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高一9月检测
物理
分值:100 分 时间:75 分钟
一、选择题:本题共16小题,每小题2分,共32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。其中第2小题的每问1分。
1. 图甲为我国古代的“节能灯”——“省油灯”,图乙为其部分剖面示意图。向灯盏夹层内注水,有助于减慢油的蒸发,达到省油的目的。关于“省油灯”减慢油蒸发的方法,下列说法正确的是( )
A. 降低油的温度 B. 减小油的表面积
C. 减慢油表面上方的空气流动 D. 减少油的体积
2. 周末小明在卧室里写作业,同时爸爸在客厅修理桌椅,小明觉得敲击桌椅的声音让自己无法集中精力。请完成下题。
(1)小明觉得敲击桌椅的声音打扰自己写作业,从物理学角度分析,这个声音的波形图可能是( )
A. B.
C. D.
(2)小明为了减轻爸爸修理桌椅对自己的影响想出了以下措施,下列有关操作中不可行的是( )
A. 关闭卧室的门 B. 给自己戴上防噪声耳机
C. 让爸爸在敲击处垫毛巾 D. 打开卧室的窗户
3. 加速度的定义式为,历史上有些科学家曾把相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”(现称“另类匀变速直线运动”),“另类加速度”的定义式为,其中和分别表示某段位移内的初速度和末速度。表示物体做加速运动,表示物体做减速运动,下列说法正确的是( )
A. 若且保持不变,则逐渐减小
B. 若不变,则物体在中间位置的速度为
C. 若A不变,则物体在位移中点处的速度比小
D. 若不变,则A也一定不变
4. 如图所示,平面镜竖直放置在水平面上,一支直立的铅笔从平面镜前40cm处,以5cm/s的水平速度向平面镜靠近(始终垂直水平面),下列说法正确的是( )
A. 铅笔在平面镜中所成的像逐渐变大
B. 铅笔运动2s后,铅笔与像之间的距离变为70cm
C. 铅笔的像相对于平面镜的速度为10cm/s
D. 若平面镜顺时针转至图中虚线位置,铅笔的像将与铅笔垂直
5. 一质点沿直线方向做变速运动,它离开点的距离随时间变化的关系为,它的速度随时间变化的关系为。该质点在时的速度和到间的平均速度大小分别为( )
A. 12m/s,39m/s B. 24m/s,38m/s
C. 12m/s,19.5m/s D. 24m/s,13m/s
6. 一小球以一定速度从水平台面上滚落地面的过程中,经过了三个位置,它们的位置关系如图所示(忽略空气阻力)。设小球在AB段重力做功为,重力的平均功率为;在BC段重力做功为,重力的平均功率为。则下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
7. 将一块长15cm、宽10cm、高5cm的砖块,平放在水平地面上,如图所示。当以BC边为轴转动90°立起来的过程中,砖块上的P点移动的位移大小为( )
A. B. C. D.
8. 如图甲所示是人的眼球结构图,图乙是小明观看远处物体时的成像光路图。下列有关说法中正确的是( )
A. 晶状体和玻璃体的共同作用相当于凸透镜
B. 正常眼睛的视网膜上成正立、缩小的实像
C. 小明是近视眼,佩戴凹透镜进行矫正
D. 小明看近处的书时摘掉眼镜后,晶状体的厚度会变厚
9. 如图所示,闭合导线框abcd的一部分处于磁场中,将导线框沿图示方向拉出过程中,则( )
A. 电能转化为机械能
B. 导线框中不会产生感应电流,因为回路中没有电源
C. 导线框中会产生感应电流,整个导线框都是电源
D. 导线框中会产生感应电流,导线ab段相当于电源
10. 如图所示,滑轮组悬挂在水平支架上,某人站在水平地面上,竖直向下拉动绳子自由端,使物体A以0.1m/s的速度竖直匀速上升,物体A重480N,作用在绳子自由端的拉力是250 N,两个滑轮质量相等,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 绳子自由端拉力的功率是25 W
B. 10s内滑轮组对物体A做功500J
C. 支架对定滑轮的拉力为500 N
D. 当提升重为780 N的物体B时,滑轮组的机械效率为97.5%
11. 某实验小组用如图甲所示装置研究液体密度,打开开关,塑料瓶中液体通过导管缓慢流入量筒中,记录电子秤与量筒液面示数变化如图乙所示,下列分析正确的是( )
A. 液体Ⅰ密度为
B. 液体Ⅱ密度为
