精品解析:福建省泉州第五中学2026年九年级下学期适应性练习(6.8)物理试题
2026-06-29
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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) | 福建省 |
| 地区(市) | 泉州市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.30 MB |
| 发布时间 | 2026-06-29 |
| 更新时间 | 2026-06-29 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58549896.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:
泉州五中2026届初三年下学期适应性练习(6.8)物理试题
(考试时间:90分钟;满分:100分;本试卷g取10N/kg)
班级__________ 学号__________ 姓名__________
一、选择题:本题共14小题,每小题2分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列数据中符合实际的是( )
A. 一节干电池的电压约为1.5V B. 中学生正常步行的速度为10m/s
C. 人体的正常体温约为26℃ D. 一个鸡蛋质量为500g
2. 如图所示是中国古代的计程车“计里鼓车”。当车走一里时,车上的木人就敲一下鼓;当车走十里时,车上的木人就敲一下锣(古代的乐器)。下列有关说法不正确的是( )
A. 敲鼓时鼓面由于振动而发声
B. 鼓声和锣声是通过空气传入人耳的
C. 人们根据鼓和锣发声的音色不同,确定行驶的是一里还是十里
D. 人们根据鼓声和锣声确定路程,说明声音可以传递能量
3. 能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱。关于能源、信息和材料,下列说法中正确的是( )
A. 太阳能和核能都是可再生能源
B. 条形码扫描器中的光敏二极管使用的主要是超导材料
C. 福清核电站利用的是核聚变释放的能量
D. 电视广播、移动通信利用了电磁波来传递信息
4. 下列自然现象与物态变化对应正确的是( )
A. 雾起山间——汽化 B. 滴水成冰——熔化
C. 冰雪消融——液化 D. 霜打枝头——凝华
5. 我国首艘海洋级智能科考船“同济”号,它采用了先进的混合动力系统,该系统能在轮船制动时将动能回收转化为电能储存起来。下列四幅图能反映“同济”号动能回收原理的是( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示的光现象,由于光的折射形成的是( )
A. 杯子形成的影子 B. 月亮在水中形成的像
C. 放大镜把字放大 D. 人在平面镜中形成的像
7. 关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A. 使用测电笔时,手不能接触笔上任何金属体
B. 发现有人触电后,立即用手把触电者拉离电源
C. 照明灯和空调接入电路正常工作时,它们是串联的
D. 空气开关突然“跳闸”,是由电路中电流过大引起的
8. 某小区为方便居民,安装了一台“智能共享充电柜”。使用该设备时,需要先扫描二维码(相当于闭合开关)激活系统,此时指示灯L亮起。然后通过密码(相当于闭合开关)打开指定的柜门(由电动机M控制)为设备充电。下图所示的四个电路设计中,符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
9. 2025年4月24日,搭载“神舟二十号”载人飞船的“长征二号F遥二十”运载火箭发射升空。载人飞船与中国空间站成功对接后,两个航天员乘组在“天宫”会师。下列说法正确的是( )
A. 载人飞船加速升空过程中,飞船的机械能增加
B. 火箭箭体使用了密度大、熔点低的新材料
C. 航天员携带的物品进入“天宫”后质量变小
D. 中国空间站绕地球飞行过程中运动状态不变
10. 花生大丰收,小明用手剥壳,手指又酸又痛。他用硬棒自制“碎壳神器”,用手对上面硬棒施加压力,即可压碎花生壳。下列图中,最省力的是( )
A. B.
C. D.
11. 如图所示,“龙骨水车”是我国古代主要的提水设施之一。水车一端浸入水中,另一端固定于岸上。使用时,人踩动长柄摇杆末端的踏板使大轮转动,带动嵌满刮水板的链条匀速运动,槽内板片刮水上行,倾灌于地势较高的田中。下列说法正确的是( )
A. 使用龙骨水车提水,可以省功
B. 踩得越快,提水做功越多
C. 人对摇杆的压力和摇杆对人的支持力是平衡力
D. 减小水车各部件间的摩擦,提水效率增大
12. 我国研发的摩擦纳米发电机原理图如图所示,两种不同材质的摩擦层、相互摩擦带上电荷并形成电压,使电流表正常偏转。则( )
A. 两摩擦层相互摩擦的过程中创造了电荷 B. 摩擦发电过程中将机械能转化为电能
C. 两摩擦层摩擦后带上了等量的同种电荷 D. 摩擦层相当于电源的负极
13. 图为某研究小组设计的风速自动报警器电路示意图,电源电压不变,为压敏电阻,它的阻值随风速的增加而减小,为定值电阻。当风速时,两电表都不报警。当风速时,两表中的一个会报警;当风速时,另一个表会报警。已知:,两表都是在大于等于各自设定的电压值或电流值时触发报警。在电路处于两表都未报警的工作状态下,下列说法正确的是( )
A. 风速减小时,的功率会增大
B. 风速变化时,电压表示数一定不变
C. 当时,触发报警的表是电流表
D. 风速变化时,电压表和电流表示数之比不变
14. 甲、乙两物体重叠并置于水平面上,当它们分别受到和的水平拉力时保持静止,如图所示,已知甲的底面积为,重为;乙的底面积为,重为。下列说法正确的是( )
A. 甲对乙的压强为 B. 乙对地面的压力为
C. 甲对乙的摩擦力为 D. 乙对地面的摩擦力为
二、填空题:本题共6小题,每空1分,共12分。
15. 如图所示,物理老师为同学们演示自制的“等离子炮”:向桶内充入少许丁烷气体,点火后便有高温高压燃气从桶口冲出,将前方的易拉罐击飞。这个过程中丁烷燃烧所释放的能量最终转化为易拉罐的________能,这一过程中的能量转化情况与汽油机四个冲程中的________冲程相同。
16. 济南的护城河里从趵突泉到大明湖的航道有一定的落差,为了让船顺利通过,在护城河东、西侧各建了一个船闸,船闸是利用了________原理;坐在游船上的乘客在乘船旅游的过程中,选游船为参照物,乘客是________的。
17. 2025年10月31日,神舟二十一号载人飞船成功对接空间站核心舱,随后三位航天员将驻留空间站约6个月,完成科学实验、出舱活动等任务,如图所示,当航天员飘在空间站里时,其惯性___________(填“变大”“不变”或“变小”);航天员在空间站里飘来飘去,站立时要用脚背勾住固定环固定位置,这是因为固定环对脚的力能改变物体的___________。
18. 图甲是新型取暖器件——电热膜,它是由一条条导电墨线压在绝缘薄膜制成,其结构如图乙所示。电热膜工作时利用了电流的 ___________效应,若其中一根导电墨线脱落,则电热膜的总电阻将 ___________。
19. 如图,夏天,制好的柠檬饮料在空气中散发着淡淡清香,说明了__________________。用吸管将饮料吸入口中,是利用了__________的作用。
20. 把边长为1m的正方体A(),放入底面积为的盛水容器中,如图甲所示,将物块B轻放在A的上面,容器中的水面上升了0.01m,如图乙所示,则物块B的质量为______kg;在这个过程中,A的重力做功大小为______J。
三、作图题:本题共2小题,每小题2分,共4分。
21. 如图甲,学校组织拔河比赛。将最左边同学拔河时的人体视为以脚底O点为支点的杠杆,重心在A点,如图乙所示,画出其重力示意图及拉力F的力臂l。
22. 如图甲所示,塔式太阳能电站是把许多平面镜按照一定的规律排列起来,把太阳光反射后会聚到同一位置。请根据图乙中的光路,画出平面镜的位置并标出入射角(平面镜用“”表示,入射角用“i”表示)。
四、简答题:本题共1小题,共4分。
23. 在沙漠地区,地下温度低于地表温度,有一种“从空气中抽水”的汲水装置如图所示。将装置埋进沙漠地下约2m深处,利用太阳能面板发电,带动上方的涡轮旋转,地表上的空气通过软管吸入地下,一段时间后,储水箱内就收集到水。请你用物理知识回答以下问题:
(1)地表上的空气如何被吸入地下?
