内容正文:
物理模拟试题
(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题。第Ⅰ卷为选择题,共19题,43分;第Ⅱ卷为非选择题和附加题,共12题,77分。
2.所有题目都在答题卡上作答,在试题上作无效。
第Ⅰ卷(共43分)
一、选择题(满分28分,共14题,每题2分,每题提给出四个选项中,只有一个选项符合题目要求)
1. 甲、乙两物体,同时从同一地点沿直线向同一方向运动,它们的s-t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 3 s时甲在乙的前方
B. 4 s时甲、乙两物体相遇
C. 0~4 s内乙的平均速度为4 m/s
D. 2~4 s内乙做匀速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲乙两物体同时从同一地点沿直线向同一方向运动,由图象可知,t=3s时,甲通过的路程小于乙通过的路程,所以此时乙在甲的前方,故A错误;
B.甲乙两物体同时从同一地点沿直线向同一方向运动,4s 时甲运动了8m;乙在2s时运动8m,2s后静止,所以4s时甲、乙两物体相遇,故B正确;
C.0~4s内乙运动的路程是 8m,所用时间是4s,则该过程中乙的平均速度为
故C错误;
D.由图像可知,2~4s 内,乙是处于静止状态,故D错误。
故选B。
2. 古诗词是我国珍贵的文化遗产之一,也是中华文化宝库中的一颗明珠,下列诗句中与声音有关的知识分析正确的是( )
A. “谁家玉笛暗飞声,散入春风满洛城”,笛声是通过空气传入人耳的
B. “白日放歌须纵酒,青春作伴好还乡”,诗人的歌声是由空气振动产生的
C. “稻花香里说丰年,听取蛙声一片”,诗人是通过音调来辨别青蛙的叫声的
D. “路人借问遥招手,怕得鱼惊不应人”,“鱼惊”说明声音能传递能量
【答案】A
【解析】
【详解】A.人与玉笛之间通过空气连接,所以人听到的笛声是通过空气传到耳朵的,故A正确;
B.诗人的歌声是声带振动产生的,故B错误;
C.诗人是通过声音的音色不同来辨别青蛙的叫声,故C错误;
D.“鱼惊”说明声音能在液体中传播,故D错误。
故选A。
3. 2024年4月25日,搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭(如图)在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是( )
A. 火箭的燃料燃烧得越充分,热值越大
B. 火箭发动机工作过程中的热机效率是100%
C. 火箭“体内”的液氢燃料温度低至,内能为零
D. 火箭升空过程中,燃料燃烧释放出的内能转化为机械能
【答案】D
【解析】
【详解】A.热值是燃料的特性,与燃烧情况无关,所以火箭的燃料燃烧得越充分,热值不变,故A错误;
B.火箭发动机在工作过程中,其热机效率并不能达到100%。这是因为火箭发动机在工作时,不可避免地会产生一些能量损失。故B错误;
C.一切物体在任何情况下都具有内能,所以火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃,内能不为零,故C错误;
D.燃料燃烧,推动火箭加速上升,燃料燃烧释放出的内能转化为机械能,故D正确。
故选D。
4. 同学们同时用两种不同的液体(密度为ρ1和ρ2)在同一地点做托里拆利实验,如图所示,两根完全相同的玻璃管内上方都是真空,两管内液柱高度h1、h2之比为4:5,则下列说法正确的是( )
A. 液体密度ρ1、ρ2之比为4:5 B. 液体密度ρ1、ρ2之比为5:4
C. 所测大气压的值之比为4:5 D. 所测大气压的值之比为5:4
【答案】B
【解析】
【详解】AB.两种液体的液柱产生的压强都等于大气压强,即p1=p2;根据公式p=ρ液gh得到
又已知两管内液柱高度h1、h2之比为4:5,故代入上式并解得
故A错误,B正确。
CD.同一地点的大气压强相等,因此两种液体测得的大气压的值之比为1:1,故CD错误。
故选B。
5. 某运动员做蹦极运动,如图所示,从高处O点开始下落,A点是弹性绳的自由长度,在B点运动员所受弹力恰好等于重力,C点是第一次下落到达的最低点(蹦极过程视为在竖直方向的运动)。下列判断正确的是( )
A. 从B点到C点弹性绳的弹性势能增大
B. 运动员在C点的动能大于在B点的动能
C. 运动员从A点到B点的过程中在做减速运动
D. 在下落过程中,运动员到达A点时速度最大
【答案】A
【解析】
【详解】A.从B点到C点的过程中弹性绳的弹性形变越来越大,弹性势能增大,故A正确;
BCD.运动员经过A点后弹性绳伸长,发生弹性形变,随运动员下降,弹性绳形变变大,弹力变大,但总是小于运动员受到的重力,所以运动员受到的合力向下,向下做加速运动,到达B点时,弹力等于重力,此时速度达到最大,过B点后,弹性绳进一步伸长,弹力进一步增大,大于重力,合力向上,运动员做减速运动,直至最低点C时,速度为零,动能为零。故运动员从A点到B点过程中做加速运动,B点时速度最大,C点时动能为零,小于B点的动能,故BCD错误。
故选A。
6. 如图甲所示是“探究水沸腾时温度变化特点”的实验装置。图乙是水沸腾时温度计的读数,图丙中的a是根据实验数据绘制的温度与时间关系的图像。下列分析正确的是( )
A. 图甲中加盖子是为了减慢水的沸腾
B. 由图乙可知,当地大气压高于标准大气压
C. 只增加水的质量,则T﹣t关系图线应该是图丙中的d
D. 盖子上开小孔是为了防止沸点变高
【答案】D
【解析】
【详解】A.图甲中的盖子可阻止热量散失,从而加快水的沸腾,故A错误;
B.由图乙可知,该温度计的分度值为1℃,根据液面所在位置可得,该温度计的示数为98℃,即水的沸点为98℃,而98℃<100℃,所以则当地大气压小于标准大气压,故B错误;
C.相同的实验装置,增加水的质量,则加热至水沸腾所需的时间变长,但不影响水的沸点,所以对应的图线应该为图丙中的c,故C错误;
D.盖子上开小孔可以使烧杯的内部与外界的大气连通,从而使杯内的气压等于外界的大气压,从而防止由于杯内气压升高导致水的沸点变大,故D正确。
故选D。
7. 2021年10月16日,神舟十三号载人飞船发射升空后与中国空间站完成交会对接,航天员翟志刚、王亚平、叶光富从载人飞船进入核心舱。2022年3月23日,他们以天地交互的方式开启了“天宫课堂”第二课,如图所示是空间站的结构及航天员授课时的情景。下列说法正确的是( )
A. 对接完成后,以核心舱为参照物载人飞船是运动的
B. 航天员与学生互动是通过电磁波传递信息的
C. 中国空间站绕地球运行时受到平衡力的作用
D. 从地面带到空间站的实验器材质量变为零
【答案】B
【解析】
【详解】A.完成对接后,核心舱和宇宙飞船合二为一,所以以核心舱为参照物载人飞船是静止的,故A错误;
B.太空中没有空气,声音不能在真空中传播,所以航天员与学生互动只能通过电磁波传递信息,故B正确;
C.中国空间站绕地球运行时没有做匀速直线运动,所以没有受到平衡力的作用;
D.质量是物质的一种属性不会随位置的变化而发生变化,故D错误。
故选B。
8. 如图-1所示,家用液体电蚊香器正常工作时,能在107℃恒温状态下让蚊香液均匀散发驱蚊。蚊香器电路的核心元件是电热陶瓷热敏电阻,图-2是阻值大小在某一区间随温度变化的特性曲线。是保险丝,当电路中的电流异常过大时,保险丝电阻会过热烧断,从而起到保护作用。下列说法正确的是( )
A. 蚊香器的电路中,保险丝电阻与热敏电阻应并联
B. 保险丝主要是防止热敏电阻在较高温度时电流过大起到保护作用
C. 热敏电阻的阻值随温度的升高一直增大
D. 蚊香器是通过热敏电阻的温度特性来实现自动恒温的
【答案】D
【解析】