C. 若部分液体附着在量筒侧壁,测量出的液体密度比实际值小
D. 若部分液体附着在塑料瓶侧壁,测量出的液体密度比实际值大
12. 如图是电阻甲和乙的图像,下列说法正确的是( )
A. 甲的阻值始终比乙的阻值小
B. 通过电阻乙的电流与其两端电压成正比
C. 甲、乙串联接在3 V的电源两端,电路中的电流为0.6 A
D. 甲、乙并联接在某电源两端,若干路电流为0.6 A,则电源电压为2 V
13. 将灯接在电压为的电路中,功率为6W。若保持电压U不变,再在电路中连入灯,其参数如图所示(、灯丝阻值不随温度变化),使电路的总功率为9W。下列四个电路中,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
14. 一物体做匀变速直线运动的位移x和速度v的关系图像如下图所示,图线的斜率为k,图线在横轴上的截距为b,其中k、b、L均为已知量,则以下说法正确的是( )
A. 物体的初速度为b B. 物体的加速度为
C. 物体运动位移为L时的速度大小为 D. 物体做匀减速运动
15. 小明利用鸭蛋、刻度尺、塑料小碗、底面积为S的柱形容器做了如下实验。他先向容器内倒入适量的水,再放入塑料小碗使其漂浮,如图甲所示,用刻度尺测出水面到容器底的竖直高度;将鸭蛋放入小碗中,小碗仍漂浮,如图乙所示,用刻度尺测出水面到容器底的竖直高度;将鸭蛋从小碗中取出放入水中,鸭蛋沉底,如图丙所示,用刻度尺测出水面到容器底的竖直高度。水的密度用表示,下列说法正确的是( )
A. 甲、丙两图容器对桌面的压力差是
B. 丙图中容器底对鸭蛋的支持力是
C. 乙、丙两图中水对塑料小碗压力的变化量是
D. 此鸭蛋的密度表达式
16. 某固态物体的质量为m,其物质的比热容为c,用稳定的热源对它加热(物体在相同时间内吸收的热量相等),到时刻停止加热,然后让其冷却。上述过程中记录不同时刻的温度,最后绘制出温度随时间变化的图像(如图)。下列说法正确的是( )
A. 在时间段,该物体吸收的热量为
B. 在时间段,该物质的比热容先增大后减小
C. 在时间段,该物体放出的热量为
D. 该物质在时间段的比热容等于在时间段的比热容
二、填空题:本大题共5小题,共20分,每空2分。
17. 小明和爸爸在体验轮胎滑雪项目时,平躺在相同规格的轮胎上先后从同一滑道的最高处由静止滑下,小明的质量比爸爸小。当两人都刚滑到水平面时,小明的动能________爸爸的动能(下滑过程不计空气阻力及轮胎与滑道之间的摩擦);在水平减速带滑行时,小明、爸爸乘坐的轮胎受到的摩擦力分别为,则________。(两空均填“小于”“等于”或“大于”)
18. 我国高铁总里程居世界第一,人们出行更加方便快捷。小红和父母外出旅游,她们乘坐的高铁正以300km/h的速度在水平轨道上向南匀速直线行驶,旁边平行铁轨上一列普通列车以120km/h的速度也向南行驶,以普通列车为参照物,小红向________(填“南”或“北”)运动;小红看到水平桌面上的茶杯静止不动,则茶杯________(填“不受摩擦力”“受静摩擦力”或“受滑动摩擦力”)。
19. 如图甲所示,为了防止电流过大将用电器的核心部件烧毁,很多用电器都装有保险管,乙、丙两图分别是两个保险管的截面图。若两管内保险丝的材料相同,长度相同,粗细不同,当乙、丙两保险管通过相同的电流时,_______(选填“乙”或“丙”)保险丝更容易熔断。如果家庭电路中不安装_______(选填“空气开关”或“漏电保护器”),那么当电路发生短路时有可能会引起火灾。
20. 在“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验中,某同学操作过程中有以下实验步骤:
A.换上纸带重复做三次,选择一条较为理想的纸带;
B.将打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,接上电源;
C.把小车停在靠近打点计时器的地方,先放开小车,再接通电源;
D.断开电源,取下纸带;
E.把一条细绳拴在小车前端,绳跨过滑轮挂上钩码;
F.把纸带固定在小车后端并让纸带穿过打点计时器。
以上步骤有错误的是______,错误步骤修改正确后,请将上述实验步骤进行排序______。(填步骤前的字母)
21. 塑料瓶是一种常见的生活物品,空塑料瓶可以做许多物理小实验。在安全情况下,小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气,如图所示。随着瓶内气压增加,气体内能增大,这是通过_________的方式改变瓶内气体内能。当气压达到一定程度时,瓶盖飞出,同时瓶内出现大量“白雾”,其物态变化是_________。
