本卷滿分70分,考試時間60分鐘。
主題一 物理與日常生活
1.(2分)如圖,是小明在旅行途中拍攝的一張照片,水潭中石山的倒影清晰可見,石山后可看到石山的影子。下列說法正確的是( )
A.石山的影子是由光的折射形成的B.石山在水中的倒影和石山大小相等
C.石山的倒影是由光的直線傳播形成的D.石山在水中的倒影是實像
【答案】B
【解析】A.石山的影子,是由光沿直線傳播形成的,故A錯誤;
BCD.石山在水中的倒影,類似于平面鏡成像,是由光的反射形成的虛像,且平面鏡成像中物與像大小相等,故B正確,CD錯誤;
故選B。
2.(2分)在某市地鐵站出口,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.該音樂聲的頻率高于50000HzB.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
【解析】A.該音樂聲是人耳能夠聽到的聲音,該音樂聲的頻率低于20000Hz,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。
3.(2分)如圖所示,從冰箱冷凍室取出的楊梅,一會兒表面就出現(xiàn)了一層白霜,白霜的形成屬于物態(tài)變化中的( )
A.凝華B.凝固
C.液化D.升華
【答案】A
【解析】白霜是空氣中的水蒸氣遇到溫度低的楊梅凝華成的小冰晶,故A符合題意,BCD不符合題意。
故選A。
4.(2分)小愷家正在裝修房子,他在檢查采購清單時發(fā)現(xiàn)了幾個物品及其規(guī)格。請你幫助小愷找出其中明顯不符合常理的一項( )
A.門:室內(nèi)門的高度標(biāo)注為2米
B.LED燈泡:用于臥室照明,標(biāo)明功率為8W
C.大理石磚:使用的大理石磚密度標(biāo)注為1.2g/cm3
D.家庭電路:火線和零線之間的電壓為220V
【答案】C
【解析】A.一層樓的高度約為3m,中學(xué)生身高約為1.6m,教室門的高度比一層樓高要低,比中學(xué)生身高要高,大約為2m,故A不符合題意;
B.LED燈的功率較小,在10W左右,所以8W符合常理,故B不符合題意;
C.大理石的密度大概在2.5~3g/cm3之間,故C符合題意;
D.在我國,火線和大地間的電壓為220V,零線在入戶前已接地,與大地間的電壓為0,所以火線與零線之間的電壓為220V,故D不符合題意。
故選C。
5.(2分)小明是個航天迷,他思考:走在陌生的城市中,我們可以通過路邊的地標(biāo)來確定前進的方向。那么,航天器飛行在茫茫太空中,如何確定方向?查閱資料發(fā)現(xiàn)是應(yīng)用了慣性導(dǎo)航。所謂慣性導(dǎo)航,就是基于牛頓力學(xué)原理,利用載體自身的慣性特性進行導(dǎo)航定位的技術(shù)。雖然這項技術(shù)復(fù)雜,但小明通過所學(xué)習(xí)的慣性知識做出了如下解釋,你認(rèn)為其中正確的是( )
A.慣性導(dǎo)航在太空中一定是在慣性力作用下工作的
B.不是所有物體都具有慣性,制作慣性導(dǎo)航一定要選擇具有慣性的物體
C.慣性導(dǎo)航儀隨航天器飛行的速度越大,它的慣性就越大
D.若慣性導(dǎo)航儀在太空中突然失去所有力時,一定會保持原有運動狀態(tài)不變
【答案】D
【解析】A.慣性是物體保持其運動狀態(tài)不變的性質(zhì),而不是一種力。故A錯誤;
B.慣性是物體的固有屬性,所有物體都具有慣性。故B錯誤;
C.慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān),與物體的速度無關(guān)。無論慣性導(dǎo)航儀隨航天器飛行的速度多大,只要它的質(zhì)量不變,它的慣性就不會改變。故C錯誤;
D.根據(jù)牛頓第一定律,如果物體不受外力作用,它將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)不變。慣性導(dǎo)航儀在太空中突然失去所有力時,由于慣性,它一定會保持原有的運動狀態(tài)不變。故D正確。
