
1、鍛煉學(xué)生的心態(tài)。能夠幫助同學(xué)們樹立良好的心態(tài),增加自己的自信心。
2、鍛煉學(xué)生管理時間。通過模擬考試就會讓同學(xué)們學(xué)會分配時間,學(xué)會取舍。
3、熟悉題型和考場。模擬考試是很接近中考的,讓同學(xué)們提前感受到考場的氣氛和布局。
中考的取勝除了平時必要的學(xué)習(xí)外,還要有一定的答題技巧和良好心態(tài)。此外,通過模擬考試還能增強學(xué)生們面對高考的信心,希望考生們能夠重視模擬考試。
2025年中考第一次模擬考試(成都卷)
物理·全解全析
A卷(共100分)
一、單項選擇題(每題2分,共30分。)
1.關(guān)于家庭電路和安全用電,下列說法中正確的是( )
A.家庭電路中,電視機和電冰箱是串聯(lián)的
B.家庭電路中,電燈開關(guān)應(yīng)當(dāng)串聯(lián)在火線和燈泡之間
C.用電器著火時,應(yīng)當(dāng)立即用水澆滅
D.使用試電筆檢測電路時,手不能觸碰筆尾端的金屬帽,以免發(fā)生觸電事故
【答案】B
【詳解】A.家庭電路中,電視機和電冰箱在使用時互不影響,因此是并聯(lián)的,故A錯誤;
B.家庭電路中,為了用電安全,電燈開關(guān)應(yīng)當(dāng)串聯(lián)在火線和燈泡之間,故B正確;
C.用電器著火時,不能用水澆滅,以防再發(fā)生觸電事故,故C錯誤;
D.使用試電筆檢測電路時,手需要觸碰筆尾端的金屬帽,這樣才能形成閉合回路,檢測火線與零線,故D錯誤。
故選B。
2.如圖是電磁波及其應(yīng)用實例,下列說法正確的是( )
A.可見光也屬于電磁波的一種
B.體檢胸透用的X射線頻率比無線電波低
C.電視機遙控器用γ射線遙控
D.電磁波和聲音在真空中的傳播速度相同
【答案】A
【詳解】A.由圖可知,可見光也屬于電磁波的一種,頻率約為,故A正確;
B.由圖可知,體檢胸透用的X射線頻率高于,無線電波頻率低于,所以體檢胸透用的X射線頻率比無線電波高,故B錯誤;
C.電視機遙控器用紅外線遙控,故C錯誤;
D.聲音不能在真空中傳播,而電磁波可以,故D錯誤。
故選A。
3.琴和瑟都是我國的傳統(tǒng)樂器,通過彈撥琴和瑟的弦,使之發(fā)聲,下列說法正確的是( )
A.彈琴時發(fā)出的聲音,是由于手指振動產(chǎn)生的
B.琴和瑟發(fā)出的聲音可以用響度來區(qū)分
C.彈撥琴弦用力越大發(fā)出聲音的音調(diào)越高
D.同一根琴弦振動部分越長,彈奏時發(fā)出聲音的音調(diào)就越低
【答案】D
【詳解】A.聲音是由物體振動產(chǎn)生的,彈琴時發(fā)出的聲音,是由于琴弦振動產(chǎn)生的,故A錯誤;
B.發(fā)聲體的材料和結(jié)構(gòu)不同,發(fā)出聲音的音色不同,琴和瑟發(fā)出的聲音可以用音色來區(qū)分,故B錯誤;
C.響度指聲音的強弱或大小,與振幅和距離發(fā)聲體的遠近有關(guān),振幅越大,響度越大,距離發(fā)聲體越近,響度越大,彈撥琴弦用力越大發(fā)出聲音的響度越大,故C錯誤;
D.弦發(fā)出的聲音的音調(diào)與弦的長短、松緊、粗細有關(guān),當(dāng)松緊、粗細一定時,弦越長,發(fā)出的聲音音調(diào)越低,所以,同一根琴弦振動部分越長,彈奏時發(fā)出聲音的音調(diào)就越低,故D正確。
故選D。
4.下列有關(guān)物理量的估計,符合實際是
A.一個中學(xué)生騎自行車的功率約 700w B.人正常步行的速度約 5m/s
C.普通家用照明燈的工作電流約 2A D.一杯水對桌面的壓強大約 1000Pa
【答案】D
【詳解】A中學(xué)生騎自行車的功率約是100W左右,選項A說法錯誤;B人正常步行的速度約為1.2m/s,選項B說法錯誤;C普通家用照明燈的工作電流約為0.2A,選項C說法錯誤;D一杯水對桌面的壓強約為1000Pa,選項D說法正確;故答案選D.
5.物理學(xué)是一門實驗性很強的基礎(chǔ)科學(xué), 正確使用儀器的技能是做好物理實驗的基礎(chǔ), 下列關(guān)于測量及測量工具的使用,說法中正確的是
A.圖(1)讓我們體會到估計不是很可靠,使用測量工具測量時可以避免誤差,使數(shù)據(jù)更精確
B.圖(2)在測量熱水溫度時,溫度計的玻璃泡不能接觸杯底或杯壁,讀數(shù)時視線與液柱上表面相平
C.圖(3)用刻度尺測量長度時,必須讓零刻度線對準(zhǔn)物體的左端,視線與尺面垂直
D.圖(4)在用天平測量質(zhì)量時,應(yīng)用手調(diào)節(jié)平衡螺母使指針指到分度盤的中線處
【答案】B
【詳解】A.在測量中誤差是不可避免的,故A錯;
B.根據(jù)溫度計的使用規(guī)則,在使用時溫度計的玻璃泡不能接觸杯底或杯壁,在讀數(shù)時人的視線與液柱上表面相平,B正確;
C.圖(3)用刻度尺測量長度時,可以從任意一條刻度線對準(zhǔn)物體的左端,視線與尺面垂直,故C錯誤;
D.圖(4)在用天平測量質(zhì)量時,若天平橫梁不平衡,要增減砝碼或移動游碼來使天平的橫梁平衡,不能調(diào)節(jié)平衡螺母,故D錯誤.
故選B.
6.如圖所示,某實驗小組把盛有水的紙盒放在火焰上燒,做“紙鍋燒水”實驗,下列說法中錯誤的是( )
A.紙鍋里的水未加熱前,不會發(fā)生汽化現(xiàn)象
B.紙鍋里的水加熱到沸騰后,若撤去酒精燈,水很快停止沸騰
C.水燒開了紙盒仍不會燒著,是因為紙的著火點高于水的沸點且水沸騰時溫度不變
D.紙鍋里的水燒干后,繼續(xù)加熱會使紙鍋燃燒
【答案】A
【詳解】A.紙鍋里的水未加熱前,雖然不能沸騰,但會蒸發(fā),所以水會發(fā)生汽化現(xiàn)象,故A錯誤,符合題意;
B.紙鍋里的水加熱到沸騰后溫度將保持不變,若撤去酒精燈火焰,由于不滿足持續(xù)吸熱的條件,因此水將停止沸騰,故B正確,不符合題意;
C.鍋中盛著水,水在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下最高溫度是100℃,紙鍋受水的影響,不會超過100℃,沒有達到紙的著火點,所以紙鍋不會燃燒,故C正確,不符合題意;
D.紙鍋里的水燒干后,繼續(xù)加熱,紙隨加熱時間變化,溫度會升高,達到紙的燃點,紙鍋會燃燒,故D正確,不符合題意。
故選A。
7.2024年10月11 日,我國在東風(fēng)著陸場成功回收首顆可重復(fù)使用返回式技術(shù)試驗衛(wèi)星——實踐十九號衛(wèi)星。衛(wèi)星在減速下落的過程中,下列關(guān)于衛(wèi)星的說法正確的是( )
A.動能不變,重力勢能不變B.動能變大,重力勢能變小
C.機械能不變D.動能變小,重力勢能變小
【答案】D
【詳解】當(dāng)衛(wèi)星在減速下落的過程中,衛(wèi)星的質(zhì)量不變,高度越來越低,重力勢能越來越?。凰俣仍絹碓叫?,動能越來越小,則機械能變小,故ABC錯誤,D正確。
故選D。
8.驗電器由法國的讓·安東尼·諾雷于1748年發(fā)明,是一種檢測物體是否帶電以及粗略估計帶電量大小的儀器,現(xiàn)在請幫助林林,分析下列問題。林林發(fā)現(xiàn)該玻璃棒能“吸”起紙屑。下列現(xiàn)象中“吸”的物理原理與其相同的是( )
A.?dāng)D壓后的塑料吸盤“吸”在瓷磚上B.削平的鉛柱擠壓后會“吸”在一起
C.干手搓開的新塑料袋“吸”在手上D.行駛的汽車的窗簾被“吸”出窗外
【答案】C
【詳解】該玻璃棒能“吸”起紙屑,這是因為帶電的玻璃棒可以吸引輕小物體;
A.塑料吸盤里面的空氣被擠出,在外界大氣壓的作用下,將掛鉤壓在瓷磚上,故A不符合題意;
B.削平的鉛柱壓緊后能“吸”在一起,因為分子間有引力,故B不符合題意;
C.干手搓開的新塑料袋“吸”在手上,因為摩擦起電后帶靜電,會吸引輕小物體,故C符合題意;
D.行駛的汽車,車外的空氣流速快,壓強小,車內(nèi)的空氣流速小、壓強大,壓強差就把窗簾壓向窗外,故D不符合題意。
故選C。
9.實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn),實驗也是物理學(xué)科必不可少的一步,下列實驗過程或目的說法正確的是( )
A.在探究固體壓強與哪些因素有關(guān)的實驗中,結(jié)論是:壓力與接觸面積相同時,壓強與其體積有關(guān)
B.在探究液體壓強與哪些因素有關(guān)的實驗中,結(jié)論是:液體密度與深度相同時,壓強與其底面積有關(guān)
C.在探究電壓與電流的關(guān)系實驗中,結(jié)論是:電阻一定時,電壓與電流成正比
D.在探究電流與電阻的關(guān)系實驗中,結(jié)論是:電壓一定時,電流與電阻成反比
【答案】D
【詳解】A.在探究固體壓強與哪些因素有關(guān)的實驗中,結(jié)論是:壓力與接觸面積相同時,壓強與壓力大小有關(guān),故A錯誤;
B.液體壓強大小與液體密度和深度有關(guān),與底面積無關(guān),故B錯誤;
C.電壓是電流產(chǎn)生的原因,在探究電壓與電流的關(guān)系實驗中,結(jié)論是:電阻一定時,電流與電壓成正比,故C錯誤;
D.在探究電流與電阻的關(guān)系實驗中,結(jié)論是:電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻電阻成反比,故D正確。
故選D。
10.物理新課程標(biāo)準(zhǔn)注重“知行合一,學(xué)以致用”的課程理念,以具體事實、鮮活案例、生活經(jīng)驗和基本概念引導(dǎo)學(xué)生理性思考。如圖所示,是學(xué)生實驗課上的相關(guān)實驗,其中分析正確的是( )
A.圖1,當(dāng)向塑料管B中用力吹氣時,細管A中液面將會下降
B.圖2,向外拉活塞,試管內(nèi)停止沸騰的水再次沸騰,可知氣壓減小,水的沸點升高
C.圖3,是壓強計,若將U形管傾斜一定角度放置,其兩側(cè)液面所對的刻線間距離會變大
D.圖4,利用此實驗裝置不能探究壓力作用效果與受力面積和與壓力大小的關(guān)系
【答案】C
【詳解】A.向塑料管B吹氣時,細管A的上方空氣流速大、壓強小,細管A中的液面在燒杯液面上方大氣壓的作用下上升,故A錯誤;
B.向外拉活塞,試管內(nèi)氣壓減小,水再一次沸騰,可知氣壓減小時,水的沸點降低,故B錯誤;
C.探究過程中,保持探頭所處深度不變,壓強大小不變,將U形管逐漸向后傾斜,偏離豎直方向,U形管中液面的高度差不變,由于傾斜了,兩液面所對刻度線間的距離將變大,故C正確;
D.若要探究壓力的作用效果與受力面積大小的關(guān)系,應(yīng)控制壓力相同,改變受力面積的大小,故可將裝滿水的瓶子正放、倒放,觀察海綿的凹陷程度,由此可探究壓力作用效果與受力面積的關(guān)系;若要探究壓力的作用效果與壓力大小的關(guān)系,應(yīng)控制受力面積相同,改變壓力大小,故可改變瓶內(nèi)水量,觀察海綿的凹陷程度,由此可探究壓力作用效果與壓力大小的關(guān)系;故D錯誤。
故選C。
11.小李同學(xué)在媽媽的指導(dǎo)下,走進廚房進行勞動實踐,他發(fā)現(xiàn)廚房里很多現(xiàn)象蘊藏著物理知識,下列說法正確的是( )
A.在凍肉上撒些鹽,凍肉很快就“解凍”了,說明撒鹽降低了冰的熔點
B.煲湯時,水燒開后改用大火燒可升高湯的溫度
C.當(dāng)熱的油鍋中濺入水滴時會“叭叭”響并濺起油來,因為水的沸點比油的沸點高
D.燒水做飯時,開水引起的燙傷往往比水蒸氣燙傷更嚴(yán)重
【答案】A
【詳解】A.在凍肉上撒些鹽,凍肉很快就解凍了,說明凍肉在較低的溫度下也能熔化,即可以說明撒鹽降低了冰的熔點,故A正確;
B.液體沸騰的特點是吸收熱量,溫度不變,因此,煲湯時,水燒開后改用大火不能升高湯的溫度,故B錯誤;
C.水的密度比油大,所以油鍋中濺入水滴時,水滴就會沉入鍋底,而水的沸點比油低很多,因此水會迅速沸騰變成氣體,體積膨脹,將油濺起,故C錯誤;
D.被水蒸氣燙傷往往比被開水燙傷更嚴(yán)重,這是因為水蒸氣碰到皮膚后,液化為小水滴,液化過程放熱,故D錯誤。
故選A。
12.下面是小強同學(xué)對身邊的一些電路連接進行觀察分析得出的判斷,其中不正確的是( )
A.廚房中的抽油煙機里裝有照明燈和電動機,它們有時同時工作,有時只有電動機單獨工作,它們是并聯(lián)的
B.美麗的蒼源河畔兩旁的路燈,晚上同時亮,早上同時滅,它們是串聯(lián)的
C.樓道中的電燈是由聲控開關(guān)和光控開關(guān)共同控制的。只有在天暗并且有聲音時才能亮,所以聲控開關(guān)、光控開關(guān)及燈是串聯(lián)的
D.兩個小燈泡串聯(lián)在電路中,一個燈泡很亮,另一個燈泡很暗,經(jīng)過它們的電流相等
【答案】B
【詳解】A.因為廚房的抽油煙機中的照明燈和電動機既可以單獨工作,又互不影響,因此它們的連接方式為并聯(lián),故A正確,不符合題意;
B.路燈是用來為行人照明的,并且當(dāng)其中一個燈泡不亮?xí)r,其它燈泡仍可以正常工作,即每個燈泡既可以單獨工作,又互不影響,因此路燈是并聯(lián)的,故B錯誤,符合題意;
C.只有當(dāng)“光控開關(guān)”、“聲控開關(guān)”都閉合時,燈才能亮,故這兩個開關(guān)與燈串聯(lián),故C正確,不符合題意;
D.串聯(lián)電路電流處處相等,所以,兩個小燈泡串聯(lián)在電路中,經(jīng)過它們的電流相等,故D正確,不符合題意;
故選B。
13.如圖所示,下列說法中正確的是( )
A.圖甲:地磁場的N極在地理的北極附近
B.圖乙:滑片P向左移動,能吸引更多鐵釘,說明電磁鐵的磁性強弱與電阻大小有關(guān)
C.圖丙:只對調(diào)磁極,閉合開關(guān)S,通電導(dǎo)體AB在磁場中的受力方向不會發(fā)生改變
D.圖?。涸搶嶒炦^程中,主要將機械能轉(zhuǎn)化為電能
【答案】D
【詳解】A.磁感線是用來描述磁場的一些假想的曲線,不是真實存在的,而磁場是一種物質(zhì),是存在的,地磁場的北極在地理南極附近,故A錯誤;
B.由圖知道,電流從電磁鐵的上方流入、下方流出,由安培定則知道,電磁鐵的上端是N極,下端的釘尖是S極;將滑動變阻器的滑片P向左移動,電阻變小,電流變大,電磁鐵的磁性變強,能吸引更多的大頭針,說明電磁鐵的磁性強弱與電流大小有關(guān),故B錯誤;
C.通電導(dǎo)體AB在磁場中的轉(zhuǎn)動方向與磁場方向和電流方向有關(guān),只對調(diào)電源正負極,電流的方向發(fā)生改變,則通電導(dǎo)體AB受到力的方向發(fā)生改變,故C錯誤;
D.實驗中,在AB棒在磁場中做切割磁感線運動時才會產(chǎn)生感應(yīng)電流,則我們可以得出結(jié)論:閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時,導(dǎo)體中才會產(chǎn)生感應(yīng)電流。在此過程中,主要是將機械能轉(zhuǎn)化為電能,故D正確。
故選D。
14.當(dāng)海水的溫度及所含鹽分變化時,可能會導(dǎo)致海水密度發(fā)生突變,在垂直海面方向上形成一個類似“懸崖”的突變水層,在如圖所示的情形中,若有潛艇潛航至此水域時,就會急速下沉,發(fā)生“掉深”事故,危及潛艇安全。我軍潛艇曾創(chuàng)造過遭遇“掉深”自救成功的奇跡。下列相關(guān)說法正確的是( )
A.潛艇在高密度水層懸浮時,所受浮力大于其重力
B.潛艇從高密度水層潛航進入低密度水層時,所受浮力不變
C.潛艇遭遇“掉深”進行自救時,需快速排出水箱中的水
D.潛艇從剛要露出水面至漂浮在水面的過程中,其所受浮力變大
【答案】C
【詳解】A.潛艇在高密度水層懸浮時,潛艇處于靜止?fàn)顟B(tài),所受的浮力等于其重力,故A錯誤;
B.由阿基米德原理知道,潛艇從高密度水層潛航進入低密度水層時,不變,變小,因此所受的浮力變小,故B錯誤;
C.潛艇遭遇“掉深”時潛艇受到的浮力小于重力,因此進行自救時,需快速排出水箱中的水,減小潛艇的重力,從而使重力小于潛艇受到的浮力才能重新上浮,故C正確;
D.由阿基米的原理知道,潛艇從剛露出水面至漂浮在水面的過程,所受的浮力變小。故D錯誤。
故選C。
15.如圖甲所示是健身蹦床, 原理圖如圖乙所示。電源電壓不變, R1為定值電阻, 壓力傳感器R的阻值隨壓力增加而減小。當(dāng)壓力增大時, 下列說法中正確的是( )
A.電流表A的示數(shù)變小
B.電壓表V的示數(shù)變大
C.電壓表V示數(shù)與電流表A示數(shù)之比變小
D.電壓表V示數(shù)與電流表A示數(shù)的乘積不變
【答案】B
【詳解】AB.由圖可知,該電路為串聯(lián)電路,電流表測量電路中的電流,電壓表測量R1兩端的電壓;壓敏電阻受到的壓力增大,壓敏電阻的阻值減小,總電阻減小,根據(jù)可知,電路中的電流變大,即電流表示數(shù)變大; R1為定值電阻,根據(jù)可知,R1兩端的電壓變大,即電壓表V示數(shù)變大,故A錯誤,B正確;
C.根據(jù)知,電壓表V與電流表A示數(shù)的比值等于R1的阻值,保持不變,故C錯誤;
D.電壓表和電流表的示數(shù)都變大,乘積變大,故D錯誤。
故選B。
二、填空題(每空2分,共36分)
16.古代著作《天工開物》記載到“凡炒諸麻菜子,宜鑄平底鍋,投子仁于內(nèi),翻拌最勤”,(即古代榨油時的情景)如圖所示,這里是利用 的方法來改變物體的內(nèi)能,利用鍋鏟不斷翻炒油料,翻炒過程會有香味飄出,這是 現(xiàn)象。
【答案】 熱傳遞 擴散
【詳解】[1]改變物體內(nèi)能的方式有兩種:做功和熱傳遞;給鍋內(nèi)的油料加熱,油料吸收熱量,內(nèi)能增加,溫度升高,通過熱傳遞的方式改變物體的內(nèi)能。
[2]翻炒過程會有香味飄出,油料分子運動到空氣中,被人們聞到,屬于擴散現(xiàn)象,說明分子在永不停息地做無規(guī)則運動。
17.初春,鄱陽湖湖口水域聚集了上千只遷徙而來的白天鵝等飛鳥,非常壯觀。如圖所示,湖水水深3m,一只白天鵝在離水面2m高處平行于水面飛行,其美麗的倒影映入水中,白天鵝的倒影距離水面 m,當(dāng)白天鵝遠離水面時,它的像 (填“變大”“變小”或“不變”)。
【答案】 2 不變
【解析】【小題1】[1][2]白天鵝是關(guān)于水面成像,與水深無關(guān),根據(jù)平面鏡成像特點,物與像到平面鏡的距離相等,物和像的大小相等,白天鵝距離水面2m,則像距離水面也是2m,白天鵝大小不變,所以當(dāng)白天鵝遠離水面時,它的像的大小不變。
18.如圖是八一中學(xué)科技創(chuàng)新社團設(shè)計的電磁炮原理簡化圖。炮彈上固定的金屬桿和金屬軌道接觸,并與電源構(gòu)成閉合電路,通電后金屬桿就會受到向右的力,于是將炮彈發(fā)射出去。電磁炮的發(fā)射原理與 (選填“電動機”或“發(fā)電機”)的原理相同。在電路連接都完好的情況下,實驗現(xiàn)象不太明顯,請你幫忙提出一種改進措施 。
【答案】 電動機 增大電源電壓
【詳解】[1]由圖中可知,通電后,帶電金屬桿在磁場中受到力的作用,運動狀態(tài)發(fā)生改變,電能轉(zhuǎn)化為金屬桿的機械能,生活中的電動機與其原理相同。
[2]在電路連接都完好的情況下,實驗現(xiàn)象不太明顯,即金屬桿的運動速度較小,為了增大金屬桿的運動速度,可增大電源電壓。
19.小王把天平放在水平桌面上,將游碼調(diào)零,待橫梁靜止時,指針在分度盤上的位置如圖甲所示,接下來需將橫梁右端的平衡螺母向 (選填“左”或“右”)端移動,直至天平平衡。用天平測量筆袋的質(zhì)量時,砝碼和游碼在標(biāo)尺上的位置如圖乙所示,則筆袋的質(zhì)量為 g。
【答案】 左 63.2
【詳解】[1]如圖甲,指針偏向分度盤右側(cè),根據(jù)右偏左調(diào),接下來需將橫梁右端的平衡螺母向左端移動,直到指針指在分度盤中央。
[2]如圖乙所示,筆袋的質(zhì)量為
m=50g+10g+3.2g=63.2g
20.如圖所示,在探究電流與電阻關(guān)系的實驗中,小李先在AB間接入5 Ω的電阻,閉合開關(guān)S,移動滑片P,使電壓表的示數(shù)為1.5 V,并記下相應(yīng)的電流值;再改接10 Ω的電阻,此時滑片P應(yīng)向 (選填“左”或“右”)端移動,小李移動滑片P的目的是 。
【答案】 右 保持定值電阻R兩端的電壓不變(為1.5 V)
【詳解】[1][2]將5Ω的電阻換成了10Ω的電阻時,串聯(lián)電路的總電阻變大,根據(jù)歐姆定律可知電路中電流變小,滑動變阻器分得的電壓變小,電阻分得的電壓變大;要探究電流和電阻之間關(guān)系,必須保持電阻兩端的電壓不變,即與電阻并聯(lián)的電壓表示數(shù)不變,所以應(yīng)調(diào)節(jié)滑片向右移動,增大滑動變阻器接入電路的電阻,使電壓表的示數(shù)達到1.5V時,讀取電流表示數(shù)。因此移動變阻器滑片P的目的保持定值電阻兩端電壓為1.5V不變。
21.如圖所示是小華同學(xué)探究二力平衡條件的實驗裝置:
(1)實驗時選擇重力 (選填“大”或“小”)的卡片。
(2)當(dāng)卡片平衡時,小華將卡片旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)過一個角度,松手后觀察卡片能否平衡,設(shè)計此實驗?zāi)康氖翘骄? 。
【答案】(1)小
(2)不在同一直線上的兩個力能否平衡
【詳解】(1)由于卡片的質(zhì)量小,重力遠小于卡片受到的拉力,所以選用重力小的卡片目可忽略卡片重力對實驗的影響。
(2)小華將小卡片轉(zhuǎn)過一個角度,兩個力不在同一直線上,卡片不能平衡,設(shè)計此實驗步驟的目的是為了探究不在同一直線上的兩個力能否平衡。
22.如圖是一種“有軌滑草”的游樂項目,當(dāng)人坐在小車上從高處加速下滑時,動能 (變大/變小/不變)。為了防止同一軌道上有兩輛小車發(fā)生追尾,小明設(shè)計了一個自動控制電路。在軌道上端入口處安裝一扇門,電動機通電時會打開門讓一輛小車滑下,并立即關(guān)閉門。金屬小車在軌道上時會連接軌道的兩邊,相當(dāng)于開關(guān)閉合,金屬小車離開軌道后相當(dāng)于斷開。另有一個光控開關(guān),當(dāng)有小車到達門前時會閉合。下列四幅電路圖合理的是 。
A.B。C.D。
【答案】 變大 B
【詳解】[1]當(dāng)人坐在小車上從高處加速下滑時,質(zhì)量不變,速度變大,所以動能變大。
[2]由題意可知,兩開關(guān)并聯(lián),分別控制打開門的電動機,故B符合題意,ACD不符合題意。
故選B。
23.如圖所示,這是機場內(nèi)正在水平勻速運行的傳送帶的俯視圖,兩行李箱與傳送帶均無相對滑動。則行李箱 沒有受到摩擦力;行李箱 處于非平衡狀態(tài)(均選填“甲”或“乙”)。
【答案】 甲 乙
【詳解】[1][2]行李箱甲在水平傳送帶上與傳送帶一起做勻速直線運動,行李箱甲與傳送帶之間沒有相對運動,也沒有相對運動趨勢,所以行李箱甲不受摩擦力的作用。行李箱乙在傳送帶轉(zhuǎn)彎處,行李箱乙運動的方向在變化,處于非平衡狀態(tài)。
24.電飯煲工作時通常有兩種工作狀態(tài):一種是加熱狀態(tài),另一種是保溫狀態(tài),如圖是電飯煲的工作電路圖,其中R2是加熱用的電阻,則當(dāng)自動開關(guān)處于 狀態(tài)時(選填“斷開”或“閉合”),電飯煲處于加熱狀態(tài);若電飯煲在保溫狀態(tài)時R2的電功率是加熱狀態(tài)時的電功率的,則R1:R2= 。
【答案】 閉合 1:1
【詳解】[1]由電路圖知,當(dāng)開關(guān)S閉合時,只有電阻R2接入電路,此時電路電阻較小,由電功率公式知,此時電飯煲電功率較大,電飯煲處于加熱狀態(tài)。
[2]因為P=I2R,且
即
解得
電源的電壓不變,故
解得
R1:R2=1:1
三、作圖和計算題(共16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)
25.(2分)如圖所示,小明制作了一個暗盒,在暗盒的左側(cè)放一平面鏡,右側(cè)有一個小孔,暗盒內(nèi)部放一光源,在暗盒的右側(cè)放置的光屏上得到兩個亮點,圖中已經(jīng)畫出了一個亮點及其光路,請把另一個亮點及其光路圖畫出來。
【答案】
【詳解】作光源S的像點S′,因反射光線的反向延長線要過像點,所以連接S′與O點,與平面鏡的交點即為入射點D,連接SD為入射光線,DO為反射光線,將反射光線DO延長,交光屏AB于一點F即為另一個亮點,如圖所示:
26.(2分)疫情期間,停課不停學(xué),鼠標(biāo)成為了一部分師生上課的必選裝備,如圖甲所示。鼠標(biāo)的左、右鍵均可以看成杠桿,當(dāng)我們的手指在B點按下鼠標(biāo)左鍵時,A端向下移動并按壓其下方的金屬彈片使電路接通完成操作任務(wù),請在簡圖乙中畫出在B點按下鼠標(biāo)左鍵時所需要的最小動力F1的示意圖以及A端所受阻力F2的示意圖;
【答案】
【詳解】O是支點,動力F1作用在B點,當(dāng)OB為動力臂時,動力臂是最大的,在阻力、阻力臂不變的情況下,根據(jù)杠桿的平衡條件可知,此時的動力是最小的;動力的方向垂直于OB向下,據(jù)此做出動力F1的示意圖;金屬彈片對杠桿的力為阻力F2,從作用點A向上畫出阻力F2的示意圖,如圖所示:
27.(6分)如圖所示,我國自主研發(fā)的某款人形機器人身高1.65米,某次測試中該機器人用100牛豎直向上的力將箱子在2秒內(nèi)勻速抬高1米。求:
(1)箱子所受的重力G;
(2)機器人對箱子做功的功率P。
【答案】(1)100N
(2)50W
【詳解】(1)用100牛的力將箱子勻速向上抬高,此時箱子處于平衡狀態(tài),箱子受到的重力和向上的提力是一對平衡力大小相等,則箱子所受的重力為
(2)機器人對箱子做的功為
機器人對箱子做功的功率為
28.(6分)某校開展了安全創(chuàng)意設(shè)計比賽活動,物理興趣小組利用磁性開關(guān)設(shè)計了煙霧報警與自動噴淋聯(lián)動模擬系統(tǒng),當(dāng)煙霧達到一定濃度時觸發(fā)自動報警噴淋,防范火災(zāi)發(fā)生。如圖所示,圖甲為該模擬系統(tǒng)示意圖,為控制電路中的氣敏電阻,定值電阻。控制電路中的電流時,磁性開關(guān)動觸片被電磁鐵吸引與觸點a接觸,安全指示燈L熄滅,報警噴淋系統(tǒng)同時正常工作;控制電路中的電流小于0.02A時,動觸片被釋放,與觸點b接觸,安全指示燈亮,報警噴淋系統(tǒng)停止工作。已知控制電路電源電壓大小可調(diào)節(jié),電磁鐵線圈電阻不計,氣敏電阻的阻值與煙霧濃度C的關(guān)系如圖乙所示。工作電路電源電壓,報警電鈴標(biāo)有“36V 18W”字樣。
(1)報警電鈴響時電流表示數(shù)為2.5A,噴淋系統(tǒng)工作20s消耗的電能是多少?
(2)通過調(diào)節(jié)大小,可改變該裝置對煙霧探測的靈敏度。調(diào)節(jié),當(dāng)觸發(fā)報警噴淋的最低煙霧濃度時,則控制電路此時消耗的電功率是多少?
【答案】(1)1440J;(2)0.1W
【詳解】解:(1)由圖可知,當(dāng)報警電鈴響時噴淋系統(tǒng)與電鈴并聯(lián),此時電鈴兩端電壓等于電源電壓36V,電鈴正常工作,通過電鈴的電流為
電流表測量干路電流為2.5A,通過噴淋系統(tǒng)的電流為
噴淋系統(tǒng)工作20s消耗的電能是
(2)由乙圖可知,RC與濃度成一次函數(shù)關(guān)系,當(dāng)濃度為0時,RC為300Ω,當(dāng)濃度為5%時,RC為250Ω,所以當(dāng)濃度為8%時,RC的電阻為
解得
此時控制電路的電流為0.02A,電功率為
答:(1)噴淋系統(tǒng)工作20s消耗的電能是1440J;
(2)控制電路此時消耗的電功率是0.1W。
四、實驗探究題(每空2分,共18分)
29.(8分)小明用甲圖中的電路圖探究串聯(lián)電路中電壓的規(guī)律:
(1)連接電路時,開關(guān)應(yīng)處于 狀態(tài);
(2)測量燈泡L2的電壓時,小明連接了如圖乙所示的電路,閉合開關(guān),小明發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)始終為3V,檢查后發(fā)現(xiàn)只有一根導(dǎo)線連接錯誤。請你在錯誤的導(dǎo)線上打×,再用筆畫出正確連接的導(dǎo)線 ;
(3)正確連接電路后再次閉合開關(guān),若電壓表的示數(shù)為電源電壓且L1不亮,則故障可能是 (故障只發(fā)生在燈泡上);
(4)用電壓表分別測出L1、L2和電源兩端的電壓,用U1、U2、U表示。接著更換不同規(guī)格的燈泡并多次實驗,數(shù)據(jù)記錄如下表:
分析表中數(shù)據(jù),得到結(jié)論:在串聯(lián)電路中, 。(用U1、U2、U表示)
【答案】(1)斷開
(2)
(3)L1短路/L2斷路/L1短路且L2斷路
(4)U=U1+U2
【詳解】(1)[1]為保護電路,連接電路過程中,開關(guān)要處于斷開狀態(tài)。
(2)[1]此時兩個小燈并聯(lián),電壓表與小燈L1串聯(lián)。若使電壓表與小燈L2并聯(lián),電路改正如下:
(3)[1]小燈L1不亮,有三種情況,一是L2斷路,小燈L1沒有電流通過,不能發(fā)光。此時電壓表通過導(dǎo)體與電源兩極相連,其示數(shù)等于電源電壓。二是L1自己短接,此時電路中只有L2一個小燈工作,它兩端電壓等于電源電壓,故測量它兩端電壓的電壓表示數(shù)等于電源電壓。三是L1短接且L2斷路。
(4)[1]三種情況下,數(shù)據(jù)間關(guān)系為:兩個小燈兩端電壓的和等于電源電壓,結(jié)論是:
30.(10分)學(xué)習(xí)了密度的知識后,好奇的小王同學(xué)想知道老師所用粉筆的密度。在老師指導(dǎo)下小王同學(xué)進行了如下探究:
(1)他把10支粉筆放到調(diào)好的托盤天平上,當(dāng)天平再次平衡時,右盤的砝碼和標(biāo)尺上游碼的位置如圖甲所示,則每支粉筆的質(zhì)量為 g。
(2)小王在量筒中加入體積為V1的水,把一支粉筆放入量筒,發(fā)現(xiàn)粉筆會在水面停留一會兒,然后冒出大量的氣泡并沉底,此時量筒中水面到達的刻度為V2;若把(V2-V1)作為粉筆的體積來計算粉筆的密度,測得粉筆的密度會比真實值 (選填“大”或“小”),原因是 。
(3)小王把一支同樣的粉筆用一層保鮮膜緊密包裹好放入水中(保鮮膜的體積忽略不計),發(fā)現(xiàn)粉筆漂浮在水面上;于是他用水、小金屬塊、量筒和細線測量粉筆的體積,如圖乙所示,則粉筆的密度為 g/cm3;粉筆越寫越短后密度 (選填“變大”“變小”或“不變”)。
【答案】(1)3.84
(2) 大 粉筆吸水,粉筆體積測量值偏小
(3) 0.64 不變
【詳解】(1)天平標(biāo)尺的分度值為0.2g,游碼在標(biāo)尺上對應(yīng)的刻度值為3.4g,10支粉筆的總質(zhì)量
m總=20g+10g+5g+3.4g=38.4g
所以一支粉筆的質(zhì)量
m=0.1×m總=0.1×38.4g=3.84g
(2)[1][2]小王在量筒中加入體積為V1的水,把一支粉筆放入量筒,發(fā)現(xiàn)粉筆會在水面停留一會兒,然后冒出大量的氣泡并沉底,此時量筒中水面到達的刻度為V2;若把(V2-V1)作為粉筆的體積來計算粉筆的密度,由于粉筆吸水,水進入粉筆中,導(dǎo)致V2測量值偏小,故粉筆體積測量值偏小,又因為粉筆的質(zhì)量測量值是準(zhǔn)確的,根據(jù),所以粉筆的密度測量值偏大。
(3)[1]圖乙中量筒的分度值為2 mL,由題圖乙可知,原來水的體積為80mL,粉筆和水的總體積為86mL,一支粉筆的體積
V=86mL-80mL=6mL=6cm3
粉筆的密度
[2]密度是物質(zhì)的一種特性,大小與物質(zhì)的種類及狀態(tài)等因素有關(guān),與物體的質(zhì)量多少無關(guān),粉筆越寫越短,所以粉筆的密度不變。
B卷(共20分)
一、不定項選擇題(每題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)
1.科技是強國的支撐,以下所列我國取得的科技成就中,說法正確的是( )
A.“嫦娥五號”采集的月球樣品帶回地球后,質(zhì)量會變大
B.“奮斗者號”潛水器用鈦合金做外殼,利用其強度小
C.“天和”核心艙升入太空后,與地面通過電磁波聯(lián)系
D.“國和一號”核電站利用核聚變釋放能量發(fā)電,核能屬于不可再生能源
【答案】C
【詳解】A.質(zhì)量是物質(zhì)的一種屬性,與位置無關(guān),故“嫦娥五號”采集的月球樣品帶回地球后,質(zhì)量不變,故A錯誤;
B.液體壓強與深度有關(guān),在密度相同時,深度越大,壓強越大,故“奮斗者號”潛水器用鈦合金做外殼,是為了對抗深海中強大的壓強,利用其強度大的特點,故B錯誤;
C.太空為真空狀態(tài),電磁波可以在真空中傳播,故“天和”核心艙升入太空后,與地面通過電磁波聯(lián)系,故C正確;
D.目前人們能掌握的成熟可控的核能獲得方式為核裂變,故“國和一號”核電站利用核裂變釋放能量發(fā)電,核能主要原料是一種礦產(chǎn)資源,短時間內(nèi)不能形成,故屬于不可再生能源,故D錯誤。
故選C。
2.下列說法正確的是( )
A.圖甲中樹蔭下亮斑的形狀和樹葉縫隙的形狀是一致的
B.圖乙中通過三個小孔看到的是燭焰倒立的像
C.圖丙中玻璃杯中“澆不滅的蠟燭”是光的折射形成的虛像
D.圖丁中人眼看到的3條完整的“小魚”都是虛像
【答案】D
【詳解】A.圖甲中樹蔭下的亮斑是太陽通過樹葉縫隙形成的,由于光的直線傳播,亮斑的形狀應(yīng)該是太陽的形狀,而不是樹葉縫隙的形狀。故A錯誤;
B.圖乙中通過三個小孔看燭焰時,由于光的直線傳播,燭焰發(fā)出的光直接射入人眼,使人看到了燭焰,故B錯誤;
C.看到的“燭焰”是由于光的反射形成的,是平面鏡成像,成的是虛像,故C錯誤;
D.圖丁中看到的3條完整的“小魚”是因為光的折射形成的虛像,因此這些魚都是虛像。故D正確。
故選D。
3.如圖1所示,規(guī)格相同的容器中裝了相同質(zhì)量的純凈水,用不同的加熱器加熱,忽略散熱,得到如圖2的圖像,下列說法正確的是( )
A.甲燒杯中的水溫上升快,說明甲杯中的水的比熱容比乙杯中的水比熱容小
B.甲杯的水加熱2min與乙杯的水加熱3min吸收的熱量相同
C.圖中溫度計的示數(shù)為
D.電加熱器1的功率比電加熱器2的功率小
【答案】B
【詳解】A.比熱容是物質(zhì)屬性,只與物質(zhì)的種類有關(guān),都是水,比熱容是相同的。故A錯誤;
B.同樣多的水,升高溫度相同,所以吸收的熱量是相同的。故B正確;
C.溫度計示數(shù)為37℃,故C錯誤;
D.對相同質(zhì)量的水加熱,加熱器1加熱的水升溫快,說明加熱器1的功率大。故D錯誤。
故選B。
4.小明同學(xué)利用如圖甲所示裝置將重15N的空吊籃提升到高處,施加的拉力F、吊籃上升的速度v隨時間t變化關(guān)系分別如圖乙、丙所示。繩子B和C能承受的最大拉力分別為100N和50N,忽略繩重及摩擦,g取10N/kg。下列說法中正確的是( )
A.動滑輪的重力為9N
B.第2s內(nèi)拉力F的功率為40W
C.此裝置最多能勻速提升80N的貨物
D.此裝置提升重物的最大機械效率為85%
【答案】BC
【詳解】A.由圖丙可知,在1~2s內(nèi)(第2s內(nèi))A被勻速提升,由圖乙可知拉力F=10N,由圖知,承擔(dān)物重繩子的股數(shù)n=2,忽略繩重及摩擦,拉力,則動滑輪重力為
G動=2F-GA=2×10N-15N=5N
故A錯誤;
B.由圖丙可知,第2s內(nèi)A上升的速度vA=2m/s,拉力端移動速度為
v=2vA=2×2m/s=4m/s
第2s內(nèi)拉力F的功率為
故B正確;
C.忽略繩重及摩擦,n=2,C處繩子拉力為
則當(dāng)C處最大拉力為50N時,B處拉力為95N,小于繩子B能承受的最大拉力100N;當(dāng)B處最大拉力為100N時,C處拉力為52.5N,大于繩子C能承受的最大拉力50N;所以要以C處最大拉力為準(zhǔn),此時B處的拉力為
FB=GA+G貨物=95N
此裝置最多能勻速運載貨物的重力為
G貨物=FB-GA=95N-15N=80N
故C正確;
D.此裝置提升重物的機械效率隨提升物重的增大而增大,n=2,忽略繩重及摩擦,此裝置提升重物的最大機械效率為
故D錯誤。
故選BC。
5.如圖甲所示,電源電壓不變,第一次閉合開關(guān)S1,S4,斷開S2、S3,滑動變阻器R2的滑片置于最右端,R1的滑片從最左端滑至最右端;第二次閉合開關(guān)S2,S3,斷開S1、S4,將滑動變阻器R2的滑片從最大值移到小燈泡正常發(fā)光。兩次過程中電壓表與電流表示數(shù)的變化關(guān)系如圖乙所示。保證電路安全的前提下,下列說法正確的是( )
A.電源電壓為12V
B.R1的最大阻值為40Ω
C.小燈泡正常發(fā)光時的電阻為10Ω
D.閉合開關(guān)S2、S3,斷開S1、S4,保證電路安全的前提下,R2的變化范圍為4﹣40Ω
【答案】BD
【詳解】A.第一次閉合開關(guān)S1、S4,斷開S2、S3,此時R1、R2串聯(lián),電壓表V1測R1滑片以右部分電阻和R2兩端的電壓,電流表測通過電路的電流,電壓表內(nèi)阻很大,相當(dāng)于斷路,滑動變阻器R2的滑片置于最右端,故R2接入電路最大阻值,串聯(lián)電路總電阻等于各部分電阻之和,根據(jù)歐姆定律可知R1的滑片從最左端滑至最右端,電流表示數(shù)不變,電壓表V1的示數(shù)會逐漸變小,故此時電壓表V1與電流表示數(shù)的變化關(guān)系如圖乙中水平直線所示,當(dāng)R1的滑片在最右端時,電壓表V1測量R2兩端的電壓,示數(shù)為4V;當(dāng)R1的滑片在最左端時,電壓表V1測量電源電壓,示數(shù)為8V,故電源電壓為8V,故A錯誤;
B.串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和,當(dāng)R1的滑片在最右端時,R1兩端的電壓為8V﹣4V=4V;R1兩端的電壓等于R2兩端的電壓,串聯(lián)電路各處電流相等,根據(jù)歐姆定律可知R1=R2;第二次閉合開關(guān)S2、S3,斷開S1、S4,燈泡和R2串聯(lián),電壓表V2測量燈泡的電壓,電流表測通過電路的電流,將滑動變阻器R2的滑片從阻值最大處移到小燈泡正常發(fā)光處,電壓表V2與電流表示數(shù)的變化關(guān)系如圖乙曲線所示,當(dāng)滑動變阻器R2的滑片在阻值最大處時,電路中電流最小為0.16A,此時燈泡電壓為1.6V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可得滑動變阻器電壓為
U2=U-UL′=8V-1.6V=6.4V
根據(jù)歐姆定律可得滑動變阻器的最大阻值為
故B正確;
C.由圖乙可知燈泡正常發(fā)光時UL=6V,電流IL=0.5A,根據(jù)可知燈泡正常發(fā)光時的電阻為12Ω,故C錯誤;
D.此時滑動變阻器R2兩端的電壓為
U2′=U-UL=8V-6V=2V
此時滑動變阻器接入電路的電阻最小,為
滑動變阻器接入電路的電阻越大,通過電路的電流越小,所以滑動變阻器R2接入電路的阻值變化范圍為4~40Ω,故D正確。
故選BD。
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,只寫出最后答案的不能得分)
6.(4分)如圖甲所示,是小明家里的魚缸和底濾過濾器的結(jié)構(gòu)圖。經(jīng)過一段時間的電路學(xué)習(xí),小明對自己家的魚缸中需要的電路設(shè)備進行了更加合理的改造。
(1)任務(wù)1:改造水位控制器電路
為了防止魚缸下水管道堵塞的情況下,水泵抽水產(chǎn)生魚缸溢水的現(xiàn)象,小明在魚缸上方安裝一個自動水位控制器,當(dāng)水面高于設(shè)定的高度,水泵自動斷電。小明需要將水泵和自動水位控制器 (選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”);
(2)任務(wù)2:節(jié)能減排
小明將電動機的前端轉(zhuǎn)子部分固定一個水車,然后將電動機和照明燈連接成一個閉合電路(如圖乙所示)。當(dāng)下水口排水時沖刷水車使電動機線圈轉(zhuǎn)動,照明燈(發(fā)光二極管)就能發(fā)光,下列表述正確的是( );
A.在該閉合電路中,電動機部分將機械能轉(zhuǎn)化成電能
B.二極管是利用超導(dǎo)體材料制成的
C.在該閉合電路中,電動機是用電器
D.二極管具有單向?qū)щ娦?br>(3)任務(wù)3:底濾槽水位監(jiān)控
①如圖丙所示,這是底濾槽水位監(jiān)控器。其中是一個定值電阻,a是金屬球,ab之間是絕緣的,R是滑動變阻器的電阻片(b、c為電阻片的兩端),滑動變阻器的滑片跟滑桿連接,滑桿可以繞固定軸0轉(zhuǎn)動,另一端固定著一個浮子。當(dāng)水面升高時,電流表示數(shù)會 ;
②如果水槽中的水面過低,滑片滑到金屬球a點時,電鈴響(提示應(yīng)該給魚缸加水了)。請根據(jù)條件將電鈴連接在電路中 (要求電鈴響時電流表有示數(shù),并且起到保護電路的作用)。
【答案】(1)串聯(lián)
(2)AD
(3) 變大
【詳解】(1)為了防止下水管道堵塞導(dǎo)致水泵抽水使魚缸溢水,需要確保當(dāng)水面高于設(shè)定高度時,水泵能自動斷電。為了實現(xiàn)這一功能,水泵和自動水位控制 器應(yīng)該串聯(lián)連接。因為串聯(lián)電路中,當(dāng)開關(guān)(在這 里是自動水位控制器)斷開時,整個電路就會斷開,水泵就會停止工作。
(2)A.根據(jù)題意,當(dāng)下水口排水時沖刷水車使電動機線圈轉(zhuǎn)動,照明燈(發(fā)光二極管)就能發(fā)光,說明該過程中將機械能轉(zhuǎn)化為電能,故A正確;
BD.二極管是由半導(dǎo)體材料制成,具有單向?qū)щ娦?,故B錯誤,D正確;
C.根據(jù)題意,排水時沖刷水車使電動機線圈轉(zhuǎn)動,發(fā)電,說明該過程中,電動機充當(dāng)電源,故C錯誤。
故選AD。
(3)[1]當(dāng)水面升高時,浮子上升,杠桿左端上升,右端下降,導(dǎo)致變阻器接入電路中的電阻變小,電流變大,即電流表的示數(shù)變大。
[2]滑片滑到金屬球a點時,電鈴響,說明電鈴左端與a點串在一起,右端與下發(fā)導(dǎo)線接在一起,正?;谧冏杵魃蠒r,電鈴處于斷路,電鈴不響,只有當(dāng)滑片與a點連接的時候,電鈴才會響,如下圖所示:
7.(6分)2024年9月,廣西受臺風(fēng)“摩羯”影響大面積降水,導(dǎo)致南寧邕江水位急劇上漲。為減小抗洪壓力,科創(chuàng)小組設(shè)計了水位報警裝置,將其制成頂部開有小孔的模型,如圖所示。其中A為壓力傳感器,B是重力為15N,且不吸水的圓柱體,能沿固定的光滑細桿在豎直方向自由移動,當(dāng)模型內(nèi)水深h1=15cm時,B與模型底面剛好接觸目壓力為零,水面上漲到設(shè)計的警戒水位時,圓柱體對壓力傳感器的壓力為3N,觸發(fā)報警裝置,開啟通洪閥門,已知圓柱體B的底面積SB=100cm2,高hB=25cm,ρ水=1×103kg/m3,求:
(1)當(dāng)模型內(nèi)水深h1=15cm時,水對模型底部的壓強;
(2)B的密度;
(3)為了提高防洪安全性,警戒水位需要比原設(shè)計低4cm,則需要在B的上方加上與B同材質(zhì)同底面積的圓柱體C,求:圓柱體C的高度h。
【答案】(1)1.5×103Pa
(2)0.6×103kg/m3
(3)10cm
【詳解】(1)當(dāng)模型內(nèi)水深h1=15cm=0.15m時,水對模型底部的壓強
(2)當(dāng)模型內(nèi)水深h1=15cm時,B排開水的體積為
由B與模型地面剛好接觸且壓力為零可知,此時B處于漂浮狀態(tài),由物體的漂浮條件可知,B的重力為
由
可知,B的質(zhì)量為
B的體積為
則B的密度為
(3)剛觸發(fā)報警裝置時,圓柱對壓力傳感器的壓力為3N,由力的平衡條件可知,此時B受到的浮力為
由
可知,B排開水的體積為
由
可知,B浸入水中的深度為
由剛觸發(fā)報警裝置時B浸入水中的深度和B的高度可知,A到水面的距離為
警戒水位需要比原設(shè)計低4cm時,A到水面的距離為
則BC整體排開水的深度為
BC整體排開水的體積為
此時BC整體受到的浮力為
BC整體的體積為
由密度公式和
可知,BC整體的重力為
由力的平衡調(diào)節(jié)可知
即
解得h=10cm。
實驗次序
電壓U1/V
電壓U2/V
電源電壓U/V
1
1.2
1.7
2. 9
2
1.3
1.6
2.9
3
1.1
1.8
2.9
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