内容正文:
九年级学业水平适应性测试
物理试卷
(测试时间:70分钟 分值:90分)
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 根据生活经验,你认为下列数据符合实际情况的是( )
A. 洗澡水适宜的温度为60℃
B. 教室里一盏护眼灯正常发光的电流约为10A
C. 自行车正常行驶速度约为18km/h
D. 做电学实验用的一根导线电阻约为20Ω
2. 关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A. 宇宙是有层次的天体结构系统,它是有起源、膨胀和演化的
B. 卢瑟福发现了电子,从而说明原子是可分的
C. 原子、电子、原子核是按空间尺度由大到小排列的
D. 质子、中子和电子像行星绕太阳一样绕原子核运动
3. 如图为微信启动页。是由我国的地球同步气象卫星“风云四号”利用红外遥感技术拍摄的照片合成的。它寓意从“人类起源”到“华夏文明”的历史发展。下列说法中正确的是( )
A. 地球同步卫星相对于地面是运动的
B. 红外线在真空中的传播速度为3.4×105m/s
C. 图中人的影子是由于光的反射形成的
D. 微信是利用电磁波传递信息的
4. 下列对古诗词中涉及到的物理现象解释错误的是( )
A. “蒹葭苍苍,白露为霜。”霜是露凝固形成的,该过程要放热
B. “露从今夜白,月是故乡明。”露是水蒸气液化形成的,该过程要放热
C. “遥知不是雪,为有暗香来。—离很远都能闻到花香,说明分子是运动的
D. “儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢。”“纸鸢”是利用空气流速大压强小的原理升空的
5. 在空间站失重环境下,书写并非易事:用钢笔书写,墨水不会自动往下流,导致书写断断续续。如图中所示的一款“太空圆珠笔”成功解决了这一问题。关于书写过程中的物理现象说法错误的是( )
A. 笔芯内氮气密度变小 B. 笔芯内墨水密度不变
C. 笔芯内氮气质量不变 D. 笔尖内钢珠与纸面发生滑动摩擦
6. 如图所示,女孩用大小为F1的力竖直向上提重力为G的书包,但没有提起,书包静止不动。若书包受地面支持力为F2,此时书包所受到力的合力大小为( )
A. G-F1 B. 0 N C. F1+F2 D. G+F1-F2
7. “燃情苏超,致敬平凡生活中追求非凡的你!”下列关于足球的说法错误的是( )
A. 足球在空中飞行时不受运动员的踢力作用
B. 足球在草地上越滚越慢是因为受到重力作用
C. 足球在空中沿弧线飞行说明力可以改变物体的运动状态
D. 足球在空中飞行的过程中,如果所受到的力突然消失,足球将做匀速直线运动
8. 下列四幅图的解释,正确的是( )
A. 甲图中卡片磁条在机器内刷过,产生电信号识别卡片信息,是电磁感应现象
B. 乙图中对着话筒说话,能把声音传到扬声器,是电流的磁效应
C. 丙图中的电磁起重机通电后能吸引金属材料,与电动机的原理相同
D. 丁图中的电路通电后,导体棒会沿导轨滑动,与发电机的原理相同
9. 完全相同的小桶分别盛满不同液体,用天平测出小桶和液体的总质量,小华发现在液体密度与总质量之间存在一定的规律,在如图所示的图像中能正确反映这一规律的图像是( )
A. B.
C. D.
10. 小明用两个酒精灯分别加热0.5kg的水和1kg的液体A,得到温度随时间的变化图像如图所示。若两个酒精灯单位时间内消耗的酒精质量相等,加热效率相同,c水=4.2×103J/(kg·℃),下列说法中正确的是( )
A. 液体A的比热容较大
B. 0~12min,水吸收的热量大于液体A吸收的热量
C. 液体A的比热容为1.05×103J/(kg·℃)
D. 当酒精消耗掉一半时,热值变为原来的二分之一
11. 在“探究凸透镜成像规律”实验中,凸透镜焦距f为15cm。凸透镜位于P处(图中未画出)位置不变,移动蜡烛,光屏先后在P同侧的A、B两处得到烛焰清晰的像,且A处的像比B处大,则以下说法正确的是( )
A. A处的像一定是放大的 B. P点位置在A的左侧,蜡烛向左移动
C. P点位置在B的右侧,蜡烛向右移动 D. B、C两个选项的情况都有可能
12. 两个质量分布均匀的正方体放在水平地面上如图甲所示,将A沿水平方向切去高为L的部分,并把切去部分叠放在B上,B对地面的压强为pB,A剩余部分对地的压强为pA,pA、pB与L的变化关系如图乙所示。则以下分析正确的是( )
①切除之前,A的重力为40N ②B的密度为5g/cm3
③L=2.5cm时,pA∶pB=4∶23 ④若将B竖直切取一半后,叠于A上,pA∶pB=14∶5
A. 只有①③正确 B. 只有①④正确
C. 只有②③正确 D. 只有①③④正确
二、填空题(本题共5小题,每空1分,共18分)
13. 我国有些地方修筑了“音乐公路”。当汽车以一定速度匀速行驶在该“音乐公路”上,就会奏出一段悦耳的乐曲。观察发现,音乐公路的路面上分布着许多横向凹槽,汽车车轮每经过一个凹槽,就会上下振动一次从而发声。不同的槽宽,槽间距和槽深相当于不同的音符,使得整条公路就像一张巨大的唱片,而行驶的车辆则成为了播放这张唱片的唱针。司机通过音乐路面时能提高注意力,还可起到提示限速作用。
(1)凹槽的疏密可以改变乐曲的______(选填“响度”、“音调”或“音色”),某音乐公路设定乐曲为《歌唱祖国》,第一个音符“sol”的频率为392Hz,表示物体______s内振动392次。
(2)汽车行驶速度是54km/h,表示每秒通过的路程是______m,汽车车轮每经过一个凹槽,就会上下振动一次,因此汽车发出“sol”这个音时,所对应的凹槽之间的距离是______mm(结果保留整数)。
