2026年山西省中考物理冲刺押题练习卷02
2026-05-23
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 中考复习-模拟预测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 山西省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.79 MB |
| 发布时间 | 2026-05-23 |
| 更新时间 | 2026-05-23 |
| 作者 | 景源数理知识驿站 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58004266.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
2026年山西中考物理押题卷,以新四大发明、无人机、青藏铁路热棒等真实情境为载体,通过选择、实验探究及综合应用题型,考查流体压强、电路分析、机械效率等知识,融合物理观念与科学探究素养。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|10/30|流体压强、平衡力、电路动态分析|结合“新四大发明”考流体压强,安全用电情境考家庭电路|
|实验与探究题|5/24|隔音材料效果探究、凸透镜成像、密度测量|制作隔音房间模型(科学探究),用光敏电阻设计监测电路(科学思维)|
|综合与应用题|7/26|水下机器人压强计算、智能温室湿度调控、浮标浮力分析|青藏铁路热棒物态变化(物理观念),电热毛巾架功率计算(能量观念)|
内容正文:
中考物理终极冲刺,全力以赴,备战中考!
2026年中考物理终极冲刺押题卷02
(山西专用)
(考试时间:80分钟,分值:80分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共10小题,每小题3分,共30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)
1.中国古代的“四大发明”:造纸术、指南针、火药和印刷术,影响了世界。现代的“新四大发明”:高铁、支付宝、共享单车和网购,改变了中国。如图所示,关于“新四大发明”,下列说法错误的是( )
A.图甲,高铁站台设置黄色安全线应用到的物理知识:流体在流速大的地方压强小
B.图乙,支付盒子静止在水平桌面上,它受到的重力和桌面对它的支持力是一对平衡力
C.图丙,共享单车的脚踏板上刻有凹凸不平的花纹是为了增大摩擦
D.图丁,行驶在平直路面的电动无人快递车关闭电源后会很快停下,说明物体的运动需要力来维持
2.“安全用电,珍爱生命”是每个公民应有的意识,下列做法不符合安全用电原则的是( )
A.图甲:使用测电笔时手指与金属笔尾接触 B.图乙:用湿抹布擦拭工作中的电子屏
C.图丙:家用电动车在规定的充电桩充电 D.图丁:在家庭电路中安装漏电保护器
3.如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,将滑动变阻器滑片从中点移到b端,此过程中( )
A.电流表A的示数变小,电压表的示数不变
B.电压表的示数与电流表A示数的比值不变
C.电压表的示数与电流表A示数的比值变大
D.电压表的示数变化量大于电压表的示数变化量
4.如图所示的电路中,定值电阻阻值。闭合开关S后,电阻两端的电压分别为,通过电阻的电流分别为,电流通过电阻做功的功率分别为;在相等的时间内,电流通过电阻做的功分别为。下列判断中正确的是( )
A. B. C. D.
5.东光县的错季大棚蔬菜丰富了群众的“菜篮子”。农民经常会采用补光的方式来增加光照时间和光照强度。如图是小明设计的监测光照强度的电路,电源电压不变,为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增强而减小,电流表示数达到时触发补光系统。当蔬菜大棚内光照变弱时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变大
B.电路消耗的电功率变小
C.电压表示数与电流表示数的比值会变小
D.换用阻值更小的,会在光照强度较强时触发补光系统
6.如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等,用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度。若G1=G2,所用竖直向上的拉力分别为F1和F2,拉力做功的功率分别为P1和P2,两装置的机械效率分别为η1和η2(忽略绳重和摩擦)。则下列选项正确的是( )
A.F1> F2 η1=η2 P1<P2 B.F1> F2 η1=η2 P1=P2
C.F1< F2 η1<η2 P1<P2 D.F1< F2 η1>η2 P1=P2
7.无人机航拍时为了保持实时拍摄的画面清晰,其自带的电子镜头在外界光线较强时会减小透光能力,在光线较弱时会增大透光能力。如图所示为无人机电子镜头自动控制电路示意图(电子镜头相当于电压表,图中未画出),电源电压恒定,为定值电阻,为光敏电阻,其阻值随外界光照强度的增加而减小。已知当光敏电阻在变化时,电子镜头两端的电压在3V~4V内变化,电子镜头的透光能力随电压的增大而增加。下列说法正确的是( )
A.外界光线越强,电路中的电流越小
B.电子镜头应接在间,与并联
C.电源电压为6V
D.光敏电阻均匀变化时,电子镜头两端电压也均匀变化
8.人类从未停止过对微观世界与宏观世界的探索,下列说法正确的是( )
A.破镜难以重圆说明了分子间有斥力
B.面包能够被压扁说明了分子间存在间隙
C.丝绸摩擦过的玻璃棒能够吸引碎纸屑说明了分子间有引力
D.通过气味能鉴别可乐和醋,说明了分子处在永不停息的无规则运动中
