内容正文:
2025年青岛市局属公办普通高中自主招生统一笔试模拟试卷一
物理试题
(考试时间:90分钟 满分:120分)
说明:
1.本试题分为第I 卷和第II卷两部分,共33小题。第I 卷为选择题,共20小题,45分;
第Ⅱ卷为非选择题和附加题,共13小题,75分。
2.所有题目均在答题卡上作答,在试题上作答无效。
第I卷(共45分)
一、单项选择题(满分30分,共15题,每题2分。每题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)
1. 下列物理量中,属于物质特性的是( )
A. 质量 B. 密度 C. 压强 D. 电阻
2. 下图是某衬衫吊牌的部分信息,号型“170/92A”表示适穿人群的特征参数及体型。“A”表示适用于一般体型,“170”表示身高170cm,“92”表示( )
产品名称:衬衫
规格:ML
颜色:蓝色
号型:170/92A
……
A. 胸围92cm B. 肩膀宽92cm C. 上臂周长92cm D. 脖子周长92cm
3. 如图,音叉M、N完全相同,M发出440Hz的声音,原来静止的N随之振动,N也发出440Hz的声音,则( )
A. M发声时每分钟振动440次
B. M和N发出的声音的频率相同
C. M和N发声时的振幅一定相同
D. M发出的声音无需介质就能传播
4. 关于温度、内能、热量,下列说法正确的是( )
A. 温度高的物体含有的热量多
B. 物体吸收热量,温度一定升高
C. 在没有热传递的情况下,气体膨胀对外做功,自身内能会减少
D. 热传递过程中,温度从高温物体传递给低温物体
5. 如图所示,是某物质温度随时间变化的图像。下列说法正确的是( )
A. 该图是某晶体的熔化图像 B. 该物质在第4min时是固态
C. 在第12min时不吸热不放热 D. 该物质的凝固点为80℃
6. 一块仪容镜如图甲所示,放在某学校走廊的AB处,仪容镜靠墙而立,镜面与墙壁平行,在另一面墙壁上的O处悬挂一电铃,如图乙所示。为了总能看到电铃通过仪容镜所成的像O′,小强同学沿着走廊的ae直线走动,若将人和电铃各自看作一个点,则小强同学所在的区间是( )
A. ab B. bc C. cd D. de
7. 若地球上的物体所受的重力突然消失:①物体将没有质量;②摩擦力将不存在;③火焰的形状是球形的;④瀑布将消失.其中正确的是( )
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
8. 下列关于体育运动场景的描述和分析,正确的是( )
A. 田径场上400m比赛的整个过程中,运动员的运动状态保持不变
B. 投出的篮球在空中飞行时,若受到的力突然消失,它将立刻静止
C. 跳远运动员起跳前的助跑,是为了增大惯性
D. 足球场上滚动的足球慢慢停下来,是因为受到阻力的作用
9. 图各电路中,闭合开关,能通过移动滑动变阻器的滑片使电表示数为零的电路是( )
A. B.
C. D.
10. 下列有关摩擦力的说法不正确的是( )
A. 走路时鞋底与路面间摩擦是有益摩擦
B. 自行车刹车时,是通过增大刹车胶皮与钢圈之间的压力来增大摩擦力
C. 摩擦力不一定是阻力
D. 摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
11. 如图所示,底面积不同的物体甲、乙分别放置在水平地面上,它们对地面的压强相等。若在两物体上方分别水平截去部分物体后,剩余部分物体对地面的压强仍然相等,则截去部分的物体可能具有( )
A. 相同的高度,不同的质量 B. 相同的体积,不同的质量
C. 相同的质量,不同的高度 D. 相同的质量,不同的体积
12. 将甲、乙两个相同的溢水杯放在水平桌面上,分别盛满不同的液体(至溢水口处),把两个完全相同的小球放入溢水杯中,溢出的液体流到了相同的小烧杯中,静止时的状态如图所示。此时,甲图中液体对烧杯底部的压强和乙图中液体对烧杯底部的压强分别为p1和p2,甲溢水杯对桌面的压强和乙溢水杯对桌面的压强分别为p3和p4,则( )
A. p1<p2,p3<p4 B. p1>p2,p3>p4
C. p1<p2,p3=p4 D. p1>p2,p3=p4
13. 如图所示,从A点沿水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示,C、F两处等高,D为球与水平地面的接触点,不计空气阻力,下列说法不正确的是( )
A. 小球在C点的机械能等于在F点的机械能
B. 小球在C点的动能大于在F点的动能
C. 小球从E点到F点的过程中,机械能不变
D. 小球从D点离开地面到达E点的过程中,动能转化为重力势能
14. 如图所示,电阻、为定值电阻,电源电压保持不变。当开关闭合,接a端时,电流表示数为I;当开关闭合,接b端时,电流表示数为2I,则未知电阻的阻值是( )
A. B. C. D.
15. 下列四幅图中,应用了电磁感应原理的是( )
A. B.
C. D.
二、多项选择题(满分15分,共5题。每题给出的四个选项中,有2-3个选项符合题目要求,全选对得3分,漏选得2分,错选或不选得0分)
16. 关于透镜的应用,下列说法不正确的是( )
A. 远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用
B. 照相时景物成像在镜头的二倍焦距之外
C. 投影仪中的投影片要放在镜头的二倍焦距之外
D. 用放大镜观察蚂蚁时,蚂蚁越靠近放大镜成的像越小
17. 下列关于材料、能源的说法正确的是( )
A. 手机芯片的核心材料是半导体
B. 能量的转移和转化具有方向性
C. 广泛使用的电能属于二次能源
D. 核电站的反应堆通过可控聚变反应释放核能
18. 如图所示,重100N的物体A在F=10N的拉力作用下, 3s内沿水平地面匀速直线运动了1.5m, 不计绳和滑轮自重, 滑轮组的机械效率为 90%。下列说法正确的是( )
A. 绳自由端移动的速度为 1m /s
B. 在此过程中所做的额外功为15J
C. 物体与地面间的滑动摩擦力为 18N
D. 拉力F增大时, 物体A受到地面的摩擦力一定变大
19. 如图所示电路,电源电压为且恒定。电流表的量程为,电压表的量程为,小灯泡规格为“”(灯丝阻值不变),滑动变阻器规格为“”。保证电路中各元件都不损坏,下列说法正确的是( )
A 电流表示数变化范围
B. 电压表示数变化范围
C. 滑动变阻器阻值变化范围
D. 小灯泡实际功率变化范围
20. 如图所示,两个完全相同的容器分别盛有甲、乙两种液体,将两个体积相等的实心物体A、B分别放入甲、乙两种液体中,静止后,物体A悬浮,物体B漂浮,两容器中液面相平。下列说法正确的是( )
A. 若物体A、B密度相等,则物体A、B受到的浮力相等
B. 若物体A、B密度相等,则两容器对桌面的压强相等
C. 若甲、乙液体密度相等,则物体A的重力大于物体B的重力
D. 若甲、乙液体密度相等,则物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力
第Ⅱ卷(共75分)
三、填空与作图题(满分15分,共3题)
21. 明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳,沿用至今。题图甲是一种辘轳,由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时,用力使大轮转动,小轮随之转动并缠绕井绳,提起水桶。
(1)图甲所示,辘轳可视为不等臂杠杆,为方便提水,它是按照___________(选填“省力”或“费力”)杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示,它的支点是“A”“B”或“C”中的___________点。
(2)设大轮与小轮的半径比为3:1,水桶受到的总重力为90N。使周长为3m的大轮转动一圈,水桶匀速上升,井绳对水桶做功___________J;若要使辘轳静止在图乙所示位置,作用在C点最小的力应为___________N。(不计井绳的粗细和自重)
