内容正文:
2026年河北初中学业水平模拟
物理(解密二)
注意事项:共6页,总分60分,时间60分钟。
一、选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题意)
1. 中药是中华文化的瑰宝,熬制中药时药汤散发出浓郁的药香,这是因为( )
A. 分子之间存在空隙 B. 分子在不停地做无规则运动
C. 分子之间存在引力 D. 分子之间存在斥力
2. 冀中笙管乐是流传于河北中部平原的传统鼓吹乐品种,其中的乐器管子(如图)早在四五千年前已被发明,被誉为“中国民族乐器活化石”。下列关于管子的说法正确的是( )
A. 管子发出的声音是由管内空气柱振动产生的
B. 按压不同位置的孔,可以改变发出声音的音色
C. 吹气的力度越大,声音的音调越高
D. 管子发出的声音可以在真空中传播
3. 为方便学生饮水,学校安装了饮水机。下列做法符合安全用电原则的是( )
A. 饮水机的金属外壳没有连接地线 B. 维修饮水机时,不断开电源开关
C. 用湿手拔正在工作的饮水机插头 D. 电源线的绝缘皮破损后及时更换
4. 下列对古诗词中的物态变化描述错误的是( )
A. “露从今夜白,月是故乡明。”“露”的形成是液化现象
B. “斜月沉沉藏海雾,碣石潇湘无限路。”“雾”的消失是升华现象
C. “春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干。”“蜡变成泪”是熔化现象
D. “一夜新霜著瓦轻,芭蕉新折败荷倾。”“霜”的形成是凝华现象
5. 唐山“河头老街”是以盛唐文化为主题的旅游景区,其中最值得一看的是夜间的“千米唐风灯笼长廊”(如图)。以下描述正确的是( )
A. 激光在夜空划出了笔直的轨迹,是由光的直线传播形成的
B. 水面波光粼粼是由光的色散形成的
C. 游船在河面的倒影是由光的折射形成的
D. 清澈的河水看起来变“浅”是光反射的结果
6. [新情境]图是亚洲首台电磁弹射微重力实验装置。装置内的直线电动机提供电磁驱动力,将实验舱垂直弹射出去,在自由上升和降落过程中各有2秒的微重力时间,为不同学科的微重力实验提供窗口。下列实验能说明电磁弹射微重力实验装置工作原理的是( )
A. B.
C. D.
7. 某同学想进一步了解近视眼矫正的原理,于是用弹性膜注水制作了一个水凸透镜,通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度,如图所示,固定透镜,将“F”光源放在合适位置后,调节光屏得到清晰的像(像未画出)。下列说法正确的是( )
A. 图中模拟正常人眼球观察物体时的成像情况,光屏上成倒立放大的实像
B. 从水凸透镜内往外抽水可模拟近视眼的成因
C. 若将近视眼镜片靠近水凸透镜左侧放置,然后向水凸透镜内注入适量水,光屏会再次承接到清晰的像
D. 若用不透明纸板挡住“F”光源上半部分,所成的像依然是完整的
8. 下图是小球在地面弹跳的频闪照片,下列分析正确的是( )
A. 小球在下落过程中,动能增大,机械能增大
B. 小球反弹上升过程中,重力势能转化为动能
C. 小球在等高的A点和B点的机械能相等
D. 小球越来越低,小球的机械能是不守恒的
9. 图是我国自主研制的电动型载人飞艇AS700D,飞艇主气囊充入氦气后产生出巨大的净浮力,在飞行时电动机带动螺旋桨高速旋转,螺旋桨向后推动空气,从而获得向前的推力。2个副气囊内充装的是空气。飞艇装有200多千克的镇重水,飞艇下落时,通过抛投镇重水,确保飞艇缓慢着地。下列说法错误的是( )
A. 螺旋桨向后推动空气,从而获得向前推力,说明力的作用是相互的
B. 飞艇垂直地面匀速上升时,处于平衡状态
C. 飞艇在上升过程中,将副气囊内的部分空气排出,则飞艇所受浮力变大
D. 飞艇下落时,抛投镇重水,可以减小飞艇的惯性
10. 为保护视力,很多电子产品都增加了“屏幕提醒”功能。其原理如图所示,为定值电阻,为距离传感器,眼睛与电子屏幕的距离越近,其阻值越小,当电流表示数大于设定值时,会进行提示。下列分析正确的是( )
A. 眼睛与电子屏幕的距离变近时,电压表的示数变大
B. 眼睛与电子屏幕的距离变近时,电压表的示数与电流表的示数的比值不变
C. 眼睛与电子屏幕的距离变近时,电路的总功率变大
D. 要增大提醒距离,应更换阻值更大的
二、非选择题(本大题共10小题,共40分)
11. 2025年11月25日,神舟二十二号飞船成功对接于空间站天和核心舱前向端口,实时信息通过______波传回地面控制中心。对接过程中,神舟二十二号飞船相对于天和核心舱是______(填“运动”或“静止”)的。