9.电工师傅常用一只额定电压为220V的灯泡L0(检验灯泡)取代保险丝来检查新安装的照明电路中每个支路的情况,如图所示。当S闭合后,再分别闭合S1、S2、S3(每次只能闭合其中之一)时,如果L0正常发光,说明该支路( )
A.正常 B.断路 C.短路 D.无法判断
10.如图所示家庭电路,开关闭合后,灯泡不发光。用测电笔接触a、b、c处,氖管均发光,接触d点时,氖管不发光。则电路故障可能是( )
A.灯泡断路 B.开关断路 C.cd间断路 D.进户中性线断路
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验与探究题(本大题共5个小题,11小题6分,12小题6分,13小题4分,14小题4分,15小题4分,共24分)
11.综合实践项目:制作隔音房间模型。
【项目分析】列出鞋盒、塑料盆、木箱这几种备选材料做房间模型;选一个噪声源,准备多种隔音材料。
【项目实施】步骤一:将噪声源放在房间模型内部,测量一次噪声强弱。
步骤二:小组合作,安装隔音材料。
步骤三:重复步骤一、通过实验,小组得到的数据如下表所示。
材料隔音效果测试表
材料名称
安装隔音材料前的声音强度
安装隔音材料后的声音强度
瓦楞纸
51
46
海绵
51
42
泡沫
51
47
【展示交流】
(1)从获取难度、可操作性等综合考虑,房间模型选择___________最合适,本实验的噪声源应该选择___________(选填“振动的音叉”或“循环播放闹铃的手机”);
(2)把材料裁剪好贴在房间模型内部,以下做法合理的是( )
A.仅贴在“房间”四面墙壁上
B.贴在“房间”四面墙壁和底面上
C.贴在“房间”四面墙壁、底面和顶面上
(3)为了实验结果更准确,在实验时使用的隔音材料厚度应该___________(选填“相同”或“不相同”);
(4)表中___________(选填“瓦楞纸”“海绵”或“泡沫”)的隔音效果最好。影响物体隔音性能因素多,生活中常用夹层抽成真空的双层玻璃隔音,这样能大大减弱噪声,其原因是___________。
12.小明利用如图所示器材探究“凸透镜成像规律”,操作如下:
(1)实验中凸透镜的焦距未知,小明同学先利用一束平行光测量凸透镜的焦距,如图甲所示,则该透镜的焦距是_____cm;
(2)图乙中光屏上出现了清晰的像后,如果用黑纸遮住光源的上半部分,则光源在光屏上的成像情况是_____(选填字母符号);
A.成完整的像,但像变暗 B.成F光源上半部分的像 C.成F光源下半部分的像
(3)图乙中光屏上出现了清晰的像,生活中利用这个成像特点制成了_____(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”),小明继续探索,让透镜位置保持不动,将光源和光屏的位置对调,对调后在光屏上_____(选填“能”或“不能”)看到F光源_____(选填“放大”或“缩小”)的像;
(4)图乙中光屏上出现了清晰的像后,小明同学将自己的远视眼镜放在透镜与光源之间,光屏上原来清晰的像变模糊了,保持凸透镜和光屏不动,F光源_____(选填“靠近”或“远离”)透镜,又能在光屏上看到发光体清晰的像。
13.小明想用天平(含砝码)、烧杯、量筒和水测量一块矿石的密度,具体过程如下:
(1)小明将托盘天平放在水平桌面上,将________移到标尺左端的零刻度线处,发现指针位置如图甲所示,他旋转天平横梁右侧________,使指针对准分度盘中央刻度线或在其左右等幅摆动;
(2)天平调平后,按图乙所示的方法来测量矿石的质量,他的错误操作是________;纠正错误后,当天平平衡时,右盘所加砝码和游码的位置如图21丙所示,则矿石的质量m为________g。
(3)由于矿石体积过大,无法直接用量筒测出,为测矿石体积,小明设计了两种方案。
【方案一】
A.量筒中加入体积为的水;
B.将矿石浸没在装有水的烧杯中(水未溢出),在水面的位置作标记;
C.取出矿石,用量筒向烧杯中加水,直到水面到达标记处,记录量筒内剩余水的体积V2。
【方案二】
A.往烧杯中加入适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量为;
B.将矿石浸没在水中(水未溢出),在水面的位置作标记;
C.取出矿石,向烧杯里加水,直到________,测得此时烧杯和水的质量为。
(4)两种测体积的方案中,误差较小的是第________种方案,该方案测得矿石的密度为________(用已知量和测量量表示,水的密度用表示);
14.实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。器材:小灯泡L(,额定功率约为0.8W)、电压为3V且保持不变的电源、标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物连接完整。(导线不允许交叉)(如图所示)
(2)①小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后。将滑动变阻器的滑片调至________处,再闭合开关,开始实验,目的是___________。
②正确操作后,继续实验的过程中,电压表指针出现如图乙所示的情况。经检查只有滑动变阻器发生故障,则故障可能是滑动变阻器__________。
(3)排除故障后,继续实验,获取实验数据。当电压表示数为2.5V时,电流表表盘如图丙所示为_____A,通过计算可知,小灯泡L的额定功率为_________W。
(4)小明找来了阻值为20Ω的定值电阻R0,按照图丁方案进行测量。小明____(选填“能”或“不能”)测出该小灯泡L的额定功率。依据是_________________。
15.青藏铁路在冻土区广泛使用热棒技术保护路基。热棒是密封金属管,内部装有液态工质,能自动把地下热量传到空气中,如图所示。
(1)热棒工作时,管内工质先在地下吸热,后在地面放热。工质发生了哪两种物态变化?
(2)为什么热棒上端的散热片做成如图所示的翅片状?
