内容正文:
2025年青岛市自主招生模拟试题(二)
物理试卷
(考试时间:90分钟,,满分120分)
说明:
本试题分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共33小题。第Ⅰ卷为选择题,共20小题,45分;第Ⅱ卷为非选择题和附加题,共13小题,75分、第Ⅰ卷(共43分)
一、单项选择题(满分28分,共14题,每题2分。每题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)
1. 中国古代青铜器铸造技术十分发达,其中制作模具时常用到“失蜡法”,具体做法是,用固态蜂蜡雕刻成铸件模型,再将耐火泥料敷在其表面,加热后蜂蜡变成液体流失,模具便做好了。该过程中蜂蜡发生的物态变化是( )
A. 液化 B. 升华 C. 熔化 D. 凝固
【答案】C
【解析】
【详解】物体由固态变为液态的过程叫熔化。根据题意知,用固态蜂蜡雕刻成铸件模型,再将耐火泥料敷在其表面,加热后蜂蜡变成液体流失,该过程中蜂蜡发生的物态变化是熔化。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2. 如图是甲骨文“聲”,字同“声”,像“手执槌敲击磬而声音传于耳”形,这说明古人很早就知道声音与敲击有关。下列说法正确的是( )
A. 磬声是由槌的振动产生的 B. 磬声是通过空气传入耳朵的
C. 敲击磬发出的声音是次声波 D. 用力敲击磬时发出声音的音调变高
【答案】B
【解析】
【详解】A.声音是由物体振动产生的,由题意知,磬声是由磬的振动产生的,故A错误;
B.声音的传播需要介质,所以磬声是通过空气传入耳朵的,故B正确;
C.频率低于20Hz的声音是次声波,人耳听不到,而敲击磬发出的声音,人可以听到,所以不是次声波,故C错误;
D.用力敲击磬时,物体振动的幅度变大,所以发出声音的响度变大,故D错误。
故选B。
3. 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。
4. 北斗三号全球卫星导航系统正式开通以来,运行稳定,持续为全球用户提供优质服务,系统服务能力步入世界一流行列。下列说法正确的是( )
A. 北斗卫星上的芯片采用超导材料制成
B. 北斗卫星利用电磁波向地面传递信息
C. 电磁波在空气中的传播速度为
D. 北斗卫星工作所消耗的电能属于一次能源
【答案】B
【解析】
【详解】A.北斗卫星芯片是用半导体材料制成的,不是超导材料,故A错误;
B.电磁波可以在真空中传播,北斗卫星正是利用电磁波向地面传递信息,故B正确;
C.340m/s是声音在空气中的传播速度,电磁波在空气中的传播速度约为,故C错误;
D.电能需要通过其他能源转化才能得到,属于二次能源,不是一次能源,故D错误。
故选B。
5. 20世纪60年代,美国细菌学家发现趋磁细菌,将磁铁置于细菌附近,细菌向磁铁的N极运动,如图所示。由此可见,在海洋中,地磁场将驱使这种细菌运动的方向为( )
A. 由南向北 B. 由北向南 C. 由西向东 D. 由东向西
【答案】B
【解析】
【详解】如图所示,磁铁外部磁感线从N极出发,回到S极,将磁铁置于细菌附近,细菌向磁铁的N极运动,而地磁N极在地理S极附近,故细菌在地磁场将驱使下将从北向南运动,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6. 关于家用电器的工作过程和家庭电路,下列说法正确的是( )
A. 控制用电器的开关需要与零线相连
B. 有金属外壳的家用电器可以使用两孔插座
C. 使用试电笔时,用指尖抵住上端的金属帽
D. 保险丝的作用是在发生漏电时切断电路
【答案】C
【解析】
【详解】A.家庭电路中,控制用电器的开关必须接在火线上,断开开关后用电器不带电,保障检修安全,故A错误;
B.有金属外壳的家用电器必须使用三孔插座接地,防止外壳漏电时引发触电事故,故B错误;
C.使用试电笔时,需要用指尖抵住试电笔上端的金属帽,使人体和试电笔形成通路,才能正常分辨火线和零线,故C正确;
D.保险丝的作用是电路电流过大时熔断切断电路,漏电时起作用的是漏电保护器,故D错误。
故选C。
7. 2024年2月17日,第十四届全国冬季运动会在内蒙古呼伦贝尔拉开帷幕。如图所示是短道速滑项目的精彩瞬间。下列说法中正确的是( )
A. 以看台上的观众为参照物,运动员是静止的
B. 运动员在转弯过程中,其运动状态保持不变
C. 运动员到达终点后,不能立即停下来是因为受到惯性作用
D. 运动员站立时对冰面的压力和运动员所受的支持力是一对相互作用力
【答案】D
【解析】
【详解】A.以看台上的观众为参照物,运动员位置不断变化,因此运动员是运动的,故A错误;
B.转弯过程中,运动员运动方向发生改变,运动状态发生变化,故B错误;
C.惯性是物体本身的固有属性,不能说 “受到惯性作用”,正确描述是 “具有惯性”,故C错误;
D.运动员对冰面的压力、冰面对运动员的支持力,符合力的作用是相互的,这两个力作用在两个不同物体上、大小相等、方向相反、同一直线,是一对相互作用力,故D正确。
故选 D。
8. 一个未装满饮料的密闭瓶子,正立放在桌面上如图甲所示,饮料对瓶底的压力为,瓶子对桌面的压强为;将其倒立放在桌面上如图乙所示,饮料对瓶盖的压力为,瓶子对桌面的压强为。则下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知,图乙饮料倒立放置时,高度更高,由可知,图乙中饮料对瓶盖的压强更大,即大于;甲容器中液体上下同宽,所以液体对瓶底的压力等于液体的重力,图乙中液体上宽下窄,液体对瓶盖的压力小于液体的重力,所以图甲中饮料对瓶底的压力大于饮料对瓶盖的压力为。
故选C。
9. 汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是( )
A. 甲图是压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,气体的温度升高
B. 由乙图可知该汽油机的效率是30%
C. 汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值
D. 为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的热值
【答案】A
【解析】
【详解】A.如图甲所示,进气孔和排气孔都关闭,活塞向上运动,压缩气体,对气体做功,气体温度升高,这是汽油机的压缩冲程,故A正确;
B.由乙图可知该汽油机的效率为
η=100%-6%-30%-36%=28%
故B错误;
CD.热值是燃料完全燃烧时的放出的热量和质量之比,燃料的热值只与燃料的种类和状态有关,与燃料是否完全燃烧无关,燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的利用率,不会降低燃料的热值;为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的利用率,不能提高燃料的热值,故CD错误。
故选A。
10. 如图是一新型手电筒。上下快速晃动时,筒内的磁体会上下运动,使筒壁上的线圈内产生感应电流,并为筒内的蓄电池充电。下列说法正确的是( )
A. 该装置利用了电动机原理 B. 上下快速晃动时电能转化为机械能
C. 该装置利用了发电机原理 D. 为蓄电池充电时化学能转化为电能
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.上下快速晃动时,筒内的磁体会上下运动,切割磁感线,产生感应电流,将机械能转化为电能,所以利用了发电机原理,故C正确,AB错误;
D.为蓄电池充电时,蓄电池消耗电能,所以将电能转化为化学能,故D错误。
故选C。
11. 在内径约为玻璃管中注水近满,上端留一个气泡,用橡皮塞塞住管口,再将玻璃管翻转后竖直放置,气泡上升,如图所示。测得气泡以的速度上升了,则该过程中气泡所受浮力做功的功率最接近于( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】玻璃管内径
气泡上升高度
上升速度
气泡重力远小于浮力,浮力大小约等于气泡排开水的重力,且气泡匀速上升,浮力做功功率公式
气泡近似圆柱形,管横截面积
气泡长度约等于管径
取气泡高度,排开水体积
浮力
浮力做功功率
接近2×10−4W,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
12. 下图所示电路中电源电压保持不变,关于电路的工作情况,下列说法中正确的是( )
A. 若同时闭合开关S1和S2,通过两只灯泡L1、L2的电流一定相同
B. 开关都闭合后,若将电压表和电流表的位置对调,两表都被烧坏
