内容正文:
初三学情调研
物理试卷
(本卷满分:100分,考试时间:90分钟 本卷g取10N/kg)
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题只有一个选项正确)
1. 在跨学科实践活动中,小明利用橡皮筋制作了如图所示的简易“古筝”,并用它进行“演奏”。下列说法中正确的是( )
A. “古筝”发出的声音一定不是噪声 B. 拨动不同的琴弦,琴声的音色不同
C. 橡皮筋振动越快,演奏声传播速度越大 D. 拨动橡皮筋的力越大,发出声音的响度越大
2. 如图所示,是AI根据古诗《饮湖上初晴后雨(其二)》的意境并融入新农村建设元素创作的国画作品。下列描述正确的是( )
A. 山间的雾是汽化放热形成的 B. 船的倒影是光的反射形成的
C. 风力发电机把电能转化为动能 D. 太阳能路灯发光时不需要电源
3. 手机是常用的电子工具。图示是某款国产手机,使用功率为60W的充电器半小时可充满一次电。下列对于该款手机的估测,最符合实际的是( )
A. 正常使用时,后壳温度约为65℃ B. 质量约为500g
C. 充满一次电消耗的电能约为0.3kW·h D. 长度约为1.4dm
4. 热质说是18世纪流行的热学理论。该理论认为热质是一种无质量、看不见的特殊物质,物体吸收、放出热质会导致温度或物态的变化,它只能在物体间转移,不会产生或消失。下列事例中,不能佐证该理论的是( )
A. 热水暖手 B. 冰袋冷敷 C. 扬汤止沸 D. 钻木取火
5. 关于粒子与宇宙,下列事实与对应的推论关系正确的是( )
A. 卢瑟福提出原子核式结构模型——电子可拆分
B. 固体和液体都很难被压缩——分子间存在斥力
C. 带电玻璃棒能够吸引纸屑——分子间存在引力
D. 太阳系中行星绕太阳旋转——太阳是宇宙中心
6. 如图所示,泡沫块正在沿粗糙斜面匀速下滑,现用吸管沿泡沫块上表面吹气,不计空气阻力,则吹气过程中泡沫块可能( )
A. 继续向下滑 B. 静止不动 C. 加速向上滑 D. 匀速向上滑
7. 小金自制了一个“电池秋千”,他用铜线圈做一个秋千,线圈下方放一块永久磁铁,线圈通电后,轻推线圈,线圈就能不停地摆动。下列实验能说明其工作原理的是( )
A. B.
C. D.
8. 如图甲所示,用起重机竖直提升重物,如图乙所示是起重机对重物拉力F的大小随时间t变化的情况,重物上升的图像如图丙所示,不计空气阻力,则正确的是( )
A. 第1s时重物所受合力为1000N,方向竖直向上
B. 第11s时重物所受合力为2000N,方向竖直向下
C. 2s~10s时起重机对物体做的功为24000J
D. 2s~10s时起重机对物体做功的功率240W
9. 如图所示,电源电压为保持不变,电阻、的阻值均为,闭合开关,电路正常工作。过了一会儿,电压表V的示数减小,已知电路中只有一处故障,且发生在电阻或处。为确定故障,下列操作可行的是( )
A. 将电阻、的位置互换 B. 用完好的电阻替换电阻
C. 在电阻两端并联电压表 D. 在电阻两端并联一根导线
10. 小明利用斜面分别进行了“探究阻力对物体运动的影响”(图甲)和“探究影响动能大小的因素”(图乙)两个实验,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两个实验中,利用斜面都是为了使小球到达水平面时的速度相同
B. 甲、乙两个实验中,小球到达水平面能继续向前运动是因为它受到惯性的作用
C. 为了实验效果明显,甲实验中水平面要尽量粗糙,乙实验中水平面要尽量光滑
D. 甲实验中,小球在水平表面上克服阻力做功相等,乙实验中木块被撞得越远,说明小球对木块做的功越多
11. 三峡大坝船闸利用连通器原理让轮船平稳通行,图中船处于平衡状态,则( )
A. 甲图中阀门H打开后,两边液面高度保持不变
B. 甲图中M、N点处的液体压强相等
C. 甲、乙图中M点处的液体压强不等
D. 船在甲、乙图中排开液体的质量不等
12. 如图甲为某兴趣小组设计的“超载报警器”原理图,OAB为轻质水平杠杆,O为支点,,控制电路中R为压敏电阻(所受压力与电阻的关系如图乙所示);变阻器规格为“50Ω 2A”,电磁继电器线圈电阻为5Ω,控制电路的电源电压为6V时,当通过线圈的电流大于0.1A时,电磁继电器的衔铁被吸下,若某路段禁止质量超过40t的车辆通过,则下列说法正确的是( )
A. 当压敏电阻R受到的压力F增大时,控制电路中电磁铁的磁性减弱
B. 控制电路中的阻值应设为35Ω
C. 一辆空车重为2.5t的汽车通过时,电磁铁线圈的电流为75mA,则汽车的载重为10t
D. 某些主干道抗压能力较好,需调高限载,应适当减小阻值
二、填空题(本题共7小题,每空1分,共27分)
13. 无人机送快递为市民的生活带来了极大的便利。在某次取货途中,无人机载着空货箱竖直匀速上升36m用时30s。不计空气阻力,g取10N/kg。
(1)无人机上升时,以地面为参照物,它是______的;
(2)无人机竖直匀速上升时的速度为______m/s;
(3)在取货点,工作人员将快递放入货箱,无人机再次升空,竖直匀速上升30m用时30s。已知无人机配备的货箱质量为1kg,取货前后两次匀速升空过程中无人机对货箱拉力做功的功率之比为1∶2,放入货箱的快递质量为______kg。
14.
