内容正文:
物理试卷
★祝考试顺利★
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案格号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(本题12小题,每小题2分,共24分。在每个小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 如下图所示的光现象,由于光的反射形成的是( )
A. 日晷计时 B. 楼台倒影
C. 筷子弯折 D. 雨后彩虹
【答案】B
【解析】
【详解】A.日晷计时是利用影子判断时间,影子是光被物体挡住形成的,原理是光的直线传播,故A不符合题意;
B.水面相当于平面镜,楼台倒影属于平面镜成像,它是光的反射形成的,故B符合题意;
C.水中筷子看起来弯折,是光从水斜射入空气时发生偏折,是光的折射形成的,故C不符合题意;
D.雨后彩虹是光的色散现象,本质是太阳光通过水滴时折射程度不同分解为色光,属于光的折射,故D不符合题意。
故选B。
2. 《黑神话:悟空》火爆全球,以游戏为载体向世界展示了优秀的中华传统文化,其中弹着三弦的“陕北说书”更是火出了圈,按压琴弦的不同位置可改( )
A. 音调 B. 音色
C. 响度 D. 传播速度
【答案】A
【解析】
【详解】A.音调:音调由物体振动的频率决定。按压琴弦的不同位置,会改变琴弦振动的长度,从而改变琴弦振动的频率。一般来说,琴弦振动部分越短,频率越高,音调也就越高。所以按压琴弦不同位置可改变音调。故A符合题意;
B.音色:音色主要由发声体的材料、结构等因素决定,按压琴弦不同位置不会改变琴弦的材料和结构,所以不会改变音色。故B不符合题意;
C.响度:响度与物体振动的幅度有关,通常是由弹奏时用力的大小来决定,而不是按压琴弦的位置,所以按压琴弦不同位置不能改变响度。故C不符合题意;
D.传播速度:声音的传播速度与介质的种类和温度等因素有关,在同一介质中,温度不变时,声音的传播速度是固定的,与按压琴弦的位置无关。故D不符合题意。
故选A。
3. 我国新科技的发展日新月异,下列对各应用实例中涉及的物理知识分析正确的是( )
A. 完成“北斗”卫星全面组网工作,“北斗”卫星导航系统利用超声波向地球传递信息
B. “天问一号”卫星在文昌航天发射场升空,火箭上升过程中燃料的化学能全部转化为卫星的机械能
C. 光伏发电的原理是利用太阳能电池将太阳能直接转化为电能
D. 具有完全自主知识产权的“华龙一号”核电站是通过核聚变发电的
【答案】C
【解析】
【详解】A.“北斗”卫星导航系统是在太空中工作的,而太空是真空环境,声音的传播需要介质,超声波属于声波,不能在真空中传播,所以“北斗”卫星导航系统不能利用超声波向地球传递信息,而是利用电磁波传递信息,故A错误;
B.火箭上升过程中,燃料燃烧时,化学能一部分转化为内能,一部分转化为火箭和卫星的机械能,还有一部分能量因克服摩擦等原因损失掉了,并不是全部转化为卫星的机械能,故B错误;
C.光伏发电的原理就是利用太阳能电池将太阳能直接转化为电能,故C正确;
D.“华龙一号”核电站是通过核裂变发电的,故D错误。
故选C。
4. 《战国策·齐策一》记载:“邹忌修八尺有余。”意思是“邹忌的身高八尺多”,这里一尺的长度约为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】成年男子的正常身高范围约为1.5m∼2m,邹忌的身高八尺多,则一尺大概为,即0.1875m~0.25m,合18.75cm~25cm,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5. 我国古代著作《天工开物》中,对釜的铸造有“铁化如水,以泥固纯铁柄构从嘴受注”这样的记载,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 炽热的铁水含有更多的热量
B. “铁化如水”是熔化现象,需要放热
C. 铸好的釜很难被压缩,是因为分子间存在斥力
D. 用铁铸造的釜加热升温快是因为铁比热容大
【答案】C
【解析】
【详解】A.炽热的铁水温度高,热量是过程量,不能说铁水含有热量,故A错误;
B.“铁化如水”是由固态变为液态,属于熔化现象,需要吸热,故B错误;
C.分子间既有引力也有斥力,铸好的釜是固体,很难被压缩,是因为分子间存在斥力,故C正确;
D.因为铁比热容小,同等情况下,吸收相同热量温度变化大,升温快,故D错误。
故选C。
6. 博物馆里有些古书非常陈旧,直接翻动它容易使书页破损,可通过给书带电,使书一页页分开来,则下列可行的方法是( )
A. 使每隔10页书都带上正电 B. 使相邻书页带上异种电荷
C. 使每页书都带上同种电荷 D. 只让封面带正电,封底带负电
【答案】C
【解析】
【详解】A.每隔10页书都带上正电只能使得部分书页分开,不能使书一页页分开,故A不符合题意;
B.使相邻书页带上异种电荷,根据异种电荷相互吸引可知,书页会吸在一起,而不是分开,故B不符合题意;
C.使每页书都带上同种电荷,根据同种电荷相互排斥可知,书会一页页分开来,故C符合题意;
D.只让封面带正电,封底带负电,由于书比较厚,电荷间的作用力较小,而且异种电荷相互吸引,所以并不能使书一页页分开来,故D不符合题意。
故选C。
7. 如图所示,当拨动簧片,把小球与支座之间的金属片弹出时,小球并没有随金属片飞出,下列说法错误的是( )
A. 小球与金属片均有惯性,但本实验是利用了小球的惯性
B. 小球在下落前会往前晃动一下,是由于金属片与球之间摩擦
C. 簧片弹开小球过程,簧片的弹性势能转化为金属片的动能
D. 小球没有保持静止而是落下,说明力可以改变物体的形状
【答案】D
【解析】
【详解】A.金属片飞出后,小球由于具有惯性,要保持原来的静止状态,A正确;
B.在金属片飞出但还没有离开小球的过程中,小球还受到金属片对小球的摩擦力,此时小球受到的力不是平衡力,B正确;
C.松手后,簧片将金属片弹出,簧片的弹性势能转化为金属片的动能,C正确;
D.小球没有保持静止而是落下说明力可以使物体运动状态发生改变,D错误。
本题选择错误的,故选D。
8. 关于电磁相关现象或应用,下列说法正确的是( )
A. 甲图中地球周围客观存在的磁感线是从地磁北极出发,回到地磁南极
B. 乙实验可以演示电流的磁效应,电流产生的磁场方向与电流方向无关
C. 丙实验研究的是通电导体在磁场中的受力情况,电磁铁依据此原理制成
D. 丁实验研究的是电磁感应现象,切割磁感线的过程中机械能转化为电能
【答案】D
【解析】
【详解】A.磁感线是为了描述磁场假想出来的物理模型,不是客观存在的,故A错误;
B.乙图是奥斯特实验,演示电流的磁效应,但电流产生的磁场方向与电流方向有关,故B错误;
C.丙图有电源,研究的是通电导体在磁场中受力运动,这是电动机的工作原理,电磁铁是利用电流的磁效应制成的,故C错误;
D.丁图无电源、接有灵敏电流计,研究的是电磁感应现象,闭合电路,部分导体切割磁感线产生感应电流的过程中,机械能转化为电能,故D正确。
故选D。
9. 如图所示是我国家庭电路供电示意图,电能从发电厂通过输电线送来,U1表示相线和中性线间电压,U2表示中性线和大地间电压,U3表示相线和大地间电压。下列说法正确的是( )
A. 三个电压的大小关系是
B. 站在地上人一只手接触中性线会触电
C. 控制灯的开关要接在相线与B(或A)之间
D. 有金属外壳的用电器可以通过图中插座接入家庭电路
【答案】C
【解析】
【详解】我国家庭电路的基本电压规律:相线与中性线间电压 ,正常工作时中性线与大地间电压 ,相线与大地间电压 。
A.由上述电压规律可得大小关系为 ,故A错误;
B.中性线和大地间电压为 ,站在地上的人接触中性线时,人体两端没有电压,无电流通过人体,不会触电,故B错误;
C.根据安全用电要求,控制灯泡的开关必须接在相线与灯泡之间,断开开关后灯泡与相线断开,不带电,因此开关接在相线与B(或A)之间符合要求,故C正确;
D.有金属外壳的用电器需要接三孔插座,使外壳接地,避免漏电时发生触电事故,图中是两孔插座,没有接地保护,不能接入带金属外壳的用电器,故D错误。
故选C。
10. 图甲为一个装满水的圆形玻璃瓶,把两端开口的细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入瓶中,使玻璃瓶密封。图乙为一自制气压计。下列说法正确的是( )
A. 用力捏甲玻璃瓶,细玻璃越细,管中水面上升越不明显
B. 将甲玻璃瓶放入热水中后,细玻璃管中水面不会上升
C. 乙瓶细玻璃管上端开口处沿水平方向吹气,管中水面会上升
D. 将乙玻璃瓶乘电梯匀速从1楼到9楼,玻璃管中水面会下降
【答案】C
【解析】
【详解】A.用力捏甲玻璃瓶,瓶子会发生形变,容积变小,由于瓶内装满水且密封,水的体积不变,所以细玻璃管中水面会上升,在瓶子形变导致增加的水的体积一定时,细玻璃管越细,水面上升的高度越明显,故A错误;
B.将甲玻璃瓶放入热水中,瓶内的水受热体积会膨胀,而瓶子的容积不变,所以细玻璃管中水面会上升,故B错误;
