精品解析：上海市普陀区江宁中学2025-2026学年九年级下学期物理3月物理学科素养分析试题

九年级物理学科素养分析 （时间60分钟满分70分） 一、生活与自然（18分） 1. 唐代诗人白居易的《琵琶行》中有诗句：“大弦嘈嘈如急雨，小弦切切如私语”。 （1）琵琶声是由琴弦的______产生的； （2）“嘈嘈”和“切切”用来形容声音的______（选填“音调”或“响度”）不同； （3）人能听音分辨琵琶与其它乐器，这主要是由于它们发出声音的______（选填“音调”或“音色”不同。 【答案】（1） 振动 （2） 响度 （3） 音色 【解析】 【小问1详解】 根据声音产生的原理，声音由物体振动产生，即琵琶声是琴弦振动产生的。 【小问2详解】 响度是描述声音强弱的物理量，“嘈嘈”对应声音响亮，“切切”对应声音轻柔，二者体现的是声音响度的差异。 【小问3详解】 音色是发声体的固有特性，不同乐器的材料、结构不同，发出声音的音色不同，人们依靠音色来区分不同乐器。 2. 北宋文史学家司马光所著《资治通鉴》中记载了古人“以铜为镜”。 （1）人在铜镜中所成的像是______（选填“实像”或“虚像”）。当人远离铜镜时，像的大小将______（选填“变大”“不变”或“变小”）； （2）下列光学器具中，利用和“以铜为镜”相同原理的是______。 A. 近视镜 B. 老花镜 C. 望远镜 D. 穿衣镜 【答案】（1） ①. 虚像 ②. 不变 （2）D 【解析】 【小问1详解】 [1] 根据平面镜成像的特点，平面镜所成的像是虚像，无法用光屏承接。 [2] 平面镜成像时，像与物体的大小始终相等，该大小与人到镜面的距离无关，所以当人远离铜镜时，像的大小不变。 【小问2详解】 “以铜为镜”利用的是平面镜成像原理，属于光的反射。 A．近视镜是凹透镜，利用光的折射原理工作，故A不符合题意； B．老花镜是凸透镜，利用光的折射原理工作，故B不符合题意； C．望远镜由凸透镜等组成，利用光的折射原理工作，故C不符合题意； D．穿衣镜是平面镜，利用平面镜成像原理工作，属于光的反射，故D符合题意。 故选D。 3. 夏日校园里，藏着不少随处可见的科学小现象。 （1）白天校园池塘里水的温度比周围水泥地温度要低是因为水的______________大； （2）教学楼的照明电路中，每多开一盏灯，整个电路的等效电阻就会随之______________； （3）文印室的激光打印机依托静电复印技术工作，墨粉能稳稳附着在纸张上，靠的是异种电荷相互______________的物理原理； （4）上下课的电铃，其铃锤能反复敲击铃碗发声，是利用______________（选填“手动开关”或“电磁铁”）的控制来工作的。 【答案】（1） 比热容 （2） 减小 （3） 吸引 （4） 电磁铁 【解析】 【小问1详解】 水的比热容较大，相同质量的水与水泥地面吸收相同热量时，根据公式 ，水升高的温度更小，因此白天池塘里水的温度低于周围水泥地温度。 【小问2详解】 教学楼照明电路中的用电器为并联连接，根据并联电阻的规律，并联的电阻数量越多，电路的总电阻越小，所以每多开一盏灯，整个电路的等效电阻随之减小。 【小问3详解】 静电复印过程中，墨粉与纸张会带上异种电荷，根据电荷间的相互作用规律，异种电荷相互吸引，因此墨粉能稳稳附着在纸张上。 【小问4详解】 上下课的电铃工作原理是：电磁铁通电时产生磁性，吸引衔铁，带动铃锤敲击铃体发声，因此铃声是通过电磁铁的控制来工作的。 4. 厨房中蕴含着很多物理知识。 （1）能稳稳挂住沥水篮的吸盘是利用了_______的知识。 （2）厨房下水管道中的U形“返水管”是利用了_____原理隔味。 （3）炒菜时的菜香可以飘到客厅，这是因为分子在做______运动。 