(1)如图甲,将钢勺和瓷勺的勺头一起放入盛有开水的烧杯中,过一会儿,用手触摸两个勺子的勺柄,会感觉到________勺的勺柄较烫手;如图乙,将瓷勺的勺头放在酒精灯火焰上加热一段时间,然后与火柴头接触,火柴被点燃,而勺柄并不烫手,由此说明瓷的________;
(2)如图丙,探究不同物质吸热升温的现象,将________相等的沙子和水分别装入瓷盘中,用红外灯均匀照射两个瓷盘,红外热成像仪显示出沙子升温比水快。由此推得,质量相等的沙子和水,升高相同的温度,________吸收的热量多。
15. 如图甲所示的某品牌插秧机使用北斗导航,农民只需在作业前进行相关设定,即可实现24 小时无人值守自动作业。
(1)北斗导航卫星是通过_________向插秧机发送位置信息的;
(2)该插秧机使用四冲程汽油机,图乙中汽油机处于_________冲程,与它原理相同的是_________图所示的演示实验。丁图中当塞子飞出去时试管口会出现“白雾”,这说明试管内气体的内能_________;该汽油机每分钟对外做功1200次,汽油机飞轮转速为_________ r/min;
(3)某段时间插秧机消耗汽油0.21kg,汽油完全燃烧放出的热量完全被 46kg初温为15°C的水吸收,则水温升高_________ ℃。[q汽油=4.6×107J/kg,c水 =4.2×103J/(kg·°C)]
16. 如图甲,用动滑轮将重物匀速提升1m,滑轮重40N。整个过程中,有用功和额外功的大小如图乙,则物重为______,绳端的拉力大小为______N,该滑轮的机械效率为______%,克服绳重和摩擦所做的额外功占总功的______%。
17. 某同学进行了如下实验:
(1)将两个凸透镜分别固定在光具座上,并用一束平行主光轴的光分别射向两个凸透镜,调节光屏的位置,直至在各自光屏上形成了一个最小的亮斑,如图所示。由此可知凸透镜_______(选填“M”或“N”)对光的会聚作用更强。
(2)该同学继续利用上述器材及一个发光体、刻度尺探究凸透镜成实像时,像的高度与焦距是否有关。实验中需要选用凸透镜_______(选填“M和N”或“M或N”),将发光体放在距凸透镜_______(选填“相同”或“不同”)距离处,用光屏接收像,若_______,则说明像的高度与焦距有关。
18. 如图是规格为“220V 1000W”的电饭锅内部简化电路图,有“加热”和“保温”两挡。当S接“2”时,电饭锅处于___________ 挡(选填“加热”或“保温”);电阻R0的阻值为___________Ω;若只让电饭锅在“加热”挡正常工作0.1h,发现此电能表的转盘转动120转, 则电能表上模糊不清的这个参数应该是___________r/kW·h。
19. 如甲所示电路中,电源电压恒定,小灯泡标有“5V ?W”,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A。在保证电路安全且的滑片P移动范围最大的前提下,闭合S、,将滑片P从某一端移到位置a;再断开闭合,将滑片P从另一端移到位置b。上述两过程中电流表与电压表示数变化的图像如图乙,则小灯泡的额定功率为________W,只闭合S、时,为保证电路安全,滑动变阻器的取值范围是________Ω,若电源换成可调电压的电源,其他条件不变,在保证电路安全情况下,闭合任意开关和调节滑片位置,电路的最大功率为________W。
三、解答题(本题共9小题,共49分,第27、28题要有解答过程)
20. 按要求作图(请保留作图痕迹)。
(1)如图甲(a),被隔板隔开的两个人偶不能直接“看到”对方,但人偶A可以从平面镜中“看到”人偶B,请在图甲(b)中画出A从平面镜中“看到”B的光路图。
(2)如图乙,请在O点画出2026年春晚吉祥物“吉祥马”吊坠所受弹力的示意图。
(3)如图丙,请用笔画线代替导线,将图中元件接入家庭电路中,要求:①同时闭合声控开关和光控开关电灯才能亮;②三孔插座单独接入。
21. 在研究“固体熔化时温度的变化规律”实验中,同学们选用不同物质进行实验。
(1)小余同学利用图甲装置对冰加热,他每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态。图乙是他根据记录的数据绘制的图像,已知实线是采用碎冰,虚线是采用块状冰的实验结果,出现这样现象的原因是________。实验过程中发现烧杯外部出现了小水珠,这是________(填物态变化名称)现象。若将冰换成非晶体石蜡,________(选填“可以”或“不可以”)看到与图乙相同的图像。
(2)如图丙是另一组同学根据记录的数据绘出的晶体海波的温度与时间的曲线,出现这种情况的可能原因有________。
A. 实验中海波的量太少了,导致海波熔化过程经历时间太短
B. 实验时记录数据时间间隔太长了,导致两次时间间隔中,海波的熔化过程已经结束
C. 采用酒精灯直接加热,导致海波熔化速度太快
22. 同学们学习了光学后,将光学实验又进行了回顾。
(1)如图甲,“探究光的反射定律”的实验,他将平面镜放在一个能转动的水平圆台上,水平圆台用一个透明玻璃罩盖着,先通过加湿器使整个玻璃罩内充满水雾,然后用固定的红色激光笔发出一束垂直射向平面镜的光NO,再用另一支绿色激光笔向O点发出一束光AO,经平面镜反射后沿OB方向射出。若从侧面观察到________现象,说明在光的反射中,反射光线、入射光线、法线在同一平面内。
(2)如图乙,探究“平面镜成像”的实验,小谦同学利用两支大小完全相同的蜡烛A和B、茶色透明薄玻璃板、刻度尺等器材,进行以下操作。为确定像的位置,将点燃的蜡烛A竖立在玻璃板前,眼睛从图乙________处观察A的像,再将相同未点燃的蜡烛B,竖立在玻璃板后方,调至完全重合并记录像的位置;
(3)如图丙,平面镜竖直放置,S为镜前的一个发光点,现将平面镜从MN位置绕M点向右缓慢旋转90°,物体S在平面镜中的像离M的距离________(选填“变大”、“变小”、“不变”或“先变大后变小”,下同),像离S的距离________。
23. 某小组用杠杆、带挂钩的重物A(质量为10g)、水和两个可读取液体体积的相同容器等,制作了可测算液体密度的装置。使用前,需将两容器挂在杠杆两端固定10cm刻度线处的位置,如图甲,调节两端平衡螺母使杠杆水平平衡,使用中,小明向左侧容器中倒入体积的水,再向右侧容器中倒入相同体积的待测液体,通过在右边悬挂重物A,使杠杆再次水平平衡,如图乙。他根据相关数据,算出了该液体的密度。
(1)图甲中要使杠杆水平平衡,应将平衡螺母向________调节;
(2)小明测出的待测液体密度为________;
(3)依照他的做法,不同的待测液体密度与重物A距支点O的距离l满足一定的函数关系,图丙中图线________符合此关系;
(4)若要提高该密度秤测量液体密度时的精确度,可换用质量更________(选填“大”或“小”)的重物A。
24. 如图所示,探究液体内部压强影响因素的实验。
(1)在制作压强计时,小明手头有两块形状相同的橡皮膜,将相同的小球放在两种橡皮膜上时形变程度不同,如图甲,则小明应选择橡皮膜________(选填“A”或“B”)覆盖在压强计金属盒表面;使用压强计前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置________;
(2)实验中液体压强大小的变化是通过比较________来判断的;
(3)比较图乙、丙、丁可知,液体内部的压强大小与________无关;小明还比较图丁、戊得出:液体压强和液体密度有关,同组小华认为这样比较得出结论是不正确的,她的理由是________;
(4)小华在做图戊实验后,保持金属盒在盐水中的位置不变,向盐水中加入少量的清水与盐水均匀混合后(液体未溢出),则烧杯底部受到液体的压强会________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
25. 小明利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”,实验器材有:学生电源、电流表、电压表、定值电阻6个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、50Ω)、开关一个、滑动变阻器(20Ω 1A)、导线若干。
(1)图甲中的电路连接有误,请你在错误的导线上打“×”,并补画出正确的导线。
(2)电路连接正确后,小明首先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,直接读出电压表的示数为0.9V。接下来移动滑片,直到电压表示数为________V时,记录电流表示数,再依次换用10Ω、15Ω、20Ω、25Ω电阻进行实验,根据得到的数据绘制成如图乙所示的图像,分析图像可以得到实验结论:________,同时由上述数据可知电源电压为________V。
(3)最后小明将50Ω的定值电阻接入电路,他发现无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,为了完成这次实验,不能串联一个阻值为________(选填“5Ω”“15Ω”或“30Ω”)的定值电阻。
26. 实验小组的同学进行测量小灯泡额定功率的实验,实验器材有:待测小灯泡(额定电压为2.5V)、电源(电压不变)、电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、滑动变阻器和开关各一只,导线若干。
(1)如图甲所示是实验小组的小李连接的电路,闭合开关发现电流表的示数如图乙所示,原因是________。
(2)排除问题后继续进行实验,闭合开关后,电压表示数为2V,为了测量小灯泡的额定功率,小李应向________(选填“左”或“右”)移动滑动变阻器的滑片P,直至电压表的示数为________V,此时电流表示数如图丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为________Ω。
(3)另一组在原电路中将灯泡换成滑动变阻器,仅利用以下测量数据测量出小灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值。
①闭合S,调节,使电压表的示数为,电流表的示数为;
②再进行以下一次电路调节,使电压表的示数为,电流表的示数为。其中能够测出灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值的有________。
A. 仅调节到某一合适值 B. 仅调节到任意值 C. 仅调节到任意值
27. 2025年4月,在北京亦庄举行的半程马拉松赛事,首次由人类和人形机器人共跑。某型号机器人的质量为50kg,拥有高度仿生的躯干构型和拟人化的运动控制。本次赛事的赛道约21km,下表是该机器人的部分参数(电池容量:电池充满电后,供电电流与可供电时间的乘积)。请通过计算回答:
脚与地面接触总面积/
500
跑步最高速度/()
10
额定电压/V
24
电池容量/A·h
25
(1)该机器人若以最高速度跑完该赛道需要的时间是多少?
(2)该机器人站立在水平地面上,对地面的压强是多少?
(3)该机器人充满电时储存的电能是多少?
28. 图甲是某物理兴趣小组设计的一款自动称量装置,使用时,物体的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出。该装置电源电压恒定,电压表的量程为0~3V,R0电阻为10Ω,R是一根长为15cm的均匀电阻丝(阻值与其长度成正比),滑片P与绝缘横杆固定。当秤盘不放物体时,滑片刚好位于R最上面的a端。当放入2kg的物体时,滑片到R最下面的b端的距离为14cm,电压表的示数为1V。当滑片移到离b端距离为12.5cm的位置时,测出电压表的示数为2V。实践过程中同学们还发现,滑片下移的距离与秤盘中所放物体的质量大小成正比。求:
(1)电压表示数为2V时,放入秤盘中物体的质量;
(2)求电源电压以及此装置能称取的最大质量;
(3)同学们在对电压表表盘进行质量标注的过程中发现表盘上的每一小格对应的质量值是不同的,即质量刻度不均匀,如图乙。请利用原有器材设计一个可以实现质量刻度均匀的电路,将图丙方框内的电路图补充完整。
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初三学情调研
物理试卷
(本卷满分:100分,考试时间:90分钟 本卷g取10N/kg)
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题只有一个选项正确)
1. 在跨学科实践活动中,小明利用橡皮筋制作了如图所示的简易“古筝”,并用它进行“演奏”。下列说法中正确的是( )
A. “古筝”发出的声音一定不是噪声 B. 拨动不同的琴弦,琴声的音色不同
C. 橡皮筋振动越快,演奏声传播速度越大 D. 拨动橡皮筋的力越大,发出声音的响度越大
【答案】D
【解析】
【详解】A.噪声的定义是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,“古筝”发出的声音如果在不合适的场合(比如深夜),也会成为噪声,故A错误;
B.拨动不同的橡皮筋(琴弦),振动的频率不同,发出声音的音调不同;而音色主要由发声体的材料和结构决定,这里橡皮筋材料相同,音色相近,故B错误;
C.声音的传播速度与介质和温度有关,与橡皮筋振动快慢无关,故C错误;
D.拨动橡皮筋的力越大,橡皮筋的振幅越大,发出声音的响度越大,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,是AI根据古诗《饮湖上初晴后雨(其二)》的意境并融入新农村建设元素创作的国画作品。下列描述正确的是( )
A. 山间的雾是汽化放热形成的 B. 船的倒影是光的反射形成的
C. 风力发电机把电能转化为动能 D. 太阳能路灯发光时不需要电源
【答案】B
【解析】
【详解】A.山间的雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠,液化放热,故A错误;
B.船在水面上的倒影属于平面镜成像,是光的反射形成的,故B正确;
C.根据能量转化可知,风力发电机工作时是把风能(动能)转化为电能,故C错误;
D.太阳能路灯发光时,太阳能电池板提供电能,太阳能电池板就是电源,故D错误。
故选B。
3. 手机是常用的电子工具。图示是某款国产手机,使用功率为60W的充电器半小时可充满一次电。下列对于该款手机的估测,最符合实际的是( )
A. 正常使用时,后壳温度约为65℃ B. 质量约为500g
C. 充满一次电消耗的电能约为0.3kW·h D. 长度约为1.4dm
【答案】D
【解析】
【详解】A.正常使用时,手机的温度接近人体的温度,在32℃左右,不会太高,故A不符合题意;
B.手机质量与物理课本质量相当,约200g,故B不符合题意;
C.使用功率为60W的充电器半小时可充满一次电,则充满一次电消耗的电能为
故C不符合题意;
D.手机的长度在一拃左右,大约为14cm=1.4dm,不同的手机长短略有不同,故D符合题意。
故选D。
4. 热质说是18世纪流行的热学理论。该理论认为热质是一种无质量、看不见的特殊物质,物体吸收、放出热质会导致温度或物态的变化,它只能在物体间转移,不会产生或消失。下列事例中,不能佐证该理论的是( )
A. 热水暖手 B. 冰袋冷敷 C. 扬汤止沸 D. 钻木取火
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.热水暖手、冰袋冷敷、扬汤止沸均属于热传递改变物体的内能,反映的是热质的转移,故ABC能佐证热质说理论,不符合题意;
D.钻木取火属于做功改变物体的内能,能量发生转化,不是热质的转移,故D符合题意。
故选D。
5. 关于粒子与宇宙,下列事实与对应的推论关系正确的是( )
A. 卢瑟福提出原子核式结构模型——电子可拆分
B. 固体和液体都很难被压缩——分子间存在斥力
C. 带电玻璃棒能够吸引纸屑——分子间存在引力
D. 太阳系中行星绕太阳旋转——太阳是宇宙中心
【答案】B
【解析】
【详解】B. 固体和液体都很难被压缩是因为分子间存在斥力。当分子间距较小时,分子间作用力以斥力为主,因此难以被压缩,故B正确;
A. 卢瑟福的核式结构模型说明原子中心存在原子核,与电子是否可拆分无关,故A错误;
C. 带电体吸引纸屑是静电作用,而非分子间引力,故C错误;
D. 太阳是太阳系的中心,但无法推出太阳是宇宙中心,故D错误。
故选B。
6. 如图所示,泡沫块正在沿粗糙斜面匀速下滑,现用吸管沿泡沫块上表面吹气,不计空气阻力,则吹气过程中泡沫块可能( )
A. 继续向下滑 B. 静止不动 C. 加速向上滑 D. 匀速向上滑
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】用吸管沿泡沫块上表面吹气,泡沫块上表面空气流速增大,压强减小,而泡沫块下表面受到的大气压强不变,会形成一个向上的压力差,导致泡沫块受到的摩擦力减小,所以它将继续下滑。故BCD不符合题意A符合题意。
故选A。
7. 小金自制了一个“电池秋千”,他用铜线圈做一个秋千,线圈下方放一块永久磁铁,线圈通电后,轻推线圈,线圈就能不停地摆动。下列实验能说明其工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】线圈通电后,电池秋千就能不停地摆动,说明它是利用通电导体在磁场中受力运动的原理来工作的,和电动机的工作原理相同。
A.图中为奥斯特实验,说明通电导线周围有磁场,故A不符合题意;
B.闭合开关后,通电导体在磁场中受力运动,是电动机原理,故B符合题意;
C.该图是某个电磁继电器工作原理图,是利用电流的磁效应工作的,故C不符合题意;
D.图中为电磁感应现象实验原理图,故D不符合题意。
故选B。
8. 如图甲所示,用起重机竖直提升重物,如图乙所示是起重机对重物拉力F的大小随时间t变化的情况,重物上升的图像如图丙所示,不计空气阻力,则正确的是( )
A. 第1s时重物所受合力为1000N,方向竖直向上
B. 第11s时重物所受合力为2000N,方向竖直向下
C. 2s~10s时起重机对物体做的功为24000J
D. 2s~10s时起重机对物体做功的功率240W
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图丙可知,2~10s时,重物做匀速直线运动,重物受到的重力与拉力是一对平衡力,由图乙可知,重物的重为
在1s时,拉力为,故重物所受合力大小为
合力的方向与拉力的方向相同,竖直向上,故A正确;
B.由图乙可知,第11s时拉力为,重物所受合力为
合力方向与重力的方向相同,竖直向下,故B错误;
C.由图丙可知,2s~10s时重物的速度为,时间为
重物上升的高度为
则起重机对物体做的功为,故C错误;
D.由图像可知,2~10s内重物的速度为,拉力为,则功率为,故D错误。
故选A。
9. 如图所示,电源电压为保持不变,电阻、的阻值均为,闭合开关,电路正常工作。过了一会儿,电压表V的示数减小,已知电路中只有一处故障,且发生在电阻或处。为确定故障,下列操作可行的是( )
A. 将电阻、的位置互换 B. 用完好的电阻替换电阻
C. 在电阻两端并联电压表 D. 在电阻两端并联一根导线
【答案】B
【解析】
【详解】闭合开关,电阻、串联,电压表测R1两端的电压,故障可能是R1短路,或者R2断路。
A.将电阻、的位置互换后,无论是R1短路,还是R2断路,电压表的示数都等于电源电压,不能确定故障,故A不符合题意;
B.用完好的电阻R0替换R1,电压表示数恢复原来示数,则故障为R1短路;若电压表无变化,则故障为R2断路,故B符合题意;
C.在电阻R2两端并联电压表V1,无论是R1短路,或者R2断路电压表示数都一样,接近电源电压,不能确定故障,故C不符合题意;
D.在电阻两端并联一根导线,无论故障是R1短路,或者是R2断路,电压表都会被短路,示数都为0。现象相同,无法区分故障,故D不符合题意。
故选 B。
10. 小明利用斜面分别进行了“探究阻力对物体运动的影响”(图甲)和“探究影响动能大小的因素”(图乙)两个实验,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两个实验中,利用斜面都是为了使小球到达水平面时的速度相同
B. 甲、乙两个实验中,小球到达水平面能继续向前运动是因为它受到惯性的作用
C. 为了实验效果明显,甲实验中水平面要尽量粗糙,乙实验中水平面要尽量光滑
D. 甲实验中,小球在水平表面上克服阻力做功相等,乙实验中木块被撞得越远,说明小球对木块做的功越多
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲实验中,让小球从斜面的同一位置滑下,是为了使小球到达水平面时的速度相同,而在图乙a、c实验中,让同一小球从斜面的不同位置滑下,是为了改变小球运动到水平面的速度,探究动能大小与速度的关系,故A错误;
B.惯性是物体固有的一种属性,不是力,不能说“受到惯性的作用”,故B错误;
C.甲实验是通过改变水平面的粗糙程度来观察阻力对物体运动的影响;乙实验,需要通过木块被推动的距离来反映小球动能的大小,若水平面太光滑,木块会运动的很远,不利于比较,故C错误;
D.甲实验,小球从同一斜面同一高度滑下,到达水平面时动能相同,克服阻力做功的大小等于初始动能,故小球在水平面上克服阻力做功相等;乙实验,木块被推得越远,说明小球对木块做的功越多,即小球的动能越大,故D正确。
故选D。
11. 三峡大坝船闸利用连通器原理让轮船平稳通行,图中船处于平衡状态,则( )
A. 甲图中阀门H打开后,两边液面高度保持不变
B. 甲图中M、N点处的液体压强相等
C. 甲、乙图中M点处的液体压强不等
D. 船在甲、乙图中排开液体的质量不等
【答案】C
【解析】
【详解】A.图中,阀门H打开,闸室和上游水道构成连通器,水从上游流向闸室,直至相平,故A错误;
B.甲图中M、N点处的深度不同,由公式p=ρ液gh可知M、N点处的液体压强不相等,故B错误;
C.甲、乙图中M点的深度不同,由公式p=ρ液gh可知所受液体压强不同,故C正确;
D.船在甲、乙图中都处于漂浮状态,受到的浮力相等,根据
F浮=G排=m排g
可知:船排开液体的质量相同,故D错误。
故选C。
12. 如图甲为某兴趣小组设计的“超载报警器”原理图,OAB为轻质水平杠杆,O为支点,,控制电路中R为压敏电阻(所受压力与电阻的关系如图乙所示);变阻器规格为“50Ω 2A”,电磁继电器线圈电阻为5Ω,控制电路的电源电压为6V时,当通过线圈的电流大于0.1A时,电磁继电器的衔铁被吸下,若某路段禁止质量超过40t的车辆通过,则下列说法正确的是( )
A. 当压敏电阻R受到的压力F增大时,控制电路中电磁铁的磁性减弱
B. 控制电路中的阻值应设为35Ω
C. 一辆空车重为2.5t的汽车通过时,电磁铁线圈的电流为75mA,则汽车的载重为10t
D. 某些主干道抗压能力较好,需调高限载,应适当减小阻值
【答案】B
【解析】
【分析】先明确杠杆平衡条件,因为已知杠杆的力臂比例和限载质量,所以可通过杠杆平衡条件计算压敏电阻受到的压力;再结合欧姆定律,因为已知控制电路的电源电压、线圈电阻和触发电流,所以可计算控制电路的总电阻,进而确定变阻器的阻值;对于每个选项,若涉及压力与电阻的关系,需结合图乙,因为压敏电阻的电阻随压力变化,所以可通过压力找到对应电阻,再结合欧姆定律分析电流;若涉及调高限载,需分析压力变化对电阻的影响,再结合欧姆定律判断变阻器阻值的调整方向。
【详解】A.由图乙可知,增大时,压敏电阻减小,则控制电路总电阻减小,电流增大,电磁铁磁性增强,故A错误;
B.限载
则限制总重力
杠杆,为支点,,因此,根据杠杆平衡条件,可得压敏电阻受到的压力
由图乙可知,此时;刚好报警时,则总电阻
因此控制电路中的阻值为,故B正确;
C.当电磁铁线圈的电流为时,总电阻为
则压敏电阻
由图乙可知,时,对应,则总重力为
则总质量
空车,因此载重为,故C错误;
D.调高限载,即允许更大,对应更大、更小;要使电流达到时才报警,总电阻不变,减小,则需要增大的阻值,故D错误。
故选B。
二、填空题(本题共7小题,每空1分,共27分)
13. 无人机送快递为市民的生活带来了极大的便利。在某次取货途中,无人机载着空货箱竖直匀速上升36m用时30s。不计空气阻力,g取10N/kg。
(1)无人机上升时,以地面为参照物,它是______的;
(2)无人机竖直匀速上升时的速度为______m/s;
(3)在取货点,工作人员将快递放入货箱,无人机再次升空,竖直匀速上升30m用时30s。已知无人机配备的货箱质量为1kg,取货前后两次匀速升空过程中无人机对货箱拉力做功的功率之比为1∶2,放入货箱的快递质量为______kg。
【答案】(1)运动 (2)1.2
(3)1.4
【解析】
【小问1详解】
无人机上升时,以地面为参照物,无人机的位置发生变化,故它是运动的。
【小问2详解】
无人机的上升速度
【小问3详解】
取货前无人机对空货箱的拉力
拉力的功率
取货后无人机对货箱的拉力的功率
由
得
快递与货箱的总质量
快递的质量
14.
(1)如图甲,将钢勺和瓷勺的勺头一起放入盛有开水的烧杯中,过一会儿,用手触摸两个勺子的勺柄,会感觉到________勺的勺柄较烫手;如图乙,将瓷勺的勺头放在酒精灯火焰上加热一段时间,然后与火柴头接触,火柴被点燃,而勺柄并不烫手,由此说明瓷的________;
(2)如图丙,探究不同物质吸热升温的现象,将________相等的沙子和水分别装入瓷盘中,用红外灯均匀照射两个瓷盘,红外热成像仪显示出沙子升温比水快。由此推得,质量相等的沙子和水,升高相同的温度,________吸收的热量多。
【答案】(1) ①. 钢 ②. 导热性差
(2) ①. 质量 ②. 水
【解析】
【小问1详解】
[1]不同物质导热能力不同,钢是金属,导热性远好于陶瓷,因此热水加热后,钢勺的勺柄更烫手。
[2]瓷勺勺头加热后能点燃火柴,但勺柄不烫手,说明瓷不容易传导热量,即瓷的导热性差,属于热的不良导体。
【小问2详解】
[1][2]探究不同物质吸热升温的规律时,根据控制变量法,需要控制沙子和水的质量相等;相同吸热条件下沙子升温更快,说明水的吸热能力更强,因此可推得:质量相等的沙子和水升高相同温度时,水吸收的热量更多。
15. 如图甲所示的某品牌插秧机使用北斗导航,农民只需在作业前进行相关设定,即可实现24 小时无人值守自动作业。
(1)北斗导航卫星是通过_________向插秧机发送位置信息的;
(2)该插秧机使用四冲程汽油机,图乙中汽油机处于_________冲程,与它原理相同的是_________图所示的演示实验。丁图中当塞子飞出去时试管口会出现“白雾”,这说明试管内气体的内能_________;该汽油机每分钟对外做功1200次,汽油机飞轮转速为_________ r/min;
(3)某段时间插秧机消耗汽油0.21kg,汽油完全燃烧放出的热量完全被 46kg初温为15°C的水吸收,则水温升高_________ ℃。[q汽油=4.6×107J/kg,c水 =4.2×103J/(kg·°C)]
【答案】 ①. 电磁波 ②. 做功 ③. 丁 ④. 减小 ⑤. 2400 ⑥. 50
【解析】
【详解】(1)[1]北斗导航卫星是通过无线电设备发射电磁波向插秧机发送位置信息的。
(2)[2]如图乙所示,进气门和排气门均关闭,且活塞向下运动,火花塞点火,所以图乙中汽油机处于做功冲程。
[3]做功冲程将内能转化为机械能,丙图活塞向下运动压缩气体将机械能转化为内能;丁图加热试管中的水将活塞冲出,将内能转化为机械能,所以原理相同的是丁图。
[4]塞子飞出去时水蒸气的内能转化为活塞的机械能,所以内能减少温度降低,使水蒸气液化成小液滴。
[5]汽油机每分钟对外做功1200次,说明每分钟完成1200个工作循环,飞轮转2400r,所以飞轮的转速为2400r/min。
(3)[6]完全燃烧0.2kg汽油,放出的热量
汽油完全燃烧放出的热量全部被水吸收,则
16. 如图甲,用动滑轮将重物匀速提升1m,滑轮重40N。整个过程中,有用功和额外功的大小如图乙,则物重为______,绳端的拉力大小为______N,该滑轮的机械效率为______%,克服绳重和摩擦所做的额外功占总功的______%。
【答案】 ①. 200 ②. 125 ③. 80 ④. 4
【解析】
【详解】[1]由图乙可知,W有用=200J,根据W有用=Gh,可得物重为
[2]由图乙可知,额外功W额=50J,根据总功与有用功、额外功的关系W总=W有+W额,可得W总=W有+W额=200J+50J=250J
已知该动滑轮绳子段数n=2,根据s=nh,可算出绳子自由端移动距离s=nh =2×1m=2m
依据公式W总=Fs,绳端拉力为
[3]滑轮的机械效率为
[4]已知滑轮重G动=40N,提升高度h=1m,根据W=Gh,可算出克服动滑轮重力做的额外功W额1=G动h=40N×1m=40J
由此可得,克服绳重和摩擦做的额外功W额2=W额−W额1=50J−40J=10J
所以,克服绳重和摩擦所做的额外功占总功的比例为
17. 某同学进行了如下实验:
(1)将两个凸透镜分别固定在光具座上,并用一束平行主光轴的光分别射向两个凸透镜,调节光屏的位置,直至在各自光屏上形成了一个最小的亮斑,如图所示。由此可知凸透镜_______(选填“M”或“N”)对光的会聚作用更强。
(2)该同学继续利用上述器材及一个发光体、刻度尺探究凸透镜成实像时,像的高度与焦距是否有关。实验中需要选用凸透镜_______(选填“M和N”或“M或N”),将发光体放在距凸透镜_______(选填“相同”或“不同”)距离处,用光屏接收像,若_______,则说明像的高度与焦距有关。
【答案】(1)M (2) ①. M和N ②. 相同 ③. 光屏上所成的像高度不同
【解析】
【小问1详解】
根据凸透镜对光具有会聚作用,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点,会聚点越靠近透镜,说明凸透镜对光的会聚能力越强,由图可知,光线经凸透镜M折射后会聚点更靠近透镜,所以凸透镜M对光的会聚作用更强。
【小问2详解】
[1][2][3]要探究凸透镜成实像时像的高度与焦距是否有关,需要控制物距相同,改变凸透镜的焦距进行实验。这里有两个焦距不同的凸透镜M和N,所以实验中需要选用凸透镜M和N。同时,要将发光体放在相同距离处(即控制物距相同)。如果在光屏上所成的像高度不同,就说明像的高度与焦距有关。
18. 如图是规格为“220V 1000W”的电饭锅内部简化电路图,有“加热”和“保温”两挡。当S接“2”时,电饭锅处于___________ 挡(选填“加热”或“保温”);电阻R0的阻值为___________Ω;若只让电饭锅在“加热”挡正常工作0.1h,发现此电能表的转盘转动120转, 则电能表上模糊不清的这个参数应该是___________r/kW·h。
【答案】 ①. 加热 ②. 48.4 ③. 1200
【解析】
【详解】[1]当S接“1”时,电阻R1和R0串联;当S接“2”时,电阻R1被短路,电路中只接入R0,此时电路中电流较大,根据公式P=UI可知,电功率较大,故当S接“2”时,电饭锅处于“加热”挡。
[2]由题意可知,电饭锅的加热功率
P=1000W=1kW
“加热”挡电路中只接入电阻R0,电阻R0的阻值
[3]电饭锅在“加热”挡正常工作0.1h,消耗的电能
W=Pt=1kW×0.1h=0.1kW·h
此时的电能表转盘转过120转,则电饭锅消耗1kW·h电能,电能表转盘转数
19. 如甲所示电路中,电源电压恒定,小灯泡标有“5V ?W”,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A。在保证电路安全且的滑片P移动范围最大的前提下,闭合S、,将滑片P从某一端移到位置a;再断开闭合,将滑片P从另一端移到位置b。上述两过程中电流表与电压表示数变化的图像如图乙,则小灯泡的额定功率为________W,只闭合S、时,为保证电路安全,滑动变阻器的取值范围是________Ω,若电源换成可调电压的电源,其他条件不变,在保证电路安全情况下,闭合任意开关和调节滑片位置,电路的最大功率为________W。
