精品解析:2025年福建省莆田二十四中中考物理模拟试卷(一)
2025-12-31
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内容正文:
2025年福建省莆田二十四中中考物理模拟试卷(一)
一、单选题:本大题共14小题,共28分。
1. 近年,我国在信息、材料和能源等领域取得了辉煌的成绩,以下说法正确的是( )
A. 5G通信信号的电磁波在真空中传播速度比4G的快
B. 华为手机的芯片是采用超导材料制成的
C. 水力、风力、太阳能发电都是利用不可再生能源
D. “人造太阳”是氢原子核在超高温条件下发生聚变释放出核能
2. “蝉噪林逾静,鸟鸣山更幽”这两句千古传诵的名句,被誉为“文外独绝”。关于蝉叫声和鸟鸣声,下列说法正确的是( )
A. 蝉叫声和鸟鸣声是人耳鼓膜振动产生的
B. 人们根据音色来辨别蝉叫声和鸟鸣声
C. 鸟鸣声响度大,所以鸟鸣声传播得更快
D. 蝉叫声是噪声,鸟鸣声不是噪声
3. 生活中我们要时刻注意用电安全,下列行为符合用电安全常识的是( )
A. 家电失火,先断开电源 B. 在电线上晾晒衣服
C. 把电动自行车推到楼道里充电 D. 手机充电器一直插在插排上,不拔下来
4. 中国古代的造纸术、指南针、火药、印刷术影响了世界,如图所示,现代的新四大发明“高铁、支付宝、共享单车和网购”给人民生活带来了便利。下列说法中正确的是( )
A. 图甲中,高铁站台设置安全线是因为“流体流速越大的位置,压强越大”
B. 图乙中,收款盒子扫描手机中的二维码收款,此过程利用电磁波传递信息
C. 图丙中,共享单车把手上的花纹是为了减小摩擦
D. 图丁中,快递机器人关闭电源后很快停下,说明物体的运动需要力来维持
5. 五月五,是端午,蒸角粽,挂菖蒲,香囊身边佩,龙舟水上浮。如图所示,下列说法正确的是( )
A. 图甲中,蒸角粽是用做功的方式改变粽子的内能
B. 图乙中,挂在墙上的菖蒲只受重力
C. 图丙中,佩在身上的香囊香气四溢是由于分子做无规则运动
D. 图丁中,龙舟依靠浮力向前运动
6. 2025年1月7日长征三号乙运载火箭成功将实践25号卫星送入预定轨道。此次在轨实验中,该卫星成功对目标卫星实施了燃料补加,验证了卫星延寿服务的关键技术。以下说法正确的是( )
A. 火箭燃料未完全燃烧时的热值比完全燃烧时小
B. 火箭发射时,地面水池上方产生大量的水雾弥漫在空中,属于扩散现象
C. 火箭发动机周围使用隔热材料,可有效减少发动机向火箭其它部分进行热传递
D. 燃料燃烧产生的高温高压燃气向下喷出,燃气对外做功,燃气内能增大
7. 常见的智能锁可以设置密码、指纹和机械钥匙三种开锁方式。密码识别成功时闭合,电铃发出声音,电动机M工作开锁;指纹识别成功时闭合,电铃发出声音,电动机M工作开锁。机械钥匙直接开锁,与电路无关。下列电路设计中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示,热熔法连接PPR管时,用热熔器加热粗管端口内层和细管端口外层,然后把细管推进粗管,冷却后两根管子就连接在一起很难被拉开了,这个现象说明( )
A. 分子是由原子构成的 B. 分子是运动的
C. 分子间存在引力 D. 分子间存在斥力
9. 科技不断发展,一些快递公司尝试用无人机送货(如图)。无人机匀速下降时,所载货物的( )
A. 动能不变,重力势能减小 B. 动能不变,重力势能增大
C. 动能增大,重力势能减小 D. 动能减小,重力势能增大
10. 如图所示,在水平面上的物体重200N,与水平面的滑动摩擦力的大小是48N,当用图示装置水平匀速拉动物体时,F=20N。若绳子自由端移动的速度为0.6m/s,则( )
A. 滑轮组的机械效率是80% B. 绳子与滑轮间的摩擦力大小是4N
C. 物体的速度大小是5m/s D. 动滑轮重4N
11. 为了检测酒驾行为,如图甲所示是小明设计一款酒精浓度检测仪的电路图,其电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为酒精气体浓度传感器(气敏电阻),R的阻值与酒精浓度的关系如图乙所示。接通电源,当传感器酒精浓度增大时,下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数变小
B. 电压表的示数变大
C. 电路总电阻变大
D. 电流表的示数与电压表的示数的比值变大
12. 如图所示,小球以某速度从M点开始沿粗糙轨道MOP运动,经P点离开轨道,上升至最高点N,又下落经过Q点,N位于P、Q之间,O、P、Q处在同一水平高度。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 小球经过O、P两点时动能相等
B. 小球到达最高点N时速度一定为零
C. 小球到达的最高点N不可能高于M点
D. 小球经过N点时的机械能等于经过Q点时的机械能
13. 如图是小君同学在大课间活动时踢毽子的情景,假设毽子上下运动时所受空气阻力不变。以下对毽子上下飞舞时所受合力的分析正确的是( )
A. 上升过程合力方向和下落过程合力方向相反 B. 上升过程合力大于重力
C. 下降过程合力大于重力 D. 最高点时处于静止状态,合力为零
14. 如图甲所示,圆柱体A上表面固定一根细杆(细杆的质量、体积均不计),现将A竖直向下匀速浸入水中,直至A刚好触底(水未溢出),此过程细杆对圆柱体A的作用力F与时间t的关系图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A. 圆柱体A浸没时受到的浮力3N
B. 圆柱体A的密度为
C. 第3.5s圆柱体A完全浸没
D. 圆柱体A的重力是15N
二、填空题:本大题共6小题,共12分。
15. 如图所示楚人“刻舟求剑”,剑落水底,船已远去,结果令不懂科学、自以为是的楚人大失所望。以船为参照物,剑是 _____的(选填“静止”或“运动”),船夫手中的船桨是 _____杠杆(选填“省力”或“费力”)。
16. 一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量约为6×106J,这些能量相当于完全燃烧0.5kg的干木柴放出的热量,则干木柴的热值为______J/kg;干木柴用掉一半后,剩余干木柴的热值将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
17. 如图所示的电路,灯L1和L2是________联,如果电源电压是3V,闭合开关S后,两灯均发光,电压表的示数是1.4V,此时灯L1两端的电压是_______V.
