内容正文:
物理试卷
一、单项选择题(每小题2分,共20分。每小题只有一个选项是正确的)
1. 生活处处有物理,下列数据最接近生活实际的是( )
A. 正常人脉搏每分钟跳动约为20次
B. 漂浮在水面的中学生所受水的浮力大约是500N
C. 人的步行速度约为
D. 家用空调正常工作时的电流大约是10mA
2. 下列关于声现象的四幅图中,描述正确的是( )
A. 甲图中“响鼓还需重锤敲”,说明振幅越大声音的音调越高
B. 乙图中抽出罩内空气,听到铃声变小,说明发声体振动减弱
C. 丙图中医生用“B超”检查病情,利用的是声可以传递信息
D. 丁图中戴上防噪声耳罩,可以防止噪声产生
3. 人类文明的进步与发展离不开对能源、信息和材料的探索与利用,这三大领域构成了现代社会发展的核心支柱。下列说法正确的是( )
A. 核能是一次能源,也是可再生能源
B. 用光导纤维制成的光缆是利用超声波传递信息的
C. 航空器材常采用密度小的合金,以减小航空器的质量
D. 若用电阻为零的超导材料制作电饭锅的发热盘可以大大提高电能利用率
4. 如图所示,四个节气对应的物态变化,属于熔化的是( )
A. 惊蛰冰化水 B. 立秋露珠凝
C. 立冬霜来降 D. 大寒挂雾凇
5. 光让我们的世界五彩缤纷。下列有关光的描述中正确的是( )
A. 甲图,工人师傅带着面罩进行焊接,是为了防止红外线灼伤眼睛
B. 乙图,透过水球看到了王亚平一正一反两个像,是光的折射现象
C. 丙图,烛焰经凸透镜在光屏上成一清晰的像,若挡住烛焰的一部分,则屏上的像仍然完整,只是变暗
D. 丁图,将近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上清晰的像变模糊,将光屏适当靠近凸透镜,屏上可再次看到清晰的像
6. 以下四图节选自我国古代科技巨著《天工开物》,下列说法正确的是( )
A. 图甲,砸打稻米时,碓头的重力势能越大,稻米越容易去皮
B. 图乙,水由高处流下时,水的动能减小
C. 图丙,牛拉“犁担”在水平地面匀速转动的过程中,牛的机械能减小
D. 图丁,稻粒落入木桶的过程中,其动能转化为重力势能
7. 如图所示,体重不同的甲、乙两小孩沿着两条长度不同的光滑轨道下滑。若不计空气阻力,两人从A处自由滑到B处,则下列说法错误的是( )
A. 甲、乙所受的重力做功不同 B. 甲、乙下滑过程中机械能守恒
C. 甲、乙重力势能转化为动能 D. 甲、乙到达B点时的动能相同
8. 如图 a为航母上简化的蒸汽弹射装置,能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度,如图b为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断不正确的是( )
A. 图 a中汽缸内蒸气体积膨胀,从而推动活塞使舰载机获得牵引力
B. 汽缸内的蒸汽推动活塞时,内能减小
C. 从能量转化角度讲,蒸汽体积膨胀推动活塞工作时与图乙所示的原理相似
D. 汽油机一个工作循环的正确顺序是,甲乙丙丁
9. 小明为自家的花卉大棚设计了一套智能电路管理系统,整个电路的通断可以通过手动控制开关S1或手机远程控制开关S2实现.当大棚内光线较暗时,光控开关S3自动闭合,接通灯泡;当需要给大棚通风时,闭合开关S4,启动风机.灯泡和风机均可独立工作,以下简化电路图符合要求的是( )
A. B.
C. D.
10. 小玲家的家庭电路简化后如图所示,由该电路可知说法正确的是( )
A. a线是零线,b线是火线
B. 灯泡L与插座Q是串联关系
C. c处断开,洗衣机插头插入插座P,洗衣机虽能工作,但有安全隐患
D. 台灯插头插入插座Q后,空气开关立刻跳闸,是因为灯丝断路造成的
二、多项选择题(每小题3分,共9分。每小题有两个或两个以上选项是正确的,全部选对得3分,选项正确但不全得1分,有错误选项不得分)
11. 如图所示,两个质量和底面积相同的薄壁容器甲和乙装有密度为ρ甲和ρ乙的液体,放置在水平桌面上,现将完全相同的物块(密度为ρ)分别放入两容器中,物块静止时两容器中液面等高。下列说法正确的是( )
A. 物体密度与液体密度的关系为ρ=ρ甲<ρ乙
B. 放入物块前,乙容器底受到液体的压强大
C. 放入物块后,乙容器底受到液体的压力大
D. 放入物块后,甲容器对桌面的压强大
12. 如图,甲是无线蓝牙耳机收纳盒,乙为无线蓝牙耳机,该收纳盒的功能相当于一个充电宝,当耳机没电时可以将其放入收纳盒中,收纳盒可以对耳机进行充电,以下说法正确的是( )
A. 使用收纳盒对耳机进行充电过程与发电机的原理不同
B. 使用收纳盒对耳机进行充电时,收纳盒相当于电源
C. 如图乙所示,耳机是带电体,所以能吸引铁制的曲别针
D. 蓝牙耳机是利用通电导线在磁场中受到力的作用发出声音的
13. 如图所示,电源电压恒为8V,小灯泡L上标有“6V 3W”字样,滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”字样,定值电阻R1为20Ω,电流表的量程为0~3A,电压表的量程为0~3V。不计温度对灯丝电阻的影响,在保证电路元件安全的前提下,下列说法正确的是( )
A. 小灯泡正常工作时,它的电阻为12Ω
B. 当开关S1、S2断开,S、S3闭合时,R2连入电路的最小阻值为6Ω
C. 当开关S1、S2断开,S、S3闭合时,小灯泡L的最小功率为1.5W
D. 当开关S、S1、S2闭合,开关S3断开时,电路总功率最小值为4.48W
三、填空题(每小题2分,共16分)
14. 慢跑是一种有益于健康的运动项目。在跑步过程中,我们一定要注意交通安全,应远离公路,其中一个原因是车辆通过时,车道空气流速变大,压强______,容易发生危险。此外我们在跑步过程中,要调节好自己的呼吸频率,吸气时空气在______的作用下进入人的肺部。
15. 如图甲是一种下开式窗户,图乙是其简化示意图,窗扇重90N,力臂l1为60cm,力臂l2为20cm。窗扇可看成绕O点转动的______(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,在A点水平推动窗扇至少需要______N的力。
16. 4月30号神舟十九号载人飞行任务取得圆满成功,返回舱正常返回东风着陆场,以地面为参照物,飞船是的___________(选填“运动”或“静止”)。返回舱在地表附近减速下落,舱内航天员的惯性_________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
17. 2024年12月,我国自主研制建造的076型两栖攻击舰首舰——“中国人民解放军海军四川舰”正式下水,该舰满载排水量(排开水的质量)4万余吨。若以满载排水量4万吨来计算,该舰满载时所受浮力大小为______N。不考虑燃料质量变化,该舰由海水密度较小的近海驶向海水密度较大的远海区域时,排开海水的体积将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。(g取10N/kg)
18. 天津杨柳青年画是国家级非物质文化遗产之一,鼎盛时期“家家会点染。户户善丹青”,其创新作品“连年有赛”画面中鲤鱼跃出冰面,运动员在冰上起舞,将“鱼跃龙门”的吉祥寓意与冬奥拼搏精神结合.其中运动员穿的冰鞋,冰刀与冰面接触面积很小,对冰面的________很大,使得冰刀滑过瞬间,冰的熔点升高而熔化,形成薄薄的水膜,使接触面分离而减小了________,从而使运动员动作行云流水,动感丝滑。
19. 已知甲、乙两灯的额定电压均为9V,测得其电流与电压变化的关系图像如图所示,则甲灯的额定功率为______W;若将甲、乙两灯串联接入电源电压为9V的电路中,则两灯消耗的电功率之差为______W。
20. 如图是小肖在社团课上使用的3D打印笔。此打印笔有快慢两挡,其内部简化电路如图乙所示,R1=2200Ω、R2=1100Ω,两个电阻都是用于发热的电热丝,则慢挡的电功率是________W;使用快挡10秒钟,打印笔产生的热量为___________J。
21. 如图所示,电源电压U保持不变。当闭合开关S2,断开开关S1和S3,滑动变阻器的滑片在最右端时,电路的总功率为P0,再将滑片滑至最左端,只有一只电表的示数变为原来的五分之一,则定值电阻R2与滑动变阻器R3的最大阻值之比为___________。当闭合开关S2和S3,断开开关S1,滑动变阻器的滑片从最右端滑至中点时,R2的功率增大了0.256W,再继续将滑片滑至最左端,此时电流表A2的示数为0.6A;保持滑动变阻器的滑片在最左端不变,再闭合开关S1,两只电流表示数相差0.3A。在安全的前提下,任意闭合开关,电路消耗的最小功率为___________W。