14. 如图所示,人手持哑铃做屈肘动作时,前臂可视为一个杠杆。根据图中信息请回答下列问题:
(1)该杠杆的支点是______,动力施力物体是______。(均选填图中所指示的名称)
(2)从杠杆类型来看,该杠杆属于______杠杆(选填“省力”“费力”或“等臂”),这种杠杆的好处是省距离,可以获得更大的速度。
(3)若手臂的自重不计,哑铃的质量为5kg,支点到哑铃重力作用线的垂直距离(阻力臂)为30cm,动力臂为5cm,求需要施加的动力为______N(g=10N/kg)。
(4)若将前臂由图示状态缓慢转至水平位置,其它不变,肱二头肌的拉力将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
15. 在物理课堂上老师用注射器为同学们演示了很多有趣的实验:如图甲为潜水艇模型,进气、排气管所受浮力大小忽略不计。要使处于悬浮状态的潜水艇下沉,可通过______(选填“向内推”或“向外拉”)动注射器活塞来实现,在此过程中潜水艇所受浮力大小______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。如图乙所示估测大气压强实验的测量原理是______,实验过程中,为尽可能连续施加拉力,向桶中添加______(选填“水”或“小石块”)直至注射器被缓慢拉动。
16. 如图,柱形水槽的底面积为200cm2,初始水深为15cm。当鸭子漂浮在水面上时,水面上升至17cm(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)。鸭子漂浮时受到的浮力为______N;小鸭子从水槽里喝了一点水后,容器底受到水的压强将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
17. 小明设计了如图甲的模拟智能测温报警电路:电源电压调为6V,报警器(电阻不计)通过的电流超过10mA时就会报警,电阻箱最大阻值为999Ω,热敏电阻RT其阻值随温度T的变化关系如图乙所示。
(1)要求:当所测温度达到或超过37℃时,系统报警,按照下列步骤调试电路:
a.电路接通前,应先将滑动变阻器滑片置于b端,再将电阻箱调到______Ω;
b.将开关S向c端闭合,移动滑动变阻器的滑片,直至电流为______mA;
c.保持滑动变阻器滑片位置不变,将开关S向d端闭合,报警系统即可正常使用。
(2)用(1)中已调试好的报警电路测量某学生的体温,若电路中的电流是9.6mA,该同学的体温为______℃。
三、解答题(本题共7小题,18题6分,19~22题每空1分,第22题作图1分,23题9分,24题9分,共48分,解答23、24题时应写出必要的解题过程)
18.
(1)如图,透镜一半刚好浸在水中,作出光线通过透镜后在空气和水中的折射光线的光路图。
(2)如图,请根据小磁针静止时的指向,标出通电螺线管左端的极性和电源右端的极性。
(3)如图,小球静止,以球心为作用点,作出小球所受重力G和墙壁对它的弹力F的示意图。
19. “探究光的反射定律”时,小明将平面镜放置在水平桌面上,如图甲所示。
(1)让一束光斜射到平面镜上,尝试用一块表面粗糙的白板去寻找入射光和反射光,发现白板只在与镜面成______°角时才能同时呈现入射光和反射光;
(2)小明在图乙的基础上不断改变入射光的方向,并记录实验数据。通过数据发现:反射角与入射角大小______;
(3)如图丙所示,小明玩“借镜打靶”游戏时,将一束光照射到平面镜上后,它的反射光会射到靶标上。为了能够一下击中靶心B点,他应该让激光笔对着______照射;
(4)平面镜分为上表面反射和下表面反射两种类型,如图丁所示。丙图中使用的是上表面反射镜,反射光到达靶标上形成一个亮斑。若其他条件不变,仅将平面镜改为下表面反射镜,亮斑的位置将______(选填“上移”、“不变”或“下移”)。
20. 在“探究水沸腾时温度变化特点”的实验中:
(1)除了图甲中提供的实验器材之外,还需要的测量工具是______;
(2)某时刻温度计的示数如图甲所示,为______℃;
(3)电水壶加热过程中将电能转化为______能。加热4min后,水开始沸腾,根据实验数据,描绘出水的温度随时间变化的图像如图乙所示,分析图像可知,水在沸腾过程中温度______;
(4)已知标准大气压下水的沸点是100℃,但实验中水的沸点是97℃。其可能的原因之一是:______。
21. 小华注意到很多公共场所都有类似图甲所示的提示牌。她想:摩擦力的大小与接触面的潮湿程度有什么关系呢?为了探究这一问题,她找来长条形地板砖、运动鞋、弹簧测力计和喷雾器,设计了图乙所示的实验装置。
(1)实验前,必须在______(选填“水平”或“竖直”)方向对弹簧测力计进行校零。
(2)为了测出鞋子与地板砖间滑动摩擦力的大小,小华把长条形地板砖放在水平桌面上,用弹簧测力计水平拉着鞋子在地板砖上做______运动,如图乙,根据______可知,此时弹簧测力计的示数______(选填“大于”“等于”或“小于”)滑动摩擦力的大小。
(3)小华用喷雾器向地板砖表面均匀喷雾,改变地板砖的潮湿程度,通过实验得到表中数据。分析数据可以得出:在其他条件不变时,滑动摩擦力的大小随接触面潮湿程度增大的变化规律是______。
喷雾次数
0
1
2
3
4
5
6
7
8
摩擦力f/N
3.2
3.6
4.0
3.0
2.8
2.6
2.5
2.5
2.5
(4)另一组小明拉动鞋子在同一木板上运动,鞋子运动的路程—时间图像如图丙所示。若用F1和F2分别表示0~t1和t1~t2时间内弹簧测力计的示数,则可判断F1______F2(选填“>”“<”或“=”)。