(3)图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理,为了更省力,开关应选用___________(选填“①”或“②”)。
22. 为了探究平面镜成像特点,小华同学准备了透明玻璃板、刻度尺、光屏和A、B两只大小相同蜡烛,如图所示。
(1)用透明玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的______,用玻璃板代替平面镜实验时,应选用______(选填“厚”或“薄”)一些的玻璃板;
(2)当蜡烛A远离玻璃板时,它的像会______(选填“变小”“不变”或“变大”);
(3)实验中若只将玻璃板水平向左平移,蜡烛所成像的位置______(选填“向左移”“向右移”或“不变”);
(4)小华同学在实验中将透明玻璃板与水平桌面垂直方向成30°角放置,然后将蜡烛沿水平桌面向玻璃板方向移动一段距离L,如图所示。则蜡烛所成像的像距变化量为______。
23. 完成以下作图:
(1)如图所示是测电阻(阻值在7Ω左右)电路图,以笔画线代替导线,完成的电路连接;
(2)为了便于医院病房的病员与护士值班室的联系,请你按下列要求将图中的元件连成电路图:病房1中的病员闭合开关S1,值班室铃响,灯L1亮;病房2中的病员闭合开关S2,值班室铃响,灯L2亮。
(3)如图甲所示,是妈妈新买的某品牌扫地机器人,其内部由可充电电池、一个电源指示灯、一个电动机和两个开关组成。开关S1只控制电源指示灯L,开关S2只控制扫地用的电动机M。请在图乙方框区域内画出该扫地机器人内部的简易电路图。
四、实验探究题(满分25分,共5题)
24. 如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,棉花燃烧起来,这是因为活塞压缩气体___________,使空气的内能增大,温度升高,引燃棉花。硝化棉燃烧后生成的颗粒物会附着在玻璃筒内壁,说明分子间存在___________。
25. 小宋进入实验室准备探究凸透镜成像规律的实验时,恰好看到窗户通过凸透镜在光屏上所成的清晰的像,如图甲所示,此时凸透镜和光屏分别在光具座的50cm、61cm刻度线处,如图乙所示。
(1)图甲光屏上窗户的像是倒立、________的实像,生活中________就是应用这一成像原理工作。如果实验室只有焦距为“10cm”和“20cm”两种规格的凸透镜,根据他观察到的现象,可知光具座上凸透镜的焦距为________cm;
(2)把点燃的蜡烛放在光具座的20cm刻度线处,凸透镜、光屏保持如图乙所示的位置不变,调整烛焰、凸透镜和光屏高度,使三者的中心在________。可以适当的向________(选填“左”或“右”)移动光屏,使光屏上得到烛焰清晰的像;
(3)在(2)的基础上,把蜡烛向右移动一段距离,光屏上的像模糊了,可以在凸透镜和蜡烛之间适当位置放一个度数合适的________(选填“近视”或“远视”)镜片,使光屏上再次呈现烛焰清晰的像。
26. 小聪利用注射器、天平(带砝码)测量酒精的密度。
(1)将天平放在水平台上,游码调至标尺左端零刻度线处,指针位置如图甲所示,应将平衡螺母向______移动,使天平横梁平衡;
(2)用注射器抽取适量酒精,体积如图乙所示为______mL,将装有酒精的注射器放到天平上,测得注射器和酒精的总质量为28g;
(3)用注射器继续抽取酒精至20mL处,再将注射器放到天平上,测得注射器和酒精的总质量如图丙所示为______g,测得酒精的密度为______g/cm3;
(4)若第2次使用注射器抽取的酒精中混有气泡,则测得的酒精密度值______(选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(5)本实验使用注射器的优点是____________(写出一条即可)。
27. 课后服务社团活动中,“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验,其中电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V(正常发光时电阻约为12Ω)。
(1)为能顺利完成该实验,下列不同规格的滑动变阻器应选用______(选填字母);
A.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器
B.“20Ω 2A”的滑动变阻器
C.“5Ω 1A”的滑动变阻器
(2)电路连接完成后,闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是____________;
(3)故障排除后重新连接电路,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向______端移动(选填“左”或“右”);
(4)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示,则小灯泡的额定功率为______W;
(5)实验结束后,某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V,定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下:
①开关S、S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器R'的滑片,使小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,此时电压表示数为8V;
③再将滑动变阻器的滑片移至最右端,此时电压表的示数为14V;
④小灯泡的额定功率P额=______W。
28. 小智发现妈妈购买的防滑地垫的A面比B面更粗糙,为了比较A、B两个面的防滑性,小智利用商家赠送的小块地垫样品和弹簧测力计进行了下列探究:
(1)如图甲、乙,分别将B、A面与同一水平地面接触,用弹簧测力计水平___________拉动小块地垫,根据___________原理可知滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数;
(2)小智发现完成甲、乙两次实验测得的滑动摩擦力都很小,比较不出A、B两个面的防滑性,于是又找来一个铁块,在原水平地面上进行了如图丙所示的实验。通过比较甲、丙两次实验,发现当接触面粗糙程度相同时,___________越大,滑动摩擦力越___________;
(3)为了完成探究,保持其他条件不变,在丙图实验的基础上小智只将___________,测出滑动摩擦力的大小为2.2N,通过与丙图实验测得的滑动摩擦力相比,选择地垫___________(填“A”或“B”)面铺在地面上,能更有效地防止地垫在地面上滑动。
五、计算题(满分15分,共2题)
29. 人工涂抹油漆难精准且气味难闻,于是某团队设计了“智能浸泡上漆器”,如图所示,上漆器由柱形硬质浮杆、力传感器、工作台、挡板等组成。浮杆的质量为0.2kg,底面积为;力传感器固定且与浮杆接触但无压力;工作台固定在上漆器底部,其上表面积为0.5m2,高为0.1m。将待上漆的质量分布均匀的柱体A放在工作台中央,将挡板固定在1m高处,开始注漆,当浮杆对力传感器的压力为14N时停止注漆,完成对柱体A的上漆。已知柱体A的质量为500kg,底面积为,高为0.8m,油漆密度为。g取10N/kg。求:
(1)当漆面上升至0.1m时,油漆对上漆器底部的压强;
(2)当漆面上升至0.4m时,柱体A对工作台的压强;
(3)停止注漆时,柱体A被上漆的高度。
30. 课外实践小组设计了一个电热孵蛋箱,其电路如图所示。已知电源电压恒为220V,是阻值为55Ω的电热丝,温度对电热丝阻值的影响忽略不计。
(1)闭合开关S后,求电路中的电流;
(2)求通电100s电热丝产生的热量;
(3)老师提醒,电热箱内温度太高,无法孵化鸡蛋,应使电热箱内的电功率降至,小组成员想出了两种方法改进电路:
方法一:在图中A点处串联接入一根电热丝RA
方法二:在图中B点处串联接入一根电热丝RB
老师发现这两种改进方法电热箱内的电功率都为,小组成员在这两种改进电路中,用电压表测量新接入的电热丝两端的电压,测量结果为和,,,但由于粗心没有记录和分别对应哪种方法。请根据上述信息判断哪种方法更节能,并计算这种方法中新接入的电热丝的阻值。
六、附加题(满分20分,共3题)
31. 叶子探究在温度为0℃条件下,一定质量的氮气的压强和体积的关系,她将压强由1.013×105Pa增加到1.013×108Pa的过程中,得到如下实验数据(其中a、b对氮气来说是常数):
(1)由上述实验数据可以得到如下公式:___________=K(K为常数),其中K=___________(写上单位),由数据形式变为公式形式运用了___________法;
p/Pa
V/m3
pV/Pa·m3
1.013×105
2.24×10-2
2.3×103
2.3×103
1.013×107
2.24×10-4
2.3×103
2.3×103
5.065×107
0.62×10-4
3.1×103
2.3×103
1.013×108
0.46×10-4
4.7×103
2.3×103
(2)在压强由1.013×105Pa增加到1.013×107Pa的过程中,我们可以将公式简化为___________,则这时的p-V关系可以用图像中的图线___________来表示;
(3)实验中若氮气的压强为1.013×106Pa,则它的体积为___________m3。
32. 在真空中两个点电荷间存在相互作用力,探究其影响因素的实验数据如下表:
序号
甲电荷的
电荷量Q1/C
乙电荷的
电荷量Q2/C
甲乙两种电荷之间的
距离r/m
甲乙两电荷之间
互相作用力F/N
1
1×10-8
2×10-8
0.3
2×10-5
2
1×10-8
1×10-8
0.3
1×10-5
3
3×10-8
2×10-8
0.1
54×10-5
4
3×10-8
2×10-8
0.2
13.5×10-5
5
2×10-8
1×10-8
0.2
4.5×10-5
6
4×10-8
3×10-8
0.3
(1)分析表中数据可知,真空中两个点电荷间的相互作用力,跟它们所带的电荷量的乘积成_____比,跟它们之间的距离的______成_____比。
(2)真空中两个点电荷间的相互作用力F,跟它们所带的电荷量Q1,Q2和它们之间的距离r的关系可用式子表示为F =_________,其中k=__________。
(3)请你将表中的空格填上。
33. 探究单摆的运动规律
一根细线下挂一小球,让小球以较小角度来回摆动,构成单摆.利用单摆做实验,结果如表所示.
小球的质量
线长
倾角
来回摆动一个周期的时间的平方
10
0.5
5
2
10
1
5
4
10
0.7
5
2.8
20
0.5
5
2
10
1
3
4
(1)线的长度越长,来回摆动一次的时间越______.
(2)当线的长度不变时,将倾角变大,来回摆动一次的时间______.
(3)上述实验中,用质量为的小球、长的线制成单摆.当时,单摆来回摆动一个周期的时间______.
(4)物体的动能大小公式为,势能公式为.在单摆摆动的过程中,物体的机械能总量保持不变.质量为的摆球,倾角为,摆长为,当小球从最高点静止开始运动到最低点时,求.____
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2025年青岛市局属公办普通高中自主招生统一笔试模拟试卷一
物理试题
(考试时间:90分钟 满分:120分)
说明:
1.本试题分为第I 卷和第II卷两部分,共33小题。第I 卷为选择题,共20小题,45分;
第Ⅱ卷为非选择题和附加题,共13小题,75分。
2.所有题目均在答题卡上作答,在试题上作答无效。
第I卷(共45分)
一、单项选择题(满分30分,共15题,每题2分。每题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)
1. 下列物理量中,属于物质特性的是( )
A. 质量 B. 密度 C. 压强 D. 电阻
【答案】B
【解析】
【详解】物质的特性指一种物质区别于其它物质的主要特征,物质状态不变时,物质特性不变,所以只有密度是特性,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2. 下图是某衬衫吊牌的部分信息,号型“170/92A”表示适穿人群的特征参数及体型。“A”表示适用于一般体型,“170”表示身高170cm,“92”表示( )
产品名称:衬衫
规格:ML
颜色:蓝色
号型:170/92A
……
A. 胸围92cm B. 肩膀宽92cm C. 上臂周长92cm D. 脖子周长92cm
【答案】A
【解析】
【详解】A.一般人的胸围约92cm,故A符合题意;
B.一般人的肩膀宽约37cm,故B不符合题意;
C.一般人的上臂周长约18cm,故C不符合题意;
D.一般人的脖子周长约40cm,故D不符合题意。
故选A。
3. 如图,音叉M、N完全相同,M发出440Hz的声音,原来静止的N随之振动,N也发出440Hz的声音,则( )
A. M发声时每分钟振动440次
B. M和N发出的声音的频率相同
C. M和N发声时的振幅一定相同
D. M发出的声音无需介质就能传播
【答案】B
【解析】
【详解】A.频率表示每秒钟内振动的次数。已知M发出声音的频率为440Hz,表示该音叉每秒钟振动440次,故A不符合题意;
B.已知M和N发出声音的频率都为440Hz,所以M和N发出的声音的频率相同,故B符合题意;
C.引起N音叉振动的能量是由M音叉传递来的,传递过程中存在能量损耗,所以N音叉发声振动的振幅应比M音叉小,故C不符合题意;
D.声音的传播需要介质,故D不符合题意。
故选B。
4. 关于温度、内能、热量,下列说法正确的是( )
A. 温度高的物体含有的热量多
B. 物体吸收热量,温度一定升高
C. 在没有热传递的情况下,气体膨胀对外做功,自身内能会减少
D. 热传递过程中,温度从高温物体传递给低温物体
【答案】C
【解析】
【详解】A.热量是过程量,不能说物体含有的热量多,故A错误;
B.物体吸收热量过程中温度不一定升高,例如:晶体在熔化过程中,吸热但温度不变,故B错误;
C.在没有热传递的情况下,气体膨胀对外做功,内能转化为机械能,则气体自身的内能减小,故C正确;
D.在发生热传递时,高温物体放出热量,低温物体吸收热量,内能总是从高温物体转移到低温物体,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,是某物质温度随时间变化的图像。下列说法正确的是( )
A. 该图是某晶体的熔化图像 B. 该物质在第4min时是固态
C. 在第12min时不吸热不放热 D. 该物质的凝固点为80℃
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,随着时间的增长,温度降低,从第8min到第18min温度不变,是晶体的凝固图像,故A错误;
B.第8min到第18min是该物质的凝固过程,在第4min时是液态,故B错误;
C.第12min是该物质的凝固过程,凝固放热,故C错误;
D.从第8min到第18min温度保持80℃,该物质的凝固点为80℃,故D正确。
故选D。
6. 一块仪容镜如图甲所示,放在某学校走廊的AB处,仪容镜靠墙而立,镜面与墙壁平行,在另一面墙壁上的O处悬挂一电铃,如图乙所示。为了总能看到电铃通过仪容镜所成的像O′,小强同学沿着走廊的ae直线走动,若将人和电铃各自看作一个点,则小强同学所在的区间是( )
A. ab B. bc C. cd D. de
【答案】B
【解析】
【详解】电铃通过平面镜所成的像在O′,根据光沿直线传播,小强同学在的区间bc可看到电铃通过仪容镜所成的像。
故选B。
7. 若地球上的物体所受的重力突然消失:①物体将没有质量;②摩擦力将不存在;③火焰的形状是球形的;④瀑布将消失.其中正确的是( )
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
【答案】C
【解析】
【详解】①质量是物体自身的一种属性,与物体是否受重力无关,不受重力,物体仍有质量;②只要物体间有压力、接触面粗糙、要发生或发生了相对运动,物体间就存在摩擦力,所以,没有重力,摩擦力可能存在;③在重力作用下,火焰周围冷暖气流发生对流,热空气上升,带动火焰向上运动,没有重力的影响,火焰周围不会发生空气对流,也就没有使火焰上升的气流,火焰的形状就变成了球形;④瀑布是水由于受重力向下流动形成的,没有重力,瀑布将消失。故C正确,ABD错误。
故选C。
8. 下列关于体育运动场景的描述和分析,正确的是( )
A. 田径场上400m比赛的整个过程中,运动员的运动状态保持不变
B. 投出的篮球在空中飞行时,若受到的力突然消失,它将立刻静止
C. 跳远运动员起跳前的助跑,是为了增大惯性
D. 足球场上滚动的足球慢慢停下来,是因为受到阻力的作用
【答案】D
【解析】
【详解】A.田径场上400m比赛的整个过程中,运动员的速度方向发生改变,故运动员的运动状态发生改变,故A错误;
B.投出的篮球在空中飞行时,若受到的力突然消失,篮球由于惯性会继续飞行,故B错误;
C.惯性只与物体的质量有关,跳远运动员起跳前的助跑,其质量不变,惯性不变,故C错误;
D.足球场上滚动的足球慢慢停下来,是因为受到阻力的作用,使得运动状态改变,故D正确。
故选D。
9. 图各电路中,闭合开关,能通过移动滑动变阻器的滑片使电表示数为零的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.R1和R2串联,电流表测量电路中的电流,当滑片移动时,R2接入电路中的电阻会变化,电流表的示数会变化,但不会变成0,故A不符合题意;
B.R1和R2串联,电压表测量R1两端的电压,当滑片移动时,R2接入电路中的电阻会变化,电压表的示数会变化,但不会变成0,故B不符合题意;
C.R1和R2串联,电压表测量R2两端的电压,当滑片移动时,R2接入电路中的电阻变为0,电压表的示数会变成0,故C符合题意;
D.R1和R2串联,电压表测量电源电压,示数不变,故D不符合题意。
故选C。
10. 下列有关摩擦力的说法不正确的是( )
A. 走路时鞋底与路面间的摩擦是有益摩擦
B. 自行车刹车时,是通过增大刹车胶皮与钢圈之间的压力来增大摩擦力
C. 摩擦力不一定是阻力
D. 摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
【答案】D
【解析】
【详解】A.走路时,脚向后蹬地,地面对鞋底产生向前的摩擦力使人获得前进的动力,是有益摩擦,故A正确,不符合题意;
B.自行车刹车时,用力拉手闸,使得刹车胶皮与钢圈之间的压力增大从而增大摩擦来刹车,故B正确,不符合题意;
C.摩擦力不一定是阻力,比如人行走时地面对鞋底的摩擦力,或者汽车驱动轮与地面之间的摩擦,都是使物体前进的动力,故C正确,不符合题意;
D.人前进时,受到的摩擦力的方向与人运动的方向相同,所以摩擦力的方向总是和物体相对运动(或相对运动趋势)的方向相反,而不一定和物体的运动方向相反,故D错误,符合题意。
故选D。
11. 如图所示,底面积不同的物体甲、乙分别放置在水平地面上,它们对地面的压强相等。若在两物体上方分别水平截去部分物体后,剩余部分物体对地面的压强仍然相等,则截去部分的物体可能具有( )
A. 相同高度,不同的质量 B. 相同的体积,不同的质量
C. 相同的质量,不同的高度 D. 相同的质量,不同的体积
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意可知,物体甲的底面积大于物体乙的底面积,因为它们对地面的压强相等,根据可知,物体甲的压力大于物体乙的压力,因物体水平放置时,压力大小等于重力大小,所以,物体甲的重力大于物体乙的重力,根据可知,物体甲的质量大于物体乙的质量,根据可知,物体甲、乙的密度不同;因为在两物体上方分别水平截去部分物体后,要保证剩余部分物体对地面的压强仍然相等,则截去部分的物体可能具有相同的体积,不同的质量,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
12. 将甲、乙两个相同的溢水杯放在水平桌面上,分别盛满不同的液体(至溢水口处),把两个完全相同的小球放入溢水杯中,溢出的液体流到了相同的小烧杯中,静止时的状态如图所示。此时,甲图中液体对烧杯底部的压强和乙图中液体对烧杯底部的压强分别为p1和p2,甲溢水杯对桌面的压强和乙溢水杯对桌面的压强分别为p3和p4,则( )
A. p1<p2,p3<p4 B. p1>p2,p3>p4
C. p1<p2,p3=p4 D. p1>p2,p3=p4
【答案】A
【解析】
【详解】小球在甲中沉底,浮力小于重力;小球在乙中漂浮,浮力等于重力;又因为浮力等于排开液体的重力,所以甲烧杯中水的重力小于乙烧杯中水的重力,水对烧杯底的压力等于水的重力,则
F1<F2
因为两烧杯底面积相同,所以由公式知道
p1<p2
因为乙球漂浮,所以乙杯内液体的密度
ρ乙>ρ球
因为甲球下沉,所以甲杯内液体的密度
ρ甲<ρ球
则两种液体的密度
ρ乙>ρ甲
由图知道,甲杯中液体的体积小于乙杯中液体的体积,根据密度公式的变形式m=ρV知道,甲杯中液体的质量小于乙杯中液体的质量,两溢水杯和小球相同,杯子对桌面的压力等于溢水杯、小球和液体的重力之和,根据F=G总=m总g知道,甲杯对桌面的压力小于乙杯对桌面的压力,因为受力面积相同,由公式知道
p3<p4
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
13. 如图所示,从A点沿水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示,C、F两处等高,D为球与水平地面的接触点,不计空气阻力,下列说法不正确的是( )
A. 小球在C点的机械能等于在F点的机械能
B. 小球在C点的动能大于在F点的动能
C. 小球从E点到F点的过程中,机械能不变
D. 小球从D点离开地面到达E点的过程中,动能转化为重力势能
【答案】A
【解析】
【详解】A B.C点运动到F点的过程,由于物体与地面发生碰撞,且上升的高度E点低于B点,故机械能有损失,小球在C点的机械能大于在F点的机械能;由图知C、F两处等高,小球的重力势能相同,但小球在 C点动能大于F点的不同,A错误,符合题意,B正确,不符合题意;
C.小球从E点到F点过程中,不计空气阻力,只有重力做功,故机械能守恒,C正确,不符合题意;
D.小球从D点离开地面时,弹性势能转化为动能;小球从D点离开地面到达E点的过程中,动能转化为重力势能,D正确,不符合题意。
故选A。
14. 如图所示,电阻、为定值电阻,电源电压保持不变。当开关闭合,接a端时,电流表示数为I;当开关闭合,接b端时,电流表示数为2I,则未知电阻的阻值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据电路图可知,当开关闭合,接a端时,电流表示数为I,由欧姆定律可知,电源电压为
当开关闭合,接b端时,电流表示数为2I,由欧姆定律可知,电源电压为
由于电源电压保持不变,则有
解得
故选D。
15. 下列四幅图中,应用了电磁感应原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.扬声器应用的是通电导体在磁场中受力的作用,故A不符合题意;
B.该图演示了通电导体在磁场中受力的作用,故B不符合题意;
C.话筒是利用闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动产生感应电流,故C符合题意;
D.该图是电磁铁,利用了电流的磁效应,故D不符合题意。
故选C。
二、多项选择题(满分15分,共5题。每题给出的四个选项中,有2-3个选项符合题目要求,全选对得3分,漏选得2分,错选或不选得0分)
16. 关于透镜的应用,下列说法不正确的是( )
A. 远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用
B. 照相时景物成像在镜头的二倍焦距之外
C. 投影仪中的投影片要放在镜头的二倍焦距之外
D. 用放大镜观察蚂蚁时,蚂蚁越靠近放大镜成的像越小
【答案】BC
【解析】
【详解】A.远视眼将像成在视网膜之后,远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用,可使光提前会聚,故A正确,不符合题意;
B.照相机是利用物距大于二倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像,所以照相时,景物在镜头二倍焦距以外,像成在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,故B错误,符合题意;
C.投影仪是利用物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,凸透镜成倒立、放大的实像,所以投影仪中的投影片应放在镜头的一倍焦距和二倍焦距之间,故C错误,符合题意;
D.用放大镜观察蚂蚁时,蚂蚁靠近放大镜时物距变小,像距变小,所成的像也变小,故D正确,不符合题意。
故选BC。
17. 下列关于材料、能源的说法正确的是( )
A. 手机芯片的核心材料是半导体
B. 能量的转移和转化具有方向性
C. 广泛使用的电能属于二次能源
D. 核电站的反应堆通过可控聚变反应释放核能
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.手机芯片的核心材料是半导体,半导体材料主要有锗、硅等,故A正确;
B.能量的转移和转化不能收回或反向进行,说明能量的转移和转化具有方向性,故B正确;
C.电能是通过其他形式的能量转化而来的,因此广泛使用的电能属于二次能源,故C正确;
D.核电站的反应堆通过可控裂变反应释放核能,故D错误。
故选ABC。
18. 如图所示,重100N的物体A在F=10N的拉力作用下, 3s内沿水平地面匀速直线运动了1.5m, 不计绳和滑轮自重, 滑轮组的机械效率为 90%。下列说法正确的是( )
A. 绳自由端移动的速度为 1m /s
B. 在此过程中所做的额外功为15J
C. 物体与地面间的滑动摩擦力为 18N
D. 拉力F增大时, 物体A受到地面的摩擦力一定变大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由题图可知,与动滑轮相连的绳子的股数,当物体A在3s内沿水平地面匀速直线运动了1.5m,则绳子自由端移动的距离为3m,则绳自由端移动的速度为
故A正确;
B.此过程中,拉力做的总功为
又滑轮组的机械效率为90%,则在此过程中所做的额外功为
故B错误;
C.由于物体A匀速运动,且不考虑绳和滑轮自重,则可知绳子给物体A的拉力等于物体A受到的摩擦力,由于,F=10N,则有
故C正确;
D.由于地面的粗糙程度不变,且物体A对地面的压力大小不变,则摩擦力大小不会变,当拉力F增大时, 物体A受到地面的摩擦力大小不会变,故D错误。
故选AC。
19. 如图所示电路,电源电压为且恒定。电流表的量程为,电压表的量程为,小灯泡规格为“”(灯丝阻值不变),滑动变阻器规格为“”。保证电路中各元件都不损坏,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数变化范围
B 电压表示数变化范围
C. 滑动变阻器阻值变化范围
D. 小灯泡实际功率变化范围
【答案】ABD
【解析】
【详解】ABC.由图可知,灯泡和变阻器串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流,小灯泡的额定电流
小灯泡的电阻
电流表的最大电流是0.6A,通过变阻器的最大电流是1A,由串联电路电流的规律可知通过电路的最大电流是0.5A,此时变阻器连入电路的电阻最小,电压表的示数最小,电压表的示数
U小=U-UL=4.5V-2.5V=2V
变阻器连入电路的电阻最小值
电压表的量程是0-3V,电压表的最大示数是3V,由串联分压可知,当电压表的示数为3V时,变阻器连入电路的阻值最大,此时电路的总电阻最大,电路中的电流最小,由欧姆定律和串联电路电压的规律可知电路中的最小电流
变阻器连入电路的最大阻值
电流表示数变化范围,电压表示数变化范围,滑动变阻器阻值变化范围,故AB正确,C错误;
D.通过电路的最大电流是0.5A,此时灯泡正常发光,小灯泡的电功率是1.25W,通过电路的最小电流是0.3A,小灯泡实际功率
P小=I小2RL=(0.3A)2×5Ω=0.45W
小灯泡实际功率变化范围,故D正确。
故选ABD。
20. 如图所示,两个完全相同的容器分别盛有甲、乙两种液体,将两个体积相等的实心物体A、B分别放入甲、乙两种液体中,静止后,物体A悬浮,物体B漂浮,两容器中液面相平。下列说法正确的是( )
A. 若物体A、B密度相等,则物体A、B受到的浮力相等
B. 若物体A、B密度相等,则两容器对桌面的压强相等
C. 若甲、乙液体密度相等,则物体A的重力大于物体B的重力
D. 若甲、乙液体密度相等,则物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.由题意可知,A、B两物体体积相同,若密度也相同,则由可知,A、B质量相同。由图可知,A悬浮,B漂浮,由物体浮沉条件可知,物体漂浮和悬浮时,受到的浮力等于自身重力,即
,
因A、B质量相同,故物体A、B受到的浮力相等,故A正确;
B.若物体A、B密度相等,A悬浮,则,B漂浮,则,所以,因两容器液面相平,且A、B体积相同,因此,则,由
可知,乙中液体重力大于甲中液体重力,由A选项可知,A、B重力相同,因此甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力,因两容器底面积相等,由可知,,故B错误;
C.若甲、乙液体密度相等,物体A悬浮,物体B漂浮,则
,
故。因A、B两物体体积相同,由
可知,物体A的重力大于物体B的重力,故C正确;
D.若甲、乙液体密度相等,物体A悬浮,物体B漂浮,受到的浮力等于自身重力,由C选项可知,物体A的重力大于物体B的重力,因此物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力,故D正确。
故选ACD。
第Ⅱ卷(共75分)
三、填空与作图题(满分15分,共3题)
21. 明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳,沿用至今。题图甲是一种辘轳,由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时,用力使大轮转动,小轮随之转动并缠绕井绳,提起水桶。
(1)图甲所示,辘轳可视为不等臂杠杆,为方便提水,它是按照___________(选填“省力”或“费力”)杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示,它的支点是“A”“B”或“C”中的___________点。
(2)设大轮与小轮的半径比为3:1,水桶受到的总重力为90N。使周长为3m的大轮转动一圈,水桶匀速上升,井绳对水桶做功___________J;若要使辘轳静止在图乙所示位置,作用在C点最小的力应为___________N。(不计井绳的粗细和自重)
(3)图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理,为了更省力,开关应选用___________(选填“①”或“②”)。
【答案】 ①. 省力 ②. B ③. 90 ④. 30 ⑤. ①
【解析】
【详解】(1)[1][2]为方便提水,根据题图可知,它是按照省力杠杆来设计的;由于辅围绕B点进行旋转,可知B点为其支点。
(2)[3][4]由于大轮与小轮的半径比为3∶1,当周长为3m的大轮转动一圈,则小轮也转动一圈,且小轮转动的距离为1m,由于木桶匀速上升,则井绳对水桶做功
根据图乙所示,大轮与小轮的半径比为3∶1,当动力臂为BC时,作用在C点的力最小,根据杠杆平衡条件可知,最小的力为
因为,可得
(3)[5]为了更省力,开关应选用动力臂较大的,故开关应选用①。
22. 为了探究平面镜成像特点,小华同学准备了透明玻璃板、刻度尺、光屏和A、B两只大小相同的蜡烛,如图所示。
(1)用透明玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的______,用玻璃板代替平面镜实验时,应选用______(选填“厚”或“薄”)一些的玻璃板;
(2)当蜡烛A远离玻璃板时,它的像会______(选填“变小”“不变”或“变大”);
(3)实验中若只将玻璃板水平向左平移,蜡烛所成像的位置______(选填“向左移”“向右移”或“不变”);
(4)小华同学在实验中将透明玻璃板与水平桌面垂直方向成30°角放置,然后将蜡烛沿水平桌面向玻璃板方向移动一段距离L,如图所示。则蜡烛所成像的像距变化量为______。
【答案】 ①. 位置 ②. 薄 ③. 不变 ④. 不变 ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1]透明的玻璃板能反射,也能透光,所以玻璃板既能成像,又能观察到玻璃板后面代替蜡烛A的蜡烛B,当蜡烛B和蜡烛A的像完全重合时,蜡烛B的位置就是蜡烛A像的位置,所以使用透明的玻璃板代替平面镜便于确定像的位置。
[2]玻璃板两面都能成像,但是薄的玻璃板两面成的像间距较小,几乎重叠,对实验几乎没有影响,厚的两面成的像,间距较大,形成重影,对实验影响较大,所以选择薄的进行实验。
(2)[3]平面镜中的像的大小跟物体大小有关,跟物体到平面镜的距离无关,所以蜡烛A远离玻璃板,像也远离玻璃板,像的大小不变。
(3)[4]只将玻璃板向左平移,在向左移动的过程中,由于物像关于平面镜对称,所以蜡烛A的像的位置不变。
(4)[5]如图所示:
根据平面镜成像规律可知,DE垂直于CE,由数学原理可知
∠DCE=90°-30°=60°
则
∠CDE=180°-90°-60°=30°
由几何知识可知
∠DMF=∠CDE=30°
由图可知,像距的变化量
23. 完成以下作图:
(1)如图所示是测电阻(阻值在7Ω左右)电路图,以笔画线代替导线,完成的电路连接;
(2)为了便于医院病房的病员与护士值班室的联系,请你按下列要求将图中的元件连成电路图:病房1中的病员闭合开关S1,值班室铃响,灯L1亮;病房2中的病员闭合开关S2,值班室铃响,灯L2亮。
(3)如图甲所示,是妈妈新买的某品牌扫地机器人,其内部由可充电电池、一个电源指示灯、一个电动机和两个开关组成。开关S1只控制电源指示灯L,开关S2只控制扫地用的电动机M。请在图乙方框区域内画出该扫地机器人内部的简易电路图。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由于电源为两节电池,电源电压为3V,所以电压表选用 0~3V 的量程,与定值电阻并联,此时电路中的电流约为
所以电流表选用 0~0.6A 的量程与定值电阻串联,滑动变阻器按“一上一下”的方式与定值电阻串联,它的滑片向左移动时,接入电路的阻值变小,所以左下端接线柱接入电路,上端接线柱可任选一个,根据电路图的顺序连接实物图,如图所示:
【小问2详解】
因为S1控制L1,S2控制L2,所以S1与L1串联,S2与L2串联,又因为当病房里的病人闭合开关时,值班室的电铃响,与病房对应的指示灯亮,所以L1与L2并联后再与电铃串联,电铃在干路上,电路图如图所示
【小问3详解】
根据题意可知,开关S1只控制电源指示灯L,开关S2只控制电动机M,这说明指示灯L和电动机M工作时互不影响,所以两者并联,开关S1与指示灯L串联在一条支路中,开关S2与电动机M串联在另一条支路中,如图所示
四、实验探究题(满分25分,共5题)
24. 如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,棉花燃烧起来,这是因为活塞压缩气体___________,使空气的内能增大,温度升高,引燃棉花。硝化棉燃烧后生成的颗粒物会附着在玻璃筒内壁,说明分子间存在___________。
【答案】 ①. 做功 ②. 引力
【解析】
【详解】[1]做功可以改变物体的内能,因此活塞压缩气体做功,使空气的内能增大,温度升高,引燃棉花。
[2]分子间存在着引力和斥力,颗粒物会附着在玻璃筒内壁,说明分子间存在引力。
25. 小宋进入实验室准备探究凸透镜成像规律的实验时,恰好看到窗户通过凸透镜在光屏上所成的清晰的像,如图甲所示,此时凸透镜和光屏分别在光具座的50cm、61cm刻度线处,如图乙所示。
(1)图甲光屏上窗户的像是倒立、________的实像,生活中________就是应用这一成像原理工作。如果实验室只有焦距为“10cm”和“20cm”两种规格的凸透镜,根据他观察到的现象,可知光具座上凸透镜的焦距为________cm;
(2)把点燃的蜡烛放在光具座的20cm刻度线处,凸透镜、光屏保持如图乙所示的位置不变,调整烛焰、凸透镜和光屏高度,使三者的中心在________。可以适当的向________(选填“左”或“右”)移动光屏,使光屏上得到烛焰清晰的像;
(3)在(2)的基础上,把蜡烛向右移动一段距离,光屏上的像模糊了,可以在凸透镜和蜡烛之间适当位置放一个度数合适的________(选填“近视”或“远视”)镜片,使光屏上再次呈现烛焰清晰的像。
【答案】 ①. 缩小 ②. 照相机 ③. 10 ④. 同一高度 ⑤. 右 ⑥. 远视
【解析】
【详解】(1)[1][2]根据题意,物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,故图甲光屏上窗户的像是倒立、缩小的实像,生活中照相机就是应用这一成像原理工作。
[3]因像距
v=61cm-50cm=11cm
实验室只有焦距为“10cm”和“20cm”两种规格的凸透镜,根据他观察到的现象为缩小的像,则像距在一倍焦距与二倍焦距之间,可知光具座上凸透镜的焦距为10cm。
(2)[4][5]把点燃的蜡烛放在光具座的20cm刻度线处,凸透镜、光屏保持如图乙所示的位置不变,调整烛焰、凸透镜和光屏高度,使三者的中心在同一高度,因物距变小,像距变大,故可以适当的向右移动光屏,使光屏上得到烛焰清晰的像。
(3)[6]在(2)的基础上,把蜡烛向右移动一段距离,光屏上的像模糊了,此时像在光屏右侧,因远视镜(凸透镜)对光线有会聚作用,可以在凸透镜和蜡烛之间适当位置放一个度数合适的远视镜片,使光屏上再次呈现烛焰清晰的像。
26. 小聪利用注射器、天平(带砝码)测量酒精的密度。
(1)将天平放在水平台上,游码调至标尺左端零刻度线处,指针位置如图甲所示,应将平衡螺母向______移动,使天平横梁平衡;
(2)用注射器抽取适量酒精,体积如图乙所示为______mL,将装有酒精的注射器放到天平上,测得注射器和酒精的总质量为28g;
(3)用注射器继续抽取酒精至20mL处,再将注射器放到天平上,测得注射器和酒精的总质量如图丙所示为______g,测得酒精的密度为______g/cm3;
(4)若第2次使用注射器抽取的酒精中混有气泡,则测得的酒精密度值______(选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(5)本实验使用注射器的优点是____________(写出一条即可)。
【答案】 ①. 右 ②. 10 ③. 35.8 ④. 0.78 ⑤. 偏小 ⑥. 取样准确(或便于操作、便于测量、减小误差等)
【解析】
