精品解析：2025年山东省青岛市青岛经济技术开发区第四中学自招模拟考试物理试题

**基本信息** 九年级物理自主招生试卷，以力学、电学、光学为核心，通过智能汽车HUD、电子浮力秤等真实情境，考查物理观念与科学思维，注重问题解决与创新应用能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选|8/24|摩擦力、运动学、凸透镜成像|结合函数关系（如f-t图像）考查科学推理| |多选|4/20|杠杆平衡、电路计算、密度压强|多选项设计区分思维严谨性（如条凳上翘条件分析）| |作图填空|3/12|光的反射、重心计算、电路故障|需作图与计算结合（如棱镜光路图）| |实验探究|2/14|电阻测量、HUD成像原理|情境化设计（如智能玻璃透明度调节）| |综合应用|2/30|功功率计算、浮力-电路综合|跨模块整合（如电子浮力秤力学-电学综合）|

九年级理科素养试题 （总分260分，时间180分钟） 注意事项∶1.本试卷分三部分∶第一部分为数学试题，第二部分为物理试题，第三部分为化学试题。 答题前，考生务必将自已的姓名、考号填写在答题卡上。 2.回答数学、物理、化学选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，写在试卷上无效。 3.回答非选择题时，将答案写在答题卡对应题号位置上，写在试卷上无效。 第二部分物理部分（满分100分） 一、单项选择题（共8小题，每小题3分，共24分） 1. 把一重为G的物体，用一个水平的推力（k为常量，t为时间）压在竖直的足够高的平整的墙上（如图所示），从开始，物体所受的摩擦力f随t的变化关系可能是下图中的（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示，是一个互相垂直的交叉路口，A、B两点相距120米，小红以4米/秒的速度由A点向B点运动，小明以8米/秒的速度同时由B点向C点运动，B、C两点间相距120米，经过时间t，小红和小明之间的距离最近（不考虑路面宽度），则（　　） A. t＝0 B. t＝4秒 C. t＝6秒 D. t＝8秒 3. 如图所示，在凸透镜的两个焦点处，垂直光轴放置两个大小相同的平面镜，镜面相对，每个平面镜都关于凸透镜的光轴上下对称，现在左侧平面镜的中心处挖去一个圆孔，在凸透镜左侧两倍焦距处一个点光源，则点光源在该光具组中所成的虚像个数为（　　） A. 一个 B. 两个 C. 无数个 D. 一个也没有 4. 某物体重为0.5N，把它放在盛有水的烧杯中，溢出0.3N的水，则该物体受到的浮力（　　） A. 一定为0.3N B. 可能为0.2N C. 一定为0.5N D. 可能为0.4N 5. 如图甲，一个质量均匀分布的柱体静止在水平面上，它对水平面的压强为p，若将它沿斜线分为如图乙两部分，它们对水平面的压强分别为pa和pb，则（　　） A. p>pa>pb B. pa>p>pb C. pa<p<pb D. p<pa<pb 6. 如图所示，某同学设计了一款家用手摇升降晾衣架。忽略绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 滑轮 A 可以省力 B. 滑轮B 为定滑轮 C. 将衣物由低处匀速提升至高处，装置功率变小 D. 晾晒冬季校服比夏季校服时的机械效率更大些 7. 如图，一重为mg，长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂，用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距，在此过程中，外力做的功为（　　） A. mgl B. mgl C. mgl D. mgl 8. 在图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片P移动时，导致电压表V2读数变大，则下列关于其它电表读数变化情况的说法中，正确的是（　　） A. V1、A读数均变大 B. V3、V读数均变大 C. V、A读数均变大 D. V3、V1读数均变大 二、多选题（共4个小题，每题5分，共20分。漏选得3分，错选或多选不得分） 9. 如图甲所示的条凳，人若坐在凳的一端，极易使其另一端上翘而摔倒。现将其简化为如图乙所示的示意图，B、C点分别与凳脚的E、F点在同一竖直线上。当人对水平凳面施加竖直向下的压力时，下列分析正确的是（ ） A. 压力作用于A点，可将条凳视为绕E点转动的杠杆 B. 只要压力作用于凳面的中间，则条凳一定不会上翘 C. 只要在A、D点同时施加压力，则条凳一定不会上翘 D. 在B或C点施加一个压力，则条凳一定不会上翘 10. 