【答案】（1）大气压 （2）连通器 （3）无规则 【解析】 【小问1详解】 把吸盘紧压在光滑的墙上，排出吸盘内的空气，大气压就把吸盘紧压在了墙上，所以能稳稳挂住沥水篮的吸盘是利用了大气压的知识。 【小问2详解】 厨房下水管道中的U形“返水管”，上端开口、下端连通，当水不流动时，两侧的水面相平，是利用了连通器原理隔味。 【小问3详解】 炒菜时的菜香可以飘到客厅，这是因为分子在永不停息地做无规则运动，属于扩散现象。 5. 部分家用小汽车的主要动力来源是四冲程汽油机。 （1）汽油机工作时把燃料燃烧后释放的______能转化为______能； （2）如图所示的是汽油机中的______冲程； （3）某标号汽油的热值为。其物理意义是：1kg的该标号汽油完全燃烧时放出的热量为______J。若该汽油燃烧不完全，则其热值______（选填“变大”“不变”或“变小”）。 【答案】（1） ①. 内 ②. 机械 （2）做功 （3） ①. ②. 不变 【解析】 【小问1详解】 汽油机是热机的一种，燃料燃烧后将化学能转化为内能，汽油机工作时再把燃料燃烧释放出的内能转化为机械能对外做功。  【小问2详解】 图中汽油机的两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，符合做功冲程的特征。 【小问3详解】 热值的定义为：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，因此 表示1kg该汽油完全燃烧放出热量为 热值是燃料本身的固有特性，只和燃料的种类有关，和燃烧是否充分无关，因此汽油燃烧不完全时热值不变。 二、工程与实践（18分） 6. 某学校举行运动会时，使用电动无人机进行录像。 （1）在图中画出重10牛的无人机所受重力的示意图； （2）若无人机沿直线斜向上匀速飞行，其所受合力为______N，动能______，机械能______（后两空均选填“变大”“不变”或“变小”）； （3）无人机摄像头拍摄运动员时，其镜头到光传感器的距离在______。（选填“大于2倍焦距”“等于2倍焦距”或“大于1倍焦距且小于2倍焦距”） 【答案】（1） （2） ①. 0 ②. 不变 ③. 变大 （3）大于2倍焦距 【解析】 【小问1详解】 重力的作用点在重心，重力的方向竖直向下。无人机所受重力的示意图如下图 【小问2详解】 无人机沿直线斜向上匀速飞行过程中处于平衡状态，故其所受合力为0N。 无人机沿直线斜向上匀速飞行过程中，飞机的速度不变和高度变大，质量不变，则无人机的动能不变，重力势能变大。 机械能是动能和势能之和，故机械能变大。 【小问3详解】 摄像镜头实际上是一个凸透镜，人在凸透镜的二倍焦距以外时，人脸通过摄像头成一个倒立、缩小的实像。 7. 生活中需要把两个分开的金属用焊锡连在一起，可以用电烙铁进行焊接。 （1）焊接时，电烙铁的温度很高，可以使固态的焊锡______（填写物态变化的名称）； （2）某种节能型电烙铁，其内部电路如图所示，其中R是发热电阻丝，L是指示灯。已知发热电阻R的阻值为1100Ω，正常工作时通过发热电阻的电流为0.20A，该电烙铁正常工作10s所放出的热量为______J； （3）该电烙铁工作时，正确的说法是______。（不定项选择） A. 断开开关S2，L发光，电烙铁处于焊接状态 B. 断开开关S2，L发光，电烙铁处于预热状态 C. 闭合开关S2，L熄灭，电烙铁处于焊接状态 D. 闭合开关S2，L熄灭，电烙铁处于预热状态 【答案】（1）熔化 （2）440 （3）BC 【解析】 【小问1详解】 焊接时，固态焊锡吸热变为液态，该物态变化为熔化。 【小问2详解】 该电烙铁正常工作10s所放出的热量为  【小问3详解】 AB.断开开关​：发热电阻与指示灯 串联，总电阻大，电源电压不变，由​可知，的功率小、产热少， 发光，电烙铁处于预热状态，故A错误，B正确。 CD.闭合开关​：指示灯 被短路， 熄灭，电路中只有接入，总电阻小，的功率大、产热多，电烙铁处于需要高温的焊接状态，故C正确，D错误。 故选BC。 8. 核能是指通过核反应使原子核发生变化所释放的能量。利用核能有核裂变和核聚变两种方式。目前人类已经熟练掌握可控核裂变，对于可控核聚变还在探索中。中国海军航空母舰上配备大量先进装备，利用核能、电磁弹射等执行各种军事任务。 （1）原子核带______电（选填“正”或“负”）； （2）航空母舰的动力主要分为常规动力和核动力。若采用核动力，利用的是可控______释放的核能（选填“核裂变”或“核聚变”）； （3）如图所示，航空母舰上电磁弹射器的弹射车与舰载机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车中的导体有强电流通过时，就可以受到强大的推力。那么弹射车的工作原理是______ （4）大型舰队在海上航行过程中，各舰船之间要保持一定距离。是因为高速同向行驶的舰船若靠得太近，两舰之间水流的流速会较______（选填“大”或“小”）；两舰之间的压强______（选填“大于”“等于”或“小于”）两舰船外侧水流的压强，可能会造成碰撞事故； （5）若“辽宁号”航空母舰匀速直线航行时，蒸汽轮机的功率为 ，效率为35%。则“辽宁号”航行30min，求①蒸汽轮机做的功W；②燃油燃烧放出的热量。 【答案】（1）正 （2）核裂变 （3）通电导体在磁场中受到力的作用 （4） ①. 大 ②. 小于 （5） ； 【解析】 【小问1详解】 原子由原子核和核外带负电的电子组成。原子的中心叫原子核，由质子和中子两种微粒组成，集中了全部的正电荷，所以，原子核带正电。 【小问2详解】 核反应堆是利用核裂变释放的能量，核动力航母是通过核反应堆的核裂变产生能量来驱动前进的。 【小问3详解】 弹射车处在强磁场中，当弹射车的导体有强电流通过时，磁场会对通电导体产生力的作用，将电磁能转化为机械能，将弹射车推出，应用的原理是通电导体在磁场中会受到力的作用。 【小问4详解】 [1][2]高速同向航行的舰船间距过小时，两舰之间水流通道狭窄，流速更大。根据流体压强和流速的关系可知，两舰之间的压强小于外侧压强，压强差会挤压两船容易引发碰撞。 【小问5详解】 “辽宁号”航行30min，蒸汽轮机输出功为 由可得，燃油完全燃烧放出的热量为 三、手机电子罗盘（7分） 9. 小华在参加户外徒步活动时，发现自己的智能手机即使在森林深处无法接收GPS信号的情况下，屏幕上的“指南针”功能依然能准确指示方向。他查阅资料后了解到，这是手机依靠一种基于“霍尔效应”的电子罗盘（磁传感器），它可以感知地球磁场，确定方向。为了深入理解其原理，他整理了以下材料： （a）电子罗盘利用“霍尔效应”工作：当通电金属导体置于磁场中时，自由电子受磁场力作用发生偏转，导致导体前后表面产生电压，称为霍尔电压（），其与电流方向和磁场方向的夹角有关，当夹角为 时，霍尔电压达到峰值，随着夹角减小霍尔电压逐渐降低； （b）磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，用符号B表示。它的大小能直接反映磁场的强弱，国际单位为特斯拉（T）。当磁场与电流方向保持不变时，霍尔电压与磁感应强度B成正比； （c）霍尔电压大小还与电流大小I有关，当磁感应强度为1T时，两者关系如表1所示： 表1 电流强度/mA 1 3 5 8 10 霍尔电压/mV 10.0 30.0 50.0 80.0 100.0 （d）手机电子罗盘依赖地球磁场定向，但强磁体靠近手机可能导致内部铁质元件磁化，干扰罗盘校准，甚至影响地图导航等依赖方向判断的功能。 综合上述信息，回答下列问题： （1）地球属于______星，地磁北极在地理______（选填“北”或“南”）极附近。 （2）根据霍尔效应原理，若电压为零，可能的原因是电流方向与磁场方向______（选填“平行”或“垂直”）； （3）根据霍尔效应原理，若保持通过金属导体的磁感应强度及电流方向不变，测得导体前后表面电压增大，可推断此时电流大小______（选填“增强”或“减弱”）。霍尔电压（）的计算公式最可能是______（K为一个常数）。（选填“ ”“”“”或“”） （4）小华的爸爸给小华新买了一个带有强磁铁的手机支架，用于车载导航。你认为是否合适？并说明理由。 【答案】（1） ①. 行 ②. 南 （2）平行 （3） ①. 增强 ②. （4）不合适，根据材料（d）的说明，强磁体靠近手机会使内部铁质元件被磁化，干扰电子罗盘的校准功能，进而影响地图导航等依赖方向判断的功能，因此该带有强磁铁的手机支架不合适。 【解析】 【小问1详解】 地球是太阳系中的行星；地磁两极与地理两极呈相反分布，地磁北极对应地理南极附近。 【小问2详解】 根据材料（a）的信息，霍尔电压随电流与磁场方向的夹角减小而降低，当夹角为 （即电流方向与磁场方向平行）时，霍尔电压降为零。 【小问3详解】 分析表1数据可知，磁感应强度固定为1T时，霍尔电压随电流增大而增大，因此当导体前后表面电压增大时，可推断电流大小增强； 由材料（b）可知，当磁场与电流方向保持不变时，霍尔电压与磁感应强度B成正比，结合表1中磁感应强度固定时，霍尔电压与电流I成正比的规律，可判断霍尔电压与I、B均为正比关系，因此公式为 。 【小问4详解】 略。 四、“奋斗者”号载人潜水器（8分） 10. 2020年11月10日，我国“奋斗者”号载人潜水器成功坐底马里亚纳海沟，深度达10909m，创造了中国载人深潜的新纪录。（海水的密度与淡水相同，且不受深度影响） （1）潜水器内工作人员通过______（选填“声波”或“电磁波”）与控制室联系。 （2）求“奋斗者”号在10000m深处时受到海水的压强p； （3）“奋斗者”号的总质量为36t，当它在某一深度悬停时，求潜水器主体排开海水的体积； （4）潜水器下潜时会携带质量很大的压载铁，靠电磁吸附在潜水器外壳。当在深海作业结束需要返回海面时，通过断电可将压载铁自行脱落掉入海底。小明认为抛掉压载铁后，潜水器受到的重力和浮力都减小了，但浮力的减小量要小于重力的减小量，所以使得受到的浮力大于重力而实现上浮。 请通过公式证明：在抛掉压载铁后，浮力的减小量小于重力的减小量。 【答案】（1） 声波 （2） （3） 36m3 （4） 设压载铁的质量为m，密度为，体积为V，抛掉压载铁后，重力的减小量等于压载铁的重力 在抛掉压载铁后，浮力的减小量等于压载铁原来排开海水的浮力，因此浮力的减小量， 由于，因此，即 ，得证。 【解析】 【小问1详解】 电磁波在海水中传播衰减快，无法远距离水下通信，而声波可以在海水中稳定传播，因此潜水器通过声波和控制室联系。 【小问2详解】 “奋斗者”号所受到海水的压强为 【小问3详解】 潜水器悬停时处于平衡状态，因此 根据阿基米德原理，潜水器主体排开海水的体积。 【小问4详解】 略。 五、电热暖手宝（10分） 11. 某电热暖手宝的发热原理图如图所示。电源电压为12V且保持不变，、为电热丝，阻值为30，阻值为20。在使用时，可通过断开、闭合开关、、来改变接入电路的电热丝个数或连接方式，从而调节暖手宝的发热功率，满足用户对暖手宝的不同需求。 （1）若仅闭合开关，求通过的电流； （2）若仅闭合开关，求通电10s电流对电阻做的功； （3）为了使暖手宝的电路总功率最小，三个开关中应闭合的是______（选填“”“”或“”）（不定项选择）。计算电路中最小的总功率______； （4）为了使暖手宝提供更好的发热和续航能力，厂商使用电热丝替代，同时保留原先的电源电压，将电路的最大总功率提升至19.2W，计算电热丝的阻值。 【答案】（1） 0.6A （2） 48J （3） ①. S2 ②. 2.88W （4） 10Ω 【解析】 【分析】仅闭合S₁时的电路，确定R₂两端电压，因为电源电压已知，所以用欧姆定律计算通过R₂的电流。 仅闭合S₃时的电路，确定R₁的电流或两端电压，因为已知通电时间，所以用电功公式计算电流对R₁做的功。 电源电压不变，根据P=U²/R可知总电阻越大总功率越小，先判断所有开关组合对应的总电阻大小，找出总电阻最大的开关组合，再用功率公式计算最小总功率。 电源电压不变，总功率最大时总电阻最小，判断此时电路的连接方式，先计算R₁的功率，结合总功率得到R₃的功率，再用功率公式计算R₃的阻值。 【小问1详解】 仅闭合时，电路为的简单电路，已知电源电压 ， ，通过的电流 【小问2详解】 仅闭合时，电路为R1的简单电路，电路电流为 通电，根据电功公式 ，电流对做的功 【小问3详解】 电源电压保持不变，根据功率公式，总电阻越大，电路总功率越小。分析开关状态可知：仅闭合时，与串联，总电阻最大，因此应闭合开关。最小总功率为 【小问4详解】 总功率最大时总电阻最小，与并联时总电阻最小，功率最大。并联电路中各支路电压等于电源电压，先计算的功率 已知最大总功率 ，因此的功率 由变形得的阻值 六、智能灌溉系统（9分） 12. 某农业科技公司设计了一款智能灌溉系统，该系统通过检测土壤湿度来控制水泵的启停。湿度传感器相当于一个可变电阻，其阻值随土壤湿度的变化而变化。技术人员需要探究电流与电阻的关系，以便为系统选择合适的匹配电阻。 （1）小华同学协助技术人员进行实验，他设计了如图（a）所示的电路，其中电源电压恒为6V，R为定值电阻（阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、30Ω），两种规格的滑动变阻器（分别标有“10Ω2A”“50Ω1A”字样），以及导线若干。对应的电路图如图（b）所示。在图（a）中，有一根导线尚未连接，用笔画线代替导线，将实物图连接完整，使滑动变阻器接入电路的阻值最大； （2）在图（b）中，电阻R和滑动变阻器中的一个发生了某种故障。闭合开关后，发现电压表示数为0.请写出电流表的示数以及对应的故障。______； （3）排除故障后小华选用“50Ω1A”的变阻器进行实验。他先后在图（b）中a、b间接入定值电阻5Ω、10Ω、15Ω。闭合开关后，移动变阻器的滑片，保持电阻R两端电压不变，实验数据见表。当他将15Ω的电阻替换为30Ω的电阻后，为了使得电阻R两端电压不变，变阻器接入电路的电阻相应要______（选填“变大”“不变”或“变小”）。此时电流表的示数如图（c）所示，则电流表的示数为______A。请在图所示坐标纸中把未标出的点用“×”描出来，并画出完整的I-R图像；______ 表2 实验序号 电阻（Ω） 电流表示数（A） 1 5 0.60 2 10 0.30 3 15 0.20 4 30 （4）小明选用“10Ω2A”的变阻器进行实验。先后在a、b间接入定值电阻5Ω、10Ω、15Ω、30Ω。在移动变阻器滑片的过程中，发现无法始终保持电阻R两端电压为4V。请通过计算说明他应保持电阻R两端的电压U的取值范围。 【答案】（1） （2）若电流表有示数，故障为：定值电阻短路（电路通路，电压表被短路，所以电压表示数为0）；若电流表示数为0，故障为：滑动变阻器​断路（整个电路断开，电流表、电压表均无示数） （3） ①. 变大 ②. 0.1 ③. （4） 【解析】 【小问1详解】 滑动变阻器按“一上一下”接入，要求接入阻值最大，滑片在最右端，因此将滑动变阻器左下端A接线柱与定值电阻右侧b接线柱（或电压表负接线柱）连接，此时接入电阻丝最长，阻值最大。 【小问2详解】 两种情况：①若电流表有示数，则故障是定值电阻R短路（电路通路，电压表被短路，示数为0）； ②若电流表示数为0，则故障是滑动变阻器​断路（整个电路断路，电流表、电压表都无示数）。 【小问3详解】 定值电阻换用更大阻值后，根据串联分压规律，定值电阻分得电压变大，要保持定值电阻电压不变，需要增大滑动变阻器的分压，因此滑动变阻器接入电路的阻值要变大；由表格数据可得，实验中保持定值电阻两端电压  因此 时，电流 在坐标纸中， 、 的位置描点“×”，再用平滑曲线将四个点顺次连接，得到I-R图像即可。 【小问4详解】 设定值电阻两端保持电压为 ，电源电压 ，滑动变阻器最大阻值 ，根据串联分压规律得​ 当最大为 时，所需滑动变阻器阻值最大，​不能超过 ，代入得  ，解得  。 当最小为 ，电路电流，滑动变阻器允许最大电流为 ，得 ；但电源电压仅为 ，因此 。 最终结论：电阻两端电压的取值范围为  第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 九年级物理学科素养分析 （时间60分钟满分70分） 一、生活与自然（18分） 1. 唐代诗人白居易的《琵琶行》中有诗句：“大弦嘈嘈如急雨，小弦切切如私语”。 （1）琵琶声是由琴弦的______产生的； （2）“嘈嘈”和“切切”用来形容声音的______（选填“音调”或“响度”）不同； （3）人能听音分辨琵琶与其它乐器，这主要是由于它们发出声音的______（选填“音调”或“音色”不同。 2. 北宋文史学家司马光所著《资治通鉴》中记载了古人“以铜为镜”。 （1）人在铜镜中所成的像是______（选填“实像”或“虚像”）。当人远离铜镜时，像的大小将______（选填“变大”“不变”或“变小”）； （2）下列光学器具中，利用和“以铜为镜”相同原理的是______。 A. 近视镜 B. 老花镜 C. 望远镜 D. 穿衣镜 3. 夏日校园里，藏着不少随处可见的科学小现象。 （1）白天校园池塘里水的温度比周围水泥地温度要低是因为水的______________大； （2）教学楼的照明电路中，每多开一盏灯，整个电路的等效电阻就会随之______________； （3）文印室的激光打印机依托静电复印技术工作，墨粉能稳稳附着在纸张上，靠的是异种电荷相互______________的物理原理； （4）上下课的电铃，其铃锤能反复敲击铃碗发声，是利用______________（选填“手动开关”或“电磁铁”）的控制来工作的。 4. 厨房中蕴含着很多物理知识。 （1）能稳稳挂住沥水篮的吸盘是利用了_______的知识。 （2）厨房下水管道中的U形“返水管”是利用了_____原理隔味。 （3）炒菜时的菜香可以飘到客厅，这是因为分子在做______运动。 5. 部分家用小汽车的主要动力来源是四冲程汽油机。 （1）汽油机工作时把燃料燃烧后释放的______能转化为______能； （2）如图所示的是汽油机中的______冲程； （3）某标号汽油的热值为。其物理意义是：1kg的该标号汽油完全燃烧时放出的热量为______J。若该汽油燃烧不完全，则其热值______（选填“变大”“不变”或“变小”）。 二、工程与实践（18分） 6. 某学校举行运动会时，使用电动无人机进行录像。 （1）在图中画出重10牛的无人机所受重力的示意图； （2）若无人机沿直线斜向上匀速飞行，其所受合力为______N，动能______，机械能______（后两空均选填“变大”“不变”或“变小”）； （3）无人机摄像头拍摄运动员时，其镜头到光传感器的距离在______。（选填“大于2倍焦距”“等于2倍焦距”或“大于1倍焦距且小于2倍焦距”） 7. 生活中需要把两个分开的金属用焊锡连在一起，可以用电烙铁进行焊接。 （1）焊接时，电烙铁的温度很高，可以使固态的焊锡______（填写物态变化的名称）； （2）某种节能型电烙铁，其内部电路如图所示，其中R是发热电阻丝，L是指示灯。已知发热电阻R的阻值为1100Ω，正常工作时通过发热电阻的电流为0.20A，该电烙铁正常工作10s所放出的热量为______J； （3）该电烙铁工作时，正确的说法是______。（不定项选择） A. 断开开关S2，L发光，电烙铁处于焊接状态 B. 断开开关S2，L发光，电烙铁处于预热状态 C. 闭合开关S2，L熄灭，电烙铁处于焊接状态 D. 闭合开关S2，L熄灭，电烙铁处于预热状态 8. 核能是指通过核反应使原子核发生变化所释放的能量。利用核能有核裂变和核聚变两种方式。目前人类已经熟练掌握可控核裂变，对于可控核聚变还在探索中。中国海军航空母舰上配备大量先进装备，利用核能、电磁弹射等执行各种军事任务。 （1）原子核带______电（选填“正”或“负”）； （2）航空母舰的动力主要分为常规动力和核动力。若采用核动力，利用的是可控______释放的核能（选填“核裂变”或“核聚变”）； （3）如图所示，航空母舰上电磁弹射器的弹射车与舰载机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车中的导体有强电流通过时，就可以受到强大的推力。那么弹射车的工作原理是______ （4）大型舰队在海上航行过程中，各舰船之间要保持一定距离。是因为高速同向行驶的舰船若靠得太近，两舰之间水流的流速会较______（选填“大”或“小”）；两舰之间的压强______（选填“大于”“等于”或“小于”）两舰船外侧水流的压强，可能会造成碰撞事故； （5）若“辽宁号”航空母舰匀速直线航行时，蒸汽轮机的功率为 ，效率为35%。则“辽宁号”航行30min，求①蒸汽轮机做的功W；②燃油燃烧放出的热量。 三、手机电子罗盘（7分） 9. 小华在参加户外徒步活动时，发现自己的智能手机即使在森林深处无法接收GPS信号的情况下，屏幕上的“指南针”功能依然能准确指示方向。他查阅资料后了解到，这是手机依靠一种基于“霍尔效应”的电子罗盘（磁传感器），它可以感知地球磁场，确定方向。为了深入理解其原理，他整理了以下材料： （a）电子罗盘利用“霍尔效应”工作：当通电金属导体置于磁场中时，自由电子受磁场力作用发生偏转，导致导体前后表面产生电压，称为霍尔电压（），其与电流方向和磁场方向的夹角有关，当夹角为 时，霍尔电压达到峰值，随着夹角减小霍尔电压逐渐降低； （b）磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，用符号B表示。它的大小能直接反映磁场的强弱，国际单位为特斯拉（T）。当磁场与电流方向保持不变时，霍尔电压与磁感应强度B成正比； （c）霍尔电压大小还与电流大小I有关，当磁感应强度为1T时，两者关系如表1所示： 表1 电流强度/mA 1 3 5 8 10 霍尔电压/mV 10.0 30.0 50.0 80.0 100.0 （d）手机电子罗盘依赖地球磁场定向，但强磁体靠近手机可能导致内部铁质元件磁化，干扰罗盘校准，甚至影响地图导航等依赖方向判断的功能。 综合上述信息，回答下列问题： （1）地球属于______星，地磁北极在地理______（选填“北”或“南”）极附近。 （2）根据霍尔效应原理，若电压为零，可能的原因是电流方向与磁场方向______（选填“平行”或“垂直”）； （3）根据霍尔效应原理，若保持通过金属导体的磁感应强度及电流方向不变，测得导体前后表面电压增大，可推断此时电流大小______（选填“增强”或“减弱”）。霍尔电压（）的计算公式最可能是______（K为一个常数）。（选填“ ”“”“”或“”） （4）小华的爸爸给小华新买了一个带有强磁铁的手机支架，用于车载导航。你认为是否合适？并说明理由。 四、“奋斗者”号载人潜水器（8分） 10. 2020年11月10日，我国“奋斗者”号载人潜水器成功坐底马里亚纳海沟，深度达10909m，创造了中国载人深潜的新纪录。（海水的密度与淡水相同，且不受深度影响） （1）潜水器内工作人员通过______（选填“声波”或“电磁波”）与控制室联系。 （2）求“奋斗者”号在10000m深处时受到海水的压强p； （3）“奋斗者”号的总质量为36t，当它在某一深度悬停时，求潜水器主体排开海水的体积； （4）潜水器下潜时会携带质量很大的压载铁，靠电磁吸附在潜水器外壳。当在深海作业结束需要返回海面时，通过断电可将压载铁自行脱落掉入海底。小明认为抛掉压载铁后，潜水器受到的重力和浮力都减小了，但浮力的减小量要小于重力的减小量，所以使得受到的浮力大于重力而实现上浮。 请通过公式证明：在抛掉压载铁后，浮力的减小量小于重力的减小量。 五、电热暖手宝（10分） 11. 某电热暖手宝的发热原理图如图所示。电源电压为12V且保持不变，、为电热丝，阻值为30，阻值为20。在使用时，可通过断开、闭合开关、、来改变接入电路的电热丝个数或连接方式，从而调节暖手宝的发热功率，满足用户对暖手宝的不同需求。 （1）若仅闭合开关，求通过的电流； （2）若仅闭合开关，求通电10s电流对电阻做的功； （3）为了使暖手宝的电路总功率最小，三个开关中应闭合的是______（选填“”“”或“”）（不定项选择）。计算电路中最小的总功率______； （4）为了使暖手宝提供更好的发热和续航能力，厂商使用电热丝替代，同时保留原先的电源电压，将电路的最大总功率提升至19.2W，计算电热丝的阻值。 六、智能灌溉系统（9分） 12. 某农业科技公司设计了一款智能灌溉系统，该系统通过检测土壤湿度来控制水泵的启停。湿度传感器相当于一个可变电阻，其阻值随土壤湿度的变化而变化。技术人员需要探究电流与电阻的关系，以便为系统选择合适的匹配电阻。 （1）小华同学协助技术人员进行实验，他设计了如图（a）所示的电路，其中电源电压恒为6V，R为定值电阻（阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、30Ω），两种规格的滑动变阻器（分别标有“10Ω2A”“50Ω1A”字样），以及导线若干。对应的电路图如图（b）所示。在图（a）中，有一根导线尚未连接，用笔画线代替导线，将实物图连接完整，使滑动变阻器接入电路的阻值最大； （2）在图（b）中，电阻R和滑动变阻器中的一个发生了某种故障。闭合开关后，发现电压表示数为0.请写出电流表的示数以及对应的故障。______； （3）排除故障后小华选用“50Ω1A”的变阻器进行实验。他先后在图（b）中a、b间接入定值电阻5Ω、10Ω、15Ω。闭合开关后，移动变阻器的滑片，保持电阻R两端电压不变，实验数据见表。当他将15Ω的电阻替换为30Ω的电阻后，为了使得电阻R两端电压不变，变阻器接入电路的电阻相应要______（选填“变大”“不变”或“变小”）。此时电流表的示数如图（c）所示，则电流表的示数为______A。请在图所示坐标纸中把未标出的点用“×”描出来，并画出完整的I-R图像；______ 表2 实验序号 电阻（Ω） 电流表示数（A） 1 5 0.60 2 10 0.30 3 15 0.20 4 30 （4）小明选用“10Ω2A”的变阻器进行实验。先后在a、b间接入定值电阻5Ω、10Ω、15Ω、30Ω。在移动变阻器滑片的过程中，发现无法始终保持电阻R两端电压为4V。请通过计算说明他应保持电阻R两端的电压U的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $