2026年辽宁省中考物理预测卷(四)
2026-05-29
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2份
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24页
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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) | 辽宁省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 24.49 MB |
| 发布时间 | 2026-05-29 |
| 更新时间 | 2026-06-04 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58110195.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
2026年辽宁省中考物理预测卷以民族乐器、冰雪运动、C919客机等真实情境为载体,覆盖声、光、力、电等核心知识,通过实验探究与综合应用考查物理观念、科学思维及科学探究能力。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|9/18|声现象(乐器发声)、物态变化(露珠形成)、光现象(色散与反射)|结合文化传承(民族乐器)、社会热点(冰雪运动)设题|
|填空题|6/12|分子动理论(粽叶飘香)、静电现象(C919轮胎)、力学综合(拉力与速度图像)|联系生活实际,考查基础概念应用|
|实验题|4/24|固体熔化规律、凸透镜成像、排水量测量、电阻测量|注重科学探究,设计多变量实验(不同焦距凸透镜成像)|
|综合应用题|3/22|机械效率(螺旋千斤顶)、电路计算(电加热座椅垫)、自动浇花机器人|融合工程实践,考查问题解决与科学态度|
内容正文:
2026学年辽宁省中考物理预测卷(四)
(本试卷共24道题 满分80分 物理和化学考试时长共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。
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题只有一项符合题目要求,选对的得2分;第7~9题有多项符合题目要求,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
1.我国民族乐器历史悠久、品类繁多,按演奏方式可分为吹奏乐器、弹拨乐器、打击乐器和拉弦乐器四大类。如图分别为四类乐器中的代表:笛子、琵琶、鼓、二胡。下列关于乐器说法正确的是( )
A.同学们到专用的练乐室去演奏各种乐器,有利于在传播过程中减弱演奏声,减轻对他人的影响
B.人们听到声音就能区分出不同的乐器,是由于各类乐器的音调不同
C.笛子和鼓通过空气柱的振动发声,琵琶和二胡通过弦的振动发声
D.悦耳的民乐使人们感到心旷神怡,主要是由于声音可以传递能量
2.许多物理原理在生活中直接体现,如图中涉及的物理原理解释正确的是( )
A.甲图:自制简易冰箱是利用水蒸发放热来保存食物
B.乙图:寒冬冰雪路上撒盐除雪,是为了提高雪的熔点
C.丙图:人工降雨利用干冰汽化吸热使周围空气温度降低
D.丁图:昆虫上布满了晶莹剔透的露珠,露珠的形成属于液化现象
3.下列各图关于光现象的原理与其他三个不同的一个是( )
A.叉鱼的时候瞄准鱼的下方
B.国家大剧院和它在水中的倒影
C.光的色散
D.看不见的硬币加水后可以看见
4.近年来,冰雪运动在我国得到了广泛推广和发展,成为冬季旅游的热门项目。如图所示,一名滑雪运动员在沿着斜坡滑雪的过程中( )
A.以地面为参照物,运动员是静止的
B.以影子为参照物,运动员是运动的
C.以滑板为参照物,运动员是静止的
D.以任意物体为参照物,运动员都是运动的
5.如图所示为某家庭电路配电示意图,下列分析正确的是( )
A.若空气开关“跳闸”,一定是电路中发生了短路
B.电风扇与电热水壶之间是串联,空调和电灯之间是并联
C.站在地上的人不小心接触相线时,空气开关会迅速切断电路
D.当插座分支回路出现故障而被切断时,照明等其他分支回路不会受到影响
6.体育中考时,考生会穿上带磁卡的马甲进行长跑测试。当考生跑过终点时,地上的线圈内会产生电流从而记录跑步的时间,其原理类似图中的( )
A. B.
C. D.
7.自行车是一种常见的绿色健康交通工具,同学每天背着书包,骑着自行车往返于家和学校之间。骑车时下列说法正确的是( )
A.自行车的重力与地面给自行车的支持力是一对平衡力
B.匀速直线行驶的自行车,动力和阻力是一对平衡力
C.自行车对地面的压力与地面对自行车的支持力是一对相互作用力
D.自行车对地面的压力与自行车对同学的支持力是一对相互作用力
8.如图甲所示,底面积为的实心圆柱体A放在水平桌面上,薄壁圆柱形容器B足够高,装有水。现将A沿水平方向切去的高度,并将切去部分放入容器B的水中、A剩余部分对地面的压强和水对容器底的压强随切去高度的关系如图乙所示。下列计算正确的是( )
A.圆柱体A的密度为
B.容器B的底面积为
C.当为6cm时,水对容器底的压强为460Pa
D.当A全部切完放入容器中,A对容器底的压强为540Pa
9.如左图所示,电源A恒定电压不变,电流表测量范围为,电压表测量范围,滑动变阻器R标有“ 1 A”字样,小灯泡L标有“6 V 3W”字样。闭合开关S,当滑片P在某一位置时,电压表示数为2 V,电流表示数为0.5 A,小灯泡L的图像如右图所示。将电源更换为可调电压电源B,在保证电路安全的情况下,电源电压取某值后,闭合开关S,移动滑片P,发现通过小灯泡L的电流都可以在之间连续变化。下列说法正确的是( )
A.小灯泡L正常发光时的电阻为
B.恒压电源A的电压为7 V
C.在恒压电源A电路中,灯泡正常发光时,总功率为3.5 W
D.可调电源B电压的调节范围是
二、填空题(本题共6小题,每空1分,共12分)
10.端午节是中华文明具有代表性的“文化符号”之一。煮粽子时,厨房里粽叶飘香,这是______现象,这是通过______的方式使粽子的内能增加。
11.我国自行研制的C919客机已投入商业运营。飞机飞行时,因与空气摩擦失去电子而带________(填“正”或“负”)电,为了使其在着陆时将静电释放掉,飞机的轮胎常用________(填“导电”或“绝缘”)材料制成。
