内容正文:
物理学科试卷
1.试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
2.试卷满分100分,考试时间60分钟。理化合场考试,请合理安排时间。
3.答题时,务必将答案涂、写在“答题卡”上。
(注意:取)
第Ⅰ卷(选择题 共2大题 共39分)
注意事项:每小题选出答案后,用2B铅笔把“答题卡”上对应题目的答案标号的信息点涂黑。
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分):下列每小题给出的四个选项中,只有一项最符合题意。
1. 先秦时商鞅规定“举足为跬,倍跬为步”,即单脚迈出一次为“跬”,双脚相继迈出为“步”。其中“步”相当于现在的( )
A. B. C. D.
2. 下列属于应用静电的是( )
A. 静电复印 B. 避雷针 C. 防静电手环 D. 油罐车底部拖铁链
3. 某家庭电路中安装有“220V 10A”的空气开关(未画出),下图是电路中的四种情况,开关全部闭合后,不会引起空气开关“跳闸”的是:
A. B. C. D.
4. 如图所示是短道速滑项目的精彩瞬间,关于运动员下列说法中正确的是( )
A. 到达终点后,不能立即停下来是因为受到惯性作用
B. 在匀速转弯过程中,处于平衡状态,所受到的力为平衡力
C. 站立时,运动员对冰面的压力和冰面对运动员的支持力是一对相互作用力
D. 在转弯过程中,手对冰面的压力和冰面对手的支持力是一对平衡力
5. 如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面的高度的变化反映密闭空气温度的变化,下列说法正确的是( )
A. 该实验装置是为了探究导体产生的热量与电阻的关系
B. 通电一段时间后,左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
C. 将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后,就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
D. 该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少的
6. 我国自主研发的载人潜水器“奋斗者”号,潜水记录最深为,镌刻下了新的“中国深度”。其浸没在海水(密度不变)中后匀速下潜过程中,下列说法正确的是( )
A. 下潜过程中受到海水的浮力方向不断变化
B. 匀速下潜时受到海水的浮力大于其重力
C. 下潜过程中受到海水的压强保持不变
D. 下潜过程中受到海水的浮力不变
7. 如图所示为《天工开物》中记载的一种捣谷工具——舂,人脚用力踩踏A端使B端升起,抬脚后B端重重落下击打稻谷。关于舂的使用,下列说法正确的是( )
A. 该工具正常工作时,绕着A点转动
B. 使用该工具时不能省力,但可以省功
C. 若想更省力一些,可将脚踩点A适当靠近O
D. 该工具与镊子都正常使用时,它们都属于同一类杠杆
8. 如图所示电路,电源电压不变,下列说法正确的是( )
A. 开关闭合,接a,则、并联 B. 开关断开,接a,电压表测电源电压
C. 开关闭合,接b,则、串联 D. 开关断开接b,电压表示数等于电源电压
9. 随着科技飞速发展,无人机广泛用于救灾侦察、旅游航拍等场景,某型号无人机最大飞行高度为,最大水平飞行速度可达,续航时长超过。该无人机飞行过程中机械能的变化,下列说法正确的是( )
A. 匀速下降过程中,其重力势能不变
B. 匀速飞行过程中,其动能保持不变
C. 向上飞行过程中,其机械能一定增大
D. 在高度匀速水平飞行时,其机械能一定最大
10. 如图所示,电源电压和电灯L的电阻均保持不变。当开关S闭合后,在变阻器滑片P从中点向下滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数变大 B. 电灯L的亮度变暗
C. 电流表A1的示数变小 D. 电流表A2的示数不变
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题3分,共9分):每小题给出的四个选项中,有一个以上的选项符合题意,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,不选或选错的得0分。
11. 如图所示的四个实验现象与其应用对应正确的是( )
A. 应用:指南针 B. 应用:电动机
C. 应用:电磁铁 D. 应用:发电机
12. 如图,密度分别为、的实心均匀正方体甲和乙放在水平地面上,现沿水平虚线切去上面部分后,甲、乙剩余部分的高度均为,此时甲、乙的剩余部分对地面的压力相等,若剩余部分对地面的压强为、,甲、乙原先的质量为和,原先两物体对地面的压强为、,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
13. 如图所示,甲、乙、丙、丁4个电路图中电源两端的电压均相同,电阻,滑动变阻器的滑片P均在最左端,其阻值R变化范围均为0~20Ω,如果图甲中通过的电流为,图乙中通过的电流为,图丙中通过干路的电流为,图丁中通过干路的电流为,则下列说法中正确的是( )
A.