如图，兴趣小组制作了一个电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的有（　　） A. 电动机主要由磁体和线圈组成 B. 电动机主要把动能转化为电能 C. 对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向 D. 电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关 11. 一质量为900g、底面积为100cm2、高为12cm的不吸水圆柱体放在盛有4.2kg水的薄壁（厚度不计）柱形容器内，容器底面积为300cm2，如图所示。打开阀门K，放出3kg的水后关闭阀门（=1.0×103kg/m3）。下列说法正确的是（　　） A. 圆柱体的密度为0.75×103kg/m3 B. 放水前水面距容器底部的高度为l4cm C. 放水后水对容器底部的压力为21N D. 放水后水对容器底部的压强为600Pa 12. 如图所示，电源电压为6V。a、b为两个电表，其中一个为电流表，一个为电压表。R1=10Ω，R2∶R3=2∶3。闭合开关S，电路总功率为P1，通过M点的电流为I1；a、b互换后再闭合开关，电路总功率为P2，通过M点的电流为I2。若P1∶P2=5∶6，I2-I1=0.1A，下列说法正确的是（ ） A. a为电流表 B. R2的阻值为30Ω C. 将图中的电源、电表a、电表b任意互换，闭合开关，电路总功率的最小值为3W D. 将R1、R2、R3中的一个与图中的电表a互换，闭合开关，电表a的示数可能比互换前小 三、作图与填空题（每小题4分，共12分） 13. 物理兴趣小组的同学在实验室找到一棱镜，其横截面为直角三角形ABC，如图所示，其中BC面镀银。一条光线从AB面上的O点射入棱镜，经过BC面一次反射后，从AC面的P点出射。请在答题卡的图中画出该光线射入棱镜之后的光路图。 14. 有一块半径为的均匀薄圆板，现从圆板上挖出一个半径为的内切薄圆板，求剩余部分的重心与大圆的圆心之间的距离______。 15. 如下图所示的电路中，在定值电阻R1或滑动变阻器R2中，仅有一个发生故障，小浦为研究故障的原因，特地设计了两个方案： 方案一：通过移动滑动变阻器的滑片P来判断出故障的原因，写出开关S闭合后，电流表示数变化情况及对应故障_________。 方案二：用一个完好的电阻R0来替换R1来判断发生的故障，可选用的电阻R0的阻值_________。 A.R0>R1 B.R0=R1 C.R0<R1 四、实验探究题（每小题7分，共14分） 16. 小丽设计了一个简易的身高测量仪，用到的器材有：稳压输出的直流电源、电压表、定值电阻、足够长的电阻丝、开关、导线若干。他的设想是：用滑片在绷直的电阻丝上滑动代替滑动变阻器；将电压表盘的刻度值改为身高数据，作为身高显示仪。 （1）小丽最初设计的电路如图甲所示，老师指出他的设计图有不够合理的地方。你认为下列分析正确的是______； A. 电阻是多余的，可以去掉 B. 移动滑片时，电路的总电阻没有变化 C. 电压表的表盘刻度是均匀的，但是设计电路中电压表示数变化量跟身高变化量不成正比 D. 电压表的示数不能由零变化到最大刻度值 （2）在老师的指导下，小丽改进了电路，如图乙，从而解决了上述问题。通过分析该电路可知，被测量者的身高越高，电压表的示数就会越______（选填“大”或“小”），因此电压表盘上越靠______（选填“左”或“右”）的刻度值所对应的身高数值越大； （3）确定了更好的电路设计方案后，小丽采用了电压为12V的电源、一根长为80cm的均匀电阻丝（每1cm长度的电阻值为）、量程为的电压表。为了使滑片移动到电阻丝两端时，电压表的指针也恰能分别指向表盘左右两端的刻度，选择的定值电阻的阻值应该为______； （4）小丽利用选定的器材连好电路，对身高为160cm的小航进行测量时，电压表的示数为1.5V，则该测量仪器可测得身高范围为______至______。电压表上表示1.2V的刻度对应的身高应该是______。 17. 智能汽车随着科学技术的发展，汽车也越来越智能化。汽车抬头显示系统，简称HUD。HUD利用平面镜成像原理，如图所示，将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方，驾驶员透过挡风玻璃往前方看的时候，能够在看到车外的景象的同时，不必低头就可以看到车辆行驶信息，从而避免分散对前方道路的注意力，确保驾驶舒适安全。车窗所采用的“智能玻璃”具有单向透光功能，使用时反射面必须是迎光面，就能从车内看到车外明亮的景物，从车外看不见较暗的车内景象。这种玻璃还能根据车外光照度自动调节透明度（透明度是指车内光照度与车外光照度的比值），实现车内的光照度为一个适宜的定值，经测算车外光照度和玻璃的透明度成反比关系，其图像如图乙所示。 （1）行车数据在挡风玻璃上所成的像是由光的______形成的，该像是______（填（“实”或“虚”）像； （2）已知某车辆HUD显示器水平放置在中控台上，通过挡风玻璃成垂直于水平面的像，则挡风玻璃与水平面的夹角为______度； （3）某驾驶员发现挡风玻璃所成的像过高，不便于观察，这时就需要将显示器沿水平方向______（填“远离”或“靠近”）挡风玻璃； （4）HUD有一个技术难题，即挡风玻璃所成的像易产生重影，影响使用效果，重影产生的原因是挡风玻璃有一定的______（填“厚度”或“透明度”）； （5）为避免成像的像出现重影，厂方对前挡风玻璃进行了改造，应选用图丙中______图所示的玻璃； （6）“智能玻璃”能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度，如图乙所示，当车外光照度为400Lx时，“智能玻璃”的透明度会自动调节约为______%。 五、综合应用题（共30分） 18. 心电图的出纸速度（纸带移动的速度）是2.5cm/s，记录下的某人的心电图如图所示（图纸上每小格边长为0.5cm），则： （1）此人的心率为多少次/分钟？ （2）若某人的心率为75次/分钟，每跳一次输送80mL血液，他的血压（可看作心脏压送血液的平均压强）为，据此估算此人心脏跳动做功的平均功率为多少？ （3）按第二问的答案估算一下，人的心脏工作一天所做的功相当于把1t重的物体举起多高？ 19. 如图所示是某物理兴趣小组设计的“电子浮力秤”的原理图。托盘质量30g，与质量不计的滑片P相连，并一起上下自由滑动（滑动过程中的摩擦力忽略不计，托盘底部始终保持水平，且托盘、弹簧不与电路连通）。圆柱形浮筒A底面积为100cm2，高为10cm，密度为0.12g/cm3，漂浮在底面积为300cm2，装有足够深的水的容器中。托盘与浮筒A用质量不计的轻质弹簧相连，且控制弹簧只能在竖直方向上形变，弹簧的形变量与受到的外力成正比，受到1N的外力时形变量为1cm。BC是一根长为16cm的阻值均匀的电阻丝，最大阻值为16Ω，电源电压恒为4.5V，电压表量程为0～3V。当托盘中不放物体时，闭合开关S，调节容器中水量，使滑片P正好位于R最上端，读出电压表示数为0.9V。求： （1）定值电阻R0的阻值为多少？ （2）托盘中不放物体时，浮筒A的下表面受到水的压强是多大？ （3）若要保证整个电路的安全，“电子浮力秤”所能称量物体的最大质量为多少g？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 九年级理科素养试题 （总分260分，时间180分钟） 注意事项∶1.本试卷分三部分∶第一部分为数学试题，第二部分为物理试题，第三部分为化学试题。 答题前，考生务必将自已的姓名、考号填写在答题卡上。 2.回答数学、物理、化学选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，写在试卷上无效。 3.回答非选择题时，将答案写在答题卡对应题号位置上，写在试卷上无效。 第二部分物理部分（满分100分） 一、单项选择题（共8小题，每小题3分，共24分） 1. 把一重为G的物体，用一个水平的推力（k为常量，t为时间）压在竖直的足够高的平整的墙上（如图所示），从开始，物体所受的摩擦力f随t的变化关系可能是下图中的（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由图可知，从t=0开始水平推力F=kt，即压力不断增大，则物体受到滑动摩擦力作用，所以滑动摩擦力的大小与压力成正比。因此滑动摩擦力不断增大。当物体的最大静摩擦力大于重力时，物体由运动开始变为静止状态，即使推力增大，也不会影响物体的静摩擦力大小。此时静摩擦力的大小等于重力，故B符合题意；ACD不符合题意。 故选B。 2. 如图所示，是一个互相垂直的交叉路口，A、B两点相距120米，小红以4米/秒的速度由A点向B点运动，小明以8米/秒的速度同时由B点向C点运动，B、C两点间相距120米，经过时间t，小红和小明之间的距离最近（不考虑路面宽度），则（　　） A. t＝0 B. t＝4秒 C. t＝6秒 D. t＝8秒 【答案】C 【解析】 【详解】小红由A点向B点运动，小明由B点向C点运动，两人之间的距离为直角三角形的斜边，由可得小红走的路程为，小明走的路程为，则直角三角形其中一个直角边为 另一个直角边为，根据勾股定理可得 整理得 由数学知识知，当 时，最小，即小红和小明之间的距离最短。 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3. 如图所示，在凸透镜的两个焦点处，垂直光轴放置两个大小相同的平面镜，镜面相对，每个平面镜都关于凸透镜的光轴上下对称，现在左侧平面镜的中心处挖去一个圆孔，在凸透镜左侧两倍焦距处一个点光源，则点光源在该光具组中所成的虚像个数为（　　） A. 