内容正文:
2026年中学生能力训练物理模拟练习(四)
(本试卷共24道题 满分80分 物理和化学考试时间共150分钟)
考生注意:所有试题必须在答题卡指定区域内作答,在本试卷上作答无效
第一部分 选择题(共18分)
一、选择题:本题共9小题,每小题2分,共18分。在每小题给出的四个选项中,第1~6小题只有一项符合题目要求,选对得2分;第7~9小题有多项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全得1分,有选错的得0分。
1. 在跨学科实践课上,小海利用双层玻璃制作了一个隔音房模型,下列减弱噪声的途径与隔音房模型相同的是( )
A. 舰载机引导员佩戴耳罩 B. 学校附近禁止汽车鸣笛
C. 摩托车发动机装消声器 D. 城市马路两侧植树种草
2. 如图所示是《天工开物》记载的古人炒蒸油料的场景,下列过程与物理知识对应正确的是( )
A. 木炭燃烧过程中热值变小
B. 蒸煮过程中,油料吸热后含有的热量增加
C. 加热过程不断翻炒,是利用热传递的方法使油料内能增大
D. 锅上方出现“白气”,这是汽化现象
3. 中华民族五千年文明过程中有许多智慧的创造。如图甲所示,是我国古代的天文仪器——圭表,根据“表”在“圭”面上影长的变化就能知道时节的更替,如图乙所示。圭表利用的光学原理是( )
A. 光的直线传播 B. 光的反射 C. 光的折射 D. 光的色散
4. 巴黎奥运会皮划艇静水女子500米双人划艇决赛中,中国皮划艇队卫冕成功。如图所示,是两名运动员在比赛中奋力划桨的情景。下列说法正确的是( )
A. 出发前,皮划艇和运动员保持静止状态,此时皮划艇的重力和浮力是一对平衡力
B. 比赛中,以看台上的观众为参照物,运动员是静止的
C. 停止划水后皮划艇能继续前进,是因为皮划艇受到惯性的作用
D. 运动员划桨时,桨相当于一个费力杠杆
5. 燃气安全检查过程中,技术人员在某住户家中用测电笔测试金属燃气管道,发现:闭合厨房开关S,灯L亮,测电笔氖管发光;断开厨房开关S,灯L熄灭,测电笔氖管不发光,该住户家中,厨房照明电路的导线绝缘皮破损处与管道接触的实际情况是( )
A. B.
C. D.
6. 下图是某设备工作过程中的能量流向图,下列设备在工作过程中,能量转化与该图相符的是( )
A. 平衡车 B. 电热足浴盆 C. 燃油轿车 D. 锅炉
7. 下列说法正确的是( )
A. 手机用“Wi-Fi”上网是利用了电磁波传递信息的
B. 核电站利用核能发电,核心设备反应堆中发生的是核聚变
C. 太阳能属于一次能源
D. 持续恒定的电流不能产生电磁波
8. 成人体液总量占体重的60%左右,体液的主要成分是水和电解质,因此容易导电,而体内脂肪不容易导电,我们可以用某型号脂肪测量仪来测量脂肪率,如图甲所示。脂肪测量仪器根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例,模拟电路如图乙所示,电源电压不变。测量时,闭合开关,测试者两手分别握住两手柄、,则下列说法正确的是( )
A. 体型相近的两人相比,脂肪含量高者对应的电流表示数较小,电压表示数较大
B. 测量时电子从经过身体流向形成电流
C. 体型相近的两人相比,脂肪含量高者对应的电路总功率较大
D. 当、间电阻逐渐增大时,电压表示数和电流表示数之比不变
9. 质量为的杯子,装入适量的水后放在水平电子秤上,如图甲所示;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙所示;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙所示;水均未溢出,电子秤的示数依次为、、,不计细针的体积。下列判断正确的是( )
A. 图甲中,水对杯底的压力为
B. 图乙中草莓的质量为
C. 图丙中,草莓排开水的体积为
D. 草莓与水的密度之比
二、填空题:本题共6小题,每空1分,共12分
10. 如图所示是一款国产某品牌集消毒、制冷于一体的车载冰箱,该冰箱可以利用___________外线来杀菌消毒。冰箱内放入吃剩的饭菜时,应该包上保鲜膜,可以防止“串味”,“串味”实际上是___________现象。
11. 2024年3月,金坛区三星村遗址出土了一件大穿孔石钺,是迄今发现的中国史前保存完好的最大石钺。如图甲所示,考古学家测得其宽度为___________cm。如图乙所示,古人使用石钺生产劳动时,用圆弧形、薄的一侧劈砍树木,而不用平整、厚实的一侧,这是通过___________的方法增大压强。
12. 如图所示的运油车正在卸油,快速流出的油和油罐由于摩擦起电现象会积累过多电荷,为防止发生事故,将一条“绳子”把运油车与静电消除器相连,“绳子”芯应是__________(选填“导体”或“绝缘体”):油罐车以70km/h的速度行驶30min,试计算出此过程中油罐车行驶的路程为__________km。
13. 电动自行车给人们的出行带来方便,它的转速把手可以调节车轮(电动机驱动)的转速,转速把手相当于电动机所在电路中的___________(填电学器材);给电动自行车充电时,其电池相当于电路中的___________。
14. 两个滑轮按如图所示的方式组合,用的拉力拉动绳端使物体匀速直线运动,已知物体与地面间的摩擦力为,则该过程中拉力做的功为___________J;该滑轮组的机械效率为___________。
15. 如图甲所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器上标有“ ”,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到点时,小灯泡恰好正常发光,在图乙中绘制出电流表与两块电压表示数关系的图像。则小灯泡的额定功率是___________W,整个电路的最小电功率是___________W。