B. 通过移动滑片P,可能使
C. 如果将滑片P从图中所示位置移到它的中间位置,则的变化量的大小关系为
D. 如果将滑片P从图中所示位置移到它的中间位置,则甲图中两端的电压的变化量和乙图中两端的电压的变化量的大小关系为
第Ⅱ卷(非选择题 共2大题 共61分)
注意事项:
请用黑色墨水的钢笔(或签字笔)将答案直接写在“答题卡”上。
三、填空题(本大题共6小题,每小题4分,共24分)
14. 小明看到家里装修用的地砖,想知道其密度,就用剩余的地砖取样,样品体积为,测得其质量为5.8g,其密度为__________,后来他发现使用的天平砝码被磨损了,因此其测量结果将比真实值__________(选填“偏大”或“偏小”)。
15. 皮影戏,又称“灯影戏”,是中华民族流传千年的民间综合艺术。雕刻皮影的雕刻刀木柄上的细纹是为了增大__________力,当雕刻师用力握紧刀柄时,手会感觉疼痛,是因为力的作用是__________的。
16. 将一个小球轻轻放入水平桌面上装满水的溢水杯中,测得溢出水的质量为。则小球受到的浮力为__________,小球排开水的体积为__________。(g取10N/kg,)
17. 如图所示,开关闭合后,通电螺线管附近的小磁针静止时的指向仍如图所示,则通电螺线管的__________(选填字母)端为极,当滑动变阻器的滑片向右移动时,通电螺线管的磁性将__________(选填“增强”“减弱”或“不变”)。
18. 如图所示是定值电阻和小灯泡的电流随电压变化的图像,将和并联接在的电源上,干路中的电流是__________;将和串联后电路中电流为,则电源电压为__________。
19. 如图甲所示,用水平力拉着重为的物体在水平路面上匀速移动的距离,然后用滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动的距离,水平拉力为,如图乙所示。在使用滑轮的过程中,总功为__________,额外功为__________。
四、综合题(本大题共6小题,共37分):解题中要求有必要的分析和说明,计算题要有公式和数据代入过程,结果要有数值和单位。
20. 如图甲是某同学制作的一个微型生态瓶,该设计需要为瓶中的生态系统提供光和热,他设计了如图乙所示的电路图。已知小灯泡的规格是“ ”,电源电压为,为加热电阻,阻值大小为,求:
(1)只闭合,灯泡的电阻;
(2)闭合、后,通电,求电路消耗的总电能。
21. 某小组同学利用图甲所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻,选用的小灯泡标有“”字样,电源电压恒为。
(1)请用笔画线代替导线,将实验电路连接完整,要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变大;
(2)连接电路闭合开关后,发现电流表无示数,但电压表有明显偏转,则电路故障可能是__________;
(3)排除故障后进行实验,调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为__________。
22. 如图,平底茶壶的质量为,底面积(壶内外底面积相同),内盛的水,放置在面积为的水平桌面中央,水的密度为。求:
(1)水对茶壶底部的压力;
(2)茶壶对桌面的压强。
23. 小明用如图所示装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。
(1)安装好装置后,杠杆位置如图甲所示,接着应将平衡螺母向__________(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。杠杆水平平衡后,在实验过程中,挂上钩码调平时__________(选填“能”或“不能”)再次调节两侧的平衡螺母;
(2)在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,如图乙所示,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,改变动力和动力臂大小,相应调节阻力和阻力臂;再做几次实验,实验数据记录如下表所示。根据实验数据可以初步得出杠杆的平衡条件为:__________(用表格中的物理量符号表示)。本实验进行多次实验的目的是__________;
次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
1
10.0
2
5.0
2
2
10.0
1
20.0
3
2
15.0
1.5
20.0
(3)如图丙所示,若保持杠杆平衡状态不变,将右侧的砝码换成弹簧测力计,弹簧测力计由位置缓慢转动到位置的过程中,其示数将__________(选填“变大”“变小”或“不变”),小明还发现在位置时弹簧测力计的示数比通过杠杆的平衡条件计算出的数据大,造成这样的原因可能是__________。
24. 兴趣小组的同学想要测量一个小灯泡的额定功率,已知小灯泡的额定电压为,他在电学实验盒中只找到了3节旧干电池,一个电压表,一个电阻箱(用表示),一个滑动变阻器,一个单刀单掷开关,一个单刀双掷开关和若干导线,请使用现有的所有器材设计电路,测出小灯泡的额定功率。请完成以下要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出实验步骤和需要测量的物理量;
(3)写出小灯泡额定功率的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