12.将一个物体放在水平地面上,并对物体施加水平向左的拉力F,如图(a)所示,拉力F与时间t的关系如图(b)所示,物体的运动速度v与时间t的关系如图(c)所示。根据图像信息可知:在2~4秒内物体所受的摩擦力为__________N,在第5秒时,物体受到的合力为__________N。
13.如图所示,入射光线AO经水平放置的平面镜反射后,射到竖直墙壁上的B点。OB与镜面的夹角为50°,则入射角为________°;当入射光线AO绕O点逆时针转动到的位置(与AO的夹角为20°),通过改变平面镜的方向,仍能保持反射光线OB方向不变,平面镜绕O点转过的最小角度为________°。
14.螺旋在生产生活中的应用:
根据斜面可以省力的原理,人们在生活中发明了螺旋状的机械工具,如螺栓、螺钉、螺旋千斤顶等(如图所示),螺旋千斤顶又称机械式千斤顶,是通过人力旋转手柄,使螺杆上升,从而达到将重物举起的目的。普通螺旋千斤顶靠螺纹自锁作用支持重物,最大起重量能达10吨,且构造简单,但传动效率低,返程慢。使用螺旋千斤顶时,如果人始终垂直于手柄用力为F且作用点离螺杆中心的距离为L,每旋转1圈,螺杆将质量为m的重物上举的高度为h,则螺旋千斤顶的机械效率用字母表示为η=___________(圆的周长公式:s=2πr)。当升起同一重物时,能提高螺旋千斤顶效率的主要办法是___________(加润滑油/加长手柄)。
15.如图甲所示电路,为定值电阻,为滑动变阻器,灯泡标有“0.5A”的字样,电流表量程为0~0.6A,电压表、的量程均为0~15V。只闭合开关、,在安全范围内最大程度移动滑片,和示数分别随变阻器阻值的变化图像如图乙所示,则电源电压为___________V;只闭合开关、,变阻器接入最小阻值为时,的功率为,变阻器接入最大阻值为时,的功率为,,。只闭合开关、,在安全范围内最大程度移动滑片,将电压表示数随变阻器阻值变化的图像添至图乙中,则只闭合开关、时,电路总功率的最小值为___________W。
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
16.热爱物理的小明在实验室做光学实验。他将平面镜和凹透镜按如图方式摆放,入射光线与凹透镜主光轴垂直,请画出光线经平面镜反射后,再通过凹透镜折射的光路。
17.如图甲是小华用扫帚向左扫地时的情景,杠杆模型示意图如图乙,为支点。
(1)画出动力的力臂;
(2)画出点受到地面摩擦力的示意图。
四、实验题(本题共4小题,共24分)
18.图甲是“研究固体熔化时温度的变化规律”的实验装置,请按要求回答以下问题。
(1)安装图甲所示的实验器材时,应按照______(填“自下而上”或“自上而下”)的顺序进行。
(2)实验前应在试管内装入适量______(填“颗粒较大”或“颗粒较小”)的海波或石蜡,采用“水浴法”加热除了可以减缓升温速度;还能使物质______。
(3)图乙是根据实验数据作出的海波和石蜡的温度随时间变化的图像,其中______是石蜡的熔化图像。第5min时海波处于______态。
(4)有同学发现,在海波熔化过程中撤去酒精灯,海波仍能继续熔化一段时间,过一段时间海波会停止熔化,它的温度不会立即降低,原因是______。
19.学习了凸透镜成像的规律及眼睛成像的原理后,小明对焦距不同的凸透镜成像产生了浓厚的兴趣。
通过学习可知,人眼能看清远近不同的物体,是通过调节晶状体的焦距实现的。
小明猜想:用照相机拍照时,能否成清晰的像,可能与物距以及所用凸透镜的焦距有关。为验证猜想,他利用图(a)实验装置进行探究:
实验步骤:
(1)小明将“F”形发光物体(高度为5.0cm)、凸透镜、光屏依次安装在光具座上,调整三者,使它们的中心________________________,这样做的目的是使________________________;
(2)他先选取了甲凸透镜(焦距为12.0 cm)进行实验,使光屏到凸透镜的距离为15.0cm,调节“F”形发光物体到凸透镜的距离,直至成清晰的像,记录物距大小和像的高度,填入如下表格:
(3)接着分别选取乙凸透镜(焦距为10.0cm)、丙凸透镜(焦距为8.0cm)进行实验,保持光屏到凸透镜的距离为15.0cm不变,重复上述实验步骤,记录数据填入如下表格:
实验序号
凸透镜
焦距f/cm
像距v/cm
物距u/cm
像的高度h/cm
1
甲
12.0
15.0
60.0
1.3
2
乙
10.0
15.0
30.0
2.5
3
丙
8.0
15.0
17.1
4.4
分析1、2、3三组数据可知:保持像距不变时,当物距变小时,需要选用焦距更________的凸透镜才能成清晰的像;
(4)接下来小明调节“F”形发光物体到凸透镜的距离为25.0cm不变,分别选取甲凸透镜(焦距为12.0cm)、乙凸透镜(焦距分别为10.0cm)、丙凸透镜(焦距为8.0cm)进行实验,移动光屏到凸透镜的距离,直至成清晰的像,记录像距大小和像的高度,填入如下表格:
实验序号
凸透镜
焦距f/cm
物距u/cm
像距v/cm
像的高度h/cm
4
甲
12.0
25.0
23.1
4.6
5
乙
10.0
25.0
16.7
3.3
6
丙
8.0
25.0
11.8
2.4
分析4、5、6三组数据可知:保持物距不变时,所成像的大小随焦距的减小而________________:综合以上六组数据可知:利用凸透镜成实像时,像的大小既与物距有关,也与凸透镜本身的________有关。
20.排水量指船舶排开水的质量,是船舶吨位的指标之一。实践小组用正方体玻璃容器(外边长5 cm)和金属块(每块金属块的质量均为10 g)模拟船舶与货物,探究船舶总质量与排水量的关系。(g取)
(1)实验操作如下:
A.将天平放在水平工作台上,游码移至称量标尺的零刻度线上,调节平衡螺母,使指针对准分度盘的中央刻度线。
B.将玻璃容器轻放入装满水的溢水杯中,用烧杯收集从溢水杯里排出的水,测量烧杯和水的总质量。
C.测量空烧杯的质量,如图甲所示,________g。
D.如图乙所示,将金属块轻放入玻璃容器中,用烧杯继续收集从溢水杯里排出的水,测量烧杯和水的总质量。不断增加金属块数量,重复实验,在表格中记录数据。
玻璃容器和金属块的总质量
50
60
70
80
烧杯与溢出水的总质量
106.2
116.2
126.2
136.2
E.测量玻璃容器的质量为50 g。
(2)请对(1)中的实验操作步骤科学排序:________________。
(3)玻璃容器最多能放入________________块金属块。若每次放入金属块在玻璃容器外壁标记水面位置线,则这些线排列是否均匀?________________。
(4)分析表格中数据,推理得出船舶总质量与船舶排水量的关系为:________________。
(5)依据国家法令,船舶的舷上须标记载重线,用于限制吃水以保证安全。载重线表示船舶在允许最大载重时水面位置的水平线,载重线因航行季节、航区或船舶用途而异。如图丙所示为某船的载重线示意图,推理对应海水密度最大的为________________(填写字母)载重线。
21.某同学进行“测量定值电阻的阻值”实验,选择如下实验器材:电压恒为4.5V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,一个待测电阻R,一个标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器,导线若干。
(1)如图甲,请用笔画线表示导线,将图中的实物电路连接完整。(要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时电路中电流变大,导线不能交叉)
(2)连接好电路,用开关试触时,发现电流表几乎无示数,电压表示数超过了最大测量范围,若故障只出在用电器上,则故障为_____________。
(3)排除故障后,正确完成实验操作。某次实验中,移动滑动变阻器滑片P,当电流表示数为0.2A时,电压表示数如图乙所示,则电阻R两端的电压为_________V。多次实验所测量的结果如表所示,则电阻R的阻值为_________Ω。(结果保留一位小数)
实验序号
电压表示数U/V
电流表示数I/A
电阻R/Ω
1
0.2
2
0.6
0.3
3
0.88
0.4
(4)若将图甲中的电阻R替换为阻值约为400Ω的另一电阻,其他器材和电路连接不变,则不能测出,的阻值,其原因是____________。
(5)如图丙,该小组的另一同学设计如下电路,在三个虚线框内分别接入了两个开关和一个电压表,测未知电阻R阻值(阻值已知,电源电压未知),下列电路中可行的方案有__________(填序号)。
五、综合应用题(本题共3小题,共22分)
22.在一块大田里,一台“大机器”正张开巨大的“嘴巴”,将田里的玉米秸秆“尽收囊中”,不一会儿,它就“吐出”一个直径约1.3m、高约1.5m的圆柱形玉米秸秆如图所示,若收割机在水平路面上匀速行驶2.7km耗时9min,收割机空载时质量为800kg,履带与耕地的总接触面积始终为0.2m2。柴油的热值为q柴油=4.3×107J/kg,g取10N/kg。求:
(1)收割机匀速行驶的速度;
(2)收割机空载时对地面的压强;
(3)忽略能量损失,牵引力做功2.58×108J需要消耗多少柴油。
23.小薇的爸爸给自家小汽车安装了电加热座椅垫,如图甲所示。小薇发现该座椅垫有高温、低温、关三个挡位,其电路如图乙所示,电源电压恒为12V,加热电阻,。求:
(1)座椅垫处于低温挡时的电流;
(2)座椅垫处于高温挡时的功率;
(3)据说明书介绍,该座椅垫加热效率达85%以上。已知座椅垫的加热片由碳纤维制成,一个座椅垫的加热片质量为0.24kg。小薇测试时,测量到该座椅垫高温挡正常加热10min,温度升高了10℃,请你通过计算判断说明书中的“加热效率达85%以上”这一数据是否可信。[]
24.阅读短文,回答问题
综合实践——设计自动浇花机器人
【任务要求】为了在五一假期保证教室内的花正常生长,同学们设计了自动浇花机器人,要求按线路巡查,检测土壤的湿度自动浇花。
【设计实施】
任务一:设计线路巡查系统,如图甲所示,场地布置为白色底,引导线为黑线,机器人沿着黑线前进,当红外发射接收管处在黑线位置时,发出的红外线大部分被黑色吸收,机器人腹部装有五个红外发射接收管分别用、、ZZ、、来表示(为左边第一个;为左边第二个、ZZ为中间、为右边第二个、为右边第一个,本题中依次就是按上述顺序)。当红外线发射接收管接收到地面反射的红外线较强时输出电信号为1,几乎没有接收到地面反射的红外线时输出电信号为0。
任务二:设计湿度检测系统,如图乙为设计的湿度检测系统原理图,控制电路电源电压,电磁铁线圈电阻10Ω,R为湿敏电阻,其阻值随湿度的变化如图丙。电磁继电器在电流大于20mA时,衔铁被吸合;在电流小于12mA时,衔铁被释放。(湿度计的电阻不计)
【交流评价】下表是任务二的部分评价指标,根据评价表对活动进行评价。
评价指标
优秀
合格
待改进
湿度调节
土壤湿度能控制在一定范围内,且能调整湿度范围
土壤湿度能控制在一定范围内,但不能调整湿度范围
不能控制土壤湿度在一定范围内
(1)关于自动浇花机器人的实践活动,下列说法正确的是( )
A.图乙核心装置的原理是电磁感应 B.引导线越黑越容易反射红外线
C.图乙中湿度计可能是电流表改装的 D.图乙中通电线圈的上端是N极
(2)红外线发射接收管发出红外线照射到白色地面上发生______反射;当机器人腹部的五个红外发射接收管输出的电信号依次为11011,机器人可能沿着引导线______(选填“前进”“右转”或“左转”)。
(3)根据以上信息,要想实现土壤干燥时浇水,土壤潮湿到一定程度时停止浇水,湿敏电阻是关键部件,湿敏电阻由______材料制成,图乙中接头A、B应连接触点______(选填“C、D或M、N”)使用该浇花机器人后土壤湿度最低值为______%。
(4)根据评价表中的指标对任务二进行评价,你的评价等级为______,依据是______;进一步给出优化建议:______。
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2026学年辽宁省中考物理预测卷(四)
(本试卷共24道题 满分80分 物理和化学考试时长共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。
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题只有一项符合题目要求,选对的得2分;第7~9题有多项符合题目要求,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
1.我国民族乐器历史悠久、品类繁多,按演奏方式可分为吹奏乐器、弹拨乐器、打击乐器和拉弦乐器四大类。如图分别为四类乐器中的代表:笛子、琵琶、鼓、二胡。下列关于乐器说法正确的是( )
A.同学们到专用的练乐室去演奏各种乐器,有利于在传播过程中减弱演奏声,减轻对他人的影响
B.人们听到声音就能区分出不同的乐器,是由于各类乐器的音调不同
C.笛子和鼓通过空气柱的振动发声,琵琶和二胡通过弦的振动发声
D.悦耳的民乐使人们感到心旷神怡,主要是由于声音可以传递能量
【答案】A
【详解】A.专用练乐室一般带有隔音结构,可以阻挡演奏声向外传播,属于在传播过程中减弱噪声,减轻对他人的影响,故A正确;
B.不同乐器的发声结构不同,发出声音的音色不同,人们依靠音色区分不同乐器,不是音调,故B错误;
C.笛子靠内部空气柱振动发声,鼓依靠鼓面振动发声,琵琶和二胡靠弦振动发声,故C错误;
D.悦耳的民乐使人感到心旷神怡,说明声音可以传递信息;声音传递能量指声音可以改变物体的状态(如超声清洗、碎结石),故D错误。
故选A。
2.许多物理原理在生活中直接体现,如图中涉及的物理原理解释正确的是( )
A.甲图:自制简易冰箱是利用水蒸发放热来保存食物
B.乙图:寒冬冰雪路上撒盐除雪,是为了提高雪的熔点
C.丙图:人工降雨利用干冰汽化吸热使周围空气温度降低
D.丁图:昆虫上布满了晶莹剔透的露珠,露珠的形成属于液化现象
【答案】D
【详解】A.甲图中,蒸发属于汽化现象,汽化过程吸热,自制简易冰箱是利用水蒸发吸热降低食物温度来保存食物,故A错误;
B.乙图中,寒冬冰雪路上撒盐除雪,是为了降低雪的熔点,让雪在更低温度下就能熔化,实现除雪,故B错误;
C.丙图中,干冰是固态二氧化碳,人工降雨是利用干冰升华吸热使周围空气温度降低,故C错误;
D.丁图中,露珠是空气中的水蒸气遇冷由气态变为液态形成的,该过程属于液化现象,故D正确。
故选D。
3.下列各图关于光现象的原理与其他三个不同的一个是( )
A.叉鱼的时候瞄准鱼的下方
B.国家大剧院和它在水中的倒影
C.光的色散
D.看不见的硬币加水后可以看见
【答案】B
【详解】叉鱼时瞄准鱼的下方,原理是光的折射;水中的倒影属于平面镜成像,原理是光的反射;光的色散原理是光的折射;看不见的硬币加水后可以看见,原理是光的折射。故与其他三项原理不同的是水中的倒影。故选B。
4.近年来,冰雪运动在我国得到了广泛推广和发展,成为冬季旅游的热门项目。如图所示,一名滑雪运动员在沿着斜坡滑雪的过程中( )
A.以地面为参照物,运动员是静止的
B.以影子为参照物,运动员是运动的
C.以滑板为参照物,运动员是静止的
D.以任意物体为参照物,运动员都是运动的
【答案】C
【详解】A.以地面为参照物,运动员的位置不断改变,运动员是运动的,故A错误。
B.影子随运动员一起运动,运动员相对于影子的位置没有改变,以影子为参照物,运动员是静止的,故B错误。
C.运动员站在滑板上滑行,运动员相对于滑板的位置没有发生改变,因此以滑板为参照物,运动员是静止的,故C正确。
D.以滑板、运动员的影子等物体为参照物时,运动员是静止的,并非对任意参照物运动员都是运动的,故D错误。
故选C。
5.如图所示为某家庭电路配电示意图,下列分析正确的是( )
A.若空气开关“跳闸”,一定是电路中发生了短路
B.电风扇与电热水壶之间是串联,空调和电灯之间是并联
C.站在地上的人不小心接触相线时,空气开关会迅速切断电路
D.当插座分支回路出现故障而被切断时,照明等其他分支回路不会受到影响
【答案】D
【详解】A.空气开关跳闸是因为电流过大,原因可能是短路,也可能是总功率过大,故A错误;
B.家庭电路中各用电器互不影响,均为并联,故B错误;
C.人接触相线触电时,电流通过人体流入大地,起保护作用的是漏电保护器,故C错误;
D.家庭电路各支路并联,互不影响,一支路断开不影响其他支路,故D正确。
故选D。
6.体育中考时,考生会穿上带磁卡的马甲进行长跑测试。当考生跑过终点时,地上的线圈内会产生电流从而记录跑步的时间,其原理类似图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】体育中考跑步时会穿上带磁卡的马甲,跑过终点时,地上的线圈内会产生电流从而记录我们跑步的时间,利用的是电磁感应原理;
A.如图是奥斯特实验,反映电流周围存在着磁场,故A不符合题意;
B.如图是研究影响电磁铁磁性强弱因素的实验,电磁铁是利用电流的磁效应工作的,故B不符合题意;
C.如图电路中没有电源,当闭合开关,闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动时,导体中有感应电流产生,这是电磁感应,故C符合题意;
D.如图电路中有电源,探究通电导体在磁场中受力运动,故D不符合题意。
故选C。
7.自行车是一种常见的绿色健康交通工具,同学每天背着书包,骑着自行车往返于家和学校之间。骑车时下列说法正确的是( )
A.自行车的重力与地面给自行车的支持力是一对平衡力
B.匀速直线行驶的自行车,动力和阻力是一对平衡力
C.自行车对地面的压力与地面对自行车的支持力是一对相互作用力
D.自行车对地面的压力与自行车对同学的支持力是一对相互作用力
【答案】BC
【详解】A.地面给自行车的支持力,大小等于自行车+同学+书包的总重力,大于自行车自身的重力,两个力大小不相等,不满足平衡力条件,故A错误;
B.匀速直线行驶的自行车(含人和书包整体)处于平衡状态,水平方向的动力和阻力满足“同体、等大、反向、共线”,是一对平衡力,故B正确;
C.自行车对地面的压力受力物体是地面,地面对自行车的支持力受力物体是自行车,两个力的大小相等,方向相反,作用在两个不同的物体上,满足相互作用力的所有条件,故C正确;
D.自行车对地面的压力是自行车对地面的作用力,自行车对同学的支持力是自行车对同学的作用力,两个力不是两个物体之间的相互作用,不满足相互作用力条件,故D错误。
故选BC。
8.如图甲所示,底面积为的实心圆柱体A放在水平桌面上,薄壁圆柱形容器B足够高,装有水。现将A沿水平方向切去的高度,并将切去部分放入容器B的水中、A剩余部分对地面的压强和水对容器底的压强随切去高度的关系如图乙所示。下列计算正确的是( )
A.圆柱体A的密度为
B.容器B的底面积为
C.当为6cm时,水对容器底的压强为460Pa
D.当A全部切完放入容器中,A对容器底的压强为540Pa
【答案】ACD
【详解】A.A是圆柱体,圆柱体对水平桌面的压强为
由图乙可知,当切去高度时,A对水平桌面的压强为0,说明A物体高度是18cm;当切去,即没切之前,圆柱体A对水平桌面的压强为1080Pa,由可知,圆柱体A的密度,故A正确;
B.根据题意可知,水对容器底的压强随切去高度Δh的逐渐增加而增大,由乙图知道,当Δh=0cm时,水对容器底的压强最小,为300Pa,由 可知,此时……①
当水对容器底的压强增大至540Pa后不变,说明此时水不足以使切去部分漂浮,则此时……②
由①②解得,故B错误;
C.由乙图可知,切去高度,则水对容器底的压强变化
当切去高度时,水对容器底的压强成线性变化,所以当时,水对容器底的压强p满足
解得,故C正确;
D.当A全部切完放入容器中,此时A竖直方向上受到向上的浮力、向下的重力和容器底对A的支持力作用,可得
由图乙可知,当水对容器底的压强不变时,A切去部分受到的浮力不变,则
A的重力
此时A受到的支持力
根据物体间力的作用是相互的可得,此时A对容器底的压力为
故A对容器底的压强为,故D正确。
故选ACD。
9.如左图所示,电源A恒定电压不变,电流表测量范围为,电压表测量范围,滑动变阻器R标有“ 1 A”字样,小灯泡L标有“6 V 3W”字样。闭合开关S,当滑片P在某一位置时,电压表示数为2 V,电流表示数为0.5 A,小灯泡L的图像如右图所示。将电源更换为可调电压电源B,在保证电路安全的情况下,电源电压取某值后,闭合开关S,移动滑片P,发现通过小灯泡L的电流都可以在之间连续变化。下列说法正确的是( )
A.小灯泡L正常发光时的电阻为
B.恒压电源A的电压为7 V
C.在恒压电源A电路中,灯泡正常发光时,总功率为3.5 W
D.可调电源B电压的调节范围是
【答案】AD
【详解】A.小灯泡的规格“6 V 3W”,小灯泡L正常发光时的电阻为,故A正确;
B.由图甲可知,小灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测量滑动变阻器R两端的电压,电流表测量电路中的总电流。根据串联电路电压规律,电源电压等于小灯泡两端电压与滑动变阻器两端电压之和,即,故B错误;
C.在恒压电源A电路中,灯泡正常发光时,总功率为,故C错误;
D.为保证电路安全,电路中的最大电流不能超过电流表量程0.6A、灯泡额定电流0.5A和滑动变阻器允许的最大电流1A,故电路中的最大电流为0.5A。电压表读数不能超过15V。根据题意,移动滑片P,通过小灯泡L的电流可以在之间连续变化。这意味着,通过调节滑动变阻器的阻值,可以使电路中的电流达到0.5A,也可以使电流减小到0.2A。当电路中的电流最大是0.5A,变阻器连入电路的电阻为零,电源电压最小,从I-U图像可知,此时灯泡两端电压,最小电源电压
当电路中电流最小为时,滑动变阻器接入电路的阻值最大。从I-U图像可知,此时灯泡两端电压。变阻器连入电路的电阻为最大值,变阻器两端的电压
此时电源电压最大,最大电源电压
电源电压的取值范围是,故D正确。
故选AD。
二、填空题(本题共6小题,每空1分,共12分)
10.端午节是中华文明具有代表性的“文化符号”之一。煮粽子时,厨房里粽叶飘香,这是______现象,这是通过______的方式使粽子的内能增加。
【答案】 扩散 热传递
【详解】煮粽子时,粽子的香味分子在永不停息地做无规则运动,属于扩散现象;煮粽子时,粽子通过吸收热水的热量来增加内能,这种改变物体内能的方式叫做热传递。
11.我国自行研制的C919客机已投入商业运营。飞机飞行时,因与空气摩擦失去电子而带________(填“正”或“负”)电,为了使其在着陆时将静电释放掉,飞机的轮胎常用________(填“导电”或“绝缘”)材料制成。
【答案】
正
导电
【详解】因为电子带负电,所以飞机与空气摩擦失去电子后带正电;飞机积累静电后,着陆时需要将静电释放导走,导电材料可以导电,能把静电传递到地面,因此飞机轮胎需要用导电材料制作。
12.将一个物体放在水平地面上,并对物体施加水平向左的拉力F,如图(a)所示,拉力F与时间t的关系如图(b)所示,物体的运动速度v与时间t的关系如图(c)所示。根据图像信息可知:在2~4秒内物体所受的摩擦力为__________N,在第5秒时,物体受到的合力为__________N。
【答案】 5 0
【详解】由图(c)可知,物体在0~2s处于静止状态,在2~4s处于加速运动状态,在4~6s处于匀速直线运动状态,物体处于静止或匀速直线运动状态时是平衡状态,所以物体在2~4 s时间段内处于非平衡状态;由图(b)知, 0~2s内,拉力大小为2 N;由图(c)可知,物体在0~2s内物体处于静止状态,拉力和静摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力为2N;由图(c)知,4~6s内,物体做匀速直线运动,结合图(b)和二力平衡条件可知,此时物体受到的摩擦力
在第5秒时,物体受到的合力为0N。在2~4s内,虽然物体做加速运动,但物体对地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以物体受到的摩擦力不变,仍为5N。
13.如图所示,入射光线AO经水平放置的平面镜反射后,射到竖直墙壁上的B点。OB与镜面的夹角为50°,则入射角为________°;当入射光线AO绕O点逆时针转动到的位置(与AO的夹角为20°),通过改变平面镜的方向,仍能保持反射光线OB方向不变,平面镜绕O点转过的最小角度为________°。
【答案】 40 10
【详解】[1]OB与镜面的夹角为50°,则反射角为,反射角等于入射角,则入射角为40°。
[2]依题意得,入射光线与反射光线的夹角增大20°,要保持反射光线OB方向不变,法线应逆时针转动,则平面镜绕O点转过的最小角度为10°。
14.螺旋在生产生活中的应用:
根据斜面可以省力的原理,人们在生活中发明了螺旋状的机械工具,如螺栓、螺钉、螺旋千斤顶等(如图所示),螺旋千斤顶又称机械式千斤顶,是通过人力旋转手柄,使螺杆上升,从而达到将重物举起的目的。普通螺旋千斤顶靠螺纹自锁作用支持重物,最大起重量能达10吨,且构造简单,但传动效率低,返程慢。使用螺旋千斤顶时,如果人始终垂直于手柄用力为F且作用点离螺杆中心的距离为L,每旋转1圈,螺杆将质量为m的重物上举的高度为h,则螺旋千斤顶的机械效率用字母表示为η=___________(圆的周长公式:s=2πr)。当升起同一重物时,能提高螺旋千斤顶效率的主要办法是___________(加润滑油/加长手柄)。
【答案】 加润滑油
【详解】[1]使用螺旋千斤顶,做的有用功为
所做的总功为
故机械效率为
[2]升起同一重物时,可通过减少额外功来提高螺旋千斤顶效率。使用螺旋千斤顶时,可以在螺纹上加润滑油来减小摩擦力,从而减少额外功增加效率。