三.综合与应用题(本题共7个小题,16小题4分,17小题2分,18小题4分,19小题4分,20、21题各6分,共26分)
16.小亮记录了如下错题,请你帮他找出错误之处,分析错因并写出正确的解答过程。
错题记录
错题改正
如图是一种湿度测试仪的电路,R0为定值电阻,R为湿敏元件(阻值随湿度增大而减小,电路图符号)电源电压恒定,闭合开关S,当环境湿度增大时,分析说明电压表和电流表示数变化。
解:由图可知,闭合开关S,R和R0并联接入电路,电流表测量干路电流,电压表测量R两端电压,当环境湿度增大时,R的电阻变小,R两端的电压变小,即电压表示数变小,电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即示数变大。
错误之处:______
错因分析:_____
正确解答:______
根据要求填写:
(1)错误之处:______
(2)错因分析:______
(3)正确解答:______
17.如图,小明通过镜子,看到了挡板前的小凯,请用平面镜成像原理,作图找出小凯的位置,并补充完整光路图。
18.珊瑚礁被誉为“海洋的热带雨林”,是海洋生物多样性最丰富的生态系统之一。科研人员准备利用图所示水下机器人,对某海域的珊瑚礁进行“体检”,该机器人的部分性能参数如下表。
性能指标
参数
电池容量
最大航行速度
最大下潜深度
(一)出海准备
出发前,科研人员会给水下机器人设定两条规则,确保机器人安全顺利地完成任务。
规则一:下潜时,不能超过最大下潜深度;
规则二:电池电量剩余20%时,强制返航。
(1)下潜深度最大时,机器人承受的海水压强约为______。(取,g取)
(2)强制返航时,机器人电池剩余的电量为_____J。
(二)水下巡航
机器人被放入海中后,会先启动相机和导航系统,再沿着预设路线巡航。巡航时,每个推进器都可以独立工作,通过声呐发射和接收超声波判断障碍物的位置和距离,辅助机器人在作业时避障。为拍摄到清晰的珊瑚特写,水下机器人搭载了高精度的光学相机。
(3)拍摄时,珊瑚在相机感光元件上成倒立、_____的实像。
(4)各推进器之间是_____联的。
(5)当机器人需要前进时,水平推进器将水向______(选填“前”或“后”)推。
(6)机器人以最大速度航行,通过的路程是______m。
(7)在生产生活中,超声波还可以用来___________。(请举出一例)
(8)推进器工作时,将电能主要转化为_____能。
(三)图像处理与成果分析
水下机器人带着照片返航后,科研人员把二维照片进行三维建模,再通过珊瑚模型对海洋环境进行评估。珊瑚模型的投影面积是评估的关键数据,投影面积指光垂直照射时阴影部分的面积。图1珊瑚模型是科研人员按照某株珊瑚打印出来的,模型按的比例尺制作。图2阴影部分是该珊瑚模型的投影。方格纸每个小格的面积是(不满一格时,大于或等于半格的算一格,小于半格的都不算)。
(9)这株珊瑚的投影面积是______。
19.阅读材料,回答问题。
智能温室湿度调控系统
智慧农业生态园里的智能温室,采用湿度自动调控电路来精准调控作物生长环境,同时提升种植效率与农产品品质。如图甲所示,是某智能温室的湿度自动调控电路,分为工作电路和控制电路。已知电源、定值电阻。电磁铁磁性强弱决定衔铁的切换。图乙是湿敏电阻的阻值随相对湿度(空气中含有水蒸气的百分比)变化的图像。图丙为该智能温室喷水系统断续工作的模拟电路,由定值电阻和电子元件串联组成,、两端输入周期性电压;图丁是工作电路中某部分电压随时间变化的图像。
(1)当控制电路中的电流增大到一定程度时,衔铁会被吸引,__________系统工作。此时电磁铁的上端为___________极。
(2)如果花棚的湿度小于50%时喷雾系统启动,则控制电路的启动电流为__________A。当使用时间长以后,控制电路的电压会降低,这时花棚所控制的最高湿度会_________(选填“上升”“下降”或“不变”)。
(3)已知喷水模拟电路中,当时,电子元件两端电压;当时,保持8 V不变。则时电阻的电功率为__________W。当的电功率满足时,水泵启动喷水,该电路工作15 min,喷水时间共为______________s。
20.海洋浮标作为海洋上的自动观测站,能够长期、连续、实时地收集和传输海洋环境数据。图甲是中科院研制的“合作者号”锚定式浮标(定点浮标),搭载太阳能和海波能双供电系统;图乙是我国710研究所研制的“HM2000”剖面漂流浮标,最大工作深度2000m,可随洋流漂移,用于监测远海、深海环境。
(1)“合作者号”空载质量9t,将其底座视作一个底面积8m2的圆柱体,求“合作者号”空载漂浮于海面时,海水对其底部的压强。(,)
(2)如图丙,“HM2000”型剖面式漂流浮标工作时,先下潜至1000m深度,定深漂移至预设位置,再下潜至最大工作深度,随后在上浮过程中利用搭载的仪器采集数据。这类浮标是通过抗压设备舱中的液压装置调节油囊中硅油的质量使油囊体积变化,实现浮标的沉浮。“HM2000”型浮标总质量m=42kg,液压装置调节薄壁油囊中硅油体积时,浮标刚好浸没。将油囊中的硅油逐步“抽”回设备舱,油囊体积减小,浮标下潜。求该浮标在水下1000m悬浮时,油囊对其上方设备舱的作用力。(已知硅油密度,海面处海水密度,海水密度随水深h变化关系为,常数,,忽略海水扰动因素。)
(3)根据第(2)问中的说明,在浮标由刚好浸没匀速下潜至2000m深的过程中,求浮标下潜深度h与油囊体积V之间的关系式。(结果用k、m、V₀、、V表示)。
21.图甲为电热毛巾架,额定电压为220V。该毛巾架通过智能系统能够实现高温、低温挡自动切换。图乙为其内部电路原理图,和都为发热电阻丝;图丙为该毛巾架正常工作20min时电流随时间变化的图像。求:
(1)低温挡的功率;
(2)发热电阻丝的电阻;
(3)毛巾架工作20min消耗的电能。
试卷第1页,共3页
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$中考物理终极冲刺,全力以赴,备战中考!
