内容正文:
阳光国华实验学校2025-2026学年九年级模拟考试物理试卷(二模)
一、单选题
1. 游客从各个角度都能看到如图所示的潮州牌坊街“榜眼”牌坊的字样,是因为光的( )
A. 漫反射 B. 镜面反射 C. 色散 D. 折射
2. 国家级非物质文化遗产潮汕英歌舞气势磅礴。表演中,舞者手中的双棒敲击时,通过调整敲击棒的长短来改变振动频率,从而发出高低不同的声响。这里改变的是声音的( )
A. 响度 B. 音调 C. 音色 D. 传播速度
3. 算力的尽头是电力。我国人工智能产业的爆发式增长,高度依赖于稳定、绿色的能源供应。下列属于新能源,且具有可再生特性的是( )
A. 煤炭 B. 汽油 C. 风能 D. 天然气
4. 潮汕民间有将花卉放置室外“打露”的习惯,夜间花卉表面会形成露水。“打露”发生的物态变化是( )
A. 熔化 B. 凝固 C. 汽化 D. 液化
5. 人类善于利用周期性运动来计时。以下是几种常见的周期性计时方式,其中精确度最高的是( )
A. 日晷 B. 沙漏 C. 燃香 D. 单摆
6. 如图所示,加油站的工作人员提起油枪加油前,必须用手触摸“静电释放器”来清除身体上的静电。“静电释放器”由以下哪种材料制成( )
A. 导体 B. 半导体 C. 超导体 D. 绝缘体
7. 电动自行车在启动时,必须先转动钥匙解锁,指示灯亮;指示灯亮后再按下刹车,电动车的电机才会启动。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
二、填空题
8. 潮汕工夫茶讲究“沸水冲沏”。煮水时壶中水温升高,这是通过________的方式增加水的内能。冲泡时茶香四溢,属于________现象。茶汤越热,茶香越明显,这是因为温度越高,分子的________越剧烈。
9. 长征五号运载火箭使用液态氢为燃料,是因为液态氢________大。发动机向后高速喷出高温气体,推动火箭升空,这说明力的作用是________的。火箭升空过程机械能________。
10. 冰透镜的制作过程是将水________(填物态变化名称)成冰,再将冰打磨成凸透镜形状。哈尔滨亚冬会使用冰透镜采集火种,是利用了凸透镜对光线的________作用,应将燃料放在凸透镜的________位置。
11. 为了响应国家体重管理的号召,小明用如图所示的简易拉力器进行身体锻炼,该装置所用滑轮是________滑轮,该滑轮的作用是________,绳重及绳与滑轮之间的摩擦可忽略不计,则拉力F________重力G(选填“”“”或“”)。
12. 若要用图所示的实验装置来探究电热与电流的关系,应闭合开关________,同时控制和的阻值________,此时电阻的作用是________。
13. 家中空调、冰箱等电器的连接方式是________联。为防止电路过载引发火灾,应安装________来自动切断电流。厨房的电饭煲使用三孔插座,其顶端插孔连接的是________线,可将漏电流导入大地,保障人身安全。
14. 雨滴在竖直下落过程中,同时受到重力和阻力的作用,若某雨滴的重力为,受到的阻力为,则该雨滴受到的合力为________N,方向________。最终,雨滴会进入匀速下落状态,此过程中,阻力为________N。
三、作图题
15.
(1)如图所示,第十五届全运会吉祥物乐融融静置于水平地面上,请在O点画出乐融融的受力示意图。
(2)京剧被列入我国第一批国家级非物质文化遗产名录。请在图中画出京剧演员通过平面镜看到A点的像的光路图。
(3)如图所示,将一条形磁体放在小车上,小车静止在电磁铁右侧。闭合开关后,小车受电磁铁作用开始运动。请在括号内标出电磁铁的磁极,在A点标出该点的磁场方向,在虚线框里用“→”或“←”标出小车的运动方向。
四、实验题
16.
(1)三星村遗址出土了一件大穿孔石钺,如图甲所示,考古学家测得其宽度l为_______cm。图乙弹簧测力计的示数为_______N。
(2)小明使用如图所示的实验装置探究物体动能大小与哪些因素有关。
①本实验研究的是_______(选填“小球”或“木块”)的动能;
②让质量相同的小球从斜面的不同高度静止滚下,目的是探究小球动能与_______的关系。
(3)某小组组装了如图所示的实验装置探究液体在沸腾前后的温度变化特点。
①实验仪器应按_______的顺序进行安装;
②实验中,该小组同学仔细观察了水中气泡的变化情况,水温达到90℃后,开始记录实验数据,如下表:
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
90
92
94
96
99
99
99
99
99
气泡情况
少、小
逐渐增多
增多、变大
大量、迅速变大、到水面破裂
实验中观察气泡变化的主要目的是_______。分析表格数据可知:当水温达到_______℃时,水开始沸腾。
17. 如图所示,小林实验小组在做“测量小灯泡的电功率”实验,实验器材为:电压调为5 V的学生电源,额定电压为2.5 V的小灯泡,标有“20 Ω 1 A”字样的滑动变阻器,电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,按实验要求将图中的电路连接完整;
(2)正确连接电路后,闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P置于_______端(选填“A”或“B”)。闭合开关并缓慢移动滑片P,发现电流表指针有明显偏转,电压表示数为0 V,则电路故障可能为_______;
物理量次数
电压U/V
电流I/A
实际电功率P/W
小灯泡亮度
1
0.5
0.12
0.06
不亮
2
1.5
0.20
0.30
偏暗
3
2.5
0.30
正常
4
2.8
0.32
0.90
更亮
(3)分析表中信息,可知小灯泡的额定功率为_______W。实验得出的结论是:小灯泡的实际电功率_______,灯泡越亮;完成测量后,小林用5 Ω,10 Ω和20 Ω的定值电阻替换小灯泡继续“探究电流与电阻的关系”,其余器材及实验电路连接均不变;
(4)①先将5 Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2 V,记录电流表的示数;接着将电路中的5 Ω定值电阻更换为10 Ω定值电阻,移动滑片P使电压表示数仍为2 V,并记录电流表的示数;
②最后将电路中的10 Ω定值电阻更换为20 Ω定值电阻,缓慢移动滑片P,发现电压表示数始终不能调为2 V。如果要求将20 Ω定值电阻接入电路完成实验探究,则需要将定值电阻两端的电压控制在_______V到3 V的范围内
18. 小明将一个空矿泉水瓶压入水中,随着深度的增加,他感到越来越费力。由此,他猜想:浮力的大小可能与物体浸入液体的深度有关。为了验证猜想,他进行实验:
(1)实验前,竖直放置的弹簧测力计指针不在零刻度处,应进行的操作是________。
(2)将长方体物块放入水中不同深度,如图甲所示。步骤B中物块所受的浮力大小为________N。
(3)分析数据得出:物体所受浮力大小与深度有关。但小华认为小明的实验不够严谨,应该继续测量浸没后不同深度处物块所受的浮力,如图乙所示。分析数据可知,当物块完全浸没后,浮力大小________,这说明物体浸没在液体中所受浮力与深度________。
(4)为了进一步探究浸没前影响浮力大小的根本原因,小华将该长方体物块横向放置于水中,如图丙所示。改变物体浸在液体中的体积,数据记录如下表所示:
物体浸在液体中的体积V与物体体积的关系
弹簧测力计的示数
1.80
1.40
1.00
①当浸在液体的体积相同时,对比横向放置与竖立放置,深度是________的。
②通过实验,他认为:浸没前影响浮力大小的根本原因是浸在液体中的体积,而不是深度。请你分析他得出此结论的依据是:________。
③如丁图所示,两物体同时以相同速度缓慢匀速下降,则两个传感器的示数F时间t变化的图像正确的是________。
A. B. C. D.
五、计算题
19. 如图是宇树科技全球首款量产载人变形机甲GD01,它可在双足人形与四足爬行间无缝切换,未来可用于消防救援、灾后救援等高危作业场景。已知该机甲载人后整机质量为500 kg,双足模式下足部与地面接触的总面积为。假设在某次救援任务中,它在水平地面上以2 m/s的速度匀速前进了60 s,行驶时所受阻力为自重的0.03倍。g取10 N/kg。求:
(1)机甲60 s通过的路程;
(2)机甲静止在水平地面时,对地面产生的压强;
(3)在水平地面匀速直线前进的过程中,机甲牵引力做的功。
20. 如图是某款豆浆机的简化电路,其具备加热和搅拌功能。工作过程分为加热和搅拌,加热时,开关S1闭合,加热器工作,加热功率为330 W。搅拌时,开关S1和S2闭合,电动机和加热器同时工作,此时通过电动机的电流为0.5 A。若某次制作豆浆,先加热10 min,再搅拌10 min。求:
(1)通过加热器的电流;
(2)搅拌时,电路的总功率;
(3)本次制作豆浆共消耗的电能。
六、综合题
21. 城市“热岛效应”明显,小明发现夏季同一时间,市中心广场的气温比郊外草地热得多。他认为这可能与地表铺设的材料(下垫面材料)不同有关,并开展了调研,调研方案如下:
(1)小明认为:在相同光照下,不同下垫面材料升高的温度________;
(2)为了验证猜想,他使用红外测温仪在同一时间段内、同一区域,测量户外沥青路面,水泥地表面和草地表面的温度。从上午9:00开始,每隔一段时间记录一次数据,部分数据如题表所示:
下垫面材料
9:00温度示数/℃
11:00温度示数/℃
13:00温度示数/℃
沥青
33.1
42.8
48.8
水泥
31.5
40.2
45.9
草坪
28.3
33.1
35.7
①分析数据可知,在相同光照时间内,________表面升温幅度最大,说明下垫面材料是影响气温的因素;
②请你分析带草皮土壤升温慢的主要原因________;
(3)小华认为小明的实验方案不够严谨,因为只测量了表面温度,没有测量上方空气温度,不能直接说明对气温的影响。请你帮助小明改进实验方案,需要增加的测量工具是________,需要增加的测量步骤是________;
(4)基于以上调研结果,请对城市建设规划提出建议:________。
22. 阅读短文,回答问题。
称漏
称漏是古代的一种计时工具,主要由供水壶、受水壶、秤杆和秤砣构成。其中,秤杆上标有刻度,可用于计时。开始计时时,先将秤砣放在所需计时刻度处,使供水壶以恒定速度向受水壶注水,待秤杆恢复水平平衡时则计时结束。小明依据上述原理,自制了一个称漏,如图甲所示,结构示意图则如图乙所示。
(1)小明首先在秤杆的A点处安装挂钩,随后多次尝试使用细绳将秤杆悬挂,直至秤杆达到水平平衡状态,此时所对应的悬挂点即为支点C。小明将空受水壶悬挂在A点时,发现秤杆的左边较高,这时应向________移动秤砣,使秤杆恢复水平平衡,此时秤砣所在位置标为零刻度线。
(2)为使供水壶能够持续向受水壶注水,应确保供水壶中的水面________受水壶中的水面。
(3)小明测得受水壶注水500 g用时15 min,若秤砣的质量为1 kg,CA=10 cm,则刻度线上0~1 h之间的距离为________cm,秤杆上的刻度是________(选填“均匀”或“不均匀”)的。
(4)若秤杆右端粗左端细,则秤杆上的刻度是________(选填“均匀”或“左密右疏”或“右密左疏”)。
(5)在C、A位置不变的情况下,为了提高时间测量的精确度,可以采取的措施有:________。
23. 植保无人机是一种专为农林植物作业设计的无人驾驶飞机,具备喷洒、播种及监测等多重功能。该设备通过内置的卫星定位模块,能够精确获取田间的位置信息,从而实现自动导航与精准作业。某型号的植保无人机的部分关键参数如表1所示。电机电阻发热不计。
表1
空机质量
50 kg
药液箱容量
45 L
药液箱最大载荷
50 kg
电池容量
30 Ah
电池电压
50 V
表2
飞行速度
3
5
7
9
11
电机输出功率
7.2
9.0
11.5
15.8
21.7
(1)无人机通过卫星实现自动导航,是通过________来传递信息的。
(2)无人机沿水平方向匀速飞行喷洒农药时,其机械能________。
(3)无人机空载时不同速度对应的功率如表2所示,则无人机以________(选填表2中速度值)速度返航,返航过程电机消耗的能量最小。
(4)在某次喷洒作业中,无人机电量已充至95%,药液箱装满时刚好达到其最大载荷量,若无人机以的流量进行喷洒,此时电机功率与载荷量之间的关系如图所示:
①农药刚好全部喷洒完时电机的电流为________;
②请在图中画出此次喷洒作业中电机电流与时间的关系图像(电池的电压全部加在电机两端)_______;
③无人机完成喷洒任务后返航,当电量降至5%时将自动触发迫降机制(原地悬停降落)。已知电机功率随时间均匀变化时电机平均功率,则返航距离最大为________(结果保留整数)。
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阳光国华实验学校2025-2026学年九年级模拟考试物理试卷(二模)
一、单选题
1. 游客从各个角度都能看到如图所示的潮州牌坊街“榜眼”牌坊的字样,是因为光的( )
A. 漫反射 B. 镜面反射 C. 色散 D. 折射
【答案】A
【解析】
【详解】我们能从各个角度看到本身不发光的物体,是因为光在物体粗糙不平的表面发生了漫反射,漫反射会将光线向四面八方反射,因此不同位置的游客都能接收到反射光,看到牌坊字样。
故选A。
2. 国家级非物质文化遗产潮汕英歌舞气势磅礴。表演中,舞者手中的双棒敲击时,通过调整敲击棒的长短来改变振动频率,从而发出高低不同的声响。这里改变的是声音的( )
A. 响度 B. 音调 C. 音色 D. 传播速度
【答案】B
【解析】
【详解】声音的音调由发声体振动频率决定,振动频率越高,音调越高。题干中明确说明调整敲击棒长短改变了振动频率,因此改变的是声音的音调。 响度由振动振幅决定,音色由发声体的材料、结构决定,声速由传播介质和温度决定,故A、C、D不符合题意,B符合题意。
故选B 。
3. 算力的尽头是电力。我国人工智能产业的爆发式增长,高度依赖于稳定、绿色的能源供应。下列属于新能源,且具有可再生特性的是( )
A. 煤炭 B. 汽油 C. 风能 D. 天然气
【答案】C
【解析】
【详解】ABD.煤炭、汽油、天然气等化石能源不能从自然界源源不断得到,是不可再生能源,是人类利用已久的传统能源,故ABD不符合题意;
C.风能可以从自然界源源不断得到,属于可再生能源,是近年来重点开发利用的能源,属于新能源,故C符合题意。
故选C。
4. 潮汕民间有将花卉放置室外“打露”的习惯,夜间花卉表面会形成露水。“打露”发生的物态变化是( )
A. 熔化 B. 凝固 C. 汽化 D. 液化
【答案】D
【解析】
【详解】露水是空气中的气态水蒸气,夜间遇到温度较低的花卉表面,变为液态小水滴附着在花卉上。 物质从气态变为液态的物态变化是液化,因此“打露”发生的物态变化是液化,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选 D。
5. 人类善于利用周期性运动来计时。以下是几种常见的周期性计时方式,其中精确度最高的是( )
A. 日晷 B. 沙漏 C. 燃香 D. 单摆
【答案】D
【解析】
【详解】A.日晷比较依赖太阳的位置,精确度较低,故A不符合题意;
BC.沙漏的流速,燃香的燃烧速度会因为环境的不同导致结果不同,误差较大,故BC不符合题意;
D.单摆其周期高度稳定,精确度最高,故D符合题意;
故选D。
6. 如图所示,加油站的工作人员提起油枪加油前,必须用手触摸“静电释放器”来清除身体上的静电。“静电释放器”由以下哪种材料制成( )
A. 导体 B. 半导体 C. 超导体 D. 绝缘体
【答案】A
【解析】
【详解】根据题目信息可以说明“静电释放器”可以导电,说明制作材料为导体,故选A。
7. 电动自行车在启动时,必须先转动钥匙解锁,指示灯亮;指示灯亮后再按下刹车,电动车的电机才会启动。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.控制指示灯,控制电机,两者并联,但电机可以单独工作,不符合必须先亮灯再启动电机的要求,故A错误;
B.在干路,控制整个电路,与电机串联,控制电机支路,仅闭合时,电路接通,指示灯亮,电机支路因断开而不工作,再闭合,电机支路接通,电机启动,符合要求,故B正确;
C.和串联控制电机,指示灯与它们并联,不需要闭合,指示灯就工作,不符合要求,故C错误;
D.和串联控制电机、指示灯,只有同时闭合和,电机和指示灯才会同时工作,无法实现先亮灯再启动电机的要求,故D错误。
故选B。
二、填空题
8. 潮汕工夫茶讲究“沸水冲沏”。煮水时壶中水温升高,这是通过________的方式增加水的内能。冲泡时茶香四溢,属于________现象。茶汤越热,茶香越明显,这是因为温度越高,分子的________越剧烈。
【答案】 ①. 热传递 ②. 扩散 ③. 无规则运动
【解析】
【详解】煮水时是通过热传递的方式将外界热量转移到水中,从而增加水的内能;
茶香四溢是香气分子进入空气中,不同物质相互接触时彼此进入对方的现象属于扩散现象;
分子在永不停息地做无规则运动,且温度越高,分子的无规则运动越剧烈,因此茶汤越热,茶香分子的运动越剧烈,香气越明显。
9. 长征五号运载火箭使用液态氢为燃料,是因为液态氢________大。发动机向后高速喷出高温气体,推动火箭升空,这说明力的作用是________的。火箭升空过程机械能________。
【答案】 ①. 热值 ②. 相互 ③. 增大
【解析】
【详解】热值是衡量燃料放热能力的物理量,液态氢的热值大,相同质量的液态氢完全燃烧时能释放出更多的热量,适合作为火箭的燃料。
发动机向后喷出高温气体时,对气体施加了向后的力,根据力的作用是相互的规律,气体会对火箭施加一个向前的反作用力,从而推动火箭升空。
机械能由动能和重力势能组成,忽略质量变化,火箭升空过程中,速度不断增大,所以动能增大;高度不断升高,所以重力势能也增大,因此动能与重力势能的总和即机械能增大。
10. 冰透镜的制作过程是将水________(填物态变化名称)成冰,再将冰打磨成凸透镜形状。哈尔滨亚冬会使用冰透镜采集火种,是利用了凸透镜对光线的________作用,应将燃料放在凸透镜的________位置。
【答案】 ①.
凝固 ②.
会聚 ③.
焦点
【解析】
【详解】物态变化中,液态物质变为固态的过程叫做凝固,水是液态,冰是固态,因此水变成冰的物态变化为凝固;
凸透镜对光线具有会聚作用,能够将平行的太阳光会聚到一处,使该处温度快速升高,从而实现采集火种的目的;
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会会聚在焦点处,该点的温度最高,所以需要将燃料放在凸透镜的焦点位置,才能被会聚的光线点燃。
11. 为了响应国家体重管理的号召,小明用如图所示的简易拉力器进行身体锻炼,该装置所用滑轮是________滑轮,该滑轮的作用是________,绳重及绳与滑轮之间的摩擦可忽略不计,则拉力F________重力G(选填“”“”或“”)。
【答案】 ①. 定 ②. 改变力的方向 ③. =
【解析】
【详解】[1]在使用时,轴的位置固定不动的滑轮叫做定滑轮。图中的滑轮在使用时轴固定不动,为定滑轮。
[2]定滑轮不能省力,但是可以改变力的方向。
[3]同一根绳子上的力相等,定滑轮不改变力的大小,所以拉力等于重力。
12. 若要用图所示的实验装置来探究电热与电流的关系,应闭合开关________,同时控制和的阻值________,此时电阻的作用是________。
【答案】 ①. S1、S2 ②. 相等 ③. 改变通过的电流,从而使通过和的电流不同
【解析】
【详解】探究电热与电流的关系时,要控制电阻和通电时间相同,改变电流。由图可知,闭合开关、时,与并联后再与串联,这样可以使通过和的电流不同,满足探究条件。
电阻与并联,其作用是改变通过的电流,从而使通过和的电流不同。
13. 家中空调、冰箱等电器的连接方式是________联。为防止电路过载引发火灾,应安装________来自动切断电流。厨房的电饭煲使用三孔插座,其顶端插孔连接的是________线,可将漏电流导入大地,保障人身安全。
【答案】 ①. 并 ②. 空气开关 ③. 地
【解析】
【详解】家庭电路中,各用电器需要独立工作、互不影响,因此空调、冰箱等电器采用并联的连接方式。
电路过载时电流会超出额定值,空气开关可自动切断电流,避免因电流过大引发火灾,起到电路保护作用。
三孔插座遵循“左零右火上接地”的接线规则,其顶端插孔连接地线,能将用电器的漏电流导入大地,防止人体触电,保障人身安全。
14. 雨滴在竖直下落过程中,同时受到重力和阻力的作用,若某雨滴的重力为,受到的阻力为,则该雨滴受到的合力为________N,方向________。最终,雨滴会进入匀速下落状态,此过程中,阻力为________N。
【答案】 ①. ②. 竖直向下 ③.
【解析】
【详解】雨滴下落时,重力与阻力在同一直线上且方向相反,可得受到的合力为
因为重力的大小大于阻力,合力方向与较大的力(重力)的方向一致,即竖直向下。
雨滴匀速下落时处于平衡状态,此时重力与阻力是一对平衡力,根据二力平衡条件,二力大小相等,因此阻力等于重力为
三、作图题
15.
(1)如图所示,第十五届全运会吉祥物乐融融静置于水平地面上,请在O点画出乐融融的受力示意图。
(2)京剧被列入我国第一批国家级非物质文化遗产名录。请在图中画出京剧演员通过平面镜看到A点的像的光路图。
(3)如图所示,将一条形磁体放在小车上,小车静止在电磁铁右侧。闭合开关后,小车受电磁铁作用开始运动。请在括号内标出电磁铁的磁极,在A点标出该点的磁场方向,在虚线框里用“→”或“←”标出小车的运动方向。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
乐融融静置于水平地面上,只受重力和支持力的作用;然后从乐融融的重心开始,分别沿竖直向下的方向和竖直向上的方向表示出重力G和支持力F。因为这两个力是一对平衡力,所以作图时两条线段长度要相等。
【小问2详解】
作出A点关于镜面的对称点A′,即为A点的像A′的位置;连接像点A′与眼睛E交平面镜于点O,O为入射点,连接AO为入射光线,连接OE为反射光线。
【小问3详解】
已知电源的左端为“+”极,电流从通电螺线管的左侧流入,右侧流出;根据安培定则,大拇指指向通电螺线管的N极,可知通电螺线管的右侧为N极,左侧为S极,磁感线从N极出发,回S极,所以A点的磁场方向向左;根据同名磁极相互排斥可知,小车向右运动。
四、实验题
16.
(1)三星村遗址出土了一件大穿孔石钺,如图甲所示,考古学家测得其宽度l为_______cm。图乙弹簧测力计的示数为_______N。
(2)小明使用如图所示的实验装置探究物体动能大小与哪些因素有关。
①本实验研究的是_______(选填“小球”或“木块”)的动能;
②让质量相同的小球从斜面的不同高度静止滚下,目的是探究小球动能与_______的关系。
(3)某小组组装了如图所示的实验装置探究液体在沸腾前后的温度变化特点。
①实验仪器应按_______的顺序进行安装;
②实验中,该小组同学仔细观察了水中气泡的变化情况,水温达到90℃后,开始记录实验数据,如下表:
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
90
92
94
96
99
99
99
99
99
气泡情况
少、小
逐渐增多
增多、变大
大量、迅速变大、到水面破裂
实验中观察气泡变化的主要目的是_______。分析表格数据可知:当水温达到_______℃时,水开始沸腾。
【答案】(1) ①. 36.0 ②. 2.4
(2) ①. 小球 ②. 速度
(3) ①. 自下而上 ②. 判断水是否沸腾 ③. 99
【解析】
【小问1详解】
甲图刻度尺分度值为1cm,物体左端对齐0.0cm,右端对齐约36.0cm,因此宽度为36.0cm。
弹簧测力计分度值为0.1N,指针指向2.4N刻度处,因此示数为2.4N。
【小问2详解】
[1]本实验通过木块被撞击后移动的距离,反映撞击物体的动能大小,研究对象是滚下的小球的动能。
[2]质量相同的小球从斜面不同高度静止滚下,到达水平面时速度不同,控制质量不变,改变速度,因此目的是探究动能与速度的关系。
【小问3详解】
[1]实验需要用酒精灯外焰加热,组装仪器时需要先根据酒精灯高度确定下方装置位置,再向上调整,因此按照自下而上的顺序安装;
[2]水沸腾前和沸腾时的气泡变化有明显不同,因此观察气泡的主要目的是判断水是否沸腾;
根据表格数据,水温达到后,继续吸热温度保持不变,符合沸腾的特点,因此水温达到时水开始沸腾。
17. 如图所示,小林实验小组在做“测量小灯泡的电功率”实验,实验器材为:电压调为5 V的学生电源,额定电压为2.5 V的小灯泡,标有“20 Ω 1 A”字样的滑动变阻器,电流表、电压表、开关各一个,导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,按实验要求将图中的电路连接完整;
(2)正确连接电路后,闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P置于_______端(选填“A”或“B”)。闭合开关并缓慢移动滑片P,发现电流表指针有明显偏转,电压表示数为0 V,则电路故障可能为_______;
物理量次数
电压U/V
电流I/A
实际电功率P/W
小灯泡亮度
1
0.5
0.12
0.06
不亮
2
1.5
0.20
0.30
偏暗
3
2.5
0.30
正常
4
2.8
0.32
0.90
更亮
(3)分析表中信息,可知小灯泡的额定功率为_______W。实验得出的结论是:小灯泡的实际电功率_______,灯泡越亮;完成测量后,小林用5 Ω,10 Ω和20 Ω的定值电阻替换小灯泡继续“探究电流与电阻的关系”,其余器材及实验电路连接均不变;
(4)①先将5 Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2 V,记录电流表的示数;接着将电路中的5 Ω定值电阻更换为10 Ω定值电阻,移动滑片P使电压表示数仍为2 V,并记录电流表的示数;
②最后将电路中的10 Ω定值电阻更换为20 Ω定值电阻,缓慢移动滑片P,发现电压表示数始终不能调为2 V。如果要求将20 Ω定值电阻接入电路完成实验探究,则需要将定值电阻两端的电压控制在_______V到3 V的范围内
【答案】(1) (2) ①. B ②. 小灯泡短路
(3) ①. 0.75 ②. 越大
(4)2.5
【解析】
【小问1详解】
电路连接:滑动变阻器一上一下串联接入电路,将开关的右接线柱连接滑动变阻器任意一个上端接线柱即可。
【小问2详解】
闭合开关前,滑动变阻器需调至最大阻值处,本实验中滑动变阻器下接线柱接A,滑片P在B端时接入电阻最大;电流表指针明显偏转说明电路是通路,电压表示数为0,说明与电压表并联的小灯泡短路,或电压表本身短路。
【小问3详解】
小灯泡额定电压,额定电流,额定功率
由表格数据可知:小灯泡实际电功率越大,灯泡越亮。
【小问4详解】
电源电压,滑动变阻器最大阻值,接入定值电阻,当滑动变阻器调至最大阻值时,根据串联分压规律,定值电阻两端最小电压
若电压低于,现有滑动变阻器最大阻值不足,无法完成实验,因此需要将电压控制在到范围内。
18. 小明将一个空矿泉水瓶压入水中,随着深度的增加,他感到越来越费力。由此,他猜想:浮力的大小可能与物体浸入液体的深度有关。为了验证猜想,他进行实验:
(1)实验前,竖直放置的弹簧测力计指针不在零刻度处,应进行的操作是________。
(2)将长方体物块放入水中不同深度,如图甲所示。步骤B中物块所受的浮力大小为________N。
(3)分析数据得出:物体所受浮力大小与深度有关。但小华认为小明的实验不够严谨,应该继续测量浸没后不同深度处物块所受的浮力,如图乙所示。分析数据可知,当物块完全浸没后,浮力大小________,这说明物体浸没在液体中所受浮力与深度________。
(4)为了进一步探究浸没前影响浮力大小的根本原因,小华将该长方体物块横向放置于水中,如图丙所示。改变物体浸在液体中的体积,数据记录如下表所示:
物体浸在液体中的体积V与物体体积的关系
弹簧测力计的示数
1.80
1.40
1.00
①当浸在液体的体积相同时,对比横向放置与竖立放置,深度是________的。
②通过实验,他认为:浸没前影响浮力大小的根本原因是浸在液体中的体积,而不是深度。请你分析他得出此结论的依据是:________。
③如丁图所示,两物体同时以相同速度缓慢匀速下降,则两个传感器的示数F时间t变化的图像正确的是________。
A. B. C. D.
【答案】(1)调零 (2)0.40
(3) ①. 不变 ②. 无关
(4) ①. 不同 ②. 对比实验,当浸没体积相同时,浮力大小相同 ③. A
【解析】
【小问1详解】
弹簧测力计使用前需要让指针指在零刻度线处,故需要调零。
【小问2详解】
二次称重法的浮力大小为
【小问3详解】
通过图乙可知,深度不同,浮力大小不变;故物体浸没在液体中所受浮力与深度无关。
【小问4详解】
横向放置与竖立放置底面积不同,故在液体的体积相同时,在水中的深度不同;
对比实验甲可知,当时,;当时,,故可知虽然浸在液体中的深度不同,但当浸在液体中的体积相同时,浮力大小相同;
图丁中两物体同时以相同速度缓慢匀速下降,则A比B先入水,比B后浸没,故A的传感器的示数比B的先变小,浸没时传感器的示数不变的时间在B之后,故选A。
五、计算题
19. 如图是宇树科技全球首款量产载人变形机甲GD01,它可在双足人形与四足爬行间无缝切换,未来可用于消防救援、灾后救援等高危作业场景。已知该机甲载人后整机质量为500 kg,双足模式下足部与地面接触的总面积为。假设在某次救援任务中,它在水平地面上以2 m/s的速度匀速前进了60 s,行驶时所受阻力为自重的0.03倍。g取10 N/kg。求:
(1)机甲60 s通过的路程;
(2)机甲静止在水平地面时,对地面产生的压强;
(3)在水平地面匀速直线前进的过程中,机甲牵引力做的功。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
机甲60 s通过的路程为
【小问2详解】
水平地面上,物体对地面的压力等于自身重力,机甲重力为
即压力
根据压强公式可知,对地面的压强为
【小问3详解】
匀速直线运动时,牵引力和阻力是平衡力,大小相等, 阻力
因此牵引力
根据功的公式可知,牵引力做功为
20. 如图是某款豆浆机的简化电路,其具备加热和搅拌功能。工作过程分为加热和搅拌,加热时,开关S1闭合,加热器工作,加热功率为330 W。搅拌时,开关S1和S2闭合,电动机和加热器同时工作,此时通过电动机的电流为0.5 A。若某次制作豆浆,先加热10 min,再搅拌10 min。求:
(1)通过加热器的电流;
(2)搅拌时,电路的总功率;
(3)本次制作豆浆共消耗的电能。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由电路图可知,加热器与电动机并联,电源电压为,当开关闭合,加热器工作,此时加热功率为,根据电功率公式得
【小问2详解】
搅拌时,加热器和电动机同时并联工作,此时通过电动机的电流为,电动机的功率为
并联电路总功率等于各用电器功率之和,因此总功率为
【小问3详解】
加热时间
搅拌时间
根据电能公式得
加热阶段消耗电能为
搅拌阶段消耗电能为
总消耗电能为
六、综合题
21. 城市“热岛效应”明显,小明发现夏季同一时间,市中心广场的气温比郊外草地热得多。他认为这可能与地表铺设的材料(下垫面材料)不同有关,并开展了调研,调研方案如下:
(1)小明认为:在相同光照下,不同下垫面材料升高的温度________;
(2)为了验证猜想,他使用红外测温仪在同一时间段内、同一区域,测量户外沥青路面,水泥地表面和草地表面的温度。从上午9:00开始,每隔一段时间记录一次数据,部分数据如题表所示:
下垫面材料
9:00温度示数/℃
11:00温度示数/℃
13:00温度示数/℃
沥青
33.1
42.8
48.8
水泥
31.5
40.2
45.9
草坪
28.3
33.1
35.7
①分析数据可知,在相同光照时间内,________表面升温幅度最大,说明下垫面材料是影响气温的因素;
②请你分析带草皮土壤升温慢的主要原因________;
(3)小华认为小明的实验方案不够严谨,因为只测量了表面温度,没有测量上方空气温度,不能直接说明对气温的影响。请你帮助小明改进实验方案,需要增加的测量工具是________,需要增加的测量步骤是________;
(4)基于以上调研结果,请对城市建设规划提出建议:________。
【答案】(1)不同 (2) ①. 沥青 ②. 水的比热容大,蒸发吸热
(3) ①. 温度计 ②. 在每种下垫面上方相同高度处测量空气温度
(4)增加绿地,建设人工湖,建造人工湿地
【解析】
【小问1详解】
不同下垫面材料(如沥青、水泥、草坪)的比热容不同,颜色、吸热能力、含水量也不同。所以不同材料升高的温度是不同的。
【小问2详解】
[1]分析实验数据可知:沥青从33.1℃升至48.8℃,升温15.7℃;水泥升温14.4℃;草坪升温7.4℃;所以沥青表面升温幅度最大。
[2]带草皮土壤升温慢的主要原因:草皮和土壤中含有水分,水的比热容大,吸收相同热量时温度升高较小;同时植被的蒸腾作用也会吸收热量。
【小问3详解】
已知需要测量下垫面材料上方气体的温度,所以还需要增加温度计或气温计;同时需要在每种下垫面上方相同高度处测量空气温度。
【小问4详解】
对城市建设的建议:增加城市绿地面积、采用透水砖、修建屋顶花园、开凿人工湖、建造人工湿地等,以缓解热岛效应。
22. 阅读短文,回答问题。
称漏
称漏是古代的一种计时工具,主要由供水壶、受水壶、秤杆和秤砣构成。其中,秤杆上标有刻度,可用于计时。开始计时时,先将秤砣放在所需计时刻度处,使供水壶以恒定速度向受水壶注水,待秤杆恢复水平平衡时则计时结束。小明依据上述原理,自制了一个称漏,如图甲所示,结构示意图则如图乙所示。
(1)小明首先在秤杆的A点处安装挂钩,随后多次尝试使用细绳将秤杆悬挂,直至秤杆达到水平平衡状态,此时所对应的悬挂点即为支点C。小明将空受水壶悬挂在A点时,发现秤杆的左边较高,这时应向________移动秤砣,使秤杆恢复水平平衡,此时秤砣所在位置标为零刻度线。
(2)为使供水壶能够持续向受水壶注水,应确保供水壶中的水面________受水壶中的水面。
(3)小明测得受水壶注水500 g用时15 min,若秤砣的质量为1 kg,CA=10 cm,则刻度线上0~1 h之间的距离为________cm,秤杆上的刻度是________(选填“均匀”或“不均匀”)的。
(4)若秤杆右端粗左端细,则秤杆上的刻度是________(选填“均匀”或“左密右疏”或“右密左疏”)。
(5)在C、A位置不变的情况下,为了提高时间测量的精确度,可以采取的措施有:________。
【答案】(1)左 (2)高于
(3) ①. 20 ②. 均匀
(4)均匀 (5)换用质量更小的秤砣##加快注水速度
【解析】
【小问1详解】
挂空受水壶后秤杆左边较高,说明左边的力与力臂乘积较小,因为秤砣的重力是固定的,所以只能增大秤砣到支点C的力臂,也就是向左移动秤砣。使杠杆恢复水平平衡。
【小问2详解】
水依靠压强差从供水壶流入受水壶,只有供水壶水面高于受水壶水面,才能保证水持续流入受水壶。
【小问3详解】
已知水用时,则注入水的质量为
根据杠杆平衡条件为
所以
注水速度恒定,因此注入水的质量与时间成正比,结合杠杆平衡公式可得
与成正比,因此刻度是均匀的。
【小问4详解】
当秤盘中不放任何物体时,调整秤砣的位置使杆秤平衡,在此时秤砣细线对应杆秤的位置上标为零刻度线,根据杠杆的平衡条件,有;此时l0对应零刻度线,当物体的质量为m水,则根据杠杆平衡条件得;解得,故长度l与水的质量是一次函数关系,因而刻度是均匀的。
【小问5详解】
提高精确度需要增大单位时间对应的力臂长度,减小读数误差。根据
在、位置不变时,换用质量更小的秤砣,或加快注水速度(即增大单位时间内流入受水壶的水的质量),都可以增大相同时间对应的力臂间距,提高测量精确度。
23. 植保无人机是一种专为农林植物作业设计的无人驾驶飞机,具备喷洒、播种及监测等多重功能。该设备通过内置的卫星定位模块,能够精确获取田间的位置信息,从而实现自动导航与精准作业。某型号的植保无人机的部分关键参数如表1所示。电机电阻发热不计。
表1
空机质量
50 kg
药液箱容量
45 L
药液箱最大载荷
50 kg
电池容量
30 Ah
电池电压
50 V
表2
飞行速度
3
5
7
9
11
电机输出功率
7.2
9.0
11.5
15.8
21.7
(1)无人机通过卫星实现自动导航,是通过________来传递信息的。
(2)无人机沿水平方向匀速飞行喷洒农药时,其机械能________。
(3)无人机空载时不同速度对应的功率如表2所示,则无人机以________(选填表2中速度值)速度返航,返航过程电机消耗的能量最小。
(4)在某次喷洒作业中,无人机电量已充至95%,药液箱装满时刚好达到其最大载荷量,若无人机以的流量进行喷洒,此时电机功率与载荷量之间的关系如图所示:
①农药刚好全部喷洒完时电机的电流为________;
②请在图中画出此次喷洒作业中电机电流与时间的关系图像(电池的电压全部加在电机两端)_______;
③无人机完成喷洒任务后返航,当电量降至5%时将自动触发迫降机制(原地悬停降落)。已知电机功率随时间均匀变化时电机平均功率,则返航距离最大为________(结果保留整数)。
【答案】(1)电磁波 (2)减小
(3)7 (4) ①. 40 ②. ③. 657
【解析】
【小问1详解】
无人机通过卫星实现自动导航,是通过电磁波来传递信息的。
【小问2详解】
无人机沿水平方向匀速飞行喷洒农药时,速度不变,高度不变,但质量逐渐减小,故动能减小,重力势能减小;所以机械能减小。
【小问3详解】
空载时,飞行相同距离,电机消耗能量
已知时间为
所以
若要能量最小,即最小;当飞行速度为3m/s,电机输出功率为7.2kW,此时为
当飞行速度为5m/s,电机输出功率为9kW,此时为
当飞行速度为7m/s,电机输出功率为11.5kW,此时为
当飞行速度为9m/s,电机输出功率为15.8kW,此时为
当飞行速度为11m/s,电机输出功率为21.7kW,此时为
最小值在时,故无人机返航速度为7m/s,返航过程电机消耗的能量最小。
【小问4详解】
由图可知,当载荷量为0kg时,此时电机功率为2kW,农药刚好全部喷洒完时电机的电流为
已知电机功率与载荷量之间的关系成正比,随着无人机喷洒作业的进行,其载荷量随时间均匀减小,由公式可得,电流与时间也是均匀变化的;无人机完成喷洒作业所需要的时间为
此时的电功率为2kW,电路中电流为40A,当时间为0min时,电路的电功率为12kW,此时电路中的电流为
此次喷洒作业中电机电流与时间的关系图像,如图所示:
已知电池中可用的能量为
已知无人机完成喷洒作业中的平均功率为
无人机完成喷洒作业所需要的时间为
已知当返航速度为7m/s,功率为,返航过程电机消耗的能量最小,当返航距离最大为s,此时消耗的电能有
代入数据可得
解得
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