精品解析:2026年湖南长沙中考物理试题
2026-09-11
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内容正文:
卷36 2026年长沙市初中学业水平考试
物理
(满分100分,时量60分钟)
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 如图,长沙西汉墓中出土的五弦漆木筑,印证了古代击筑高唱《大风歌》的慷慨历史。下列说法正确的是( )
A. 击筑发声时发声体在振动
B. 木筑设置五根琴弦是为了改变发声的响度
C. 高唱《大风歌》是利用超声波传递能量
D. 人们隔空听到击筑声说明声音传播不需要介质
2. 博物馆常在精巧的文物前放置一个光学元件,如图,游客透过它可以看到文物正立、放大的像,这个光学元件是( )
A. 平面镜 B. 凸透镜 C. 三棱镜 D. 平行玻璃砖
3. 为研制新型太空材料,科研人员在天宫二号空间实验室中,把要合成的各种固体材料加热变成液态,再降温变成固态,先后发生的物态变化是( )
A. 液化 汽化 B. 熔化 凝固 C. 升华 凝华 D. 汽化 凝华
4. 下列符合安全用电原则的是( )
A. 用湿手去拔插用电器
B. 电热毯导线破损后仍继续使用
C. 拽着插头后面的电线把插头从插座中用力拔出
D. 更换灯泡前先断开电源开关
5. 用实验室的液体温度计测量热水温度,液柱上升过程中,关于温度计内液体说法正确的是( )
A. 质量不变 B. 体积变小 C. 密度变大 D. 内能变小
6. 下列事例中利用水的比热容较大这一特性的是( )
A. 水电站用水发电 B. 辽宁舰漂浮在水面上
C. 汽车发动机用水作冷却液 D. 建筑工地洒水减少扬尘
7. 为保障师生安全,食堂过道会铺设粗糙的防滑垫。以下事例中也是为了增大摩擦的是( )
A. 磁悬浮列车悬浮在轨道上方行驶 B. 矿泉水瓶盖上有许多竖条纹
C. 行李箱底部安装滚轮 D. 给自行车转动部分加润滑油
8. 如图,纯电动汽车有能量回收功能,在刹车减速时利用车内的发电机发电,给电池充电,节约能源。以上过程中发生的主要能量转化是( )
A. 机械能→电能→化学能
B. 电能→内能→机械能
C. 化学能→机械能→电能
D. 内能→化学能→机械能
9. 东晋郭璞的《山海经图赞》记载有“玳瑁取芥”,即摩擦过的玳瑁能吸引轻小芥籽,下列现象中“吸”的原理与此相同的是( )
A. 用吸管吸牛奶
B. 刮风时窗帘有时被吸向窗外
C. 摩擦过的塑料笔杆能吸引纸屑
D. 由于地球的吸引,水往低处流
10. 班级篮球比赛赛场上,球在空中划出一道优美的弧线,下列说法正确的是( )
A. 将球投出后,球的惯性消失
B. 球在减速上升过程中,动能增大
C. 球在最高点时不受重力
D. 球在下落阶段,重力势能减小
二、多项选择题(本大题共2小题,每小题3分,共6分。每小题有两个选项符合题意,选对但少选得2分,错选得0分)
11. 节约用电,从我做起。小星阅读后关掉台灯时,下列说法正确的是( )
A. 客厅的灯也同时熄灭 B. 厨房的冰箱仍能工作
C. 家中用电器总功率变大 D. 家中用电器总功率变小
12. 校科技小组调查发现,某款燃油汽车燃料的化学能(),约有30%转化成了有用的机械能(),其他能量()都未能有效利用。交流展示时,下图中能正确描述三者之间关系的是( )
A. B.
C. D.
三、填空题(本大题共4小题,每空2分,共20分)
13. 如图使用测电笔辨别相线,笔尖属于________(选填“导体”或“绝缘体”)。发光的氖管与测电笔中电阻器的连接方式是________联。
14. 2026年5月天舟十号货运飞船与空间站成功对接,空间站与地面控制中心通过________波传递信息。此次携带的“柔性单晶硅太阳电池”能利用太阳能发电。太阳能可以源源不断地得到,由此可知它属于________能源。
15. 一辆油罐车正在平直路面上匀速行驶。
(1)以路边的树木为参照物,油罐车是________的;
(2)罐体内油的质量与体积的关系如图所示,油的密度是________;
(3)油罐车的速度为10 m/s,车头对拖挂车厢的拉力为15000 N,行驶5 min,拉力对拖挂车厢做功________J。
16. 小星想自制简易电子秤,电路如图甲所示,可调电源的电压输出范围是2~16 V,定值电阻R0的阻值为1200 Ω,力敏电阻Rx的阻值随压力变化的数据如下表,托盘重为2 N,水平静置在力敏电阻上,电流表、电压表如图乙所示。g取。
压力F/N
2
3
4
5
6
7
8
9
10
电阻Rx/Ω
6000
4000
3000
2400
2000
1714
1500
1333
1200
(1)空托盘与力敏电阻的接触面积为,此时托盘对力敏电阻的压强为________Pa;
(2)电源电压不变时,若闭合开关,托盘内放入物体的质量越大,定值电阻R0两端的电压越________;
(3)小星选择某个电表的某一测量范围,将其表盘改为电子秤的表盘。将电源电压调至某固定值,托盘内放入800 g物体时,电表指针恰好满偏。若托盘内放入300 g物体,电表的示数为________。
四、探究与实践题(本大题共4小题,第17题6分,第18题6分,第19题8分,第20题8分,共28分)
17. 如图,在“探究平面镜成像的特点”时:
(1)在水平桌面上铺上白纸,将玻璃板________放置在纸面上。
(2)把点燃的蜡烛A放在玻璃板一侧,在玻璃板的另一侧移动外形相同但未点燃的蜡烛B,直到它与A的像________。
(3)小星在蜡烛A这一侧观察到蜡烛B好像被点燃了,走到另一侧看到蜡烛B没有被点燃,将白纸放到蜡烛B的位置,白纸上也没有烛焰的像,由此可知蜡烛A的像是________像。
18. 在“探究通电螺线管外部磁场的方向”时:
(1)闭合开关,小磁针静止时的指向如图甲所示,通电螺线管右端的极性为________极。
(2)只将电源的正负极对调,闭合开关,现象如图乙所示。比较甲、乙两图可知,通电螺线管外部磁场的方向与通过它的________有关。
(3)如图丙所示,若通电螺线管右端为N极,对左侧观察者来说,螺线管导线中电流的环绕方向是________时针方向。
19. 小星在“探究杠杆的平衡条件”时:
(1)实验前杠杆静止时如图甲所示,应向________端调节螺母,使杠杆在水平位置平衡。
(2)给杠杆两端挂上不同数量的钩码,使杠杆重新在水平位置平衡,如图乙所示。请画出左边钩码对杠杆的拉力F1的力臂l1。
(3)小星和同学们开展跨学科实践活动,制作简易杆秤时,如图丙所示,在秤杆的一端标记A、B两个点,计划作为提纽、秤盘的悬挂点,提纽应该悬挂在________点。
(4)在40 g的秤盘中放入200 g的砝码,手提提纽,并调节50 g的秤砣的位置,使秤杆在水平位置平衡。此时,秤砣细线在秤杆上的位置应标记为________g。
20. 在“探究电压一定时电流与电阻的关系”实验中,电路如图甲所示。
(1)连接电路时,开关要________。
(2)连接滑动变阻器时,已将右上接线柱接入电路,如图乙所示,为了让滑片向右移动时接入电路的电阻变大,应将图乙中滑动变阻器的________点接入电路。
