内容正文:
2025年河南省新乡市获嘉县位庄中学中考物理三模试卷
一、单选题:本大题共6小题,共12分。
1. “铁杵磨针”出自明代郑之珍《目连救母·四·刘氏斋尼》:“好似铁杵磨针,心坚杵有成针日。”在铁杵磨针过程中不变的是( )
A. 密度 B. 质量 C. 体积 D. 形状
2. 如图所示的是电动车在室内充电时易引发火灾的宣传警示图,以此警示大家要注意安全用电。下列做法符合安全用电原则的是( )
A. 充电时电动车或电线着火,应立即泼水浇灭火焰
B. 若充电时空气开关跳闸,应先检修,检查没有问题后再使空气开关复位
C. 电动车充电线绝缘皮破损后仍可继续使用
D. 电动车若暂时不使用可一直连接电源进行充电
3. 如图甲所示的是工厂房顶安装的无动力风帽,其凸起的球状体为涡轮(如图乙),在自然风的推动下,风帽快速旋转,能有效将室内气体向外抽出。下列与它工作原理相同的是( )
A. 火箭升空 B. 飞机升空 C. 孔明灯升空 D. 潜水艇上浮
4. 图为进行某场田径比赛时摄像机捕捉运动员冲刺终点的精彩瞬间。若拍摄距离大约5m,下列说法正确的是( )
A. 摄像机的镜头对光线有发散作用 B. 摄像机镜头的焦距大于2.5m
C. 镜头所成的像为倒立、放大的实像 D. 运动员靠近摄像机时,像会变大
5. 分别用图中所示的装置甲和乙把同一重物吊到同一高度,(不计绳重及摩擦)以下说法正确的是( )
A. 两装置机械效率相等
B. 用装置甲吊起重物比用装置乙省力
C. 用装置甲吊起重物拉力做功比装置乙小
D. 用装置乙吊起重物,绳端移动的距离比用装置甲小
6. 妈妈做饭时,小军在旁边仔细观察,联想到了许多物理知识,其中正确的是( )
A. 泼水时,盆留在手中,水受到惯性作用飞了出去
B. 把鸡蛋向碗边一撞,鸡蛋就破了,是因为鸡蛋受到的力比碗受到的力大
C. 用久的菜刀需要磨一磨,是为了减小压强
D. 静止在水平桌面上的电饭锅受到的重力和桌面对它的支持力是一对平衡力
二、多选题:本大题共2小题,共4分。
7. 用盐水浸泡可以去除新鲜水果表面残留的农药。水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,分别盛有浓度不同的盐水,将两个质量相等的冬枣、樱桃(V冬枣>V樱桃)分别放入盐水中,静止时的状态如图所示,两容器中的液面相平。下列说法正确的是( )
A. 甲容器中盐水的密度大于乙容器中盐水的密度
B. 樱桃可以漂浮在水面上是因为所受的浮力大于重力
C. 冬枣和樱桃所受的浮力大小相等
D. 甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
8. 近年来,我国科技创新能力日益增强,各种新技术、新能源、新材料、新装置等科技成果不断涌现。下列说法正确的是( )
A. 航天器的太阳能电池板吸收的太阳能来自太阳内部发生的核聚变
B. 智能机器人的控制芯片是用超导体制成的
C. 北斗卫星与手机的导航系统通过超声波传递信号
D. 我国研制出的高能量密度石墨烯航空电池,在充电时电池将电能转化为化学能
三、填空题:本大题共6小题,共14分。
9. 科学家的每次重大发现都有力地推进了人类文明的进程。______首先发现电磁感应现象;_______最早发现了光的色散现象。
10. 古乐器是中华民族珍贵的文化遗产。如图所示的是我国发现的距今8000多年的一支完整骨笛——贾湖骨笛,它是由丹顶鹤尺骨制成的,上有七个音孔。笛声是靠______ 振动产生的,演奏时用手指控制不同音孔的开闭,使它发出声音的______ (选填“音调”“响度”或“音色”)变化。
11. 往易拉罐中注入少量的热水,并摇晃几下后封闭好,过一会儿易拉罐变瘪了,这说明了 _____ 的存在;此过程中是通过______ 的方式使易拉罐内能增大的。用力捏易拉罐也可以把它捏瘪,这说明力可以改变物体的______ 。
12. 开封灌汤包是河南著名的小吃之一、灌汤包蒸熟时打开蒸笼盖,包子上方冒出的“白气”是水蒸气___________(填物态变化名称)形成的,这个过程需要___________选填“吸收”或“放出”热量。
13. 如图甲所示的是用电压表的示数反映温度变化的电路原理图,其中电源电压恒为4.5V,电压表量程为0∼3V,是300Ω的定值电阻,是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。若闭合开关S,则电压表示数越小,表明环境温度越______(选填“高”或“低”);闭合开关S,当环境温度为40℃时,电压表示数为______V,此电路允许的最高环境温度为______℃。
14. 在劳动实践活动中,小明和小华用平板车运送货物,使货物与车一起沿水平路面向右做匀速直线运动。如图所示,在此过程中,小明认为货物在水平方向上不受摩擦力的作用,而小华认为货物在水平方向上受到摩擦力的作用。请你判断______(选填“小明”或“小华”)的观点正确,并简要说明你的判断依据:______。
四、作图题:本大题共2小题,共4分。
15. 如图甲所示,夕阳下,一位钓鱼爱好者静坐湖畔。若以点S代表太阳,点A代表钓鱼爱好者,请你在图乙中画出太阳发出的光经水面反射射入钓鱼爱好者眼中的光路图,并保留作图痕迹。
16. 图中轿厢随钢索向右上方做匀速直线运动,请画出静止在轿厢内的物资受到的所有力的示意图。
五、实验探究题:本大题共3小题,共19分。
17. 如图所示,在“探究什么情况下磁能生电”的实验中:
(1)实验中,通过观察灵敏电流计_____________来判断电路中是否有感应电流;
(2)闭合开关进行探究,初步得出结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做_____________运动时,导体中就会产生感应电流。这个现象在生产生活中的重要应用是 _______;
(3)完成实验后,老师认为实验现象不太明显,请你提出一条改进措施:_________。
18. 在探究“杠杆的平衡条件”实验中:
(1)当杠杆静止时如图甲所示,此时杠杆 _______(选填“处于”或“不处于”)平衡状态,为便于实验,需要将平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节。
(2)如图乙所示,多次换用不同数量的钩码,并改变钩码在杠杆上的位置,使杠杆在水平位置平衡,得到实验数据如表所示:
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
0.5
20.0
1.0
10.0
2
1.0
15.0
1.5
10.0
_3_
1.5
10.0
0.5
30.0
分析表中的数据,得到杠杆的平衡条件是: __________(用给出的字母表示)。
(3)在探究中进行多次实验的目的是 ____________ 。
(4)如图乙所示,将A、B位置的钩码个数都增加一个,杠杆将 __________ (选填“仍然平衡”“左端下沉”或“右端下沉”)。
(5)杆秤是杠杆平衡条件的一个应用,是中国最古老也是现今人们仍然在使用的一种称质量的简易工具,由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽等组成,如图 丙所示,此杆秤有两个提纽C 和D,使用它称较重的物体时,应选择_______ (选填“C”或“D”)提纽。
19. 在“探究电流与电压的关系”实验中,电源电压恒定,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求滑片P向B端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大。
(2)连接电路时,开关应处于_______ 状态;如果此时电流表有示数,应该对电流表进行______。
(3)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,则电阻R可能出现的故障是_______。
(4)排除故障后,调节变阻器的滑片,进行多次实验,记录数据如下表,请在图乙中画出电阻R的I-U图像_______。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
0.5
1.0
1.6
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
分析图像后得出结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成_______。
(5)另一同学想将定值电阻换成小灯泡完成以上实验,这种方案是_______(选填“可行”或“不可行”)的。
(6)在正确进行实验的过程中,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电流表示数如图丙所示,则此时加在定值电阻R两端的电压为_______V。
六、综合题:本大题共2小题,共17分。
20. 如图所示,在2025年春晚舞台上,节目《秧BOT》成为一大亮点。一群穿着花棉袄的机器人在舞台上扭起了秧歌,还玩着转手绢、抛手绢等花样,呈现出极其灵巧的动作。
(1)机器人向上丢出手绢,手绢上升的过程中动能转化为_______能,表演结束时走下舞台的机器人以_______为参照物是运动的;
(2)机器人的质量约为70kg,若机器人站立时与地面的总接触面积为350cm2,此时它对地面的压强为多少Pa?(g取10N/kg)
(3)若该机器人满能量时最高可爬上10米高的楼顶,那么它做的功为多少?假设该机器人背后的高能电池储备的最大能量与5g干木柴完全燃烧时释放的能量大小相等,那么该机器人上楼梯时的效率为多少?(结果保留到0.1%,干木柴的热值为q=1.2×107J/kg)
21. 图甲是小明家安装的即热式热水器,具有高、低温两挡加热功能,低温挡功率为5500 W,内部等效电路如图乙所示,R1和R2是两个电热丝。某次小明用高温挡淋浴时,水的初温是20℃,淋浴头的出水温度为40℃,淋浴 20 min 共用水 100 kg。[c水=4.2×10³J/(kg·℃)]
(1)同时闭合开关和时, R1与R2_______ (选填“串联”或“并联”)接入电路,热水器处于 ______挡。
(2)求热水器利用低温挡正常工作20 min所消耗的电能。
(3)求热水器用高温挡淋浴 20 min时水所吸收的热量。
(4)善于观察的小明发现,电热水器的电源线与手机充电器的充电线相比有两个不同特征,一是电热水器的电源线较粗,二是电热水器的电源线上使用的是三脚插头。请你选择其中一个特征,并从安全用电的角度分析其设计理由。(要求先写出选择的特征,再具体分析说明)
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2025年河南省新乡市获嘉县位庄中学中考物理三模试卷
一、单选题:本大题共6小题,共12分。
1. “铁杵磨针”出自明代郑之珍《目连救母·四·刘氏斋尼》:“好似铁杵磨针,心坚杵有成针日。”在铁杵磨针过程中不变的是( )
A. 密度 B. 质量 C. 体积 D. 形状
【答案】A
【解析】
【详解】在铁杵磨针过程中,所含的物质减小,质量减小,体积减小,形状发生改变,密度是物质的一种特性,与质量和体积无关,铁杵的密度不变,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2. 如图所示的是电动车在室内充电时易引发火灾的宣传警示图,以此警示大家要注意安全用电。下列做法符合安全用电原则的是( )
A. 充电时电动车或电线着火,应立即泼水浇灭火焰
B. 若充电时空气开关跳闸,应先检修,检查没有问题后再使空气开关复位
C. 电动车充电线绝缘皮破损后仍可继续使用
D. 电动车若暂时不使用可一直连接电源进行充电
【答案】B
【解析】
【详解】A.水是导体,当充电时电动车或电线着火,立即泼水浇灭火焰,可能会导致电流通过水传导到人体,从而引发触电事故,故A不符合题意;
B.若充电时空气开关跳闸,可能是由于电路中出现短路或过载等故障。此时应先检修,检查没有问题后再使空气开关复位,这样可以避免故障未排除时再次合闸引发安全事故,故B符合题意;
C.电动车充电线绝缘皮破损后,内部的导线会暴露在外,容易与人体或其他导体接触,从而导致触电事故,同时也可能引发短路,所以不能继续使用,该做法不符合安全用电原则,故C不符合题意;
D.电动车若暂时不使用却一直连接电源进行充电,长时间充电可能会导致电池过热,甚至引发火灾等安全事故,所以该做法不符合安全用电原则。故D不符合题意。
故选B。
3. 如图甲所示的是工厂房顶安装的无动力风帽,其凸起的球状体为涡轮(如图乙),在自然风的推动下,风帽快速旋转,能有效将室内气体向外抽出。下列与它工作原理相同的是( )
A. 火箭升空 B. 飞机升空 C. 孔明灯升空 D. 潜水艇上浮
【答案】B
【解析】
【详解】无动力风帽凸起的球状体(涡轮),在自然风推动下旋转,使风帽上方空气流速大、压强小,下方(室内)空气流速小、压强大,从而将室内气体向外抽出。
A.火箭升空是利用了物体间力的作用是相互的,火箭向下喷射高温高压气体,气体对火箭产生向上的反作用力,与无动力风帽的工作原理不同,故A不符合题意;
B.飞机升空是利用了流体压强与流速的关系,机翼上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,从而产生向上的升力。与无动力风帽的工作原理相同,故B符合题意;
C.孔明灯升空是利用了空气的浮力,孔明灯内的空气被加热后,密度变小,浮力大于重力,从而升空,与无动力风帽的工作原理不同,故C不符合题意;
D.潜水艇上浮是通过改变自身的重力来实现的,与无动力风帽的工作原理不同,故D不符合题意。
故选B。
4. 图为进行某场田径比赛时摄像机捕捉运动员冲刺终点的精彩瞬间。若拍摄距离大约5m,下列说法正确的是( )
A. 摄像机的镜头对光线有发散作用 B. 摄像机镜头的焦距大于2.5m
C. 镜头所成的像为倒立、放大的实像 D. 运动员靠近摄像机时,像会变大
【答案】D
【解析】
【详解】A.摄像机的镜头是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,不是发散作用,故A错误;
B.摄像机拍摄时,物距u大于2倍焦距(u>2f),已知拍摄距离(物距)大约5m,即5m>2f,所以f<2.5m,故B错误;
C.摄像机镜头相当于凸透镜,当u>2f 时,成倒立、缩小的实像,不是倒立、放大的实像,故C错误;
D.根据凸透镜成像规律,当物体靠近凸透镜时,物距减小,像距增大,像变大。所以运动员靠近摄像机时,像会变大,故D正确。
故选D。
5. 分别用图中所示的装置甲和乙把同一重物吊到同一高度,(不计绳重及摩擦)以下说法正确的是( )
A. 两装置机械效率相等
B. 用装置甲吊起重物比用装置乙省力
C. 用装置甲吊起重物拉力做功比装置乙小
D. 用装置乙吊起重物,绳端移动的距离比用装置甲小
【答案】A
【解析】
【详解】AC.把相同的重物匀速提升相同的高度,做的有用功相同,不计绳重及摩擦,相同的滑轮组装置、提升相同的高度,做的额外功相同,总功等于有用功加上额外功,所以滑轮组做的总功相同,由机械效率可知两装置机械效率相等,故A正确,C错误;
BD.由图可知,甲有效绳子段数,乙有效绳子段数,则甲自由端拉力,乙自由端拉力,,则用装置甲吊起重物比用装置乙费力;甲绳端移动的距离,乙绳端移动的距离,,所以用装置乙吊起重物,绳端移动的距离比用装置甲大,故BD错误。
故选A。
6. 妈妈做饭时,小军在旁边仔细观察,联想到了许多物理知识,其中正确的是( )
A. 泼水时,盆留在手中,水受到惯性作用飞了出去
B. 把鸡蛋向碗边一撞,鸡蛋就破了,是因为鸡蛋受到的力比碗受到的力大
C. 用久的菜刀需要磨一磨,是为了减小压强
D. 静止在水平桌面上的电饭锅受到的重力和桌面对它的支持力是一对平衡力
【答案】D
【解析】
【详解】A.泼水时,盆留在手中,水由于惯性飞了出去,惯性不是力,不能说“受到惯性作用”,故A错误;
B.把鸡蛋向碗边一撞,鸡蛋和碗之间的作用力是相互的,大小相等。鸡蛋破了是因为鸡蛋承受外力的能力比碗弱,故B错误;
C.用久的菜刀需要磨一磨,是通过减小受力面积来增大压强,不是减小压强,故C错误;
D.静止在水平桌面上的电饭锅,受到的重力和桌面对它的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故D正确。
故选D。
二、多选题:本大题共2小题,共4分。
7. 用盐水浸泡可以去除新鲜水果表面残留的农药。水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,分别盛有浓度不同的盐水,将两个质量相等的冬枣、樱桃(V冬枣>V樱桃)分别放入盐水中,静止时的状态如图所示,两容器中的液面相平。下列说法正确的是( )
A. 甲容器中盐水的密度大于乙容器中盐水的密度
B. 樱桃可以漂浮在水面上是因为所受的浮力大于重力
C. 冬枣和樱桃所受的浮力大小相等
D. 甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
【答案】CD
【解析】
【详解】A.冬枣、樱桃的质量相等,V冬枣>V樱桃,根据可知,冬枣的密度小于樱桃的密度;由图可知,冬枣悬浮,根据物体的浮沉条件可知,冬枣的密度等于甲液体的密度,樱桃漂浮,樱桃的密度小于乙液体的密度,所以甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度,故A错误;
B.樱桃可以漂浮在水面上,处于静止状态,受力平衡,所受的竖直向上的浮力等于竖直向下的重力,故B错误;
C.冬枣、樱桃的质量相等,根据可知,冬枣、樱桃的重力也相等,甲图,冬枣悬浮,受到的浮力等于重力,即F浮甲=G;乙图,樱桃漂浮,受到的浮力等于重力,即F浮乙=G,所以冬枣受到的浮力等于樱桃受到的浮力,故C正确;
D.因为冬枣受到的浮力等于樱桃受到的浮力,甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度,根据阿基米德原理
可知, V冬枣排>V樱桃排,放入冬枣、樱桃后,两容器液面相平,说明没放物体之前甲容器中液体的体积小于乙容器中液体的体积,即V甲<V乙,且ρ甲<ρ乙,由可知,两液体的质量m甲<m乙,根据G=mg可知,甲液体的重力小于乙液体的重力,即G甲<G乙,两容器质量相同,则容器的重力相同,冬枣、樱桃质量相同,其重力也相等,但液体的重力G甲<G乙,甲容器对桌面的压力为
乙容器对桌面的压力为
所以F甲<F乙,即甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力,故D正确。
故选CD。
8. 近年来,我国科技创新能力日益增强,各种新技术、新能源、新材料、新装置等科技成果不断涌现。下列说法正确的是( )
A. 航天器的太阳能电池板吸收的太阳能来自太阳内部发生的核聚变
B. 智能机器人的控制芯片是用超导体制成的
C. 北斗卫星与手机的导航系统通过超声波传递信号
D. 我国研制出的高能量密度石墨烯航空电池,在充电时电池将电能转化为化学能
【答案】AD
【解析】
【详解】A.核聚变和核裂变都可以释放巨大的能量。太阳内部发生核聚变反应,释放出巨大的能量,因此航天器的太阳能电池板吸收的太阳能就来自太阳内部发生的核聚变,故A正确;
B.智能机器人的控制芯片是用半导体材料制成的,而不是超导体,半导体的导电性介于导体与绝缘体之间,故B错误;
C.北斗卫星与手机的导航系统是通过电磁波传递信号的,而不是超声波。因为超声波的传播需要介质,在真空中不能传播,而卫星与手机之间的信号传输是在宇宙空间(近似真空)中进行的,电磁波可以在真空中传播,且可以传递信息,故C错误;
D.高能量密度石墨烯航空电池在充电时,消耗电能,得到化学能,即将电能转化为化学能,故D正确。
故选AD。
三、填空题:本大题共6小题,共14分。
9. 科学家的每次重大发现都有力地推进了人类文明的进程。______首先发现电磁感应现象;_______最早发现了光的色散现象。
【答案】 ①. 法拉第 ②. 牛顿
【解析】
【详解】[1]1831年,英国物理学家法拉第发现了磁生电,即电磁感应现象,发电机就是利用电磁感应现象工作的。
[2]1666年,英国物理学家牛顿通过三棱镜发现了光的色散现象,从而揭示了光的颜色之谜。
10. 古乐器是中华民族珍贵的文化遗产。如图所示的是我国发现的距今8000多年的一支完整骨笛——贾湖骨笛,它是由丹顶鹤尺骨制成的,上有七个音孔。笛声是靠______ 振动产生的,演奏时用手指控制不同音孔的开闭,使它发出声音的______ (选填“音调”“响度”或“音色”)变化。
【答案】 ①. 空气柱 ②. 音调
【解析】
【详解】[1]声音是由物体振动产生的,笛子发声是靠空气柱振动产生的。
[2]演奏时用手指控制不同音孔的开闭,会改变空气柱的长度。空气柱长度不同,振动的频率不同,而频率决定音调,所以使它发出声音的音调变化。
11. 往易拉罐中注入少量的热水,并摇晃几下后封闭好,过一会儿易拉罐变瘪了,这说明了 _____ 的存在;此过程中是通过______ 的方式使易拉罐内能增大的。用力捏易拉罐也可以把它捏瘪,这说明力可以改变物体的______ 。
【答案】 ①. 大气压 ②. 热传递 ③. 形状
【解析】
【详解】[1]往易拉罐中注入少量的热水,并摇晃几下后封闭好,过段时间后内部气体温度降低,气压减小,在外界大气压的作用下,会观察到易拉罐变瘪。
[2]此过程中易拉罐吸收热量,内能增加,通过热传递的方式使易拉罐内能增大的。
[3]用力捏易拉罐也可以把它捏瘪,易拉罐的形状发生改变,这说明力可以改变物体的形状。
12. 开封灌汤包是河南著名的小吃之一、灌汤包蒸熟时打开蒸笼盖,包子上方冒出的“白气”是水蒸气___________(填物态变化名称)形成的,这个过程需要___________选填“吸收”或“放出”热量。
【答案】 ①. 液化 ②. 放出
【解析】
【详解】[1][2]液化指物质由气态转变成液态,液化要放热。包子上方冒出的“白气”是热的水蒸气遇到冷空气液化形成的,液化需要放出热量。
13. 如图甲所示的是用电压表的示数反映温度变化的电路原理图,其中电源电压恒为4.5V,电压表量程为0∼3V,是300Ω的定值电阻,是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图乙所示。若闭合开关S,则电压表示数越小,表明环境温度越______(选填“高”或“低”);闭合开关S,当环境温度为40℃时,电压表示数为______V,此电路允许的最高环境温度为______℃。
【答案】 ①. 低 ②. 2.7 ③. 60
【解析】
【详解】与串联,电压表测两端电压;电压表示数越小说明通过电流越小,串联总电流越小,根据可知,串联总电阻在增大,是定值电阻,则在增大,结合乙图可知环境温度越低。
当环境温度为,由图乙可知
总电阻
电路中电流
电压表示数
当电压表的示数最大为3V时,即
由图乙可知此电路允许的最高环境温度为。
14. 在劳动实践活动中,小明和小华用平板车运送货物,使货物与车一起沿水平路面向右做匀速直线运动。如图所示,在此过程中,小明认为货物在水平方向上不受摩擦力的作用,而小华认为货物在水平方向上受到摩擦力的作用。请你判断______(选填“小明”或“小华”)的观点正确,并简要说明你的判断依据:______。
【答案】 ①. 小明 ②. 货物随车一起水平向右做匀速直线运动,货物与车之间没有相对运动,也没有相对运动趋势,所以货物在水平方向上不受摩擦力,在竖直方向上只受重力和支持力的作用,并且这两个力是一对平衡力。故小明的观点正确。
【解析】
【详解】略。
四、作图题:本大题共2小题,共4分。
15. 如图甲所示,夕阳下,一位钓鱼爱好者静坐湖畔。若以点S代表太阳,点A代表钓鱼爱好者,请你在图乙中画出太阳发出的光经水面反射射入钓鱼爱好者眼中的光路图,并保留作图痕迹。
【答案】
【解析】
【详解】过水面作出点S的对称点S′,即为点光源S在水面中的像,连接S′A与水面交于O点,即为入射点(反射点),连接SO就得到入射光线,OA即为反射光线,如下图所示:
16. 图中轿厢随钢索向右上方做匀速直线运动,请画出静止在轿厢内的物资受到的所有力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】静止在轿厢内的物资,与轿厢一起做匀速直线运动,处于平衡状态,受到平衡力的作用,物资受重力和支持力的作用,重力竖直向下,支持力竖直向上,二力大小相等;过物资的重心做竖直向下的带箭头的直线表示重力G,过物体的重心做竖直向上的带箭头的直线表示支持力F,且表示二力的线段长度相等;如图所示:
五、实验探究题:本大题共3小题,共19分。
17. 如图所示,在“探究什么情况下磁能生电”的实验中:
(1)实验中,通过观察灵敏电流计_____________来判断电路中是否有感应电流;
(2)闭合开关进行探究,初步得出结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做_____________运动时,导体中就会产生感应电流。这个现象在生产生活中的重要应用是 _______;
(3)完成实验后,老师认为实验现象不太明显,请你提出一条改进措施:_________。
【答案】(1)指针是否偏转
(2) ①. 切割磁感线 ②. 发电机
(3)将导体换成多匝线圈
【解析】
【小问1详解】
在探究磁生电的实验中,灵敏电流计的作用是检测电路中是否产生电流。当电路中有电流通过时,灵敏电流计的指针会发生偏转,所以实验中通过观察灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流。
【小问2详解】
[1][2]根据电磁感应现象,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,灵敏电流计的指针发生偏转,说明导体中产生感应电流。发电机就是利用这一原理工作的,所以这个现象在生产生活中的重要应用是发电机。
【小问3详解】
如果实验现象不太明显,即产生的感应电流较小。可以通过增强磁场强度,如换用磁性更强的磁体;增加导体的匝数,如将单根导体换成多匝线圈;或者增大导体切割磁感线的运动速度等方法来增大感应电流,从而使实验现象更明显。
18. 在探究“杠杆的平衡条件”实验中:
(1)当杠杆静止时如图甲所示,此时杠杆 _______(选填“处于”或“不处于”)平衡状态,为便于实验,需要将平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节。
(2)如图乙所示,多次换用不同数量的钩码,并改变钩码在杠杆上的位置,使杠杆在水平位置平衡,得到实验数据如表所示:
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
0.5
20.0
1.0
10.0
2
1.0
15.0
1.5
10.0
_3_
1.5
10.0
0.5
30.0
分析表中的数据,得到杠杆的平衡条件是: __________(用给出的字母表示)。
(3)在探究中进行多次实验的目的是 ____________ 。
(4)如图乙所示,将A、B位置的钩码个数都增加一个,杠杆将 __________ (选填“仍然平衡”“左端下沉”或“右端下沉”)。
(5)杆秤是杠杆平衡条件的一个应用,是中国最古老也是现今人们仍然在使用的一种称质量的简易工具,由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽等组成,如图 丙所示,此杆秤有两个提纽C 和D,使用它称较重的物体时,应选择_______ (选填“C”或“D”)提纽。
【答案】(1) ①. 处于 ②. 右
(2)F1l1=F2l2
(3)寻找普遍规律 (4)左端下沉
(5)C
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由图甲可知,杠杆处于静止状态,由于静止状态是平衡状态,所以此时杠杆处于平衡状态。此时杠杆向左偏,由左偏右调可知,应该将杠杆的平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡。
【小问2详解】
根据表中数据计算出动力与动力臂、阻力与阻力臂的乘积,得出杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1l1=F2l2
【小问3详解】
由于实验中多次改变力臂和力的大小,避免了结论的偶然性,得到了普遍规律,故进行多次实验的目的是寻找普遍规律,避免偶然性。
【小问4详解】
设一个钩码的重力为G,杠杆一格长度为L,将A、B位置的钩码个数都增加一个,杠杆左端3G×3L=9GL
杠杆右端4G×2L=8GL
由于9GL>8GL,所以杠杆将会左端下沉。
【小问5详解】
杆秤有两个提纽C和D,使用提纽C时,则提纽C的位置为支点,秤砣移到秤杆末端时,秤砣对杆秤的拉力的力臂较大,物体对杆秤的拉力的力臂较小,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2得出,此时称量的物重较大。故使用它称较重的物体时,应选择C提纽。
19. 在“探究电流与电压的关系”实验中,电源电压恒定,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求滑片P向B端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大。
(2)连接电路时,开关应处于_______ 状态;如果此时电流表有示数,应该对电流表进行______。
(3)正确连接电路,闭合开关后,发现电流表有示数,电压表无示数,则电阻R可能出现的故障是_______。
(4)排除故障后,调节变阻器的滑片,进行多次实验,记录数据如下表,请在图乙中画出电阻R的I-U图像_______。
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
0.5
1.0
1.6
2.0
2.5
电流I/A
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
分析图像后得出结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成_______。
(5)另一同学想将定值电阻换成小灯泡完成以上实验,这种方案是_______(选填“可行”或“不可行”)的。
(6)在正确进行实验的过程中,当滑动变阻器的滑片移至某一位置时,电流表示数如图丙所示,则此时加在定值电阻R两端的电压为_______V。
【答案】(1) (2) ①. 断开 ②. 调零
(3)短路 (4) ①. ②. 正比
(5)不可行 (6)2.6
【解析】
【小问1详解】
滑动变阻器选一上一下,滑片P向B端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,下方接线柱应选C,连接电路如图所示:
【小问2详解】
[1]为保护电路,连接电路时,开关应断开。
[2]电表在使用前要进行调零。闭合开关前,如果电流表有示数,说明电流表未调零,所以应该对电流表进行调零。
【小问3详解】
正确连接电路,闭合开关后,发现电流表有示数,说明电路是通路,电压表没有示数,可能与电压表并联的电路短路,所以原因可能是定值电阻R短路。
【小问4详解】
[1]由表中数据,利用描点法画出电阻R的I-U图像,如图所示:
[2]由图像可知,电压增加到原来的几倍,电流也增加到原来几倍,即电压与电流的比是一个定值,所以可得结论:当电阻一定时,通过导体的电流与电压成正比。
【小问5详解】
探究电流和电压的关系,保持电阻一定,小灯泡的阻值随温度的变化而变化,其电阻不是定值,所以这种方案其实是不可行的。
【小问6详解】
由表中数据得到电阻的阻值为
当滑动变阻器滑片移至某一位置时,电流表示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.52A,则定值电阻R两端的电压为U=IR=0.52A×5Ω=2.6V
六、综合题:本大题共2小题,共17分。
20. 如图所示,在2025年春晚舞台上,节目《秧BOT》成为一大亮点。一群穿着花棉袄的机器人在舞台上扭起了秧歌,还玩着转手绢、抛手绢等花样,呈现出极其灵巧的动作。
(1)机器人向上丢出手绢,手绢上升的过程中动能转化为_______能,表演结束时走下舞台的机器人以_______为参照物是运动的;
(2)机器人的质量约为70kg,若机器人站立时与地面的总接触面积为350cm2,此时它对地面的压强为多少Pa?(g取10N/kg)
(3)若该机器人满能量时最高可爬上10米高的楼顶,那么它做的功为多少?假设该机器人背后的高能电池储备的最大能量与5g干木柴完全燃烧时释放的能量大小相等,那么该机器人上楼梯时的效率为多少?(结果保留到0.1%,干木柴的热值为q=1.2×107J/kg)
【答案】(1) ①. 重力势 ②. 地面
(2)2×104Pa (3),11.7%
【解析】
【小问1详解】
[1]手绢向上运动时,质量不变,速度减小,动能减小;同时高度增加,重力势能增大;所以手绢上升的过程中动能转化为重力势能。
[2]表演结束时走下舞台的机器人,以地面为参照物,机器人相对于地面的位置发生了变化,所以机器人是运动的。
【小问2详解】
机器人站立时对地面的压力等于自身的重力,即
根据可得,此时它对地面的压强为
【小问3详解】
他爬上10米高的楼顶时做的有用功
上楼梯时消耗的总能量
则该机器人上楼梯时的效率为
21. 图甲是小明家安装的即热式热水器,具有高、低温两挡加热功能,低温挡功率为5500 W,内部等效电路如图乙所示,R1和R2是两个电热丝。某次小明用高温挡淋浴时,水的初温是20℃,淋浴头的出水温度为40℃,淋浴 20 min 共用水 100 kg。[c水=4.2×10³J/(kg·℃)]
(1)同时闭合开关和时, R1与R2_______ (选填“串联”或“并联”)接入电路,热水器处于 ______挡。
(2)求热水器利用低温挡正常工作20 min所消耗的电能。
(3)求热水器用高温挡淋浴 20 min时水所吸收的热量。
(4)善于观察的小明发现,电热水器的电源线与手机充电器的充电线相比有两个不同特征,一是电热水器的电源线较粗,二是电热水器的电源线上使用的是三脚插头。请你选择其中一个特征,并从安全用电的角度分析其设计理由。(要求先写出选择的特征,再具体分析说明)
【答案】(1) ①. 并联 ②. 高温
(2)6.6×106J
(3)8.4×106 J
(4)电热水器的电源线上使用的是三脚插头。原因:电热水器是有金属外壳的用电器,其三脚插头的长脚与其金属外壳相连,插入三孔插座后可将其与地线相连,这样即使金属外壳带电,电荷会通过地线导入大地,能防止触电事故的发生。
【解析】
【小问1详解】
[1][2]闭合S1,断开S2时,只有R1连入电路,同时闭合开关S1和S2时,电流有两条支路,R1与R2并联接入电路,总电阻最小,由可知,电源电压一定,功率最大,因此同时闭合开关S1和S2时,热水器处于高温挡。
【小问2详解】
热水器利用低温挡正常工作20分钟所消耗的电能为
【小问3详解】
水吸收的热量为
【小问4详解】
略。
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