C. 若先闭合开关S1,再闭合开关S2,电压表示数不变,电流表的示数变小
D. 开关都闭合后,若电流表负接线柱断路,电压表和电流表的示数都为零
【答案】D
【解析】
【详解】A.若同时闭合开关S1和S2,两个灯并联,通过两只灯泡L1、L2的电流不一定相同,故A错误;
B.若开关都闭合后,若将电压表和电流表的位置对调,灯泡L2正常发光,电压表与电流表串联,电压表和电流表都不会损坏,故B错误;
C.若先闭合开关S1,只有灯泡L1工作,再闭合开关S2,两个灯泡并联,电压表示数不变,电流表一直测量灯泡L1的电流,故电流表的示数不变,故C错误;
D.开关都闭合后,若电流表负接线柱断路,则没有电流经过电压表和电流表,故电流表和电压表的示数都为零,故D正确。
故选D。
13. 如图是相向而行的甲、乙两物体的图像,下列说法正确的是( )
A. 相遇时两物体通过的路程均为100 m
B. 内甲、乙均做匀速直线运动
C. 甲的运动速度为
D. 甲、乙是同时出发的
【答案】C
【解析】
【详解】A.在路程时间图像中,图像的交点代表相遇,所以由图可知在30s时相遇,所以相遇时乙的路程为100m,甲的路程为
故A错误;
B.由图可知0到10s内乙路程为零,说明乙静止,故B错误;
C.甲的速度为
故C正确;
D.由图可知0到10s内乙静止,从第10s开始以才运动,而甲从第0s开始运动,故D错误。
故选C。
14. 压力锅是常用的加热容器。锅盖中央有一个出气孔,孔上盖有限压阀,当锅内气压达到限定值时,限压阀被锅内气体顶起放出部分气体,实现了对锅内气体压强的控制。某压力锅盖出气孔的横截面积为S,水沸腾时锅内气压为P,则该款压力锅限压阀应选用的质量为(外界大气压为)( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】刚好被锅内气体顶起的限压阀受到三个力:锅内气体向上的压力、外界大气压向下的压力、自身向下的重力。 限压阀平衡时,向上的力等于向下总力,即
整理得限压阀质量 ,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
二、多项选择题(满分15分,共5题。每题给出的四个选项中,有2-3个选项符合题目要求,全选对得3分,漏选得1分,错选或不选得0分)
15. 图甲为我国古代的“节能灯”——“省油灯”,图乙为其部分剖面示意图。向灯盏夹层内注水,有助于减慢油的蒸发,达到省油的目的。比热容,下列说法不正确的是( )
A. 陶瓷的比热容比铜大,从火焰吸收相同的热量,陶瓷升温比铜小
B. 夹层中冷水吸收热量,降低了油分子运动的速度
C. 陶瓷省油灯中油的温度越低,含有的热量越少
D. 在燃烧过程中,油的热值变小
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据吸热公式变形得,吸收相同热量、质量相同时,比热容越大,温度升高量越小。已知,故陶瓷升温比铜小,故A正确,不符合题意;
B.分子无规则运动的剧烈程度和温度有关,温度越高分子运动越快。夹层冷水吸收热量,使油的温度降低,油分子运动速度减慢,故B正确,不符合题意;
C.热量是过程量,只能描述为“吸收、放出热量”,不能说物体“含有热量”,“含有”是内能的描述方式,故C错误,符合题意;
D.热值是燃料本身的固有特性,只和燃料的种类有关,和燃料质量、燃烧程度无关。油燃烧过程中,种类不变,热值不变,故D错误,符合题意。
故选CD。
16. 弹簧置于光滑管内,下端固定在水平地面上,上端与管口平齐。如图所示,将一直径略小于管的小球放在弹簧上端,先后两次向下按压弹簧到不同位置后释放小球,小球沿竖直方向运动,第一次小球到达的最高点为a,第二次小球到达的最高点为b,c为小球运动路径上的一点,小球所受空气阻力忽略不计,则先后两次( )
A. 第一次释放小球时弹簧的弹性势能大
B. 小球由c到b过程,弹性势能转化为重力势能
C. 小球上升过程,经过c点时的重力势能相等
D. 小球上升过程,经过c点时的机械能相等
【答案】AC
【解析】
【详解】A.按压弹簧到不同位置后释放小球,小球沿竖直方向运动,直到运动到最高点的过程中,空气阻力忽略不计,弹簧的弹性势能转化成小球的动能,再转化成小球的重力势能,第一次小球到达的最高点为a,第二次小球到达的最高点为b,由图可知,a高于b,则第一次小球到达最高点时的重力势能较大,由机械能守恒可知,第一次释放小球时弹簧的弹性势能大,故A正确,符合题意;
B.小球由c到b过程,质量不变,速度减小,动能减小,高度增大,重力势能增大,动能转化为重力势能,故B错误,不符合题意;
C.小球上升过程,经过c点时,高度相等,质量相等,小球的重力势能相等,故C正确,符合题意;
D.第一次释放小球时弹簧的弹性势能大,由机械能守恒可知,第一次释放小球后,上升经过c点时的机械能较大,故D错误,不符合题意。
故选AC。
17. 图甲是一种汽车尾气排放检测电路。当尾气浓度高于某一设定值时,电铃报警;气敏电阻的阻值与尾气浓度之间的关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A. 电磁铁通电后,线圈上端为S极
B. 的阻值随尾气浓度的增大而增大
C. 检测时保持滑片位置不变,当尾气浓度变大时,两端电压变小
D. 为使尾气浓度更低时报警,应将滑片适当上移
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.由图可知电流由电磁铁上端流入,下端流出,根据安培定则,电磁铁通电后,线圈下端为 N 极,上端为 S极,故A正确;
B.由图乙可知,气敏电阻的阻值随尾气浓度的增大而减小,故B错误;
C.尾气浓度变大时,阻值减小,控制电路总电阻减小,电流增大;滑片位置不变,其阻值不变,根据,两端电压增大,电源电压不变,因此两端电压变小,故C正确;
D.尾气浓度更低时,阻值更大,为使此时控制电路电流达到报警电流,需减小的阻值,应将滑片适当上移,故D正确。
故选ACD。
18. 如图所示,重力为6N的物体在4N拉力F的作用下,以0.2m/s的速度沿斜面匀速上升。当物体升高0.6m时,恰好沿斜面前进1.2m的距离。(忽略绳重和动滑轮自重)( )
A. 该装置的机械效率为37.5% B. 物体对斜面的压力为6N
C. 物体与斜面间的摩擦力为5N D. 拉力F的功率为1.6W
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.由动滑轮的特点可知,绳子自由端移动的距离
s=2s物=2×1.2m=2.4m
拉力做的总功
W总=Fs=4N×2.4m=9.6J
该装置做的有用功
W有=Gh=6N×0.6m=3.6J
该装置的机械效率
故A符合题意;
B.物体在斜面时对斜面的压力小于物体的重力,故B不符合题意;
C.额外功
W额=W总-W有=9.6J-3.6J=6J
物体与斜面间的摩擦力
故C符合题意;
D.绳子自由端移动的速度
v=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s
所以拉力F的功率
故D符合题意。
故选ACD。
19. 一底面积为圆柱形容器中装有适量的水,质量分别为和的甲、乙两实心小球用一根无弹性细线连在一起。将它们放入水中后恰好悬浮,如图所示,此时细线上的拉力为。下列判断正确的是( )
A. 甲球的密度为
B. 乙球的体积为
C. 将细线剪断待两小球静止后,液面下降的高度为
D. 将细线剪断待两小球静止后,甲球露出水面的体积为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A. 对甲受力分析,甲悬浮,向上浮力等于向下的重力与拉力之和:,结合阿基米德原理,得
甲的密度
故A正确;
B. 对乙受力分析,乙悬浮,向下的重力等于向上浮力与拉力之和:,结合阿基米德原理得
故B错误;
C. 剪断细线后,乙沉底仍完全浸没,排开体积不变;甲上浮最终漂浮。 总浮力变化量:原总浮力等于总重力
剪断后总浮力
总浮力减少量
总排开体积减少量
液面下降高度
故C正确;
D. 甲原完全浸没,;漂浮后,得
甲露出体积
故D正确。
故选ACD。
第Ⅱ卷(共77分)
三、填空与作图题(满分15分,共3题)
20. 清晨的湖面宛如一面巨大的镜子,小明站在湖边观赏鱼,恰好空中一只小鸟飞过,呈现“水中鱼鸟同游”的美景。如图A为空中鸟,B为水中的鱼所在位置,在C处小明恰好看到水中的鱼和鸟重合的现象,这美景奇观中的“鱼”和“鸟”分别是由于光的______和光的______形成的像;小明利用照相机______(选填“能够”或“不能”)拍摄到这一鱼鸟重合的景象;请找出小明看到水中鸟与鱼的像的位置D,并完成光路图______。(保留作图痕迹)
【答案】 ①. 折射 ②. 反射 ③. 能够 ④.
【解析】
【详解】水中的“鱼”是水下的鱼反射的光线从水中斜射入空气时发生折射而进入人眼所形成的虚像。
水中的“鸟”是空中的小鸟在平静如镜的水面发生平面镜反射所形成的虚像。
既然在C处人眼能接收到重合的光线并看到虚像,说明将照相机放置在C处同样能接收到这些折射和反射光线并使其在底片上成像。
作出空中鸟A关于水面的对称点A',连接A'C交水面于点D(即鱼鸟重合像的位置),再分别连接AD、BD以及沿DC方向画出光线,即可完成包含反射与折射的光路图。
21. 如图甲所示,小红把猫咪用干燥的毛巾揉搓后,放到装满泡沫颗粒的盒子里,结果猫咪就穿上了白色的“外衣”,这种使物体带电的现象叫做摩擦起电,其实质是______的得失转移,猫咪穿上白色的“外衣”说明带电体具有____________的性质。某同学为探究这一现象与原理,将轻质带电小球b、c悬挂时如图乙所示,若共同悬挂a、b、c三个带电小球则如图丙所示静止状态,已知c小球带正电,则a小球带______电,请在丙图中画出a分别受到b、c的作用力、的示意图______。
【答案】 ①. 电子 ②. 吸引轻小物体 ③. 正 ④.
【解析】
【详解】摩擦起电的实质不是创造电荷,而是不同物体摩擦时发生电子的得失转移;
带电的猫咪能吸引轻小的泡沫颗粒,说明带电体具有吸引轻小物体的性质;
根据电荷间相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。已知三个小球都带电,带正电,图乙中、相互吸引,说明带负电;图丙中三个小球都竖直静止,水平方向受力平衡:对带负电的有向右的吸引力,因此对有向左的吸引力,说明和带异种电荷,因此带正电;
对受力分析:和带异种电荷,相互吸引,在右侧,因此对的力方向水平向右;带正电,带正电,相互排斥,在右侧,因此对的排斥力方向水平向左;静止,水平方向二力平衡,两个力大小相等,因此线段长度相等,作用点都在的球心。
22. 如图甲所示为家用智能电热马桶盖,图乙是其电路,R1和R2两个定值电阻(表示两个电热丝),该电路通过开关S1和S2的不同接法组合,可实现______种加热挡位的控制。当开关S1断开,S2接a时电路的功率为44W,开关S1闭合、S2接a时电路的功率为88W,则R2的阻值为______Ω;若马桶圈的质量,要使马桶圈的温度升高,则开关S1______、S2接______的连接方式加热最快,需要时间为______。(设电热丝发热全部被马桶圈吸收,马桶圈材料的比热容)
【答案】 ①. 三 ②. 550 ③. 闭合 ④. b ⑤. 13s
【解析】
【详解】[1] 电路通过开关S1和S2的不同接法组合,根据可实现三种加热挡位的控制:
S1闭合,S2接b,R1与R2并联,总阻值最小,高温挡;
S1闭合,S2接a,R2被短路, R1单独工作,中温挡;
S1断开,S2接a,R1与R2串联,总阻值最大,低温挡。
[2] 由电路图知电源电压220V,开关S1断开,S2接a,R1与R2串联,,代入数据
开关S1闭合、S2接a,R2被短路, R1单独工作,,代入数据
计算得。
[3][4] 开关S1闭合,S2接b,R1与R2并联,总阻值最小,高温挡,加热最快。
[5]根据得
电热丝发热全部被马桶圈吸收,则有
根据得
代入数据得
需要时间为
四、实验探究题(满分24分,共4题)
23. “探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示,平面镜放在水平桌面上,标有刻度(图中未画出)的白色纸板,能垂直于的轴向后折转,在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
(1)实验前,应将纸板垂直放置于平面镜上;实验时,在纸板上画出一条直线,使入射光线紧贴入射到平面镜的O点,移动激光笔,使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光束沿______时针方向转动;
(2)移动激光笔,使入射角为,测得反射角也为,由此就得出“光反射时,反射角等于入射角”的结论。你认为有何不妥之处?______________;
(3)如图乙所示,将纸板右半部分绕向后折转任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现。此现象说明了_______________;
(4)在图甲中,若将纸板(连同激光笔)绕向后倾斜,入射光线仍能呈现在纸板上,且仍紧贴纸板入射到平面镜的O点(如图丙),此时与图甲情形对比,发生改变的有( )(填字母,多选);
A. 法线位置 B. 反射光线方向
C. 入射角度数 D. 反射角与入射角的关系
(5)有一种液面微变监视器,基本原理图如图丁所示,光束发射器始终以一定角度向被监视的液面发射一束细光,光束经液面反射后被光电转换接收器接收,若光电转换接收器接收到的光点从点移到,说明液面______(填“上升”或“下降”)了,则光斑移动距离的大小与接收平面到液面之间的距离______(选填“有”或“没有”)关系。
【答案】(1)顺 (2)实验次数太少了,结论不可靠
(3)反射光线、入射光线、法线都在同一个平面内 (4)BC
(5) ①. 下降 ②. 没有
【解析】
【小问1详解】
入射光线绕O点逆时针转动时,入射角增大,反射角也增大,反射光线会沿顺时针方向转动。
【小问2详解】
实验次数太少,只进行一次实验得出的结论具有偶然性,不具备普遍性,得到的结论不可靠;应多次改变入射角的大小进行实验,才能归纳出普遍规律。
【小问3详解】
将纸板右半部分绕ON向后折转后,纸板上无反射光束呈现,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
【小问4详解】
A.法线始终垂直于平面镜,因此法线位置不变,故A错误;
BC.纸板倾斜后,入射光线与法线的夹角(入射角)改变,反射角也随之改变,反射光线方向改变,故BC正确;
D.反射角始终等于入射角,二者的关系不变,故D错误。
故选BC。
【小问5详解】
①液面上升时,入射点左移,反射光线平行上移,接收平面上的光点将向左移动;光电转换接收器接收到的光点从S1点移到S2,故液面下降。
②液面变化时,反射光线始终平行,光斑移动距离只与液面变化高度有关,与接收平面到液面的距离没有关系。
24. 日常生活中,鞋底的防滑性直接影响着鞋子穿用时的舒适性和安全性,良好的防滑性更有利于行走稳定,从而减少伤害。于是小金设计实验探究家中两款运动鞋的防滑性能。
(1)如图甲所示,小金用弹簧测力计拉着运动鞋沿水平桌面做匀速直线运动,此时运动鞋受到的滑动摩擦力为______N。
(2)按如图甲所示的装置进行实验时,小金发现实验操作不方便,思考后进行优化,如图乙所示,让弹簧测力计和鞋保持静止,拉动鞋下的橡胶垫依次进行测量,记录的实验数据如表。
次数
款式
鞋与填充物的总重
弹簧测力计的示数
1
A款
4
2
A款
5
3
B款
4
4
B款
5
(3)在比较两款运动鞋的防滑性能实验中,鞋内加入填充物的目的是控制______相同。
