精品解析:2026年北京市首都师范大学附属中学九年级物理学科6月学业水平调研
2026-06-15
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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) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.70 MB |
| 发布时间 | 2026-06-15 |
| 更新时间 | 2026-07-07 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58357490.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
初三物理学科6月学业水平调研
一、单项选择题(下列各小题均有四个选项,只有一个选项符合题意。共24分,每小题2分)
1. 下列物品通常情况下属于导体的是( )
A. 纸杯 B. 瓷碗 C. 铁锅 D. 木铲
【答案】C
【解析】
【详解】纸杯、瓷碗、木铲都不容易导电,是绝缘体;铁锅容易导电,是导体,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2. 二十四节气是中华民族农耕文明长期经验的积累和智慧的结晶,对下列节气涉及的物态变化分析,正确的是( )
A. 图甲“寒露”节气,“露”的形成是凝固现象
B. 图乙“霜降”节气,“霜”的形成是凝华现象
C. 图丙“大雪”节气,“雪”的形成是液化现象
D. 图丁“雨水”节气,“雨”的形成是凝华现象
【答案】B
【解析】
【详解】A.图甲“寒露”节气,“露”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故A错误;
B.图乙“霜降”节气,“霜”是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶,故B正确;
C.图丙“大雪”节气,“雪”是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶,故C错误;
D.图丁“雨水”节气,“雨”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠,故D错误。
故选B。
3. 无人快递车作为物流配送的新宠,近日在介休街头亮相,它依靠先进的导航系统和高效能源驱动,实现了智能化配送。以下是关于它的相关描述,说法正确的是( )
A. 导航系统通过接收卫星发射的超声波进行定位
B. 锂离子电池充电时将电能转化为化学能储存
C. 无人快递车使用的太阳能属于不可再生能源
D. 快递车的电动机工作时将内能转化为机械能
【答案】B
【解析】
【详解】A.卫星导航依靠电磁波传递信息实现定位,真空不能传声,超声波无法在太空传播,故A错误;
B.锂离子电池充电时,消耗电能,将电能转化为化学能储存在电池中,故B正确;
C.太阳能可以源源不断从自然界获取,属于可再生能源,故C错误;
D.电动机工作时,是将电能转化为机械能,不是内能转化为机械能,故D错误。
故选B。
4. 如图所示的分别是一种汲水设施和某项造纸工序,展示了我国古代劳动人民的智慧。下列说法中正确的是( )
A. 图甲是一种汲水用的辘轳,使用该装置可以省功
B. 图甲:水桶上升越快,功率就越大
C. 图乙:将湿纸贴在墙上,用火“焙干”的目的是加快水分的升华
D. 图乙:纸中的水分是通过做功的方式来获得内能的
【答案】B
【解析】
【详解】A.汲水用的辘轳利用了轮轴来省力,但任何机械都不能省功,故A错误;
B.根据可知,水桶上升越快,功率就越大,故B正确;
CD.热传递可以改变物体的内能,丁图“透火焙干”是通过热传递的方式来增大湿纸的内能,提高温度,从而加快水的汽化,故CD错误。
故选B。
5. 关于生活用电,下列符合安全用电要求的是( )
A. 图甲:控制用电器的开关接在零线和用电器之间
B. 图乙:家用电冰箱外壳需要接地线
C. 图丙:可以使用导线绝缘皮破损的插头
D. 图丁:为了方便充电,可将电动车的充电器长期插在电源插座上
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据安全用电规范,控制用电器的开关应接在火线与用电器之间,断开开关时用电器会与火线断开,避免触电。图中开关接在零线和用电器之间,断开开关后用电器仍与火线相连,人体接触易引发触电,故A不符合题意;
B.电冰箱是带金属外壳的用电器,将外壳接地线后,若冰箱漏电,电流会通过地线导入大地,可避免人体触电,故B符合题意;
C.导线绝缘皮破损后,容易露出内部金属导线,人体误接触会引发触电事故,不能继续使用,故C不符合题意;
D.电动车充电器长期插在电源插座上,充电器会持续发热,加速绝缘材料老化,容易引发火灾,故D不符合题意。
故选B。
6. 如图所示,舞中幡、抖空竹、踩高跷和顶缸为传统杂技项目或民俗活动。舞中幡是表演者用手或身体其他部位顶住幡旗,并始终不落地;抖空竹是把空竹悬于系在两根小棍顶端的细绳上,玩者两手各持一棍来回拉动,便可产生旋转并随速度加快发出嗡嗡的响声;踩高跷是表演者脚上绑着长木跷进行表演;顶缸则是表演者能用头顶接住从高处落下的坛子,技艺高超。下列说法中正确的是( )
A. 甲图:幡旗对人的压力就是幡旗的重力
B. 乙图:空竹离线后,在空中上升到最高点时处于平衡态
C. 丙图:人对木跷的压力和人受到的支持力是一对相互作用力
D. 丁图:表演者顶住缸站稳时,受到重力和地面对他的支持力是一对平衡力
【答案】C
【解析】
【详解】A.幡旗对人的压力,施力物体是幡旗、受力物体是人;幡旗的重力,施力物体是地球、受力物体是幡旗,二者本质不同,故A错误;
B.空竹上升到最高点时只受重力作用,合力不为零,因此未处于平衡态,故B错误;
C.人对木跷的压力(受力物体是木跷,施力物体是人),人受到的支持力(受力物体是人,施力物体是木跷),符合相互作用力的条件,是一对相互作用力,故C正确;
D.表演者顶住缸站稳时,受到向下的自身重力、缸对他向下的压力,以及地面对他向上的支持力,三个力平衡,地面对他的支持力大小等于表演者重力与缸的压力之和,因此表演者的重力和地面对他的支持力大小不相等,不是一对平衡力,故D错误。
故选C。
7. 近年来我国在深空探索和深海探测等领域取得了重大成就,实现了毛主席在《水调歌头·重上井冈山》中所描绘的“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”的情景,如图所示,对下列科技成就所涉及的物理知识分析正确的是( )
①图甲,将某物体从地球运送到中国“空间站”后质量不会改变
②图乙,国产C919大型客机起飞爬升过程中,机翼上方空气流速较大,压强较小
③图丙,“奋斗者”号载人潜水器下潜的过程中,所受海水的压强不变
④图丁,“雪龙”号破冰船从长江驶入大海时船身会上浮一些(船的重力不变)
A. ①②③④ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③
【答案】B
【解析】
【详解】①分析:质量是物体的固有属性,只和物体所含物质多少有关,和位置无关,物体从地球运送到空间站,质量不会改变,故①正确;
②分析:根据流体压强规律:流速越大的位置压强越小。飞机机翼上凸下平,起飞时机翼上方空气流速更大,压强更小,产生向上的升力,故②正确;
③分析:液体压强公式为,潜水器下潜过程中,深度不断增大,海水密度不变,因此受到海水的压强会变大,不是不变。故③错误;
④分析:破冰船从长江驶入大海始终漂浮,浮力等于自身重力,重力不变因此浮力不变;海水密度大于江水密度,根据阿基米德原理,排开海水的体积会更小,因此船身会上浮一些,故④正确。
综上,①②④正确,故选B。
8. 如图所示擦窗机器人的出现,解决了人们高层擦窗、室外擦窗难的问题。当擦窗机器人底部的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它就可以牢牢地吸附在玻璃上;通电后,擦窗机器人就可以上下移动将灰尘、污渍擦拭干净。下列说法中错误的是(空气阻力不计)( )
A. 在大气压的作用下,擦窗机器人才得以牢牢地吸附在玻璃上
B. 擦窗机器人上下移动工作时,与玻璃之间的摩擦力不变
C. 擦窗机器人在通电移动擦窗时,可以将电能全部转化为机械能
D. 当擦窗机器人在玻璃上静止时,所受到的重力和摩擦力是一对平衡力
【答案】C
【解析】
【详解】A.抽出吸盘内空气后,吸盘内部气压小于外界大气压,擦窗机器人在大气压的作用下牢牢吸附在玻璃上,故A正确;
B.擦窗机器人在上下移动工作时,所受的压力(等于大气压力)和接触面的粗糙程度均不变,故机器人与玻璃之间的摩擦力不变,故B正确;
C.擦窗机器人通电工作时,由于电流的热效应,一部分电能会转化为内能,不可能将电能全部转化为机械能,故C错误;
D.擦窗机器人静止在玻璃上时,处于平衡状态,竖直方向受到的重力和摩擦力满足平衡力的条件,是一对平衡力,故D正确。
本题选错误的,故选 C。
9. 如图所示为甲、乙、丙三部汽油机燃料完全燃烧释放的内能和汽油机输出机械能的二维柱状图。根据图中的信息,下列选项正确的是( )
A. 丙输出的机械能比甲少,所以丙的效率比甲低
B. 在燃料完全燃烧放出相同热量时,乙输出机械能比甲少
C. 在输出的机械能相同时,丙比乙消耗更多燃料
D. 三部热机中,甲使用的燃料热值最大,效率最高
【答案】C
【解析】
【详解】ABD.如图所示,假设纵坐标轴的单位长度为1.由公式可得,甲的效率
乙的效率
丙的效率
可见,三部汽油机中,乙的效率最高,甲、丙的效率相同,故ABD错误;
C.由图可知,在输出的机械能相同时,乙消耗的燃料最少,故C正确。
故选C。
10. 图甲是运动员在双板滑雪U形场地比赛的情景,图乙是运动员比赛过程的示意图,运动员在A点时速度为0,在重力的作用下从A到B点做加速运动,当在平面上滑行时,运动员使用滑雪杖使自己加速,运动到C点(C与A等高)后继续向上运动到最高点D点。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 运动员从A到B的过程中,机械能不变
B. 运动员从C到D的过程中,重力势能的增加量小于动能的减小量
C. 运动员从B到C的过程中,动能一定减小
D. 运动员在C点的机械能一定大于在A点的机械能
【答案】D
【解析】
【详解】A.运动员从A到B的过程中,需要克服滑雪板与雪面间的摩擦力做功,部分机械能转化为内能,因此机械能减小,故A错误;
B.运动员从C到D的过程中,不计空气阻力,只有重力对运动员做功,动能转化为重力势能,运动员机械能守恒,因此重力势能的增加量等于动能的减小量,故B错误;
C.运动员从B到C的过程中,运动员使用滑雪杖对自身做功,可以补充机械能,如果滑雪杖做的功大于克服重力和摩擦力消耗的能量,动能会增大,因此动能不一定减小,故C错误;
D.A、C高度相等,即重力势能相同,A点速度为0,C点速度大于0,即C点动能大于A点动能,故运动员在C点的机械能一定大于在A点的机械能,故D正确。
故选D。
11. 某科技小组制作了“听话”的小瓶子,调节滑片P可实现小瓶子上浮、下沉或悬停,原理如图所示(磁铁固定在活塞上)。滑片P在某一位置时,小瓶子悬停在如图所示位置,下列分析正确的是( )
A. 闭合开关后,电磁铁与磁铁相互吸引
B. 若将滑片P从该位置向左移动,活塞会向左移动
C. 若将滑片P从该位置向右移动,小瓶子会上浮
D. 当小瓶子下沉时,小瓶内空气压强减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,闭合开关后,电流从电磁铁右端流入,正面电流方向向下,根据安培定则可知,电磁铁右端为N极;磁铁左端为N极,同名磁极相互排斥,故A错误;
B.滑片P向左移动,滑动变阻器接入电阻减小,电路电流增大,电磁铁磁性增强,对磁铁的排斥力增大,磁铁和活塞一起向右移动,故B错误;
C.滑片P向右移动,滑动变阻器接入电阻增大,电路电流减小,电磁铁磁性减弱,排斥力减小,活塞向左移动,密闭气体体积增大,气压减小,水被排出小瓶子,小瓶子总重力减小,小于浮力,小瓶子上浮,故C正确;
D.小瓶子下沉时,此时更多的水进入小瓶子中,它里面的空气被压缩,小瓶内空气压强增大,故D错误。
故选C。
12. 《天工开物》中记录了我国古代劳动者煮海水制盐的方法,该方法对用于制盐的海水密度有严格要求。关于海水等级的测评,《熬波图咏》中谈到,可以用莲子制备成四颗不同标准的“浮子”来测定海水等级。测定时,浮起的“浮子”数量越多,待测海水的等级越高(一等海水密度最大等级最高,二、三、四、五等依次次之)。若将以上四颗“浮子”放入盛有待测海水的竹管内,“浮子”的浮沉情况如图所示,下列选项正确的是( )
A. 竹管内待测的海水为一等海水
B. ①号“浮子”的重力比其他三颗“浮子”的重力大
C. ①号“浮子”的密度比其他三颗“浮子”的密度小
D. 若竹管内改盛四等海水,①号“浮子”所受浮力将减小
【答案】D
【解析】
【详解】根据物体浮沉条件:物体沉底时,物体漂浮时;由题意可知:浮起的浮子越多,海水等级越高,一等海水密度最大,等级越靠后海水密度越小。
A.题图中只有②③④三个浮子浮起,①号沉底,不符合“一等海水四个浮子均浮起”的条件,因此待测海水不是一等海水,故A错误;
B.重力满足,仅能确定①号浮子的密度更大,无法得知四个浮子的体积关系,因此无法比较重力大小,故B错误;
C.①号沉底,因此;②③④漂浮,因此、、,可得①号浮子的密度比其他三颗都大,故C错误;
D.等级越低海水密度越小,四等海水密度小于本题中待测海水的密度;改盛四等海水后,①号仍沉底,排开海水的体积等于①号自身体积,保持不变。根据阿基米德原理,和不变,减小,因此①号浮子所受浮力减小,故D正确。
故选D。
二、多项选择题(下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共6分,每题2分。每题选项全选对的得2分,选对但不全的得1分,有错选的不得分)
13. 关于图所示的四个电磁实验,下列说法中正确的是( )
A. 实验甲:开关S闭合,只要导体ab在磁场中运动,导体中就有电流产生
B. 实验乙:开关S闭合,电动机独立工作;开关S断开,电热器独立工作
C. 实验丙:开关S闭合,小磁针发生偏转,表明通电导线的周围存在磁场
D. 实验丁:开关S闭合,导体ab在磁场中运动,发电机是利用这一原理制成
【答案】BC
【解析】
【详解】A.图甲中,闭合电路的部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动,才会产生感应电流,故A错误;
B.图乙中,开关闭合时,电磁铁中有电流通过,产生磁性,衔铁被吸下,电动机所在电路接通,电动机开始工作;开关断开时,电磁铁中无电流,磁性消失,衔铁弹起,电热器所在电路接通,电热器开始工作,故B正确;
C.图丙中,开关闭合,导线中有电流通过,导线周围产生磁场,小磁针发生偏转,故C正确;
D.图丁中,开关闭合,导体ab中有电流通过,受到磁场的作用力而运动,这是电动机的工作原理,故D错误。
故选BC。
14. 如图所示,工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时,货物未离开水平地面;第二次竖直向上拉动绳子,使货物以0.09m/s的速度匀速上升。已知工人体重为600N,货物重为900N,货物与地面的接触面积为,动滑轮重为100N。不计滑轮组的绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 第一次拉绳子时,工人对水平台面的压力为800N
B. 第一次拉绳子时,货物对地面的压强为4000Pa
C. 第二次拉绳子的过程中,该滑轮组的机械效率为90%
D. 第二次拉绳子的过程中,工人拉力的功率为81W
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时,绳子也在用200N的力竖直向下拉工人,所以工人对水平台面的压力为
故A正确;
B.由于滑轮组上承担重量的绳子股数n=3,每股绳子受到的拉力为200N,所以货物和动滑轮受到绳子的拉力为
由于动滑轮重为100N,所以货物受到的拉力为
由于货物重为900N,所以货物对地面的压力为
货物与地面的接触面积为,所以货物对地面的压强为
故B正确;
C.第二次拉绳子时,绳子自由端的拉力为
滑轮组的机械效率为
故C正确;
D.货物以0.09m/s的速度匀速上升,绳子移动的速度为
工人拉力的功率为
故D错误。
故选ABC。
15. 某音乐喷泉的工作原理是通过电脑将音乐频率特征转化为电路控制信号,控制水泵有节奏地喷出水柱,从而形成喷泉。如图甲为控制喷泉的模拟电路,控制电路的电源电压呈现如图乙所示的周期性变化,定值电阻,D为特殊元件。当时,D两端的电压;时,保持不变;当通过的电流时,水泵启动喷水。下列说法中正确的是( )
A. 当时,喷泉不会喷水
B. 当时,模拟电路中电阻的电功率为
C. 该模拟电路工作,喷水时间共为
D. 将换成阻值更大的电阻,可以减少喷泉喷水时间
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.由图乙可知,0~3s内A、B两端电压,当时,
根据题意此时D两端的电压
与串联,因此两端电压
电流
水泵不启动,喷泉不会喷水,故A正确;
B.时,A、B两端电压,此时D两端的电压保持不变
两端电压
的电功率,故B错误;
C.水泵启动喷水条件为,因此喷水时两端电压
即两端电压大于等于4V时才会喷水。由上述分析可知,当A、B两端电压时不喷水;当时,,因此
即喷水条件为。由图乙得的周期;0~3s内,
得,喷水时间为
3~6s内,
得,喷水时间为
因此一个周期内喷水时间
周期数
总喷水时间,故C正确;
D.将换为更大阻值的电阻,根据喷水条件才启动喷水,可推导得启动时A、B两端电压为
因此越大,要求的最小值越大,每个周期内满足条件的时间越短,因此总喷水时间减少,故D正确。
故选ACD。
三、实验探究题(共28分,22(2)4分,23(2)3分,其余每空1分)
16.