18. 书法是中华民族文化的瑰宝。如图甲手执毛笔竖直悬空静止,若手握笔杆的力增大,笔受到的摩擦力_________(选填“增大”、“减小”、“不变”);图乙是小明在纸上用毛笔向右匀速写出“一”字,笔运行中笔毫向左弯曲,此时笔毫所受摩擦力方向__________。
19. 如图所示,轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动,OB∶AB=2∶1,在A点挂一个120N物体,B点施加一个竖直向上的拉力F,使杠杆水平平衡拉力为________N;若拉力F沿逆时针方向转动30°,杠杆仍处于平衡状态,拉力将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
20. 如图甲所示是探究电功率与电流关系的实验电路图,电源电压不变。滑动变阻器滑片从一端移至另一端的过程中,电路的总功率、滑动变阻器的电功率与电流的关系图像分别为图乙的a、b曲线,则电源电压为___________V,图像中I2的值为___________A。
三、作图题:本大题共2小题,共4分。
21. 下图中已标出了反射光线OB,请画出对应的入射光线AO和折射光线的大致方向OC。
22. 如图是古代劳动人民用桔槔汲水的简化图,请画出杠杆上A点受到的拉力F1及其力臂。
四、实验探究题:本大题共6小题,共32分。
23. 探究水沸腾时温度变化的特点。
(1)如图甲所示实验中的错误之处是_____。
(2)按照正确方法进行实验安装器材时,应按照_____(选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行;
(3)撤去酒精灯后,发现水未马上停止沸腾,试分析其原因_____。
(4)现有另外两组同学在某实验室里做“水的沸腾”实验,选用的实验装置相同,他们绘制的沸腾图象如图乙所示。则a、b图象不同的原因是_____。
24. 小明利用如图所示的实验装置探究“凸透镜成像的规律”,他将自制的水透镜固定在光具座上50cm刻度线处。当向水透镜中注水时,水透镜凸起程度增加,其焦距变小;当从水透镜中抽出少量的水时,水透镜凸起程度减小,其焦距变大。
(1)在实验前应调整烛焰中心、水透镜中心和光屏中心在______;
(2)蜡烛、水透镜和光屏置于图示的位置时,在光屏上呈现烛焰清晰的像(图中未画出),则该像是______(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像;
(3)蜡烛、水透镜和光屏置于图示的位置成像后,再用不透明的挡板把水透镜挡住一半,此时光屏上呈现的像是______(填“完整”或“不完整”)的;
(4)移去挡板,不改变蜡烛和水透镜的位置,将图中的光屏移至M点处,适当向水透镜中______(选填“注水”或“抽水”),可以再次在光屏上呈现烛焰清晰的像,此时水透镜的焦距可能是______。(填写正确选项前的字母)
A.3cm B.5cm C.10cm D.15cm
25. 小黄同学做“比较两种材料保温性能”的实验,他取①和②两种保温材料,两支相同的温度计,两个相同的大玻璃烧杯,钟表和初温相同、质量相等的热开水,以及细线、硬纸片、剪刀等,做了两个外形相同的保温装置,其中一个装置如图甲所示,然后在相同环境的房间里同时开始做实验。根据实验测得的数据绘得图乙所示“水温与时间关系”的图像。实验过程中室温基本不变。
(1)小黄同学在选取实验器材及实验环境时,做到了那么多“相同”,说明实验中用到的主要探究方法是______;
(2)保温材料宜选用导热性能______(选填“好”或“差”)的物质制造;
(3)①和②哪种材料的保温性能好?______(选填“①”或“②”),判断的依据是______;
(4)根据图像可知,小黄做上述实验时的环境温度(即室温)在______°C左右;
(5)根据水温随时间变化的曲线图像可知,开水在冷却过程中温度随时间变化的特点是______。
26. 如图所示是“研究影响滑动摩擦力大小因素”的实验装置。
(1)如图甲、乙、丙所示三种情况下,木板和毛巾保持不动,物块在弹簧测力计拉力作用下均做匀速直线运动。则物块所受滑动摩擦力的大小_______(填“大于”“等于”或“小于”)弹簧测力计的示数;
(2)比较甲、乙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与_______的关系;比较乙、丙实验是为了研究滑动摩擦力大小与_______的关系(均选填“压力”或“接触面的粗糙程度”);
(3)小萌同学对实验装置进行改进,如图丁所示,用力拉动长木板向左运动,物块保持静止时弹簧测力计的示数_______(填“大于”“等于”或“小于”)物块所受滑动摩擦力的大小。改进后的实验中小萌同学_______(填“需要”或“不需要”)匀速拉动长木板。
27. 在某届泸州市青少年科技创新大赛中,小明制作的“杆秤液体密度计”如图甲所示,选取了一根质量不计的硬质轻杆,P为提挂点,P点的左侧端点A处悬挂透明塑料杯,右侧悬挂秤砣,不计细线质量。将相同体积不同密度的待测液体加入杯中,根据杠杆平衡条件可知,杠杆平衡时,秤砣悬挂点到P点的距离与待测液体的密度成一次函数关系,即可在杠杆上均匀标出刻度线来测量液体密度。其制作与测量过程中进行了如下操作:
(1)距离左端点A处10cm的位置制作提挂点P;用天平称得空塑料杯质量如图乙所示,则空塑料杯质量为________g;右侧秤砣采用50g钩码拴上细线制成;
(2)将空塑料杯悬挂在A点,调节右侧秤砣细线位置,使杠杆在水平位置平衡,此时细线位置处标记为“”,此刻度线到提挂点P距离为________cm;
(3)将100mL密度为的水倒入塑料杯中,在液面处作标记,调节秤砣细线位置使杠杆再次在水平位置平衡,并在此时秤砣细线位置处标记为“1”,此刻度线到提挂点P的距离为________cm;将“0”到“1”刻度线之间均分10等份,则该密度计的分度值为________;按该分度值在杠杆上均匀画出刻度线,即杆秤密度计制作完成;
(4)用制作好的密度计测量某一液体密度时,将100mL的液体倒入空塑料杯中,秤砣细线位置如图丙所示,则待测液体密度为________;
(5)制作好的密度计不仅能够测出液体的密度,还可以测算某些固体的密度。某次测量时,小明将石块放入空塑料杯中,杠杆平衡时,秤砣细线在“0.5”刻度处,再向杯中加水至100mL标记处(石块浸没),杠杆再次平衡时,秤砣细线在“1.3”刻度处,则小石块的密度为________。
28. 探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω)、开关一个、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电压表示数变大,导线不交叉。
(2)连接好电路,将电源电压调至4.5V,滑动变阻器阻值调到最大,闭合开关S,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表示数始终接近电源电压,导致这一现象的原因可能是_________(填序号)。
A. 滑动变阻器断路 B. 定值电阻R断路 C. 定值电阻R短路
(3)排除故障后利用前四个定值电阻进行实验,图乙是根据实验数据得到的I-R图像:
①其中阴影部分面积表示的物理量是_________,其值为_________;
②由实验图像可得出结论:在电压一定时,_________。
(4)实验时更换为50Ω的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,下列措施可行的是_________(填序号)。
A. 调高电源电压
B. 将电压表改接到滑动变阻器两端
C. 在电源和开关之间串联一个15Ω的电阻
(5)实验结束后,该小组用电压表和一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器,测量未知电阻Rx的阻值。他们设计了如图丙所示电路图,实验操作如下:
①将滑动变阻器滑片P移到最右端,闭合开关S,此时电压表的示数为U1;
②将滑动变阻器滑片P移到最左端,此时电压表的示数为U2;
③则Rx=__________(用R0、U1、U2表示)。
五、简答题:本大题共1小题,共4分。
29. 夏天,小明在写作业时,打开电风扇;电风扇使用一段时间后,发现扇叶上的灰尘比电风扇其他地方的更多。请你解释:
(1)风扇对着人吹,人为什么会感到凉快?