15.如图甲所示电路,为定值电阻,为滑动变阻器,灯泡标有“0.5A”的字样,电流表量程为0~0.6A,电压表、的量程均为0~15V。只闭合开关、,在安全范围内最大程度移动滑片,和示数分别随变阻器阻值的变化图像如图乙所示,则电源电压为___________V;只闭合开关、,变阻器接入最小阻值为时,的功率为,变阻器接入最大阻值为时,的功率为,,。只闭合开关、,在安全范围内最大程度移动滑片,将电压表示数随变阻器阻值变化的图像添至图乙中,则只闭合开关、时,电路总功率的最小值为___________W。
【答案】 15 3.75
【分析】分析电路图,确定电表测量对象,结合图乙得到电源电压;
分析电路图,结合图乙判断电流最值,利用欧姆定律以及功率最值比值列式得到相应电阻的阻值,再结合电路图以及欧姆定律分析得到电压表示数与随电阻变化的图像,最后利用电功率公式得到最值。
【详解】[1]由图甲可知,只闭合S2、S3,L、R串联,电压表V1测R两端的电压,电压表V2测电源两端的电压,电流表测量电路中的电流。电压表V2测电源电压,示数保持不变,由图乙可知,电源电压。
[2]由题意可知,只闭合S2、S3时,电路中的最大电流,此时滑动变阻器接入电路的阻值最小,则有,即--①
由图乙可知,电路中的最小电流,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,则有,即--②
已知L最大功率和最小功率,即--③
由题意可知,--④
由①②③④解得,,,,
由图乙可知,当电流为时,滑动变阻器两端的电压最大
只闭合开关、时,R0、R串联,电压表V1测R两端电压,电压表V2测R0两端电压,电流表测电路中的电流。电阻R0两端的电压随电路中电流的增大而增大,即电压表V2的示数随电流的增大而增大,故此时电压表V2示数变化图像应为图乙中那条斜向上的直线。由题意可知,电路中的电流最大,由图乙可知,此时R0两端的电压与S2、S3闭合时的滑动变阻器两端的最大电压相等,即,则R0的阻值
当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的总电阻最小,此时电路的总功率最小
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
16.热爱物理的小明在实验室做光学实验。他将平面镜和凹透镜按如图方式摆放,入射光线与凹透镜主光轴垂直,请画出光线经平面镜反射后,再通过凹透镜折射的光路。
【答案】
【详解】过入射点垂直于镜面作出法线, 入射光线与平面镜夹角为,因此入射角为;根据光的反射定律,反射角等于入射角,画出反射光线:因入射光线与凹透镜主光轴垂直,所以反射光线与凹透镜主光轴平行,根据凹透镜的光学规律:平行于主光轴的光经凹透镜折射后反向延长过焦点画出折射光线,据此作图。
17.如图甲是小华用扫帚向左扫地时的情景,杠杆模型示意图如图乙,为支点。
(1)画出动力的力臂;
(2)画出点受到地面摩擦力的示意图。
【答案】
【详解】力臂是支点到力的作用线的垂直距离, 过支点O,向动力F的作用线作垂线,标出直角符号,所得垂线段就是动力的力臂。
向左扫地时,扫帚的B端相对于地面向左运动,因此地面对B的摩擦力方向与相对运动方向相反,为水平向右。
四、实验题(本题共4小题,共24分)
18.图甲是“研究固体熔化时温度的变化规律”的实验装置,请按要求回答以下问题。
(1)安装图甲所示的实验器材时,应按照______(填“自下而上”或“自上而下”)的顺序进行。
(2)实验前应在试管内装入适量______(填“颗粒较大”或“颗粒较小”)的海波或石蜡,采用“水浴法”加热除了可以减缓升温速度;还能使物质______。
(3)图乙是根据实验数据作出的海波和石蜡的温度随时间变化的图像,其中______是石蜡的熔化图像。第5min时海波处于______态。
(4)有同学发现,在海波熔化过程中撤去酒精灯,海波仍能继续熔化一段时间,过一段时间海波会停止熔化,它的温度不会立即降低,原因是______。
【答案】(1)自下而上
(2) 颗粒较小 受热均匀
(3) a 固液共存
(4)见解析
【详解】(1)实验要用酒精灯加热,而酒精灯的高度固定,所以要先放酒精灯,然后固定铁圈,放烧杯、试管等,所以是自下而上的顺序。
(2)[1]实验中为了受热均匀,应该用颗粒较小的,这样加热时更容易均匀,避免局部过热。
[2]水浴加热通过水传递热量,温度变化更均匀。
(3)[1]海波是晶体,熔化时温度不变,石蜡是非晶体,熔化时温度一直上升。b曲线,有一段温度不变,所以b是海波;而a温度一直上升,所以a是石蜡。
[2]海波第5min时处于熔化过程中,海波是晶体,海波熔化时处于固液共存态。
(4)在海波熔化过程中撤去酒精灯,石棉网温度仍高于水的温度,水可以继续从石棉网吸热,进而海波能从水中继续吸热,所以仍能继续熔化一段时间。当石棉网温度降低到与水温度相当时,水无法再从石棉网吸热,海波也无法从水中吸热,就会停止熔化,且由于海波是晶体,熔化时温度保持在熔点,所以温度不会立即降低。
19.学习了凸透镜成像的规律及眼睛成像的原理后,小明对焦距不同的凸透镜成像产生了浓厚的兴趣。
通过学习可知,人眼能看清远近不同的物体,是通过调节晶状体的焦距实现的。
小明猜想:用照相机拍照时,能否成清晰的像,可能与物距以及所用凸透镜的焦距有关。为验证猜想,他利用图(a)实验装置进行探究:
实验步骤:
(1)小明将“F”形发光物体(高度为5.0cm)、凸透镜、光屏依次安装在光具座上,调整三者,使它们的中心________________________,这样做的目的是使________________________;
(2)他先选取了甲凸透镜(焦距为12.0 cm)进行实验,使光屏到凸透镜的距离为15.0cm,调节“F”形发光物体到凸透镜的距离,直至成清晰的像,记录物距大小和像的高度,填入如下表格:
(3)接着分别选取乙凸透镜(焦距为10.0cm)、丙凸透镜(焦距为8.0cm)进行实验,保持光屏到凸透镜的距离为15.0cm不变,重复上述实验步骤,记录数据填入如下表格:
实验序号
凸透镜
焦距f/cm
像距v/cm
物距u/cm
像的高度h/cm
1
甲
12.0
15.0
60.0
1.3
2
乙
10.0
15.0
30.0
2.5
3
丙
8.0
15.0
17.1
4.4
分析1、2、3三组数据可知:保持像距不变时,当物距变小时,需要选用焦距更________的凸透镜才能成清晰的像;