12. 图是一款擦窗机器人,它可借助真空泵抽出机身吸盘与玻璃之间的空气,利用__________“吸”在玻璃上;当机器人静止在竖直的玻璃上时,真空泵继续向外抽气,机器人所受摩擦力__________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
13. 2030年我国天然气产量将达到3000亿立方米,天然气属于__________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。在燃气灶上做饭时,天然气燃烧放热,将食物煮熟,这是通过__________的方式改变了食物的内能。
14. 《天工开物》中提到我国的淬火工艺,如图所示,将高温工件浸入冷水中,使其完全冷却,可以提高工件性能。一件铁器淬火后,水的温度变化不大,原因是水的__________较大。《天工开物》还描述了滑轮的使用,使用动滑轮可以___________(选填“改变力的方向”“省力”或“省距离”)。
15. 图所示的便携式封口机使用电压为3V的电源,接通电路后发热电阻温度升高,从而利用电流的______________实现高温封口。如果封口时总是把塑料袋烫坏,应将发热电阻换成阻值更________的。
16. 根据图所示实验回答下列问题。
(1)图是“测量小车运动的速度”的实验装置。为便于测量小车在斜面上的运动时间,应使斜面保持很__________(选填“陡”或“缓”)的坡度。B为AC的中点,,两次实验小车都从A点由静止下滑,第一次实验到达C点所用时间为2.8s,第二次实验到达B点所用时间为2s,则小车在第一次实验中,通过BC段的平均速度为__________m/s。
(2)图是“探究液体压强与哪些因素有关”的实验装置,通过比较甲乙两图可知:同种液体内部,深度越大,压强越______;比较乙丙两次实验,可知:在深度相同时,液体的密度越大,压强越______。图丁中,橡皮管和玻璃管侧壁管口相连通,当向玻璃管中吹气时,U形管内液面较高的是______(选填“a”或“b”)。
17. 在跨学科实践活动中,某学生认为用天平和量筒间接测量密度太麻烦。于是在老师的帮助下制作了直接测量液体密度的“密度天平”,其制作过程如下。
(1)如图所示,选择一根长120cm的粗细均匀的木棒,在两端打入能调节的螺母,以中点O为支点,制成杠杆。在调节杠杆平衡时,发现杠杆右端下沉,须将螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。在左侧距离支点10cm的A位置用细线固定一个质量为110g,容积为50mL的小桶。在支点右侧用细线悬挂一质量为50g的钩码(细线的质量忽略不计),移动钩码使杠杆在水平位置平衡;
(2)测量液体时往容器中加满待测液体,移动钩码使杠杆在水平位置平衡,在钩码悬挂位置直接读出液体的密度。该“密度天平”的“零刻度”应标在支点O的右侧______cm处;
(3)如图所示,测量某种液体密度时,钩码在距离支点右侧31cm处,则此种液体的密度为______g/cm3;
(4)将小桶固定在A点不动,则该“密度天平”的最大测量值为______kg/m3;
(5)若此“密度天平”的测量范围不够大,请写出一个增大测量范围的方法:______;
(6)该同学用密度天平进一步测量固体密度。方法为:如图甲所示,把待测固体(不吸水)挂在调平的杠杆的A点(OA长为10cm),把一个一定质量的钩码挂在B点时,杠杆在水平位置平衡,OB长为L;如图乙所示,把待测固体完全浸没在水中后,右端的钩码向左移动ΔL后到达C点时杠杆再次在水平位置平衡。则该待测固体的密度______。(用L、ΔL和表示)
18. 在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中,小明利用可调电压电源(可调为1.5V、3.0V、4.5V、6.0V之一)、5个定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω)、滑动变阻器(10Ω1A)、电压表和电流表做了如下实验:
(1)他根据图甲所示电路图连接成了图乙所示的实物电路,其中只有一根导线连接错误,请在这根导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线;(连线不要交叉)___________
(2)改正图乙电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于___________端;