【详解】A.R0是保险丝,当电路中的电流异常过大时,保险丝电阻R0会过热烧断,从而起到保护作用,所以保险丝电阻R0与热敏电阻Rt应串联,才能起到保护作用,故A错误;
B.根据图像可知,热敏电阻Rt在很低的温度时,其接入电路中的电阻较小,电路中电流比较大,此时保险丝起到保护作用,故B错误;
C.根据图像可知,热敏电阻Rt的阻值随温度的升高,先降低,再升高,最后降低,不是一直增大,故C错误;
D.根据题意可知,蚊香器能够实现恒温,由可知,电压相同,温度不同,电阻不同,热敏电阻Rt的电功率不同,通过热敏电阻的温度特性来实现自动恒温,故D正确。
故选D。
9. 测固体密度时,如果固体体积较大放不进细窄的量筒,我们常采用“补水”的方法来进行体积测量。结合如下实验步骤,请选出实验误差最小的方案表达式( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.由实验步骤知,所补的水的质量m水=m4-m1
虽然将石块由水中取出时带走小部分水,但对所补水的质量无影响,则对所补水的体积,即对石块的体积无影响,石块的体积
石块的质量是准确值,石块的密度
所以求得的密度值较准确,故A符合题意;
B.用m2-m3求石块的质量,石块取出带走了部分水,造成求得的水的质量偏小,用m4-m3求所补的水的体积,即石块的体积,因为石块带走了部分水,造成所补水的质量偏大,求得的体积偏大,所以求得的石块的密度有较大误差,故B不符合题意;
C.用m2-m1求石块的质量,较准确,用V1-V2求所补水的体积,即石块的体积,因为石块取出时带走了部分水,所补的水的体积偏大,即石块的体积偏大,则求得的密度偏小,故C不符合题意;
D.所补的水的体积V水=V2-V1
即石块的体积V=V水=V2-V1
但石块取出时带走部分水,则造成所加水的体积偏大,即测得的石块的体积偏大,石块的质量是准确值,据知,求得的石块的密度偏小,故D不符合题意。
故选A。
10. 图中甲、乙分别是某家庭5月初和6月初电能表的示数,则下列说法中正确的是( )
A. 电能表是计量电功率的仪表
B. 该家庭在这一个月的时间内总共用电
C. 该电能表工作时电路允许接入的最大功率2200W
D. 某用电器单独工作30min,该电能表转盘转过600转,该用电器的实际功率为1000W
【答案】D
【解析】
【详解】A.电能表是测量消耗电能或电功的仪表,故A错误;
B.由图可知,5月初电能表的示数,6月初电能表的示数,则该家庭在这段时间内总共用电
故B错误;
C.220V表示电能表的工作电压,40A表示电能表允许通过的最大电流,所以电路允许接入的最大功率
故C错误;
D.该电能表转盘每转过600转,电路消耗电能为
该用电器的实际功率为
故D正确。
故选D。
11. 在探究液体压强的特点时,A烧杯内装甲液体,B烧杯内装乙液体,实验时将微小压强计的探头放入液体中,出现了如图所示的现象,图中两处H相等。通过这一现象可得出的结论是( )
A. 液体内部的压强与液体密度无关 B. 液体内部的压强与液体深度无关
C. 液体内部压强与密度、深度无关 D. 甲、乙两探头位置的液体压强相等
【答案】D
【解析】
【详解】图中两处H相等,说明探头处所受压强大小相等,因为深度不同,密度大小不知,故不能得出液体内部的压强与液体密度、深度到底是否有关,故D正确,ABC错误。
故选D。
12. 在如图所示的部分家庭电路中,正常发光的灯泡L突然熄灭,火线上的熔丝未断,用测电笔分别测a、b、c、d四点,发现测a点时氖管发光,测b、c、d三点时氖管不发光,若电路只有一处故障,则该故障可能是( )
A. 灯泡L短路 B. 灯泡L断路
C. 开关S接触不良 D. 导线cd间断路
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意可知,火线上的熔丝未断,如果灯泡短路,火线上电流过大,会造成熔丝被烧断,故A不符合题意;
B.若灯泡断路,b点与火线相连,用测电笔测b点时氖管会发光,与题意不符,故B不符合题意;
C.用测电笔测a点时氖管会发光,测b、c、d三点时氖管不发光,说明在ab之间可能出现了断路,所以开关S接触不良是可能的,故C符合题意;
D.若导线cd间断路,b、c两点与火线相连,用测电笔测b、c两点时氖管都会发光,与题意不符,故D不符合题意。
故选C。
13. 2024年9月25日,我国向太平洋公海海域发射洲际弹道导弹1枚,跨越12000公里成功落入预定海域,彰显我国军事实力.如下为模拟控制台简略图,发射中心的两名指挥官将各自的钥匙(相当于两个开关)插入发射控制台,同时旋转钥匙接通电路才能激活发射系统.下列电路图符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】同时旋转钥匙接通电路才能激活发射系统,说明两个开关串联,互相影响,同时闭合发射系统才工作,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
14. 如图所示,有一斜面长为s、高为h,现用力F沿斜面将重力为G的物体从底端匀速拉到顶端,斜面的机械效率为η。则下列关于斜面对物体的摩擦力f的表达式中不正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】ACD.因为
,W总=W有+W额
所以额外功
W额=W总(1-η)
即
fs=Fs(1-η)
摩擦力
f=F(1-η)
总功(拉力做的功)
W总=W有+W额=Gh+fs
斜面的机械效率
物体与斜面间的摩擦力
故A错误,A符合题意,CD正确,CD不符合题意;
B.有用功和总功分别为
W有=Gh,W总=Fs
额外功
W额=fs
斜面对物体的摩擦力
故B正确,B不符合题意。
故选A。
二、多选题(满分15分,共5小题,每题提给出四个选项中,有2-3个选项符合题目要求,全选对得3分,错选不得分,漏选得1分)
15. 如图所示,小明透过平面镜看到了蜡烛的像,下列有关平面镜成像描述,正确的是( )
A. 进入人眼的光是由蜡烛的像发出的
B. 如果将平面镜竖直上移,则像的位置不改变
C. 如果将图中的平面镜截掉一部分,则蜡烛仍能在剩余的平面镜中成完整的像
D. 如果紧贴平面镜背面放置一块不透明挡板,则蜡烛在平面镜中无法成像
【答案】BC
【解析】
【详解】A.平面镜成虚像,虚像不会发出光线,故A错误;
B.平面镜成像,像与物关于镜面对称,而物体不动,像就不动,故B正确;
C.物体通过平面镜所成的像和物体大小相等,物体大小不变,则所成的像始终是完整的,故C正确;
D.平面镜成的像是光的反射形成的,被人眼接收,所以若紧贴平面镜背面放置一块和平面镜大小一样的不透明挡板,所以从前面看去仍能看到蜡烛的像,故D错误。
故选BC 。
16. 如图所示,用24N的力F沿水平方向拉滑轮,可使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动.物体B重10N,弹簧测力计的示数恒为5N(不计滑轮、测力计、绳子的重量,滑轮的转轴光滑),下列说法正确的是( )
A. 物体A受到地面的摩擦力是12N
B. 物体B受到水平向左的摩擦力是5N
C. 水平拉力F的功率是4.8W
D. 在2s内绳子对物体A做的功为4.8J
【答案】BD
【解析】
【详解】解答:
A. 因为F=24N,所以对A的拉力为12×24N=12N,弹簧测力计的示数恒为5N,则物体B对A的摩擦力为5N,方向向右,所以地面对A的摩擦力为12N−5N=7N,故A错误;B. B始终静止,所以f=F=5N,故B正确;C. P==Fv=24N×0.1m/s=2.4W,故C错误;D. 绳子的拉力是12N,2s物体A移动的距离为s=vt=0.2m/s×2s=0.4m,所以W=Fs=12N×0.4m=4.8J,故D正确.