(3)小星用5 Ω的电阻做完实验后,需要更换10 Ω的电阻再次实验。为保持定值电阻两端电压不变,他断开开关,更换电阻后,接下来的实验步骤中,规范合理的排序应是________。
①闭合开关 ②将滑片移至最右端 ③向左移动滑片
(4)再换用更大的电阻进行实验时,闭合开关,发现电压表示数为零,电流表示数不为零,则电路故障可能是________。(写出一种即可)
五、综合题(本大题共2小题,第21题7分,第22题9分,共16分。除填空与作图外,计算题需写出必要过程)
21. 小星想设计一个模拟密码锁的电路,他选用的器材有:电压不变的电源、一个标有“3 V 1.5 W”的小灯泡、一个定值电阻、三个开关和若干导线。
(1)求小灯泡正常发光时的电流;
(2)求小灯泡正常发光100 s消耗的电能;
(3)他用三个开关S1、S2、S3分别模拟三位数密码的第一位、第二位、第三位,开关的“闭合”和“断开”分别模拟数字“1”和“0”。当输入“011”的开锁密码,对应的开关状态如表所示时,小灯泡正常发光,模拟密码锁打开。任意输入其他密码时,小灯泡都不工作且电路安全。各种通路状态下,电路中最大电流与最小电流之比是3∶2。请在虚线框内画出符合要求的电路图(画出一种即可),标出对应开关的名称,并通过计算求出电源电压。
密码数字
0
1
1
对应开关状态
S1断开
S2闭合
S3闭合
22. 我国重大工程“深中通道”的海底隧道是全球工程技术的巅峰之作,它是由预制好的沉管埋入海底拼装而成。如图甲所示,密封好的长方体沉管每节长160 m、宽50 m、高11 m,质量为。为了运送安装这一海上巨物,我国研制了世界首艘浮运安装一体船,其简化结构如图乙所示,船体两侧各有一个长方体形状的单体,每个单体宽10 m、长200 m。(一体船与沉管始终保持水平,海水的密度取,g取)
(1)沉管的重力为________N。
(2)浮运过程中,沉管密封的好处:__________________________________________________________。
(3)求沉管漂浮时露出水面的高度。
(4)在平静的海面进行浮沉演练时,一体船跨骑在沉管的正上方,二者静止时截面示意图如图丙所示,此时一体船两侧单体浸在水中的深度为7 m,甲板底部高出水面1.8 m。若同时向一体船和沉管内部的密闭水舱缓慢注入压载水,且一体船和沉管相同时间内的注水量相同。请计算求出,从一体船甲板底部与沉管刚好接触,直到它对沉管的压力为时,一体船单体底部所受海水压强的变化量。
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卷36 2026年长沙市初中学业水平考试
物理
(满分100分,时量60分钟)
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 如图,长沙西汉墓中出土的五弦漆木筑,印证了古代击筑高唱《大风歌》的慷慨历史。下列说法正确的是( )
A. 击筑发声时发声体在振动
B. 木筑设置五根琴弦是为了改变发声的响度
C. 高唱《大风歌》是利用超声波传递能量
D. 人们隔空听到击筑声说明声音传播不需要介质
【答案】A
【解析】
【详解】A.声音由物体振动产生,击筑发声时发声体在振动,故A正确;
B.五根琴弦的粗细、长短不同,振动频率不同,是为了改变发声的音调,故B错误;
C.高唱《大风歌》的声音能被人耳听到,不是超声波,且唱歌主要是传递信息,故C错误;
D.声音传播需要介质,人们隔空听到击筑声是通过空气传播的,故D错误。
故选A。
2. 博物馆常在精巧的文物前放置一个光学元件,如图,游客透过它可以看到文物正立、放大的像,这个光学元件是( )
A. 平面镜 B. 凸透镜 C. 三棱镜 D. 平行玻璃砖
【答案】B
【解析】