(3)实验时小明设计了如下表格,通过表格可以看出,他的实验目的是探究通过导体的电流与___________的关系;
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
30
I/A
(4)小明将电源电压调为3V时,按(3)设计的方案进行实验;
①图是第2次实验时电流表的示数,示数为___________A;
②当其中某个定值电阻接入电路时,无法满足实验条件,这个定值电阻的阻值为___________Ω;
(5)小明根据实验数据描绘出了如图所示的图像,可以得出结论:___________;
【拓展】小红利用现有器材又做了下面的实验:
①按图甲连接电路,将电源电压调到某个值,在电路安全条件下闭合开关,移动滑片直到电压表示数为2.5V;
②保持滑片不动,换接入另一个定值电阻,调节电源电压,在电路安全条件下闭合开关,发现电压表示数恰好2.5V;
通过以上实验现象可以推断:此时滑动变阻器接入电路的阻值为___________Ω。
19. 在纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年的阅兵中,我国自主研制的第三代主战坦克99系列最新型99B坦克驶过核心检阅区,如图所示。如果该坦克(含车上人员)总质量为60t,与地面接触面积为5m2,在一次训练中,该坦克在一平直路段以15m/s的速度匀速行驶了1min,受到的阻力约为车重的0.1倍。其搭载的柴油机效率为40%。柴油的热值,g取10N/kg。
(1)求该坦克停止在水平地面上时对地面的压强。
(2)求在此次训练中柴油机对外输出有用功的功率。
(3)求在此次训练中柴油机消耗柴油的质量。
20. 电源电压不变,如图甲所示电路中,,滑动变阻器标有“30Ω;1A”字样,闭合开关S,移动变阻器滑片P至距左端处,电流表示数如图乙所示。
(1)求电源电压。
(2)求移动滑片P的过程中电功率的最大值。
(3)电源更换为可调电压电源,在电压表、电流表的测量范围均不改变的情况下,调节电源电压,在移动滑动变阻器滑片P的过程中,电流表、电压表均能达到所选测量范围的满刻度,且电路正常工作。求满足上述要求的电源电压的取值范围。
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2026年河北初中学业水平模拟
物理(解密二)
注意事项:共6页,总分60分,时间60分钟。
一、选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题意)
1. 中药是中华文化的瑰宝,熬制中药时药汤散发出浓郁的药香,这是因为( )
A. 分子之间存在空隙 B. 分子在不停地做无规则运动
C. 分子之间存在引力 D. 分子之间存在斥力
【答案】B
【解析】
【详解】熬制药汤过程中,药香味四溢,是药香分子在不停地做无规则运动,属于扩散现象。
故选B。
2. 冀中笙管乐是流传于河北中部平原的传统鼓吹乐品种,其中的乐器管子(如图)早在四五千年前已被发明,被誉为“中国民族乐器活化石”。下列关于管子的说法正确的是( )
A. 管子发出的声音是由管内空气柱振动产生的
B. 按压不同位置的孔,可以改变发出声音的音色
C. 吹气的力度越大,声音的音调越高
D. 管子发出的声音可以在真空中传播
【答案】A
【解析】
【详解】A.声音是由物体的振动产生的,吹奏管子时管子内的空气柱振动发声,故A正确;
B.吹奏管子时手指按压不同位置的孔,改变了空气柱的长度,是为了改变声音的音调,故B错误;
C.吹气的力度越大,振幅越大,发出声音响度越大,不是声音的音调越高,故C错误;
D.声音不能在真空中传播,故D错误。
故选A。
3. 为方便学生饮水,学校安装了饮水机。下列做法符合安全用电原则的是( )
A. 饮水机的金属外壳没有连接地线 B. 维修饮水机时,不断开电源开关
C. 用湿手拔正在工作的饮水机插头 D. 电源线的绝缘皮破损后及时更换
【答案】D
【解析】
【详解】A.家用电器的金属外壳要接地,防止金属外壳漏电,发生触电事故,故A不符合题意;
B.为防止触电,维修饮水机时应先切断电源,故B不符合题意;
C.用湿手插拔正在工作的饮水机插头,非常容易发生触电事故,故C不符合题意;
D.绝缘皮破损后,会使导线外露,易会发生触电事故,及时更换破损的导线,可以防止触电事故的发生,故D符合题意。
故选D。
4. 下列对古诗词中的物态变化描述错误的是( )
A. “露从今夜白,月是故乡明。”“露”的形成是液化现象
B. “斜月沉沉藏海雾,碣石潇湘无限路。”“雾”的消失是升华现象
C. “春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干。”“蜡变成泪”是熔化现象
D. “一夜新霜著瓦轻,芭蕉新折败荷倾。”“霜”的形成是凝华现象
【答案】B
【解析】
【详解】A.露是空气中的水蒸气遇冷,由气态变为液态的小水滴,属于液化现象,故A正确,不符合题意;
B.雾是由液态小水滴组成的,它的消失是液态变为气态,属于汽化现象,而不是升华现象,故B错误,符合题意;
C.蜡烛变成泪是固态的蜡受热后,由固态变为液态,属于熔化现象,故C正确,不符合题意;
D.霜是空气中的水蒸气遇冷,直接由气态变为固态的小冰晶,属于凝华现象,故D正确,不符合题意。
故选B。
5. 唐山“河头老街”是以盛唐文化为主题旅游景区,其中最值得一看的是夜间的“千米唐风灯笼长廊”(如图)。以下描述正确的是( )
A. 激光在夜空划出了笔直的轨迹,是由光的直线传播形成的
B. 水面波光粼粼是由光的色散形成的
C. 游船在河面的倒影是由光的折射形成的
D. 清澈的河水看起来变“浅”是光反射的结果
【答案】A
【解析】
【详解】A.光在同种均匀介质中沿直线传播,激光在夜空划出了笔直的轨迹,是由光的直线传播形成的,故A正确;
B.水面波光粼粼是由光的反射形成的,故B错误;
C.游船在河面的倒影属于平面镜成像现象,是由光的反射形成的,故C错误;
D.清澈的河水看起来变“浅”是因为水中的光线斜射入空气时发生折射形成的,故D错误。
故选A。
6. [新情境]图是亚洲首台电磁弹射微重力实验装置。装置内的直线电动机提供电磁驱动力,将实验舱垂直弹射出去,在自由上升和降落过程中各有2秒的微重力时间,为不同学科的微重力实验提供窗口。下列实验能说明电磁弹射微重力实验装置工作原理的是( )
A. B.
C D.
【答案】B
【解析】
【详解】电磁弹射依靠直线电动机提供动力,工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
A.该装置探究磁极间的相互作用规律,故A不符合题意;
B.该装置电路中有电源,探究通电导体在磁场中受力运动,是电动机的工作原理,故B符合题意;
C.该装置探究电磁铁磁性,利用电流的磁效应,故C不符合题意;
D.该装置无电源,探究电磁感应现象,是发电机的工作原理,故D不符合题意。
故选B。
7. 某同学想进一步了解近视眼矫正的原理,于是用弹性膜注水制作了一个水凸透镜,通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度,如图所示,固定透镜,将“F”光源放在合适位置后,调节光屏得到清晰的像(像未画出)。下列说法正确的是( )
A. 图中模拟正常人眼球观察物体时的成像情况,光屏上成倒立放大的实像
B. 从水凸透镜内往外抽水可模拟近视眼的成因
C. 若将近视眼镜片靠近水凸透镜左侧放置,然后向水凸透镜内注入适量水,光屏会再次承接到清晰的像
D. 若用不透明纸板挡住“F”光源的上半部分,所成的像依然是完整的
【答案】C
【解析】
【详解】A.图中物距大于像距,光屏成倒立缩小的实像,不是放大的实像,故A错误;
B.近视眼的成因是晶状体太厚,折光能力过强,需要向水凸透镜注水使透镜变厚来模拟;往外抽水会让透镜变薄,折光能力变弱,模拟的是远视眼成因,故B错误;
C.近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,放在透镜左侧后,光线延迟会聚,像会成在原光屏的右侧;向水凸透镜注水后,透镜变厚,会聚能力变强,会让像向左移动,重新回到原光屏位置,因此光屏能再次承接到清晰的像,故C正确;
D.挡住F光源的上半部分,F光源上半部分没有光线射出,因此只能成下半部分的像,像不完整,故D错误。
故选C。
8. 下图是小球在地面弹跳的频闪照片,下列分析正确的是( )
A. 小球在下落过程中,动能增大,机械能增大
B. 小球反弹上升过程中,重力势能转化为动能
C. 小球在等高的A点和B点的机械能相等
D. 小球越来越低,小球的机械能是不守恒的
【答案】D
【解析】
【详解】A.下落时,高度降低、重力势能减小,速度增大、动能增大,重力势能转化为动能。但由于存在空气阻力和地面碰撞的能量损失,机械能会不断减小,故A错误;
B.小球上升时质量不变、高度增大,重力势能增大,速度减小,动能减小,动能转化为重力势能,故B错误;
C.但小球在运动过程中不断损失机械能,B点在A点之后,因此B点的机械能小于A点的机械能,故C错误;
D.小球弹跳的高度越来越低,说明其总机械能在不断减少,因此小球的机械能不守恒,故D正确。
故选D。