一个 B. 两个 C. 无数个 D. 一个也没有 【答案】D 【解析】 【详解】因左侧平面镜的中心处挖去一个圆孔，每个平面镜都关于凸透镜的光轴上下对称，所以光源S通过这个圆孔成实像，成在凸透镜的光心上，因为通过凸透镜光心的光线传播方向不改变，而右边平面镜上，两条反向延长线没有交点，故一个虚像也没有。 故选D。 4. 某物体重为0.5N，把它放在盛有水的烧杯中，溢出0.3N的水，则该物体受到的浮力（　　） A. 一定为0.3N B. 可能为0.2N C. 一定为0.5N D. 可能为0.4N 【答案】D 【解析】 【详解】当烧杯中的水未盛满时，物体排开的水的重力会大于0.3N，当刚好盛满时，物体排开水的重力等于0.3N，根据阿基米德原理可知，浮力等于排开液体的重力，即，当物体漂浮或悬浮时，浮力最大为0.5N，故浮力的范围为，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 5. 如图甲，一个质量均匀分布的柱体静止在水平面上，它对水平面的压强为p，若将它沿斜线分为如图乙两部分，它们对水平面的压强分别为pa和pb，则（　　） A. p>pa>pb B. pa>p>pb C. pa<p<pb D. p<pa<pb 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】原来的正方体放在水平地面上，对地面的压强为 若沿如图所示的虚线方向切成a、b两部分，由图知对a两部分 Va<Sah a部分对水平面的压强 即 pa<p 对b部分 Vb>Sbh b两部分对水平面的压强 即 pb>p 综上 pa<p<pb 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 6. 如图所示，某同学设计了一款家用手摇升降晾衣架。忽略绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 滑轮 A 可以省力 B. 滑轮B 为定滑轮 C. 将衣物由低处匀速提升至高处，装置功率变小 D. 晾晒冬季校服比夏季校服时的机械效率更大些 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由图可知，A为定滑轮，可以改变施力的方向，不能省力；B为动滑轮，可以省力，故AB错误； C．将衣物由低处匀速提升至高处，速度不变，由可知装置功率不变，故C错误； D．晾晒冬季校服比夏季校服时，衣物更重，做的有用功更多，有用功占总功的比例更大，故机械效率更大，故D正确。 故选D。 7. 如图，一重为mg，长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂，用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距，在此过程中，外力做的功为（　　） A. mgl B. mgl C. mgl D. mgl 【答案】A 【解析】 【详解】根据功能关系可知，拉力所做的功等于MQ段系统重力势能的增加量，对MQ分析，设Q点为零势能点，则可知，MQ段的重力势能为 将Q点拉至M点时，重心离Q点的高度为 所以其重力势能为 因此可得，拉力所做的功为 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 8. 在图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片P移动时，导致电压表V2读数变大，则下列关于其它电表读数变化情况的说法中，正确的是（　　） A. V1、A读数均变大 B. V3、V读数均变大 C. V、A读数均变大 D. V3、V1读数均变大 【答案】A 【解析】 【详解】因为电压表V2的示数变大，R2的阻值不变，由可得，电路中电流变大，即电流表A示数变大，因为R1、R4的阻值不变，由U=IR可得，电阻R1、R4两端的电压变大，故电压表V1的示数变大，因为电源电压不变，R4两端的电压变大，由串联电路电压的特点可得，V的示数变小，而电压表V1和电压表V2示数均变大，故V3的示数减小，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 二、多选题（共4个小题，每题5分，共20分。漏选得3分，错选或多选不得分） 9. 如图甲所示的条凳，人若坐在凳的一端，极易使其另一端上翘而摔倒。现将其简化为如图乙所示的示意图，B、C点分别与凳脚的E、F点在同一竖直线上。当人对水平凳面施加竖直向下的压力时，下列分析正确的是（ ） A. 压力作用于A点，可将条凳视为绕E点转动的杠杆 B. 