【答案】 ①. 2 ②. 7.5~20 ③. 14.4
【解析】
【分析】结合电路图知道开关在不同状态下电路的连接方式,并明确两条图线对应的电路的状态及滑片移动的方向,从而求出电源电压和R2的最大电阻,进而求出灯泡的额定功率。
结合电表的量程及电路的连接方式,分别求出不同电路连接状态时的电功率,从而求出电路的最大功率。
【详解】[1][2]由图甲可知,闭合S、S1,灯泡L与R2串联,电压表测量R2两端的电压,电流表测量电路电流。由于灯泡的电阻随温度的升高而增大,则通过R2的电流与其两端电压的关系应是U-I图像中的曲线,由图乙可知,滑片应该是从最右端向左移动,则滑动变阻器的最大电阻为
当电压表示数为3V时,电路电流为0.4A,此时灯泡正常发光,则灯泡的额定功率为
电源电压为
当灯泡L与R2串联,电路的最大电流为灯泡的额定电流,为0.4A,此时R2接入电路的电阻最小,为
当滑片在最右端时,R2接入电路的电阻最大为20Ω,此时电压表示数为6.4V,电流表示数为0.32A,两电表均安全,故为保证电路安全,滑动变阻器的取值范围是7.5~20Ω。
[3]再断开S1闭合S2,此时R1与R2串联,电压表测量R2两端的电压,电流表测量电路电流,电压表与电流表示数关系应该是图乙中的直线,且滑片P从最左端向右移动,且当滑片在最左端时,R2的阻值为0,电路最大电流为0.4A,则R1的阻值为
①闭合S、S2时,最大电流由电流表的量程控制,即,电压表的量程限制R2两端的电压,即
则
由题意可知,R2的规格满足条件,此时电源电压为
电路最大功率为
②闭合S、S1时,电路最大电流由灯泡的额定电流控制,电源电压为
电路最大功率为
③闭合S、S1、S2,L与R1并联再与R2串联,并联部分的最大电压为灯泡的额定电压5V控制,通过R1的电流为
则电路最大电流为
此时电路最大电流为0.6A,滑动变阻器变阻器电压最大为
电源电压小于
电路最大功率为小于
综上所述,电路的最大功率为14.4W。
三、解答题(本题共9小题,共49分,第27、28题要有解答过程)
20. 按要求作图(请保留作图痕迹)。
(1)如图甲(a),被隔板隔开的两个人偶不能直接“看到”对方,但人偶A可以从平面镜中“看到”人偶B,请在图甲(b)中画出A从平面镜中“看到”B的光路图。
(2)如图乙,请在O点画出2026年春晚吉祥物“吉祥马”吊坠所受弹力的示意图。
(3)如图丙,请用笔画线代替导线,将图中元件接入家庭电路中,要求:①同时闭合声控开关和光控开关电灯才能亮;②三孔插座单独接入。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
作人偶B在平面镜中的像B',用虚线连接B'与眼睛A,相交于平面镜上的O点,连接OA为反射光线,连接BO为入射光线,据此作图。
【小问2详解】
春晚吉祥物吊坠所受弹力沿着绳子向上,作用点在O点,据此作图。
【小问3详解】
只有在光线很暗且有声音时灯才亮,说明光控开关和声控开关互相影响,是串联的,开关接在相线和电灯之间;三孔插座接线原则左接中性线,右接相线,上接保护线,据此作图。
21. 在研究“固体熔化时温度的变化规律”实验中,同学们选用不同物质进行实验。
(1)小余同学利用图甲装置对冰加热,他每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态。图乙是他根据记录的数据绘制的图像,已知实线是采用碎冰,虚线是采用块状冰的实验结果,出现这样现象的原因是________。实验过程中发现烧杯外部出现了小水珠,这是________(填物态变化名称)现象。若将冰换成非晶体石蜡,________(选填“可以”或“不可以”)看到与图乙相同的图像。
(2)如图丙是另一组同学根据记录的数据绘出的晶体海波的温度与时间的曲线,出现这种情况的可能原因有________。
A. 实验中海波的量太少了,导致海波熔化过程经历时间太短
B. 实验时记录数据时间间隔太长了,导致两次时间间隔中,海波的熔化过程已经结束
C. 采用酒精灯直接加热,导致海波熔化速度太快
【答案】(1) ①. 块状冰受热不均匀 ②. 液化 ③. 不可以 (2)ABC
【解析】
【小问1详解】
[1]由图像可知,同样吸热的情况下,块状冰化成水后升温比固态冰升温快, 原因是块状冰受热不均匀,吸热时冰块内部比外部升温慢,所以出现上述现象。
[2]烧杯外部出现小水珠是因为空气中的水蒸气遇到较冷的烧杯外壁液化成小水滴,属于液化现象。
[3]石蜡是非晶体,没有固定的熔点,其熔化过程中温度会持续上升,因此无法看到与冰(晶体)相同的熔化过程中温度保持不变的图像。
【小问2详解】
海波是晶体,有固定的熔点,图像没有固定的熔点,可能的原因是:实验中海波的量太少了,导致海波熔化过程经历时间太短;实验时记录时间间隔太长了,导致两次时间间隔中,海波的熔化过程已经结束;采用酒精灯直接加热,海波受热不均匀,导致海波一部分熔化速度太快,示数不准,故ABC符合题意。
故选ABC。
22. 同学们学习了光学后,将光学实验又进行了回顾。
(1)如图甲,“探究光的反射定律”的实验,他将平面镜放在一个能转动的水平圆台上,水平圆台用一个透明玻璃罩盖着,先通过加湿器使整个玻璃罩内充满水雾,然后用固定的红色激光笔发出一束垂直射向平面镜的光NO,再用另一支绿色激光笔向O点发出一束光AO,经平面镜反射后沿OB方向射出。若从侧面观察到________现象,说明在光的反射中,反射光线、入射光线、法线在同一平面内。
(2)如图乙,探究“平面镜成像”的实验,小谦同学利用两支大小完全相同的蜡烛A和B、茶色透明薄玻璃板、刻度尺等器材,进行以下操作。为确定像的位置,将点燃的蜡烛A竖立在玻璃板前,眼睛从图乙________处观察A的像,再将相同未点燃的蜡烛B,竖立在玻璃板后方,调至完全重合并记录像的位置;
(3)如图丙,平面镜竖直放置,S为镜前的一个发光点,现将平面镜从MN位置绕M点向右缓慢旋转90°,物体S在平面镜中的像离M的距离________(选填“变大”、“变小”、“不变”或“先变大后变小”,下同),像离S的距离________。
【答案】(1)OB同时挡住NO与AO的光
(2)a (3) ①. 不变 ②. 先变大后变小
【解析】
【小问1详解】
若转动圆台,从侧面观察到OB同时挡住NO与AO的光,即可证明反射光线、入射光线、法线在同一平面内。
【小问2详解】
平面镜成像是光的反射形成的,观察蜡烛A的像需要在玻璃板前、蜡烛A的同侧,即图中的处观察。
【小问3详解】