三、作图题:本题共2小题,每小题2分,共4分
16. 图中一束光射入水中,照亮了水底的鹅卵石,请画出该束光在水面处的反射光线和进入水中的折射光线。
17. 如图所示,将开关闭合后,将滑片缓慢向左滑动,接在弹簧上的磁体会缓慢向上运动。请在点标记出磁感线的方向并用“+”“-”在括号中标出电源的正负极。
四、实验探究题:本题共4小题,共24分
18. 如图甲所示,是探究“某固体物质熔化特点”的实验装置,图乙是根据实验数据描绘出的该物质在熔化过程中温度随时间变化的图像。
(1)除了如图甲所示的器材,还需要一个重要的测量仪器是___________,用烧杯中的热水加热试管中的固体物质,除了缓慢加热,增大受热面积之外,还具有的好处是___________。
(2)在加热后,试管中出现液体,由图乙可知,该物质是___________(填“晶体”或“非晶体”),在时处于___________态。
(3)探究固体熔化温度随时间变化的规律时,若发现固体熔化太快,没有找到固体的熔点,则要延长固体熔化的时间,请你写出一种可行的办法:___________。
(4)实验中,试管___________(填“内”或“外”)壁,相较另一侧有更多的水珠。
19. 小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验,实验装置如图甲所示。
(1)正确放置器材后,应先___________(填“点燃”或“不点燃”)蜡烛,调节三者高度,使像成在光屏中央。使用的凸透镜的焦距为,若图甲中光屏上能看到清晰的像(像未画出),则成的是倒立、___________的实像。
(2)实验中蜡烛不断燃烧会变短,此时光屏上成的像会上移,为了让像呈现在光屏的中央,应将蜡烛底座向___________(填“上”或“下”)移动。
(3)若在实验时,小明不慎将凸透镜打碎了,中间断开且缺了一部分,如图乙所示,他将剩余部分往中间紧凑,重新组成一个“透镜”进行实验,则光屏上可以呈___________个像(光屏足够大)。
(4)另一组同学用可变焦的水透镜进行实验,如图丙所示,此时光屏上成清晰的像(像未画出),若将点燃的蜡烛向左移动一小段距离,透镜和光屏的位置不动,要使光屏上重新得到清晰的像应对水透镜进行___________(填“注水”或“抽水”),此时透镜的焦距___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
20. 观看冬奥会冰壶比赛时,小明发现运动员穿的两只鞋鞋底材质的不同,一个是较光滑的塑料,一个是较粗糙的橡胶(如图甲)。小明认为:比赛时运动员两个鞋底摩擦力不同,于他找来木块,橡胶垫和塑料垫,探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
(1)如图乙:把橡胶垫放在水平桌面上,把木块放在橡胶面上,用弹簧测力计水平拉动木块做___________ 运动,同时观察弹簧测力计的示数。目的是使拉力_______(填“大于”、“小于”或“等于”)摩擦力。图乙弹簧测力计的示数为_______ N;
(2)如图丙:把塑料垫放在水平桌面上,把木块的塑料面上,重复刚才的实验,比较两次测力计的示数可以得到初步实验结论:压力大小相同时,接触面越_______ ,滑动摩擦力越大;
(3)小明查资料可知,冰壶比赛时,运动员一只鞋是蹬冰鞋,另一只鞋是滑行鞋。结合实验结论,可知塑料底的鞋是用来_______(填“蹬冰”或“滑行”)的;
(4)图丙中:当增大弹簧测力计对木块的拉力,发现弹簧测力计的示数变大,此时木块受到的滑动摩擦力_______(填“变大”、“减小”或“不变”)。
21. 某小组猜想电流与电压和电阻有关,在做探究“电流与电阻的关系”实验时,准备了以下器材:电源(),规格为“ ”的滑动变阻器,有、、、、的定值电阻各一个。
(1)该小组连接的电路如图甲所示,闭合开关后,发现________(填“电流表”或“电压表”)无示数,经仔细检查后发现电路中有一根导线连接错误,请你在图中错误的那根导线上画个“×”,并画出正确的连接________。
(2)先接入定值电阻,闭合开关,移动变阻器的滑片至合适位置,电压表的示数如图乙所示,示数为________V,记下电流表的示数。断开开关,将电阻换成电阻后,闭合开关,移动变阻器的滑片使电压表的示数与前一次相同,记录相关数据。
(3)依次改变电阻的阻值,共测得五组实验数据,根据实验数据,在图丙的坐标系中描绘出图像为曲线。由图像可得出的结论是:________。
(4)该小组根据上面所测的五组实验数据,又记录了每次实验时的电流值和对应的变阻器的阻值,计划在图丙坐标系中描成点,将这些点绘成曲线,请根据题中所给的数据分析:曲线b与曲线a___________(填“有”或“无”)交点。
(5)实验后,该小组还想使用的电阻再完成一次实验,发现无论怎样调节滑动变阻器,都无法使电压表的示数与之前相同,为了让前5次数据有效利用,下列解决方案可行的是___________(填字母)。
A. 将定值电阻两端电压改为
B. 电源改为2节干电池串联
C. 在电流表附近串联一个的定值电阻
五、综合应用题:本题共3小题,共22分
22. 为了改善农村焚烧秸秆带来的环境污染,并能让秸秆再次利用。某村用如图甲所示的秸秆打捆机将田里的玉米秸秆打包成一个圆柱体,打捆后的秸秆可用于生产秸秆颗粒燃料,如图乙所示。已知秸秆颗粒的热值,。请回答下列问题:
(1)完全燃烧秸秆颗粒能放出多少的热量?
(2)在标准大气压下,将质量为、初温为的水烧开需要多少热量?
(3)在上个问题中使用秸秆颗粒燃料来烧水,炉子的效率为30%,需要燃烧多少千克的秸秆颗粒?(结果保留两位小数)
(4)请你就如何提高炉子的效率问题谈谈你的建议。
23. 图甲是小明同学为学校草坪设计的一款自动注水、喷淋系统的电路图。控制电路的电源电压,为压敏电阻,放置在注水系统水箱底部,其阻值随压力的增大而减小。图乙是受控电路中电流随时间变化关系的图像。当通过电磁铁线圈的电流为时,衔铁恰好被吸下,注水系统停止工作,电磁铁线圈的电阻忽略不计。
(1)当衔铁恰好被吸下时,求电阻的阻值;
(2)求喷淋系统的电功率;
(3)求内注水系统消耗的电能。
24. 我国自主研发的某新型潜水艇,在性能上有了显著提升,激发了科技小组的同学们的探究热情。他们对制作的潜水艇模型进行了多项测试与改进,请根据以下情境回答问题;
(1)模型原理
科技小组的同学们设计的潜水艇模型如图甲所示,为了实现潜水艇的上浮,小组同学的操作是___________,从而排出水舱内的水,实现上浮。
(2)稳定性改进
潜水艇模型在水中航行时,容易出现上下颠簸。为了提高稳定性,潜水艇模型需要尽可能降低它的重心,以提高其稳定性,另外也要使自身重力分布均匀。如果重力分布不均匀,在下潜或上浮过程中,平衡就会受影响,所以要合理设计压载铁、浮力块等物体的放置位置。图乙所示的四幅图中,压载铁和浮力块的放置位置最合理的是___________(填字母)。
(3)动力装置
潜水艇模型由锂电池提供电能,电动机利用了磁场对___________的作用而转动,带动螺旋桨旋转;螺旋桨推动液体向后流动产生推力,从而使潜水艇模型在水中前进,这主要利用了___________。
(4)载重与浮沉测试
为保证潜水艇安全航行,同学们在潜水艇模型上标记了吃水线,表示潜水艇模型将水全部排出后,潜水艇模型在水中的深度不得超过此线。根据收集到的不同类型潜水艇的数据资料,同学们分析得出,该潜水艇模型在安全航行时,其最大载重量与潜水艇模型自身的质量及设计吃水深度有关。若潜水艇模型自身的质量为,体积为,在淡水中设计的吃水深度对应的排水量为,则潜水艇模型在测试盐水池中安全航行时,若潜水艇模型的吃水深度不变,则此时最多可额外承载___________的重物。现有、和三种规格的注射器,要使该潜水艇在盐水中在满载状态下悬浮,该模型所使用的注射器的规格至少是___________ml。(淡水的密度取;盐水的密度取)
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2026年中学生能力训练物理模拟练习(四)
(本试卷共24道题 满分80分 物理和化学考试时间共150分钟)
考生注意:所有试题必须在答题卡指定区域内作答,在本试卷上作答无效
第一部分 选择题(共18分)
一、选择题:本题共9小题,每小题2分,共18分。在每小题给出的四个选项中,第1~6小题只有一项符合题目要求,选对得2分;第7~9小题有多项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全得1分,有选错的得0分。
1. 在跨学科实践课上,小海利用双层玻璃制作了一个隔音房模型,下列减弱噪声的途径与隔音房模型相同的是( )
A. 舰载机引导员佩戴耳罩 B. 学校附近禁止汽车鸣笛
C. 摩托车发动机装消声器 D. 城市马路两侧植树种草
【答案】D
【解析】
【详解】隔音房模型是通过阻断噪声的传播来减弱噪声,是在传播过程中减弱噪声。
A.舰载机引导员佩戴耳罩,防止声音进入人耳,是在人耳处减弱噪声,故A不符合题意;
B.学校附近禁止汽车鸣笛,防止声音产生,是在声源处减弱噪声,故B不符合题意;
C.摩托车发动机装消声器,是在声源处减弱噪声,故C不符合题意;
D.城市马路两侧植树种草,植物吸收和阻挡声音传播,是在传播过程中减弱噪声,故D符合题意。
故选D。
2. 如图所示是《天工开物》记载的古人炒蒸油料的场景,下列过程与物理知识对应正确的是( )
A. 木炭燃烧过程中热值变小
B. 蒸煮过程中,油料吸热后含有的热量增加
C. 加热过程不断翻炒,是利用热传递的方法使油料内能增大
D. 锅上方出现“白气”,这是汽化现象
【答案】C
【解析】
【详解】A.热值是燃料本身的固有特性,只和燃料的种类有关,和燃烧过程、质量大小无关,木炭燃烧时热值不变,故A错误;
B.热量是过程量,只能描述为“吸收/放出热量”,不能说物体“含有热量”,油料吸热后是内能增加,故B错误;
C.加热过程中,高温的锅将热量传递给油料,翻炒仅为了让油料受热均匀,本质是通过热传递增大油料的内能,故C正确;
D.锅上方的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴,属于液化现象,不是汽化,故D错误。
故选C。
3. 中华民族五千年文明过程中有许多智慧的创造。如图甲所示,是我国古代的天文仪器——圭表,根据“表”在“圭”面上影长的变化就能知道时节的更替,如图乙所示。圭表利用的光学原理是( )
A. 光的直线传播 B. 光的反射 C. 光的折射 D. 光的色散
【答案】A
【解析】
【详解】当阳光在空气中沿直线传播时,遇到不透明的表,就会在其后面形成一片光照射不到的阴影区域(即表的影子)在圭上,不同的时刻,其影子的位置不同,故圭表应用的光学原理是光沿直线传播,故选A。
4. 巴黎奥运会皮划艇静水女子500米双人划艇决赛中,中国皮划艇队卫冕成功。如图所示,是两名运动员在比赛中奋力划桨的情景。下列说法正确的是( )
A. 出发前,皮划艇和运动员保持静止状态,此时皮划艇的重力和浮力是一对平衡力
B. 比赛中,以看台上的观众为参照物,运动员是静止的
C. 停止划水后皮划艇能继续前进,是因为皮划艇受到惯性的作用
D. 运动员划桨时,桨相当于一个费力杠杆
【答案】D
【解析】
【详解】A.出发前静止时,浮力等于皮划艇和运动员的总重力,大小大于皮划艇自身的重力,因此皮划艇自身的重力和水的浮力不是一对平衡力,故A错误;
B.比赛中,运动员相对于看台上观众的位置不断发生变化,以观众为参照物,运动员是运动的,故B错误;
C.惯性是物体本身固有的属性,不是外界施加的作用,不能说“受到惯性作用”,停止划水后皮划艇继续前进是因为皮划艇具有惯性,故C错误;
D.运动员划桨时,支点在人手握住桨的位置,动力臂小于水对桨的阻力臂,因此桨相当于费力杠杆,故D正确。
故选D。
5. 燃气安全检查过程中,技术人员在某住户家中用测电笔测试金属燃气管道,发现:闭合厨房开关S,灯L亮,测电笔氖管发光;断开厨房开关S,灯L熄灭,测电笔氖管不发光,该住户家中,厨房照明电路的导线绝缘皮破损处与管道接触的实际情况是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.闭合厨房开关S,灯L亮,电流经过灯泡后,直接到零线,而不选择经过试电笔中的电阻流入大地,所以测电笔氖管不发光,故A不符合题意;
B.闭合厨房开关S,电路有两条支路,一条经过灯L,所以灯L亮,另一条路经过测电笔中的电阻流入大地,所以测电笔氖管发光,故B符合题意;
C.断开厨房开关S,测电笔仍可以通过灯泡连上火线,所以测电笔氖管发光,故C不符合题意;
D.断开厨房开关S,测电笔仍可以直接连上火线,所以测电笔氖管发光,故D不符合题意。
故选B。
6. 下图是某设备工作过程中的能量流向图,下列设备在工作过程中,能量转化与该图相符的是( )
A. 平衡车 B. 电热足浴盆 C. 燃油轿车 D. 锅炉
【答案】C
【解析】
【详解】该设备工作时,首先将化学能转化为内能,再将内能转化为机械能。
AB.平衡车和电热足浴盆属于电器设备,工作时消耗电能,将电能转化为机械能和内能,故AB不符合题意;
C.燃油轿车属于内燃机,工作时将汽油的化学能通过燃烧转化为气缸内气体的内能,大部分内能通过排气、散热直接散失到空气中,小部分内能推动活塞做功,转化为机械能驱动汽车前进,故C符合题意;
D.锅炉工作目的是产热,将燃料的化学能转化为内能用于加热水或传热介质,没有内能再转化为机械能的过程。故D不符合题意。
故选C。
7. 下列说法正确的是( )
A. 手机用“Wi-Fi”上网是利用了电磁波传递信息的
B. 核电站利用核能发电,核心设备反应堆中发生的是核聚变
C. 太阳能属于一次能源
D. 持续恒定的电流不能产生电磁波
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.Wi-Fi 信号属于电磁波中的微波频段,正是通过电磁波来传递网络数据的,故A正确;
B.目前的核电站反应堆中,发生的是核裂变(可控链式反应),故B错误;
C.一次能源是指直接从自然界获取、未经加工转换的能源,太阳能可以直接被利用,属于一次能源,故C正确;
D.变化的电流才能产生电磁波,持续恒定的电流不能产生电磁波,故D正确。
故选ACD。
8. 成人体液总量占体重的60%左右,体液的主要成分是水和电解质,因此容易导电,而体内脂肪不容易导电,我们可以用某型号脂肪测量仪来测量脂肪率,如图甲所示。脂肪测量仪器根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例,模拟电路如图乙所示,电源电压不变。测量时,闭合开关,测试者两手分别握住两手柄、,则下列说法正确的是( )
A. 体型相近的两人相比,脂肪含量高者对应的电流表示数较小,电压表示数较大
B. 测量时电子从经过身体流向形成电流
C. 体型相近的两人相比,脂肪含量高者对应的电路总功率较大
D. 当、间电阻逐渐增大时,电压表示数和电流表示数之比不变
【答案】AB
【解析】
【详解】图乙中,定值电阻R与人体电阻RMN串联,电流表测电路电流,电压表测人体两端电压。电源电压U不变,由欧姆定律可知,人体电阻越大,电路电流越小。
A.脂肪含量高者,体内脂肪多,水和电解质少,导电性差,人体电阻RMN更大,电流更小。由串联分压规律可知,人体两端电压更大,即电压表的示数更大。故A正确;
B.物理学规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,电子定向移动方向与电流方向相反。电路中电流从电源正极流出,经开关、电流表、M、人体、N、电阻R回到负极,即电流方向从M到N。电子带负电,定向移动方向与电流相反,即电子从N到M,故B正确;
C.电路总功率 P=UI,电源电压U不变,脂肪含量高者电阻大,电路电流小,因此总功率更小。故C错误;
D.电压表示数和电流表示数之比等于人体电阻。当M、N 间电阻增大时,该比值也会随之增大。故D错误。
故选AB。
9. 质量为的杯子,装入适量的水后放在水平电子秤上,如图甲所示;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙所示;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙所示;水均未溢出,电子秤的示数依次为、、,不计细针的体积。下列判断正确的是( )
A. 图甲中,水对杯底的压力为
B. 图乙中草莓的质量为
C. 图丙中,草莓排开水的体积为
D. 草莓与水的密度之比
【答案】CD
【解析】
【详解】A.甲图中水的重力为,该杯子是上宽下窄的敞口容器,水对杯底的压力小于水的重力,故A错误;
B.甲图的示数已经包含杯子和水的总质量,放入草莓后乙图总质量为,因此草莓质量,故B错误;
C.丙图中草莓完全浸没,受力分析可得草莓受到的浮力,根据阿基米德原理,整理得,故C正确;
D.草莓质量,完全浸没时草莓体积,因此草莓密度,可得,故D正确。
故选CD。
二、填空题:本题共6小题,每空1分,共12分
10. 如图所示是一款国产某品牌集消毒、制冷于一体的车载冰箱,该冰箱可以利用___________外线来杀菌消毒。冰箱内放入吃剩的饭菜时,应该包上保鲜膜,可以防止“串味”,“串味”实际上是___________现象。
【答案】 ①. 紫 ②. 扩散
【解析】
【详解】[1]紫外线可以消毒杀菌,该冰箱可以利用紫外线消毒杀菌。
[2]食物之间相互“串味”,是由于分子的热运动使不同食物相互接触时彼此进入对方的现象,即发生了扩散,所以 “串味”实际上是扩散现象。
11. 2024年3月,金坛区三星村遗址出土了一件大穿孔石钺,是迄今发现的中国史前保存完好的最大石钺。如图甲所示,考古学家测得其宽度为___________cm。如图乙所示,古人使用石钺生产劳动时,用圆弧形、薄的一侧劈砍树木,而不用平整、厚实的一侧,这是通过___________的方法增大压强。
【答案】 ①. 36.0##35.9##36.1 ②. 减小受力面积
【解析】
【详解】由图可知,刻度尺的分度值为1cm,石钺的左侧对应的0刻度线,右侧对应的是36.0cm,故石钺的宽度为36.0cm(35.9cm、36.1cm均可);用圆弧形、薄的一侧劈砍树木,是通过减小受力面积来增大压强。
12. 如图所示的运油车正在卸油,快速流出的油和油罐由于摩擦起电现象会积累过多电荷,为防止发生事故,将一条“绳子”把运油车与静电消除器相连,“绳子”芯应是__________(选填“导体”或“绝缘体”):油罐车以70km/h的速度行驶30min,试计算出此过程中油罐车行驶的路程为__________km。
【答案】 ①. 导体 ②. 35
【解析】
【详解】[1]容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体。为了将电荷导走,防止发生事故,将一条“绳子”把运油车与静电消除器相连,“绳子”可以使电荷从运油车转移到静电消除器,所以“绳子”应是导体。
[3]根据可知,油罐车行驶的路程
13. 电动自行车给人们的出行带来方便,它的转速把手可以调节车轮(电动机驱动)的转速,转速把手相当于电动机所在电路中的___________(填电学器材);给电动自行车充电时,其电池相当于电路中的___________。
【答案】 ①. 滑动变阻器 ②. 用电器
【解析】
【详解】转速把手可通过改变电路电阻来调节电流大小,进而改变电动机转速,这与滑动变阻器通过改变接入电路的电阻丝长度改变电阻、调节电流的作用一致,因此此处填滑动变阻器;给电动自行车电池充电时,电池消耗电能并将其转化为化学能储存,在电路中,消耗电能的元件属于用电器,所以此时电池相当于用电器。
14. 两个滑轮按如图所示的方式组合,用的拉力拉动绳端使物体匀速直线运动,已知物体与地面间的摩擦力为,则该过程中拉力做的功为___________J;该滑轮组的机械效率为___________。
【答案】 ①. 20 ②. 90%
【解析】
【详解】由图可知,该滑轮组水平拉动物体,与动滑轮相连的绳子段数。绳子自由端移动的距离
拉力做的总功
克服摩擦力做的功为有用功
机械效率
15. 如图甲所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器上标有“ ”,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到点时,小灯泡恰好正常发光,在图乙中绘制出电流表与两块电压表示数关系的图像。则小灯泡的额定功率是___________W,整个电路的最小电功率是___________W。
【答案】 ①. 4 ②. 3.6
【解析】
【详解】由电路图可知,变阻器R与灯泡L串联,电压表V1测R两端的电压,电压表V2测L两端的电压,电流表测电路中的电流。
当滑片位于最右端时,接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,由图乙可知,电路中的最小电流I=0.3A,此时灯泡和滑动变阻器两端的电压相等,即
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,由可得,电源的电压
此时电路的总功率最小,则
当滑片从最右端向左滑动到a点时,接入电路中的电阻变小,电路中的电流变大,由串联电路的分压特点可知,R两端的电压变小,灯泡两端的电压变大,当小灯泡恰好正常发光时,电路中的电流最大。
由图乙可知,小灯泡正常发光时的电流,变阻器两端的电压,根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可得,此时小灯泡两端的电压
小灯泡的额定功率
三、作图题:本题共2小题,每小题2分,共4分
16. 图中一束光射入水中,照亮了水底的鹅卵石,请画出该束光在水面处的反射光线和进入水中的折射光线。
【答案】
【解析】
【详解】经过入射点垂直界面作出法线,在空气中法线的另一侧作出反射光线,注意反射角等于入射角;在水中法线的另一侧作出折射光线,注意折射角小于入射角,如图所示
17. 如图所示,将开关闭合后,将滑片缓慢向左滑动,接在弹簧上的磁体会缓慢向上运动。请在点标记出磁感线的方向并用“+”“-”在括号中标出电源的正负极。
【答案】
【解析】
【详解】滑片缓慢向左滑动,电阻变大,根据欧姆定律,电路中电流变小,电磁铁磁性减弱,此时磁体向上运动,故电磁铁对磁体是吸引力:电磁铁磁性减弱,引力减小,磁体在弹簧拉力作用下向上运动。根据异名磁极相互吸引,电磁铁的上端为S极,下端为N极。在磁体外部,磁感线从N极出发,回到S极。所以磁感线从下端发出,经外部回到上端。因此,A点的磁感线方向是向上的。
根据安培定则(右手螺旋定则),右手大拇指指向下端(N极),四指弯曲方向即为电流方向。由图可知,电流从螺线管下端流入,上端流出。因此,电源的右端为正极(+)。
四、实验探究题:本题共4小题,共24分
18. 如图甲所示,是探究“某固体物质熔化特点”的实验装置,图乙是根据实验数据描绘出的该物质在熔化过程中温度随时间变化的图像。
(1)除了如图甲所示的器材,还需要一个重要的测量仪器是___________,用烧杯中的热水加热试管中的固体物质,除了缓慢加热,增大受热面积之外,还具有的好处是___________。
(2)在加热后,试管中出现液体,由图乙可知,该物质是___________(填“晶体”或“非晶体”),在时处于___________态。
(3)探究固体熔化温度随时间变化的规律时,若发现固体熔化太快,没有找到固体的熔点,则要延长固体熔化的时间,请你写出一种可行的办法:___________。
(4)实验中,试管___________(填“内”或“外”)壁,相较另一侧有更多的水珠。
【答案】(1) ①. 秒表 ②. 使固体物质受热均匀
(2) ①. 晶体 ②. 固液共存
(3)增加固体的质量 (4)外
【解析】
【小问1详解】
实验探究的是熔化过程中温度随时间的变化规律,图中已有温度计测量温度,因此还需要秒表来记录时间。
采用水浴法加热,除了缓慢加热和增大受热面积外,最大的优点是能使试管内的固体物质受热均匀。
【小问2详解】
由图乙可知,该物质在熔化过程中(第4min至第12min)温度保持 不变,有固定的熔点,所以该物质是晶体。
在 时刻,物质处于熔化过程中,此时物质正在由固态变为液态,所以处于固液共存态。
【小问3详解】
若固体熔化太快,为了延长熔化时间,可以增加固体的质量,来减缓升温速度。
【小问4详解】
烧杯中的水受热蒸发产生高温水蒸气,水蒸气上升遇到温度相对较低的试管壁时,会放热液化成小水珠。因此,水珠主要附着在试管的外壁。
19. 小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验,实验装置如图甲所示。
(1)正确放置器材后,应先___________(填“点燃”或“不点燃”)蜡烛,调节三者高度,使像成在光屏中央。使用的凸透镜的焦距为,若图甲中光屏上能看到清晰的像(像未画出),则成的是倒立、___________的实像。
(2)实验中蜡烛不断燃烧会变短,此时光屏上成的像会上移,为了让像呈现在光屏的中央,应将蜡烛底座向___________(填“上”或“下”)移动。
(3)若在实验时,小明不慎将凸透镜打碎了,中间断开且缺了一部分,如图乙所示,他将剩余部分往中间紧凑,重新组成一个“透镜”进行实验,则光屏上可以呈___________个像(光屏足够大)。
(4)另一组同学用可变焦的水透镜进行实验,如图丙所示,此时光屏上成清晰的像(像未画出),若将点燃的蜡烛向左移动一小段距离,透镜和光屏的位置不动,要使光屏上重新得到清晰的像应对水透镜进行___________(填“注水”或“抽水”),此时透镜的焦距___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 点燃 ②. 缩小
(2)上 (3)2
(4) ①. 抽水 ②. 变大
【解析】
【小问1详解】
为了使像成在光屏中央,需调节烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度。只有点燃蜡烛,才能确定烛焰的中心位置,因此应先点燃蜡烛。
已知凸透镜焦距 ,由图甲可知,物距,。根据凸透镜成像规律,成倒立、缩小的实像。
【小问2详解】
蜡烛燃烧变短,烛焰向下移动,根据凸透镜成倒立实像的特点,像会向上移动。为了让像回到光屏中央,应将蜡烛底座向上移动,使烛焰回到原来的高度。
【小问3详解】
凸透镜打碎后,剩余部分重新组合,相当于两个光心不重合的透镜。物体发出的光经这两个“透镜”折射后,会在光屏上形成2个像。
【小问4详解】
蜡烛向左移动,由凸透镜成实像规律,物距变大,像距应减小,像会成在光屏左侧。要使像重新成在光屏上,需减弱透镜的会聚能力,即让透镜变薄,应对水透镜进行抽水操作;抽水后,水透镜变薄,其会聚能力减弱,焦距变大。
20. 观看冬奥会冰壶比赛时,小明发现运动员穿的两只鞋鞋底材质的不同,一个是较光滑的塑料,一个是较粗糙的橡胶(如图甲)。小明认为:比赛时运动员两个鞋底摩擦力不同,于他找来木块,橡胶垫和塑料垫,探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
(1)如图乙:把橡胶垫放在水平桌面上,把木块放在橡胶面上,用弹簧测力计水平拉动木块做___________ 运动,同时观察弹簧测力计的示数。目的是使拉力_______(填“大于”、“小于”或“等于”)摩擦力。图乙弹簧测力计的示数为_______ N;
(2)如图丙:把塑料垫放在水平桌面上,把木块的塑料面上,重复刚才的实验,比较两次测力计的示数可以得到初步实验结论:压力大小相同时,接触面越_______ ,滑动摩擦力越大;
(3)小明查资料可知,冰壶比赛时,运动员一只鞋是蹬冰鞋,另一只鞋是滑行鞋。结合实验结论,可知塑料底的鞋是用来_______(填“蹬冰”或“滑行”)的;
(4)图丙中:当增大弹簧测力计对木块的拉力,发现弹簧测力计的示数变大,此时木块受到的滑动摩擦力_______(填“变大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 ①. 匀速直线 ②. 等于 ③. 1.6 ④. 粗糙 ⑤. 滑行 ⑥. 不变
【解析】
【详解】(1)[1][2]如图乙,木块放在水平的橡胶面上,弹簧测力计拉动木块在水平方向做匀速直线运动,木块受到平衡力的作用,次数的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,拉力等于摩擦力,可以测量摩擦力。
[3]弹簧测力计的分度值为0.2N,根据指针位置,测力计的示数为1.6 N。
(2)[4]如图丙,把木块放在水平的塑料面上,同样实验,测量摩擦力,根据测力计指针位置,此时摩擦力为0.6N,比较两次测力计的示数,由于接触面的粗糙程度不同,压力相同,摩擦力不同,可得:压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,还可知,塑料面上产生的摩擦力小,相对较光滑。
(3)[5]冰壶比赛时,运动员一只鞋是蹬冰鞋,另一只鞋是滑行鞋,滑行鞋需要减小摩擦力,可用塑料底制作。
(4)[6]图丙中,当增大弹簧测力计对木块的拉力,由于木块对塑料的压力不变,接触面的粗糙程度不变,木块受到的滑动摩擦力不变。
21. 某小组猜想电流与电压和电阻有关,在做探究“电流与电阻的关系”实验时,准备了以下器材:电源(),规格为“ ”的滑动变阻器,有、、、、的定值电阻各一个。
(1)该小组连接的电路如图甲所示,闭合开关后,发现________(填“电流表”或“电压表”)无示数,经仔细检查后发现电路中有一根导线连接错误,请你在图中错误的那根导线上画个“×”,并画出正确的连接________。
(2)先接入定值电阻,闭合开关,移动变阻器的滑片至合适位置,电压表的示数如图乙所示,示数为________V,记下电流表的示数。断开开关,将电阻换成电阻后,闭合开关,移动变阻器的滑片使电压表的示数与前一次相同,记录相关数据。
(3)依次改变电阻的阻值,共测得五组实验数据,根据实验数据,在图丙的坐标系中描绘出图像为曲线。由图像可得出的结论是:________。
(4)该小组根据上面所测的五组实验数据,又记录了每次实验时的电流值和对应的变阻器的阻值,计划在图丙坐标系中描成点,将这些点绘成曲线,请根据题中所给的数据分析:曲线b与曲线a___________(填“有”或“无”)交点。
(5)实验后,该小组还想使用的电阻再完成一次实验,发现无论怎样调节滑动变阻器,都无法使电压表的示数与之前相同,为了让前5次数据有效利用,下列解决方案可行的是___________(填字母)。
A. 将定值电阻两端电压改为
B. 电源改为2节干电池串联
C. 在电流表附近串联一个的定值电阻
【答案】(1) ①. 电压表 ②.
(2)2.4 (3)当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(4)无 (5)B
【解析】
【小问1详解】
图中电流经电压表正极、导线、电流表到电源负极。电压表和定值电阻被短路,故电压表无示数,电流表有示数;应将电流表正接线柱改接到定值电阻右端接线柱,使定值电阻与电流表串联,电压表与定值电阻并联。
【小问2详解】
图乙中电压表选用的是量程,分度值为。指针指在刻度线右侧第个小格,因此示数为。
【小问3详解】
图丙中的曲线是图像。观察图像上的点,如、、。计算它们的乘积 : ,,。乘积保持不变,说明电压一定。因此结论是:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【小问4详解】
由于定值电阻和滑动变阻器串联,通过它们的电流相等。如果曲线和曲线有交点,即某一工况下,。根据串联分压原理,当时,它们两端的电压相等,即。已知电源电压 ,且实验中控制定值电阻两端电压 。则滑动变阻器两端的电压
因为 ( ),所以不可能等于。因此曲线与曲线没有交点。
【小问5详解】
实验中控制定值电阻两端电压,电源电压。当接入的电阻时,电路中的电流
此时滑动变阻器需要分担的电压
滑动变阻器需要的阻值
由于滑动变阻器的最大阻值为 ,无法满足要求。为了让实验能进行且前5次数据有效,需保持 不变,完成实验。
A.将定值电阻两端电压改为 ,不符合“前5次数据有效利用”。故A不符合题意;
B.电源改为2节干电池串联()。若,保持,则使用的电阻时电路电流
滑动变阻器两端电压
滑动变阻器需接入电阻
可行且前5次数据有效,故B符合题意;
C.串联电阻后,相当于滑动变阻器的最大总电阻变为
当接入电阻时,所需滑动变阻器的阻值为 , ,仍不足,故C不符合题意。
故选B。
五、综合应用题:本题共3小题,共22分
22. 为了改善农村焚烧秸秆带来的环境污染,并能让秸秆再次利用。某村用如图甲所示的秸秆打捆机将田里的玉米秸秆打包成一个圆柱体,打捆后的秸秆可用于生产秸秆颗粒燃料,如图乙所示。已知秸秆颗粒的热值,。请回答下列问题:
(1)完全燃烧秸秆颗粒能放出多少的热量?
(2)在标准大气压下,将质量为、初温为的水烧开需要多少热量?
(3)在上个问题中使用秸秆颗粒燃料来烧水,炉子的效率为30%,需要燃烧多少千克的秸秆颗粒?(结果保留两位小数)
(4)请你就如何提高炉子的效率问题谈谈你的建议。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)增大燃料与空气的接触面积,让燃料燃烧更充分;减少热量散失,比如给炉子加保温层、改进炉体结构
【解析】
【小问1详解】
根据燃料完全燃烧放热公式可得
【小问2详解】
在标准大气压下,水的沸点为100℃,所以水升高的温度
根据吸热公式可得
【小问3详解】
根据炉子效率公式,可得燃料完全燃烧放出的热量
再根据燃料燃烧放热公式可得,需要燃烧的秸秆颗粒质量
【小问4详解】
提高炉子效率的核心在于两个方面:一是让燃料燃烧得更充分,释放更多的热量;二是减少热量的散失,让更多的热量被水吸收。例如增大燃料与空气的接触面积,让燃料燃烧更充分;减少热量散失,比如给炉子加保温层、改进炉体结构等。
23. 图甲是小明同学为学校草坪设计的一款自动注水、喷淋系统的电路图。控制电路的电源电压,为压敏电阻,放置在注水系统水箱底部,其阻值随压力的增大而减小。图乙是受控电路中电流随时间变化关系的图像。当通过电磁铁线圈的电流为时,衔铁恰好被吸下,注水系统停止工作,电磁铁线圈的电阻忽略不计。
(1)当衔铁恰好被吸下时,求电阻的阻值;
(2)求喷淋系统的电功率;
(3)求内注水系统消耗的电能。
【答案】(1)
120Ω (2)
220W (3)
【解析】
【小问1详解】
当衔铁恰好被吸下时,控制电路电流,控制电路电源电压,电磁铁线圈电阻忽略不计,根据欧姆定律可得压敏电阻RF的阻值
【小问2详解】
由图甲可知,受控电路电源电压,受控电路中喷淋系统和注水系统并联,衔铁吸下后注水系统停止工作,喷淋系统仍工作;由图乙可知,仅喷淋系统工作时受控电路电流,根据电功率公式可得喷淋系统电功率
【小问3详解】
注水系统与喷淋系统同时工作时,由图乙可知,受控电路总电流;根据并联电路电流规律,注水系统的电流
由图乙可知,500s内注水系统工作时间,则注水系统消耗的电能
24. 我国自主研发的某新型潜水艇,在性能上有了显著提升,激发了科技小组的同学们的探究热情。他们对制作的潜水艇模型进行了多项测试与改进,请根据以下情境回答问题;
(1)模型原理
科技小组的同学们设计的潜水艇模型如图甲所示,为了实现潜水艇的上浮,小组同学的操作是___________,从而排出水舱内的水,实现上浮。
(2)稳定性改进
潜水艇模型在水中航行时,容易出现上下颠簸。为了提高稳定性,潜水艇模型需要尽可能降低它的重心,以提高其稳定性,另外也要使自身重力分布均匀。如果重力分布不均匀,在下潜或上浮过程中,平衡就会受影响,所以要合理设计压载铁、浮力块等物体的放置位置。图乙所示的四幅图中,压载铁和浮力块的放置位置最合理的是___________(填字母)。
(3)动力装置
潜水艇模型由锂电池提供电能,电动机利用了磁场对___________的作用而转动,带动螺旋桨旋转;螺旋桨推动液体向后流动产生推力,从而使潜水艇模型在水中前进,这主要利用了___________。
(4)载重与浮沉测试
为保证潜水艇安全航行,同学们在潜水艇模型上标记了吃水线,表示潜水艇模型将水全部排出后,潜水艇模型在水中的深度不得超过此线。根据收集到的不同类型潜水艇的数据资料,同学们分析得出,该潜水艇模型在安全航行时,其最大载重量与潜水艇模型自身的质量及设计吃水深度有关。若潜水艇模型自身的质量为,体积为,在淡水中设计的吃水深度对应的排水量为,则潜水艇模型在测试盐水池中安全航行时,若潜水艇模型的吃水深度不变,则此时最多可额外承载___________的重物。现有、和三种规格的注射器,要使该潜水艇在盐水中在满载状态下悬浮,该模型所使用的注射器的规格至少是___________ml。(淡水的密度取;盐水的密度取)
【答案】(1)用注射器向潜水艇模型内打气
(2)B (3) ①. 通电导体有力 ②. 物体间力的作用是相互的
(4) ①. 300 ②. 200
【解析】
【小问1详解】
潜水艇通过改变自身重力实现浮沉。为了实现潜水艇的上浮,要排出水舱内的水以减小自身重力,需向水舱内充气,因此操作是用注射器向潜水艇模型内打气。
【小问2详解】
为提高稳定性需降低重心且使重力分布均匀。压载铁密度大应放在下方降低重心,浮力块密度小应放在上方,且两者需对称分布以保证重力均匀,图中B 选项符合要求。
【小问3详解】
电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用;螺旋桨推动液体向后,液体对螺旋桨产生向前的反作用力,利用了物体间力的作用是相互的。
【小问4详解】
根据密度公式 ,可得潜水艇模型在吃水线处的排开体积(即吃水体积)为
当潜水艇模型在盐水中安全航行且吃水深度不变时,其排开盐水的体积等于在淡水中的吃水体积,即
已知盐水的密度
此时潜水艇模型排开盐水的质量为
潜水艇模型在安全航行时处于漂浮状态,其总重力等于受到的浮力,即总质量等于排开液体的质量。设最多可额外承载的重物质量为 ,则有
则最多可额外承载的重物质量
潜水艇在盐水中满载悬浮时,处于完全浸没状态,排开盐水的体积等于自身总体积。此时浮力等于总重力,即排开盐水的质量等于潜水艇模型满载时总质量。
满载悬浮时排开盐水的质量
需要吸入盐水的质量
需要吸入盐水的体积
所以注射器规格至少为。
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