四、探究与实验题(每空1分,共28分)
22. 小明利用如图甲所示的实验装置“探究冰熔化时温度的变化规律”,得到了如图乙所示的温度随时间变化的图像,实验中要控制好烧杯中的水温。
(1)如图甲所示,小明采用“水浴法”加热试管中的冰,这样做的优点是__________。
(2)根据图乙所示的图像,BC段温度的变化特点可知冰是晶体,在这段时间内,物质处于__________态。
(3)做完上述实验后,小明又将水中试管拿出,并在烧杯口加了一个中心有孔的纸盖继续加热,如图丙。利用此装置“探究水在沸腾时温度变化的特点”,他加纸盖的目的是_________;如图丁是小明实验过程中某时刻温度计的示数,应记录为_________℃。
(4)小明用相同的装置先后做了两次实验,绘制出如图戊所示的 a 、b两条图线。由图可知:沸腾过程中水的温度__________;若两次实验所用水的质量分别为则______(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
23. 实验室常用蜡烛完成以下光学实验。
(1)如图甲为小孔成像示意图,小孔成像的原理是______;如果只将蜡烛靠近小孔,像会变得大一点,要想像是清晰的,光屏______(选填“需要”或“不需要”)同时远离小孔;
(2)利用如图乙装置探究“平面镜成像的特点”:在水平桌面上铺一张白纸,再将玻璃板______放在白纸上,把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形完全相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合;将蜡烛靠近玻璃板,像的大小将______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)蜡烛还可以用于做“探究凸透镜成像规律”实验,图丙中一束平行光射向凸透镜,光屏上得到一个最小、最亮的光斑(未画出);
①该凸透镜的焦距为______cm;
②若在图丁中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气使烛焰尖部向左偏,发现光屏上“烛焰尖部”变模糊,则将光屏向______(选填“左”或“右”)移动,“烛焰尖部”呈现的像又会变清晰;
③随着蜡烛燃烧而变短,光屏上成的像将向上移动.这时最合理的调整是_______。
A.将凸透镜向下移动些 B.将光屏向上移动些
C.将光屏向下移一些 D.将蜡烛适当向上调一些
④当光屏上出现蜡烛清晰的像时,如果用遮光板挡住烛焰的上面一小部分,我们观察光屏时,将会在光屏上看到________。
A.蜡烛完整的像,且亮度不变
B.蜡烛完整的像,像的亮度变暗
C.蜡烛不完整的像,像的亮度不变
24. 如图所示的是探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验。(图甲、乙、丙中木板材料相同,图甲、乙中木板吏光滑)
(1)实验前要把弹簧测力计在___________ (选填“水平”或“竖直”)方向上调零。
(2)将木块放在水平木板上,每次都用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做___________ 运动,木块所受的摩擦力等于弹簧测力计的示数;现仍利用如图甲所示的实验装置,下列两种操作木块所受摩擦力的大小仍为1.2N的操作是___________ (填字母)。
A.木块以更大的速度做匀速直线运动
B.将水平拉力F1增大到3N
(3)对比图乙和图丙两次实验的结果,你能得到的结论是:___________ 。
(4)为了使弹簧测力计示数稳定,小明对实验装置进行了改进,如图丁所示,他用水平拉力F___________ (选填“一定”或“不一定”)匀速直线拉动长木板,待弹簧测力计示数稳定后,木块C受到的摩擦力大小为___________ N。
25. 小吴同学利用图甲中的器材探究导体A、B中电流与两端电压的关系,其中电源电压可调。
(1)连接好如图甲所示电路,试触开关,发现电流表无示数、电压表指针偏转到最大值,原因可能是导体A发生________;排除故障后,闭合开关进行实验,某次实验时电流表如图乙所示,示数为________A;
(2)多次改变导体A两端的电压,并记录对应的________。换用导体B重复上述实验,根据实验数据绘制图像如图丙所示。分析图像发现,同一导体两端的电压与通过电流的比值是________的,因此将这个比值定义为导体的电阻;
(3)根据电阻定义可知导体B的阻值为________Ω。在工程技术中用不同颜色的环对电阻进行标记,阻值是两位数以内的电阻可以根据前两环的颜色来判断阻值,色环含义及导体A、B的色环如图丁所示,若还需用到一个15Ω的电阻,应选用图戊中电阻________(选填“d”“e”或“f”)。
实验次数
①
②
③
R/Ω
15
B
A
I/A
0.2
0.3
0.4
(4)小欣同学用上述器材研究导体中电流与电阻的关系,保持电源电压不变,为了精确控制导体两端的电压,于是串联接入滑动变阻器进行实验。①电路中接入15Ω的电阻,使电阻两端电压达到某一固定值,测出电流;②将15Ω的电阻替换为B,要使B两端电压达到固定值,变阻器接入的阻值应比前次实验________________;③将电阻B替换为A再次进行实验。三次实验数据如表所示,交流时小欣发现第③次实验数据有误,这是由于接入A后忘记调节变阻器,滑片仍在第②次实验的位置,此时变阻器接入的阻值是________Ω。
五、分析与交流题(每空1分,共10分)
26. 如图所示是我国的001、002、003号航母,而国产004号航母也问世在即,新型航母除了延续003航母的电磁弹射系统,还有可能采用核动力系统,根据国产航母的相关信息,回答下列小题:
(1)国产004号航母可能采用核能驱动,核能属于_______(选填“可再生”或“不可再生”)能源,核动力航母核反应堆中发生核反应是_______反应。国产舰载隐形战斗机“歼-35C”的机身涂层能有效吸收_______,从而实现隐身。
(2)冬天海水密度略大一些,航母所受浮力_______(选填“变大”“变小”或“不变”);国产003号航母的电磁弹射系统与_______(选填“电动机”“发电机”或“电磁铁”)的工作原理相同。
27. 阅读短文,回答问题。
压电效应
压电陶瓷具有正压电效应和逆压电效应。在外力作用发生形变时,它的两个相对表面上出现正、负相反的电荷,产生的电压与外力作用大小成正比;当作用力方向改变时,电荷的极性也随着改变;当外力去掉后,它又会恢复到不带电的状态,这种现象称为正压电效应。相反,当在其电极上加上一定电压就会发生形变,形变随之消失,这种现象称为逆压电效应。
空气加湿器(如图甲)的关键部件是压电陶瓷换能器(如图乙)。它是由压电陶瓷、金属电极和引线组成,外部电压通过引线和电极加到压电陶瓷上。在特定电压的驱动下,压电陶瓷与内置电动机每秒产生2×106次的振动,将水直接雾化。压电式打火机(如图丙)中装有一块压电陶瓷。使用时只需按压点火开关,在两电极之间产生10~20kV的电压而引起火花,引燃丁烷气体。
可用如图丁的方法来观察压电现象并检查压电陶瓷片的质量好坏,当用拇指与食指挤压压电陶瓷片和金属振动片的两面时,电压表的指针就会偏转。在压力相同的情况下,电压表的指针振幅越大,说明压电陶瓷片的灵敏度越高。
(1)空气加湿器工作时,内部的压电陶瓷换能器是将电能转化成 ___________能;
(2)空气加湿器工作时,是利用 ___________压电效应;
(3)图丁电路可表示 ___________(空气加湿器/压电式打火机)工作原理;
(4)结合图文,以下对压电效应的认识中正确的是 ___________;
A.产生正压电效应时,压电陶瓷在电路中相当于电源
B.产生正压电效应时,获得电压的大小只与压力有关
C.将丁图向内压缩改为向外拉伸,电表偏转方向不变
D.将丁图向内压缩改为向外拉伸,电表示数始终为零
(5)加湿器工作电路如图戊,陶瓷换能器能高速均匀改变电路通断,使虚框内元件每秒产生2×106次振动,下列图像能大概描述电动机两端电压U0随时间t变化关系的是 ___________。
A. B.
C. D.
六、计算题
28. 图甲是某起重船的示意图,A处为卷扬机,吊臂前端滑轮组如图乙所示.在一次吊装施工中,当起重船从运输船上吊起重物时,起重船浸入海水中的体积增加了18m3,重物在空中匀速竖直上升了3m,所用时间为30s.已知动滑轮总重为2×104N,不计钢丝绳重及摩擦.(ρ海水=1.0×103kg/m3)
(1)求该重物的重力是多少?
(2)求钢丝绳拉力F做功的功率是多少?
(3)求该重物在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率.
29. 相比于油炸或者油煎的方式,空气炸锅的烹饪方式更好,对于身体健康更有利。如图1所示是科技小组设计的空气炸锅理念图,其原理是利用热空气流加热食物。工作电路图如图2所示,工作时定时开关闭合,当电烤箱内温度高于预设温度时,温控开关自动断开,电热管停止加热,当电烤箱内温度低于预设温度时,温控开关自动闭合,电热管重新开始加热,循环工作保障箱内温度为预设温度。在一次焙烤鸡翅的过程中,定时开关设定为20分钟,电热管正常循环工作时,P-t图像如图3所示,通过电风扇的电动机电流为0.2A。求:
(1)电风扇正常工作时,焙烤鸡翅过程中消耗的电能?此时,电风扇的电功率是多少?
(2)本次烤鸡翅共消耗多少电能?
(3)电热管正常工作时的电阻电阻是多少?本次焙烤的鸡翅里面有点“柴”,询问家长后得知,电热功率太小加热时间太长导致的,科技小组打算将电热功率调高到1000W,用替代,的电阻是多大?
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物理试卷
一、单项选择题(每小题2分,共20分。每小题只有一个选项是正确的)
1. 生活处处有物理,下列数据最接近生活实际的是( )
A. 正常人脉搏每分钟跳动约为20次
B. 漂浮在水面的中学生所受水的浮力大约是500N
C. 人的步行速度约为
D. 家用空调正常工作时的电流大约是10mA
【答案】B
【解析】
【详解】A.正常人脉搏每分钟跳动约为70次左右,故A不符合题意;
B.漂浮或悬浮的物体受到平衡力作用,浮力大小等于重力,故大约是500N,故B符合题意;
C.人正常步行的速度约为1.1m/s,故C不符合题意;
D.家用空调正常工作时的电流较大,大约是5A,故D不符合题意。
故选B。
2. 下列关于声现象的四幅图中,描述正确的是( )
A. 甲图中“响鼓还需重锤敲”,说明振幅越大声音的音调越高
B. 乙图中抽出罩内空气,听到铃声变小,说明发声体振动减弱
C. 丙图中医生用“B超”检查病情,利用的是声可以传递信息
D. 丁图中戴上防噪声耳罩,可以防止噪声产生
【答案】C
【解析】
【详解】A.“响鼓要重锤敲”,说明振幅越大,声音的响度越大,故A错误;
B.乙图中抽出罩内空气,听到铃声变小,说明声音的传播需要介质,故B错误;
C.声能传递信息和能量,丙图中医生用“B超”检查病情,利用的是声可以传递信息,故C正确;
D.戴上防噪声耳罩,是在人耳处减弱噪声,即阻止噪声进入人耳,故D错误。
故选C。
3. 人类文明的进步与发展离不开对能源、信息和材料的探索与利用,这三大领域构成了现代社会发展的核心支柱。下列说法正确的是( )
A. 核能是一次能源,也是可再生能源
B. 用光导纤维制成的光缆是利用超声波传递信息的
C. 航空器材常采用密度小的合金,以减小航空器的质量
D. 若用电阻为零的超导材料制作电饭锅的发热盘可以大大提高电能利用率
【答案】C
【解析】
【详解】A.核能是一次能源,但核能一旦消耗就很难再生,是不可再生能源,故A错误;
B.光导纤维是利用激光来传递信息的,故B错误;
C.航空器材常采用密度小的合金,在体积一定时,质量小,易于飞机起飞,故C正确;
D.超导材料的特点就是在温度很低时电阻为零,当电阻为零时用超导材料传输电能可以减少电能损耗,用作输电导线或制作电动机线圈等,但当电饭锅的发热盘电阻为零时,电饭锅无法产生热量,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,四个节气对应的物态变化,属于熔化的是( )
A. 惊蛰冰化水 B. 立秋露珠凝
C. 立冬霜来降 D. 大寒挂雾凇
【答案】A
【解析】
【详解】A.冰化成水,由固态变为液态,属于熔化现象,故A符合题意;
B.露是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故B不符合题意;
C.霜是空气中的水蒸气凝华形成的固态小冰晶,故C不符合题意;
D.雾凇是固态小冰晶,是水蒸气凝华形成的,故D不符合题意。
故选A。
5. 光让我们的世界五彩缤纷。下列有关光的描述中正确的是( )
A. 甲图,工人师傅带着面罩进行焊接,是为了防止红外线灼伤眼睛
B. 乙图,透过水球看到了王亚平一正一反两个像,是光的折射现象
C. 丙图,烛焰经凸透镜在光屏上成一清晰的像,若挡住烛焰的一部分,则屏上的像仍然完整,只是变暗
D. 丁图,将近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上清晰的像变模糊,将光屏适当靠近凸透镜,屏上可再次看到清晰的像
【答案】B
【解析】
【详解】A.电焊弧光中有强烈的紫外线,过强的紫外线能伤害人的眼睛和皮肤,故A错误;
B.水球被气泡变为了两部分,中间是空气,气泡周围是水。这个时候整个水球就变成了两个透镜,外圈成为了一个凸透镜,所以呈现出一个倒立缩小的实像,内圈相当于变成了两个凹透镜的组合,这个时候又出现了一个正立的缩小的虚像。因此可以在水球中同时看到一正一反的两个像;其中“正”像是由于光射入水球共进行两次折射形成的。故B正确;
C.烛焰的每一点发出的无数光线,这些光线经凸透镜折射后在光屏上成像,若挡住烛焰的一部分,则被挡的那部分没有光线经过凸透镜折射在光屏上成像,因此屏上的像是不完整的,故C错误;