只要压力作用于凳面的中间，则条凳一定不会上翘 C. 只要在A、D点同时施加压力，则条凳一定不会上翘 D. 在B或C点施加一个压力，则条凳一定不会上翘 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．分析图乙可知，当压力作用于A点时，如果条凳可以转动，将围绕E点转动，因此条凳视为绕E点转动的杠杆，故A正确； B．当压力作用于凳面的中间，此时E、F两点受到的压力均是向下的，因此条凳不会上翘，故B正确； C．在A、D点同时施加压力，如果其中一点的力大，根据杠杆平衡条件，如果大于另一点的力和条凳重力作用效果时，条凳将上翘，故C错误； D．如果在B或C点施加一个压力，则此时动力臂为零，因此条凳一定不会上翘，故D正确。 故选ABD。 10. 如图，兴趣小组制作了一个电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的有（　　） A. 电动机主要由磁体和线圈组成 B. 电动机主要把动能转化为电能 C. 对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向 D. 电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．电动机的工作原理是，通电导体在磁场中受力的作用，所以电动机主要由磁体和线圈组成，工作时主要把电能转化为机械能，故A正确，B错误； C．通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关，磁场方向不变，对调电源正、负极，可改变线圈中的电流方向，所以能改变电动机的转动方向，故C正确； D．根据焦耳定律可知，电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻有关，故D错误。 故选AC。 11. 一质量为900g、底面积为100cm2、高为12cm的不吸水圆柱体放在盛有4.2kg水的薄壁（厚度不计）柱形容器内，容器底面积为300cm2，如图所示。打开阀门K，放出3kg的水后关闭阀门（=1.0×103kg/m3）。下列说法正确的是（　　） A. 圆柱体的密度为0.75×103kg/m3 B. 放水前水面距容器底部的高度为l4cm C. 放水后水对容器底部的压力为21N D. 放水后水对容器底部的压强为600Pa 【答案】AD 【解析】 【详解】A．圆柱体的密度 故A正确； B．放水前水的体积 圆柱体漂浮时受到的浮力 根据得圆柱体排开水的体积 圆柱体浸没水中的体积和水的总体积 放水前水面距容器底部的高度为 故B错误； D．圆柱浸没水中的高度 放水后水的质量 m后=4.2kg-3kg=1.2kg 放水后水的体积 假设圆柱体已经沉底，则放水后水的高度为 所以放出3kg的水后圆柱体已经沉底，放水后水对容器底部的压强 故D正确； C．因圆柱体不会与容器底密切接触，会受到水的浮力，故放水后水对容器底部的压力 故C错误。 故选AD。 12. 如图所示，电源电压为6V。a、b为两个电表，其中一个为电流表，一个为电压表。R1=10Ω，R2∶R3=2∶3。闭合开关S，电路总功率为P1，通过M点的电流为I1；a、b互换后再闭合开关，电路总功率为P2，通过M点的电流为I2。若P1∶P2=5∶6，I2-I1=0.1A，下列说法正确的是（ ） A. a为电流表 B. R2的阻值为30Ω C. 将图中的电源、电表a、电表b任意互换，闭合开关，电路总功率的最小值为3W D. 将R1、R2、R3中的一个与图中的电表a互换，闭合开关，电表a的示数可能比互换前小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由题意可知，当两个表互换位置后，P1∶P2=5∶6，则 ① 两次的电流关系为 ② 联立①②式可得，。当a为电压表，b为电流表时，R1单独工作，R2和R3短路，电路中的电流为 则开始时，a为电流表，b为电压表，电路电流为。故A正确； B．当a为电流表，b为电压表时，R1短路，R2和R3并联工作，则电路中的电流为 ③ 两个电阻的阻值关系为 ④ 联立③④可得，，故B错误； C．由题意可知，将图中的电源、电表a、电表b任意互换，共有如下6种组合： 根据可知，当电路中阻值最大时，电路的电功率最小，（1）为题中原图，为R2和R3并联工作，阻值为 （2）为题中a，b互换位置后，为R1单独工作，阻值为，（3）为R1单独工作，阻值为，（4）为R1、R2和R3并联工作，阻值为 （5）为R2和R3并联工作，阻值为 （6）为R1、R2和R3并联工作，阻值为 综上可知，电路中的最大阻值为12Ω，则电路中的最小电功率为 故C正确； D．将R1、R2、R3中的一个与图中的电表a互换，有如下3种情况： 根据A中分析可知，未更换之前，R1短路，R2和R3并联工作，电流表测量干路电流，电路中的阻值为12Ω；（7）中，R1短路，R2和R3并联，与未更换前一致，故（7）中电流表示数将不变；（8）中，R3短路，R1和R2并联，电流表测量干路电流，电路中的阻值为 根据可知，（8）中电流表示数将变大；（9）中R2短路，R1和R3并联，电流表测量干路电流，电路中的阻值为 根据可知，（9）中电流表示数将变大。综上所述，故D错误。 故选AC。 三、作图与填空题（每小题4分，共12分） 13. 物理兴趣小组的同学在实验室找到一棱镜，其横截面为直角三角形ABC，如图所示，其中BC面镀银。一条光线从AB面上的O点射入棱镜，经过BC面一次反射后，从AC面的P点出射。请在答题卡的图中画出该光线射入棱镜之后的光路图。 【答案】 【解析】 【详解】经O点折射的光线射到BC面上时发生反射，且反射光线恰好过P点，根据平面镜成像特点，虚像P'到BC面的距离等于P点到BC面的距离，作P点关于BC面的对称点，确定虚像P'的位置；连接虚像点P'与O点，与BC面交于O'，OO'为经AB面的折射光线，O'P即为反射到P的反射光线，如下图所示： 14. 有一块半径为的均匀薄圆板，现从圆板上挖出一个半径为的内切薄圆板，求剩余部分的重心与大圆的圆心之间的距离______。 【答案】5cm 【解析】 【详解】如图所示，因薄板的重心在C，则在C处支起，薄板将处于平衡状态，而在圆板上挖一个小圆孔，效果上相当于在完整的大圆板上处作用一个方向竖直向上、大小等于小圆板重的拉力；这样，本问题可转化为完整的大圆板上O处受到重力G，在处受到向上的拉力，以C点为支点，处于平衡状态，G和F的力臂分别为OC和，根据杠杆平衡条件，有 因为 所以 15. 如下图所示的电路中，在定值电阻R1或滑动变阻器R2中，仅有一个发生故障，小浦为研究故障的原因，特地设计了两个方案： 方案一：通过移动滑动变阻器的滑片P来判断出故障的原因，写出开关S闭合后，电流表示数变化情况及对应故障_________。 方案二：用一个完好的电阻R0来替换R1来判断发生的故障，可选用的电阻R0的阻值_________。 A.R0>R1 B.R0=R1 C.R0<R1 【答案】 ①. 闭合开关后移动滑片，电流表变化，则故障为R1断路；闭合开关后移动滑片，电流表不变，则故障为R2断路 ②. AB 【解析】 【详解】[1]闭合开关后移动滑片，电流表变化，则故障为R1断路；闭合开关后移动滑片，电流表不变，则故障为R2断路。 [2]若定值电阻R1断路，用R0替换R1时，由电阻的并联可知电路的总电阻将变小，则由欧姆定律可知电流表A的示数将变大； 若变阻器R2断路，用R0替换R1时，如果R0等于R1，则电流表A的示数不变；如果R0大于R1，由欧姆定律可知电流表A的示数将变小；如果R0小于R1，由欧姆定律可知电流表A的示数将变大； 综上可知，如果选用的电阻R0小于R1，当出现电流表A的示数变大时，可能是R1断路，也可能R2断路，则利用该电阻不能准确判断电路故障；所以，选用的电阻R0的阻值应大于或等于R1，才能根据电流表的示数变化情况准确判断电路故障。 故选AB。 四、实验探究题（每小题7分，共14分） 16. 小丽设计了一个简易的身高测量仪，用到的器材有：稳压输出的直流电源、电压表、定值电阻、足够长的电阻丝、开关、导线若干。他的设想是：用滑片在绷直的电阻丝上滑动代替滑动变阻器；将电压表盘的刻度值改为身高数据，作为身高显示仪。 （1）小丽最初设计的电路如图甲所示，老师指出他的设计图有不够合理的地方。你认为下列分析正确的是______； A. 电阻是多余的，可以去掉 B. 移动滑片时，电路的总电阻没有变化 C. 电压表的表盘刻度是均匀的，但是设计电路中电压表示数变化量跟身高变化量不成正比 D. 电压表的示数不能由零变化到最大刻度值 （2）在老师的指导下，小丽改进了电路，如图乙，从而解决了上述问题。通过分析该电路可知，被测量者的身高越高，电压表的示数就会越______（选填“大”或“小”），因此电压表盘上越靠______（选填“左”或“右”）的刻度值所对应的身高数值越大； （3）确定了更好的电路设计方案后，小丽采用了电压为12V的电源、一根长为80cm的均匀电阻丝（每1cm长度的电阻值为）、量程为的电压表。为了使滑片移动到电阻丝两端时，电压表的指针也恰能分别指向表盘左右两端的刻度，选择的定值电阻的阻值应该为______； （4）小丽利用选定的器材连好电路，对身高为160cm的小航进行测量时，电压表的示数为1.5V，则该测量仪器可测得身高范围为______至______。电压表上表示1.2V的刻度对应的身高应该是______。 【答案】（1）C （2） ①. 大 ②. 