(5)实验后他们思考:超市里的收银员清点钞票时手指沾湿海绵(如图丁所示),这是通过改变接触面的潮湿程度来______(选填“增大”或“减小”)摩擦力。
22. 小曦利用如图甲所示的电路,探究“通过导体的电流跟电阻的关系”。实验器材有:学生电源(电压恒为4.5V)、电流表(0~0.6A)、电压表、开关各一个,5个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),标有“10Ω1A”的滑动变阻器,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整;
(2)正确连接好电路,在闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应该置于______(选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关后,小曦发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,两电表的指针始终处于图乙所示的状态,则故障的原因可能是____________;
(4)排除故障后,小曦先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑片P使电压表示数为2.5V,记下电流表示数。断开开关,保持滑片位置不动,用10Ω的电阻替换5Ω的电阻接入电路,闭合开关后,为了继续完成实验,他应向______(选填“A”或“B”)端移动滑片P。当小曦改用15Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑片P,电压表的示数总______2.5V(选填“大于”或“小于”),小曦换用标有“20Ω 2A”的滑动变阻器进行后续实验。5次实验完成后,根据实验数据绘制的I-R图像如图丙所示,可以得到的实验结论是:电压一定,____________;
(5)为使实验结论更加可靠,另一位同学用小曦的实验装置(电源电压为4.5V,电压表、电流表量程不变,变阻器规格为“20Ω 2A”)做同一实验,仅将定值电阻两端电压设置为U0,再次将5个定值电阻接入电路中重复实验并记录数据,最后得出了和小曦一样的实验结论。在该同学的这五次实验中,当电压表示数调至U0时,滑动变阻器消耗的最大功率与最小功率之比是______。为完成这五次实验探究,应控制电压表示数U0的范围为______V。
23. 一般小汽车每消耗1kg汽油就会排放2.3kg的二氧化碳气体,为了实现节能减排,各种新能源汽车相继出现,如图所示为某太阳能汽车,能将太阳能转换为电能储存起来供汽车行驶,真正实现了零排放。若该太阳能汽车行驶时受到的阻力恒为900N,某天接收到的太阳能为1.08×108J,可供汽车匀速行驶30km路程。求:
(1)该太阳能汽车匀速行驶30km过程中牵引力所做的功;
(2)该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率;
(3)相比较效率为30%的汽油车,牵引力做相同的功可以减少多少千克二氧化碳气体的排放?(汽油热值为4.6×107J/kg)
24. 小明设计了如图甲所示的电路,以使房内温度能保持在一定范围内。控制电路由电磁继电器、电阻箱R0、低压电源(3V)等组成。热敏电阻R1安装在房间内,其阻值随温度的变化如图乙所示。工作电路由电源、空调线路等组成,某段时间内空调的功率随时间的变化关系如图丙所示。调好R0阻值,闭合开关S1、S2,房内温度能在一定范围内波动。当电磁铁线圈中电流高于0.15A时衔铁即被吸下,低于该值会被释放,线圈电阻忽略不计。
(1)空调在这段时间内前40min消耗的电能;
(2)若将电阻箱R0的阻值设定为60Ω,求房内气温的波动范围;
(3)为使房内气温最低温度调为24℃,应将电阻箱R0的阻值调成多大?
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九年级学业水平适应性测试
物理试卷
(测试时间:70分钟 分值:90分)
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 根据生活经验,你认为下列数据符合实际情况的是( )
A. 洗澡水适宜的温度为60℃
B. 教室里一盏护眼灯正常发光的电流约为10A
C. 自行车正常行驶速度约为18km/h
D. 做电学实验用的一根导线电阻约为20Ω
【答案】C
【解析】
【详解】A.人体正常体温约,洗澡水适宜温度略高于体温,约,温度过高会烫伤皮肤,不符合实际,故A不符合题意;
B.教室护眼灯额定电流约,远小于,故B不符合题意;
C.自行车正常行驶速度约,单位换算得
符合实际,故C符合题意;
D.电学实验用铜导线的电阻非常小,一般小于,远小于,不符合实际,故D不符合题意。
故选C。
2. 关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A. 宇宙是有层次的天体结构系统,它是有起源、膨胀和演化的
B. 卢瑟福发现了电子,从而说明原子是可分的
C. 原子、电子、原子核是按空间尺度由大到小排列的
D. 质子、中子和电子像行星绕太阳一样绕原子核运动
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据宇宙大爆炸理论,宇宙是一个有层次的天体结构系统(从行星、太阳系到银河系、河外星系),且它有起源于奇点的大爆炸、持续膨胀并不断演化的过程,故A正确;