三、实验探究题:本大题共2小题,共18分。
22. 某同学利用如图所示装置来探究小车的匀变速直线运动。
(1)实验中,必要的措施是______。
A. 细线与长木板平行
B. 先释放小车再接通电源
C. 小车从距离打点计时器较远的位置释放
D. 将长木板的右端适当垫起,以平衡小车与长木板之间的摩擦力
(2)实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,得到一条点迹清晰的纸带,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点图中未画出)。其中,,,,,,。则小车的加速度______(要求充分利用测量的数据),打点计时器在打点时小车的速度______(结果均保留2位有效数字)。
23. 某同学用打点计时器、重物和纸带等器材,用如图1所示的装置来测量当地的重力加速度,实验打出的一条清晰纸带如图2所示,、、、、是五个连续的计时点。现测得点到、、、的距离分别为、、、,打点计时器的振针在打点时重物速度为0,回答下列问题:
(1)为了减小空气对重物的阻力,应选择质量__________、体积__________(均填“小”或“大”)的重物来做实验。
(2)打点计时器的振针在打点时重物速度是在打点时重物速度的__________倍,若打点计时器的频率为,则当地重力加速度的表达式为__________(用、、表示)。
四、计算题:本大题共3小题,共30分。
24. 如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以270km/h的速度匀速直线航行20min,消耗航空燃油1.35t,飞机发动机的功率为。(航空燃油的热值为)求:
(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量。
(2)飞机在航行过程中的阻力的大小。
(3)发动机的效率。
25. 航模比赛是广大青少年喜欢参与的一项活动。某航模比赛中,要求选手操控无人机在一定的高度上完成一系列水平动作。为了精准确定无人机的飞行坐标,在该高度建立一个平面直角坐标xOy ,无人机在xOy平面上运动。t=0时,无人机位于y轴上。它在x轴方向和y轴方向的运动图像分别如甲图和乙图所示。
(1)求时无人机的速度大小和方向;
(2)求时无人机的位置坐标P(x,y)。
(3)求无人机在前4s内运动的轨迹方程。
26. A、B 两车在同一直线上向右匀速运动,B 车在 A 车前,A 车的速度大小为 v1=8m/s,B 车的速度大小为v2=20m/s,如图所示。当 A、B 两车相距 x0=28m 时,B 车因前方突发情况紧急刹车(已知刹车过程的运动可视为匀减速直线运动),加速度大小为 a=2m/s2,从此时开始计时,求:
(1)A 车追上 B 车之前,两者相距的最大距离;
(2)A 车追上 B 车所用的时间;
(3)从安全行驶的角度考虑,为避免两车相撞,在题设条件下,A 车在 B 车刹车的同时也应刹车的最小加速度。
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物理
分值:100 分 时间:75 分钟
一、选择题:本题共16小题,每小题2分,共32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。其中第2小题的每问1分。
1. 图甲为我国古代的“节能灯”——“省油灯”,图乙为其部分剖面示意图。向灯盏夹层内注水,有助于减慢油的蒸发,达到省油的目的。关于“省油灯”减慢油蒸发的方法,下列说法正确的是( )
A. 降低油的温度 B. 减小油的表面积
C. 减慢油表面上方的空气流动 D. 减少油的体积
【答案】A
【解析】
【详解】减慢蒸发的方法包括降低液体温度、减慢液体表面空气流动速度和减小液体表面积。灯点燃后会加热灯盏,热量会通过热传递的方式转移给油,使油的内能增大,温度升高,加快油的蒸发,增加耗油量;如果在夹层中加水,因为水的比热容较大,可以吸收更多的热量,使油的温度升高得慢些,减慢了油的蒸发,所以相对耗油量就少一些。
故选A。
2. 周末小明在卧室里写作业,同时爸爸在客厅修理桌椅,小明觉得敲击桌椅的声音让自己无法集中精力。请完成下题。
(1)小明觉得敲击桌椅的声音打扰自己写作业,从物理学角度分析,这个声音的波形图可能是( )
A. B.
C. D.
(2)小明为了减轻爸爸修理桌椅对自己的影响想出了以下措施,下列有关操作中不可行的是( )
A. 关闭卧室的门 B. 给自己戴上防噪声耳机
C. 让爸爸在敲击处垫毛巾 D. 打开卧室的窗户
【答案】(1)B (2)D
【解析】
【小问1详解】
小明觉得敲击桌椅的声音打扰自己写作业,从物理学角度分析,这个声音属于噪声,噪声指的是发声体做无规则振动时发出的声音,声音的波形图没有规律,则其波形图可能是B。
【小问2详解】
A.小明关闭卧室门是在传播过程中控制噪声,A不符合题意;
B.给自己戴上防噪声耳机是在人耳处控制噪声,B不符合题意;
C.让爸爸在敲击处垫毛巾是在声源处减弱噪声,C不符合题意;
D.打开卧室的窗户不能减轻爸爸对自己的影响,D符合题意。
故选D。
3. 加速度的定义式为,历史上有些科学家曾把相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”(现称“另类匀变速直线运动”),“另类加速度”的定义式为,其中和分别表示某段位移内的初速度和末速度。表示物体做加速运动,表示物体做减速运动,下列说法正确的是( )
A. 若且保持不变,则逐渐减小
B. 若不变,则物体在中间位置的速度为
C. 若A不变,则物体在位移中点处的速度比小
D. 若不变,则A也一定不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.若且保持不变,相等位移内速度减小量相等,则知平均速度越来越小,所以相等位移内所用时间越来越多,由
可知,逐渐减小,选项A正确;
B.若不变,根据匀变速直线运动规律可知,物体在中间时刻的速度为,选项B错误;
C.若不变,相等位移内速度变化量相等,所以在位移中点处位移为,速度变化量为
所以此位置的速度为
选项C错误;
D.若不变,相等时间内速度变化量相等,所以相等时间内位移会变化,会改变,选项D错误。
故选A。
4. 如图所示,平面镜竖直放置在水平面上,一支直立的铅笔从平面镜前40cm处,以5cm/s的水平速度向平面镜靠近(始终垂直水平面),下列说法正确的是( )
A. 铅笔在平面镜中所成的像逐渐变大
B. 铅笔运动2s后,铅笔与像之间的距离变为70cm
C. 铅笔的像相对于平面镜的速度为10cm/s
D. 若平面镜顺时针转至图中虚线位置,铅笔的像将与铅笔垂直
【答案】D
【解析】
【详解】A.由平面镜成像的特点可知,铅笔与平面镜的距离改变,但铅笔在平面镜中的像的大小不变,故A错误;
B.因像距与物距是相等的,当铅笔以5cm/s的速度向平面镜靠近时,2s内铅笔通过的距离
2s后,物距为,像距也为30 cm,此时铅笔与镜中的像相距,故B错误;
C.若铅笔以5cm/s的速度向平面镜靠近,则像也以5cm/s的速度向平面镜靠近,故C错误;
D.转动后铅笔与平面镜的夹角为45°,根据平面镜成像的特点,铅笔的像与平面镜的夹角也为45°,所以铅笔与它在平面镜中的像垂直,故D正确。
故选D。
5. 一质点沿直线方向做变速运动,它离开点的距离随时间变化的关系为,它的速度随时间变化的关系为。该质点在时的速度和到间的平均速度大小分别为( )
A. 12m/s,39m/s B. 24m/s,38m/s
C. 12m/s,19.5m/s D. 24m/s,13m/s
【答案】B
【解析】
【详解】由于速度随时间变化的关系为
可知时的速度为
根据质点离开点的距离随时间变化的关系为
可知,当时有
当时有
则质点在到时间内的位移为
平均速度为
故选B。
6. 一小球以一定速度从水平台面上滚落地面的过程中,经过了三个位置,它们的位置关系如图所示(忽略空气阻力)。设小球在AB段重力做功为,重力的平均功率为;在BC段重力做功为,重力的平均功率为。则下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】小球以一定速度从水平台面上滚落地面的过程中,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做加速运动,由图得,AB段与BC段小球在重力的方向上移动的距离相等,由得,;
AB段小球在水平方向运动的距离大于BC段小球在水平方向运动的距离,由得AB段运动时间较长,由得,。
故选D。
7. 将一块长15cm、宽10cm、高5cm的砖块,平放在水平地面上,如图所示。当以BC边为轴转动90°立起来的过程中,砖块上的P点移动的位移大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】位移是从初位置指向末位置的有向线段。所以P点的位移大小为
故选B。
8. 如图甲所示是人的眼球结构图,图乙是小明观看远处物体时的成像光路图。下列有关说法中正确的是( )
A. 晶状体和玻璃体的共同作用相当于凸透镜
B. 正常眼睛的视网膜上成正立、缩小的实像
C. 小明是近视眼,佩戴凹透镜进行矫正
D. 小明看近处的书时摘掉眼镜后,晶状体的厚度会变厚
【答案】C
【解析】
【详解】A.晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,故A错误;