右 （3）120 （4） ①. 120 ②. 200 ③. 152 【解析】 【小问1详解】 由图可知，变阻器R2与电阻R1串联，电压表测变阻器R2两端的电压。 A．若没有电阻R1，当变阻器R2连入的电阻为0Ω时，会发生短路，损坏电源，所以R1不是多余的，故A不符合题意； B．移动滑片P时，R2接入电路的阻值改变，电路的总电阻等于两个电阻之和，所以总电阻也会发生改变，故B不符合题意； C．图中身高的变化量决定了变阻器R2连入的电阻变化量，由欧姆定律可得该电路中的电流 电压表的示数 由此可见，电压表的示数与R2接入的阻值不成正比，则电压表示数的变化量与R2的阻值变化量不成正比，所以电压表的示数变化量跟身高变化量不成正比，故C符合题意； D．当滑片在最下端时，变阻器的阻值为零，电压表的示数为零；当滑片在最上端时，变阻器接入的阻值最大，电压表的示数也最大，因此，电压表的示数能由零变化到最大刻度值，故D不符合题意。 故选C。 【小问2详解】 [1][2]由图乙可知，变阻器R2与电阻R1串联，人身高变化不改变R2接入电路电阻的大小，整个电路电流不变。电压表测R2下半部分那段电阻两端的电压，其示数为 所以电压表示数与电阻R2的阻值成正比，身高越高，电压表示数越大；电压表盘上越靠右的刻度值所对应的身高数值越大。 【小问3详解】 电阻丝的最大阻值为 当电压表示数最大为3V时，测的是全部电阻丝两端的电压，此时电路中的电流 由于图中电流大小始终不变，所以电路中的总电阻为 则定值电阻R1的阻值应为 【小问4详解】 [1][2]电路中的电流始终不变，I=0.075A，则小丽进行测量时电压表所测电阻丝的阻值 也就是说小丽进行测量时，电压表与电阻丝R2的一半阻值并联，电阻丝总长度为80cm，一半为40cm，则滑动变阻器下端到地面的距离为 滑动变阻器上端到地面的距离为 所以该测量仪器可测得的身高范围为120cm～200cm。 [3]当电压表示数为1.2V时，与电压表并联部分的电阻为 该部分电阻丝的长度为 则电压表上表示1.2V的刻度对应的身高应该是 17. 智能汽车随着科学技术的发展，汽车也越来越智能化。汽车抬头显示系统，简称HUD。HUD利用平面镜成像原理，如图所示，将显示器上的重要行车数据通过前挡风玻璃投射在正前方，驾驶员透过挡风玻璃往前方看的时候，能够在看到车外的景象的同时，不必低头就可以看到车辆行驶信息，从而避免分散对前方道路的注意力，确保驾驶舒适安全。车窗所采用的“智能玻璃”具有单向透光功能，使用时反射面必须是迎光面，就能从车内看到车外明亮的景物，从车外看不见较暗的车内景象。这种玻璃还能根据车外光照度自动调节透明度（透明度是指车内光照度与车外光照度的比值），实现车内的光照度为一个适宜的定值，经测算车外光照度和玻璃的透明度成反比关系，其图像如图乙所示。 （1）行车数据在挡风玻璃上所成的像是由光的______形成的，该像是______（填（“实”或“虚”）像； （2）已知某车辆HUD显示器水平放置在中控台上，通过挡风玻璃成垂直于水平面的像，则挡风玻璃与水平面的夹角为______度； （3）某驾驶员发现挡风玻璃所成的像过高，不便于观察，这时就需要将显示器沿水平方向______（填“远离”或“靠近”）挡风玻璃； （4）HUD有一个技术难题，即挡风玻璃所成的像易产生重影，影响使用效果，重影产生的原因是挡风玻璃有一定的______（填“厚度”或“透明度”）； （5）为避免成像的像出现重影，厂方对前挡风玻璃进行了改造，应选用图丙中______图所示的玻璃； （6）“智能玻璃”能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度，如图乙所示，当车外光照度为400Lx时，“智能玻璃”的透明度会自动调节约为______%。 【答案】（1） ①. 反射 ②. 虚 （2）45 （3）靠近 （4）厚度 （5）B （6）15 【解析】 【小问1详解】 挡风玻璃相当于平面镜，成像原理是光的反射；平面镜成虚像。 【小问2详解】 显示器水平放置，像竖直垂直水平面，物像连线与镜面垂直、物像对称；因此挡风玻璃与水平面夹角为45度。 【小问3详解】 像过高，说明物距偏大；将显示器靠近挡风玻璃，物距减小，像距减小，像会下移。 【小问4详解】 挡风玻璃有一定厚度，前后两个表面都会反射成像，形成重影。 【小问5详解】 选用上厚下薄的楔形玻璃（B），可让前后表面反射的像重合，消除重影。 【小问6详解】 透明度与车外光照度成反比，即，则光照度为时的透明度为 五、综合应用题（共30分） 18. 心电图的出纸速度（纸带移动的速度）是2.5cm/s，记录下的某人的心电图如图所示（图纸上每小格边长为0.5cm），则： （1）此人的心率为多少次/分钟？ （2）若某人的心率为75次/分钟，每跳一次输送80mL血液，他的血压（可看作心脏压送血液的平均压强）为，据此估算此人心脏跳动做功的平均功率为多少？ （3）按第二问的答案估算一下，人的心脏工作一天所做的功相当于把1t重的物体举起多高？ 【答案】（1） 75次/分 （2） 1.5W （3） 12.96m 【解析】 【小问1详解】 由题图可知，相邻两次心跳的峰值之间间隔为4小格，已知每小格边长为0.5cm，因此间隔长度为 已知纸带移动速度，根据，可得相邻两次心跳的时间间隔： 1分钟等于60秒，因此心率（每分钟心跳次数）为 【小问2详解】 心脏压送血液时，每跳一次做功可推导为 其中为血压，为每次输送血液的体积。 已知， 代入得每跳一次做功 心率为75次/分，即1分钟（）内心脏做功总功 根据功率公式，可得平均功率 【小问3详解】 一天的总时间 心脏一天做的总功 1t物体的质量 物体重力 根据，可得举起高度 19. 如图所示是某物理兴趣小组设计的“电子浮力秤”的原理图。托盘质量30g，与质量不计的滑片P相连，并一起上下自由滑动（滑动过程中的摩擦力忽略不计，托盘底部始终保持水平，且托盘、弹簧不与电路连通）。圆柱形浮筒A底面积为100cm2，高为10cm，密度为0.12g/cm3，漂浮在底面积为300cm2，装有足够深的水的容器中。托盘与浮筒A用质量不计的轻质弹簧相连，且控制弹簧只能在竖直方向上形变，弹簧的形变量与受到的外力成正比，受到1N的外力时形变量为1cm。BC是一根长为16cm的阻值均匀的电阻丝，最大阻值为16Ω，电源电压恒为4.5V，电压表量程为0～3V。当托盘中不放物体时，闭合开关S，调节容器中水量，使滑片P正好位于R最上端，读出电压表示数为0.9V。求： （1）定值电阻R0的阻值为多少？ （2）托盘中不放物体时，浮筒A的下表面受到水的压强是多大？ （3）若要保证整个电路的安全，“电子浮力秤”所能称量物体的最大质量为多少g？ 【答案】（1）4Ω；（2）150Pa；（3）840g 【解析】 【详解】解：（1）由电路图可知，滑片P位于R最上端时，定值电阻与BC电阻丝串联，电压表测量R0的两端电压；串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以BC两端电压为 UBC＝U﹣U0＝4.5V﹣0.9V＝3.6V 此时通过电路的电流为 定值电阻R0的阻值为 （2）托盘的重力为 GP＝mPg＝30×10-3kg×10N/kg＝0.3N 浮筒A的质量为 mA＝ρAVA＝ρASAhA＝0.12g/cm3×100cm2×10cm＝120g 浮筒A的重力为 GA＝mAg＝120×10-3kg×10N/kg＝1.2N 托盘中不放物体时，滑片P正好位于R最上端，浮筒A的重力和托盘的重力之和等于浮筒A受到的浮力，则有 F浮A＝GA+GP＝1.2N+0.3N＝1.5N 浮筒A浸入水中的体积为 浮筒A浸入水中的深度为 浮筒A的下表面受到水的压强诶 p＝ρ水gh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.015m＝150Pa （3）由电路图可知，托盘中物体的质量越大，滑片越向下移动，BC接入电路的电阻越小，定值电阻两端的电压越大，电压表测量R0的两端电压，电压表量程为0～3V，所以当电压表示数最大时，“电子浮力秤”所能称量物体的质量最大，根据串联电路电压规律可知BC两端的电压为 UBC′＝U﹣U0′＝4.5V﹣3V＝1.5V 此时通过电路的电流为 此时BC接入电路的电阻为 BC是一根长为16cm的阻值均匀的电阻丝，最大阻值为16Ω，所以BC接入电路的长度为2cm，滑片向下移动14cm，秤盘上放置物体后，弹簧会缩短；当滑片下移14cm时，设弹簧缩短了xcm，由题意可知此时弹簧增加的弹力为xN，因此时被测物体处于静止状态，则所测物体的重力为 G物＝F弹＝xN 滑片下移14cm时，弹簧缩短了xcm，则浮筒向下移动的距离d＝（14﹣x）cm，浮筒浸入水中深度的增加量等于水面上升的高度与浮筒向下移动的距离之和，即 Δh浸＝Δh+d 根据ΔV排的两种计算方法可得 ΔV排＝S容器Δh＝SAΔh浸 即 S容器Δh＝SA（Δh+d） 化简可得水面上升的高度为 则浮筒排开水的体积变化量为 秤盘上放置物体前后，浮筒都处于漂浮状态，则由浮沉条件可得，被测物体的重力等于增加的浮力，所以G物＝ΔF浮，即 xN＝ρ水gΔV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×150×（14﹣x）×10-6m3 解得x＝8.4，则被测物体的最大重力为8.4N，由G＝mg得“电子浮力秤”的最大称量为 答：（1）定值电阻R0的阻值为4Ω； （2）托盘中不放物体时，浮筒A的下表面受到水的压强是150Pa； （3）若要保证整个电路的安全，“电子浮力秤”所能称量物体的最大质量为840g。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $