内容正文:
株洲市一中2025级新高一入学质量检测
物理试题
本试题卷共10页,时间为75分钟,满分为100分
一、选择题:本题共18小题,共44分.
(一)单项选择题:本题共15小题,其中1至10题每题2分,11至15题每题3分,共35分.
1. 音乐社团的同学们用钢琴、古筝和二胡合奏歌曲《我和我的祖国》,乐声悠扬和谐,各具特色。我们能够分辨出这些乐器的声音,是通过声音的( )
A. 声速 B. 音色 C. 响度 D. 音调
【答案】B
【解析】
【详解】A.声速是声音在介质中传播的速度,相同温度下同种介质中不同乐器发出的声音传播速度相同,无法通过声速分辨乐器,故A错误;
B.音色由发声体的材料、结构等自身属性决定,不同乐器的材料、结构不同,发声的音色不同,因此可通过音色分辨不同乐器的声音,故B正确;
C.响度是声音的强弱,由振幅决定,不同乐器可以发出相同响度的声音,无法通过响度分辨乐器,故C错误;
D.音调是声音的高低,由频率决定,不同乐器可以演奏相同频率即相同音调的声音,无法通过音调分辨乐器,故D错误。
故选B。
2. “2025年亚洲举重锦标赛”在我国举行,中国队最终收获31金15银11铜。在比赛中,当运动员双臂竖直举起杠铃静止时,如图所示。与杠铃受到的重力是一对平衡力的是( )
A. 杠铃对运动员的压力 B. 运动员对杠铃的支持力
C. 地面对运动员的支持力 D. 运动员对地面的压力
【答案】B
【解析】
【详解】A.杠铃对运动员的压力作用在运动员身上,与杠铃的重力不符合二力平衡的条件,不是一对平衡力,A错误;
B.运动员对杠铃的支持力和杠铃受到的重力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,都作用在杠铃上,是一对平衡力,B正确;
C.地面对运动员的支持力受力物体是运动员,杠铃受到的重力受力物体是杠铃,这两个力不满足二力平衡的条件,不是一对平衡力,C错误;
D.运动员对地面的压力受力物体是地面,杠铃受到的重力受力物体是杠铃,这两个力不满足二力平衡的条件,不是一对平衡力,D错误;
故选B。
3. 对下列四幅图片所涉及物理知识的解读,正确的是( )
A. 图甲中运动员手部涂镁粉是为了减小摩擦力
B. 图乙中用钳子剪断铁丝,钳子是费力杠杆
C. 图丙中验电器张开的两片金属箔带异种电荷
D. 图丁中的通电螺线管右端为极
【答案】D
【解析】
【详解】A.图甲中运动员手部涂镁粉是为了吸汗并增加接触面的粗糙程度,从而增大摩擦力,故A错误;
B.图乙中用钳子剪断铁丝时,动力臂大于阻力臂,钳子是省力杠杆,故B错误;
C.图丙中验电器张开的两片金属箔带同种电荷,同种电荷相互排斥,故C错误;
D.图丁中电源左端为正极,电流从螺线管左端流入,根据安培定则可知,通电螺线管右端为极,故D正确。
故选D。
4. 如图为载有重物的家用“L”形小车的示意图,在挡板顶端对挡板施加一个始终垂直挡板的力,使小车绕O点慢慢转动到图中虚线位置忽略小车受到的重力,此过程中力的大小( )
A. 一直减小 B. 一直增大
C. 先减小后增大 D. 先增大后减小
【答案】A
【解析】
【详解】在挡板顶端对挡板施加一个始终垂直挡板的力F,使小车绕O点慢慢转动,可以看成是杠杆,支点是O,而动力臂始终不变,等于挡板的长,当转动过程,阻力大小等于物体的重力而不变,慢慢转动到图中虚线位置,货物的重心靠近O点正上方,故阻力臂减小,根据杠杆平衡条件知,动力臂和阻力不变时,阻力臂逐渐减小,动力减小。
故选A。
5. 某物理社团用如图甲所示的装置测量未知液体的密度,U形管开口向下竖直插入两种液体中,开始时管内外液面相平。通过抽气口将管内的气体抽出一部分后关闭阀门,稳定时U形管内的气体压强为,管内外气体压强差支撑起U形管内液柱的高度如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 大于管外大气压,
B. 小于管外大气压,
C. 大于管外大气压,
D. 小于管外大气压,
【答案】B
【解析】
【详解】设管外大气压为。水侧管内外液面高度差为,由静止液体同一水平面压强相等,有
所以
故小于管外大气压。同理未知液体侧有
所以
与水侧的压强差相同。由前述两式可知两侧的压强差相等。由压强差相等得
因此未知液体密度满足
故选B。
6. 如图所示电路,开关S闭合,灯泡和均发光。若它们的阻值不同,忽略温度对电阻的影响,下列说法不正确的是( )
A. 通过、两点的电流不相等
B. 和两端的电压相等
C. 和的实际功率不相等
D. 若断路,则不会发光
【答案】D
【解析】
【详解】AB.图中两个灯泡并联,根据并联电路的特点知,L1和L2两端的电压相等,由于它们的阻值不同,根据欧姆定律知,通过的电流不等,故AB正确;
C.根据P=UI知,电压相等,电流不等,实际功率不等,故C正确;
D.根据并联各支路互不影响,若L1断路,则L2会发光,故D错误。
此题选择不正确的,故选D。
7. 如图所示,为了研究影响滑动摩擦力大小的因素,某同学利用一个砝码,一个木块,两个材料相同但粗糙程度不同的长木板进行三次实验。三次实验中,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A. 甲、丙两次实验可得出滑动摩擦力大小与压力大小有关
B. 甲、丙两次实验可得出滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关
C. 乙、丙两次实验中,木块速度大小相同时,木块受到的滑动摩擦力大小也相同
D. 乙、丙两次实验中,木块向右做匀速直线运动时,砝码受到的摩擦力都为零
【答案】D
【解析】
【详解】AB.甲、丙两次实验中,木块对长木板的压力不同,长木板的粗糙程度也不同,不符合控制变量法的要求,既不能得出滑动摩擦力大小与压力大小的关系,也不能得出其与接触面粗糙程度的关系,故AB错误。
C.乙、丙两次实验中,木块对长木板的压力相同,长木板的粗糙程度不同。滑动摩擦力大小与速度无关,与接触面的粗糙程度有关,因此两次实验中木块受到的滑动摩擦力大小不同,故C错误;
D.乙、丙两次实验中,砝码均随木块做匀速直线运动,所受合力为零。因此砝码所受摩擦力为零,故D正确。
故选D。
8. 如图所示是某电炖锅的简化电路图,旋转开关内有一块绝缘圆盘,在圆盘边缘有8个金属触点,绕中心轴转动的绝缘旋钮两端各有一个金属片,转动旋钮可将相邻金属触点连通。电炖锅通过旋转开关可以实现快炖、慢炖和保温功能,、和均为加热电阻,且。电炖锅的部分参数如下表所示。下列结论正确的是( )
热效率
84%
保温功率
40 W
快炖功率
800 W
容量
5 L
A. 电阻的阻值为
B. 电阻的阻值为60.5 Ω
C. 电炖锅的慢炖功率为400 W
D. 旋转开关在如图所示位置时,通过电阻的电流约为1.82 A
【答案】A
【解析】
【详解】AB.由题图可知,当开关上端接到56,下端接12时,、和串联,电路的总电阻最大,
由
可知电路的总功率最小,为保温挡,电路的总电阻
当开关左端接到34,右端接78时,和并联,电路的总电阻最小,由
可知电路的总功率最大,为快炖挡,电路的总电阻
因为
所以
即
的阻值
A正确,B错误;
C.当开关左端接到23,右端接67时,和串联,电路的总电阻较小,由
可知电路的总功率较大,为慢炖挡,慢炖的功率
C错误;
D.旋转开关在题图所示位置时,电路中出现断路,通过电阻的电流为零,故D错误;
故选A。
9. 如图为三峡大坝泄洪的画面。上游洪水从泄洪口喷出,江面上激起大量水雾,阳光白云下出现绚丽的彩虹。下列说法正确的是( )
A. 白云是由江水升华形成的 B. 彩虹是太阳光的色散现象
C. 水雾是分子热运动形成的 D. 上游水位越高喷水速度越小
【答案】B
【解析】
【详解】A.白云主要是水蒸气遇冷液化形成的小水滴,不是江水升华形成的,故A错误;
B.太阳光由多种色光组成,经过水滴时不同色光的折射程度不同而发生色散,形成彩虹,故B正确;
C.水雾是水蒸气遇冷液化形成的小水滴,分子热运动是分子永不停息的无规则运动,不是水雾形成的原因,故C错误;
D.上游水位越高,水流落差越大,重力势能转化为动能越多,喷出速度越大,故D错误。
故选B。
10. 某款家用蒸汽洗地机设计为:开关控制电机和同时工作,实现洗地和污水回收;开关单独控制电阻加热水产生蒸汽;一旦机器发生倾倒,开关断开整个电路。下列电路图符合设计要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知开关在干路,开关控制电机和同时工作,开关单独控制电阻加热水产生蒸汽,可知符合题意的是图D。
故选D。
11. 如图甲,利用相同规格的加热器加热等质量的a、b两种液体,得到温度随时间变化的图像如图乙,分析可知( )
A. 相同时间内a中加热器产生的热量比b中的多
B. a和b的吸热能力都随着温度的升高不断增大
C. 升高相同温度a所用时间比b少,a的吸热能力比b弱
D. 相同时间内a升高的温度比b多,a的吸热能力比b强
【答案】C
【解析】
【详解】A.实验中使用相同规格的加热器,则相同时间内中加热器产生的热量与中的加热器产生的热量相同,A错误;
B.吸热能力是物质的属性,保持不变,所以和的吸热能力不会随着温度的升高而发生变化,B错误;
C.由于相同时间内中加热器产生的热量与中的加热器产生的热量相同,则相同时间内两种液体吸收的热量相同;升高相同的温度,所用时间比少,则吸收的热量少,、两种液体的质量相等,由
可知,的吸热能力比弱,C正确;
D.由于相同时间内中加热器产生的热量与中的加热器产生的热量相同,则相同时间内两种液体吸收的热量相同,相同时间内升高的温度比多,、两种液体的质量相等,由
可知,的吸热能力比弱,D错误;
故选C。
12. 冰壶运动员比赛用鞋如图,蹬冰鞋底用橡胶制成,滑行鞋底用塑料制成。运动员用滑行鞋支撑全身在冰面上滑行,需要停下时,用蹬冰鞋接触冰面进行控制。下列说法正确的是( )
A. 蹬冰鞋底是为了减小压力
B. 滑行鞋底是为了减小摩擦力