[1]根据平面镜成像特点,像与物关于镜面对称,发光点到旋转中心的距离始终固定,因此像到的距离始终等于到的距离,保持不变;
[2]平面镜绕旋转的过程中,到平面镜的垂直距离先变大后变小,而物与像的距离等于物体到镜面距离的2倍,因此到的距离先变大后变小。
23. 某小组用杠杆、带挂钩的重物A(质量为10g)、水和两个可读取液体体积的相同容器等,制作了可测算液体密度的装置。使用前,需将两容器挂在杠杆两端固定10cm刻度线处的位置,如图甲,调节两端平衡螺母使杠杆水平平衡,使用中,小明向左侧容器中倒入体积的水,再向右侧容器中倒入相同体积的待测液体,通过在右边悬挂重物A,使杠杆再次水平平衡,如图乙。他根据相关数据,算出了该液体的密度。
(1)图甲中要使杠杆水平平衡,应将平衡螺母向________调节;
(2)小明测出的待测液体密度为________;
(3)依照他的做法,不同的待测液体密度与重物A距支点O的距离l满足一定的函数关系,图丙中图线________符合此关系;
(4)若要提高该密度秤测量液体密度时的精确度,可换用质量更________(选填“大”或“小”)的重物A。
【答案】(1)右 (2)0.7
(3)b (4)小
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知,杠杆静止时,左端低、右端高,要使杠杆水平平衡,应将平衡螺母向右调节。
【小问2详解】
如图乙,杠杆在水平位置静止时,根据杠杆的平衡条件可知,左侧水重与力臂的乘积等于右侧物体A的重力与对应力臂乘积和液体重力与对应力臂的乘积之和。即
可得
水的密度为,水和液体的体积为。则液体的密度为
【小问3详解】
由可知,水的体积、液体的体积、水的密度、l液、l水、物体A的质量一定,所以待测液体密度ρ液与重物A距支点O的距离lA满足一定的函数关系,且lA越大,对应待测液体密度ρ液越小,所以图丙中图线b符合此关系。
【小问4详解】
由
可得
可得
在液体密度变化量一定时,物体A的质量越小,则越大,使用该密度秤测量液体密度时的精确度越高。
24. 如图所示,探究液体内部压强影响因素的实验。
(1)在制作压强计时,小明手头有两块形状相同的橡皮膜,将相同的小球放在两种橡皮膜上时形变程度不同,如图甲,则小明应选择橡皮膜________(选填“A”或“B”)覆盖在压强计金属盒表面;使用压强计前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置________;
(2)实验中液体压强大小的变化是通过比较________来判断的;
(3)比较图乙、丙、丁可知,液体内部的压强大小与________无关;小明还比较图丁、戊得出:液体压强和液体密度有关,同组小华认为这样比较得出结论是不正确的,她的理由是________;
(4)小华在做图戊实验后,保持金属盒在盐水中的位置不变,向盐水中加入少量的清水与盐水均匀混合后(液体未溢出),则烧杯底部受到液体的压强会________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】(1) ①. A ②. 不漏气
(2)U形管液面高度差
(3) ①. 方向 ②. 没有控制液体的深度相同
(4)变大
【解析】
【小问1详解】
[1]压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强的大小,橡皮膜形变程度明显,误差小,如图甲小明应选择橡皮膜A。
[2]使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气。
【小问2详解】
探究影响液体压强大小的因素,根据转换法,通过U形管两侧液面高度差来反映液体压强大小。
【小问3详解】
[1]乙、丙、丁三次实验中,液体密度相同,橡皮膜所处深度相同,朝向不同,U形管两侧液面高度差相同,说明在同种液体内部,同一深度处,液体向各个方向的压强相等;
[2]探究液体压强和液体密度的关系时,应控制液体密度不同,深度相同,丁、戊两次实验橡皮膜所处深度不同,不能完成实验目的。
【小问4详解】
向盐水中加入少量的清水与盐水均匀混合后(液体未溢出),因为液体重力增大,即液体对容器底的压力增大,由可知,液体对容器底的压强变大。
25. 小明利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”,实验器材有:学生电源、电流表、电压表、定值电阻6个(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、50Ω)、开关一个、滑动变阻器(20Ω 1A)、导线若干。
(1)图甲中的电路连接有误,请你在错误的导线上打“×”,并补画出正确的导线。
(2)电路连接正确后,小明首先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,直接读出电压表的示数为0.9V。接下来移动滑片,直到电压表示数为________V时,记录电流表示数,再依次换用10Ω、15Ω、20Ω、25Ω电阻进行实验,根据得到的数据绘制成如图乙所示的图像,分析图像可以得到实验结论:________,同时由上述数据可知电源电压为________V。
(3)最后小明将50Ω的定值电阻接入电路,他发现无论怎样移动滑片,都不能使电压表示数达到原来的数值,为了完成这次实验,不能串联一个阻值为________(选填“5Ω”“15Ω”或“30Ω”)的定值电阻。
【答案】(1) (2) ①. 3 ②. 在电压一定时,电流与电阻成反比 ③. 4.5
(3)30Ω
【解析】
【小问1详解】
图甲中定值电阻连接错误,它并联在了电压表和电流表的两端,应该只并联在电压表两端。在定值电阻接到电流表的导线上打“×”,然后将定值电阻的左端接线柱改接到电压表的负接线柱。如图所示:
【小问2详解】
[1]控制电压值:从图乙可知,当时,电流,根据,可得定值电阻两端的控制电压为
所以移动滑片直到电压表示数为3V。
[2]分析数据可发现,电阻增大时,电流变小,且电阻与电流乘积都为3V,所以可得在电压一定时,电流与电阻成反比。
[3]根据闭合开关前滑动变阻器接入电路的电阻最大,知此时,,电压表读数时,电路中的电流
电路中的总电阻
所以电源电压
【小问3详解】
的定值电阻接入时,要使它两端电压,电路电流
此时滑动变阻器两端电压
滑动变阻器需要接入的阻值
但滑动变阻器最大阻值只有,所以需要串联一个电阻来分担电压,串联电阻至少需
若串联的电阻,即使滑动变阻器阻值为0,总阻值
电路中的电流
定值电阻电压
无法使电压达到,因此,不能串联的定值电阻。