(1)如图甲所示,电能表的示数为________kW·h。
(2)如图乙所示,把金板和铅板压在一起,几年之后,金板上渗入一些铅,铅板上渗入一些金,这种现象说明____________________。
(3)某同学利用如图丙所示的装置及相同高度的蜡烛等器材进行实验探究,其中平板透明玻璃与水平纸面垂直。将蜡烛由A点移至B点后,蜡烛所成像的高度________。(选填“变小”“不变”或“变大”)
【答案】(1)563.2
(2)分子在永不停息地做无规则运动
(3)不变
【解析】
【小问1详解】
电能表读数最后一位是小数位,因此图甲的示数为。
【小问2详解】
金板和铅板互相渗入对方,属于扩散现象,该现象说明分子在永不停息地做无规则运动。
【小问3详解】
平面镜成像的特点是:像的大小与物体本身大小始终相等,和物体到平面镜的距离无关。蜡烛移动后自身高度不变,因此像的高度不变。
17. 如图所示,是一个水滴下落过程的示意图,水滴通过AB和BC所用时间均为0.1 s,水滴由A位置下落到C位置运动的距离是______cm,则这个过程中水滴下落的平均速度是______m/s,该水滴下落过程是________(选填“匀速直线”或“变速直线”)运动。
【答案】 ①. 20.0 ②. 1 ③. 变速直线
【解析】
【分析】
【详解】[1]由图知,一大格是5cm,一大格等分为5个小格,则一小格是1cm,即该刻度尺的分度值是1cm, A对应的刻度是0.0cm,C对应刻度为20.0cm,故水滴由A位置下落到C位置运动的距离是20.0cm。
[2]从A到C的时间为0.2s;故速度
v==
[3]因从A到C运动过程中,相等时间内通过距离不等,故该水滴下落过程是变速直线运动。
18. 为了测量某种液体的密度,某同学取适量这种液体的样品进行了如下实验:
(1)先将天平放在水平桌面上,然后将游码移至横梁标尺的左侧零刻度线处。发现天平指针位置如图甲所示,此时,应该将平衡螺母向________侧调节;(选填“左”或“右”)
(2)调节天平水平平衡后,将盛有适量液体的烧杯放在天平左盘内,改变右盘中砝码的个数和游码的位置,使天平横梁在水平位置重新平衡,此时砝码质量和游码在标尺上的位置如图乙所示,则烧杯及杯内液体的总质量为________g;
(3)将烧杯中的一部分液体倒入量筒中,如图丙所示,则量筒中液体的体积为________;再用天平测出烧杯和剩余液体的总质量为106 g;
(4)根据上述实验数据计算此种液体的密度为________。
【答案】(1)右 (2)161
(3)50 (4)
【解析】
【小问1详解】
天平调平时,指针偏向分度盘左侧,说明左侧偏重,根据左偏右调的原则,应将平衡螺母向右侧调节。
【小问2详解】
砝码总质量为,游码示数为1g,因此烧杯和液体总质量为。
【小问3详解】
量筒刻度从下往上增大,凹液面最低处对应50mL,因,所以液体体积为。
【小问4详解】
倒出液体的质量
根据密度公式
19. 用两个不同焦距的放大镜观察邮票,当两个透镜到邮票的距离相等时,出现了图中所示的情景,请根据该情景提出一个可探究问题:________________。
【答案】
物距相同时,凸透镜成像的大小与凸透镜的焦距是否有关
【解析】
【详解】由题意可知,两个放大镜焦距不同,且控制了透镜到邮票的距离即物距相同,最终观察到的像大小不同,因此可围绕物距相同时,凸透镜成像大小与焦距的关系提出可探究的科学问题。
20. 小阳利用如图所示的电路进行实验:
(1)在探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关时,他在两个完全相同的烧瓶内分别装入质量和初温都相同的煤油、两只完全相同的温度计以及阻值为R1和R2的电阻丝(R1≠R2)。该实验中,电流通过导体产生热量的多少用____来反映,其依据的公式是____。小阳经过探究得到了电流通过导体产生的热量与电阻有关。
(2)小阳在上述实验的基础上学习了焦耳定律,并进行了如下思考:若R1所在烧瓶中煤油的质量大于R2所在烧瓶中煤油的质量,闭合开关(容器内的油均未沸腾),当观察到____或____现象时,可以判断R1>R2。
【答案】 ①. 温度计升高的示数 ②. ③. 甲温度计升高的示数大于乙温度计升高的示数 ④. 甲温度计升高的示数等于乙温度计升高的示数
【解析】
【详解】(1)[1][2]该实验中采用转换法,热量无法直接测量出,电流通过导体产生热量的多少用温度计升高的示数来反映,其依据的公式是吸热公式。
(2)[3]小阳在上述实验的基础上学习了焦耳定律,串联电路中电流处处相等,若R1所在烧瓶中煤油的质量大于R2所在烧瓶中煤油的质量,初温相同,闭合开关,当观察到甲温度计升高的示数大于乙温度计升高的示数或甲温度计升高的示数等于乙温度计升高的示数现象时,说明甲瓶中电阻产生的热量更多,根据焦耳定律计算公式可以判断R1>R2。
21. 小明同学在“测量小灯泡电功率”的实验中,设计了如图甲所示的电路,灯泡的额定电流是0.25 A,电源电压恒为4.5 V。
(1)闭合开关后,发现无论怎么移动滑动变阻器,电压表示数一直接近4.5 V,电流表没有示数,若电路中只存在一处故障,则故障为________________;
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑片P到某一点时,电流表示数为0.2 A,为了测量小灯泡的额定功率,他应该将滑动变阻器向________端移动(选填“左”或“右”);
(3)根据所测得的数据绘制了小灯泡的电流和电压的关系图像,如图乙所示,则小灯泡的额定功率为________W;
(4)根据乙图得到的实验数据分析,当加在灯泡的电流为额定电流的一半时,灯泡的实际功率________(选填“>”“<”或“=”);
【答案】(1)小灯泡断路
(2)左 (3)0.625
(4)<
【解析】
【小问1详解】
电流表无示数说明电路发生断路,电压表示数接近电源电压4.5V,说明电压表能连通电源两端,因此故障是与电压表并联的小灯泡断路。
【小问2详解】
此时电流为0.2A,小于灯泡的额定电流0.25A,需要增大电路电流,需减小滑动变阻器接入电路的电阻;由图甲可知,滑片向右移动时,滑动变阻器接入电阻减小,因此应将滑片向左移动。
【小问3详解】
灯泡的额定电流为0.25A,由图乙可知,当电流为0.25A时,灯泡两端电压为2.5V,因此小灯泡额定功率
【小问4详解】
若灯丝电阻不变,电流为额定电流一半时,由可知,实际功率应为;但灯丝电阻随温度降低而减小,当电流为额定电流一半时,灯丝温度更低,电阻更小,因此
22. 在探究物体所受浮力的大小跟它排开液体所受的重力的关系实验时,具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙和丁所示。
(1)为方便操作和减小测量误差,最合理操作顺序应该是________。
A. 甲、丁、乙、丙 B. 丙、甲、乙、丁
C. 甲、乙、丁、丙 D. 乙、甲、丁、丙
(2)小明想进一步测出石块的密度,已知在实验中石块重力G为3.0 N,当石块浸没在水中时,弹簧测力计的示数F为2.0 N,小明算出了石块所受的浮力是________N,石块的密度是________。请你帮助小明设计出测石块密度的实验数据记录表格。________
【答案】(1)B (2) ①. 1.0 ②. 3 ③.
【解析】
【小问1详解】
实验时,先测出空桶的重力,然后测出物体的重力,再将物体浸没在溢水杯中,读出弹簧测力计的示数,根据得出浮力大小,最后测出小桶和水的总重力,因此合理的实验步骤是丙、甲、乙、丁,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【小问2详解】
根据称重法可知,石块所受的浮力为
]石块的质量为
由阿基米德原理可得,石块的体积为
则石块的密度为
通过测力计测出石块的重力,根据可以计算石块的质量;将石块浸没在水中,通过浮力计算出物体的体积,用公式可以计算出石块的密度,故实验数据记录表格如下所示:
23. 为了节能和环保,一些公共场所用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统。光敏电阻的阻值随着光的强度增大而减小。控制电路原理如图所示,电路中的电阻和,其中一个是定值电阻,另一个是光敏电阻,已知电源电压为3V,当控制开关两端电压时,控制开关自动启动照明系统。则:
(1)两个电阻中,________是定值电阻(选填“”或“”)。
(2)为了响应节能减排的号召,照明系统需要在光强更弱时才启动,请分析应当如何改变定值电阻的阻值?
【答案】(1)
(2)增大定值电阻的阻值
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,当控制开关两端电压时,控制开关自动启动照明系统,所以控制开关应该是连接在光敏电阻两端,可以检测到光敏电阻电压的变化,所以为光敏电阻,则为定值电阻。
【小问2详解】
照明系统需要在光强更弱时才启动,意味着此时光敏电阻的阻值比原来更大,电源电压不变,两电阻串联,根据串联电路分压规律
阻值变大,要保持电压之比不变,则需增大的阻值。
四、科普阅读题(共4分)
24. 请阅读《可控核聚变》并回答问题。
可控核聚变
在日常生活中,我们使用的能量大多来自煤、石油、天然气等化石燃料,也可以来自水能、风能和太阳能等新能源。随着人类社会的发展,人们对能源的需求越来越大,同时也希望获得更加清洁、高效、安全的能源。于是,一种被称为“人造太阳”的能源方式逐渐受到人们关注,这就是可控核聚变。
太阳之所以能够持续发光发热,是因为太阳内部时时刻刻都在发生核聚变反应。所谓核聚变,是指较轻的原子核在极高温度和极大压力下结合成较重的原子核,同时释放出巨大能量的过程。例如,氢的同位素(原子核具有相同质子数和不同中子数)氘和氚可以发生聚变反应,生成氦原子核和中子,并释放出大量能量。这个过程可以简单表示为:能量,其中,表示氘,表示氚,表示氦原子核,表示中子。核聚变释放能量的原因,与爱因斯坦提出的质能方程有关:其中,表示释放出的能量,表示反应前后减少的质量,表示真空中的光速,约为
在核聚变反应中,反应前各粒子的总质量会略大于反应后生成物的总质量,这一小部分“减少的质量”会转化为巨大的能量。由于光速的数值非常大,所以即使质量只减少很小一部分,也能释放出大量能量。
但是,要让核聚变在地球上稳定发生并不容易。原子核都带正电,同种电荷之间会相互排斥。要让两个原子核足够接近并发生聚变,就必须让它们具有很大的能量。因此,核聚变通常需要极高的温度,甚至达到上亿摄氏度。在这样的高温下,物质不再是普通的固体、液体或气体,而会变成一种特殊状态——等离子体。
如果只是让核聚变瞬间发生,并不能直接成为稳定的能源。人类真正希望实现的是可控核聚变,也就是让核聚变反应在一定装置中持续、稳定、安全地进行,并把释放出的能量有效利用起来。为了约束温度极高的等离子体,科学家常常利用强大的磁场,使等离子体不直接接触装置内壁。这类装置中比较典型的一种叫做“托卡马克装置”。
可控核聚变被认为是一种非常有前景的能源方式。一方面,核聚变燃料来源较丰富,例如氘可以从海水中提取;另一方面,核聚变过程中不直接排放二氧化碳,对缓解能源和环境问题具有重要意义。不过,目前可控核聚变仍面临许多技术难题,例如如何长时间维持高温等离子体,如何让输出能量大于输入能量,如何提高装置稳定性等。
虽然可控核聚变真正大规模应用还需要科学家继续努力,但它已经成为未来能源研究的重要方向。如果人类能够成功掌握这种技术,就有可能获得一种清洁而强大的能源。可控核聚变也告诉我们:科学的发展,往往需要人类不断挑战极端条件,并把自然界中的规律转化为造福社会的技术。
根据上述材料回答下列问题。
(1)根据文中信息,氢的同位素氘和________可以发生聚变反应,生成________和中子,并释放出大量能量。
(2)根据文章内容,下列说法正确的是( )
A. 核聚变是指较重的原子核分裂成较轻的原子核,并释放能量的过程
B. 可控核聚变已经实现了大规模商业应用,因此目前已经能完全替代化石能源
C. 可控核聚变的某种燃料可以从海水中提取,并且核聚变过程不直接排放二氧化碳
D. 可控核聚变装置中的高温等离子体可以直接接触装置内壁,因此不需要特殊约束
(3)某次核聚变反应中,有的质量转化为能量。根据文中公式,可求出释放的能量________。
【答案】(1) ①.
氚 ②.
氦原子核 (2)C
(3)
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,氢的同位素氘和氚可以发生聚变反应,生成氦原子核和中子,并释放出大量能量。
【小问2详解】
A.核聚变定义是较轻原子核结合成较重原子核的过程,故A错误;
B.文中明确说明可控核聚变真正大规模应用还需科学家继续努力,尚未实现大规模商业应用,故B错误;
C.文中提到氘可从海水中提取,且核聚变过程不直接排放二氧化碳,该选项符合原文内容,故C正确;
D.文中指出需利用强大磁场约束高温等离子体,使其不直接接触装置内壁,故D错误。
故选C。
【小问3详解】
根据质能方程,释放的能量为
五、计算题(共8分,每题4分)
25. 某款电热饮水机具有加热和保温两挡,额定电压为220V。如图甲是其电路原理图,S0为温控开关,R1、R2为电热丝(阻值不变)。某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图象如图乙所示,求:
(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能:
(2)饮水机处于保温挡时,通过R1的电流;
(3) R2的阻值。
【答案】(1)1.452×105J;(2)0.2A;(3) 110Ω
【解析】
【详解】(1) 由图乙可得,饮水机加热时,加热功率P1 =484 W ,加热时间t1 = 300s,故饮水机处于加热档阶段消耗的电能
W1=P1t1=484 W300s=1.452×105J
加热挡阶段消耗的电能为1.452×105J。
(2)只闭合S时,R1接入电路,此时饮水机处于保温档。由图乙可知,保温功率为P2 =44 W,流过R1的电流
I2===0.2A
流过R1的电流为0.2A。
(3)当开关S、S0闭合时,R1与R2并联,处于加热档,那R2的功率
P=P1-P2=484 W-44 W=440 W
由P=得R2的阻值
R2===110Ω
R2的阻值为110Ω。
答: (1) 饮水机处于加热挡阶段消耗的电能为1.452×105J;
(2)饮水机处于保温挡时,通过R1的电流为0.2 A;
(3) R2的阻值为110Ω。
26. 某科技小组自制了“杠杆密度计”,如图所示,一根质量分布均匀的硬质细杆,其长度为60cm,在点用轻绳悬挂了一质量3kg,边长为10 cm的合金块,将支点移动至点时,细杆在水平位置平衡,长度为7.5cm,再将合金块浸没在水中且不接触容器,将支点移动至点后细杆再次水平平衡,则在点标记水的密度;再次将装置放在不同密度的液体中(液体密度始终较小不会使合金块漂浮),并改变支点使细杆每次都水平平衡,在支点上方标记对应液体密度,从而制作成为“杠杆密度计”(取10N/kg)。
(1)求细杆的质量
(2)求的长度
(3)请分析“杠杆密度计”上刻度分布是否是均匀的?
【答案】(1)1kg (2)2.5cm
(3)刻度分布不均匀
【解析】
【小问1详解】
已知细杆总长,均匀细杆重心在中点,重心到A端距离为。设细杆质量为。根据杠杆平衡条件,杠杆平衡时
即
解得
【小问2详解】
合金块边体积
浸没在水中时,则合金块受到的浮力为
A端拉力
支点在D时杠杆再次平衡,根据杠杆平衡条件:
代入杆的重力为
解得。因此的长度
【小问3详解】
设液体密度为,每次的刻度位置为支点,设支点到A端距离为,根据杠杆平衡条件:
整理得
由数学知识可知,与不是一次函数关系,密度变化量与支点位置变化量不成正比,因此杠杆密度计的刻度分布不均匀。
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初三物理学科6月学业水平调研
一、单项选择题(下列各小题均有四个选项,只有一个选项符合题意。共24分,每小题2分)
1. 下列物品通常情况下属于导体的是( )
A. 纸杯 B. 瓷碗 C. 铁锅 D. 木铲
2. 二十四节气是中华民族农耕文明长期经验的积累和智慧的结晶,对下列节气涉及的物态变化分析,正确的是( )
A. 图甲“寒露”节气,“露”的形成是凝固现象
B. 图乙“霜降”节气,“霜”的形成是凝华现象
C. 图丙“大雪”节气,“雪”的形成是液化现象
D. 图丁“雨水”节气,“雨”的形成是凝华现象
3. 无人快递车作为物流配送的新宠,近日在介休街头亮相,它依靠先进的导航系统和高效能源驱动,实现了智能化配送。以下是关于它的相关描述,说法正确的是( )
A. 导航系统通过接收卫星发射的超声波进行定位
B. 锂离子电池充电时将电能转化为化学能储存
C. 无人快递车使用的太阳能属于不可再生能源
D. 快递车的电动机工作时将内能转化为机械能
4. 如图所示的分别是一种汲水设施和某项造纸工序,展示了我国古代劳动人民的智慧。下列说法中正确的是( )
A. 图甲是一种汲水用的辘轳,使用该装置可以省功
B. 图甲:水桶上升越快,功率就越大
C. 图乙:将湿纸贴在墙上,用火“焙干”的目的是加快水分的升华
D. 图乙:纸中的水分是通过做功的方式来获得内能的
5. 关于生活用电,下列符合安全用电要求的是( )
A. 图甲:控制用电器的开关接在零线和用电器之间
B. 图乙:家用电冰箱外壳需要接地线
C. 图丙:可以使用导线绝缘皮破损的插头
D. 图丁:为了方便充电,可将电动车的充电器长期插在电源插座上
6. 如图所示,舞中幡、抖空竹、踩高跷和顶缸为传统杂技项目或民俗活动。舞中幡是表演者用手或身体其他部位顶住幡旗,并始终不落地;抖空竹是把空竹悬于系在两根小棍顶端的细绳上,玩者两手各持一棍来回拉动,便可产生旋转并随速度加快发出嗡嗡的响声;踩高跷是表演者脚上绑着长木跷进行表演;顶缸则是表演者能用头顶接住从高处落下的坛子,技艺高超。下列说法中正确的是( )
A. 甲图:幡旗对人的压力就是幡旗的重力
B. 乙图:空竹离线后,在空中上升到最高点时处于平衡态
C. 丙图:人对木跷的压力和人受到的支持力是一对相互作用力
D. 丁图:表演者顶住缸站稳时,受到重力和地面对他的支持力是一对平衡力
7. 近年来我国在深空探索和深海探测等领域取得了重大成就,实现了毛主席在《水调歌头·重上井冈山》中所描绘的“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”的情景,如图所示,对下列科技成就所涉及的物理知识分析正确的是( )
①图甲,将某物体从地球运送到中国“空间站”后质量不会改变
②图乙,国产C919大型客机起飞爬升过程中,机翼上方空气流速较大,压强较小
③图丙,“奋斗者”号载人潜水器下潜的过程中,所受海水的压强不变
④图丁,“雪龙”号破冰船从长江驶入大海时船身会上浮一些(船的重力不变)
A. ①②③④ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③
8. 如图所示擦窗机器人的出现,解决了人们高层擦窗、室外擦窗难的问题。当擦窗机器人底部的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它就可以牢牢地吸附在玻璃上;通电后,擦窗机器人就可以上下移动将灰尘、污渍擦拭干净。下列说法中错误的是(空气阻力不计)( )
A. 在大气压的作用下,擦窗机器人才得以牢牢地吸附在玻璃上
B. 擦窗机器人上下移动工作时,与玻璃之间的摩擦力不变
C. 擦窗机器人在通电移动擦窗时,可以将电能全部转化为机械能
D. 当擦窗机器人在玻璃上静止时,所受到的重力和摩擦力是一对平衡力
9. 如图所示为甲、乙、丙三部汽油机燃料完全燃烧释放的内能和汽油机输出机械能的二维柱状图。根据图中的信息,下列选项正确的是( )
A. 丙输出的机械能比甲少,所以丙的效率比甲低
B. 在燃料完全燃烧放出相同热量时,乙输出机械能比甲少
C. 在输出的机械能相同时,丙比乙消耗更多燃料
D. 三部热机中,甲使用的燃料热值最大,效率最高
10. 图甲是运动员在双板滑雪U形场地比赛的情景,图乙是运动员比赛过程的示意图,运动员在A点时速度为0,在重力的作用下从A到B点做加速运动,当在平面上滑行时,运动员使用滑雪杖使自己加速,运动到C点(C与A等高)后继续向上运动到最高点D点。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 运动员从A到B的过程中,机械能不变
B. 运动员从C到D的过程中,重力势能的增加量小于动能的减小量
C. 运动员从B到C的过程中,动能一定减小
D. 运动员在C点的机械能一定大于在A点的机械能
11. 某科技小组制作了“听话”的小瓶子,调节滑片P可实现小瓶子上浮、下沉或悬停,原理如图所示(磁铁固定在活塞上)。滑片P在某一位置时,小瓶子悬停在如图所示位置,下列分析正确的是( )
A. 闭合开关后,电磁铁与磁铁相互吸引
B. 若将滑片P从该位置向左移动,活塞会向左移动
C. 若将滑片P从该位置向右移动,小瓶子会上浮
D. 当小瓶子下沉时,小瓶内空气压强减小
12. 《天工开物》中记录了我国古代劳动者煮海水制盐的方法,该方法对用于制盐的海水密度有严格要求。关于海水等级的测评,《熬波图咏》中谈到,可以用莲子制备成四颗不同标准的“浮子”来测定海水等级。测定时,浮起的“浮子”数量越多,待测海水的等级越高(一等海水密度最大等级最高,二、三、四、五等依次次之)。若将以上四颗“浮子”放入盛有待测海水的竹管内,“浮子”的浮沉情况如图所示,下列选项正确的是( )
A. 竹管内待测的海水为一等海水
B. ①号“浮子”的重力比其他三颗“浮子”的重力大
C. ①号“浮子”的密度比其他三颗“浮子”的密度小
D. 若竹管内改盛四等海水,①号“浮子”所受浮力将减小
二、多项选择题(下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共6分,每题2分。每题选项全选对的得2分,选对但不全的得1分,有错选的不得分)
13. 关于图所示的四个电磁实验,下列说法中正确的是( )
A. 实验甲:开关S闭合,只要导体ab在磁场中运动,导体中就有电流产生
B. 实验乙:开关S闭合,电动机独立工作;开关S断开,电热器独立工作
C. 实验丙:开关S闭合,小磁针发生偏转,表明通电导线的周围存在磁场
D. 实验丁:开关S闭合,导体ab在磁场中运动,发电机是利用这一原理制成
14. 如图所示,工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时,货物未离开水平地面;第二次竖直向上拉动绳子,使货物以0.09m/s的速度匀速上升。已知工人体重为600N,货物重为900N,货物与地面的接触面积为,动滑轮重为100N。不计滑轮组的绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 第一次拉绳子时,工人对水平台面的压力为800N
B. 第一次拉绳子时,货物对地面的压强为4000Pa
C. 第二次拉绳子的过程中,该滑轮组的机械效率为90%
D. 第二次拉绳子的过程中,工人拉力的功率为81W
15. 某音乐喷泉的工作原理是通过电脑将音乐频率特征转化为电路控制信号,控制水泵有节奏地喷出水柱,从而形成喷泉。如图甲为控制喷泉的模拟电路,控制电路的电源电压呈现如图乙所示的周期性变化,定值电阻,D为特殊元件。当时,D两端的电压;时,保持不变;当通过的电流时,水泵启动喷水。下列说法中正确的是( )
A. 当时,喷泉不会喷水
B. 当时,模拟电路中电阻的电功率为
C. 该模拟电路工作,喷水时间共为
D. 将换成阻值更大的电阻,可以减少喷泉喷水时间
三、实验探究题(共28分,22(2)4分,23(2)3分,其余每空1分)
16.
(1)如图甲所示,电能表的示数为________kW·h。
(2)如图乙所示,把金板和铅板压在一起,几年之后,金板上渗入一些铅,铅板上渗入一些金,这种现象说明____________________。
(3)某同学利用如图丙所示的装置及相同高度的蜡烛等器材进行实验探究,其中平板透明玻璃与水平纸面垂直。将蜡烛由A点移至B点后,蜡烛所成像的高度________。(选填“变小”“不变”或“变大”)
17. 如图所示,是一个水滴下落过程的示意图,水滴通过AB和BC所用时间均为0.1 s,水滴由A位置下落到C位置运动的距离是______cm,则这个过程中水滴下落的平均速度是______m/s,该水滴下落过程是________(选填“匀速直线”或“变速直线”)运动。
18. 为了测量某种液体的密度,某同学取适量这种液体的样品进行了如下实验:
(1)先将天平放在水平桌面上,然后将游码移至横梁标尺的左侧零刻度线处。发现天平指针位置如图甲所示,此时,应该将平衡螺母向________侧调节;(选填“左”或“右”)
(2)调节天平水平平衡后,将盛有适量液体的烧杯放在天平左盘内,改变右盘中砝码的个数和游码的位置,使天平横梁在水平位置重新平衡,此时砝码质量和游码在标尺上的位置如图乙所示,则烧杯及杯内液体的总质量为________g;
(3)将烧杯中的一部分液体倒入量筒中,如图丙所示,则量筒中液体的体积为________;再用天平测出烧杯和剩余液体的总质量为106 g;
(4)根据上述实验数据计算此种液体的密度为________。
19. 用两个不同焦距的放大镜观察邮票,当两个透镜到邮票的距离相等时,出现了图中所示的情景,请根据该情景提出一个可探究问题:________________。
20. 小阳利用如图所示的电路进行实验:
(1)在探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关时,他在两个完全相同的烧瓶内分别装入质量和初温都相同的煤油、两只完全相同的温度计以及阻值为R1和R2的电阻丝(R1≠R2)。该实验中,电流通过导体产生热量的多少用____来反映,其依据的公式是____。小阳经过探究得到了电流通过导体产生的热量与电阻有关。
(2)小阳在上述实验的基础上学习了焦耳定律,并进行了如下思考:若R1所在烧瓶中煤油的质量大于R2所在烧瓶中煤油的质量,闭合开关(容器内的油均未沸腾),当观察到____或____现象时,可以判断R1>R2。
21. 小明同学在“测量小灯泡电功率”的实验中,设计了如图甲所示的电路,灯泡的额定电流是0.25 A,电源电压恒为4.5 V。
(1)闭合开关后,发现无论怎么移动滑动变阻器,电压表示数一直接近4.5 V,电流表没有示数,若电路中只存在一处故障,则故障为________________;
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑片P到某一点时,电流表示数为0.2 A,为了测量小灯泡的额定功率,他应该将滑动变阻器向________端移动(选填“左”或“右”);
(3)根据所测得的数据绘制了小灯泡的电流和电压的关系图像,如图乙所示,则小灯泡的额定功率为________W;
(4)根据乙图得到的实验数据分析,当加在灯泡的电流为额定电流的一半时,灯泡的实际功率________(选填“>”“<”或“=”);
22. 在探究物体所受浮力的大小跟它排开液体所受的重力的关系实验时,具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙和丁所示。
(1)为方便操作和减小测量误差,最合理操作顺序应该是________。
A. 甲、丁、乙、丙 B. 丙、甲、乙、丁
C. 甲、乙、丁、丙 D. 乙、甲、丁、丙
(2)小明想进一步测出石块的密度,已知在实验中石块重力G为3.0 N,当石块浸没在水中时,弹簧测力计的示数F为2.0 N,小明算出了石块所受的浮力是________N,石块的密度是________。请你帮助小明设计出测石块密度的实验数据记录表格。________
23. 为了节能和环保,一些公共场所用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统。光敏电阻的阻值随着光的强度增大而减小。控制电路原理如图所示,电路中的电阻和,其中一个是定值电阻,另一个是光敏电阻,已知电源电压为3V,当控制开关两端电压时,控制开关自动启动照明系统。则:
(1)两个电阻中,________是定值电阻(选填“”或“”)。
(2)为了响应节能减排的号召,照明系统需要在光强更弱时才启动,请分析应当如何改变定值电阻的阻值?
四、科普阅读题(共4分)
24. 请阅读《可控核聚变》并回答问题。
可控核聚变
在日常生活中,我们使用的能量大多来自煤、石油、天然气等化石燃料,也可以来自水能、风能和太阳能等新能源。随着人类社会的发展,人们对能源的需求越来越大,同时也希望获得更加清洁、高效、安全的能源。于是,一种被称为“人造太阳”的能源方式逐渐受到人们关注,这就是可控核聚变。
太阳之所以能够持续发光发热,是因为太阳内部时时刻刻都在发生核聚变反应。所谓核聚变,是指较轻的原子核在极高温度和极大压力下结合成较重的原子核,同时释放出巨大能量的过程。例如,氢的同位素(原子核具有相同质子数和不同中子数)氘和氚可以发生聚变反应,生成氦原子核和中子,并释放出大量能量。这个过程可以简单表示为:能量,其中,表示氘,表示氚,表示氦原子核,表示中子。核聚变释放能量的原因,与爱因斯坦提出的质能方程有关:其中,表示释放出的能量,表示反应前后减少的质量,表示真空中的光速,约为
在核聚变反应中,反应前各粒子的总质量会略大于反应后生成物的总质量,这一小部分“减少的质量”会转化为巨大的能量。由于光速的数值非常大,所以即使质量只减少很小一部分,也能释放出大量能量。
但是,要让核聚变在地球上稳定发生并不容易。原子核都带正电,同种电荷之间会相互排斥。要让两个原子核足够接近并发生聚变,就必须让它们具有很大的能量。因此,核聚变通常需要极高的温度,甚至达到上亿摄氏度。在这样的高温下,物质不再是普通的固体、液体或气体,而会变成一种特殊状态——等离子体。
如果只是让核聚变瞬间发生,并不能直接成为稳定的能源。人类真正希望实现的是可控核聚变,也就是让核聚变反应在一定装置中持续、稳定、安全地进行,并把释放出的能量有效利用起来。为了约束温度极高的等离子体,科学家常常利用强大的磁场,使等离子体不直接接触装置内壁。这类装置中比较典型的一种叫做“托卡马克装置”。
可控核聚变被认为是一种非常有前景的能源方式。一方面,核聚变燃料来源较丰富,例如氘可以从海水中提取;另一方面,核聚变过程中不直接排放二氧化碳,对缓解能源和环境问题具有重要意义。不过,目前可控核聚变仍面临许多技术难题,例如如何长时间维持高温等离子体,如何让输出能量大于输入能量,如何提高装置稳定性等。
虽然可控核聚变真正大规模应用还需要科学家继续努力,但它已经成为未来能源研究的重要方向。如果人类能够成功掌握这种技术,就有可能获得一种清洁而强大的能源。可控核聚变也告诉我们:科学的发展,往往需要人类不断挑战极端条件,并把自然界中的规律转化为造福社会的技术。
根据上述材料回答下列问题。
(1)根据文中信息,氢的同位素氘和________可以发生聚变反应,生成________和中子,并释放出大量能量。
(2)根据文章内容,下列说法正确的是( )
A. 核聚变是指较重的原子核分裂成较轻的原子核,并释放能量的过程
B. 可控核聚变已经实现了大规模商业应用,因此目前已经能完全替代化石能源
C. 可控核聚变的某种燃料可以从海水中提取,并且核聚变过程不直接排放二氧化碳
D. 可控核聚变装置中的高温等离子体可以直接接触装置内壁,因此不需要特殊约束
(3)某次核聚变反应中,有的质量转化为能量。根据文中公式,可求出释放的能量________。
五、计算题(共8分,每题4分)
25. 某款电热饮水机具有加热和保温两挡,额定电压为220V。如图甲是其电路原理图,S0为温控开关,R1、R2为电热丝(阻值不变)。某次饮水机在额定电压下工作的电功率P与时间t的关系图象如图乙所示,求:
(1)饮水机处于加热挡阶段消耗的电能:
(2)饮水机处于保温挡时,通过R1的电流;
(3) R2的阻值。
26. 某科技小组自制了“杠杆密度计”,如图所示,一根质量分布均匀的硬质细杆,其长度为60cm,在点用轻绳悬挂了一质量3kg,边长为10 cm的合金块,将支点移动至点时,细杆在水平位置平衡,长度为7.5cm,再将合金块浸没在水中且不接触容器,将支点移动至点后细杆再次水平平衡,则在点标记水的密度;再次将装置放在不同密度的液体中(液体密度始终较小不会使合金块漂浮),并改变支点使细杆每次都水平平衡,在支点上方标记对应液体密度,从而制作成为“杠杆密度计”(取10N/kg)。
(1)求细杆的质量
(2)求的长度
(3)请分析“杠杆密度计”上刻度分布是否是均匀的?
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