(4)接下来小明调节“F”形发光物体到凸透镜的距离为25.0cm不变,分别选取甲凸透镜(焦距为12.0cm)、乙凸透镜(焦距分别为10.0cm)、丙凸透镜(焦距为8.0cm)进行实验,移动光屏到凸透镜的距离,直至成清晰的像,记录像距大小和像的高度,填入如下表格:
实验序号
凸透镜
焦距f/cm
物距u/cm
像距v/cm
像的高度h/cm
4
甲
12.0
25.0
23.1
4.6
5
乙
10.0
25.0
16.7
3.3
6
丙
8.0
25.0
11.8
2.4
分析4、5、6三组数据可知:保持物距不变时,所成像的大小随焦距的减小而________________:综合以上六组数据可知:利用凸透镜成实像时,像的大小既与物距有关,也与凸透镜本身的________有关。
【答案】 在同一高度 使像成在光屏中央 小 变小 焦距
【详解】(1)探究凸透镜成像规律时,需要调整发光物体、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度,目的是让像完整成在光屏的中央,方便观察到完整、清晰的像。
(3)分析前3组实验数据:像距保持15cm不变时,物距逐渐减小,对应凸透镜焦距也逐渐减小,因此可得结论:保持像距不变,物距变小时,需要选用焦距更小的凸透镜才能成清晰的像。
(4)分析后3组实验数据:物距保持25cm不变时,焦距从12.0cm减小到8.0cm,像的高度从4.6cm减小到2.4cm,因此可得:保持物距不变时,像的大小随焦距的减小而减小;结合整个实验的探究目的可知,凸透镜成实像时,像的大小既和物距有关,也和凸透镜本身的焦距有关。
20.排水量指船舶排开水的质量,是船舶吨位的指标之一。实践小组用正方体玻璃容器(外边长5 cm)和金属块(每块金属块的质量均为10 g)模拟船舶与货物,探究船舶总质量与排水量的关系。(g取)
(1)实验操作如下:
A.将天平放在水平工作台上,游码移至称量标尺的零刻度线上,调节平衡螺母,使指针对准分度盘的中央刻度线。
B.将玻璃容器轻放入装满水的溢水杯中,用烧杯收集从溢水杯里排出的水,测量烧杯和水的总质量。
C.测量空烧杯的质量,如图甲所示,________g。
D.如图乙所示,将金属块轻放入玻璃容器中,用烧杯继续收集从溢水杯里排出的水,测量烧杯和水的总质量。不断增加金属块数量,重复实验,在表格中记录数据。
玻璃容器和金属块的总质量
50
60
70
80
烧杯与溢出水的总质量
106.2
116.2
126.2
136.2
E.测量玻璃容器的质量为50 g。
(2)请对(1)中的实验操作步骤科学排序:________________。
(3)玻璃容器最多能放入________________块金属块。若每次放入金属块在玻璃容器外壁标记水面位置线,则这些线排列是否均匀?________________。
(4)分析表格中数据,推理得出船舶总质量与船舶排水量的关系为:________________。
(5)依据国家法令,船舶的舷上须标记载重线,用于限制吃水以保证安全。载重线表示船舶在允许最大载重时水面位置的水平线,载重线因航行季节、航区或船舶用途而异。如图丙所示为某船的载重线示意图,推理对应海水密度最大的为________________(填写字母)载重线。
【答案】(1)56.2
(2)ACEBD
(3) 7 均匀
(4)
(5)W
【详解】(1)天平读数为砝码质量加游码示数,砝码总质量为,游码示数为,因此空烧杯质量
(2)实验合理顺序:先调平天平(A),再测量空烧杯质量(C),接着测量玻璃容器质量(E),再将玻璃容器放入溢水杯收集溢出的水、测量烧杯和水的总质量(B),最后逐渐加入金属块重复实验记录数据(D),因此排序为ACEBD。
(3)玻璃容器为正方体,外边长,最大排水体积
水密度为,因此最大排水量;根据结论,总质量最大为,玻璃容器本身质量,金属块总质量最大为,每块,因此最多放块;
每加一块金属块,排水量增加,排开体积增加量固定,玻璃容器横截面积固定,由可知,每次深度增加量相等,因此标记线排列均匀。
(4)根据表格数据计算:,分别为,和玻璃容器与金属块总质量相等,因此可得关系:,符合漂浮时浮力等于总重力的规律。
(5)船舶漂浮时浮力等于总重力,浮力不变,由可知:越大,越小,吃水深度越小,载重线位置越靠下。图中最靠下的是,因此对应海水密度最大。
21.某同学进行“测量定值电阻的阻值”实验,选择如下实验器材:电压恒为4.5V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,一个待测电阻R,一个标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器,导线若干。
(1)如图甲,请用笔画线表示导线,将图中的实物电路连接完整。(要求:滑动变阻器的滑片P向右移动时电路中电流变大,导线不能交叉)
(2)连接好电路,用开关试触时,发现电流表几乎无示数,电压表示数超过了最大测量范围,若故障只出在用电器上,则故障为_____________。
(3)排除故障后,正确完成实验操作。某次实验中,移动滑动变阻器滑片P,当电流表示数为0.2A时,电压表示数如图乙所示,则电阻R两端的电压为_________V。多次实验所测量的结果如表所示,则电阻R的阻值为_________Ω。(结果保留一位小数)
实验序号
电压表示数U/V
电流表示数I/A
电阻R/Ω
1
0.2
2
0.6
0.3
3
0.88
0.4
(4)若将图甲中的电阻R替换为阻值约为400Ω的另一电阻,其他器材和电路连接不变,则不能测出,的阻值,其原因是____________。
(5)如图丙,该小组的另一同学设计如下电路,在三个虚线框内分别接入了两个开关和一个电压表,测未知电阻R阻值(阻值已知,电源电压未知),下列电路中可行的方案有__________(填序号)。
【答案】(1)
(2)待测电阻断路
(3) 0.4 2.1
(4)阻值过大,电路中电流太小,电流表无法准确读数。
(5)①③
【详解】(1)滑动变阻器滑片P向右移动时电流变大,说明接入电阻变小,因此将滑动变阻器的右下接线柱连接到定值电阻的右端。
(2)电流表几乎无示数说明电路断路,电压表超过量程说明电压表串联接在电源两端,因此故障为待测电阻断路。
(3)[1]电压表选量程,分度值,读数为
[2]根据计算得,,
平均值
(4)电源电压,,即使滑动变阻器接入电阻为0,电路最大电流
小于电流表分度值,无法准确测量电流。
(5)①:闭合开关S、S2,断开时,与、滑动变阻器串联,电压表测两端的电压;