17. 某同学在只有电流表或电压表的情况下想测量未知电阻的阻值,稳压电源的电压未知,定值电阻和滑动变阻器的最大阻值均已知,下列电路中,可以测出阻值的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.Rx与R0串联,电压表测量R0两端的电压,电源电压未知,无论怎么移动滑片,都无法得到Rx两端的电压,也无法直接测量出电源电压,无法测出Rx,故A不符合题意;
B.Rx和最大阻值已知的滑动变阻器R0串联,电流表测总电流。滑片移到接入电阻为0的位置,记下电流I1,得电源电压,滑片移到接入最大阻值R0的位置,记下电流I2,得电源电压,联立两式可得,故B符合题意;
C.闭合S、断开S1,Rx与R0串联,记下电流I1,得;闭合S和S1,Rx被短路,只有R0工作,记下电流I2,得;联立两式可得,故C符合题意;
D.R0与Rx并联,电流表测量干路电流。只闭合S1,电路为R0的简单电路,电流为I1,电源电压为;只闭合S2,电路为Rx的简单电路,电流为I2,则,故D符合题意。
故选BCD。
18. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,R0为定值电阻,灯泡阻值不变,R为光敏电阻,其阻值随照射在它上面的光强(表示光照射强弱的物理量)变化而变化。闭合开关S,当光照增强时,V2示数减小。下列说法正确的是( )
A. 电流表A的示数增大,电压表V1示数减小
B. 光敏电阻R的阻值随照射在它上面的光强增大而减小
C. 电压表 V2与电流表A示数比值增大
D. 若将电路中的电表种类互换(电压表换成电流表,电流表换成电压表),当光照减弱时,电压表的示数与两电流表示数之差的比值增大
【答案】BD
【解析】
【详解】ABC.由电路图可知,光敏电阻R与灯泡L、定值电阻R0串联,电压表V1测L两端的电压,电压表V2测L与R两端的电压之和,电流表测电路中的电流。
因串联电路中总电压等于各部分电压之和,所以,R0两端的电压
由光照增强时V2示数减小可知,R0两端的电压变大,串联电路中各处的电流相等,则由可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数增大,则电压表V2与电流表A示数比值减小;电路中的电流变大,由可知,灯泡L两端的电压变大,即电压表V1的示数增大。由可知,光敏电阻两端的电压减小,由可知,光敏电阻的阻值减小,则光敏电阻R的阻值随照射在它上面的光强增大而减小,故AC错误,B正确。
D.若将电路中的电表种类互换(电压表换成电流表,电流表换成电压表),如下图所示:
由图可知,R与L并联后再与R0串联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L支路的电流,电压表测并联部分的电压,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,两电流表示数的差值等于通过R的电流,由可知,电压表的示数与两电流表示数之差的比值等于光敏电阻R的阻值,所以,当光照减弱时,R的阻值增大,电压表的示数与两电流表示数之差的比值增大,故D正确。
故选BD。
19. 如图甲所示,独轮车是施工时常见的工具,它实质上是一种省力杠杆。使用时可抽象成如图乙所示的杠杆模型,支点在O点,车身和砖头的重心在A点,手对车竖直向上的力F作用在B点。已知车身和砖头的总重力G为1000N,OA长为0.3m,AB长为0.6m。下列说法中正确的是( )
A. 将砖块放的离O点近一些,抬起车会更省力
B. 独轮车的车轴是杠杆的支点
C. 独轮车的支架恰好离地时,竖直向上的力F=500N
D. 力F是使独轮车的支架恰好离地所施加的最小力
【答案】AB
【解析】
【详解】AB.由题意可知,把车身看成一个杠杆,车身是绕着车轮的转轴处转动的,因此独轮车的车轴是杠杠的支点。砖块的重力为阻力,支点到重力作用线的距离为阻力臂;手对车竖直向上的力为动力,支点到动力作用线的距离为动力臂,将砖块放的离O点近一些,即阻力臂变小,阻力不变,动力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,动力变小,因此抬起车会更省力,故AB正确;
C.独轮车的支架恰好离地时,可认为车处于杠杆平衡状态,由杠杆平衡条件可得
则竖直向上的力为
故C错误;
D.当独轮车的支架恰好离地时,在阻力和阻力臂不变的情况下,手对车垂直OB向上的力作用在B点时,此时动力臂最大,动力最小,即F最小。故D错误。
故选AB。
三、填空与作图题(共5小题,满分11分)
20. 晋朝葛洪所著的《抱朴子》一书有这样的记述:“或用枣心木为飞车,以牛革结环剑,以引其机……上升四十里。”其中的“飞车”被认为是关于竹蜻蜓的最早记载。竹蜻蜓的原理如图所示,当旋转时,流过叶片上方的气流速度较大,压强较___________,在叶片上下表面产生压强差,形成对叶片向___________的压力差,推动竹蜻蜓飞行。由此联想到,为了缩短飞机起飞或着陆的滑行距离,最好___________(选填“顺风”或“逆风”)起飞。
【答案】 ①. 小 ②. 上 ③. 逆风
【解析】
【详解】[1][2]竹蜻蜓上面凸起、下面平直,旋转时上方的空气流速大、压强小,下方的空气流速小、压强大, 产生向上的压力差,推动竹蜻蜓飞行。
[3]当飞机逆风起飞时,上下面的压强差较大,产生向上的升力较大,所以为了缩短飞机起飞或着陆的 滑行距离,最好是逆风起飞。
21. 如图甲所示为猴子荡秋千的游戏装置,闭合电键后,猴子就会绕上方的横梁往复振荡。其内部电路基本结构如图乙所示(实现往复振荡的电路图中未画出)。
(1)开关闭合后,螺线管中产生磁场,其上方是________极;
(2)要让猴子动起来,下列设计和原理中,错误或不合理的是________。
A. 应用了电流的磁效应
B. 应用了电磁感应的原理
C. 应用了电动机的原理
D. 螺线管安装在底盘内,直导线安装在猴子的座位内
【答案】(1)S (2)B
【解析】
【小问1详解】
乙图中电流从螺线管上端流入,下端流出,由安培定则可知,螺线管上方为S极。
【小问2详解】
由题意可知,这一装置是利用通电导体在磁场中受力的原理来使猴子运动的,这与电动机的原理相同,同时通电直导线周围也会产生磁场,在安装时应将螺线管安装在底盘内,直导线安装在猴子的座位内,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
22. 雨后天晴的夜晚,两同学在月光下行走,如图所示。月亮____(选填“是”或“不是”)光源;如果两人都是走暗的地方,____(选填“甲”或“乙”)同学会踩到水坑。
【答案】 ①. 不是 ②. 乙
【解析】
【详解】[1]光源是指自身能够发光并且正在发光的物体,月亮本身不能发光,它是反射太阳的光,所以月亮不是光源。
[2]当人迎着月光走时,月光经水面发生镜面反射,进入人眼的光多,所以亮处是水坑;当人背着月光走时,月光经水面发生镜面反射,反射光不能进入人眼,而地面发生漫反射,会有部分光进入人眼,所以暗处是水坑。图中乙同学是背着月光走,所以乙同学走暗的地方会踩到水坑。
23. “海水断崖”是指海中某些区域出现海水密度跃层现象(海水密度发生突然变化)。如图所示,当潜艇由高密度水层潜行至低密度水层时,很容易急剧下掉至安全潜深以下。二战以来在各国潜艇遭遇的数次海水断崖事件中,唯有我国372号潜艇成功自救过,潜艇急剧下掉时,现场官兵临危不惧,迅速操作使水仓__________(填“向内吸水”或“向外排水”),实现快速__________(填“增大浮力”或“减小重力”)。
【答案】 ①. 向外排水 ②. 减小重力
【解析】
【详解】[1][2]潜艇由密度大的海水向密度小的海水运动时,排开海水的体积不变,据阿基米德原理知,所受的浮力变小,而自身重力不变,所以急剧下掉,此时应向外排水,减小自身重力,当重力小于浮力时,停止下掉。
24. “潭清疑水浅,荷动知鱼散。”如图所示,岸上的小聪看到水中位置的“小鱼”,其实真正的小鱼在位置。如果小聪想用激光灯恰好照射到水中的小鱼,请画出激光照射到小鱼的光路图。
【答案】
【解析】
【详解】小鱼反射的光从水中斜射入空气中,折射角大于入射角,折射光线进入人的眼睛中,人凭光沿直线传播的感觉,认为小鱼B在折射光线的反向延长线上的A处,人看到的是小鱼A的虚像;根据光路的可逆性,B点光的照射到A点,折射光线经过B点,连接AS,与水面和空气的界面交于点O,SO为入射光线,连接OB为折射光线,并标上箭头,如图所示:
四、实验探究题(共4小题,满分30分)
25. 某小组同学用如图甲的装置“探究凸透镜成像特点”,其中凸透镜的焦距为15cm。他们进行实验的同时在坐标纸上记录蜡烛与光屏上像的位置和大小,如图乙。(用带箭头的线段表示物或像,、分别表示蜡烛在A、B处像的位置)
(1)从图乙中可以看出,蜡烛在A、B位置时光屏上得到的都是倒立、________(放大/等大/缩小)的实像;
(2)和其他小组交流后发现,当他们把蜡烛放在C位置时,在光具座上无论怎样移动光屏都不能得到清晰的像。为了让蜡烛在C位置的像成在光具座上的光屏上,他们采用了两种做法;
做法一:保持蜡烛和透镜的位置不变更换凸透镜,在光具座上移动光屏,光屏上又出现了清晰的像,这表明像距变________了,由此推断更换的凸透镜会聚光的能力较强,此透镜焦距________15cm(大于/小于/等于);
做法二:保持蜡烛和透镜的位置不变,在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜,在光具座上移动光屏,光屏上又出现了清晰的像。由此实验联系实际,远视眼的晶状体焦距较________(大/小),将近处物体的像成在视网膜________(前/后)方,故需配戴凸透镜矫正;
(3)小明在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,物距u随时间t的变化图像如图丙所示,则像距v与t的大致变化关系为下图中的________;