B.卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型;而电子是由汤姆生发现的,故B错误;
C.空间尺度从大到小的正确排列是:原子>原子核>电子,故C错误;
D.电子在原子核外绕核高速运动,质子和中子位于原子核内,故D错误。
故选A。
3. 如图为微信启动页。是由我国的地球同步气象卫星“风云四号”利用红外遥感技术拍摄的照片合成的。它寓意从“人类起源”到“华夏文明”的历史发展。下列说法中正确的是( )
A. 地球同步卫星相对于地面是运动的
B. 红外线在真空中的传播速度为3.4×105m/s
C. 图中人的影子是由于光的反射形成的
D. 微信是利用电磁波传递信息的
【答案】D
【解析】
【详解】A.地球同步卫星运行周期与地球自转周期相同,轨道位于赤道上空,相对于地面静止,故A错误;
B.红外线属于电磁波,在真空中的传播速度为 ,故B错误;
C.影子的形成源于光沿直线传播时被不透明物体遮挡,属于光的直线传播现象,而非反射,故C错误;
D.微信作为移动通信应用,依赖4G/5G或Wi-Fi等无线网络传输数据,这些均基于电磁波(如无线电波、微波)实现信息传递,故D正确。
故选D 。
4. 下列对古诗词中涉及到的物理现象解释错误的是( )
A. “蒹葭苍苍,白露为霜。”霜是露凝固形成的,该过程要放热
B. “露从今夜白,月是故乡明。”露是水蒸气液化形成的,该过程要放热
C. “遥知不是雪,为有暗香来。—离很远都能闻到花香,说明分子是运动的
D. “儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢。”“纸鸢”是利用空气流速大压强小的原理升空的
【答案】A
【解析】
【详解】A.霜是空气中的水蒸气直接凝华成的小冰晶,附着在物体表面。凝华过程是放热的,故 A 错误;
B.露是空气中的水蒸气在夜间遇冷液化成的小水滴,液化是一个放热过程,故B正确;
C.很远都能闻到花香,是因为花朵中带有香味的分子在不断地做无规则运动,扩散到了空气中,被人闻到,这说明分子是运动的,故C正确;
D.风筝升空利用了流体压强与流速的关系。风吹过风筝时,风筝上方的空气流速大、压强小,下方的空气流速小、压强大,从而产生向上的升力,故D正确。
本题选择描述错误的,故选 A。
5. 在空间站失重环境下,书写并非易事:用钢笔书写,墨水不会自动往下流,导致书写断断续续。如图中所示的一款“太空圆珠笔”成功解决了这一问题。关于书写过程中的物理现象说法错误的是( )
A. 笔芯内氮气密度变小 B. 笔芯内墨水密度不变
C. 笔芯内氮气质量不变 D. 笔尖内钢珠与纸面发生滑动摩擦
【答案】D
【解析】
【详解】AC.使用时,笔芯中的氮气推动活塞,氮气的体积变大,质量不随体积的变化而变化,由可知,密度变小,故AC正确;
B.密度与质量无关,与物质种类、状态、温度等因素有关,使用时,笔芯内的墨水流出导致其质量变小,但依然是墨水,密度不变,故B正确;
D.笔尖处装有滚珠,使用时,笔尖与纸张间的摩擦是滚动摩擦,故D错误。
本题选择错误选项,故选D。
6. 如图所示,女孩用大小为F1的力竖直向上提重力为G的书包,但没有提起,书包静止不动。若书包受地面支持力为F2,此时书包所受到力的合力大小为( )
A. G-F1 B. 0 N C. F1+F2 D. G+F1-F2
【答案】B
【解析】
【详解】女孩用大小为F1的力竖直向上提书包,但书包静止不动,书包处于平衡状态,所受合外力为0,故选B。
7. “燃情苏超,致敬平凡生活中追求非凡的你!”下列关于足球的说法错误的是( )
A. 足球在空中飞行时不受运动员的踢力作用
B. 足球在草地上越滚越慢是因为受到重力作用
C. 足球在空中沿弧线飞行说明力可以改变物体的运动状态
D. 足球在空中飞行的过程中,如果所受到的力突然消失,足球将做匀速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.足球在空中飞行时,已经脱离了运动员的脚,两者之间没有接触,因此足球不受运动员的踢力作用,故A正确;
B.足球在草地上越滚越慢,是因为受到摩擦力的作用,而不是重力。重力的方向是竖直向下的,不会直接阻碍足球的水平运动,故B错误;
C.足球在空中沿弧线飞行,是因为重力和空气阻力改变了它的运动方向和速度,说明力可以改变物体的运动状态,故C正确;
D.足球在空中飞行时具有一定的速度,如果此时它受到的所有力突然消失,根据牛顿第一定律,它将保持力消失那一瞬间的速度和方向,做匀速直线运动,故D正确。
本题选择描述错误的,故选B 。
8. 下列四幅图的解释,正确的是( )
A. 甲图中卡片磁条在机器内刷过,产生电信号识别卡片信息,是电磁感应现象
B. 乙图中对着话筒说话,能把声音传到扬声器,是电流的磁效应
C. 丙图中的电磁起重机通电后能吸引金属材料,与电动机的原理相同
D. 丁图中的电路通电后,导体棒会沿导轨滑动,与发电机的原理相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.甲图中卡片磁条在机器内刷过,卡片磁条切割磁感线产生感应电流,从而识别卡片信息,这是电磁感应现象,故A正确;
B.动圈式话筒工作过程是:声波振动,引起膜片振动,膜片带动线圈振动,线圈切割永久磁体的磁感线产生感应电流,电流经放大后传给扬声器;由此可知其工作原理是电磁感应现象,故B错误;
C.丙图中的电磁起重机通电后,由于电流磁效应而产生磁场,可以吸引铁、钴、镍等物质,而电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力而运动,电磁起重机与电动机的原理不同,故C错误;