(2)风扇扇叶上粘有的灰尘为什么比电风扇的其他地方更多?
六、计算题:本大题共3小题,共20分。
30. 2024年11月13日,在珠海航展兵器馆亮相的“机器狼”受到观众喜爱,成为名副其实的明星展品。如图所示,若机器狼的质量为20kg,每只脚与地面的接触面积是20,在水平地面上匀速行走时受到阻力是总重的0.2倍,某次展示时,机器狼以10.8km/h的速度匀速前进30秒到达预定地点后四足站立对周围进行侦查,g=10N/kg。求:
(1)这次展示机器狼移动的距离是多少?
(2)机器狼站立侦查时对地面的压强是多少?
(3)机器狼水平匀速前进过程的功率是多少?
31. 某款汽车的座椅垫具有电加热功能,如图甲所示,该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位,“高温”挡功率为36W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示,电源电压为24V,S为挡位切换开关。R1和R2为阻值相等的电热丝。求:
(1)当座椅垫处于“高温”挡加热时,电路中的电流;
(2)电热丝R1的阻值;
(3)低温挡加热10min产生的热量。
32. 物理学科实践小组模拟工程师做“钢梁承重下垂”的测试,用钢片模拟“桥梁”,如图甲所示,力敏电阻R受到的压力F与钢片下垂量h满足关系F=kh,k=2N/mm。测试电路设计如图乙,力敏电阻R与其受到的压力F关系图像如图丙。已知电源电压4.5V,R0=500Ω,电压表量程0~3V。外加压力为零时,由于钢片自重,力敏电阻R受到的压力F0=5N。求:
(1)当电压表示数为3V时,电路中的电流;
(2)当电压表示数为3V时,钢片下垂量h;
(3)请指出图乙设计中存在的问题,利用现有器材进行改进,画出改进后的电路图,并计算出改进后仪器能测量的最大下垂量。
33. 在青少年科技创新大赛中,小明制作的“杆秤液体密度计”如图甲所示,选取了一根质量不计的硬质轻杆,P为提挂点,P点的左侧端点A处悬挂透明塑料杯,右侧悬挂秤砣,不计细线质量。将相同体积不同密度的待测液体加入杯中,根据杠杆平衡条件可知,杠杆平衡时,秤砣悬挂点到P点的距离与待测液体的密度成一次函数关系,即可在杠杆上均匀标出刻度线来测量液体密度。其制作与测量过程中进行了如下操作:
(1)距离左端点A处10cm的位置制作提挂点P;用天平称得空塑料杯质量如图乙所示,则空塑料杯质量为______g;右侧秤砣采用50g钩码拴上细线制成;
(2)将空塑料杯悬挂在A点,调节右侧秤砣细线位置,使杠杆在水平位置平衡,此时细线位置处标记为“”,此刻度线到提挂点P距离为______cm;
(3)将100mL密度为的水倒入塑料杯中,在液面处作标记,调节秤砣细线位置使杠杆再次在水平位置平衡,并在此时秤砣细线位置处标记为“1”,此刻度线到提挂点P的距离为______cm;将“0”到“1”刻度线之间均分10等份,按该分度值在杠杆上均匀画出刻度线,即杆秤密度计制作完成;
(4)用制作好的密度计测量某一液体密度时,将100mL的液体倒入空塑料杯中,秤砣细线位置如图丙所示,则待测液体密度为______;
(5)制作好的密度计还可以测算某些固体的密度。小明将石块放入空塑料杯中,杠杆平衡时,秤砣细线在“0.5”刻度处,再向杯中加水至100mL标记处(石块浸没),杠杆再次平衡时,秤砣细线在“1.3”刻度处,则小石块的密度为______。
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2025年福建省莆田二十四中中考物理模拟试卷(一)
一、单选题:本大题共14小题,共28分。
1. 近年,我国在信息、材料和能源等领域取得了辉煌的成绩,以下说法正确的是( )
A. 5G通信信号的电磁波在真空中传播速度比4G的快
B. 华为手机的芯片是采用超导材料制成的
C. 水力、风力、太阳能发电都是利用不可再生能源
D. “人造太阳”是氢原子核在超高温条件下发生聚变释放出核能
【答案】D
【解析】
【详解】A.“5G”使用的电磁波与“4G”使用的电磁波相比,频率更高,可以携带的信息更多,但是它仍属于电磁波,而电磁波在真空中的传播速度是相同的,故A错误;
B.华为手机的芯片是采用半导体材料制成的,故B错误;
C.水力、风力、太阳能都可以从自然界源源不断获取,属于可再生能源,所以水力、风力、太阳能发电都是利用可再生能源,故C错误;
D.利用核能的方式有核裂变和核聚变,“人造太阳”是氢原子核在超高温条件下发生聚变释放出核能,故D正确。
故选D。
2. “蝉噪林逾静,鸟鸣山更幽”这两句千古传诵的名句,被誉为“文外独绝”。关于蝉叫声和鸟鸣声,下列说法正确的是( )
A. 蝉叫声和鸟鸣声是人耳鼓膜振动产生的
B. 人们根据音色来辨别蝉叫声和鸟鸣声
C. 鸟鸣声响度大,所以鸟鸣声传播得更快
D. 蝉叫声是噪声,鸟鸣声不是噪声
【答案】B
【解析】
【详解】A.声音是由物体振动产生的,蝉叫声和鸟鸣声是由蝉和鸟的身体某部位振动产生的,故A错误;
B.不同发声体发出声音的音色不同,人们是根据音色的不同来辨别蝉叫声和鸟鸣声,故B正确;
C.声音的传播速度与介质种类和温度有关,与声音的响度无关,故C错误;
D.噪声是相对的,鸟鸣声妨碍人们正常工作、学习时也是噪声,故D错误。
故选B。
3. 生活中我们要时刻注意用电安全,下列行为符合用电安全常识的是( )
A. 家电失火,先断开电源 B. 在电线上晾晒衣服
C. 把电动自行车推到楼道里充电 D. 手机充电器一直插在插排上,不拔下来
【答案】A
【解析】
【详解】A.家电失火时,要先切断电源,否则会发生触电事故,所以符合安全用电的原则,故A符合题意;
B.在电线上晾湿衣服,电线上的绝缘层有可能破损,从而使人体和带电体接触,就会造成触电事故,故B不符合题意;
C.电动自行车推到楼道里充电,容易引发火灾,造成人员伤亡,故C不符合题意;
D.手机充电器一直插在插排上,不拔下来,充电器长时间插在插座上会发热,易引起火灾,故D不符合题意。
故选A。
4. 中国古代的造纸术、指南针、火药、印刷术影响了世界,如图所示,现代的新四大发明“高铁、支付宝、共享单车和网购”给人民生活带来了便利。下列说法中正确的是( )
A. 图甲中,高铁站台设置安全线是因为“流体流速越大的位置,压强越大”
B. 图乙中,收款盒子扫描手机中的二维码收款,此过程利用电磁波传递信息
C. 图丙中,共享单车把手上的花纹是为了减小摩擦
D. 图丁中,快递机器人关闭电源后很快停下,说明物体的运动需要力来维持
【答案】B
【解析】
【详解】A.高铁站台设置的黄色安全线,是因为高铁进站时,高铁与乘客间的空气流速大,压强小,小于乘客身后的压强,乘客有被压向高铁的危险,故A错误;
B.广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的,收款盒子扫描手机中的二维码收款,此过程也是利用电磁波传递信息,故B正确;
C.单车把手上的花纹,是为了在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故C错误;
D.关闭电源后,快递机器人在水平方向只受到阻力的作用,运动状态发生改变而停下,说明力是改变物体运动状态的原因,而不是物体的运动需要力来维持,故D错误。
故选B。
5. 五月五,是端午,蒸角粽,挂菖蒲,香囊身边佩,龙舟水上浮。如图所示,下列说法正确的是( )
A. 图甲中,蒸角粽是用做功的方式改变粽子的内能
B. 图乙中,挂在墙上的菖蒲只受重力
C. 图丙中,佩在身上的香囊香气四溢是由于分子做无规则运动
D. 图丁中,龙舟依靠浮力向前运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.蒸角粽是通过热传递的方式,让高温的水蒸气将热量传递给粽子,从而改变粽子的内能,不是做功的方式,故A错误;