C.贴着乙瓶细玻璃管上端开口处沿水平方向吹气时,管口附近空气流速变大,气压变小,而瓶内气压不变,此时瓶内气压会将水压入细玻璃管,使细玻璃管中水面上升,故C正确;
D.将乙玻璃瓶乘电梯匀速从1楼到9楼,高度升高,外界大气压变小,而瓶内气压不变,瓶内气压会将水压入细玻璃管,细玻璃管中水面会上升,故D错误。
故选C。
11. 浮力知识在生活中有非常多的应用,在学习浮力之后,小花设计了一个“漂浮的花盆”,通过花盆的升降变化提醒人们及时为植物浇水来改变土壤的湿度。如图所示,这只花盆由内外两层容器组成,里层的容器N用于装土和植物,外层的容器M则用来装水。当N放置于水中漂浮时,盆内土壤不同的干湿状态对应水面在N外侧面的①②③位置线,盆内土壤的湿度越大,土壤质量越大。下列说法正确的是( )
A. 三条线中,水面在③线位置,盆底所受水的压强最大
B. 水面分别对齐外侧三条记号线时,花盆受到浮力大小均相同
C. ①记号线对应土壤偏湿,②记号线对应土壤正常,③记号线对应土壤偏干
D. 土壤干湿程度不变,向容器M里加入适量盐,则三条记号线在花盆上的位置应整体上移
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据液体压强公式p=ρgh,可知液体压强与液体密度和深度有关。水面在③线位置时,花盆浸入水中的深度h最小,所以盆底所受水的压强最小,故A错误;
B.根据物体的浮沉条件,当物体漂浮时,物体受到的浮力等于其重力,即F浮=G。已知盆内土壤的湿度越大,土壤质量越大,花盆的总重力G就越大。水面分别对齐外侧三条记号线时,花盆处于漂浮状态,由于土壤湿度不同,花盆的总重力不同,所以花盆受到的浮力大小不同,故B错误;
C.由前面分析可知,盆内土壤的湿度越大,土壤质量越大,花盆的总重力G就越大,根据F浮=G和F浮=ρ液gV排可知,花盆的总重力越大,排开水的体积V排就越大,花盆浸入水中的深度就越深。水面对准①记号线时,排开的液体体积最大,所受浮力最大,总重力最大,则对应土壤偏湿。同理,②记号线对应土壤正常,③记号线对应土壤偏干,故C正确;
D.向容器M里加入适量盐后,液体的密度ρ液增大。因为土壤干湿程度不变,所以花盆的总重力G不变,根据F浮=G和F浮=ρ液gV排可得,当ρ液增大时,V排减小,即花盆浸入水中的体积减小,那么三条记号线在花盆上的位置应整体下移,故D错误。
故选C。
12. 把标有“220V 40W”和“220V 60W”的两个灯泡串联在220V的家庭电路中,下列说法正确的是( )
A. “220V 40W”的灯泡更亮 B. 两个灯泡都能正常发光
C. 通过“60W”灯的电流要大些 D. 两个灯泡的实际功率之和等于100W
【答案】A
【解析】
【详解】由可知,两个灯泡的额定电压相等,“220V 40W”灯泡的阻值比“220V 60W”灯泡的阻值大,即
A.两个灯泡串联在220V的家庭电路中,通过它们的电流大小相等,由可知, ,所以“220V 40W”的灯泡更亮,故A正确;
B.两个灯泡串联在220V电路中,根据串联分压原理可知,每个灯泡的实际电压都小于额定电压220V,因此都不能正常发光,故B错误;
C.串联电路中电流处处相等,因此通过两个灯泡的电流大小相等,故C错误;
D.两个灯泡的实际功率之和
故D错误。
故选A。
二、填空题(共4题,每空1分,共10分)
13. 狗血桃是大冶市保安镇的著名特产,属于古老良种桃,具有早熟特性,果肉红润,蜜甜多汁,果形大,如图所示。①漫步桃树林,风吹叶动,说明力可以改变物体的___________;②阳光下的桃树林地面上有圆形光斑,这是由光的___________形成的;③制作桃干时,需要对桃肉进行烘烤,这是通过___________的方式改变桃肉的内能。
【答案】 ①. 运动状态 ②. 直线传播 ③. 热传递
【解析】
【详解】[1]力可以改变物体的运动状态,也可以改变物体的形状。叶子在风的作用下摇动起来,说明力可以改变物体的运动状态。
[2]地面上的圆形光斑是太阳通过树叶缝隙形成的像。这是小孔成像现象,其原理是光在同种均匀介质中沿直线传播。
[3]制作桃干时,需要对桃肉进行烘烤,桃肉吸收热量,所以是通过热传递的方式改变桃肉的内能。
14. 如图是一款“无叶电风扇”,其工作过程是底座中的涡轮风机从进风口吸入空气,加压后再将空气送入环形出风口,空气从宽度只有1.3mm的缝隙中向外喷出时流速大、压强__________(选填“大”或“小”),使得周围的空气在__________的作用下靠近喷射出的空气,从而带动周围空气流动。涡轮风机的叶片因和空气摩擦带了__________,容易吸引灰尘。
【答案】 ①. 小 ②. 大气压 ③. 电荷
【解析】
【详解】[1][2]根据流体流速和压强的关系可知,空气从宽度只有1.3mm的缝隙中向外喷出,这部分喷射的空气因流速大,压强小,而周围的空气流速小,压强大,这样在大气压的作用下,使得周围空气靠近这部分喷射的空气,就形成了风。
[3]涡轮风机的叶片在旋转的过程中和空气摩擦,因而会带上电荷,由于带电体具有吸引轻小物体的性质,所以叶片上容易吸引灰尘。
15. 如图甲,A、B是两个完全相同的物体,琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端,对物体做功情况如图乙所示,请问对物体A做的有用功是______J,对物体B做的额外功是______J。
【答案】 ①. 2 ②. 0.5
【解析】
【详解】[1]由图乙可知,对物体A做的总功为3J,额外功为1J,故对物体A做的有用功
W有=WA总-WA额=3J-1J=2J
[2] A、B是两个完全相同的物体,都拉到斜面顶端,故对物体B做的有用功和对物体A做的有用功相同;由图乙可知,对物体B做的总功为2.5J,故对物体B做的额外功
WB额=WB总-W有=2.5J-2J=0.5J
16. “氢”风徐来,北京冬奥会大规模示范应用氢能源汽车。氢能源汽车比燃油汽车更环保,因为燃油汽车热机在工作过程中,通过_________冲程不断排放尾气,给城市带来严重的空气污染。若完全燃烧0.5kg的氢燃料,可放出热量_________J(已知氢燃料热值)。
【答案】 ①. 排气 ②.
【解析】
【详解】[1]热机在工作过程中,带走能量最多的是排气冲程,在排气冲程中,高温废气排出,给城市带来严重的空气污染。
[2]放出的热量为
三、探究实践题(共5题,共21分)
17. 根据已知的反射光线,画出对应的入射光线和大致的折射光线。
【答案】
【解析】
【详解】过入射点画出法线,根据反射角等于入射角,在法线右侧水中画出入射光线,根据光从水中斜射入空气中,折射角大于入射角,在法线左侧空气中画出折射光线。
18. 为了训练引体向上需要的臂力,小明在家时借助吊环进行锻炼,如图所示,以O为支点,为身体的重心,请画出小明受到的重力及其力臂l的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】已知O1点为人体的重心,从重心O1开始竖直向下画一条带箭头的线段,并标出重力的符号G,即为小明受到的重力示意图; 从支点O向重力的作用线作垂线段,即为重力的力臂l,如图所示:
19. 在探究“近视眼的矫正”课外实验中,用蜡烛模拟远处所视物体;水凸透镜模拟人眼晶状体,并与注射器相连,其凸起程度(凸起程度越大,其焦距就越小)可通过注射器注入或吸收水量来调节;用光屏模拟人眼视网膜:
(1)如图所示,此时在光屏上得到了烛焰清晰的像,该像是倒立、_______(填“放大” “缩小”或“等大”)的_______像(填“实”或“虚”);
(2)向水凸透镜内注入适量的水来模拟近视眼,发现光屏上原来清晰的像变模糊了。若想在光屏上再次得到清晰的像,可以将光屏向_______透镜的方向移动适当距离(选填“远离”或“靠近”);或者光屏不移动,在烛焰和水凸透镜间加一个焦距合适的_______透镜也可以(选填“凸”或“凹”)。
【答案】 ①. 等大 ②. 实 ③. 靠近 ④. 凹
【解析】
【分析】根据凸透镜的成像规律推导。
【详解】(1)[1][2]图示像距与物距基本相当,由凸透镜成像规律可知,此时物距等于像距等于2倍焦距,所以该像是倒立、等大的实像。
(2)[3][4]向水凸透镜内注入水,凸起程度变大,其焦距变小,此时物距大于2倍焦距,若想在光屏上再次得到清晰的像,则需要将光屏向靠近透镜的方向移动适当距离,使像距保持在1倍焦距与2倍焦距之间;或者光屏不移动而让光线推迟会聚,在烛焰和水凸透镜间加一个焦距合适的凹透镜,间接调整焦距,光屏上也能得到清晰的像。
20. 实验小组的同学们利用天平(含砝码)、量筒和烧杯测量酒精的密度。
(1)测量步骤如下:
①将托盘天平放于水平桌面上,移动游码至标尺零刻度线处,发现指针静止时如图甲所示,则应该将平衡螺母向___________调节,使横梁水平平衡;
②用天平称出空烧杯的质量为40g;
③往烧杯中倒入适量的酒精,将装酒精的烧杯放在左盘,在右盘加减砝码使天平平衡。天平平衡时所用砝码和游码的位置如图乙所示,则烧杯和酒精的总质量为___________g;
④将烧杯中的酒精全部倒入量筒中,如图丙所示,量筒内酒精的体积是___________;
(2)由测量数据可计算出酒精的密度为___________;
(3)老师指出液体倒入量筒时会在烧杯内壁残留,导致液体密度的测量误差较大。针对产生此误差的原因,小明同学认为是以量筒中的酒精为研究对象,所测质量偏大所引起的;小红同学则认为是以烧杯中的酒精为研究对象,所测体积偏小所引起的。这两位同学的分析_______(填字母代号);
A. 只有小明正确 B. 只有小红正确 C. 两人都正确 D. 两人都错误
(4)小军同学经过思考发现:只要将上面的实验步骤稍加调整就会大大减少上述实验误差,调整后的实验步骤是___________(只需依次写测量步骤前的字母代号即可)。
【答案】(1) ①. 左 ②. 72.2 ③. 40
(2) (3)C
(4)ACDB
【解析】
【小问1详解】
天平调平时,指针静止时偏右,平衡螺母应向左调节;天平总质量为砝码质量加游码示数
因此烧杯和酒精的总质量为72.2g;量筒读数可知酒精体积为
【小问2详解】
酒精的质量为总质量减空烧杯质量,即
酒精的密度为
【小问3详解】
若以烧杯中全部酒精为研究对象:质量测量是正确的(总质量减空烧杯就是全部酒精的质量),但烧杯内壁残留酒精,导致测得的体积偏小,小红的分析正确;若以量筒中酒精为研究对象:体积测量是正确的,我们计算时把烧杯残留酒精的质量也计入了量筒酒精的质量,导致测得的质量偏大,小明的分析也正确;因此两人都正确。
故选C。
【小问4详解】
为了消除烧杯残留带来的误差,调整步骤为:先调平天平,再测烧杯和酒精总质量,将酒精倒入量筒测体积,最后测烧杯和残留酒精的总质量(原步骤B放在最后),因此调整后顺序为ACDB。
21. 某实验小组用下图甲所示电路进行“探究电流与电阻的关系”实验。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求滑动变阻器滑片P向右移动时电阻变大,导线不交叉,电流表用“0.6A”的量程;___________
(2)正确连好电路后,闭合开关,同学们发现电流表没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是___________;
(3)排除故障后,调节电阻箱的阻值为5Ω,再调节滑动变阻器的滑片P,观察电压表的示数为U0,记录此时电流表的示数为I1,断开开关,将滑动变阻器的阻值调到最___________(选填“大”或“小”)处;
(4)闭合开关,调节电阻箱的阻值为10Ω,再调节滑动变阻器的滑片P,保持电压表示数继续为U0,再次记录相应电流表的示数为I2;
(5)多次调节电阻箱的阻值,重复第(3)的操作。根据实验数据绘制了如图乙所示图像,则电压表的示数U0=___________V;
(6)利用上图甲所示装置,也能“探究电流与电压的关系”。则闭合开关后,要控制___________(选填“电阻箱”或“滑动变阻器”)的阻值不变,测出几组对应的电流、电压值,得出结论。探究该实验时___________(选填“能”或“不能”)用灯泡代替电阻箱。
【答案】 ①. ②. 电阻箱断路 ③. 大 ④. 2.5 ⑤. 电阻箱 ⑥. 不能
【解析】
【详解】(1)[1]滑动变阻器滑片P向右移动时电阻变大,则滑动变阻器应接左下接线柱;电流表用“0.6A”的量程,则电流表应接0.6A接线柱。如图所示:
(2)[2]电流表没有示数,说明电路中有断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源两极相连,电压表并联电路之外电路不存在断路,则与电压表并联的电阻箱断路。
(3)[3]探究电流与电阻的关系时,应控制电阻两端的电压不变,所以每次更换电阻后,应调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数不变。为保证实验安全,则断开开关,将滑动变阻器的阻值调到最大处。
(5)[4]由图象可知,当电阻为5Ω时,电流为0.5A,由欧姆定律可得,电阻两端的电压
U0=I1R1=0.5A×5Ω=2.5V
(6)[5][6]探究电流与电压的关系时,应控制电阻不变,改变电阻两端的电压,所以应控制电阻箱的阻值不变,测出几组对应的电流、电压值,得出结论;灯泡的电阻随温度的变化而变化,所以不能用灯泡代替电阻箱。
四、综合应用题(共2题,共15分)
22. 如图甲所示是我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号,静止时其排水量为,通过1100多根钻杆连接,钻头可达海面下深度。(水的密度为,g取10N/kg)
(1)静止时受到的浮力;
(2)若质量为2t的钻头沿竖直方向下降了3000m,钻头的重力做了多少焦耳的功?
(3)某次钻探作业完成后,顶驱将钻杆向上提到一定深度静止时(钻头没有接触到海底岩层),若顶驱对质量为228t的钻杆竖直向上的拉力为,钻杆的横截面积为,钻头质量为2t、底面积为,不计钻头的高度,求海水对钻头底面的压强。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】根据阿基米德原理求浮力;利用做功公式求重力做功;以钻杆和钻头为整体受力分析,利用受力平衡求出浮力以及浸入水中的深度,再用液体压强公式计算海水对钻头底面的压强。
【小问1详解】
根据阿基米德原理,物体所受浮力等于排开液体的重力,排水量
静止时受到的浮力为
【小问2详解】
钻头的重力为
重力做功为
【小问3详解】
钻杆和钻头总重力
由受力分析得,钻杆和钻头静止,受力平衡,浮力为
钻杆和钻头排开海水的体积为
不计钻头高度,钻头浸入水中的深度为
海水对钻头的压强为
23. 如图甲所示是一款具有发热、控温双重功能的电加热眼罩。其内部结构如图乙所示,它由6V的锂电池供电,在绝缘薄膜表面有序排列10根相同的PTC加热丝,加热丝两端与金属导线相连。每根PTC加热丝电阻随温度变化的关系如图丙所示,当温度达到40℃时,电加热眼罩的温度将保持不变,从而实现智能控温。
(1)电加热眼罩所用锂电池的容量为“6V 1500mA·h”,求充满一次电消耗的电能。
(2)当通过PTC加热丝的电流最大时,求通过金属导线中B处的电流。
(3)当温度达到40℃后,求该电加热眼罩加热20min散失的热量。
(4)请从安全的角度写出一条使用电加热眼罩的注意事项。
【答案】(1)3.24×104J
(2)0.75A (3)4320J
(4)见解析
【解析】
【小问1详解】
充满一次电消耗的电能
【小问2详解】
由图乙可知10根PTC加热丝并联接入电路,由图丙可知PTC加热丝电阻最小为40Ω,此时通过一根PTC加热丝的电流
则通过金属导线中B处的电流
【小问3详解】
当温度达到40℃后,电加热眼罩的温度将保持不变,则PTC加热丝电阻不变,为100Ω,且PTC加热丝的发热功率等于散热功率。每根PTC加热丝的发热功率
眼罩加热电路的发热功率
眼罩加热电路的散热功率
加热20min散失的热量
【小问4详解】
选择正规品牌、质量有保障的电加热眼罩;如使用电加热眼罩前做好眼部清洁;请勿使用打湿或进水的电加热眼罩;使用电加热眼罩时间不宜过长,避免低温烫伤。
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物理试卷
★祝考试顺利★
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案格号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(本题12小题,每小题2分,共24分。在每个小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 如下图所示的光现象,由于光的反射形成的是( )
A. 日晷计时 B. 楼台倒影
C. 筷子弯折 D. 雨后彩虹
2. 《黑神话:悟空》火爆全球,以游戏为载体向世界展示了优秀的中华传统文化,其中弹着三弦的“陕北说书”更是火出了圈,按压琴弦的不同位置可改( )
A. 音调 B. 音色
C. 响度 D. 传播速度
3. 我国新科技的发展日新月异,下列对各应用实例中涉及的物理知识分析正确的是( )
A. 完成“北斗”卫星全面组网工作,“北斗”卫星导航系统利用超声波向地球传递信息
B. “天问一号”卫星在文昌航天发射场升空,火箭上升过程中燃料的化学能全部转化为卫星的机械能
C. 光伏发电的原理是利用太阳能电池将太阳能直接转化为电能
D. 具有完全自主知识产权的“华龙一号”核电站是通过核聚变发电的
4. 《战国策·齐策一》记载:“邹忌修八尺有余。”意思是“邹忌的身高八尺多”,这里一尺的长度约为( )
A. B. C. D.
5. 我国古代著作《天工开物》中,对釜的铸造有“铁化如水,以泥固纯铁柄构从嘴受注”这样的记载,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 炽热的铁水含有更多的热量
B. “铁化如水”是熔化现象,需要放热
C. 铸好的釜很难被压缩,是因为分子间存在斥力
D. 用铁铸造的釜加热升温快是因为铁比热容大
6. 博物馆里有些古书非常陈旧,直接翻动它容易使书页破损,可通过给书带电,使书一页页分开来,则下列可行的方法是( )
A. 使每隔10页书都带上正电 B. 使相邻书页带上异种电荷
C. 使每页书都带上同种电荷 D. 只让封面带正电,封底带负电
7. 如图所示,当拨动簧片,把小球与支座之间的金属片弹出时,小球并没有随金属片飞出,下列说法错误的是( )
A. 小球与金属片均有惯性,但本实验是利用了小球的惯性
B. 小球在下落前会往前晃动一下,是由于金属片与球之间摩擦
C. 簧片弹开小球过程,簧片的弹性势能转化为金属片的动能
D. 小球没有保持静止而是落下,说明力可以改变物体的形状
8. 关于电磁相关现象或应用,下列说法正确的是( )
A. 甲图中地球周围客观存在的磁感线是从地磁北极出发,回到地磁南极
B. 乙实验可以演示电流的磁效应,电流产生的磁场方向与电流方向无关
C. 丙实验研究的是通电导体在磁场中的受力情况,电磁铁依据此原理制成
D. 丁实验研究的是电磁感应现象,切割磁感线的过程中机械能转化为电能
9. 如图所示是我国家庭电路供电示意图,电能从发电厂通过输电线送来,U1表示相线和中性线间电压,U2表示中性线和大地间电压,U3表示相线和大地间电压。下列说法正确的是( )
A. 三个电压的大小关系是
B. 站在地上人一只手接触中性线会触电
C. 控制灯的开关要接在相线与B(或A)之间
D. 有金属外壳的用电器可以通过图中插座接入家庭电路
10. 图甲为一个装满水的圆形玻璃瓶,把两端开口的细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入瓶中,使玻璃瓶密封。图乙为一自制气压计。下列说法正确的是( )
A. 用力捏甲玻璃瓶,细玻璃越细,管中水面上升越不明显
B. 将甲玻璃瓶放入热水中后,细玻璃管中水面不会上升
C. 乙瓶细玻璃管上端开口处沿水平方向吹气,管中水面会上升
D. 将乙玻璃瓶乘电梯匀速从1楼到9楼,玻璃管中水面会下降
11. 浮力知识在生活中有非常多的应用,在学习浮力之后,小花设计了一个“漂浮的花盆”,通过花盆的升降变化提醒人们及时为植物浇水来改变土壤的湿度。如图所示,这只花盆由内外两层容器组成,里层的容器N用于装土和植物,外层的容器M则用来装水。当N放置于水中漂浮时,盆内土壤不同的干湿状态对应水面在N外侧面的①②③位置线,盆内土壤的湿度越大,土壤质量越大。下列说法正确的是( )
A. 三条线中,水面在③线位置,盆底所受水的压强最大
B. 水面分别对齐外侧三条记号线时,花盆受到浮力大小均相同
C. ①记号线对应土壤偏湿,②记号线对应土壤正常,③记号线对应土壤偏干
D. 土壤干湿程度不变,向容器M里加入适量盐,则三条记号线在花盆上的位置应整体上移
12. 把标有“220V 40W”和“220V 60W”的两个灯泡串联在220V的家庭电路中,下列说法正确的是( )
A. “220V 40W”的灯泡更亮 B. 两个灯泡都能正常发光
C. 通过“60W”灯的电流要大些 D. 两个灯泡的实际功率之和等于100W
二、填空题(共4题,每空1分,共10分)
13. 狗血桃是大冶市保安镇的著名特产,属于古老良种桃,具有早熟特性,果肉红润,蜜甜多汁,果形大,如图所示。①漫步桃树林,风吹叶动,说明力可以改变物体的___________;②阳光下的桃树林地面上有圆形光斑,这是由光的___________形成的;③制作桃干时,需要对桃肉进行烘烤,这是通过___________的方式改变桃肉的内能。
14. 如图是一款“无叶电风扇”,其工作过程是底座中的涡轮风机从进风口吸入空气,加压后再将空气送入环形出风口,空气从宽度只有1.3mm的缝隙中向外喷出时流速大、压强__________(选填“大”或“小”),使得周围的空气在__________的作用下靠近喷射出的空气,从而带动周围空气流动。涡轮风机的叶片因和空气摩擦带了__________,容易吸引灰尘。
15. 如图甲,A、B是两个完全相同的物体,琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端,对物体做功情况如图乙所示,请问对物体A做的有用功是______J,对物体B做的额外功是______J。
16. “氢”风徐来,北京冬奥会大规模示范应用氢能源汽车。氢能源汽车比燃油汽车更环保,因为燃油汽车热机在工作过程中,通过_________冲程不断排放尾气,给城市带来严重的空气污染。若完全燃烧0.5kg的氢燃料,可放出热量_________J(已知氢燃料热值)。
三、探究实践题(共5题,共21分)
17. 根据已知的反射光线,画出对应的入射光线和大致的折射光线。
18. 为了训练引体向上需要的臂力,小明在家时借助吊环进行锻炼,如图所示,以O为支点,为身体的重心,请画出小明受到的重力及其力臂l的示意图。
19. 在探究“近视眼的矫正”课外实验中,用蜡烛模拟远处所视物体;水凸透镜模拟人眼晶状体,并与注射器相连,其凸起程度(凸起程度越大,其焦距就越小)可通过注射器注入或吸收水量来调节;用光屏模拟人眼视网膜:
(1)如图所示,此时在光屏上得到了烛焰清晰的像,该像是倒立、_______(填“放大” “缩小”或“等大”)的_______像(填“实”或“虚”);
(2)向水凸透镜内注入适量的水来模拟近视眼,发现光屏上原来清晰的像变模糊了。若想在光屏上再次得到清晰的像,可以将光屏向_______透镜的方向移动适当距离(选填“远离”或“靠近”);或者光屏不移动,在烛焰和水凸透镜间加一个焦距合适的_______透镜也可以(选填“凸”或“凹”)。
20. 实验小组的同学们利用天平(含砝码)、量筒和烧杯测量酒精的密度。
(1)测量步骤如下:
①将托盘天平放于水平桌面上,移动游码至标尺零刻度线处,发现指针静止时如图甲所示,则应该将平衡螺母向___________调节,使横梁水平平衡;
②用天平称出空烧杯的质量为40g;
③往烧杯中倒入适量的酒精,将装酒精的烧杯放在左盘,在右盘加减砝码使天平平衡。天平平衡时所用砝码和游码的位置如图乙所示,则烧杯和酒精的总质量为___________g;
④将烧杯中的酒精全部倒入量筒中,如图丙所示,量筒内酒精的体积是___________;
(2)由测量数据可计算出酒精的密度为___________;
(3)老师指出液体倒入量筒时会在烧杯内壁残留,导致液体密度的测量误差较大。针对产生此误差的原因,小明同学认为是以量筒中的酒精为研究对象,所测质量偏大所引起的;小红同学则认为是以烧杯中的酒精为研究对象,所测体积偏小所引起的。这两位同学的分析_______(填字母代号);
A. 只有小明正确 B. 只有小红正确 C. 两人都正确 D. 两人都错误
(4)小军同学经过思考发现:只要将上面的实验步骤稍加调整就会大大减少上述实验误差,调整后的实验步骤是___________(只需依次写测量步骤前的字母代号即可)。
21. 某实验小组用下图甲所示电路进行“探究电流与电阻的关系”实验。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整,要求滑动变阻器滑片P向右移动时电阻变大,导线不交叉,电流表用“0.6A”的量程;___________
(2)正确连好电路后,闭合开关,同学们发现电流表没有示数,电压表示数接近电源电压,原因可能是___________;
(3)排除故障后,调节电阻箱的阻值为5Ω,再调节滑动变阻器的滑片P,观察电压表的示数为U0,记录此时电流表的示数为I1,断开开关,将滑动变阻器的阻值调到最___________(选填“大”或“小”)处;
(4)闭合开关,调节电阻箱的阻值为10Ω,再调节滑动变阻器的滑片P,保持电压表示数继续为U0,再次记录相应电流表的示数为I2;
(5)多次调节电阻箱的阻值,重复第(3)的操作。根据实验数据绘制了如图乙所示图像,则电压表的示数U0=___________V;
(6)利用上图甲所示装置,也能“探究电流与电压的关系”。则闭合开关后,要控制___________(选填“电阻箱”或“滑动变阻器”)的阻值不变,测出几组对应的电流、电压值,得出结论。探究该实验时___________(选填“能”或“不能”)用灯泡代替电阻箱。
四、综合应用题(共2题,共15分)
22. 如图甲所示是我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号,静止时其排水量为 ,通过1100多根钻杆连接,钻头可达海面下 深度。(水的密度为,g取10N/kg)
(1)静止时受到的浮力;
(2)若质量为2t的钻头沿竖直方向下降了3000m,钻头的重力做了多少焦耳的功?
(3)某次钻探作业完成后,顶驱将钻杆向上提到一定深度静止时(钻头没有接触到海底岩层),若顶驱对质量为228t的钻杆竖直向上的拉力为 ,钻杆的横截面积为,钻头质量为2t、底面积为,不计钻头的高度,求海水对钻头底面的压强。
23. 如图甲所示是一款具有发热、控温双重功能的电加热眼罩。其内部结构如图乙所示,它由6V的锂电池供电,在绝缘薄膜表面有序排列10根相同的PTC加热丝,加热丝两端与金属导线相连。每根PTC加热丝电阻随温度变化的关系如图丙所示,当温度达到40℃时,电加热眼罩的温度将保持不变,从而实现智能控温。
(1)电加热眼罩所用锂电池的容量为“6V 1500mA·h”,求充满一次电消耗的电能。
(2)当通过PTC加热丝的电流最大时,求通过金属导线中B处的电流。
(3)当温度达到40℃后,求该电加热眼罩加热20min散失的热量。
(4)请从安全的角度写出一条使用电加热眼罩的注意事项。
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