25. 小明和家人做晚饭,洗西红柿时他发现将西红柿放入盛满水的盆子,西红柿漂浮,从盆中溢出的水会流入底部密封的水槽内;取出西红柿,又将其放入水槽后,盆子浮了起来。他对盆子浮起的条件进行如下研究:
(1)模型建构:如图甲所示圆柱形容器放在水平桌面上,内放一个装满水的圆柱形容器(的厚度不计,且与底部未紧密贴合),容器底面积为,高度足够,容器的质量为,底面积为,高度为,将中装满水,水的密度为,若干个表面不挂水不吸水的小球,每个小球体积为,密度为,请画出小球放入水中时受到的力的示意图;
(2)科学推理、科学论证:小明将个小球系上细线缓慢放入容器中,再轻轻将所有小球都取出放入中,当最后一个球放入到容器中漂浮时,容器恰好漂浮起来,求放入小球个数的表达式;
(3)质疑创新:小明模拟水槽下部可以放水,在容器底部安装了一个阀门,取出所有小球,将中剩余水全部倒入,继续开口向上平稳的放在中,打开阀门放水,放水过程中未倾倒,请画出整个放水过程中,容器A底部受到水的压强与放出水的体积之间的关系图像,并标出端点及折点坐标。
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物理学科试卷
1.试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
2.试卷满分100分,考试时间60分钟。理化合场考试,请合理安排时间。
3.答题时,务必将答案涂、写在“答题卡”上。
(注意:取)
第Ⅰ卷(选择题 共2大题 共39分)
注意事项:每小题选出答案后,用2B铅笔把“答题卡”上对应题目的答案标号的信息点涂黑。
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分):下列每小题给出的四个选项中,只有一项最符合题意。
1. 先秦时商鞅规定“举足为跬,倍跬为步”,即单脚迈出一次为“跬”,双脚相继迈出为“步”。其中“步”相当于现在的( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意,单脚迈出一次为“跬”,1“步”等于2“跬”,普通人单脚迈出1次的距离约为,因此1步的长度为
1.4m符合实际,1.4dm,14cm、14mm的长度远小于正常步长,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2. 下列属于应用静电的是( )
A. 静电复印 B. 避雷针 C. 防静电手环 D. 油罐车底部拖铁链
【答案】A
【解析】
【详解】A.静电复印是利用静电吸附原理,让墨粉吸附在带电的硒鼓上,再转印到纸上,属于应用静电的技术,故A正确;
B.避雷针的作用是将雷电引入大地,避免建筑物遭雷击,属于防止静电危害,故B错误;
C.防静电手环是将人体静电导入大地,属于防止静电危害,故C错误;
D.油罐车底部的铁链是将摩擦产生的静电导入大地,属于防止静电危害,故D错误。
故选A。
3. 某家庭电路中安装有“220V 10A”的空气开关(未画出),下图是电路中的四种情况,开关全部闭合后,不会引起空气开关“跳闸”的是:
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.中用电器全开时,总功率过大,总电流会超过10A,故会跳闸;
B.中开关闭合时,会形成短路,电流会很大,远远超过10A,所以会跳闸;
C.中开关闭合时,也会形成短路,所以也会跳闸;
D.中的开关闭合,后只有一个灯泡发光,电流远远小于10A,所以不会跳闸.
4. 如图所示是短道速滑项目的精彩瞬间,关于运动员下列说法中正确的是( )
A. 到达终点后,不能立即停下来是因为受到惯性作用
B. 在匀速转弯过程中,处于平衡状态,所受到的力为平衡力
C. 站立时,运动员对冰面的压力和冰面对运动员的支持力是一对相互作用力
D. 在转弯过程中,手对冰面的压力和冰面对手的支持力是一对平衡力
【答案】C
【解析】
【详解】A.惯性是物体本身固有的性质,不是力,不能说“受到惯性作用”,运动员不能立即停下是因为运动员具有惯性,故A错误;
B.平衡状态指物体静止或做匀速直线运动,即运动状态保持不变。匀速转弯过程中,运动员的运动方向不断改变,运动状态改变,因此不是平衡状态,受到的不是平衡力,故B错误;
C.相互作用力的特点是:大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用在两个相互作用的不同物体上。站立时,运动员对冰面的压力,受力物体是冰面;冰面对运动员的支持力,受力物体是运动员,符合相互作用力的条件,因此是一对相互作用力,故C正确;
D.平衡力要求两个力作用在同一物体上,手对冰面的压力受力物体是冰面,冰面对手的支持力受力物体是手,两个力作用在不同物体上,因此不是一对平衡力,故D错误。
故选C。
5. 如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面的高度的变化反映密闭空气温度的变化,下列说法正确的是( )
A. 该实验装置是为了探究导体产生的热量与电阻的关系
B. 通电一段时间后,左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
C. 将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后,就可以探究电流产生的热量与电阻的关系
D. 该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少的
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,右侧容器中一个5Ω的电阻与容器外的一个5Ω的电阻并联后再与左侧容器中一个5Ω的电阻串联。根据串联电路和并联电路的电流特点,通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流,且两电阻阻值相等、通电时间相同,所以该实验装置是为了探究导体产生的热量与电流的关系,故A错误;
B.根据焦耳定律,在电阻R和通电时间t相同的情况下,电流I越大,产生的热量Q越多,因为通过左侧容器中电阻的电流大,所以左侧容器中电阻产生的热量多,密闭空气吸收热量后膨胀,左侧U形管中液面的高度差比右侧的大,故B正确;
C.将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后,由于左右两侧电阻和电流都不同,存在两个变量,不满足控制变量法的要求,所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系,故C错误;
D.该实验装置是利用U形管中空气的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少,而不是液体的热胀冷缩,故D错误。
故选B。
6. 我国自主研发的载人潜水器“奋斗者”号,潜水记录最深为,镌刻下了新的“中国深度”。其浸没在海水(密度不变)中后匀速下潜过程中,下列说法正确的是( )
A. 下潜过程中受到海水的浮力方向不断变化
B. 匀速下潜时受到海水的浮力大于其重力
C. 下潜过程中受到海水的压强保持不变
D. 下潜过程中受到海水的浮力不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.浮力的方向始终是竖直向上,不会随下潜过程发生变化,故A错误;
B.匀速下潜时潜水器处于平衡状态,竖直方向重力和浮力是一对平衡力,二者大小相等,即浮力等于重力,故B错误;
C.根据液体压强公式,海水密度ρ不变,下潜过程中潜水器所处深度h不断增大,因此受到海水的压强变大,故C错误;
D.根据阿基米德原理,潜水器已经浸没在海水中,下潜过程中排开海水的体积等于潜水器自身体积,保持不变,且海水密度不变,因此受到海水的浮力不变,故D正确。
故选D。
7. 如图所示为《天工开物》中记载的一种捣谷工具——舂,人脚用力踩踏A端使B端升起,抬脚后B端重重落下击打稻谷。关于舂的使用,下列说法正确的是( )
A. 该工具正常工作时,绕着A点转动
B. 使用该工具时不能省力,但可以省功
C. 若想更省力一些,可将脚踩点A适当靠近O
D. 该工具与镊子都正常使用时,它们都属于同一类杠杆
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,人脚用力踩踏A端使B端升起,舂围绕O点转动,故A错误;
B.使用任何机械都不省功。使用该工具时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,不能省力。故B错误;
C.捣谷时,阻力、阻力臂不变,人的脚越靠近O点,减小动力臂会更费力。故C错误;
D.镊子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,舂在使用时,动力臂小于阻力臂与镊子属于同一类杠杆,故D正确。
故选D。
8. 如图所示电路,电源电压不变,下列说法正确的是( )
A. 开关闭合,接a,则、并联 B. 开关断开,接a,电压表测电源电压
C. 开关闭合,接b,则、串联 D. 开关断开接b,电压表示数等于电源电压
【答案】D
【解析】
【详解】A.S1闭合,S2接a,导线直接将电源正、负极相连,会造成电源短路,故A错误;
B.S1断开,S2接a,电流从电源的正极流出,依次经过S2、L2、L1回到电源的负极,此时L1与L2串联,电压表测量L1两端的电压,故B错误;
C.S1闭合,S2接b,电流从电源正极流出,经过开关S2后分成两条支路,一条支路通过L1,另一条支路通过L2、S1,然后两条支路汇合后回到电源的负极,所以L1与L2是并联的,故C错误;
D.S1断开,S2接b,电路为L1的简单电路,电压表测量电源电压,其示数等于电源电压,故D正确。
故选D。
9. 随着科技飞速发展,无人机广泛用于救灾侦察、旅游航拍等场景,某型号无人机最大飞行高度为,最大水平飞行速度可达,续航时长超过。该无人机飞行过程中机械能的变化,下列说法正确的是( )
A. 匀速下降过程中,其重力势能不变
B. 匀速飞行过程中,其动能保持不变
C. 向上飞行过程中,其机械能一定增大
D. 在高度匀速水平飞行时,其机械能一定最大
【答案】B
【解析】
【详解】A.匀速下降过程中,无人机的质量不变,高度减小。重力势能与物体的质量和高度有关,故其重力势能减小。故A错误;
B.匀速飞行过程中,无人机的质量不变,速度大小不变。动能与物体的质量和速度有关,故其动能保持不变。故B正确;
C.机械能包括动能与势能,向上飞行过程中,重力势能增大,但也许做减速运动,则动能减小,总的机械能不一定增大。故C错误;
D.机械能包括动能与势能,在500m高度匀速水平飞行时,无人机的重力势能最大,但此时的飞行速度不一定是最大,动能不一定最大,因此其机械能不一定最大。故D错误。
故选B。
