精品解析:二〇二六年山东滨州市滨城区九年级复习质量检测物理试题(A)
2026-05-09
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内容正文:
二○二六年九年级复习质量检测
物理试题(A)
温馨提示:
1.本试卷共8页。满分100分。考试用时90分钟。考试结束后,将试题卷和答题卡一并交回。
2.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座号填写在试题卷和答题卡规定的位置上。
3.选择题每小题选出答案后,用2B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。答案写在试卷上无效。
4.非选择题必须用0.5毫米黑色签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置,不能写在试题卷上;如需改动,选划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带。不按以上要求作答的答案无效。
一、选择题(本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1. 可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向。下列属于可再生能源的是( )
A. 煤 B. 石油
C. 天然气 D. 风能
2. 如图是超市内人乘坐自动扶梯上升的过程,此过程中判断人是静止的参照物是( )
A. 扶梯 B. 地面 C. 货架 D. 广告牌
3. 从冰箱冷冻室取出的杨梅,一会儿表面就出现了一层白霜,如图所示,这一过程中的物态变化是( )
A. 液化 B. 凝固 C. 升华 D. 凝华
4. 噪声是污染环境的公害之一,某中学科技小组为了监测噪声的强弱,在学校周边安装了噪声监测仪,如图所示可实时监测不同时段的噪声大小,噪声监测仪显示器上的数值反映了声音的( )
A. 传播速度 B. 音调 C. 响度 D. 音色
5. 在2025年9月3日的阅兵仪式上,解放军军乐团演奏出一曲曲荡气回肠的经典革命旋律。如图是单簧管演奏员吹奏单簧管时的情景,由图可知,该单簧管的长度最接近( )
A. 30mm B. 30cm C. 70cm D. 120cm
6. 图甲是小明房间的一个插座,用试电笔测试A孔时氖管发光。他想把图乙中插头插入插座中,下列说法正确的是( )
A. A孔与零线相连 B. D脚插入A孔更安全
C. D脚插入B孔更安全 D. D脚插入A孔和B孔同样安全
7. 一名儿童在冰面上玩耍时,不慎落入水中(如图)。如果你是专业救援人员,在没有任何工具的情况下避免压破冰层,应采取下列哪种措施实施营救( )
A. 大声呼喊营救 B. 立即跑过去营救
C. 蹲下手脚并用爬过去营救 D. 身体紧贴冰面爬过去营救
8. 如图展示的是我国传统的走马灯。点燃底部的蜡烛,上升的热空气驱动扇叶转动,带动小人转动,这一过程与下列汽油机四个冲程能量转化相同的是( )
A. B. C. D.
9. 如图所示,是我国古代科学著作《天工开物》中记载的水转筒车,它由一个大型的水轮和许多竹筒组成。当河水冲击水轮转动时,竹筒依次将水提升到高处倒入水槽中,水流向岸上的农田。下列说法正确的是( )
A. 筒车转速加快,其机械效率可达到100%
B. 竹筒内的水被提升过程中,其机械能总保持不变
C. 竹筒内的水倒入水槽过程中,其重力势能转化为动能
D. 水从水槽流向农田过程中,其所受的重力没有做功
10. 6月6日是我国的“爱眼日”。在“爱眼护眼”宣传活动中,同学们搜集到了以下图片。下列说法正确的是( )
A. 图甲所示眼球好像一架投影仪,晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜
B. 图乙所示视力正常的人看远处物体时,物体在视网膜上成正立、缩小的实像
C. 图丙所示是远视眼的成像原理,应戴合适的凸透镜进行矫正
D. 读写时眼睛与书本的距离应保持在30cm左右,是预防近视眼的措施之一
11. 如图所示,园艺工人在修剪枝条。关于园艺剪的使用,下列说法正确的是( )
A. 枝条对园艺剪的压力是阻力
B. 在图示状态使用时园艺剪是费力杠杆
C. 把枝条往园艺剪的轴处靠近是为了省距离
D. 把枝条往园艺剪的轴处靠近是为了增大阻力臂
12. 小明要设计自动防盗报警电路。要求:开关S闭合后,灯亮电铃不响;当房门被打开时,细导线MN被扯断,灯亮且电铃响。下列电路符合设计要求的是( )
A. B. C. D.
13. 医学上用“人工心脏泵”替代心脏推动血液循环,如图是其工作原理的简图,活塞在电磁铁的带动下左右移动,代表心脏的舒张和收缩。“人工心脏泵”正常工作过程中,电磁铁的电流从a流向b时,则( )
A. 电磁铁左端为N极,活塞向右移动,血管2阀门打开
B. 电磁铁左端为N极,活塞向左移动,血管1阀门打开
C. 电磁铁左端为S极,活塞向右移动,血管2阀门打开
D. 电磁铁左端为S极,活塞向左移动,血管1阀门打开
14. 光照强度会影响花卉生长。图甲为光照强度过大时触发报警的电路,电源电压不变,R0为阻值可调的电阻箱,R为光敏电阻,其阻值随光照强度变化关系如图乙。当电流表示数大于某一值I0时触发报警,I0时的光照强度为警戒光照强度。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A. R的阻值随光照强度增大而增大
B. 增大R0阻值可增大警戒光照强度
C. R0一定时,光照强度越大,通过R0的电流越大
D. R0一定时,光照强度越大,电路总功率越小
15. 物理兴趣小组把吸管的下端密闭并缠绕一段细铜丝(细铜丝体积忽略不计),自制一个简易密度计。如图所示,密度计分别放入a、b、c三种液体中时,均漂浮在液体中,且保持竖直姿态。密度计在三种液体中静止时,在密度计上与液面平齐处各标记一条刻线,共得到三条刻线。已知密度计在c液体中,有的体积浸入液体,浸入体积为5×10-6m3。三种液体密度如表格所示,(g取10N/kg),下列分析正确的是( )
液体种类
液体密度/(kg·m⁻3)
a液体
0.5×103
b液体
1×103
c液体
2×103
A. 密度计在a液体中做的标记在最下端 B. 密度计的质量为0.1kg
C. 密度计在三种液体中所受浮力不相等 D. 密度计在b液体中的浸入体积为1×10-5m3
二、填空与作图题(本题共4小题,每空1分,作图3分,共13分。)
16. 运-20是我国研究制造的新一代军用大型运输机,如图甲所示。图乙是机翼的横截面的大致形状,机翼这种特殊形状,使得其上方气体流速较__________,因而机翼下方气体的压强较__________。
17. 为了防止使用电热水器时触电,用户一般都会配置如图甲所示的防电墙。
(1)如图乙所示,在防电墙的内部做成螺旋绝缘通道,水不直接流出,而是经过一段螺旋线结构后再流出,改变了水流的_________和_________,从而增大防电墙的电阻。
(2)如图丙,一旦发生漏电现象,可以把防电墙看作一个阻值巨大的“水电阻”与人体形成_________(选填“串联”或“并联”)电路,这个“水电阻”会起到_________(选填“分压”或“分流”)的作用。
18. 明代《天工开物》中记载“取诸麻、菜子入釜,文火慢炒,透出香气”。用“文火”主要是通过_______的方式改变了内能;“透出香气”属于_______现象。
19. 如图所示,重力为400N的深圳众擎人形机器人完成全球首例前空翻。
(1)人形机器人通过蓄电池供电实现运动,当蓄电池充电时相当于电路中的________;
(2)人形机器人运动时,电能转化为________能;
(3)请在图中画出机器人悬空瞬间所受重力示意图。(其中O为重心)
三、实验探究题(本题共4个小题,共34分)
20. 小滨同学在参加社区公益活动中帮忙推运物品整理箱,结合所学物理知识对推箱子的现象提出了如下猜想:
现象
猜想
现象1:箱子越重,推起来越费力
猜想1:滑动摩擦力的大小可能与压力有关
现象2:地面越粗糙,推起来越费力
猜想2:滑动摩擦力的大小可能与接触面粗糙程度有关
小滨回到实验室进行“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验。
(1)实验前,应将弹簧测力计在________位置进行校零。
(2)实验中,将木块放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉动木块,使它在长木板上做______________,测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。如图1所示,根据二力平衡知识可知,此时木块所受的滑动摩擦力为______N。
(3)小滨通过在木块上增加砝码及更换粗糙程度不同的长木板重复实验,如图2、3所示,并将实验数据记录在表中。
序号
接触面情况
放置的砝码个数/个
弹簧测力计示数F/N
1
较光滑的木板面
0
2
较光滑的木板面
1
3.2
3
粗糙木板面
1
4.2
分析__________两组实验数据可验证猜想1,可初步得出结论:在接触面粗糙程度相同时,接触面所受的压力越大,滑动摩擦力越________。
(4)分析2、3两组实验数据,可以说明猜想2是________(选填“正确”或“错误”)的,可初步得出结论:_______________________________________。
(5)小滨还想进一步探究滑动摩擦力大小与接触面大小是否有关,如图所示,小明竖直向下将木块切去一半,用剩下的半块重复实验操作,并与图1对比,发现弹簧测力计的示数变小,于是得出了滑动摩擦力大小与接触面积大小有关的结论。同学小红认为该结论是错误的,其原因是_______________。
(6)实验数据及现象表明,如果要取得拔河比赛的胜利,组队时应选体重____(选填“大”或“小”)的同学参加比赛,同时比赛中选用鞋底花纹较____(选填“深”或“浅”)的鞋子。
21. 某同学发现当玻璃门旋转时,自己的像有了一定变化,他猜想平面镜所成的像可能与物体的大小、位置有关。于是,他设计实验进行探究。
(1)实验中,他采用薄的茶色玻璃板做实验,一是为了防止蜡烛通过玻璃板的___________反射成像,影响实验结果;二是为了方便确定___________的位置。
(2)如图甲所示,玻璃板与桌面垂直放置,将蜡烛A点燃后放在玻璃板前a处,再将蜡烛___________(选填“B”或“C”)放置于玻璃板后___________(选填“b”“c”或“d”)处,使人在玻璃板前不同角度处观察,都能看到后面的蜡烛与A的像重合,改变A的位置,多次实验。
(3)接着,他旋转玻璃板到新的位置重新实验,实验装置俯视图如图乙所示,保持蜡烛A仍在a处,则蜡烛A的像在___________(选填“b”“e”或“f”)点。实验表明:平面镜所成的像与物体关于镜面___________。物体所成的像的大小与其到平面镜的距离___________(选填“有关”或“无关”)。
22. 利用盐水清洗草莓,可有效去除草莓表面残留的农药、细菌和果虫。小明想配制密度为的盐水,进行了如下操作。
(1)将天平放在水平桌面上,将游码移到________,若指针位置如图甲所示,接下来的操作是:________________。
(2)用天平测出空烧杯的质量为15g,往烧杯中倒入适量盐水,用天平测出烧杯和盐水的总质量,将最小为5g的砝码加入天平右盘中时,指针偏向分度盘左侧,接下来应进行的操作是______________:天平平衡时,所用砝码和游码的位置如图乙所示,则烧杯中盐水的质量为________g。
(3)将烧杯中的盐水倒入量筒中,液面位置如图丙,则盐水的密度为________。
(4)按照此方案测得盐水的密度值将________(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
(5)为配制出合格的盐水,需继续向此盐水中加入适量的___________。
23. 小滨同学做“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验,电源电压恒定3V,选用定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、50Ω,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
(1)小滨同学根据实验方案设计并连接甲图电路,其中有一根错误的连线,打“×”,并在图中改正;
(2)正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到最______端(选填“左”或“右”),首先选用5Ω定值电阻进行实验,闭合开关,接着调节滑动变阻器直至电压表示数为2V,读取电流表示数并记在表一中;
表一
实验次数
定值电阻R/Ω
电流表示数I/A
1
5
0.4
2
10
0.2
3
15
0.14
4
50
(3)断开开关,用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻后,闭合开关,接下来的操作是:______________________;
(4)当接入50Ω定值电阻后,无论如何调节滑动变阻器,电压表指针都无法指向2V位置,其原因是_____________________;
(5)分析表一中正确数据,可以得出结论:当导体两端电压一定时,__________;
(6)接着小滨同学选用了5Ω的定值电阻进行了“探究通过导体的电流与电压的关系”实验,操作并记录数据在表二中
表二
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
根据记录的实验数据,在坐标图中描点连线做出I-U图像______,由数据和图像可得出结论是:当导体电阻一定时,___________________________;
(7)小滨继续思考,在探究电流与电压的关系实验中也要移动滑动变阻器的滑片,其主要目的是_____________________________;
(8)小亮所在的小组仍用如图甲所示器材,用伏安法测另一未知定值电阻Rx,得到多组数据如表三所示:
表三
序号
电压表示数U/V
电流表示数I/A
待测电阻Rx/Ω
1
2.0
0.12
16.7
2
1.4
0.2
7
3
1.0
0.25
4
4
0.5
0.3
1.7
分析表三中数据发现,四组数据中测得Rx的阻值差距很大,远超过误差允许范围,产生这一现象的原因是:___________。小亮认真分析后,认为利用以上数据也可求得待测电阻的阻值,则正确计算待测电阻阻值的表达式为=________(用U总、U、I表示)。
四、综合应用题(本题共3小题,共23分。解答时应写出必要的文字说明、公式和演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题目,答案中必须明确写出数值和单位。)
24. 图a是实践小组设计的自动储水箱简图,竖直细杆固定在水箱底部,圆柱形浮筒可沿细杆上下移动,浮筒横截面积是0.0025m2,当水箱中水深为0.1m时,浮筒对水箱底部的压力刚好为零;水深为0.4m时,浮筒开始接触进水阀门;水深为0.6m时,浮筒使进水阀门完全关闭,浮筒所受浮力和水深关系的图像如图b,(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)浮筒的重力:
(2)阀门完全关闭时,求:
①水对箱底产生的压强;
②浮筒对进水阀门的压强。
25. 中医药是中华优秀传统文化的瑰宝,在疾病治疗方面具有重要的作用。图甲是某品牌小型电中药锅,图乙是其工作电路简化的等效电路图,通过开关S1和S2的不同状态组合,可以实现三挡加热功能。定值电阻R1、R2都是发热电阻,其中R1=110Ω。该电中药锅部分参数如下表所示。已知:c药液=4.2×103J/(kg·℃)。求:
额定电压/V
220
额定功率/W
高温挡880
中温挡440
低温挡110
(1)当闭合开关S1,将开关S2接a时,电中药锅使用的是______(选填“低温”“中温”或“高温”)挡;
(2)将1kg药液从25℃加热到35℃的过程中,药液吸收的热量是多少J?
(3)开关S1和S2各处于什么状态为中温挡?电中药锅的中温挡正常工作,加热100s,消耗的电能是多少J?
(4)R2的阻值是多少Ω?
26. 巡检机器人可对高压输电线进行巡检,如图,其相关参数见表。机器人的电机可切换为电动机或发电机。水平匀速巡检时,蓄电池减少的储能全部用于电机产生的牵引力做功。当蓄电池储能降至0.1E0时,停止电能输出,巡检终止。下坡巡检时,电机可将重力势能转化为电能并为蓄电池充电,将能量储存起来。
质量m0
54kg
最大巡检速度v0
4km·h-¹
蓄电池满电时储能E0
0.2kW·h
电动机最大输出功率P0
100W
(1)下坡时,发电机利用________原理发电;
(2)请完成能量转化流程图________;
(3)若充满电的机器人保持P0、v0水平巡检1 h,蓄电池储能剩余多少kW·h?
(4)如图巡检线路,当机器人到达A点时,蓄电池储能为0.95E0。随后机器人先下坡巡检(电机切换为发电机),后水平巡检(电机切换为电动机),巡检全程速度大小保持不变,AB段重力势能减少量为。充电过程中,重力势能每减少1J,转化为电能并储存在蓄电池中的能量为0.45J。水平阶段机器人所受阻力大小是重力的0.15倍,则水平阶段匀速巡检的最大路程为多少m?(g=10N/kg)
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二○二六年九年级复习质量检测
物理试题(A)
温馨提示:
1.本试卷共8页。满分100分。考试用时90分钟。考试结束后,将试题卷和答题卡一并交回。
2.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座号填写在试题卷和答题卡规定的位置上。
3.选择题每小题选出答案后,用2B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。答案写在试卷上无效。
4.非选择题必须用0.5毫米黑色签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置,不能写在试题卷上;如需改动,选划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带。不按以上要求作答的答案无效。
一、选择题(本题共15小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1. 可再生能源是未来理想能源的一个重要发展方向。下列属于可再生能源的是( )
A. 煤 B. 石油
C. 天然气 D. 风能
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.煤、石油、天然气属于化石燃料,不能短时期内从自然界得到补充,属于不可再生能源,故ABC不符合题意;
D.风能可以从自然界里源源不断的得到补充,属于可再生能源,故D符合题意。
故选D。
2. 如图是超市内人乘坐自动扶梯上升的过程,此过程中判断人是静止的参照物是( )
A. 扶梯 B. 地面 C. 货架 D. 广告牌
【答案】A
【解析】
【详解】人站在上升的自动扶梯上,相对于扶梯的位置没有改变,因此以扶梯为参照物,人是静止的;而人相对于地面、货架、广告牌的位置都发生了改变,以它们为参照物,人是运动的,因此选A。
3. 从冰箱冷冻室取出的杨梅,一会儿表面就出现了一层白霜,如图所示,这一过程中的物态变化是( )
A. 液化 B. 凝固 C. 升华 D. 凝华
【答案】D
【解析】
【详解】从冰箱冷冻室取出的杨梅温度比较低,空气中的水蒸气遇到温度低的杨梅直接变为固态小冰晶,该过程的物态变化为凝华,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4. 噪声是污染环境的公害之一,某中学科技小组为了监测噪声的强弱,在学校周边安装了噪声监测仪,如图所示可实时监测不同时段的噪声大小,噪声监测仪显示器上的数值反映了声音的( )
A. 传播速度 B. 音调 C. 响度 D. 音色
【答案】C
【解析】
【详解】响度指声音的强弱,噪声监测仪的作用是监测噪声的强弱,其显示器上的数值反映的就是声音的响度。
故选C。
5. 在2025年9月3日的阅兵仪式上,解放军军乐团演奏出一曲曲荡气回肠的经典革命旋律。如图是单簧管演奏员吹奏单簧管时的情景,由图可知,该单簧管的长度最接近( )
A. 30mm B. 30cm C. 70cm D. 120cm
【答案】C
【解析】
【详解】正常成年人的身高约为170cm,由图可知,该单簧管的长度约为人体高度的一半,故单簧管的长度约为,故C符合题意。
选C。
6. 图甲是小明房间的一个插座,用试电笔测试A孔时氖管发光。他想把图乙中插头插入插座中,下列说法正确的是( )
A. A孔与零线相连 B. D脚插入A孔更安全
C. D脚插入B孔更安全 D. D脚插入A孔和B孔同样安全
【答案】B
【解析】
【详解】使用试电笔时,手接触笔尾金属体,笔尖接触被测导线,氖管发光的可以判断导线是火线,氖管不发光的是零线。用试电笔测试A孔时氖管发光,说明A孔连接火线,为了安全,开关必须接在电灯和火线之间,所以图乙中D插脚和火线连接,D脚插入A孔更安全,这样在断开开关时,灯泡才不会带电,更安全,故B正确,ACD错误。
故选B。
7. 一名儿童在冰面上玩耍时,不慎落入水中(如图)。如果你是专业救援人员,在没有任何工具的情况下避免压破冰层,应采取下列哪种措施实施营救( )
A. 大声呼喊营救 B. 立即跑过去营救
C. 蹲下手脚并用爬过去营救 D. 身体紧贴冰面爬过去营救
【答案】D
【解析】
【详解】冰面能承受的压强有限,人的重力不变,因此对冰面的压力不变,要避免压破冰层,需要增大受力面积来减小对冰面的压强。
A.大声呼喊无法直接完成营救,也不能减小对冰面的压强,故A不符合题意;
B.跑过去时受力面积小,对冰面的压强更大,容易压破冰层,故B不符合题意;
C.蹲下手脚并用爬行时,受力面积小于身体紧贴冰面的情况,压强更大,故C不符合题意;
D.身体紧贴冰面爬行,在压力不变的情况下,最大程度增大了受力面积,减小了对冰面的压强,可避免压破冰层,故D符合题意。
故选D。
8. 如图展示的是我国传统的走马灯。点燃底部的蜡烛,上升的热空气驱动扇叶转动,带动小人转动,这一过程与下列汽油机四个冲程能量转化相同的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知,走马灯的原理是热空气上升推动扇叶转动,将内能转化为机械能,与汽油机的做功冲程的能量转化相同。做功冲程中,两个气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,C选项符合题意。
故选C。
9. 如图所示,是我国古代科学著作《天工开物》中记载的水转筒车,它由一个大型的水轮和许多竹筒组成。当河水冲击水轮转动时,竹筒依次将水提升到高处倒入水槽中,水流向岸上的农田。下列说法正确的是( )
A. 筒车转速加快,其机械效率可达到100%
B. 竹筒内的水被提升过程中,其机械能总保持不变
C. 竹筒内的水倒入水槽过程中,其重力势能转化为动能
D. 水从水槽流向农田过程中,其所受的重力没有做功
【答案】C
【解析】
【详解】A.使用任何机械工作时,都不可避免要克服机械自重、摩擦做额外功,有用功始终小于总功,因此机械效率一定小于100%,故A错误;
B.竹筒内的水被提升过程中,水的质量不变,高度增大,重力势能增大,动能不变,机械能等于动能与势能之和,因此机械能增大,故B错误;
C.竹筒内的水倒入水槽过程中,水的高度降低,重力势能减小,速度增大,动能增大,是重力势能转化为动能,故C正确;
D.水从水槽流向农田过程中,水沿竖直向下方向(重力方向)移动了距离,因此重力对水做了功,故D错误。
故选C。
10. 6月6日是我国的“爱眼日”。在“爱眼护眼”宣传活动中,同学们搜集到了以下图片。下列说法正确的是( )
A. 图甲所示眼球好像一架投影仪,晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜
B. 图乙所示视力正常的人看远处物体时,物体在视网膜上成正立、缩小的实像
C. 图丙所示是远视眼的成像原理,应戴合适的凸透镜进行矫正
D. 读写时眼睛与书本的距离应保持在30cm左右,是预防近视眼的措施之一
【答案】D
【解析】
【详解】A.人的眼球成像原理和照相机类似(成倒立缩小的实像),不是投影仪,故A错误;
B.视力正常的人看物体时,物体在视网膜上成倒立、缩小的实像,“正立”是大脑处理后的视觉效果,物理成像本身是倒立的,故B错误;
C.图丙中光线的交点(像)成在视网膜前方,是近视眼的成像原理,需要戴凹透镜矫正;远视眼的像成在视网膜后方,才需要戴凸透镜矫正,故C错误;
D.预防近视眼的正确用眼要求中,读写时眼睛与书本保持25~30cm左右的距离是正确的防护措施,故D正确。
故选D。
11. 如图所示,园艺工人在修剪枝条。关于园艺剪的使用,下列说法正确的是( )
A. 枝条对园艺剪的压力是阻力
B. 在图示状态使用时园艺剪是费力杠杆
C. 把枝条往园艺剪的轴处靠近是为了省距离
D. 把枝条往园艺剪的轴处靠近是为了增大阻力臂
【答案】A
【解析】
【详解】A.手对园艺剪的作用力使杠杆转动,属于动力;枝条对园艺剪的压力阻碍杠杆转动,属于阻力,故A正确;
B.图示使用时,动力臂大于阻力臂,动力小于阻力,园艺剪是省力杠杆,故B错误;
CD.把枝条往园艺剪的轴(支点)处靠近,阻力臂减小,阻力和动力臂不变,根据杠杆平衡条件,动力减小,目的是省力,省力杠杆的特点是省力费距离,故CD错误。
故选A。
12. 小明要设计自动防盗报警电路。要求:开关S闭合后,灯亮电铃不响;当房门被打开时,细导线MN被扯断,灯亮且电铃响。下列电路符合设计要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.S闭合时,铃响,灯被短路,灯不亮,MN被扯断后灯亮铃也响,故A不符合题意;
B.S闭合时,灯和铃并联,此时灯亮铃响,MN扯断后,灯所在支路断路,此时铃响灯不亮,故B不符合题意;
C.S闭合时,铃被短路,此时灯亮铃不响,MN扯断后灯和铃串联,灯亮且铃响,故C符合题意;
D.S闭合时,灯和铃并联,此时灯亮且铃响,MN扯断后,铃所在之路断路,此时灯亮铃不响,故D不符合题意。
故选C。
13. 医学上用“人工心脏泵”替代心脏推动血液循环,如图是其工作原理的简图,活塞在电磁铁的带动下左右移动,代表心脏的舒张和收缩。“人工心脏泵”正常工作过程中,电磁铁的电流从a流向b时,则( )
A. 电磁铁左端为N极,活塞向右移动,血管2阀门打开
B. 电磁铁左端为N极,活塞向左移动,血管1阀门打开
C. 电磁铁左端为S极,活塞向右移动,血管2阀门打开
D. 电磁铁左端为S极,活塞向左移动,血管1阀门打开
【答案】D
【解析】
【详解】电流从a流向b,根据安培定则可判断出电磁铁左端为S极,右端为N极;由于永磁体的右端为N极,根据异名磁极相互吸引,电磁铁带动活塞向左移动;活塞左移后泵室容积增大,内部压强减小,因此血管1阀门打开,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
14. 光照强度会影响花卉生长。图甲为光照强度过大时触发报警的电路,电源电压不变,R0为阻值可调的电阻箱,R为光敏电阻,其阻值随光照强度变化关系如图乙。当电流表示数大于某一值I0时触发报警,I0时的光照强度为警戒光照强度。闭合开关S,下列说法正确的是( )
A. R的阻值随光照强度增大而增大
B. 增大R0阻值可增大警戒光照强度
C. R0一定时,光照强度越大,通过R0的电流越大
D. R0一定时,光照强度越大,电路总功率越小
【答案】B
【解析】
【详解】先分析电路和图像: 图甲中,可调电阻和光敏电阻并联,电流表测量干路总电流,电源电压不变;由图乙可知,光敏电阻的阻值随光照强度增大而减小。
A.由图乙可得,光照强度增大时,的阻值减小,故A错误;
B.触发报警的条件是干路电流,此时。若增大的阻值,减小,要满足总电流为,需要增大,因此的阻值要更小;结合图乙,越小对应光照强度越大,即警戒光照强度增大,故B正确;
C.并联电路中各支路电压等于电源电压,阻值一定时,根据,、都不变,因此通过的电流不变,故C错误;
D.一定时,光照强度越大,越小,支路电流越大,干路总电流越大;电源电压不变,根据,电路总功率越大,故D错误。
故选B。
15. 物理兴趣小组把吸管的下端密闭并缠绕一段细铜丝(细铜丝体积忽略不计),自制一个简易密度计。如图所示,密度计分别放入a、b、c三种液体中时,均漂浮在液体中,且保持竖直姿态。密度计在三种液体中静止时,在密度计上与液面平齐处各标记一条刻线,共得到三条刻线。已知密度计在c液体中,有的体积浸入液体,浸入体积为5×10-6m3。三种液体密度如表格所示,(g取10N/kg),下列分析正确的是( )
液体种类
液体密度/(kg·m⁻3)
a液体
0.5×103
b液体
1×103
c液体
2×103
A. 密度计在a液体中做的标记在最下端 B. 密度计的质量为0.1kg
C. 密度计在三种液体中所受浮力不相等 D. 密度计在b液体中的浸入体积为1×10-5m3
【答案】D
【解析】
【详解】A.密度计在液体中漂浮时,浮力等于重力,即
由表格可知,根据,在浮力不变时,液体密度越小,排开液体体积越大,密度计浸入液体深度越深,所以密度计在液体中浸入深度最深,其标记应在最上端,故A错误;
B.已知密度计在液体中,有的体积浸入液体,浸入体积
因为漂浮时
则密度计质量
故B错误;
C.因为密度计在三种液体中均处于漂浮状态,根据物体漂浮条件,浮力都等于自身重力,由于密度计重力不变,所以在三种液体中所受浮力相等,故C错误;
D.由选项B可知密度计质量,密度计在液体中漂浮,根据
则浸入体积
故D正确。
故选D。
二、填空与作图题(本题共4小题,每空1分,作图3分,共13分。)
16. 运-20是我国研究制造的新一代军用大型运输机,如图甲所示。图乙是机翼的横截面的大致形状,机翼这种特殊形状,使得其上方气体流速较__________,因而机翼下方气体的压强较__________。
【答案】 ①. 大##快 ②. 大
【解析】
【详解】飞机机翼设计为上凸下平的形状,相同时间内,空气流过机翼上方的路程更长,因此机翼上方气体流速更大;根据流速和压强的关系,上方流速大压强小,下方流速小,因此机翼下方气体的压强更大,这个压力差就是飞机获得升力的原因。
17. 为了防止使用电热水器时触电,用户一般都会配置如图甲所示的防电墙。
(1)如图乙所示,在防电墙的内部做成螺旋绝缘通道,水不直接流出,而是经过一段螺旋线结构后再流出,改变了水流的_________和_________,从而增大防电墙的电阻。
(2)如图丙,一旦发生漏电现象,可以把防电墙看作一个阻值巨大的“水电阻”与人体形成_________(选填“串联”或“并联”)电路,这个“水电阻”会起到_________(选填“分压”或“分流”)的作用。
【答案】(1) ①. 长度 ②. 横截面积
(2) ①. 串联 ②. 分压
【解析】
【小问1详解】
[1][2]在防电墙内部做成螺旋绝缘通道,水流经过螺旋结构后,长度变长、横截面积变小,使得电阻变大,减小电路中电流,起到保护作用。
【小问2详解】
[1][2]电流依次经过水电阻和人体,防电墙的水电阻与人体是串联,串联电路中电阻具有分压作用,水电阻阻值巨大,会分担大部分电压,从而降低人体两端的电压。
18. 明代《天工开物》中记载“取诸麻、菜子入釜,文火慢炒,透出香气”。用“文火”主要是通过_______的方式改变了内能;“透出香气”属于_______现象。
【答案】 ①. 热传递 ②. 扩散
【解析】
【详解】[1]用 “文火” 慢炒,是通过热传递的方式改变了内能, 火焰的热量传递给釜和原料,使它们的温度升高,内能增加。
[2]“透出香气” 属于扩散现象, 香气分子在不停地做无规则运动,从釜内扩散到空气中,使人闻到香味。
19. 如图所示,重力为400N的深圳众擎人形机器人完成全球首例前空翻。
(1)人形机器人通过蓄电池供电实现运动,当蓄电池充电时相当于电路中的________;
(2)人形机器人运动时,电能转化为________能;
(3)请在图中画出机器人悬空瞬间所受重力示意图。(其中O为重心)
【答案】(1)用电器 (2)机械能
(3)
【解析】
【小问1详解】
蓄电池充电时,会消耗电能,将电能转化为化学能储存起来,此时它相当于电路中的用电器。
【小问2详解】
人形机器人运动时,电动机将电能主要转化为机械能,让机器人完成动作。
【小问3详解】
略。
三、实验探究题(本题共4个小题,共34分)
20. 小滨同学在参加社区公益活动中帮忙推运物品整理箱,结合所学物理知识对推箱子的现象提出了如下猜想:
现象
猜想
现象1:箱子越重,推起来越费力
猜想1:滑动摩擦力的大小可能与压力有关
现象2:地面越粗糙,推起来越费力
猜想2:滑动摩擦力的大小可能与接触面粗糙程度有关
小滨回到实验室进行“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验。
(1)实验前,应将弹簧测力计在________位置进行校零。
(2)实验中,将木块放在水平长木板上,用弹簧测力计水平拉动木块,使它在长木板上做______________,测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。如图1所示,根据二力平衡知识可知,此时木块所受的滑动摩擦力为______N。
(3)小滨通过在木块上增加砝码及更换粗糙程度不同的长木板重复实验,如图2、3所示,并将实验数据记录在表中。
序号
接触面情况
放置的砝码个数/个
弹簧测力计示数F/N
1
较光滑的木板面
0
2
较光滑的木板面
1
3.2
3
粗糙木板面
1
4.2
分析__________两组实验数据可验证猜想1,可初步得出结论:在接触面粗糙程度相同时,接触面所受的压力越大,滑动摩擦力越________。
(4)分析2、3两组实验数据,可以说明猜想2是________(选填“正确”或“错误”)的,可初步得出结论:_______________________________________。
(5)小滨还想进一步探究滑动摩擦力大小与接触面大小是否有关,如图所示,小明竖直向下将木块切去一半,用剩下的半块重复实验操作,并与图1对比,发现弹簧测力计的示数变小,于是得出了滑动摩擦力大小与接触面积大小有关的结论。同学小红认为该结论是错误的,其原因是_______________。
(6)实验数据及现象表明,如果要取得拔河比赛的胜利,组队时应选体重____(选填“大”或“小”)的同学参加比赛,同时比赛中选用鞋底花纹较____(选填“深”或“浅”)的鞋子。
【答案】(1)水平 (2) ①. 匀速直线运动 ②. 2.8
(3) ①. 1、2 ②. 大
(4) ①. 正确 ②. 在压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
(5)没有控制压力大小不变
(6) ①. 大 ②. 深
【解析】
【小问1详解】
实验中弹簧测力计沿水平方向使用,因此实验前需要在水平位置校零,消除弹簧自身重力的影响。
【小问2详解】
实验时,只有拉动木块做匀速直线运动,木块受力平衡,滑动摩擦力大小才等于弹簧测力计的拉力。图中弹簧测力计分度值为0.2N,读数为2.8N,因此滑动摩擦力为2.8N。
【小问3详解】
验证猜想1(滑动摩擦力与压力有关),需要控制接触面粗糙程度相同、改变压力,因此选择1、2两组实验;数据可得:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
【小问4详解】
2、3两组实验,压力相同、接触面粗糙程度不同,接触面越粗糙摩擦力越大,因此猜想2是正确的,结论为:压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
【小问5详解】
探究滑动摩擦力与接触面积的关系时,必须控制压力、接触面粗糙程度不变;将木块切去一半,接触面积减小的同时,木块对接触面的压力也减小了,没有控制压力大小不变,因此结论错误。
【小问6详解】
根据实验结论,压力越大、接触面越粗糙,摩擦力越大,因此拔河需要更大的摩擦力,选体重大(压力大)、鞋底花纹深(接触面更粗糙)的,更容易获胜。
21. 某同学发现当玻璃门旋转时,自己的像有了一定变化,他猜想平面镜所成的像可能与物体的大小、位置有关。于是,他设计实验进行探究。
(1)实验中,他采用薄的茶色玻璃板做实验,一是为了防止蜡烛通过玻璃板的___________反射成像,影响实验结果;二是为了方便确定___________的位置。
(2)如图甲所示,玻璃板与桌面垂直放置,将蜡烛A点燃后放在玻璃板前a处,再将蜡烛___________(选填“B”或“C”)放置于玻璃板后___________(选填“b”“c”或“d”)处,使人在玻璃板前不同角度处观察,都能看到后面的蜡烛与A的像重合,改变A的位置,多次实验。
(3)接着,他旋转玻璃板到新的位置重新实验,实验装置俯视图如图乙所示,保持蜡烛A仍在a处,则蜡烛A的像在___________(选填“b”“e”或“f”)点。实验表明:平面镜所成的像与物体关于镜面___________。物体所成的像的大小与其到平面镜的距离___________(选填“有关”或“无关”)。
【答案】(1) ①. 前后两个表面 ②. 像
(2) ①. B ②. b
(3) ①. e ②. 对称 ③. 无关
【解析】
【小问1详解】
[1][2]厚玻璃板前后表面反射会成两个像,影响实验效果,采用薄的茶色玻璃板做实验,防止蜡烛通过玻璃板前后两个表面反射成像,玻璃板既能反射光成像,又能透光看到玻璃板后面的物体,方便确定像的位置。
【小问2详解】
[1][2]要使后面的蜡烛与A的像重合,应选择与蜡烛A完全相同的蜡烛B。根据平面镜成像特点,像与物关于镜面对称,蜡烛A在玻璃板前a处,所以应将蜡烛B置于玻璃板后b处,使人在玻璃板前不同角度处观察,都能看到后面的蜡烛与A的像重合。
【小问3详解】
[1][2]保持蜡烛A仍在a处,当玻璃板旋转到新的位置时,蜡烛A的像在e点,此时e点和a点关于平面镜对称,说明平面镜所成的像与物体关于镜面对称。
[3]平面镜成的像和物体大小相等,物体所成的像的大小与其到平面镜的距离无关。
22. 利用盐水清洗草莓,可有效去除草莓表面残留的农药、细菌和果虫。小明想配制密度为的盐水,进行了如下操作。
(1)将天平放在水平桌面上,将游码移到________,若指针位置如图甲所示,接下来的操作是:________________。
(2)用天平测出空烧杯的质量为15g,往烧杯中倒入适量盐水,用天平测出烧杯和盐水的总质量,将最小为5g的砝码加入天平右盘中时,指针偏向分度盘左侧,接下来应进行的操作是______________:天平平衡时,所用砝码和游码的位置如图乙所示,则烧杯中盐水的质量为________g。
(3)将烧杯中的盐水倒入量筒中,液面位置如图丙,则盐水的密度为________。
(4)按照此方案测得盐水的密度值将________(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
(5)为配制出合格的盐水,需继续向此盐水中加入适量的___________。
【答案】(1) ①. 零刻度线 ②. 向左调节平衡螺母
(2) ①. 向右移动游码 ②. 44.8
(3)1.12 (4)偏大
(5)盐
【解析】
【小问1详解】
天平使用前,需先将游码移到标尺左端的零刻度线处;图甲指针偏右,说明天平右侧偏重,接下来应向左调节平衡螺母,直至横梁平衡。
【小问2详解】
加入最小砝码后指针偏左,说明砝码总质量小于物体质量,此时无法再加砝码,只能向右移动游码,直至横梁平衡。
烧杯和盐水总质量为砝码质量加游码对应刻度,由图可知,标尺的分度值为0.2g,游码示数为4.8g,则烧杯和盐水的总质量为
盐水质量
【小问3详解】
由图丙可知,盐水体积
盐水的密度为
【小问4详解】
将烧杯中盐水倒入量筒时,烧杯内壁会残留部分盐水,导致测得的体积V偏小,质量测量准确,根据,计算得到的密度值偏大。
【小问5详解】
目标盐水密度为,当前盐水密度小于目标值,需要增大密度,因此应加入盐。
23. 小滨同学做“探究通过导体的电流与电阻的关系”实验,电源电压恒定3V,选用定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、50Ω,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
(1)小滨同学根据实验方案设计并连接甲图电路,其中有一根错误的连线,打“×”,并在图中改正;
(2)正确连接电路后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到最______端(选填“左”或“右”),首先选用5Ω定值电阻进行实验,闭合开关,接着调节滑动变阻器直至电压表示数为2V,读取电流表示数并记在表一中;
表一
实验次数
定值电阻R/Ω
电流表示数I/A
1
5
0.4
2
10
0.2
3
15
0.14
4
50
(3)断开开关,用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻后,闭合开关,接下来的操作是:______________________;
(4)当接入50Ω定值电阻后,无论如何调节滑动变阻器,电压表指针都无法指向2V位置,其原因是_____________________;
(5)分析表一中正确数据,可以得出结论:当导体两端电压一定时,__________;
(6)接着小滨同学选用了5Ω的定值电阻进行了“探究通过导体的电流与电压的关系”实验,操作并记录数据在表二中
表二
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
根据记录的实验数据,在坐标图中描点连线做出I-U图像______,由数据和图像可得出结论是:当导体电阻一定时,___________________________;
(7)小滨继续思考,在探究电流与电压的关系实验中也要移动滑动变阻器的滑片,其主要目的是_____________________________;
(8)小亮所在的小组仍用如图甲所示器材,用伏安法测另一未知定值电阻Rx,得到多组数据如表三所示:
表三
序号
电压表示数U/V
电流表示数I/A
待测电阻Rx/Ω
1
2.0
0.12
16.7
2
1.4
0.2
7
3
1.0
0.25
4
4
0.5
0.3
1.7
分析表三中数据发现,四组数据中测得Rx的阻值差距很大,远超过误差允许范围,产生这一现象的原因是:___________。小亮认真分析后,认为利用以上数据也可求得待测电阻的阻值,则正确计算待测电阻阻值的表达式为=________(用U总、U、I表示)。
【答案】(1) (2)右
(3)向右调节滑动变阻器,使电压表示数为2V
(4)滑动变阻器的最大阻值偏小
(5)通过导体的电流与电阻成反比
(6) ①. ②. 通过导体的电流与导体两端的电压成正比
(7)改变定值电阻两端的电压
(8) ①. 电压表并联在滑动变阻器两端了 ②.
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知,电路的错误之处是电压表串联在电路中,定值电阻与滑动变阻器并联,改正:将连接定值电阻左侧接线柱和滑动变阻器右上接线柱的导线,改为连接定值电阻左侧接线柱和开关左侧接线柱。
【小问2详解】
闭合开关前滑动变阻器需调到最大阻值处,本电路滑动变阻器下接线柱接左端,滑片在最右端时接入电阻最大。
【小问3详解】
更换更大定值电阻后,定值电阻分压变大,要保持定值电阻两端电压为2V不变,需增大滑动变阻器接入电阻,因此向右调滑片使电压表示数回到2V后记录数据。
【小问4详解】
要使50Ω定值电阻两端电压为2V,由串联电路电压特点,滑动变阻器两端电压为
根据串联分压规律,滑动变阻器需要接入的电阻为
而本题滑动变阻器最大阻值仅20Ω,无法满足要求。
【小问5详解】
由实验数据可知,通过导体的电流与导体的电阻乘积是一定值,故可知:电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。
【小问6详解】
首先根据表格数据在坐标系中确定标度,然后依次描出各点,最后连接各点即可。
通过表格数据及绘制的图像可知,电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。
【小问7详解】
探究电流与电压关系时,需要多次改变定值电阻两端电压得到多组数据,滑动变阻器的作用就是改变定值电阻两端电压。
【小问8详解】
表中数据电压越小,电流越大,计算电阻越小,符合电压表测滑动变阻器电压的特点。滑动变阻器接入电阻越小,分压越小,电路电流越大,因此原因是电压表接错位置。此时待测电阻两端电压为,串联电流为I,根据欧姆定律得。
四、综合应用题(本题共3小题,共23分。解答时应写出必要的文字说明、公式和演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题目,答案中必须明确写出数值和单位。)
24. 图a是实践小组设计的自动储水箱简图,竖直细杆固定在水箱底部,圆柱形浮筒可沿细杆上下移动,浮筒横截面积是0.0025m2,当水箱中水深为0.1m时,浮筒对水箱底部的压力刚好为零;水深为0.4m时,浮筒开始接触进水阀门;水深为0.6m时,浮筒使进水阀门完全关闭,浮筒所受浮力和水深关系的图像如图b,(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)浮筒的重力:
(2)阀门完全关闭时,求:
①水对箱底产生的压强;
②浮筒对进水阀门的压强。
【答案】(1)
2.5N (2)
,
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,水深为时,浮筒对水箱底部压力恰好为零,此时浮筒受力平衡,重力大小等于浮力大小。由图b可知,水深时,浮筒所受浮力,因此
【小问2详解】
由题意可知,阀门完全关闭时水深,水对箱底产生的压强
阀门完全关闭时,由图b可知浮筒所受浮力。对浮筒受力分析:浮筒受到向上的浮力、向下的重力、进水阀门对浮筒向下的压力,受力平衡,因此浮筒对进水阀门的压力大小等于阀门对浮筒的压力,为
已知浮筒横截面积,浮筒对进水阀门的压强为
25. 中医药是中华优秀传统文化的瑰宝,在疾病治疗方面具有重要的作用。图甲是某品牌小型电中药锅,图乙是其工作电路简化的等效电路图,通过开关S1和S2的不同状态组合,可以实现三挡加热功能。定值电阻R1、R2都是发热电阻,其中R1=110Ω。该电中药锅部分参数如下表所示。已知:c药液=4.2×103J/(kg·℃)。求:
额定电压/V
220
额定功率/W
高温挡880
中温挡440
低温挡110
(1)当闭合开关S1,将开关S2接a时,电中药锅使用的是______(选填“低温”“中温”或“高温”)挡;
(2)将1kg药液从25℃加热到35℃的过程中,药液吸收的热量是多少J?
(3)开关S1和S2各处于什么状态为中温挡?电中药锅的中温挡正常工作,加热100s,消耗的电能是多少J?
(4)R2的阻值是多少Ω?
【答案】(1)
高温 (2)
(3)
闭合,开关接为中温挡;
(4)
【解析】
【小问1详解】
分析电路功率挡位,当闭合,接时,与并联,电源电压不变,并联电路总电阻最小,根据,总功率最大,因此为高温挡。
【小问2详解】
温度变化
药液吸收的热量
【小问3详解】
当断开,接时,与串联,总电阻最大,功率最小,为低温挡;因此闭合,接时,只有接入电路,功率中等,为中温挡。消耗的电能
【小问4详解】
低温挡时与串联,已知低温挡功率,电源电压
根据得,总电阻
串联电路总电阻等于各分电阻之和,因此
26. 巡检机器人可对高压输电线进行巡检,如图,其相关参数见表。机器人的电机可切换为电动机或发电机。水平匀速巡检时,蓄电池减少的储能全部用于电机产生的牵引力做功。当蓄电池储能降至0.1E0时,停止电能输出,巡检终止。下坡巡检时,电机可将重力势能转化为电能并为蓄电池充电,将能量储存起来。
质量m0
54kg
最大巡检速度v0
4km·h-¹
蓄电池满电时储能E0
0.2kW·h
电动机最大输出功率P0
100W
(1)下坡时,发电机利用________原理发电;
(2)请完成能量转化流程图________;
(3)若充满电的机器人保持P0、v0水平巡检1 h,蓄电池储能剩余多少kW·h?
(4)如图巡检线路,当机器人到达A点时,蓄电池储能为0.95E0。随后机器人先下坡巡检(电机切换为发电机),后水平巡检(电机切换为电动机),巡检全程速度大小保持不变,AB段重力势能减少量为。充电过程中,重力势能每减少1J,转化为电能并储存在蓄电池中的能量为0.45J。水平阶段机器人所受阻力大小是重力的0.15倍,则水平阶段匀速巡检的最大路程为多少m?(g=10N/kg)
【答案】(1)电磁感应
(2)化学 (3)0.1kW·h
(4)8000m
【解析】
【分析】(4)根据题意“重力势能每减少1J,转化为电能并储存在蓄电池中的能量为0.45J”计算出AB段转化的电能,进而算出蓄电池储能和水平阶段可用的电能,根据水平阶段机器人所受阻力是重力的0.15倍算出水平阶段的牵引力,由计算出最大路程。
【小问1详解】
发电机的工作原理是电磁感应现象,即闭合电路的一部分导体切割磁感线产生感应电流,将机械能转化为电能。
【小问2详解】
该流程图对应下坡充电过程,发电机将重力势能转化为电能后,给蓄电池充电时,电能转化为化学能储存在蓄电池中。
【小问3详解】
消耗的电能
蓄电池储能剩余
【小问4详解】
由题意可知,AB段转换的电能为
机器人到达B点,蓄电池储能为
蓄电池能充满电,储存能量为。
当蓄电池储能降至0.1E0时,停止电能输出,巡检终止,所以水平阶段可用的电能为
水平阶段机器人所受牵引力大小
水平阶段匀速巡检的最大路程为
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