量,从而求出水壶的个数。
【解答】解:(1)在水平匀速巡航阶段,飞行器受力平衡,空气对飞行器的作用力等于飞行器的重力;民航飞机在该阶段获得升力的原因机翼上凸下平,利用机翼上方空气流速大,下方空气流速小,从而获得向上的升力,原理是利用流体压强与流速的关系。
(2)由甲图可知,单块锂离子电池充满电储存的电能为:W=UIt=3V×3.6Ah=10.8Wh=1.08×10﹣2kW•h;
锂离子电池放电工作时,电池内部储存的化学能转化为电能;
(3)由图可知,第480秒到510秒,电流变大,电压变小,根据R=可知,电路中总电阻随时间不断变小;
(4)此阶段平均功率密度是悬停阶段功率密度的1.2倍,由于电池质量不变,则该飞行器垂起阶段的功率是悬停阶段功率的1.2倍,则该飞行器垂起阶段的功率为:P'=1.2P=1.2UI=1.2×615V×2000A=1.2×1230000W=1476000W;
该飞行器垂起阶段消耗的电能为:W=P't=1476000W×84s=123984000J,
水吸收的热量为:Q吸=Wη=123984000J×80%=99187200J,
可以烧开水的质量为:m===295.2kg,
因为每个水壶盛水2kg,则能使≈147个这样的电热水壶把水烧开。
故答案为:(1)等于;流体压强与流速的关系;(2)1.08×10﹣2;化学;(3)减小;(4)147。
【点评】本题以eVTOL飞行器为情景考查了电能的计算、电功率的计算、热量计算等多个知识点,信息量大,考查知识点多,关键是理解题意,并能从表中获取有用信息。
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