10. 如图所示,电源电压和电灯L的电阻均保持不变。当开关S闭合后,在变阻器滑片P从中点向下滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数变大 B. 电灯L的亮度变暗
C. 电流表A1的示数变小 D. 电流表A2的示数不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.灯泡与滑动变阻器并联,电压表测量电源电压,电流表A1测量干路电流,A2测量通过滑动变阻器的电流;因为电压表测的是电源电压,且电源电压不变,所以电压表示数不变,故A错误;
BD.当滑片从中点向下滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据可知,通过滑动变阻器的电流变小,而电流表A2与滑动变阻器串联,故电流表A2的示数变小;又因为灯泡两端的电压和电阻均不变,所以通过灯泡的电流不变,灯泡的亮暗不变,故BD错误;
C.根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,滑片从中点向下滑动时,干路电流减小,电流表A1的示数减小,故C正确。
故选C。
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题3分,共9分):每小题给出的四个选项中,有一个以上的选项符合题意,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,不选或选错的得0分。
11. 如图所示的四个实验现象与其应用对应正确的是( )
A. 应用:指南针 B. 应用:电动机
C. 应用:电磁铁 D. 应用:发电机
【答案】AC
【解析】
【详解】A.图中是磁极间的相互作用(异名磁极相互吸引),指南针正是利用磁极间的相互作用来指示方向的,故A正确;
B.图中是电磁感应现象(闭合电路的一部分导体切割磁感线产生感应电流),对应的应用是发电机,而不是电动机,故B错误;
C.图中是奥斯特实验(电流的磁效应),电磁铁的原理就是电流的磁效应,故C正确;
D.图中是通电导体在磁场中受力运动,对应的应用是电动机,而不是发电机,故D错误。
故选AC。
12. 如图,密度分别为、的实心均匀正方体甲和乙放在水平地面上,现沿水平虚线切去上面部分后,甲、乙剩余部分的高度均为,此时甲、乙的剩余部分对地面的压力相等,若剩余部分对地面的压强为、,甲、乙原先的质量为和,原先两物体对地面的压强为、,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【解析】
【详解】因为甲、乙为正方体且放在水平地面上,所以
AB.甲、乙的剩余部分对地面的压力相等,因为甲、乙放在水平地面上,压力等于重力,所以剩余部分的重力是相等的,根据可知,剩余部分的质量相等,而由题意可知,甲剩余部分的体积较大,根据可知,甲的密度较小,即;
剩余部分高度相等,根据可知剩余部分对地面的压强,故A错误,B正确;
C.甲、乙的剩余部分对地面的压力相等,可知剩余部分的重力是相等的,根据可得
整理得
而甲、乙原先的高度关系为,故
即
则,故C正确;
D.规则柱体物体的压强,由于甲和乙原先都为正方体,且
可得
又因为,故可得
故
所以甲、乙原先对地面的压强,故D正确。
故选BCD。
13. 如图所示,甲、乙、丙、丁4个电路图中电源两端的电压均相同,电阻,滑动变阻器的滑片P均在最左端,其阻值R变化范围均为0~20Ω,如果图甲中通过的电流为,图乙中通过的电流为,图丙中通过干路的电流为,图丁中通过干路的电流为,则下列说法中正确的是( )
A.
B. 通过移动滑片P,可能使
C. 如果将滑片P从图中所示位置移到它的中间位置,则的变化量的大小关系为
D. 如果将滑片P从图中所示位置移到它的中间位置,则甲图中两端的电压的变化量和乙图中两端的电压的变化量的大小关系为
【答案】AC
【解析】
【详解】设电源电压为U。
A.图甲中R1与R串联,通过R1的电流为的电流,图乙中通过R2的电流为,图丙中通过干路中的电流为,图丁中通过干路的电流为,根据数学知识可知,I3>I4>I1>I2,故A正确;
B.图甲中,R1与R串联,电路中的电流,图丙中R1与R并联,干路中的电流为,根据串、并联电路的特点和欧姆定律可知,无法通过移动滑片使I3=I1,同理,也无法通过移动滑片使I2=I4,故B错误;
C.图甲中,滑片移动前电路中的电流为,滑片移动后电路的电流为,则,乙图中,滑片移动前电路中电流为,滑片移动后电路中的电流为,则,因为R1<R2,故,丙图中,通过R1的电流为不变,滑动变阻器的电流变化量为,干路中电流的变化量为,丁图中,通过R2的电流不变,滑动变阻器的电流变化量为,干路的电流变化量为,所以,故C正确;
D.图甲中,R1两端的电压U1=I1R1,电压变化量,乙图中,R2两端的电压U2=I2R2,电压变化量为,因为R1<R2,且,根据可知,无法直接得出,故D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷(非选择题 共2大题 共61分)
注意事项:
请用黑色墨水的钢笔(或签字笔)将答案直接写在“答题卡”上。
三、填空题(本大题共6小题,每小题4分,共24分)
14. 小明看到家里装修用的地砖,想知道其密度,就用剩余的地砖取样,样品体积为,测得其质量为5.8g,其密度为__________,后来他发现使用的天平砝码被磨损了,因此其测量结果将比真实值__________(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】 ①.