9. 图是我国自主研制的电动型载人飞艇AS700D,飞艇主气囊充入氦气后产生出巨大的净浮力,在飞行时电动机带动螺旋桨高速旋转,螺旋桨向后推动空气,从而获得向前的推力。2个副气囊内充装的是空气。飞艇装有200多千克的镇重水,飞艇下落时,通过抛投镇重水,确保飞艇缓慢着地。下列说法错误的是( )
A. 螺旋桨向后推动空气,从而获得向前的推力,说明力的作用是相互的
B. 飞艇垂直地面匀速上升时,处于平衡状态
C. 飞艇在上升过程中,将副气囊内的部分空气排出,则飞艇所受浮力变大
D. 飞艇下落时,抛投镇重水,可以减小飞艇的惯性
【答案】C
【解析】
【详解】A.螺旋桨向后推动空气,根据力的作用是相互的,空气会给螺旋桨一个向前的反作用力,从而使飞艇获得向前的推力。故A正确,不符合题意;
B.飞艇垂直地面匀速上升时,速度大小和方向都不变,运动状态保持不变,处于平衡状态,故B正确,不符合题意;
C.飞艇所受的浮力由排开空气体积和空气密度决定,飞艇的总体积由主气囊和副气囊的总体积决定,排出副气囊内的部分空气,不会改变飞艇的总体积;上升过程中空气密度会减小,因此飞艇所受浮力会变小,而非变大。故C错误,符合题意。
D.惯性的大小只与物体的质量有关,质量越小,惯性越小。抛投镇重水后,飞艇的总质量减小,因此惯性减小。故D正确,不符合题意。
故选C。
10. 为保护视力,很多电子产品都增加了“屏幕提醒”功能。其原理如图所示,为定值电阻,为距离传感器,眼睛与电子屏幕的距离越近,其阻值越小,当电流表示数大于设定值时,会进行提示。下列分析正确的是( )
A. 眼睛与电子屏幕的距离变近时,电压表的示数变大
B. 眼睛与电子屏幕的距离变近时,电压表的示数与电流表的示数的比值不变
C. 眼睛与电子屏幕的距离变近时,电路的总功率变大
D. 要增大提醒距离,应更换阻值更大的
【答案】C
【解析】
【详解】A.为距离传感器,眼睛与电子屏幕的距离越近,其阻值越小,根据串联电路分压原理,传感器的分得的电压也越小,故电压表示数变小,故A错误;
B.电压表示数与电流表示数的比值,即为的阻值,距离减小时,R阻值减小,因此比值减小,故B错误。
C.眼睛与电子屏幕的距离越近,其阻值越小,R与串联,故总阻值也变小,电源电压U不变,电流I增大,电路总功率,因此总功率P变大,故C正确。
D.增大提醒距离,意味着眼睛离屏幕更远(R阻值更大)时,电流就要达到触发提醒的设定值。由
I为设定值不变,R增大时,需要减小才能满足等式,因此应更换阻值更小的,故D错误。
故选C。
二、非选择题(本大题共10小题,共40分)
11. 2025年11月25日,神舟二十二号飞船成功对接于空间站天和核心舱前向端口,实时信息通过______波传回地面控制中心。对接过程中,神舟二十二号飞船相对于天和核心舱是______(填“运动”或“静止”)的。
【答案】 ①. 电磁 ②. 运动
【解析】
【详解】[1]电磁波的传播不需要介质,在太空中也能传播,所以飞船与地面控制中心之间通过电磁波来传递信息。
[2]对接过程中,神舟二十二号飞船相对于天和核心舱的位置在发生变化,所以是运动的。
12. 图是一款擦窗机器人,它可借助真空泵抽出机身吸盘与玻璃之间的空气,利用__________“吸”在玻璃上;当机器人静止在竖直的玻璃上时,真空泵继续向外抽气,机器人所受摩擦力__________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 ①. 大气压 ②. 不变
【解析】
【详解】[1]真空泵抽出吸盘与玻璃之间的空气后,吸盘内部气压远小于外界大气压,机器人在大气压的作用下被压在玻璃上。
[2]机器人静止在竖直玻璃上时,竖直方向受力平衡,摩擦力和机器人自身重力是一对平衡力,大小相等,即;真空泵继续向外抽气时,机器人的重力不变,因此摩擦力大小也不变。
13. 2030年我国天然气产量将达到3000亿立方米,天然气属于__________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。在燃气灶上做饭时,天然气燃烧放热,将食物煮熟,这是通过__________的方式改变了食物的内能。
【答案】 ①. 不可再生 ②. 热传递
【解析】
【详解】[1]天然气属于化石能源,这类能源在短期内无法从自然界得到补充,因此属于不可再生能源。
[2]天然气燃烧释放的热量传递给食物,使食物的内能增加,这是通过热传递的方式改变物体内能。
14. 《天工开物》中提到我国的淬火工艺,如图所示,将高温工件浸入冷水中,使其完全冷却,可以提高工件性能。一件铁器淬火后,水的温度变化不大,原因是水的__________较大。《天工开物》还描述了滑轮的使用,使用动滑轮可以___________(选填“改变力的方向”“省力”或“省距离”)。