B.正常眼睛的视网膜上成倒立、缩小的实像,故B错误;
C.题图乙中,小明佩戴的眼镜对光具有发散作用,是凹透镜,近视眼需要佩戴凹透镜进行矫正,故C正确;
D.小明看近处的书时摘掉眼镜后,光线提前会聚,像成在视网膜之前,为了使像仍然成在视网膜上,需要调节晶状体使其变薄,故D错误。
故选C。
9. 如图所示,闭合导线框abcd的一部分处于磁场中,将导线框沿图示方向拉出过程中,则( )
A. 电能转化为机械能
B. 导线框中不会产生感应电流,因为回路中没有电源
C. 导线框中会产生感应电流,整个导线框都是电源
D. 导线框中会产生感应电流,导线ab段相当于电源
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由题图可知,将导线框沿图示方向拉出时,导线框abcd的ab段做切割磁感线运动,导线框中有感应电流产生,此过程中机械能转化为电能,AB错误;
CD.由于只有导线框的ab段在磁场中做切割磁感线运动,故只有导线ab段相当于电源,C错误,D正确。
故选D。
10. 如图所示,滑轮组悬挂在水平支架上,某人站在水平地面上,竖直向下拉动绳子自由端,使物体A以0.1m/s的速度竖直匀速上升,物体A重480N,作用在绳子自由端的拉力是250 N,两个滑轮质量相等,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 绳子自由端拉力的功率是25 W
B. 10s内滑轮组对物体A做功500J
C. 支架对定滑轮的拉力为500 N
D. 当提升重为780 N的物体B时,滑轮组的机械效率为97.5%
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,物体A以的速度竖直匀速上升,所以绳自由端移动的速度是,则绳自由端拉力的功率为,故A错误;
B.10s内滑轮组对物体A做的功为,故B错误;
C.不计绳重和摩擦,动滑轮的重力为
两个滑轮质量相等,由可知,两个滑轮的重力相等,所以支架对定滑轮的拉力为,故C错误;
D.当提升重为780 N的物体B时,滑轮组的机械效率,故D正确。
故选D。
11. 某实验小组用如图甲所示装置研究液体密度,打开开关,塑料瓶中液体通过导管缓慢流入量筒中,记录电子秤与量筒液面示数变化如图乙所示,下列分析正确的是( )
A. 液体Ⅰ密度为
B. 液体Ⅱ密度为
C. 若部分液体附着在量筒侧壁,测量出的液体密度比实际值小
D. 若部分液体附着在塑料瓶侧壁,测量出的液体密度比实际值大
【答案】B
【解析】
【详解】AB.由图乙可知,当量筒中液体Ⅰ的体积为
其质量减少了
则液体Ⅰ的密度
当量筒中液体Ⅱ的体积为
其质量减少了
则液体Ⅱ的密度,故B正确,A错误;
C.若部分液体附着在量筒侧壁上,会使测得的量筒中的液体体积偏小,而质量测量准确,则密度测量值偏大,故C错误;
D.若部分液体附着在塑料瓶侧壁上,附着的液体质量包含在剩余液体的质量中,不会影响测得的量筒中液体的质量,且体积测量准确,故不会影响液体密度的测量值,故D错误。
故选B。
12. 如图是电阻甲和乙的图像,下列说法正确的是( )
A. 甲的阻值始终比乙的阻值小
B. 通过电阻乙的电流与其两端电压成正比
C. 甲、乙串联接在3 V的电源两端,电路中的电流为0.6 A
D. 甲、乙并联接在某电源两端,若干路电流为0.6 A,则电源电压为2 V
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图像可知,当电阻甲和乙两端的电压均为2.5 V时,通过它们的电流均为0.5 A,由可知,此时两电阻的阻值相等,故A错误;
B.由图像可知,乙电阻的图像不是过原点的直线,所以通过乙电阻的电流与其两端电压不成正比,故B错误;
C.甲、乙串联接在3 V的电源上,通过它们的电流相等,由图像可知,当电路中的电流为0.2 A时,甲、乙两端的电压分别为U甲=1V,U乙=2V
总电压等于3 V,所以甲、乙串联接在3 V的电源两端时电路中的电流为0.2 A,故C错误;
D.甲、乙并联接在电源上,其两端电压相等,由图像可知,当甲、乙两端的电压均为2 V时,通过甲、乙两电阻的电流分别为I甲=0.4A,I乙=0.2A
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和,干路电流
所以干路电流为0.6 A时,电源电压为2 V,故D正确。
故选D。
13. 将灯接在电压为的电路中,功率为6W。若保持电压U不变,再在电路中连入灯,其参数如图所示(、灯丝阻值不随温度变化),使电路的总功率为9W。下列四个电路中,符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AD.灯的电阻
电压不变,接入另一个灯后电路总功率为9 W,则接入后电路的总电阻
因为灯电阻为,所以灯跟灯串联后总电阻一定大于,所以两灯不能串联,只能并联,故AD不符合要求。
BC.根据并联电路电阻规律,则有
解得
根据可知,B中灯的电阻为,C中灯的电阻,故B不符合要求,C符合要求。
故选C。
14. 一物体做匀变速直线运动的位移x和速度v的关系图像如下图所示,图线的斜率为k,图线在横轴上的截距为b,其中k、b、L均为已知量,则以下说法正确的是( )