②.
偏大
【解析】
【详解】[1]已知样品体积,样品质量
根据密度公式得
[2]砝码被磨损后,其实际质量小于标注的质量。用磨损的砝码测量物体质量时,天平平衡时需要添加更多砝码或移动游码才能使天平平衡,读取砝码标注的质量时,会导致测得的质量比物体的真实质量偏大。样品体积测量准确,根据密度公式,当测量的质量偏大、体积准确时,密度的测量结果比真实值偏大。
15. 皮影戏,又称“灯影戏”,是中华民族流传千年的民间综合艺术。雕刻皮影的雕刻刀木柄上的细纹是为了增大__________力,当雕刻师用力握紧刀柄时,手会感觉疼痛,是因为力的作用是__________的。
【答案】 ①. 摩擦 ②. 相互
【解析】
【详解】[1]木柄上的细纹增大了接触面的粗糙程度,压力一定时,粗糙程度越大摩擦力越大,所以刻花纹是为了增大摩擦力。
[2]用力握紧刀柄时,手对刀柄施加力,同时刀柄也对手施加反作用力,所以手会感觉疼痛,这个现象说明力的作用是相互的。
16. 将一个小球轻轻放入水平桌面上装满水的溢水杯中,测得溢出水的质量为。则小球受到的浮力为__________,小球排开水的体积为__________。(g取10N/kg,)
【答案】 ①.
1 ②.
【解析】
【详解】[1]由题意可知,小球排开水的质量
根据阿基米德原理可知,小球受到的浮力为
[2]小球排开水的体积为
17. 如图所示,开关闭合后,通电螺线管附近的小磁针静止时的指向仍如图所示,则通电螺线管的__________(选填字母)端为极,当滑动变阻器的滑片向右移动时,通电螺线管的磁性将__________(选填“增强”“减弱”或“不变”)。
【答案】 ①. B ②. 增强
【解析】
【详解】[1]小磁针静止时,N极的指向就是该点的磁场方向,由图可知小磁针N极向左,说明通电螺线管上方的磁场方向向左。磁体外部的磁感线总是从N极出发,回到S极,因此磁感线从螺线管的B端出发,向左指向A端,故通电螺线管的B端为N极。
[2]当滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路的电流变大,故通电螺线管的磁性将增强。
18. 如图所示是定值电阻和小灯泡的电流随电压变化的图像,将和并联接在的电源上,干路中的电流是__________;将和串联后电路中电流为,则电源电压为__________。
【答案】 ①. 1.2 ②. 5
【解析】
【详解】[1]当定值电阻和并联时,根据并联电路的电压关系,
由图像可知,此时通过定值电阻的电流,通过L的电流,根据并联电路的电流关系,干路中的电流
[2]当定值电阻和串联时,根据串联电路的电流关系,
由图像可知,此时定值电阻两端的电压,L两端电压,根据串联电路的电压关系,电源电压
19. 如图甲所示,用水平力拉着重为的物体在水平路面上匀速移动的距离,然后用滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动的距离,水平拉力为,如图乙所示。在使用滑轮的过程中,总功为__________,额外功为__________。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]由图乙可知,绳子的段数,则绳端移动的距离
则拉力F2做的总功
[2]由题意可知,用水平力拉着物体在水平路面上匀速移动时,物体受力平衡,水平路面对物体的摩擦力
当用滑轮拉着物体在同一路面上匀速行驶时,拉力做的有用功等于克服摩擦力做功
则额外功
四、综合题(本大题共6小题,共37分):解题中要求有必要的分析和说明,计算题要有公式和数据代入过程,结果要有数值和单位。
20. 如图甲是某同学制作的一个微型生态瓶,该设计需要为瓶中的生态系统提供光和热,他设计了如图乙所示的电路图。已知小灯泡的规格是“ ”,电源电压为,为加热电阻,阻值大小为,求:
(1)只闭合,灯泡的电阻;
(2)闭合、后,通电,求电路消耗的总电能。
【答案】(1)
24Ω (2)
J
【解析】
【小问1详解】
灯泡L的电阻为
【小问2详解】
闭合、后,灯泡L与电阻R并联,根据并联电路电压规律,可知
灯泡正常发光,功率
电阻R的电功率为
电路总功率为
电路消耗的总电能为
21. 某小组同学利用图甲所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻,选用的小灯泡标有“”字样,电源电压恒为。
(1)请用笔画线代替导线,将实验电路连接完整,要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变大;
(2)连接电路闭合开关后,发现电流表无示数,但电压表有明显偏转,则电路故障可能是__________;
(3)排除故障后进行实验,调节滑动变阻器的滑片,当电压表示数为时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为__________。
【答案】(1) (2)小灯泡断路 (3)8.33
【解析】
【小问1详解】
在测量小灯泡正常发光时的电阻实验中,灯泡和滑动变阻器串联,电压表并联在灯泡两端,滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变大,根据欧姆定律可知,电路中总电阻变小,即滑动变阻器的电阻变小,此时是滑片向右移动,故滑动变阻器选用右下接线柱接入电路,如图所示:
【小问2详解】
闭合开关时,发现电流表无示数,电压表示数明显偏转,出现此现象的原因是电压表串联进电路,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,即电路故障可能是小灯泡断路。
【小问3详解】
由图乙可知,电流表接入的是小量程,分度值是0.02A,故电流表示数为0.3A,此时电压表示数为2.5V时,根据欧姆定律,可得小灯泡正常发光时的电阻
22. 如图,平底茶壶的质量为,底面积(壶内外底面积相同),内盛的水,放置在面积为的水平桌面中央,水的密度为。求:
(1)水对茶壶底部的压力;
(2)茶壶对桌面的压强。
【答案】(1)4.8N
(2)2500Pa
【解析】
【小问1详解】
水对茶壶底部的压强为
水对茶壶底部的压力为
【小问2详解】
茶壶对桌面的压力为
茶壶对桌面的压强为
23. 小明用如图所示装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。
(1)安装好装置后,杠杆位置如图甲所示,接着应将平衡螺母向__________(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。杠杆水平平衡后,在实验过程中,挂上钩码调平时__________(选填“能”或“不能”)再次调节两侧的平衡螺母;
(2)在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,如图乙所示,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡,改变动力和动力臂大小,相应调节阻力和阻力臂;再做几次实验,实验数据记录如下表所示。根据实验数据可以初步得出杠杆的平衡条件为:__________(用表格中的物理量符号表示)。本实验进行多次实验的目的是__________;
次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
1
10.0
2
5.0
2
2
10.0
1
20.0
3
2
15.0
1.5
20.0
(3)如图丙所示,若保持杠杆平衡状态不变,将右侧的砝码换成弹簧测力计,弹簧测力计由位置缓慢转动到位置的过程中,其示数将__________(选填“变大”“变小”或“不变”),小明还发现在位置时弹簧测力计的示数比通过杠杆的平衡条件计算出的数据大,造成这样的原因可能是__________。
【答案】(1) ①. 右 ②. 不能
(2) ①. ②. 避免实验的偶然性,寻找普遍规律
(3) ①. 变大 ②. 杠杆自身有重力
【解析】
【小问1详解】
[1]由图甲可知,杠杆左端下沉,右端上翘,根据“左低右调”的原则,应将平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡。
[2]杠杆水平平衡后,在实验过程中,挂上钩码调平时不能再次调节两侧的平衡螺母,平衡螺母只能在实验前调节,实验中需通过改变钩码数量或位置来调节平衡。
【小问2详解】
[1]分析表格数据:可知第1次:
第2次:
第3次:
可以初步得出杠杆的平衡条件为
[2]本实验是探究型实验,进行多次实验的目的是避免实验的偶然性,寻找普遍规律。
【小问3详解】
[1]弹簧测力计由a位置缓慢转动到b位置的过程中,拉力的力臂逐渐变小,根据杠杆平衡条件,可知阻力和阻力臂不变,动力臂变小,所以动力,即弹簧测力计示数将变大。
[2]在a位置时弹簧测力计的示数比通过杠杆的平衡条件计算出的数据大,造成这样的原因可能是杠杆自身有重力或杠杆的重心不在支点上,导致杠杆自重对杠杆的平衡产生影响。
24. 兴趣小组的同学想要测量一个小灯泡的额定功率,已知小灯泡的额定电压为,他在电学实验盒中只找到了3节旧干电池,一个电压表,一个电阻箱(用表示),一个滑动变阻器,一个单刀单掷开关,一个单刀双掷开关和若干导线,请使用现有的所有器材设计电路,测出小灯泡的额定功率。请完成以下要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出实验步骤和需要测量的物理量;