(2)储水箱的水是如何形成的?
五、实验题:本题共5小题,共30分。
24. 蓄冷剂是食品运输和保鲜过程中的重要降温试剂。现有两种蓄冷剂,某同学为了探究其蓄冷效果,进行了如下实验:将质量相同的两种蓄冷剂分别装入完全相同的冰袋中标为A、B,并放入冰箱中冷冻为固体。接着如图甲将它们同时放入装有相同质量的水的相同容器①、②中,并用隔热材料密封(不考虑热损失)。通过温度计每隔一定时间测量蓄冷剂及水的温度。图丙、丁是记录蓄冷剂及水的温度随时间变化的曲线。
(1)某时刻蓄冷剂A的温度如图乙,该示数为________°C;
(2)由图丙和丁可知,0~,水和蓄冷剂之间发生热传递,其热传递方向为__________(选填“从水到蓄冷剂”或“从蓄冷剂到水”);
(3)由图丙和丁可知,0~,两蓄冷剂吸收的热量________(选填“相同”或“不同”);
(4)分析图丙和丁可知,在泉州市内配送蛋糕时,选择蓄冷剂________更好,理由是________________________________________________________。
25. 跨学科实践课上,创新实验小组的同学们开展“自制手机投影仪”的项目化学习活动。
【项目名称】手机投影仪。
【项目材料】凸透镜、纸板、胶水、胶带、剪刀等。
【项目设计】同学们设计了如图甲所示的方案,将纸板制成了纸盒,将手机放到纸盒内,凸透镜固定在圆孔上。
【项目实施】
(1)小闽将凸透镜正对着太阳光,来回移动光屏,在光屏上找到最小、最亮的光斑,如图乙,该透镜焦距为________cm;
(2)如图甲,为使像呈现在白屏中央,制作时应使手机、凸透镜和白屏三者中心在________________;
(3)现有长度分别为10dm、20m和40cm的三个纸盒,根据投影仪成像特点,应选择长度为________cm的纸盒做暗箱;为了在白屏上呈现出正立的画面,手机屏幕应该选图丙中________的放置方式;
【项目评价】
(4)评价量规即是作品制作过程的指引,又是作品等级评定的依据。制作手机投影仪时,投影效果是关键。小海认为应从“像的清晰度”去评价,根据生活经验,你认为还应该从“________”(写出一条即可)去进行评价。
【项目拓展】
(5)小闽为暗箱加装了一个抽屉,可灵活改变手机到凸透镜的物距,如图丁所示。若要让白屏上的像变得更大,操作方法是:向________凸透镜的方向推动抽屉,同时调节透镜到白屏的距离,直到看到清晰的像。
26. 项目式学习小组同学利用两种方法测量实验室已经配制好的盐水的密度。
(1)A小分组同学利用天平和量筒测量盐水密度,如图所示:
①实验前,将托盘天平放在水平工作台上,游码移到标尺的“0”刻度线处,指针静止在如图甲所示位置,此时应将右端的平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节,使天平水平平衡。
②将盛有适量盐水的烧杯放在天平的左盘,天平重新平衡时,右盘所加砝码及游码位置如图乙所示,烧杯和盐水的总质量为___________g;将烧杯中的盐水倒入量筒,观察到量筒内的液面如图丙所示,再测得此时烧杯的质量为30.0g,配制盐水的密度为___________kg/m³。
(2)B小分组同学利用电子秤、烧杯、细线和一个实心铝块等器材,对该盐水的密度进行测量。
①在烧杯中倒入适量盐水放置在电子秤上(如图甲);
②将系好细线的铝块缓缓浸没在盐水中保持静止(如图乙),盐水未溢出;
③将铝块缓慢沉底后松开细线(如图丙)
④测得盐水的密度为___________g/cm³。
(3)对A、B小分组实验进行分析,发现B小分组所测盐水密度的结果更接近真实值,A小分组的测量结果误差较大是由挂在___________(选填“烧杯”或“量筒”)壁上的盐水造成的。
(4)小组同学还想测量一枚质量为15g金戒指的密度,金子的密度大约为水的密度的20倍,小华同学认为利用图丙的量筒可测量体积,小睿同学认为利用图甲乙两个步骤可测量体积,你认为哪个同学的方案更合理,理由是___________。
27. 实验小组探究“产生感应电流条件”实验。
利用灵敏电流计、开关、U形磁铁、导线、导体棒组成如图甲所示电路,完成实验,记录灵敏电流计指针偏转情况如下表。
导体棒运动方向
开关闭合
开关断开
竖直上下(乙图)
不偏转
不偏转
垂直里外(丙图)
不偏转
不偏转
水平左右(丁图)
偏转
不偏转
(1)分析表中信息,可知导体在磁场中运动产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做________运动。
猜想:导体棒按戊图斜向上运动,灵敏电流计指针偏转情况________。
(2)实验小组观察到磁体不动时,导体棒向右运动指针向左偏转,向左运动指针向右偏转,这说明感应电流方向与________有关。进一步实验,导体棒静止不动,磁体向右运动时,会观察到电流计指针向________偏转。
(3)实验小组发现实验中灵敏电流计的指针偏转角度较小,实验现象不明显,你有什么方法让实验现象变明显?答:________(简述,写出一种即可)。
28. 在“人工孵蛋”的跨学科实践活动中,同学们需要制作一个孵化箱,为鸡蛋的孵化提供合适的温度环境。
任务一 测量电热丝电阻
(1)用笔画线代替导线把图1电路连接完整;
(2)向左移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表示数如图2所示,为________V,同时读出此时电流大小为0.44A,则电阻 ________;
(3)完成上述实验之后,老师提出:如果没有电压表,用一个电流表和一个定值电阻,仍可完成本实验。兴趣小组经过讨论设计了如图所示的电路,并进行了如下操作:
①闭合开关S、,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为,此时小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P的位置不变,断开,闭合,电流表示数为,则小灯泡正常发光时的电阻 ________(用,、表示)。
任务二 调整电热丝发热功率
(4)如图3所示,将电阻丝放入孵化箱中,并用温度传感器检测孵化箱温度。当孵化箱温度过低时,滑片应该向________侧移动;
(5)若将学生电源电压调到最大值,滑动变阻器阻值调到最小,加热功率仍然不够。利用图3提供的器材,为增大加热功率,解决问题的方法是________;
任务三 改进与提升
温度过高会导致鸡蛋失去活力而无法孵化,同学们在孵化箱中装了自制高温报警装置。阻值不计的报警器在电流达到某一值时开始报警,电路图如图4所示,电源电压保持3V不变,L为指示灯,为热敏电阻,其阻值随温度t变化的函数关系是。
(6)当箱内温度升高时,灯的亮度变________;
(7)通过调节滑动变阻器可以改变报警温度,若要使报警温度降低,需要向________侧移动滑片。
29. 如图所示的电路中,电源电压,电阻。闭合开关S,电流表的示数。求
(1)的阻值;
(2)电流表A的示数I;
(3)整个电路工作10s消耗的电能W。
30. 如图甲,小球置于装有水的圆柱形容器底部,从容器底部竖直上升过程中,小球受到的阻力与上升速度关系为,,小球露出水面前运动速度与时间的关系图像如图乙。已知小球体积为(上升过程小球体积不变),容器中水的深度为。求:
(1)小球上升前,容器底部受到水的压强;
(2)4~21s小球上升的距离;
(3)小球的重力。
31. 图为蓄水池水位自动控制模拟装置,光敏电阻和光源正对安装在容器侧壁等高处。接收到光源发出的光时阻值为,未接收到光时阻值为,为电阻箱,电源电压,不计线圈电阻。容器里有一浮块M通过弹簧与容器底部相连(弹簧质量、体积忽略不计),当电磁铁线圈中的电流时,K被吸上(反之放下)水泵向容器内注水,水池里水面上升时,浮块随之上升,一旦浮块挡住激光,K被放下,水泵停止工作,从而保持水位。已知浮块高20cm,底面积,密度,水面距容器口为11cm时,弹簧恰好保持原长,此时弹簧给浮块M的力为0。
(1)时浮块受到浮力的大小。
(2)要实现水位自动控制,求的取值范围。
(3)两根原长相同的弹簧、,其受外力与伸长量的关系如图所示,请通过计算判断哪根弹簧不能实现保持水位要求。
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泉州五中2026届初三年下学期适应性练习(6.8)物理试题
(考试时间:90分钟;满分:100分;本试卷g取10N/kg)
班级__________ 学号__________ 姓名__________
一、选择题:本题共14小题,每小题2分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列数据中符合实际的是( )
A. 一节干电池的电压约为1.5V B. 中学生正常步行的速度为10m/s
C. 人体的正常体温约为26℃ D. 一个鸡蛋质量为500g
【答案】A
【解析】
【详解】A.一节新干电池的电压约为 ,故A符合题意;
B.中学生正常步行的速度约为 ,故B不符合题意;
C.人体的正常体温约为 ,变化幅度很小, 远低于人体正常体温,故C不符合题意;
D.一个鸡蛋的质量约为 ,故D不符合题意。
故选A。
2. 如图所示是中国古代的计程车“计里鼓车”。当车走一里时,车上的木人就敲一下鼓;当车走十里时,车上的木人就敲一下锣(古代的乐器)。下列有关说法不正确的是( )
A. 敲鼓时鼓面由于振动而发声
B. 鼓声和锣声是通过空气传入人耳的
C. 人们根据鼓和锣发声的音色不同,确定行驶的是一里还是十里
D. 人们根据鼓声和锣声确定路程,说明声音可以传递能量
【答案】D
【解析】
【详解】A.声音是物体振动产生的,敲鼓时鼓面由于振动而发声,故A正确,不符合题意;
B.声音的传播需要介质,气体、液体和固体都能够传播声音,鼓声和锣声是通过空气传入人耳的,故B正确,不符合题意;
C.鼓声和锣声的音色不同,人们确定车行驶了一里还是十里,是根据鼓和锣发声的音色不同来确定的,故C正确,不符合题意;
D.人们根据鼓声和锣声确定路程,说明声音可以传递信息,故D错误,符合题意。
故选D。
3. 能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱。关于能源、信息和材料,下列说法中正确的是( )
A. 太阳能和核能都是可再生能源
B. 条形码扫描器中的光敏二极管使用的主要是超导材料
C. 福清核电站利用的是核聚变释放的能量
D. 电视广播、移动通信利用了电磁波来传递信息
【答案】D
【解析】
【详解】A.太阳能是可再生能源,核能是不可再生能源,故A错误;
B.条形码扫描器中的光敏二极管使用的主要材料是半导体,故B错误;
C.目前核电站都是利用可控核裂变释放能量发电,故C错误;
D.电视广播、移动通信都是利用电磁波来传递信息,电磁波可以在真空中传播,适合无线远距离传输信息,故D正确。
故选D。
4. 下列自然现象与物态变化对应正确的是( )
A. 雾起山间——汽化 B. 滴水成冰——熔化
C. 冰雪消融——液化 D. 霜打枝头——凝华
【答案】D
【解析】
【详解】A.雾起山间,雾的形成是由空气中的水蒸气遇冷液化形成的,故A错误;
B.滴水成冰,冰的形成是水遇冷放热凝固形成的,故B错误;
C.冰雪消融,冰的消失是冰遇暖吸热熔化成水,故C错误;
D.霜打枝头,霜的形成是空气中的水蒸气遇冷放热凝华形成的,故D正确。
故选D。
5. 我国首艘海洋级智能科考船“同济”号,它采用了先进的混合动力系统,该系统能在轮船制动时将动能回收转化为电能储存起来。下列四幅图能反映“同济”号动能回收原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知,该系统能在轮船制动时将动能回收转化为电能储存起来,利用的是电磁感应现象,即发电机的原理。
A.该图是电动机的原理图,是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的,将电能转化为机械能,故A不符合题意;
B.该图是探究电磁铁磁性的实验装置,是利用电流的磁效应工作的,故B不符合题意;
C.该图是电磁感应现象的实验装置,是发电机的原理图,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,将机械能转化为电能,故C符合题意;
D.该图是奥斯特实验装置,说明了通电导线周围存在磁场,即电流的磁效应,故D不符合题意。
故选C。
6. 如图所示的光现象,由于光的折射形成的是( )
A. 杯子形成的影子 B. 月亮在水中形成的像
C. 放大镜把字放大 D. 人在平面镜中形成的像
【答案】C
【解析】
【详解】A.杯子形成的影子,是因为光沿直线传播,在光照射不到的地方形成影子,属于光的直线传播现象,故A不符合题意;
B.月亮在水中形成的像,属于平面镜成像现象,利用了光的反射原理,水面相当于平面镜,反射月亮的光形成像,故B不符合题意;
C.放大镜把字放大,放大镜是凸透镜,字反射的光经过凸透镜时发生折射,从而形成放大的像,属于光的折射现象,故C符合题意;
D.人在平面镜中形成的像,是光的反射现象,成正立、等大的虚像,故D不符合题意。
故选C。
7. 关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A. 使用测电笔时,手不能接触笔上任何金属体
B. 发现有人触电后,立即用手把触电者拉离电源
C. 照明灯和空调接入电路正常工作时,它们是串联的
D. 空气开关突然“跳闸”,是由电路中电流过大引起的
【答案】D
【解析】
【详解】A.使用测电笔时,手必须接触笔尾金属体才能形成通路,分辨火线和零线,并非不能接触任何金属体,A错误;
B.人体是导体,直接用手拉触电者会导致施救者也触电,正确做法是先切断电源再施救,B错误;
C.家庭电路中,为保证用电器互不影响、都能在额定电压220V下工作,所有用电器都是并联接入电路,照明灯和空调是并联,C错误;
D.空气开关的作用是电流过大时自动切断电路保护电路,因此空气开关跳闸一定是电路中电流过大引起的,D正确。
故选D。
8. 某小区为方便居民,安装了一台“智能共享充电柜”。使用该设备时,需要先扫描二维码(相当于闭合开关)激活系统,此时指示灯L亮起。然后通过密码(相当于闭合开关)打开指定的柜门(由电动机M控制)为设备充电。下图所示的四个电路设计中,符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】因开关S1闭合后,灯与电动机才有可能工作,而开关S2单独控制电动机,故电动机与灯是并联的,开关S2与电动机串联在同一条支路上,开关S1串联在干路上。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
9. 2025年4月24日,搭载“神舟二十号”载人飞船的“长征二号F遥二十”运载火箭发射升空。载人飞船与中国空间站成功对接后,两个航天员乘组在“天宫”会师。下列说法正确的是( )
A. 载人飞船加速升空过程中,飞船的机械能增加
B. 火箭箭体使用了密度大、熔点低的新材料
C. 航天员携带的物品进入“天宫”后质量变小
D. 中国空间站绕地球飞行过程中运动状态不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.载人飞船加速升空过程中,质量不变,速度、高度增加,动能、重力势能增加,机械能增加,故A正确;
B.火箭箭体需要在升空过程中承受高温和减轻自身重量,密度大的材料会增加火箭的重量,不利于升空;熔点低的材料在火箭升空过程中产生的高温下容易熔化,影响火箭的安全,所以火箭箭体应使用密度小、熔点高的新材料,故B错误;
C.航天员携带的物品进入“天宫”,只是位置发生了变化,所含物质的多少并没有改变,所以质量不变,故C错误;
D.中国空间站绕地球飞行过程中,其运动方向不断发生变化,所以运动状态是改变的,故D错误。
故选A 。
10. 花生大丰收,小明用手剥壳,手指又酸又痛。他用硬棒自制“碎壳神器”,用手对上面硬棒施加压力,即可压碎花生壳。下列图中,最省力的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AB.两个图中均满足动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,由可知,阻力和阻力臂一定时,其中A图的动力臂更长,这样可以用更小的动力克服较大的阻力,故A正确,B错误;
CD.两个图中均满足动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,不能省力,故CD错误。
故选A。
11. 如图所示,“龙骨水车”是我国古代主要的提水设施之一。水车一端浸入水中,另一端固定于岸上。使用时,人踩动长柄摇杆末端的踏板使大轮转动,带动嵌满刮水板的链条匀速运动,槽内板片刮水上行,倾灌于地势较高的田中。下列说法正确的是( )
A. 使用龙骨水车提水,可以省功
B. 踩得越快,提水做功越多
C. 人对摇杆的压力和摇杆对人的支持力是平衡力
D. 减小水车各部件间的摩擦,提水效率增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据功的原理,使用任何机械都不能省功,故A错误;
B.做功多少由做功快慢(功率)和做功时间共同决定,踩得快说明功率大,没有控制时间相同,无法得出做功更多的结论,故B错误;
C.人对摇杆的压力和摇杆对人的支持力分别作用在摇杆和人两个不同的物体上,属于相互作用力,故C错误;
D.减小水车各部件间的摩擦可以减小额外功,在有用功一定时,总功减小,提水效率会增大,故D正确。
故选D。
12. 我国研发的摩擦纳米发电机原理图如图所示,两种不同材质的摩擦层、相互摩擦带上电荷并形成电压,使电流表正常偏转。则( )
A. 两摩擦层相互摩擦的过程中创造了电荷 B. 摩擦发电过程中将机械能转化为电能
C. 两摩擦层摩擦后带上了等量的同种电荷 D. 摩擦层相当于电源的负极
【答案】B
【解析】
【详解】A.摩擦起电的本质是电子的转移,电荷不会被创造或消灭,故A不符合题意;
B.摩擦发电过程中,是机械能转化为电能,故B符合题意;
C.两种不同材质的物体摩擦后,会带上等量的异种电荷,即一个失电子带正电,一个得电子带负电,不是同种电荷,故C不符合题意;
D.由图可知,摩擦层a、b相当于电源,电流表正常偏转,说明电流从“+”接线柱流入、“-”接线柱流出,因此摩擦层a相当于电源的正极,故D不符合题意。
故选B。
13. 图为某研究小组设计的风速自动报警器电路示意图,电源电压不变,为压敏电阻,它的阻值随风速的增加而减小,为定值电阻。当风速时,两电表都不报警。当风速时,两表中的一个会报警;当风速时,另一个表会报警。已知:,两表都是在大于等于各自设定的电压值或电流值时触发报警。在电路处于两表都未报警的工作状态下,下列说法正确的是( )
A. 风速减小时,的功率会增大
B. 风速变化时,电压表示数一定不变
C. 当时,触发报警的表是电流表
D. 风速变化时,电压表和电流表示数之比不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,电阻R1和R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流,风速减小时,电阻R1的阻值增大,由电阻的串联可知,电路的总电阻增大,由可知电路中的电流减小,由P=I2R可知的功率减小,故A错误;
B.风速变化时,电阻R1的阻值会发生变化,由串联分压可知,R1两端的电压发生变化,即电压表示数发生变化,故B错误;
C.当风速时,电阻R1的阻值减小,由串联分压可知,电阻R1两端的电压减小,即电压表的示数减小,由电阻的串联可知,电路的总电阻减小,由可知电路中的电流增大,电流表超过设定电流值触发报警,当风速时,电阻R1的阻值增大,由串联分压可知,电压表的示数增大,电压表超过设定电压值触发报警,由电阻的串联可知,电路的总电阻增大,由可知电路中的电流减小,即电流表的示数减小,所以当时,触发报警的表是电流表,故C正确;
D.由可知,电压表和电流表示数之比等于R1的阻值,风速变化时,R1的阻值发生变化,所以电压表和电流表示数之比发生变化,故D错误。
故选C。
14. 甲、乙两物体重叠并置于水平面上,当它们分别受到和的水平拉力时保持静止,如图所示,已知甲的底面积为,重为;乙的底面积为,重为。下列说法正确的是( )
A. 甲对乙的压强为 B. 乙对地面的压力为
C. 甲对乙的摩擦力为 D. 乙对地面的摩擦力为
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲、乙两物体重叠并置于水平面上,所以由压强公式可得甲对乙的压强
故A错误;
B.乙对地面的压力F乙=G甲+G乙=10N+20N=30N
故B错误;
C.甲静止,受力平衡,受到向右5N的拉力,所以受到乙对其向左5N的摩擦力,力的作用是相互的,所以甲对乙的摩擦力为5N,方向水平向右,故C错误;
D.乙静止,受力平衡,受到甲对其向右5N的摩擦力、向左8N的拉力和地面对其的摩擦力,根据力的平衡条件可知地面对乙的摩擦力水平向右,大小为f地=F2-f甲=8N-5N=3N
因为力的作用是相互的,所以乙对地面的摩擦力为3N,方向水平向左,故D正确。
故选D。
二、填空题:本题共6小题,每空1分,共12分。
15. 如图所示,物理老师为同学们演示自制的“等离子炮”:向桶内充入少许丁烷气体,点火后便有高温高压燃气从桶口冲出,将前方的易拉罐击飞。这个过程中丁烷燃烧所释放的能量最终转化为易拉罐的________能,这一过程中的能量转化情况与汽油机四个冲程中的________冲程相同。
【答案】 ①. 机械 ②. 做功
【解析】
【15题详解】
易拉罐被击飞,具有速度,且高度发生变化,故转化为了易拉罐的机械能。
【16题详解】
“等离子炮”是内能转化为动能,汽油机中,做功冲程也是内能转化为机械能,因此是做功冲程。
16. 济南的护城河里从趵突泉到大明湖的航道有一定的落差,为了让船顺利通过,在护城河东、西侧各建了一个船闸,船闸是利用了________原理;坐在游船上的乘客在乘船旅游的过程中,选游船为参照物,乘客是________的。
【答案】 ①. 连通器 ②. 静止
【解析】
【详解】[1]船闸的结构上端开口、底部互相连通,因此船闸利用了连通器原理。
[2]以游船为参照物时,乘客与游船之间的位置未发生改变,所以选游船为参照物时,乘客是静止的。
17. 2025年10月31日,神舟二十一号载人飞船成功对接空间站核心舱,随后三位航天员将驻留空间站约6个月,完成科学实验、出舱活动等任务,如图所示,当航天员飘在空间站里时,其惯性___________(填“变大”“不变”或“变小”);航天员在空间站里飘来飘去,站立时要用脚背勾住固定环固定位置,这是因为固定环对脚的力能改变物体的___________。
【答案】 ①. 不变 ②. 运动状态
【解析】
【详解】惯性是物体的固有属性,惯性的大小只与物体的质量有关。航天员在空间站中,自身质量不变,因此惯性不变。
航天员原本会飘来飘去,固定环对脚的力让航天员保持固定位置,改变了航天员的运动状态。
18. 图甲是新型取暖器件——电热膜,它是由一条条导电墨线压在绝缘薄膜制成,其结构如图乙所示。电热膜工作时利用了电流的 ___________效应,若其中一根导电墨线脱落,则电热膜的总电阻将 ___________。
【答案】 ①. 热 ②. 增大
【解析】
【详解】[1]电热膜工作时主要将电能转化为内能,利用了电流的热效应。
[2]若其中一根导电墨线脱落,并联电阻的个数将减少,根据并联电路电流规律可知,电热膜的总电阻将增大。
19. 如图,夏天,制好的柠檬饮料在空气中散发着淡淡清香,说明了__________________。用吸管将饮料吸入口中,是利用了__________的作用。
【答案】 ①. 分子在不停地做无规则运动 ②. 大气压强
【解析】
【详解】柠檬饮料散发清香,是因为分子在永不停息地做无规则运动。
用吸管吸饮料时,吸管内气压减小,外界大气压将饮料压入口中,利用了大气压强的作用。
20. 把边长为1m的正方体A(),放入底面积为的盛水容器中,如图甲所示,将物块B轻放在A的上面,容器中的水面上升了0.01m,如图乙所示,则物块B的质量为______kg;在这个过程中,A的重力做功大小为______J。
【答案】 ①. 20 ②. 50
【解析】
【详解】[1]将物块B轻放在A的上面后,A排开水体积的增加量
则增大的浮力
因物块B轻放在A的上面前后始终处于漂浮状态,所以,物块B的重力
物块B的质量
[2]由和可得,物体A的重力
将B放在A的上面时,A在下降的同时水面会上升,设下降的高度为h',则有
化简可得A下降的高度
则A重力做功
三、作图题:本题共2小题,每小题2分,共4分。
21. 如图甲,学校组织拔河比赛。将最左边同学拔河时的人体视为以脚底O点为支点的杠杆,重心在A点,如图乙所示,画出其重力示意图及拉力F的力臂l。
【答案】
【解析】
【详解】从重心A点竖直向下画带箭头线段,标注G。
从支点O向F的作用线作垂直虚线,垂线段就是力臂l,标注垂足与l。
作图如答案所示。
22. 如图甲所示,塔式太阳能电站是把许多平面镜按照一定的规律排列起来,把太阳光反射后会聚到同一位置。请根据图乙中的光路,画出平面镜的位置并标出入射角(平面镜用“”表示,入射角用“i”表示)。
【答案】
【解析】
【详解】由光反射定律知,反射角等于入射角,所以先作出反射光线与入射光线的夹角的平分线,即为法线,然后再过入射点作这个角平分线的垂线即为平面镜的位置,入射角i是入射光线与法线的夹角,如图所示:
四、简答题:本题共1小题,共4分。
23. 在沙漠地区,地下温度低于地表温度,有一种“从空气中抽水”的汲水装置如图所示。将装置埋进沙漠地下约2m深处,利用太阳能面板发电,带动上方的涡轮旋转,地表上的空气通过软管吸入地下,一段时间后,储水箱内就收集到水。请你用物理知识回答以下问题:
(1)地表上的空气如何被吸入地下?
(2)储水箱的水是如何形成的?
【答案】(1)太阳能面板发电带动涡轮旋转,使软管内空气流速增大,压强减小,小于外界大气压,在大气压作用下地表空气被吸入地下。
(2)温度较高的地表空气被吸入地下后遇到温度较低的环境,其中的水蒸气放热液化成小水珠,聚集形成储水箱中的水。
【解析】
【小问1详解】
略。
【小问2详解】
略。
五、实验题:本题共5小题,共30分。
24. 蓄冷剂是食品运输和保鲜过程中的重要降温试剂。现有两种蓄冷剂,某同学为了探究其蓄冷效果,进行了如下实验:将质量相同的两种蓄冷剂分别装入完全相同的冰袋中标为A、B,并放入冰箱中冷冻为固体。接着如图甲将它们同时放入装有相同质量的水的相同容器①、②中,并用隔热材料密封(不考虑热损失)。通过温度计每隔一定时间测量蓄冷剂及水的温度。图丙、丁是记录蓄冷剂及水的温度随时间变化的曲线。
(1)某时刻蓄冷剂A的温度如图乙,该示数为________°C;
(2)由图丙和丁可知,0~,水和蓄冷剂之间发生热传递,其热传递方向为__________(选填“从水到蓄冷剂”或“从蓄冷剂到水”);
(3)由图丙和丁可知,0~,两蓄冷剂吸收的热量________(选填“相同”或“不同”);
(4)分析图丙和丁可知,在泉州市内配送蛋糕时,选择蓄冷剂________更好,理由是________________________________________________________。
【答案】(1)8 (2)从水到蓄冷剂
(3)不同 (4) ①. A ②. 由图像可知,在相同时间内,蓄冷剂A使水的温度降低得快,更好地保证蛋糕的品质。
【解析】
【小问1详解】
图乙中温度计的分度值为1°C,因此温度计的示数为8°C。
【小问2详解】
热传递的条件是存在温度差,热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体。由图丙和丁可知,0~t1内蓄冷剂温度升高,水的温度降低,所以热传递方向为水向蓄冷剂传递热量。
【小问3详解】
不考虑热损失时,蓄冷剂吸收的热量等于水放出的热量,根据,水的比热容和质量相同,0~内两容器中水的温度变化量不同,因此水放出的热量不同,两蓄冷剂吸收的热量不同。
【小问4详解】
由图像可知,在相同时间内,蓄冷剂A使水的温度降低得快,蓄冷剂B使水的温度降低得慢,所以在泉州市内配送蛋糕时,选择蓄冷剂A更好,理由是蓄冷剂A能更快降温,更好地保证蛋糕的品质。
25. 跨学科实践课上,创新实验小组的同学们开展“自制手机投影仪”的项目化学习活动。
【项目名称】手机投影仪。
【项目材料】凸透镜、纸板、胶水、胶带、剪刀等。
【项目设计】同学们设计了如图甲所示的方案,将纸板制成了纸盒,将手机放到纸盒内,凸透镜固定在圆孔上。
【项目实施】
(1)小闽将凸透镜正对着太阳光,来回移动光屏,在光屏上找到最小、最亮的光斑,如图乙,该透镜焦距为________cm;
(2)如图甲,为使像呈现在白屏中央,制作时应使手机、凸透镜和白屏三者中心在________________;
(3)现有长度分别为10dm、20m和40cm的三个纸盒,根据投影仪成像特点,应选择长度为________cm的纸盒做暗箱;为了在白屏上呈现出正立的画面,手机屏幕应该选图丙中________的放置方式;
【项目评价】
(4)评价量规即是作品制作过程的指引,又是作品等级评定的依据。制作手机投影仪时,投影效果是关键。小海认为应从“像的清晰度”去评价,根据生活经验,你认为还应该从“________”(写出一条即可)去进行评价。
【项目拓展】
(5)小闽为暗箱加装了一个抽屉,可灵活改变手机到凸透镜的物距,如图丁所示。若要让白屏上的像变得更大,操作方法是:向________凸透镜的方向推动抽屉,同时调节透镜到白屏的距离,直到看到清晰的像。
【答案】(1)20.0
(2)同一高度 (3) ①. 40 ②. ②
(4)像的大小 (5)靠近
【解析】
【小问1详解】
凸透镜可以将平行于主光轴的光线会聚到焦点,如图乙,小闽将凸透镜正对着太阳光,在光屏上找到最小、最亮的光斑,该光斑是焦点,则透镜焦距为
【小问2详解】
如图甲,为使像呈现在白屏中央,根据过光心的光线传播方向不变,制作时应使手机、凸透镜和白屏三者中心在同一高度。
【小问3详解】
投影仪成像时,物距在,像距。已知,则,因此选择40cm长度的纸盒;投影仪成倒立的实像,需要呈现正立的画面,手机屏幕应该选②的放置方式。
【小问4详解】
结合日常使用投影的经验,除了像的清晰度,还可以从投影的亮度、投影画面的色彩还原度、投影的大小适配性、画面是否有畸变、投影的稳定性等角度评价投影效果。
【小问5详解】
根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”可知,若要让白屏上的像变得更大,应向靠近凸透镜的方向推动抽屉,减小物距。
26. 项目式学习小组同学利用两种方法测量实验室已经配制好的盐水的密度。
(1)A小分组同学利用天平和量筒测量盐水密度,如图所示:
①实验前,将托盘天平放在水平工作台上,游码移到标尺的“0”刻度线处,指针静止在如图甲所示位置,此时应将右端的平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节,使天平水平平衡。
②将盛有适量盐水的烧杯放在天平的左盘,天平重新平衡时,右盘所加砝码及游码位置如图乙所示,烧杯和盐水的总质量为___________g;将烧杯中的盐水倒入量筒,观察到量筒内的液面如图丙所示,再测得此时烧杯的质量为30.0g,配制盐水的密度为___________kg/m³。
(2)B小分组同学利用电子秤、烧杯、细线和一个实心铝块等器材,对该盐水的密度进行测量。
①在烧杯中倒入适量盐水放置在电子秤上(如图甲);
②将系好细线的铝块缓缓浸没在盐水中保持静止(如图乙),盐水未溢出;
③将铝块缓慢沉底后松开细线(如图丙)
④测得盐水的密度为___________g/cm³。
(3)对A、B小分组实验进行分析,发现B小分组所测盐水密度的结果更接近真实值,A小分组的测量结果误差较大是由挂在___________(选填“烧杯”或“量筒”)壁上的盐水造成的。
(4)小组同学还想测量一枚质量为15g金戒指的密度,金子的密度大约为水的密度的20倍,小华同学认为利用图丙的量筒可测量体积,小睿同学认为利用图甲乙两个步骤可测量体积,你认为哪个同学的方案更合理,理由是___________。
【答案】 ①. 右 ②. 76.0 ③. 1.15×103 ④. 1.08 ⑤. 量筒 ⑥. 小睿的方案更合理,量筒的分度值大于戒指的体积
【解析】
【详解】(1)①[1]将托盘天平放在水平工作台上,游码移到标尺的0''刻度线处,指针静止在如图甲所示位置,指针偏左,应将右端的平衡螺母向右调节,使天平水平平衡。
②[2]由图乙可知,烧杯和盐水的总质量
[3]由图丙可以看出量筒中盐水的体积
量筒中盐水的质量
盐水的密度
(2)[4]由甲、乙可知,烧杯和盐水的质量为,烧杯、盐水以及排开盐水的质量之和为,则排开盐水的质量为
由图甲、丙知,铝块的质量为
铝块的体积为
因铝的体积等于被排开的盐水的体积,所以盐水的密度为
(3)[5]由题可知,A小分组是利用倒入量筒的盐水的质量和体积来计算它的密度的,挂在烧杯壁的盐水不会使结果产生误差,盐水倒入量筒时有部分盐水挂在量筒壁上,导致体积测量值偏小,所以,A小分组的测量结果误差较大是由挂在量筒壁上的盐水造成的。
(4)金戒指的质量m=15g, 金戒指的体积约为
量筒的分度值为2mL,即2cm3,量筒的分度值大于戒指的体积,所以不能用量筒测量戒指的体积,故小睿同学的方案更合理。
27. 实验小组探究“产生感应电流条件”实验。
利用灵敏电流计、开关、U形磁铁、导线、导体棒组成如图甲所示电路,完成实验,记录灵敏电流计指针偏转情况如下表。
导体棒运动方向
开关闭合
开关断开
竖直上下(乙图)
不偏转
不偏转
垂直里外(丙图)
不偏转
不偏转
水平左右(丁图)
偏转
不偏转
(1)分析表中信息,可知导体在磁场中运动产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做________运动。
猜想:导体棒按戊图斜向上运动,灵敏电流计指针偏转情况________。
(2)实验小组观察到磁体不动时,导体棒向右运动指针向左偏转,向左运动指针向右偏转,这说明感应电流方向与________有关。进一步实验,导体棒静止不动,磁体向右运动时,会观察到电流计指针向________偏转。
(3)实验小组发现实验中灵敏电流计的指针偏转角度较小,实验现象不明显,你有什么方法让实验现象变明显?答:________(简述,写出一种即可)。
【答案】(1) ①. 切割磁感线运动 ②. 偏转
(2) ①. 导体运动的方向(或切割磁感线运动方向) ②. 右
(3)增大导体切割磁感线的速度或换用更强的U形磁铁
【解析】
【小问1详解】
[1][2]分析表格信息,只有导体棒水平左右运动且闭合开关时,灵敏电流计指针发生偏转,说明产生了感应电流,由此得出产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。斜向上运动也会切割磁感线,会产生感应电流,指针偏转。
【小问2详解】
磁体不动时,改变导体棒运动方向,灵敏电流计指针偏转方向改变,说明感应电流方向与导体运动的方向有关。棒不动、磁铁右移,等效导体向左切割磁感线,和 “导体向左运动” 效果一致,指针向右偏转。
【小问3详解】
见答案。
28. 在“人工孵蛋”的跨学科实践活动中,同学们需要制作一个孵化箱,为鸡蛋的孵化提供合适的温度环境。
任务一 测量电热丝电阻
(1)用笔画线代替导线把图1电路连接完整;
(2)向左移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表示数如图2所示,为________V,同时读出此时电流大小为0.44A,则电阻 ________;
(3)完成上述实验之后,老师提出:如果没有电压表,用一个电流表和一个定值电阻,仍可完成本实验。兴趣小组经过讨论设计了如图所示的电路,并进行了如下操作:
①闭合开关S、,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为,此时小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P的位置不变,断开,闭合,电流表示数为,则小灯泡正常发光时的电阻 ________(用,、表示)。
任务二 调整电热丝发热功率
(4)如图3所示,将电阻丝放入孵化箱中,并用温度传感器检测孵化箱温度。当孵化箱温度过低时,滑片应该向________侧移动;
(5)若将学生电源电压调到最大值,滑动变阻器阻值调到最小,加热功率仍然不够。利用图3提供的器材,为增大加热功率,解决问题的方法是________;
任务三 改进与提升
温度过高会导致鸡蛋失去活力而无法孵化,同学们在孵化箱中装了自制高温报警装置。阻值不计的报警器在电流达到某一值时开始报警,电路图如图4所示,电源电压保持3V不变,L为指示灯,为热敏电阻,其阻值随温度t变化的函数关系是。
(6)当箱内温度升高时,灯的亮度变________;
(7)通过调节滑动变阻器可以改变报警温度,若要使报警温度降低,需要向________侧移动滑片。
【答案】(1) (2) ①. 2.2 ②. 5
(3)
(4)左 (5)并联一个阻值相同的电阻丝
(6)亮 (7)左
【解析】
【小问1详解】
电压表需要并联在定值电阻两端,由于电源电压小于等于3V,故电压表选择小量程,据此作图。
【小问2详解】
[1]电压表示数如图2所示,分度值为0.1V,读数为2.2V。
[2]定值电阻的大小为
【小问3详解】
闭合开关S、,定值电阻与小灯泡并联,电流表测量通过定值电阻的电流,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为,此时小灯泡正常发光;此时小灯泡正常发光的电压为
保持滑动变阻器滑片P的位置不变,断开,闭合,电流表示数为,电路结构没有变化,仅仅是电流表的测量对象发生了变化,电流表测量干路电流,则通过小灯泡的电流为
小灯泡正常发光时的电阻
【小问4详解】
当孵化箱温度过低时,滑片应该向左移动,减小滑动变阻器接入的阻值,增大电路中的电流,增大电热丝发热功率,从而升高孵化箱的温度。
【小问5详解】
根据可知,电源电压已经达到最大,可以并联一个阻值相同的电阻丝来减小电阻,从而增大总功率。
【小问6详解】
当箱内温度升高时,通过热敏电阻和温度函数关系,可知,热敏电阻的阻值变小,总电阻变小,电源电压不变,电路中的电流变大,灯的亮度变亮。
【小问7详解】
电流达到某一值时开始报警,说明电路中的报警电流是一个定值,电源电压不变,故总电阻是一个定值,要使报警温度降低,热敏电阻的阻值变大,那么滑动变阻器接入的阻值需要变小,故向左移动滑动变阻器。
29. 如图所示的电路中,电源电压,电阻。闭合开关S,电流表的示数。求
(1)的阻值;
(2)电流表A的示数I;
(3)整个电路工作10s消耗的电能W。
【答案】(1)20Ω (2)1.5A
(3)90J
【解析】
【小问1详解】
如图,闭合开关,两个电阻并联,电流表A测量干路电流,电流表A1测量通过R1的电流,的阻值
【小问2详解】
通过电阻R2的电流
电流表A测量干路电流,电流表A的示数
【小问3详解】
整个电路工作10s消耗的电能
30. 如图甲,小球置于装有水的圆柱形容器底部,从容器底部竖直上升过程中,小球受到的阻力与上升速度关系为,,小球露出水面前运动速度与时间的关系图像如图乙。已知小球体积为(上升过程小球体积不变),容器中水的深度为。求:
(1)小球上升前,容器底部受到水的压强;
(2)4~21s小球上升的距离;
(3)小球的重力。
【答案】(1)
(2)0.85m (3)0.12N
【解析】
【详解】,,,
(1)水压强
(2)4~21s匀速上升,时间
(3)浮力
阻力
匀速上升受力平衡
31. 图为蓄水池水位自动控制模拟装置,光敏电阻和光源正对安装在容器侧壁等高处。接收到光源发出的光时阻值为,未接收到光时阻值为,为电阻箱,电源电压,不计线圈电阻。容器里有一浮块M通过弹簧与容器底部相连(弹簧质量、体积忽略不计),当电磁铁线圈中的电流时,K被吸上(反之放下)水泵向容器内注水,水池里水面上升时,浮块随之上升,一旦浮块挡住激光,K被放下,水泵停止工作,从而保持水位。已知浮块高20cm,底面积,密度,水面距容器口为11cm时,弹簧恰好保持原长,此时弹簧给浮块M的力为0。
(1)时浮块受到浮力的大小。
(2)要实现水位自动控制,求的取值范围。
(3)两根原长相同的弹簧、,其受外力与伸长量的关系如图所示,请通过计算判断哪根弹簧不能实现保持水位要求。
【答案】(1)6N (2)
(3)弹簧B不能实现保持水位要求
【解析】
【分析】(1)本小问可以利用弹簧恰好保持原长时,浮力等于重力进行计算;
(2)本小问可以利用欧姆定律、串联电路中电阻规律计算浮块在挡住激光、没有挡住激光时,的范围,最后得出的取值范围;
(3)本小问可以假设浮块完全浸没并且刚好到达容器口时的这一特殊情况时,利用浮力与重力和弹簧弹力之和的大小关系进行判断,若浮力更大,浮块会上浮,能实现保持水位要求,若重力和弹簧弹力之和更大,则浮块会下沉,浮块不能达到容器口,不能实现保持水位要求。
【小问1详解】
浮块的体积
浮块的质量
浮块受到的重力
此时浮块受到的浮力
【小问2详解】
K被吸上时,电路中的电流,则此时电路中的总电阻
因为K被吸上时,浮块没有挡住激光,此时的阻值为,则
则,K被放下时,电路中的电流,则此时电路中的总电阻
因为K被放下时,浮块挡住了激光,此时的阻值为,则
即,综上所述,的取值范围为
【小问3详解】
弹簧恰好保持原长时,浮块排开水的体积
浮块浸在水中的深度
浮块露出水面的高度
浮块上表面到容器口的高度
要判断哪根弹簧不能实现保持水位要求,即浮块至少能上升3cm,即只需判断若浮块上升3cm后且完全浸没时受到浮力与重力、弹力之间的大小关系,若此时,此时浮块会上浮,浮块能到达容器口,弹簧能实现保持水位要求;若,此时浮块会下沉,浮块不能到达容器口,弹簧不能实现保持水位要求。
浮块完全浸没时受到的浮力
若浮块上升3cm,则弹簧也会伸长3cm,如图所示,当弹簧伸长3cm时,A弹簧的弹力
B弹簧的弹力
则对A弹簧有
即,则A弹簧能实现保持水位要求。
则对B弹簧
即,则B弹簧不能实现保持水位要求。
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