26. 实验小组的同学进行测量小灯泡额定功率的实验,实验器材有:待测小灯泡(额定电压为2.5V)、电源(电压不变)、电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、滑动变阻器和开关各一只,导线若干。
(1)如图甲所示是实验小组的小李连接的电路,闭合开关发现电流表的示数如图乙所示,原因是________。
(2)排除问题后继续进行实验,闭合开关后,电压表示数为2V,为了测量小灯泡的额定功率,小李应向________(选填“左”或“右”)移动滑动变阻器的滑片P,直至电压表的示数为________V,此时电流表示数如图丙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为________Ω。
(3)另一组在原电路中将灯泡换成滑动变阻器,仅利用以下测量数据测量出小灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值。
①闭合S,调节,使电压表的示数为,电流表的示数为;
②再进行以下一次电路调节,使电压表的示数为,电流表的示数为。其中能够测出灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值的有________。
A. 仅调节到某一合适值 B. 仅调节到任意值 C. 仅调节到任意值
【答案】(1)电流表正负接线柱接反了
(2) ①. 左 ②. 2.5 ③. 8.3 (3)AC
【解析】
【小问1详解】
如图甲所示的电路,闭合开关发现电流表的示数如图乙所示,即电流表指针左偏,说明电流表的正负接线柱接反了。
【小问2详解】
[1]如图甲所示的电路,滑动变阻器和小灯泡串联,电压表测小灯泡两端电压,电流表测通过电路的电流,此时电压表的示数为2V,为了测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器使小灯泡两端的电压增大至2.5V;根据串联电压规律可知,电源电压不变,小灯泡两端电压变大,则滑动变阻器两端电压要变小;根据串联分压规律可知,滑动变阻器接入电路中的阻值要变小,即滑片要向左端移动。
[2]小灯泡在额定电压下的电功率就是额定功率,为了测量小灯泡的额定功率,应移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端电压等于额定电压,即电压表示数为2.5V。
[3]如图丙所示,电流表的量程为0-0.6A,分度值为0.02A,电流表读数为0.3A,小灯泡正常发光时的电阻为
【小问3详解】
AB.原电路中将灯泡换成滑动变阻器,闭合S,调节,使电压表的示数为,电流表的示数为,则此时
仅调节到某一合适值(0Ω),此时电压表测量电源电压(电源电压为2节电池,不超3V),示数为,即
通过解②③可以把R1即灯正常工作时滑动变阻器接入的阻值求出来,故A符合题意,B不符合题意;
C.仅调节到任意值,此时
通过解②④可以把R1即灯正常工作时滑动变阻器接入的阻值求出来,故C符合题意。
故选AC。
27. 2025年4月,在北京亦庄举行的半程马拉松赛事,首次由人类和人形机器人共跑。某型号机器人的质量为50kg,拥有高度仿生的躯干构型和拟人化的运动控制。本次赛事的赛道约21km,下表是该机器人的部分参数(电池容量:电池充满电后,供电电流与可供电时间的乘积)。请通过计算回答:
脚与地面接触总面积/
500
跑步最高速度/()
10
额定电压/V
24
电池容量/A·h
25
(1)该机器人若以最高速度跑完该赛道需要的时间是多少?
(2)该机器人站立在水平地面上,对地面的压强是多少?
(3)该机器人充满电时储存的电能是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
该机器人若以最高速度跑完该赛道需要的时间是
【小问2详解】
机器人的重力
机器人站立在水平地面上,对地面的压力等于自身重力,即
该机器人站立在水平地面上,对地面的压强
【小问3详解】
该机器人充满电时储存的电能
28. 图甲是某物理兴趣小组设计的一款自动称量装置,使用时,物体的质量可以从标注质量后的电压表表盘上直接读出。该装置电源电压恒定,电压表的量程为0~3V,R0电阻为10Ω,R是一根长为15cm的均匀电阻丝(阻值与其长度成正比),滑片P与绝缘横杆固定。当秤盘不放物体时,滑片刚好位于R最上面的a端。当放入2kg的物体时,滑片到R最下面的b端的距离为14cm,电压表的示数为1V。当滑片移到离b端距离为12.5cm的位置时,测出电压表的示数为2V。实践过程中同学们还发现,滑片下移的距离与秤盘中所放物体的质量大小成正比。求:
(1)电压表示数为2V时,放入秤盘中物体的质量;
(2)求电源电压以及此装置能称取的最大质量;
(3)同学们在对电压表表盘进行质量标注的过程中发现表盘上的每一小格对应的质量值是不同的,即质量刻度不均匀,如图乙。请利用原有器材设计一个可以实现质量刻度均匀的电路,将图丙方框内的电路图补充完整。
【答案】(1)5kg (2)6V,10kg
(3)
【解析】
【小问1详解】
当放入m1=2kg的物体时,滑片到b端的距离为14cm,而已知电阻丝总长为15cm,所以滑片从a端下移的距离为
当电压表示数为2V时,滑片到b端的距离为12.5cm,此时滑片从a端下移的距离为
根据题意,滑片下移的距离与秤盘中所放物体的质量成正比,即,则
此时放入秤盘中物体的质量为
【小问2详解】
由电路图可知,R0与电阻丝串联,电压表测电阻丝两端的电压。由题意可知,当放入2kg的物体时,电阻线接入的电阻丝的长度1cm设此时接入的电阻为R,其两端的电压为1V,则电源电压为…①
当滑片移到离b端距离为12.5cm的位置时,电阻丝接入的电阻丝的长度2.5cm,由于电阻丝阻值与其长度成正比,所以此时电阻丝接入电阻为2.5R,其两端的电压为2V,则电源电压为…②
联立①②得,U=6V,R=2Ω,即电源电压为6V,1cm电阻丝的电阻为2Ω。
由于电压表的量程为0~3V,所以当电压表满偏为3V时,所测质量达到最大,此时R0两端的电压也为3V,根据串联正比分压可知,电阻丝接入电路中的电阻
即电阻丝接入的长度为即滑片下移的距离为5cm。根据题意可知,放入2kg的物体时,电阻线接入的电阻丝的长度1cm,又因为滑片下移的距离与秤盘中所放物体的质量大小成正比,所以滑片下移的距离为5cm时,此装置能称取的最大质量为
【小问3详解】
要使表盘上刻度均匀,必须保证电流不变,所以需使滑动变阻器全部阻值始终接入电路,由U=IR可知,电压表示数与它所跨接的部分阻值成正比, 故将电源、开关S、定值电阻R0、滑动变阻器R(a、b两端)串联起来。然后将电压表的一端接在滑动变阻器的a端,另一端接在滑片P上。如图所示:
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