内容正文:
物理(四)
注意事项:1.本试卷共6页,5个大题,21个小题,满分70分,考试时间60分钟。
2.本试卷上不要答题,请按答题卡上注意事项的要求,直接把答案填写在答题卡
上。答在试卷上的答案无效。
一、填空题(本题共6个小题,每空1分,共14分)
1. 古诗“留连戏蝶时时舞,自在娇莺恰恰啼。”描绘了春天的景象;蝴蝶飞行时翅膀每分钟振动300次,则蝴蝶振翅发声的频率是______,该声属于次声波,因此人们听不到;人们是根据声音的______(选填“音调”或“音色”)来辨别黄莺啼声的。
【答案】 ①. 5Hz ②. 音色
【解析】
【详解】蝴蝶振翅频率为
不同发声体的材料、结构不同,发出声音的音色不同,因此人们依靠音色辨别黄莺的啼声。
2. 热爱运动的小明参与了2025汶上半程马拉松欢乐跑项目。如表所示是组委会发送的小明比赛成绩截图,其中“配速”通过________(选填“相同时间比路程”或“相同路程比时间”)的方法来比较跑步的快慢;“配速”的数值越________,表示跑得越快。
【答案】 ①. 相同路程比时间 ②. 小
【解析】
【2题详解】
[1][2]由表可知,配速是完成1公里所用的时间,所以是固定路程(1 km)比较所用时间,因此是相同路程比时间。配速数值越小,说明跑每公里用时越短,跑得越快。
3. 我国古人曾发明一种点火器,以牛角为套筒,把艾绒粘在木质推杆前端,其结构如图所示。取火时一只手握住套筒,另一只手向内猛推推杆,推杆前端的艾绒就会被点燃,拔出推杆后,吹艾绒就有火苗产生。向内猛推时通过______方式增大内能,这一过程与四冲程内燃机的______冲程相似。
【答案】 ①. 做功 ②. 压缩
【解析】
【详解】[1]当向内猛推推杆时,对套筒内的空气做功,将机械能转化为空气的内能,使空气内能增大,温度升高,达到艾绒的着火点,从而使艾绒被点燃。
[2]在四冲程内燃机的压缩冲程中,活塞向上运动,压缩气缸内的气体,也是将机械能转化为内能,与这一过程的能量转化情况相同。
4. 中国是世界上高铁规模最大、发展速度最快的国家。如图是高速列车的无砟轨道,铁轨和轨枕直接铺在混凝土上,其路基不用碎石填充的原因是当列车高速运行时,列车底部和轨道之间空气流速变______,压强变______,碎石可能飞起来落到轨道上造成危险。在通往青藏高原的列车中,每节车厢内都配有供氧系统,这是为了预防由于海拔高度升高时,大气压强变______,含氧量降低使乘客产生高原缺氧反应。(均选填“大”或“小”)
【答案】 ①. 大 ②. 小 ③. 小
【解析】
【详解】[1][2]根据流体压强与流速的关系:在流体中,流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大。 当列车高速运行时,列车底部和轨道之间的空气流速会变大,根据上述规律可知,此时列车底部和轨道之间的压强会变小。
[3]大气压强随海拔高度的升高而减小。在通往青藏高原的列车中,海拔高度不断升高,大气压强会变小。
5. 如图所示,定值电阻,,当开关S、S1均闭合时,电压表V2的示数为2V,则该电路的电源电压为______V;若将图中电压表V1、V2换成电流表A1、A2,开关S闭合,S1断开时,该电路的干路电流为______A,该电路工作1分钟消耗的电能为______J。
【答案】 ①. 6 ②. 1.8 ③. 648
【解析】
【详解】[1]当开关S、S1均闭合时, 组成串联电路,电压表V1测R1两端电压U1,V2测R2两端电压U2,,根据串联电路电压之比等于电阻之比,可以得到
所以电源电压
[2]将图中电压表V1、V2换成电流表A1、A2,开关S闭合,S1断开时,组成并联电路,电流表A1测流过R2支路电流I1,A2测流过R1支路电流I2,干路电流等于各支路电流之和
[3]电路消耗的电能等于电流所做的功
6. 如图所示,小明站在静止在水平地面上的滑板车上,一只脚用力向后蹬地,滑板车向前运动,停止蹬地后,滑板车继续向前运动一段距离后停下来。请从上述情景中提出一个物理问题,要求运用所学物理知识进行解释,不要和示例重复。
【示例】物理问题:用脚向后蹬地,滑板车为什么向前运动?
解释:物体间力的作用是相互的,脚给地面一个向后的力,地面给人一个向前的力。
物理问题:______;
解释:______。
【答案】 ①. 见解析 ②. 见解析
【解析】
【详解】[1][2]物理问题1:滑板车为什么会停下来?
解释1:滑板车受到地面的摩擦力,改变了滑板车的运动状态,最终停下来。
物理问题2:停止蹬地后,滑板车为什么会继续向前运动?
解释2:停止蹬地后,由于惯性,滑板车会继续向前运动。
二、选择题(本题共8个小题,每小题2分,共16分。第7~12题为单选题,第13~14题为双选题,全部选对得2分,选对但不全的得1分,有错选的得0分)
7. 星期天小明和妈妈在厨房里准备给全家做一顿美味的午餐,小明发现厨房里的很多现象蕴藏着物理知识,其中正确的说法是 ( )
A. 从冰箱里取出的冻虾上有一层白色的小冰晶,这是空气中水蒸气凝固形成的
B. 水烧开后壶嘴处喷出的“白气”,是从壶嘴喷出的水蒸气
C. 烧水时,100℃的水蒸气引起的烫伤往往比100℃的水烫伤更严重
D. 放在笼屉里的馒头被蒸熟是因为水蒸气液化要吸热
【答案】C
【解析】
【详解】A.从冰箱里取出的冻虾上有一层白色的小冰晶,它是由水蒸气凝华形成的,故A错误;
B.壶嘴处喷出的“白气”是小水珠,它是高温的水蒸气遇冷液化形成,故B错误;
C.100℃的水蒸气液化100℃的水要放出大量的热,所以100℃的水蒸气烫伤往往比100℃的水烫伤更严重,故C正确;
D.放在笼屉里的馒头被蒸熟是由于水蒸气本身温度高,加之水蒸气液化要放热,故D错误。
故选C。
8. 关于信息、能源、材料的描述中,下列说法正确的是( )
A. 北斗卫星定位系统是利用超声波传递信息
B. 人类开采的石油,是上亿年前地球接收的太阳能
C. 核能是二次能源,也是不可再生能源
D. 超导材料用于制作电饭锅的发热体,可提高发热效率
【答案】B
【解析】
【详解】A.北斗卫星定位系统是利用电磁波传递信息,真空不能传声,超声波无法在太空中传播,故A错误;
B.石油属于化石能源,是古代生物通过光合作用将太阳能转化为化学能,经过漫长地质演变形成的,本质是上亿年前地球接收的太阳能,故B正确;
C.核能是可以直接从自然界获取的一次能源,且核燃料消耗后无法再生,属于不可再生能源,故C错误;
D.超导材料的电阻为0Ω,根据电流的热效应,电流通过超导材料不会产生热量,电饭锅依靠电流热效应发热,因此不能用超导材料制作发热体,故D错误。
故选B。
9. 某实验小组的同学通过实验探究凸透镜成像的规律。实验器材有:一个凸透镜、光屏、高度为3.0cm的光源和刻度尺。实验时,物距从4.0cm开始,每次增加2.0cm。下表是他们记录的物距、像距、像的高度和正倒情况。下列关于该实验的描述错误的是( )
物距/cm
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
18.0
20.0
22.0
24.0
26.0
28.0
像距/cm
/
/
/
/
60.4
35.6
26.6
22.3
20.0
18.4
17.3
16.6
15.7
像高/cm
/
/
/
/
15.1
7.6
5.0
3.7
3.0
2.5
2.1
1.9
1.8
像的正倒
正
正
正
/
倒
倒
倒
倒
倒
倒
倒
倒
倒
A. 实验中通过比较像和光源的高度来判断像是放大的还是缩小的
B. 该透镜的焦距是10cm
C. 当物距为8.0cm时,像的高度无法测量,原因是像的高度过高
D. 分析数据可知,凸透镜成实像时,物距和像距之和大于等于4倍焦距
【答案】C
【解析】
【详解】 A.实验中光源高度为3.0cm,像的高度大于3.0cm时为放大像,小于3.0cm时为缩小像,通过比较像和光源的高度可判断像的放大或缩小情况,故A正确,不符合题意;
B.当物距为20.0cm时,像高等于光源高度3.0cm,说明此时成倒立等大的实像,根据凸透镜成像规律,物距等于2倍焦距时成倒立等大实像,即,得焦距,故B正确,不符合题意;
C.当物距为8.0cm时,物距小于焦距10.0cm,成正立、放大的虚像,虚像不能呈现在光屏上,因此无法测量像的高度,并非像的高度过高,故C错误,符合题意;
D.4倍焦距为
观察表格数据:当物距为20.0cm(等于)时,像距为20.0cm,物距与像距之和为
等于4倍焦距;其他成实像的情况,如物距12.0cm时,像距60.4cm,和为
物距28.0cm时,像距15.7cm,和为
可知凸透镜成实像时,物距和像距之和大于等于4倍焦距,故D正确,不符合题意。
故选C。
10. 如图所示,若在距离水平地面的同一高度处以大小相同的初速度分别沿竖直向上和斜向右上方将同一个小球抛出,忽略空气阻力。小球竖直向上、斜向右上到达最高点时距水平地面的高度分别为和,小球又下落到水平地面时的速度大小分别为和。下列说法中正确的是( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
【答案】D
【解析】
【详解】小球上升时,速度变小,高度变大,动能变小,重力势能变大,动能转化为重力势能;两个完全相同的小球,在同一高度处以相同大小的初速度抛出,它们的动能和重力势能相同,故两球抛出时的机械能相同,忽略空气阻力,两球机械能守恒,两球抛出后上升到最高点时,竖直向上的小球在最高点时速度为0,动能全部转化为重力势能,斜向上的小球运动到最高点时,速度不为0,动能没有全部转化为重力势能,因此两球抛出后上升到最高点时竖直向上的小球的重力势能大于斜向上的小球的重力势能,则最高点到地面的高度;小球又下落到水平地面时,重力势能相同,不计空气阻力,机械能不变,则动能相同,所以速度也相同,即。故选D。
11. 如图甲所示,小星在水平地面上用力向右推木箱,推力随时间变化的图像如图乙所示,木箱速度随时间变化的图像如图丙所示,以下对于这一过程的分析,正确的是( )
A. 0~1s内木箱没有动,所以此时不是平衡状态
B. 3s后人停止用力,木箱将做匀速直线运动
C. 1~2s内木箱受到的摩擦力大小为50N
D. 若3s后人突然用60N的力往回拉箱子,则此刻物体受到的合力为100N
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图丙可知,0~1s内木箱静止,处于平衡状态,故A错误;
B.如果3s后人停止用力,木箱水平方向只受摩擦阻力的作用,做减速直线运动,故B错误;
C.由图丙可知,在2s~3s内木箱做匀速直线运动,处于平衡状态,由图乙可知,在2s~3s内推力,由平衡条件可知,木箱受到的滑动摩擦力
由图丙可知,木箱在1s~2s内做加速运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,与物体运动的速度无关,所以1s~2s内木箱受到的摩擦力大小为40N,故C错误;
D.如果3s后人突然用60N的力往回拉箱子,会同时受到向左的摩擦力和向左拉力作用,合力为二者之和,即
故D正确。
故选D。
12. 如图所示,把一个自制的密度计分别放入甲、乙两种不同液体中,两容器中液面高度相同,下列判断正确的是( )
A. 甲液体的密度比乙液体的密度大
B. 在标记刻度时B的示数应比A小
C. 这个密度计在两液体中排开液体的质量相等
D. 液体对两容器底部的压强大小相等
【答案】C
【解析】
【详解】AC.因为同一个密度计放在甲、乙液体中都漂浮,所以
由阿基米德原理可知,密度计在两液体中排开液体的重力相等,则密度计在两液体中排开液体的质量相等;由图可知,密度计排开液体的体积为,根据知,故A错误,C正确;
B.浮力不变,密度计排开的液体的体积越大,液体的密度越小,所以密度计B处的刻度值应大于A处的刻度值,故B错误;
D.两容器中液面高度相同,因为,根据,甲液体对容器底部的压强小,故D错误。
故选C。
13. 如图是小明同学自制的简易热机模型,在矿泉水瓶的侧壁上钻一个小孔,把电火花发生器紧紧塞进孔中,在瓶口喷入液态酒精并盖上纸杯。按下电火花发生器的按钮后,酒精燃烧,纸杯飞出。下列说法正确的是( )
A. 纸杯飞出的过程相当于热机的做功冲程
B. 纸杯飞出时,瓶内气体内能减小
C. 酒精燃烧时,酒精的热值会随质量减小而减小
D. 通过改进热机模型的结构,其效率可达100%
【答案】AB
【解析】
【详解】A.纸杯飞出时,瓶内燃气膨胀对外做功,将内能转化为纸杯的机械能,热机做功冲程的能量转化就是内能转化为机械能,二者过程相同,故A正确;
B.纸杯飞出时,瓶内气体对外做功,内能转化为机械能,因此瓶内气体的内能减小,故B正确;
C.热值是燃料本身的特性,热值大小只与燃料的种类有关,与燃料的质量无关,所以酒精燃烧时质量减小,热值不变,故C错误;
D.热机工作过程中,不可避免会克服摩擦做功、有热量散失、废气带走部分能量,因此总存在额外功,效率一定小于100%,即使改进结构也不可能达到100%,故D错误。
故选AB。
14. 如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置,两个透明容器中密闭着等量的空气,,当开关S闭合后,下列说法不正确的是( )
A. 该实验装置是探究电流通过电阻时产生的热量与电阻大小的关系
B. 通电一段时间后,右边U形管内液面的高度差比左边小
C. 若电阻坏掉,可以用与、阻值不同的电阻代替
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放出热量的多少的
【答案】AD
【解析】
【详解】A.实验中 ,但 ,变量是电流而非电阻,实际探究的是热量与电流大小的关系,故A错误;
B.根据焦耳定律,,,通电时间t相同,所以,右边容器(R2)产生的热量少,U形管液面高度差比左边小,故B正确;
C.只要保持,且并联支路使,即可维持实验探究电流对产热的影响的目的,无需 R3与 R2阻值相等,故C正确;
D.实验中是利用密闭空气受热膨胀推动液体移动,使U形管中液面产生高度差,从而反映电阻放出热量的多少,并非液体自身热胀冷缩,故D错误。
本题选择描述错误的,故选AD 。
三、作图题(本题共2个小题,每小题2分,共4分)
15. 货物A放在货车的水平车厢上,随货车一起向右做匀速直线运动。其简化示意图如图所示,A表示货物,B表示货车。请在图中画出货物A的受力示意图。
【答案】
【解析】
【详解】货物受到竖直向下的重力,以及车厢对货物竖直向上的支持力,两个力大小相等,是一对平衡力;货物和车厢相对静止,没有相对运动、也没有相对运动趋势,因此不受任何水平方向的力。受力图如图所示
16. 如图所示,条形磁铁的A端与通电螺线管的左端相对,二者间的磁感线分布如图所示,请在括号内分别标出条形磁铁A端磁极的极性和电源c端的“+”“﹣”极。
【答案】
【解析】
【详解】由于在磁体外部磁感线从磁体的N极出来,回到S极,所以条形磁铁的A端为N极,B端为S极;通电螺线管的左端为N极,右端为S极,由安培定则可知,大拇指指向通电螺线管的左端N极,四指环绕方向为电流方向,电流从通电螺线管的右边流入、左边流出,则电源的d端为正极、c端为负极,如下图所示:
四、实验探究题(本题共3小题,第17题4分,第18题6分,第19题9分,共19分)
17. 如图甲所示,小明发现透过家里的玻璃窗可以看到室内物体的像。为了弄清楚原因,他进行了如图乙所示的实验探究平面镜成像特点。
(1)选用玻璃板做实验是为了烛焰的光在玻璃板表面能发生______(选填“反射”“折射”或“直线传播”),同时也能够看到______(选填“蜡烛A”或“蜡烛B”)。
(2)多次改变蜡烛A的位置,并移动另一支蜡烛B,确定每次像的位置,将每次物和像的位置记录在玻璃板下面的白纸上,连接物和对应的像点,如图丙所示,由此可得出像与物的位置关系:平面镜所成的像与物体关于镜面______。
(3)如果实验中玻璃板没有与水平桌面垂直,下列说法正确的是______。(填序号)
①蜡烛A不能成像
②所成的像与蜡烛A关于镜面对称
③无论在桌面上如何移动蜡烛B,始终无法与蜡烛A的像完全重合
④透过玻璃板看不见蜡烛B
【答案】(1) ①. 反射 ②. 蜡烛B
(2)对称 (3)②③
【解析】
【小问1详解】
平面镜成像的原理是光的反射,选用透明玻璃板做实验,一方面可以让烛焰的光发生反射形成像,另一方面因为玻璃板透明,能透过玻璃板看到玻璃板后方的蜡烛B,方便确定像的位置。
【小问2详解】
由图丙可知,每次实验中蜡烛A到镜面的距离等于它的像到镜面的距离,且物与像的连线与镜面垂直,因此可得结论:平面镜所成的像与物体关于镜面对称。
【小问3详解】
①只要有反射,蜡烛A就能成像,错误;
②平面镜成像的特点就是像与物体关于镜面对称,和玻璃板是否放置垂直无关,正确;
③若玻璃板不垂直桌面,蜡烛A的像会成在桌面的上方或下方,因此无论怎么移动桌面上的蜡烛B,都无法与像完全重合,正确;
④玻璃板仍然是透明的,透过玻璃板可以看见蜡烛B,错误。
因此选②③。
18. 小明同学在探究“杠杆平衡的条件”实验中,所用的器材有支架、刻度均匀的杠杆、细线、重0.5N的钩码若干。
(1)杠杆在支架上静止时如图甲所示,应将杠杆的平衡螺母向______调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)杠杆在水平位置平衡后,在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡。然后改变动力和动力臂,相应调节阻力和阻力臂,再做几次实验。再做几次实验的目的是______(填序号)。
A. 使测量数据更准确
B. 多次测量求平均值减小误差
C. 避免偶然性,使实验结论具有普遍性
(3)经过实验,获得了如表数据:
实验号
动力/N
动力臂/cm
阻力/N
阻力臂/cm
1
0.5
10
1
5
2
2
15
1.5
20
3
1.5
10
3
5
根据实验数据可得出杠杆平衡的条件是______(用物理量符号表示)。
(4)如图丙所示,当弹簧测力计在C点由竖直位置逐渐向右倾斜过程中,要使杠杆仍在水平位置平衡,弹簧测力计的示数将变______,这是因为______________________________。
(5)杆秤就是利用杠杆原理测量物体质量的,如图丁,使用自制杆秤测量某物体质量时,在B处水平平衡。此时,所测物体不变,若更换一个质量更大的秤砣,移动秤砣使杆秤再次水平平衡,其读数会比之前偏______(选填“大”或“小”),由此可知一杆秤不能随意换秤砣。
【答案】(1)右 (2)C
(3)
(4) ①. 大 ②. 弹簧测力计在C点由竖直位置逐渐向右倾斜过程中,拉力的力臂逐渐变小,根据杠杆的平衡条件,此时拉力变大,即弹簧测力计的示数将变大
(5)小
【解析】
【小问1详解】
由图甲知,杠杆右端上翘,说明左端重,所以应将杠杆的平衡螺母向右调节。
【小问2详解】
在实验中,改变力和力臂的大小进行多次实验得到多组数据的目的是避免结论的偶然性,使实验结论具有普遍性,故AB不符合题意,C符合题意。 故选C。
【小问3详解】
有表格数据可知,每组实验数据,的乘积始终等于的乘积,由此可得杠杆平衡的条件是
【小问4详解】
如图丙所示,当弹簧测力计在C点由竖直位置逐渐向右倾斜过程中,拉力对应的动力臂变小,阻力和阻力臂不变,要使杠杆仍在水平位置平衡,根据杠杆平衡条件可知,拉力变大,即弹簧测力计的示数将变大。
【小问5详解】
若换用一个质量更大的秤砣,物体重力不变,物体对杆秤的拉力的力臂不变,秤砣的重力变大,移动秤砣使杆秤再次水平平衡时,根据杠杆平衡条件可知秤砣对杆秤的拉力的力臂变短,即向O点移动,所以此时读数会比之前偏小。
19. 小明利用如图甲所示的电路,探究“串联电路中电压的规律”。
(1)为了使实验得出的结论具有普遍意义,、应该选择规格______(选填“相同”或“不相同”)的小灯泡。
(2)连接实物电路时,开关应处于______状态。
(3)图乙是小明测量两端电压的电路,但其中有一根导线连接错误,请你在连错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(4)改正电路后,小明用电压表分别测出AB、BC、AC两点间的电压、、并记录在表中,电压表测量BC两点间的电压时电压表的示数如图丙所示,则两端的电压为______V;分析数据可得到串联电路电压特点是______(用公式写出)。
实验次数
两端电压/V
两端电压/V
串联总电压/V
1
1.8
3.0
(5)为使实验结论更具有普遍性,接下来小明应该采取的操作是______(填序号),再进行实验。
A. 改变开关位置
B. 更换规格不同的灯泡
C. 将灯泡、的位置互换
(6)同组小亮为了优化实验过程,设计了如图丁所示的电路,他的思路是:只闭合开关S和,电压表测小灯泡两端的电压;只闭合开关S和,电压表就可以测小灯泡两端的电压。这种设计思路是______(选填“正确”或“错误”)的,理由:______。
【答案】(1)不相同 (2)断开
(3) (4) ①. 1.2 ②. (5)B
(6) ①. 错误 ②. 测量两端电压时,电压表正负接线柱接反,无法正确测量
【解析】
【小问1详解】
为避免实验偶然性,使结论具有普遍意义,需要选择规格不同的小灯泡进行实验。
【小问2详解】
连接电路时,开关断开可以保护电路,防止接线错误短路损坏元件。
【小问3详解】
由图乙可知,电压表与L1串联,这是错误的接法,要测量两端电压,电压表应并联在两端。
【小问4详解】
电压表选用0~3V量程,分度值为0.1V,读数为1.2V,则两端的电压为1.2V;分析数据可得
则串联电路的电压规律为
【小问5详解】
一次实验结论具有偶然性,为得到普遍规律,需要更换规格不同的灯泡进行多次实验,改变开关位置、互换灯泡位置都无法得到多组不同的有效数据,故选B。
【小问6详解】
测两端电压时,电压表正负接线柱连接正确;改测两端电压时,电流会从电压表负接线柱流入、正接线柱流出,正负接线柱接反,不能正常测量,因此设计思路错误。
五、综合应用题(本题共2小题,第20题8分,第21题9分,共17分)
20. 图甲是一个超声波加湿器,图乙是其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V,定值电阻的阻值为30Ω,电流表的量程为0~200mA,电压表的量程为0~9V,湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化关系是如表所示。在电路安全工作的前提下:
湿度RH/%
0
10
20
40
60
80
…
湿敏电阻R/Ω
10
20
30
50
70
90
…
(1)当湿度为60%时,电压表示数为多少?
(2)该装置能监测湿度的范围为多少?
(3)若要使该内部湿度监测装置的最小测量值为10%,在不更改其他器材的情况下,可将电源电压调为多少?。
【答案】(1)
8.4V (2)
20%~80% (3)
10V
【解析】
【小问1详解】
由表格可知,当湿度为60%时,湿敏电阻的阻值,由串联电路的电阻特点可知总电阻为
则电路中的电流为
则湿敏电阻两端的电压为
即电压表示数为8.4V。
【小问2详解】
由表格可知湿度最低时,湿敏电阻阻值最小,电路总电阻最小,由欧姆定律可知此时电路的电流最大;已知电流表的量程0~200mA,则电路中的最大电流为
此时电路总电阻最小为
由串联电路的电阻特点可知湿敏电阻的阻值最小为
由表格可知此时湿度最小为20%;
当湿度最高时,湿敏电阻阻值最大,由串联电路的分压规律可知此时湿敏电阻两端的电压最大,已知电压表量程为0~9V,则湿敏电阻两端的最大电压为,由串联电路的电压特点可知R0两端的电压为
此时电路中的最小电流为
则湿敏电阻的阻值最大为
由表格可知此时湿度最大为80%;由上述分析可知该装置能监测湿度的范围为20%~80%。
【小问3详解】
当监测装置的最小测量值为10%时,湿敏电阻的阻值最小为
电路总电阻为
此时电路中的电流最大,由可知电源电压为
21. 如图所示,某太阳能飞机白天通过太阳能电池板发电供给发动机使用,发出电能的80%转化为飞机推力做的功,可驱动飞机以100km/h的速度水平匀速直线飞行1h。已知飞机飞行过程中所受阻力为1200N,高空中飞机的太阳能电池板获得太阳能的功率为W。
(1)太阳能飞机的机身和机翼均采用“极轻”的碳纤维材料。“极轻”的物理含义是______。
(2)小明想利用一块碳纤维材料测量碳纤维的密度,他测得该碳纤维材料的质量为3.2kg,体积为2000,该碳纤维材料的密度为多少?
(3)求飞机1h内飞行的距离。
(4)求太阳能电池板将光能转化为电能的效率。(百分号前数字保留整数)
【答案】(1)密度极小
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
该太阳能飞机的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料,“极轻”表示体积一定时,材料的质量非常小,也就是密度很小,所以物理含义是密度极小。
【小问2详解】
由题知,该碳纤维材料的质量,体积,则该碳纤维材料的密度
【小问3详解】
由题可知,该飞机飞行的速度,飞行时间,则飞行的距离
【小问4详解】
飞机在匀速飞行过程中的推力
则推力做的功
消耗的电能
飞机的太阳能电池板获得太阳能的功率
获得的太阳能
太阳能电池板将光能转化为电能的效率
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物理(四)
注意事项:1.本试卷共6页,5个大题,21个小题,满分70分,考试时间60分钟。
2.本试卷上不要答题,请按答题卡上注意事项的要求,直接把答案填写在答题卡
上。答在试卷上的答案无效。
一、填空题(本题共6个小题,每空1分,共14分)
1. 古诗“留连戏蝶时时舞,自在娇莺恰恰啼。”描绘了春天的景象;蝴蝶飞行时翅膀每分钟振动300次,则蝴蝶振翅发声的频率是______,该声属于次声波,因此人们听不到;人们是根据声音的______(选填“音调”或“音色”)来辨别黄莺啼声的。
2. 热爱运动的小明参与了2025汶上半程马拉松欢乐跑项目。如表所示是组委会发送的小明比赛成绩截图,其中“配速”通过________(选填“相同时间比路程”或“相同路程比时间”)的方法来比较跑步的快慢;“配速”的数值越________,表示跑得越快。
3. 我国古人曾发明一种点火器,以牛角为套筒,把艾绒粘在木质推杆前端,其结构如图所示。取火时一只手握住套筒,另一只手向内猛推推杆,推杆前端的艾绒就会被点燃,拔出推杆后,吹艾绒就有火苗产生。向内猛推时通过______方式增大内能,这一过程与四冲程内燃机的______冲程相似。
4. 中国是世界上高铁规模最大、发展速度最快的国家。如图是高速列车的无砟轨道,铁轨和轨枕直接铺在混凝土上,其路基不用碎石填充的原因是当列车高速运行时,列车底部和轨道之间空气流速变______,压强变______,碎石可能飞起来落到轨道上造成危险。在通往青藏高原的列车中,每节车厢内都配有供氧系统,这是为了预防由于海拔高度升高时,大气压强变______,含氧量降低使乘客产生高原缺氧反应。(均选填“大”或“小”)
5. 如图所示,定值电阻,,当开关S、S1均闭合时,电压表V2的示数为2V,则该电路的电源电压为______V;若将图中电压表V1、V2换成电流表A1、A2,开关S闭合,S1断开时,该电路的干路电流为______A,该电路工作1分钟消耗的电能为______J。
6. 如图所示,小明站在静止在水平地面上的滑板车上,一只脚用力向后蹬地,滑板车向前运动,停止蹬地后,滑板车继续向前运动一段距离后停下来。请从上述情景中提出一个物理问题,要求运用所学物理知识进行解释,不要和示例重复。
【示例】物理问题:用脚向后蹬地,滑板车为什么向前运动?
解释:物体间力的作用是相互的,脚给地面一个向后的力,地面给人一个向前的力。
物理问题:______;
解释:______。
二、选择题(本题共8个小题,每小题2分,共16分。第7~12题为单选题,第13~14题为双选题,全部选对得2分,选对但不全的得1分,有错选的得0分)
7. 星期天小明和妈妈在厨房里准备给全家做一顿美味的午餐,小明发现厨房里的很多现象蕴藏着物理知识,其中正确的说法是 ( )
A. 从冰箱里取出的冻虾上有一层白色的小冰晶,这是空气中水蒸气凝固形成的
B. 水烧开后壶嘴处喷出的“白气”,是从壶嘴喷出的水蒸气
C. 烧水时,100℃的水蒸气引起的烫伤往往比100℃的水烫伤更严重
D. 放在笼屉里的馒头被蒸熟是因为水蒸气液化要吸热
8. 关于信息、能源、材料的描述中,下列说法正确的是( )
A. 北斗卫星定位系统是利用超声波传递信息
B. 人类开采的石油,是上亿年前地球接收的太阳能
C. 核能是二次能源,也是不可再生能源
D. 超导材料用于制作电饭锅的发热体,可提高发热效率
9. 某实验小组的同学通过实验探究凸透镜成像的规律。实验器材有:一个凸透镜、光屏、高度为3.0cm的光源和刻度尺。实验时,物距从4.0cm开始,每次增加2.0cm。下表是他们记录的物距、像距、像的高度和正倒情况。下列关于该实验的描述错误的是( )
物距/cm
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
18.0
20.0
22.0
24.0
26.0
28.0
像距/cm
/
/
/
/
60.4
35.6
26.6
22.3
20.0
18.4
17.3
16.6
15.7
像高/cm
/
/
/
/
15.1
7.6
5.0
3.7
3.0
2.5
2.1
1.9
1.8
像的正倒
正
正
正
/
倒
倒
倒
倒
倒
倒
倒
倒
倒
A. 实验中通过比较像和光源的高度来判断像是放大的还是缩小的
B. 该透镜的焦距是10cm
C. 当物距为8.0cm时,像的高度无法测量,原因是像的高度过高
D. 分析数据可知,凸透镜成实像时,物距和像距之和大于等于4倍焦距
10. 如图所示,若在距离水平地面的同一高度处以大小相同的初速度分别沿竖直向上和斜向右上方将同一个小球抛出,忽略空气阻力。小球竖直向上、斜向右上到达最高点时距水平地面的高度分别为和,小球又下落到水平地面时的速度大小分别为和。下列说法中正确的是( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
11. 如图甲所示,小星在水平地面上用力向右推木箱,推力随时间变化的图像如图乙所示,木箱速度随时间变化的图像如图丙所示,以下对于这一过程的分析,正确的是( )
A. 0~1s内木箱没有动,所以此时不是平衡状态
B. 3s后人停止用力,木箱将做匀速直线运动
C. 1~2s内木箱受到的摩擦力大小为50N
D. 若3s后人突然用60N的力往回拉箱子,则此刻物体受到的合力为100N
12. 如图所示,把一个自制的密度计分别放入甲、乙两种不同液体中,两容器中液面高度相同,下列判断正确的是( )
A. 甲液体的密度比乙液体的密度大
B. 在标记刻度时B的示数应比A小
C. 这个密度计在两液体中排开液体的质量相等
D. 液体对两容器底部的压强大小相等
13. 如图是小明同学自制的简易热机模型,在矿泉水瓶的侧壁上钻一个小孔,把电火花发生器紧紧塞进孔中,在瓶口喷入液态酒精并盖上纸杯。按下电火花发生器的按钮后,酒精燃烧,纸杯飞出。下列说法正确的是( )
A. 纸杯飞出的过程相当于热机的做功冲程
B. 纸杯飞出时,瓶内气体内能减小
C. 酒精燃烧时,酒精的热值会随质量减小而减小
D. 通过改进热机模型的结构,其效率可达100%
14. 如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置,两个透明容器中密闭着等量的空气,,当开关S闭合后,下列说法不正确的是( )
A. 该实验装置是探究电流通过电阻时产生的热量与电阻大小的关系
B. 通电一段时间后,右边U形管内液面的高度差比左边小
C. 若电阻坏掉,可以用与、阻值不同的电阻代替
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放出热量的多少的
三、作图题(本题共2个小题,每小题2分,共4分)
15. 货物A放在货车的水平车厢上,随货车一起向右做匀速直线运动。其简化示意图如图所示,A表示货物,B表示货车。请在图中画出货物A的受力示意图。
16. 如图所示,条形磁铁的A端与通电螺线管的左端相对,二者间的磁感线分布如图所示,请在括号内分别标出条形磁铁A端磁极的极性和电源c端的“+”“﹣”极。
四、实验探究题(本题共3小题,第17题4分,第18题6分,第19题9分,共19分)
17. 如图甲所示,小明发现透过家里的玻璃窗可以看到室内物体的像。为了弄清楚原因,他进行了如图乙所示的实验探究平面镜成像特点。
(1)选用玻璃板做实验是为了烛焰的光在玻璃板表面能发生______(选填“反射”“折射”或“直线传播”),同时也能够看到______(选填“蜡烛A”或“蜡烛B”)。
(2)多次改变蜡烛A的位置,并移动另一支蜡烛B,确定每次像的位置,将每次物和像的位置记录在玻璃板下面的白纸上,连接物和对应的像点,如图丙所示,由此可得出像与物的位置关系:平面镜所成的像与物体关于镜面______。
(3)如果实验中玻璃板没有与水平桌面垂直,下列说法正确的是______。(填序号)
①蜡烛A不能成像
②所成的像与蜡烛A关于镜面对称
③无论在桌面上如何移动蜡烛B,始终无法与蜡烛A的像完全重合
④透过玻璃板看不见蜡烛B
18. 小明同学在探究“杠杆平衡的条件”实验中,所用的器材有支架、刻度均匀的杠杆、细线、重0.5N的钩码若干。
(1)杠杆在支架上静止时如图甲所示,应将杠杆的平衡螺母向______调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)杠杆在水平位置平衡后,在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡。然后改变动力和动力臂,相应调节阻力和阻力臂,再做几次实验。再做几次实验的目的是______(填序号)。
A. 使测量数据更准确
B. 多次测量求平均值减小误差
C. 避免偶然性,使实验结论具有普遍性
(3)经过实验,获得了如表数据:
实验号
动力/N
动力臂/cm
阻力/N
阻力臂/cm
1
0.5
10
1
5
2
2
15
1.5
20
3
1.5
10
3
5
根据实验数据可得出杠杆平衡的条件是______(用物理量符号表示)。
(4)如图丙所示,当弹簧测力计在C点由竖直位置逐渐向右倾斜过程中,要使杠杆仍在水平位置平衡,弹簧测力计的示数将变______,这是因为______________________________。
(5)杆秤就是利用杠杆原理测量物体质量的,如图丁,使用自制杆秤测量某物体质量时,在B处水平平衡。此时,所测物体不变,若更换一个质量更大的秤砣,移动秤砣使杆秤再次水平平衡,其读数会比之前偏______(选填“大”或“小”),由此可知一杆秤不能随意换秤砣。
19. 小明利用如图甲所示的电路,探究“串联电路中电压的规律”。
(1)为了使实验得出的结论具有普遍意义,、应该选择规格______(选填“相同”或“不相同”)的小灯泡。
(2)连接实物电路时,开关应处于______状态。
(3)图乙是小明测量两端电压的电路,但其中有一根导线连接错误,请你在连错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(4)改正电路后,小明用电压表分别测出AB、BC、AC两点间的电压、、并记录在表中,电压表测量BC两点间的电压时电压表的示数如图丙所示,则两端的电压为______V;分析数据可得到串联电路电压特点是______(用公式写出)。
实验次数
两端电压/V
两端电压/V
串联总电压/V
1
1.8
3.0
(5)为使实验结论更具有普遍性,接下来小明应该采取的操作是______(填序号),再进行实验。
A. 改变开关位置
B. 更换规格不同的灯泡
C. 将灯泡、的位置互换
(6)同组小亮为了优化实验过程,设计了如图丁所示的电路,他的思路是:只闭合开关S和,电压表测小灯泡两端的电压;只闭合开关S和,电压表就可以测小灯泡两端的电压。这种设计思路是______(选填“正确”或“错误”)的,理由:______。
五、综合应用题(本题共2小题,第20题8分,第21题9分,共17分)
20. 图甲是一个超声波加湿器,图乙是其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V,定值电阻的阻值为30Ω,电流表的量程为0~200mA,电压表的量程为0~9V,湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化关系是如表所示。在电路安全工作的前提下:
湿度RH/%
0
10
20
40
60
80
…
湿敏电阻R/Ω
10
20
30
50
70
90
…
(1)当湿度为60%时,电压表示数为多少?
(2)该装置能监测湿度的范围为多少?
(3)若要使该内部湿度监测装置的最小测量值为10%,在不更改其他器材的情况下,可将电源电压调为多少?。
21. 如图所示,某太阳能飞机白天通过太阳能电池板发电供给发动机使用,发出电能的80%转化为飞机推力做的功,可驱动飞机以100km/h的速度水平匀速直线飞行1h。已知飞机飞行过程中所受阻力为1200N,高空中飞机的太阳能电池板获得太阳能的功率为W。
(1)太阳能飞机的机身和机翼均采用“极轻”的碳纤维材料。“极轻”的物理含义是______。
(2)小明想利用一块碳纤维材料测量碳纤维的密度,他测得该碳纤维材料的质量为3.2kg,体积为2000,该碳纤维材料的密度为多少?
(3)求飞机1h内飞行的距离。
(4)求太阳能电池板将光能转化为电能的效率。(百分号前数字保留整数)
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