D.将近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,由于近视眼镜是凹透镜,对光有发散作用,使得光通过凸透镜后延后会聚,因此可将光屏适当远离凸透镜,屏上可再次看到清晰的像,故D 错误。
故选B。
6. 以下四图节选自我国古代科技巨著《天工开物》,下列说法正确的是( )
A. 图甲,砸打稻米时,碓头的重力势能越大,稻米越容易去皮
B. 图乙,水由高处流下时,水的动能减小
C. 图丙,牛拉“犁担”在水平地面匀速转动的过程中,牛的机械能减小
D. 图丁,稻粒落入木桶的过程中,其动能转化为重力势能
【答案】A
【解析】
【详解】A.图甲,砸打稻米时,碓头的重力势能越大,对外做的功越多,稻米越容易去皮,故A正确;
B.图乙,水由高处流下时,水的重力势能转化为动能,水的动能增大,故B错误;
C.图丙,牛拉“犁担”在水平地面匀速转动的过程中,牛的动能和势能都不变,机械能不变,故C错误;
D.图丁,稻粒落入木桶的过程中,其重力势能转化为动能,故D错误。
故选A。
7. 如图所示,体重不同的甲、乙两小孩沿着两条长度不同的光滑轨道下滑。若不计空气阻力,两人从A处自由滑到B处,则下列说法错误的是( )
A. 甲、乙所受的重力做功不同 B. 甲、乙下滑过程中机械能守恒
C. 甲、乙的重力势能转化为动能 D. 甲、乙到达B点时的动能相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于甲、乙体重不同,所受到的重力不同,而下降的高度相同,故重力做的功不同,故A正确,A不符合题意;
B.由于在光滑的轨道上滑行,不计空气阻力,机械能守恒,故B正确,B不符合题意;
C.体重不同的甲、乙两小孩沿着两条长度不同的光滑轨道下滑,高度降低,速度变大,故是重力势能转化为动能,故C正确,C不符合题意;
D.由于甲、乙的体重不同,重力势能不同,下滑时,重力势能转化为动能,故动能的大小不同,故D错误,D符合题意。
故选D。
8. 如图 a为航母上简化的蒸汽弹射装置,能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度,如图b为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断不正确的是( )
A. 图 a中汽缸内的蒸气体积膨胀,从而推动活塞使舰载机获得牵引力
B. 汽缸内的蒸汽推动活塞时,内能减小
C. 从能量转化角度讲,蒸汽体积膨胀推动活塞工作时与图乙所示的原理相似
D. 汽油机一个工作循环的正确顺序是,甲乙丙丁
【答案】C
【解析】
【详解】AB.图a中,汽缸内蒸汽体积膨胀,对外做功,其内能减小,同时推动活塞,使舰载机获得巨大的牵引力,该过程中内能转化为机械能,蒸汽的内能减小,故AB正确,不符合题意;
C.根据气门的开闭情况和活塞的运动方向可以判断出:甲是吸气冲程,乙是压缩冲程,丙是做功冲程,丁是排气冲程,蒸汽弹射装置工作时内能转化为机械能,与汽油机的做功冲程相似,即与丙图相同,故C错误,符合题意;
D.四冲程汽油机一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成,所以汽油机一个工作循环的正确顺序是甲、乙、丙、丁,故D正确,不符合题意。
故选C。
9. 小明为自家的花卉大棚设计了一套智能电路管理系统,整个电路的通断可以通过手动控制开关S1或手机远程控制开关S2实现.当大棚内光线较暗时,光控开关S3自动闭合,接通灯泡;当需要给大棚通风时,闭合开关S4,启动风机.灯泡和风机均可独立工作,以下简化电路图符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题知,整个电路的通断可以通过手动控制开关S1或手机远程控制开关S2实现,说明两开关能独立工作、互不影响,则S1和S2应并联在干路上;由题知,光线较暗时,光控开关S3自动闭合,接通灯泡提供照明,说明开关S3与灯泡串联,闭合开关S4,启动风机,说明开关S4与风机串联,而灯泡和风机均可独立工作,所以灯泡与风机应并联,综上结合选项可知,ABD不符合题意,C符合题意.
10. 小玲家的家庭电路简化后如图所示,由该电路可知说法正确的是( )
A. a线是零线,b线是火线
B. 灯泡L与插座Q是串联关系
C. c处断开,洗衣机插头插入插座P,洗衣机虽能工作,但有安全隐患
D. 台灯插头插入插座Q后,空气开关立刻跳闸,是因为灯丝断路造成的
【答案】C
【解析】
【详解】A.据题意和图中的标注可知,用电器的开关应该接在火线上,所以和开关相连的那根线是火线,即a 线是火线,b 线是零线,故A错误;
B.灯泡L与插座Q是互不影响的,所以是并联的关系,故B错误;
C.若c处断开(即三孔插座没有接地),洗衣机插头插入插座,洗衣机仍然能工作,但外壳不能接地,当外壳漏电时,人接触金属外壳,会有电流流过人体,会发生触电事故,即有安全隐患,故C正确;
D.电路跳闸可能是电路总功率过大引起的,也可能是发生了短路,不可能是灯丝断路造成的,故D错误。
故选C。
二、多项选择题(每小题3分,共9分。每小题有两个或两个以上选项是正确的,全部选对得3分,选项正确但不全得1分,有错误选项不得分)
11. 如图所示,两个质量和底面积相同的薄壁容器甲和乙装有密度为ρ甲和ρ乙的液体,放置在水平桌面上,现将完全相同的物块(密度为ρ)分别放入两容器中,物块静止时两容器中液面等高。下列说法正确的是( )
A. 物体密度与液体密度的关系为ρ=ρ甲<ρ乙
B. 放入物块前,乙容器底受到液体的压强大
C. 放入物块后,乙容器底受到液体的压力大
D. 放入物块后,甲容器对桌面的压强大
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.同一物块在甲中悬浮,则ρ甲=ρ,在乙中漂浮,则ρ乙>ρ,所以ρ甲=ρ<ρ乙,故A正确;