C. 运动员在冰面上滑行需要力来维持
D. 滑行时若摩擦力消失,则运动员会停止运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.蹬冰鞋底用橡胶制成,是在压力一定的情况下,增大接触面的粗糙程度增大冰面对鞋的摩擦,A错误;
B.滑行鞋底用塑料制成,是在压力一定的情况下,减小接触面的粗糙程度,减小冰面对鞋的摩擦,B正确;
C.物体的运动不需要力来维持,C错误;
D.根据牛顿第一定律,滑行时若摩擦力消失,则运动员会做匀速直线运动,D错误;
故选B。
13. 如图甲所示,水平桌面上有一个质量为100g、底面积为的圆柱形平底薄壁溢水杯,杯底上表面到溢水口的距离为15cm,杯中装有部分水,此时溢水杯对桌面的压强为。将挂在弹簧测力计下端密度为的圆柱体从水面上方逐渐浸入水中,当圆柱体一半浸在水中时,圆柱体下表面受到的压力为,水对溢水杯底部的压强为;当圆柱体浸没在水中时,如图乙所示,弹簧测力计的示数为,溢出到小桶中的水重为,圆柱体下表面受到的压力为,溢水杯对桌面的压强为。已知,下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.没有放入圆柱体时溢水杯对桌面的压力:F=G杯+G水
当圆柱体浸没在水中时,由称重法可知,此时圆柱体受到的浮力:F浮=G-F示
对溢水杯的整体受力分析可知,溢水杯整体受到溢水杯、杯中剩余的水和圆柱体的总重力、桌面对溢水杯的支持力和弹簧测力计向上的拉力,由力的平衡条件可知,桌面对溢水杯的支持力:F支=G杯+(G水-G溢)+G-F示=G杯+(G水-G溢)+F浮=G杯+G水+F浮-G溢
由力的作用是相互的可知,此时溢水杯对桌面的压力:F'=F支=G杯+G水+F浮-G溢
则
代入p2=p0+200Pa可知,
即
则F浮=G溢+200Pa×S=1N+200Pa×100×10-4m2=3N,
由F浮=ρ液gV排 可知,圆柱体浸没时排开水的体积:,
因为圆柱体浸没在水中,所以圆柱体的体积:V=V排=3×10-4m3=300cm3,
由称重法可知,圆柱体的重力:G=F浮+F示=3N+2.4N=5.4N,
由G=mg可知,圆柱体的质量:
则圆柱体的密度:,故A错误;
B.由F浮=ρ液gV排 可知,圆柱体一半浸在水中时受到的浮力:
则从圆柱体一半浸在水中到圆柱体浸没在水中时增加的浮力:ΔF浮=F浮-F浮'=3N-1.5N=1.5N>1N,即ΔF浮>G溢
说明圆柱体一半浸在水中时,水面没有到达溢水口,此时水的深度h<15cm=0.15m
因此水对溢水杯底部的压强:p1=ρ水gh<1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.5×103Pa,故B错误;
C.由G=mg和可知,溢出到小桶中水的体积:
原来溢水杯中水的体积:V水=Sh杯+V溢-V排=100cm2×15cm+100cm3-300cm3=1300cm3
原来溢水杯中水的质量:m水=ρ水V水=1.0g/cm3×1300cm3=1300g=1.3kg
则原来溢水杯中水的重力:G水=m水g=1.3kg×10N/kg=13N
溢水杯的重力:G杯=m杯g=100×10-3kg×10N/kg=1N
没有放入圆柱体时,溢水杯对桌面的压力:F=G杯+G水=1N+13N=14N
此时溢水杯对桌面的压强:
则当圆柱体浸没在水中时,溢水杯对桌面的压强:p2=p0+200Pa=1400Pa+200Pa=1600Pa,故C错误;
D.由浮力产生的原因可知,圆柱体一半浸在水中时圆柱体下表面受到的压力:F1=F浮'=1.5N
图乙中,圆柱体上下表面受到的压力差:F2-F1'=F浮=3N
即F2>3N,因此F2-F1>3N-1.5N=1.5N,故D正确。
故选D。
14. 如图甲所示为一种测量环境湿度的仪器,其简化工作原理图如图乙所示。电源电压恒为,定值电阻,为湿敏电阻,其阻值随环境湿度的增大而减小,的最大阻值为50 Ω,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~9 V。闭合开关S,当环境湿度增大时,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数变小,电压表示数变大
B. 电压表示数与电流表示数的比值变小
C. 的最小阻值为
D. 电压表示数的变化范围为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由电路图可知,闭合开关后,定值电阻与湿敏电阻串联,电压表测两端的电压 电流表测电路中的电流。因湿敏电阻的阻值随环境湿度的增加而减小,所以当环境的湿度增大时的阻值减小,电路的总电阻减 小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,由欧姆定律可知,定值电阻两端的电压变大,即电压表的示数变大,A错误;
B.电压表示数与电流表示数的比值等于定值电阻的阻值,保持不变,B错误;
C.由于电流表量程为,所以电路中的最大电流为,电路的总电阻
的最小阻值为
故C错误;
D.电路中的最小电流为
两端的最小电压
两端的最大电压
所以电压表示数的变化范围为,故D正确;
故选D。
15. 图甲是电阻和的电流随电压变化的图像,电源电压不变,滑动变阻器上标有“20 Ω,2 A”字样,将它们接入图乙所示的电路中。只闭合开关,滑片P位于端时,电阻的实际功率为;同时闭合开关和,将滑片移动到端时,电阻的实际功率为。则( )
A. 的阻值为 B. 电源电压为10V
C. 电路中的最大电流为1.8A D. 电路的最大功率为24W
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由图甲可知,R2是定值电阻,其阻值
R1的阻值随电压的增大而增大。
当只闭合开关S1,滑片P位于a端时,滑动变阻器的最大阻值与R1串联,R1的实际功率为1W。结合图甲可知,R1两端的电压为2V,通过R1的电流为0.5A时,R1的电功率P1=U1I1=2V×0.5A=1W
符合题意,则滑动变阻器两端的电压UP=I1RP=0.5A×20Ω=10V
则电源电压U=U1+UP=2V+10V=12V,故AB错误;
C.若同时闭合开关S1和S2,将滑片P移动到b端时,R1、R2并联,各支路两端电压相等且等于电源电压,电路中总电阻最小,总电流最大,通过R1的电流
通过R2的电流
则电路中的最大电流I大=I1'+I2'=0.8A+1.2A=2A,故C错误;
D.电路中电流最大时功率最大,故电路的最大功率为P=UI大=12V×2A=24W,故D正确。
故选D。
(二)选择题:本题共3小题,每小题3分,共9分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得3分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
16. 1820年,安培在法国科学院的例会上做了一个有趣的实验。如图所示,将螺线管沿东西方向水平悬挂起来,给螺线管通电,下列说法正确的是( )
A. 通电螺线管B端为N极
B. 通电螺线管外部磁场分布与蹄形磁体相似
C. 螺线管通电会转动,是因为受到了地磁场的作用
D. 螺线管通电会转动,最后停在南北方向上
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据安培定则,右手四指沿线圈电流环绕方向弯曲,拇指指向端,所以端为极、端为极,故A错误;
B.通电螺线管外部的磁感线分布与条形磁体相似,故B错误;
CD.通电螺线管可等效为条形磁体,地磁场的水平分量使其在水平面内转动,最终其轴线沿南北方向静止,故CD正确。
故选CD。
17. 将凸透镜及蜡烛、光屏置于光具座上,完成如图甲所示的成像实验,记录每次成清晰的实像的物距,像距,物像间距,绘出如图乙所示的图线(为焦距)。经查阅资料发现,在物理学中,有一个凸透镜成像的“新概念”:放大率,下列说法正确的是( )
A. 当物距,烛焰成清晰的实像时,放大率
B. 移动蜡烛每次成清晰的实像时,蜡烛与光屏的间距的最小值为
C. 经分析,图中的值为
D. 当烛焰成清晰实像时,在凸透镜前面放一个凹透镜,移动光屏再次得到清晰的像,此时放大率变小
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由图乙可知,当物距u=1.5f时,像距v=L-u=4.5f-1.5f=3f,则放大率,故A正确;
B.分析图乙可知移动蜡烛每次成清晰的实像时,蜡烛与光屏的间距的最小值为4f,故B错误;
C.因为当物距u=1.5f时,像距v=L-u=4.5f-1.5f=3f,又因为在光的折射现象中,光路是可逆的,当u=3f时,v=1.5f,此时L=u+v=3f+1.5f=4.5f,则图中a为3f,故C正确;
D.由于凹透镜对光线具有发散作用,会延迟光线的会聚,所以需要将光屏右移,像距v变大,此时放大率n变大,故D错误。
故选AC。
18. 如图所示电路,电源电压保持不变,。当开关闭合,、断开时,电压表的示数为,消耗的功率为;当开关、、都闭合时,电压表的示数为,消耗的功率为,且电流表的示数为。已知,。下列结论正确的是( )
A. 的阻值为
B. 电源电压为
C. 开关闭合,、断开时,电路消耗的总功率为0.9 W
D. 开关、、都闭合时,电流表的示数为1.1 A
【答案】AD
【解析】
【详解】A.当开关闭合,、断开时,、、串联,电压表测两端电压,
当开关、、都闭合时,、、并联,电压表测电源电压,
由
得
即
消耗的功率,
由得
解得,,故A正确;
B.当开关、、都闭合时,电流表测和的总电流,
代入数据解得,故B错误;
C.开关闭合,、断开时,电路消耗的总功率,故C错误;
D.开关、、都闭合时,电流表测干路电流,,故D正确。
故选AD。
二、非选择题:本题共6小题,共56分.
(一)实验填空题:共3道题,共24分.
19. 为了增强市民身体素质,武汉很多公园安装了各式各样的健身器材。使用如图所示的器材时,将配重片调节至合适的限位孔,紧握把手向下拉,支架就可以绕着转轴转动,底座上的缓冲垫可以防止支架回落时噪声过大、限位垫可以防止支架转动角度过大。已知配重片的质量为,相邻限位孔之间距离为。
(1)请在图中画出某同学在位置向下拉把手的拉力的力臂。
(2)该同学在位置沿图中力所示的方向刚好能用的力拉动把手,拉力的力臂为30 cm,接着他将配重片向左移动了一个限位孔,再次在位置沿图中力所示的方向刚好拉动把手需要_________N的拉力。(不计支架和把手的重力以及支架和转轴间的摩擦力)
(3)该同学紧握把手同一位置沿竖直方向缓慢向下拉的过程中,拉力大小_______(填“变小”“不变”“变大”或“先变小后变大”)。
【答案】(1) (2)200
(3)变小
【解析】
【小问1详解】
转轴到拉力F的作用线之间的距离。
【小问2详解】
配重重力
初始拉力,拉力力臂
设初始配重阻力臂为,由杠杆平衡
解得
配重左移一个限位孔,阻力臂增加15cm,新阻力臂
再次平衡时
解得
【小问3详解】
紧握把手同一位置沿竖直方向缓慢向下拉的过程中,动力臂增大,阻力臂减小,阻力不变,由杠杆平衡,故拉力变小。
20. 图甲是“探究水沸腾时温度规律特点”的实验装置,将初温为90℃热水倒入烧杯加热,每隔1 min记录一次温度,下表是实验时所记录的数据。
时间(min)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
10
温度(℃)
90
92
94
96
97
98
98
98
98
98
(1)组装实验器材时,应按照_________(选填“由上到下”或“由下到上”)的顺序,请根据记录的数据在图乙中先描点,再用平滑的线绘出水沸腾前后温度随时间变化的图像_________,根据图象可知,水沸腾后,继续吸热。温度_________(选填“升高”或“不变”);
(2)水沸腾时,可以观察到烧杯内产生大量气泡并不断上升。在上升过程中,气泡_________(选填“逐渐变大”“逐渐变小”或“不变”),在本次实验中,水的沸点为_________;
(3)实验时,当温度计刚插入热水时,管壁模糊,很难看清示数,原因是_________。
【答案】(1) ①. 由下到上 ②. ③. 不变
(2) ①. 逐渐变大 ②. 98℃
(3)水蒸气液化形成小水滴
【解析】
【小问1详解】
[1]水的沸腾实验中组装器材时应遵循由下而上的顺序
[2]把表格中的数据点描在坐标纸上,用光滑的曲线连接各数据点,明显偏离的数据点舍去,图像见答案。
[3]水沸腾的核心特点是持续吸热,温度保持不变。
【小问2详解】
[1]水沸腾时,整个容器内水温相同,水内部不停汽化产生大量水蒸气进入气泡,同时上升过程中水的压强随深度减小而降低,因此气泡上升时逐渐变大;
[2]实验数据可知水温达到98℃后保持恒定,因此本次实验水的沸点为98℃。
【小问3详解】
刚插入热水的温度计温度远低于热水蒸气的温度,热水汽化产生的水蒸气遇冷的温度计玻璃壁液化成小液滴,附着在管壁上,遮挡了温度计的刻度,导致难以看清示数。
【点睛】
21. 在测量“小灯泡正常发光时电阻”的实验中,电源电压恒为3 V,小灯泡的额定电压为2.5V,开关、滑动变阻器、电流表、电压表各一个,导线若干。
(1)如图甲所示电路,经检查发现有一根导线连接错误。请在错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(2)改正错误后,闭合开关,改变滑片的位置进行实验,并记录数据。小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为________(小数点后保留一位小数)。当电压表的示数为时,小致根据所学知识,计算出小灯泡的实际功率可能为_____()。
(3)小致又将小灯泡换成定值电阻进行多次实验,记录多组数据。小致根据收集的数据绘制出的图像如图丙所示,则________图线是小灯泡的图像(①/②)。图像中、两点电阻的大小关系为________。
(4)实践小组的某同学实验时电压表损坏,他认为用余下的器材也能完成实验,并设计出如图丁所示电路,主要操作步骤如下:
①连接电路,将滑片移动到端,闭合开关,记录电流表示数为;
②将滑片移动到端,记录电流表示数为;
③已知滑动变阻器最大阻值为,则待测电阻________。(用已知物理量符号表示)。
【答案】(1) (2) ①. 10.4 ②. 0.81
(3) ①. ① ②. <
(4)
【解析】
【小问1详解】
测灯泡电阻时,电压表应并联在灯泡两端,电流表串联在电路中。
【小问2详解】
[1]由图乙电流表读数为(量程,分度值)。正常发光时电压为,则电阻
[2]由小灯泡伏安特性曲线可知,时电流约为,功率约为
【小问3详解】
[1]小灯泡的图像为曲线(电阻随温度升高而增大),故①为小灯泡图线。
[2]在图像中,电阻,即图像上某点与原点连线的斜率的倒数。由图可知,点与原点连线的斜率小于点,故
【小问4详解】
滑片在端时,滑动变阻器接入最大阻值,与待测电阻串联,电源电压
滑片在端时,滑动变阻器接入阻值为,
联立得
得
(二)解答题:本题共3道题,共32分.
22. 长江口二号古船是用整体打捞技术提取的宝贵水下文化遗产。如图甲,打捞船可看作中间开着方井的长方体,俯瞰为回字形结构。如图乙,将古船及周围泥沙封闭成总质量为、体积为的箱体,打捞船甲板上的机械通过钢缆将箱体匀速提升至方井中。(,,不计水的阻力和钢缆质量)
(1)求箱体的重力。
(2)求箱体出水前所受的浮力和钢缆的总拉力。
(3)箱体出水前,打捞船浸入水中的深度为1.5 m,如图丙。箱体部分出水后在方井中静止时,钢缆总拉力为5.3×107 N,求此时打捞船浸入水中的深度。(回字形打捞船上表面阴影部分面积取)
【答案】(1)
(2),
(3)2.5m
【解析】
【详解】(1)根据公式
可知,箱体的重力为
(2)由题意可知,箱体出水前,排开水的体积等于箱体的体积,即
根据阿基米德原理可知,箱体出水前所受的浮力为
由题意可知,钢缆将箱体匀速提升,所以箱体受到向下的重力和向上的拉力、浮力是一对平衡力,即
所以钢缆的总拉力为
(3)对箱体出水前进行受力分析,打捞船和箱体的总浮力和总重力是一对平衡力,总浮力是箱体出水前的浮力加打捞船的浮力,即
根据阿基米德原理可知,箱体出水前打捞船的浮力为
总浮力为
总重力为
对箱体部分出水后进行受力分析,箱体由于部分出水,使箱体受到浮力减少,打捞船由于浸入深度变化,受到的浮力也发生变化,所以设箱体出水后浸入水中的体积为,则此时受到的浮力为
由题意可知,箱体部分出水后在方井中静止,所以钢缆的拉力、箱体浮力和箱体重力是一对平衡力,即
则此时箱体受到的浮力为
由题意可知,箱体部分出水后,此时打捞船和箱体受到的总浮力和其总重力是一对平衡力,即
求出此时打捞船受到的浮力为
根据阿基米德原理可知,此时打捞船浸入水中的体积为
则此时打捞船浸入水中的深度为
23. 如图所示电路,电源电压为18 V,小灯泡L标有“6 V 3 W”(忽略灯丝电阻的变化),定值电阻的阻值为,是滑动变阻器。电压表的量程为0∼15 V,电流表的量程为0~0.6 A。
(1)求小灯泡的电阻;
(2)若只闭合开关和,当接入电路的阻值为其最大阻值的时,小灯泡正常发光,求滑动变阻器的最大阻值;
(3)若只闭合开关和,调节滑动变阻器的滑片,在保证电路安全的情况下,求电路消耗的最小功率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小灯泡的额定电压和额定功率分别为,,由电功率定义得
由欧姆定律得
联立得
代入额定数据得
【小问2详解】
只闭合开关和时,小灯泡与滑动变阻器串联。小灯泡正常发光时,由电功率定义得
滑动变阻器两端电压为
由欧姆定律得此时滑动变阻器接入电路的阻值为
题设中为滑动变阻器最大阻值的,所以滑动变阻器最大阻值为
【小问3详解】
只闭合开关和时,与串联,电压表测两端电压,电流表测干路电流。电路消耗的总功率为,电源电压不变,所以要使最小,应使电流最小。由串联电路电压关系得
由欧姆定律得。因此,越大,越小,电流越小,应在安全范围内使取最大值。电压表量程限制。由串联电路电流相等及欧姆定律得
结合
可得
取时,
故电压表达到满量程时滑动变阻器可以调到该阻值。此时
满足电流表量程要求。电路消耗的最小功率为
24. 据统计,每燃烧1 kg燃油约排放3.3 kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标,氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大,使用氢燃料电池的交通工具不断丰富,其应用流程如下。
(1)氢燃料电池将化学能直接转化为_________能;
(2)当储氢瓶内气体压强为时,求瓶内壁的面积上受到的压力;
(3)以氢燃料电池卡车为例,若卡车在水平路面上匀速行驶72 km用时1 h,功率为172 kW。
①求卡车的行驶速度;
②求卡车所受牵引力;
③与燃油卡车相比,氢燃料电池卡车行驶可减排二氧化碳的质量为多少?(燃油机的效率取36%,燃油的热值取)
【答案】(1)电 (2)
(3)①20m/s;②;③132kg
【解析】
【详解】(1)氢燃料电池发生化学反应,将化学能直接转化为电能,供用电器使用。
(2)当储氢瓶内气体压强为时,由压强定义式
得,瓶内壁的面积上受到的压力
(3)①卡车的行驶速度
②根据功率定义式
可得,卡车输出能量
由功的定义式
可得卡车匀速行驶所受牵引力
③由
可得,燃油完全燃烧释放的热量为
由燃油燃烧生成的热量
可得需要的燃油
减排的二氧化碳
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株洲市一中2025级新高一入学质量检测
物理试题
本试题卷共10页,时间为75分钟,满分为100分
一、选择题:本题共18小题,共44分.
(一)单项选择题:本题共15小题,其中1至10题每题2分,11至15题每题3分,共35分.
1. 音乐社团的同学们用钢琴、古筝和二胡合奏歌曲《我和我的祖国》,乐声悠扬和谐,各具特色。我们能够分辨出这些乐器的声音,是通过声音的( )
A. 声速 B. 音色 C. 响度 D. 音调
2. “2025年亚洲举重锦标赛”在我国举行,中国队最终收获31金15银11铜。在比赛中,当运动员双臂竖直举起杠铃静止时,如图所示。与杠铃受到的重力是一对平衡力的是( )
A. 杠铃对运动员的压力 B. 运动员对杠铃的支持力
C. 地面对运动员的支持力 D. 运动员对地面的压力
3. 对下列四幅图片所涉及物理知识的解读,正确的是( )
A. 图甲中运动员手部涂镁粉是为了减小摩擦力
B. 图乙中用钳子剪断铁丝,钳子是费力杠杆
C. 图丙中验电器张开的两片金属箔带异种电荷
D. 图丁中的通电螺线管右端为极
4. 如图为载有重物的家用“L”形小车的示意图,在挡板顶端对挡板施加一个始终垂直挡板的力,使小车绕O点慢慢转动到图中虚线位置忽略小车受到的重力,此过程中力的大小( )
A. 一直减小 B. 一直增大
C. 先减小后增大 D. 先增大后减小
5. 某物理社团用如图甲所示的装置测量未知液体的密度,U形管开口向下竖直插入两种液体中,开始时管内外液面相平。通过抽气口将管内的气体抽出一部分后关闭阀门,稳定时U形管内的气体压强为,管内外气体压强差支撑起U形管内液柱的高度如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 大于管外大气压,
B. 小于管外大气压,
C. 大于管外大气压,
D. 小于管外大气压,
6. 如图所示电路,开关S闭合,灯泡和均发光。若它们的阻值不同,忽略温度对电阻的影响,下列说法不正确的是( )
A. 通过、两点的电流不相等
B. 和两端的电压相等
C. 和的实际功率不相等
D. 若断路,则不会发光
7. 如图所示,为了研究影响滑动摩擦力大小的因素,某同学利用一个砝码,一个木块,两个材料相同但粗糙程度不同的长木板进行三次实验。三次实验中,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A. 甲、丙两次实验可得出滑动摩擦力大小与压力大小有关
B. 甲、丙两次实验可得出滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关
C. 乙、丙两次实验中,木块速度大小相同时,木块受到的滑动摩擦力大小也相同
D. 乙、丙两次实验中,木块向右做匀速直线运动时,砝码受到的摩擦力都为零
8. 如图所示是某电炖锅的简化电路图,旋转开关内有一块绝缘圆盘,在圆盘边缘有8个金属触点,绕中心轴转动的绝缘旋钮两端各有一个金属片,转动旋钮可将相邻金属触点连通。电炖锅通过旋转开关可以实现快炖、慢炖和保温功能,、和均为加热电阻,且。电炖锅的部分参数如下表所示。下列结论正确的是( )
热效率
84%
保温功率
40 W
快炖功率
800 W
容量
5 L
A. 电阻的阻值为
B. 电阻的阻值为60.5 Ω
C. 电炖锅的慢炖功率为400 W
D. 旋转开关在如图所示位置时,通过电阻的电流约为1.82 A
9. 如图为三峡大坝泄洪的画面。上游洪水从泄洪口喷出,江面上激起大量水雾,阳光白云下出现绚丽的彩虹。下列说法正确的是( )
A. 白云是由江水升华形成的 B. 彩虹是太阳光的色散现象
C. 水雾是分子热运动形成的 D. 上游水位越高喷水速度越小
10. 某款家用蒸汽洗地机设计为:开关控制电机和同时工作,实现洗地和污水回收;开关单独控制电阻加热水产生蒸汽;一旦机器发生倾倒,开关断开整个电路。下列电路图符合设计要求的是( )
A. B.
C. D.
11. 如图甲,利用相同规格的加热器加热等质量的a、b两种液体,得到温度随时间变化的图像如图乙,分析可知( )
A. 相同时间内a中加热器产生的热量比b中的多
B. a和b的吸热能力都随着温度的升高不断增大
C. 升高相同温度a所用时间比b少,a的吸热能力比b弱
D. 相同时间内a升高的温度比b多,a的吸热能力比b强
12. 冰壶运动员比赛用鞋如图,蹬冰鞋底用橡胶制成,滑行鞋底用塑料制成。运动员用滑行鞋支撑全身在冰面上滑行,需要停下时,用蹬冰鞋接触冰面进行控制。下列说法正确的是( )
A. 蹬冰鞋底是为了减小压力
B. 滑行鞋底是为了减小摩擦力
C. 运动员在冰面上滑行需要力来维持
D. 滑行时若摩擦力消失,则运动员会停止运动
13. 如图甲所示,水平桌面上有一个质量为100g、底面积为的圆柱形平底薄壁溢水杯,杯底上表面到溢水口的距离为15cm,杯中装有部分水,此时溢水杯对桌面的压强为。将挂在弹簧测力计下端密度为的圆柱体从水面上方逐渐浸入水中,当圆柱体一半浸在水中时,圆柱体下表面受到的压力为,水对溢水杯底部的压强为;当圆柱体浸没在水中时,如图乙所示,弹簧测力计的示数为,溢出到小桶中的水重为,圆柱体下表面受到的压力为,溢水杯对桌面的压强为。已知,下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
14. 如图甲所示为一种测量环境湿度的仪器,其简化工作原理图如图乙所示。电源电压恒为,定值电阻,为湿敏电阻,其阻值随环境湿度的增大而减小,的最大阻值为50 Ω,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~9 V。闭合开关S,当环境湿度增大时,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数变小,电压表示数变大
B. 电压表示数与电流表示数的比值变小
C. 的最小阻值为
D. 电压表示数的变化范围为
15. 图甲是电阻和的电流随电压变化的图像,电源电压不变,滑动变阻器上标有“20 Ω,2 A”字样,将它们接入图乙所示的电路中。只闭合开关,滑片P位于端时,电阻的实际功率为;同时闭合开关和,将滑片移动到端时,电阻的实际功率为。则( )
A. 的阻值为 B. 电源电压为10V
C. 电路中的最大电流为1.8A D. 电路的最大功率为24W
(二)选择题:本题共3小题,每小题3分,共9分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得3分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
16. 1820年,安培在法国科学院的例会上做了一个有趣的实验。如图所示,将螺线管沿东西方向水平悬挂起来,给螺线管通电,下列说法正确的是( )
A. 通电螺线管B端为N极
B. 通电螺线管外部磁场分布与蹄形磁体相似
C. 螺线管通电会转动,是因为受到了地磁场的作用
D. 螺线管通电会转动,最后停在南北方向上
17. 将凸透镜及蜡烛、光屏置于光具座上,完成如图甲所示的成像实验,记录每次成清晰的实像的物距,像距,物像间距,绘出如图乙所示的图线(为焦距)。经查阅资料发现,在物理学中,有一个凸透镜成像的“新概念”:放大率,下列说法正确的是( )
A. 当物距,烛焰成清晰的实像时,放大率
B. 移动蜡烛每次成清晰的实像时,蜡烛与光屏的间距的最小值为
C. 经分析,图中的值为
D. 当烛焰成清晰实像时,在凸透镜前面放一个凹透镜,移动光屏再次得到清晰的像,此时放大率变小
18. 如图所示电路,电源电压保持不变,。当开关闭合,、断开时,电压表的示数为,消耗的功率为;当开关、、都闭合时,电压表的示数为,消耗的功率为,且电流表的示数为。已知,。下列结论正确的是( )
A. 的阻值为
B. 电源电压为
C. 开关闭合,、断开时,电路消耗的总功率为0.9 W
D. 开关、、都闭合时,电流表的示数为1.1 A
二、非选择题:本题共6小题,共56分.
(一)实验填空题:共3道题,共24分.
19. 为了增强市民身体素质,武汉很多公园安装了各式各样的健身器材。使用如图所示的器材时,将配重片调节至合适的限位孔,紧握把手向下拉,支架就可以绕着转轴转动,底座上的缓冲垫可以防止支架回落时噪声过大、限位垫可以防止支架转动角度过大。已知配重片的质量为,相邻限位孔之间距离为。
(1)请在图中画出某同学在位置向下拉把手的拉力的力臂。
(2)该同学在位置沿图中力所示的方向刚好能用的力拉动把手,拉力的力臂为30 cm,接着他将配重片向左移动了一个限位孔,再次在位置沿图中力所示的方向刚好拉动把手需要_________N的拉力。(不计支架和把手的重力以及支架和转轴间的摩擦力)
(3)该同学紧握把手同一位置沿竖直方向缓慢向下拉的过程中,拉力大小_______(填“变小”“不变”“变大”或“先变小后变大”)。
20. 图甲是“探究水沸腾时温度规律特点”的实验装置,将初温为90℃热水倒入烧杯加热,每隔1 min记录一次温度,下表是实验时所记录的数据。
时间(min)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
10
温度(℃)
90
92
94
96
97
98
98
98
98
98
(1)组装实验器材时,应按照_________(选填“由上到下”或“由下到上”)的顺序,请根据记录的数据在图乙中先描点,再用平滑的线绘出水沸腾前后温度随时间变化的图像_________,根据图象可知,水沸腾后,继续吸热。温度_________(选填“升高”或“不变”);
(2)水沸腾时,可以观察到烧杯内产生大量气泡并不断上升。在上升过程中,气泡_________(选填“逐渐变大”“逐渐变小”或“不变”),在本次实验中,水的沸点为_________;
(3)实验时,当温度计刚插入热水时,管壁模糊,很难看清示数,原因是_________。
21. 在测量“小灯泡正常发光时电阻”的实验中,电源电压恒为3 V,小灯泡的额定电压为2.5V,开关、滑动变阻器、电流表、电压表各一个,导线若干。
(1)如图甲所示电路,经检查发现有一根导线连接错误。请在错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(2)改正错误后,闭合开关,改变滑片的位置进行实验,并记录数据。小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为________(小数点后保留一位小数)。当电压表的示数为时,小致根据所学知识,计算出小灯泡的实际功率可能为_____()。
(3)小致又将小灯泡换成定值电阻进行多次实验,记录多组数据。小致根据收集的数据绘制出的图像如图丙所示,则________图线是小灯泡的图像(①/②)。图像中、两点电阻的大小关系为________。
(4)实践小组的某同学实验时电压表损坏,他认为用余下的器材也能完成实验,并设计出如图丁所示电路,主要操作步骤如下:
①连接电路,将滑片移动到端,闭合开关,记录电流表示数为;
②将滑片移动到端,记录电流表示数为;
③已知滑动变阻器最大阻值为,则待测电阻________。(用已知物理量符号表示)。
(二)解答题:本题共3道题,共32分.
22. 长江口二号古船是用整体打捞技术提取的宝贵水下文化遗产。如图甲,打捞船可看作中间开着方井的长方体,俯瞰为回字形结构。如图乙,将古船及周围泥沙封闭成总质量为、体积为的箱体,打捞船甲板上的机械通过钢缆将箱体匀速提升至方井中。(,,不计水的阻力和钢缆质量)
(1)求箱体的重力。
(2)求箱体出水前所受的浮力和钢缆的总拉力。
(3)箱体出水前,打捞船浸入水中的深度为1.5 m,如图丙。箱体部分出水后在方井中静止时,钢缆总拉力为5.3×107 N,求此时打捞船浸入水中的深度。(回字形打捞船上表面阴影部分面积取)
23. 如图所示电路,电源电压为18 V,小灯泡L标有“6 V 3 W”(忽略灯丝电阻的变化),定值电阻的阻值为,是滑动变阻器。电压表的量程为0∼15 V,电流表的量程为0~0.6 A。
(1)求小灯泡的电阻;
(2)若只闭合开关和,当接入电路的阻值为其最大阻值的时,小灯泡正常发光,求滑动变阻器的最大阻值;
(3)若只闭合开关和,调节滑动变阻器的滑片,在保证电路安全的情况下,求电路消耗的最小功率。
24. 据统计,每燃烧1 kg燃油约排放3.3 kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标,氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大,使用氢燃料电池的交通工具不断丰富,其应用流程如下。
(1)氢燃料电池将化学能直接转化为_________能;
(2)当储氢瓶内气体压强为时,求瓶内壁的面积上受到的压力;
(3)以氢燃料电池卡车为例,若卡车在水平路面上匀速行驶72 km用时1 h,功率为172 kW。
①求卡车的行驶速度;
②求卡车所受牵引力;
③与燃油卡车相比,氢燃料电池卡车行驶可减排二氧化碳的质量为多少?(燃油机的效率取36%,燃油的热值取)
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