A. 物体的初速度为b B. 物体的加速度为
C. 物体运动位移为L时的速度大小为 D. 物体做匀减速运动
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据匀变速运动规律知:,即
结合图像可得
,
解得
,
故A错误,B正确;
C.当时,有
解得
故C错误;
D.由图像可知:速度随位移的增大而增大,且加速度恒定,所以做匀加速运动,故D错误。
故选B。
15. 小明利用鸭蛋、刻度尺、塑料小碗、底面积为S的柱形容器做了如下实验。他先向容器内倒入适量的水,再放入塑料小碗使其漂浮,如图甲所示,用刻度尺测出水面到容器底的竖直高度;将鸭蛋放入小碗中,小碗仍漂浮,如图乙所示,用刻度尺测出水面到容器底的竖直高度;将鸭蛋从小碗中取出放入水中,鸭蛋沉底,如图丙所示,用刻度尺测出水面到容器底的竖直高度。水的密度用表示,下列说法正确的是( )
A. 甲、丙两图容器对桌面的压力差是
B. 丙图中容器底对鸭蛋的支持力是
C. 乙、丙两图中水对塑料小碗压力的变化量是
D. 此鸭蛋的密度表达式
【答案】C
【解析】
【详解】A.已知容器的底面积为S,由图甲、乙可知,鸭蛋放入小碗后,排开水的体积增加量
排开水的质量的增加量
由浮沉条件和阿基米德原理可得,鸭蛋的质量
由甲、丙两图可知,丙图中的总质量比甲图中的总质量多了一个鸭蛋的质量,因此甲、丙两图中容器对桌面的压力差,故A错误;
B.由图甲、丙可知,鸭蛋的体积
丙图中鸭蛋受到的浮力
丙图中鸭蛋在竖直向下的重力、竖直向上的浮力和竖直向上的支持力的作用下处于平衡状态,由力的平衡条件可知,丙图中容器底对鸭蛋的支持力,故B错误;
C.因为乙、丙两图中塑料小碗都处于漂浮状态,水只对塑料小碗的下表面有压力,所以由浮力产生的原因可知,乙、丙两图中水对塑料小碗的压力等于塑料小碗受到的浮力,因为物体漂浮时所受浮力大小等于自身的重力,比较乙、丙两图可知,两次塑料小碗受到的浮力差等于鸭蛋的重力,所以乙、丙两图中水对塑料小碗压力的变化量,故C正确。
D.鸭蛋的密度,故D错误。
故选C。
16. 某固态物体的质量为m,其物质的比热容为c,用稳定的热源对它加热(物体在相同时间内吸收的热量相等),到时刻停止加热,然后让其冷却。上述过程中记录不同时刻的温度,最后绘制出温度随时间变化的图像(如图)。下列说法正确的是( )
A. 在时间段,该物体吸收的热量为
B. 在时间段,该物质的比热容先增大后减小
C. 在时间段,该物体放出的热量为
D. 该物质在时间段的比热容等于在时间段的比热容
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于实验中用稳定的热源加热,物体在相同时间内吸收的热量相等,由图可知,在时间段,该物体的温度由升高至,物质的比热容为c,所以物体单位时间吸收热量
故在时间段,该物体吸收的热量,故A错误;
B.由图可知,该物体在时间段,处于液态,由于液态时的比热容是该物质的性质,所以在时间段,该物质的比热容不变,故B错误;
C.该物质冷却过程中单位时间放出热量不等于该物体升温过程中单位时间吸收热量,由于该物质熔化过程中吸收的热量等于该物质凝固过程中放出的热量,所以在时间段,该物体放出的热量等于在时间段,该物体吸收的热量,所以该物体放出的热量,故C错误;
D.由图可知,该物质在时间段,处于固态,该物质在时间段,也处于固态,由于固态时的比热容是该物质的性质,保持不变,所以该物质在时间段的比热容等于在时间段的比热容,故D正确。
故选D。
二、填空题:本大题共5小题,共20分,每空2分。
17. 小明和爸爸在体验轮胎滑雪项目时,平躺在相同规格的轮胎上先后从同一滑道的最高处由静止滑下,小明的质量比爸爸小。当两人都刚滑到水平面时,小明的动能________爸爸的动能(下滑过程不计空气阻力及轮胎与滑道之间的摩擦);在水平减速带滑行时,小明、爸爸乘坐的轮胎受到的摩擦力分别为,则________。(两空均填“小于”“等于”或“大于”)
【答案】 ①. 小于 ②. 小于
【解析】
【详解】[1]动能与质量和速度有关,小明和爸爸平躺在相同规格的轮胎上先后从同一滑道的最高处由静止滑下,故两人都刚滑到水平面时的速度相同,由于小明的质量比爸爸小,所以此时小明的动能小于爸爸的动能;
[2]滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,小明和爸爸在相同规格的轮胎上沿同一水平减速带滑行,接触面的粗糙程度相同,由于小明的质量比爸爸小,所以,小明乘坐的轮胎对接触面的压力小,故小明乘坐的轮胎受到的摩擦力小,故填小于。
18. 我国高铁总里程居世界第一,人们出行更加方便快捷。小红和父母外出旅游,她们乘坐的高铁正以300km/h的速度在水平轨道上向南匀速直线行驶,旁边平行铁轨上一列普通列车以120km/h的速度也向南行驶,以普通列车为参照物,小红向________(填“南”或“北”)运动;小红看到水平桌面上的茶杯静止不动,则茶杯________(填“不受摩擦力”“受静摩擦力”或“受滑动摩擦力”)。
【答案】 ①. 南 ②. 不受摩擦力
【解析】
【详解】[1]以地面为参照物,两车均向南行驶,因为高铁的速度大于普通列车的速度,以普通列车为参照物,高铁向南行驶;
[2]高铁做匀速直线运动,水平桌面上的茶杯与桌面之间保持相对静止,没有相对运动趋势,因此,茶杯不受摩擦力。
19. 如图甲所示,为了防止电流过大将用电器的核心部件烧毁,很多用电器都装有保险管,乙、丙两图分别是两个保险管的截面图。若两管内保险丝的材料相同,长度相同,粗细不同,当乙、丙两保险管通过相同的电流时,_______(选填“乙”或“丙”)保险丝更容易熔断。如果家庭电路中不安装_______(选填“空气开关”或“漏电保护器”),那么当电路发生短路时有可能会引起火灾。
【答案】 ①. 丙 ②. 空气开关
【解析】
【详解】[1]两管内保险丝的材料相同,长度相同,粗细不同,丙中保险丝较细,由
可知,当导体的材料、长度一定时,导体的横截面积越小,导体的电阻越大,故丙保险丝的电阻大,根据
可知,相同时间内丙保险丝产生的热量多,更容易熔断;
[2]家庭电路中各用电器之间是并联的,如果家庭电路中不安装空气开关,当发生短路时,电路中电流过大,可能会引起火灾。
20. 在“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验中,某同学操作过程中有以下实验步骤:
A.换上纸带重复做三次,选择一条较为理想的纸带;
B.将打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,接上电源;
C.把小车停在靠近打点计时器的地方,先放开小车,再接通电源;
D.断开电源,取下纸带;
E.把一条细绳拴在小车前端,绳跨过滑轮挂上钩码;
F.把纸带固定在小车后端并让纸带穿过打点计时器。
以上步骤有错误的是______,错误步骤修改正确后,请将上述实验步骤进行排序______。(填步骤前的字母)
【答案】 ①. C ②. BFECDA
【解析】
【详解】[1]为了打点稳定,应先接通电源,再释放小车,故以上步骤有错误的是C;
[2]根据先组装器材再进行实验最后进行数据处理的顺序可知,操作步骤顺序为BFECDA。
21. 塑料瓶是一种常见的生活物品,空塑料瓶可以做许多物理小实验。在安全情况下,小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气,如图所示。随着瓶内气压增加,气体内能增大,这是通过_________的方式改变瓶内气体内能。当气压达到一定程度时,瓶盖飞出,同时瓶内出现大量“白雾”,其物态变化是_________。
【答案】 ①. 做功 ②. 液化
【解析】
【详解】[1]用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打入空气,把机械能转化为内能,使瓶内气压增加,气体内能增大,这是通过做功的方式改变瓶内气体的内能;
[2]瓶盖飞出的同时,瓶内气体对瓶盖做功,气体内能减小,温度降低,瓶内的水蒸气液化成小水珠。
三、实验探究题:本大题共2小题,共18分。
22. 某同学利用如图所示装置来探究小车的匀变速直线运动。
(1)实验中,必要的措施是______。
A. 细线与长木板平行
B. 先释放小车再接通电源
C. 小车从距离打点计时器较远的位置释放
D. 将长木板的右端适当垫起,以平衡小车与长木板之间的摩擦力
(2)实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,得到一条点迹清晰的纸带,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点图中未画出)。其中,,,,,,。则小车的加速度______(要求充分利用测量的数据),打点计时器在打点时小车的速度______(结果均保留2位有效数字)。
【答案】(1)A (2) ①. 0.80 ②. 0.40
【解析】
【小问1详解】
AB.为了让小车做匀加速直线运动,应使小车受力恒定,故应将细线与木板保持水平,同时为了打点稳定,应先开电源再放纸带。故A正确;B错误;
C.为了节约纸带,小车从距离打点计时器较近的位置释放。故C错误;
D.本实验中只是研究匀变速直线运动,只要摩擦力恒定即可,不需要平衡摩擦力。故D错。
故选A。
【小问2详解】
[1]依题意,每两个计数点间有四个点没有画出,故两计数点间的时间间隔为
根据逐差法可知,物体的加速度大小为
[2]打点计时器在打点时小车的速度大小为
23. 某同学用打点计时器、重物和纸带等器材,用如图1所示的装置来测量当地的重力加速度,实验打出的一条清晰纸带如图2所示,、、、、是五个连续的计时点。现测得点到、、、的距离分别为、、、,打点计时器的振针在打点时重物速度为0,回答下列问题:
(1)为了减小空气对重物的阻力,应选择质量__________、体积__________(均填“小”或“大”)的重物来做实验。
(2)打点计时器的振针在打点时重物速度是在打点时重物速度的__________倍,若打点计时器的频率为,则当地重力加速度的表达式为__________(用、、表示)。
【答案】(1) ①. 大 ②. 小
(2) ①. 2 ②.
【解析】
【小问1详解】
[1][2]为了减小阻力对实验结果的影响,应选择体积小,质量大的重物。
【小问2详解】
[1]由图可知,打点计时器的振针在打D点时重物下落的时间是在打B点时重物下落时间的2倍,根据可知,打点计时器的振针在打D点时重物下落的速度是在打B点时重物下落速度的2倍;
[2]若打点计时器的频率为f,则打点周期为
根据逐差法可知
四、计算题:本大题共3小题,共30分。
24. 如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以270km/h的速度匀速直线航行20min,消耗航空燃油1.35t,飞机发动机的功率为。(航空燃油的热值为)求:
(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量。
(2)飞机在航行过程中的阻力的大小。
(3)发动机的效率。
【答案】(1)
(2)
(3)50%
【解析】
【小问1详解】
消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量
【小问2详解】
飞机航行20min牵引力做功
飞机运动的路程
飞机受到的牵引力
因为飞机做匀速直线运动,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以飞机受到的阻力
【小问3详解】
发动机的效率
25. 航模比赛是广大青少年喜欢参与的一项活动。某航模比赛中,要求选手操控无人机在一定的高度上完成一系列水平动作。为了精准确定无人机的飞行坐标,在该高度建立一个平面直角坐标xOy ,无人机在xOy平面上运动。t=0时,无人机位于y轴上。它在x轴方向和y轴方向的运动图像分别如甲图和乙图所示。
(1)求时无人机的速度大小和方向;
(2)求时无人机的位置坐标P(x,y)。
(3)求无人机在前4s内运动的轨迹方程。
【答案】(1),方向与x轴正方向夹角的正切值为2;(2)(4.5m,4m);(3)或或
【解析】
【详解】(1)时由甲图可知
由乙图可知y方向做匀速运动
时无人机的速度大小为
设与x轴正方向的夹角为θ,则
时无人机的速度方向与x轴正方向夹角的正切值为2;
(或设v与y轴负方向的夹角为,求出)
(2)时由甲图可知图像所围面积表示x轴方向的位移
则时无人机的坐标为P(4.5m,4m)。
(3)由无人机在x方向和y方向的运动学规律有
联立消去时间t可得前4s的轨迹方程为
或或
26. A、B 两车在同一直线上向右匀速运动,B 车在 A 车前,A 车的速度大小为 v1=8m/s,B 车的速度大小为v2=20m/s,如图所示。当 A、B 两车相距 x0=28m 时,B 车因前方突发情况紧急刹车(已知刹车过程的运动可视为匀减速直线运动),加速度大小为 a=2m/s2,从此时开始计时,求:
(1)A 车追上 B 车之前,两者相距的最大距离;
(2)A 车追上 B 车所用的时间;
(3)从安全行驶的角度考虑,为避免两车相撞,在题设条件下,A 车在 B 车刹车的同时也应刹车的最小加速度。
【答案】(1) ;(2) ;(3)
【解析】
【详解】(1)当A、B两车速度相等时,相距最远,根据速度关系得
解得
根据位移公式得
两者相距的最大距离
解得
(2)B车刹车停止运动所用时间为
所发生位移为
此时
则
可见此时A车并未追上B车,而是在B车停止后才追上,A车追上B车所用的时间为
(3)A车刹车减速至0时刚好追上B车时(这时B车的速度为0),加速度最小
代入数据解得
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