内容正文:
九年级物理试题
一、选择题(共15小题)
1. 关于材料、能源和信息,下列说法正确的是( )
A. 风能、地热能、电能均属于一次能源
B. 太阳是人类能源的宝库,内部每时每刻都发生着剧烈的核聚变反应
C. “5G”比“4G”传递信息更快,是因为它所使用的电磁波的波速更快
D. 超导材料既可用于制作远距离输电导线,又可用于制作电炉的电阻丝
【答案】B
【解析】
【详解】A.一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源,如风能、地热能等,而电能是由其他形式的能转化而来的,属于二次能源,故A错误;
B.太阳内部每时每刻都在发生着剧烈的核聚变反应,太阳以光和热的形式向四周辐射能量,是人类能源的宝库,故B正确;
C.“5G”比“4G”传递信息更快,是因为“5G”使用的电磁波频率更高,而不是波速更快,在真空中,所有电磁波的波速都是相同的,都等于光速,故C错误;
D.超导材料电阻为零,可用来制作输电线,电流流过导体时,导体不发热,可减少输电过程中因发热而损耗的电能,而电饭锅是利用电流的热效应工作的,如果用超导体制作电热丝,通电后不能发热,故D错误。
故选B。
2. 如图所示,是三合一充电器给三部手机同时充电的情景。下列说法错误的是( )
A. 手机的芯片是利用半导体材料制成的
B. 若拔掉其中一部手机,则通过充电器的总电流变大
C. 手机充电时,手机电池将电能转化为化学能
D. 各个手机之间是并联的连接方式
【答案】B
【解析】
【详解】A.芯片的原材料主要是单晶硅,硅的性质是可以做半导体,高纯的单晶硅是重要的半导体材料,故A正确,不符合题意;
BD.各个手机之间是并联的连接方式,若拔掉其中一部手机,则通过充电器的总电流变小,故B错误,符合题意;D正确,不符合题意;
C.给手机充电时,电能转化为化学能存储在电池中,故C正确,不符合题意。
故选B。
3. “大鹏一日同风起,扶摇直上九万里”。随着国家科技的飞速发展,中国人自古就有的“上天入海”的梦想,其中不正确的是( )
A. 甲图,AS700飞艇气囊内内充入的气体密度小于艇外的空气密度
B. 乙图,093型核潜艇浸没在水中下潜过程中,受到的浮力不变,压强变大
C. 丙图,C919客机升空时,机翼上方空气的流速大,压强小
D. 丁图,“山东号”航母上的舰载机加速升空的过程中,动能转化为重力势能
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲图,AS700飞艇气囊内内充入的气体密度小于艇外的空气密度,浮力大于重力,飞艇在空气中上浮,故A正确,不符合题意;
B.乙图,093型核潜艇浸没在水中下潜过程中,排开水的体积不变,由得,受到的浮力不变,深度变深,由得,压强变大,故B正确,不符合题意;
C.丙图,C919客机升空时,机翼上方空气的流速大,压强小,下方流速小,压强大,因而产生向上的升力,故C正确,不符合题意;
D.丁图,“山东号”航母上的舰载机加速升空的过程中,质量不变,速度和高度均变大,所以动能和重力势能均变大,并非动能转化为重力势能,故D错误,符合题意。
故选D。
4. 图像法是物理学中常用的一种方法,在如图所示的图像中,如果在横、纵坐标加上适当的物理量及单位,不能描述的是( )
A. 匀速直线运动中路程与时间的关系
B. 物体的质量与其体积的关系
C. 物体所受重力与质量的关系
D. 物体的密度与其质量的关系
【答案】D
【解析】
【详解】由图像可知,横坐标表示的物理量和纵坐标表示的物理量是成正比的关系。
A.匀速直线运动的物体,速度是一定值,路程和时间成正比,可以用该图像描述,故A不符合题意;
B.根据可知,同种物质的质量与体积成正比关系,可以用该图像描述,故B不符合题意;
C.物体的重力和质量成正比,可以用该图像描述,故C不符合题意;
D.同种物质密度与其体积无关,是一条平行于横轴的直线,不能用该图像描述,故D符合题意。
故选D。
5. 如图所示,当用眼睛去观察镜子时,光束似乎是从M处发散开来的,则透镜的焦距是( )
A. 0.1m B. 0.2m C. 0.3m D. 0.5m
【答案】A
【解析】
【详解】因为像点M到镜面的距离为0.2m,根据平面镜成像的特点,发光点S离镜面的距离也为0.2m,因为一束平行光经凸透镜折射后要会聚在焦点上,所以点S即为凸透镜的焦点,点S到凸透镜光心的距离为焦距.由图象分析可知,焦距为
0.3m﹣0.2m=0.1m
故选A。
【点评】本题要求学生熟练掌握平面镜成像的特点和凸透镜的光学特点,是一道综合性很强的光学图象分析题。
6. 小明应用所学的物理知识设计了如图所示的两种制霜的方法:图甲,把冰块放在装有适量食盐的易拉罐中;图乙,将一块干冰(固态二氧化碳)放在金属勺子上。过一会儿就看到易拉罐外壁和勺子表面都出现了白霜。下列说法正确的是( )
A. 两种方法中,霜的形成都是凝固现象
B. 制霜的过程中,冰放热,干冰吸热
C. 冰中加盐是为了降低冰的熔点
D. 勺子下方出现的“白气”是二氧化碳
【答案】C
【解析】
【详解】A.霜是空气中的水蒸气凝华形成的,故A错误;
B.冰熔化吸热,干冰升华也是吸热,故B错误;
C.冰中加盐是为了降低冰的熔点,使冰在更低的温度下熔化,故C正确;
D.勺子下方出现的“白气”是水蒸气液化形成的小水滴,故D错误。
故选C。
7. 避险车道被称为高速公路上的“救命道”。避险车道的陡坡上铺有厚厚的碎石(如图),失控车辆冲入陡坡会快速停下,保护驾乘人员和车辆的安全。下列说法正确的是( )
A. 铺有厚厚的碎石是为了减小摩擦
B. 车辆冲入陡坡后由于惯性快速停下
C. 车辆在陡坡上停下时受平衡力作用
D. 失控车辆冲入陡坡后动能不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.铺有厚厚的碎石是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故A错误;
B.惯性是物体保持运动状态不变的性质,车辆冲入陡坡后由于受到重力、摩擦力、空气阻力的作用而快速停下,故B错误;
C.车辆在陡坡上停下时保持静止,处于平衡状态,受平衡力作用,故C正确;
D.失控车辆冲入陡坡后质量不变,速度减小,则动能减小,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,小丽用力F把一块带磁铁的黑板擦压在竖直黑板上静止,下述受力分析正确的是( )
A. 小丽对黑板擦的压力F和黑板对黑板擦的支持力是一对平衡力
B. 小丽对黑板擦的压力F越大,黑板擦所受摩擦力就越大
C. 擦黑板时,可以通过增大压力来增大黑板擦与黑板之间的摩擦力
D. 小丽对黑板擦的压力F和黑板对黑板擦的支持力是一对相互作用力
【答案】C
【解析】
【详解】A.黑板擦在水平方向受到小丽对它的压力F、黑板对它的支持力以及黑板对它的吸引力,这三个力合力为0,三力平衡,所以,小丽对黑板擦的压力F和黑板对黑板擦的支持力不是一对平衡力,故A错误;
B.黑板擦处于静止状态,它受到的重力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,摩擦力和小丽对黑板擦的压力F无关,故B错误;
C.擦黑板时,可以用力将黑板擦压在黑板上,在接触面粗糙程度一定的情况下,通过增大压力来增大黑板擦与黑板之间的摩擦力,故C正确;
D.小丽对黑板擦的压力F和黑板对黑板擦的支持力作用在同一物体上,不是一对相互作用力,故D错误。
故选C。
9. 小玲家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一个,按照每度电0.5元的计费标准,让这三个用电器正常工作1小时。将它们耗电费用绘制成了如图所示的柱状图。则下列四个选项中,错误的是( )
A. 这三个用电器正常工作时,它们的电压相同
B. 这三个用电器正常工作时,通过电烤箱的电流最大
C. 在一个月内,电烤箱的耗电费用一定比电饭锅的多
D. 这三个用电器中,电烤箱的额定功率最大
【答案】C
【解析】
【详解】A.三个用电器的额定电压相等,都等于家庭电路的电压,则它们正常工作时的电压相同,故A正确,不符合题意;
B.由柱状图可知,正常工作1小时,电烤箱需要的电费最高,因电费的单价一定,所以电烤箱消耗的电能最多,由可知,通过电烤箱的电流最大,故B正确,不符合题意;
C.因一个月内电烤箱和电饭锅的实际工作时间不知,根据无法判断电烤箱和电饭锅消耗的电能,所以无法比较耗电费用的多少,故C错误,符合题意;
D.由柱状图可知,正常工作1小时,电烤箱需要交纳的电费最多,电价一定,电烤箱消耗的电能最多,由可知,电烤箱的电功率,即额定功率最大,故D正确,不符合题意。
故选C。
10. 如图甲所示,物体M静止在电梯底部,其上表面通过轻质弹簧与电梯顶部相连。M对电梯底部的压力为F,忽略M和电梯的形变,0~t1内,电梯静止,弹簧处于伸长状态,t1时刻后电梯由静止开始沿竖直方向运动。0~t4内,F与t的关系如图乙所示,则( )
A. t1~t2内,电梯可能向上运动 B. t2~t3内,物体M受力不平衡
C. t3~t4内,电梯一定做加速运动 D. t1~t4内,弹簧对M的拉力不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.物体M静止在电梯底部,弹簧处于伸长状态,0~ t1内,电梯静止,物体也静止,受力平衡,则受到重力G、地面的支持力F和弹簧的拉力T;由于压力与支持力是相互作用力,大小是相等的,则有
G=F2+T
当t1~t2内,压力变为小于F2的F1,弹力和重力不变,此时
G> F1+T
则物体受力不平衡,由静止变为运动,速度变大了,则运动方向与较大的力方向相同,说明电梯是向下加速运动的,故A不符合题意;
B.t2~t3内,压力恢复到静止时的大小,说明受力平衡,因而是匀速下降,故B不符合题意;
C.t3~t4内,压力F3大于F2,此时
G<F3+T
电梯向下做减速运动,故C不符合题意;
D.由于忽略M和电梯的形变,因而弹簧的长度始终不变,形变大小不变,因而弹簧的弹力保持不变,t1~t4内,弹簧对M的拉力不变,故D符合题意。
故选D。
11. 电磁炉是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场,磁化铁质铁锅,从而形成无数个小涡流(即电流),加速锅底分子运动,使锅底自身发热达到加热食品的目的,它具有安全可靠、节能环保等优点,是现代家庭中的理想灶具,其工作原理如图所示。下列有关电磁炉的说法中正确的是( )
A. 电磁炉功率大,使用时很耗电
B. 电磁炉在使用中会产生烟尘和废气
C. 普通铁锅可在电磁炉上使用,而普通砂锅却不能使用
D. 电磁炉在使用中利用了电流的磁效应、热效应和化学效应
【答案】C
【解析】
【详解】A.电磁炉是近代社会研制的一种较为清洁、节能的用电器,其功率并不是非常大,根据可知,使用时并不是非常费电,故A错误;
B.由于电磁炉是消耗电能而工作的,属于清洁能源,在工作时是不能产生烟尘和废气的,故B错误;
C.电磁炉是利用电流的磁效应的原理制成的,故所使用的锅必须是含有磁性材料的物质,普通砂锅不是磁性材料,该锅不能在电磁炉上使用,故C正确;
D.根据题意,电磁炉是利用电流的磁效应的原理制成的,故D错误。
故选C。
12. 如图为某巡航导弹的飞行路线图,发射升空段:发动机点火,导弹以极快的速度穿出大气层升至高空;俯冲加速段:发动机处于关闭状态,导弹向下俯冲,被加速到极高的速度;巡航阶段:主发动机的推力与阻力平衡,弹翼的升力与重力平衡,可以实现远距离“巡航状态”,最后精确打击目标。下列关于该巡航导弹的说法中正确的是( )
A. 发射升空段(点~点):导弹的动能转化为重力势能,机械能不变
B. 导弹穿出大气层到达点时不再受到重力的作用
C. 俯冲加速段(点~点):导弹的重力不做功,机械能不变
D. 巡航阶段(点~点):导弹的运动状态不发生变化
【答案】D
【解析】
【详解】A.O点到E点的过程中,发动机点火加速升空,巡航导弹速度在增大,则动能变大,高度在增大,则重力势能增大,燃料燃烧的内能转化为机械能,故机械能在增大,故A错误;
B.在地球附近的物体都受到重力,所以导弹穿出大气层到达点时仍然受重力的作用,故B错误;
C.俯冲加速段,由于重力的作用,导弹向下加速俯冲,因此重力做功,此过程中,发动机关闭,没有对巡航导弹做功,只有重力在做功,减少的重力势能等于增加的动能,则可知机械能不变,故C错误;
D.巡航阶段,主发动机的推力与阻力平衡,弹翼的升力与重力平衡,受力平衡,导弹做匀速直线运动,导弹的运动状态不发生变化,故D正确。
故选D。
13. 家用小型风力发电机独特的尾翼结构,能使其旋翼自动迎风,如图甲所示。在海边,仅在海陆风因素的影响下,出现图乙、图丙所示的情形,则下列说法中正确的是( )
A. 图乙所示是白天时的情形,图丙是夜晚时的情形
B. 图丙所示是白天时的情形,图乙是夜晚时的情形
C. 图乙、丙都是白天时的情形
D. 图乙、丙都是夜晚时的情形
【答案】B
【解析】
【详解】水的比热容大于砂石和泥土的比热容,白天太阳照射时,海洋升温慢,陆地升温快,陆地的热空气就上升,地面附近海洋的空气来补充,气流就从海洋向陆地,即风从海洋吹向陆地;晚上陆地很快就冷却下来,而海洋则很慢,海洋的温度高,而陆地的温度低,地面气体就从陆地流向海洋,即风从陆地吹向海洋。因此白天,风力发电机翼朝向大海,晚上,风力发电机翼朝向陆地。则图乙是晚上,图丙是白天。故ACD错误,B正确。
故选B。
14. 甲同学骑自行车去看望乙同学,得知消息后,乙同学步行迎接甲,接到后同车返回。整个过程他们的位置与时间的关系如图所示,据图可知( )
A. 相遇前甲的速度是乙的4倍 B. 相遇前甲的速度是乙的3倍
C. 相遇后乙的速度是原来一半 D. 整个过程甲的平均速度是乙的1.5倍
【答案】B
【解析】
【详解】AB.由图象可知,相遇前甲同学10min经过的路程为3km,相遇前甲的速度
相遇前乙同学10min经过的路程为1km,相遇前乙的速度
所以
v甲=3v乙
故A不符合题意,B符合题意;
C.由图象可知,相遇后乙返回用的时间为
15min-10min=5min
经过的路程为1km,相遇后乙的速度
所以
v乙′=2v乙
故C不符合题意;
D.由图象可知,整个过程,甲经过的总路程为4km,总时间为15min,乙经过的总路程为2km,总时间为15min,由可知
v甲平=2v乙平
故D不符合题意。
故选B。
15. 如图是地磅工作原理示意图,秤台连在竖直弹簧上,电路与恒压电源连接。未称量时,滑动变阻器R的滑片P在最上端,称量时,滑片P向下滑动。闭合开关S,车辆总质量越大时,下列说法正确的是( )
A. 可以用电流表的示数反映车辆总质量的大小
B. 电压表示数越大
C. 电流表示数越大
D. 电压表示数与电流表示数之比不变
【答案】B
【解析】
【详解】如图所示,电压表串联在滑片P上,此时R不是滑动变阻器,而是定值电阻,电路为两定值电阻串联,当滑片P向下滑动,由于电路中的总电阻不变,根据可知,电流不变,因此电流表不能反映车辆总质量的大小,电压表与定值电阻R部分电阻并联,且滑片P向下滑动,电压表测量的部分越大,电压表的示数越大;而电压表示数与电流表示数之比不变表示电压表测量的部分电阻,由于滑片向下移动测量部分的电阻越大,因此电压表示数与电流表示数之比变大,故B正确,ACD错误。
故选B。
二、多选题(共5小题)
16. 关于物质的一些物理属性,下列说法正确的是( )
A. 电脑中央处理器采用一体式水冷散热器,利用水比热容较大
B. 铁棒被磁化后具有磁性,可用来吸引铁、钴、铝及镍等金属
C. 家庭电路的电线用铜做导体而不用铁,是因为铜的导电性好
D. 向积雪公路上撒盐能尽快融雪,这样做使雪的熔点低于0℃
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.水的比热容较大,和其它物质比较,升高相同温度吸收的热量多,因此电脑CPU水冷系统常用水作为冷却剂,故A正确;
B.铁棒被磁化后具有了磁性,可以用来吸引铁、钴、镍等金属,但不能吸引铝,故B错误;
C.铜的导电性能比铁的导电性能好,所以,通常家用电路的电线用铜做导电体,而不用铁,故C正确;
D.寒冷的冬季,为了出行方便,人们可以向积雪的公路上撒盐,这样可以降低雪的熔点,低于0℃,尽快地融雪,故D正确。
故选ACD。
17. 如图所示是我国西部某熔盐塔式光热电站,上万面镜子将太阳光准确地反射到高塔顶端,太阳光的能量被塔顶的熔盐吸收,熔盐带着这些能量到达厂房,将水加热成水蒸气,水蒸气推动汽轮发电机发电。下列说法正确的是( )
A. 塔式光热发电站是将太阳能直接转化为电能
B. 塔顶的熔盐吸收太阳光的能量,内能增大
C. 汽轮发电机发电是电磁感应现象的应用
D. 不同位置的镜子将太阳光反射到塔顶都遵循光的反射定律
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.塔式光热发电站是将太阳能转化为水蒸气的内能,内能转化为机械能,最后转化为电能,故A错误;
B.塔顶的熔盐吸收太阳光的能量,通过热传递的方式增大内能,故B正确;
C.汽轮发电机发电是电磁感应现象的应用,是闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流,故C正确;
D.不同位置的镜子,是平面镜,将太阳光反射到塔顶,是光的反射,遵循光的反射定律,故D正确。
故选BCD。