2026年中考物理终极冲刺押题卷02
(山西专用)
(考试时间:80分钟,分值:80分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共10小题,每小题3分,共30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)
1.中国古代的“四大发明”:造纸术、指南针、火药和印刷术,影响了世界。现代的“新四大发明”:高铁、支付宝、共享单车和网购,改变了中国。如图所示,关于“新四大发明”,下列说法错误的是( )
A.图甲,高铁站台设置黄色安全线应用到的物理知识:流体在流速大的地方压强小
B.图乙,支付盒子静止在水平桌面上,它受到的重力和桌面对它的支持力是一对平衡力
C.图丙,共享单车的脚踏板上刻有凹凸不平的花纹是为了增大摩擦
D.图丁,行驶在平直路面的电动无人快递车关闭电源后会很快停下,说明物体的运动需要力来维持
【答案】D
【详解】A.高铁进站时,列车周围空气流速大、压强小,人站太近会被外侧大气压推向列车,黄色安全线的设置利用了“流体在流速大的地方压强小”的规律,故A正确,不符合题意;
B.支付盒子静止在水平桌面,它受到的重力和桌面对它的支持力满足“大小相等、方向相反、作用在同一物体、同一直线”,是一对平衡力,故B正确,不符合题意;
C.共享单车脚踏板的凹凸花纹,是在压力一定时,通过增大接触面粗糙程度增大摩擦,故C正确,不符合题意;
D.快递车关闭电源后很快停下,是因为阻力改变了它的运动状态;力是改变物体运动状态的原因,物体的运动不需要力来维持,故D错误,符合题意。
故选D。
2.“安全用电,珍爱生命”是每个公民应有的意识,下列做法不符合安全用电原则的是( )
A.图甲:使用测电笔时手指与金属笔尾接触 B.图乙:用湿抹布擦拭工作中的电子屏
C.图丙:家用电动车在规定的充电桩充电 D.图丁:在家庭电路中安装漏电保护器
【答案】B
【详解】A.使用测电笔时,手指必须与金属笔尾接触,这样才能形成回路,正确判断火线和零线,符合安全用电原则,故A不符合题意;
B.湿抹布含有水分,水是导体,用它擦拭工作中的电子屏,极易引发触电事故或设备短路,不符合安全用电原则,故B符合题意;
C.家用电动车在规定的充电桩充电,能避免私拉电线、过载等风险,符合安全用电原则,故C不符合题意;
D.在家庭电路中安装漏电保护器,可在发生漏电时迅速切断电源,保护人身安全,符合安全用电原则,故D不符合题意。
故选B。
3.如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,将滑动变阻器滑片从中点移到b端,此过程中( )
A.电流表A的示数变小,电压表的示数不变
B.电压表的示数与电流表A示数的比值不变
C.电压表的示数与电流表A示数的比值变大
D.电压表的示数变化量大于电压表的示数变化量
【答案】D
【详解】A.由电路图可知,、、串联,电压表测量、的总电压,电压表测量、的总电压,电流表测量电路中的电流。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从中点移到b端,根据欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路中的电阻增大,电路中的电流变小。由分压原理可知,滑动变阻器分得的电压变大,、分得的电压变小,电压表示数变小,故A不符合题意;
B.根据欧姆定律可知,电压表的示数与电流表A示数的比值等于、接入电路中的电阻之和,其值变大,故B不符合题意;
C.电压表的示数与电流表A示数的比值等于、的电阻之和,其值不变,故C不符合题意;
D.电压表的示数变化量等于两端电压的变化量,电压表示数的变化量等于两端电压的变化量,又因为两端电压的变化量等于、两端电压的变化量之和,则两端电压的变化量大于两端电压的变化量,即电压表的示数变化量大于电压表的示数变化量,故D符合题意。
故选D。
4.如图所示的电路中,定值电阻阻值。闭合开关S后,电阻两端的电压分别为,通过电阻的电流分别为,电流通过电阻做功的功率分别为;在相等的时间内,电流通过电阻做的功分别为。下列判断中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由图可知与并联,根据并联电路特点,各支路两端电压相等,都等于电源电压U,即
根据欧姆定律,通过电阻的电流
通过电阻的电流
由,可得
根据功率公式,可得,,则
根据电功公式,时间相同,可得,,则
故BCD错误,A正确。
故选A。
5.东光县的错季大棚蔬菜丰富了群众的“菜篮子”。农民经常会采用补光的方式来增加光照时间和光照强度。如图是小明设计的监测光照强度的电路,电源电压不变,为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增强而减小,电流表示数达到时触发补光系统。当蔬菜大棚内光照变弱时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变大
B.电路消耗的电功率变小
C.电压表示数与电流表示数的比值会变小
D.换用阻值更小的,会在光照强度较强时触发补光系统
【答案】B
【详解】光敏电阻与定值电阻并联,电压表测电源电压,电流表测干路电流。已知的阻值随光照强度增强而减小,当光照变弱时,的阻值变大。
A.并联电路各支路电压等于电源电压,是定值电阻,因此通过的电流不变;R阻值变大,由得,通过的电流减小。干路电流等于两支路电流之和,因此干路电流减小,电流表示数变小,故A错误;
B.电路总功率,电源电压不变,干路电流变小,因此总功率变小,故B正确;
C. 电压表示数等于电源电压,始终不变;电流表示数变小,因此(即电路总电阻)的比值变大,故C错误;
D. 触发条件是干路电流,整理得,即。换用更小的后,变大,触发时更小,即更大;越大对应光照越弱,因此换更小的会在光照更弱时触发补光,而非光照较强时,故D错误。
故选B。
6.如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等,用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度。若G1=G2,所用竖直向上的拉力分别为F1和F2,拉力做功的功率分别为P1和P2,两装置的机械效率分别为η1和η2(忽略绳重和摩擦)。则下列选项正确的是( )
A.F1> F2 η1=η2 P1<P2 B.F1> F2 η1=η2 P1=P2
C.F1< F2 η1<η2 P1<P2 D.F1< F2 η1>η2 P1=P2
【答案】B
【详解】不计绳重和摩擦,拉力公式
由图可知:甲的绳子段数,乙的绳子段数。 已知,动滑轮重力相等,因此,
可得
有用功,,提升高度相同,因此两次的有用功相等。 额外功是提升动滑轮做的功,动滑轮重力、提升高度都相同,因此额外功相等