D.丁图中的电路通电后,通电的导体棒在磁场中受到磁场力的作用,导体棒会沿导轨滑动,是电动机原理,发电机的原理是电磁感应,丁图与发电机的原理不相同,故D错误。
故选A。
9. 完全相同的小桶分别盛满不同液体,用天平测出小桶和液体的总质量,小华发现在液体密度与总质量之间存在一定的规律,在如图所示的图像中能正确反映这一规律的图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】不装入液体时,天平测空桶的质量,质量不为0;利用完全相同的小桶分别盛满不同液体,即液体的体积相同,根据可知,液体的密度越大,测得液体和小桶的总质量越大,天平的示数越大,且结合选项中的图像可知,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
10. 小明用两个酒精灯分别加热0.5kg的水和1kg的液体A,得到温度随时间的变化图像如图所示。若两个酒精灯单位时间内消耗的酒精质量相等,加热效率相同,c水=4.2×103J/(kg·℃),下列说法中正确的是( )
A. 液体A的比热容较大
B. 0~12min,水吸收的热量大于液体A吸收的热量
C. 液体A的比热容为1.05×103J/(kg·℃)
D. 当酒精消耗掉一半时,热值变为原来的二分之一
【答案】C
【解析】
【详解】AC.根据吸热公式,两个酒精灯单位时间内消耗的酒精质量相等且加热效率相同,那么相同时间内水和液体A吸收的热量Q相等;已知,,从图像中可以看出,在相同时间(比如12min)内,水的温度变化量
液体A的温度变化量
因为,即
代入数据可得
,所以液体A的比热容较小,故A错误,C正确;
B.两个酒精灯单位时间内消耗的酒精质量相等,加热效率相同,根据公式
在0~12min内,酒精燃烧放出的热量相同,加热效率相同,所以水和液体A吸收的热量相等,故B错误;
D.热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧情况等无关,所以当酒精消耗掉一半时,热值不变,故D错误。
故选 C。
11. 在“探究凸透镜成像规律”实验中,凸透镜焦距f为15cm。凸透镜位于P处(图中未画出)位置不变,移动蜡烛,光屏先后在P同侧的A、B两处得到烛焰清晰的像,且A处的像比B处大,则以下说法正确的是( )
A. A处的像一定是放大的 B. P点位置在A的左侧,蜡烛向左移动
C. P点位置在B的右侧,蜡烛向右移动 D. B、C两个选项的情况都有可能
【答案】C
【解析】
【详解】A.若物距u满足,成放大像;若 ,成缩小像。仅根据“像比B处大”无法确定A处像一定放大,故A错误;
BD.若P在A左侧,蜡烛在P左侧(物距 u),光屏在P右侧(像距v );蜡烛向左移动,物距增大,像距减小,像变小,与“A处像比B处大”矛盾,故BD错误;
C.若P点位置在B的右侧,蜡烛在P右侧(物距 u),光屏在P左侧(像距v )。蜡烛向右移动,物距减小,像距增大,像变大,符合“A处像比B处大”的条件,故C正确。
故选 C。
12. 两个质量分布均匀的正方体放在水平地面上如图甲所示,将A沿水平方向切去高为L的部分,并把切去部分叠放在B上,B对地面的压强为pB,A剩余部分对地的压强为pA,pA、pB与L的变化关系如图乙所示。则以下分析正确的是( )
①切除之前,A的重力为40N ②B的密度为5g/cm3
③L=2.5cm时,pA∶pB=4∶23 ④若将B竖直切取一半后,叠于A上,pA∶pB=14∶5
A. 只有①③正确 B. 只有①④正确
C. 只有②③正确 D. 只有①③④正确
【答案】B
【解析】
【详解】①由“将A沿水平方向切去高为L的部分,把切去部分叠放在B上”可知,A剩余部分对地的压强减小,B对地的压强增大,由图乙知道,下面的图线反映了pA与L的变化关系,上面的图线反映了pB与L的变化关系
由图乙中A的图线知道,当切去部分的高度为10cm时,A剩余部分对地面的压强为0,即此时A全部被切去,因此A的边长为10cm,底面积是
由图乙中A的图线知道,当切去部分的高度为0cm时,A剩余部分对地面的压强为4×103Pa,由 知道,A对地面的压力
切除之前,A的重力等于A对地面的压力,即
故①正确;
②由图乙知道,A没有叠放在B上时,B对地面的压强
pB=5×103Pa
由图乙知道,A全部叠放在B上时,B对地面的压强
pB′=6×103Pa
由 知道,A全部叠放在B上时
故解得
即B的边长为20cm,体积
由知道,B的密度为
故②错误;
③L=2.5cm时,A剩余部分的重力是
此时A剩余部分对地的压强为
把切去部分叠放在B上,B对地面的压强为
则
故③错误;
④若将B竖直切取一半后,叠于A上,由于
所以,B对地面的压强不变,仍是5×103Pa,此时A对地面的压强为
则
故④正确。由以上分析知道,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
二、填空题(本题共5小题,每空1分,共18分)
13. 我国有些地方修筑了“音乐公路”。当汽车以一定速度匀速行驶在该“音乐公路”上,就会奏出一段悦耳的乐曲。观察发现,音乐公路的路面上分布着许多横向凹槽,汽车车轮每经过一个凹槽,就会上下振动一次从而发声。不同的槽宽,槽间距和槽深相当于不同的音符,使得整条公路就像一张巨大的唱片,而行驶的车辆则成为了播放这张唱片的唱针。司机通过音乐路面时能提高注意力,还可起到提示限速作用。
(1)凹槽的疏密可以改变乐曲的______(选填“响度”、“音调”或“音色”),某音乐公路设定乐曲为《歌唱祖国》,第一个音符“sol”的频率为392Hz,表示物体______s内振动392次。