【详解】由凸透镜成像规律可知,当物距时,凸透镜成正立、放大的虚像,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
3. 为研制新型太空材料,科研人员在天宫二号空间实验室中,把要合成的各种固体材料加热变成液态,再降温变成固态,先后发生的物态变化是( )
A. 液化 汽化 B. 熔化 凝固 C. 升华 凝华 D. 汽化 凝华
【答案】B
【解析】
【详解】物质从固态变为液态为熔化,从液态变为固态为凝固,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4. 下列符合安全用电原则的是( )
A. 用湿手去拔插用电器
B. 电热毯导线破损后仍继续使用
C. 拽着插头后面的电线把插头从插座中用力拔出
D. 更换灯泡前先断开电源开关
【答案】D
【解析】
【详解】A.生活用水是导体,湿手拔插头易发生触电事故,不符合安全用电原则,故A不符合题意;
B.电热毯导线破损后绝缘层损坏,易发生漏电、短路,引发安全事故,不符合安全用电原则,故B不符合题意;
C.拽电线拔插头易损坏导线绝缘层,引发漏电、短路,不符合安全用电原则,故C不符合题意;
D.更换灯泡前断开电源开关,可避免接触灯泡金属部分时触电,符合安全用电原则,故D符合题意。
故选D。
5. 用实验室的液体温度计测量热水温度,液柱上升过程中,关于温度计内液体说法正确的是( )
A. 质量不变 B. 体积变小 C. 密度变大 D. 内能变小
【答案】A
【解析】
【详解】A.质量是物体所含物质的多少,温度计内液体物质总量未发生变化,所以质量不变,故A正确;
B.液体具有热胀冷缩的性质,液柱上升说明体积随温度升高而变大,故B错误;
C.由密度公式可知,m不变、V变大时,密度变小,故C错误;
D.液体吸收热量温度升高,内能增大,故D错误。
故选A。
6. 下列事例中利用水的比热容较大这一特性的是( )
A. 水电站用水发电 B. 辽宁舰漂浮在水面上
C. 汽车发动机用水作冷却液 D. 建筑工地洒水减少扬尘
【答案】C
【解析】
【详解】A.水电站用水发电是将水的机械能转化为电能,与水的比热容无关,故A不符合题意;
B.辽宁舰漂浮在水面上利用的是浮沉条件(浮力等于总重力),与水的比热容无关,故B不符合题意;
C.根据吸放热公式,相同质量的水和其它物质比较,升高相同温度时,水的比热容大,吸收的热量更多,冷却效果更好,因此汽车发动机用水作冷却液利用了水的比热容大的特性,故C符合题意;
D.建筑工地洒水减少扬尘是利用水吸附尘埃颗粒,与水的比热容无关,故D不符合题意。
故选C。
7. 为保障师生安全,食堂过道会铺设粗糙的防滑垫。以下事例中也是为了增大摩擦的是( )
A. 磁悬浮列车悬浮在轨道上方行驶 B. 矿泉水瓶盖上有许多竖条纹
C. 行李箱底部安装滚轮 D. 给自行车转动部分加润滑油
【答案】B
【解析】
【详解】A.磁悬浮列车悬浮行驶是通过使接触面彼此分离减小摩擦,故A不符合题意;
B.矿泉水瓶盖上的竖条纹,是在压力不变的情况下,增大瓶盖接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故B符合题意;
C.行李箱底部装滚轮是通过变滑动为滚动减小摩擦,故C不符合题意;
D.给自行车转动部分加润滑油是通过使接触面彼此分离减小摩擦,故D不符合题意。
故选B。
8. 如图,纯电动汽车有能量回收功能,在刹车减速时利用车内的发电机发电,给电池充电,节约能源。以上过程中发生的主要能量转化是( )
A. 机械能→电能→化学能
B. 电能→内能→机械能
C. 化学能→机械能→电能
D. 内能→化学能→机械能
【答案】A
【解析】
【详解】刹车减速时汽车具有机械能,发电机发电将机械能转化为电能,给电池充电将电能转化为化学能,故能量转化过程为机械能→电能→化学能,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9. 东晋郭璞的《山海经图赞》记载有“玳瑁取芥”,即摩擦过的玳瑁能吸引轻小芥籽,下列现象中“吸”的原理与此相同的是( )
A. 用吸管吸牛奶
B. 刮风时窗帘有时被吸向窗外
C. 摩擦过的塑料笔杆能吸引纸屑
D. 由于地球的吸引,水往低处流
【答案】C
【解析】
【详解】题干现象原理为摩擦起电后带电体可吸引轻小物体。
A.用吸管吸牛奶利用大气压作用,与题干原理不同,故A不符合题意;
B. 窗帘被吸向窗外是流体流速越大压强越小的原理,故B不符合题意;
C.摩擦后的塑料笔杆带电,吸引轻小纸屑,与题干原理一致,故C符合题意;
D.水往低处流是受重力作用,与题干原理不同,故D不符合题意。
故选C。
10. 班级篮球比赛赛场上,球在空中划出一道优美的弧线,下列说法正确的是( )
A. 将球投出后,球的惯性消失
B. 球在减速上升过程中,动能增大
C. 球在最高点时不受重力
D. 球在下落阶段,重力势能减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.惯性是物体的固有属性,一切物体在任何状态下都具有惯性,球投出后惯性不会消失,故A错误;
B.动能大小与物体质量、速度有关,球质量不变,减速上升时速度减小,动能减小,故B错误;
C.地球附近的所有物体都受到重力作用,球在最高点仍受重力,故C错误;
D.重力势能大小与物体质量、所处高度有关,球下落时质量不变,高度减小,重力势能减小,故D正确。
故选D。
二、多项选择题(本大题共2小题,每小题3分,共6分。每小题有两个选项符合题意,选对但少选得2分,错选得0分)
11. 节约用电,从我做起。小星阅读后关掉台灯时,下列说法正确的是( )
A. 客厅的灯也同时熄灭 B. 厨房的冰箱仍能工作
C. 家中用电器总功率变大 D. 家中用电器总功率变小
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.家庭电路中各用电器为并联连接,并联电路支路间独立工作、互不影响,关掉台灯不会影响其它用电器工作,故A错误,B正确;
CD.家庭电路总功率等于各工作用电器的功率之和,关掉台灯后工作的用电器减少,总功率变小,故C错误,D正确。
故选BD。
12. 校科技小组调查发现,某款燃油汽车燃料的化学能(),约有30%转化成了有用的机械能(),其他能量()都未能有效利用。交流展示时,下图中能正确描述三者之间关系的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【解析】
【详解】AB.根据能量转化与守恒关系,总能量等于有用能量与其他能量之和,即;由题意可知有用能量占比,则其他能量占比
图A为能流图,显示转化为和,符合能量流向及比例关系;图B为饼图,显示整体由和两部分组成,符合部分与整体的占比关系,故AB符合题意;
C.柱状图中,的柱高最高,的柱高最低,图形高度与数值大小()不符,故C不符合题意;
D.韦恩图表示三者存在交叉重叠关系,不符合总能量包含两类能量、二者互斥相加等于总能量的逻辑,故D错误。
故选AB。
三、填空题(本大题共4小题,每空2分,共20分)
13. 如图使用测电笔辨别相线,笔尖属于________(选填“导体”或“绝缘体”)。发光的氖管与测电笔中电阻器的连接方式是________联。
【答案】 ①.
导体 ②.
串
【解析】
【详解】因笔尖需接触带电体传导电流,故为导体;因氖管与电阻器依次连接、电流只有一条路径,故为串联。
14. 2026年5月天舟十号货运飞船与空间站成功对接,空间站与地面控制中心通过________波传递信息。此次携带的“柔性单晶硅太阳电池”能利用太阳能发电。太阳能可以源源不断地得到,由此可知它属于________能源。
【答案】 ①.
电磁 ②.
可再生
【解析】
【详解】太空是真空环境,声音无法在真空中传播,而电磁波可以在真空中传播,因此空间站与地面控制中心可以通过电磁波传递信息;可再生能源指可以从自然界源源不断获取的能源,太阳能可以持续从太阳获取,属于可再生能源。
15. 一辆油罐车正在平直路面上匀速行驶。
(1)以路边的树木为参照物,油罐车是________的;
(2)罐体内油的质量与体积的关系如图所示,油的密度是________;
(3)油罐车的速度为10 m/s,车头对拖挂车厢的拉力为15000 N,行驶5 min,拉力对拖挂车厢做功________J。
【答案】(1)
运动 (2)
0.9×103 (3)
4.5×107
【解析】
【小问1详解】
因油罐车相对于路边树木的位置发生变化,故是运动的。
【小问2详解】
由图像可知,当油的体积 时,油的质量为,则油的密度为
【小问3详解】
油罐车行驶的路程为
拉力对拖挂车厢做的功为
16. 小星想自制简易电子秤,电路如图甲所示,可调电源的电压输出范围是2~16 V,定值电阻R0的阻值为1200 Ω,力敏电阻Rx的阻值随压力变化的数据如下表,托盘重为2 N,水平静置在力敏电阻上,电流表、电压表如图乙所示。g取。
压力F/N
2
3
4
5
6
7
8
9
10
电阻Rx/Ω
6000
4000
3000
2400
2000
1714
1500
1333
1200
(1)空托盘与力敏电阻的接触面积为,此时托盘对力敏电阻的压强为________Pa;
(2)电源电压不变时,若闭合开关,托盘内放入物体的质量越大,定值电阻R0两端的电压越________;
(3)小星选择某个电表的某一测量范围,将其表盘改为电子秤的表盘。将电源电压调至某固定值,托盘内放入800 g物体时,电表指针恰好满偏。若托盘内放入300 g物体,电表的示数为________。
【答案】(1)
(2)
大 (3)
【解析】
【小问1详解】
由题意,托盘对力敏电阻的压强
【小问2详解】
由表格,物体质量越大,压力越大,由表格可知力敏电阻越小;由甲图,两电阻串联,因串联总电阻等于各电阻之和,故总电阻越小;电源电压不变,由欧姆定律,则电路电流越大;阻值不变,由可知,两端电压越大。
【小问3详解】
电流表最大量程为,但电路总电阻最小为
即使电源取最大,最大电流也仅约,远小于电流表分度值,指针几乎无偏转,故选择电压表改装。若选0~15V量程,满偏时,空托盘压力为,放入物体时,物体重力
总压力
查表得此时
则
电源电压
则电源电压超出16V,不符合要求。
故选0~3V量程;放入800g物体时,电源电压为
放入300g物体时,物体重力
总压力
查表得此时对应,电压表示数为
四、探究与实践题(本大题共4小题,第17题6分,第18题6分,第19题8分,第20题8分,共28分)
17. 如图,在“探究平面镜成像的特点”时:
(1)在水平桌面上铺上白纸,将玻璃板________放置在纸面上。
(2)把点燃的蜡烛A放在玻璃板一侧,在玻璃板的另一侧移动外形相同但未点燃的蜡烛B,直到它与A的像________。
(3)小星在蜡烛A这一侧观察到蜡烛B好像被点燃了,走到另一侧看到蜡烛B没有被点燃,将白纸放到蜡烛B的位置,白纸上也没有烛焰的像,由此可知蜡烛A的像是________像。
【答案】(1)竖直 (2)完全重合
(3)虚
【解析】
【小问1详解】
玻璃板必须竖直放置,若玻璃板倾斜,蜡烛A的像会偏上或偏下,另一侧的蜡烛B无法在水平桌面上与A的像重合,无法完成后续实验。
【小问2详解】
移动未点燃的外形相同蜡烛B,直到它与蜡烛A的像完全重合,既可以确定像的位置,也能同时验证像与物体大小相等的特点。
【小问3详解】
实像可以呈现在光屏上,虚像不能在光屏上成像;白纸相当于光屏,放在像的位置时承接不到烛焰的像,因此说明蜡烛A的像是虚像。
18. 在“探究通电螺线管外部磁场的方向”时:
(1)闭合开关,小磁针静止时的指向如图甲所示,通电螺线管右端的极性为________极。
(2)只将电源的正负极对调,闭合开关,现象如图乙所示。比较甲、乙两图可知,通电螺线管外部磁场的方向与通过它的________有关。
(3)如图丙所示,若通电螺线管右端为N极,对左侧观察者来说,螺线管导线中电流的环绕方向是________时针方向。
【答案】(1)N (2)电流方向
(3)顺
【解析】
【小问1详解】
根据异名磁极相互吸引可知,图中小磁针S极指向通电螺线管右端,因此通电螺线管右端为N极。
【小问2详解】
对调电源正负极后,电路中电流方向改变,由于小磁针指向相反,可知通电螺线管极性改变,说明通电螺线管两端的极性与电流方向有关。
【小问3详解】
应用安培定则,右手握住螺线管,大拇指指向N极,四指弯曲方向就是电流环绕方向。从左侧观察者看,电流环绕方向为顺时针。
19. 小星在“探究杠杆的平衡条件”时:
(1)实验前杠杆静止时如图甲所示,应向________端调节螺母,使杠杆在水平位置平衡。
(2)给杠杆两端挂上不同数量的钩码,使杠杆重新在水平位置平衡,如图乙所示。请画出左边钩码对杠杆的拉力F1的力臂l1。
(3)小星和同学们开展跨学科实践活动,制作简易杆秤时,如图丙所示,在秤杆的一端标记A、B两个点,计划作为提纽、秤盘的悬挂点,提纽应该悬挂在________点。
(4)在40 g的秤盘中放入200 g的砝码,手提提纽,并调节50 g的秤砣的位置,使秤杆在水平位置平衡。此时,秤砣细线在秤杆上的位置应标记为________g。
【答案】(1)右 (2)
(3)B (4)200
【解析】
【小问1详解】
实验前杠杆左端低、右端高,根据“杠杆调平”的规则,应将平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是后续可以直接从杠杆上读取力臂长度。
【小问2详解】
力臂是支点到力的作用线的垂直距离,从O点向的作用线作垂线,支点到垂足之间的垂线段就是的力臂,需要标注垂直符号和力臂符号。
【小问3详解】
杆秤的提纽是杠杆的支点,秤盘需要悬挂在离支点更近的位置,才能让秤砣在另一侧有更长的力臂范围,从而扩大杆秤的量程。因此要将秤盘挂在最左端的A点,提纽作为支点悬挂在更靠近A的B点。
【小问4详解】
杆秤读数是被测物体的质量,因此称量200g的砝码,秤砣细线在杆秤上的位置应标记为200g。
20. 在“探究电压一定时电流与电阻的关系”实验中,电路如图甲所示。
(1)连接电路时,开关要________。
(2)连接滑动变阻器时,已将右上接线柱接入电路,如图乙所示,为了让滑片向右移动时接入电路的电阻变大,应将图乙中滑动变阻器的________点接入电路。
(3)小星用5 Ω的电阻做完实验后,需要更换10 Ω的电阻再次实验。为保持定值电阻两端电压不变,他断开开关,更换电阻后,接下来的实验步骤中,规范合理的排序应是________。
①闭合开关 ②将滑片移至最右端 ③向左移动滑片
(4)再换用更大的电阻进行实验时,闭合开关,发现电压表示数为零,电流表示数不为零,则电路故障可能是________。(写出一种即可)
【答案】(1)断开 (2)B
(3)②①③ (4)定值电阻短路
【解析】
【小问1详解】
连接电路时,为了防止接线过程中出现短路、损坏电路元件,保护电路安全,开关必须处于断开状态。
【小问2详解】
已知滑动变阻器已将右上接线柱接入电路,要让滑片右移时接入电阻变大,说明滑片右移时接入电路的电阻丝长度要变长,故下方应接左侧的B点,当滑片向右移动时,B到滑片的电阻丝长度增加,电阻变大。
【小问3详解】
更换电阻后,首先要将滑动变阻器滑片移到接入电阻最大的最右端,起到保护电路的作用;之后闭合开关;再向左调滑片控制两端的电压不变,故步骤排序为②①③。
【小问4详解】
电流表示数不为零说明整个电路是通路,电压表示数为零,说明和电压表并联的部分没有分压,故障为定值电阻R短路。
五、综合题(本大题共2小题,第21题7分,第22题9分,共16分。除填空与作图外,计算题需写出必要过程)
21. 小星想设计一个模拟密码锁的电路,他选用的器材有:电压不变的电源、一个标有“3 V 1.5 W”的小灯泡、一个定值电阻、三个开关和若干导线。
(1)求小灯泡正常发光时的电流;
(2)求小灯泡正常发光100 s消耗的电能;
(3)他用三个开关S1、S2、S3分别模拟三位数密码的第一位、第二位、第三位,开关的“闭合”和“断开”分别模拟数字“1”和“0”。当输入“011”的开锁密码,对应的开关状态如表所示时,小灯泡正常发光,模拟密码锁打开。任意输入其他密码时,小灯泡都不工作且电路安全。各种通路状态下,电路中最大电流与最小电流之比是3∶2。请在虚线框内画出符合要求的电路图(画出一种即可),标出对应开关的名称,并通过计算求出电源电压。
密码数字
0
1
1
对应开关状态
S1断开
S2闭合
S3闭合
【答案】(1)
(2)
(3)
,电源电压为
【解析】
【小问1详解】
由得,小灯泡正常发光电流为
【小问2详解】
由得,小灯泡正常发光100s消耗的电能为
【小问3详解】
根据题意,当开关S1断开,S2、S3闭合时,灯泡发光,且任意输入其他密码时,小灯泡都不工作,说明控制灯泡的开关S2、S3不能单独工作,与灯泡串联,且开关S1与灯泡并联,为了保护电路,在干路上串联一个定值电阻,设计电路如下图所示:
由得
闭合时,灯泡被短路,电路为的简单电路,总电阻最小,电流最大,记为;
断开、和闭合时,与串联,总电阻最大,电流最小,且灯泡正常发光,故
由,得
因电源电压不变,由欧姆定律可知电流与总电阻成反比,故
代入,得
则电源电压
22. 我国重大工程“深中通道”的海底隧道是全球工程技术的巅峰之作,它是由预制好的沉管埋入海底拼装而成。如图甲所示,密封好的长方体沉管每节长160 m、宽50 m、高11 m,质量为。为了运送安装这一海上巨物,我国研制了世界首艘浮运安装一体船,其简化结构如图乙所示,船体两侧各有一个长方体形状的单体,每个单体宽10 m、长200 m。(一体船与沉管始终保持水平,海水的密度取,g取)
(1)沉管的重力为________N。
(2)浮运过程中,沉管密封的好处:__________________________________________________________。
(3)求沉管漂浮时露出水面的高度。
(4)在平静的海面进行浮沉演练时,一体船跨骑在沉管的正上方,二者静止时截面示意图如图丙所示,此时一体船两侧单体浸在水中的深度为7 m,甲板底部高出水面1.8 m。若同时向一体船和沉管内部的密闭水舱缓慢注入压载水,且一体船和沉管相同时间内的注水量相同。请计算求出,从一体船甲板底部与沉管刚好接触,直到它对沉管的压力为时,一体船单体底部所受海水压强的变化量。
【答案】(1)
(2)
防止海水进入沉管,使沉管能够漂浮在海面上,便于浮运安装
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
沉管的重力为
【小问2详解】
沉管密封可避免海水进入内部,保证沉管总重力稳定,并且可使沉管平均密度小于海水密度,从而漂浮在海面,方便浮运与安装。
【小问3详解】
沉管漂浮时浮力等于重力,即
由阿基米德原理得,沉管排开水的体积为
因沉管的底面积
所以由长方体体积公式可得,沉管浸入水中的深度为
故沉管露出水面的高度
【小问4详解】
从注水以前的静止状态到一体船甲板底部与沉管刚好接触时,设沉管吃水深度增加量为,一体船吃水深度增加量为,由图可知……①
因相同时间注水量相同,可设两者注入水的重力均为。根据漂浮条件,对沉管有,
注水以前的重力和浮力满足,则……②
对一体船有
注水以前的重力和浮力满足,则……③
其中为单个单体的底面积
联立①②③,解得,
因,,所以两者仍均为漂浮状态
从刚好接触到压力为的过程中,因甲板与沉管顶部始终贴合,故一体船与沉管吃水深度增加量相同,设两者吃水深度增加量为,设两者注入水的重力均为。假设沉管和一体船的单体均未浸没,对一体船,由漂浮状态受力平衡可得……④
其中为沉管对一体船甲板底部的支持力。
对沉管,由漂浮状态受力平衡得……⑤
其中为一体船甲板底部对沉管的压力,根据力的相互作用 ……⑥
联立④⑤⑥解得,一体船吃水深度增加量
因,,所以沉管刚好浸没,一体船的单体刚好浸没,上述假设有效。
故一体船单体底部所受海水压强的变化量
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