一、單項選擇題(每小題2分,共20分)
1. 五一前夕,某學(xué)校舉行了春季運動會,下列數(shù)據(jù)中你認(rèn)為符合實際的是( )
A.男子立定跳遠的成績?yōu)?.8mB.女子跳繩的成績?yōu)槊糠昼?60個
C.男子100m的成績?yōu)?5.5sD.女子鉛球的成績?yōu)?5m
【答案】C
【解析】【解答】 A.男子立定跳遠成績?yōu)?m左右,故A錯誤;
B.女子跳繩的成績約120~180個左右,故B錯誤;
C.男子100跑成績約為15秒左右,故C正確;
D.中學(xué)生投擲實心球時成績可達到10m,故D錯誤。
故選C。
【分析】 首先要對選項中涉及的幾種物理量有個初步的了解,對于選項中的單位,可根據(jù)需要進行相應(yīng)的換算或轉(zhuǎn)換,排除與生活實際相差較遠的選項,找出符合生活實際的答案。
2. 藍藍的天上白云飄,站在湖邊的小明看到清澈的水中魚兒在云中游動,下列說法正確的是( )
A.看到的水中的魚是實像
B.看到的水中的云是實像
C.看到的水中的云是由于光的折射形成的
D.看到的水中的魚是由于光的折射形成的
【答案】D
【解析】【解答】 看到的水中的魚是由魚反射的光線從水中斜射入空氣時,在水面發(fā)生折射形成的虛像;
看到的水中的云屬于平面鏡成像,是由光的反射形成的。故A、B、C錯誤、D正確。
故選D。
【分析】根據(jù)光的反射和折射的知識分析判斷。
3. 編鐘是我國春秋戰(zhàn)國時期的一種樂器,關(guān)于編鐘的說法正確的是( )
A.悠揚的鐘聲是由空氣的振動產(chǎn)生的
B.用相同的力敲擊大小不同的鐘,發(fā)聲的音調(diào)不同
C.敲鐘時,用力越大,鐘聲在空氣中的傳播速度越大
D.通過鐘聲判斷鐘是否破損,利用了聲可以傳遞能量
【答案】B
【解析】【解答】 A.悠揚的鐘聲是由編鐘的振動產(chǎn)生的,故A錯誤;
B.用相同的力敲擊大小不同的鐘,聲音的振動頻率不同,發(fā)聲的音調(diào)不同,故B正確;
C.敲鐘時,用力越大,響度越大,鐘聲在空氣中的傳播速度不變,故C錯誤;
D.通過鐘聲判斷鐘是否破損,利用了聲可以傳遞信息,故D錯誤。
故選B。
【分析】 A.聲音是由物體的振動產(chǎn)生的。
B.聲音的高低叫音調(diào),音調(diào)與發(fā)聲體振動的頻率有關(guān)。
C.聲音的大小叫響度,響度與振幅和距離聲源的遠近有關(guān)。
D.聲音可以傳遞信息和能量。
4. 生活中很多現(xiàn)象都蘊含著物理奧秘,對以下生活實例解釋正確的是( )
A.夏天向地面灑水可以降溫,是因為水蒸發(fā)吸熱
B.打掃衛(wèi)生時塵土飛揚,說明分子在永不停息地做無規(guī)則運動
C.高壓鍋的原理是通過增大氣壓使液體的沸點降低
D.冬天搓手取暖是通過熱傳遞的方式改變物體的內(nèi)能
【答案】A
【解析】【解答】 A.夏天,往地面灑水降溫,水變成水蒸氣,是蒸發(fā),蒸發(fā)吸收熱量,故A正確;
B.打掃衛(wèi)生時塵土飛揚,是固體小顆粒的機械運動,不是分子的熱運動,故B錯誤;
C.高壓鍋的原理是通過增大氣壓使液體的沸點升高,故C錯誤;
D.冬天搓手取暖是通過做功的方式改變物體的內(nèi)能,故D錯誤。
故選A。
【分析】 A.根據(jù)蒸發(fā)吸熱判斷;
B.分子在永不停息地做無規(guī)則運動;
C.液體沸點隨上方氣壓增大而升高;
D.改變內(nèi)能的方式包括做功和熱傳遞。
5. 霜、霧、露、雪是自然界中常見的現(xiàn)象,下列關(guān)于它們的說法正確的是( )
A.霜的形成是凝固現(xiàn)象,需要放熱
B.霧的形成是液化現(xiàn)象,需要放熱
C.露的形成是升華現(xiàn)象,需要吸熱
D.雪的形成是凝華現(xiàn)象,需要吸熱
【答案】B
【解析】【解答】 A.霜是空氣中的水蒸氣遇冷凝華為固體的冰晶,附著在建筑物或植被表面,此過程中放熱,故A錯誤;
B.霧是空氣中的水蒸氣遇冷液化為液態(tài)的小水滴,此過程放熱,故B正確;
C.露是空氣中的水蒸氣遇冷液化為液態(tài)的小水滴,附著在植被表面,此過程放熱,故C錯誤;
D.雪是空氣中的水蒸氣遇冷凝華為固態(tài)的冰晶,此過程中放熱,故D錯誤。
故選B。
【分析】根據(jù)物質(zhì)的初始態(tài)和終末態(tài)確定物態(tài)變化的名稱。
6. 原地縱跳摸高是同學(xué)們經(jīng)常玩的游戲,如圖所示,下列關(guān)于游戲過程的分析正確的是( )
A.在離地前的起跳過程中,地面對人的支持力大于人對地面的壓力
B.在離地前的起跳過程中,地面對人的支持力小于人對地面的壓力
C.在離地后的上升過程中,人的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能
D.在落地前的下降過程中,人的動能減少,重力勢能增加
【答案】C
【解析】【解答】 AB.在離地前的起跳過程中,地面對人的支持力和人對地面的壓力是一對相互作用力,大小相等,故A、B錯誤;
C.離地后上升過程,質(zhì)量不變,速度減小,則動能減?。桓叨仍龃?,則重力勢能增大,那么動能轉(zhuǎn)化為重力勢能,故C正確;
D.在落地前的下降過程中,人的動能增加,重力勢能減小,故D錯誤;
故選C。
【分析】AB.根據(jù)相互作用力的原理判斷;
CD.動能與質(zhì)量和速度有關(guān),重力勢能與質(zhì)量和高度有關(guān),據(jù)此確定動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化即可。
7. 乒乓球被稱為中國的“國球”,深受同學(xué)們喜歡。關(guān)于乒乓球運動中蘊含的力學(xué)知識,下列說法正確的是( )
A.乒乓球在空中飛行時受到了向前的推力
B.乒乓球的質(zhì)量小,所以容易被快速抽殺
C.空中飛行的乒乓球,如果所受的力全部消失,它將立即停止
D.球拍擊球時,只能改變乒乓球的運動方向
【答案】B
【解析】【解答】 A.乒乓球在空中向前飛行,是由于它有慣性,此時球不再受到球拍的作用力,故A錯誤;
B.乒乓球質(zhì)量小,慣性小,所以容易改變它的運動狀態(tài),即容易來回抽殺,故B正確;
C.空中飛行的乒乓球,若所受的力全部消失,由牛頓第一定律可知,它將做勻速直線運動,故C錯誤;
D.球拍擊球時,不僅改變了乒乓球的運動方向,也改變了乒乓球的速度大小,還使用乒乓球發(fā)生了彈性形變,故D錯誤。
故選B。
【分析】 A.力是物體對物體的作用,發(fā)生力的作用時,至少要有兩個物體;其中受到力的作用的物體叫受力物體;對別的物體施加了力的物體叫施力物體;
B.一切物體都具有慣性,慣性越小,則它的運動狀態(tài)越容易發(fā)生改變;
C.根據(jù)牛頓第一定律分析;
D.力可以改變物體的形狀和運動狀態(tài),物體運動狀態(tài)的改變包括速度大小和方向的改變。
8. 下列實例中,采用了相同科學(xué)方法的是( )
①用光線表示光傳播的徑跡和方向
②探究動能大小與速度的關(guān)系時,讓同一個小球從斜面的不同高度由靜止釋放
③探究平面鏡成像特點時,通過未點燃的蠟燭確定點燃蠟燭的像的位置
④探究滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系時,保持壓力大小不變
A.①②B.②③C.②④D.①④
【答案】C
【解析】【解答】A.光線實際是不存在的,用光線表示光傳播的徑跡和方向,是人為建立的一種物理模型,是物理模型法;
B.物體動能大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān).探究動能大小與速度的關(guān)系時,讓同一個小球從斜面的不同高度由靜止釋放,是控制物體的質(zhì)量相同,利用的是控制變量法;
C.探究平面鏡成像特點時,用未點燃的蠟燭與燃燒蠟燭的像重合,確定像的位置。兩個蠟燭大小相同,這是等效替代法;
D.滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān),探究滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系時,保持壓力大小不變,應(yīng)用的控制變量法。
則使用相同科學(xué)方法的是②④。
故選C。
【分析】分析各個選項中實驗使用的物理研究方法即可。
9. 節(jié)約資源和保護環(huán)境是我國的基本國策,2024年5月13日至19日為全國節(jié)能宣傳周,主題是“綠色轉(zhuǎn)型,節(jié)能攻堅”。下列敘述不符合節(jié)能環(huán)保要求的是( )
A.重復(fù)使用節(jié)能環(huán)保購物袋,減少使用一次性用品
B.短距離上下樓不乘電梯,盡量減少電梯使用
C.公共建筑夏季室內(nèi)空調(diào)溫度設(shè)置一般不低于26℃
D.手機充完電后,不必拔下充電器
【答案】D
【解析】【解答】 A.重復(fù)使用節(jié)能環(huán)保購物袋,減少使用一次性用品符合節(jié)能環(huán)保要求,故A不合題意;
B.短距離上下樓不乘電梯,盡量減少電梯使用可節(jié)約用電,符合節(jié)能環(huán)保要求,故B不合題意;
C.公共建筑夏季室內(nèi)空調(diào)溫度設(shè)置一般不低于26℃,有利用節(jié)約電能,符合節(jié)能環(huán)保要求,故C不合題意;
D.手機充完電后,要拔下充電器,否則容易造成火災(zāi)隱患,故D符合題意。
故選D。
【分析】 根據(jù)對生活中的一些做法的分析,從是否有利于節(jié)約能源和保護環(huán)境的角度可做出判斷。
10. 骨骼、肌肉和關(guān)節(jié)等構(gòu)成了人體的運動系統(tǒng),人體中最基本的運動大多是由肌肉牽引骨骼繞關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的。下列關(guān)于人體中的杠桿說法正確的是( )
A.圖甲:手托重物時,可視為省力杠桿
B.圖甲:手托重物時,肱二頭肌對前臂的牽引力是阻力
C.圖乙:踮腳時,可視為費力杠桿
D.圖乙:向上踮腳的過程中,腓腸肌對足部骨骼的牽引力是動力
【答案】D
【解析】【解答】 AB.用手托重物時,肘關(guān)節(jié)處可以視為支點,肱二頭肌對前臂杠桿的牽引力使得杠桿轉(zhuǎn)動,是動力。由圖甲知,動力臂小于阻力臂,因此手托重物時,可視為費力杠桿,故A、B錯誤;
CD.由圖可知人踮腳時繞著O點轉(zhuǎn)動,腓腸肌對足部骨骼的牽引力F1使得杠桿轉(zhuǎn)動,是動力,
由圖乙知,動力臂大于阻力臂,可視為省力杠桿,故C錯誤,D正確。
故選D。
【分析】首先確定杠桿的支點、動力、阻力及對應(yīng)的動力臂和阻力臂,比較力臂大小得出杠桿類型。
二、多項選擇題(每小題給出的四個選項中,均有多個選項符合題意,全部選對的得3分,選對但不全的得2分,選錯的得0分,共12分)
11. 勞動課上,小明用不同的方式搬運一個放在水平地面上的箱子。下列說法正確的是( )
A.甲圖:水平用力推箱子,當(dāng)箱子沒有被推動時,推力小于摩擦力
B.甲圖:水平用力推箱子,當(dāng)箱子勻速直線運動時,推力等于摩擦力
C.乙圖:當(dāng)箱子和平板車一起勻速直線運動時,箱子和平板車之間存在摩擦力
D.乙圖:平板車下邊裝有輪子是為了減小摩擦
【答案】B,D
【解析】【解答】 A.箱子沒有被推動,處于平衡狀態(tài),是因為小明對箱子的推力等于箱子受到的摩擦力,故A錯誤;
B.水平用力推箱子,當(dāng)箱子勻速直線運動時,箱子受力平衡,推力等于摩擦力,故B正確;
C.當(dāng)箱子和平板車一起勻速直線運動時,箱子和平板車之間無相對運動或相對運動的趨勢,箱子和平板車之間不存在摩擦力,故C錯誤;
D.平板車下邊裝有輪子是為了將滑動摩擦改為滾動摩擦,即減小摩擦,故D正確。
故選BD。
【分析】 AB.物體靜止或做勻速直線運動時,處于平衡狀態(tài),所受到的力是一對平衡力,平衡力的合力為零;
C.產(chǎn)生摩擦力的條件:①相互接觸;②存在壓力;③做相對運動或有相對運動的趨勢;
D.根據(jù)減小摩擦力的方法分析。
12. 如圖所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù),假設(shè)電路中只有一個元件發(fā)生故障,則故障的原因可能是( )
A.燈泡短路B.燈泡短路
C.燈泡斷路D.燈泡斷路
【答案】A,D
【解析】【解答】 由圖可知,兩燈串聯(lián),電壓表測量燈L1兩端的電壓,閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù),可能是燈泡L1短路,電壓表被短路,也可能是燈泡L2斷路,電壓表斷路。
故選AD。
【分析】由圖可知,兩燈串聯(lián),電壓表測量燈L1兩端的電壓,閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù),電路中可能出現(xiàn)了短路或斷路。
13. 如圖所示,小明用20N的拉力F將重為20N的物體勻速提高了10m,用時5s,忽略繩重和摩擦,在這個過程中,下列說法正確的是( )
A.繩子自由端移動的速度為6m/sB.動滑輪所受的重力為20N
C.小明所做的額外功為200JD.滑輪組的機械效率為75%
【答案】B,C
【解析】【解答】 A.由圖可知,承擔(dān)重力的繩子段數(shù)n=2,
繩子自由端的速度為:,
故A錯誤;
B.根據(jù)可知,動滑輪所受的重力為:G動=nF-G=2×20N-20N=20N,故B正確;
C.克服動滑輪重所做的功為額外功,則小明所做的額外功為:W額=G動h=20N×10m=200J,故C正確;
D.該滑輪組的機械效率為:,故D錯誤。
故選BC。
【分析】 A.根據(jù)滑輪組裝置確定繩子股數(shù)n,利用求出繩子自由端的速度;
B.根求出動滑輪所受的重力;
C.根據(jù)W額=G動h求出小明所做的額外功;
D.根據(jù)求出該滑輪組的機械效率。
14. 質(zhì)量相等的甲、乙兩個圓柱形容器靜止在水平桌面上,甲容器的底面積大于乙容器的底面積,容器中分別裝有質(zhì)量相等的液體A和液體B,且液面相平。當(dāng)將質(zhì)量相等的實心物塊M、N分別放入兩容器后均沉底,如圖所示,此時甲容器對桌面的壓強和壓力分別為和,乙容器對桌面的壓強和壓力分別為和。若液體A、B的密度分別為和,物塊M、N的密度分別為和,則下列關(guān)系式一定正確的是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】【解答】 AB.由液體A、B質(zhì)量相等可得GA=GB,物塊M、N質(zhì)量相等GM=GN,所以容器對桌面的壓力F=G總,則可知:F1=GA+GM,F(xiàn)2=GB+GN。由于GA+GM=GB+GN,所以F1=F2;
已知甲容器底面積大于乙容器底面積,由可得,p1<p2,故A、B錯誤;
C.容器中液體A、B的質(zhì)量相等,液面相平,由圖知甲容器的底面積大于乙容器的底面積,由V=Sh可知,A液體的體積大于B液體的體積,由可得,A液體的密度小于B液體的密度,即ρA<ρB,故C錯誤;
D.放入物體前,兩個容器內(nèi)液面相平。放入物體后,A的液面低,B的液面高,那么說明M的體積小于N的體積。二者質(zhì)量相等,根據(jù)可知,M的密度大于N的密度,故D正確。
故選D。
【分析】 AB.根據(jù)液體A、B質(zhì)量相等可確定液體A、B的重力,因為是規(guī)則容器,所以F=G總,根據(jù)液體對容器底的總壓力等于總重力判斷出液體對容器底壓力的大小關(guān)系;再根據(jù)甲容器底面積大于乙容器底面積,分析p1和p2的關(guān)系;
CD.容器中液體A、B的質(zhì)量相等,液面相平,由圖知甲容器的底面積大于乙容器的底面積,由V=Sh判斷出A、B液體體積的關(guān)系,由判斷出A、B液體密度的關(guān)系,根據(jù)判斷出ρMρN的關(guān)系。
三、填空題(每小題3分,共15分)
15. 春節(jié)期間,小明和父母乘飛機去上海旅游。在飛機上升的過程中,外界大氣壓強 (選填“變大”、“變小”或“不變”);在飛機飛行過程中,座位上的小明相對于窗外的機翼是 (選填“靜止”或“運動”)的;機翼 方(選填“上”或“下”)的空氣流速快,壓強小,因此獲得了向上的升力。
【答案】變?。混o止;上
【解析】【解答】(1)在飛機上升的過程中,外界大氣壓強變小;
(2)在飛機飛行過程中,座位上的小明相對于窗外的機翼的位置保持不變,因此是靜止的;
(3)機翼上的空氣流速快,壓強小,因此獲得了向上的升力。
【分析】(1)根據(jù)大氣壓強隨高度的變化規(guī)律分析;
(2)根據(jù)參照物的知識分析;
(3)根據(jù)流體壓強和流速的關(guān)系分析解答
16. 螺線管是汽車啟動器的一個重要部件,駕駛員轉(zhuǎn)動鑰匙發(fā)動汽車時,相當(dāng)于給螺線管通電。如圖所示,螺線管的左端為 極,小磁針的左端為 極,A為電源的 極。
【答案】N;N;負(fù)
【解析】【解答】(1)根據(jù)圖片可知,磁感線從左端出來,回到右端,則螺線管的左端為N極,右端為S極;
(2)根據(jù)“異名磁極相互吸引”可知,小磁針的左端為N極;
(3)大拇指指向左端,此時彎曲的四指指尖向上,則線圈上電流方向向上,那么A為電源的負(fù)極,B為電源的正極。
【分析】(1)在磁體外部,磁感線從N極出來,回到S極,據(jù)此確定螺線管的極性;
(2)根據(jù)磁極之間的相互作用規(guī)律確定小磁針的指向;
(3)根據(jù)安培定則判斷線圈上電流方向,據(jù)此確定電源的正負(fù)極方向。
17. 核能是一種 (選填“可再生”或“不可再生”)能源。我國在核能利用方面取得了巨大成就,其中具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“華龍一號”核電站是通過 (選填“核裂變”或“核聚變”)發(fā)電;中國“人造太陽”——大型核實驗裝置“東方超環(huán)”是通過 (選填“核裂變”或“核聚變”)釋放巨大的能量。
【答案】不可再生;核裂變;核聚變
【解析】【解答】(1)核能不能在短時間內(nèi)得到補充,屬于不可再生能源;
(2)“華龍一號”核電站是通過核裂變發(fā)電;
(3)中國“人造太陽”——大型核實驗裝置“東方超環(huán)”是通過核聚變釋放巨大的能量。
【分析】(1)可以在短時間內(nèi)得到補充的能源為可再生能源;
(2)根據(jù)核電站的工作原理解答;
(3)根據(jù)太陽能量的來源解答。
18. 在探究“物質(zhì)的吸熱能力與哪些因素有關(guān)”的實驗中,用質(zhì)量是0.3kg的水和甲表中等質(zhì)量的另一種物質(zhì)進行對比,作出的圖像如圖乙所示。實驗過程中,水和另一種物質(zhì)在相同時間內(nèi)吸收的熱量相等,分析圖像可以得出圖線 (選填“a”或“b”)對應(yīng)的物質(zhì)為水,另一種物質(zhì)為 ,這種物質(zhì)在0~5min內(nèi)吸收的熱量為 J。
表甲
【答案】b;煤油;
【解析】【解答】 (1)相同的加熱裝置,加熱時間相等時,兩種液體吸收的熱量相等,由圖示可以看出,a液體的溫度升高的快,b液體溫度升高慢。利用熱量的計算公式Q放=cmΔt可知,b的比熱容大,應(yīng)該為水;
(2)由圖可知:液體和水的初溫是20℃,吸熱5分鐘后a的末溫是60℃,b液體的末溫40℃;
由題知,而水和液體的質(zhì)量相同,初溫相同,吸收的熱量相同,
即Q水吸=Qa吸;
c水m水Δt=camaΔta,
即cama(60℃-20℃)=4.2×103J/(kg?℃)×m水×(40℃-20℃)。
解得:ca=2.1×103J/(kg?℃),由表格數(shù)據(jù)知此液體為煤油;
這種物質(zhì)在0~5min內(nèi)吸收的熱量為:
Q=camaΔt'=2.1×103J/(kg?℃)×0.3kg×(60℃-20℃)=2.52×104J。
【分析】 (1)加熱相同時間,a和b吸熱相同,根據(jù)溫度變化的多少判斷,溫度變化多的比熱容小,溫度變化少的比熱容大,據(jù)此分析判斷。
(2)根據(jù)a、b兩種液體的比熱容的大小判斷出哪一種液體是水,由題知,分別用質(zhì)量相等的水和另一種液體進行了實驗,相同時間水和液體吸收的熱量相同。而水和液體的質(zhì)量相同,根據(jù)吸熱公式求液體的比熱容,由Q=cmΔt算出這種物質(zhì)在0~5min內(nèi)吸收的熱量。
19. 如圖甲所示,電源電壓恒定,為定值電阻。閉合開關(guān),將滑動變阻器R的滑片P從a端移到b端的過程中,其電流I與電壓U的關(guān)系圖像如圖乙所示,則電源電壓為 V,滑動變阻器R的最大阻值為 Ω,電阻消耗的最大功率和最小功率之比為 。
【答案】3;10;
【解析】【解答】 由電路圖可知,R0與滑動變阻器串聯(lián),電流表測電路中的電流,電壓表測變阻器兩端的電壓。
(1)(2)當(dāng)滑片位于a端時,變阻器接入電路中的電阻為零,電路中的電流最大,
由圖象可知,電路中的最大電流I大=0.6A,
那么電源的電壓:U=I大R0=0.6A×R0,
當(dāng)滑片位于b端時,接入電路中的電阻最大,電壓表的示數(shù)最大,電流表的示數(shù)最小,
由圖象可知,此時U滑=2V,電路中的最小電流I小=0.2A,
則滑動變阻器的最大阻值:;
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
所以,電源的電壓:U=I小(R0+R滑)=0.2A×(R0+10Ω),
因電源的電壓不變,所以,0.6A×R0=0.2A×(R0+10Ω),
解得:R0=5Ω;
電源的電壓:U=I大R0=0.6A×5Ω=3V;
(3)電阻R0消耗的最大功率;
根據(jù)串聯(lián)分壓原理得,,即,
解得,U0=1V,
電阻R0消耗的最小功率;
那么P大:P小=1.8W:0.2W=9:1。
【分析】 由電路圖可知,R0與滑動變阻器串聯(lián),電流表測電路中的電流,電壓表測變阻器兩端的電壓。
(1)當(dāng)滑片位于a端時,接入電路中的電阻為零,電路中的電流最大,根據(jù)圖象讀出電路中的電流,根據(jù)歐姆定律表示出電源的電壓;當(dāng)滑片位于b端時接入電路中的電阻最大,電壓表的示數(shù)最大,電流表的示數(shù)最小,根據(jù)圖象讀出電表的示數(shù),根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器的最大阻值,再根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律表示出電源的電壓,利用電源的電壓不變得出等式求出R0的阻值,進一步求出電源的電壓;
(2)由電路圖可知,定值電阻與滑動變阻器串聯(lián),電壓表測滑動變阻器兩端的電壓,電流表測電路電流,根據(jù)滑片的移動方向判斷滑動變阻器接入電路的阻值如何變化,然后根據(jù)串聯(lián)電路特點與歐姆定律分析答題;
(3)根據(jù)進計算R0消耗的最大和最小功率之比。
四、作圖閱讀題(20題3分,21題6分,共9分)
20. 如圖所示是家庭電路的一部分,請將開關(guān)控制臺燈的電路補充完整。
【答案】
【解析】【解答】在家庭電路中,開關(guān)與燈泡串聯(lián),且要接在火線和燈泡之間,如下圖所示:
【分析】根據(jù)家庭電路連接和安全用電的知識分析解答。
21. 閱讀下文,回答下列問題:
探索月球背面的秘密
2024年5月3日,嫦娥六號月球探測器英勇出征,開啟世界首次月球背面采樣之旅,將人類探月推向前所未有的高度。
為了讓嫦娥六號落地準(zhǔn)、抓好“土”,科學(xué)家研制出沖擊電機、加載電機和整形電機,在電機體重變輕的同時,大幅增加力矩,助力推動鉆頭前進,為“挖土”提供動力。月球背面的環(huán)境條件十分惡劣,溫差大、輻射強等因素給任務(wù)執(zhí)行帶來極大的困難。支撐探測器工作的主要能源來自太陽能,因此太陽電池陣的穩(wěn)定性能至關(guān)重要。
由于月球始終有一面背對地球,當(dāng)月球探測器降落在月球背面后,因為它的信號沿直線傳播,不能拐彎,只能向著遠離地球的方向傳輸,所以無法直接實現(xiàn)與地球的測控通信和數(shù)據(jù)傳輸,地面指揮和實時通信面臨巨大困難。2024年3月20日發(fā)射的鵲橋二號中繼星為解決這一難題提供了“信息橋梁”。鵲橋二號攜帶了一個口徑4.2米的天線——星載大型可展開天線。這個天線像一把大傘,發(fā)射時收起,入軌后展開。傘面十分精巧,是用直徑不到發(fā)絲四分之一的鉬絲織就而成。鍍了金的鉬絲使“大傘”看上去金光燦燦的,這樣做能增強天線的通信性能,降低能耗。延長衛(wèi)星的使用壽命。它一邊接收、傳輸來自地球的信號,一邊接收、傳輸來自月球背面的信號。為月球背面的探測器和地球之間架起通信天橋。
(1)如圖,搭載鵲橋二號中繼星的長征八號運載火箭發(fā)射升空過程中,火箭獲得的動力來自于____(選填“A”或“B”)
A.向下噴出的高溫高壓燃?xì)釨.火箭下方的空氣
(2)嫦娥六號探測器在“挖土”中主要涉及到的能量轉(zhuǎn)化是太陽能→化學(xué)能→ →
(3)鵲橋二號中繼星對嫦娥六號在月球背面的探測活動起到了什么作用?
【答案】(1)A
(2)電能;機械能
(3)為月球背面探測器和地球之間架起通信天橋
【解析】【解答】 (1)火箭發(fā)射時向下噴出高溫高壓的燃?xì)?,給燃?xì)馐┘右粋€向下的力,物體間力的作用是相互的,燃?xì)鈱鸺┘右粋€向上的推力,所以火箭受到的向上的推力施力物體是燃?xì)猓蔬xA;
(2)太陽能電池板太陽能轉(zhuǎn)化為電能,這種能量通過再次轉(zhuǎn)化電池的化學(xué)能儲存在大容量蓄電池內(nèi);“挖土”時將電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,而后通過電動機再將電能轉(zhuǎn)化為機械能。
(3)鵲橋二號中繼星一邊接收、傳輸來自地球的信號,一邊接收、傳輸來自月球背面的信號。為月球背面的探測器和地球之間架起通信天橋。
【分析】(1)物體間力的作用是相互的;
(2)根據(jù)能量轉(zhuǎn)化的知識解答;
(3)根據(jù)電磁波的應(yīng)用的知識解答。
五、實驗探究題(22題8分,23題8分,24題8分,共24分)
22. 學(xué)習(xí)小組對于眼睛視物原理進行了探究實踐。請你觀察圖甲中照相機和眼睛的構(gòu)造,把照相機與眼睛功能類似的部分填入表乙中。
表乙
【答案】鏡頭;視網(wǎng)膜;瞳孔
【解析】【解答】人眼就是一架照相機,角膜和晶狀體相當(dāng)于鏡頭,視網(wǎng)膜相當(dāng)于膠卷,而瞳孔相當(dāng)于光圈。
如下圖所示:
【分析】根據(jù)凸透鏡成像的應(yīng)用的知識分析解答。
23. 在探究近視眼和遠視眼成因與矯正的主題實踐中,該小組利用橡皮膜和注射器制作了水透鏡來模擬眼睛的晶狀體,打開夾子,通過注射器向橡皮膜中注水或抽水,來改變橡皮膜凸起的程度,如圖甲所示。具體操作如下:
①將蠟燭、水透鏡和光屏依次擺放在水平光具座上,點燃蠟燭,使?fàn)T焰、水透鏡和光屏三者的中心在 ;
②將蠟燭放在離水透鏡較遠的位置,移動光屏,直到屏上出現(xiàn)燭焰清晰的像,如圖乙所示,記下此時光屏所在的位置;
③用注射器向水透鏡里加適量的水,水透鏡對光的偏折能力變 ,此時屏上的像變得模糊,這是模擬近視眼看遠處物體的情況。將光屏慢慢靠近水透鏡,直到光屏上出現(xiàn)清晰的像,這說明近視眼所成的像在視網(wǎng)膜的 ;
④將光屏移回原來標(biāo)記的位置,選擇不同的眼鏡在燭焰和水透鏡之間前后移動,直到光屏上出現(xiàn)清晰的像,如圖丙所示,這說明矯正近視眼應(yīng)配戴 透鏡;
⑤從水透鏡里向外抽取適量的水,再次實驗,探究遠視眼的成因和矯正。
⑥眼睛是心靈的窗戶,我們要增強保護視力的意識,做到科學(xué)用眼,積極防控近視。請寫出一條預(yù)防近視的措施。
【答案】同一高度;強;前方;凹;讀書姿勢要正確,眼與書的距離要在33cm左右
【解析】【解答】 ①將蠟燭、凸透鏡和光屏依次放在光具座上,點燃蠟燭后,調(diào)整它們的高度,使?fàn)T焰、凸透鏡和光屏三者中心大致在同一高度,是為使?fàn)T焰的像成在光屏的中心;
③根據(jù)近視眼的成因,向水凸透鏡內(nèi)注入水,凸透鏡變厚,此時凸透鏡對光的折射能力變強,若將光屏向左移動適當(dāng)距離,再次得到清晰的像,像將成在光屏之前,即近視眼將遠處的物體成像在視網(wǎng)膜之前;
④ 如圖丙所示, 需要配戴具有發(fā)散作用的凹透鏡來矯正;
⑥預(yù)防近視要做到:三要、五不看,有效地預(yù)防近視眼的發(fā)生。
三要:讀書寫字的姿勢要正確,讀書寫字時眼與書的距離保持在33cm左右;看書寫字40分鐘后要到室外活動或向遠處眺望一會兒;要認(rèn)真做眼保健操,所按穴位要準(zhǔn)確。
五不看:不要在暗弱光線下和直射的陽光下看書寫字;不要躺在床上、在公共汽車上或走路時看書;不要看字體過小、字行過密、字跡印刷不清的讀物;做作業(yè)不要用淡色鉛筆;看電視時間不要太久。
【分析】 ①為使像能成在光屏的中心,應(yīng)調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏的高度,使它們的中心大致在同一高度;
③④近視眼是因為晶狀體變厚,折光能力太強引起的;近視眼的像成在視網(wǎng)膜之前,需佩戴具有發(fā)散作用的凹透鏡進行矯正;
⑥可以從預(yù)防近視眼的“三要、五不看”方面來分析解答。
24. 橡皮泥可以被捏成各種形狀,深受同學(xué)們喜歡。學(xué)習(xí)了力學(xué)知識后,小紅利用家中的量杯、茶壺和墊塊,測出了橡皮泥的密度。已知橡皮泥的密度大于水的密度(橡皮泥的吸水忽略不計),操作過程如下:
①如圖,把茶壺的一側(cè)墊起并裝滿水,將橡皮泥輕輕放入茶壺中,用量杯接住溢出的水;
②倒掉量杯中的水,從茶壺中取出橡皮泥,將量杯和橡皮泥擦干;
③把茶壺重新加滿水,將橡皮泥捏成空心碗放入壺中,讓其浮在水面上,用量杯接住溢出的水。
(1)操作①是為了獲得橡皮泥的 ,操作③是為了獲得橡皮泥的 ;
(2)假設(shè)操作①量杯中水的體積為,操作③量杯中水的體積為,水的密度為,請寫出橡皮泥密度的表達式 ;
(3)如果操作③中茶壺里的水有少量進入橡皮泥捏成的空心碗中,則橡皮泥密度的測量結(jié)果 (選填“變大”、“變小”或“不變”)。
【答案】(1)體積;質(zhì)量
(2)
(3)變大
【解析】【解答】 (1)操作①是為了獲得橡皮泥的體積,操作③是為了獲得橡皮泥的質(zhì)量;
(2)根據(jù)題意可知,橡皮泥的重力等于排開水的重力,即G=F浮,
則ρV1g=ρ0V2g,;
可得;
(3)如果操作③中茶壺里的水有少量進入橡皮泥捏成的空心碗中,則橡皮泥密度的測量結(jié)果不變。
【分析】 (1)操作1是為了得到體積,排出水體積和橡皮泥體積相等;
操作3是為了得到橡皮泥質(zhì)量,因為根據(jù)阿基米德原理,浮力等于排出水重力等于自身重力,根據(jù)公式G=mg,可以求出質(zhì)量;
(2)根據(jù)漂浮條件,以及密度公式和阿基米德原理列出方程計算即可。
(3)操作③中茶壺里的水有少量進入橡皮泥捏成的空心碗中,水是一定量的,雖然排開水的體積大了,但是溢出水的體積不會變大,多排開的水正好與進入空心碗中的水體積相同,所以溢出水的體積不變;
25. 在“測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻”實驗中,器材如下:電源(電壓恒為6V)、小燈泡(額定電壓3.8V,正常發(fā)光時的電阻約10Ω)、電流表(0~0.6A,0~3A)、電壓表(0~3V,0~15V)、滑動變阻器(50Ω 0.2A)滑動變阻器(20Ω 1A),開關(guān)和導(dǎo)線若干。
(1)請在答題卡的相應(yīng)位置畫出該實驗的電路圖。(各元件不必標(biāo)注字母) 。
(2)為了完成實驗,電流表應(yīng)選擇 量程,電壓表應(yīng)選擇 量程,滑動變阻器應(yīng)選擇 (選填“”或“”)。
(3)閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片P,使電壓表示數(shù)為3.8V,此時電流表的示數(shù)如圖所示,則小燈泡正常發(fā)光時的電阻為 Ω。
(4)完成上述實驗之后,老師提出:如果沒有電壓表,用一個電流表和一個定值電阻,仍可完成本實驗。興趣小組經(jīng)過討論設(shè)計了如圖所示的電路,并進行了如下操作:
①閉合開關(guān)S、,移動滑動變阻器滑片P,使電流表示數(shù)為,此時小燈泡正常發(fā)光;
②保持滑動變阻器滑片P的位置不變,斷開,閉合,電流表示數(shù)為,則小燈泡正常發(fā)光時的電阻 (用,、表示)。
【答案】(1)
(2)0~0.6A;0~15V;R2
(3)9.5
(4)
【解析】【解答】 (1)根據(jù)題意可知,在測量燈泡電阻的實驗中,燈泡、變阻器和電流表、開關(guān)都是串聯(lián),電壓表與燈泡并聯(lián),如下圖所示:
(2)已知小燈泡額定電壓U額=3.8V,正常發(fā)光時的電阻約10Ω,
則燈泡的額定電流:,
故電流表應(yīng)選擇0~0.6A量程,
因燈泡的額定電壓U額=3.8V,則電壓表選擇0~15V量程,
因為額定電流為0.38A,超過了R1允許通過的最大電流,故選滑動變阻器R2;
(3)閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片P,使電壓表示數(shù)為3.8V,根據(jù)電流表所選量程和指針位置可知,此時電流表的示數(shù)I=0.4A,
則小燈泡正常發(fā)光時的電阻;
(4)由題意可知,開關(guān)變化前后,R0與燈泡都是并聯(lián),并聯(lián)電路中各支路兩端電壓相等,則I1R0=RL(I2-I1),則小燈泡正常發(fā)光時的電阻。
【分析】 (1)根據(jù)實驗?zāi)康拇_定電器元件的串并聯(lián)關(guān)系,據(jù)此畫出對應(yīng)的電路圖;
(2)小燈泡(額定電壓3.8V,正常發(fā)光時的電阻約10Ω)、利用歐姆定律求得額定電流,由此確定電流表的量程,根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程,根據(jù)燈泡的額定電流選擇滑動變阻器;
(3)根據(jù)電流表所選量程和指針位置讀出此時電流表示數(shù),由可求得小燈泡正常發(fā)光時的電阻;
(4)閉合開關(guān)S、S2,R0與燈泡并聯(lián),保持滑動變阻器滑片P的位置不變,斷開S2,閉合S1,R0與燈泡也是并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路的電壓規(guī)律列出等式可求得小燈泡正常發(fā)光時的電阻。
六、計算題(25題8分,26題12分,共20分)
26. 為慶祝中國人民解放軍海軍成立75周年,海軍煙臺艦于2024年4月20日至24日期間訪問家鄉(xiāng)煙臺,并同步開展了軍民共建活動。海軍煙臺艦,舷號“538”,屬國產(chǎn)054A型導(dǎo)彈護衛(wèi)艦,艦長134m,最大寬度16m,高度35m,排水量(滿載)約4000t,巡航速度18節(jié)(1節(jié)=1.852km/h),續(xù)航里程4000海里(1海里=1.852km),抗風(fēng)力大于12級,除極區(qū)外任何海區(qū)均可安全航行。煙臺艦創(chuàng)造了當(dāng)年護航時間最長、直升機飛行時間最長、編隊人數(shù)最少、訪問國家最多的“四個之最”。(g=10N/kg,海水的密度取kg/m3)求:
(1)滿載時煙臺艦所受的浮力約為多大?
(2)某次航行中煙臺艦吃水深度為4m,則在艦底0.5m2的面積上受到海水的壓力為多大?
(3)若煙臺艦在某次航行過程中以18節(jié)的巡航速度航行3000海里,其航行時間為多少小時?(結(jié)果保留一位小數(shù))
【答案】(1)解:滿載時煙臺艦排水量(滿載)約4000t
因為煙臺艦處于漂浮狀態(tài),所受浮力等于重力,故煙臺艦滿載時所受浮力
答:滿載時煙臺艦所受的浮力約4×107N;
(2)解:某次航行中煙臺艦吃水深度為h=4m,煙臺艦吃水深度為4m時的壓強為
煙臺艦底0.5m2的面積上受到海水的壓力
答:某次航行中煙臺艦吃水深度為4m,則在艦底0.5m2的面積上受到海水的壓力為2×104N;
(3)解:煙臺艦的巡航速度
航行距離
航行時間
答:若煙臺艦在某次航行過程中以18節(jié)的巡航速度航行3000海里,其航行時間為166.7小時。
【解析】【分析】(1)根據(jù)阿基米德原理 計算滿載時受到的浮力;
(2)首先根據(jù) 計算煙臺艦底部受到水的壓強,然后根據(jù) 計算艦底受到水的壓力;
(3)根據(jù)公式 計算航行時間。
27. 為了方便學(xué)生就餐,某學(xué)校餐廳使用了一款智慧餐盤,該系統(tǒng)可以自動識別餐盤中食品的種類和質(zhì)量,并在顯示屏上顯示出價錢,通過人臉識別系統(tǒng)自動扣費。某實踐小組在了解智慧餐盤的工作原理后,他們利用電壓恒為24V的電源、量程為0~15V的電壓表、定值電阻、滑動變阻器R(最大阻值為100Ω)等器材設(shè)計了一款自動稱量裝置,使用時,物體的質(zhì)量可以從標(biāo)注質(zhì)量后的電壓表表盤上直接讀出。當(dāng)餐盤不放物體時,滑片P恰好位于滑動變阻器的a端,如圖甲所示。閉合開關(guān)S,滑片P從滑動變阻器的a端移動到b端的過程中,電壓表的示數(shù)由0逐漸增大到15V,此過程的最大稱量質(zhì)量為2kg。實踐探究過程中同學(xué)們還發(fā)現(xiàn),滑片下移的距離與餐盤中所放物體質(zhì)量的大小成正比,滑動變阻器a端與滑片P所在位置之間的阻值和aP之間的距離成正比。求:
(1)定值電阻在電路中的作用是什么?阻值為多少?
(2)整個電路消耗的電功率的變化范圍是多少?
(3)當(dāng)滑片P位于滑動變阻器的中點時,電壓表的示數(shù)為多少(結(jié)果保留一位小數(shù))?此時對應(yīng)的物體質(zhì)量為多少?
(4)實踐小組在對電壓表表盤進行質(zhì)量標(biāo)注的過程中發(fā)現(xiàn),表盤上原刻度的每一小格對應(yīng)的質(zhì)量值是不同的,即質(zhì)量刻度不均勻,如圖乙所示。請設(shè)計一個可以實現(xiàn)質(zhì)量刻度均勻的電路,在圖丙方框內(nèi)畫出,并從節(jié)能的角度對甲、丙兩個電路作出評價。
【答案】(1)解:根據(jù)甲圖可知,定值電阻與滑動變阻器R串聯(lián),電壓表測量R兩端電壓,在R接入電路中的電阻為0時,定值電阻可以保護電路;根據(jù)題意可知,電壓恒為24V的電源、量程為0~15V的電壓表、定值電阻、滑動變阻器R(最大阻值為100Ω),滑片P從滑動變阻器的a端移動到b端的過程中,電壓表的示數(shù)由0逐漸增大到15V,此過程的最大稱量質(zhì)量為2kg,此時的電壓是15V,滑動變阻器R接入電路阻值最大,為100Ω,此時電路中的電流是
定值電阻的阻值為
(2)解:根據(jù)題意可知,滑片P從滑動變阻器的a端移動到b端的過程中,電壓表的示數(shù)由0逐漸增大到15V,所以滑片P在a端時,電路中只有定值電阻,根據(jù)
可知,整個電路消耗的電功率為
滑片P在b端時,定值電阻與滑動變阻器R串聯(lián),同理可知,整個電路消耗的電功率為
整個電路消耗的電功率的變化范圍是;
(3)解:當(dāng)滑片P位于滑動變阻器的中點時,滑動變阻器接入電路中的電阻為50Ω,此時電路中的電流為
電壓表的示數(shù)為
由圖乙可知,0.8千克到1.2千克之間有5格,分度值是0.08千克,此時對應(yīng)的物體質(zhì)量為0.96千克;
(4)解:根據(jù)題意可知,質(zhì)量刻度不均勻,如圖乙所示,可以將電壓表并聯(lián)到定值電阻兩端,電源電壓不變,此時的電壓表示數(shù)等于電源電壓與滑動變阻器兩端的電壓之差,移動滑片,示數(shù)變化是均勻的,由此可以實現(xiàn)質(zhì)量均勻,如圖所示:
從節(jié)能的角度說,稱量相同質(zhì)量的物品時,甲電路中的電壓表的指針偏轉(zhuǎn)得多,消耗的電能多;丙電路中的電壓表的指針偏轉(zhuǎn)均勻,消耗的電能少。
【解析】【分析】(1) 滑片P從滑動變阻器的a端移動到b端的過程中,電壓表的示數(shù)由0逐漸增大到15V,此過程的最大稱量質(zhì)量為2kg,此時的電壓是15V,滑動變阻器R接入電路阻值最大為100Ω,根據(jù) 計算電路中的電流,再根據(jù) 計算定值電阻R0的阻值。
(2) 根據(jù)題意可知,滑片P從滑動變阻器的a端移動到b端的過程中,電壓表的示數(shù)由0逐漸增大到15V,所以滑片P在a端時,電路中只有定值電阻, 根據(jù) 計算整個電路消耗的電功率;
滑片P在b端時,定值電阻與滑動變阻器R串聯(lián), 根據(jù) 計算此時整個電路的電功率。
(3) 當(dāng)滑片P位于滑動變阻器的中點時,滑動變阻器接入電路中的電阻為50Ω,根據(jù)計算此時電路中的電流,根據(jù) 計算此時電壓表的示數(shù)。
(4)可從刻度值的變化是否均勻,以及是否節(jié)能的角度分析解答。物質(zhì)
比熱容c/[J/(kg·℃)]

酒精
煤油
蓖麻油
照相機

膠卷
光圈
眼睛
晶狀體和角膜


照相機
① 鏡頭
膠卷
光圈
眼睛
晶狀體和角膜
② 視網(wǎng)膜
③ 瞳孔

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