【答案】 ①. 比热容 ②. 省力
【解析】
【详解】[1]根据公式,相同质量的水和其他物质相比,水的比热容较大,在吸收相同热量时,水的温度升高幅度小。所以一件铁器淬火后,水吸收热量但温度变化不大,是因为水的比热容较大。
[2]动滑轮的实质是动力臂为阻力臂倍的杠杆,根据杠杆平衡条件,在忽略动滑轮重力和摩擦时,动力为阻力的一半,因此使用动滑轮可以省力,但动滑轮不能改变力的方向,也不能省距离。
15. 图所示的便携式封口机使用电压为3V的电源,接通电路后发热电阻温度升高,从而利用电流的______________实现高温封口。如果封口时总是把塑料袋烫坏,应将发热电阻换成阻值更________的。
【答案】 ①. 热效应 ②. 大
【解析】
【详解】[1]便携式封口机接通电路后,电流通过电阻,因为电流的热效应,电阻发热产生热量,温度升高,实现高温封口。
[2]如果封口时总是把塑料袋烫坏,需要减小电阻产生的热量,根据可知,电压不变,要减小电阻产生的热量,应增大R的阻值。
16. 根据图所示的实验回答下列问题。
(1)图是“测量小车运动的速度”的实验装置。为便于测量小车在斜面上的运动时间,应使斜面保持很__________(选填“陡”或“缓”)的坡度。B为AC的中点,,两次实验小车都从A点由静止下滑,第一次实验到达C点所用时间为2.8s,第二次实验到达B点所用时间为2s,则小车在第一次实验中,通过BC段的平均速度为__________m/s。
(2)图是“探究液体压强与哪些因素有关”的实验装置,通过比较甲乙两图可知:同种液体内部,深度越大,压强越______;比较乙丙两次实验,可知:在深度相同时,液体的密度越大,压强越______。图丁中,橡皮管和玻璃管侧壁管口相连通,当向玻璃管中吹气时,U形管内液面较高的是______(选填“a”或“b”)。
【答案】(1) ①. 缓 ②. 0.625
(2) ①. 大 ②. 大 ③. a
【解析】
【小问1详解】
[1]小车所放的斜面应保持较缓的坡度,小车速度变化越慢,这样小车在斜面上运动时间会长些,便于测量时间。
[2]B为AC的中点,,则
两次实验小车都从A点由静止下滑,第一次实验到达C点所用时间为2.8s,第二次实验到达B点所用时间为2s,则
则通过BC段的平均速度为
【小问2详解】
[1]甲乙两图中,液体都是水(同种液体),探头方向相同,乙图中探头深度更大,U形管液面高度差更大。因此结论:同种液体内部,深度越大,压强越大。
[2]乙丙两图中,探头深度相同、方向相同,液体密度不同(乙为水,丙为盐水,盐水密度更大),丙图中U形管液面高度差更大。因此结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
[3]向玻璃管中吹气时,玻璃管内空气流速变大,根据流体压强与流速的关系:流速越大的位置,压强越小。因此玻璃管内压强小于外界大气压,U形管中a侧(与玻璃管连通)的压强更小,b侧为大气压,因此液面较高的是a侧。
17. 在跨学科实践活动中,某学生认为用天平和量筒间接测量密度太麻烦。于是在老师的帮助下制作了直接测量液体密度的“密度天平”,其制作过程如下。
(1)如图所示,选择一根长120cm的粗细均匀的木棒,在两端打入能调节的螺母,以中点O为支点,制成杠杆。在调节杠杆平衡时,发现杠杆右端下沉,须将螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。在左侧距离支点10cm的A位置用细线固定一个质量为110g,容积为50mL的小桶。在支点右侧用细线悬挂一质量为50g的钩码(细线的质量忽略不计),移动钩码使杠杆在水平位置平衡;
(2)测量液体时往容器中加满待测液体,移动钩码使杠杆在水平位置平衡,在钩码悬挂位置直接读出液体的密度。该“密度天平”的“零刻度”应标在支点O的右侧______cm处;
(3)如图所示,测量某种液体密度时,钩码在距离支点右侧31cm处,则此种液体的密度为______g/cm3;
(4)将小桶固定在A点不动,则该“密度天平”的最大测量值为______kg/m3;
(5)若此“密度天平”的测量范围不够大,请写出一个增大测量范围的方法:______;
(6)该同学用密度天平进一步测量固体密度。方法为:如图甲所示,把待测固体(不吸水)挂在调平的杠杆的A点(OA长为10cm),把一个一定质量的钩码挂在B点时,杠杆在水平位置平衡,OB长为L;如图乙所示,把待测固体完全浸没在水中后,右端的钩码向左移动ΔL后到达C点时杠杆再次在水平位置平衡。则该待测固体的密度______。(用L、ΔL和表示)
【答案】(1)左 (2)22
(3)0.9 (4)
(5)增大钩码质量##把固定小桶的位置往右移动
(6)
【解析】
【小问1详解】
杠杆右端下沉,说明杠杆的重心偏右,要使它在水平位置平衡,左、右两端的螺母(或一端的螺母)都要向杠杆上翘的左端调节。
【小问2详解】
根据杠杆的平衡条件公式得,
解得
【小问3详解】
设OA为L1′,O点距最右端的距离为L2′,容器的质量为m1,钩码的质量为m2,容器中加满液体的质量为m,由得,
由题可知,,,,代入上式解得,
则液体的密度
【小问4详解】
根据题意可知,当钩码在最右端,即时,容器中加满液体的质量最大,能测该“密度天平”的最大测量值,由得,
解得,测得该“密度天平”的最大测量值
【小问5详解】
当钩码的质量适当增大时,说明杠杆一侧的力增大,在力臂关系相同的情况下,另一侧的力也会增大,即该“密度天平”的量程将增大;
当增加杠杆的长度时,说明杠杆一侧的力臂增大,根据杠杆的平衡条件可知,另一侧的力也会增大,即该“密度天平”的量程将增大。
【小问6详解】
设待测量固体的质量是,体积为V,钩码挂在B点时平衡时,由得
解得①
当把待测固体完全浸没在水中后,固体受到重力和浮力,根据杠杆的平衡条件可知②
由①②解得
故该待测固体的密度
18. 在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中,小明利用可调电压电源(可调为1.5V、3.0V、4.5V、6.0V之一)、5个定值电阻(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω)、滑动变阻器(10Ω1A)、电压表和电流表做了如下实验:
(1)他根据图甲所示电路图连接成了图乙所示的实物电路,其中只有一根导线连接错误,请在这根导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线;(连线不要交叉)___________
(2)改正图乙电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于___________端;
(3)实验时小明设计了如下表格,通过表格可以看出,他实验目的是探究通过导体的电流与___________的关系;
实验次数
1
2
3
4
5
R/Ω
5
10
15
20
30
I/A
(4)小明将电源电压调为3V时,按(3)设计的方案进行实验;
①图是第2次实验时电流表的示数,示数为___________A;
②当其中某个定值电阻接入电路时,无法满足实验条件,这个定值电阻的阻值为___________Ω;
(5)小明根据实验数据描绘出了如图所示图像,可以得出结论:___________;
【拓展】小红利用现有器材又做了下面的实验:
①按图甲连接电路,将电源电压调到某个值,在电路安全条件下闭合开关,移动滑片直到电压表示数为2.5V;
②保持滑片不动,换接入另一个定值电阻,调节电源电压,在电路安全条件下闭合开关,发现电压表示数恰好为2.5V;
通过以上实验现象可以推断:此时滑动变阻器接入电路的阻值为___________Ω。
【答案】 ①. ②. 最左端 ③. 电阻 ④. 0.2 ⑤. 30 ⑥. 当导体两端电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 ⑦. 4Ω
【解析】
【详解】(1)[1]由图甲可知,电阻处发生了短路,同时将电压表短路,由变阻器到电阻的导线连接错误,应将变阻器的左端连接到电压表的负接线柱,如图所示:
(2)[2]闭合开关前,滑动变阻器应处于最大阻值处,由电路图可知,当滑片移到最左端时,变阻器阻值最大,故滑动变阻器的滑片应置于最左端。
(3)[3]由表格中数据可知,实验时改变导体的电阻,测量电路中通过电流的大小,故小明是探究电流与电阻的关系。
(4)[4]由图乙可知,电流表所选量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.2A。
[5]由①可知,开关闭合,定值电阻与变阻器串联,电路中电流为0.2A,此时定值电阻两端的电压为
若选用30Ω的电阻,则变阻器两端的电压为
此时电路中的电流为
则滑动变阻器的阻值为
15Ω大于滑动变阻器的最大阻值10Ω,所以无法满足实验条件,故这个定值电阻的阻值为30Ω。
(5)[6]由图可知,电流与电阻的倒数的关系为一条过原点的直线,则电流与电阻的倒数成正比,所以电流与电阻成反比,故可得出结论:当导体两端电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