B.挂在墙上的菖蒲受到重力和绳子对它的拉力等力的作用,不是只受重力,故B错误;
C.佩在身上的香囊香气四溢,是因为香囊中的香料分子在不停地做无规则运动,扩散到空气中,故C正确;
D.龙舟向前运动是因为人划桨时,桨对水施加向后的力,根据力的作用是相互的,水对桨施加向前的力,从而使龙舟向前运动,不是依靠浮力,故D错误。
故选C。
6. 2025年1月7日长征三号乙运载火箭成功将实践25号卫星送入预定轨道。此次在轨实验中,该卫星成功对目标卫星实施了燃料补加,验证了卫星延寿服务的关键技术。以下说法正确的是( )
A. 火箭燃料未完全燃烧时的热值比完全燃烧时小
B. 火箭发射时,地面水池上方产生大量的水雾弥漫在空中,属于扩散现象
C. 火箭发动机周围使用隔热材料,可有效减少发动机向火箭其它部分进行热传递
D. 燃料燃烧产生的高温高压燃气向下喷出,燃气对外做功,燃气内能增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃料的燃烧情况无关,故A错误;
B.水雾实质是小水滴,水雾弥漫在空中,是机械运动,不属于扩散现象,故B错误;
C.隔热材料的导热能力较差,火箭发动机周围使用隔热材料,可有效减少发动机向火箭其它部分进行热传递,故C正确;
D.高温高压燃气向下喷出,燃气对外做功,燃气内能减小,故D错误。
故选C。
7. 常见的智能锁可以设置密码、指纹和机械钥匙三种开锁方式。密码识别成功时闭合,电铃发出声音,电动机M工作开锁;指纹识别成功时闭合,电铃发出声音,电动机M工作开锁。机械钥匙直接开锁,与电路无关。下列电路设计中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意可知,密码识别成功时S1闭合,电铃发出声音,电动机M工作开锁;指纹识别成功时S2闭合,电铃发出声音,电动机M工作开锁;这说明密码识别、指纹识别互不影响,所以这两个开关是并联的;电铃发出声音,电动机通电开锁,这说明电铃与电动机并联;所以该电路为两个开关并联,电动机和电铃并联,然后两个并联部分再串联在电路中,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
8. 如图所示,热熔法连接PPR管时,用热熔器加热粗管端口内层和细管端口外层,然后把细管推进粗管,冷却后两根管子就连接在一起很难被拉开了,这个现象说明( )
A. 分子是由原子构成的 B. 分子是运动的
C. 分子间存在引力 D. 分子间存在斥力
【答案】C
【解析】
【详解】把加热后的细管推进粗管,减小了PPR管分子间的距离,分子间存在较大的引力,使两根管子很难被拉开了,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
9. 科技不断发展,一些快递公司尝试用无人机送货(如图)。无人机匀速下降时,所载货物的( )
A. 动能不变,重力势能减小 B. 动能不变,重力势能增大
C. 动能增大,重力势能减小 D. 动能减小,重力势能增大
【答案】A
【解析】
【详解】送快递的无人机匀速下降时,快递的质量不变,快递匀速下降,速度不变,动能不变;高度减小,快递的重力势能减小。
故选A。
10. 如图所示,在水平面上的物体重200N,与水平面的滑动摩擦力的大小是48N,当用图示装置水平匀速拉动物体时,F=20N。若绳子自由端移动的速度为0.6m/s,则( )
A. 滑轮组的机械效率是80% B. 绳子与滑轮间的摩擦力大小是4N
C. 物体的速度大小是5m/s D. 动滑轮重4N
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图知道,滑轮组的有效绳子段数n=3,则滑轮组的机械效率
故A符合题意;
BD.克服绳子与滑轮间摩擦及动滑轮重等所做功是额外功,而题目所给条件无法计算有用功、总功大小,也无法直接计算额外功大小,则无法计算出绳子与滑轮间摩擦力以及动滑轮重,故BD不符合题意;
C.由题可知,拉力端移动速度等于物体移动速度的3倍,则物体的速度
故C不符合题意。
故选A。
11. 为了检测酒驾行为,如图甲所示是小明设计一款酒精浓度检测仪的电路图,其电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为酒精气体浓度传感器(气敏电阻),R的阻值与酒精浓度的关系如图乙所示。接通电源,当传感器酒精浓度增大时,下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数变小
B. 电压表的示数变大
C. 电路总电阻变大
D. 电流表的示数与电压表的示数的比值变大
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.由电路图可知,定值电阻R0与气敏电阻R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。由图象可知,当酒精浓度增大,R的阻值变小,电路中的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,由U=IR可知,R0两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电源的电压恒定不变,所以,R两端的电压变小,即电压表的示数变小,故ABC错误;
D.电流表的示数变大,电压表的示数变小,电流表的示数与电压表的示数的比值变大,故D正确。
故选D。
12. 如图所示,小球以某速度从M点开始沿粗糙轨道MOP运动,经P点离开轨道,上升至最高点N,又下落经过Q点,N位于P、Q之间,O、P、Q处在同一水平高度。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 小球经过O、P两点时动能相等
B. 小球到达最高点N时速度一定为零
C. 小球到达的最高点N不可能高于M点
D. 小球经过N点时的机械能等于经过Q点时的机械能
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于球以某速度从M点沿粗糙轨道开始运动,在轨道上运动过程中要克服摩擦阻力做功,有部分机械能转化为内能,因此球到达P点的机械能一定小于在O点的机械能,O、P处在同一水平高度,球的重力势能相等,则球在P点的动能一定小于在O点的动能,故A错误;
B.球以某速度从M点沿粗糙轨道开始运动,球在M点既有动能又有重力势能,球上升至最高点N时,仍水平方向飞行,也既有动能又有重力势能,则在N点的速度不为0,故B错误;
C.球在轨道上运动过程中要克服摩擦阻力做功,有部分机械能转化为内能,球在N点的机械能一定小于在M点的机械能,但由于球在M、N点的动能大小不确定,因此球在M、N两点的重力势能大小也不确定,即N点重力势能有可能比M点重力势能大,则最高点N与M点对比,N点可能M高,故C错误;
D.忽略空气阻力,球从N点到Q点机械能守恒,因此球在N点的机械能等于Q点的机械能,故D正确。
故选D。
13. 如图是小君同学在大课间活动时踢毽子的情景,假设毽子上下运动时所受空气阻力不变。以下对毽子上下飞舞时所受合力的分析正确的是( )
A. 上升过程合力方向和下落过程合力方向相反 B. 上升过程合力大于重力
C. 下降过程合力大于重力 D. 最高点时处于静止状态,合力为零
【答案】B
【解析】
【详解】A.毽子在上升过程中受到竖直向下的重力和竖直向下的空气阻力,下落过程受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力,合力方向都向下,故A错误;
BC.上升过程合力等于重力与空气阻力之和,下落过程合力等于重力与空气阻力之差,上升过程合力大于重力,下降过程中合力小于重力,故B正确,C错误;
D.上升到最高点时,毽子的速度瞬间为0,此时,毽子只受到重力作用,合力不为零,故D错误。
