精品解析:广东省江门市新会区2025—2026学年度第二学期义务教育质量监测 九年级物理科试题
2026-05-06
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内容正文:
2025—2026学年度第二学期义务教育质量监测
九年级物理科试题
(测试时间:80分钟,满分:100分)
一、选择题:本大题共7小题,每小题3分,共21分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
【地方特色】新会区是“广东省首个传统龙舟特色区”,龙舟竞渡民俗已在新会绵延数百年,请根据所学知识回答1~6题。
1. 每年端午假期,新会区都会开展龙舟赛等系列活动,小明在现场目睹了盛况,下列他估测的数据中,最接近实际的是( )
A. 龙舟的长度约为20 m
B. 龙舟的质量约为2 kg
C. 龙舟冲刺时速度约为200 m/s
D. 当天的气温约为5℃
2. 某次龙舟赛时,两艘龙舟A、B一直并驾齐驱,如图所示,则在这段时间里,相对龙舟A静止的是( )
A. 流动的江水 B. 两岸的树木 C. 龙舟B D. 天空的飞鸟
3. 小明发现,并行的龙舟不能靠得太近,其中蕴含的原理跟以下哪个一样( )
A. 洗手池下的U形排管 B. 铁路站台上设置安全线
C. 活塞式抽水机抽水 D. 拔火罐吸附在皮肤上
4. 为提高比赛成绩,某龙舟队将划龙舟的船桨改由轻盈的碳纤维材料制作,这利用了该材料以下的哪种特性( )
A. 导热好 B. 导电性好 C. 密度小 D. 耐高温
5. 龙舟赛时,龙头处有鼓手敲鼓,如图所示。关于鼓声,下列说法正确的是( )
A. 鼓声在空气中传播的速度比在水中的大
B. 鼓声大作,震耳欲聋,意思是鼓声的音调太高
C. 鼓声是鼓面的振动产生的,鼓皮绷得越紧,响度越大
D. 参赛队员们伴着铿锵有力的鼓点,合力起桨,说明声音能传递信息
6. 龙舟赛时,观众能看到各种各样的影像,下列说法正确的是( )
A. 龙舟在水中的倒影是由于光的反射形成的实像
B. 观众从各个角度都能看到选手,因为光照到选手的身上发生了镜面反射
C. 水面下看似折断的船桨是光的折射形成的实像
D. 选手在船上的影子是由于光的直线传播形成的阴影
7. 在跨学科实践课程中,小明为家庭电路做了如图所示的设计,其中1、2、3、4为四处开关,你觉得不合理的是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
二、填空题:本大题共7小题,每空1分,共21分。
8. 如图甲所示为《天工开物》中制酒的场景,图乙为装置示意图。地锅内盛有发酵混合物(含酒精和水),利用火焰加热地锅,通过___________的方式增加混合物的内能,因为酒精的沸点比水___________,会先沸腾变成酒精蒸汽,酒精蒸汽上升遇到上方装有冷水的天锅,液化成液态酒精;过程中会闻到酒香,这属于___________现象。
9. 如图所示是人眼睛的结构图,其折光系统使远处物体在视网膜上成_____立、缩小的实像,若用眼习惯不良,会导致晶状体过厚,物体成像在视网膜______方,需要佩戴______透镜制作的眼镜来矫正视力。
【能源安全】党的十八大以来,在“四个革命、一个合作”能源安全新战略指引下,中国坚定不移加快能源转型,绿色能源技术实现多项新突破,请根据所学知识完成下面小题。
10. 中国“人造太阳”首次实现了亿度高温、千秒长时运行。人造太阳模拟太阳内部的核________反应,为达到反应条件,需利用电阻为________的超导线圈,通过电流的________效应产生强大的磁场,把上亿度的等离子体约束在固定空间内。
11. 台山核电站采用了全球领先的第三代核电技术,其基本原理是利用中子轰击铀235原子内部的________,使其发生裂变,释放出巨大能量,带动汽轮机做功。核电站一般采用水作为冷却剂,这是利用了水的________比较大的性质。核燃料在自然界中是有限的,因此核能属于________能源。
12. 我国风电装机容量已连续多年位居全球首位。风力发电利用空气流动具有的动能对外做功,同一风场中,空气质量一定,风速越大,空气具有的动能越________;风能具有间歇性,电网常利用抽水蓄能电站消纳过剩电能:用电动机带动水泵将下水库的水抽到高处水库,相同的水,位置越高,它的________能越大;抽水蓄能电站的能量转化效率________(选填“可能”或“不可能”)达到100%。
13. 三峡大坝是举世瞩目的跨世纪工程,上下游水位差最高达113米,为了确保航运通畅,利用________原理修建了巨大的船闸,示意图如图所示,此时闸门A、B、阀门D均关闭,阀门C打开,闸室与上游水位相平,根据液体压强公式________,相同深度的液体压强相等,此时水对闸门A两侧的压力________。
14. 如图为道路救援车对故障车辆拖移时的模型,其中定滑轮的作用是_____________,已知斜面高3 m,长5 m,钢绳对车辆施加沿斜面的拉力为2×104 N,在100 s内将重为1.2×104 N的小车A沿斜面底端匀速拉至斜面顶端。则此过程中,拉力做功的功率为_________W,此装置的机械效率为_______%。
三、作图题:本题7分。
15.
(1)如图所示,物体悬挂在无人机上,并随无人机匀速上升,不计空气阻力,请在O点画出物体受到的重力和拉力的示意图。
(2)请在图中画出物体AB通过平面镜所成的像。
(3)一款人体感应灯,只有在光线暗(光敏开关闭合)且有人靠近(人体感应开关闭合)时,才会发光;光线强或人离开时灯不发光,请在图中完成其简化电路图设计。
四、实验题:本大题共3小题,第16小题7分,第17小题5分,第18小题6分,共18分。
16.
(1)小明用天平和弹簧测力计分别测量一个物体的质量和重力,天平平衡时,右盘中的砝码和标尺上的游码的位置如图甲,则物体的质量为________g,物体静止时弹簧测力计的读数如图乙,则物体所受到的重力为________N。
(2)在“测量物体运动的速度”实验中,物体从斜面滑下,初末位置如图甲所示,则物体运动的距离为_________cm;所用时间如图乙中秒表所示,则物体运动时间为_________s,可计算出物体运动的速度大小为_________m/s。
(3)如图,悬挂在水平放置蹄形磁体两极间的导体与灵敏电流计构成闭合回路。当磁体不动,导体竖直向上运动时,电流计指针________(选填“偏转”或“不偏转”);当导体不动,磁体向右运动时,闭合电路中______(选填“能”或“不能”)产生感应电流。
17. 小明和同学一起,利用如图所示的装置探究“杠杆的平衡条件”。
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
1
10
0.5
20
2
1.5
6
2
4.5
3
2
20
2
20
4
3
10
2.5
20
(1)在杠杆两侧挂钩码之前,杠杆静止时的状态如图所示,这时要调节杠杆两端的平衡螺母使其向____(选填“左”或“右”)端移动,直到杠杆在___________位置平衡。
(2)实验中,改变动力和动力臂的大小,相应调节阻力和阻力臂,进行多次实验,这里进行多次实验的目的是__________;小明记录数据如表所示,请通过计算判断,第_____次实验数据存在明显错误。
(3)根据正确数据,得出杠杆的平衡条件是:_________(填写表达式)。
18. 小明在了解了数字多用表的一些知识后,利用实验室中的器材设计了一个如图甲所示的电路来测电阻。
(1)要想电路正常工作,A处数字多用表应选择测量________的挡位,B处应选择测量________的挡位。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动至最________端;闭合开关后,若A处多用表打在OFF挡(可视为断路),则B处多用表______(选填“有”或“无”)读数。
(3)电路连接正确后,从两表中读出读数,并移动滑动变阻器滑片,得到多组数据,画出图像如图乙。由图像可知,在电阻一定的情况下,通过电阻的电流和电阻两端电压成________,且可计算出此电阻的阻值为________Ω。
五、计算题:本大题共2小题,第19小题6分,第20小题7分,共13分。
19. “三峡氢舟1”号是国内首艘氢燃料动力船,实现了我国氢燃料电池技术在内河船舶零的突破,如图所示。某次航行中,该船总质量为2.8×106 kg,搭载的氢燃料热值q=1.4×108 J/kg,取g=10 N/kg,水的密度,求该船:
(1)静止时受到的浮力;
(2)静止时排开水的体积;
(3)发动机完全燃烧150 kg氢燃料放出的热量。
20. 如图甲所示的一种迷你养生壶,有加热和保温两种功能。其简化原理图如图乙,开关接1时为加热挡,功率220 W,开关接2时为保温挡。求:
(1)开关接1时,通过的电流;
(2)电阻的阻值;
(3)若,当开关接2时,该电器工作200 s消耗的电能。
六、综合能力题:本大题共3小题,第21小题6分,第22小题7分,第22小题7分,共20分。
21. 跨学科实践:制作简易直流电动机
【项目提出】
(1)电动机的发明是电气化时代到来的关键标志,它将电能大规模转化为___________能,推动了第二次工业革命,实现了生产方式的电气化变革,其基本原理就是磁场对________的作用。
【项目分析】
(2)电动机主要由线圈和磁体组成,一般用线圈作为转子,磁体作为定子;为了保证通电线圈能在磁场中持续转动,需要解决的关键问题是:如何避免线圈转到下半周时,受到的力使线圈______(填“正向”或“反向”)转动。
【项目实施】
(3)小明所在的小组用回形针做成两个支架,分别与电池的两极相连;用漆包线绕一个矩形线圈,以线圈引线为轴,并用小刀刮去轴的一端全部漆皮,另一端只刮去上半周漆皮,这样在一个半周内受到磁场的力的作用,另一个半周利用________转动,起到电动机中________的作用;将线圈放在支架上,蹄形磁体放在线圈周围,如图所示。
【展示交流】
(4)若想让线圈的转动速度变快,可以采取的方法有_________。
22. “十四五”期间,江门市空气质量优良天数比率达92.3%,雾霾天气大大减少。雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述。为监测空气质量,某科创小组利用红外遮光法设计了一个雾霾浓度检测装置,简化电路图如图甲所示,恒流电源输出电流恒为1A,固定电阻,电流表测量范围为0-0.9A,光敏电阻置于密封的检测腔内,光敏电阻与雾霾浓度的关系如图乙所示,当检测腔内充入不同雾霾浓度的空气样品时,光敏电阻随之变化,通过电流表读数可以检测出雾霾的浓度。雾霾浓度与空气质量指数及对应的空气质量类别见下表。
表-1
空气质量指数范围
空气质量指数类别
0-50
优秀
51-100
良好
101-150
轻度污染
151-200
中度污染
201-300
重度污染
>301
严重污染
表-2
空气质量指数AQI
雾霾浓度
0
0
50
35
100
60
150
115
200
150
300
250
400
350
(1)雾与霾的形成原理不同。雾是水蒸气遇冷________(填物态变化)形成的飘浮在空中的微小水滴,此过程要_______热,而霾是悬浮在空气中的固体颗粒物。
(2)检测腔中充入雾霾浓度为0的纯净空气,此时电流表读数为________A。
(3)若某时刻电流表读数为0.4 A,则此时腔内雾霾浓度为________μg·m-3,对应的空气质量指数类别为________。
(4)此装置可测量的雾霾浓度最大值为________μg·m-3,若想增大雾霾浓度测量范围,应________电阻R0的阻值。
23. 科普阅读题
玉兔二号:月背探路的航天使者
玉兔二号是我国探月计划嫦娥四号任务的月球车,2019年1月实现人类首次月球背面软着陆,它的设计寿命仅3个月,却超期服役超7年,成为全球寿命最长的月球车,截至2025年12月仍通过“鹊桥”中继星向地球传输信息。它依托太阳能帆板+锂离子蓄电池组供电,最大行驶速度仅5.6 cm/s,以“慢稳”策略应对月背复杂地形,目前已累计行驶1690米。这一里程虽看似有限,但需置于月球背面的极端环境中审视。月球表面布满陨石坑、岩石和尘土,重力仅为地球表面的六分之一,任何不当操作都可能导致翻车或损坏。
月球无大气导致昼夜温差超300 ℃,一个月昼长达14个地球日,因此玉兔二号形成独特工作模式:月午高温时进入最小工作模式休眠,避免设备过热;月夜低温至-170 ℃时,启动同位素热源保温,除热控设备外全部断电,仅靠蓄电池储能维持核心温度;温度合适时,月球车开始巡航,靠电动机提供动力。此外蓄电池还需为月球车的探测通讯模块和保温模块供电,相关参数见题23表,当储能降至10%时,便停止行驶进入休眠,这一能量管理设计,成为它在月背长久生存的关键。
质量
135 kg
轮子个数
6
每个轮子与地面接触面积
100 cm2
太阳能帆板额定功率
50 W
蓄电池满电储能
0.5 kW·h
电动机最大输出功率
100 W
探测通讯模块功率
25.5 W
保温模块功率
15 W
(1)玉兔二号通过__________波向地球传输信息,这种波传输__________(选填“需要”或“不需要”)介质;
(2)玉兔二号在月球表面所受重力大小为__________N,静止在水平月面时对月面的压强大小为__________Pa;(地球表面g取10 N/kg)
(3)玉兔二号利用太阳能帆板充电过程的能量转化流程图如下,请补充完整:_________
(4)太阳能帆板以额定功率工作,充电效率为80%,则将空的蓄电池充满电需要的时间约为______h;
(5)某次月夜开始时,玉兔二号开启巡航模式,并同时开启探测通讯模块和保温模块,受月面地形影响,电动机实际输出功率与月球车速度的关系为,则最大续航里程为_________m。【已知】
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2025—2026学年度第二学期义务教育质量监测
九年级物理科试题
(测试时间:80分钟,满分:100分)
一、选择题:本大题共7小题,每小题3分,共21分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
【地方特色】新会区是“广东省首个传统龙舟特色区”,龙舟竞渡民俗已在新会绵延数百年,请根据所学知识回答1~6题。
1. 每年端午假期,新会区都会开展龙舟赛等系列活动,小明在现场目睹了盛况,下列他估测的数据中,最接近实际的是( )
A. 龙舟的长度约为20 m
B. 龙舟的质量约为2 kg
C. 龙舟冲刺时速度约为200 m/s
D. 当天的气温约为5℃
【答案】A
【解析】
【详解】A.正规比赛用龙舟的长度通常在之间,20m符合实际,故A符合实际;
B.龙舟由木材或复合材料制成,能载多人,质量应在几百千克甚至上千千克,2kg是玩具小船的质量。故B不符合实际;
C.200m/s=720km/h,远超汽车甚至高铁速度,龙舟不可能达到。实际龙舟速度约5 m/s左右,故C不符合实际;
D.端午为夏季,新会地处南方,夏季气温在以上,远低于实际气温,故D不符合实际。
故选A。
2. 某次龙舟赛时,两艘龙舟A、B一直并驾齐驱,如图所示,则在这段时间里,相对龙舟A静止的是( )
A. 流动的江水 B. 两岸的树木 C. 龙舟B D. 天空的飞鸟
【答案】C
【解析】
【详解】在两艘龙舟A、B一直并驾齐驱时,相对于流动的江水、两岸的树木、天空的飞鸟,龙舟A的位置都在发生变化,故龙舟A是运动的;相对于龙舟B,龙舟A的位置不变,因此龙舟A是静止的。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3. 小明发现,并行的龙舟不能靠得太近,其中蕴含的原理跟以下哪个一样( )
A. 洗手池下的U形排管 B. 铁路站台上设置安全线
C. 活塞式抽水机抽水 D. 拔火罐吸附在皮肤上
【答案】B
【解析】
【详解】流体在流速越大的位置压强越小。龙舟在高速运动时,并行的龙舟如果靠得太近,中间的水的流速大,压强小,容易发生撞船事件。
A.洗手池下的排水管做成U形,水不流动时,U形管里的水相平,可以防止下水道里的气味散发出来,是利用了连通器原理,故A不合题意;
B.地铁进站时,若人站在安全线内,人靠近地铁一侧的空气流速大,压强小,人远离地铁一侧的空气流速小,压强大,使人受到一个向列车的压力差,可能引发安全事故,利用了“流体压强与流速的关系”,故B符合题意;
C.活塞式抽水机抽水利用的是大气压,故C不符合题意;
D.拔火罐时,先把罐内烧一下,罐内空气受热膨胀,罐内空气冷却后气压降低,罐内气压小于外面的大气压,外界大气压将罐压在皮肤上,所以拔火罐利用的是大气压,故D不符合题意。
故选B。
4. 为提高比赛成绩,某龙舟队将划龙舟的船桨改由轻盈的碳纤维材料制作,这利用了该材料以下的哪种特性( )
A. 导热好 B. 导电性好 C. 密度小 D. 耐高温
【答案】C
【解析】
【详解】题干明确说明碳纤维材料的特点是“轻盈”,“轻盈”指相同体积下该材料制成的船桨质量更小。根据密度公式,体积相同时,密度越小的物体质量越小,减轻船桨质量后更便于划动,利于提高成绩,因此这里利用的是碳纤维密度小的特性。
故选C。
5. 龙舟赛时,龙头处有鼓手敲鼓,如图所示。关于鼓声,下列说法正确的是( )
A. 鼓声在空气中传播的速度比在水中的大
B. 鼓声大作,震耳欲聋,意思是鼓声的音调太高
C. 鼓声是鼓面的振动产生的,鼓皮绷得越紧,响度越大
D. 参赛队员们伴着铿锵有力的鼓点,合力起桨,说明声音能传递信息
【答案】D
【解析】
【详解】A.鼓声在空气中传播的速度比在水中小,故A错误;
B.“鼓声大作,震耳欲聋”形容声音的强度大,指的是鼓声的响度大,不是音调高,故B错误;
C.鼓声确实由鼓面振动产生,但鼓皮绷得越紧,鼓面振动频率越高,音调越高;响度由振幅决定,和鼓皮松紧无直接关系,故C错误;
D.参赛队员根据鼓点的节奏合力起桨,说明声音可以传递信息,故D正确。
故选D。
6. 龙舟赛时,观众能看到各种各样的影像,下列说法正确的是( )
A. 龙舟在水中的倒影是由于光的反射形成的实像
B. 观众从各个角度都能看到选手,因为光照到选手的身上发生了镜面反射
C. 水面下看似折断的船桨是光的折射形成的实像
D. 选手在船上的影子是由于光的直线传播形成的阴影
【答案】D
【解析】
【详解】A.水面相当于平面镜,龙舟在水中的倒影是由光的反射形成的虚像,并非实像,故A错误;
B.因为光照到选手身上发生了漫反射,所以观众从各个角度都能看到选手,故B错误;
C.水面下的船桨反射的光从水中斜射入空气时折射光线偏离法线,人眼逆着折射光线看到的是虚像,故C错误;
D.光沿直线传播过程中被不透明的选手挡住,在后方形成阴影区域,即选手的影子,故D正确。
故选D。
7. 在跨学科实践课程中,小明为家庭电路做了如图所示的设计,其中1、2、3、4为四处开关,你觉得不合理的是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】B
【解析】
【详解】A.在家庭电路中,电路的总开关应该接在干路中,在电能表之后,故1合理,故A不符合题意;
B.三孔插座中,中间的孔接保护线,故2是不合理的,故B符合题意;
C.三孔插座的右孔接的是相线,开关3控制的是相线,故3合理,故C不符合题意;
D.控制灯泡的开关应该接在相线和灯泡之间,故4合理,不符合题意。
故选B。
二、填空题:本大题共7小题,每空1分,共21分。
8. 如图甲所示为《天工开物》中制酒的场景,图乙为装置示意图。地锅内盛有发酵混合物(含酒精和水),利用火焰加热地锅,通过___________的方式增加混合物的内能,因为酒精的沸点比水___________,会先沸腾变成酒精蒸汽,酒精蒸汽上升遇到上方装有冷水的天锅,液化成液态酒精;过程中会闻到酒香,这属于___________现象。
【答案】 ①. 热传递 ②. 低 ③. 扩散
【解析】
【详解】[1]火焰加热地锅,热量从火焰转移到混合物,是通过热传递的方式增加混合物的内能。
[2]酒精的沸点(约78℃)比水的沸点(100℃)低,所以加热时酒精会先沸腾变成酒精蒸气。
[3]闻到酒香,是酒精分子在空气中做无规则运动,进入人的鼻腔,这属于扩散现象。
9. 如图所示是人眼睛的结构图,其折光系统使远处物体在视网膜上成_____立、缩小的实像,若用眼习惯不良,会导致晶状体过厚,物体成像在视网膜______方,需要佩戴______透镜制作的眼镜来矫正视力。
【答案】 ①. 倒 ②. 前 ③. 凹
【解析】
【详解】眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,它把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体的像,通过视神经把信号传给大脑,我们就看到了物体,物体成一个倒立的、缩小的实像。
若用眼习惯不良,会导致晶状体过厚,会聚能力增强,即折光能力增强,像成在视网膜的前方,应配戴凹透镜,使光线推迟会聚,正好会聚在视网膜上。
【能源安全】党的十八大以来,在“四个革命、一个合作”能源安全新战略指引下,中国坚定不移加快能源转型,绿色能源技术实现多项新突破,请根据所学知识完成下面小题。
10. 中国“人造太阳”首次实现了亿度高温、千秒长时运行。人造太阳模拟太阳内部的核________反应,为达到反应条件,需利用电阻为________的超导线圈,通过电流的________效应产生强大的磁场,把上亿度的等离子体约束在固定空间内。
【答案】 ①.
聚变 ②.
零 ③.
磁
【解析】
【详解】太阳内部进行的是核聚变反应,人造太阳模拟该过程;超导材料的核心特性是在特定环境下电阻为零,超导线圈利用这一特性;通电导体周围会产生磁场,这是电流的磁效应,题目中利用超导线圈通电产生磁场约束等离子体,正是利用了这一效应。
11. 台山核电站采用了全球领先的第三代核电技术,其基本原理是利用中子轰击铀235原子内部的________,使其发生裂变,释放出巨大能量,带动汽轮机做功。核电站一般采用水作为冷却剂,这是利用了水的________比较大的性质。核燃料在自然界中是有限的,因此核能属于________能源。
【答案】 ①.
原子核 ②.
比热容 ③.
不可再生
【解析】
【详解】核裂变的核心是利用中子轰击铀235原子内部的原子核,引发裂变反应释放能量。
水的比热容较大,相同质量的水与其他物质相比,升高相同温度时可以吸收更多热量,冷却效果优异,适合作为核电站的冷却剂。
核燃料在自然界中的储量有限,且无法在短期内再生,因此核能属于不可再生能源。
12. 我国风电装机容量已连续多年位居全球首位。风力发电利用空气流动具有的动能对外做功,同一风场中,空气质量一定,风速越大,空气具有的动能越________;风能具有间歇性,电网常利用抽水蓄能电站消纳过剩电能:用电动机带动水泵将下水库的水抽到高处水库,相同的水,位置越高,它的________能越大;抽水蓄能电站的能量转化效率________(选填“可能”或“不可能”)达到100%。
【答案】 ①.
大 ②.
重力势 ③.
不可能
【解析】
【详解】动能的大小与物体的质量和速度有关,当空气质量(质量)一定时,风速越大,空气的速度越大,因此空气具有的动能越大;重力势能的大小与物体的质量和高度有关,相同的水质量相同,位置越高,高度越大,它的重力势能越大;在能量转化过程中,总会有一部分能量因克服摩擦、散热等损耗掉,无法完全转化为有用能量,所以抽水蓄能电站的能量转化效率不可能达到100%。
13. 三峡大坝是举世瞩目的跨世纪工程,上下游水位差最高达113米,为了确保航运通畅,利用________原理修建了巨大的船闸,示意图如图所示,此时闸门A、B、阀门D均关闭,阀门C打开,闸室与上游水位相平,根据液体压强公式________,相同深度的液体压强相等,此时水对闸门A两侧的压力________。
【答案】 ①. 连通器 ②. ③. 相等
【解析】
【13题详解】
船闸是利用连通器原理工作的。船闸的闸室与上游(或下游)水道在阀门C(或阀门D)打开时,就构成了一个连通器。通过控制水的流入和流出,使闸室内的水位与上游或下游的水位齐平,船只便能安全通过。
根据液体压强公式,在阀门A的任意一个相同深度处,其左右两侧水产生的压强是相等的,两侧受力面积相同,由压力可知,作用在整个阀门A两侧的压力也是相等的。
14. 如图为道路救援车对故障车辆拖移时的模型,其中定滑轮的作用是_____________,已知斜面高3 m,长5 m,钢绳对车辆施加沿斜面的拉力为2×104 N,在100 s内将重为1.2×104 N的小车A沿斜面底端匀速拉至斜面顶端。则此过程中,拉力做功的功率为_________W,此装置的机械效率为_______%。
【答案】 ①. 改变力的方向 ②. 1000 ③. 36
【解析】
【详解】[1]定滑轮的实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可以改变力的方向,让施力更方便。
[2]拉力做的总功
拉力做功的功率
[3]克服物体重力做的有用功
机械效率
三、作图题:本题7分。
15.
(1)如图所示,物体悬挂在无人机上,并随无人机匀速上升,不计空气阻力,请在O点画出物体受到的重力和拉力的示意图。
(2)请在图中画出物体AB通过平面镜所成的像。
(3)一款人体感应灯,只有在光线暗(光敏开关闭合)且有人靠近(人体感应开关闭合)时,才会发光;光线强或人离开时灯不发光,请在图中完成其简化电路图设计。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
物体悬挂在无人机上,并随无人机匀速上升,物体受到竖直向下的重力和沿绳子向上的拉力,从物体的重心沿竖直向下和绳子向上分别画出重力和拉力的示意图。
【小问2详解】
分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′即为AB在平面镜中的像。
【小问3详解】
只有在光线暗且有人靠近时才会自动发光,说明光敏开关和人体感应开关不能单独工作,共同控制一个灯泡,则电路应为串联电路。
四、实验题:本大题共3小题,第16小题7分,第17小题5分,第18小题6分,共18分。
16.
(1)小明用天平和弹簧测力计分别测量一个物体的质量和重力,天平平衡时,右盘中的砝码和标尺上的游码的位置如图甲,则物体的质量为________g,物体静止时弹簧测力计的读数如图乙,则物体所受到的重力为________N。
(2)在“测量物体运动的速度”实验中,物体从斜面滑下,初末位置如图甲所示,则物体运动的距离为_________cm;所用时间如图乙中秒表所示,则物体运动时间为_________s,可计算出物体运动的速度大小为_________m/s。
(3)如图,悬挂在水平放置蹄形磁体两极间的导体与灵敏电流计构成闭合回路。当磁体不动,导体竖直向上运动时,电流计指针________(选填“偏转”或“不偏转”);当导体不动,磁体向右运动时,闭合电路中______(选填“能”或“不能”)产生感应电流。
【答案】(1) ①. 190.6 ②. 1.9
(2) ①. 80.0 ②. 5 ③. 0.16
(3) ①. 不偏转 ②. 能
【解析】
【小问1详解】
物体的总质量为砝码质量加游码对应刻度,砝码总质量
标尺分度值为,游码对应刻度为,物体质量为
弹簧测力计分度值为,指针指向,因此重力为。
【小问2详解】
刻度尺的分度值为1cm,读数时要估读到分度值的下一位。小车初位置对齐刻度,末位置对齐,运动距离为;秒表小表盘指针指向未到的位置,并且不到半分钟的刻度,读数为,大表盘读数为,总时间为;速度
【小问3详解】
产生感应电流需要满足,闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动。 蹄形磁体的磁感线沿竖直方向,导体竖直向上运动时,没有切割磁感线,因此无感应电流产生,电流计指针不偏转。
导体不动,磁体向右运动时,导体相对磁体做切割磁感线运动,因此闭合电路中能产生感应电流。
17. 小明和同学一起,利用如图所示的装置探究“杠杆的平衡条件”。
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
1
10
0.5
20
2
1.5
6
2
4.5
3
2
20
2
20
4
3
10
2.5
20
(1)在杠杆两侧挂钩码之前,杠杆静止时的状态如图所示,这时要调节杠杆两端的平衡螺母使其向____(选填“左”或“右”)端移动,直到杠杆在___________位置平衡。
(2)实验中,改变动力和动力臂的大小,相应调节阻力和阻力臂,进行多次实验,这里进行多次实验的目的是__________;小明记录数据如表所示,请通过计算判断,第_____次实验数据存在明显错误。
(3)根据正确数据,得出杠杆的平衡条件是:_________(填写表达式)。
【答案】(1) ①. 左 ②. 水平
(2) ①. 使结果具有普遍性,避免偶然性。 ②. 4
(3)
【解析】
【小问1详解】
实验前,由于杠杆的左端偏高,故应将杠杆的平衡螺母向左调节,同时为了消除杠杆自重对平衡的影响,要将杠杆调节到水平位置平衡,这样也便于测量力臂。
【小问2详解】
本实验是为了寻找杠杆平衡时的力臂与力乘积的规律,因而多次实验的目的是使结果具有普遍性,避免偶然性。
通过计算表中数据,在第4次实验中,可知第4此实验数据存在明显错误。
【小问3详解】
分析表中的实验数据,发现动力×动力臂=阻力×阻力臂,即。
18. 小明在了解了数字多用表的一些知识后,利用实验室中的器材设计了一个如图甲所示的电路来测电阻。
(1)要想电路正常工作,A处数字多用表应选择测量________的挡位,B处应选择测量________的挡位。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动至最________端;闭合开关后,若A处多用表打在OFF挡(可视为断路),则B处多用表______(选填“有”或“无”)读数。
(3)电路连接正确后,从两表中读出读数,并移动滑动变阻器滑片,得到多组数据,画出图像如图乙。由图像可知,在电阻一定的情况下,通过电阻的电流和电阻两端电压成________,且可计算出此电阻的阻值为________Ω。
【答案】(1) ①. 电流 ②. 电压
(2) ①. 右 ②. 无
(3) ①. 正比 ②. 10
【解析】
【小问1详解】
由图甲,电表A与待测电阻R串联在电路中,因此A是用来测量通过电阻R电流的,应选择电流挡。电表B与待测电阻R并联,因此B是用来测量电阻R两端电压的,应选择电压挡。
【小问2详解】
在闭合开关前,为了保护电路中的元件,应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处,即最右端。
若A处多用表视为断路,则整个电路处于开路状态,没有电流通过待测电阻R。根据欧姆定律 ,当电流时,电阻R两端的电压也为0。B处多用表测量的是R两端的电压,因此没有读数。
【小问3详解】
由于图乙可知,图像是一条通过原点的直线。这表明,在电阻R不变的情况下,通过电阻的电流I与它两端的电压U成正比。
由图乙,当时,,所以电阻的阻值
五、计算题:本大题共2小题,第19小题6分,第20小题7分,共13分。
19. “三峡氢舟1”号是国内首艘氢燃料动力船,实现了我国氢燃料电池技术在内河船舶零的突破,如图所示。某次航行中,该船总质量为2.8×106 kg,搭载的氢燃料热值q=1.4×108 J/kg,取g=10 N/kg,水的密度,求该船:
(1)静止时受到的浮力;
(2)静止时排开水的体积;
(3)发动机完全燃烧150 kg氢燃料放出的热量。
【答案】(1)
2.8×107 N (2)
2.8×103 m3 (3)
2.1×1010 J
【解析】
【小问1详解】
船静止漂浮在水面,浮力大小等于船的总重力,船的总重力
根据漂浮条件得
【小问2详解】
根据阿基米德原理,得排开水的体积为
【小问3详解】
燃料完全燃烧放出的热量
20. 如图甲所示的一种迷你养生壶,有加热和保温两种功能。其简化原理图如图乙,开关接1时为加热挡,功率220 W,开关接2时为保温挡。求:
(1)开关接1时,通过的电流;
(2)电阻的阻值;
(3)若,当开关接2时,该电器工作200 s消耗的电能。
【答案】(1)
1A (2)
220Ω (3)
【解析】
【小问1详解】
开关接1时,只有接入电路,通过的电流
【小问2详解】
电阻的阻值
【小问3详解】
开关接2时,只有接入电路,消耗的电能
六、综合能力题:本大题共3小题,第21小题6分,第22小题7分,第22小题7分,共20分。
21. 跨学科实践:制作简易直流电动机
【项目提出】
(1)电动机的发明是电气化时代到来的关键标志,它将电能大规模转化为___________能,推动了第二次工业革命,实现了生产方式的电气化变革,其基本原理就是磁场对________的作用。
【项目分析】
(2)电动机主要由线圈和磁体组成,一般用线圈作为转子,磁体作为定子;为了保证通电线圈能在磁场中持续转动,需要解决的关键问题是:如何避免线圈转到下半周时,受到的力使线圈______(填“正向”或“反向”)转动。
【项目实施】
(3)小明所在的小组用回形针做成两个支架,分别与电池的两极相连;用漆包线绕一个矩形线圈,以线圈引线为轴,并用小刀刮去轴的一端全部漆皮,另一端只刮去上半周漆皮,这样在一个半周内受到磁场的力的作用,另一个半周利用________转动,起到电动机中________的作用;将线圈放在支架上,蹄形磁体放在线圈周围,如图所示。
【展示交流】
(4)若想让线圈的转动速度变快,可以采取的方法有_________。
【答案】(1) ①. 机械能 ②. 通电导体
(2)反向 (3) ①. 惯性 ②. 换向器
(4)换用磁性更强的磁体
【解析】
【小问1详解】
电动机的工作原理是将电能转化为机械能,其基本原理是磁场对通电导体有力的作用。
【小问2详解】
通电线圈在磁场中受力转动,当转到半周时,若不改变电流方向,受到的力会使线圈反向转动,这是线圈无法持续转动的原因。
【小问3详解】
刮去半周漆皮的目的是:一个半周内线圈受磁场力转动,另一个半周利用惯性转动,这起到了电动机中换向器的作用(换向器的作用是在线圈转过平衡位置时自动改变电流方向,使线圈持续转动,这里用半周漆皮实现了类似效果)。
【小问4详解】
线圈转动速度和受力大小有关,增大电流、增强磁场都可以让线圈受力变大,转速变快,所以可采取的措施有增大电源电压、换用磁性更强的磁体等。
22. “十四五”期间,江门市空气质量优良天数比率达92.3%,雾霾天气大大减少。雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述。为监测空气质量,某科创小组利用红外遮光法设计了一个雾霾浓度检测装置,简化电路图如图甲所示,恒流电源输出电流恒为1A,固定电阻,电流表测量范围为0-0.9A,光敏电阻置于密封的检测腔内,光敏电阻与雾霾浓度的关系如图乙所示,当检测腔内充入不同雾霾浓度的空气样品时,光敏电阻随之变化,通过电流表读数可以检测出雾霾的浓度。雾霾浓度与空气质量指数及对应的空气质量类别见下表。
表-1
空气质量指数范围
空气质量指数类别
0-50
优秀
51-100
良好
101-150
轻度污染
151-200
中度污染
201-300
重度污染
>301
严重污染
表-2
空气质量指数AQI
雾霾浓度
0
0
50
35
100
60
150
115
200
150
300
250
400
350
(1)雾与霾的形成原理不同。雾是水蒸气遇冷________(填物态变化)形成的飘浮在空中的微小水滴,此过程要_______热,而霾是悬浮在空气中的固体颗粒物。
(2)检测腔中充入雾霾浓度为0的纯净空气,此时电流表读数为________A。
(3)若某时刻电流表读数为0.4 A,则此时腔内雾霾浓度为________μg·m-3,对应的空气质量指数类别为________。
(4)此装置可测量的雾霾浓度最大值为________μg·m-3,若想增大雾霾浓度测量范围,应________电阻R0的阻值。
【答案】(1) ①. 液化 ②. 放
(2)0.1 (3) ①. 25 ②. 优秀
(4) ①. 400 ②. 增大
【解析】
【小问1详解】
雾是气态的水蒸气遇冷变为的液态小水滴,此物态变化是液化,液化过程需要放出热量。
【小问2详解】
由图甲可知,与并联,电流表测支路电流,恒流电源总电流恒为,根据并联电路的电流规律可得
当雾霾浓度时,由图乙得,根据并联电路电压规律及欧姆定律可知
解得
【小问3详解】
当电流表读数时,RL的电流为
根据并联电路电压规律及欧姆定律可知
由图乙可得与的关系为,此时雾霾浓度为
对照表格可知对应空气质量指数类别为优秀。
【小问4详解】
电流表最大量程为,即,此时RL的电流为
同理得
因此最大雾霾浓度
若要增大测量范围(即更大的对应更大的),由可知,电流表最大电流不变,增大的阻值,可得到更大的,对应更大的雾霾浓度,因此应增大的阻值。
23. 科普阅读题
玉兔二号:月背探路的航天使者
玉兔二号是我国探月计划嫦娥四号任务的月球车,2019年1月实现人类首次月球背面软着陆,它的设计寿命仅3个月,却超期服役超7年,成为全球寿命最长的月球车,截至2025年12月仍通过“鹊桥”中继星向地球传输信息。它依托太阳能帆板+锂离子蓄电池组供电,最大行驶速度仅5.6 cm/s,以“慢稳”策略应对月背复杂地形,目前已累计行驶1690米。这一里程虽看似有限,但需置于月球背面的极端环境中审视。月球表面布满陨石坑、岩石和尘土,重力仅为地球表面的六分之一,任何不当操作都可能导致翻车或损坏。
月球无大气导致昼夜温差超300 ℃,一个月昼长达14个地球日,因此玉兔二号形成独特工作模式:月午高温时进入最小工作模式休眠,避免设备过热;月夜低温至-170 ℃时,启动同位素热源保温,除热控设备外全部断电,仅靠蓄电池储能维持核心温度;温度合适时,月球车开始巡航,靠电动机提供动力。此外蓄电池还需为月球车的探测通讯模块和保温模块供电,相关参数见题23表,当储能降至10%时,便停止行驶进入休眠,这一能量管理设计,成为它在月背长久生存的关键。
质量
135 kg
轮子个数
6
每个轮子与地面接触面积
100 cm2
太阳能帆板额定功率
50 W
蓄电池满电储能
0.5 kW·h
电动机最大输出功率
100 W
探测通讯模块功率
25.5 W
保温模块功率
15 W
(1)玉兔二号通过__________波向地球传输信息,这种波传输__________(选填“需要”或“不需要”)介质;
(2)玉兔二号在月球表面所受重力大小为__________N,静止在水平月面时对月面的压强大小为__________Pa;(地球表面g取10 N/kg)
(3)玉兔二号利用太阳能帆板充电过程的能量转化流程图如下,请补充完整:_________
(4)太阳能帆板以额定功率工作,充电效率为80%,则将空的蓄电池充满电需要的时间约为______h;
(5)某次月夜开始时,玉兔二号开启巡航模式,并同时开启探测通讯模块和保温模块,受月面地形影响,电动机实际输出功率与月球车速度的关系为,则最大续航里程为_________m。【已知】
【答案】(1) ①. 电磁 ②. 不需要
(2) ①. 225 ②. 3750
(3)电能 (4)12.5 (5)200
【解析】
【小问1详解】
[1][2]太空为真空环境,只有电磁波可以在真空中传播传递信息,电磁波传播不需要介质,因此依次填电磁(电磁波)、不需要。
【小问2详解】
[1]玉兔二号在地球的重力
月球重力为地球的,因此月球上重力
[2]静止在月面时对月面压力等于重力
总接触面积
由 可知,静止在水平月面时对月面的压强为
【小问3详解】
太阳能帆板充电时,先将太阳能转化为电能,再由蓄电池将电能转化为化学能储存,因此空白处填电能。
【小问4详解】
需要储存的总电能,太阳能帆板额定功率
充电效率,根据能量关系可知,充电时间
【小问5详解】
满电储能
储能降至10%停止,因此可用能量
总功率为三个模块功率之和
设续航里程为,行驶时间,总能量满足
要得到最大续航,需要最小,由均值不等式可知,当时,该式最小,代入
解得
此时,因此
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