【详解】(1)[1]由图甲可知,指针偏左,说明左边重右边轻,应将平衡螺母向轻些的右边调节,使天平横梁平衡。
(2)[2]由图乙可知,注射器分度值为2mL,液柱所在位置的示数为10 mL。
(3)[3][4]由图丙可知,砝码质量35g,标尺分度值为0.2g,游码所在位置的示数为0.8g,所以注射器和酒精的总质量为
依题意用注射器抽取10 mL酒精,注射器和酒精的总质量为28g,用注射器继续抽取酒精至20mL处,注射器和酒精的总质量为35.8g,由此可知,10mL=10cm3酒精的质量为
由可知,酒精的密度为
(4)[5]若第2次使用注射器抽取的酒精中混有气泡,则用针管抽出来的酒精体积偏大,由可知,测得的酒精密度偏小。
(5)[6]量筒不能放在天平上测质量,容易倾倒,使用注射器取样准确,便于操作和测量等优点。
27. 课后服务社团活动中,“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验,其中电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V(正常发光时电阻约为12Ω)。
(1)为能顺利完成该实验,下列不同规格的滑动变阻器应选用______(选填字母);
A.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器
B.“20Ω 2A”的滑动变阻器
C.“5Ω 1A”的滑动变阻器
(2)电路连接完成后,闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是____________;
(3)故障排除后重新连接电路,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向______端移动(选填“左”或“右”);
(4)通过小灯泡电流随它两端电压变化的关系如图丙所示,则小灯泡的额定功率为______W;
(5)实验结束后,某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V,定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下:
①开关S、S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器R'的滑片,使小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,此时电压表的示数为8V;
③再将滑动变阻器的滑片移至最右端,此时电压表的示数为14V;
④小灯泡的额定功率P额=______W。
【答案】 ①. B ②. 小灯泡断路 ③. 左 ④. 0.5 ⑤. 1.8
【解析】
【详解】(1)[1]小灯泡额定电压为2.5V(正常发光时电阻约为12Ω)。额定电流约为
此时滑动变阻器接入电路中的阻值约为
由此可知,应选“20Ω 2A”的滑动变阻器。
故选B。
(2)[2]电路连接完成后,闭合开关,发现电流表无示数,小灯泡不亮,说明电路存在断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表并联在电源两端,测电源电压,与电压表并联的电路部分存在断路,故小灯泡断路。
(3)[3]由图乙可知,电压表选择小量程,分度值为0.1V,示数为2.2V。为了测量小灯泡的额定功率,应增加小灯泡两端的电压,减小滑动变阻器两端的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器接入电路的电阻,故将滑动变阻器的滑片向左移动。
(4)[4]由图丙可知,当电压为2.5V时,电流为0.2A。因此小灯泡的额定功率是
P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W
(5)[5]开关S、S1闭合,S2断开,滑动变阻器滑片左边的电阻与小灯泡串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,要使小灯泡正常发光,则灯泡两端的电压
UL=6V
根据串联电路电压的规律可得
U滑=U-UL=18V-6V=12V
所以,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为12V时,小灯泡正常发光。保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联,电压表测量滑动变阻器滑片左边电阻两端的电压,此时电压表示数为
U左=8V
由于滑动变阻器的全部电阻连入电路,为了间接测量出定值电阻R两端的电压,需要测量出滑动变阻器两端的电压,故再将滑动变阻器的滑片移至最右端,此时电压表示数为滑动变阻器两端的电压,即
U′=14V
在②中,滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联,根据串联电路电压的规律可得,R两端的电压
UR=U-U′=18V-14V=4V
此时电路中的电流
当电压表示数为U左=8V时,滑动变阻器滑片左边电阻的阻值
故在①中,小灯泡的额定电流为
则小灯泡的额定功率
P额=ULIL=6V×0.3A=1.8W
28. 小智发现妈妈购买的防滑地垫的A面比B面更粗糙,为了比较A、B两个面的防滑性,小智利用商家赠送的小块地垫样品和弹簧测力计进行了下列探究:
(1)如图甲、乙,分别将B、A面与同一水平地面接触,用弹簧测力计水平___________拉动小块地垫,根据___________原理可知滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数;
(2)小智发现完成甲、乙两次实验测得的滑动摩擦力都很小,比较不出A、B两个面的防滑性,于是又找来一个铁块,在原水平地面上进行了如图丙所示的实验。通过比较甲、丙两次实验,发现当接触面粗糙程度相同时,___________越大,滑动摩擦力越___________;
(3)为了完成探究,保持其他条件不变,在丙图实验的基础上小智只将___________,测出滑动摩擦力的大小为2.2N,通过与丙图实验测得的滑动摩擦力相比,选择地垫___________(填“A”或“B”)面铺在地面上,能更有效地防止地垫在地面上滑动。
【答案】 ①. 匀速直线 ②. 二力平衡 ③. 压力 ④. 大 ⑤. A、B两个面对调 ⑥. A
【解析】
【详解】(1)[1][2]实验时用弹簧测力计沿水平方向拉动小块地垫,使其在水平桌面上做匀速直线运动,根据二力平衡原理,可知滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。
(2)[3][4]比较甲、丙两次实验,接触面粗糙程度相同时,丙中压力越大,测力计示数也越大,摩擦力越大,可以得到当接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)[5][6]探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,要控制压力大小相同,故将A、B两个面对调,可探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,地垫A面铺在地上时,弹簧测力计的示数大,摩擦力较大,能更有效地防止地垫在地面上滑动。
五、计算题(满分15分,共2题)
29. 人工涂抹油漆难精准且气味难闻,于是某团队设计了“智能浸泡上漆器”,如图所示,上漆器由柱形硬质浮杆、力传感器、工作台、挡板等组成。浮杆的质量为0.2kg,底面积为;力传感器固定且与浮杆接触但无压力;工作台固定在上漆器底部,其上表面积为0.5m2,高为0.1m。将待上漆的质量分布均匀的柱体A放在工作台中央,将挡板固定在1m高处,开始注漆,当浮杆对力传感器的压力为14N时停止注漆,完成对柱体A的上漆。已知柱体A的质量为500kg,底面积为,高为0.8m,油漆密度为。g取10N/kg。求:
(1)当漆面上升至0.1m时,油漆对上漆器底部的压强;
(2)当漆面上升至0.4m时,柱体A对工作台的压强;
(3)停止注漆时,柱体A被上漆的高度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【29题详解】
当油漆上升至时,油漆对上漆器底部的压强
【30题详解】
当油漆上升至时,则柱体受到的浮力
柱体的重力
故此时重力大于浮力,故柱体未上浮,则对工作台的压力
由于柱体的底面积大于工作台的上表面积,故受力面积为工作台的上表面积,则柱体对工作台的压强
【31题详解】
已知浮杆的质量为,则浮杆的重力
浮杆对力传感器的压力为,则浮杆受到的浮力
浮杆排开油漆的体积
则油漆的深度
柱体受到的浮力
此时,则柱体漂浮,浮力等于重力,故此时的
浸入油漆的深度
柱体A露出的高度为
油漆面到挡板的高度为
故柱体只能露出的高度,则柱体实际浸入油漆的高度为。
30. 课外实践小组设计了一个电热孵蛋箱,其电路如图所示。已知电源电压恒为220V,是阻值为55Ω的电热丝,温度对电热丝阻值的影响忽略不计。
(1)闭合开关S后,求电路中的电流;
(2)求通电100s电热丝产生的热量;
(3)老师提醒,电热箱内温度太高,无法孵化鸡蛋,应使电热箱内的电功率降至,小组成员想出了两种方法改进电路:
方法一:在图中A点处串联接入一根电热丝RA
方法二:在图中B点处串联接入一根电热丝RB
老师发现这两种改进方法电热箱内的电功率都为,小组成员在这两种改进电路中,用电压表测量新接入的电热丝两端的电压,测量结果为和,,,但由于粗心没有记录和分别对应哪种方法。请根据上述信息判断哪种方法更节能,并计算这种方法中新接入的电热丝的阻值。
【答案】(1)4A;(2);(3)方法一,825Ω
【解析】
【详解】解:(1)S闭合后。电路中的电流
(2)通电100s电热丝产生的热量
(3)方法一更节能。两种方法电路简图如下:
在方法一中的电热箱的功率为
在方法二中的电热箱的功率为
因为两次电热箱内的电功率相等,即
得
由W=UIt可得,方法一更节能。R0两次电压
因为电源电压保持不变,则RA和RB两端的电压,则
UB=U2=165V
R0两端的电压
电热箱内的电功率
在方法一中
R0两端的电压
电热丝RA的阻值
答:(1)闭合开关S后,求电路中的电流是4A;
(2)求通电100s电热丝 R0 产生的热量8.8×104J;
(3)方法一更节能,电热丝A的阻值为825Ω。
六、附加题(满分20分,共3题)
31. 叶子探究在温度为0℃条件下,一定质量的氮气的压强和体积的关系,她将压强由1.013×105Pa增加到1.013×108Pa的过程中,得到如下实验数据(其中a、b对氮气来说是常数):
(1)由上述实验数据可以得到如下公式:___________=K(K为常数),其中K=___________(写上单位),由数据形式变为公式形式运用了___________法;
p/Pa
V/m3
pV/Pa·m3
1.013×105
2.24×10-2
2.3×103
2.3×103
1.013×107
2.24×10-4
2.3×103
2.3×103
5.065×107
0.62×10-4
3.1×103
2.3×103
1.013×108
0.46×10-4
4.7×103
2.3×103
(2)在压强由1.013×105Pa增加到1.013×107Pa的过程中,我们可以将公式简化为___________,则这时的p-V关系可以用图像中的图线___________来表示;
(3)实验中若氮气的压强为1.013×106Pa,则它的体积为___________m3。
【答案】(1) ①. ②. 2.3×103Pa·m3 ③. 等效替代
(2) ①. PV=K ②. b
(3)2.27×10-3
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]由实验数据可以看出是一个定值,可以看作常数,为2.3×103Pa·m3,这是应用了等效替代法。
【小问2详解】
[1][2]在压强由1.013×105Pa增加到1.013×107Pa的过程中,PV乘积不变,可将公式简化为PV=K,p-V关系可以看出压强增大,体积减小,故选b。
【小问3详解】
由公式PV=K可知,K是一个定值,当压强为1.013×106Pa,对应体积
32. 在真空中两个点电荷间存在相互作用力,探究其影响因素的实验数据如下表:
序号
甲电荷的
电荷量Q1/C
乙电荷的
电荷量Q2/C
甲乙两种电荷之间的
距离r/m
甲乙两电荷之间的
互相作用力F/N
1
1×10-8
2×10-8
0.3
2×10-5
2
1×10-8
1×10-8
0.3
1×10-5
3
3×10-8
2×10-8
0.1
54×10-5
4
3×10-8
2×10-8
0.2
13.5×10-5
5
2×10-8
1×10-8
0.2
4.5×10-5
6
4×10-8
3×10-8
0.3
(1)分析表中数据可知,真空中两个点电荷间的相互作用力,跟它们所带的电荷量的乘积成_____比,跟它们之间的距离的______成_____比。
(2)真空中两个点电荷间的相互作用力F,跟它们所带的电荷量Q1,Q2和它们之间的距离r的关系可用式子表示为F =_________,其中k=__________。
(3)请你将表中的空格填上。
【答案】(1) ①. 正比 ②. 平方 ③. 反比
(2) ①. ②.
(3)1.2×10-4
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3] 分析实验序号1、2数据可知,在两个点电荷之间的距离相同时,两个点电荷间的相互作用力跟它们所带的电荷量的乘积成正比;分析实验序号3、4的数据可知,两个点电荷各自所带的电荷量相同时,两个点电荷间的相互作用力跟它们之间的距离的平方成反比;综合以上分析可知:真空中两个点电荷间的相互作用力跟它们所带的电荷量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方成反比。
【小问2详解】
[1][2]根据(1)可知,真空中两个点电荷间的相互作用力跟它们所带的电荷量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方成反比,即;由表中数据可知,当,,r=0.3m,F=2×10-5N时,则
【小问3详解】
根据可知,第6次甲、乙两电荷之间相互作用力为
33. 探究单摆的运动规律
一根细线下挂一小球,让小球以较小角度来回摆动,构成单摆.利用单摆做实验,结果如表所示.
小球的质量
线长
倾角
来回摆动一个周期的时间的平方
10
0.5
5
2
10
1
5
4
10
0.7
5
2.8
20
0.5
5
2
10
1
3
4
(1)线的长度越长,来回摆动一次的时间越______.
(2)当线的长度不变时,将倾角变大,来回摆动一次的时间______.
(3)上述实验中,用质量为的小球、长的线制成单摆.当时,单摆来回摆动一个周期的时间______.
(4)物体的动能大小公式为,势能公式为.在单摆摆动的过程中,物体的机械能总量保持不变.质量为的摆球,倾角为,摆长为,当小球从最高点静止开始运动到最低点时,求.____
【答案】 ①. 长 ②. 不变 ③. ④.
【解析】
【详解】(1) [1] 由表格数据知道,来回摆动一个周期的时间与小球的质量和倾角无关,与线长成正比,所以线的长度越长,来回摆动一次的时间越长;
(2) [2]由于来回摆动一个周期的时间与小球的质量和倾角无关,所以,仅改变倾角大小,来回摆动一个周期的时间不变;
(3) [3]分析表格数据知道,
,即,
当l=时,由知道,
,
即单摆来回摆动一个周期的时间是:
(4) [4]小球从最高点静止开始运动的过程机械能守恒,设小球在最低点时为零势能面,如图所示,
则
所以,到最低点时的速度是:
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