故选B。
14. 如图甲所示,圆柱体A上表面固定一根细杆(细杆的质量、体积均不计),现将A竖直向下匀速浸入水中,直至A刚好触底(水未溢出),此过程细杆对圆柱体A的作用力F与时间t的关系图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A. 圆柱体A浸没时受到的浮力3N
B. 圆柱体A的密度为
C. 第3.5s圆柱体A完全浸没
D. 圆柱体A的重力是15N
【答案】B
【解析】
【详解】结合甲、乙两图分析可知,当A开始在水面之外时,杆对A产生向上的拉力且保持不变,此时A只受到重力和杆的拉力,由二力平衡可知A的重力大小;在t=2s时,物体A接触水面开始进入水中,杆对A的拉力开始减小,在t=3.5s时,杆对A的拉力为零,此时处于漂浮状态;在第3.5s之后杆对A的施加竖直向下的压力,当物体完全浸没在水中时,杆对A的竖直向下的压力大小为6N,且保持不变,在t=6s时,直至A刚好触底(水未溢出)。
ACD.圆柱体没有浸入时,细杆对圆柱体的拉力等于圆柱体的重力,由图乙可知圆柱体A的重力为G=9N。根据图像,第3.5s细杆对圆柱体的作用力为0,此时圆柱体受到的浮力等于重力,恰好漂浮,而后续需要压力增大,说明浮力继续增大,因而第3.5s时圆柱体没有浸没,浸没时施加了向下的压力,故圆柱体A浸没时受到的浮力F浮=F+G=6N+9N=15N,故ACD错误;
B.由阿基米德原理可得
物体的重力为9N,根据可得
浸没时V排=V,解得,故B正确。
故选B。
二、填空题:本大题共6小题,共12分。
15. 如图所示楚人“刻舟求剑”,剑落水底,船已远去,结果令不懂科学、自以为是的楚人大失所望。以船为参照物,剑是 _____的(选填“静止”或“运动”),船夫手中的船桨是 _____杠杆(选填“省力”或“费力”)。
【答案】 ①. 运动 ②. 费力
【解析】
【详解】[1]以船为参照物,剑的位置发生了变化,剑是运动的。
[2]船夫手中的船桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
16. 一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量约为6×106J,这些能量相当于完全燃烧0.5kg的干木柴放出的热量,则干木柴的热值为______J/kg;干木柴用掉一半后,剩余干木柴的热值将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 1.2×107 ②. 不变
【解析】
【详解】[1]由题知,完全燃烧0.5kg的干木柴放出的能量为6×106J,干木柴的热值
[2]热值是燃料本身的特性,只与燃料的种类有关,与燃烧充分与否无关,如果将这些干木柴用掉一半,它的热值将不变;如果干木柴燃烧不充分,它的热值将不变。
17. 如图所示的电路,灯L1和L2是________联,如果电源电压是3V,闭合开关S后,两灯均发光,电压表的示数是1.4V,此时灯L1两端的电压是_______V.
【答案】 ①. 串 ②. 1.6
【解析】
【详解】由电路图可知,两灯泡首尾依次连接,两个灯泡串联,电压表测L2两端的电压,由题意可知,电源电压U=3V,电压表的示数即L2两端的电压U2=1.4V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以灯L1两端的电压U1=U-U2=3V-1.4V=1.6V.
18. 书法是中华民族文化的瑰宝。如图甲手执毛笔竖直悬空静止,若手握笔杆的力增大,笔受到的摩擦力_________(选填“增大”、“减小”、“不变”);图乙是小明在纸上用毛笔向右匀速写出“一”字,笔运行中笔毫向左弯曲,此时笔毫所受摩擦力方向__________。
【答案】 ①. 不变 ②. 向左
【解析】
【详解】[1]竖直悬空静止的毛笔处于平衡状态,竖直方向上重力和静摩擦力是一对平衡力,大小始终等于毛笔重力。手握笔的力增大后,毛笔重力不变,因此摩擦力大小不变。
[2]摩擦力方向与物体相对运动方向相反。向右运笔时,笔毫相对于纸向右运动,因此纸对笔毫的摩擦力方向为水平向左。
19. 如图所示,轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动,OB∶AB=2∶1,在A点挂一个120N物体,B点施加一个竖直向上的拉力F,使杠杆水平平衡拉力为________N;若拉力F沿逆时针方向转动30°,杠杆仍处于平衡状态,拉力将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 180 ②. 变大
【解析】
【详解】[1]当OB∶AB=2∶1,则
OB∶OA=2∶3
杠杆水平平衡时,A端受到的阻力大小为
FA=G物=120N
由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得
F×OB=G×OA
拉力的大小为
[2]若其他条件不变,拉力F沿逆时针方向转动30°,阻力和阻力臂不变,动力臂变小,由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,拉力将变大。
20. 如图甲所示是探究电功率与电流关系的实验电路图,电源电压不变。滑动变阻器滑片从一端移至另一端的过程中,电路的总功率、滑动变阻器的电功率与电流的关系图像分别为图乙的a、b曲线,则电源电压为___________V,图像中I2的值为___________A。
【答案】 ①. 6 ②. 0.5
【解析】
【详解】[1]由图甲可知,R0与R串联,电流表测电路中的电流;由欧姆定律可知,当滑动变阻器接入电路的电阻为零时电路中的电流最大,由图乙可知,电路中的最大电流为0.6A,对应的电路总功率为3.6W,由P=UI可知,电源电压为
[2]由欧姆定律可知,R0的阻值为
由图乙可知,电流I2对应滑动变阻器的电功率为0.5W,滑动变阻器的电功率为
解得
I1=0.1A,I2=0.5A
由图乙可知,I1<I2,因此I2=0.5A。
三、作图题:本大题共2小题,共4分。
21. 下图中已标出了反射光线OB,请画出对应的入射光线AO和折射光线的大致方向OC。
【答案】
【解析】
【详解】根据平面镜成像原理入射角等于反射角,故过入射点作垂直于水面的法线,然后作出入射光线OA,并标好入射光的方向。根据折射规律可知从空气中射入水中的发生折射,折射角将小于入射角,折射光线将更靠近法线,由此可作出折射光线OC,如下图
22. 如图是古代劳动人民用桔槔汲水的简化图,请画出杠杆上A点受到的拉力F1及其力臂。
【答案】
【解析】
【详解】杠杆上A点受到的拉力方向沿绳的方向向下,因此从A点沿绳向下画一条带箭头的线段,并标上“”。从支点向拉力的作用线作垂线,垂线段的长度就是力臂,如图所示
四、实验探究题:本大题共6小题,共32分。
23. 探究水沸腾时温度变化的特点。
(1)如图甲所示实验中的错误之处是_____。
(2)按照正确方法进行实验安装器材时,应按照_____(选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行;
(3)撤去酒精灯后,发现水未马上停止沸腾,试分析其原因_____。
(4)现有另外两组同学在某实验室里做“水的沸腾”实验,选用的实验装置相同,他们绘制的沸腾图象如图乙所示。则a、b图象不同的原因是_____。
【答案】 ①. 温度计的玻璃泡接触烧杯底部 ②. 自下而上 ③. 石棉网与烧杯底的温度高于水的沸点,所以水能继续吸热 ④. 水的质量不同
【解析】
【详解】[1]在使用温度计测量液体温度时温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体中; 且不要碰到容器底或容器壁;由图甲知道,实验中温度计的玻璃泡接触了容器底.