闭合,断开S2,电压表测与两端的电压之和,由串联电路分压原理,可算出,且电压表正负接线柱始终正确,故①可行。
②:切换开关时,电压表正负接线柱会接反,无法正常读数,故②不可行。
③:闭合开关S、S2,断开时,与、滑动变阻器串联,电压表测两端的电压;
闭合,断开S2,电压表测与两端的电压之和,由串联电路分压原理,可算出,电压表正负接线柱始终正确,故③可行。
故选①③。
五、综合应用题(本题共3小题,共22分)
22.在一块大田里,一台“大机器”正张开巨大的“嘴巴”,将田里的玉米秸秆“尽收囊中”,不一会儿,它就“吐出”一个直径约1.3m、高约1.5m的圆柱形玉米秸秆如图所示,若收割机在水平路面上匀速行驶2.7km耗时9min,收割机空载时质量为800kg,履带与耕地的总接触面积始终为0.2m2。柴油的热值为q柴油=4.3×107J/kg,g取10N/kg。求:
(1)收割机匀速行驶的速度;
(2)收割机空载时对地面的压强;
(3)忽略能量损失,牵引力做功2.58×108J需要消耗多少柴油。
【答案】(1)18km/h
(2)4×104Pa
(3)6kg
【详解】(1)收割机匀速行驶的速度为
(2)收割机空载时对地面的压力大小等于其重力,收割机空载时对地面的压力为
收割机空载时对地面的压强为
(3)忽略能量损失,牵引力做功2.58×108J,则完全燃烧柴油需要放出2.58×108J的热量。需要消耗柴油的质量为
23.小薇的爸爸给自家小汽车安装了电加热座椅垫,如图甲所示。小薇发现该座椅垫有高温、低温、关三个挡位,其电路如图乙所示,电源电压恒为12V,加热电阻,。求:
(1)座椅垫处于低温挡时的电流;
(2)座椅垫处于高温挡时的功率;
(3)据说明书介绍,该座椅垫加热效率达85%以上。已知座椅垫的加热片由碳纤维制成,一个座椅垫的加热片质量为0.24kg。小薇测试时,测量到该座椅垫高温挡正常加热10min,温度升高了10℃,请你通过计算判断说明书中的“加热效率达85%以上”这一数据是否可信。[]
【答案】(1)0.75A
(2)20W
(3)不可信
【详解】(1)座椅垫处于低温挡时,和串联,电路中的电流为
(2)座椅垫处于高温挡时,电路为的简单电路,则高温挡电功率为
(3)座椅垫吸收的热量为
消耗的电能为
加热效率为
因为,所以说明书不可信。
24.阅读短文,回答问题
综合实践——设计自动浇花机器人
【任务要求】为了在五一假期保证教室内的花正常生长,同学们设计了自动浇花机器人,要求按线路巡查,检测土壤的湿度自动浇花。
【设计实施】
任务一:设计线路巡查系统,如图甲所示,场地布置为白色底,引导线为黑线,机器人沿着黑线前进,当红外发射接收管处在黑线位置时,发出的红外线大部分被黑色吸收,机器人腹部装有五个红外发射接收管分别用、、ZZ、、来表示(为左边第一个;为左边第二个、ZZ为中间、为右边第二个、为右边第一个,本题中依次就是按上述顺序)。当红外线发射接收管接收到地面反射的红外线较强时输出电信号为1,几乎没有接收到地面反射的红外线时输出电信号为0。
任务二:设计湿度检测系统,如图乙为设计的湿度检测系统原理图,控制电路电源电压,电磁铁线圈电阻10Ω,R为湿敏电阻,其阻值随湿度的变化如图丙。电磁继电器在电流大于20mA时,衔铁被吸合;在电流小于12mA时,衔铁被释放。(湿度计的电阻不计)
【交流评价】下表是任务二的部分评价指标,根据评价表对活动进行评价。
评价指标
优秀
合格
待改进
湿度调节
土壤湿度能控制在一定范围内,且能调整湿度范围
土壤湿度能控制在一定范围内,但不能调整湿度范围
不能控制土壤湿度在一定范围内
(1)关于自动浇花机器人的实践活动,下列说法正确的是( )
A.图乙核心装置的原理是电磁感应 B.引导线越黑越容易反射红外线
C.图乙中湿度计可能是电流表改装的 D.图乙中通电线圈的上端是N极
(2)红外线发射接收管发出红外线照射到白色地面上发生______反射;当机器人腹部的五个红外发射接收管输出的电信号依次为11011,机器人可能沿着引导线______(选填“前进”“右转”或“左转”)。
(3)根据以上信息,要想实现土壤干燥时浇水,土壤潮湿到一定程度时停止浇水,湿敏电阻是关键部件,湿敏电阻由______材料制成,图乙中接头A、B应连接触点______(选填“C、D或M、N”)使用该浇花机器人后土壤湿度最低值为______%。
(4)根据评价表中的指标对任务二进行评价,你的评价等级为______,依据是______;进一步给出优化建议:______。
【答案】(1)C
(2) 漫 前进
(3) 半导体 C、D 15
(4) 合格 土壤湿度能控制在一定范围内,但不能调整湿度范围 在控制电路中串联接入一个滑动变阻器(合理即可)
【详解】(1)A.图乙核心装置是电磁继电器,工作原理是电流的磁效应,不是电磁感应,故A错误;
B.黑色对红外线吸收能力更强,引导线越黑,反射的红外线越少,故B错误;
C.湿度计串联在控制电路中,电流表的使用方式为串联,因此湿度计可能是电流表改装的,故C正确;
D.根据安培定则判断,通电线圈的下端为N极,上端为S极,故D错误。
故选C。
(2)白色地面粗糙不平,红外线照射后,反射光线向各个方向传播,发生的是漫反射。
根据题意,输出电信号1对应接收到强反射,为白色区域;输出0对应几乎无反射,为黑线;输出信号为11011,说明只有中间的探头ZZ在黑线上,其余探头都在白色区域,机器人居中对准引导线,因此沿引导线前进。
(3)湿敏电阻的阻值会随湿度变化改变,这类敏感元件由半导体材料制成。
土壤干燥时湿度低,湿敏电阻阻值大,控制电路电流小,电流小于12mA时衔铁释放,此时需要浇水,因此水泵电路需要在衔铁释放时接通,衔铁释放时接通的是触点C、D,因此A、B应连接C、D。
土壤湿度降低到最低值时,电流达到12mA,衔铁释放,水泵开始浇水,湿度不再降低;根据欧姆定律可得,总电阻为
根据串联电阻特点可得,湿敏电阻阻值为
对应图丙可得,该阻值对应的湿度为15%,因此土壤湿度最低值为15%。
(4)原电路可以将土壤湿度控制在一定范围内,但是电路中没有可调元件,无法调整控制的湿度范围,符合评价表中合格的标准,因此评价等级为合格;
依据为土壤湿度能控制在一定范围内,但不能调整湿度范围;
要优化该设计,可在控制电路中串联一个滑动变阻器,改变滑动变阻器接入的阻值,就可以调整触发电流对应的湿敏电阻阻值,从而调整控制的湿度范围。
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