18. 如图甲中用力F1水平拉着重为G的物体在水平路面上匀速移动s的距离。图乙中用动滑轮拉着同一物体在同一路面上匀速移动s的距离,水平拉力为F2,使用动滑轮的过程中( )
A. 总功为W总=2F2s B. 有用功为W有=F1s
C. 机械效率为 D. 额外功为W额=2F2s﹣F1s
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.使用动滑轮拉力端移动的距离
s′=2s
拉力做的总功
W总=F2s′=F2×2s=2F2s
故A符合题意;
B.使用动滑轮做的有用功,等于直接拉物体做的功,即
W有=F1s
故B符合题意;
C.该动滑轮的机械效率
故C不符合题意;
D.额外功为
W额=W总-W有=2F2s-F1s
故D符合题意。
故选ABD。
19. 如图甲所示,一块质量分布均匀的长木板平放在水平桌面上,对长木板施加一个水平向右的力,使木板沿着与桌子边缘平行的方向缓慢向右做直线运动,直到木板的长度伸出桌面时停止运动,此过程中木板对桌面的压强与木板被推动的距离的关系图象如图乙所示。已知木板宽为,则下列判断正确的是( )
A. 移动过程中,木板所受摩擦力先不变后增大
B. 长木板沿力方向的长度为
C. 当时,木板对桌面的压力为
D. 当时,木板对桌面的压强为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.移动过程中,木板对桌面的压力和接触面的粗糙程度都不变,所以滑动摩擦力不变,故A错误;
B.木板的长度伸出桌面时停止运动, 由图乙可知,木板伸出桌面的长度为
0.30m-0.10m=0.20m
长木板沿力F方向的长度为
故B正确;
C.长木板的面积为
由图乙可知, 木板没有伸出桌面时,对桌面的压强是30Pa,则木板对桌面的压力
移动过程中, 木板对桌面的压力始终等于重力, 重力不受,压力不变,所以当x=0.30m时,木板对桌面的压力仍为3.6N,故C正确;
D. 当x=0.25m时,木板对桌面的压力仍为3.6N,与桌面的接触面积为
对桌面的压强
故D错误。
故选BC。
20. 在综合实践活动课上,小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路,电源电压恒定,为定值电阻。闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P由最右端向左移动,直至灯泡L达到额定功率发光。此过程中,电流表A的示数随两电压表、(电压表未画出)示数变化关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 定值电阻的阻值为5Ω
B. 小灯泡的额定功率为是0.5W
C. 小明设计的电路中电源电压为4V
D. 灯泡L的电流达到0.1A时开始发光,为使灯泡能正常工作且安全,滑动变阻器接入电路的阻值范围为3Ω~35Ω
【答案】AD
【解析】
【详解】由电路图知,电压表V1并联在小灯泡的两端,通过小灯泡的电流随着电压表示数的增大而增大,所以图线①是小灯泡的I-U图象,因为图像②随着电压表示数的增大,电流表的示数减小,所以电压表可能只在滑动变阻器的两端,也可能在定值电阻和滑动变阻器的两端,根据串联电路总电压等于各用电器电压之和知,图中当电流相等时,图象①②的电压之和不相等,说明电压表没有并联在定值电阻和滑动变阻器的两端,而是只并联在滑动变阻器的两端;
AC.当电流为0.1A时,电源电压为-----①
当电流为0.25A时,电源电压为-------②
联立①②,解得R1=5Ω,U=4.5V,故A正确,C错误;
B.将滑动变阻器的滑片P由最右端向左移动,变阻器接入电路中的阻值逐渐变小,电流变大,据图可知,当电流为0.25A时,灯泡正常发光,此时灯泡两端的电压为2.5V,则小灯泡的额定功率为是
故B错误;
D.小灯泡正常发光的电阻为
此时电路中的总电阻为
变阻器电阻为
当电路中电流为0.1A时,据图可知,变阻器最大值为
为使灯泡能正常发光且安全,滑动变阻器接入电路的阻值范围为3Ω~35Ω,故D正确。
故选AD。
三、填空题(共4小题)
21. 如图所示,是一款导电椅,它可以把人体带的静电传导给大地。若衣服与空气摩擦后带了负电,则在摩擦过程中衣服________(选填“得到”或“失去”)电子;带电的衣服接触导电椅后,静电通过导电椅传给大地,产生的瞬时电流方向是_________(选填“从衣服到大地”或“从大地到衣服”)。
【答案】 ①. 得到 ②. 从大地到衣服
【解析】
【详解】[1]因为电子带负电,衣服与空气摩擦后带了负电,所以在摩擦过程中衣服得到电子。
[2]带电的衣服带负电,即有多余的电子,接触导电椅后,电子会从衣服通过导电椅流向大地。而物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向,负电荷定向移动的方向与电流方向相反,所以产生的瞬时电流方向是从大地到衣服。
22. 图甲中过山车从A点出发,先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C,D、E点的动能和重力势能大小的示意图,则过山车的动能在___________点最大,B点重力势能的大小___________E点动能的大小。在这个过程中,过山车的机械能是___________(选填“变化”或“不变”)的。
【答案】 ①. C ②. 等于 ③. 变化
【解析】
【详解】(1)[1]过山车在B点重力势能最大,在下降的过程中,重力势能转化为动能,再加上之前前进的动能,所以在C点动能最大。
[2]由图乙可知,B点的重力势能与E点的动能大小在一个水平线上。所以大小相等。
[3]因为有摩擦以及空气阻力的原因,一部分机械能转化为内能,所以过山车的机械能是变化的。
23. 如图所示,通电螺线管的上方有一个静止的小磁针,轴线上右边的圆圈表示闭合电路中一部分导体的横截面,由图可知导线的a端应接电源的_______(填“正”或“负”)极。闭合电路的这部分导体分别向“1”“2”“3”“4”四个方向运动时,沿_______方向运动能产生感应电流。
【答案】 ①. 负 ②. 1、3
【解析】
【详解】[1]小磁针的右端是N极,左端是S极,根据“异名磁极相互吸引”可知,电磁铁的左端是N极。根据右手螺旋定则可知,电流从螺线管右端流入,左端流出,所以,b端接电源正极,a端接电源负极。
[2]电磁铁右端的磁感线方向是水平向右的,只有沿1和3两个方向运动时才切割磁感线,才能产生感应电流。
24. 如图甲所示,小明家的墙面开关。拆开开关后,小明发现内部结构简图如图乙所示,墙面开关整体呈T型,A、B为静触点,M、N为动触点,按动开关,驱动金属片MON绕O点转动,以实现动触点与静触点之间的通断。两种状态分别对应图乙和图丙。
(1)当开关处于图乙状态时,对应灯L被点亮,则应将A、O、B三个接线柱中_________两个接线柱接入电路。
(2)当开关处于如图丙所示状态时,在D点用如图的力F垂直按压开关,则墙面开关面板上E点受到的摩擦力方向为________;当压力F=1.2N时,开关开始转动。小明测得开关按钮,,为中点,,已知开关按钮E点所受摩擦力大小为压力的0.25倍,则NB间的弹力为_________N。(N点为NB间弹力等效作用点)
【答案】(1)A、O (2) ①. 沿EN向上 ②. 2
【解析】
【小问1详解】
当开关处于乙图状态时,对应的灯被点亮,电路接通,由此可知A、O接入电路。
【小问2详解】
[1]图丙中,当在D点施加作用力F时,接触点E有向O点向下滑动的趋势,则E点受到的摩擦力方向为沿EN向上。
[2]当F=1.2N,O1E=2cm,以O1为支点,由杠杆的平衡条件得F·O1D=f·O1E
所以E点对ON的压力
因为,以O为支点,由杠杆的平衡条件得F弹·ON=F1·OE
四、实验探究题(共4小题)
25. 在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,小丽提出如下猜想:
猜想一:浮力的大小跟物体排开液体的体积有关;
猜想二:浮力的大小跟液体的密度有关;
猜想三:浮力的大小跟物体的密度有关。
(1)小丽做了如图所示的实验,实验中,物体A浸没在水中时受到的浮力为________N,比较实验甲、乙、丙,可验证猜想________是正确的。
(2)下表是小丽验证猜想二时收集的实验数据:
液体种类
物体A在液体中的状态
弹簧测力计的示数/N
物体A受到的浮力/N
酒精
浸没
2.4
1.6
盐水
浸没
1.8
2.2
通过分析比较表中数据和实验________的数据可知:浮力的大小与液体的密度有关。
(3)为验证猜想三,小丽选用了与物体A密度不同但体积相同的物体B进行实验,她将物体B逐渐浸入水中,容器中的水面上升至图示O位置时,发现棉线松弛,弹簧测力计示数变为0,如图丁所示,取出物体B后,小丽又将物体A缓慢浸入水中,她在水面上升到________(选填“O点之上”“O点”或“O点之下”)位置时,读取弹簧测力计的示数,这样做是为了控制________相同,以便判断浮力的大小与物体的密度是否有关。
(4)物体A的体积为________m3,物体A的密度为________kg/m3。
(5)小丽还想知道“浮力的大小与物体的体积是否有关”,于是她选用三个体积不同的铝块(底面积相同)、烧杯、水和弹簧测力计进行实验。先用弹簧测力计测出一个铝块的重力,然后把这个铝块浸没在水中,读出弹簧测力计的示数,再用其他两个铝块重复上述实验。分析数据得出结论。该实验方案的不合理之处是________;如果再添加一个记号笔,请你写出改正不合理之处的做法________。
(6)同学小华用如图戊所示装置探究浮力的大小跟哪些因素有关,从物体开始浸入直至浸没一定深度的过程中,台秤的示数变化情况是________。
【答案】(1) ①. 2.0 ②. 一
(2)甲、丙 (3) ①. O点 ②. 物体排开水的体积
(4) ①. 2×10-4 ②. 2×103
(5) ①. 没有控制物体排开液体的体积相同 ②. 见解析
(6)不变
【解析】
【小问1详解】
[1]由图甲可知,物体A的重力是4.0N,物体浸没在水中受到的拉力是2.0N,物体A浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F丙=4.0N-2.0N=2.0N
[2]比较实验甲、乙、丙,物体浸在水中的体积不同,弹簧测力计的示数不同,由称重法可知所受浮力不同,可知物体所受浮力与物体排开液体的体积有关,可验证猜想一。
【小问2详解】
为了验证浮力的大小跟液体的密度有关,应控制排开液体的体积相同,让物体浸没在不同密度的液体中,应分析甲、丙数据,物体A浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F丙=4.0N-2.0N=2.0N
物体浸没在酒精中的浮力是1.6N,物体浸没在盐水中的浮力是2.2N,可以得到浮力的大小与液体的密度有关。
【小问3详解】
[1][2]要探究浮力与物体密度的关系,需使液体密度相同、物体排开液体的体积相同,则应将物体A缓慢浸入水中,使水面仍然上升到O点处,并读取测力计的示数。
【小问4详解】
[1][2]由图甲、丙所示实验可知,物体浸没在水中时受到的浮力F浮=G﹣F丙=4.0N﹣2.0N=2.0N
由F浮=ρ水gV排得物体A的体积
物体A的密度
【小问5详解】
[1][2]要探究浮力与物体的体积的关系,根据控制变量法,需要控制液体密度、排开液体的体积相同,改变物体的体积,测量浮力,故小明实验中只控制了液体密度相同,没有控制物体排开液体的体积相同;将三个铝块放在水平桌面上,用记号笔在铝块相同高度处做标记;每次将铝块浸入水中时,都使铝块的标记处与水面相平。
【小问6详解】
对台秤受力分析可知:受溢水杯和水竖直向下的重力,金属块向下的压力F压=F浮,由平衡条件得:台秤对容器的支持力FN=G+F压
开始台秤的示数等于溢水杯的重力和水的重力之和,当物体放入后,受到水对它向上的浮力,因为力的作用是相互的,所以物体对水有一个向下的反作用力,这时台秤的示数等于溢水杯的重力+水的重力+物体对水向下的压力﹣溢出的水的重力,而物体对水向下的压力等于浮力,等于溢出的水的重力,所以抵消,故台秤示数不变。
26. 小明想知道煮茶时茶叶对水的沸点有没有影响,于是他使用烧杯、温度计、酒精灯等器材进行了探究,并每隔2min记录一次温度计的示数。
(1)将少量茶叶放入盛水的烧杯中后,小明按照_________(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序组装图甲所示实验装置。一是为了使用酒精灯的_______(选填“外焰”或“内焰”)加热,二是为了让温度计的玻璃泡_________在水中,且不接触烧杯壁和底部;
(2)水沸腾时,温度计的示数如图乙所示,则水的沸点为_______℃;烧杯上方出现的大量“白气”是水蒸气_______(选填“吸热”或“放热”)后_______形成的;
(3)根据实验数据,小明描绘了如图丙所示的水的温度随加热时间变化的图像。分析图像,请给小明提一条合理化建议:___________;
(4)分析实验数据,小明并不能得出茶叶对水的沸点有没有影响。为了得出结论,他可以 ____________________。
【答案】(1) ①. 自下而上 ②. 外焰 ③. 全部浸没
(2) ①. 99 ②. 放热 ③. 液化
(3)减少水的质量 (4)同时做一组加热水的对比实验,比较茶水和水的沸点
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]在做水的沸腾实验时,为了使用酒精灯的外焰给水加热,且保证温度计在使用时,玻璃泡全部浸入被测液体中,不要碰到容器底或容器壁,实验装置必须按照从下到上的顺序进行安装。
【小问2详解】
[1]由图可知,此温度计的分度值是1℃,则水的沸点为99℃。
[2][3]烧杯上方出现的大量“白气”,是因为水沸腾时产生大量水蒸气,水蒸气遇冷放热发生液化,形成“白气”。
【小问3详解】
由图像可知,加热到沸腾的时间较长,要想缩短水的沸腾时间,可以采取的措施是减少水的质量或提高水的初温。
【小问4详解】
单凭这一个实验,小明并不能得出茶叶对水的沸点有没有影响,为了得出结论,他可以同时做一组只加水的对比实验,然后比较茶水和水的沸点。
27. 小明为了探究平面镜成像的特点,准备了平面镜、玻璃板、两支完全相同的蜡烛A 和B光具座、光屏等实验器材
(1)如图所示,小明将蜡烛A点燃竖直放置在光具座甲位置,选用_______(平面镜、玻璃板)竖直放置在乙位置,未点燃的蜡烛B竖直放置在乙位置右侧,移动烛B到丙位置时,发现蜡烛 B也被“点燃”了,且蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,说明像物大小______。
(2)实验过程中看到蜡烛 A的像不清晰,将蜡烛B也点燃,用来增加像的亮度,这样做_______(能、不能)使看到的像更清晰。
(3)拿去蜡烛B,在丙位置放一光屏,光屏上不能出现蜡烛A的像,说明所成的像是______(虚、实)像
(4)小明又想利用上述装置,探究凸透镜成像规律,将乙处器材换成一凸透镜,蜡烛A移动至35cm刻度线处,丙位置光屏上恰好出现烛焰清晰的像,生活中_______(照相机、投影仪、放大镜)就是利用这一原理工作的。用直径相同、焦距更大的凸透镜替换原凸透镜,移动光屏也得到了清晰的像,则此时的像较原来的像______(变大、不变、变小)。
(5)在上一步实验的基础上,小明将一远视镜片放在凸透镜与蜡烛之间,要使光屏上还能呈清晰的像,可将光屏适当向______(左、右)移动
(6)下列关于凸透镜成像和平面镜成像的说法,正确的是______
A、都可以成正立的像
B、人观察到虚像时,没有光线进入人眼
C、实像有放大的有缩小的,虚像都是与物等大的
D、实像都是由光的折射形成的,虚像都是由光的反射形成的
【答案】 ①. 玻璃板 ②. 相等 ③. 不能 ④. 虚 ⑤. 投影仪 ⑥. 变大 ⑦. 左 ⑧. A
【解析】
【详解】(1)[1]实验时采用玻璃板来代替平面镜,利用玻璃板的透光性,便于确定像的位置。
[2]蜡烛B与蜡烛A完全相同,移动蜡烛B到丙位置时,发现蜡烛B也被“点燃”了,且蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,说明平面镜成像中物像大小相等,采用了等效替代法。
(2)[3]将蜡烛B也点燃,由于蜡烛B发出的光透过玻璃板射到人眼,不能使看到的像更清晰,反而更不能看清蜡烛A的像。
(3)[4]虚像是由光线的反向延长线会聚而成的,不能呈现在光屏上,拿去蜡烛B,在丙位置放一光屏,光屏上不能呈现蜡烛A的像,说明所成的像是虚像。
(4)[5]蜡烛A移至35cm刻度线处,丙位置光屏上恰好出现烛焰清晰的像,此时物距为15.0cm,像距为30.0cm,物距小于像距,成的是倒立、放大的实像,与投影仪成像原理相同。
[6]用直径相同、焦距更大的凸透镜替换原凸透镜,物体的位置不动,但由于焦距变大,相当于物变近,根据凸透镜成实像的规律:物近像远像变大,则此时的像较原来的像变大。
(5)[7]远视镜片是凸透镜,可以会聚光线,提前成像,所以将一远视镜片放在凸透镜与蜡烛之间,要使光屏上还能呈清晰的像,可将光屏适当向左移。
(6)[8]A.平面镜成的是正立、等大的虚像,凸透镜物距在一倍焦距以内时,成的是正立、放大的虚像,所以平面镜和凸透镜都可以成正立的像,故A正确;
B.没有光线进入人眼,就不能观察到像,所以人观察到虚像时,有光线进入人眼,故B错误;
C.凸透镜所成的实像有放大的有缩小的,凸透镜所成的虚像是放大的,平面镜所成的虚像是与物等大的,故C错误;
D.凸透镜所成的实像都是由光的折射形成的,平面镜所成的虚像是由光的反射形成的,凸透镜所成的虚像是由光的折射形成的,故D错误。
故选A。
28. 项目式学习小组依据标准电热丝R0=4Ω,制作了一批相同规格的电热丝R,现需逐一检测这批电热丝R是否合格,合格的标准为R0±10%(即0.9R0~1.1R0范围内合格)。老师提供的实验器材有:电源(电压3V恒定)、标准电热丝R0、待检测电热丝R、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线。
(1)小组成员设计的检测电路如图-1所示,用笔画线表示导线,将实物图连接完整,要求:滑片向右移动时,电路中的电流变大。
(2)该实验的实验原理是_______。
(3)某次检测,电流表和电压表的示数如图-2所示,则被检测的电阻阻值为_______Ω,检测结果为:该电热丝_______(填“合格”或“不合格”)。
(4)在评估实验时,有成员提出:待测电热丝数量多,每次检测都需要调节、读数和计算,太繁琐。建议用标准电热丝R0和一只电表重新设计检测电路,在电表表头上标示合格范围,如图-3所示。将待检电热丝R接入,无须任何调节,观察到指针在标示的范围内即为合格,范围外为不合格。还可以检测其它批次阻值不同的电热丝,只需更换对应批次的标准电热丝R0,无需其它调节,表头标示依旧可用。
①将设计的电路图画于方框内。_______
②若所使用器材全是老师提供的实验器材,图-3中表头上标示的“+10%”对应的电表示数为_______。(保留一位小数)
【答案】(1) (2)
(3) ①. 5Ω ②. 不合格
(4) ①. ②. 1.6V
【解析】
【小问1详解】
滑片向右移动,电路中电流变大,说明变阻器连入电路中电阻减小,即使用右下接线柱将变阻器连入电路。电路连接如下:
【小问2详解】
需要测量电阻丝电阻大小,实验原理是。
【小问3详解】
[1]电流表所用量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.32A;电压表所用量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为1.6V。此时电阻为
[2]因
故电热丝不合格。
【小问4详解】
[1]电源电压一定(3V),将标准电热丝与待测电热丝串联接入电路,根据电源电压、标准电热丝电阻、待测电热丝电阻合格范围,即可计算出待测电热丝两端电压范围,测量待测电热丝两端电压,即可直接判定待测电热丝是否合格。电路如下:
[2]标准电热丝为4Ω,待测电热丝电阻在+10%时阻值为
此时待测电热丝两端电压为
五、计算题(共3小题)
29. 如图甲所示为一个有监测湿度大小功能的超声波加湿器,图乙所示为其湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为4.5V,定值电阻。R0为20Ω,电压表的量程为0~3V,湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图像如图丙所示。在电路安全工作的前提下,求:
(1)湿度为50%时,电流表的示数为多少A?
(2)电流表示数为0.1A时,可监测出湿度为多少?湿敏电阻每分钟消耗多少J的电能?
(3)该装置能监测的湿度最大值为多少?此时湿度监测装置消耗的功率为多少W?
【答案】(1)0.09
(2)40%;15 (3)70%;0.3375
【解析】
【小问1详解】
由丙图可知,湿度为30%时,R的阻值为30Ω,此时电路中的总电阻为
湿度为50%时,电流表的示数为
【小问2详解】
电流表示数为0.1A时,电路中的总电阻为
此时敏电阻R的阻值为
由图可知,此时的湿度为40%,此时湿敏电阻每分钟消耗的电能为
【小问3详解】
由丙图可知,湿度越大,R的阻值越大,当湿度最大时,R的阻值最大,由乙图可知,R0和R串联,电压表测R两端的电压,由串联分压原理可知,当R两端的电压最大时,R的阻值最大,依题意电压表的量程为0~3V,所以当R两端的电压为3V时,R的阻值最大,湿度最大,由串联电路电压规律可知
所以此时湿敏电阻的阻值为
由图可知,该装置能监测的湿度最大值为70%,此时电路中的总电阻为
湿度监测装置消耗的功率为
30. 救援队用吊绳打捞沉到水池底部的实心长方体沉箱,如图20甲所示,提升过程中始终以0.15m/s的速度竖直向上匀速提起,图乙是吊绳的拉力F随时间t变化的图像,整个提起过程用时80s,g取10N/kg,水的密度为1×103kg/m3,不计水的阻力及水面高度的变化。求:
(1)打捞过程中,沉箱没有露出水面之前时所受浮力的大小;
(2)拉力所做的功;
(3)沉箱的密度为多大;
(4)开始提起(t=0)时,沉箱下表面受到水的压强(不计大气压)。
【答案】(1)3×104N
(2)3.06×105J
(3)2.7×103kg/m3
(4)7.5×104Pa
【解析】
【小问1详解】
由图乙可知,50s后物体完全脱离水面,因此可知沉箱的重力
根据称重法,沉箱没有露出水面之前时所受浮力的大小为
【小问2详解】
拉力F=5.1×104N,通过的路程
所做的功
【小问3详解】
物体浸没时
沉箱的质量
沉箱的密度
【小问4详解】
开始提起(t=0)时,沉箱下表面所处深度
沉箱下表面受到水的压强
31. 小曾同学学习完动能和势能的知识以后,通过阅读高中教材必修二发现。
①动能;
②重力势能Ep=mgh;
③弹性势能,x为弹簧形变量,劲度系数k为弹力与形变量的比值,单位为N/m;
④在只有重力或弹簧弹力做功的系统内,动能和势能会发生相互转化,但总机械能保持不变。
在如图所示的装置中,质量为1kg的小球沿光滑斜面无初速度滑下,到达B点后通过转角装置掉入竖直装置中,在C点开始压缩弹簧,D点速度达到最大,直至压缩到最低点E。已知A与B高度差为0.8m,B与C的高度差为0.75m,弹簧足够长,劲度系数k=20N/m。忽略转弯处的能量损失。
(1)小球到达B点的速度大小为多少?
(2)请定性描述从C到D和D到E的过程中,系统能量的转化。
(3)小球的最大速度为多少?
【答案】(1)4m/s;(2)见解析;(3)6m/s
【解析】
【详解】解:(1)如果不考虑空气阻力,机械能守恒,即最高点的重力势能等于B点的动能
则小球摆动到最低点时的速度大小
(2)小球到达C点时开始受到弹力的作用,弹力小于重力,小球继续向下做加速运动;弹簧发生弹性形变,具有弹性势能,小球的机械能转化为弹性势能和小球的动能;到达D点时的速度最大,小球的动能最大;继续向下运动到E点,弹簧的弹性势能变大,是小球的机械能转化为弹簧的弹性势能。
(3)弹簧足够长,劲度系数k=20N/m,当重力等于弹力时速度最大,则弹簧的伸长量为
整个系统的机械能守恒,D点时
代入数据得
解得v=6m/s。
答:(1)小球到达B点的速度大小为4m/s;
(2)从C到D的过程中重力势能转化为动能和弹性势能;从D到E的过程中,机械能转化为弹性势能;
(3)小球的最大速度为6m/s。
六、作图题(共1小题)
32. 如图所示,重为G的带正电的小球甲静止在内壁光滑且绝缘的竖直平底圆管底部,将另一相同的带正电的小球乙从小球甲上方O点由静止开始释放。已知电荷间的相互作用力随它们之间距离的减小而增大,且假设小球乙运动到A点时才出现电荷间的相互作用力,小球乙运动至B点后开始向上运动。请画出小球乙从O点下落至B点的过程中,其所受合力的大小随运动距离变化的大致关系图像。(不计空气阻力)
【答案】
【解析】
【详解】由题意可知,小球乙由O点下落至A点,只受竖直向下的重力作用,小球乙由静止开始做加速运动,OA段受到的合力为
当小球乙运动到A点时,同种电荷相互排斥,小球乙开始受到甲对乙竖直向上的作用的斥力Fq,所以AB段小球乙受到竖直向下重力G和竖直向上的力Fq;因为电荷间的相互作用力随它们之间距离的减小而增大,所以AB段刚开始
合力
小球乙受到的合力竖直向下,小球乙继续做加速运动;当时,小球乙受到的合力为零,此时小球乙的速度达到最大,设此时小球乙位于C点;小球乙继续向下运动
合力
小球乙受到的合力竖直向上,小球乙做减速运动,当速度减小至零时,小球乙到达B点,在B点时受到的合力达到最大,然后开始向上运动。
综合以上分析可知:OA段,小球乙受到的合力为
AC段,小球乙受到的合力为
合力大小由G逐渐减小至零;CB段,小球乙受到的合力为
合力大小由零逐渐增至最大。
OC和CB两段小球乙动能的变化量相等,根据做了多少功就有多少能量转化可知,OC和CB两段合力做的功也相等,如下图所示,左右两边阴影面积相等(作图时大致相等即可)。
根据以上结论画出小球乙从O点下落至B点的过程中,其所受合力的大小F合随运动距离s变化的大致关系图像,如图所示:(A、B、C三点至O点的距离分别用sA、sB、sC表示)
七、科普阅读题(共1小题)
33. 阅读短文,回答文后的问题。
魅力冰雪
第二十五届哈尔滨冰雪大世界于2023年12月18日开园迎客,以“龙腾冰雪逐梦亚冬”为主题(如图),占地面积81万平方米,总用冰和用雪量为25万立方米,吸引了一大批“南方小土豆”前往游玩。其中“人气王”、“排队王”超级冰滑梯从上一届的8条滑道增加到了14条,最长滑道长达521米,在规模、长度和占地面积上均创历届之最。
马铃薯公主畅畅在新年期间跟朋友一起到冰雪大世界体验刺激的冰滑梯游乐项目,图2为冰滑梯的示意图,畅畅发现,选用不同材料的滑板,从倾斜滑道顶端由静止滑下后,沿滑道运动的水平方向总距离L不同,设滑板对水平滑道压力和滑板所受阻力的比值为k,已知L的大小随k值的变化关系如图3。
随后,畅畅来到滑雪场游玩,她发现现场有一积雪深度测量仪,其基本结构如图4所示。测量仪工作时竖直向下发出超声波,超声波经雪面反射返回检测仪,测出超声波从发出到返回的时间,就可知道积雪的深度。已知测量仪的超声波发射和接收端口距地面4.3m。测量仪内置温度修正装置用以稳定仪器内部的温度环境,如图5所示是修正装置的部分电路图,两个独立的电路中电源电压相等,R1为热敏电阻,阻值随温度的升高而降低,R2,R4为定值电阻,R3为滑动变阻器,R1的阻值随环境温度变化时,其两端的电压随之发生变化,被控制电路根据R1与R3两端电压差值∆U对温度进行修正。
多台造雪机喷射出洁白的人造雪花在园区内飘洒。梦幻浪漫,造雪机用高压空气把吸入的水吹成小水珠,小水珠落地前凝固成小冰晶,这就是雪花。
(1)畅畅从冰滑梯上运动到水平轨道后,还能继续滑行一段距离,以滑板为参照物,畅畅是________(选填“运动”或“静止”的);
(2)关于在冰雪大世界里活动的见闻和体验,下列说法正确的是( )
A. 戴墨镜是为了防止强光伤害眼睛
B. 园区内有各种美轮美奂的冰雕,有些还戴上了红围巾、红帽子,围巾和帽子因为吸收了红光,所以看起来是红色的
C. 造雪机用水造雪属于凝华现象
D. 造雪机可以在任何温度环境下制雪
(3)在冰滑梯上运动时畅畅与滑板的总重为500N,她在冰滑梯项目中沿滑道运动的水平方向总距离L为120m,则滑板对水平滑道压力和滑板所受水平阻力的比值k为________,运动中滑板受到的水平阻力为________N;(已知L的大小随k值的变化关系如图3)
(4)积雪深度测量仪工作时,测出超声波从发射到返回的时间为0.02s,超声波的传播速度为340m/s,则积雪的深度为________m。
(5)如图5所示电路中,R2=100Ω,R4=1kΩ,某温度时R1=20Ω,调节R3的阻值,使R1和R3两端的电压刚好相等。保持R3接入电路的阻值不变,当温度降低时,测得∆U=1V,R2两端的电压为3V。则电源电压为________V。
【答案】(1)静止 (2)A
(3) ①. 5 ②. 100
(4)0.9 (5)4.8
【解析】
【小问1详解】
畅畅从冰滑梯上运动到水平轨道后,以滑板为参照物,小华与滑板之间的位置不变,处于静止状态。
【小问2详解】
A.墨镜可以吸收一部分光,能防止强光伤害眼睛,故A正确;
B.不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的,围巾和帽子反射了红光,所以看起来是红色的,故B错误;
C.造雪机用水造雪,小水珠变成小冰晶,是凝固现象,故C错误;
D.造雪机造雪是小水珠变成小冰晶,只能在温度等于或低于水的凝固点时发生,故D错误。
故选A。
【小问3详解】
[1][2]因为滑板沿滑道运动的水平方向总距离L为120m,由图3知,k=5,滑板对水平滑道压力为
由题意知,所以,水平阻力为
【小问4详解】
由题意知,超声波从发射到返回的时间为0.02s,超声波的传播速度为340m/s,则超声波发射和接收端口到雪表面距离
积雪的深度
【小问5详解】
设图丁两个独立的电路中电源电压均为U,根据串联电路电压分配与电阻成正比,可得
所以,,使R1和R3两端的电压相等,即
当温度降低时,热敏电阻R1的阻值会升高,由串联分压规律可知,其两端电压增大,已知R2两端的电压为3V,则
已知,得
即
解得。
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九年级物理试题
一、选择题(共15小题)
1. 关于材料、能源和信息,下列说法正确的是( )
A. 风能、地热能、电能均属于一次能源
B. 太阳是人类能源的宝库,内部每时每刻都发生着剧烈的核聚变反应
C. “5G”比“4G”传递信息更快,是因为它所使用的电磁波的波速更快
D. 超导材料既可用于制作远距离输电导线,又可用于制作电炉的电阻丝
2. 如图所示,是三合一充电器给三部手机同时充电的情景。下列说法错误的是( )
A. 手机的芯片是利用半导体材料制成的
B. 若拔掉其中一部手机,则通过充电器的总电流变大
C. 手机充电时,手机电池将电能转化为化学能
D. 各个手机之间是并联的连接方式
3. “大鹏一日同风起,扶摇直上九万里”。随着国家科技的飞速发展,中国人自古就有的“上天入海”的梦想,其中不正确的是( )
A. 甲图,AS700飞艇气囊内内充入的气体密度小于艇外的空气密度
B. 乙图,093型核潜艇浸没在水中下潜过程中,受到的浮力不变,压强变大
C. 丙图,C919客机升空时,机翼上方空气的流速大,压强小
D. 丁图,“山东号”航母上的舰载机加速升空的过程中,动能转化为重力势能
4. 图像法是物理学中常用的一种方法,在如图所示的图像中,如果在横、纵坐标加上适当的物理量及单位,不能描述的是( )
A. 匀速直线运动中路程与时间的关系
B. 物体的质量与其体积的关系
C. 物体所受重力与质量的关系
D. 物体的密度与其质量的关系
5. 如图所示,当用眼睛去观察镜子时,光束似乎是从M处发散开来的,则透镜的焦距是( )
A. 0.1m B. 0.2m C. 0.3m D. 0.5m
6. 小明应用所学的物理知识设计了如图所示的两种制霜的方法:图甲,把冰块放在装有适量食盐的易拉罐中;图乙,将一块干冰(固态二氧化碳)放在金属勺子上。过一会儿就看到易拉罐外壁和勺子表面都出现了白霜。下列说法正确的是( )
A. 两种方法中,霜的形成都是凝固现象
B. 制霜的过程中,冰放热,干冰吸热
C. 冰中加盐是为了降低冰的熔点
D. 勺子下方出现的“白气”是二氧化碳
7. 避险车道被称为高速公路上的“救命道”。避险车道的陡坡上铺有厚厚的碎石(如图),失控车辆冲入陡坡会快速停下,保护驾乘人员和车辆的安全。下列说法正确的是( )
A. 铺有厚厚的碎石是为了减小摩擦
B. 车辆冲入陡坡后由于惯性快速停下
C. 车辆在陡坡上停下时受平衡力作用
D. 失控车辆冲入陡坡后动能不变
8. 如图所示,小丽用力F把一块带磁铁的黑板擦压在竖直黑板上静止,下述受力分析正确的是( )
A. 小丽对黑板擦的压力F和黑板对黑板擦的支持力是一对平衡力
B. 小丽对黑板擦的压力F越大,黑板擦所受摩擦力就越大
C. 擦黑板时,可以通过增大压力来增大黑板擦与黑板之间的摩擦力
D. 小丽对黑板擦的压力F和黑板对黑板擦的支持力是一对相互作用力
9. 小玲家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一个,按照每度电0.5元的计费标准,让这三个用电器正常工作1小时。将它们耗电费用绘制成了如图所示的柱状图。则下列四个选项中,错误的是( )
A. 这三个用电器正常工作时,它们的电压相同
B. 这三个用电器正常工作时,通过电烤箱的电流最大
C. 在一个月内,电烤箱的耗电费用一定比电饭锅的多
D. 这三个用电器中,电烤箱的额定功率最大
10. 如图甲所示,物体M静止在电梯底部,其上表面通过轻质弹簧与电梯顶部相连。M对电梯底部的压力为F,忽略M和电梯的形变,0~t1内,电梯静止,弹簧处于伸长状态,t1时刻后电梯由静止开始沿竖直方向运动。0~t4内,F与t的关系如图乙所示,则( )
A. t1~t2内,电梯可能向上运动 B. t2~t3内,物体M受力不平衡
C. t3~t4内,电梯一定做加速运动 D. t1~t4内,弹簧对M的拉力不变
11. 电磁炉是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场,磁化铁质铁锅,从而形成无数个小涡流(即电流),加速锅底分子运动,使锅底自身发热达到加热食品的目的,它具有安全可靠、节能环保等优点,是现代家庭中的理想灶具,其工作原理如图所示。下列有关电磁炉的说法中正确的是( )
A. 电磁炉功率大,使用时很耗电
B. 电磁炉在使用中会产生烟尘和废气
C. 普通铁锅可在电磁炉上使用,而普通砂锅却不能使用
D. 电磁炉在使用中利用了电流的磁效应、热效应和化学效应
12. 如图为某巡航导弹的飞行路线图,发射升空段:发动机点火,导弹以极快的速度穿出大气层升至高空;俯冲加速段:发动机处于关闭状态,导弹向下俯冲,被加速到极高的速度;巡航阶段:主发动机的推力与阻力平衡,弹翼的升力与重力平衡,可以实现远距离“巡航状态”,最后精确打击目标。下列关于该巡航导弹的说法中正确的是( )
A. 发射升空段(点~点):导弹的动能转化为重力势能,机械能不变
B. 导弹穿出大气层到达点时不再受到重力的作用
C. 俯冲加速段(点~点):导弹的重力不做功,机械能不变
D. 巡航阶段(点~点):导弹的运动状态不发生变化
13. 家用小型风力发电机独特的尾翼结构,能使其旋翼自动迎风,如图甲所示。在海边,仅在海陆风因素的影响下,出现图乙、图丙所示的情形,则下列说法中正确的是( )
A. 图乙所示是白天时的情形,图丙是夜晚时的情形
B. 图丙所示是白天时的情形,图乙是夜晚时的情形
C. 图乙、丙都是白天时的情形
D. 图乙、丙都是夜晚时的情形
14. 甲同学骑自行车去看望乙同学,得知消息后,乙同学步行迎接甲,接到后同车返回。整个过程他们的位置与时间的关系如图所示,据图可知( )
A. 相遇前甲的速度是乙的4倍 B. 相遇前甲的速度是乙的3倍
C. 相遇后乙的速度是原来一半 D. 整个过程甲的平均速度是乙的1.5倍
15. 如图是地磅工作原理示意图,秤台连在竖直弹簧上,电路与恒压电源连接。未称量时,滑动变阻器R的滑片P在最上端,称量时,滑片P向下滑动。闭合开关S,车辆总质量越大时,下列说法正确的是( )
A. 可以用电流表的示数反映车辆总质量的大小
B. 电压表示数越大
C. 电流表示数越大
D. 电压表示数与电流表示数之比不变
二、多选题(共5小题)
16. 关于物质的一些物理属性,下列说法正确的是( )
A. 电脑中央处理器采用一体式水冷散热器,利用水比热容较大
B. 铁棒被磁化后具有磁性,可用来吸引铁、钴、铝及镍等金属
C. 家庭电路的电线用铜做导体而不用铁,是因为铜的导电性好
D. 向积雪公路上撒盐能尽快融雪,这样做使雪的熔点低于0℃
17. 如图所示是我国西部某熔盐塔式光热电站,上万面镜子将太阳光准确地反射到高塔顶端,太阳光的能量被塔顶的熔盐吸收,熔盐带着这些能量到达厂房,将水加热成水蒸气,水蒸气推动汽轮发电机发电。下列说法正确的是( )
A. 塔式光热发电站是将太阳能直接转化为电能
B. 塔顶的熔盐吸收太阳光的能量,内能增大
C. 汽轮发电机发电是电磁感应现象的应用
D. 不同位置的镜子将太阳光反射到塔顶都遵循光的反射定律
18. 如图甲中用力F1水平拉着重为G的物体在水平路面上匀速移动s的距离。图乙中用动滑轮拉着同一物体在同一路面上匀速移动s的距离,水平拉力为F2,使用动滑轮的过程中( )
A. 总功为W总=2F2s B. 有用功为W有=F1s
C. 机械效率为 D. 额外功为W额=2F2s﹣F1s
19. 如图甲所示,一块质量分布均匀的长木板平放在水平桌面上,对长木板施加一个水平向右的力,使木板沿着与桌子边缘平行的方向缓慢向右做直线运动,直到木板的长度伸出桌面时停止运动,此过程中木板对桌面的压强与木板被推动的距离的关系图象如图乙所示。已知木板宽为,则下列判断正确的是( )
A. 移动过程中,木板所受摩擦力先不变后增大
B. 长木板沿力方向的长度为
C. 当时,木板对桌面的压力为
D. 当时,木板对桌面的压强为
20. 在综合实践活动课上,小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路,电源电压恒定,为定值电阻。闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P由最右端向左移动,直至灯泡L达到额定功率发光。此过程中,电流表A的示数随两电压表、(电压表未画出)示数变化关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 定值电阻的阻值为5Ω
B. 小灯泡的额定功率为是0.5W
C. 小明设计的电路中电源电压为4V
D. 灯泡L的电流达到0.1A时开始发光,为使灯泡能正常工作且安全,滑动变阻器接入电路的阻值范围为3Ω~35Ω
三、填空题(共4小题)
21. 如图所示,是一款导电椅,它可以把人体带的静电传导给大地。若衣服与空气摩擦后带了负电,则在摩擦过程中衣服________(选填“得到”或“失去”)电子;带电的衣服接触导电椅后,静电通过导电椅传给大地,产生的瞬时电流方向是_________(选填“从衣服到大地”或“从大地到衣服”)。
22. 图甲中过山车从A点出发,先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C,D、E点的动能和重力势能大小的示意图,则过山车的动能在___________点最大,B点重力势能的大小___________E点动能的大小。在这个过程中,过山车的机械能是___________(选填“变化”或“不变”)的。
23. 如图所示,通电螺线管的上方有一个静止的小磁针,轴线上右边的圆圈表示闭合电路中一部分导体的横截面,由图可知导线的a端应接电源的_______(填“正”或“负”)极。闭合电路的这部分导体分别向“1”“2”“3”“4”四个方向运动时,沿_______方向运动能产生感应电流。
24. 如图甲所示,小明家的墙面开关。拆开开关后,小明发现内部结构简图如图乙所示,墙面开关整体呈T型,A、B为静触点,M、N为动触点,按动开关,驱动金属片MON绕O点转动,以实现动触点与静触点之间的通断。两种状态分别对应图乙和图丙。
(1)当开关处于图乙状态时,对应灯L被点亮,则应将A、O、B三个接线柱中_________两个接线柱接入电路。
(2)当开关处于如图丙所示状态时,在D点用如图的力F垂直按压开关,则墙面开关面板上E点受到的摩擦力方向为________;当压力F=1.2N时,开关开始转动。小明测得开关按钮,,为中点,,已知开关按钮E点所受摩擦力大小为压力的0.25倍,则NB间的弹力为_________N。(N点为NB间弹力等效作用点)
四、实验探究题(共4小题)
25. 在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,小丽提出如下猜想:
猜想一:浮力的大小跟物体排开液体的体积有关;
猜想二:浮力的大小跟液体的密度有关;
猜想三:浮力的大小跟物体的密度有关。
(1)小丽做了如图所示的实验,实验中,物体A浸没在水中时受到的浮力为________N,比较实验甲、乙、丙,可验证猜想________是正确的。
(2)下表是小丽验证猜想二时收集的实验数据:
液体种类
物体A在液体中的状态
弹簧测力计的示数/N
物体A受到的浮力/N
酒精
浸没
2.4
1.6
盐水
浸没
1.8
2.2
通过分析比较表中数据和实验________的数据可知:浮力的大小与液体的密度有关。
(3)为验证猜想三,小丽选用了与物体A密度不同但体积相同的物体B进行实验,她将物体B逐渐浸入水中,容器中的水面上升至图示O位置时,发现棉线松弛,弹簧测力计示数变为0,如图丁所示,取出物体B后,小丽又将物体A缓慢浸入水中,她在水面上升到________(选填“O点之上”“O点”或“O点之下”)位置时,读取弹簧测力计的示数,这样做是为了控制________相同,以便判断浮力的大小与物体的密度是否有关。
(4)物体A的体积为________m3,物体A的密度为________kg/m3。
(5)小丽还想知道“浮力的大小与物体的体积是否有关”,于是她选用三个体积不同的铝块(底面积相同)、烧杯、水和弹簧测力计进行实验。先用弹簧测力计测出一个铝块的重力,然后把这个铝块浸没在水中,读出弹簧测力计的示数,再用其他两个铝块重复上述实验。分析数据得出结论。该实验方案的不合理之处是________;如果再添加一个记号笔,请你写出改正不合理之处的做法________。
(6)同学小华用如图戊所示装置探究浮力的大小跟哪些因素有关,从物体开始浸入直至浸没一定深度的过程中,台秤的示数变化情况是________。
26. 小明想知道煮茶时茶叶对水的沸点有没有影响,于是他使用烧杯、温度计、酒精灯等器材进行了探究,并每隔2min记录一次温度计的示数。
(1)将少量茶叶放入盛水的烧杯中后,小明按照_________(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序组装图甲所示实验装置。一是为了使用酒精灯的_______(选填“外焰”或“内焰”)加热,二是为了让温度计的玻璃泡_________在水中,且不接触烧杯壁和底部;
(2)水沸腾时,温度计的示数如图乙所示,则水的沸点为_______℃;烧杯上方出现的大量“白气”是水蒸气_______(选填“吸热”或“放热”)后_______形成的;
(3)根据实验数据,小明描绘了如图丙所示的水的温度随加热时间变化的图像。分析图像,请给小明提一条合理化建议:___________;
(4)分析实验数据,小明并不能得出茶叶对水的沸点有没有影响。为了得出结论,他可以 ____________________。
27. 小明为了探究平面镜成像的特点,准备了平面镜、玻璃板、两支完全相同的蜡烛A 和B光具座、光屏等实验器材
(1)如图所示,小明将蜡烛A点燃竖直放置在光具座甲位置,选用_______(平面镜、玻璃板)竖直放置在乙位置,未点燃的蜡烛B竖直放置在乙位置右侧,移动烛B到丙位置时,发现蜡烛 B也被“点燃”了,且蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,说明像物大小______。
(2)实验过程中看到蜡烛 A的像不清晰,将蜡烛B也点燃,用来增加像的亮度,这样做_______(能、不能)使看到的像更清晰。
(3)拿去蜡烛B,在丙位置放一光屏,光屏上不能出现蜡烛A的像,说明所成的像是______(虚、实)像
(4)小明又想利用上述装置,探究凸透镜成像规律,将乙处器材换成一凸透镜,蜡烛A移动至35cm刻度线处,丙位置光屏上恰好出现烛焰清晰的像,生活中_______(照相机、投影仪、放大镜)就是利用这一原理工作的。用直径相同、焦距更大的凸透镜替换原凸透镜,移动光屏也得到了清晰的像,则此时的像较原来的像______(变大、不变、变小)。
(5)在上一步实验的基础上,小明将一远视镜片放在凸透镜与蜡烛之间,要使光屏上还能呈清晰的像,可将光屏适当向______(左、右)移动
(6)下列关于凸透镜成像和平面镜成像的说法,正确的是______
A、都可以成正立的像
B、人观察到虚像时,没有光线进入人眼
C、实像有放大的有缩小的,虚像都是与物等大的
D、实像都是由光的折射形成的,虚像都是由光的反射形成的
28. 项目式学习小组依据标准电热丝R0=4Ω,制作了一批相同规格的电热丝R,现需逐一检测这批电热丝R是否合格,合格的标准为R0±10%(即0.9R0~1.1R0范围内合格)。老师提供的实验器材有:电源(电压3V恒定)、标准电热丝R0、待检测电热丝R、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线。
(1)小组成员设计的检测电路如图-1所示,用笔画线表示导线,将实物图连接完整,要求:滑片向右移动时,电路中的电流变大。
(2)该实验的实验原理是_______。
(3)某次检测,电流表和电压表的示数如图-2所示,则被检测的电阻阻值为_______Ω,检测结果为:该电热丝_______(填“合格”或“不合格”)。
(4)在评估实验时,有成员提出:待测电热丝数量多,每次检测都需要调节、读数和计算,太繁琐。建议用标准电热丝R0和一只电表重新设计检测电路,在电表表头上标示合格范围,如图-3所示。将待检电热丝R接入,无须任何调节,观察到指针在标示的范围内即为合格,范围外为不合格。还可以检测其它批次阻值不同的电热丝,只需更换对应批次的标准电热丝R0,无需其它调节,表头标示依旧可用。
①将设计的电路图画于方框内。_______
②若所使用器材全是老师提供的实验器材,图-3中表头上标示的“+10%”对应的电表示数为_______。(保留一位小数)
五、计算题(共3小题)
29. 如图甲所示为一个有监测湿度大小功能的超声波加湿器,图乙所示为其湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为4.5V,定值电阻。R0为20Ω,电压表的量程为0~3V,湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图像如图丙所示。在电路安全工作的前提下,求:
(1)湿度为50%时,电流表的示数为多少A?
(2)电流表示数为0.1A时,可监测出湿度为多少?湿敏电阻每分钟消耗多少J的电能?
(3)该装置能监测的湿度最大值为多少?此时湿度监测装置消耗的功率为多少W?
30. 救援队用吊绳打捞沉到水池底部的实心长方体沉箱,如图20甲所示,提升过程中始终以0.15m/s的速度竖直向上匀速提起,图乙是吊绳的拉力F随时间t变化的图像,整个提起过程用时80s,g取10N/kg,水的密度为1×103kg/m3,不计水的阻力及水面高度的变化。求:
(1)打捞过程中,沉箱没有露出水面之前时所受浮力的大小;
(2)拉力所做的功;
(3)沉箱的密度为多大;
(4)开始提起(t=0)时,沉箱下表面受到水的压强(不计大气压)。
31. 小曾同学学习完动能和势能的知识以后,通过阅读高中教材必修二发现。
①动能;
②重力势能Ep=mgh;
③弹性势能,x为弹簧形变量,劲度系数k为弹力与形变量的比值,单位为N/m;
④在只有重力或弹簧弹力做功的系统内,动能和势能会发生相互转化,但总机械能保持不变。
在如图所示的装置中,质量为1kg的小球沿光滑斜面无初速度滑下,到达B点后通过转角装置掉入竖直装置中,在C点开始压缩弹簧,D点速度达到最大,直至压缩到最低点E。已知A与B高度差为0.8m,B与C的高度差为0.75m,弹簧足够长,劲度系数k=20N/m。忽略转弯处的能量损失。
(1)小球到达B点的速度大小为多少?
(2)请定性描述从C到D和D到E的过程中,系统能量的转化。
(3)小球的最大速度为多少?
六、作图题(共1小题)
32. 如图所示,重为G的带正电的小球甲静止在内壁光滑且绝缘的竖直平底圆管底部,将另一相同的带正电的小球乙从小球甲上方O点由静止开始释放。已知电荷间的相互作用力随它们之间距离的减小而增大,且假设小球乙运动到A点时才出现电荷间的相互作用力,小球乙运动至B点后开始向上运动。请画出小球乙从O点下落至B点的过程中,其所受合力的大小随运动距离变化的大致关系图像。(不计空气阻力)
七、科普阅读题(共1小题)
33. 阅读短文,回答文后的问题。
魅力冰雪
第二十五届哈尔滨冰雪大世界于2023年12月18日开园迎客,以“龙腾冰雪逐梦亚冬”为主题(如图),占地面积81万平方米,总用冰和用雪量为25万立方米,吸引了一大批“南方小土豆”前往游玩。其中“人气王”、“排队王”超级冰滑梯从上一届的8条滑道增加到了14条,最长滑道长达521米,在规模、长度和占地面积上均创历届之最。
马铃薯公主畅畅在新年期间跟朋友一起到冰雪大世界体验刺激的冰滑梯游乐项目,图2为冰滑梯的示意图,畅畅发现,选用不同材料的滑板,从倾斜滑道顶端由静止滑下后,沿滑道运动的水平方向总距离L不同,设滑板对水平滑道压力和滑板所受阻力的比值为k,已知L的大小随k值的变化关系如图3。
随后,畅畅来到滑雪场游玩,她发现现场有一积雪深度测量仪,其基本结构如图4所示。测量仪工作时竖直向下发出超声波,超声波经雪面反射返回检测仪,测出超声波从发出到返回的时间,就可知道积雪的深度。已知测量仪的超声波发射和接收端口距地面4.3m。测量仪内置温度修正装置用以稳定仪器内部的温度环境,如图5所示是修正装置的部分电路图,两个独立的电路中电源电压相等,R1为热敏电阻,阻值随温度的升高而降低,R2,R4为定值电阻,R3为滑动变阻器,R1的阻值随环境温度变化时,其两端的电压随之发生变化,被控制电路根据R1与R3两端电压差值∆U对温度进行修正。
多台造雪机喷射出洁白的人造雪花在园区内飘洒。梦幻浪漫,造雪机用高压空气把吸入的水吹成小水珠,小水珠落地前凝固成小冰晶,这就是雪花。
(1)畅畅从冰滑梯上运动到水平轨道后,还能继续滑行一段距离,以滑板为参照物,畅畅是________(选填“运动”或“静止”的);
(2)关于在冰雪大世界里活动的见闻和体验,下列说法正确的是( )
A. 戴墨镜是为了防止强光伤害眼睛
B. 园区内有各种美轮美奂的冰雕,有些还戴上了红围巾、红帽子,围巾和帽子因为吸收了红光,所以看起来是红色的
C. 造雪机用水造雪属于凝华现象
D. 造雪机可以在任何温度环境下制雪
(3)在冰滑梯上运动时畅畅与滑板的总重为500N,她在冰滑梯项目中沿滑道运动的水平方向总距离L为120m,则滑板对水平滑道压力和滑板所受水平阻力的比值k为________,运动中滑板受到的水平阻力为________N;(已知L的大小随k值的变化关系如图3)
(4)积雪深度测量仪工作时,测出超声波从发射到返回的时间为0.02s,超声波的传播速度为340m/s,则积雪的深度为________m。
(5)如图5所示电路中,R2=100Ω,R4=1kΩ,某温度时R1=20Ω,调节R3的阻值,使R1和R3两端的电压刚好相等。保持R3接入电路的阻值不变,当温度降低时,测得∆U=1V,R2两端的电压为3V。则电源电压为________V。
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