[2]实验时,需用酒精灯的外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度,所以是按照自下而上的顺序进行安装。
[3]撤去酒精灯后,由于石棉网有余温,且石棉网与烧杯底的温度仍高于水的沸点,所以水能继续吸热,故没有立即停止沸腾。
[4]由乙图知道,在装置相同的情况下,水的质量越大,升温会越慢,所以,b的升温较慢,是因为水的质量多于a的质量的缘故。
24. 小明利用如图所示的实验装置探究“凸透镜成像的规律”,他将自制的水透镜固定在光具座上50cm刻度线处。当向水透镜中注水时,水透镜凸起程度增加,其焦距变小;当从水透镜中抽出少量的水时,水透镜凸起程度减小,其焦距变大。
(1)在实验前应调整烛焰中心、水透镜中心和光屏中心在______;
(2)蜡烛、水透镜和光屏置于图示的位置时,在光屏上呈现烛焰清晰的像(图中未画出),则该像是______(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像;
(3)蜡烛、水透镜和光屏置于图示的位置成像后,再用不透明的挡板把水透镜挡住一半,此时光屏上呈现的像是______(填“完整”或“不完整”)的;
(4)移去挡板,不改变蜡烛和水透镜的位置,将图中的光屏移至M点处,适当向水透镜中______(选填“注水”或“抽水”),可以再次在光屏上呈现烛焰清晰的像,此时水透镜的焦距可能是______。(填写正确选项前的字母)
A.3cm B.5cm C.10cm D.15cm
【答案】(1)同一高度
(2)缩小 (3)完整
(4) ①. 注水 ②. B
【解析】
【小问1详解】
为了使像成在光屏中央,在实验前应调整烛焰中心、水透镜中心和光屏中心在同一高度。
【小问2详解】
由图可知,此时物距大于像距,根据凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立、缩小的实像。
【小问3详解】
蜡烛、水透镜和光屏置于图示的位置成像后,再用不透明的挡板把水透镜挡住一半,剩余部分仍能会聚光线成完整的像,但由于会聚的光线比原来减少,所以像比原来变暗。
【小问4详解】
[1]移去挡板,不改变蜡烛和水透镜的位置,将图中的光屏移至M点处,可以再次在光屏上呈现烛焰清晰的像,此时像距变小,说明凸透镜对光的会聚能力变强,即凸透镜的凸度变大,因此应适当向水透镜中注水。
[2]由图可知,,且成实像,说明,
即
此时水透镜的焦距可能是5cm。
故选B。
25. 小黄同学做“比较两种材料保温性能”的实验,他取①和②两种保温材料,两支相同的温度计,两个相同的大玻璃烧杯,钟表和初温相同、质量相等的热开水,以及细线、硬纸片、剪刀等,做了两个外形相同的保温装置,其中一个装置如图甲所示,然后在相同环境的房间里同时开始做实验。根据实验测得的数据绘得图乙所示“水温与时间关系”的图像。实验过程中室温基本不变。
(1)小黄同学在选取实验器材及实验环境时,做到了那么多“相同”,说明实验中用到的主要探究方法是______;
(2)保温材料宜选用导热性能______(选填“好”或“差”)的物质制造;
(3)①和②哪种材料的保温性能好?______(选填“①”或“②”),判断的依据是______;
(4)根据图像可知,小黄做上述实验时的环境温度(即室温)在______°C左右;
(5)根据水温随时间变化的曲线图像可知,开水在冷却过程中温度随时间变化的特点是______。
【答案】 ①. 控制变量法 ②. 差 ③. ① ④. 降温慢 ⑤. 20 ⑥. 先快后慢
【解析】
【详解】(1)[1]由题意可知,在选取实验器材及实验环境时,做到了那么多“相同”,是为了控制唯一变量,故实验中用到的主要探究方法是控制变量法。
(2)[2]导热性能差的物质,在相同的时间内散失的热量少,温度降低的慢,所以适合做保温材料。
(3)[3][4]由图乙可知,初温相同、质量相等的热开水,在相同的时间内,①降温的速度慢,所以①的保温性能好。
(4)[5]通过图乙可知,两杯水的温度最终都降到了20℃,然后不变,所以实验时的环境温度(即室温)在20℃左右。
(5)[6]根据水温随时间变化的曲线图像可知,开水在冷却过程中,温度越高,降温越快,故开水在冷却过程中温度随时间变化的特点是先快后慢。
26. 如图所示是“研究影响滑动摩擦力大小因素”的实验装置。
(1)如图甲、乙、丙所示三种情况下,木板和毛巾保持不动,物块在弹簧测力计拉力作用下均做匀速直线运动。则物块所受滑动摩擦力的大小_______(填“大于”“等于”或“小于”)弹簧测力计的示数;
(2)比较甲、乙实验,是为了研究滑动摩擦力大小与_______的关系;比较乙、丙实验是为了研究滑动摩擦力大小与_______的关系(均选填“压力”或“接触面的粗糙程度”);
(3)小萌同学对实验装置进行改进,如图丁所示,用力拉动长木板向左运动,物块保持静止时弹簧测力计的示数_______(填“大于”“等于”或“小于”)物块所受滑动摩擦力的大小。改进后的实验中小萌同学_______(填“需要”或“不需要”)匀速拉动长木板。
【答案】 ①. 等于 ②. 压力 ③. 接触面的粗糙程度 ④. 等于 ⑤. 不需要
【解析】
【详解】(1)[1]物块做匀速直线运动,故在水平方向上二力平衡,则物块所受滑动摩擦力大小等于弹簧测力计拉力的大小。
(2)[2][3]甲乙两图,接触面粗糙程度相同,压力大小不同,故可以研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系;乙丙两图压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,故可以研究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系。
(3)[4][5]物块相对地面保持静止,受力平衡,故弹簧测力计示数等于摩擦力大小;改进后物块始终保持静止,故不需要匀速拉动长木板。
27. 在某届泸州市青少年科技创新大赛中,小明制作的“杆秤液体密度计”如图甲所示,选取了一根质量不计的硬质轻杆,P为提挂点,P点的左侧端点A处悬挂透明塑料杯,右侧悬挂秤砣,不计细线质量。将相同体积不同密度的待测液体加入杯中,根据杠杆平衡条件可知,杠杆平衡时,秤砣悬挂点到P点的距离与待测液体的密度成一次函数关系,即可在杠杆上均匀标出刻度线来测量液体密度。其制作与测量过程中进行了如下操作:
(1)距离左端点A处10cm的位置制作提挂点P;用天平称得空塑料杯质量如图乙所示,则空塑料杯质量为________g;右侧秤砣采用50g钩码拴上细线制成;
(2)将空塑料杯悬挂在A点,调节右侧秤砣细线位置,使杠杆在水平位置平衡,此时细线位置处标记为“”,此刻度线到提挂点P距离为________cm;
(3)将100mL密度为的水倒入塑料杯中,在液面处作标记,调节秤砣细线位置使杠杆再次在水平位置平衡,并在此时秤砣细线位置处标记为“1”,此刻度线到提挂点P的距离为________cm;将“0”到“1”刻度线之间均分10等份,则该密度计的分度值为________;按该分度值在杠杆上均匀画出刻度线,即杆秤密度计制作完成;
(4)用制作好的密度计测量某一液体密度时,将100mL的液体倒入空塑料杯中,秤砣细线位置如图丙所示,则待测液体密度为________;
(5)制作好的密度计不仅能够测出液体的密度,还可以测算某些固体的密度。某次测量时,小明将石块放入空塑料杯中,杠杆平衡时,秤砣细线在“0.5”刻度处,再向杯中加水至100mL标记处(石块浸没),杠杆再次平衡时,秤砣细线在“1.3”刻度处,则小石块的密度为________。
【答案】 ①. 25 ②. 5 ③. 25 ④. 0.1 ⑤. 0.8 ⑥. 2.5
【解析】
【详解】(1)[1]物体质量等于砝码质量加上游码对应刻度,即空烧杯质量为
(2)[2]把APB看作杠杆,P为支点,A点受力为
B点受力为
根据杠杆平衡条件,有
此刻度线到提挂点P距离为
(3)[3]100mL密度为的水倒入塑料杯中,水的质量为
A点受力为
根据杠杆平衡条件,有
此刻度线到提挂点P距离为
[4]“0”到“1”之间共20cm,将“0”到“1”刻度线之间均分10等份,每份2cm,则该密度计的分度值为0.1g/cm3。
(4)[5]如图丙所示,则待测液体密度为0.8g/cm3。
(5)[6]秤砣细线在“0.5”刻度处,此刻度线到提挂点P距离为15cm,将石块放入空塑料杯中,杠杆平衡时,秤砣细线在“0.5”刻度处,可得
则石块重力为
则石块质量为
秤砣细线在“1.3”刻度处,此刻度线到提挂点P距离为31cm,向杯中加水至100mL标记处(石块浸没),杠杆再次平衡时,秤砣细线在“1.3”刻度处,可得
则加入水的重力为
则加入水的体积为
则石块体积为
所以石块密度为
28. 探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω 2A”字样)、定值电阻5个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω)、开关一个、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电压表示数变大,导线不交叉。
(2)连接好电路,将电源电压调至4.5V,滑动变阻器阻值调到最大,闭合开关S,移动滑片P,发现电流表无示数,电压表示数始终接近电源电压,导致这一现象的原因可能是_________(填序号)。
A. 滑动变阻器断路 B. 定值电阻R断路 C. 定值电阻R短路
(3)排除故障后利用前四个定值电阻进行实验,图乙是根据实验数据得到的I-R图像:
①其中阴影部分面积表示的物理量是_________,其值为_________;
②由实验图像可得出结论:在电压一定时,_________。
(4)实验时更换为50Ω的定值电阻后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能使电压表示数达到原来的数值,为了能完成这次实验,下列措施可行的是_________(填序号)。
A. 调高电源电压
B. 将电压表改接到滑动变阻器两端
C. 在电源和开关之间串联一个15Ω的电阻
(5)实验结束后,该小组用电压表和一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器,测量未知电阻Rx的阻值。他们设计了如图丙所示电路图,实验操作如下:
①将滑动变阻器滑片P移到最右端,闭合开关S,此时电压表的示数为U1;
②将滑动变阻器滑片P移到最左端,此时电压表的示数为U2;
③则Rx=__________(用R0、U1、U2表示)。
【答案】(1) (2)B
(3) ①. 电压 ②. ③. 通过导体的电流与导体的电阻成反比
(4)C (5)
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知,电压表测定值电阻两端电压,滑片P向右移动时电压表示数变大,根据欧姆定律可知,通过定值电阻的电流变大,则滑动变阻器与定值电阻串联,滑片P向右移动时其连入电路的阻值变小,因此将滑动变阻器的右下接线柱与定值电阻的右接线柱连接,如图所示:
【小问2详解】
电流表无示数,说明电路中某处断路,电压表示数始终接近电源电压,说明电压表两接线柱到电源两极之间是通路,则可能的原因是定值电阻R断路,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
【小问3详解】
[1][2]由图乙可知,图中阴影部分的面积为I×R,则表示的物理量是电压,其值为
I×R=0.2A×15Ω=3V
[3]由图乙可知,图像上各点电流与电阻的乘积
0.6A×5Ω=3V
0.3A×10Ω=3V
0.2A×15Ω=3V
乘积为一定值,可得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【小问4详解】
A.根据串联电路电流、电压特点和欧姆定律可得
则。实验时更换为的定值电阻,即变大,则变大,下一步应减小至原来的数值,可减小或增大,调高电源电压,即增大,则增大,故A错误;
B.将电压表改接到滑动变阻器两端,不能改变定值电阻两端电压,故B错误;
C.在电源和开关之间串联一个的电阻,相当于增大了,则减小,故C正确。
故选C。
【小问5详解】
步骤②,滑动变阻器连入电路的阻值为0,则电源电压等于此时电压表的示数;步骤①,根据串联电路的电压特点可知,两端电压
根据欧母定律可知,电路中的电流
则
五、简答题:本大题共1小题,共4分。
29. 夏天,小明在写作业时,打开电风扇;电风扇使用一段时间后,发现扇叶上的灰尘比电风扇其他地方的更多。请你解释:
(1)风扇对着人吹,人为什么会感到凉快?
(2)风扇扇叶上粘有的灰尘为什么比电风扇的其他地方更多?