总功
因此总功相等,根据机械效率公式可得
已知提升时间相同,总功相等,根据功率公式,可得
综上,,,,故B正确,ACD错误。
故选B。
7.无人机航拍时为了保持实时拍摄的画面清晰,其自带的电子镜头在外界光线较强时会减小透光能力,在光线较弱时会增大透光能力。如图所示为无人机电子镜头自动控制电路示意图(电子镜头相当于电压表,图中未画出),电源电压恒定,为定值电阻,为光敏电阻,其阻值随外界光照强度的增加而减小。已知当光敏电阻在变化时,电子镜头两端的电压在3V~4V内变化,电子镜头的透光能力随电压的增大而增加。下列说法正确的是( )
A.外界光线越强,电路中的电流越小
B.电子镜头应接在间,与并联
C.电源电压为6V
D.光敏电阻均匀变化时,电子镜头两端电压也均匀变化
【答案】C
【详解】A.已知光敏电阻的阻值随外界光照强度的增加而减小,当外界光线越强时,光敏电阻的阻值越小。在串联电路中,总电阻
根据欧姆定律可知,电路中的电流会越大,故A错误;
B.因为电子镜头的透光能力随电压的增大而增加,外界光线较强时,电子镜头应减小透光能力,即减小受控电压,此时所并联的电阻应减小;又因为光敏电阻的阻值随受光强度的增加而减少,所以电子镜头应与光敏电阻并联,即接在间,而不是与并联,故B错误;
C.设电源电压为,当光敏电阻时,电子镜头两端电压,此时电路中的电流
则两端电压
根据欧姆定律可得①
当光敏电阻时,电子镜头两端电压,此时电路中的电流
则两端电压
根据欧姆定律可得②
由于的阻值不变,结合①②可得
解得电源电压,故C正确;
D.设电子镜头两端电压为,电路中的电流为,根据串联电路特点和欧姆定律可得
与不是线性关系,所以当光敏电阻均匀变化时,电子镜头两端电压不会均匀变化,故D错误。
故选C。
8.人类从未停止过对微观世界与宏观世界的探索,下列说法正确的是( )
A.破镜难以重圆说明了分子间有斥力
B.面包能够被压扁说明了分子间存在间隙
C.丝绸摩擦过的玻璃棒能够吸引碎纸屑说明了分子间有引力
D.通过气味能鉴别可乐和醋,说明了分子处在永不停息的无规则运动中
【答案】D
【详解】A.破镜难以重圆是因为分子间距离过大,分子间作用力可以忽略,不是分子间有斥力,故A错误;
B.面包被压扁是因为面包内部存在大量的气孔,这些气孔是制作面包过程中形成的,并非分子间存在间隙,故B错误;
C.丝绸摩擦过的玻璃棒能够吸引碎纸屑是因为玻璃棒与丝绸摩擦后带上了电荷,带电体具有吸引轻小物体的性质,这是静电现象,与分子间有引力无关,故C错误;
D.通过气味能鉴别可乐和醋,是因为构成这些物质的分子在不断运动,与人的嗅觉细胞接触,使人闻到不同的气味,说明了分子处在永不停息的无规则运动中,故D正确。
故选 D。
9.电工师傅常用一只额定电压为220V的灯泡L0(检验灯泡)取代保险丝来检查新安装的照明电路中每个支路的情况,如图所示。当S闭合后,再分别闭合S1、S2、S3(每次只能闭合其中之一)时,如果L0正常发光,说明该支路( )
A.正常 B.断路 C.短路 D.无法判断
【答案】C
【详解】当闭合后,再分别闭合、、(每次只能闭合其中之一)时,检验灯泡与所测支路中的灯泡处于串联状态。家庭电路电压是,灯泡只有在额定电压下才会正常发光。如果正常发光,说明两端电压为,即检验灯得到了的额定电压,这意味着该支路发生了短路,使得检验灯直接接在电源两端。
故选C。
10.如图所示家庭电路,开关闭合后,灯泡不发光。用测电笔接触a、b、c处,氖管均发光,接触d点时,氖管不发光。则电路故障可能是( )
A.灯泡断路 B.开关断路 C.cd间断路 D.进户中性线断路
【答案】C
【详解】家庭电路中,开关闭合后,测电笔接触a、b、c处,氖管均发光,说明a、b、c与相线连通, 测电笔接触d时,氖管不发光,说明d点与相线断开,即cd之间出现断路,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验与探究题(本大题共5个小题,11小题6分,12小题6分,13小题4分,14小题4分,15小题4分,共24分)
11.综合实践项目:制作隔音房间模型。
【项目分析】列出鞋盒、塑料盆、木箱这几种备选材料做房间模型;选一个噪声源,准备多种隔音材料。
【项目实施】步骤一:将噪声源放在房间模型内部,测量一次噪声强弱。
步骤二:小组合作,安装隔音材料。
步骤三:重复步骤一、通过实验,小组得到的数据如下表所示。
材料隔音效果测试表
材料名称
安装隔音材料前的声音强度
安装隔音材料后的声音强度
瓦楞纸
51
46
海绵
51
42
泡沫
51
47
【展示交流】
(1)从获取难度、可操作性等综合考虑,房间模型选择___________最合适,本实验的噪声源应该选择___________(选填“振动的音叉”或“循环播放闹铃的手机”);
(2)把材料裁剪好贴在房间模型内部,以下做法合理的是( )
A.仅贴在“房间”四面墙壁上
B.贴在“房间”四面墙壁和底面上
C.贴在“房间”四面墙壁、底面和顶面上
(3)为了实验结果更准确,在实验时使用的隔音材料厚度应该___________(选填“相同”或“不相同”);
(4)表中___________(选填“瓦楞纸”“海绵”或“泡沫”)的隔音效果最好。影响物体隔音性能因素多,生活中常用夹层抽成真空的双层玻璃隔音,这样能大大减弱噪声,其原因是___________。
【答案】(1) 鞋盒 循环播放闹铃的手机
(2)C
(3)相同
(4) 海绵 声音不能在真空中传播
【详解】(1)[1]列出鞋盒、塑料盆、木箱这几种备选材料做房间模型,鞋盒生活中常见,且材质较易裁剪和粘贴隔音材料,可操作性强,故选择鞋盒。
[2]振动的音叉发声时间短,且声音逐渐减弱,难以持续稳定地提供噪声;循环播放闹铃的手机能持续发出稳定的声音,更适合作为实验的噪声源,故选择循环播放闹铃的手机。
(2)“房间”四面墙壁、底面和顶面上都可能成为声音传播的途径,仅贴部分位置会导致声音从未贴材料的部分传出,影响隔音效果的测量,因此合理的做法是将材料贴在“房间”四面墙壁、底面和顶面上,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)为了实验结果更准确,避免隔音材料的厚度对实验的影响,在实验时使用的隔音材料厚度应该相同。
(4)[1]由表中数据得,使用海绵作为隔音材料,噪声强度减弱最多,则海绵的隔音效果最好。
[2]声音的传播需要介质,声音不能在真空中传播,抽成真空的双层玻璃中间没有传播声音的介质,能大大减弱噪声的传播。
12.小明利用如图所示器材探究“凸透镜成像规律”,操作如下:
(1)实验中凸透镜的焦距未知,小明同学先利用一束平行光测量凸透镜的焦距,如图甲所示,则该透镜的焦距是_____cm;
(2)图乙中光屏上出现了清晰的像后,如果用黑纸遮住光源的上半部分,则光源在光屏上的成像情况是_____(选填字母符号);
