内容正文:
温馨提示:本试卷包括第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,第Ⅰ卷13道题,第Ⅱ卷12道题,共25道题。试卷满分100分。理化合场考试时间共120分钟。请把第Ⅱ卷的答案写在答题卷上。祝同学们考试顺利!
第Ⅰ卷选择题(共2大题 共32分)
注意事项:
1. 答第Ⅰ卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号用黑色墨水的签字笔填写在“答题卷”上:用2B铅笔将考试科目对应的信息点涂黑。
2. 第Ⅰ卷的答案答在试卷上无效。每小题选出答案后,用2B铅笔把“答题卷”上对应题目的答案的序号的信息点涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)每小题给出的四个选项中,只有一个最符合题意,请将你选择的答案涂在答题卡相应的位置
1. 在第十五届全国运动会开幕式上,智能机器人敲响了盛行于春秋战国时期的乐器青铜句鑃(gōu diào),如图,一曲《彩云追月》带来一场相隔两千多年的梦幻对话。当机器人用不同的力度敲打同一个句鑃时,改变了声音的( )
A. 响度 B. 音调 C. 音色 D. 频率
【答案】A
【解析】
【详解】声音的响度由发声体振动的振幅决定,振幅越大响度越大;用不同力度敲打同一个句鑃时,句鑃振动的振幅不同,发出声音的响度不同,因此改变的是声音的响度,故选A。
2. 如图,我们看水中的鱼时,看到的鱼的位置总比鱼的实际位置要浅些,能解释这一现象的光路是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】水中鱼反射出的光,在水面处发生了折射,折射角大于入射角,人认为光是沿直线传播的,所以逆着折射光线看上去,看到的是变浅的鱼的虚像。
故选C。
3. 在漫长的中国古代发展历程中,中华民族创造了璀璨的历史文明。秦汉时期形成大一统格局,在科技、建筑、艺术等领域成就辉煌。秦始皇陵兵马俑气势磅礴,是秦朝文明的生动见证,也是世界考古史上最伟大的发现之一。如图所示,小明拿在手中的兵马俑摆件的高度最接近( )
A. 3cm B. 10dm C. 50mm D. 12cm
【答案】D
【解析】
【详解】人手可持握的摆件高度和人手长度(约15~20cm)相近,所以兵马俑摆件高度约为12cm。故选D。
4. 体育运动展现着力与运动的奥秘,如图,下列说法正确的是( )
A. 图甲:竖直放置的磁性棋盘上,棋子受到的重力和棋盘对它的吸引力是一对平衡力
B. 图乙:跳高运动员采用背越式,腾空过程中,运动员不再受到重力的作用
C. 图丙:蹦床运动员从高处落下竖直回弹至最高点时,若受到的力都消失,运动员将保持静止
D. 图丁:短跑运动员向后蹬起跑器来获得向前的力,说明地对脚的力大于脚对地的力
【答案】C
【解析】
【详解】A.棋子的重力竖直向下,棋盘对棋子的吸引力垂直棋盘沿水平方向,两个力方向不同、不共线,不是一对平衡力,故A错误;
B.地球附近的所有物体都受到重力作用,跳高运动员腾空过程中仍然受重力,故B错误;
C.蹦床运动员竖直回弹至最高点时,瞬时速度为0,根据牛顿第一定律,若此时所有力都消失,运动员将保持静止,故C正确;
D.地对脚的力和脚对地的力是一对相互作用力,相互作用力的大小一定相等,故D错误。
故选C。
5. 一个排球的重力为3N,在上升和下降过程中受到空气阻力的大小都是0.3N,则下列说法正确的是( )
A. 在上升过程中,排球所受合力的大小为0
B. 在上升过程中,排球所受合力的大小为3.3N,方向竖直向上
C. 在下降过程中,排球所受合力的大小为0
D. 在下降过程中,排球所受合力的大小为2.7N,方向竖直向下
【答案】D
【解析】
【详解】AB.排球上升时,受到两个力:重力,方向竖直向下,空气阻力,方向与运动方向相反,即竖直向下,两个力方向相同,合力大小为
合力方向与两个力方向一致,竖直向下。故AB错误;
CD.排球下降时,受到两个力:重力,方向竖直向下,空气阻力,方向与运动方向相反,即竖直向上,两个力方向相反,合力大小为
合力方向与较大的重力方向一致,竖直向下。故D正确,C错误。
故选D。
6. 如图的物理实验都用到了斜面,则下列说法正确的是( )
A. 如图甲所示利用斜面测平均速度,实验时斜面坡度越大越好
B. 如图乙所示实验,让小车从斜面的顶端由静止滑下,去掉木板上的棉布,运动小车受到的阻力越小,向前滑动的距离越小
C. 如图甲所示的实验,小车通过斜面全程的平均速度等于小车通过上半段路程的平均速度
D. 如图丙所示的实验,让小车A从斜面的不同高度由静止开始滑下,是为了探究动能与速度的关系
【答案】D
【解析】
【详解】A.利用斜面测平均速度时,若斜面坡度越大,小车下滑速度越快,运动时间越短,不便于准确测量时间,因此实验中斜面坡度应小一些,故A错误;
B.小车从斜面顶端滑下后,水平面阻力越小,小车速度减小得越慢,向前滑动的距离越大,故B错误;
C.小车在斜面上加速下滑,速度越来越大,全程的平均速度大于上半段路程的平均速度,故C错误;
D.丙图探究动能的影响因素,同一小车质量不变,从不同高度滑下,到达水平面时速度不同,通过木块被推动的距离可以探究动能与速度的关系,故D正确。
故选D。
7. 两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示。根据图像可知( )
A. 加热时间相同,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
B. 甲液体的比热容大于乙液体的比热容
C. 如果升高相同的温度,两种液体吸收的热量相同
D. 加热时间相同,甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度
【答案】B
【解析】
【详解】A.同一热源加热,相同时间内两种液体吸收的热量相等,故A不符合题意;
B.两种液体质量相等,加热相同时间即吸收热量相等,根据公式,甲的温度变化更小,因此甲的比热容大于乙的比热容,故B符合题意;
C.升高相同温度时,甲需要的加热时间更长,说明甲吸收的热量更多,故C不符合题意;
D.由图像可知,加热时间相同时,乙液体的温度更高,即甲升高的温度小于乙升高的温度,故D不符合题意。
故选B。
8. 如图所示,是科技创新大赛上设计的检测工件松动的报警方案,它的工作原理是:工件(其电阻不计)连接在电路中,当工件松动时,它会与导线分离而断开,此时报警灯L亮起而发出警报。下列符合题意的电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题可知,工件松动时,它会与导线分离而断开,此时报警灯L亮起而发出警报,说明工件连接正常时,它与导线连通,报警灯不亮,此时报警灯被短路,则工件与报警灯并联;同时为了防止电源短路,在电路中再串联一个保护电阻,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
9. 总复习时,养成梳理归纳物理知识的学习习惯,可以提高学习效率。以下是小明整理的知识点,都正确的是( )
物理量与单位
物理知识与应用
生活工具与原理
社会与物理
重力:N
电流热效应:电熨斗
温度计:液体热胀冷缩
核能:可再生能源
压强:Pa
做功:钻木取火
电动机:电磁感应
卫星通信:电磁波
动能:W
惯性:安全带
天平:等臂杠杆
原子弹:核裂变
A
B
C
D
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.重力单位、压强单位都正确,但动能是能量,单位是焦耳,(瓦特)是功率单位,故A错误;
B.电熨斗利用电流热效应工作,正确;钻木取火通过克服摩擦做功改变物体内能,正确;安全带是为了防止刹车时人由于惯性前倾造成伤害,应用了惯性知识,故B正确;
C.温度计利用液体热胀冷缩、天平是等臂杠杆都正确,但电动机原理是通电导体在磁场中受力运动,电磁感应是发电机的工作原理,故C错误;
D.卫星通信利用电磁波、原子弹利用核裂变都正确,但核能消耗的核燃料短时间无法在自然界再生,属于不可再生能源,故D错误。
故选B。
10. 如图所示,关于各图作图或描述现象正确的是( )
A. 使轻质杠杆在图示位置平衡时所需小动力的示意图
B. 表示太阳光经过三棱镜色散后的色光排列情况
C. 电流与磁感线的方向
D. 家庭电路部分元件接线图
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,此时的动力臂是最大的,则动力最小,由于动力和阻力在支点的两侧,所以最小的力的方向是斜向下的,故A错误;
B.太阳光经三棱镜色散时,紫光偏折能力比红光更强,偏折程度更大,因此色散后红光在光屏上方,紫光在光屏下方,图中色光顺序相反,故B错误;
C.电流从螺线管左端流入,根据安培定则,右手握住螺线管,四指沿电流方向,可判断出螺线管左端为N极,右端为S极;磁体外部磁感线从N极出发,回到S极,因此磁感线方向应为从左向右,图中磁感线方向错误,故C正确;
D.家庭电路安全接法要求开关接在相线上,断开开关后,灯泡脱离相线,不带电,图中开关接在中性线,故D错误。
故选C。
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题3分,共9分)每小题给出的四个选项中,有多个符合题意,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,不选或选错的得零分. 请将其序号涂在答题卡相应的位置.
11. 用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验时,已知凸透镜的焦距为10cm,下列说法不正确的是( )
A. 蜡烛在10cm处时,光屏上不成像
B. 蜡烛在20cm处时,成像特点与投影仪成像特点相同
C. 蜡烛在45cm处时,眼睛应从光屏一侧透过透镜观察像
D. 蜡烛在25cm处时,光屏上成的清晰像比蜡烛在30cm处时大
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.蜡烛在处时,物距,光屏上成倒立缩小的实像,故A错误;
B.蜡烛在处时,物距,成倒立缩小的实像,与投影仪成像特点不同,故B错误;
C.蜡烛在处时,物距,成正立放大的虚像,像与物在同一侧,所以眼睛应从光屏一侧透过透镜观察像,故C正确;
D.蜡烛在处时,物距;蜡烛在处时,物距,二者都成实像,根据“物近像远像变大”:物距越小,像越大,因为物距,因此蜡烛在处的像更小,故D错误。
故选ABD。
12. 如图所示,电源电压恒为,定值电阻,开关S始终闭合,灯泡L的电阻为(不随温度变化),初始时开关接1,灯泡正常发光。当由1掷到2时,下列说法不正确的是( )
A. 电压表的示数,示数不变
B. 电流表的示数,示数变大
C. 灯泡的实际功率,灯泡变暗
D. 电压表与电流表的示数之比,比值变大
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.开关S始终闭合,电压表直接并联在电源两端,始终测电源电压,则电压表的示数,示数不变,故A正确;
BC.由题图可知,S闭合,接1时,与灯泡L并联,电流表测干路总电流,测支路灯泡L的电流,灯泡的实际功率为;接2时,被短路,只有灯泡L接入电路,则灯泡的电流,灯泡的实际功率仍为,亮度不变,故BC错误;
D.当由1掷到2时,电压表始终测电源电压,示数保持不变,电流表都测总电流,根据并联电路的电流规律,可知,即电流表示数变小,因此电压表与电流表的示数之比变大;接1时,电压表与电流表的示数之比
接2时,只有灯泡L接入电路,电压表与电流表的示数之比
故D错误。
本题要求选择错误选项,故选BCD。
13. 如图甲所示,质量为、底面积为的足够高柱形容器放在水平地面上,把一质量为、高为的不吸水圆柱体放在容器中,缓慢向容器中加水,直到容器中水的深度为时停止加水,容器中水的深度与加水的质量关系如图乙所示,圆柱体始终保持竖直。则以下说法正确的是( )
A. 圆柱体放入容器前,容器对地面的压强
B. 圆柱体的底面积(为圆柱体的底面积)
C. 停止加水后,将圆柱体竖直向上移动,静止时水对容器底的压强(为圆柱体的底面积)
D. 停止加水后,将圆柱体竖直向下移动,静止时水对容器底的压强(为圆柱体的底面积)
【答案】AD
【解析】
【分析】先根据固体压强公式计算容器对地面的压强;结合图乙分析圆柱体放入容器后,加水时液面变化,再根据体积计算公式、密度公式和液体压强公式,求出圆柱体底面积和改变圆柱体浸入水中深度时水对容器底的压强。
【详解】A.圆柱体放入容器前,容器对地面的压力等于容器自身重力,即
则容器对地面的压强,故A正确;
B.分析图乙,当加水深度为时,加入水的质量为,此时水面恰好到达圆柱体A上表面,此时
解得,故B错误;
C.停止加水后,将圆柱体竖直向上移动,静止时水面下降的高度为
此时水对容器底的压强,故C错误;
D.停止加水后,将圆柱体竖直向下移动,静止时水面上升的高度为
此时水对容器底的压强,故D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷 非选择题(共2大题 共61分)
三、填空题(本大题共6小题,每小题4分,共24分)
14. 如图甲所示,弹簧测力计的读数为____________;如图乙所示,秒表的读数为____________s。
【答案】 ①. 3.6N ②. 287.5
【解析】
【详解】图甲,弹簧测力计的分度值为,读数为。
图乙,小表盘(分钟):指针在和之间,且偏向,读;大表盘(秒):分度值为,读数为;故总时间为
15. 如图是“泼水成冰”的游戏,在零下以下的极寒环境下将滚烫的开水泼出,开水能在短时间内提供大量的水蒸气,水蒸气_______(填物态变化的名称),从而看到成片的冰晶徐徐飘落。这个过程需要_______热。
【答案】 ①. 凝华 ②. 放
【解析】
【详解】[1][2]在零下30℃以下的极寒环境下将滚烫的开水泼出,水蒸气遇冷直接凝华成小冰晶,凝华放热。
16. 某同学想通过实验验证光反射时反射角等于入射角的结论。他在水平桌面上竖直放置一块平面镜,镜前竖直立着一块长木板,木板上有一个记号点A。该同学在木板的上边沿B处观察平面镜,恰好能从镜中看到A点而没有被木板挡住。如图1是眼睛看到A点的光路图。已知A和B到桌面的高度分别为50cm和100cm,当他把一支笔移至C处时,眼睛看到的A点被笔挡住了。当C到桌面的高度为____________m时,就可以证明平面镜反射时反射角等于入射角。小明最近上课看黑板上的字比较模糊,医生用图2甲给他解释:由于用眼习惯不好造成的这种状况。若要使他在正常光线下看清楚黑板上的字,你认为应用图2乙中____________(选填“①”或“②”)来矫正视力。
【答案】 ①. 0.75 ②. ①
【解析】
【详解】[1]如图,设长木板与桌面的交点为 E ,过 C 点作 AB 的垂线交 AB 于 D 点。 由于长木板与平面镜均竖直放置在桌面上,边 AC 与边 BC 等长,△CAB 是等腰三角形, D 点与 C 点等高,其到桌面距离相等。已知A 和B到桌面的高度分别为50cm和100cm,则C点到桌面的距离转换成D点到桌面的距离,即
所以当 C 到桌面的高度为0.75m时,就可以证明平面镜反射时反射角等于入射角。
[2]图甲中平行光会聚在视网膜前方,是近视眼,成因是晶状体折光能力过强,需要用对光线有发散作用的凹透镜矫正。图乙中①是凹透镜,②是凸透镜,因此选①。
17. 20世纪60年代,河南林县(今林州)人民在物资紧缺的条件下在太行山上建成了全长1500km的“人工天河”——红旗渠。在施工过程中,技术人员发明了一种简易水平仪,它由三块木板组成(图甲①)。其中,两块相同的木板均与长木板垂直,两块木板的顶端各绷有一根细线。使用时把它放到盛水的盆里,用这两根细线“瞄准”竖直放置的标尺上的刻度,就可以进行测量。如图甲②,技术人员用这种水平仪上的两根细线分别“瞄准”甲、乙两地竖直放置的相同标尺上的刻度,甲、乙两地标尺上的示数分别为57cm和83cm(0刻度线位于标尺底部),则乙地比甲地 ____________(选填“高”或“低”)。工人师傅用如图乙所示的装置把质量为54kg的货物从地面匀速提升至3楼,所用的拉力为300N,图乙所示装置的机械效率是 ____________(取10N/kg)。
【答案】 ①. 低 ②. 90%
【解析】
【详解】水平仪得到的水平视线是同一等高的水平线,标尺0刻度在底部(地面处),读数是地面到水平视线的高度;水平视线高度固定,乙地读数更大,说明乙地地面到水平视线的距离更大,因此乙地地面高度更低;
货物重力
由图乙可知,滑轮组中承担物重的绳子段数,机械效率为
18. 如图(a)所示,展示了太行山脉某座山峰的立体图。图中的环状线是由海拔相同的相邻点所构成的闭合曲线,我们称之为“等高线”。将这些等高线投影到平面图上,如图(b)所示。
(1)若山坡表面光滑,某物体从山顶沿射线方向向下运动时,动能会_____(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)若质量相等的两个物体分别处在山峰上的3号等高线的两处,则此时两物体的重力势能_____(选填“不相等”或“相等”)。
【答案】(1)变大 (2)相等
【解析】
【小问1详解】
若山坡表面光滑,某物体从山顶沿射线方向向下运动时,质量不变,速度变快,动能变大。
【小问2详解】
若质量相等的两个物体分别处在山峰上的3号等高线的两处,此时两物体的质量与高度相同,则此时两物体的重力势能相等。
19. 如图甲所示,当闭合S1、S2,断开S3时,此时电流表A2示数如图乙所示,电流表A1的示数为0.5A,则通过L2的电流为________A,通过L1的电流为________A。
【答案】 ①. 0.26 ②. 0.24
【解析】
【详解】[1][2]由图甲可知,当闭合S1、S2,断开S3时,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2的电流。由图乙可知,电流表A2所接量程为0~0.6 A,分度值为0.02A,其示数为0.26 A,故通过L2的电流为;由于并联电路中干路电流等于各支路中电流之和,则通过L1的电流为
四、综合题(本大题共6小题,共37分)解题中要求有必要的分析和说明,计算题还要有公式及数据代入过程,结果要有数值和单位。
20. 额定电压为220V某品牌电压力锅内部的简化电路,如图甲所示。其中、均为阻值恒定的发热电阻丝,接通电路后,触点式开关S自动与触点接通,电压力锅处于加热状态,当锅内温度达到时,开关S自动与触点分离并与触点接通,电压力锅处于保温保压状态。现将质量为3kg、初温为的水加入锅中,接通电路使该压力锅正常运行,其工作过程中的电功率随时间变化关系如图乙所示。已知水的比热容为,求:
(1)这些水的温度升高到的加热过程吸收的热量;
(2)电压力锅的工作效率为85%;加热过程所需的时间是多少分钟?
【答案】(1) (2)17.5min
【解析】
【小问1详解】
水吸收的热量
【小问2详解】
根据效率公式可得,加热消耗的总电能
由图乙可知加热功率,根据电功公式可得,加热时间
21. 同学们利用天平和量筒测量某液体的密度。
(1)首先将天平放在水平台上,把____________移到标尺左端的零刻度线处,若指针未指在分度盘中央,再调节平衡螺母使天平平衡。
(2)小曲的实验步骤如下:①将空烧杯放在天平上,测出其质量为40.8g;②在烧杯中倒入适量待测液体,天平示数如图甲所示,测出烧杯和液体的总质量为____________g;③将烧杯中的液体全部倒入量筒中,如图乙所示读出液体的体积为____________。根据实验数据可知待测液体的密度为____________。该方法测量的待测液体密度比其真实值____________(选填“偏大”或“偏小”)。
(3)为测量此液体的密度,小明在完成“跨学科实践:制作微型密度计”时,设计了一个用粗细均匀的细塑料管等材料的自制密度计(如图丙所示),为了选择合适的材料,先进行理论分析:自制微型密度计的质量为,如果要看清细塑料管上的相邻刻线和(图上未标出,已知小于),两者相隔的距离至少,则此时细塑料管的横截面积为____________。
【答案】(1)游码 (2) ①. 82.4 ②. 50 ③. ④. 偏大
(3)
【解析】
【小问1详解】
使用天平前,应先将天平放在水平台上,把游码移到标尺左端的零刻度线处,再调节平衡螺母使天平平衡。
【小问2详解】
砝码质量为
游码示数为2.4g,因此总质量为
量筒分度值为2mL,液面与50mL 刻度线对齐,因此体积为;液体质量
液体密度
烧杯中的液体倒入量筒时,会有部分残留,导致测得的体积偏小。根据,体积偏小,计算出的密度会偏大。
【小问3详解】
密度计漂浮时,浮力等于重力,即
设密度计在密度为的液体中浸入深度为,在密度为的液体中浸入深度为,横截面积为S,则①
②
由题意知,因此,且
由①②可得 ,
则
解得横截面积
22. 导体电阻的大小直接影响电子设备的能耗与性能,在芯片制造、高压输电、新能源电池等科技领域有着广泛应用,芯片中精细导体的电阻控制决定了运算速度,高压输电线路的电阻优化可减少电能损耗。某实验小组在通过实验研究影响导体电阻大小的因素时,分别对导体电阻跟它的长度、横截面积、材料有关的猜想进行了实验检验。实验电路如图所示,准备实验时对每一个猜想都用三组实验数据进行对比,下表中给出了可供选择的几种导体,分别用A~G七个字母代表。实验数据如表中所示。
导体代号
长度/m
横截面积/
材料
电流表示数/A
A
1.0
0.2
锰铜合金
0.08
B
1.0
0.4
锰铜合金
0.16
C
1.0
0.6
锰铜合金
0.24
D
0.5
0.4
锰铜合金
0.32
E
1.5
0.4
锰铜合金
0.11
F
1.0
0.6
镍铬合金
0.11
G
1.0
0.6
铁
1.04
(1)为检验“导体电阻跟横截面积有关”的猜想,应选用的三种导体是____(填导体代号),得到的实验结论是____。
(2)这种由电流的大小来判断电阻丝电阻大小的研究问题的方法与下面哪种探究活动中研究问题的方法相同____(填字母代号)。
A. 在研究电流时,把电流比作水流;
B. 在探究平面镜成像实验中,比较像和物的大小关系时,选择了另一根大小相同但没有点燃的蜡烛去与虚像进行比较;
C. 在通过实验来研究影响压力作用效果的因素时,用海绵在压力作用下的形变来反映压力作用效果的不同。
(3)请根据实验结论分析:
①若有甲和乙两根完全一样的导线,长度都是1m,阻值分别为和。把甲剪去一半,剩下的一半阻值为,再把另外一半拉长到1m,阻值为。关于它们的大小关系正确的是____(填字母代号)。
A. B.
C. D.
②某同学家不小心买了一根电饭锅的劣质电源线,电饭锅通电后正常工作,但电源线发热严重。电源线劣质的原因可能是____(填字母代号)。
A.电源线太细 B.电源线太粗 C.电源线太短 D.电路电压很高
【答案】(1) ①. A、B、C ②. 当导体的材料和长度相同时,横截面积越大,导体电阻越小 (2)C
(3) ①. D ②. A
【解析】
【小问1详解】
[1]根据控制变量法,探究电阻与横截面积的关系时,需要控制导体的材料、长度相同,只改变横截面积,因此选择长度、材料都相同、横截面积不同的导体A、B、C。
[2]由表中数据可知,横截面积越大,电路电流越大,说明电阻越小,因此得到结论:当导体的材料和长度相同时,横截面积越大,导体电阻越小。
【小问2详解】
实验中通过电流大小反映电阻大小,属于转换法。
A.把电流比作水流是类比法,故A不符合题意;
B.用未点燃的蜡烛替代已点燃的蜡烛去与虚像比较,这方法为等效替代法,故B不符合题意;
C.通过海绵的形变程度反映压力作用效果,是转换法,故C符合题意。
故选C。
【小问3详解】
[1]甲、乙原本完全相同,因此;甲剪去一半后,剩余半段的丙,电阻变为原来一半,故;将剩余半段拉长到1m后,长度变为原来2倍,横截面积变为原来一半,因此电阻比原1m导线更大,故;最终关系。
故选D。
[2]根据焦耳定律可知,在其他条件相同时,电阻越大,产生的热量越多,即电源线发热严重说明电阻过大;材料和长度相同时,导体横截面积越小(导线越细),电阻越大,因此电源线劣质的原因是电源线太细,故选A。
23. 在天宫课堂中,我国航天员王亚平讲了在太空中测量航天员质量的方法。其中用到了一个“弹簧凸轮机构”,它可以产生恒力来牵引航天员运动,以便计算航天员的质量。有同学根据杠杆原理设计了一个装置(如图):把一个半径为的圆轮和一个凸轮固定在一起组成,支点为。如图甲所示,圆轮边缘的绳索与被牵引的航天员相连,拉力为,力臂为;凸轮上的绳索一端连接着被拉长的弹簧,拉力为,力臂为,另一端连接图中的点。当弹簧收缩使杠杆沿顺时针方向转过一定角度到达图乙所示的位置时,弹簧缩短,拉力减小为,凸轮使其力臂变为,比长,而的力臂仍然等于圆轮半径。如果为10 cm、为40 N、为20 N,图中的长度应为多少米?
【答案】
0.2m
【解析】
【详解】由题意可知,杠杆在甲、乙位置均处于平衡状态,大小不变,且的力臂始终等于圆轮半径。对甲位置,根据杠杆平衡条件得,对乙位置,根据杠杆平衡条件得,则,代入数值得
24. 在电子测量技术和智能设备研发中,精准测量中低值电阻器的电阻()是核心基础操作,广泛应用于物联网传感器、智能穿戴设备(如手环的心率传感器内阻校准)、工业控制模块等场景。在智能家居的温湿度传感器中,敏感元件的电阻(常为左右)会随环境参数变化,需通过精准测量实现信号校准。现有一个电压约为15V的电源(电压恒定不变),一个阻值为的定值电阻,一个只有测量范围的电流表,一个最大阻值约为的滑动变阻器,开关及导线若干。请你设计一个实验,比较精确地测出一个约为的敏感元件的电阻。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出主要实验步骤和需测量的物理量;
(3)写出待测敏感元件的电阻的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
【答案】(1) (2)①按照电路图连接电路,连接过程中开关应处于断开状态,将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处,闭合开关S、S2,断开开关S1,调节滑动变阻器R的滑片,使电流表示数接近其量程上限(0.6A),记录此时电流表的示数;
②保持滑动变阻器滑片位置不变,断开开关S2,闭合开关S1,记录此时电流表的示数。
(3)
【解析】
【小问1详解】
实验器材中只有一个电流表,所以此实验需要利用“单安法”测电阻,即利用已知电阻和滑动变阻器间接测量未知电阻,其核心原理是欧姆定律和并联电路电压相等的特性。该实验电路采用并联电路设计,是因为当待测电阻与已知电阻并联时,它们两端的电压相等。通过控制开关切换电流路径,分别测量干路或支路电流,结合已知电阻值,即可推导出待测电阻。电流表的量程为0~0.6A,要保证电路安全,干路电流,电路中的最小电阻,实验设计满足要求。
【小问2详解】
略
【小问3详解】
由电路图可知,只闭合开关S、S1时,R0与Rx并联,再与滑动变阻器串联,电流表测通过R0的电流,此时R0两端电压
闭合开关S、S2,断开开关S1时,R0与Rx仍并联,电流表串联在干路中,测电路中的总电流。滑动变阻器的滑片位置不变,定值电阻两端的电压不变,则通过R0的电流不变。根据并联电路的电压、电流关系,Rx两端的电压为U0,通过Rx的电流
则Rx的阻值
25. 为培养科学探究与创新能力,落实物理学科核心素养,小明参加了学校的跨学科实践创新小组。
【项目提出】小组结合生活实际,提出设计一款简易电子握力计,实现握力大小的数字化显示,解决传统握力计读数不精准、无直观量化的问题。
【项目分析】电子握力计核心是通过弹簧形变带动滑动变阻器阻值变化,将力学信号转化为电学信号;
需满足两个核心要求:①握力增大时,显示表示数增大;②电路的总电功率波动量极小,保证显示稳定、节能;
电路由电源(电压恒为)、定值电阻(电阻为)、滑动变阻器(最大电阻为)、显示表(电压表或电流表改装)组成。握力最小时,滑动变阻器的滑片在其最上端;握力最大时,滑动变阻器的滑片在其最下端。忽略弹簧形变对电路的其他影响。
【项目实施】小组分工完成在图甲基础上的电路搭建、元件调试,重点探究滑动变阻器与显示表的匹配关系,通过字母运算推导电路规律,优化电路方案。
(1)小明初步设计时,选用的显示表为电流表,设计的电路如图乙所示,请推导握力增大时,电流表示数与关系的表达式,并据此说明是否满足“握力增大,示数增大”的要求。
【展示交流】小组展示电路设计成果,分享推导过程,分析方案优劣,解决调试中出现的故障,最终确定最优电路方案。
(2)同小组同学小白设计的电路是:将图乙中的电流表改为导线,选用的显示表为电压表,将其并联在定值电阻两端。请通过字母运算推导握力最小时的总功率和最大时的总功率,计算出电路的总电功率波动量(为握力最小和最大时电路总功率变化量的绝对值)。
(3)请你再设计一个与(1)(2)电路都不同的方案,使得握力最小时显示表示数为零,握力最大时显示表示数最大,在图甲的虚线框内完成电路连接,并求出此电路的总电功率波动量,判断是否满足“电路的总电功率波动量极小”的要求。
【答案】(1)
由表达式可知,、不变,握力增大减小则电流增大,因此满足“握力增大,示数增大”的要求。
(2)
总功率波动量
(3)
电路总功率始终不变,波动量 ,满足“电路的总电功率波动量极小”的要求。
【解析】
【小问1详解】
图乙中,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电源电压恒为。根据欧姆定律,总电阻,因此电流表达式 握力增大时,滑片向下移动,滑动变阻器接入电路的阻值减小;由表达式可知,、不变,减小则电流增大,因此满足“握力增大,示数增大”的要求。
【小问2详解】
电流表改为导线后,与滑动变阻器仍为串联:握力最小时,滑片在最上端,滑动变阻器接入电阻,总电阻
总功率
握力最大时,滑片在最下端,滑动变阻器接入电阻,总电阻,总功率
总功率波动量
【小问3详解】
无论滑片如何移动,滑动变阻器的全部阻值都接入电路,总电阻始终为不变,电源电压不变,因此电路总功率始终不变,波动量 ,因此满足“电路的总电功率波动量极小”的要求。
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温馨提示:本试卷包括第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,第Ⅰ卷13道题,第Ⅱ卷12道题,共25道题。试卷满分100分。理化合场考试时间共120分钟。请把第Ⅱ卷的答案写在答题卷上。祝同学们考试顺利!
第Ⅰ卷选择题(共2大题 共32分)
注意事项:
1. 答第Ⅰ卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号用黑色墨水的签字笔填写在“答题卷”上:用2B铅笔将考试科目对应的信息点涂黑。
2. 第Ⅰ卷的答案答在试卷上无效。每小题选出答案后,用2B铅笔把“答题卷”上对应题目的答案的序号的信息点涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)每小题给出的四个选项中,只有一个最符合题意,请将你选择的答案涂在答题卡相应的位置
1. 在第十五届全国运动会开幕式上,智能机器人敲响了盛行于春秋战国时期的乐器青铜句鑃(gōu diào),如图,一曲《彩云追月》带来一场相隔两千多年的梦幻对话。当机器人用不同的力度敲打同一个句鑃时,改变了声音的( )
A. 响度 B. 音调 C. 音色 D. 频率
2. 如图,我们看水中的鱼时,看到的鱼的位置总比鱼的实际位置要浅些,能解释这一现象的光路是( )
A. B. C. D.
3. 在漫长的中国古代发展历程中,中华民族创造了璀璨的历史文明。秦汉时期形成大一统格局,在科技、建筑、艺术等领域成就辉煌。秦始皇陵兵马俑气势磅礴,是秦朝文明的生动见证,也是世界考古史上最伟大的发现之一。如图所示,小明拿在手中的兵马俑摆件的高度最接近( )
A. 3cm B. 10dm C. 50mm D. 12cm
4. 体育运动展现着力与运动的奥秘,如图,下列说法正确的是( )
A. 图甲:竖直放置的磁性棋盘上,棋子受到的重力和棋盘对它的吸引力是一对平衡力
B. 图乙:跳高运动员采用背越式,腾空过程中,运动员不再受到重力的作用
C. 图丙:蹦床运动员从高处落下竖直回弹至最高点时,若受到的力都消失,运动员将保持静止
D. 图丁:短跑运动员向后蹬起跑器来获得向前的力,说明地对脚的力大于脚对地的力
5. 一个排球的重力为3N,在上升和下降过程中受到空气阻力的大小都是0.3N,则下列说法正确的是( )
A. 在上升过程中,排球所受合力的大小为0
B. 在上升过程中,排球所受合力的大小为3.3N,方向竖直向上
C. 在下降过程中,排球所受合力的大小为0
D. 在下降过程中,排球所受合力的大小为2.7N,方向竖直向下
6. 如图的物理实验都用到了斜面,则下列说法正确的是( )
A. 如图甲所示利用斜面测平均速度,实验时斜面坡度越大越好
B. 如图乙所示实验,让小车从斜面的顶端由静止滑下,去掉木板上的棉布,运动小车受到的阻力越小,向前滑动的距离越小
C. 如图甲所示的实验,小车通过斜面全程的平均速度等于小车通过上半段路程的平均速度
D. 如图丙所示的实验,让小车A从斜面的不同高度由静止开始滑下,是为了探究动能与速度的关系
7. 两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示。根据图像可知( )
A. 加热时间相同,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
B. 甲液体的比热容大于乙液体的比热容
C. 如果升高相同的温度,两种液体吸收的热量相同
D. 加热时间相同,甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度
8. 如图所示,是科技创新大赛上设计的检测工件松动的报警方案,它的工作原理是:工件(其电阻不计)连接在电路中,当工件松动时,它会与导线分离而断开,此时报警灯L亮起而发出警报。下列符合题意的电路图是( )
A. B.
C. D.
9. 总复习时,养成梳理归纳物理知识的学习习惯,可以提高学习效率。以下是小明整理的知识点,都正确的是( )
物理量与单位
物理知识与应用
生活工具与原理
社会与物理
重力:N
电流热效应:电熨斗
温度计:液体热胀冷缩
核能:可再生能源
压强:Pa
做功:钻木取火
电动机:电磁感应
卫星通信:电磁波
动能:W
惯性:安全带
天平:等臂杠杆
原子弹:核裂变
A
B
C
D
A. A B. B C. C D. D
10. 如图所示,关于各图作图或描述现象正确的是( )
A. 使轻质杠杆在图示位置平衡时所需小动力的示意图
B. 表示太阳光经过三棱镜色散后的色光排列情况
C. 电流与磁感线的方向
D. 家庭电路部分元件接线图
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题3分,共9分)每小题给出的四个选项中,有多个符合题意,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,不选或选错的得零分. 请将其序号涂在答题卡相应的位置.
11. 用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验时,已知凸透镜的焦距为10cm,下列说法不正确的是( )
A. 蜡烛在10cm处时,光屏上不成像
B. 蜡烛在20cm处时,成像特点与投影仪成像特点相同
C. 蜡烛在45cm处时,眼睛应从光屏一侧透过透镜观察像
D. 蜡烛在25cm处时,光屏上成的清晰像比蜡烛在30cm处时大
12. 如图所示,电源电压恒为,定值电阻,开关S始终闭合,灯泡L的电阻为(不随温度变化),初始时开关接1,灯泡正常发光。当由1掷到2时,下列说法不正确的是( )
A. 电压表的示数,示数不变
B. 电流表的示数,示数变大
C. 灯泡的实际功率,灯泡变暗
D. 电压表与电流表的示数之比,比值变大
13. 如图甲所示,质量为、底面积为的足够高柱形容器放在水平地面上,把一质量为、高为的不吸水圆柱体放在容器中,缓慢向容器中加水,直到容器中水的深度为时停止加水,容器中水的深度与加水的质量关系如图乙所示,圆柱体始终保持竖直。则以下说法正确的是( )
A. 圆柱体放入容器前,容器对地面的压强
B. 圆柱体的底面积(为圆柱体的底面积)
C. 停止加水后,将圆柱体竖直向上移动,静止时水对容器底的压强(为圆柱体的底面积)
D. 停止加水后,将圆柱体竖直向下移动,静止时水对容器底的压强(为圆柱体的底面积)
第Ⅱ卷 非选择题(共2大题 共61分)
三、填空题(本大题共6小题,每小题4分,共24分)
14. 如图甲所示,弹簧测力计的读数为____________;如图乙所示,秒表的读数为____________s。
15. 如图是“泼水成冰”的游戏,在零下以下的极寒环境下将滚烫的开水泼出,开水能在短时间内提供大量的水蒸气,水蒸气_______(填物态变化的名称),从而看到成片的冰晶徐徐飘落。这个过程需要_______热。
16. 某同学想通过实验验证光反射时反射角等于入射角的结论。他在水平桌面上竖直放置一块平面镜,镜前竖直立着一块长木板,木板上有一个记号点A。该同学在木板的上边沿B处观察平面镜,恰好能从镜中看到A点而没有被木板挡住。如图1是眼睛看到A点的光路图。已知A和B到桌面的高度分别为50cm和100cm,当他把一支笔移至C处时,眼睛看到的A点被笔挡住了。当C到桌面的高度为____________m时,就可以证明平面镜反射时反射角等于入射角。小明最近上课看黑板上的字比较模糊,医生用图2甲给他解释:由于用眼习惯不好造成的这种状况。若要使他在正常光线下看清楚黑板上的字,你认为应用图2乙中____________(选填“①”或“②”)来矫正视力。
17. 20世纪60年代,河南林县(今林州)人民在物资紧缺的条件下在太行山上建成了全长1500km的“人工天河”——红旗渠。在施工过程中,技术人员发明了一种简易水平仪,它由三块木板组成(图甲①)。其中,两块相同的木板均与长木板垂直,两块木板的顶端各绷有一根细线。使用时把它放到盛水的盆里,用这两根细线“瞄准”竖直放置的标尺上的刻度,就可以进行测量。如图甲②,技术人员用这种水平仪上的两根细线分别“瞄准”甲、乙两地竖直放置的相同标尺上的刻度,甲、乙两地标尺上的示数分别为57cm和83cm(0刻度线位于标尺底部),则乙地比甲地 ____________(选填“高”或“低”)。工人师傅用如图乙所示的装置把质量为54kg的货物从地面匀速提升至3楼,所用的拉力为300N,图乙所示装置的机械效率是 ____________(取10N/kg)。
18. 如图(a)所示,展示了太行山脉某座山峰的立体图。图中的环状线是由海拔相同的相邻点所构成的闭合曲线,我们称之为“等高线”。将这些等高线投影到平面图上,如图(b)所示。
(1)若山坡表面光滑,某物体从山顶沿射线方向向下运动时,动能会_____(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)若质量相等的两个物体分别处在山峰上的3号等高线的两处,则此时两物体的重力势能_____(选填“不相等”或“相等”)。
19. 如图甲所示,当闭合S1、S2,断开S3时,此时电流表A2示数如图乙所示,电流表A1的示数为0.5A,则通过L2的电流为________A,通过L1的电流为________A。
四、综合题(本大题共6小题,共37分)解题中要求有必要的分析和说明,计算题还要有公式及数据代入过程,结果要有数值和单位。
20. 额定电压为220V某品牌电压力锅内部的简化电路,如图甲所示。其中、均为阻值恒定的发热电阻丝,接通电路后,触点式开关S自动与触点接通,电压力锅处于加热状态,当锅内温度达到时,开关S自动与触点分离并与触点接通,电压力锅处于保温保压状态。现将质量为3kg、初温为的水加入锅中,接通电路使该压力锅正常运行,其工作过程中的电功率随时间变化关系如图乙所示。已知水的比热容为,求:
(1)这些水的温度升高到的加热过程吸收的热量;
(2)电压力锅的工作效率为85%;加热过程所需的时间是多少分钟?
21. 同学们利用天平和量筒测量某液体的密度。
(1)首先将天平放在水平台上,把____________移到标尺左端的零刻度线处,若指针未指在分度盘中央,再调节平衡螺母使天平平衡。
(2)小曲的实验步骤如下:①将空烧杯放在天平上,测出其质量为40.8g;②在烧杯中倒入适量待测液体,天平示数如图甲所示,测出烧杯和液体的总质量为____________g;③将烧杯中的液体全部倒入量筒中,如图乙所示读出液体的体积为____________。根据实验数据可知待测液体的密度为____________。该方法测量的待测液体密度比其真实值____________(选填“偏大”或“偏小”)。
(3)为测量此液体的密度,小明在完成“跨学科实践:制作微型密度计”时,设计了一个用粗细均匀的细塑料管等材料的自制密度计(如图丙所示),为了选择合适的材料,先进行理论分析:自制微型密度计的质量为,如果要看清细塑料管上的相邻刻线和(图上未标出,已知小于),两者相隔的距离至少,则此时细塑料管的横截面积为____________。
22. 导体电阻的大小直接影响电子设备的能耗与性能,在芯片制造、高压输电、新能源电池等科技领域有着广泛应用,芯片中精细导体的电阻控制决定了运算速度,高压输电线路的电阻优化可减少电能损耗。某实验小组在通过实验研究影响导体电阻大小的因素时,分别对导体电阻跟它的长度、横截面积、材料有关的猜想进行了实验检验。实验电路如图所示,准备实验时对每一个猜想都用三组实验数据进行对比,下表中给出了可供选择的几种导体,分别用A~G七个字母代表。实验数据如表中所示。
导体代号
长度/m
横截面积/
材料
电流表示数/A
A
1.0
0.2
锰铜合金
0.08
B
1.0
0.4
锰铜合金
0.16
C
1.0
0.6
锰铜合金
0.24
D
0.5
0.4
锰铜合金
0.32
E
1.5
0.4
锰铜合金
0.11
F
1.0
0.6
镍铬合金
0.11
G
1.0
0.6
铁
1.04
(1)为检验“导体电阻跟横截面积有关”的猜想,应选用的三种导体是____(填导体代号),得到的实验结论是____。
(2)这种由电流的大小来判断电阻丝电阻大小的研究问题的方法与下面哪种探究活动中研究问题的方法相同____(填字母代号)。
A. 在研究电流时,把电流比作水流;
B. 在探究平面镜成像实验中,比较像和物的大小关系时,选择了另一根大小相同但没有点燃的蜡烛去与虚像进行比较;
C. 在通过实验来研究影响压力作用效果的因素时,用海绵在压力作用下的形变来反映压力作用效果的不同。
(3)请根据实验结论分析:
①若有甲和乙两根完全一样的导线,长度都是1m,阻值分别为和。把甲剪去一半,剩下的一半阻值为,再把另外一半拉长到1m,阻值为。关于它们的大小关系正确的是____(填字母代号)。
A. B.
C. D.
②某同学家不小心买了一根电饭锅的劣质电源线,电饭锅通电后正常工作,但电源线发热严重。电源线劣质的原因可能是____(填字母代号)。
A.电源线太细 B.电源线太粗 C.电源线太短 D.电路电压很高
23. 在天宫课堂中,我国航天员王亚平讲了在太空中测量航天员质量的方法。其中用到了一个“弹簧凸轮机构”,它可以产生恒力来牵引航天员运动,以便计算航天员的质量。有同学根据杠杆原理设计了一个装置(如图):把一个半径为的圆轮和一个凸轮固定在一起组成,支点为。如图甲所示,圆轮边缘的绳索与被牵引的航天员相连,拉力为,力臂为;凸轮上的绳索一端连接着被拉长的弹簧,拉力为,力臂为,另一端连接图中的点。当弹簧收缩使杠杆沿顺时针方向转过一定角度到达图乙所示的位置时,弹簧缩短,拉力减小为,凸轮使其力臂变为,比长,而的力臂仍然等于圆轮半径。如果为10 cm、为40 N、为20 N,图中的长度应为多少米?
24. 在电子测量技术和智能设备研发中,精准测量中低值电阻器的电阻()是核心基础操作,广泛应用于物联网传感器、智能穿戴设备(如手环的心率传感器内阻校准)、工业控制模块等场景。在智能家居的温湿度传感器中,敏感元件的电阻(常为左右)会随环境参数变化,需通过精准测量实现信号校准。现有一个电压约为15V的电源(电压恒定不变),一个阻值为的定值电阻,一个只有测量范围的电流表,一个最大阻值约为的滑动变阻器,开关及导线若干。请你设计一个实验,比较精确地测出一个约为的敏感元件的电阻。要求:
(1)画出实验电路图;
(2)写出主要实验步骤和需测量的物理量;
(3)写出待测敏感元件的电阻的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
25. 为培养科学探究与创新能力,落实物理学科核心素养,小明参加了学校的跨学科实践创新小组。
【项目提出】小组结合生活实际,提出设计一款简易电子握力计,实现握力大小的数字化显示,解决传统握力计读数不精准、无直观量化的问题。
【项目分析】电子握力计核心是通过弹簧形变带动滑动变阻器阻值变化,将力学信号转化为电学信号;
需满足两个核心要求:①握力增大时,显示表示数增大;②电路的总电功率波动量极小,保证显示稳定、节能;
电路由电源(电压恒为)、定值电阻(电阻为)、滑动变阻器(最大电阻为)、显示表(电压表或电流表改装)组成。握力最小时,滑动变阻器的滑片在其最上端;握力最大时,滑动变阻器的滑片在其最下端。忽略弹簧形变对电路的其他影响。
【项目实施】小组分工完成在图甲基础上的电路搭建、元件调试,重点探究滑动变阻器与显示表的匹配关系,通过字母运算推导电路规律,优化电路方案。
(1)小明初步设计时,选用的显示表为电流表,设计的电路如图乙所示,请推导握力增大时,电流表示数与关系的表达式,并据此说明是否满足“握力增大,示数增大”的要求。
【展示交流】小组展示电路设计成果,分享推导过程,分析方案优劣,解决调试中出现的故障,最终确定最优电路方案。
(2)同小组同学小白设计的电路是:将图乙中的电流表改为导线,选用的显示表为电压表,将其并联在定值电阻两端。请通过字母运算推导握力最小时的总功率和最大时的总功率,计算出电路的总电功率波动量(为握力最小和最大时电路总功率变化量的绝对值)。
(3)请你再设计一个与(1)(2)电路都不同的方案,使得握力最小时显示表示数为零,握力最大时显示表示数最大,在图甲的虚线框内完成电路连接,并求出此电路的总电功率波动量,判断是否满足“电路的总电功率波动量极小”的要求。
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