1.(2分)(2024?成都)電磁波具有信息特征和能量特性。以下設(shè)備中,主要利用電磁波的能量特性工作的是( )
A.微波爐B.手機C.雷達D.電吹風(fēng)
2.(2分)(2024?成都)關(guān)于家庭用電,下列說法不正確的是( )
A.家用電器通常通過插頭、插座與電源連接
B.驗電筆可以用來區(qū)分火線和零線
C.電線接頭接觸不良,可能引發(fā)火災(zāi)
D.家庭電路著火應(yīng)首先用冷水澆滅
3.(2分)(2024?成都)在成都地鐵3號線磨子橋站出口,行人走上“琴鍵”臺階(如圖),臺階亮燈并響起音樂。關(guān)于上述情景,下列說法正確的是( )
A.該音樂聲由行人振動產(chǎn)生
B.該音樂聲不能在真空中傳播
C.樂曲的音色與行人的心情有關(guān)
D.樂曲的音調(diào)越高響度一定越大
4.(2分)(2024?成都)了解我國科技發(fā)展成就,關(guān)注身邊的物理,是物理學(xué)習(xí)的基本要求。下列數(shù)據(jù),符合實際的是( )
A.航空母艦福建艦排水量為80萬噸
B.我國特高壓輸電的電壓為10千伏
C.我國家庭電路的電壓為220伏
D.家用轎車空載時的質(zhì)量為20噸
5.(2分)(2024?成都)如圖是某小組探究“水沸騰前后溫度變化的特點”的實驗裝置,下列說法正確的是( )
A.實驗中還需要的測量儀器是秒表
B.該實驗操作簡單,不需要注意安全
C.有“白氣”冒出,說明水已經(jīng)沸騰
D.水沸騰后即可熄滅酒精燈,停止加熱
6.(2分)(2024?成都)如圖,可以用吸管“吸”取杯中的飲料,下列現(xiàn)象中,“吸”的物理原理與其相同的是( )
A.公路旁用隔音墻“吸”收部分噪聲
B.大樹通過根從土壤中“吸”取養(yǎng)分
C.化學(xué)實驗中用膠頭滴管“吸”取藥液
D.用絲綢摩擦過的玻璃棒“吸”引紙屑
7.(2分)(2024?成都)2023年7月28日,第31屆世界大學(xué)生夏季運動會在成都隆重開幕。如圖是我國運動健兒在跳高比賽中的場景。關(guān)于跳高運動員的能量,下列結(jié)論正確的是( )
A.助跑過程中,動能保持不變
B.助跑過程中,機械能總量保持不變
C.起跳后的上升過程中,重力勢能增大
D.越過橫桿后的下降過程中,動能保持不變
8.(2分)(2024?成都)在“探究液體內(nèi)部的壓強”實驗中,實驗現(xiàn)象如圖所示,U形管內(nèi)液面的高度差越大,表示探頭所在位置的液體壓強越大。下列說法正確的是( )
A.比較甲、乙兩圖,可得出結(jié)論:在同種液體中,深度越深壓強越大
B.比較甲、丙兩圖,可得出結(jié)論:在不同液體中,深度越深壓強越大
C.比較乙、丙兩圖,可得出結(jié)論:液體密度越小,壓強越大
D.比較甲、丙兩圖,可得出結(jié)論:液體密度越大,壓強越大
9.(2分)(2024?成都)物理與日常生活、工程實踐密切相關(guān),下列分析正確的是( )
A.用久的菜刀需要磨一磨,是為了減小壓強
B.人行盲道有凸起,是為了增大受力面積,減小壓強
C.有風(fēng)吹過,窗簾飄向窗外,是因為窗外大氣壓變大
D.飛機受到升力,是因為機翼上下表面空氣的流速不同
10.(2分)(2024?成都)小李同學(xué)在爸爸指導(dǎo)下,走進廚房進行勞動實踐,他發(fā)現(xiàn)廚房里涉及到很多物理知識,下列說法不正確的是( )
A.冷凍室取出的排骨表面有“白霜”,“白霜”是固態(tài)
B.在排骨的“解凍”過程中,排骨中的冰吸熱熔化成水
C.排骨湯煮沸后冒出大量的“白氣”,“白氣”是液態(tài)
D.排骨湯盛出后不容易涼,是因為湯能夠不斷吸熱
11.(2分)(2024?成都)如圖所示,紙盒外有兩只小燈泡和一個開關(guān),閉合開關(guān)兩燈都亮,斷開開關(guān)兩燈都不亮。下列判斷正確的是( )
A.盒內(nèi)一定有兩節(jié)電池
B.盒內(nèi)一定有電源供電
C.兩只燈泡一定是串聯(lián)關(guān)系
D.兩只燈泡一定是并聯(lián)關(guān)系
12.(2分)(2024?成都)如圖是小李同學(xué)探究“通電螺線管的磁場方向”的實驗示意圖。閉合開關(guān),小磁針靜止時N極的指向如圖所示。下列說法正確的是( )
A.根據(jù)小磁針指向可以判定,通電螺線管的右端為S極
B.小磁針靜止時N極所指方向就是該點的磁場方向
C.將小磁針移到其他位置,N極所指方向一定不變
D.本實驗可以得出:通電螺線管的磁極與電流方向無關(guān)
13.(2分)(2024?成都)小李同學(xué)想估算空氣對自己的浮力大小,采集的數(shù)據(jù)有:自己的體重、自己的密度(與水接近,約為1.0×103kg/m3)、空氣的密度(約為1.3kg/m3)。則空氣對小李的浮力大小約為( )
A.0.006NB.0.6NC.60ND.600N
二、填空題(每空2分,共28分)
14.(4分)(2024?成都)成都別稱芙蓉城、蓉城,這座以花為名的城市自古與花結(jié)緣,大詩人陸游魂縈夢牽的詩中美景“二十里中香不斷,青羊?qū)m到浣花溪”依舊是成都一道靚麗的風(fēng)景線,詩人聞到花香屬于 現(xiàn)象。詩句“花氣襲人知驟暖”所蘊藏的物理知識是:分子做無規(guī)則運動的劇烈程度與 有關(guān)。
15.(4分)(2024?成都)夜幕降臨,橫跨成都錦江兩岸的安順廊橋燈火璀璨,槳聲燈影里,夜色讓人陶然而醉……正所謂“錦江燈月遙相近,煙火市井三千年”。如圖,水中“燈影”是由于光的 形成的;若錦江水面上漲,水中“燈影”到水面的距離變 。
16.(4分)(2024?成都)小張利用如圖所示裝置探究“導(dǎo)體在磁場中產(chǎn)生電流的條件”,閉合開關(guān)后,經(jīng)過多次嘗試,他發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線ab在磁場中沿著豎直方向運動時,導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流。生產(chǎn)生活中的 (選填“電熱毯”、“發(fā)電機”或“電動機”)是利用該實驗原理工作的。小張在實驗中將導(dǎo)線ab換成一個線圈,其目的是 。
17.(4分)(2024?成都)同學(xué)們使用天平和量筒測量醬油、鹽水和純凈水三種液體的密度。根據(jù)你已有的知識和經(jīng)驗判斷,三者中密度最小的是 。將裝有適量醬油的燒杯放在已調(diào)平的天平左盤,當(dāng)右盤中砝碼和標(biāo)尺上的游碼如圖所示時,天平再次平衡,則醬油和燒杯的總質(zhì)量為 g。
18.(4分)(2024?成都)在“探究二力平衡的條件”實驗中,同學(xué)們設(shè)計了如圖所示的甲、乙兩種實驗方案。小張同學(xué)認(rèn)為乙方案更合理,理由是乙方案中使用小車時 對實驗的影響更小,可以忽略不計。實驗中同學(xué)們認(rèn)定小車在水平方向受力平衡,所依據(jù)的現(xiàn)象是小車 。
19.(4分)(2024?成都)小張用如圖所示的電路測量小燈泡的電阻,電流表和電壓表選用小量程。閉合開關(guān)前,將滑動變阻器的滑片移到最右端的目的是 。閉合開關(guān),她發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,兩電表的示數(shù)均很小,經(jīng)過檢查,確認(rèn)電路連接正確,兩電表均完好,小張的下一步操作應(yīng)該是 。
20.(4分)(2024?成都)小張想設(shè)計一個有“低溫”、“中溫”和“高溫”三個擋位的電加熱器,其電路圖如圖所示,電源電壓為220V,R1、R2是電熱絲,開關(guān)S接觸相鄰的兩個觸點。她準(zhǔn)備了三根電熱絲,R1=242Ω,另外兩根電熱絲的阻值分別是121Ω和242Ω,R2該選取阻值為 Ω的電熱絲。開關(guān)S接觸“1”、“2”兩個觸點時,通電1min,電流產(chǎn)生的熱量是 J。
三、作圖與計算題(共17分。計算題在解答時應(yīng)寫出公式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分)
21.(2分)(2024?成都)如圖甲,小孟利用一面小鏡子隔墻看到院里的小貓要偷吃魚。如圖乙所示,AO表示來自小貓的入射光線,O點為入射點,B點為小孟眼睛所在位置。請在圖乙中完成作圖:
①畫出反射光線OB;
②根據(jù)光的反射定律畫出鏡面。(鏡面用表示,保留作圖痕跡)
22.(2分)(2024?成都)如圖甲,小孟書桌上的折疊式臺燈由底座、立桿和燈頭組成。如圖乙所示,燈頭OAB可視做繞O點轉(zhuǎn)動的杠桿,A點是燈頭的重心,小孟用拉力F將燈頭拉至圖示位置。請在圖乙中畫出:
①燈頭受到的重力G的示意圖;
②拉力F的力臂L。
23.(6分)(2024?成都)2024年1月,“成都造”飛行汽車AE200在民航西南局的見證下首飛成功,如圖。此飛行汽車是全國首個獲民航局適航審定批復(fù)的有人駕駛電動垂直起降飛行器,其最大航程可達300km。若該飛行汽車實現(xiàn)通航,從成都市中心出發(fā)飛往天府國際機場,航程為68km,僅耗時15min,g取10N/kg,求:
(1)該飛行汽車從成都市中心到天府國際機場的平均速度是多少km/h?
(2)若飛行汽車載著質(zhì)量為70kg的乘客豎直勻速上升500m,汽車對該乘客做功為多少J?
24.(7分)(2024?成都)小孟在實驗室設(shè)計了一款測量物體重力的裝置,其示意圖如圖甲,物體放在有彈簧支撐的托盤上,彈簧底部固定,該裝置可以通過電表示數(shù)轉(zhuǎn)換測出重力大小。圖乙是變阻器接入電路中的阻值RP與被測物體重力G的關(guān)系圖像。電源電壓恒為24V,定值電阻R0為30Ω,電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~15V,變阻器標(biāo)有“50Ω 1A”。
(1)閉合開關(guān)S,當(dāng)電流表示數(shù)I=0.4A時,求物體的重力G。
(2)在保證電路各元件安全的情況下,求RP的變化范圍。
四、實驗與探究題(共14分)
25.(6分)(2024?成都)在“探究并聯(lián)電路中的電流特點”實驗中,圖甲是某小組同學(xué)設(shè)計的電路圖。
(1)圖乙是該小組連接的電路,閉合開關(guān)S,電流表測通過 的電流。
(2)該小組同學(xué)換用不同規(guī)格的小燈泡進行實驗,用電流表多次測A、B、C三點電流,記錄實驗數(shù)據(jù)如下表。
分析表中數(shù)據(jù),以下說法不合理的是 。
A.四次實驗中電流表選用量程為0~0.6A
B.表中的數(shù)據(jù)均在誤差范圍內(nèi)
C.此實驗還可測量更多組數(shù)據(jù)
D.通過多次實驗,可避免偶然性
(3)小成同學(xué)測量通過燈泡L1電流時,L1正常發(fā)光,L2忽亮忽滅,他接下來的操作應(yīng)該是 。(寫出一條即可)
26.(8分)(2024?成都)小成同學(xué)探究“滑動摩擦力大小與什么有關(guān)”,實驗器材如下:長木板(上下表面粗糙程度不同)、長方體木塊(每個面粗糙程度都相同,長寬高不等)、彈簧測力計。
(1)實驗過程中,將木塊放在水平木板上,用彈簧測力計沿水平方向緩緩勻速拉動木塊(如圖),目的是為了讓彈簧測力計示數(shù)與木塊所受滑動摩擦力大小 。
(2)小成在實驗探究時利用下表收集數(shù)據(jù),你認(rèn)為她探究的是滑動摩擦力大小與 的關(guān)系。
(3)小成利用同一個木塊探究了滑動摩擦力大小與接觸面積是否有關(guān),她改變接觸面積的操作是 。
(4)小成發(fā)現(xiàn)勻速拉動木塊時,不好控制且不方便讀數(shù),于是愛思考的她利用木塊靜止時二力平衡的特點,設(shè)計了改進方案(如下表所示),你認(rèn)為應(yīng)該采用哪個方案?答: 。
一、B卷(共20分)選擇題(每小題2分,共10分。有的小題只有一個選項符合題目要求;有的小題有二個選項符合題目要求,全部選對得2分,選對但不全得1分,有選錯的得0分)
27.(2分)(2024?成都)三峽水電站是當(dāng)今世界上裝機容量最大的水電站,三峽大壩橫跨長江,雄偉壯麗(如圖)。下列說法正確的是( )
A.水力發(fā)電是將電能轉(zhuǎn)化為機械能
B.水能是一次能源,電能是二次能源
C.利用大壩提高水位的目的是儲蓄更多內(nèi)能,用來發(fā)電
D.機械能和電能可以相互轉(zhuǎn)化,所以能量轉(zhuǎn)化沒有方向性
28.(2分)(2024?成都)“兩個黃鸝鳴翠柳,一行白鷺上青天?!倍鸥Φ脑娋涿枥L了成都草堂門前浣花溪秀麗的景色(意境圖如圖)。下列說法不正確的是( )
A.能從各個方向看見黃鵬,是由于光發(fā)生了漫反射
B.看到溪水中的魚比實際位置淺,是光的折射現(xiàn)象
C.陽光下的溪水波光粼粼,是水面對光的反射現(xiàn)象
D.目送白鷺高飛遠去的過程中,眼睛的晶狀體變厚
29.(2分)(2024?成都)某固態(tài)物體的質(zhì)量為m,其物質(zhì)的比熱容為c,用穩(wěn)定的熱源對它加熱(物體在相同時間內(nèi)吸收的熱量相等),到t3時刻停止加熱,然后讓其冷卻。上述過程中記錄不同時刻的溫度,最后繪制出溫度隨時間變化的圖像(如圖)。下列說法正確的是( )
A.在0~t2時間段,該物體吸收的熱量為cm(T2﹣T1)
B.在t2~t4時間段,該物質(zhì)的比熱容先增大后減小
C.在t4~t5時間段,該物體放出的熱量為
D.該物質(zhì)在t5~t6時間段的比熱容等于在0~t1時間段的比熱容
(多選)30.(2分)(2024?成都)小成在實驗室組裝如圖所示的滑輪組進行實驗探究,實驗過程如下:先測得定滑輪的重力為0.2N,動滑輪的重力為0.25N,再使用組裝好的滑輪組在10s內(nèi)將質(zhì)量為100g的鉤碼豎直勻速提升20cm,此過程中彈簧測力計的示數(shù)為0.5N。g取10N/kg,下列說法正確的是( )
A.彈簧測力計對細繩拉力的功率為0.03W
B.滑輪組的機械效率為80%
C.克服繩重和摩擦做的額外功為0.05J
D.若增大提升鉤碼的質(zhì)量,滑輪組的機械效率不變
(多選)31.(2分)(2024?成都)如圖所示電路,電源電壓恒定不變,定值電阻R1與R2阻值相同。讓滑動變阻器R3的滑片位于中點,只閉合開關(guān)S2時,電壓表V的示數(shù)為2V;開關(guān)S2、S3閉合,S1斷開時,電流表A1的示數(shù)為0.2A。將R3的滑片移到b端,三個開關(guān)都閉合時,電流表A2的示數(shù)為0.4A,電路消耗的總功率為P1;開關(guān)S1、S2閉合,S3斷開時,電路消耗的總功率為P2。下列結(jié)果正確的是( )
A.電源電壓為9VB.R3的最大阻值是60Ω
C.P1=3WD.P2=0.3W
二、綜合題(共10分。第7題在解答時應(yīng)寫出公式和重要的演算步驟,只寫出最后答案不能得分)
32.(4分)(2024?成都)圖1是小李購買的一款國產(chǎn)電話手表,她與爸爸媽媽一起了解和研究電話手表功能,以確保正確且安全使用。
(1)小李閱讀說明書后,有以下認(rèn)識,你認(rèn)為不合理的是 。
A.電話手表的表帶內(nèi)側(cè)設(shè)計有導(dǎo)汗槽,有助于加快汗液的蒸發(fā)
B.用尖銳物撬手表電池容易起火,可能是因為電路發(fā)生了斷路
C.惡劣天氣搜索不到通信信號,可能是因為電磁波傳播過程受到干擾
D.緊貼耳朵使用會造成聽力損傷,是因為聲音響度與聲源到耳朵距離有關(guān)
(2)小李用電話手表與爺爺長時間視頻通話,手表突然自動關(guān)機,原因是手表過熱,啟動了保護功能。她認(rèn)為手表啟動保護功能一段時間后,應(yīng)有自動開機功能,于是她用所學(xué)知識設(shè)計出模擬熱保護裝置的示意圖(如圖2)R0為定值電阻,R為熱敏電阻(有兩種類型可供選擇,其電阻隨溫度變化關(guān)系如圖3所示,R的溫度變化主要受發(fā)熱元件影響)。下列分析合理的是 。
A.熱敏電阻應(yīng)選擇NTC類型
B.熱敏電阻溫度升高,電磁鐵磁性減弱
C.啟動保護模式后,控制電路自動斷開
D.啟動保護模式后,工作電路無法再次啟動
(3)小李和爸爸在家庭實驗室對電話手表進行充電測試,測得充電時充電器的輸出電壓約為5V,輸出功率約為6W,則輸出電流與常見家用電器 (選填“電視機”、“空調(diào)”或“電熱滅蚊器”)的正常工作電流最接近。
(4)媽媽告訴小李,充電器在插座上未給電話手表充電時,內(nèi)部也有電流通過。他們查閱網(wǎng)站得知,截止2024年3月末我國移動電話用戶總數(shù)約為18億戶。若有四分之一用戶不拔充電器,一戶一個充電器,每個充電器每天平均閑置時間約為20h,平均實際功率約為0.1W,則全國一天因此浪費的電能約為 kW?h。
小李通過查詢資料進一步發(fā)現(xiàn),長時間讓家用電器處于待機狀態(tài),不僅浪費電能,還可能引起火災(zāi)。為了您和家人的安全,請正確使用家用電器。
33.(6分)(2024?成都)科創(chuàng)社的同學(xué)設(shè)計并“3D”打印了一艘長方體輪船模型,為了對輪船進行測試,準(zhǔn)備了一個薄壁長方體容器置于水平地面,其底面積為1800cm2,裝有深度為9cm的水,如圖1所示。輪船的質(zhì)量為2.2kg,底面積為800cm2,總高度為16cm,如圖2所示。輪船的下部有7個長方體水密隔艙(以便輪船漏水時,相互隔離,確保行船安全),每個隔艙的內(nèi)部底面積均為100cm2,高度為10cm;輪船的上部可放置貨物,并通過調(diào)整貨物位置保持輪船不傾斜。忽略液體擾動等次要因素,已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)求容器中水的質(zhì)量。
(2)設(shè)計組的同學(xué)從安全角度設(shè)想:在輪船滿載(最大載重)時,假如有2個隔艙漏滿水,穩(wěn)定后輪船依然漂浮,且浸入水中的深度為14cm,求滿載時貨物的質(zhì)量。
(3)測試組的同學(xué)對輪船進行漏水實驗:將載貨5kg的輪船置于容器中,通過扎孔使4個隔艙漏入一定質(zhì)量的水,然后堵住小孔并保持輪船不傾斜,求此時水對輪船外底部的壓強p與漏入隔艙內(nèi)水的質(zhì)量mx克(0<mx≤4000)之間的關(guān)系式。
2024年四川省成都市中考物理試卷
參考答案與試題解析
一、單項選擇題(每小題2分,共26分)
1.(2分)(2024?成都)電磁波具有信息特征和能量特性。以下設(shè)備中,主要利用電磁波的能量特性工作的是( )
A.微波爐B.手機C.雷達D.電吹風(fēng)
【答案】A
【分析】只要能區(qū)分電磁波“傳遞信息”和“具有能量”兩個特性,可以較為輕松地解決這道題。
【解答】解:BC兩個選項,利用到的是電磁波可以傳遞信息;D是利用到電流的熱效應(yīng)和磁效應(yīng),并沒有用到電磁波。A選項利用到了電磁波中的微波波段可以提供能量,給食物加熱,故A選項符合題意。
故選:A。
【點評】此題為電磁波簡單應(yīng)用,難度不大。
2.(2分)(2024?成都)關(guān)于家庭用電,下列說法不正確的是( )
A.家用電器通常通過插頭、插座與電源連接
B.驗電筆可以用來區(qū)分火線和零線
C.電線接頭接觸不良,可能引發(fā)火災(zāi)
D.家庭電路著火應(yīng)首先用冷水澆滅
【答案】D
【分析】根據(jù)安全用電的原則和生活用電的常識進行分析解答。
【解答】解:A.家用電器通常都是通過兩腳或者三腳插頭與插座相連進而連接電源,故A正確;
B.驗電筆是用來辨別火線和零線的,火線能夠使氖管發(fā)光,故B正確;
C.電線接頭接觸不良,因為電阻過大,產(chǎn)生過多的熱量容易引起火災(zāi),故C正確;
D.生活用水是導(dǎo)體,不能用來熄滅電路著火,故D錯誤。
故選:D。
【點評】本題考查了安全用電的原則,是一道基礎(chǔ)題。
3.(2分)(2024?成都)在成都地鐵3號線磨子橋站出口,行人走上“琴鍵”臺階(如圖),臺階亮燈并響起音樂。關(guān)于上述情景,下列說法正確的是( )
A.該音樂聲由行人振動產(chǎn)生
B.該音樂聲不能在真空中傳播
C.樂曲的音色與行人的心情有關(guān)
D.樂曲的音調(diào)越高響度一定越大
【答案】B
【分析】(1)聲音是由物體的振動產(chǎn)生,聲音不能在真空中傳播;
(2)三個特征:音調(diào)、響度和音色。音調(diào)指聲音的高低,與振動頻率有關(guān);響度指聲音的大小,與聲源的振幅有關(guān),音色指聲音的音質(zhì)好壞,與聲源的材料與結(jié)構(gòu)有關(guān)。
【解答】解:A.聲音是由物體的振動產(chǎn)生,該音樂聲由揚聲器的喇叭振動產(chǎn)生,故A錯誤;
B.聲音不能在真空中傳播,該音樂聲不能在真空中傳播,故B正確;
C.樂曲的音色有發(fā)聲體的材料與結(jié)構(gòu)有關(guān),與行人的心情無關(guān),故C錯誤;
D.樂曲的音調(diào)越高,振動越快,與響度無關(guān),故D錯誤。
故選:B。
【點評】本題考查聲音的產(chǎn)生與傳播以及聲音的特征,屬于中檔題。
4.(2分)(2024?成都)了解我國科技發(fā)展成就,關(guān)注身邊的物理,是物理學(xué)習(xí)的基本要求。下列數(shù)據(jù),符合實際的是( )
A.航空母艦福建艦排水量為80萬噸
B.我國特高壓輸電的電壓為10千伏
C.我國家庭電路的電壓為220伏
D.家用轎車空載時的質(zhì)量為20噸
【答案】C
【分析】此題為估算題目,對生活常識、前沿科技有所了解即可作答,難度不大。
【解答】解:A、福建艦排水量為8萬噸,故A選項錯誤;
B、我國高壓輸電電壓為110千伏,特高壓輸電電壓達到了1100千伏,故B選項錯誤;
C、我國家庭電路電壓為220伏,故C選項正確;
D、家用轎車空載質(zhì)量約1~2噸,故D選項錯誤。
故選:C。
【點評】此題作為估算題,AB兩個選項需要對前沿科技有比較熟悉的了解才能確定,但是C選項很容易確定,因此作為單選題,選對并不是非常難。
5.(2分)(2024?成都)如圖是某小組探究“水沸騰前后溫度變化的特點”的實驗裝置,下列說法正確的是( )
A.實驗中還需要的測量儀器是秒表
B.該實驗操作簡單,不需要注意安全
C.有“白氣”冒出,說明水已經(jīng)沸騰
D.水沸騰后即可熄滅酒精燈,停止加熱
【答案】A
【分析】(1)實驗中需要測量溫度和時間;
(2)實驗中用到酒精燈,還會有熱水,也存在一定的危險;
(3)沸騰前也會有白氣冒出;
(4)水沸騰時需要吸收熱量,停止加熱,就會停止沸騰。
【解答】解:A、實驗中需要測量時間,所以需要秒表,故A正確;
B、該實驗也存在一定的危險,因為實驗中用到酒精燈,還會有熱水,所以需要注意安全,故B錯誤;
C、有水蒸氣液化就可能看到白氣,所以沸騰前也會有白氣冒出,要看到有大量氣泡產(chǎn)生,才開始沸騰,故C錯誤;
D、停止加熱,就會停止沸騰,因為水沸騰時需要吸收熱量,故D錯誤。
故選:A。
【點評】探究水沸騰的實驗,是一個??嫉膶嶒灒鲱}形式多樣,要引起重視。
6.(2分)(2024?成都)如圖,可以用吸管“吸”取杯中的飲料,下列現(xiàn)象中,“吸”的物理原理與其相同的是( )
A.公路旁用隔音墻“吸”收部分噪聲
B.大樹通過根從土壤中“吸”取養(yǎng)分
C.化學(xué)實驗中用膠頭滴管“吸”取藥液
D.用絲綢摩擦過的玻璃棒“吸”引紙屑
【答案】C
【分析】由于大氣有重力且具有流動性,故大氣會對地球表面的物體產(chǎn)生壓強;大氣壓在生活中有很廣泛的應(yīng)用,如:吸飲料、鋼筆吸墨水、吸盤式掛鉤等等;
(1)隔音墻利用聲音的反射吸聲的;
(2)植物利用分子的運動吸收養(yǎng)分的;
(3)用膠頭滴管“吸”取藥液利用大氣壓;
(4)由于摩擦而使物體帶電叫摩擦起電,帶電體具有吸引輕小物體的性質(zhì)。
【解答】解:用吸管“吸”取杯中的飲料,是利用大氣壓作用吸飲料的;
A.公路旁用隔音墻“吸”收部分噪聲,主要利用聲音的反射使得聲音進入小孔不能反射出來吸聲的,故A錯誤;
B.大樹通過根從土壤中“吸”取養(yǎng)分,利用了擴散現(xiàn)象,即分子的運動來吸收養(yǎng)分,故B錯誤;
C.化學(xué)實驗中用膠頭滴管“吸”取藥液,先擠出空氣使得內(nèi)部壓強減小,在大氣壓的作用下吸去藥液的,故C正確;
D.用絲綢摩擦過的玻璃棒“吸”引紙屑,是由于摩擦起電后帶靜電,會吸引輕小物體,與大氣壓無關(guān),故D錯誤。
故選:C。
【點評】本題考查大氣壓的應(yīng)用,屬于中檔題。
7.(2分)(2024?成都)2023年7月28日,第31屆世界大學(xué)生夏季運動會在成都隆重開幕。如圖是我國運動健兒在跳高比賽中的場景。關(guān)于跳高運動員的能量,下列結(jié)論正確的是( )
A.助跑過程中,動能保持不變
B.助跑過程中,機械能總量保持不變
C.起跳后的上升過程中,重力勢能增大
D.越過橫桿后的下降過程中,動能保持不變
【答案】C
【分析】物體由于運動而具有的能叫動能,動能的大小與物體的質(zhì)量和運動速度有關(guān);物體由于在一定高度而具有重力勢能,重力勢能與物體的質(zhì)量和高度有關(guān);還要知道,動能和勢能的總和叫機械能。
【解答】解:A、動能的大小與物體的質(zhì)量和運動速度有關(guān),助跑過程中,人體的質(zhì)量不變,速度增大,所以動能應(yīng)該變大,故A錯誤;
B、動能和勢能的總和叫機械能,助跑過程中,速度增大,動能變大,勢能不變,機械能應(yīng)該變大,故B錯誤;
C、重力勢能與物體的質(zhì)量和高度有關(guān),起跳后的上升過程中,質(zhì)量不變,高度升高,重力勢能變大,故C正確;
D、動能的大小與物體的質(zhì)量和運動速度有關(guān),越過橫桿后的下降過程中,人體的質(zhì)量不變,速度增大,所以動能應(yīng)該變大,故D錯誤。
故選:C。
【點評】本題考查了動能、勢能、機械能的概念及轉(zhuǎn)化,要熟知動能、勢能的影響因素。
8.(2分)(2024?成都)在“探究液體內(nèi)部的壓強”實驗中,實驗現(xiàn)象如圖所示,U形管內(nèi)液面的高度差越大,表示探頭所在位置的液體壓強越大。下列說法正確的是( )
A.比較甲、乙兩圖,可得出結(jié)論:在同種液體中,深度越深壓強越大
B.比較甲、丙兩圖,可得出結(jié)論:在不同液體中,深度越深壓強越大
C.比較乙、丙兩圖,可得出結(jié)論:液體密度越小,壓強越大
D.比較甲、丙兩圖,可得出結(jié)論:液體密度越大,壓強越大
【答案】A
【分析】液體壓強跟液體密度和液體的深度有關(guān),要探究液體壓強和其中一個因素的關(guān)系,就要采用控制變量法控制另外一個因素一定。
【解答】解:A、甲、乙兩圖,液體的密度相等,液體越深,U形管內(nèi)液面高度差越大,說明在液體密度一定時,液體深度越大,液體壓強越大,故A正確;
BD、甲、丙兩圖,液體的深度不相等,液體的密度也不同,沒有控制變量,故BD錯誤;
C、乙、丙兩圖,液體的深度相等,乙液體的密度小于丙液體的密度,乙圖U形管內(nèi)液面高度差小,說明在液體深度一定時,液體密度越小,液體壓強越小,故C錯誤。
故選:A。
【點評】本題利用控制變量法和轉(zhuǎn)換法探究液體壓強大小的影響因素,是比較基礎(chǔ)的液體壓強實驗題。
9.(2分)(2024?成都)物理與日常生活、工程實踐密切相關(guān),下列分析正確的是( )
A.用久的菜刀需要磨一磨,是為了減小壓強
B.人行盲道有凸起,是為了增大受力面積,減小壓強
C.有風(fēng)吹過,窗簾飄向窗外,是因為窗外大氣壓變大
D.飛機受到升力,是因為機翼上下表面空氣的流速不同
【答案】D
【分析】(1)增大壓強的方法:壓力一定時減小受力面積;受力面積一定時增大壓力;
(2)流體流速越大的位置壓強越小。
【解答】解:A.用久的菜刀需要磨一磨,是在壓力一定時,減小受力面積增大壓強,故A錯誤;
B.人行盲道有凸起,是為了減小受力面積,增大壓強,增大盲人的感受,故B錯誤;
C.有風(fēng)吹過,窗簾飄向窗外,是因為窗外流速加快,壓強減小,小于窗內(nèi)的大氣壓,故C錯誤;
D.飛機受到升力,是因為機翼上下表面空氣的流速不同,上方凸起使得流速加快,壓強減小,產(chǎn)生向上的升力,故D正確。
故選:D。
【點評】本題考查增大壓強的方法與流體的壓強特點,屬于中檔題。
10.(2分)(2024?成都)小李同學(xué)在爸爸指導(dǎo)下,走進廚房進行勞動實踐,他發(fā)現(xiàn)廚房里涉及到很多物理知識,下列說法不正確的是( )
A.冷凍室取出的排骨表面有“白霜”,“白霜”是固態(tài)
B.在排骨的“解凍”過程中,排骨中的冰吸熱熔化成水
C.排骨湯煮沸后冒出大量的“白氣”,“白氣”是液態(tài)
D.排骨湯盛出后不容易涼,是因為湯能夠不斷吸熱
【答案】D
【分析】(1)凝華是指物質(zhì)由氣態(tài)直接變成固態(tài)的過程,霜的形成屬于凝華現(xiàn)象;
(2)熔化是指物質(zhì)由固態(tài)變成液態(tài)的過程,解凍過程屬于熔化;
(3)液化是物質(zhì)由氣態(tài)變成液態(tài)的過程,白氣是水蒸氣液化形成的小水珠;
(4)排骨湯盛出后,不能再繼續(xù)吸熱
【解答】解:A、凝華是指物質(zhì)由氣態(tài)直接變成固態(tài)的過程,霜的形成屬于凝華現(xiàn)象,是水蒸氣凝華形成的小冰晶,“白霜”是固態(tài),故A正確;
B、熔化是指物質(zhì)由固態(tài)變成液態(tài)的過程,解凍過程屬于熔化,熔化過程吸熱,故B正確;
C、液化是物質(zhì)由氣態(tài)變成液態(tài)的過程,白氣是水蒸氣液化形成的小水珠,故C正確;
D、排骨湯盛出后,不能再繼續(xù)吸熱,湯不容易涼,是因為湯的表面有一層油,使水蒸發(fā)的慢,而蒸發(fā)吸熱,能使湯降溫,故D錯誤。
故選:D。
【點評】這是一道有關(guān)物態(tài)變化的簡單題,要熟悉各種物態(tài)變化現(xiàn)象,知道發(fā)生每種物態(tài)變化時,吸熱還是放熱。
11.(2分)(2024?成都)如圖所示,紙盒外有兩只小燈泡和一個開關(guān),閉合開關(guān)兩燈都亮,斷開開關(guān)兩燈都不亮。下列判斷正確的是( )
A.盒內(nèi)一定有兩節(jié)電池
B.盒內(nèi)一定有電源供電
C.兩只燈泡一定是串聯(lián)關(guān)系
D.兩只燈泡一定是并聯(lián)關(guān)系
【答案】B
【分析】(1)一個最基本的完整的電路要由電源、用電器、開關(guān)、導(dǎo)線組成;
(2)串聯(lián)電路特點是電流有一條路徑,串聯(lián)電路的各用電器相互影響,開關(guān)控制整個電路;并聯(lián)電路特點是電流有兩條或兩條以上路徑,并聯(lián)電路的各用電器不相互影響,干路上開關(guān)控制整個電路,支路上開關(guān)控制本支路。
【解答】解:AB、紙盒外有兩只小燈泡和一個開關(guān),閉合開關(guān)兩燈都亮,斷開開關(guān)兩燈都不亮,說明盒內(nèi)一定有電源,但不一定是兩節(jié)電池,故A錯誤、B正確;
CD、閉合開關(guān)兩燈都亮,斷開開關(guān)兩燈都不亮,兩燈可能串聯(lián),也可能并聯(lián)(開關(guān)在干路上),故CD錯誤。
故選:B。
【點評】本題考查了學(xué)生對串并聯(lián)電路的特點的了解與掌握,是一道電學(xué)基礎(chǔ)題目。
12.(2分)(2024?成都)如圖是小李同學(xué)探究“通電螺線管的磁場方向”的實驗示意圖。閉合開關(guān),小磁針靜止時N極的指向如圖所示。下列說法正確的是( )
A.根據(jù)小磁針指向可以判定,通電螺線管的右端為S極
B.小磁針靜止時N極所指方向就是該點的磁場方向
C.將小磁針移到其他位置,N極所指方向一定不變
D.本實驗可以得出:通電螺線管的磁極與電流方向無關(guān)
【答案】B
【分析】(1)根據(jù)異名磁極相互吸引分析;
(2)根據(jù)磁場方向的規(guī)定分析解答;
(3)磁體周圍磁場方向一般不同;
(4)通電螺線管的磁極與電流方向有關(guān)。
【解答】解:A.根據(jù)小磁針指向可以判定,由異名磁極相互吸引,通電螺線管的右端與小磁針S極吸引,是N極,故A錯誤;
B.根據(jù)磁場方向的規(guī)定。小磁針在磁場中靜止時N極所指方向就是該點的磁場方向,故B正確;
C.將小磁針移到其他位置,N極所指方向一般不同,各點磁場方向不同,故C錯誤;
D.改變電源正負極,小磁針會改變方向,實驗可以得出:通電螺線管的磁極與電流方向有關(guān),故D錯誤。
故選:B。
【點評】本題考查電流的磁場,屬于基礎(chǔ)題。
13.(2分)(2024?成都)小李同學(xué)想估算空氣對自己的浮力大小,采集的數(shù)據(jù)有:自己的體重、自己的密度(與水接近,約為1.0×103kg/m3)、空氣的密度(約為1.3kg/m3)。則空氣對小李的浮力大小約為( )
A.0.006NB.0.6NC.60ND.600N
【答案】B
【分析】小李同學(xué)質(zhì)量約為50千克,由已知條件,根據(jù)密度公式得出其體積大小,由阿基米德原理得出空氣對小李的浮力大小。
【解答】解:小李的密度與水接近,約為1.0×103kg/m3,其質(zhì)量約為50千克,則其體積約為
V===0.05m3
小李的體積即排開空氣的體積,空氣對小李的浮力大小約為:
F=ρ空氣gV排=1.3kg/m3×10N/kg×0.05m3=0.65N
故選:B。
【點評】本題考查密度公式和阿基米德原理的運用及質(zhì)量的估計。
二、填空題(每空2分,共28分)
14.(4分)(2024?成都)成都別稱芙蓉城、蓉城,這座以花為名的城市自古與花結(jié)緣,大詩人陸游魂縈夢牽的詩中美景“二十里中香不斷,青羊?qū)m到浣花溪”依舊是成都一道靚麗的風(fēng)景線,詩人聞到花香屬于 擴散 現(xiàn)象。詩句“花氣襲人知驟暖”所蘊藏的物理知識是:分子做無規(guī)則運動的劇烈程度與 溫度 有關(guān)。
【答案】擴散;溫度
【分析】不同物質(zhì)接觸時分子彼此進入對方的現(xiàn)象叫擴散,擴散現(xiàn)象說明分子在不停地做無規(guī)則運動;溫度越高,分子無規(guī)則運動越劇烈。
【解答】解:詩人聞到花香是由于花的香味分子不停地做無規(guī)則運動,屬于擴散現(xiàn)象。詩句“花氣襲人知驟暖”是指詩人通過聞香能感知到天氣轉(zhuǎn)暖,說明分子做無規(guī)則運動的劇烈程度與溫度有關(guān),溫度越高分子的無規(guī)則運動越劇烈。
故答案為:擴散;溫度。
【點評】本題考查了擴散現(xiàn)象、分子運動與溫度的關(guān)系,是一道基礎(chǔ)題。
15.(4分)(2024?成都)夜幕降臨,橫跨成都錦江兩岸的安順廊橋燈火璀璨,槳聲燈影里,夜色讓人陶然而醉……正所謂“錦江燈月遙相近,煙火市井三千年”。如圖,水中“燈影”是由于光的 反射 形成的;若錦江水面上漲,水中“燈影”到水面的距離變 小 。
【答案】反射;小。
【分析】平靜的水面相當(dāng)于平面鏡,這是光的反射形成的;平面鏡所成的像與物體大小相同,像與物到鏡面的距離相等。
【解答】解:水中“燈影”相當(dāng)于平面鏡成像,是由于光的反射形成的;若錦江水面上漲,燈到水面的距離減小,由于平面鏡所成的像與物體大小相同,像與物到鏡面的距離相等,水中“燈影”到水面的距離變小。
故答案為:反射;小。
【點評】本題考查平面鏡成像特點的分析與原理,屬于基礎(chǔ)題。
16.(4分)(2024?成都)小張利用如圖所示裝置探究“導(dǎo)體在磁場中產(chǎn)生電流的條件”,閉合開關(guān)后,經(jīng)過多次嘗試,他發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線ab在磁場中沿著豎直方向運動時,導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流。生產(chǎn)生活中的 發(fā)電機 (選填“電熱毯”、“發(fā)電機”或“電動機”)是利用該實驗原理工作的。小張在實驗中將導(dǎo)線ab換成一個線圈,其目的是 使實驗現(xiàn)象更明顯 。
【答案】發(fā)電機;使實驗現(xiàn)象更明顯。
【分析】此題給出導(dǎo)體運動后,產(chǎn)生感應(yīng)電流,所以是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,根據(jù)此點答題即可;感應(yīng)電流的大小與磁場強弱、導(dǎo)體切割磁感線運動的速度以及導(dǎo)體棒的長度有關(guān)。
【解答】解:根據(jù)題意,導(dǎo)線ab作切割磁感線運動時,導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流,此為“磁生電”現(xiàn)象,即電磁感應(yīng)現(xiàn)象,用此原理可以發(fā)明發(fā)電機。
將導(dǎo)線ab換成一個線圈,相當(dāng)于增加了導(dǎo)體棒的長度,在其它條件相同時,產(chǎn)生的感應(yīng)電流更大,靈敏電流表的指針偏轉(zhuǎn)角度更大,因此可以使實驗現(xiàn)象更明顯。
故答案為:發(fā)電機;使實驗現(xiàn)象更明顯。
【點評】第一問相對容易,只要懂得電磁感應(yīng)原理和應(yīng)用即可;第二問非常開放,需要理解線圈比導(dǎo)體棒的優(yōu)勢在哪里才可以。
17.(4分)(2024?成都)同學(xué)們使用天平和量筒測量醬油、鹽水和純凈水三種液體的密度。根據(jù)你已有的知識和經(jīng)驗判斷,三者中密度最小的是 純凈水 。將裝有適量醬油的燒杯放在已調(diào)平的天平左盤,當(dāng)右盤中砝碼和標(biāo)尺上的游碼如圖所示時,天平再次平衡,則醬油和燒杯的總質(zhì)量為 91.2 g。
【答案】純凈水;91.2。
【分析】此題一個空為常識,一個空為讀數(shù),難度不大,直接解答即可。
【解答】解:
第一個空:根據(jù)常識,醬油、鹽水均為水溶液,密度均大于水,因此密度最小的應(yīng)該是純凈水。
第二個空:待測物體放在左盤,砝碼放在右盤,操作準(zhǔn)確無誤,因此測量結(jié)果為砝碼與游碼示數(shù)之和,即91.2g。
故答案為:純凈水;91.2。
【點評】只要結(jié)合生活常識,再關(guān)注到實驗操作無誤,即可得到正確答案,此題不難。
18.(4分)(2024?成都)在“探究二力平衡的條件”實驗中,同學(xué)們設(shè)計了如圖所示的甲、乙兩種實驗方案。小張同學(xué)認(rèn)為乙方案更合理,理由是乙方案中使用小車時 摩擦力 對實驗的影響更小,可以忽略不計。實驗中同學(xué)們認(rèn)定小車在水平方向受力平衡,所依據(jù)的現(xiàn)象是小車 靜止 。
【答案】摩擦力;靜止。
【分析】(1)在研究二力平衡時,盡可能排除其它力的干擾;
(2)根據(jù)實驗條件分析。
【解答】解:(1)由圖知,圖甲用木塊做實驗時,木塊與桌面間的摩擦比較大,而圖乙的實驗采用小車,可以減小摩擦力對實驗的影響;
(2)實驗中由于桌面很短,且勻速直線運動不易確定,故通過觀察小車能否靜止,確定其是否處于平衡狀態(tài),故判斷依據(jù)是小車處于靜止?fàn)顟B(tài)。
故答案為:摩擦力;靜止。
【點評】探究平衡力條件的實驗要盡量簡化實驗,用靜止?fàn)顟B(tài)來代替勻速直線運動狀態(tài),用小車代替放在水平桌面的木塊,簡化實驗,便于操作。
19.(4分)(2024?成都)小張用如圖所示的電路測量小燈泡的電阻,電流表和電壓表選用小量程。閉合開關(guān)前,將滑動變阻器的滑片移到最右端的目的是 保護電路 。閉合開關(guān),她發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,兩電表的示數(shù)均很小,經(jīng)過檢查,確認(rèn)電路連接正確,兩電表均完好,小張的下一步操作應(yīng)該是 移動滑動變阻器的滑片,觀察燈泡是否能發(fā)光,兩電表是否有示數(shù) 。
【答案】保護電路;移動滑動變阻器的滑片,觀察燈泡是否能發(fā)光,兩電表是否有示數(shù)。
【分析】觀察題圖,是測量小燈泡電阻的實驗,需要對實驗有一定理解,結(jié)合題中遇到的具體問題和所學(xué)的電路故障判斷知識,來進行操作。
【解答】解:滑片移到最右邊的目的是保護電路。閉合開關(guān)后,燈不亮,根據(jù)電流表有示數(shù),判斷不是斷路;根據(jù)電流表示數(shù)小,判斷出不是短路,因此電路可能沒有故障,應(yīng)當(dāng)先嘗試移動滑片,觀察燈泡是否能發(fā)光,兩電表是否會有示數(shù)。
故答案為:保護電路;移動滑動變阻器的滑片,觀察燈泡是否能發(fā)光,兩電表是否有示數(shù)。
【點評】看似是電路故障分析題目,實際上是考查具體實驗操作過程,是比較容易出錯的一道題。
20.(4分)(2024?成都)小張想設(shè)計一個有“低溫”、“中溫”和“高溫”三個擋位的電加熱器,其電路圖如圖所示,電源電壓為220V,R1、R2是電熱絲,開關(guān)S接觸相鄰的兩個觸點。她準(zhǔn)備了三根電熱絲,R1=242Ω,另外兩根電熱絲的阻值分別是121Ω和242Ω,R2該選取阻值為 121 Ω的電熱絲。開關(guān)S接觸“1”、“2”兩個觸點時,通電1min,電流產(chǎn)生的熱量是 1.2×104 J。
【答案】121;1.2×104。
【分析】此題考查電路多檔位設(shè)計,并配合一個扇形開關(guān),可以同時接通多個支路,那么電路就有“不工作”、“R1”單獨接入、“R1、R2”并聯(lián)接入、“R2”單獨接入這4種狀態(tài),比較分析可知R2的阻值;
根據(jù)Q=計算開關(guān)S接觸“1”、“2”兩個觸點時,通電1min,電流產(chǎn)生的熱量。
【解答】解:電路的工作狀態(tài)有三種,分別是“R1”單獨接入、“R1、R2”并聯(lián)接入、“R2”單獨接入,那么如果想要有3種擋位,則需要R1、R2的阻值不同,R1=242Ω,則R2該選取阻值為121Ω的電熱絲;
開關(guān)接觸“1”、“2”兩個觸點時,只有“R1”單獨接入,通電1min,電流產(chǎn)生的熱量:
Q===1.2×104J。
故答案為:121;1.2×104。
【點評】此題為電熱的多擋位設(shè)計以及綜合計算,難度中等,需要對并聯(lián)電路多擋位設(shè)計有一定的理解深度。
三、作圖與計算題(共17分。計算題在解答時應(yīng)寫出公式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分)
21.(2分)(2024?成都)如圖甲,小孟利用一面小鏡子隔墻看到院里的小貓要偷吃魚。如圖乙所示,AO表示來自小貓的入射光線,O點為入射點,B點為小孟眼睛所在位置。請在圖乙中完成作圖:
①畫出反射光線OB;
②根據(jù)光的反射定律畫出鏡面。(鏡面用表示,保留作圖痕跡)
【答案】如圖所示:
【分析】根據(jù)平面鏡成像原理進行作圖即可
【解答】解:根據(jù)題意,先將OB連線得到反射光線,即進入小孟眼中的光線;然后畫出入射光線與反射光線的角平分線,即法線;最后過O點作出法線的垂線段,即鏡面所在位置,如下圖所示。
【點評】此題根據(jù)光的反射定律作圖,只要懂得基本的反射定律,做出題目不難,屬于基礎(chǔ)題。
22.(2分)(2024?成都)如圖甲,小孟書桌上的折疊式臺燈由底座、立桿和燈頭組成。如圖乙所示,燈頭OAB可視做繞O點轉(zhuǎn)動的杠桿,A點是燈頭的重心,小孟用拉力F將燈頭拉至圖示位置。請在圖乙中畫出:
①燈頭受到的重力G的示意圖;
②拉力F的力臂L。
【答案】
【分析】物體的重力的作用點在重心,方向是豎直向下的。力臂是支點到力的作用線的距離。
【解答】解:過支點O做拉力F作用線的垂線,即為力臂L;重力作用點在井蓋的重心,方向豎直向下,如圖所示:
【點評】本題考查了重力的示意圖的作法和力臂的作法。注意力臂是支點到力的作用線的距離,而不是支點到力的作用點的距離。
23.(6分)(2024?成都)2024年1月,“成都造”飛行汽車AE200在民航西南局的見證下首飛成功,如圖。此飛行汽車是全國首個獲民航局適航審定批復(fù)的有人駕駛電動垂直起降飛行器,其最大航程可達300km。若該飛行汽車實現(xiàn)通航,從成都市中心出發(fā)飛往天府國際機場,航程為68km,僅耗時15min,g取10N/kg,求:
(1)該飛行汽車從成都市中心到天府國際機場的平均速度是多少km/h?
(2)若飛行汽車載著質(zhì)量為70kg的乘客豎直勻速上升500m,汽車對該乘客做功為多少J?
【答案】(1)該飛行汽車的平均速度是272km/h;
(2)汽車對該乘客做功為3.5×105J。
【分析】(1)由v=計算飛行汽車的平均速度;
(2)根據(jù)W=Fs=Gh計算汽車對乘客所做的功。
【解答】解:(1)汽車飛行時間 t=15min=0.25h,航程為s=68km,
平均速度 v===272km/h
(2)乘客的重力 G=mg=70kg×10N/kg=700N
汽車對乘客做功 W=Fs=Gh=700N×500m=3.5×105J。
答:(1)該飛行汽車的平均速度是272km/h;
(2)汽車對該乘客做功為3.5×105J。
【點評】本題考查速度和功的計算公式的應(yīng)用,是基礎(chǔ)題。
24.(7分)(2024?成都)小孟在實驗室設(shè)計了一款測量物體重力的裝置,其示意圖如圖甲,物體放在有彈簧支撐的托盤上,彈簧底部固定,該裝置可以通過電表示數(shù)轉(zhuǎn)換測出重力大小。圖乙是變阻器接入電路中的阻值RP與被測物體重力G的關(guān)系圖像。電源電壓恒為24V,定值電阻R0為30Ω,電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~15V,變阻器標(biāo)有“50Ω 1A”。
(1)閉合開關(guān)S,當(dāng)電流表示數(shù)I=0.4A時,求物體的重力G。
(2)在保證電路各元件安全的情況下,求RP的變化范圍。
【答案】(1)此時物體重力為4N;
(2)RP 的變化范圍為18Ω~50Ω。
【分析】(1)由圖可知,RP與R0串聯(lián),電壓表測R0兩端電壓,電流表測電路中電流,根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路電阻特點可求出變阻器接入電路電阻,根據(jù)圖乙可知物體重力大小;
(2)根據(jù)歐姆定律結(jié)合電壓表量程,可知R0能通過的最大電流,結(jié)合電流表量程、滑動變阻器允許通過的最大電流,可知電路的最大電流,從而可求出RP的最小阻值;當(dāng)物體重力為0N時,Rp取最大阻值50Ω,電路中電流最小,此時電路安全,從而可確定RP的變化范圍。
【解答】解:(1)由圖可知,RP與R0串聯(lián),電壓表測R0兩端電壓,電流表測電路中電流,
閉合開關(guān)S,當(dāng)電流表示數(shù)I=0.4A時,電路中總電阻為:,
此時RP大小為:RP=R﹣R0=60Ω﹣30Ω=30Ω,
根據(jù)圖乙可知,此時物體重力為4N;
(2)因電壓表的量程為0﹣15V,故R0能通過的最大電流為:,
結(jié)合電流表量程、滑動變阻器允許通過的最大電流,可知電路的最大電流為:Imax=I0=0.5A,
此時RP的最小阻值為:,
當(dāng)物體重力為0N時,Rp取最大阻值50Ω,電路中電流最小,此時電路安全,故RPmax=50Ω
綜上,RP 的變化范圍為:18Ω~50Ω。
答:(1)此時物體重力為4N;
(2)RP 的變化范圍為18Ω~50Ω。
【點評】本題主要考查了串聯(lián)電路的特點及歐姆定律的應(yīng)用,難度適中。
四、實驗與探究題(共14分)
25.(6分)(2024?成都)在“探究并聯(lián)電路中的電流特點”實驗中,圖甲是某小組同學(xué)設(shè)計的電路圖。
(1)圖乙是該小組連接的電路,閉合開關(guān)S,電流表測通過 L2 的電流。
(2)該小組同學(xué)換用不同規(guī)格的小燈泡進行實驗,用電流表多次測A、B、C三點電流,記錄實驗數(shù)據(jù)如下表。
分析表中數(shù)據(jù),以下說法不合理的是 B 。
A.四次實驗中電流表選用量程為0~0.6A
B.表中的數(shù)據(jù)均在誤差范圍內(nèi)
C.此實驗還可測量更多組數(shù)據(jù)
D.通過多次實驗,可避免偶然性
(3)小成同學(xué)測量通過燈泡L1電流時,L1正常發(fā)光,L2忽亮忽滅,他接下來的操作應(yīng)該是 檢查L2支路的接線柱是否連接好(或檢查L2是否擰緊) 。(寫出一條即可)
【答案】(1)L2;(2)B;(3)檢查L2支路的接線柱是否連接好(或檢查L2是否擰緊)。
【分析】此題為并聯(lián)電路并聯(lián)規(guī)律的探索,謹(jǐn)記“并聯(lián)分流”原則,即干路電流等于各支路電流之和即可解決。
【解答】解:(1)識別乙圖,兩個支路一條是L1單獨接入,另一條支路是L2和電流表,所以電流表測量L2的電流。
(2)A、所有示數(shù)沒有超過0.6A,故應(yīng)選擇小量程來提高數(shù)據(jù)的精確度,因此A選項說法合理;
B、第4次實驗IC的電流與兩個支路之和差距過大,不在誤差允許范圍內(nèi),因此B選項說法不合理;
C、此實驗還可以繼續(xù)換不同規(guī)格燈泡,或者換電源電壓進行實驗,測量更多數(shù)據(jù),因此C選項說法合理;
D、本實驗為探究實驗,多次實驗的目的是避免實驗結(jié)論出現(xiàn)偶然性,因此D選項說法合理。
綜上所述,故選B。
(3)L1與L2此時是并聯(lián)關(guān)系,若L2忽亮忽滅,可能是L2所在支路接觸不良導(dǎo)致,可以檢查L2支路的接線柱是否連接好,或者檢查L2是否擰緊。
故答案為:(1)L2;(2)B;(3)檢查L2支路的接線柱是否連接好(或檢查L2是否擰緊)。
【點評】此題為探究并聯(lián)電路電流關(guān)系的基礎(chǔ)實驗探究,難度不大。
26.(8分)(2024?成都)小成同學(xué)探究“滑動摩擦力大小與什么有關(guān)”,實驗器材如下:長木板(上下表面粗糙程度不同)、長方體木塊(每個面粗糙程度都相同,長寬高不等)、彈簧測力計。
(1)實驗過程中,將木塊放在水平木板上,用彈簧測力計沿水平方向緩緩勻速拉動木塊(如圖),目的是為了讓彈簧測力計示數(shù)與木塊所受滑動摩擦力大小 相等 。
(2)小成在實驗探究時利用下表收集數(shù)據(jù),你認(rèn)為她探究的是滑動摩擦力大小與 壓力大小和接觸面粗糙程度 的關(guān)系。
(3)小成利用同一個木塊探究了滑動摩擦力大小與接觸面積是否有關(guān),她改變接觸面積的操作是 將木塊不同表面與木板接觸 。
(4)小成發(fā)現(xiàn)勻速拉動木塊時,不好控制且不方便讀數(shù),于是愛思考的她利用木塊靜止時二力平衡的特點,設(shè)計了改進方案(如下表所示),你認(rèn)為應(yīng)該采用哪個方案?答: 方案三 。
【答案】(1)相等;(2)壓力大小和接觸面粗糙程度;(3)將木塊不同表面與木板接觸;(4)方案三。
【分析】此題目是針對滑動摩擦力的探究實驗,加上題中的設(shè)計方案,對每一步實驗進行分析即可。
【解答】解:(1)木塊水平方向上受拉力和滑動摩擦力,并保持勻速直線運動狀態(tài)(即二力平衡狀態(tài)),因此所受拉力和滑動摩擦力相等。
(2)表格中既有不同的粗糙程度,也有不同的壓力(一個木塊和兩個木塊疊放),因此她探究的是滑動摩擦力與壓力、滑動摩擦力和接觸面粗糙程度,這兩個因素的關(guān)系。
(3)題中說到小成用的是同一個木塊,且題干中說明木塊每個接觸面粗糙程度相同,因此她是通過將木塊不同表面與木板接觸來改變接觸面積大小的。
(4)題中說到用的是二力平衡的特點,因此測力計應(yīng)該測量木塊受到的拉力,然后拉動木板,木塊處于靜止?fàn)顟B(tài),從而得出木塊所受摩擦力的大小。方案一和方案二,所測拉力均為木板的拉力,而木板受到的力除了拉力以外,還有上下表面兩個摩擦力,所以拉力與摩擦力不符合二力平衡條件。綜上所述,選擇方案三。
故答案為:(1)相等;(2)壓力大小和接觸面粗糙程度;(3)將木塊不同表面與木板接觸;(4)方案三。
【點評】此題目每一步都是結(jié)合題中所給的條件和步驟來單獨分析,出題比較靈活,對滑動摩擦力或者二力平衡知識理解要十分到位,否則容易出現(xiàn)錯誤。
一、B卷(共20分)選擇題(每小題2分,共10分。有的小題只有一個選項符合題目要求;有的小題有二個選項符合題目要求,全部選對得2分,選對但不全得1分,有選錯的得0分)
27.(2分)(2024?成都)三峽水電站是當(dāng)今世界上裝機容量最大的水電站,三峽大壩橫跨長江,雄偉壯麗(如圖)。下列說法正確的是( )
A.水力發(fā)電是將電能轉(zhuǎn)化為機械能
B.水能是一次能源,電能是二次能源
C.利用大壩提高水位的目的是儲蓄更多內(nèi)能,用來發(fā)電
D.機械能和電能可以相互轉(zhuǎn)化,所以能量轉(zhuǎn)化沒有方向性
【答案】B
【分析】(1)能量轉(zhuǎn)化的過程中,必定有一種能量減少,另一種能量增加。分析能量轉(zhuǎn)化時,就看什么能量減少了,什么能量增加,總是減少的能量轉(zhuǎn)化為增加的能量。結(jié)合實例,明確轉(zhuǎn)化過程中能量的變化情況,可做出判斷;
(2)從自然界直接獲得不需要加工的能源是一次能源,對一次能源通過加工轉(zhuǎn)化而獲得的能源是二次能源;
(3)重力勢能大小的影響因素:質(zhì)量、被舉得高度。質(zhì)量越大,高度越高,重力勢能越大;
(4)能量的轉(zhuǎn)化、能量的轉(zhuǎn)移都是有方向性的,要逆向轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移能量,就會消耗其他的能量。
【解答】解:A、水力發(fā)電是將水蘊含的機械能最終轉(zhuǎn)化為電能,故A錯誤;
B、水能可以從自然界中直接獲得是一次能源,電能是由其他能源轉(zhuǎn)化來的,屬于二次能源,故B正確;
C、修攔河大壩是為了提高上游水位,水的質(zhì)量不變,高度增大,重力勢能增大,利用大壩提高水位的目的是儲蓄更多重力勢能,故C錯誤;
D、機械能和電能可以相互轉(zhuǎn)化,但能量轉(zhuǎn)化是具有方向性的,故D錯誤。
故選:B。
【點評】本題考查了能源的分類、能量轉(zhuǎn)化的不可逆性、重力熱能等知識。
28.(2分)(2024?成都)“兩個黃鸝鳴翠柳,一行白鷺上青天?!倍鸥Φ脑娋涿枥L了成都草堂門前浣花溪秀麗的景色(意境圖如圖)。下列說法不正確的是( )
A.能從各個方向看見黃鵬,是由于光發(fā)生了漫反射
B.看到溪水中的魚比實際位置淺,是光的折射現(xiàn)象
C.陽光下的溪水波光粼粼,是水面對光的反射現(xiàn)象
D.目送白鷺高飛遠去的過程中,眼睛的晶狀體變厚
【答案】D
【分析】(1)漫反射,是投射在粗糙表面上的光向各個方向反射的現(xiàn)象;
(2)當(dāng)光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時,傳播方向會偏折,發(fā)生折射現(xiàn)象;
(3)光的反射指光傳播到不同物質(zhì)時,在分界面上改變傳播方向又返回原來物質(zhì)中的現(xiàn)象;
(4)眼鏡看遠處物體時,晶狀體變薄。
【解答】解:A、能從各個方向看見黃鵬,即投射在黃鵬表面上的光向各個方向反射,說明光發(fā)生了漫反射,故A正確;
B、看到水中的魚比魚的實際位置淺是光的折射現(xiàn)象,故B正確;
C、陽光下的溪水波光粼粼,是由于光被水面反射后形成的現(xiàn)象,故C正確;
D、目送白鷺高飛遠去的過程中,物距變大,像距變??;為了使像成在視網(wǎng)膜上,晶狀體對光的會聚能力應(yīng)該變?nèi)?,即眼睛的晶狀體變薄,故D錯誤。
故選:D。
【點評】本題考查了光的反射、折射、眼睛及其視物原理等知識,綜合性較強,難度不大。
29.(2分)(2024?成都)某固態(tài)物體的質(zhì)量為m,其物質(zhì)的比熱容為c,用穩(wěn)定的熱源對它加熱(物體在相同時間內(nèi)吸收的熱量相等),到t3時刻停止加熱,然后讓其冷卻。上述過程中記錄不同時刻的溫度,最后繪制出溫度隨時間變化的圖像(如圖)。下列說法正確的是( )
A.在0~t2時間段,該物體吸收的熱量為cm(T2﹣T1)
B.在t2~t4時間段,該物質(zhì)的比熱容先增大后減小
C.在t4~t5時間段,該物體放出的熱量為
D.該物質(zhì)在t5~t6時間段的比熱容等于在0~t1時間段的比熱容
【答案】D
【分析】圖中給出了物質(zhì)溫度隨時間變化的圖像,涉及到物態(tài)變化、比熱容和熱量計算相關(guān)知識。對題中選項逐個分析即可。
【解答】解:結(jié)合圖像,對選項逐個分析:
A、0﹣t1時間內(nèi),物質(zhì)吸收的熱量可以用公式cm△t來求解,但是t1~t2處于熔化階段,溫度不變、持續(xù)吸熱,故不可以用該公式求解,故A選項錯誤。
B、t2~t4時間段內(nèi),物質(zhì)均處于液態(tài),比熱容不變,故B選項錯誤。
C、只有同一熱源加熱時,相等時間內(nèi)吸收熱量才能相等,停止加熱后單位時間的放熱量,與加熱時單位時間的吸熱量并不相通,因此不可以用該比例式求解,故C選項錯誤
D、物質(zhì)在t5~t6和0﹣t1時間段內(nèi),均處于固態(tài),因此比熱容相等,故D選項正確。
故選:D。
【點評】此題目需要對比熱容圖像有充分理解,對于正在熔化的時間段,只能利用“單位時間加熱源放熱相等”這一知識來求解。
(多選)30.(2分)(2024?成都)小成在實驗室組裝如圖所示的滑輪組進行實驗探究,實驗過程如下:先測得定滑輪的重力為0.2N,動滑輪的重力為0.25N,再使用組裝好的滑輪組在10s內(nèi)將質(zhì)量為100g的鉤碼豎直勻速提升20cm,此過程中彈簧測力計的示數(shù)為0.5N。g取10N/kg,下列說法正確的是( )
A.彈簧測力計對細繩拉力的功率為0.03W
B.滑輪組的機械效率為80%
C.克服繩重和摩擦做的額外功為0.05J
D.若增大提升鉤碼的質(zhì)量,滑輪組的機械效率不變
【答案】AC
【分析】(1)根據(jù)滑輪組裝置確定繩子股數(shù),彈簧測力計的示數(shù)即為細繩的拉力,利用P===求出簧測力計對細繩拉力的功率;
(2)根據(jù)W有=Gh=mgh求出有用功,利用W總=Fs=Fnh求出總功,根據(jù)η=求出滑輪組的機械效率;
(3)根據(jù)W總=W有+W額求出額外功,利用W動=G動h求出克服動滑輪重做的功,根據(jù)W額=W動+W繩求出克服繩重和摩擦做的額外功;
(4)增大機械效率的方法有二:一是增大有用功,即拉更重的重物;二是減小額外功,如減小摩擦、減輕動滑輪重。
【解答】解:A、由圖可知,n=3,細繩的拉力等于彈簧測力計的示數(shù),即F=0.5N,簧測力計對細繩拉力的功率為:
P=====0.03W,故A正確;
B、滑輪組做的有用功為:
W有=Gh=mgh=0.1kg×10N/kg×0.2m=0.2J,
滑輪組做的總功為:
W總=Fs=Fnh=0.5N×3×0.2m=0.3J,
滑輪組的機械效率為:
η==×100%≈66.7%,故B錯誤;
C、滑輪組做的額外功為:
W額=W總﹣W有=0.3J﹣0.2J=0.1J,
克服動滑輪重做的功為:
W動=G動h=0.25N×0.2m=0.05J,
則克服繩重和摩擦做的額外功為:
W繩=W額﹣W動=0.1J﹣0.05J=0.05J,故C正確;
D、若增大提升鉤碼的質(zhì)量,即提升重物的重力增加,做的有用功就變大,而額外功幾乎不變,因此機械效率變大,故D錯誤。
故選:AC。
【點評】本題考查了做功公式、功率公式和滑輪組機械效率公式的應(yīng)用,明確額外功和滑輪組繩子的有效股數(shù)是關(guān)鍵。
(多選)31.(2分)(2024?成都)如圖所示電路,電源電壓恒定不變,定值電阻R1與R2阻值相同。讓滑動變阻器R3的滑片位于中點,只閉合開關(guān)S2時,電壓表V的示數(shù)為2V;開關(guān)S2、S3閉合,S1斷開時,電流表A1的示數(shù)為0.2A。將R3的滑片移到b端,三個開關(guān)都閉合時,電流表A2的示數(shù)為0.4A,電路消耗的總功率為P1;開關(guān)S1、S2閉合,S3斷開時,電路消耗的總功率為P2。下列結(jié)果正確的是( )
A.電源電壓為9VB.R3的最大阻值是60Ω
C.P1=3WD.P2=0.3W
【答案】BC
【分析】(1)判斷出只閉合開關(guān)S2時,R1、R2、R3串聯(lián),根據(jù)電壓表V的示數(shù)為2V,列出方程;
(2)判斷出開關(guān)S2、S3閉合,S1斷開時,電流只經(jīng)過R3,電流表A1的示數(shù)為0.2A,列出方程;
(3)判斷出將R3的滑片移到b端,三個開關(guān)都閉合時,R1、R2、R3并聯(lián),電流表A2的示數(shù)為0.4A,列出方程;
(4)解方程,得出R1、R2、R3的阻值和電源電壓;
(5)再選擇合適的公式計算電功率P1、P2。
【解答】解:(1)只閉合開關(guān)S2時,R1、R2、R3串聯(lián),電阻R1與R2阻值相同,都設(shè)為R,滑動變阻器R3的滑片位于中點,變阻器連入電路的阻值為,電壓表V的示數(shù)為2V,此時電源電壓表示為:U= ①;
開關(guān)S2、S3閉合,S1斷開時,電流只經(jīng)過R3,電流表A1的示數(shù)為0.2A,此時電源電壓表示為:U= ②;
將R3的滑片移到b端,三個開關(guān)都閉合時,R1、R2、R3并聯(lián),電流表A2的示數(shù)為0.4A,此時電流表測的是R1和R2的總電流,R1與R2阻值相同,所以此時通過R1與R2的電流都是0.2A,電源電壓表示為:U=0.2A×R ③;
則0.1A×R3=0.2A×R,R3=2R;
把R3=2R代入①得:U=6V;
再把U=6V代入②得:R3=60Ω,R1=R2=R=30Ω;
故A錯誤,B正確。
(2)將R3的滑片移到b端,三個開關(guān)都閉合時,R1、R2、R3并聯(lián),電流表A2的示數(shù)為0.4A,電路消耗的總功率為P1,I1+I2=0.4A
I3=,此時干路電流I=I1+I2+I3=0.1A+0.4A=0.5A
將R3的滑片移到b端,三個開關(guān)都閉合時,電流表A2的示數(shù)為0.4A,電路消耗的總功率為P1=UI=6V×0.5A=3W。故C正確。
(3)開關(guān)S1、S2閉合,S3斷開時,電流只經(jīng)過R1,電路消耗的總功率為P2=,故D錯誤。
故選:BC。
【點評】這是一種帶有轉(zhuǎn)換開關(guān)的動態(tài)電路,關(guān)鍵是分析清楚每一次電路的連接情況,根據(jù)每次的電表讀數(shù),列出對應(yīng)的方程。
二、綜合題(共10分。第7題在解答時應(yīng)寫出公式和重要的演算步驟,只寫出最后答案不能得分)
32.(4分)(2024?成都)圖1是小李購買的一款國產(chǎn)電話手表,她與爸爸媽媽一起了解和研究電話手表功能,以確保正確且安全使用。
(1)小李閱讀說明書后,有以下認(rèn)識,你認(rèn)為不合理的是 B 。
A.電話手表的表帶內(nèi)側(cè)設(shè)計有導(dǎo)汗槽,有助于加快汗液的蒸發(fā)
B.用尖銳物撬手表電池容易起火,可能是因為電路發(fā)生了斷路
C.惡劣天氣搜索不到通信信號,可能是因為電磁波傳播過程受到干擾
D.緊貼耳朵使用會造成聽力損傷,是因為聲音響度與聲源到耳朵距離有關(guān)
(2)小李用電話手表與爺爺長時間視頻通話,手表突然自動關(guān)機,原因是手表過熱,啟動了保護功能。她認(rèn)為手表啟動保護功能一段時間后,應(yīng)有自動開機功能,于是她用所學(xué)知識設(shè)計出模擬熱保護裝置的示意圖(如圖2)R0為定值電阻,R為熱敏電阻(有兩種類型可供選擇,其電阻隨溫度變化關(guān)系如圖3所示,R的溫度變化主要受發(fā)熱元件影響)。下列分析合理的是 A 。
A.熱敏電阻應(yīng)選擇NTC類型
B.熱敏電阻溫度升高,電磁鐵磁性減弱
C.啟動保護模式后,控制電路自動斷開
D.啟動保護模式后,工作電路無法再次啟動
(3)小李和爸爸在家庭實驗室對電話手表進行充電測試,測得充電時充電器的輸出電壓約為5V,輸出功率約為6W,則輸出電流與常見家用電器 電視機 (選填“電視機”、“空調(diào)”或“電熱滅蚊器”)的正常工作電流最接近。
(4)媽媽告訴小李,充電器在插座上未給電話手表充電時,內(nèi)部也有電流通過。他們查閱網(wǎng)站得知,截止2024年3月末我國移動電話用戶總數(shù)約為18億戶。若有四分之一用戶不拔充電器,一戶一個充電器,每個充電器每天平均閑置時間約為20h,平均實際功率約為0.1W,則全國一天因此浪費的電能約為 9×105 kW?h。
小李通過查詢資料進一步發(fā)現(xiàn),長時間讓家用電器處于待機狀態(tài),不僅浪費電能,還可能引起火災(zāi)。為了您和家人的安全,請正確使用家用電器。
【答案】(1)B;(2)A; (3)電視機; (4)9×105。
【分析】(1)根據(jù)相關(guān)的物理知識結(jié)合實際進行分析。
(2)根據(jù)熱敏電阻的特性和電磁繼電器的基本原理進行分析。
(3)根據(jù)P=UI計算,然后根據(jù)常見電器的工作電流進行分析。
(4)根據(jù)W=UIt進行計算。
【解答】解:(1)A.電話手表的表帶內(nèi)側(cè)設(shè)計有導(dǎo)汗槽,有助于加快汗液的蒸發(fā),故A正確;
B.用尖銳物撬手表電池容易起火,可能是因為電路發(fā)生了短路,故B錯誤;
C.惡劣天氣搜索不到通信信號,可能是因為電磁波傳播過程受到干擾,故C正確;
D.緊貼耳朵使用會造成聽力損傷,是因為聲音響度與聲源到耳朵距離有關(guān),故D正確。
故選:B。
(2)根據(jù)題意,當(dāng)溫度升高時,電磁繼電器中的電流增大,吸下銜鐵,斷開發(fā)熱元件,所以熱敏電阻的阻值應(yīng)該隨著溫度的升高而降低,采用NTC熱敏原件,故選:A。
(3)充電器的輸出電流為:,與電視機的正常工作電流最接近。
(4)充電器待機時消耗的電能為:4.5×108=9×105kW?h。
故答案為:(1)B; (2)A; (3)電視機; (4)9×105。
【點評】本題考查的是熱敏電阻的特性;會根據(jù)電功的公式進行簡單計算。
33.(6分)(2024?成都)科創(chuàng)社的同學(xué)設(shè)計并“3D”打印了一艘長方體輪船模型,為了對輪船進行測試,準(zhǔn)備了一個薄壁長方體容器置于水平地面,其底面積為1800cm2,裝有深度為9cm的水,如圖1所示。輪船的質(zhì)量為2.2kg,底面積為800cm2,總高度為16cm,如圖2所示。輪船的下部有7個長方體水密隔艙(以便輪船漏水時,相互隔離,確保行船安全),每個隔艙的內(nèi)部底面積均為100cm2,高度為10cm;輪船的上部可放置貨物,并通過調(diào)整貨物位置保持輪船不傾斜。忽略液體擾動等次要因素,已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)求容器中水的質(zhì)量。
(2)設(shè)計組的同學(xué)從安全角度設(shè)想:在輪船滿載(最大載重)時,假如有2個隔艙漏滿水,穩(wěn)定后輪船依然漂浮,且浸入水中的深度為14cm,求滿載時貨物的質(zhì)量。
(3)測試組的同學(xué)對輪船進行漏水實驗:將載貨5kg的輪船置于容器中,通過扎孔使4個隔艙漏入一定質(zhì)量的水,然后堵住小孔并保持輪船不傾斜,求此時水對輪船外底部的壓強p與漏入隔艙內(nèi)水的質(zhì)量mx克(0<mx≤4000)之間的關(guān)系式。
【答案】(1)容器中水的質(zhì)量為16.2kg;
(2)假如有2個隔艙漏滿水,穩(wěn)定后輪船依然漂浮,且浸入水中的深度為14cm,滿載時貨物的質(zhì)量為7kg;
(3)載貨5kg的輪船置于容器中,通過扎孔使4個隔艙漏入一定質(zhì)量的水,水對輪船外底部的壓強p與漏入隔艙內(nèi)水的質(zhì)量mx克(0<mx≤4000)之間的關(guān)系式:
當(dāng)4個艙漏水在0<mx≤3200g范圍內(nèi)時,p=(900+0.125mx)Pa;
當(dāng)4個艙漏水在3200g<mx≤40000g范圍內(nèi)時,P=(1620﹣0.1mx)Pa。
【分析】(1)根據(jù)密度公式結(jié)合長方體的體積公式計算質(zhì)量;
(2)根據(jù)阿基米德原理計算滿載時的浮力,根據(jù)漂浮的條件計算貨物的重力以及質(zhì)量;
(3)先考慮漏入隔艙內(nèi)水充滿隔艙時,輪船會不會觸底。
【解答】解:(1)m水=ρ水V水=ρ水Sh水=1.0g/cm3×1800cm2×9cm=1.62×104g=16.2kg;
(2)輪船浸入水中的深度為14cm,h1=14cm=0.14m,底面積為800cm2,S船=800cm2=8×10﹣2m2
將整個輪船(包括漏入隔艙內(nèi)的水)看成整體,所受浮力 F浮1=ρ水gS船h1=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣2m2×0.14m=112N;
此時整體重力G總=
艙內(nèi)的每個隔艙的容積V艙=100cm2×10cm=1000cm3=10﹣3m3;
漏入隔艙內(nèi)的水的重力 G水=2ρ水V艙g=2×1.0×103kg/m3×10﹣3m3×10N/kg=20N;
船的重力G船=m船g=2.2kg×10N/kg=22N;
則貨物的重力G=G總﹣G船﹣G水=112N﹣22N﹣20N=70N;
貨物質(zhì)量m==7kg;
(3)先考慮4個隔艙充滿水,船體是否觸底。
4個隔艙裝滿水,水的重力G水′=4ρ水V艙g=4×1×103kg/m3×10﹣3m3×10N/kg=40N;
載貨5kg時,貨物重力G貨=m貨g=5kg×10N/kg=50N;
此時整體重力G總′=G船+G貨+G′水=22N+50N+40N=112N,
此時容器中水面高度:=0.122m,(小于船的高度,不會淹沒)
此時船體所受浮力:F浮′=ρ水gV排′=1×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣2m2×0.122m=97.6N<112N,
所以,4個隔艙充滿水,船體會觸底。
設(shè)船體剛好觸底時,隔艙漏進的水質(zhì)量為m1,根據(jù)浮力等于重力之和,可列出如下方程:
(2.2kg+5kg+m1)×10N/kg=1×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣2m2×
解得:m1=3.2kg=3200g;
所以4個隔艙漏水3200g時,船體剛好觸底,當(dāng)4個艙漏水在0<mx≤3200g范圍內(nèi)時,
船底所受壓力等于船的重力加貨的重力再加水的重力,F(xiàn)=22N+50N+mx×10×10﹣3N=72N+0.01mxN;
船底所受壓強==(900+0.125mx)Pa。
當(dāng)4個艙漏水在3200g<mx≤40000g范圍內(nèi)時,容器中水的深度
此時船底所受壓強p′=ρ水gh′==(1620﹣0.1mx)Pa
故答案為:(1)容器中水的質(zhì)量為16.2kg;
(2)假如有2個隔艙漏滿水,穩(wěn)定后輪船依然漂浮,且浸入水中的深度為14cm,滿載時貨物的質(zhì)量為7kg;
(3)載貨5kg的輪船置于容器中,通過扎孔使4個隔艙漏入一定質(zhì)量的水,水對輪船外底部的壓強p與漏入隔艙內(nèi)水的質(zhì)量mx克(0<mx≤4000)之間的關(guān)系式:
當(dāng)4個艙漏水在0<mx≤3200g范圍內(nèi)時,p=(900+0.125mx)Pa;
當(dāng)4個艙漏水在3200g<mx≤40000g范圍內(nèi)時,P=(1620﹣0.1mx)Pa。
【點評】這是一道有關(guān)浮力的綜合性試題,特別是最后一問,要考慮4個隔艙能不能漏滿水,然后用壓力與受力面積表示壓強。
聲明:試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布日期:2024/6/26 13:10:20;用戶:物理;郵箱:jnsssz65@xyh.cm;學(xué)號:37149825實驗次數(shù)
IA/A
IB/A
IC/A
第1次
0.30
0.22
0.50
第2次
0.22
0.28
0.50
第3次
0.24
0.22
0.46
第4次
0.28
0.30
0.28
長木板不同表面
彈簧測力計示數(shù)/N
一個木塊
兩個木塊重疊
光滑表面
粗糙表面
方案一:用繩子將木塊連接到墻上后,通過彈簧測力計拉動下面的長木板
方案二:用繩子將木塊連接到墻上后,通過彈簧測力計拉動底部加了輪子的長木板
方案三:通過彈簧測力計將木塊連接到墻上后,直接拉動下面的長木板



實驗次數(shù)
IA/A
IB/A
IC/A
第1次
0.30
0.22
0.50
第2次
0.22
0.28
0.50
第3次
0.24
0.22
0.46
第4次
0.28
0.30
0.28
長木板不同表面
彈簧測力計示數(shù)/N
一個木塊
兩個木塊重疊
光滑表面
粗糙表面
方案一:用繩子將木塊連接到墻上后,通過彈簧測力計拉動下面的長木板
方案二:用繩子將木塊連接到墻上后,通過彈簧測力計拉動底部加了輪子的長木板
方案三:通過彈簧測力計將木塊連接到墻上后,直接拉動下面的長木板



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