A.成完整的像,但像变暗 B.成F光源上半部分的像 C.成F光源下半部分的像
(3)图乙中光屏上出现了清晰的像,生活中利用这个成像特点制成了_____(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”),小明继续探索,让透镜位置保持不动,将光源和光屏的位置对调,对调后在光屏上_____(选填“能”或“不能”)看到F光源_____(选填“放大”或“缩小”)的像;
(4)图乙中光屏上出现了清晰的像后,小明同学将自己的远视眼镜放在透镜与光源之间,光屏上原来清晰的像变模糊了,保持凸透镜和光屏不动,F光源_____(选填“靠近”或“远离”)透镜,又能在光屏上看到发光体清晰的像。
【答案】(1)12.0
(2)C
(3) 照相机 能 放大
(4)靠近
【详解】(1)平行光经过凸透镜折射后会聚在主光轴上一点,该点就是凸透镜的焦点,由图甲可知,刻度尺的分度值为1cm,则凸透镜的焦距为
(2)凸透镜成实像时,所有透过透镜的光会聚在光屏上成像,当用黑纸遮住光源的上半部分,只有光源的下半部分发出的光可以通过凸透镜会聚成像,像的形状与光源下半部分相同,即光屏上的成像是光源下半部分的像,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(3)[1]由图乙可知,物距,大于凸透镜的二倍焦距,由凸透镜成像规律可知,成倒立、缩小的实像,照相机就是利用这一成像原理工作的。
[2][3]让透镜位置保持不动,将光源和光屏的位置对调,此时物距是原来的像距,即,在一倍焦距和二倍焦距之间,根据光路的可逆性以及凸透镜成像特点可知,在光屏上能看到F光源倒立、放大的像。
(4)远视眼镜是凸透镜,对光有会聚作用,将远视眼镜放在透镜与光源之间,使光提前会聚,像靠近凸透镜;现保持凸透镜和光屏不动,根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”可知,需要减小物距,才能增大像距,使像向右移动重新成在光屏上,故F光源应靠近透镜。
13.小明想用天平(含砝码)、烧杯、量筒和水测量一块矿石的密度,具体过程如下:
(1)小明将托盘天平放在水平桌面上,将________移到标尺左端的零刻度线处,发现指针位置如图甲所示,他旋转天平横梁右侧________,使指针对准分度盘中央刻度线或在其左右等幅摆动;
(2)天平调平后,按图乙所示的方法来测量矿石的质量,他的错误操作是________;纠正错误后,当天平平衡时,右盘所加砝码和游码的位置如图21丙所示,则矿石的质量m为________g。
(3)由于矿石体积过大,无法直接用量筒测出,为测矿石体积,小明设计了两种方案。
【方案一】
A.量筒中加入体积为的水;
B.将矿石浸没在装有水的烧杯中(水未溢出),在水面的位置作标记;
C.取出矿石,用量筒向烧杯中加水,直到水面到达标记处,记录量筒内剩余水的体积V2。
【方案二】
A.往烧杯中加入适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量为;
B.将矿石浸没在水中(水未溢出),在水面的位置作标记;
C.取出矿石,向烧杯里加水,直到________,测得此时烧杯和水的质量为。
(4)两种测体积的方案中,误差较小的是第________种方案,该方案测得矿石的密度为________(用已知量和测量量表示,水的密度用表示);
【答案】(1) 游码 平衡螺母
(2) 用手直接拿砝码 68
(3)水面到达标记处
(4) 二
【详解】(1)[1][2]使用天平前,先将天平放在水平桌面上,把游码移到标尺左端零刻度线处,如图甲,天平未平衡,应再调节横梁右端的平衡螺母,使横梁平衡。
(2)[1]砝码需要用镊子夹取,防止手上汗液腐蚀砝码影响精度,图中错误为用手直接拿砝码。
[2]如图丙,标尺分度值为0.2g,游码读数为3g,矿石的质量为
(3)方案二利用等效替代,取出矿石后加水至水面到达标记处,保证加入水的体积等于矿石体积。
(4)[1]方案一中取出矿石时,矿石表面会沾有水,导致测得体积偏大,误差更大;方案二中矿石沾水不影响最终测量结果,误差更小。
[2]方案二中,加入水的质量为,矿石体积等于加入水的体积为,因此矿石密度为
14.实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。器材:小灯泡L(,额定功率约为0.8W)、电压为3V且保持不变的电源、标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物连接完整。(导线不允许交叉)(如图所示)
(2)①小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后。将滑动变阻器的滑片调至________处,再闭合开关,开始实验,目的是___________。
②正确操作后,继续实验的过程中,电压表指针出现如图乙所示的情况。经检查只有滑动变阻器发生故障,则故障可能是滑动变阻器__________。
(3)排除故障后,继续实验,获取实验数据。当电压表示数为2.5V时,电流表表盘如图丙所示为_____A,通过计算可知,小灯泡L的额定功率为_________W。
(4)小明找来了阻值为20Ω的定值电阻R0,按照图丁方案进行测量。小明____(选填“能”或“不能”)测出该小灯泡L的额定功率。依据是_________________。
【答案】(1)
(2) 阻值最大 保护电路,防止电流过大烧坏灯泡 断路
(3) 0.3 0.75
(4) 不能 灯泡正常发光时,R0两端电压为
R0两端电压大于电源电压
【详解】(1)小灯泡额定电流约为
故电流表选用小量程与开关串联在电路中,如下图所示:
(2)[1][2]为了保护电路,防止电流过大烧坏灯泡,故闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处。
[3]正确操作后,继续实验的过程中,电压表指针出现如图乙所示的情况,即电压表示数为0,电压表与电源没有连通,经检查只有滑动变阻器发生故障,则故障可能是滑动变阻器断路,导致整个电路断路。
(3)[1][2]当电压表示数为2.5V时,由图甲可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A。由图丙所示,电流的示数为0.3A,小灯泡L的额定功率为
(4)[1][2]若小灯泡L正常发光时,额定电流为0.3A;若定值电阻R0阻值为20Ω,则灯泡正常发光时,R0两端电压为
R0两端电压大于电源电压,不能满足要求,所以不能。
15.青藏铁路在冻土区广泛使用热棒技术保护路基。热棒是密封金属管,内部装有液态工质,能自动把地下热量传到空气中,如图所示。
(1)热棒工作时,管内工质先在地下吸热,后在地面放热。工质发生了哪两种物态变化?
(2)为什么热棒上端的散热片做成如图所示的翅片状?
【答案】(1)工质先汽化,再液化
(2)增大散热面积,加快散热
【详解】(1)管内的液态工质先在地下吸热,由液态转化为气态,发生汽化现象;随后气态工质上升,在地面放热,由气态重新转化为液态,发生液化现象。
(2)热棒上端的散热片做成翅片状,是为了有效增大散热片与周围空气的接触面积。在其他条件相同时,接触面积越大散热越快,从而能更高效地把地下热量传到空气中。
三.综合与应用题(本题共7个小题,16小题4分,17小题2分,18小题4分,19小题4分,20、21题各6分,共26分)
16.小亮记录了如下错题,请你帮他找出错误之处,分析错因并写出正确的解答过程。
错题记录
错题改正
如图是一种湿度测试仪的电路,R0为定值电阻,R为湿敏元件(阻值随湿度增大而减小,电路图符号)电源电压恒定,闭合开关S,当环境湿度增大时,分析说明电压表和电流表示数变化。
解:由图可知,闭合开关S,R和R0并联接入电路,电流表测量干路电流,电压表测量R两端电压,当环境湿度增大时,R的电阻变小,R两端的电压变小,即电压表示数变小,电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即示数变大。
错误之处:______
错因分析:_____
正确解答:______
根据要求填写:
(1)错误之处:______
(2)错因分析:______
(3)正确解答:______
【答案】(1)电压表示数变化判断错误
(2)并联电路电压特点未掌握
(3)两电阻并联,两端电压相等且等于电源电压,电源电压恒定,故电压表示数不变.当环境湿度增大时,R的电阻变小,电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即示数变大
【详解】(1)略
(2)略
(3)略
17.如图,小明通过镜子,看到了挡板前的小凯,请用平面镜成像原理,作图找出小凯的位置,并补充完整光路图。
【答案】
【详解】根据平面镜成像特点,像与物关于平面镜对称。所以将反射光线AB、CD反向延长,它们的交点即为小凯在平面镜中的像点S’。因为像与物关于平面镜对称,所以作出像点S'关于平面镜的对称点S,S就是小凯的位置。连接S与反射点A、S与反射点C,得到入射光线SA、SC,这样就补充完整了光路图。如图:
18.珊瑚礁被誉为“海洋的热带雨林”,是海洋生物多样性最丰富的生态系统之一。科研人员准备利用图所示水下机器人,对某海域的珊瑚礁进行“体检”,该机器人的部分性能参数如下表。
性能指标
参数
电池容量
最大航行速度
最大下潜深度
(一)出海准备
出发前,科研人员会给水下机器人设定两条规则,确保机器人安全顺利地完成任务。
规则一:下潜时,不能超过最大下潜深度;
规则二:电池电量剩余20%时,强制返航。
(1)下潜深度最大时,机器人承受的海水压强约为______。(取,g取)
(2)强制返航时,机器人电池剩余的电量为_____J。
(二)水下巡航
机器人被放入海中后,会先启动相机和导航系统,再沿着预设路线巡航。巡航时,每个推进器都可以独立工作,通过声呐发射和接收超声波判断障碍物的位置和距离,辅助机器人在作业时避障。为拍摄到清晰的珊瑚特写,水下机器人搭载了高精度的光学相机。
(3)拍摄时,珊瑚在相机感光元件上成倒立、_____的实像。
(4)各推进器之间是_____联的。
(5)当机器人需要前进时,水平推进器将水向______(选填“前”或“后”)推。
(6)机器人以最大速度航行,通过的路程是______m。
(7)在生产生活中,超声波还可以用来___________。(请举出一例)
(8)推进器工作时,将电能主要转化为_____能。
(三)图像处理与成果分析
水下机器人带着照片返航后,科研人员把二维照片进行三维建模,再通过珊瑚模型对海洋环境进行评估。珊瑚模型的投影面积是评估的关键数据,投影面积指光垂直照射时阴影部分的面积。图1珊瑚模型是科研人员按照某株珊瑚打印出来的,模型按的比例尺制作。图2阴影部分是该珊瑚模型的投影。方格纸每个小格的面积是(不满一格时,大于或等于半格的算一格,小于半格的都不算)。
(9)这株珊瑚的投影面积是______。
【答案】(1)
(2)
(3)缩小
(4)并
(5)后
(6)20
(7)清洗眼镜
(8)机械
(9)6800
【详解】(1)机器人下潜的最大深度为,下潜深度最大时,机器人承受的海水压强约为
(2)电池容量即电池储存的能量,为
强制返航时,电池电量剩余20%,电池剩余的电量为
(3)根据凸透镜成像规律可知,光学照相机在拍摄时,珊瑚在相机感光元件上成倒立、缩小的实像。
(4)巡航时,每个推进器都可以独立工作,互不影响,是并联关系。
(5)物体间力的作用是相互的,当水平推进器向后推水时,水会对机器人产生向前的力,使机器人向前运动。
(6)机器人的最大航行速度为2m/s,机器人以最大速度航行,通过的路程是
(7)超声波能传递能量,所以利用超声波可以清洗眼镜,去除眼镜上的污垢。
(8)推进器工作时,消耗电能,使机器人前进,从而获得机械能,所以推进器工作时将电能主要转化为机械能。
(9)根据计数规则,方格纸上共有68个小格,每个小格的面积是,模型面积为
模型按的比例尺制作,则面积比等于长度比例的平方,即,则实际珊瑚的投影面积为
19.阅读材料,回答问题。
智能温室湿度调控系统
智慧农业生态园里的智能温室,采用湿度自动调控电路来精准调控作物生长环境,同时提升种植效率与农产品品质。如图甲所示,是某智能温室的湿度自动调控电路,分为工作电路和控制电路。已知电源、定值电阻。电磁铁磁性强弱决定衔铁的切换。图乙是湿敏电阻的阻值随相对湿度(空气中含有水蒸气的百分比)变化的图像。图丙为该智能温室喷水系统断续工作的模拟电路,由定值电阻和电子元件串联组成,、两端输入周期性电压;图丁是工作电路中某部分电压随时间变化的图像。
(1)当控制电路中的电流增大到一定程度时,衔铁会被吸引,__________系统工作。此时电磁铁的上端为___________极。
(2)如果花棚的湿度小于50%时喷雾系统启动,则控制电路的启动电流为__________A。当使用时间长以后,控制电路的电压会降低,这时花棚所控制的最高湿度会_________(选填“上升”“下降”或“不变”)。
(3)已知喷水模拟电路中,当时,电子元件两端电压;当时,保持8 V不变。则时电阻的电功率为__________W。当的电功率满足时,水泵启动喷水,该电路工作15 min,喷水时间共为______________s。
【答案】(1) 喷雾 S
(2) 上升
(3)
【详解】(1)[1]当控制电路电流增大,电磁铁磁性增强,衔铁被吸下后,工作电路中喷雾系统的电路接通,因此喷雾系统工作。
[2]根据安培定则:电流从电磁铁下端流入,右手握住螺线管,四指沿电流方向,大拇指指向下端(N极),因此电磁铁上端为S极。
(2)[1]由图乙可知,湿度为50%时,湿敏电阻;控制电路总电阻
根据欧姆定律
即启动电流为。
[2]电磁铁吸下衔铁需要的临界电流不变,当控制电路电压降低后,根据,要达到临界电流,总电阻需要更小,因此湿敏电阻需要更小;由图乙可知,湿敏电阻越小,对应相对湿度越大,因此花棚所控制的最高湿度会上升。
(3)[1] 由图丁可知,时
因此保持不变,定值电阻两端电压
根据电功率公式
即此时电阻功率为。
[2] 当时,由得两端最小电压
此时
即时水泵喷水。
由图丁可知,的周期为,一个周期内,的总时间为。电路工作
共包含周期的个数为
因此总喷水时间为
20.海洋浮标作为海洋上的自动观测站,能够长期、连续、实时地收集和传输海洋环境数据。图甲是中科院研制的“合作者号”锚定式浮标(定点浮标),搭载太阳能和海波能双供电系统;图乙是我国710研究所研制的“HM2000”剖面漂流浮标,最大工作深度2000m,可随洋流漂移,用于监测远海、深海环境。
(1)“合作者号”空载质量9t,将其底座视作一个底面积8m2的圆柱体,求“合作者号”空载漂浮于海面时,海水对其底部的压强。(,)
(2)如图丙,“HM2000”型剖面式漂流浮标工作时,先下潜至1000m深度,定深漂移至预设位置,再下潜至最大工作深度,随后在上浮过程中利用搭载的仪器采集数据。这类浮标是通过抗压设备舱中的液压装置调节油囊中硅油的质量使油囊体积变化,实现浮标的沉浮。“HM2000”型浮标总质量m=42kg,液压装置调节薄壁油囊中硅油体积时,浮标刚好浸没。将油囊中的硅油逐步“抽”回设备舱,油囊体积减小,浮标下潜。求该浮标在水下1000m悬浮时,油囊对其上方设备舱的作用力。(已知硅油密度,海面处海水密度,海水密度随水深h变化关系为,常数,,忽略海水扰动因素。)
(3)根据第(2)问中的说明,在浮标由刚好浸没匀速下潜至2000m深的过程中,求浮标下潜深度h与油囊体积V之间的关系式。(结果用k、m、V₀、、V表示)。
【答案】(1)
(2)
20N
(3)
【分析】(1)浮标空载漂浮,浮力等于重力;因为浮力等于海水对底部的压力,所以可先求出压力,再根据压强公式计算海水对底部的压强。
(2)浮标悬浮,浮力等于浮标总重力;先根据海水密度随深度的变化公式求出1000m处的海水密度,再计算此时浮标受到的浮力;对油囊进行受力分析,结合浮力、重力的关系,求出油囊对设备舱的作用力。
(3)浮标匀速下潜时受力平衡,浮力等于总重力;先根据海水密度公式写出深度处的海水密度,再结合阿基米德原理、总重力的表达式,推导出与的关系式。
【详解】(1)由题意得,浮标空载漂浮,浮力等于总重力,即
漂浮时浮标顶部不受海水压力,浮力等于海水对浮标底部的压力,即
则海水对其底部的压强为
(2)设浮标的设备舱体积为,设备舱体积不变,仅油囊体积改变。海面刚好浸没时,浮力等于总重力,平衡条件为
化简代入数据得设备舱体积
处的海水密度为
1000m深度悬浮时,浮力等于总重力,平衡条件为
此时油囊体积为
对油囊受力分析:油囊受向上的浮力、向下的重力,平衡时满足,其中
解得设备舱对油囊的作用力
根据力的作用是相互的,油囊对设备舱的作用力大小为。
(3)浮标匀速下潜,受力平衡,浮力等于总重力,即
将代入上式解得
21.图甲为电热毛巾架,额定电压为220V。该毛巾架通过智能系统能够实现高温、低温挡自动切换。图乙为其内部电路原理图,和都为发热电阻丝;图丙为该毛巾架正常工作20min时电流随时间变化的图像。求:
(1)低温挡的功率;
(2)发热电阻丝的电阻;
(3)毛巾架工作20min消耗的电能。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)低温挡时,电路中的电功率小,由可知,电流最小。由图丙可知,,故低温挡的功率。
(2)由图乙可知,当开关S接2时,、串联,此时电路中的总电阻最大,由可知,电路中的总功率最小,毛巾架处于低温挡;当开关S接1时,只有工作,电路中的总电阻最小,总功率最大,毛巾架处于高温挡。由图丙可知,高温挡工作时电流,由可得,的阻值
、串联的总电阻
根据串联电路的电阻规律可得,的阻值
(3)由图丙可知,毛巾架在两个挡位下的工作时间均为10min,则工作20min消耗的电能
试卷第1页,共3页
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