[7]设当电源电压调为U前时,定值电阻阻值为R前,更换后的定值电阻阻值为R后,电源电压为U后,当电压表调到2.5V,即定值电阻两端电压为2.5V,则滑动变阻器两端电压为(或),保持滑片不动,则滑动变阻器阻值不变,根据
则可得出
化简后得定值电阻前后的比值为
电源可调为1.5V、3.0V、4.5V、6.0V,其中1.5V小于2.5V,舍去。
①当U前=3V、U后=4.5V时,则定值电阻前后的比值为
定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,通过观察可知,R前=20Ω、R后=5Ω符合要求,当定值电阻为R前=20Ω时,电路中电流为
滑动变阻器的阻值为
②当U前=3V、U后=6V时,则定值电阻前后的比值为
定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,此时没有满足比值的定值电阻,故舍去。
③当U前=4.5V、U后=6V时,则定值电阻前后的比值为
定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω,此时没有满足比值的定值电阻,故舍去。
综上所述,此时滑动变阻器接入电路的阻值为4Ω。
19. 在纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年的阅兵中,我国自主研制的第三代主战坦克99系列最新型99B坦克驶过核心检阅区,如图所示。如果该坦克(含车上人员)总质量为60t,与地面接触面积为5m2,在一次训练中,该坦克在一平直路段以15m/s的速度匀速行驶了1min,受到的阻力约为车重的0.1倍。其搭载的柴油机效率为40%。柴油的热值,g取10N/kg。
(1)求该坦克停止在水平地面上时对地面的压强。
(2)求在此次训练中柴油机对外输出有用功的功率。
(3)求在此次训练中柴油机消耗柴油的质量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
坦克静止在水平地面上,对地面的压力等于自身总重力
坦克停止在水平地面上时对地面的压强
【小问2详解】
由题意可得坦克受到的阻力
坦克匀速行驶,牵引力与阻力是一对平衡力,因此牵引力
柴油机对外输出有用功的功率
【小问3详解】
1min内柴油机做的有用功
柴油完全燃烧放出的总热量
消耗柴油的质量
20. 电源电压不变,在如图甲所示电路中,,滑动变阻器标有“30Ω;1A”字样,闭合开关S,移动变阻器滑片P至距左端处,电流表示数如图乙所示。
(1)求电源电压。
(2)求移动滑片P的过程中电功率的最大值。
(3)电源更换为可调电压电源,在电压表、电流表的测量范围均不改变的情况下,调节电源电压,在移动滑动变阻器滑片P的过程中,电流表、电压表均能达到所选测量范围的满刻度,且电路正常工作。求满足上述要求的电源电压的取值范围。
【答案】(1)13.6V
(2)3.6W (3)20V~21V
【解析】
【分析】先结合第(1)问判断电压表量程,两表在不同时刻达到某量程的满刻度,分两种情况:(1)当电流表满偏时,电流为0.6A,电路只有R1时,由欧姆定律可知电源电压最小值;当滑动变阻器最大阻值为30Ω时,由欧姆定律可得电压表示数的最大值,从而求得电源电压的范围;(2)当电压表满偏时,电压表示数为15V,滑动变阻器阻值最大时,电流最小,电源电压最小,由欧姆定律可得此时最小电流,从而知电源电压的最小值;当电流为0.6A时,由欧姆定律可得电源电压最大值。
【小问1详解】
由图甲可知,电流表量程为“0~0.6A”,分度值为0.02A,则电流表示数,滑动变阻器接入电路的阻值为
电源电压为
【小问2详解】
电路最大电流等于电流表最大示数
电功率的最大值为
【小问3详解】
先判断测量范围:由(1)电压表示数,所以电压表应选0~15V测量范围。由题图乙得,电流表选用0~0.6A测量范围,由题意,电流表满偏为0.6A,电压表满偏为15V。
分两种情况讨论:a:当电流表满偏时,电路电流
①电路中只有时,电源电压最小为
②当时,电压表示数最大,电压表示数为
电路不能正常工作,所以电压表最大为15V,此时电源电压最大为
电源电压范围为6V~21V。
b:当电压表示数为15V时
①滑动变阻器接入电路中阻值最大时,电路中电流最小,两端电压最小,电源电压最小,此时电流
电源电压
②当电流表为0.6A时,电源电压最大
电源电压范围为20V~21V。
综上,电源电压范围为20V~21V。
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