故選D。
主題二 物理與航天
6.(2分)2025年1月23日13時15分,我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心,使用長征六號改運載火箭成功將千帆極軌06組衛(wèi)星發(fā)射升空?;鸺蘸?,18顆衛(wèi)星順利進入預(yù)定軌道,此次發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。關(guān)于火箭,下列說法錯誤的是( )
A.燃氣對火箭的推力改變了火箭的運動狀態(tài)
B.火箭燃料燃燒時,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
C.燃氣對火箭的推力大于火箭對燃氣的推力
D.火箭發(fā)動機是利用內(nèi)能做功的機械
【答案】C
【解析】A.燃氣對火箭的推力使火箭由靜止開始向上運動,改變了火箭的運動狀態(tài),故A正確,不符合題意;
BD.火箭燃料燃燒時,放出熱量,將燃料儲存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,然后利用內(nèi)能對外做功,所以火箭發(fā)動機是利用內(nèi)能做功的機械,故BD正確,不符合題意;
C.火箭對燃氣向下的力和氣體對火箭向上的力是一對相互作用力,它們的大小相等,故C錯誤,符合題意。
故選C。
7.(2分)在軍事領(lǐng)域電磁彈射技術(shù)應(yīng)用很廣泛。其主要工作過程是當(dāng)電磁彈射器的彈射車處于強磁場中,彈射車內(nèi)的導(dǎo)體有強電流通過時,彈射車就給艦載機提供強大的推力使其快速起飛。下列與電磁彈射車工作原理相同的是( )
A.火箭發(fā)射衛(wèi)星B.發(fā)電機發(fā)電
C.電動汽車中的電動機D.手機信號發(fā)射裝置
【答案】C
【解析】彈射車內(nèi)的導(dǎo)體有強電流通過時,彈射車就給艦載機提供強大的推力使其快速起飛,說明電磁彈射技術(shù)利用了通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用;
A.火箭發(fā)射衛(wèi)星,利用的是燃料燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,在通過熱機做功,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能,故A不符合題意;
B.發(fā)電機發(fā)電,利用的是法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故B不符合題意;
C.電動汽車中的電動機,利用通電線圈在磁場中受到力的作用,故C符合題意;
D.手機信號發(fā)射裝置利用電磁波來傳遞信息,故D不符合題意。
故選C。
主題三 物理與傳統(tǒng)文化
8.(2分)圖甲是一種執(zhí)拿毛筆的方法——五指執(zhí)筆法,其中的毛筆豎直且靜止。若在圖乙中以O(shè)點表示該毛筆的重心,請在圖乙中畫出毛筆所受的重力和摩擦力的示意圖。
【答案】
【解析】由題意知,毛筆豎直且靜止,此時受到重力和摩擦力,因毛筆處于平衡狀態(tài),因此豎直向下的重力與豎直向上的摩擦力平衡,如圖所示:
9.(2分)饸烙面是我國北方傳統(tǒng)特色面食之一,制作時先將饸烙床子架在鍋的正上方,將和好的面放在含漏孔的饸烙床子里,直接把面擠軋成長條煮入鍋中。如圖甲是山西的一種制作美食饸烙的畫面,其中壓制工具的手柄可以看成一個杠桿,圖乙為其簡化圖,請在圖乙中畫出作用在A點的最小動力。
【答案】
【解析】由圖可知支點為O,,由杠桿平衡條件可知,在阻力和阻力臂不變時,動力臂越長,動力越?。灰虼薕A作為動力臂最長,在使用時,動力的方向應(yīng)該向下,過點A垂直于OA向下作出最小動力F1的示意圖,如圖所示:
三、填空題
10.(2分)金陵金箔,也稱為南京金箔,是中國傳統(tǒng)手工技藝之一,被譽為“中華一絕”。金箔輕薄柔軟,不能用手直接拿取。如圖所示的金箔鋪貼過程,工匠手持毛刷在紙墊來回掃過,再將毛刷靠近工作臺上的金箔時,可將金箔吸起來。毛刷與紙墊摩擦后,由于 (選填“得到”或“失去”)電子而帶負電;由于帶電物體具有能夠 的性質(zhì),故毛刷可將金箔吸起來。
【答案】得到 吸引輕小物體
【解析】[1][2]不同的物質(zhì)原子核束縛核外電子的本領(lǐng)有強有弱,原子核束縛核外電子本領(lǐng)強的奪得電子,因多余電子帶負電,原子核束縛核外電子本領(lǐng)弱的失去電子,因缺少電子帶正電。毛刷與紙墊摩擦后,由于得到電子而帶負電;毛刷可將金箔吸起來,是由于帶電物體能夠吸引輕小物體。
11.(2分)糖炒栗子是人們鐘愛的一道傳統(tǒng)美食,如圖所示,為了讓栗子快速、均勻受熱,常將砂石與栗子混合在一起翻炒,這主要是利用了砂石的 ,相同質(zhì)量的栗子和砂石吸收相同的熱量,砂石的溫度升高的更 (選填“多”或“少”)。
【答案】比熱容小 多
【解析】[1][2]比熱容表示物質(zhì)的吸熱能力,砂石的比熱容小,相同質(zhì)量的砂石與其他物質(zhì)相比較,吸收相同的熱量,溫度升高的更多,因此,將砂石與栗子混合在一起翻炒,可以讓栗子快速、均勻受熱。
12.(6分)福州三坊七巷蘊藏豐富的中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化和物理知識。請完成下題。
圖1 圖2
(1)糖畫是一種傳統(tǒng)民間手工藝。熬糖時,要將紅糖、白糖和麥芽糖加熱成適合濃稠度的糖液。繪制時,藝人用小勺子舀起熬好的糖液,通過手腕的力量和精湛的技藝,在石板上飛快地來回澆鑄,待其 (填物態(tài)變化的名稱)后即可成精美的圖案(圖1),此過程中會 熱量;
(2)元宵燈會上,有一種創(chuàng)意花燈(圖2),閉合開關(guān)時,花燈點亮,說明開關(guān)與燈 聯(lián)。它還可以根據(jù)喜好分別控制花燈發(fā)光和走馬轉(zhuǎn)動,其電動機和燈連接的方式應(yīng)該是 聯(lián);
(3)肉燕制作技藝是非物質(zhì)文化遺產(chǎn)。煮肉燕是通過 的方式,使肉燕的內(nèi)能增大,溫度升高。肉燕餡料中的肉類比熱容要比外皮的比熱容小,在質(zhì)量、吸收熱量相同時,餡料溫度上升速度比外皮 。所以在煮制過程中,要注意控制煮制時間和火候,以確保肉燕的餡料和外皮都能煮熟,同時又不會因為過度加熱而破壞口感。
【答案】(1)凝固 放出
(2)串 并
(3)熱傳遞 快
【解析】(1)[1][2]液態(tài)的糖液變成固態(tài)的糖畫,這是凝固過程,此過程中會放出熱量。
(2)[1]閉合開關(guān)時,花燈點亮,說明開關(guān)控制花燈中電流的通斷,故開關(guān)與燈串聯(lián)。
[2]它還可以根據(jù)喜好分別控制花燈發(fā)光和走馬轉(zhuǎn)動,說明其電動機和燈獨立工作,互不影響,則連接的方式應(yīng)該是并聯(lián)。
(3)[1]煮肉燕時肉燕從沸水中吸收熱量,故煮肉燕是通過熱傳遞的方式,使肉燕的內(nèi)能增大,溫度升高的。
[2]肉燕餡料中的肉類比熱容要比外皮的比熱容小,由可知,在質(zhì)量、吸收熱量相同時,餡料溫度上升速度比外皮快。
13.(3分)古代記錄傳統(tǒng)手工技術(shù)的著作《天工開物》中記載了一種搗谷用的春,“橫木穿插硬頭,嘴為鐵,足踏其末而春之”,如圖甲。圖乙為腳向下施加力F1踩春時在某一位置的示意圖。若確頭質(zhì)量為10kg,確頭受到的重力為 N。在圖示位置保持平衡時,l1=40cm,l2=1.2m,不計橫木的重力和摩擦,則腳向下施加的力F1為 N;如果想省力些,可將腳踩點適當(dāng) (填“遠離”或“靠近”)O點。(g取10N/kg)
【答案】100 300 遠離
【解析】[1]碓頭質(zhì)量為10kg,則碓頭的重力為
則碓頭的重力為100N。
[2]碓頭施加的阻力為
根據(jù)杠桿的平衡條件可知,腳向下施加的力
則腳向下施加的力F1為300N。
[3]如果想省力些,在阻力臂、阻力不變的情況下,根據(jù)杠桿的平衡條件可知,需要增大動力的力臂,所以腳踩點適當(dāng)遠離O點。
主題四 物理探究與實踐
14.(5分)小明非常喜歡學(xué)校食堂里的紅燒土豆排骨這道菜,于是回家買了些土豆,想自己學(xué)做這道美味。他想利用所學(xué)知識測量土豆的密度。
(1)把天平放到水平臺上,將游碼移至標(biāo)尺左端的零刻度線處,調(diào)節(jié) 使橫梁平衡。
(2)將土豆放在天平左盤,向右盤增減砝碼并調(diào)節(jié)游碼,當(dāng)天平平衡時,砝碼質(zhì)量及游碼在標(biāo)尺上的位置如圖所示,土豆的質(zhì)量為 g。
(3)由于土豆較大,無法放入量筒,于是小明將它緩緩放入一個盛滿水的溢水杯中,直至浸沒,測得浸出水的質(zhì)量為140g。已知水的密度為1.0g/cm3,則土豆的密度為 g/cm3。在測量溢出水的質(zhì)量時,不小心有水濺出。測得土豆的密度與真實值相比 (選填“偏大”或“偏小”)。
(4)小明又用家里的電子秤、杯子和水測出了土豆的密度。步驟如下:
①把土豆放在水平放置的電子秤上,電子秤示數(shù)為m1;
②取下土豆,將裝有適量水的杯子放在電子秤上,電子秤示數(shù)為m2;
③將用細線系好的土豆緩緩浸沒在水中,水未溢出且土豆不觸碰杯底。電子秤示數(shù)為m3;
④求出土豆的密度ρ= 。(用m1、m2、m3、ρ水表示)
【答案】(1)平衡螺母
(2)154
(3)1.1 偏大
(4)
【解析】(1)根據(jù)天平的使用方法,應(yīng)把天平放在水平臺上,將游碼移至標(biāo)尺左端的零刻度線處,調(diào)節(jié)平衡螺母使天平橫梁平衡。
(2)由圖可知,天平標(biāo)尺上的分度值為,土豆的質(zhì)量為
(3)[1]由密度公式求出溢出水的體積
則土豆的體積為
土豆的密度
[2]在測量溢出水的質(zhì)量時,不小心有水濺出,造成溢出水的質(zhì)量減小,從而導(dǎo)致土豆的體積減小,由可知,測出的土豆密度會偏大。
(4)由分析知,引起電子秤示數(shù)變化的原因是土豆浸沒到水中時受到浮力,故兩次電子秤的示數(shù)之差,即

則土豆密度的表達式為
15.(5分)小明用圖甲所示的器材進行“伏安法測電阻”實驗。(定值電阻的阻值約為5Ω,電源電壓恒定不變)
(1)電路接通前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到最 (選填“左”或“右”)端;閉合開關(guān)后小明發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)、電壓表有示數(shù),則故障的原因可能是 ;
(2)排除故障后,小明改變兩端的電壓進行多次測量,記錄數(shù)據(jù)如表:
第2次實驗時,電流表的示數(shù)如圖乙為 A;
根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可得,定值電阻的阻值為 ;
(3)小明又將圖甲中的換為額定電壓為2.5V的小燈泡重復(fù)上述實驗,并根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)繪制出圖丙所示的U-I圖像,由圖可知,小燈泡的額定功率為 W。
【答案】(1)左 定值電阻斷路
(2)0.30 4.9
(3)0.5
【解析】(1)[1]為保護電路,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處,即最左端。
[2]閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),說明電路斷路,電壓表有示數(shù),說明電壓表兩端與電源正負極相通,故定值電阻斷路。
(2)[1][2]由圖乙可知電流表接入電路的是小量程,分度值為,電流表的示數(shù)為,則第2次實驗時,定值電阻的阻值為
為減小誤差,應(yīng)求平均值,則定值電阻的阻值為
(3)由圖丙所示的U-I圖像可知燈泡兩端的電壓為2.5V時,通過燈泡的電流為0.2A,則小燈泡的額定功率為
主題五:物理應(yīng)用
16.(8分)圖甲是我國自主設(shè)計建造的首艘大洋鉆探船“夢想”號,它是目前世界上唯一一艘具備11000m超深水鉆探能力的鉆探船,其滿載時排水量為42600t。某次鉆探中,“夢想”號的吃水深度為6m,科研人員通過繩索在隔水管內(nèi)將一塊地質(zhì)巖樣品豎直向上勻速提升了10500m,如圖乙所示。經(jīng)測量,樣品的質(zhì)量為200g,體積為,海水的密度取,g取,求:
(1)地質(zhì)巖樣品的密度;
(2)“夢想”號滿載時受到海水的浮力;
(3)本次鉆探中船底受到海水的壓強;
(4)本次鉆探中繩索對樣品做的功。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】(1)地質(zhì)巖樣品的密度。
(2)“夢想”號滿載時排水量為,根據(jù)阿基米德原理,物體受到的浮力等于其排開液體受到的重力,則“夢想”號滿載時受到海水的浮力。
(3)夢想”號的吃水深度為6m,本次鉆探中船底受到海水的壓強。
(4)科研人員通過繩索在隔水管內(nèi)將一塊地質(zhì)巖樣品豎直向上勻速提升了10500m,則繩索對樣品的拉力等于樣品的重力,即,本次鉆探中繩索對樣品做的功。
17.(8分)為滿足人們對健康飲食的追求,某品牌推出了一款新型電熱飯盒如圖甲,圖乙虛線內(nèi)是電熱飯盒內(nèi)部的簡化電路圖,R1和R2均為電熱絲,R1=374Ω(阻值不隨溫度變化,部分參數(shù)如表所示)。求:
(1)電熱飯盒在高溫擋正常工作時,通過它的電流;
(2)電阻R2的阻值及低溫擋的功率;
(3)高溫擋工作5分鐘,低溫擋工作3分鐘放出的總熱量是多少?
【答案】(1)2A
(2)110Ω,100W
(3)1.5×105J
【解析】(1)電熱飯盒在高溫擋正常工作時,通過它的電流
(2)當(dāng)開關(guān)接觸電1時,R1與R2串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電阻規(guī)律可知,此時總電阻較大,由可知,電路中的電功率較小,電熱飯盒處于低溫擋;由圖乙可知,開關(guān)接觸電2時,只有R2工作,此時電阻較小,由可知,電功率較大,電熱飯盒處于高溫擋;R2的阻值
根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知,R1、R2的串聯(lián)總電阻R=R1+R2=110Ω+374Ω=484Ω
則低溫擋的功率
(3)高溫擋工作5min消耗的電能Q1=W1=P高t1=440W×5×60s=1.32×105J
低溫擋工作3min消耗的電能Q2=W2=P低t2=100W×3×60s=1.8×104J
消耗的總電能Q=W=W1+W2=1.32×105J+1.8×104J=1.5×105J
18.(5分)閱讀短文,回答問題:
智能機器人
智能機器人是一種集成人工智能(AI)、傳感器技術(shù)、機械工程與大數(shù)據(jù)分析的自動化設(shè)備,能夠通過自主學(xué)習(xí)和環(huán)境交互完成復(fù)雜任務(wù)。智能機器人有相當(dāng)發(fā)達的“大腦”,具備信息傳感器,可以模擬人類的多種感覺,如視覺、聽覺、觸覺、嗅覺。此外,它還有效應(yīng)器,通過電動機使手、腳、觸角等動起來。智能機器人能用人類語言同操作者對話,能調(diào)整自己的動作以達到操作者所提出的要求。
圖甲所示是目前餐飲行業(yè)中廣泛使用的送餐智能機器人。送餐的智能機器人具有過載自動保護系統(tǒng),其電路原理如圖乙所示,此電路電源的電壓為16V,圖中D為餐盤下面的壓敏二極管,其阻值R隨所受壓力變化的圖像如圖丙所示,圖乙中的觸發(fā)器為電路保護開關(guān),R0的阻值是12Ω,當(dāng)電路中的電流大于0.5A時,觸發(fā)器斷開,電鈴會發(fā)聲提示,以免機器人損傷。通常情況下,當(dāng)電池電量減為其容量的10%時,智能機器人就會自動尋找充電座充電。
機器人為有效避障,在移動過程中會發(fā)射、接收超聲波(或激光)來偵測障礙物信息,當(dāng)感知到前方障礙物時,機器人依靠減速器進行減速,并重新規(guī)劃行駛路線。下表為機器人的部分參數(shù)。“電池比能量”為單位質(zhì)量的電池所能輸出的電能;“減速器的減速比”為輸入轉(zhuǎn)速與輸出轉(zhuǎn)速的比值。
(1)關(guān)于智能機器人,下列說法錯誤的是 ;
A.智能機器人充電時,是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
B.智能機器人通過嗅覺傳感器聞到外界的各種氣味,說明分子在做無規(guī)則的運動
C.智能機器人的效應(yīng)器通過電動機使“手”“腳”等動起來時,是將電能轉(zhuǎn)化為機械能
D.智能機器人在行進過程中遇到玻璃等透明障礙物時,利用激光才能較好感知到障礙物
(2)送餐機器人手能承受物體的最大質(zhì)量是 kg(g取10N/kg);
(3)若該機器人勻速行駛時受到的平均阻力為80N,為確保機器人順利返回充電,離充電座的最遠距離不能超過 m;
(4)圖丁是機器人測速系統(tǒng)的部分裝置簡化圖,轉(zhuǎn)速傳感器安裝在驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)齒輪的外側(cè),當(dāng)傳感器對準(zhǔn)齒輪兩齒間隙時,電纜輸出電流為0。某次當(dāng)驅(qū)動電機的齒輪勻速轉(zhuǎn)動時,電纜輸出如圖戊所示周期性變化的電流,則1s內(nèi)對準(zhǔn)傳感器的齒間隙共有 個;若此時機器人遇到障礙物,減速器啟動,則經(jīng)減速器降速后的齒輪轉(zhuǎn)速為 r/min。
【答案】(1)D
(2)15
(3)4860
(4)100 12.5
【解析】(1)A.智能機器人充電時,相當(dāng)于用電器,是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來,故A正確,不符合題意;
B.智能機器人通過嗅覺傳感器聞到外界的各種氣味,這是發(fā)生了擴散現(xiàn)象,說明分子在做無規(guī)則的運動,故B正確,不符合題意;
C.電動機的原理是通電導(dǎo)體在磁場中受力運動,智能機器人的效應(yīng)器通過電動機使“手”“腳”等動起來時,是將電能轉(zhuǎn)化為機械能,故C正確,不符合題意;
D.玻璃等透明障礙物可以透光,智能機器人在行進過程中遇到玻璃等透明障礙物時,利用激光不能較好感知到障礙物,應(yīng)利用超聲波,故D錯誤,符合題意。
故選D。
(2)分析電路可知,壓敏二極管和電阻串聯(lián)。送餐機器人的手承受物體壓力最大時,電路中的電流為0.5A,總電阻為
則此時壓敏二極管阻值為
由丙圖可知對應(yīng)壓力,則送餐機器人手能承受物體的最大質(zhì)量為
(3)電池容量為
則機器人克服阻力做功最多為
則行駛的最大距離為
則離充電座的最遠距離為
(4)[1]如圖戊所示,每為一個周期,一個周期有一個齒間隙,則1s內(nèi)對準(zhǔn)傳感器的齒間隙個數(shù)為
[2]由圖可知,齒輪間隙共有16個,則驅(qū)動電機的齒輪轉(zhuǎn)速為,減速器的減速比為30∶1,則經(jīng)減速器降速后的齒輪轉(zhuǎn)速為。
19.(8分)根據(jù)下列學(xué)科實踐活動,回答問題。
自制定值電阻改裝家用燈泡
小明家里燈泡壞了,他在網(wǎng)上購買了一個與原來燈泡外形相似的燈泡,如圖甲所示。
[設(shè)計與制作]
(1)若將此燈泡直接接入家庭電路中,燈泡會燒壞。為了解決這個問題,可以給燈泡 (串/并)聯(lián)一個 Ω的定值電阻;
(2)小明想自制這個定值電阻,他找到一卷電阻絲,規(guī)格如圖乙所示。已知定值電阻的阻值和其長度成正比,則需截取 cm的電阻絲,并將其繞制在 (陶瓷/銅)管上完成制作,如圖丙所示。
[檢驗與測試]
(3)完成電阻的制作后,小明想通過測量驗證該電阻是否達到他算得的阻值。他利用電源(3V)、滑動變阻器、電流表、電壓表、開關(guān)及導(dǎo)線若干設(shè)計了方案1,如圖丁所示。
①小明發(fā)現(xiàn)方案1無法進行,原因是 ;
②小明又找來電阻箱,設(shè)計了方案2和方案3,如圖戊所示。為了使測量結(jié)果更準(zhǔn)確,他選擇了方案 ,要快捷的測出的阻值,他接下來進行的操作是 。
(4)小明用兩根帶有鱷魚夾導(dǎo)線,將制作好的電阻與燈泡一起接入家庭電路。閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)自制電阻立刻燒斷。
[反思與評價]
(5)小華認(rèn)為小明利用自制定值電阻改裝家用燈泡的整個過程存在很多安全隱患,請你從安全用電的角度提出一點建議: 。
【答案】串 165.6 80 陶瓷 阻值太大,電流太小,電流表測量不準(zhǔn)確 方案2 調(diào)節(jié)電阻箱使兩電壓表有適當(dāng)示數(shù) 操作過程中需要佩戴絕緣手套,家庭電路中不能隨意搭接(合理即可)
【解析】(1)[1][2]家用電源電壓時220V,燈泡的額定電壓為36V,為了使燈泡能在額定電壓下工作,可以串聯(lián)一個電阻R起分壓作用;燈泡在額定電壓下的電阻
由串聯(lián)電路的分壓特點得
可以給燈泡串聯(lián)的電阻值
(2)[3][4]截取的電阻絲的長度
為了防止管子對電阻絲電阻的影響,故應(yīng)選用絕緣體陶瓷管。
(3)①[5]因為做成的電阻阻值大約在165.6Ω左右,按照方案1中電路中的最大電流約為
故此時電路中的電流小于電流表的分度值,無法準(zhǔn)確讀取電流,故方案1無法進行實驗。
②[6]方案2根據(jù)電阻箱的阻值和電壓表的示數(shù),由串聯(lián)電路中電壓分配規(guī)律求出待測電阻的阻值Rx;方案3用等效代替法,閉合開關(guān)S,開關(guān)S1先把Rx接入電路,移動滑動滑動變阻器的滑片,測出Rx兩端的電壓U0;斷開Rx,再把電阻箱支路連接,滑動變阻器滑片不變,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,使電壓表的示數(shù)為U0,此時電阻箱的電阻和待測電阻相等,但這種方法由于電阻箱的分度值較大,測量誤差較大,故應(yīng)選擇方案2。
[7]接下來的操作是閉合開關(guān),調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,使兩電壓表有適當(dāng)示數(shù),讀出兩表示數(shù),根據(jù)串聯(lián)電路中電壓分配規(guī)律求出待測電阻的阻值Rx。
(5)[8]小明利用自制定值電阻改裝家用燈泡的整個過程存在很多安全隱患,電阻絲應(yīng)加外絕緣層,以免人接觸觸電,直接把電阻絲纏繞在陶瓷管上,導(dǎo)線相鄰兩圈可能接觸,相當(dāng)于電阻絲長度變小,橫截面積變大,電阻很小,通電后電流過高,很容易燒斷電阻絲或引起火災(zāi),更不能分得相應(yīng)的電壓;為了用電安全,操作過程中需要佩戴絕緣手套,家庭電路中不能隨意搭接。實驗序號
電壓
電流
電阻
1
2
3
額定電壓
220V
額定功率
低溫擋
高溫擋
440W
電池的質(zhì)量
2kg
減速器的減速比
30∶1
電池比能量
120W·h/kg
驅(qū)動電機將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率
60%

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