(2)汽车行驶速度是54km/h,表示每秒通过的路程是______m,汽车车轮每经过一个凹槽,就会上下振动一次,因此汽车发出“sol”这个音时,所对应的凹槽之间的距离是______mm(结果保留整数)。
【答案】(1) ①. 音调 ②. 1
(2) ①. 15 ②. 38
【解析】
【小问1详解】
音调由振动频率决定,凹槽疏密会改变车轮振动的频率,因此凹槽疏密可以改变乐曲的音调;
频率的定义为1秒内物体振动的次数,因此表示物体内振动392次。
【小问2详解】
速度,即表示每秒通过的路程为;
已知该音频率为,即每秒振动(经过凹槽)392次,1秒内汽车行驶路程为,因此凹槽间距为
14. 如图所示,人手持哑铃做屈肘动作时,前臂可视为一个杠杆。根据图中信息请回答下列问题:
(1)该杠杆的支点是______,动力施力物体是______。(均选填图中所指示的名称)
(2)从杠杆类型来看,该杠杆属于______杠杆(选填“省力”“费力”或“等臂”),这种杠杆的好处是省距离,可以获得更大的速度。
(3)若手臂的自重不计,哑铃的质量为5kg,支点到哑铃重力作用线的垂直距离(阻力臂)为30cm,动力臂为5cm,求需要施加的动力为______N(g=10N/kg)。
(4)若将前臂由图示状态缓慢转至水平位置,其它不变,肱二头肌的拉力将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 肘关节 ②. 肱二头肌
(2)费力 (3)300
(4)变大
【解析】
【小问1详解】
杠杆绕着转动的固定点是支点,屈肘时前臂绕肘关节转动,因此支点是肘关节;
肱二头肌收缩提供使前臂转动的动力,因此动力的施力物体是肱二头肌。
【小问2详解】
该杠杆的动力臂小于阻力臂,因此属于费力杠杆,费力杠杆的特点是费力但省距离。
【小问3详解】
哑铃的重力(阻力)
根据杠杆平衡条件,代入数据得
【小问4详解】
前臂转至水平位置过程中,阻力(哑铃重力)不变,动力臂不变,支点到阻力作用线的垂直距离(阻力臂)变大;根据杠杆平衡条件可知,肱二头肌的拉力会变大。
15. 在物理课堂上老师用注射器为同学们演示了很多有趣的实验:如图甲为潜水艇模型,进气、排气管所受浮力大小忽略不计。要使处于悬浮状态的潜水艇下沉,可通过______(选填“向内推”或“向外拉”)动注射器活塞来实现,在此过程中潜水艇所受浮力大小______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。如图乙所示估测大气压强实验的测量原理是______,实验过程中,为尽可能连续施加拉力,向桶中添加______(选填“水”或“小石块”)直至注射器被缓慢拉动。
【答案】 ①. 向外拉 ②. 不变 ③. ④. 水
【解析】
【详解】潜水艇通过改变自身重力实现浮沉。原来悬浮时浮力等于重力,要下沉需要增大总重力:向外拉注射器活塞,会抽出模型内空气,使模型内气压减小,水进入模型,总重力增大,重力大于浮力后潜水艇下沉,因此填向外拉;
潜水艇下沉过程中始终浸没在水中,排开水的体积不变,水的密度不变,根据阿基米德原理,可知浮力大小不变;
当注射器活塞刚好被拉动时,拉力与大气对活塞的压力二力平衡,拉力大小等于大气压力,再结合压强公式即可计算大气压强,因此测量原理是;
要连续施加拉力,水可以逐步添加,连续改变拉力大小,小石块是逐块增加,无法实现连续改变拉力,因此填水。
16. 如图,柱形水槽的底面积为200cm2,初始水深为15cm。当鸭子漂浮在水面上时,水面上升至17cm(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)。鸭子漂浮时受到的浮力为______N;小鸭子从水槽里喝了一点水后,容器底受到水的压强将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 4 ②. 不变
【解析】
【详解】鸭子漂浮时,排开水的体积为
鸭子受到的浮力
鸭子喝掉水槽内的水后,鸭子增加的重力等于喝掉的水的重力,鸭子仍保持漂浮;此时鸭子排开水体积的增加量,恰好等于喝掉的水的体积,因此水槽内水面的深度不变。 根据液体压强公式,水的密度和深度都不变,因此容器底受到水的压强不变。
17. 小明设计了如图甲的模拟智能测温报警电路:电源电压调为6V,报警器(电阻不计)通过的电流超过10mA时就会报警,电阻箱最大阻值为999Ω,热敏电阻RT其阻值随温度T的变化关系如图乙所示。
(1)要求:当所测温度达到或超过37℃时,系统报警,按照下列步骤调试电路:
a.电路接通前,应先将滑动变阻器滑片置于b端,再将电阻箱调到______Ω;
b.将开关S向c端闭合,移动滑动变阻器的滑片,直至电流为______mA;
c.保持滑动变阻器滑片位置不变,将开关S向d端闭合,报警系统即可正常使用。
(2)用(1)中已调试好的报警电路测量某学生的体温,若电路中的电流是9.6mA,该同学的体温为______℃。
【答案】(1) ①. 500 ②. 10 (2)36.75
【解析】
【小问1详解】
本题利用等效替代法调试报警电路: a. 要求温度达到时报警,从图乙可得:时热敏电阻的阻值,调试时用电阻箱等效替代的热敏电阻,因此电阻箱需要调到。 b. 题目说明电流超过时报警器报警,因此移动滑动变阻器滑片,直至电流达到报警电流,调试好滑动变阻器阻值后,再换接热敏电阻即可正常使用。
【小问2详解】
报警时电流,电源电压,根据欧姆定律,总电阻
滑动变阻器的阻值
当电流时,此时总电阻
热敏电阻阻值
从图乙可知,温度每升高,热敏电阻阻值减小,因此可得温度
三、解答题(本题共7小题,18题6分,19~22题每空1分,第22题作图1分,23题9分,24题9分,共48分,解答23、24题时应写出必要的解题过程)
18.
(1)如图,透镜一半刚好浸在水中,作出光线通过透镜后在空气和水中的折射光线的光路图。
(2)如图,请根据小磁针静止时的指向,标出通电螺线管左端的极性和电源右端的极性。
(3)如图,小球静止,以球心为作用点,作出小球所受重力G和墙壁对它的弹力F的示意图。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
入射光线平行于凸透镜的主光轴,经凸透镜折射后射向右侧的焦点F。进入水中时发生折射,折射角小于入射角,光线会向法线偏折。
【小问2详解】
小磁针静止时N极向左,说明螺线管上方的磁场方向向左。根据 “螺线管外部的磁场从N 极指向S极”,可知螺线管的右端为N极,左端为S极。利用安培定则可判断电流从螺线管的左端流入,右端流出。则电源左端为正极,右端为负极。
【小问3详解】
球心为两个力的作用点,重力的方向竖直向下;墙壁对小球的弹力垂直于墙壁向左。
19. “探究光的反射定律”时,小明将平面镜放置在水平桌面上,如图甲所示。
(1)让一束光斜射到平面镜上,尝试用一块表面粗糙的白板去寻找入射光和反射光,发现白板只在与镜面成______°角时才能同时呈现入射光和反射光;
(2)小明在图乙的基础上不断改变入射光的方向,并记录实验数据。通过数据发现:反射角与入射角大小______;
(3)如图丙所示,小明玩“借镜打靶”游戏时,将一束光照射到平面镜上后,它的反射光会射到靶标上。为了能够一下击中靶心B点,他应该让激光笔对着______照射;
(4)平面镜分为上表面反射和下表面反射两种类型,如图丁所示。丙图中使用的是上表面反射镜,反射光到达靶标上形成一个亮斑。若其他条件不变,仅将平面镜改为下表面反射镜,亮斑的位置将______(选填“上移”、“不变”或“下移”)。
【答案】(1)90 (2)相等
(3)B点 (4)下移
【解析】
【小问1详解】
根据光的反射定律,入射光线、反射光线和法线在同一平面内,而法线始终垂直于平面镜,因此只有白板与平面镜垂直(即夹角为)时,才能同时在白板上呈现入射光和反射光。
【小问2详解】
多次实验可得出结论:光反射时,反射角的大小与入射角相等。
【小问3详解】
光的反射现象中光路是可逆的,因此若要反射光最终击中靶心,将激光笔对准照射,经平面镜反射后就能击中点。
【小问4详解】
改用下表面反射镜时,入射光先射入透明玻璃发生折射,再到达下表面反射,最后射出玻璃再次折射,最终出射的反射光线相对于原上表面反射的光线向下偏移,因此亮斑位置会下移。
20. 在“探究水沸腾时温度变化特点”的实验中:
(1)除了图甲中提供的实验器材之外,还需要的测量工具是______;
(2)某时刻温度计的示数如图甲所示,为______℃;
(3)电水壶加热过程中将电能转化为______能。加热4min后,水开始沸腾,根据实验数据,描绘出水的温度随时间变化的图像如图乙所示,分析图像可知,水在沸腾过程中温度______;
(4)已知标准大气压下水的沸点是100℃,但实验中水的沸点是97℃。其可能的原因之一是:______。
【答案】(1)秒表 (2)94
(3) ①. 内 ②. 不变
(4)该地气压小于标准大气压
【解析】
【小问1详解】
本实验探究水沸腾时温度变化特点,需要测量温度随时间变化的规律,故需要的测量工具有温度计和秒表。
【小问2详解】
温度计的分度值为1℃,故温度计的示数为94℃。
【小问3详解】
电水壶加热过程中消耗电能,将电能转化为内能;
由图像可知水在沸腾过程中温度不变。
【小问4详解】
液体的沸点与大气压强有关,气压越高,液体的沸点越高。实验中水的沸点小于标准大气压下水的沸点,其原因之一是该地的气压低于标准大气压。
21. 小华注意到很多公共场所都有类似图甲所示的提示牌。她想:摩擦力的大小与接触面的潮湿程度有什么关系呢?为了探究这一问题,她找来长条形地板砖、运动鞋、弹簧测力计和喷雾器,设计了图乙所示的实验装置。
(1)实验前,必须在______(选填“水平”或“竖直”)方向对弹簧测力计进行校零。
(2)为了测出鞋子与地板砖间滑动摩擦力的大小,小华把长条形地板砖放在水平桌面上,用弹簧测力计水平拉着鞋子在地板砖上做______运动,如图乙,根据______可知,此时弹簧测力计的示数______(选填“大于”“等于”或“小于”)滑动摩擦力的大小。
(3)小华用喷雾器向地板砖表面均匀喷雾,改变地板砖的潮湿程度,通过实验得到表中数据。分析数据可以得出:在其他条件不变时,滑动摩擦力的大小随接触面潮湿程度增大的变化规律是______。
喷雾次数
0
1
2
3
4
5
6
7
8
摩擦力f/N
3.2
3.6
4.0
3.0
2.8
2.6
2.5
2.5
2.5
(4)另一组小明拉动鞋子在同一木板上运动,鞋子运动的路程—时间图像如图丙所示。若用F1和F2分别表示0~t1和t1~t2时间内弹簧测力计的示数,则可判断F1______F2(选填“>”“<”或“=”)。
(5)实验后他们思考:超市里的收银员清点钞票时手指沾湿海绵(如图丁所示),这是通过改变接触面的潮湿程度来______(选填“增大”或“减小”)摩擦力。
【答案】(1)水平 (2) ①. 匀速直线 ②. 二力平衡 ③. 等于
(3)先增大,后减小,最后保持不变
(4)= (5)增大
【解析】
【小问1详解】
实验中弹簧测力计需要水平方向使用,因此必须在水平方向校零,消除弹簧自身重力对测量的影响。
【小问2详解】
测量滑动摩擦力的原理是二力平衡:只有拉着鞋子做匀速直线运动时,水平方向的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡可知,弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小。
【小问3详解】
分析表格数据可得:其他条件不变时,随着接触面潮湿程度增大,滑动摩擦力先增大,达到最大值后逐渐减小,最终保持不变。
【小问4详解】
由图像可知,和两段鞋子都做匀速直线运动;滑动摩擦力的大小只和压力、接触面粗糙程度有关,本题中这两个条件都不变,因此滑动摩擦力大小不变,而拉力始终等于滑动摩擦力,所以。
【小问5详解】
收银员沾湿手指,是通过适当增加接触面潮湿程度增大手与钞票间的摩擦力,方便清点钞票,因此是增大摩擦力。
22. 小曦利用如图甲所示的电路,探究“通过导体的电流跟电阻的关系”。实验器材有:学生电源(电压恒为4.5V)、电流表(0~0.6A)、电压表、开关各一个,5个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),标有“10Ω1A”的滑动变阻器,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整;
(2)正确连接好电路,在闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应该置于______(选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关后,小曦发现,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,两电表的指针始终处于图乙所示的状态,则故障的原因可能是____________;
(4)排除故障后,小曦先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑片P使电压表示数为2.5V,记下电流表示数。断开开关,保持滑片位置不动,用10Ω的电阻替换5Ω的电阻接入电路,闭合开关后,为了继续完成实验,他应向______(选填“A”或“B”)端移动滑片P。当小曦改用15Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑片P,电压表的示数总______2.5V(选填“大于”或“小于”),小曦换用标有“20Ω 2A”的滑动变阻器进行后续实验。5次实验完成后,根据实验数据绘制的I-R图像如图丙所示,可以得到的实验结论是:电压一定,____________;
(5)为使实验结论更加可靠,另一位同学用小曦的实验装置(电源电压为4.5V,电压表、电流表量程不变,变阻器规格为“20Ω 2A”)做同一实验,仅将定值电阻两端电压设置为U0,再次将5个定值电阻接入电路中重复实验并记录数据,最后得出了和小曦一样的实验结论。在该同学的这五次实验中,当电压表示数调至U0时,滑动变阻器消耗的最大功率与最小功率之比是______。为完成这五次实验探究,应控制电压表示数U0的范围为______V。
【答案】(1) (2)B
(3)定值电阻R断路 (4) ①. B ②. 大于 ③. 通过导体的电流与导体的电阻成反比
(5) ①. 5:1 ②.
【解析】
【小问1详解】
连接方法:电压表并联在定值电阻两端,选择量程,将电压表负接线柱与定值电阻靠近电源正极的接线柱连接即可。
【小问2详解】
闭合开关前滑动变阻器需调至最大阻值处,本电路滑动变阻器下接线柱接端,滑片在端时接入电阻丝最长,电阻最大。
【小问3详解】
电流表指针为0,说明电路断路;电压表指针接近电源电压,说明电压表到电源两极为通路,即与电压表并联的定值电阻断路。
【小问4详解】
换成更大阻值的定值电阻后,定值电阻分压变大,要保持定值电阻电压为不变,需要增大滑动变阻器的接入电阻,因此滑片向端移动;
原滑动变阻器最大阻值为,当时,
U1=2.7V,因此电压表示数始终大于;
由I-R图像可得结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【小问5详解】
定值电阻电压不变,电源电压不变,因此滑动变阻器电压恒定。根据串联分压,可得与成正比,即
由,不变,功率与电阻成反比,因此最大功率与最小功率比
电流表量程为,最大电流不超过,最小为,因此
当最大为,滑动变阻器最大为,由串联分压得
因此电压范围为。
23. 一般小汽车每消耗1kg汽油就会排放2.3kg的二氧化碳气体,为了实现节能减排,各种新能源汽车相继出现,如图所示为某太阳能汽车,能将太阳能转换为电能储存起来供汽车行驶,真正实现了零排放。若该太阳能汽车行驶时受到的阻力恒为900N,某天接收到的太阳能为1.08×108J,可供汽车匀速行驶30km路程。求:
(1)该太阳能汽车匀速行驶30km过程中牵引力所做的功;
(2)该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率;
(3)相比较效率为30%的汽油车,牵引力做相同的功可以减少多少千克二氧化碳气体的排放?(汽油热值为4.6×107J/kg)
【答案】(1);(2)25%;(3)4.5kg
【解析】
【详解】解:(1)该太阳能汽车匀速行驶时,牵引力与阻力是一对平衡力,即
F=f=900N
匀速行驶30km过程中牵引力所做的功为
(2)某天接收到的太阳能为
E=1.08×108J
该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率为
(3)如果是效率为30%的汽油车,牵引力做相同的功消耗的汽油质量为m,由于
所以
因为每消耗1kg汽油就会排放2.3kg的二氧化碳气体,消耗kg的汽油可以排放4.5kg的二氧化碳气体,太阳能汽车是零排放的,即可以减少4.5kg的二氧化碳气体排放。
答:(1)该太阳能汽车匀速行驶30km过程中牵引力所做的功为2.7×107J;
(2)该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率为25%;
(3)相比较效率为30%的汽油车,牵引力做相同的功可以减少4.5kg二氧化碳气体的排放。
24. 小明设计了如图甲所示的电路,以使房内温度能保持在一定范围内。控制电路由电磁继电器、电阻箱R0、低压电源(3V)等组成。热敏电阻R1安装在房间内,其阻值随温度的变化如图乙所示。工作电路由电源、空调线路等组成,某段时间内空调的功率随时间的变化关系如图丙所示。调好R0阻值,闭合开关S1、S2,房内温度能在一定范围内波动。当电磁铁线圈中电流高于0.15A时衔铁即被吸下,低于该值会被释放,线圈电阻忽略不计。
(1)空调在这段时间内前40min消耗的电能;
(2)若将电阻箱R0的阻值设定为60Ω,求房内气温的波动范围;
(3)为使房内气温最低温度调为24℃,应将电阻箱R0的阻值调成多大?
【答案】(1)2.16×106J
(2)26~30℃ (3)40 Ω
【解析】
【小问1详解】
由图丙可知,前40min内,空调在0~20min、30~40min工作,总工作时
空调的功率,所以前40min消耗的电能
【小问2详解】
由题意可知,控制电路的临界电流,当衔铁未被吸下时,电路为只有R1的简单电路,所以当时,R1的阻值为
由图乙可知,此时室内温度为30℃;
当衔铁被吸下后,控制电路中R0与R1并联,电路的总电阻变小,干路电流变大,空调开始工作,当温度降低时,R1阻值变大,总电流变小,直到再次达到临界电流,若R0的阻值设定为60Ω,则通过R0的电流
所以通过R1的电流
故此时R1的阻值为
由图乙可知,此时温度为26°C;
综上所述,房内气温的波动范围为26~30℃。
【小问3详解】
由(2)可知,当衔铁吸下前,只有R1工作从而控制室内最高温度;
当衔铁被吸下后,R0与R1并联工作,从而控制室内最低温度,为使房内气温最低温度调为24℃,由图乙可知,此时R1的阻值为,当干路电流到达临界电流时,通过R1的电流
通过R0的电流
所以应将电阻箱R0的阻值调成
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