B.同一物块在甲中悬浮,在乙中漂浮,则物块排开甲液体的体积大,排开乙液体的体积小,现在液面相平,因两容器的底面积相同,且乙容器上粗下细,所以放入物块前,乙的液面高,且乙液体的密度大,根据p=ρ液gh知乙容器底受到液体的压强较大,故B正确;
C.放入物块后,液面相平(液体深度相等),且乙液体的密度大,根据p=ρ液gh可知乙容器底受到的液体压强大,根据知,在底面积相同时,乙容器底受到液体的压力较大,故C正确;
D.甲乙两个质量和底面积相同的薄壁容器(质量不计),放入物块前,乙的液面高,故乙中的液体体积大,而ρ甲<ρ乙,根据G=mg=ρVg,故乙中液体的重力更大,两容器对桌面的压力等于液体和物块的重力和,故乙容器对桌面的压力较大,根据可知甲容器对桌面的压强小,故D错误。
故选ABC。
12. 如图,甲是无线蓝牙耳机收纳盒,乙为无线蓝牙耳机,该收纳盒的功能相当于一个充电宝,当耳机没电时可以将其放入收纳盒中,收纳盒可以对耳机进行充电,以下说法正确的是( )
A. 使用收纳盒对耳机进行充电的过程与发电机的原理不同
B. 使用收纳盒对耳机进行充电时,收纳盒相当于电源
C. 如图乙所示,耳机是带电体,所以能吸引铁制的曲别针
D. 蓝牙耳机是利用通电导线在磁场中受到力的作用发出声音的
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.使用收纳盒对耳机进行充电时,耳机中发生的能量转化是电能转化为化学能,发电机的原理是机械能转化为电能,原理不同,故A正确;
B.电源是提供电能的,使用收纳盒对耳机进行充电时,收纳盒相当于电路中的电源,故B正确;
C.耳机内部有磁铁所以能吸引铁制曲别针,故C错误;
D.蓝牙耳机的原理和扬声器的原理相同,利用磁场对电流的作用,通电线圈在磁场中受力运动,故D正确。
故选ABD。
13. 如图所示,电源电压恒为8V,小灯泡L上标有“6V 3W”字样,滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”字样,定值电阻R1为20Ω,电流表量程为0~3A,电压表的量程为0~3V。不计温度对灯丝电阻的影响,在保证电路元件安全的前提下,下列说法正确的是( )
A. 小灯泡正常工作时,它的电阻为12Ω
B. 当开关S1、S2断开,S、S3闭合时,R2连入电路的最小阻值为6Ω
C. 当开关S1、S2断开,S、S3闭合时,小灯泡L的最小功率为1.5W
D. 当开关S、S1、S2闭合,开关S3断开时,电路总功率最小值为4.48W
【答案】AD
【解析】
【详解】A.小灯泡L上标有“6V 3W”字样,根据可知小灯泡正常工作时的电阻为
故A正确;
B.当开关S1、S2断开,S、S3闭合时,L、R2串联,电流表测量电路电流,电压表测量R2两端的电压,当灯泡正常发光时,电路中的电流为
故电路中的最大电流为0.5A,根据欧姆定律可知电路中的总电阻最小,则滑动变阻器接入电路的电阻最小,电路中的最小总电阻为
根据电阻串联的特点可知,滑动变阻器的最小电阻为
故B错误;
C.根据串联分压特点可知,电压表的示数最大时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时电路总电阻最大,电流最小,根据可知灯泡的电功率最小,此时灯泡两端的电压为
灯泡的最小功率为
故C错误;
D.当开关S、S1、S2闭合,开关S3断开时,R1、R2并联,电流表测量干路电流,通过R1的电流为
通过滑动变阻器的最小电流为
则干路最小电流为
电路总功率最小值为
故D正确。
故选AD。
三、填空题(每小题2分,共16分)
14. 慢跑是一种有益于健康的运动项目。在跑步过程中,我们一定要注意交通安全,应远离公路,其中一个原因是车辆通过时,车道空气流速变大,压强______,容易发生危险。此外我们在跑步过程中,要调节好自己的呼吸频率,吸气时空气在______的作用下进入人的肺部。
【答案】 ①. 变小 ②. 大气压
【解析】
【详解】[1]车辆通过时,人和车之间的空气流动速度增大,压强减小,人外侧的压强基本不变,外侧压强大于内侧压强,人在内外侧压强差的作用下被压向车,容易发生事故。
[2]人在吸气时,膈肌收缩,胸腔扩大,肺内气压减小,外界大气压大于肺内气压,外界新鲜空气在大气压的作用下进入肺部。
15. 如图甲是一种下开式窗户,图乙是其简化示意图,窗扇重90N,力臂l1为60cm,力臂l2为20cm。窗扇可看成绕O点转动的______(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,在A点水平推动窗扇至少需要______N的力。
【答案】 ①. 省力 ②. 30
【解析】
【详解】[1]由题可知,水平推力的力臂l1大于阻力力臂l2,窗扇可看成绕O点转动的省力杠杆。
[2]由杠杆平衡条件可知
解得。
16. 4月30号神舟十九号载人飞行任务取得圆满成功,返回舱正常返回东风着陆场,以地面为参照物,飞船是的___________(选填“运动”或“静止”)。返回舱在地表附近减速下落,舱内航天员的惯性_________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 ①. 运动 ②. 不变
【解析】
【详解】[1]飞船返回地球过程中,以地面为参照物,飞船相对地球位置发生了变化,因此飞船是运动的。
[2]物体惯性的大小只与物体的质量有关。返回舱在地表附近减速下落,舱内航天员的质量不变,因此舱内航天员的惯性不变。
17. 2024年12月,我国自主研制建造的076型两栖攻击舰首舰——“中国人民解放军海军四川舰”正式下水,该舰满载排水量(排开水的质量)4万余吨。若以满载排水量4万吨来计算,该舰满载时所受浮力大小为______N。不考虑燃料质量变化,该舰由海水密度较小的近海驶向海水密度较大的远海区域时,排开海水的体积将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。(g取10N/kg)
【答案】 ①.
②.
变小
【解析】
【详解】[1]根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于排开液体所受重力,满载排水量4万吨,即
则该舰满载时所受浮力浮力
[2]舰船始终处于漂浮状态,浮力等于自身总重力,当海水密度增大,由可知,浮力不变,减小,所以排开海水体积变小。
18. 天津杨柳青年画是国家级非物质文化遗产之一,鼎盛时期“家家会点染。户户善丹青”,其创新作品“连年有赛”画面中鲤鱼跃出冰面,运动员在冰上起舞,将“鱼跃龙门”的吉祥寓意与冬奥拼搏精神结合.其中运动员穿的冰鞋,冰刀与冰面接触面积很小,对冰面的________很大,使得冰刀滑过瞬间,冰的熔点升高而熔化,形成薄薄的水膜,使接触面分离而减小了________,从而使运动员动作行云流水,动感丝滑。
【答案】 ①. 压强 ②. 摩擦
【解析】
【详解】[1]由可知冰刀与冰面接触面积S很小,在运动员体重(压力F)一定时,会产生很大的压强p。
[2]冰刀滑过瞬间,冰面熔化形成水膜,使冰刀与冰面分离,而摩擦力大小与接触面粗糙程度和压力等有关,接触面分离后,粗糙程度改变,从而减小了摩擦力,让运动员滑行更顺畅。
19. 已知甲、乙两灯的额定电压均为9V,测得其电流与电压变化的关系图像如图所示,则甲灯的额定功率为______W;若将甲、乙两灯串联接入电源电压为9V的电路中,则两灯消耗的电功率之差为______W。
【答案】 ① 7.2 ②. 1.2
【解析】
【详解】[1]由图像知,甲灯两端的电压为9V时,通过的电流为0.8A,甲灯的额定功率
[2]甲、乙两灯串联接入电路,则通过两灯的电流相等,由图像知,通过的电流为0.4A时,满足3V+6V=9V
即甲灯两端的实际电压为3V,乙灯两端的电压为6V,两灯消耗的电功率之差
20. 如图是小肖在社团课上使用的3D打印笔。此打印笔有快慢两挡,其内部简化电路如图乙所示,R1=2200Ω、R2=1100Ω,两个电阻都是用于发热的电热丝,则慢挡的电功率是________W;使用快挡10秒钟,打印笔产生的热量为___________J。
【答案】 ①. 22 ②. 660
【解析】
【详解】[1]据乙图可知,只闭合S时,电路为R1单独串联,此时电路中的电阻最大,根据可知,电功率最小,为慢挡,则慢挡的功率为
[2]当两开关均闭合时,电路为两电阻并联,此时电路中的总电阻最小,根据可知,电功率最大,为快挡,则使用快挡10秒钟,打印笔产生的热量为
21. 如图所示,电源电压U保持不变。当闭合开关S2,断开开关S1和S3,滑动变阻器的滑片在最右端时,电路的总功率为P0,再将滑片滑至最左端,只有一只电表的示数变为原来的五分之一,则定值电阻R2与滑动变阻器R3的最大阻值之比为___________。当闭合开关S2和S3,断开开关S1,滑动变阻器的滑片从最右端滑至中点时,R2的功率增大了0.256W,再继续将滑片滑至最左端,此时电流表A2的示数为0.6A;保持滑动变阻器的滑片在最左端不变,再闭合开关S1,两只电流表示数相差0.3A。在安全的前提下,任意闭合开关,电路消耗的最小功率为___________W。
【答案】 ①. 1︰4 ②. 0.6
【解析】
【详解】[1]当闭合开关S2,断开开关S1和S3,滑动变阻器的滑片在最右端时,等效电路图如图1所示;再将滑片滑至最左端时,等效电路图如图2所示:
由图1和图2可知,示数变化电表为V2,且R2两端的电压
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R3两端的电压
则UR2︰UR3=1︰4
因串联电路中各处的电流相等,所以,由可得
[2]由上述可知……①
当闭合开关S2和S3,断开开关S1,滑动变阻器的滑片位于最右端时,等效电路图如图3所示:
滑片位于中点时,等效电路图如图4所示:
当把滑片滑至最左端时,电路中只有电阻R2工作,电压表测量的电源电压,电流表测量电路中的电流,此时电流表A2的示数为0.6A;保持滑动变阻器的滑片在最左端不变,再闭合S1后,电路的等效电路图如图5所示:
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且图5中两只电流表示数相差0.3A,所以,图5中,通过R1的电流I5=I-I4=0.3A
当闭合开关S2和S3,断开开关S1,当把滑片滑至最左端时,电流表A2的示数为0.6A,即通过R2的电流I4=0.6A,即……②
因并联电路中各支路两端的电压相等,都等于电源电压,所以
即……③
图3中,电路中的电流
图4中,电路中的电流
因图4和图3相比较R2的功率增大了0.256W,由P=I2R可得P2'-P2=I32R2-I22R2=(0.2A)2×R2-(0.12A)2×R2=0.256W
解得R2=10Ω,代入①②③式可得R1=20Ω,R3=40Ω,U=6V,综上可知,当闭合开关S1和S3,断开开关S2,当把滑片滑至最右端时,R1和R3串联,电路的电阻最大,电路中的功率最小,则电路消耗的最小功率为
四、探究与实验题(每空1分,共28分)
22. 小明利用如图甲所示的实验装置“探究冰熔化时温度的变化规律”,得到了如图乙所示的温度随时间变化的图像,实验中要控制好烧杯中的水温。
(1)如图甲所示,小明采用“水浴法”加热试管中的冰,这样做的优点是__________。
(2)根据图乙所示的图像,BC段温度的变化特点可知冰是晶体,在这段时间内,物质处于__________态。
(3)做完上述实验后,小明又将水中试管拿出,并在烧杯口加了一个中心有孔纸盖继续加热,如图丙。利用此装置“探究水在沸腾时温度变化的特点”,他加纸盖的目的是_________;如图丁是小明实验过程中某时刻温度计的示数,应记录为_________℃。
(4)小明用相同的装置先后做了两次实验,绘制出如图戊所示的 a 、b两条图线。由图可知:沸腾过程中水的温度__________;若两次实验所用水的质量分别为则______(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1)使冰受热均匀
(2)固液共存 (3) ①. 减少热量散失 ②. 71
(4) ①. 保持不变 ②. 小于
【解析】
【小问1详解】
实验中采用水浴法加热,使试管内的物质受热均匀,从而使试管内物质的温度变化比较均匀,并且温度变化比较慢,便于记录实验温度。
【小问2详解】
据乙图可知,BC段冰的温度保持不变,有固定的熔点,说明冰是晶体。BC段物质处于熔化过程,物质状态是固液共存态。
【小问3详解】
[1]给试管加纸盖是为了防止热量散失,可以缩短实验时间。
[2]丁图中温度计的分度值是1℃,读数为71℃。
【小问4详解】
[1]据戊图可知,水温先升高后不变,水在沸腾过程温度保持不变。
[2]图中b图像沸腾前需要加热的时间长,说明水的质量多,即m1<m2。
23. 实验室常用蜡烛完成以下光学实验。
(1)如图甲为小孔成像示意图,小孔成像的原理是______;如果只将蜡烛靠近小孔,像会变得大一点,要想像是清晰的,光屏______(选填“需要”或“不需要”)同时远离小孔;
(2)利用如图乙装置探究“平面镜成像的特点”:在水平桌面上铺一张白纸,再将玻璃板______放在白纸上,把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形完全相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合;将蜡烛靠近玻璃板,像的大小将______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)蜡烛还可以用于做“探究凸透镜成像规律”实验,图丙中一束平行光射向凸透镜,光屏上得到一个最小、最亮的光斑(未画出);
①该凸透镜的焦距为______cm;
②若在图丁中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气使烛焰尖部向左偏,发现光屏上“烛焰尖部”变模糊,则将光屏向______(选填“左”或“右”)移动,“烛焰尖部”呈现的像又会变清晰;
③随着蜡烛燃烧而变短,光屏上成的像将向上移动.这时最合理的调整是_______。
A.将凸透镜向下移动些 B.将光屏向上移动些
C.将光屏向下移一些 D.将蜡烛适当向上调一些
④当光屏上出现蜡烛清晰的像时,如果用遮光板挡住烛焰的上面一小部分,我们观察光屏时,将会在光屏上看到________。
A.蜡烛完整的像,且亮度不变
B.蜡烛完整的像,像的亮度变暗
C.蜡烛不完整的像,像的亮度不变
【答案】(1) ①. 光在均匀介质中沿直线传播 ②. 不需要
(2) ①. 垂直 ②. 不变
(3) ①. 10.0 ②. 左 ③. D ④. C
【解析】
【小问1详解】
[1][2]如图甲,烛焰的光线穿过小孔在光屏上成像,小孔成像的原理是光在均匀介质中沿直线传播;如果只将蜡烛靠近小孔,像会变得大一点,要想像是清晰的,只需要让烛焰正对小孔,光屏不需要远离小孔。
【小问2详解】
[1][2]探究平面镜成像的特点的实验中,在水平桌面上铺一张白纸,为了使蜡烛和像的位置都在桌面上,应将玻璃板垂直放在白纸上;实验时,将蜡烛靠近玻璃板,总能使形状大小完全相同的蜡烛B与他的像完全重合,说明像的大小将不变。
【小问3详解】
①[1]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于一点,该点为凸透镜的焦点,焦点到光心的距离为焦距,该凸透镜的焦距为
②[2]用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气使烛焰尖部向左偏,此时物距增大,像距减小,像变小,则将光屏向左移动,“烛焰尖部”呈现的像又会变清晰。
③[3]随着蜡烛燃烧而变短,光屏上成的像将向上移动,为使像成在光屏中央,可以将凸透镜向下移动些,也可将光屏向上移动些,或将蜡烛适当向上调一些,最合理的方法是将蜡烛适当向上调一些,此时光屏、透镜、烛焰仍在同一高度,像最清晰。
故选D。
④[4]当光屏上出现蜡烛清晰的像时,如果用遮光板挡住烛焰的上面一小部分,烛焰上面一小部分的光被挡住,不能到达凸透镜,下半部分的光仍能通过凸透镜折射成像,像不是完整的,但下部分的像亮度不变。
故选C。
24. 如图所示的是探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验。(图甲、乙、丙中木板材料相同,图甲、乙中木板吏光滑)
(1)实验前要把弹簧测力计在___________ (选填“水平”或“竖直”)方向上调零。
(2)将木块放在水平木板上,每次都用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做___________ 运动,木块所受的摩擦力等于弹簧测力计的示数;现仍利用如图甲所示的实验装置,下列两种操作木块所受摩擦力的大小仍为1.2N的操作是___________ (填字母)。
A.木块以更大的速度做匀速直线运动
B.将水平拉力F1增大到3N
(3)对比图乙和图丙两次实验的结果,你能得到的结论是:___________ 。
(4)为了使弹簧测力计示数稳定,小明对实验装置进行了改进,如图丁所示,他用水平拉力F___________ (选填“一定”或“不一定”)匀速直线拉动长木板,待弹簧测力计示数稳定后,木块C受到的摩擦力大小为___________ N。
【答案】(1)水平 (2) ①. 匀速直线 ②. AB
(3)在 压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
(4) ①. 不一定 ②. 1.2
【解析】
【小问1详解】
因实验中要沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,且在水平方向上读数,故实验前要把弹簧测力计在水平方向上调零。
【小问2详解】
[1]只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡,拉力大小才等于摩擦力的大小。
[2]根据影响滑动摩擦力大小的两个因素压力和接触面粗糙程度都不变,故摩擦力大小不变,拉力也不变,所以改变速度或者增大拉力,滑动摩擦力都不变,故AB符合题意。
故选AB。
【小问3详解】
对比乙、丙两次实验知,压力相同,丙中接触面更粗糙,测力计示数更大,故得到结论:在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
【小问4详解】
[1]如图丁实验中,C相对地面处于静止状态,受到测力计的拉力与受到的滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,故实验中,不一定要匀速拉动长木板。
[2]受到水平向左弹簧测力计的拉力和水平向右的摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1.2N,所以此时木块C受到的滑动摩擦力大小为1.2N。
25. 小吴同学利用图甲中的器材探究导体A、B中电流与两端电压的关系,其中电源电压可调。
(1)连接好如图甲所示电路,试触开关,发现电流表无示数、电压表指针偏转到最大值,原因可能是导体A发生________;排除故障后,闭合开关进行实验,某次实验时电流表如图乙所示,示数为________A;
(2)多次改变导体A两端的电压,并记录对应的________。换用导体B重复上述实验,根据实验数据绘制图像如图丙所示。分析图像发现,同一导体两端的电压与通过电流的比值是________的,因此将这个比值定义为导体的电阻;
(3)根据电阻定义可知导体B的阻值为________Ω。在工程技术中用不同颜色的环对电阻进行标记,阻值是两位数以内的电阻可以根据前两环的颜色来判断阻值,色环含义及导体A、B的色环如图丁所示,若还需用到一个15Ω的电阻,应选用图戊中电阻________(选填“d”“e”或“f”)。
实验次数
①
②
③
R/Ω
15
B
A
I/A
0.2
0.3
0.4
(4)小欣同学用上述器材研究导体中电流与电阻的关系,保持电源电压不变,为了精确控制导体两端的电压,于是串联接入滑动变阻器进行实验。①电路中接入15Ω的电阻,使电阻两端电压达到某一固定值,测出电流;②将15Ω的电阻替换为B,要使B两端电压达到固定值,变阻器接入的阻值应比前次实验________________;③将电阻B替换为A再次进行实验。三次实验数据如表所示,交流时小欣发现第③次实验数据有误,这是由于接入A后忘记调节变阻器,滑片仍在第②次实验的位置,此时变阻器接入的阻值是________Ω。
【答案】 ①. 断路 ②. 0.2 ③. 电流表示数 ④. 一定 ⑤. 10 ⑥. e ⑦. 更小 ⑧. 10
【解析】
【详解】(1)[1]试触开关,发现电流表无示数,则电路发生断路,电压表指针偏转到最大值,说明电压表外侧电路正常,则原因可能是导体A发生断路。
[2]如图乙所示,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.2A。
(2)[3]探究电流与两端电压的关系时,采用控制变量法,需要保持电阻的阻值不变,多次改变导体A两端的电压,并记录对应的电流表示数。
[4]由图丙可知,导体A两端的不同电压与对应电流的比值为
导体B两端的不同电压与对应电流的比值为
由上述可知,同一导体两端的电压与通过电流的比值是一定(相同)的。
(3)[5]根据电阻定义可知导体B的阻值为
[6]导体A的阻值为
色环含义及导体A、B的色环如图丁所示,由导体A和导体B的阻值和对应色环可知,黑色代表数字0,绿色代表数字5,棕色代表数字1,因此15Ω的电阻对应的色环十位数应为棕色,个位数应为绿色,故应选用图戊中电阻e。
(4)②[7]根据串联分压知识可知,阻值越大,分压越多,将15Ω的电阻替换为B,电阻的阻值减小,分压变小,要使B两端电压达到固定值,则应减小变阻器的阻值,使变阻器的分压变小,从而使电阻两端电压增大为固定值,故变阻器接入的阻值应比前次实验更小。
③[8]将电阻B替换为A再次进行实验时,电源电压不变,变阻器的阻值不变,由串联电路电压规律和表格数据可知,第②次的电源电压可表示为
①
第③次的电源电压可表示为
②
联立①②式可得,电源电压,变阻器的阻值。
五、分析与交流题(每空1分,共10分)
26. 如图所示是我国的001、002、003号航母,而国产004号航母也问世在即,新型航母除了延续003航母的电磁弹射系统,还有可能采用核动力系统,根据国产航母的相关信息,回答下列小题:
(1)国产004号航母可能采用核能驱动,核能属于_______(选填“可再生”或“不可再生”)能源,核动力航母核反应堆中发生的核反应是_______反应。国产舰载隐形战斗机“歼-35C”的机身涂层能有效吸收_______,从而实现隐身。
(2)冬天海水密度略大一些,航母所受浮力_______(选填“变大”“变小”或“不变”);国产003号航母的电磁弹射系统与_______(选填“电动机”“发电机”或“电磁铁”)的工作原理相同。
【答案】(1) ①. 不可再生 ②. 核裂变 ③. 电磁波
(2) ①. 不变 ②. 电动机
【解析】
【小问1详解】
[1]因为核燃料是有限的,且短期内无法再生,所以核能属于不可再生能源。
[2]核动力航母核反应堆中发生的核反应是核裂变反应,通过可控的核裂变反应产生核能,进而转化为机械能和电能,为航母提供动力。
[3]飞机的隐身能力主要包括雷达隐身、红外隐身等,其中雷达隐身技术是通过采取各种措施缩小飞机的雷达反射面积,涂敷电磁波吸收涂层是降低雷达反射面积的重要手段之一。国产舰载隐形战斗机“歼-35C”的机身涂层能有效吸收电磁波,从而实现隐身。
【小问2详解】
[1]冬天海水密度略大一些,航母始终处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件,浮力等于重力,航母的重力不变,所以航母所受浮力也不变。
[2]电磁弹射系统是利用直流电机产生的电磁力将舰载机在航母甲板上加速到起飞速度,其原理是通电导体在磁场中受到力的作用,这与电动机的工作原理一致,电动机也是通过通电线圈在磁场中受到力的作用而转动,所以国产003号航母的电磁弹射系统与电动机的工作原理相同。
27. 阅读短文,回答问题。
压电效应
压电陶瓷具有正压电效应和逆压电效应。在外力作用发生形变时,它的两个相对表面上出现正、负相反的电荷,产生的电压与外力作用大小成正比;当作用力方向改变时,电荷的极性也随着改变;当外力去掉后,它又会恢复到不带电的状态,这种现象称为正压电效应。相反,当在其电极上加上一定电压就会发生形变,形变随之消失,这种现象称为逆压电效应。
空气加湿器(如图甲)的关键部件是压电陶瓷换能器(如图乙)。它是由压电陶瓷、金属电极和引线组成,外部电压通过引线和电极加到压电陶瓷上。在特定电压的驱动下,压电陶瓷与内置电动机每秒产生2×106次的振动,将水直接雾化。压电式打火机(如图丙)中装有一块压电陶瓷。使用时只需按压点火开关,在两电极之间产生10~20kV的电压而引起火花,引燃丁烷气体。
可用如图丁的方法来观察压电现象并检查压电陶瓷片的质量好坏,当用拇指与食指挤压压电陶瓷片和金属振动片的两面时,电压表的指针就会偏转。在压力相同的情况下,电压表的指针振幅越大,说明压电陶瓷片的灵敏度越高。
(1)空气加湿器工作时,内部的压电陶瓷换能器是将电能转化成 ___________能;
(2)空气加湿器工作时,是利用 ___________压电效应;
(3)图丁电路可表示 ___________(空气加湿器/压电式打火机)的工作原理;
(4)结合图文,以下对压电效应的认识中正确的是 ___________;
A.产生正压电效应时,压电陶瓷在电路中相当于电源
B.产生正压电效应时,获得电压的大小只与压力有关
C.将丁图向内压缩改为向外拉伸,电表偏转方向不变
D.将丁图向内压缩改为向外拉伸,电表示数始终为零
(5)加湿器工作电路如图戊,陶瓷换能器能高速均匀改变电路通断,使虚框内元件每秒产生2×106次振动,下列图像能大概描述电动机两端电压U0随时间t变化关系的是 ___________。
A. B.
C. D.
【答案】 ①. 机械 ②. 逆 ③. 压电式打火机 ④. A ⑤. C
【解析】
【详解】(1)[1]阅读短文知,压电陶瓷与内置电动机每秒产生2×106次的振动,将水直接雾化,说明压电陶瓷是将电能转化为机械能。
(2)[2]阅读短文知,当在其电极上加上一定电压就会发生形变,形变随之消失,这种现象称为逆压电效应;空气加湿器(如图甲)的关键部件是压电陶瓷换能器(如图乙)。它是由压电陶瓷、金属电极和引线组成,外部电压通过引线和电极加到压电陶瓷上,说明加湿器采用逆电压效应。
(3)[3]由图丁知,食指和拇指按压压电陶瓷时产生电压,是压电式打火机工作原理。
(4)[4]结合图文,由图丁知,产生正压电效应时、负相反的电荷;当作用力方向改变时;压电陶瓷在电路中相当于电源,故A正确,BCD错误。
故选A。
(5)[5]根据图示可知,A的振动频率为
B的振动频率为
C的振动频率为
D的振动频率为0Hz,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
六、计算题
28. 图甲是某起重船的示意图,A处为卷扬机,吊臂前端滑轮组如图乙所示.在一次吊装施工中,当起重船从运输船上吊起重物时,起重船浸入海水中的体积增加了18m3,重物在空中匀速竖直上升了3m,所用时间为30s.已知动滑轮总重为2×104N,不计钢丝绳重及摩擦.(ρ海水=1.0×103kg/m3)
(1)求该重物的重力是多少?
(2)求钢丝绳拉力F做功的功率是多少?
(3)求该重物在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率.
【答案】(1)1.8×105N(2)2×104W(3)90%
【解析】
【详解】(1).起重船增大的浮力:
△F浮=ρ水g△V排=1×103kg/m3×10N/kg×18m3=1.8×105N,
因为起重船始终漂浮,所以该重物的重力与增大的浮力相等:
G=△F浮=1.8×105N;
(2).由图知,n=4,不计钢丝绳重及摩擦,钢丝绳的拉力:
F=(G+G动)=×(1.8×105N+2×104N)=5×104N;
拉力端移动距离:
s=4h=4×3m=12m,
拉力做的总功:
W总=Fs=5×104N×12m=6×105J,
拉力做功的功率:
;
(3).拉力做的有用功:
W有用=Gh=1.8×105N×3m=5.4×105J,
滑轮组的机械效率:
答:(1).该重物的重力是1.8×105N;
(2).钢丝绳拉力F做功的功率是2×104W;
(3).该重物在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为90%.
29. 相比于油炸或者油煎的方式,空气炸锅的烹饪方式更好,对于身体健康更有利。如图1所示是科技小组设计的空气炸锅理念图,其原理是利用热空气流加热食物。工作电路图如图2所示,工作时定时开关闭合,当电烤箱内温度高于预设温度时,温控开关自动断开,电热管停止加热,当电烤箱内温度低于预设温度时,温控开关自动闭合,电热管重新开始加热,循环工作保障箱内温度为预设温度。在一次焙烤鸡翅的过程中,定时开关设定为20分钟,电热管正常循环工作时,P-t图像如图3所示,通过电风扇的电动机电流为0.2A。求:
(1)电风扇正常工作时,焙烤鸡翅过程中消耗的电能?此时,电风扇的电功率是多少?
(2)本次烤鸡翅共消耗多少电能?
(3)电热管正常工作时的电阻电阻是多少?本次焙烤的鸡翅里面有点“柴”,询问家长后得知,电热功率太小加热时间太长导致的,科技小组打算将电热功率调高到1000W,用替代,的电阻是多大?
【答案】(1),44W;(2);(3)96.8Ω,48.4Ω
【解析】
【详解】解:(1)由图2可知两开关闭合时电动机和电热管并联,由并联电路的电压特点可知,电动机两端的电压
电风扇正常工作时消耗的电能
电风扇的电功率
(2)由图3 可知本次烤鸡翅过程中,电热管工作的时间
由可知,电热管消耗的电能
则本次烤鸡翅共消耗的电能
(3)由可知,电热管正常工作时的电阻
将电热功率调高到1000W 时,的电阻
答:(1)电风扇正常工作时消耗的电能为;电动机的电功率为44W;
(2)本次烤鸡翅共消耗的电能为;
(3)电热管正常工作时的电阻电阻是96.8Ω;用替代,的电阻是48.4Ω。
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