【答案】(1)电风扇打开加快了空气流动的速度,从而加快人体汗液的蒸发,蒸发吸热,所以人感到凉爽;(2)扇叶与空气摩擦起电,从而吸引轻小的灰尘
【解析】
【详解】答:(1)略。
(2)略。
六、计算题:本大题共3小题,共20分。
30. 2024年11月13日,在珠海航展兵器馆亮相的“机器狼”受到观众喜爱,成为名副其实的明星展品。如图所示,若机器狼的质量为20kg,每只脚与地面的接触面积是20,在水平地面上匀速行走时受到阻力是总重的0.2倍,某次展示时,机器狼以10.8km/h的速度匀速前进30秒到达预定地点后四足站立对周围进行侦查,g=10N/kg。求:
(1)这次展示机器狼移动的距离是多少?
(2)机器狼站立侦查时对地面的压强是多少?
(3)机器狼水平匀速前进过程的功率是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
机器狼的速度,由可得,机器狼移动的距离
【小问2详解】
机器狼的重力
机器狼站立时对地面的压力,机器狼站立时对地面的压强
【小问3详解】
机器狼受到的阻力
因为机器狼匀速前进,所以机器狼受到的牵引力,机器狼水平匀速前进过程的功率
31. 某款汽车的座椅垫具有电加热功能,如图甲所示,该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位,“高温”挡功率为36W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示,电源电压为24V,S为挡位切换开关。R1和R2为阻值相等的电热丝。求:
(1)当座椅垫处于“高温”挡加热时,电路中的电流;
(2)电热丝R1的阻值;
(3)低温挡加热10min产生的热量。
【答案】(1)1.5A
(2)16Ω (3)10800J
【解析】
【小问1详解】
由图可知,处于“高温”挡加热时,R1单独工作,且“高温”挡功率为36W,此时通过座椅的电流
【小问2详解】
电热丝R1的阻值
【小问3详解】
R1和R2为阻值相等的电热丝,即
低温挡位时,两电阻串联,电路中电流为
低温挡加热10min产生的热量
32. 物理学科实践小组模拟工程师做“钢梁承重下垂”的测试,用钢片模拟“桥梁”,如图甲所示,力敏电阻R受到的压力F与钢片下垂量h满足关系F=kh,k=2N/mm。测试电路设计如图乙,力敏电阻R与其受到的压力F关系图像如图丙。已知电源电压4.5V,R0=500Ω,电压表量程0~3V。外加压力为零时,由于钢片自重,力敏电阻R受到的压力F0=5N。求:
(1)当电压表示数为3V时,电路中的电流;
(2)当电压表示数为3V时,钢片下垂量h;
(3)请指出图乙设计中存在的问题,利用现有器材进行改进,画出改进后的电路图,并计算出改进后仪器能测量的最大下垂量。
【答案】(1)0.003A;(2)5mm;(3) ;20mm
【解析】
【详解】解:(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测力敏电阻两端的电压,串联电路总电压等于各部分电压之和,当电压表示数为3V时,定值电阻两端的电压
U0=U-UR=4.5V-3V=1.5V
串联电路各处电流相等,此时通过电路的电流
(2)当电压表示数为3V时,力敏电阻接入电路的阻值
由图丙可知力敏电阻受到的压力为10N,则钢片下垂量
(3)外加压力为零时,由于钢片自重,力敏电阻R受到的压力F0=5N,由图丙可知力敏电阻接入电路的阻值为2000Ω,此时力敏电阻接入电路最大阻值,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流
此时力敏电阻两端的电压
UR′=I′R′=0.0018A×2000Ω=3.6V>3V
所以电压表会损坏,为保证电路安全,可以将电压表并联在定值电阻两端,如图
当电压表示数最大为3V时,根据欧姆定律可得通过电路的最大电流
此时力敏电阻两端的电压
UR″=U-U0大=4.5V-3V=1.5V
力敏电阻接入电路的阻值
由图丙可知力敏电阻受到的压力为40N,则改进后仪器能测量的最大下垂量
答:(1)当电压表示数为3V时,电路中的电流为0.003A;
(2)当电压表示数为3V时,钢片下垂量h为5mm;
(3)改进后的电路图见上图,改进后仪器能测量的最大下垂量为20mm。
33. 在青少年科技创新大赛中,小明制作的“杆秤液体密度计”如图甲所示,选取了一根质量不计的硬质轻杆,P为提挂点,P点的左侧端点A处悬挂透明塑料杯,右侧悬挂秤砣,不计细线质量。将相同体积不同密度的待测液体加入杯中,根据杠杆平衡条件可知,杠杆平衡时,秤砣悬挂点到P点的距离与待测液体的密度成一次函数关系,即可在杠杆上均匀标出刻度线来测量液体密度。其制作与测量过程中进行了如下操作:
(1)距离左端点A处10cm的位置制作提挂点P;用天平称得空塑料杯质量如图乙所示,则空塑料杯质量为______g;右侧秤砣采用50g钩码拴上细线制成;
(2)将空塑料杯悬挂在A点,调节右侧秤砣细线位置,使杠杆在水平位置平衡,此时细线位置处标记为“”,此刻度线到提挂点P距离为______cm;
(3)将100mL密度为的水倒入塑料杯中,在液面处作标记,调节秤砣细线位置使杠杆再次在水平位置平衡,并在此时秤砣细线位置处标记为“1”,此刻度线到提挂点P的距离为______cm;将“0”到“1”刻度线之间均分10等份,按该分度值在杠杆上均匀画出刻度线,即杆秤密度计制作完成;
(4)用制作好的密度计测量某一液体密度时,将100mL的液体倒入空塑料杯中,秤砣细线位置如图丙所示,则待测液体密度为______;
(5)制作好的密度计还可以测算某些固体的密度。小明将石块放入空塑料杯中,杠杆平衡时,秤砣细线在“0.5”刻度处,再向杯中加水至100mL标记处(石块浸没),杠杆再次平衡时,秤砣细线在“1.3”刻度处,则小石块的密度为______。
【答案】(1)25 (2)5
(3)25 (4)0.8
(5)2.5
【解析】
【小问1详解】
物体质量等于砝码质量加上游码对应刻度,即空塑料杯质量为
【小问2详解】
空杯子重力为
秤砣重力为
根据杠杆平衡条件可得,所以此刻度线到提挂点P距离为
【小问3详解】
将100mL密度为的水倒入塑料杯中,水的质量为
水的重力为
根据杠杆平衡条件可知,所以此刻度线到提挂点P距离为
【小问4详解】
将“0”到“1”刻度线之间均分10等份,则该密度计的分度值为,由图丙可知,刻度在第8小格,所以待测液体的密度为。
【小问5详解】
“0”到“1”之间共20cm,将“0”到“1”刻度线之间均分10等份,每份长度为2cm,秤砣细线在“0.5”刻度处,此刻度线到0距离为10cm,“0.5”刻度到提挂点P距离为15cm,将石块放入空塑料杯中,杠杆平衡时,秤砣细线在“0.5”刻度处,可得A处绳子拉力为
则石块的重力为
石块的质量为
秤砣细线在“1.3”刻度处,此刻度到提挂点P距离为31cm,再向杯中加水至100mL标记处(石块浸没),杠杆再次平衡时,秤砣细线在“1.3”刻度处,可得
则加入水的重力为
则加入水的体积为
则石块的体积为
所以石块的密度为
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