A. B.
C. D.
(4)在图乙A位置成像的基础上,将蜡烛和光屏的位置互换,接着将透镜向左移动5cm,那么要在光屏重新得到清晰的像,应该将光屏向________(左/右)移动________(大于/小于/等于)5cm距离。
【答案】(1)放大 (2) ①. 小 ②. 小于 ③. 大 ④. 后 (3)C
(4) ①. 左 ②. 小于
【解析】
【小问1详解】
从图乙中可以看出,蜡烛在A、B位置时物距分别为24.0cm、21.0cm,物距在1倍焦距与2倍焦距之间,根据凸透镜成像规律,成倒立放大的实像。
【小问2详解】
[1][2]保持蜡烛和透镜的位置不变,更换凸透镜,在光具座上移动光屏,光屏上又出现了清晰的像,表明像距变小了,由此推断更换的凸透镜会聚光的能力较强,焦距变小,像距也变小,此透镜焦距小于15cm。
[3][4]产生远视眼的原因是,晶状体太薄,折光能力太弱,焦距变大,近处的物体的像成在视网膜之后,因此远视眼看不清近处的物体,可以用凸透镜的镜片进行矫正。
【小问3详解】
当物距大于焦距时凸透镜成的是实像;将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,物距变大,像距则变小,且逐渐趋近于一倍焦距f,故图像为C图。
【小问4详解】
在图乙A位置成像的基础上,将蜡烛和光屏的位置互换,物距大于像距,将透镜向左移动5cm,物距增大5cm,像距应减小,即向左移动,由于此时物距大于2倍焦距,即物体的移动距离大于像移动的距离,故像移动的距离小于5cm。
26. 如图甲所示,小明用相同的酒精灯分别给质量和初温均相同的水和煤油加热,以探究水和煤油吸热能力的大小。
(1)在图甲中组装器材时,发现温度计的玻璃泡碰到了烧杯底,应适当将______(选填“A处向上”或“B处向下”)调整。
(2)每隔相同的时间记录一次温度根据实验数据绘制成温度与加热时间的关系图像,如图丙所示。实验中,通过比较________来反映煤油和水吸收热量的多少。
(3)根据图丙中图像可知,如果使煤油和水吸收热量相同,温度变化大的是________。
(4)实验结束后,小明又找来了一些冰块,探究了冰熔化过程中温度随时间的变化规律,如图丁所示,通过分析图像发现,升高相同的温度AB段与CD段需要加热的时间不同,原因是________。
(5)若小明用了500g的冰,则冰块在BC段吸收的热量是________J。()
【答案】(1)A处向上
(2)加热时间 (3)煤油
(4)水的比热容比冰大
(5)
【解析】
【小问1详解】
实验中用酒精灯的外焰加热,固定B处后,不能随意调节,为了让温度计的玻璃泡不碰到烧杯底,应将A处向上调整。
【小问2详解】
实验中用相同的热源加热,在相同的时间内放出的热量相同,水和煤油吸收的热量也相同,根据转换法,可以通过比较加热时间来反映煤油和水吸热的多少。
【小问3详解】
由图丙知,煤油和水吸收热量相同,即加热时间相同,煤油升温更快,温度变化大的是煤油。
【小问4详解】
由图丁知,AB段冰尚未熔化,为固态,BC段是冰的熔化过程,CD段已经完全熔化成水,因为水和冰的比热容不同,水的比热容较大,根据可知,升高相同温度时,水吸收的热量多,所需时间长。
【小问5详解】
500g的冰熔化成水,质量不变,即,则CD段水吸收的热量为
由于CD段所用时间与BC段冰的熔化时间相同,所以冰和水吸收的热量相等,即
27. 在“测小灯泡额定电功率”的实验中,提供的器材有:电压恒为4.5V的电源,额定电压为2.5V的待测小灯泡,电阻约为8Ω,电流表(0~0.7A,0~3A),电压表(0~3V,0~15V),开关和导线若干,另有标有“30Ω,2A”的滑动变阻器和标有“5Ω,1A”的滑动变阻器。
(1)小明检查仪器时,发现电流表指针如图甲所示,接下来应进行的操作________。
(2)若小明设计的电路如图乙所示,请选择合适的量程,并用笔画线代替导线将图乙的实物图连接完整。
(3)本实验选择的滑动变阻器是________(选填“”或“”)。
(4)小明把滑片移到最左端,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表示数为零,电压表的示数接近电源电压。为了排除故障,小明接下来的操作合理的是________(选填字母符号)。
A. 拧紧小灯泡和它两端的接线柱
B. 拧紧开关两端的接线柱
C. 检查滑动变阻器是否短路
(5)小明根据实验数据绘制出图像,如图丙所示,图中阴影部分面积的物理含义是________。
(6)当灯泡两端的电压为额定电压的一半时,灯泡的实际功率________(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(7)老师说:虽然电压表的内阻很大,但电路接通后仍有微小电流流过电压表;虽然电流表的内阻很小,但是电路接通后电流表的两端仍有微小的电压,请你根据这一事实并结合电路图分析判断,该电路引起测量的小灯泡电功率偏________。
(8)小明增加一个阻值为10Ω的定值电阻,只利用一只电表,通过简单操作(开关S接“a”、“b”各一次)来测量小灯泡的额定功率,如图A、B是他设计的两种不同方案的电路图,则以下判断正确的是( )(填序号)。
A. 两种方案都可行 B. 两种方案都不可行
C. A方案可行,B方案不可行 D. A方案不可行,B方案可行
【答案】(1)对电流表调零
(2) (3)R1 (4)A
(5)电压为1V,电流为0.1A时小灯泡的电功率
(6)大于 (7)大 (8)B
【解析】
【小问1详解】
检查仪器时,电流表指针在零刻度左边,说明电流表未进行调零,接下来应当进行的操作是电流表进行调零。
【小问2详解】
额定电压为2.5V的待测小灯泡,电阻约为8Ω,由欧姆定律可知,小灯泡处于额定电压时的电流约为0.30A,故电流表选择的量程为0~0.6A,小灯泡额定电压为2.5V,则电压表选择的量程为0~3V,电压表与灯泡并联,电流表与灯泡串联,均采用“正进负出”的连接方式。
【小问3详解】
电源电压恒为4.5V,额定电压为2.5V的待测小灯泡,根据串联电路的电压规律可得滑动变阻器两端的电压为2V,再根据串联电路的分压原理
代入数据,则
解得,因此选择最大电阻是30Ω的R1滑动变阻器。
【小问4详解】
把滑片移到最左端,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表示数为零,电压表的示数接近电源电压,电路故障可能是小灯泡断路,电压表串联在电路中,应检查接线柱是否接好。若开关断路,电压表无示数,若滑动变阻器短路,电流表示数不为零。故BC不符合题意,A符合题意。
故选A。
【小问5详解】
如图丙所示,图中阴影部分是横轴示数为1V,纵轴示数为0.1A的长方形面积,其大小是1V乘以0.1A的积,而,所以该面积的物理含义是电压为1V,电流为0.1A时小灯泡的电功率。
【小问6详解】
灯泡的额定功率为
当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时,灯泡的实际功率为
若灯泡电阻为正常发光时电阻且保持不变,则灯泡的实际功率
当实际电压减小,实际功率减小,灯泡发光较暗,灯泡电阻随温度的降低而减小,此时灯泡实际电阻小于正常发光时的电阻,即,则
故
【小问7详解】
测量功率时,应该测量灯泡两端的实际电压和通过灯泡的实际电流,而电流表实际测量的是通过灯泡电阻和电压表的总电流,即电流偏大,而电压表是与灯泡并联连接,测量的电压是准确的,由可知,灯泡电功率的测量值大于真实值,故灯泡电功率的测量值偏大。
【小问8详解】
图A中,无论开关接“a”还是接“b”都无法得知小灯泡是否正常发光,此方案不能测定小灯泡的额定电功率;
图B中,R0、小灯泡和滑动变阻器三者串联,开关S接“a”时,电压表测量定值电阻的电压,当开关接“b”时测量灯泡和定值电阻的总电压,由于开关S接“a”、“b”各一次,只能一次,假设调节滑动变阻器滑片在某一位置,开关S接“a”、“b”各一次,然后得到的电压表示数相减,不是2.5V,那么次数用完了,不能继续实验,则不一定能测出小灯泡的额定功率,所以此方案不可行;综上所述,两种方案都不可行,故选B。
28. 小雨在做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验时,结合生活中的现象,猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:
猜想一:接触面所受的压力大小;猜想二:接触面的粗糙程度
(1)如图甲所示,将一个木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向________拉动,根据________原理可知滑动摩擦力的大小等于拉力的大小;
(2)如图乙所示,在木块上放一个重物,重复上面的操作。比较甲、乙两图中弹簧测力计的示数,可探究滑动摩擦力大小与________的关系;
(3)如图丙所示,将木块放在毛巾上,重复上面的操作。比较甲、丙两图可得出:压力大小相同时,________,滑动摩擦力越大;
(4)小雨猜想滑动摩擦力大小可能还与速度大小有关,于是她设计了如下图a所示的实验装置。传送带速度可以自由调节,拉力传感器可以显示拉力大小。定滑轮摩擦忽略不计。改变传送带速度,根据实验数据分别绘制出传送带的速度与时间()和拉力与时间()的关系图像。分析图b、c两图可知,滑动摩擦力的大小与物体相对传送带运动速度的大小________(选填“有关”或“无关”)。
(5)接下来,同学们将木块翻过来,使贴有毛巾的那一面与传送带接触,重复上述实验,并根据实验数据也在图乙中画出了这次实验的摩擦力与压力的关系图像,你认为这个图像应在图d中________(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)区域;
(6)实验结束时,爱思考的小雨发现该装置中左右两个皮带轮之间的距离是可调的。他想:为了防止皮带轮和传送带之间打滑,应把左右两个皮带轮之间的距离调________(选填“近”或“远”)一些。他还想到另一个问题:如果实验中木块所受的所有力全部消失,木块将会________。
【答案】(1) ①. 匀速直线 ②. 二力平衡
(2)压力大小 (3)接触面越粗糙
(4)无关 (5)Ⅰ
(6) ①. 远 ②. 静止
【解析】
【小问1详解】
实验中需水平匀速拉动木块,此时木块做匀速直线运动,水平方向的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡原理,滑动摩擦力大小等于拉力大小。
【小问2详解】
甲、乙两图接触面粗糙程度相同,只有接触面受到的压力大小不同,根据控制变量法,探究的是滑动摩擦力与接触面所受压力大小的关系。
【小问3详解】
甲、丙两图压力大小相同,丙接触面粗糙程度更大,弹簧测力计示数更大,因此可得结论:压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
【小问4详解】
由和图像可知,传送带速度变化时,拉力大小保持不变,即滑动摩擦力不变,说明滑动摩擦力大小与相对运动速度大小无关。
【小问5详解】
在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,毛巾粗糙程度更大,相同压力下摩擦力更大,因此图像在Ⅰ区域。
【小问6详解】
将两个皮带轮距离调远,传送带被张紧,增大了皮带轮和传送带间的压力,从而增大摩擦力,防止打滑;实验中木块原本相对地面静止,根据牛顿第一定律,若所有力全部消失,木块将保持原来的静止状态。
五、计算题(共2小题,满分16分)
29. 某科技小组设计的电热水器具有加热和保温功能,其工作原理如图1所示。R为热敏电阻,其阻值R随温度变化的规律图像如图2所示,电源电压为6V,保护电阻的阻值为300Ω,热敏电阻R和工作电路中的三只加热电阻丝、、均置于储水箱中,,,加热和保温时的功率分别为2200W和110W。
(1)当电磁铁线圈中的电流时,继电器上方触点c接触,保温电路接通,热水器刚开始保温时水的温度是多大?(电磁铁线圈电阻不计)
(2)电阻丝的阻值是多大?
(3)若该热水器在加热状态下电热转换效率为96%,将44kg、25℃的水加热到50℃需要多少秒?[]
【答案】(1)70℃ (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
当电磁铁线圈中的电流时,继电器上方触点c接触,保温电路接通,则电磁铁线圈中的电流为8mA时,热水器刚开始保温,根据可得,控制电路的总电阻
热敏电阻的阻值为
由图2可知,此时水温为70℃
【小问2详解】
由题意和电路图知,衔铁被吸下时,、并联,电热水器处于加热状态,
即:
解得。
根据题意可知,电磁继电器上方触点和触点c接通时,电热水器处于保温状态,则由电路图知,此时、串联,根据可得保温时工作电路的总电阻为
根据电阻的串联特点可得
【小问3详解】
水吸收的热量
则加热时间
30. “国之重器”中的起重船在我国很多伟大的工程中发挥着重要作用。起重船的工作就是将重物起吊移至指定位置。如图甲所示,一艘起重船自身质量,要吊装的重物质量。为了防止起重船吊装重物时发生倾斜,在起重船的船体两侧建造了由许多小舱室组成的水舱。起重船吊起重物后,就通过抽水机将一侧水舱里的水抽向另一侧水舱来保持起重船平衡,示意图如图乙所示。小海设计了一种用力传感器感知抽水量的长方体水舱模型,其底面积为,示意图如图丙所示,其中A是固定的力传感器,能够显示B对它的压力或拉力的大小;B是质量和体积均可忽略的细直杆,B的上端固定在A上,下端固定在物体C上;物体C是质量为20kg、高度为2m的圆柱体。水舱中装有的水,抽水机将水抽出的过程中,力传感器示数F的大小随抽出水的体积V变化的图像如图丁所示。求:
(1)起重船带着重物一起漂浮在水面上时,受到的浮力大小;
(2)当物体C浸没时排开水的体积;
(3)当力传感器示数为0时,剩余的水对舱底的压强。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
起重船和重物整体漂浮在水面上,根据漂浮条件,浮力等于总重力。总质量
浮力等于总重力,因此
【小问2详解】
物体C的重力
由图丁可知,未抽水时物体C完全浸没,力传感器受到的压力,此时浮力大于C的重力,因此完全浸没时C受到的浮力
根据阿基米德原理,可得浸没时排开水的体积
【小问3详解】
由图丁可知,抽出水后,力传感器示数保持不变,说明C完全离开水面,此时剩余水的体积
C下表面到舱底的高度
物体C的横截面积
当力传感器示数为0时,浮力等于C的重力,即
此时排开水的体积
C浸入水中的深度
此时水舱中水的总深度
根据液体压强公式,剩余水对舱底的压强
六、附加题:(满分20分,共3题)
31. 归纳、演绎探究——探究带电粒子的性质
物体做匀速圆周运动时,要受到一个指向圆心的力,这个力我们把它叫做向心力.向心力大小与什么因素有关呢?小雨进行了研究,并填写记录表格如下:
小球编号
小球质量
小球转动的速度
小球转动的半径
小球所受向心力
1
5
2
0.2
0.1
2
5
4
0.2
0.4
3
10
4
0.2
0.8
4
20
4
0.4
0.8
(1)请你写出向心力的表达式F=k______.其中比例系数k=______(写出数值和单位).
(2)如图,“×”表示垂直于纸面向里的磁场.当质量为m、带电荷量为q的带电粒子以速度v沿垂直于磁场的方向进入磁感应强度为的磁场中时,带电粒子会受到洛伦兹力F洛=qvb,带电粒子在磁场中将做匀速圆周运动.带电粒子做匀速圆周运动的向心力就是它受到的洛伦兹力.
带电粒子的电荷量与它的质量之比叫做比荷,不同带电粒子的比荷不同.已知某带电粒子在磁感应强度为B的磁场中的运动周期(在磁场中运动一周所用的时间叫做该粒子的运动周期)为T,请证明带电粒子的比荷的数学表达式为_______.
【答案】 ①. ②. ③. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1] 实验中主要研究F与m、v、r的关系:
由表中1、2次实验数据可知,在m、r相同时,F与速度的平方()成正比;
由表中2、3次实验数据可知,在v、r相同时,F与质量m成正比;
由表中3、4次实验数据可知,在v、F相同时,m、r成正比;
综上可以得出,向心力F的表达式:
F=k;
[2]由小球编号1中的数据可知,
0.1N=k;
即
=1Ns2/(kg).
[3] 已知带电粒子做圆周运动的周期为T,设轨道半径为R,
则带电粒子在磁场中做圆周运动时的速度:
V==,
带电粒子做匀速圆周运动的向心力:
F向=,
由题知,洛伦兹力:
F 洛=qvB,
而带电粒子做匀速圆周运动的向心力就是洛伦兹力,
所以有:
qvB,
则有荷质比:
=.
32. 小乌同学在查阅相关资料后,设计了一个天体参数的估测任务单,请你帮他完成相关物理量的测量计算。半径为r时,球体表面积公式为,球体体积公式为;(本题中,取3,必须使用规范的科学记数法,并且结果保留整数,得到的取整结果直接用于后续所有的计算)。
(1)估测地球半径。
小乌查询到,在古时候,人们发现当太阳光恰好直射到赛伊城的水井底部时,在地面距离赛伊城800km远的亚历山大城,阳光和竖立的木杆的夹角为7.2°。已知此时太阳光可看作平行光,如图1所示,由此可以估算出地球的半径为________m。
(2)估算地球的质量。
通过地理的学习,小乌知道地球是一颗岩石类行星,他查询岩石密度约为,于是他利用密度公式计算出地球的质量约为________kg。
(3)估测自己随地球自转的运动速度。
在算出地球的半径后,小乌想计算出自己随地球自转的运动速度。已知一昼夜的时间为24h,青岛所在位置的纬度约为北纬37°。他查询得知青岛所在位置的转动速度约为赤道位置转动速度的0.75倍。据此可以估算出小乌随地球转动的速度约为________km/h。
(4)估测月球半径。
为了计算地球和月球球心之间的距离和月球半径,小乌通过学习和查询得到了以下信息,请根据信息完成计算。
①小乌在学习物理后,知道月全食是月球划过地球的本影(太阳照射地球而成的本影)时形成的,他查询得知某一次月球从地球的本影中央划过,如图2甲所示,月全食的持续时间约为2h,而月球绕地球转动一圈的周期约为30天。
②小乌查询到借助天文观测,可以发现月偏食的时候,地球本影的圆弧对应圆的半径约为月球半径的2.5倍,如图2乙所示。
③小乌在地面上实验发现,在太阳光下,将一个圆形物体抬得足够高后,影子会变成一个黑点,这个高度是圆形物体直径的108倍。
由此可以计算出月球的半径约为________m。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
已知赛伊城到亚历山大城的距离,赛伊城和亚历山大城两地太阳光线平行,由图1结合几何知识可知,赛伊城至亚历山大城这段圆弧所对的圆心角等于7.2°,则
即
解得
【小问2详解】
地球体积为
根据密度公式可得地球的质量为
【小问3详解】
赤道的周长为
已知一昼夜的时间为24h,所以地球自转一周为24h,由速度公式可知赤道位置转动速度为
青岛所在位置的转动速度约为赤道位置转动速度的0.75倍,所以小乌随地球转动的速度为
【小问4详解】
根据题干信息画出发生月全食时月球运动的示意图如下:(AB为题干图2乙中地球本影的直径,、为月球的球心,月全食时,月球从运动到,与AB的交点为)
设地球和月球球心之间的距离为,设月球半径为。由题干①中信息可知,月全食的持续时间约为2h,即上图中月球从运动到用时2h,月球绕地球转动一圈的周期约为30天,所以月球从运动到的轨迹圆弧对应的圆心角为
由于很小,所以
近似等于月球从运动到的轨迹弧长,可知,……①
由题干②中信息可知,地球本影的圆弧对应圆的半径约为月球半径的2.5倍,
则上图中,……②
由题干③中信息可知,在太阳光下,将一个圆形物体抬得足够高后,影子会变成一个黑点,这个高度是圆形物体直径的108倍,图中
由于比地球半径大很多,所以
图中,根据相似三角形的知识可知
即……③
第(1)小题已求出,联立①②③可解得
33. 探究宇宙中的双星问题:
(1)宇宙中任何两个物体之间都存在万有引力,万有引力的大小,其中k为常量,、分别为两个物体的质量,r为两个物体间的距离。物体做圆周运动的快慢可以用它与圆心连线扫过角度()的快慢来描述,用角速度来表示,角速度的定义是:单位时间内,物体绕圆心转过的角度。做匀速圆周运动的物体,运动一周所用的时间叫做周期,用T表示,T与的关系为:。物体做匀速圆周运动需要受到指向圆心的力叫做向心力,质量为m的物体以角速度做半径为r的匀速圆周运动时,向心力的大小,则在m与一定时,与r的关系可用图甲中的图线________表示,角速度的定义式________;
(2)被相互引力系在一起、互相绕转的两颗星叫物理双星,双星是绕公共圆心转动的一对恒星,各自需要的向心力由彼此的万有引力相互提供,转动的周期和角速度都相同。如图乙所示,质量为、的双星,运动半径分别为、,它们之间的距离为L,请推理证明:周期。
【答案】(1) ①. b ②.
(2)因为,,
,,
所以
所以,
【解析】
【小问1详解】
由公式可知,当与一定时,与成正比,其对应图线为正比例函数图线,故可以用图线b来表示。
角速度的定义是单位时间内,物体绕圆心转过的角度。用公式表示为,其中为转过的角度,t为时间。
【小问2详解】
略
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物理模拟试题
(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题。第Ⅰ卷为选择题,共19题,43分;第Ⅱ卷为非选择题和附加题,共12题,77分。
2.所有题目都在答题卡上作答,在试题上作无效。
第Ⅰ卷(共43分)
一、选择题(满分28分,共14题,每题2分,每题提给出四个选项中,只有一个选项符合题目要求)
1. 甲、乙两物体,同时从同一地点沿直线向同一方向运动,它们的s-t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 3 s时甲在乙的前方
B. 4 s时甲、乙两物体相遇
C. 0~4 s内乙的平均速度为4 m/s
D. 2~4 s内乙做匀速直线运动
2. 古诗词是我国珍贵的文化遗产之一,也是中华文化宝库中的一颗明珠,下列诗句中与声音有关的知识分析正确的是( )
A. “谁家玉笛暗飞声,散入春风满洛城”,笛声是通过空气传入人耳的
B. “白日放歌须纵酒,青春作伴好还乡”,诗人的歌声是由空气振动产生的
C. “稻花香里说丰年,听取蛙声一片”,诗人是通过音调来辨别青蛙的叫声的
D. “路人借问遥招手,怕得鱼惊不应人”,“鱼惊”说明声音能传递能量
3. 2024年4月25日,搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭(如图)在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是( )
A. 火箭的燃料燃烧得越充分,热值越大
B. 火箭发动机工作过程中的热机效率是100%
C. 火箭“体内”的液氢燃料温度低至,内能为零
D. 火箭升空过程中,燃料燃烧释放出的内能转化为机械能
4. 同学们同时用两种不同的液体(密度为ρ1和ρ2)在同一地点做托里拆利实验,如图所示,两根完全相同的玻璃管内上方都是真空,两管内液柱高度h1、h2之比为4:5,则下列说法正确的是( )
A. 液体密度ρ1、ρ2之比为4:5 B. 液体密度ρ1、ρ2之比为5:4
C. 所测大气压的值之比为4:5 D. 所测大气压的值之比为5:4
5. 某运动员做蹦极运动,如图所示,从高处O点开始下落,A点是弹性绳的自由长度,在B点运动员所受弹力恰好等于重力,C点是第一次下落到达的最低点(蹦极过程视为在竖直方向的运动)。下列判断正确的是( )
A. 从B点到C点弹性绳的弹性势能增大
B. 运动员在C点的动能大于在B点的动能
C. 运动员从A点到B点的过程中在做减速运动
D. 在下落过程中,运动员到达A点时速度最大
6. 如图甲所示是“探究水沸腾时温度变化特点”的实验装置。图乙是水沸腾时温度计的读数,图丙中的a是根据实验数据绘制的温度与时间关系的图像。下列分析正确的是( )
A. 图甲中加盖子是为了减慢水的沸腾
B. 由图乙可知,当地大气压高于标准大气压
C. 只增加水的质量,则T﹣t关系图线应该是图丙中的d
D. 盖子上开小孔是为了防止沸点变高
7. 2021年10月16日,神舟十三号载人飞船发射升空后与中国空间站完成交会对接,航天员翟志刚、王亚平、叶光富从载人飞船进入核心舱。2022年3月23日,他们以天地交互的方式开启了“天宫课堂”第二课,如图所示是空间站的结构及航天员授课时的情景。下列说法正确的是( )
A. 对接完成后,以核心舱为参照物载人飞船是运动的
B. 航天员与学生互动是通过电磁波传递信息的
C. 中国空间站绕地球运行时受到平衡力的作用
D. 从地面带到空间站的实验器材质量变为零
8. 如图-1所示,家用液体电蚊香器正常工作时,能在107℃恒温状态下让蚊香液均匀散发驱蚊。蚊香器电路的核心元件是电热陶瓷热敏电阻,图-2是阻值大小在某一区间随温度变化的特性曲线。是保险丝,当电路中的电流异常过大时,保险丝电阻会过热烧断,从而起到保护作用。下列说法正确的是( )
A. 蚊香器的电路中,保险丝电阻与热敏电阻应并联
B. 保险丝主要是防止热敏电阻在较高温度时电流过大起到保护作用
C. 热敏电阻的阻值随温度的升高一直增大
D. 蚊香器是通过热敏电阻的温度特性来实现自动恒温的
9. 测固体密度时,如果固体体积较大放不进细窄的量筒,我们常采用“补水”的方法来进行体积测量。结合如下实验步骤,请选出实验误差最小的方案表达式( )
A. B.
C. D.
10. 图中甲、乙分别是某家庭5月初和6月初电能表的示数,则下列说法中正确的是( )
A. 电能表是计量电功率的仪表
B. 该家庭在这一个月的时间内总共用电
C. 该电能表工作时电路允许接入的最大功率2200W
D. 某用电器单独工作30min,该电能表转盘转过600转,该用电器的实际功率为1000W
11. 在探究液体压强的特点时,A烧杯内装甲液体,B烧杯内装乙液体,实验时将微小压强计的探头放入液体中,出现了如图所示的现象,图中两处H相等。通过这一现象可得出的结论是( )
A. 液体内部的压强与液体密度无关 B. 液体内部的压强与液体深度无关
C. 液体内部压强与密度、深度无关 D. 甲、乙两探头位置的液体压强相等
12. 在如图所示的部分家庭电路中,正常发光的灯泡L突然熄灭,火线上的熔丝未断,用测电笔分别测a、b、c、d四点,发现测a点时氖管发光,测b、c、d三点时氖管不发光,若电路只有一处故障,则该故障可能是( )
A. 灯泡L短路 B. 灯泡L断路
C. 开关S接触不良 D. 导线cd间断路
13. 2024年9月25日,我国向太平洋公海海域发射洲际弹道导弹1枚,跨越12000公里成功落入预定海域,彰显我国军事实力.如下为模拟控制台简略图,发射中心的两名指挥官将各自的钥匙(相当于两个开关)插入发射控制台,同时旋转钥匙接通电路才能激活发射系统.下列电路图符合要求的是( )
A. B.
C. D.
14. 如图所示,有一斜面长为s、高为h,现用力F沿斜面将重力为G的物体从底端匀速拉到顶端,斜面的机械效率为η。则下列关于斜面对物体的摩擦力f的表达式中不正确的是( )
A. B. C. D.
二、多选题(满分15分,共5小题,每题提给出四个选项中,有2-3个选项符合题目要求,全选对得3分,错选不得分,漏选得1分)
15. 如图所示,小明透过平面镜看到了蜡烛的像,下列有关平面镜成像描述,正确的是( )
A. 进入人眼的光是由蜡烛的像发出的
B. 如果将平面镜竖直上移,则像的位置不改变
C. 如果将图中的平面镜截掉一部分,则蜡烛仍能在剩余的平面镜中成完整的像
D. 如果紧贴平面镜背面放置一块不透明挡板,则蜡烛在平面镜中无法成像
16. 如图所示,用24N的力F沿水平方向拉滑轮,可使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动.物体B重10N,弹簧测力计的示数恒为5N(不计滑轮、测力计、绳子的重量,滑轮的转轴光滑),下列说法正确的是( )
A. 物体A受到地面的摩擦力是12N
B. 物体B受到水平向左的摩擦力是5N
C. 水平拉力F的功率是4.8W
D. 在2s内绳子对物体A做的功为4.8J
17. 某同学在只有电流表或电压表的情况下想测量未知电阻的阻值,稳压电源的电压未知,定值电阻和滑动变阻器的最大阻值均已知,下列电路中,可以测出阻值的是( )
A. B.
C. D.
18. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,R0为定值电阻,灯泡阻值不变,R为光敏电阻,其阻值随照射在它上面的光强(表示光照射强弱的物理量)变化而变化。闭合开关S,当光照增强时,V2示数减小。下列说法正确的是( )
A. 电流表A的示数增大,电压表V1示数减小
B. 光敏电阻R的阻值随照射在它上面的光强增大而减小
C. 电压表 V2与电流表A示数比值增大
D. 若将电路中的电表种类互换(电压表换成电流表,电流表换成电压表),当光照减弱时,电压表的示数与两电流表示数之差的比值增大
19. 如图甲所示,独轮车是施工时常见的工具,它实质上是一种省力杠杆。使用时可抽象成如图乙所示的杠杆模型,支点在O点,车身和砖头的重心在A点,手对车竖直向上的力F作用在B点。已知车身和砖头的总重力G为1000N,OA长为0.3m,AB长为0.6m。下列说法中正确的是( )
A. 将砖块放的离O点近一些,抬起车会更省力
B. 独轮车的车轴是杠杆的支点
C. 独轮车的支架恰好离地时,竖直向上的力F=500N
D. 力F是使独轮车的支架恰好离地所施加的最小力
三、填空与作图题(共5小题,满分11分)
20. 晋朝葛洪所著的《抱朴子》一书有这样的记述:“或用枣心木为飞车,以牛革结环剑,以引其机……上升四十里。”其中的“飞车”被认为是关于竹蜻蜓的最早记载。竹蜻蜓的原理如图所示,当旋转时,流过叶片上方的气流速度较大,压强较___________,在叶片上下表面产生压强差,形成对叶片向___________的压力差,推动竹蜻蜓飞行。由此联想到,为了缩短飞机起飞或着陆的滑行距离,最好___________(选填“顺风”或“逆风”)起飞。
21. 如图甲所示为猴子荡秋千的游戏装置,闭合电键后,猴子就会绕上方的横梁往复振荡。其内部电路基本结构如图乙所示(实现往复振荡的电路图中未画出)。
(1)开关闭合后,螺线管中产生磁场,其上方是________极;
(2)要让猴子动起来,下列设计和原理中,错误或不合理的是________。
A. 应用了电流的磁效应
B. 应用了电磁感应的原理
C. 应用了电动机的原理
D. 螺线管安装在底盘内,直导线安装在猴子的座位内
22. 雨后天晴的夜晚,两同学在月光下行走,如图所示。月亮____(选填“是”或“不是”)光源;如果两人都是走暗的地方,____(选填“甲”或“乙”)同学会踩到水坑。
23. “海水断崖”是指海中某些区域出现海水密度跃层现象(海水密度发生突然变化)。如图所示,当潜艇由高密度水层潜行至低密度水层时,很容易急剧下掉至安全潜深以下。二战以来在各国潜艇遭遇的数次海水断崖事件中,唯有我国372号潜艇成功自救过,潜艇急剧下掉时,现场官兵临危不惧,迅速操作使水仓__________(填“向内吸水”或“向外排水”),实现快速__________(填“增大浮力”或“减小重力”)。
24. “潭清疑水浅,荷动知鱼散。”如图所示,岸上的小聪看到水中位置的“小鱼”,其实真正的小鱼在位置。如果小聪想用激光灯恰好照射到水中的小鱼,请画出激光照射到小鱼的光路图。
四、实验探究题(共4小题,满分30分)
25. 某小组同学用如图甲的装置“探究凸透镜成像特点”,其中凸透镜的焦距为15cm。他们进行实验的同时在坐标纸上记录蜡烛与光屏上像的位置和大小,如图乙。(用带箭头的线段表示物或像,、分别表示蜡烛在A、B处像的位置)
(1)从图乙中可以看出,蜡烛在A、B位置时光屏上得到的都是倒立、________(放大/等大/缩小)的实像;
(2)和其他小组交流后发现,当他们把蜡烛放在C位置时,在光具座上无论怎样移动光屏都不能得到清晰的像。为了让蜡烛在C位置的像成在光具座上的光屏上,他们采用了两种做法;
做法一:保持蜡烛和透镜的位置不变更换凸透镜,在光具座上移动光屏,光屏上又出现了清晰的像,这表明像距变________了,由此推断更换的凸透镜会聚光的能力较强,此透镜焦距________15cm(大于/小于/等于);
做法二:保持蜡烛和透镜的位置不变,在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜,在光具座上移动光屏,光屏上又出现了清晰的像。由此实验联系实际,远视眼的晶状体焦距较________(大/小),将近处物体的像成在视网膜________(前/后)方,故需配戴凸透镜矫正;
(3)小明在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,物距u随时间t的变化图像如图丙所示,则像距v与t的大致变化关系为下图中的________;
A. B.
C. D.
(4)在图乙A位置成像的基础上,将蜡烛和光屏的位置互换,接着将透镜向左移动5cm,那么要在光屏重新得到清晰的像,应该将光屏向________(左/右)移动________(大于/小于/等于)5cm距离。
26. 如图甲所示,小明用相同的酒精灯分别给质量和初温均相同的水和煤油加热,以探究水和煤油吸热能力的大小。
(1)在图甲中组装器材时,发现温度计的玻璃泡碰到了烧杯底,应适当将______(选填“A处向上”或“B处向下”)调整。
(2)每隔相同的时间记录一次温度根据实验数据绘制成温度与加热时间的关系图像,如图丙所示。实验中,通过比较________来反映煤油和水吸收热量的多少。
(3)根据图丙中图像可知,如果使煤油和水吸收热量相同,温度变化大的是________。
(4)实验结束后,小明又找来了一些冰块,探究了冰熔化过程中温度随时间的变化规律,如图丁所示,通过分析图像发现,升高相同的温度AB段与CD段需要加热的时间不同,原因是________。
(5)若小明用了500g的冰,则冰块在BC段吸收的热量是________J。()
27. 在“测小灯泡额定电功率”的实验中,提供的器材有:电压恒为4.5V的电源,额定电压为2.5V的待测小灯泡,电阻约为8Ω,电流表(0~0.7A,0~3A),电压表(0~3V,0~15V),开关和导线若干,另有标有“30Ω,2A”的滑动变阻器和标有“5Ω,1A”的滑动变阻器。
(1)小明检查仪器时,发现电流表指针如图甲所示,接下来应进行的操作________。
(2)若小明设计的电路如图乙所示,请选择合适的量程,并用笔画线代替导线将图乙的实物图连接完整。
(3)本实验选择的滑动变阻器是________(选填“”或“”)。
(4)小明把滑片移到最左端,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表示数为零,电压表的示数接近电源电压。为了排除故障,小明接下来的操作合理的是________(选填字母符号)。
A. 拧紧小灯泡和它两端的接线柱
B. 拧紧开关两端的接线柱
C. 检查滑动变阻器是否短路
(5)小明根据实验数据绘制出图像,如图丙所示,图中阴影部分面积的物理含义是________。
(6)当灯泡两端的电压为额定电压的一半时,灯泡的实际功率________(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(7)老师说:虽然电压表的内阻很大,但电路接通后仍有微小电流流过电压表;虽然电流表的内阻很小,但是电路接通后电流表的两端仍有微小的电压,请你根据这一事实并结合电路图分析判断,该电路引起测量的小灯泡电功率偏________。
(8)小明增加一个阻值为10Ω的定值电阻,只利用一只电表,通过简单操作(开关S接“a”、“b”各一次)来测量小灯泡的额定功率,如图A、B是他设计的两种不同方案的电路图,则以下判断正确的是( )(填序号)。
A. 两种方案都可行 B. 两种方案都不可行
C. A方案可行,B方案不可行 D. A方案不可行,B方案可行
28. 小雨在做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验时,结合生活中的现象,猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:
猜想一:接触面所受的压力大小;猜想二:接触面的粗糙程度
(1)如图甲所示,将一个木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向________拉动,根据________原理可知滑动摩擦力的大小等于拉力的大小;
(2)如图乙所示,在木块上放一个重物,重复上面的操作。比较甲、乙两图中弹簧测力计的示数,可探究滑动摩擦力大小与________的关系;
(3)如图丙所示,将木块放在毛巾上,重复上面的操作。比较甲、丙两图可得出:压力大小相同时,________,滑动摩擦力越大;
(4)小雨猜想滑动摩擦力大小可能还与速度大小有关,于是她设计了如下图a所示的实验装置。传送带速度可以自由调节,拉力传感器可以显示拉力大小。定滑轮摩擦忽略不计。改变传送带速度,根据实验数据分别绘制出传送带的速度与时间()和拉力与时间()的关系图像。分析图b、c两图可知,滑动摩擦力的大小与物体相对传送带运动速度的大小________(选填“有关”或“无关”)。
(5)接下来,同学们将木块翻过来,使贴有毛巾的那一面与传送带接触,重复上述实验,并根据实验数据也在图乙中画出了这次实验的摩擦力与压力的关系图像,你认为这个图像应在图d中________(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)区域;
(6)实验结束时,爱思考的小雨发现该装置中左右两个皮带轮之间的距离是可调的。他想:为了防止皮带轮和传送带之间打滑,应把左右两个皮带轮之间的距离调________(选填“近”或“远”)一些。他还想到另一个问题:如果实验中木块所受的所有力全部消失,木块将会________。
五、计算题(共2小题,满分16分)
29. 某科技小组设计的电热水器具有加热和保温功能,其工作原理如图1所示。R为热敏电阻,其阻值R随温度变化的规律图像如图2所示,电源电压为6V,保护电阻的阻值为300Ω,热敏电阻R和工作电路中的三只加热电阻丝、、均置于储水箱中,,,加热和保温时的功率分别为2200W和110W。
(1)当电磁铁线圈中的电流时,继电器上方触点c接触,保温电路接通,热水器刚开始保温时水的温度是多大?(电磁铁线圈电阻不计)
(2)电阻丝的阻值是多大?
(3)若该热水器在加热状态下电热转换效率为96%,将44kg、25℃的水加热到50℃需要多少秒?[]
30. “国之重器”中的起重船在我国很多伟大的工程中发挥着重要作用。起重船的工作就是将重物起吊移至指定位置。如图甲所示,一艘起重船自身质量,要吊装的重物质量。为了防止起重船吊装重物时发生倾斜,在起重船的船体两侧建造了由许多小舱室组成的水舱。起重船吊起重物后,就通过抽水机将一侧水舱里的水抽向另一侧水舱来保持起重船平衡,示意图如图乙所示。小海设计了一种用力传感器感知抽水量的长方体水舱模型,其底面积为,示意图如图丙所示,其中A是固定的力传感器,能够显示B对它的压力或拉力的大小;B是质量和体积均可忽略的细直杆,B的上端固定在A上,下端固定在物体C上;物体C是质量为20kg、高度为2m的圆柱体。水舱中装有的水,抽水机将水抽出的过程中,力传感器示数F的大小随抽出水的体积V变化的图像如图丁所示。求:
(1)起重船带着重物一起漂浮在水面上时,受到的浮力大小;
(2)当物体C浸没时排开水的体积;
(3)当力传感器示数为0时,剩余的水对舱底的压强。
六、附加题:(满分20分,共3题)
31. 归纳、演绎探究——探究带电粒子的性质
物体做匀速圆周运动时,要受到一个指向圆心的力,这个力我们把它叫做向心力.向心力大小与什么因素有关呢?小雨进行了研究,并填写记录表格如下:
小球编号
小球质量
小球转动的速度
小球转动的半径
小球所受向心力
1
5
2
0.2
0.1
2
5
4
0.2
0.4
3
10
4
0.2
0.8
4
20
4
0.4
0.8
(1)请你写出向心力的表达式F=k______.其中比例系数k=______(写出数值和单位).
(2)如图,“×”表示垂直于纸面向里的磁场.当质量为m、带电荷量为q的带电粒子以速度v沿垂直于磁场的方向进入磁感应强度为的磁场中时,带电粒子会受到洛伦兹力F洛=qvb,带电粒子在磁场中将做匀速圆周运动.带电粒子做匀速圆周运动的向心力就是它受到的洛伦兹力.
带电粒子的电荷量与它的质量之比叫做比荷,不同带电粒子的比荷不同.已知某带电粒子在磁感应强度为B的磁场中的运动周期(在磁场中运动一周所用的时间叫做该粒子的运动周期)为T,请证明带电粒子的比荷的数学表达式为_______.
32. 小乌同学在查阅相关资料后,设计了一个天体参数的估测任务单,请你帮他完成相关物理量的测量计算。半径为r时,球体表面积公式为,球体体积公式为;(本题中,取3,必须使用规范的科学记数法,并且结果保留整数,得到的取整结果直接用于后续所有的计算)。
(1)估测地球半径。
小乌查询到,在古时候,人们发现当太阳光恰好直射到赛伊城的水井底部时,在地面距离赛伊城800km远的亚历山大城,阳光和竖立的木杆的夹角为7.2°。已知此时太阳光可看作平行光,如图1所示,由此可以估算出地球的半径为________m。
(2)估算地球的质量。
通过地理的学习,小乌知道地球是一颗岩石类行星,他查询岩石密度约为,于是他利用密度公式计算出地球的质量约为________kg。
(3)估测自己随地球自转的运动速度。
在算出地球的半径后,小乌想计算出自己随地球自转的运动速度。已知一昼夜的时间为24h,青岛所在位置的纬度约为北纬37°。他查询得知青岛所在位置的转动速度约为赤道位置转动速度的0.75倍。据此可以估算出小乌随地球转动的速度约为________km/h。
(4)估测月球半径。
为了计算地球和月球球心之间的距离和月球半径,小乌通过学习和查询得到了以下信息,请根据信息完成计算。
①小乌在学习物理后,知道月全食是月球划过地球的本影(太阳照射地球而成的本影)时形成的,他查询得知某一次月球从地球的本影中央划过,如图2甲所示,月全食的持续时间约为2h,而月球绕地球转动一圈的周期约为30天。
②小乌查询到借助天文观测,可以发现月偏食的时候,地球本影的圆弧对应圆的半径约为月球半径的2.5倍,如图2乙所示。
③小乌在地面上实验发现,在太阳光下,将一个圆形物体抬得足够高后,影子会变成一个黑点,这个高度是圆形物体直径的108倍。
由此可以计算出月球的半径约为________m。
33. 探究宇宙中的双星问题:
(1)宇宙中任何两个物体之间都存在万有引力,万有引力的大小,其中k为常量,、分别为两个物体的质量,r为两个物体间的距离。物体做圆周运动的快慢可以用它与圆心连线扫过角度()的快慢来描述,用角速度来表示,角速度的定义是:单位时间内,物体绕圆心转过的角度。做匀速圆周运动的物体,运动一周所用的时间叫做周期,用T表示,T与的关系为:。物体做匀速圆周运动需要受到指向圆心的力叫做向心力,质量为m的物体以角速度做半径为r的匀速圆周运动时,向心力的大小,则在m与一定时,与r的关系可用图甲中的图线________表示,角速度的定义式________;
(2)被相互引力系在一起、互相绕转的两颗星叫物理双星,双星是绕公共圆心转动的一对恒星,各自需要的向心力由彼此的万有引力相互提供,转动的周期和角速度都相同。如图乙所示,质量为、的双星,运动半径分别为、,它们之间的距离为L,请推理证明:周期。
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