(3)写出小灯泡额定功率的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
【答案】(1) (2)实验步骤:①断开开关S0、S,按电路图连接实验电路,将滑动变阻器和电阻箱调至阻值最大;
②闭合开关S0,开关S接1,调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V;
③闭合开关S0,开关S接2,保持滑动变阻器的滑片位置不动,调节电阻箱,使电压表示数仍为2.5V,记下电阻箱示数R0;
④计算得出小灯泡额定功率。
(3)
【解析】
【小问1详解】
使小灯泡与电阻箱并联,电压表能够在单刀双掷开关控制下分别测二者两端电压,通过单刀双掷开关S使滑动变阻器分别与小灯泡和电阻箱串联,单刀单掷开关S0在干路上控制整个电路,据此作图。
【小问2详解】
略
【小问3详解】
根据实验方案可知,小灯泡的电阻等于电阻箱的阻值,即,则小灯泡的额定功率为
25. 小明和家人做晚饭,洗西红柿时他发现将西红柿放入盛满水的盆子,西红柿漂浮,从盆中溢出的水会流入底部密封的水槽内;取出西红柿,又将其放入水槽后,盆子浮了起来。他对盆子浮起的条件进行如下研究:
(1)模型建构:如图甲所示圆柱形容器放在水平桌面上,内放一个装满水的圆柱形容器(的厚度不计,且与底部未紧密贴合),容器底面积为,高度足够,容器的质量为,底面积为,高度为,将中装满水,水的密度为,若干个表面不挂水不吸水的小球,每个小球体积为,密度为,请画出小球放入水中时受到的力的示意图;
(2)科学推理、科学论证:小明将个小球系上细线缓慢放入容器中,再轻轻将所有小球都取出放入中,当最后一个球放入到容器中漂浮时,容器恰好漂浮起来,求放入小球个数的表达式;
(3)质疑创新:小明模拟水槽下部可以放水,在容器底部安装了一个阀门,取出所有小球,将中剩余水全部倒入,继续开口向上平稳的放在中,打开阀门放水,放水过程中未倾倒,请画出整个放水过程中,容器A底部受到水的压强与放出水的体积之间的关系图像,并标出端点及折点坐标。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【分析】(1)小球密度小于水,放入水中漂浮,受竖直向下的重力和竖直向上的浮力,二力平衡,以球心为作用点画出两个力的示意图即可。
(2)先求n个小球在B中时,排开(溢出)的水的体积,得到B中剩余水的重力;小球放入A中漂浮,排开水体积不变,据此算出A中水面高度,进而求出B受到的浮力;利用B恰好漂浮的条件,联立方程求解n。
(3)初始状态:计算B中全部水倒入A后,A的初始水深和底部压强,得到图像起点;
第一阶段(B漂浮):放水时B仍漂浮,A有效底面积为3S,压强随放水量线性下降,直到B触底(恰好漂浮),得到折点坐标;
第二阶段(B触底):B静置在A底,有效底面积变为2S,压强继续线性下降(斜率更陡),直到水放完,得到终点坐标;
连接三点,画出两段斜率不同的下降直线。
【小问1详解】
由题意可知,小球C的密度小于水的密度,放入水中后漂浮,此时小球受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力,二力平衡,由此作图。
【小问2详解】
由题意可知,n个小球在容器B中受到的总浮力为
将n个小球系上细线缓慢放入容器B中,此时容器A中水的体积等于小球在B中排开水的总体积,即
再将所有小球都取出放入A中漂浮时,小球在A中排开水的总体积仍为,此时容器B在A的水中浸入深度为
由浮力产生的原因可知,容器B受到的浮力等于容器B的底部受到的压力,即……①
容器B中剩余水受到的重力为……②
根据题意,所有小球在容器A的水中漂浮时,B容器恰好漂浮,则有……③
联立①②③可得,放入小球个数
【小问3详解】
初始状态:B中剩余水全部倒入A中,此时A中水的体积为
把B放入水中后漂浮,B排开水的体积为
A中水的深度为
初始A容器底部受到水的压强为
第一阶段:放水时,水的深度均匀减小,容器A底部受到的压强为
可见,容器A底部受到的压强p与放出水的体积V成线性关系,直到B接触A底部,此时B刚好漂浮,水深为,则
则A中水的深度为
此时A中水的体积为
压强为
放出水的体积为
第二阶段:B在A中触底,继续放水,水的深度仍均匀减小,容器A底部受到的压强为
可见,容器A底部受到的压强p与放出水的体积V仍成线性关系,直到水放完。
图像端点与折点:起点(0,) ,折点(,),终点(SH,0)
图像为两段直线连接上述三点,相同体积变化下,截面变小,深度变化大,所以第二段倾斜程度变陡。据此作图。
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