(4)分析实验数据可知:
①______(选填“A”或“B”)款运动鞋的防滑性能较好;
②在接触面粗糙程度一定时,______越大,滑动摩擦力越大。
(5)在图乙装置第1次实验的基础上,小金将橡胶垫与鞋的接触面积减小为鞋底面积的一半时,重复实验,如图丙所示,观察到弹簧测力计的示数仍为,由此可得出结论:滑动摩擦力的大小与______大小无关。
(6)图乙装置中运动鞋所受摩擦力方向______(填“左”或“右”)。
【答案】 ①. ②. 压力大小 ③. B ④. 压力 ⑤. 接触面积 ⑥. 左
【解析】
【详解】[1]弹簧测力计分度值为0.2N,图中读数为1.6N;鞋子沿水平面匀速直线运动时,拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,因此滑动摩擦力为1.6N。
[2]探究防滑性能(滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系),根据控制变量法,需要控制鞋子对接触面的压力大小相同,加填充物就是为了保证压力相同。
[3]压力相同时,滑动摩擦力越大,防滑性能越好。由表格数据可知,相同压力下B款鞋受到的摩擦力更大,因此B款防滑性能更好。
[4]分析同一款鞋的实验数据,接触面粗糙程度不变时,压力越大,滑动摩擦力越大。
[5]接触面积减小后,滑动摩擦力大小不变,因此可得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积大小无关。
[6]图乙中向左拉动橡胶垫,运动鞋相对于橡胶垫向右运动,滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,因此运动鞋受到的摩擦力方向向左。
25. 在探究“电流与电阻的关系”的实验中,小津用如图甲所示的电路进行实验:电源电压恒为4.5V,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,“20Ω 1A”的滑动变阻器一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整;
(2)闭合开关后,小津发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,两电表的指针始终处于图乙所示的状态,则故障的原因可能是电阻R_______(选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,小津先用5Ω的电阻做完实验后,不移动滑片,断开开关,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,然后闭合开关,接着他应向_______(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为________V,记下电流表示数;
(4)为使实验结论更加具有普遍性,小津又将定值电阻两端电压设置为U0,再次将5个定值电阻接入之前的电路中重复实验并记录数据,最后得出了和之前一样的实验结论。在小津的这五次实验中,当电压表示数调至U0时,滑动变阻器消耗的最大功率与最小功率之比是_______。为了完成这五次实验探究,定值电阻两端的电压U0的范围为________V。
【答案】(1) (2)断路
(3) ①. A ②. 2.5
(4) ①. 5:1 ②. 2.5~3
【解析】
【小问1详解】
本实验中,电流表串联接入电路,电压表并联在定值电阻两端,原电路缺少电压表与定值电阻另一侧的连接,按“正进负出”连接即可。
【小问2详解】
由图乙可知:电流表示数为0,说明电路断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表串联在电路中测电源电压,因此故障可能是定值电阻R断路。
【小问3详解】
由图丙可知,第一次实验中,,因此实验控制的定值电阻电压
将换成后,根据串联分压原理,定值电阻两端电压升高,要保持电压不变,需要增大滑动变阻器接入的电阻,因此滑片向A端移动,最终使电压表示数保持不变。
【小问4详解】
滑动变阻器两端电压
始终保持不变,滑动变阻器功率,功率与电流成正比。电流,因此电流与R成反比
要完成5次实验,当接入最大定值电阻时,滑动变阻器最大阻值,根据串联分压
代入数据得
即最小为; 滑动变阻器允许最大电流为,接入最小电阻时,最大电流,得, 故范围是
26. 如图1所示,小田在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验时,用弹簧测力计吊着圆柱形物体逐渐浸入水中,再将圆柱形物体逐渐浸入盐水中。
(1)比较A、B、C三次实验,说明物体______越大,物体所受浮力越大。
(2)为了探究物体所受浮力的大小与液体密度的关系,应该比较___________三次实验。
(3)小田利用实验中的数据计算出圆柱形物体的密度为______,如果将圆柱形物体浸入水中后,圆柱形物体吸水,会使圆柱形物体密度的测量值______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(4)回到家后,小田效仿历史上“曹冲称象”的故事,在家利用水盆、小碗、柱状玻璃杯、足量的水、刻度尺和记号笔等,测量小玻璃珠的密度。实验步骤如下:
①如图2甲所示,将装有一定数量小玻璃珠的碗放入盛有水的水盆中,使碗漂浮在水面上,用记号笔在碗外壁上标记水面的位置;
②如图2乙所示,往柱状玻璃杯内倒入适量的水,用刻度尺测量出柱状玻璃杯水面的高度;
③将碗中所有小玻璃珠放入柱状玻璃杯中,用刻度尺测量出柱状玻璃杯水面对应的高度,如图2丙所示;
④将柱状玻璃杯中的水慢慢倒入漂浮在水盆中的空碗内,_________,用刻度尺测量出柱状玻璃杯中剩余水面对应的高度,如图2丁所示(请将步骤④补充完整);
⑤根据以上测量,请推导出小玻璃珠的密度为_______。
【答案】(1)排开液体的体积
(2)A、C、E (3) ①. 8 ②. 偏大
(4) ①. 直到标记处与碗外水面相平 ②. 3
【解析】
【小问1详解】
A、B、C 中液体都是水,密度相同,物体浸入体积逐渐变大,弹簧测力计示数变小,浮力变大。故物体排开液体的体积越大,所受浮力越大。
【小问2详解】
探究物体所受浮力的大小与液体密度的关系时,需控制排开液体的体积相同,所以应比较A、C、E三次实验。
【小问3详解】
[1]由A、C知,浮力为
浸没时,圆柱形物体体积等于排开液体的体积,即
圆柱形物体的质量为
圆柱形物体的密度为
[2] 如果将圆柱形物体浸入水中后,圆柱形物体吸水,测得浮力偏小,则物体排开液体的体积减小,根据密度公式,圆柱形物体质量不变,体积减小,则密度测量值偏大。
【小问4详解】
[1]将玻璃杯中的水倒入空碗,直到碗外水面与标记处相平,保证玻璃珠的重力等于倒入水的重力。
[2]设玻璃杯底面积为S,玻璃珠体积为,玻璃珠重力等于倒入空碗中水的重力为
玻璃珠密度为
五、计算题(满分18分,共2题)
27. 杆秤是测量质量的常用工具,如图甲所示。如图乙所示的是杆秤的示意图,A为秤钩处,O为提纽,C为定星点,为秤杆、秤钩和提纽等的自重,重心在点B处,秤砣的重为,不挂重物时,秤砣移到定星C点,杆秤能在水平位置平衡,如图乙所示。使用杆秤称量物体的质量时,将秤砣移到适当位置,可以称出物体的质量,如图丙所示。
(1)杠杆受到一个动力和一个阻力作用下的平衡条件为,在受到多个动力或多个阻力作用下,杠杆的平衡条件为。请根据杠杆的平衡条件,通过分析推导杆秤的刻度是均匀的即图丙中x与被称量物体的质量成正比。(要求写出必要的计算过程和文字说明)
(2)若图乙中为,为,为,杆秤的总长为,已知秤砣的质量为,为防止秤砣滑脱,该杆秤的最大刻度标在D点,且。求杆秤的自重和最大称量值m的大小。
【答案】(1)在乙图中,由杠杆的平衡条件,﹣﹣﹣﹣﹣①;在图丙中,由杠杆的平衡条件,﹣﹣﹣﹣﹣②,②﹣①得:,即,故,和秤砣的质量为定值,故x与被称量物体的质量成正比;
(2),,;将数据代入①得:,杆秤的自重;由已知条件,根据杠杆的平衡条件,,即,,根据,故最大称量值:。
答:杆秤的自重G0和最大称量值m的大小分别为和。
【解析】
【小问1详解】
在乙、丙图中,由杠杆的平衡条件分别列出平衡方程,两式相减,得出x的表达式分析;
在乙图中,由杠杆的平衡条件,
在图丙中,由杠杆的平衡条件,
得:,即,故,和秤砣的质量为定值,故与被称量物体的质量成正比;
【小问2详解】
,,根据得出秤砣的重;将已知数据代入丙的平衡方程求出杆秤的自重;由已知条件,根据杠杆的平衡条件,当秤砣移动到D点时,有最大称量,根据杠杆的平衡条件求出G物大,根据G=mg,得出最大称量值。
则,,
将数据代入①得
杆秤的自重;由已知条件,根据杠杆的平衡条件
即,
根据,故最大称量值。
杆秤的自重G0和最大称量值m的大小分别为3N和2kg。
28. 随着汛期的到来,同学们发现河水流动更加湍急,于是设计如图甲、乙所示的测量水深度的装置和其电路图,它由测量头和控制盒构成,测量头的测量面是一个涂有绝缘漆的压敏电阻,其上表面积为,的电阻随水对它的压力F的变化而变化,关系如图丙所示。控制盒内有一个定值电阻和一个最大阻值为的滑动变阻器,电源电压保持不变。已知在未放入水中时,闭合S,断开,将的滑片移至最上端,此时电压表的示数达到最大量程,的电功率为。不计导线的电阻,电压表的量程为。在确保电路安全的情况下同学们进行如下电路操作:(g取)
(1)测量头放到水下深度时,电阻的阻值是多少?
(2)测量头放到水下深度时,闭合S断开,将的滑片移至某一位置时,的电功率为,电路的总功率为,的电功率为,已知,,求:
①此时电压表的示数是多少;
②电源两端的电压。
【答案】(1)
(2)①;②12V
【解析】
【分析】(1)主要利用液体压强求得压敏电阻所受的压力,从而对应图丙得出压敏电阻阻值。
(2)①分别分析未放入水中和在10m深度时,根据在这两种情况下的两端电压变化情况,利用,结合,求得在10m深度时两端的电压值;
②分别分析未放入水中和在10m深度时,电路中接入总电阻情况,运用欧姆定律列出这两种情况下通过两端的电流,根据串联电路中电流处处相等的特点,列出这两种情况下的关系式,联立两组关系式,求出,进而求出电源电压。
【小问1详解】
测量头放到水下深度时,受到水的压强
由可得,受到压力
由图丙可知,此时的阻值是。
【小问2详解】
①未放入水中时,闭合S,断开,将的滑片移至最上端,接入电路中电阻为0,此时与串联,电压表测两端的电压且示数达到最大量程,由电压表的量程为可知,两端的电压,则的电功率
测量头放到水下深度时,闭合S,断开,将的滑片移至某一位置时,、、串联,电压表测两端的电压,此时的电功率为
由题意可知,
解得。
②当未放入水中,的滑片移至最上端时,电路中为、串联的电路,因串联电路中各处的电流相等,此时电路中的电流
电路中的总电阻
所以电源电压…………Ⅰ
当测量头放到水下深度时,闭合S断开,将的滑片移至某一位置,三个电阻串联进电路,由题意可知受到水的压强
此时受到压力
由图丙可知,的阻值
若电路中的电流为,的电功率为
则电路的总功率为
所以有
则电路的总电阻
此时电路中的电流
则电源的电压…………Ⅱ
Ⅰ、Ⅱ式联立解得。
所以,电源两端的电压
六、附加题(满分20分,共3题)
29. 如图所示是光源通过凸透镜在光屏上成像的光路图,其中光源到凸透镜的距离称之为物距,用u表示;光屏到凸透镜的距离称之为像距,用v表示;焦距用f表示。
求证:
(1);
(2)光屏与光源的距离(提示:);
【答案】(1)如图结合数学几何知识可知,则有
又由,并且,则有
联立可得,即,同除以,得
(2)
光源到光屏的距离,由(1)的结论通分可得:
整理得:
根据提示的不等式 ,令 ,得:
代入、:
为正数,两边除以得:,得证。
【解析】
【小问1详解】
略
【小问2详解】
略
30. 2025年2月7日,第九届亚洲冬季运动会在哈尔滨盛大开幕,经过8天的比拼,中国共获得32金、27银、26铜,总计85枚奖牌,排名金牌榜和奖牌榜双榜第一。丰富多彩的冰雪运动中蕴含着大量的物理知识。已知:动能的表达式为,重力势能的表达式为。一个过程中,如果除重力外没有其他外力对物体做功,则这个过程中物体的机械能守恒,即重力势能的减少量等于动能的增加量;如果除重力外有其他外力做功,则该外力做的功等于该过程中物体机械能的变化量。
如图1所示为某单板滑雪U形场地,图2为该U形场地的横截面图。段、段为半径均为的四分之一光滑圆弧雪道,段为粗糙的水平雪道且与圆弧雪道相切,质量为的运动员(含滑板)开始时以的速度从A点沿切线滑下,之后始终保持在一个竖直平面内运动,经U形雪道刚好运动到D点。已知运动员与段水平雪道间的滑动摩擦力为压力的倍,忽略空气阻力,运动员可视为质点,。求:
(1)运动员第一次运动到圆弧最低点B点时的动能;
(2)水平雪道段的长度;
(3)运动员从开始运动到第二次到达B点的过程中减小的机械能。
【答案】(1)
(2)
(3)540J
【解析】
【小问1详解】
AB段为光滑圆弧,只有重力做功,机械能守恒,设B点为零势能面,B点动能等于A点的动能与重力势能之和
【小问2详解】
运动员刚好运动到D点,因此D点速度为零,且D点与A点高度相同。整个过程仅BC段摩擦力做功,根据功能关系可知,外力做功等于机械能变化量
计算得到水平雪道长
【小问3详解】
运动员从开始运动到第二次到达B点,一共经过BC段两次 。减小的机械能等于整个过程克服摩擦力做功
31. 电梯与摩天大楼是哪一个先问世的?如果你认为是后者,那就错了。事实上,正是电梯的发明引起了建筑师们的注意,从而想到利用电梯可使人们自由地出入高楼的每一层,免于爬楼之苦。因此他们认为,建造摩天大楼是可行的。
电梯的典型结构包括滑轮、电梯轿厢M、钢丝绳、配重、电动机、安全装置和信号操纵系统等。如图所示,是某种升降电梯工作原理图。电动机和配重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力,连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近,轿厢与配重的运动方向始终相反。电动机工作时将消耗的电能转化为机械能和内能,并通过切换转轴的转动方向,使轿厢升降自如。如图所示,A、B是两个定滑轮,C是质量为的动滑轮,不计绳重和摩擦,配重的质量,电梯没有载人的质量,g取求:
(1)电梯里没有载人时向上匀速直线运动,求此时电动机对绳子拉力多大;
(2)如果电梯里坐了5个人,每个人质量均为,电梯M以速度为匀速上升,求此时电动机的输出功率多大。
(3)为了电梯的安全,电动机的最大工作电流为,家庭电路电压为,电动机线圈电阻不变,摩擦损耗不计。已知当电梯内装总重为货物的时候电动机电流刚好为,求为了电梯的正常工作,此电梯限载多少人(假设每个人质量均为,电梯M始终以速度为匀速上升)。
【答案】(1)
(2)2000W (3)限载11人
【解析】
【分析】(1)对动滑轮和电梯整体受力分析。
(2)对动滑轮和电梯整体受力分析。
(3)当电动机装载货物,明确,以及电动机能量关系是解题的关键。
【小问1详解】
动滑轮重力
配重重力
空轿厢重力
空轿厢匀速运动时受力平衡,因此,F1为此时电动机对绳子拉力,代入数据得
【小问2详解】
1个人重力
人总重力
同理受力平衡得拉力
轿厢速度,电动机拉钢丝绳的速度
根据,输出功率为
【小问3详解】
当电动机装载时,货物时受力分析此时
解得此时拉力
输出功率
电动机工作时,总功率等于输出机械功率与线圈发热功率之和,即,代入数据可得
解得线圈电阻,最大电流,则最大输出功率
设载人总重为G,则
解得。人数
人数取整数,因此限载11人。
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2025年青岛市自主招生模拟试题(二)
物理试卷
(考试时间:90分钟,,满分120分)
说明:
本试题分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共33小题。第Ⅰ卷为选择题,共20小题,45分;第Ⅱ卷为非选择题和附加题,共13小题,75分、第Ⅰ卷(共43分)
一、单项选择题(满分28分,共14题,每题2分。每题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)
1. 中国古代青铜器铸造技术十分发达,其中制作模具时常用到“失蜡法”,具体做法是,用固态蜂蜡雕刻成铸件模型,再将耐火泥料敷在其表面,加热后蜂蜡变成液体流失,模具便做好了。该过程中蜂蜡发生的物态变化是( )
A. 液化 B. 升华 C. 熔化 D. 凝固
2. 如图是甲骨文“聲”,字同“声”,像“手执槌敲击磬而声音传于耳”形,这说明古人很早就知道声音与敲击有关。下列说法正确的是( )
A. 磬声是由槌的振动产生的 B. 磬声是通过空气传入耳朵的
C. 敲击磬发出的声音是次声波 D. 用力敲击磬时发出声音的音调变高
3. 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
4. 北斗三号全球卫星导航系统正式开通以来,运行稳定,持续为全球用户提供优质服务,系统服务能力步入世界一流行列。下列说法正确的是( )
A. 北斗卫星上的芯片采用超导材料制成
B. 北斗卫星利用电磁波向地面传递信息
C. 电磁波在空气中的传播速度为
D. 北斗卫星工作所消耗的电能属于一次能源
5. 20世纪60年代,美国细菌学家发现趋磁细菌,将磁铁置于细菌附近,细菌向磁铁的N极运动,如图所示。由此可见,在海洋中,地磁场将驱使这种细菌运动的方向为( )
A. 由南向北 B. 由北向南 C. 由西向东 D. 由东向西
6. 关于家用电器的工作过程和家庭电路,下列说法正确的是( )
A. 控制用电器的开关需要与零线相连
B. 有金属外壳的家用电器可以使用两孔插座
C. 使用试电笔时,用指尖抵住上端的金属帽
D. 保险丝的作用是在发生漏电时切断电路
7. 2024年2月17日,第十四届全国冬季运动会在内蒙古呼伦贝尔拉开帷幕。如图所示是短道速滑项目的精彩瞬间。下列说法中正确的是( )
A. 以看台上的观众为参照物,运动员是静止的
B. 运动员在转弯过程中,其运动状态保持不变
C. 运动员到达终点后,不能立即停下来是因为受到惯性作用
D. 运动员站立时对冰面的压力和运动员所受的支持力是一对相互作用力
8. 一个未装满饮料的密闭瓶子,正立放在桌面上如图甲所示,饮料对瓶底的压力为,瓶子对桌面的压强为;将其倒立放在桌面上如图乙所示,饮料对瓶盖的压力为,瓶子对桌面的压强为。则下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
9. 汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是( )
A. 甲图是压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,气体的温度升高
B. 由乙图可知该汽油机的效率是30%
C. 汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值
D. 为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖,该举措大大提高了燃料的热值
10. 如图是一新型手电筒。上下快速晃动时,筒内的磁体会上下运动,使筒壁上的线圈内产生感应电流,并为筒内的蓄电池充电。下列说法正确的是( )
A. 该装置利用了电动机原理 B. 上下快速晃动时电能转化为机械能
C. 该装置利用了发电机原理 D. 为蓄电池充电时化学能转化为电能
11. 在内径约为玻璃管中注水近满,上端留一个气泡,用橡皮塞塞住管口,再将玻璃管翻转后竖直放置,气泡上升,如图所示。测得气泡以的速度上升了,则该过程中气泡所受浮力做功的功率最接近于( )
A. B.
C. D.
12. 下图所示电路中电源电压保持不变,关于电路的工作情况,下列说法中正确的是( )
A. 若同时闭合开关S1和S2,通过两只灯泡L1、L2的电流一定相同
B. 开关都闭合后,若将电压表和电流表的位置对调,两表都被烧坏
C. 若先闭合开关S1,再闭合开关S2,电压表示数不变,电流表的示数变小
D. 开关都闭合后,若电流表负接线柱断路,电压表和电流表的示数都为零
13. 如图是相向而行的甲、乙两物体的图像,下列说法正确的是( )
A. 相遇时两物体通过的路程均为100 m
B. 内甲、乙均做匀速直线运动
C. 甲的运动速度为
D. 甲、乙是同时出发的
14. 压力锅是常用的加热容器。锅盖中央有一个出气孔,孔上盖有限压阀,当锅内气压达到限定值时,限压阀被锅内气体顶起放出部分气体,实现了对锅内气体压强的控制。某压力锅盖出气孔的横截面积为S,水沸腾时锅内气压为P,则该款压力锅限压阀应选用的质量为(外界大气压为)( )
A. B. C. D.
二、多项选择题(满分15分,共5题。每题给出的四个选项中,有2-3个选项符合题目要求,全选对得3分,漏选得1分,错选或不选得0分)
15. 图甲为我国古代的“节能灯”——“省油灯”,图乙为其部分剖面示意图。向灯盏夹层内注水,有助于减慢油的蒸发,达到省油的目的。比热容,下列说法不正确的是( )
A. 陶瓷的比热容比铜大,从火焰吸收相同的热量,陶瓷升温比铜小
B. 夹层中冷水吸收热量,降低了油分子运动的速度
C. 陶瓷省油灯中油的温度越低,含有的热量越少
D. 在燃烧过程中,油的热值变小
16. 弹簧置于光滑管内,下端固定在水平地面上,上端与管口平齐。如图所示,将一直径略小于管的小球放在弹簧上端,先后两次向下按压弹簧到不同位置后释放小球,小球沿竖直方向运动,第一次小球到达的最高点为a,第二次小球到达的最高点为b,c为小球运动路径上的一点,小球所受空气阻力忽略不计,则先后两次( )
A. 第一次释放小球时弹簧的弹性势能大
B. 小球由c到b过程,弹性势能转化为重力势能
C. 小球上升过程,经过c点时的重力势能相等
D. 小球上升过程,经过c点时的机械能相等
17. 图甲是一种汽车尾气排放检测电路。当尾气浓度高于某一设定值时,电铃报警;气敏电阻的阻值与尾气浓度之间的关系如图乙所示。下列分析正确的是( )
A. 电磁铁通电后,线圈上端为S极
B. 的阻值随尾气浓度的增大而增大
C. 检测时保持滑片位置不变,当尾气浓度变大时,两端电压变小
D. 为使尾气浓度更低时报警,应将滑片适当上移
18. 如图所示,重力为6N的物体在4N拉力F的作用下,以0.2m/s的速度沿斜面匀速上升。当物体升高0.6m时,恰好沿斜面前进1.2m的距离。(忽略绳重和动滑轮自重)( )
A. 该装置的机械效率为37.5% B. 物体对斜面的压力为6N
C. 物体与斜面间的摩擦力为5N D. 拉力F的功率为1.6W
19. 一底面积为圆柱形容器中装有适量的水,质量分别为和的甲、乙两实心小球用一根无弹性细线连在一起。将它们放入水中后恰好悬浮,如图所示,此时细线上的拉力为。下列判断正确的是( )
A. 甲球的密度为
B. 乙球的体积为
C. 将细线剪断待两小球静止后,液面下降的高度为
D. 将细线剪断待两小球静止后,甲球露出水面的体积为
第Ⅱ卷(共77分)
三、填空与作图题(满分15分,共3题)
20. 清晨的湖面宛如一面巨大的镜子,小明站在湖边观赏鱼,恰好空中一只小鸟飞过,呈现“水中鱼鸟同游”的美景。如图A为空中鸟,B为水中的鱼所在位置,在C处小明恰好看到水中的鱼和鸟重合的现象,这美景奇观中的“鱼”和“鸟”分别是由于光的______和光的______形成的像;小明利用照相机______(选填“能够”或“不能”)拍摄到这一鱼鸟重合的景象;请找出小明看到水中鸟与鱼的像的位置D,并完成光路图______。(保留作图痕迹)
21. 如图甲所示,小红把猫咪用干燥的毛巾揉搓后,放到装满泡沫颗粒的盒子里,结果猫咪就穿上了白色的“外衣”,这种使物体带电的现象叫做摩擦起电,其实质是______的得失转移,猫咪穿上白色的“外衣”说明带电体具有____________的性质。某同学为探究这一现象与原理,将轻质带电小球b、c悬挂时如图乙所示,若共同悬挂a、b、c三个带电小球则如图丙所示静止状态,已知c小球带正电,则a小球带______电,请在丙图中画出a分别受到b、c的作用力、的示意图______。
22. 如图甲所示为家用智能电热马桶盖,图乙是其电路,R1和R2两个定值电阻(表示两个电热丝),该电路通过开关S1和S2的不同接法组合,可实现______种加热挡位的控制。当开关S1断开,S2接a时电路的功率为44W,开关S1闭合、S2接a时电路的功率为88W,则R2的阻值为______Ω;若马桶圈的质量,要使马桶圈的温度升高,则开关S1______、S2接______的连接方式加热最快,需要时间为______。(设电热丝发热全部被马桶圈吸收,马桶圈材料的比热容)
四、实验探究题(满分24分,共4题)
23. “探究光的反射规律”的实验装置如图甲所示,平面镜放在水平桌面上,标有刻度(图中未画出)的白色纸板,能垂直于的轴向后折转,在纸板上安装一支可在纸板平面内自由移动的激光笔。
(1)实验前,应将纸板垂直放置于平面镜上;实验时,在纸板上画出一条直线,使入射光线紧贴入射到平面镜的O点,移动激光笔,使入射光束绕入射点O沿逆时针方向转动,可观察到反射光束沿______时针方向转动;
(2)移动激光笔,使入射角为,测得反射角也为,由此就得出“光反射时,反射角等于入射角”的结论。你认为有何不妥之处?______________;
(3)如图乙所示,将纸板右半部分绕向后折转任意角度,发现纸板上均无反射光束呈现。此现象说明了_______________;
(4)在图甲中,若将纸板(连同激光笔)绕向后倾斜,入射光线仍能呈现在纸板上,且仍紧贴纸板入射到平面镜的O点(如图丙),此时与图甲情形对比,发生改变的有( )(填字母,多选);
A. 法线位置 B. 反射光线方向
C. 入射角度数 D. 反射角与入射角的关系
(5)有一种液面微变监视器,基本原理图如图丁所示,光束发射器始终以一定角度向被监视的液面发射一束细光,光束经液面反射后被光电转换接收器接收,若光电转换接收器接收到的光点从点移到,说明液面______(填“上升”或“下降”)了,则光斑移动距离的大小与接收平面到液面之间的距离______(选填“有”或“没有”)关系。
24. 日常生活中,鞋底的防滑性直接影响着鞋子穿用时的舒适性和安全性,良好的防滑性更有利于行走稳定,从而减少伤害。于是小金设计实验探究家中两款运动鞋的防滑性能。
(1)如图甲所示,小金用弹簧测力计拉着运动鞋沿水平桌面做匀速直线运动,此时运动鞋受到的滑动摩擦力为______N。
(2)按如图甲所示的装置进行实验时,小金发现实验操作不方便,思考后进行优化,如图乙所示,让弹簧测力计和鞋保持静止,拉动鞋下的橡胶垫依次进行测量,记录的实验数据如表。
次数
款式
鞋与填充物的总重
弹簧测力计的示数
1
A款
4
2
A款
5
3
B款
4
4
B款
5
(3)在比较两款运动鞋的防滑性能实验中,鞋内加入填充物的目的是控制______相同。
(4)分析实验数据可知:
①______(选填“A”或“B”)款运动鞋的防滑性能较好;
②在接触面粗糙程度一定时,______越大,滑动摩擦力越大。
(5)在图乙装置第1次实验的基础上,小金将橡胶垫与鞋的接触面积减小为鞋底面积的一半时,重复实验,如图丙所示,观察到弹簧测力计的示数仍为,由此可得出结论:滑动摩擦力的大小与______大小无关。
(6)图乙装置中运动鞋所受摩擦力方向______(填“左”或“右”)。
25. 在探究“电流与电阻的关系”的实验中,小津用如图甲所示的电路进行实验:电源电压恒为4.5V,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,“20Ω 1A”的滑动变阻器一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整;
(2)闭合开关后,小津发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,两电表的指针始终处于图乙所示的状态,则故障的原因可能是电阻R_______(选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,小津先用5Ω的电阻做完实验后,不移动滑片,断开开关,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,然后闭合开关,接着他应向_______(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为________V,记下电流表示数;
(4)为使实验结论更加具有普遍性,小津又将定值电阻两端电压设置为U0,再次将5个定值电阻接入之前的电路中重复实验并记录数据,最后得出了和之前一样的实验结论。在小津的这五次实验中,当电压表示数调至U0时,滑动变阻器消耗的最大功率与最小功率之比是_______。为了完成这五次实验探究,定值电阻两端的电压U0的范围为________V。
26. 如图1所示,小田在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验时,用弹簧测力计吊着圆柱形物体逐渐浸入水中,再将圆柱形物体逐渐浸入盐水中。
(1)比较A、B、C三次实验,说明物体______越大,物体所受浮力越大。
(2)为了探究物体所受浮力的大小与液体密度的关系,应该比较___________三次实验。
(3)小田利用实验中的数据计算出圆柱形物体的密度为______,如果将圆柱形物体浸入水中后,圆柱形物体吸水,会使圆柱形物体密度的测量值______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(4)回到家后,小田效仿历史上“曹冲称象”的故事,在家利用水盆、小碗、柱状玻璃杯、足量的水、刻度尺和记号笔等,测量小玻璃珠的密度。实验步骤如下:
①如图2甲所示,将装有一定数量小玻璃珠的碗放入盛有水的水盆中,使碗漂浮在水面上,用记号笔在碗外壁上标记水面的位置;
②如图2乙所示,往柱状玻璃杯内倒入适量的水,用刻度尺测量出柱状玻璃杯水面的高度;
③将碗中所有小玻璃珠放入柱状玻璃杯中,用刻度尺测量出柱状玻璃杯水面对应的高度,如图2丙所示;
④将柱状玻璃杯中的水慢慢倒入漂浮在水盆中的空碗内,_________,用刻度尺测量出柱状玻璃杯中剩余水面对应的高度,如图2丁所示(请将步骤④补充完整);
⑤根据以上测量,请推导出小玻璃珠的密度为_______。
五、计算题(满分18分,共2题)
27. 杆秤是测量质量的常用工具,如图甲所示。如图乙所示的是杆秤的示意图,A为秤钩处,O为提纽,C为定星点,为秤杆、秤钩和提纽等的自重,重心在点B处,秤砣的重为,不挂重物时,秤砣移到定星C点,杆秤能在水平位置平衡,如图乙所示。使用杆秤称量物体的质量时,将秤砣移到适当位置,可以称出物体的质量,如图丙所示。
(1)杠杆受到一个动力和一个阻力作用下的平衡条件为,在受到多个动力或多个阻力作用下,杠杆的平衡条件为。请根据杠杆的平衡条件,通过分析推导杆秤的刻度是均匀的即图丙中x与被称量物体的质量成正比。(要求写出必要的计算过程和文字说明)
(2)若图乙中为,为,为,杆秤的总长为,已知秤砣的质量为,为防止秤砣滑脱,该杆秤的最大刻度标在D点,且。求杆秤的自重和最大称量值m的大小。
28. 随着汛期的到来,同学们发现河水流动更加湍急,于是设计如图甲、乙所示的测量水深度的装置和其电路图,它由测量头和控制盒构成,测量头的测量面是一个涂有绝缘漆的压敏电阻,其上表面积为,的电阻随水对它的压力F的变化而变化,关系如图丙所示。控制盒内有一个定值电阻和一个最大阻值为的滑动变阻器,电源电压保持不变。已知在未放入水中时,闭合S,断开,将的滑片移至最上端,此时电压表的示数达到最大量程,的电功率为。不计导线的电阻,电压表的量程为。在确保电路安全的情况下同学们进行如下电路操作:(g取)
(1)测量头放到水下深度时,电阻的阻值是多少?
(2)测量头放到水下深度时,闭合S断开,将的滑片移至某一位置时,的电功率为,电路的总功率为,的电功率为,已知,,求:
①此时电压表的示数是多少;
②电源两端的电压。
六、附加题(满分20分,共3题)
29. 如图所示是光源通过凸透镜在光屏上成像的光路图,其中光源到凸透镜的距离称之为物距,用u表示;光屏到凸透镜的距离称之为像距,用v表示;焦距用f表示。
求证:
(1);
(2)光屏与光源的距离(提示:);
30. 2025年2月7日,第九届亚洲冬季运动会在哈尔滨盛大开幕,经过8天的比拼,中国共获得32金、27银、26铜,总计85枚奖牌,排名金牌榜和奖牌榜双榜第一。丰富多彩的冰雪运动中蕴含着大量的物理知识。已知:动能的表达式为,重力势能的表达式为。一个过程中,如果除重力外没有其他外力对物体做功,则这个过程中物体的机械能守恒,即重力势能的减少量等于动能的增加量;如果除重力外有其他外力做功,则该外力做的功等于该过程中物体机械能的变化量。
如图1所示为某单板滑雪U形场地,图2为该U形场地的横截面图。段、段为半径均为的四分之一光滑圆弧雪道,段为粗糙的水平雪道且与圆弧雪道相切,质量为的运动员(含滑板)开始时以的速度从A点沿切线滑下,之后始终保持在一个竖直平面内运动,经U形雪道刚好运动到D点。已知运动员与段水平雪道间的滑动摩擦力为压力的倍,忽略空气阻力,运动员可视为质点,。求:
(1)运动员第一次运动到圆弧最低点B点时的动能;
(2)水平雪道段的长度;
(3)运动员从开始运动到第二次到达B点的过程中减小的机械能。
31. 电梯与摩天大楼是哪一个先问世的?如果你认为是后者,那就错了。事实上,正是电梯的发明引起了建筑师们的注意,从而想到利用电梯可使人们自由地出入高楼的每一层,免于爬楼之苦。因此他们认为,建造摩天大楼是可行的。
电梯的典型结构包括滑轮、电梯轿厢M、钢丝绳、配重、电动机、安全装置和信号操纵系统等。如图所示,是某种升降电梯工作原理图。电动机和配重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力,连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近,轿厢与配重的运动方向始终相反。电动机工作时将消耗的电能转化为机械能和内能,并通过切换转轴的转动方向,使轿厢升降自如。如图所示,A、B是两个定滑轮,C是质量为的动滑轮,不计绳重和摩擦,配重的质量,电梯没有载人的质量,g取求:
(1)电梯里没有载人时向上匀速直线运动,求此时电动机对绳子拉力多大;
(2)如果电梯里坐了5个人,每个人质量均为,电梯M以速度为匀速上升,求此时电动机的输出功率多大。
(3)为了电梯的安全,电动机的最大工作电流为,家庭电路电压为,电动机线圈电阻不变,摩擦损耗不计。已知当电梯内装总重为货物的时候电动机电流刚好为,求为了电梯的正常工作,此电梯限载多少人(假设每个人质量均为,电梯M始终以速度为匀速上升)。
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