内容正文:
无锡外国语学校2024—2025学年度第二学期一模考试
初三物理试卷
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分,每小题给出的四个选项中只有一个选项正确)
1. 学生进入初中学业水平考试考场时,监考教师会使用金属探测仪对学生进行检查,学生如果携带金属制品,探测仪就会产生电流并大声报警,这时监考老师会轻声提醒考生把金属制品放在考场外指定的位置。题中关于用到的物理知识说法正确的是( )
A. 人耳听到报警声是声传递能量
B. 报警声的频率可能是15Hz
C. 喇叭放出的报警声的传播速度大于监考老师提示声的传播速度
D. 金属探测仪的工作原理和发电机的相同
2. 清华大学的研究人员发明了一种新型陶瓷,既可以像海绵一样变形,也能像陶瓷一样隔热、绝缘,同时具有超轻、高韧性等特点。这种材料适合用来制造下列哪种物品( )
A. 家用炒锅 B. 新型消防服 C. 家用菜刀 D. 输电导线
3. 如图所示是在电子显微镜下观察新型冠状病毒的照片。该病毒一般呈球形,直径在75-160nm之间,主要通过飞沫传播。下列说法正确的是( )
A. 病毒分子也可以用肉眼直接看到
B. 佩戴口罩可防止感染,因为口罩材料的分子之间没有空隙
C. 新型冠状病毒随飞沫传播是一种机械运动
D. 温度越低,构成新型冠状病毒的分子无规则运动越剧烈
4. 在冬奥会滑冰比赛中,为了消除冰刀滑行造成的划痕,使冰面恢复平整,常在比赛间隙进行“补冰”。“补冰”时,工作人员在冰面上浇水,并向浇水处喷洒干冰(固态二氧化碳),在“补冰”过程中干冰和水发生的物态变化分别是( )
A. 升华和凝固 B. 升华和汽化 C. 熔化和凝固 D. 熔化和汽化
5. 学校运动会上4×100m接力赛中,为保证传接棒顺利进行,取得好成绩,在传接棒时两位运动员应该( )
A. 都站在原地不动
B. 都奔跑,保持相对静止
C. 都奔跑,接棒运动员速度要大于传棒运动员
D. 传棒运动员奔跑,接棒运动员站在原地不动
6. 校门口摆放着防冲撞的石墩。下列挪动球形石墩的方法中,最省力的是( )
A. B. C. D.
7. 汽车转向灯电路要求:左转弯时只能左转向灯亮,右转弯时只能右转向灯亮.不能出现操作转向开关,左、右转向灯同时亮的情况.下列设计最合理的是( )
A. B. C. D.
8. 小雨练习发高远球,羽毛球离拍后的飞行轨迹如图中曲线所示,其中CD段羽毛球匀速下落。下列有关说法正确的是( )
A. 羽毛球离拍后继续上升过程中球拍在对球做功
B. 羽毛球上升过程中,有部分动能转化成了重力势能
C. 飞行过程中,羽毛球经过最高点B处时,动能为零
D. 羽毛球飞行的整个过程中,机械能总量保持不变
9. 2023年2月哈工大宣布突破EUV光刻机关键技术,光刻技术是利用缩图透镜将绘制在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上,从而制造出集成电路的方法,下列说法正确的是( )
A. 电路图在硅片上成的像是虚像
B. 掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以外
C. 硅片位于缩图透镜一倍焦距以内
D. 要减小硅片上的像,掩膜需向下移动
10. 如图为某家庭卫生间电路,电灯和电热器都在正常工作,在三线插座上刚插上洗衣机(开关未闭合)的插头时,所有用电器都停止工作,拔出洗衣机的插头后,用测电笔测试三线插座的左右两孔,氖管都发光,检查发现有一根熔丝熔断了。下列分析合理的( )
A. 一定是零线上的熔丝熔断了
B. 断开,再用测电笔检测三线插座的左右两孔,氖管都发光
C. 只断开,再用测电笔检测三线插座的左孔,氖管不发光
D. 只断开,再用测电笔检测三线插座的左孔,氖管不发光
11. 小强用如图所示的实验装置验证阿基米德原理,通过调节升降台让金属块浸入盛满水的溢水杯中(金属块始终未与容器底接触),溢出的水会流入右侧空桶中,下列说法正确的是( )
A. 金属块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压力越大
B. 金属块浸没在水中的深度越深,弹簧测力计A的示数越小
C. 金属块从接触水面至浸入水中某一位置,弹簧测力计A和B的变化量∆FA=∆FB
D. 若实验前溢水杯中未装满水,对实验结果没有影响
12. 热带鱼需要在一定的温度范围才能正常生长,如图甲是某同学家的水族箱工作原理图,其由控制电路和工作电路两部分组成,水族箱内安装的电热丝R1上标有“220V 200W”的字样,为热敏电阻,R2为滑动变阻器,当水面到达图中所示的位置,接触开关:就会导通,开关 被吸附闭合,R1工作,水温由 升高到设定值28℃,开关S2断开,水温自然冷却到 时开关S2再闭合,再次使水升温,水族箱循环工作使箱内水温稳定在热带鱼正常的生长范围之内,水温随时间变化图像如图乙所示,已知:通电螺线管磁性随电流增大而增大,电流足够大时,电磁铁才能吸附S2。下列说法正确的是( )
A. 电热丝R1的阻值为24.2Ω
B. 热敏电阻Rx随温度的升高而减小
C. 该水族箱内电热丝R1一天消耗的电能为3.6×106J
D. 若要将水族箱内的最高温度调至30℃,滑动变阻器R2的滑片应向左移动
二、填空题(本题共12小题,每空1分,共36分)
13. 看春晚是海内外华人欢度春节的一个重要形式,也是中国百姓每年除夕夜必不可少的视听盛宴。当江南小调《无锡景》的旋律出现在2025年总台春晚无锡分会场中,宛如一把神奇的钥匙,开启了通往无锡的时光之门。乐曲中的琵琶声是由琴弦__________产生的;表演时,演奏者通过拨动不同的琴弦来改变声音的_________(选填“音调”、“响度”或“音色”)。
14. 寒冷的冬天,环卫工人会在冰雪覆盖的道路上撒盐,撒盐后______(选填“提高”或“降低”)了雪的熔点,便于除雪;如图所示,烧杯内盛有正在熔化的盐冰水混合物,将装有冰水混合物的试管浸没其中,试管中的冰将______(选填“变多”、“变少”或“不变”),试管中冰水混合物的温度变化情况是______。
15. 物理老师课堂上组织大家做了有趣的“摇绳发电”实验。如图,他们将多股导线拧成了长约10米的跳绳,将跳绳的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连,当图中摇绳的男女同学按______(选填“东西”、“南北”或“任意”)方向站位摇绳时,灵敏电流计的指针左右摆动的幅度较大。本实验的原理是______现象,间接说明了地球周围存在______。
16. 如图所示家用除螨仪,内置强力拍打器,拍打被褥时,里面的脏物由于具有________而与被褥分开;脏物进入到积尘盒中,再通过__________(选填“红外线”或“紫外线”)照射杀死螨虫。
17. 芯片体积小,元件密集。当芯片中有电流通过时,由于芯片元件有______,不可避免地会产生热量,这种现象称为电流的______效应。为了不影响芯片的性能,通常让散热部件与芯片紧密结合,来降低芯片的温度,这是通过______的方式改变芯片内能。
18. 如图甲所示是进行“坐位体前屈”体质测试的情景。小华所在的项目化学习小组设计了一个功能相似的测试模型,其原理电路如图乙所示,电源电压6V不变,R0的阻值为30Ω,电阻R1用总长为30cm、粗细均匀的电阻丝制成(其电阻与长度成正比),挡板初始位置在R1最左端。闭合开关,向右推动挡板的过程中,电流表示数_______(选填“变大”、 “变小”或“不变”),挡板推到最右端时,电流表示数为0.05A,此时R1接入的阻值为______Ω。下表为二年级女生“坐位体前屈”国家体质标准,若小华进行测试时电压表示数为3V,则她的测试等级为______。
测试等级
不合格
合格
良好
优秀
P移动距离L/cm
L<3.7
3.7<L≤16.7
16.7<L<20.1
L>20.1
19. 如图,底面积不同的圆柱形容器A、B放在水平桌面上,两容器中水的深度相等,水对容器底部的压强分别为pA和pB,则pA___________pB(大于/等于/小于);将压强计探头的橡皮膜朝下分别放入两容器的底部,压强计U形管两边液面的高度差分别为△hA 和 △hB,多次实验发现△hA均小于 △hB,该现象产生的原因是___________。
20. 某手机移动电源(俗称充电宝)有两个输出端,通过电源线可以单独或同时为手机充电,这两个输出端的连接方式是_____联,上面标有电压为5V,容量为12000mA·h,它充满电后,可以储存的电能是__________________ J,在充电过程中,将电能转化为_________能储存。
21. 汽车抬头显示器(如图甲)又叫汽车平视显示系统,简称HUD。图乙是HUD的成像原理。
(1)挡风玻璃上的像是光的___________形成的。
(2)挡风玻璃所成的像易产生重影,影响使用效果。结合图丙中的信息判断,为克服上述难题,挡风玻璃可选用_____________(选填“厚度均匀”、 “上厚下薄”或“上薄下厚”)的形状。
(3)若挡风玻璃所成的像过低,不便于观察,这时应该将显示器__________(选填“靠近”或“远离”)挡风玻璃。
22. 小明想要探究凸透镜成像的规律。
(1)让太阳光依次通过多个带孔的挡板;得到平行光后照射到凸透镜上,如图甲所示。若想找到透镜焦点,应_________________(选填“顺时针”或“逆时针”)旋转透镜。找到焦点的位置后,测出透镜的焦距为15cm。
(2)在进行实验的过程中小明发现将烛焰的中心、透镜的中心和光屏的中心调整到同一直线时也能使像成在光屏中央(如图乙所示),既然如此为什么书本上却还是要求将三者中心调至同一高度呢?小明犯起了迷糊,不过他很快在操作中发现了图乙的弊端:___________________________________。
(3)如图丙所示,重新调整好烛焰、透镜和光屏的高度后,光屏上出现了清晰的像,现将蜡烛移至15cm刻度处,若想在光屏上承接到清晰的像,光屏应向_________________(选填“左”或“右”)移,或者更换焦距更_________________的凸透镜。
23. 学校科技活动中,钱老师制作了乒乓球发射器来激发学生对物理的学习热情,其原理如图乙所示,乒乓球能上升的原因是________________________。已知球的质量为8g,竖直方向受大气压作用的等效面积为8cm2,管壁和球的滑动摩擦为0.02N,当吹风机向水平管吹风,球下方和上方气压差为_________________Pa时,球能匀速上升;若此时想让乒乓球匀速向下运动,需对球施加一个竖直向下___________N的力。
24. 变速自行车通过调节牙盘(前齿轮)与飞轮(后齿轮)的齿数组合,改变骑行时的车速与省力程度某实验小组选取齿数为48和36的两种牙盘(齿数越多牙盘半径越大),与齿数为16、24、32的三种飞轮进行组合测试,测量不同组合下匀速骑行时的车速,数据记录如表:
牙盘齿数
飞轮齿数
车速(km/h)
48
16
24
48
24
16
48
32
12
36
16
18
36
24
12
36
32
9
(1)如图所示,此时自行车的牙盘和脚踏板构成一个轮轴型的杠杆结构,属于_______(选填“省力”或“费力”)杠杆。
(2)实验中,若要探究牙盘齿数对骑行效果的影响,需保持_______不变。分析表格数据可知,牙盘齿数与车速成_____关系。
(3)上坡时想更省力应选择齿数为_____的牙盘,这是因为____________________。
三、解答题(本题共6小题,共40分,解答第26、30题应有解题过程)
25. 按要求作图。
(1)如图所示,画出垂直于玻璃砖的光线OP经过玻璃砖射出的光路图。
(2)如图甲所示的插座,其内部构件及家庭电线如其乙图所示。当插座上的开关断开时指示灯不发光,插孔不能提供工作电压;而在开关闭合时指示灯发光,插孔可以提供工作电压;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压,请根据题意用笔画线代替导线将图乙电路补充完整。
(3)小明利用椅子做俯卧撑,如图所示。请画出小明受到的重力和脚蹬水平地面时鞋底受到的摩擦力。
26. 一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动,设汽车在行驶过程中所受阻力为f=4000N不变,在第10s时速度达到20m/s,其v-t图像如甲所示,求:
(1)在10-20s内汽车发动机牵引力所做的功是多少?
(2)若汽车发动机的转化效率如图乙所示,某个时段汽车匀速行驶消耗了0.04kg的汽油,这个时段能使水箱内5kg的冷却液温度升高多少度?【已知汽油的热值大约为,冷却液的比热容为】
(3)由题可知,该汽车发动机的效率约为_________%,损失掉的能量无法继续利用是因为能量的转移和转化具有_________。
27. 小明利用如图所示的装置,探究阻力对物体运动的影响,进行如下操作:
a.如图甲,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;
b.如图乙,取下毛巾,将棉布铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;
c.如图丙,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
请针对以上操作回答下列问题:
(1)采用毛巾、棉布和木板作为水平面材质的目的是:__________________________________;
(2)以上操作中错误的一次是________________(选填“a”、“b”或“c”);
(3)小明发现实验过程中小车可能会滑出木板,于是将甲乙丙三次实验中的水平板右端略微上翘(如图丁所示),最终小车也能停在不同位置,但老师却告诉他必须让板子水平放置。让小车在水平面上滑行的好处是:_________________________________;
(4)为了得出科学结论,三次实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑,这样做的目的是:_____________________________;
(5)只利用甲图的器材,除了能探究动能大小和速度的关系,还可以用来探究_________________。
(6)一架运输机参加某次抗震救灾时,在沿水平向右做匀速直线运动的过程中,间隔相同时间先后从飞机上静止释放三个相同的物资。若不计空气阻力,且地面水平。那么,在地面上看,能正确表示物资在空中的排列情况和着地位置的图示组合是 (选填字母)。
A. ①⑥ B. ②⑥ C. ③④ D. ①④
28. 我国古代劳动人民从陶器中小孔漏水的现象,发现水的流失与时间的流逝有一定的关系,受到启发发明了早期的漏刻。历史上的漏刻主要有泄水型的沉箭漏和受水型的浮箭漏两种油水型的沉简漏如图甲所示,它只有一个漏水壶,在靠近漏水壶底部的一侧有一个出水孔,壶中有一只插有自立翻箭的浮舟(小木块),浮舟漂浮在水而上。使用时,壶中的水山小孔流出至壶外,漏箭随之逐渐下降,由漏箭上位于壶凿处的刻度可知当时的时间,这种漏刻使用过程中,计时存在较大误差。受水型的浮箭漏的发明晚于泄水型的沉箭漏。早期受水型浮箭漏如图乙所示。它包括一只供水的播水壶和一只受水壶,播水壶上固定一把铜尺,铜尺上刻有十二时辰,受水壶里有一只插有浮箭的浮舟,浮舟漂浮在水而上,当水从插水壶滴入受水壶后,受水壶中的水位升高,浮箭被慢慢托起,根据浮箭上端在铜尺上的对应刻度就知道当时时间了,但计时也不准确,实践发现可以通过增加播水壶的个数来提高计时准确度。图丙所示的足国家博物馆展示的漏刻展品,有三只播水壶,分别称为口壶、月壶和星壶,一个受水壶,受水壶为规则圆柱型容器。
(1)如图甲,若漏箭和浮舟处于漂浮状态,其总重为G,所受的浮力为F浮,则G____F浮。随着水位降低,浮箭下部小木块浸入水中的深度______,壶底受到水的压强______。(后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)如图乙,随着时间推移会导致播水壶滴水速度_______(选填“提高”或“降低”),从而影响计时的精确度。改良方案如图丙,为提高测量的准确性,______(选填“口壶”、“月壶”或“星壶”)一定处于满水状态。改良后铜尺的刻度是_______(选填“均匀”或“不均匀”)的。
(3)图丁是浮箭漏的铜尺,已标出了上午“8:00”所在的位置,则应将上午“9:00”标在“8:00”位置的________。(选填“上方”或“下方”)
29. 同学们用如图甲所示的电路探究通过导体的电流与电压、电阻的关系,电流表量程为“0-0.6A”,电压表量程为“0-3V”,滑动变阻器上标有“50Ω 1A”字样。
(1)检查如图甲所示的电路,发现有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)接着“探究电流与电阻的关系”,依次将阻值为4Ω、5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻( R3、R4接入AB之间完成实验,记录的数据绘制成了图乙中的图线A。完成第①次实验后,断开开关,拆下4Ω的电阻,改接5Ω的电阻。继续的操作有以下四步:A.闭合开关;B.将滑动变阻器滑片移到最右端;C.记录电流表示数;D.将滑动变阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑,正确的操作顺序是__________________(填字母序号);步骤中滑动变阻器移到适当位置的依据是:_____________________________。
(3)根据乙图中的数据,电源最多只能用_____________节新干电池串联。由乙图可以得到结论是:____________________________________,
(4)若第(2)问中的实验选用了2节新干电池作为电源,那么把每次实验时记录的电流值和对应的滑动变阻器Rp接入电路的阻值在图乙坐标系中也描成点,并将这些点绘成图线B,发现图线B与图线A_______(选填“有变点”或“无交点”)。
(5)实验完成后,小明和小华听老师说:欧姆那个时代,关于电压、电流、电阻还没有明确的概念,更没有精确测量它们的仪器,欧姆自己动手设计和制造仪器进行实验,发现了欧姆定律。他们深受震撼和启发,于是决定不用电压表,用剩余器材并增加3个开关重新“探究电流与电阻的关系”。小明设计了如图丙所示的电路准备开始探究,小华分析该电路后认为:该方案不能完成探究任务,理由是_____________________________________________。
30. 中央新风系统由风机、进风口、排风口及各种管道和净化器组成。风机启动后,室内受污染的空气经排风口及风机排往室外,使室内形成负压,这样室外新鲜空气便经进风口送入,在送风的同时对新风进行预热、过滤和除尘处理,从而使室内空气中二氧化碳的含量保持在占空气体积的0.03%左右,其工作流程如图甲所示。新风系统的核心是风机,随着材料技术的发展,体积为3×103m3的风机叶轮采用碳纤维增强树脂代替钢来制造,使其质量减轻19.5kg。风机部分参数如表一所示,风机的风量Q指风机单位时间内排出空气的体积,风速v指风机排出空气的速度。已知风机的转速受电脑控制,与屋内空气中二氧化碳的含量p的平方根成正比。风机的风速v、风量Q和空气中二氧化碳的含量ρ的关系如表二所示。
表一
额定转速n
1200r/ min|
额定风量Q
0.8m³/s
额定功率P
500W
表二
风速v/m/s
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
二氧化碳含量ρ/%
0.050
0.072
0.098
0.162
0.200
风量 Q/(m3·s-1)
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
(1)下列有关新风系统的说法,错误的是 。
A. 新风系统工作时,室内气压小于室外气压
B. 风机的风量与室内空间大小无关
C. 进出的气流以热传递的方式来交换能量
D. 新风中尘埃经过滤网被吸附在除尘器中是磁力的作用
(2)已知 ,则碳纤维增强树脂的密度为______kg/m3;当风机的风量为0.5m3/s时,风机的转速为______r/min。
(3)为保持空气清新的同时降低夜间能耗,小明制作了图乙所示的控制风机断续工作的模拟电路,AB两端输入如图丙所示的周期性变化的电压UAB。白天开关接1且时风机方可启动,晚上开关接2且 时风机方启动。R0、R1、R2均为定值电阻,R0=2Ω。已知风机正常启动时R1或R2的电功率为12W,且R0两端电压 求:①白天和晚上各通电1h,风机消耗的电能差值为多少J;②R1与R2的比值。
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无锡外国语学校2024—2025学年度第二学期一模考试
初三物理试卷
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分,每小题给出的四个选项中只有一个选项正确)
1. 学生进入初中学业水平考试考场时,监考教师会使用金属探测仪对学生进行检查,学生如果携带金属制品,探测仪就会产生电流并大声报警,这时监考老师会轻声提醒考生把金属制品放在考场外指定的位置。题中关于用到的物理知识说法正确的是( )
A. 人耳听到报警声是声传递能量
B. 报警声的频率可能是15Hz
C. 喇叭放出的报警声的传播速度大于监考老师提示声的传播速度
D. 金属探测仪的工作原理和发电机的相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.人耳听到报警声是声传递信息,故A错误,不符合题意;
B.人耳能听到的振动的频率范围是20Hz~20000Hz,15Hz属于次声波,人耳不能听到,故B错误,不符合题意;
C.声音的传播速度与介质的种类和温度有关。喇叭放出的报警声的传播速度和监考老师提示声在同一温度的空气中传播速度相同,故C错误,不符合题意;
D.导体在切割磁感线,故在线圈中会产生电流,故金属探测器采用了电磁感应原理,发电机的工作原理是电磁感应现象,故D正确,符合题意。
故选D。
2. 清华大学的研究人员发明了一种新型陶瓷,既可以像海绵一样变形,也能像陶瓷一样隔热、绝缘,同时具有超轻、高韧性等特点。这种材料适合用来制造下列哪种物品( )
A. 家用炒锅 B. 新型消防服 C. 家用菜刀 D. 输电导线
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.这种新型陶瓷具有隔热特性,家用炒锅必须用有良好的导热性能,故A不符合题意;
B.新型消防服的特点与该陶瓷的特点相同,故B符合题意;
C.这种新型陶瓷易变形,家用菜刀需要一定的硬度,不能轻易变形,故C不符合题意;
D.这种陶瓷具有绝缘的特点,故不能用来制作输电导线,故D不符合题意。
故选B。
3. 如图所示是在电子显微镜下观察新型冠状病毒的照片。该病毒一般呈球形,直径在75-160nm之间,主要通过飞沫传播。下列说法正确的是( )
A. 病毒分子也可以用肉眼直接看到
B. 佩戴口罩可防止感染,因为口罩材料的分子之间没有空隙
C. 新型冠状病毒随飞沫传播是一种机械运动
D. 温度越低,构成新型冠状病毒的分子无规则运动越剧烈
【答案】C
【解析】
【详解】A.病毒分子体积非常小,其直径在75 - 160nm之间,只有借助电子显微镜才能看到,肉眼是无法直接看到的,故A错误;
B.物质是由分子组成的,分子之间存在空隙,口罩材料的分子之间同样也有空隙,佩戴口罩可防止感染是因为口罩能阻挡飞沫等,而不是因为口罩材料分子间没有空隙,故B错误;
C.机械运动是指一个物体相对于另一个物体位置的改变。飞沫是肉眼可以看到的宏观物体,新型冠状病毒随飞沫传播时,飞沫的位置发生了变化,所以这是一种机械运动,故C正确;
D.分子的无规则运动与温度有关,温度越高,分子的无规则运动越剧烈;温度越低,分子的无规则运动越缓慢,故D错误。
故选C。
4. 在冬奥会滑冰比赛中,为了消除冰刀滑行造成的划痕,使冰面恢复平整,常在比赛间隙进行“补冰”。“补冰”时,工作人员在冰面上浇水,并向浇水处喷洒干冰(固态二氧化碳),在“补冰”过程中干冰和水发生的物态变化分别是( )
A. 升华和凝固 B. 升华和汽化 C. 熔化和凝固 D. 熔化和汽化
【答案】A
【解析】
【详解】“补冰”时,干冰会吸热直接变为二氧化碳气体,属于升华。干冰吸热,水就可以放热并凝固成冰。故A符合题 意,BCD均不符合题意。 故选A。
5. 学校运动会上4×100m接力赛中,为保证传接棒顺利进行,取得好成绩,在传接棒时两位运动员应该( )
A. 都站在原地不动
B. 都奔跑,保持相对静止
C. 都奔跑,接棒运动员速度要大于传棒运动员
D. 传棒运动员奔跑,接棒运动员站在原地不动
【答案】B
【解析】
【分析】运动方向和快慢都相同的两个物体处于相对静止状态.
【详解】学校运动会上4×100m接力赛中,接棒人在传棒人接近接力区时应及时起跑,当两人都奔跑,速度接近一致,基本保持相对静止时开始交接,保证传接棒顺利进行,取得好成绩.故ACD错误,B正确.
故选B.
6. 校门口摆放着防冲撞的石墩。下列挪动球形石墩的方法中,最省力的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A图中石墩可视为动滑轮,绳子一端固定在立柱上,人拉另一端,该情况能省一半力;B图中立柱可视为定滑轮,不省力也不费力,只能改变力的方向;CD图中直接拉石墩,没有使用机械,不能省力,故选A。
7. 汽车转向灯电路要求:左转弯时只能左转向灯亮,右转弯时只能右转向灯亮.不能出现操作转向开关,左、右转向灯同时亮的情况.下列设计最合理的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据生活常识知道,汽车的每一侧各有两个转向灯,一共有4个灯泡;由题知道,左、右侧的两个灯泡必须能各自独立工作且互不影响,即同一侧的一个灯泡损坏时,另一灯泡仍然会发光,所以每一侧的两个灯泡是并联的,故AC错误;又因为在操作过程中,不能出现左、右转向灯同时亮的情况,所以电路中只能有一个控制开关,故B正确,D错误,故选B.
8. 小雨练习发高远球,羽毛球离拍后的飞行轨迹如图中曲线所示,其中CD段羽毛球匀速下落。下列有关说法正确的是( )
A. 羽毛球离拍后继续上升过程中球拍在对球做功
B. 羽毛球上升过程中,有部分动能转化成了重力势能
C. 飞行过程中,羽毛球经过最高点B处时,动能为零
D. 羽毛球飞行的整个过程中,机械能总量保持不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.羽毛球离拍后继续上升过程中,球拍没有对球施加力,所以球拍对球不做功,故A错误;
B.羽毛球上升过程中,羽毛球的质量不变,速度变小,动能变小,高度变大,重力势能变大,由于上升过程中,需克服空气阻力做功,因此有部分动能转化成了重力势能,故B正确;
C.飞行过程中,羽毛球经过最高点B处时的速度最小,动能最小,故C错误;
D.羽毛球飞行的整个过程中,会克服空气的阻力做功,羽毛球的机械能会减小,故D错误。
故选B。
9. 2023年2月哈工大宣布突破EUV光刻机关键技术,光刻技术是利用缩图透镜将绘制在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上,从而制造出集成电路的方法,下列说法正确的是( )
A. 电路图在硅片上成的像是虚像
B. 掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以外
C. 硅片位于缩图透镜一倍焦距以内
D. 要减小硅片上的像,掩膜需向下移动
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图和题意可知,该缩图透镜为凸透镜,且要将电路图投射到硅片上,所以在硅片上成的是实像,故A错误;
BC.凸透镜成倒立缩小实像的条件是物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距与二倍焦距之间。则掩膜位于缩图透镜二倍焦距之外,硅片到缩图透镜的距离(像距)在一倍焦距和二倍焦距之间,故B正确,C错误;
D.要想硅片上所刻电路变小,根据凸透镜成实像时物远像近像变小。即像要变小,应增大物距,需将掩膜向上移动,故D错误。
故选B。
10. 如图为某家庭卫生间电路,电灯和电热器都在正常工作,在三线插座上刚插上洗衣机(开关未闭合)的插头时,所有用电器都停止工作,拔出洗衣机的插头后,用测电笔测试三线插座的左右两孔,氖管都发光,检查发现有一根熔丝熔断了。下列分析合理的( )
A. 一定是零线上的熔丝熔断了
B. 断开,再用测电笔检测三线插座的左右两孔,氖管都发光
C. 只断开,再用测电笔检测三线插座的左孔,氖管不发光
D. 只断开,再用测电笔检测三线插座的左孔,氖管不发光
【答案】A
【解析】
【详解】A.在插上洗衣机(开关未闭合)的插头前,电灯和电热器都在正常工作,但插上洗衣机(开关未闭合)的插头,所有用电器都停止工作,说明电路中干路上有断路,测电笔测试插座的两孔,氖管都发光,说明两孔与火线是连通的,所以一定是零线上的熔丝熔断了,故A符合题意;
B.断开S1、S2,再用测电笔检测三孔插座的左右两孔,只有右孔与火线相连,氖管发光,左孔与火线不相连,氖管不会发光,故B不符合题意;
C.只断开S1,再用测电笔检测三孔插座的左孔,左孔通过电热器与火线相连,氖管会发光,故C不符合题意;
D.只断开S2,再用测电笔检测三孔插座的左孔,左孔通过电灯与火线相连,氖管会发光,故D不符合题意。
故选A。
11. 小强用如图所示的实验装置验证阿基米德原理,通过调节升降台让金属块浸入盛满水的溢水杯中(金属块始终未与容器底接触),溢出的水会流入右侧空桶中,下列说法正确的是( )
A. 金属块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压力越大
B. 金属块浸没在水中的深度越深,弹簧测力计A的示数越小
C. 金属块从接触水面至浸入水中某一位置,弹簧测力计A和B的变化量∆FA=∆FB
D. 若实验前溢水杯中未装满水,对实验结果没有影响
【答案】C
【解析】
【详解】A.金属块浸入水中的深度增大时,溢水杯中水的深度不变,根据p=ρgh可知,水对溢水杯底部的压强不变,根据F=pS可知,水对溢水杯底部的压力不变,故A错误;
B.金属块浸没在水中的深度变化时,排开水的体积不变,根据F浮=ρgV排可知,受到的浮力不变,根据
F拉=G金-F浮
知,金属块受到的拉力不变,弹簧测力计A的示数不变,故B错误;
C.由图可知,弹簧测力计A的示数
FA=G-F浮
弹簧测力计B的示数
FB=G桶+G排
则∆FA=∆F浮,∆FB=∆G排,根据阿基米德原理可知,∆F浮=∆G排,则∆FA=∆FB,故C正确;
D.若实验前溢水杯中未装满水,则测得的F浮不变、G排偏小,对实验结果有影响,故D错误。
故选C。
12. 热带鱼需要在一定的温度范围才能正常生长,如图甲是某同学家的水族箱工作原理图,其由控制电路和工作电路两部分组成,水族箱内安装的电热丝R1上标有“220V 200W”的字样,为热敏电阻,R2为滑动变阻器,当水面到达图中所示的位置,接触开关:就会导通,开关 被吸附闭合,R1工作,水温由 升高到设定值28℃,开关S2断开,水温自然冷却到 时开关S2再闭合,再次使水升温,水族箱循环工作使箱内水温稳定在热带鱼正常的生长范围之内,水温随时间变化图像如图乙所示,已知:通电螺线管磁性随电流增大而增大,电流足够大时,电磁铁才能吸附S2。下列说法正确的是( )
A. 电热丝R1的阻值为24.2Ω
B. 热敏电阻Rx随温度的升高而减小
C. 该水族箱内电热丝R1一天消耗的电能为3.6×106J
D. 若要将水族箱内的最高温度调至30℃,滑动变阻器R2的滑片应向左移动
【答案】D
【解析】
【详解】A.电热丝的电阻为,故A错误;
B.当水箱温度变高,需要电磁铁的磁性变弱,吸引力变小,开关S2断开,故需要温度增加时,电路中的电流变小,由,热敏电阻随温度的升高而增大,故B错误;
C.由图乙可知,R1每隔400min为一个周期,一个周期工作一次,工作时间为100min,故一天工作的时间为
一天消耗的电能为
故C错误;
D.若要将水族箱内的最高温度调至30℃,热敏电阻阻值变大,要保持电路中电流不变,总电阻应不变,滑动变阻器R2电阻应变小,滑片应向左移动,故D正确。
故选D。
二、填空题(本题共12小题,每空1分,共36分)
13. 看春晚是海内外华人欢度春节的一个重要形式,也是中国百姓每年除夕夜必不可少的视听盛宴。当江南小调《无锡景》的旋律出现在2025年总台春晚无锡分会场中,宛如一把神奇的钥匙,开启了通往无锡的时光之门。乐曲中的琵琶声是由琴弦__________产生的;表演时,演奏者通过拨动不同的琴弦来改变声音的_________(选填“音调”、“响度”或“音色”)。
【答案】 ①. 振动 ②. 音调
【解析】
【详解】声音是由物体的振动产生的,因此琵琶声是由琴弦的振动产生的;
音调与发声体振动的频率有关,不同的琴弦粗细、长度存在差异,振动频率不同,演奏者拨动不同琴弦时,会改变琴弦振动的频率,进而改变声音的音调。
14. 寒冷的冬天,环卫工人会在冰雪覆盖的道路上撒盐,撒盐后______(选填“提高”或“降低”)了雪的熔点,便于除雪;如图所示,烧杯内盛有正在熔化的盐冰水混合物,将装有冰水混合物的试管浸没其中,试管中的冰将______(选填“变多”、“变少”或“不变”),试管中冰水混合物的温度变化情况是______。
【答案】 ①. 降低 ②. 变多 ③. 不变
【解析】
【详解】[1]在其它条件相同时,积雪上洒上盐后,积雪的熔点降低,使积雪熔化,便于清扫。
[2][3]因冰水混合物的温度是0℃,而盐冰水混合物的温度低于0℃,将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中,冰水混合物会向盐冰水混合物放热,满足凝固的条件,冰水混合物中的水会凝固结冰,所以,冰水混合物中的冰会变多,冰水混合物中的水凝固结冰时温度不变。
15. 物理老师课堂上组织大家做了有趣的“摇绳发电”实验。如图,他们将多股导线拧成了长约10米的跳绳,将跳绳的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连,当图中摇绳的男女同学按______(选填“东西”、“南北”或“任意”)方向站位摇绳时,灵敏电流计的指针左右摆动的幅度较大。本实验的原理是______现象,间接说明了地球周围存在______。
【答案】 ①. 东西 ②. 电磁感应 ③. 磁场
【解析】
【详解】[1]地球的磁场是沿南北方向,摇动绳子的过程是让绳子在磁场中旋转,类似于线圈在磁场中的转动,所以沿东西方向摇动绳子的过程会产生感应电流,而南北则不会产生感应电流。
[2][3]用一根导线做成跳绳,将跳绳的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连,摇动跳绳时,导体在磁场中做切割磁感线运动,电路中会产生感应电流,这是电磁感应现象,说明了地球周围存在磁场。
16. 如图所示家用除螨仪,内置强力拍打器,拍打被褥时,里面的脏物由于具有________而与被褥分开;脏物进入到积尘盒中,再通过__________(选填“红外线”或“紫外线”)照射杀死螨虫。
【答案】 ①. 惯性 ②. 紫外线
【解析】
【详解】拍打被褥时,被褥受力运动状态改变,脏物由于具有惯性要保持原来的静止状态,所以与被褥分离。
紫外线具有杀菌消毒的作用,能破坏螨虫的生理结构从而杀死螨虫,而红外线主要作用是热效应等,所以用紫外线照射杀死螨虫。
17. 芯片体积小,元件密集。当芯片中有电流通过时,由于芯片元件有______,不可避免地会产生热量,这种现象称为电流的______效应。为了不影响芯片的性能,通常让散热部件与芯片紧密结合,来降低芯片的温度,这是通过______的方式改变芯片内能。
【答案】 ①. 电阻 ②. 热 ③. 热传递
【解析】
【详解】[1][2]由于芯片原件有电阻,电流通过导体时,导体发热是电能转化为内能,这种现象叫电流的热效应。
[3]散热部件与芯片紧密接触,热量通过热传递的方式传递给散热部件,从而起到降温作用。
18. 如图甲所示是进行“坐位体前屈”体质测试的情景。小华所在的项目化学习小组设计了一个功能相似的测试模型,其原理电路如图乙所示,电源电压6V不变,R0的阻值为30Ω,电阻R1用总长为30cm、粗细均匀的电阻丝制成(其电阻与长度成正比),挡板初始位置在R1最左端。闭合开关,向右推动挡板的过程中,电流表示数_______(选填“变大”、 “变小”或“不变”),挡板推到最右端时,电流表示数为0.05A,此时R1接入的阻值为______Ω。下表为二年级女生“坐位体前屈”国家体质标准,若小华进行测试时电压表示数为3V,则她的测试等级为______。
测试等级
不合格
合格
良好
优秀
P移动距离L/cm
L<3.7
3.7<L≤16.7
16.7<L<20.1
L>20.1
【答案】 ①. 变小 ②. 90 ③. 合格
【解析】
【详解】由图乙可知,电阻和串联,电压表测量两端的电压,电流表测量电路中的电流,闭合开关,向右推动挡板的过程中,电阻丝接入的长度变大,电阻变大,电路中的总电阻变大,由可知电路中的电流变小,即电流表的示数变小;
已知挡板推到最右端时,电路的电流为,则电路的总电阻为
根据串联电路电阻的关系,可得接入的阻值为
已知小华测试时,电压表示数为,则两端电压值为
即接入电路的电阻值与的阻值相等,根据串联电路的分压特点,可得,电阻用总长为、粗细均匀的电阻丝制成(其电阻与长度成正比),则小华推挡板移动的距离为
由表中数据可知,小华的测试等级为合格。
19. 如图,底面积不同的圆柱形容器A、B放在水平桌面上,两容器中水的深度相等,水对容器底部的压强分别为pA和pB,则pA___________pB(大于/等于/小于);将压强计探头的橡皮膜朝下分别放入两容器的底部,压强计U形管两边液面的高度差分别为△hA 和 △hB,多次实验发现△hA均小于 △hB,该现象产生的原因是___________。
【答案】 ①. 等于 ②. 见解析
【解析】
【详解】[1]液体压强的大小与液体的密度和深度有关,公式为p=ρgh。两容器中装的都是水,密度相同,且水的深度相等,所以水对容器底部的压强相等。
[2]压强计是通过U形管两边液面的高度差来反映液体压强大小的,高度差越大,说明液体压强越大。当把压强计探头放入容器底部时,探头会占据一定的体积,导致水面上升。由于A容器底面积较大,在放入探头后,水的深度增加得更少,即A容器中此时水的深度小于B容器,所以A容器底部的压强小于B容器,使得△hA均小于△hB。
20. 某手机移动电源(俗称充电宝)有两个输出端,通过电源线可以单独或同时为手机充电,这两个输出端的连接方式是_____联,上面标有电压为5V,容量为12000mA·h,它充满电后,可以储存的电能是__________________ J,在充电过程中,将电能转化为_________能储存。
【答案】 ①. 并 ②. ③. 化学
【解析】
【详解】并联电路中各支路用电器工作时互不影响,可以单独工作也可以同时工作,本题中两个输出端可单独或同时为手机充电,因此是并联;
它充满电后,可以储存的电能是
充电宝充电过程中,将电能转化为化学能储存起来。
21. 汽车抬头显示器(如图甲)又叫汽车平视显示系统,简称HUD。图乙是HUD的成像原理。
(1)挡风玻璃上的像是光的___________形成的。
(2)挡风玻璃所成的像易产生重影,影响使用效果。结合图丙中的信息判断,为克服上述难题,挡风玻璃可选用_____________(选填“厚度均匀”、 “上厚下薄”或“上薄下厚”)的形状。
(3)若挡风玻璃所成的像过低,不便于观察,这时应该将显示器__________(选填“靠近”或“远离”)挡风玻璃。
【答案】(1)反射 (2)上厚下薄
(3)远离
【解析】
【小问1详解】
观察图乙的成像原理图,HUD(汽车抬头显示器)发出的光线射向挡风玻璃,然后被挡风玻璃反射进入驾驶员的眼睛,驾驶员逆着反射光线看去,就看到了显示器在挡风玻璃前方的虚像。挡风玻璃在这里起到了平面镜的作用。平面镜成像的原理是光的反射。
【小问2详解】
挡风玻璃有一定的厚度,它有两个表面(前表面和后表面)。当光线射到挡风玻璃上时,这两个表面都会发生反射,从而形成两个略有错位的像,这就是产生“重影”的原因。为了克服重影,我们需要让这两个像尽可能重合。由图丙可知,厚度均匀时,光线经过前后表面反射后,出射光线是平行的,但会产生两个分离的像,导致重影。上厚下薄时, 光线经过这种形状的玻璃后,反射光线会发散,但反射光线的反向延长线会重合,像比较容易重合,能有效解决重影问题。上薄下厚时, 这种形状类似于楔形。光线经过这种玻璃的前后表面反射后,由于玻璃厚度的变化,可以使两个反射面的反射光线尽可能地重合,但反射光线的反向延长线分散了,容易成多个像。所以挡风玻璃可选用上厚下薄的形状。
【小问3详解】
HUD的成像原理类似于平面镜成像。平面镜成像的特点是:像与物关于镜面对称。这意味着像到镜面的距离等于物到镜面的距离。如果挡风玻璃(相当于平面镜)倾斜放置,显示器(物)放在中控台上。当像的位置过低时,说明像距离挡风玻璃的垂直距离太近。根据平面镜成像规律,要增大像到挡风玻璃的距离,就必须增大物(显示器)到挡风玻璃的距离。因此,需要将显示器向远离挡风玻璃的方向移动。
22. 小明想要探究凸透镜成像的规律。
(1)让太阳光依次通过多个带孔的挡板;得到平行光后照射到凸透镜上,如图甲所示。若想找到透镜焦点,应_________________(选填“顺时针”或“逆时针”)旋转透镜。找到焦点的位置后,测出透镜的焦距为15cm。
(2)在进行实验的过程中小明发现将烛焰的中心、透镜的中心和光屏的中心调整到同一直线时也能使像成在光屏中央(如图乙所示),既然如此为什么书本上却还是要求将三者中心调至同一高度呢?小明犯起了迷糊,不过他很快在操作中发现了图乙的弊端:___________________________________。
(3)如图丙所示,重新调整好烛焰、透镜和光屏的高度后,光屏上出现了清晰的像,现将蜡烛移至15cm刻度处,若想在光屏上承接到清晰的像,光屏应向_________________(选填“左”或“右”)移,或者更换焦距更_________________的凸透镜。
【答案】(1)顺时针 (2)每次改变物距后需要重新调整光屏的高度
(3) ①. 左 ②. 大
【解析】
【小问1详解】
如图甲所示,若想找到透镜焦点,应使光线从左侧平行于凸透镜主光轴入射,故应顺时针旋转透镜。
【小问2详解】
三者中心仅在同一直线而非同一高度时,像虽能成在光屏中央,每次改变物距后需要重新调整光屏的高度,实验操作不便。
【小问3详解】
蜡烛移至15cm刻度处,物距增大。根据“物远像近”规律,像距减小,故光屏应向左移以承接清晰像。
若保持光屏位置不变,需更换焦距更大的凸透镜。大焦距透镜对光线会聚能力弱,可使像仍成在原光屏位置。
23. 学校科技活动中,钱老师制作了乒乓球发射器来激发学生对物理的学习热情,其原理如图乙所示,乒乓球能上升的原因是________________________。已知球的质量为8g,竖直方向受大气压作用的等效面积为8cm2,管壁和球的滑动摩擦为0.02N,当吹风机向水平管吹风,球下方和上方气压差为_________________Pa时,球能匀速上升;若此时想让乒乓球匀速向下运动,需对球施加一个竖直向下___________N的力。
【答案】 ①. 乒乓球上方流速大压强小 ②. 125 ③. 0.04
【解析】
【详解】吹风机向水平管吹风,乒乓球上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,乒乓球上下表面存在向上的气压差(向上的压力差),从而获得向上的升力,所以乒乓球能上升。
乒乓球重力
乒乓球匀速上升,受力平衡,受到向上的压力差为
球下方和上方气压差为
乒乓球匀速向下运动时,受力平衡,所受摩擦力的方向为竖直向上,对球施加一个竖直向下的力的大小为
24. 变速自行车通过调节牙盘(前齿轮)与飞轮(后齿轮)的齿数组合,改变骑行时的车速与省力程度某实验小组选取齿数为48和36的两种牙盘(齿数越多牙盘半径越大),与齿数为16、24、32的三种飞轮进行组合测试,测量不同组合下匀速骑行时的车速,数据记录如表:
牙盘齿数
飞轮齿数
车速(km/h)
48
16
24
48
24
16
48
32
12
36
16
18
36
24
12
36
32
9
(1)如图所示,此时自行车的牙盘和脚踏板构成一个轮轴型的杠杆结构,属于_______(选填“省力”或“费力”)杠杆。
(2)实验中,若要探究牙盘齿数对骑行效果的影响,需保持_______不变。分析表格数据可知,牙盘齿数与车速成_____关系。
(3)上坡时想更省力应选择齿数为_____的牙盘,这是因为____________________。
【答案】(1)省力 (2) ①. 飞轮齿数 ②. 正比
(3) ①. ②. 阻力和动力臂不变时,阻力臂变小,动力变小
【解析】
【小问1详解】
如图所示,自行车的牙盘和脚踏板构成一个轮轴型的杠杆结构,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆。
【小问2详解】
根据控制变量法思想,实验中,若要探究牙盘齿数对骑行效果的影响,需保持飞轮齿数不变,仅改变牙盘齿数;
由1、4组数据可知,飞轮齿数是,则
由2、5组数据可知,飞轮齿数是,则
由3、6组数据可知,飞轮齿数是,则
所以牙盘齿数与车速成正比。
【小问3详解】
因为阻力和动力臂不变时,阻力臂变小,动力变小,所以上坡时想更省力应选择齿数为的牙盘。
三、解答题(本题共6小题,共40分,解答第26、30题应有解题过程)
25. 按要求作图。
(1)如图所示,画出垂直于玻璃砖的光线OP经过玻璃砖射出的光路图。
(2)如图甲所示的插座,其内部构件及家庭电线如其乙图所示。当插座上的开关断开时指示灯不发光,插孔不能提供工作电压;而在开关闭合时指示灯发光,插孔可以提供工作电压;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压,请根据题意用笔画线代替导线将图乙电路补充完整。
(3)小明利用椅子做俯卧撑,如图所示。请画出小明受到的重力和脚蹬水平地面时鞋底受到的摩擦力。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
光线OP垂直入射玻璃砖下界面,垂直入射时光的传播方向不变,因此在玻璃砖内沿原直线方向传播到右侧斜面;在右侧斜面的入射点处,作垂直于斜面的法线,光从玻璃斜射入空气,折射角大于入射角,画出远离法线的折射光线即可。
【小问2详解】
根据题意,指示灯损坏不影响插孔工作,说明指示灯和插孔是并联,开关控制整个电路,且符合安全用电规则,开关接火线,三孔插座遵循左零右火上接地,火线先接入开关,开关出线分两路:一路接指示灯,指示灯另一端接零线;另一路接三孔插座的右孔;三孔插座左孔接零线,上孔接地线。
【小问3详解】
重力作用点画在小明身体的重心处,方向始终竖直向下,标注符号;脚相对于水平地面有向左滑动的趋势,因此鞋底受到地面的摩擦力方向水平向右,作用点画在鞋底,标注符号。
26. 一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动,设汽车在行驶过程中所受阻力为f=4000N不变,在第10s时速度达到20m/s,其v-t图像如甲所示,求:
(1)在10-20s内汽车发动机牵引力所做的功是多少?
(2)若汽车发动机的转化效率如图乙所示,某个时段汽车匀速行驶消耗了0.04kg的汽油,这个时段能使水箱内5kg的冷却液温度升高多少度?【已知汽油的热值大约为,冷却液的比热容为】
(3)由题可知,该汽车发动机的效率约为_________%,损失掉的能量无法继续利用是因为能量的转移和转化具有_________。
【答案】(1)
(2)33℃ (3) ①. 30 ②. 方向性
【解析】
【小问1详解】
由v-t图像可知,10~20s内汽车做匀速直线运动,受力平衡,牵引力大小等于阻力,即
此时汽车速度为,运动时间
根据可得,汽车牵引力的功率为
汽车功率恒定,根据可得,牵引力做功为
【小问2详解】
汽油完全燃烧放出的总热量为
由能量流向图可知,冷却液吸收的热量占总热量的33%,因此冷却液吸收热量为
根据吸热公式 可得,温度变化量为
【小问3详解】
[1]热机效率为有用功占燃料完全燃烧释放总热量的百分比,由图乙可知输出有用功占总能量的30%,因此发动机效率为30%。
[2]根据能量转化的规律,能量的转移和转化具有方向性,因此损失掉的能量无法被继续利用。
27. 小明利用如图所示的装置,探究阻力对物体运动的影响,进行如下操作:
a.如图甲,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;
b.如图乙,取下毛巾,将棉布铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离;
c.如图丙,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离。
请针对以上操作回答下列问题:
(1)采用毛巾、棉布和木板作为水平面材质的目的是:__________________________________;
(2)以上操作中错误的一次是________________(选填“a”、“b”或“c”);
(3)小明发现实验过程中小车可能会滑出木板,于是将甲乙丙三次实验中的水平板右端略微上翘(如图丁所示),最终小车也能停在不同位置,但老师却告诉他必须让板子水平放置。让小车在水平面上滑行的好处是:_________________________________;
(4)为了得出科学结论,三次实验中小车每次都从斜面上同一位置由静止自由下滑,这样做的目的是:_____________________________;
(5)只利用甲图的器材,除了能探究动能大小和速度的关系,还可以用来探究_________________。
(6)一架运输机参加某次抗震救灾时,在沿水平向右做匀速直线运动的过程中,间隔相同时间先后从飞机上静止释放三个相同的物资。若不计空气阻力,且地面水平。那么,在地面上看,能正确表示物资在空中的排列情况和着地位置的图示组合是 (选填字母)。
A. ①⑥ B. ②⑥ C. ③④ D. ①④
【答案】(1)改变阻力的大小
(2)b (3)消除了重力对实验的影响
(4)使小车到达斜面底部的速度相同
(5)重力势能和高度的关系 (6)A
【解析】
【小问1详解】
本实验的变量是水平面对小车的阻力大小,毛巾、棉布、木板粗糙程度不同,对小车的阻力不同,因此使用不同材质是为了改变小车受到的阻力。
【小问2详解】
实验需要控制小车到达水平面的初速度相同,只改变水平面阻力,因此斜面的粗糙程度不能改变。b错误地将棉布铺在斜面上,会导致到达水平面的初速度不同,因此操作错误。
【小问3详解】
若水平板不水平,小车重力会干扰实验;水平板水平放置时,小车竖直方向受力平衡,只有水平方向的阻力改变小车运动,方便探究阻力对运动的影响。
【小问4详解】
根据控制变量法,让小车从斜面同一高度静止滑下,可保证小车到达水平面时初速度相同,只改变阻力这一个变量。
【小问5详解】
利用甲图的器材,可以让小车从斜面的不同位置滑下,用来探究重力势能和高度的关系。
【小问6详解】
飞机匀速运动,不计空气阻力时,投放的物资由于惯性,水平方向保持和飞机相同的速度,因此落地前所有物资都在飞机的正下方,空中排列为图①;相邻物资间隔相同时间投放,水平速度相同,因此落地后相邻物资的水平间隔相等,着地位置为图⑥,故选A。
28. 我国古代劳动人民从陶器中小孔漏水的现象,发现水的流失与时间的流逝有一定的关系,受到启发发明了早期的漏刻。历史上的漏刻主要有泄水型的沉箭漏和受水型的浮箭漏两种油水型的沉简漏如图甲所示,它只有一个漏水壶,在靠近漏水壶底部的一侧有一个出水孔,壶中有一只插有自立翻箭的浮舟(小木块),浮舟漂浮在水而上。使用时,壶中的水山小孔流出至壶外,漏箭随之逐渐下降,由漏箭上位于壶凿处的刻度可知当时的时间,这种漏刻使用过程中,计时存在较大误差。受水型的浮箭漏的发明晚于泄水型的沉箭漏。早期受水型浮箭漏如图乙所示。它包括一只供水的播水壶和一只受水壶,播水壶上固定一把铜尺,铜尺上刻有十二时辰,受水壶里有一只插有浮箭的浮舟,浮舟漂浮在水而上,当水从插水壶滴入受水壶后,受水壶中的水位升高,浮箭被慢慢托起,根据浮箭上端在铜尺上的对应刻度就知道当时时间了,但计时也不准确,实践发现可以通过增加播水壶的个数来提高计时准确度。图丙所示的足国家博物馆展示的漏刻展品,有三只播水壶,分别称为口壶、月壶和星壶,一个受水壶,受水壶为规则圆柱型容器。
(1)如图甲,若漏箭和浮舟处于漂浮状态,其总重为G,所受的浮力为F浮,则G____F浮。随着水位降低,浮箭下部小木块浸入水中的深度______,壶底受到水的压强______。(后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)如图乙,随着时间推移会导致播水壶滴水速度_______(选填“提高”或“降低”),从而影响计时的精确度。改良方案如图丙,为提高测量的准确性,______(选填“口壶”、“月壶”或“星壶”)一定处于满水状态。改良后铜尺的刻度是_______(选填“均匀”或“不均匀”)的。
(3)图丁是浮箭漏的铜尺,已标出了上午“8:00”所在的位置,则应将上午“9:00”标在“8:00”位置的________。(选填“上方”或“下方”)
【答案】(1) ①. = ②. 不变 ③. 变小
(2) ①. 降低 ②. 星壶 ③. 均匀
(3)上方
【解析】
【小问1详解】
根据漂浮条件,物体漂浮时浮力等于自身重力,因此。漏箭和浮舟总重力不变,浮力始终等于总重力,由阿基米德原理可知,排开水的体积不变;浮舟底面积不变,因此浮舟浸入水中的深度不变。漏水壶水位随水流出降低,由液体压强公式,水密度不变,深度减小,因此壶底受到的水的压强变小。
【小问2详解】
播水壶内水位随水流出降低,出水孔处液体压强减小,因此滴水速度会降低。图丙的多级播水壶中,让最下方的星壶保持满水状态,可以保证出水孔处水压恒定,滴水速度稳定,从而提高计时准确性。改良后单位时间流入受水壶的水量相同,受水壶是规则圆柱形容器,由可知,相同时间内水位上升的高度相同,因此铜尺刻度是均匀的。
【小问3详解】
随着时间推移,受水壶内水量增加,水位升高,浮箭随水位向上移动,更晚的时间对应铜尺上更高的位置,因此上午9:00标在8:00位置的上方。
29. 同学们用如图甲所示的电路探究通过导体的电流与电压、电阻的关系,电流表量程为“0-0.6A”,电压表量程为“0-3V”,滑动变阻器上标有“50Ω 1A”字样。
(1)检查如图甲所示的电路,发现有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)接着“探究电流与电阻的关系”,依次将阻值为4Ω、5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻( R3、R4接入AB之间完成实验,记录的数据绘制成了图乙中的图线A。完成第①次实验后,断开开关,拆下4Ω的电阻,改接5Ω的电阻。继续的操作有以下四步:A.闭合开关;B.将滑动变阻器滑片移到最右端;C.记录电流表示数;D.将滑动变阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑,正确的操作顺序是__________________(填字母序号);步骤中滑动变阻器移到适当位置的依据是:_____________________________。
(3)根据乙图中的数据,电源最多只能用_____________节新干电池串联。由乙图可以得到结论是:____________________________________,
(4)若第(2)问中的实验选用了2节新干电池作为电源,那么把每次实验时记录的电流值和对应的滑动变阻器Rp接入电路的阻值在图乙坐标系中也描成点,并将这些点绘成图线B,发现图线B与图线A_______(选填“有变点”或“无交点”)。
(5)实验完成后,小明和小华听老师说:欧姆那个时代,关于电压、电流、电阻还没有明确的概念,更没有精确测量它们的仪器,欧姆自己动手设计和制造仪器进行实验,发现了欧姆定律。他们深受震撼和启发,于是决定不用电压表,用剩余器材并增加3个开关重新“探究电流与电阻的关系”。小明设计了如图丙所示的电路准备开始探究,小华分析该电路后认为:该方案不能完成探究任务,理由是_____________________________________________。
【答案】(1) (2) ①. BADC ②. 电压表示数为2V
(3) ①. 4 ②. 当电压一定时,电流与电阻成反比
(4)无交点 (5)无法控制定值电阻两端的电压相等
【解析】
【小问1详解】
电流表应串联接入电路,电压应并联在定值电阻两端,故应将定值电阻右端接线柱改接到电压表负接线柱。
【小问2详解】
更换电阻后,为了保护电路,闭合开关前应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处(最右端),然后闭合开关,调节滑片使电压达到预定值,最后读数。故顺序为BADC。
滑动变阻器移到适当位置的依据是:探究电流与电阻的关系时,需要控制电阻两端的电压保持不变。
【小问3详解】
由图乙可知,当 时, ,此时定值电阻两端电压
实验中需保持该电压不变。当接入最大阻值 的电阻时,电路电流最小
此时滑动变阻器分得的最大电压
电源电压最大值
一节新干电池电压为 , ,故最多只能用4节。
图乙中 图象为过原点的直线,说明电流与电阻的倒数成正比,即电压一定时,电流与电阻成反比。
【小问4详解】
图线A表示定值电阻 与电流 的关系,满足
图线B表示滑动变阻器 与电流 的关系,电源电压为3V时,
即 。由于图线A中 ,图线B中 ,对于同一电流 , 与 的阻值始终不同( ),因此两条图线在坐标系中没有交点。
【小问5详解】
探究电流与电阻的关系,需控制定值电阻两端的电压保持恒定,电路中将R1、R2、R3分别与滑动变阻器串联时其两端电压不相等,无法满足控制变量法的要求。
30. 中央新风系统由风机、进风口、排风口及各种管道和净化器组成。风机启动后,室内受污染的空气经排风口及风机排往室外,使室内形成负压,这样室外新鲜空气便经进风口送入,在送风的同时对新风进行预热、过滤和除尘处理,从而使室内空气中二氧化碳的含量保持在占空气体积的0.03%左右,其工作流程如图甲所示。新风系统的核心是风机,随着材料技术的发展,体积为3×103m3的风机叶轮采用碳纤维增强树脂代替钢来制造,使其质量减轻19.5kg。风机部分参数如表一所示,风机的风量Q指风机单位时间内排出空气的体积,风速v指风机排出空气的速度。已知风机的转速受电脑控制,与屋内空气中二氧化碳的含量p的平方根成正比。风机的风速v、风量Q和空气中二氧化碳的含量ρ的关系如表二所示。
表一
额定转速n
1200r/ min|
额定风量Q
0.8m³/s
额定功率P
500W
表二
风速v/m/s
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
二氧化碳含量ρ/%
0.050
0.072
0.098
0.162
0.200
风量 Q/(m3·s-1)
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
(1)下列有关新风系统的说法,错误的是 。
A. 新风系统工作时,室内气压小于室外气压
B. 风机的风量与室内空间大小无关
C. 进出的气流以热传递的方式来交换能量
D. 新风中尘埃经过滤网被吸附在除尘器中是磁力的作用
(2)已知 ,则碳纤维增强树脂的密度为______kg/m3;当风机的风量为0.5m3/s时,风机的转速为______r/min。
(3)为保持空气清新的同时降低夜间能耗,小明制作了图乙所示的控制风机断续工作的模拟电路,AB两端输入如图丙所示的周期性变化的电压UAB。白天开关接1且时风机方可启动,晚上开关接2且 时风机方启动。R0、R1、R2均为定值电阻,R0=2Ω。已知风机正常启动时R1或R2的电功率为12W,且R0两端电压 求:①白天和晚上各通电1h,风机消耗的电能差值为多少J;②R1与R2的比值。
【答案】(1)D (2) ①. 1500 ②. 750
(3)6×105J,1∶4
【解析】
【小问1详解】
A.新风系统工作时室内受污染空气经排风口及风机排往室外使室内形成负压,即室内气压小于室外气压,故A正确;
B.风机风量是单位时间内排出空气的体积,与屋内空气中二氧化碳的含量有关。空间大小无直接关联,故B正确;
C.进出气流通过传热板进行热量传递来交换能量,属于热传递方式,故C正确;
D.新风中尘埃经过滤网被吸附在除尘器中是利用过滤网的阻挡作用,故D错误。
故选D。
【小问2详解】
树脂质量
树脂密度
由表一可知,风机以额定功率运转时,额定风量 ,分析表二数据可知此时二氧化碳含量为
因为风机的转速与屋内空气中二氧化碳的含量 的平方根成正比,所以风机的转速 ,则 ;由表一可知,额定转速 ,额定风量 ,当风机的风量 时,二氧化碳的含量 ,因为 值一定,所以 ,解得
【小问3详解】
①由图丙可知,当 间电压为 时,风机的工作周期为 ,每个周期内风机实际通电时间为 ,则此时 内风机实际通电的时间为
当 间电压为 时,风机的工作周期为 ,每个周期内风机实际通电时间为 ,则此时 内风机实际通电的时间为
由 可知,风机消耗的电能差值
②由图乙可知,白天电阻 与 串联,此时 的电功率
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,此时的电源电压
联立①②解得 , ,由串联电路的电阻特点可知,当 时,电路中的总电阻
电路中的电流
由欧姆定律可知,此时 两端电压
不符合题意,当 时,电路中的总电阻
电路中的电流
此时 两端电压
符合题意,则 的阻值 ;由图乙可知,夜晚电阻 与 串联,此时 的电功率
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,此时的电源电压
联立③④解得 , 。由串联电路的电阻特点可知,当 时,电路中的总电阻
电路中的电流
由欧姆定律可知,此时 两端电压
不符合题意,当 时,电路中的总电阻
电路中的电流
此时 两端电压
符合题意,则 的阻值 ;因此电阻之比
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