![江苏省海安市海陵中学2023-2024学年九年级下学期4月月考物理试卷第1页](http://img-preview.51jiaoxi.com/2/6/15691245/0-1714918820904/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![江苏省海安市海陵中学2023-2024学年九年级下学期4月月考物理试卷第2页](http://img-preview.51jiaoxi.com/2/6/15691245/0-1714918820937/1.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![江苏省海安市海陵中学2023-2024学年九年级下学期4月月考物理试卷第3页](http://img-preview.51jiaoxi.com/2/6/15691245/0-1714918820960/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
江苏省海安市海陵中学2023-2024学年九年级下学期4月月考物理试卷
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这是一份江苏省海安市海陵中学2023-2024学年九年级下学期4月月考物理试卷,共35页。试卷主要包含了共13小题,共110分等内容,欢迎下载使用。
1.(2分)如图所示的现象中,下列分析正确的是( )
A.甲图:弹奏古筝时,手在不同位置按弦,目的是为了改变发出声音的音调
B.乙图:先敲击音叉,再将音叉轻触乒乓球,球多次被弹开,说明是乒乓球振动发声
C.丙图:医生用B超检查胎儿的发育情况,说明声音可以传递能量
D.丁图:摩托车上装有消声器,是为了在行驶过程中阻断噪声的传播
2.(2分)如图所示,在注射器中吸入少量液态乙醚,用橡皮塞堵住注射孔,向外拉动活塞,液态乙醚消失。下列选项中的物态变化与其相同的是( )
A.清晨,人在户外呼出“白气”
B.雪水在屋檐下形成冰锥
C.洗手后,用热风干手器将手烘干
D.寒冬,雪人没有熔化却变小了
3.(2分)据了解,到2022年山东将建成“5G”基站多达数万个,实现“5G”网络乡镇以上区域连续覆盖。“5G”手机通过电磁波与基站之间进行信息传递,以下有关说法中错误的是( )
A.电磁波既能传递信息也能传递能量
B.“5G”采用了比“4G”频率更高的电磁波来传输信息
C.“5G”比“4G”传递信息更快,是因为它所使用的电磁波的波速更快
D.即使先进的“5G”手机,使用过程中手机也会发热,是因为工作过程中部分电能转化为内能
4.(2分)小明做作业时,动手操作了如下的实验探究:找了一个圆柱形的玻璃瓶,里面装满水,把一支普通铅笔放在玻璃瓶的一侧,透过玻璃瓶可以看到那支笔,如图所示把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动,不会观察到的现象是( )
A.先成虚像,后成实像
B.笔尖一直变长变大
C.到某一位置,笔尖突然改变方向
D.笔尖先变长,后变短
5.(2分)小华用如图所示的装置探究杠杆的机械效率,他将两个钩码悬挂在B点,在A点用弹簧测力计保持竖直方向拉动杠杆,使其绕O点缓慢转动,带动钩码上升一定的高度h(不计摩擦)( )
A.在杠杆转动过程中,弹簧测力计的示数会变小
B.仅增加钩码的个数,拉力所做的额外功增大
C.仅将拉力的作用点从A点移到C点,杠杆的机械效率不变
D.仅将钩码的悬挂点从B点移到C点,拉力做的总功变大
6.(2分)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
B.物体的内能与温度有关,温度不变,内能就一定不变
C.温度高的物体内能一定大,温度低的物体内能一定小
D.物体的温度越高,分子热运动越剧烈,物体所含热量越多
7.(2分)如图所示家庭电路中的某一部分,电工师傅按下面的顺序进行检测:①闭合S1,灯L1亮;②断开S1,闭合S2,灯L2不亮;③再用测电笔测a、b、c、d四个接线点,发现只有在c点氖管不发光。若电路中只有一处故障,则是( )
A.灯L2短路B.灯L2所在支路开路
C.c、d两点间开路D.c点左侧的零线开路
8.(2分)在央视“是真的吗”节目中,一位网友用如图所示的“铜丝琴”演奏出了优美的乐曲,他将一根张紧的铜丝两端与扬声器接通,铜丝旁边放置一块磁铁,用手指拨动铜丝,就能使扬声器发声。下列选项中与“铜丝琴”原理相同的是( )
A.B.
C.D.
9.(2分)甲、乙两车分别在同一直线上的M、N两点,同时开始沿直线做匀速运动,它们的s﹣t图像如图所示。经6秒后两车相距10米,则( )
A.甲车速度小于乙车速度
B.0﹣6s时间范围内两车一定会相遇
C.M、N两点相距可能为100米
D.若M、N两点相距10米,则两车运动方向可能相同
10.(2分)如图所示,电源电压恒为6V,R1=10Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,滑动变阻器R2规格“20Ω 0.5A”,闭合开关S后,在保证电路安全的前提下移动滑片P,则电压表的示数U、R2的阻值、R1电功率P1、电路总功率P与电流表示数I的关系图象中描述正确的是( )
A.B.
C.D.
二、(非选择题共110分)共13小题,共110分。第21至25题为化学试题,第26至36题为物理试题
11.(4分)如图是某体育馆内的场景。
(1)图中A为体育馆大门旁的禁鸣标志,这是在 处减弱噪声;鸣叫的笛声是由汽车喇叭的 产生的。
(2)图中B是汽车限速标志,汽车以此速度行驶150m,至少需要 s。
(3)几名同学在周长为100m的圆形冰面上进行溜冰活动,两同学同时从同一地点出发,分别以速度为10m/s和12.5m/s沿圆形跑道匀速运动。速度快的同学超出一圈追上速度慢的同学时向前推一把,双方“互换速度”;原先速度慢的同学由于速度变快,从而会超出后面的同学一圈,此时也向前推一把,双方再次“互换速度”…如此循环下去,当双方都完成了1000m时,最后到达终点的同学所用的时间记为该组的成绩。则该组同学的成绩为 s。
12.(2分)为了探究树荫下光斑的成因,小明设计了开有菱形状孔(边长约为5cm)的卡片甲对太阳光,并用另一张卡片乙紧贴在甲上沿箭头方向水平移动,观察距卡片50cm且与甲平行放置的光屏上光斑的变化情况。光斑未变成圆形前,其亮度 ;变成圆形后,其大小 (两空均选填:变大/变小/不变)。
13.(4分)吉利牌“涡轮增压”(T型)轿车,通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧,比普通轿车(L型)更节能,排气更清洁,同样的汽油加在T型轿车内与加在L型轿车内相比,热值 (选填“更大”、“一样大”或“更小”);为防止发动机温度过高,用水进行冷却,这是利用水的 较大;热量只能从高温发动机传递给低温的水,说明能量的转移和转化具有 ,若汽油机曲轴的转速为3000r/min,汽油机每秒内对外做功 次。
14.(6分)在探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验时:
(1)为探究“电流产生的热量与电阻大小的关系”,小明首先设计了如图甲所示的实验电路,装置中将R1、R2两电阻丝串联,其主要目的是 ;通电一段时间后,发现装有R2电阻丝的煤油瓶中温度计的示数升高得多一些,这说明:在其它条件相同时, 越大,电流产生的热量越多.小明还想用如图甲所示的电路探究“电流产生的热量与电流大小的关系”,必须增加的测量工具是 ;
(2)实验结束后,小明发现用电阻丝对煤油加热时,观察温度计示数变化的过程非常耗时,为了减少实验的时间,他提出了如下改进的设想:
设想一:将煤油换成水来做实验;设想二:通过加热空气来做实验.
①据所学知识,他们经过讨论,断定设想一是错误的,你认为他们判断的依据是 ;
②利用设想二,他们设计了下面的实验:
在两个透明的容器中密闭了等量的空气(如图乙、丙所示),通过两U形管中液面的高度差来反映密闭空气吸热的多少.闭合开关前,左右两侧U形管内液面相平.
a.根据甲图中的实验现象,会发现:乙图装置中通电一段时间后, (填“左”或“右”)侧容器相连U形管中液面的高度差大;
b.设计丙图的目的是探究电流产生的热量与 的关系.
15.(5分)新冠疫情期间,电子体温计是方便快捷的测温仪器,小华与小明从网上查阅说明书得知,电子体温计的探测是热敏电阻,他们买来两个相同的热敏电阻Rx,放入各自准备的恒温箱内(虚线所示),通过调节恒温箱内的温度,测量热敏电阻在不同温度时的阻值,小华使用R1=100Ω设计了甲所示电路,并将实验数据记录于表一中,小华对表一中的数据深感疑惑,老师告诉他,小华使用的是恒流电源(提供恒定电流的电源),小明则利用恒压电源(提供恒定电压的电源)和定值电阻R2设计了如图乙所示的电路,并将实验数据记录于表二中,回到教室,才发现没有记录电源的电压和R2的阻值。
表一:
表二:
(1)热敏电阻在32℃时电阻为 Ω,42℃时阻值为 Ω;
(2)在表格中记录的温度围内,小华设计的电路消耗电功率的最大值为 W;
(3)小明设计的电路中恒压电源的电压为 V,定值电阻R2的阻值为 Ω。
16.(2分)如图所示,在平静的湖边有一盏路灯标记为S,潜水爱好者在水下E处看到路灯的像为S′.请画出水下E处的人看到路灯S的光路图,并根据平面镜成像特点画出路灯S通过水面所成的像A。
17.(2分)如图所示,用笔画线代替导线将电灯、开关、三孔插座接到家庭电路中。
18.(2分)闭合开关,小磁针静止在螺线管左侧,在图中括号内标出电源“+”或“﹣”极,并用箭头标出图中磁感线方向。
19.(7分)“羲和”逐日、“天问”登火、“嫦娥”探月、“天宫”揽胜……展示着我国航天事业取得的举世瞩目的成就,是我国综合国力和创新能力提升的重要标志,我国探索空间的火箭一般使用液氢作为燃料,液氧作为助燃剂[氢的热值为1.4×108J/kg,c水=4.2×103J/(kg•℃),气压为1标准大气压]。求:
(1)某火箭发射时携带48t液氢燃料,这些燃料完全燃烧放出的热量是多少?
(2)若上述氢气放出的热量有10%被水吸收,能将2×106kg、初温为30℃的水升高多少℃?
(3)氢能源汽车在我国开始进入研发测试阶段,某次测试中,一辆氢能源汽车以70kW的功率匀速行驶30min,发动机的效率是45%,则需要消耗多少氢燃料?
20.(8分)如图甲,电源电压恒定,小灯泡L标有“6V,0.5A”字样,R为滑动变阻器。当S1闭合,单刀双掷开关S2接a,滑片P位于变阻器的最右端时,灯泡L正常发光,电流表示数为0.9A。灯泡的电流与两端电压的关系如图乙。求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)滑动变阻器R的最大电阻值;
(3)当S1断开,单刀双掷开关S2接b时,调节变阻器的滑片P,使电压表示数为3V时,求滑动变阻器此时的电阻;
(4)当S1断开,单刀双掷开关S2接b时,调节变阻器的滑片P,使电路中的电流最小,此时灯泡实际功率多少?
21.(12分)为迎接2024年中考,老师带领同学们系统地复习了光学实验,请你完成以下问题:
(1)光的反射定律:如图1所示,把平面镜放在水平桌面,将硬纸板 (选填“垂直”或“水平”)放在平面镜上,使一束光贴着纸板A入射到O点,观察反射光;光在纸板上发生 (选填“镜面”或“漫”)反射,从而可以显示光路,该反射 (选填“遵循”或“不遵循”)光的反射规律。
(2)光的折射规律:如图2所示,一束光从A点射向界面上O点,进入水中,照射到容器底部的B点,如果要让折射光线射到容器底的C点,在保持入射点不变时,应 (选填“增大”或“减小”)入射角;或者在保持入射光线位置不变时, (选填“往容器内加水”或“从容器中放水”)。
(3)平面镜成像特点:如图3甲所示,小芳选择与蜡烛A外形完全相同的蜡烛B,是为了比较像与物的 关系,在此过程中,是用镜后的蜡烛B代替 (选填“蜡烛A”或“蜡烛A的像”);小芳应在 (选填“A”或“B”)蜡烛侧观察玻璃板中的像,移动蜡烛B,使其与A的像完全重合。仅将玻璃板由图3中甲的位置水平向右移至乙的位置,蜡烛A的成像情况是 。
A.蜡烛成像仍在B处
B.蜡烛成像在B处右侧
C.蜡烛无法通过玻璃板成像
(4)凸透镜成像规律:①如图4甲,凸透镜的焦距为10cm,当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座标尺上位置如图所示时,光屏上出现一个清晰的像,生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这样的成像原理工作的;
②在图甲实验的基础上,更换焦距为f=5cm的凸透镜,为在光屏上得到清晰的像,保持蜡烛与凸透镜位置不变,光屏应向 (选填“左”或“右”)侧移动;
③小焦同学发现,在②的基础上,不移动光屏,将一副眼镜放到凸透镜前,如图4乙,光屏上也能呈现清晰的像,说明该眼镜为 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
22.(8分)小明同学用如图所示的电路,探究“通过导体的电流与电阻的关系”,电源电压保持6V不变。实验中逐次将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻R接入电路中。
(1)如图乙所示是小明连接的实验电路,首先接入的电阻R为5Ω的电阻,闭合开关前检查发现有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)连接正确后,闭合开关,此时电流表示数为0.2A,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,读出电流表示数并记入表格中;接着小明想直接将接入的电阻R换为10Ω(未进行其它操作),同组的小华及时制止,说电压表示数会变为 V(保留1位小数)。小明同学应该断开开关,然后 ,接着更换电阻R换为10Ω,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,得出第2次的实验数据是电流0.25A。
(3)第3次将R的阻值换为15Ω后,正确实验得出数据记入表格。完成三次实验后,通过分析实验数据,得出的结论是 。
(4)根据以上测量数据,还可求出滑动变阻器的最大阻值为 Ω。
(5)进行第4次实验时,将接入电阻R的阻值换为20Ω,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能将电压表的示数调到2.5V。为达实验目的,若重新选择器材进行实验,以上四个定值电阻都能为实验所用,下列调整可行的是 (填序号;多选)。
①换用最大阻值更大的滑动变阻器
②换用最大阻值更小的滑动变阻器
③增大电源电压
④减小电源电压
⑤适当增大设定不变的电压
⑥适当减小设定不变的电压
23.(8分)阅读短文,回答问题
投影仪
投影仪是通过透镜等将图像放大投影到白色银幕上。其基本结构包括光源、透镜、反射镜、色轮、显示芯片、过热控制系统等。
某校教室里使用的一款投影仪,安装结构模式图如图甲所示,底座上AB两点为两个螺钉的位置,AB为长20cm,CD为可伸缩的方形套管,长度可在15cm~65cm内调节。安装完成后,投影仪重力作用线正好过D点。
右表为图甲中投影仪的部分参数。投影大小是投影画面对角线的尺寸;投射比是指投影距离与投影仪大小的0.8倍的比值。投影距离是画面清晰时,投影仪镜头与银幕之间的距离。(g=10N/kg)
(1)投影仪透镜的焦距为f,则镜头到银幕的距离 (选填“小于f”“大于2f”或“大于f小于2f”)。
(2)关于投影仪,下列说法正确的是 。
A.为从不同角度看到像,银幕应光滑
B.投射比越小,投射画面越小
C.缩短支架CD长度,投影画面变小
D.投影仪工作过程中只有折射现象
(3)若不考虑图甲中支架的重力,A处螺钉与承重墙体间的摩擦力f最大为 N;为了安全起见,底座AB的长度应该做得适当 (选填“长”或“短”)些,理由是 。
(4)为使投影画面始终清晰,安装时,投影距离最小为 m。(1英寸约等于2.5cm)
(5)该投影仪过热控制系统电路原理简化如图乙所示,当箱体内温度升高到设定温度时,电磁铁吸引衔铁,断开灯泡所在电路,R1为热敏电阻。图丙为两种热敏电阻R1、R2阻值随温度变化的关系图像,则R1应该选用图丙中的 ,已知控制电路中电磁铁线圈的电阻为150Ω,为电磁铁供电的电池电压为6V,若线圈中的电流达到20mA,就会断开灯泡的工作电路,则箱体内的温度 (填温度满足的条件)。
参考答案与试题解析
一、(选择题共40分)共10小题,每小题2分,共40分。每小题给出的四个选项中只有一个选项正确。
1.(2分)如图所示的现象中,下列分析正确的是( )
A.甲图:弹奏古筝时,手在不同位置按弦,目的是为了改变发出声音的音调
B.乙图:先敲击音叉,再将音叉轻触乒乓球,球多次被弹开,说明是乒乓球振动发声
C.丙图:医生用B超检查胎儿的发育情况,说明声音可以传递能量
D.丁图:摩托车上装有消声器,是为了在行驶过程中阻断噪声的传播
【解答】解:A、古筝是琴弦振动发出声音的,手在不同位置按弦,弦振动的快慢会不一样,所以声音的音调就会发生变化,故A正确;
B、发声的音叉靠近乒乓球,球多次被弹开,说明发声体在振动,故B错误;
C、医生用B超检查胎儿的发育情况,说明声音可以传递信息,故C错误;
D、摩托车上装有消声器,是在声源处减弱噪声,故D错误。
故选:A。
2.(2分)如图所示,在注射器中吸入少量液态乙醚,用橡皮塞堵住注射孔,向外拉动活塞,液态乙醚消失。下列选项中的物态变化与其相同的是( )
A.清晨,人在户外呼出“白气”
B.雪水在屋檐下形成冰锥
C.洗手后,用热风干手器将手烘干
D.寒冬,雪人没有熔化却变小了
【解答】用橡皮塞堵住注射孔,向外拉动活塞,液态乙醚消失,乙醚由液态变为气态是汽化现象;
A.清晨,人在户外呼出“白气”,人呼出的水蒸气遇冷从气态变为液态是液化现象,故此选项不符合题意;
B.雪水在屋檐下形成冰锥,水从液态变为固态是凝固现象,故此选项不符合题意;
C.洗手后,用热风干手器将手烘干,水从液态变为气态是汽化现象,故此选项符合题意;
D.寒冬,雪人没有熔化却变小了,雪从固态直接变为气态是升华现象,故此选项不符合题意。
故选:C。
3.(2分)据了解,到2022年山东将建成“5G”基站多达数万个,实现“5G”网络乡镇以上区域连续覆盖。“5G”手机通过电磁波与基站之间进行信息传递,以下有关说法中错误的是( )
A.电磁波既能传递信息也能传递能量
B.“5G”采用了比“4G”频率更高的电磁波来传输信息
C.“5G”比“4G”传递信息更快,是因为它所使用的电磁波的波速更快
D.即使先进的“5G”手机,使用过程中手机也会发热,是因为工作过程中部分电能转化为内能
【解答】解:
A、电磁波既可以传递信息,又可以传递能量,例如:太阳光属于电磁波的范畴,可以传递能量,故A正确;
B、“5G”采用了比“4G”频率更高的电磁波来传递信息,故B正确;
C、电磁波可以在真空中进行传播,电磁波在真空中的传播速度和光速相等,都是3×108m/s,故C错误;
D、在使用手机的过程中,由于手机有一定的电阻,根据焦耳定律可知,会产生一定的热量,即一部分电能转化为内能,故D正确。
故选:C。
4.(2分)小明做作业时,动手操作了如下的实验探究:找了一个圆柱形的玻璃瓶,里面装满水,把一支普通铅笔放在玻璃瓶的一侧,透过玻璃瓶可以看到那支笔,如图所示把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动,不会观察到的现象是( )
A.先成虚像,后成实像
B.笔尖一直变长变大
C.到某一位置,笔尖突然改变方向
D.笔尖先变长,后变短
【解答】解:装满水的玻璃瓶相当于一个凸透镜;
当笔尖离玻璃瓶较近时,玻璃瓶相当于放大镜,成正立放大的虚像;当笔尖离玻璃瓶较远时(物距大于焦距),成倒立的实像,所以先成虚像,后成实像;
当铅笔由靠近瓶子的位置逐渐远离时,先成虚像后成实像,且虚像是正立的、实像是倒立的,所以到达某一位置时,笔尖会突然改变方向;
凸透镜成虚像时,物远像远像变大(即越靠近焦点,虚像越大);凸透镜成实像时,物远像近像变小,所以,把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动时,笔尖先变长变大,后变短变小;
由此可知,不会观察到的现象是笔尖一直变长变大,故B符合题意。
故选:B。
5.(2分)小华用如图所示的装置探究杠杆的机械效率,他将两个钩码悬挂在B点,在A点用弹簧测力计保持竖直方向拉动杠杆,使其绕O点缓慢转动,带动钩码上升一定的高度h(不计摩擦)( )
A.在杠杆转动过程中,弹簧测力计的示数会变小
B.仅增加钩码的个数,拉力所做的额外功增大
C.仅将拉力的作用点从A点移到C点,杠杆的机械效率不变
D.仅将钩码的悬挂点从B点移到C点,拉力做的总功变大
【解答】解:A、若弹簧测力计拉力方向一直竖直向上拉动,阻力不变,动力臂减小,阻力臂变小,如下图所示:
根据三角形知识可知,=,所以动力臂与阻力臂的比值不变,因为阻力不变,根据杠杆的平衡条件知,弹簧测力计的示数应该不变,故A错误;
B、克服杠杆重力做的功为额外功,仅增加钩码的个数,杠杆重力和杠杆上升的高度不变,拉力所做的额外功不变,故B错误;
C、仅将拉力的作用点从A点移到C点,钩码和杠杆还是上升原来的高度,则有用功不变,额外功也不变,总功不变,根据η=可知,效率不变,故C正确;
D、仅将钩码的悬挂点从B点移到C点,钩码和杠杆还是上升原来的高度,有用功不变;
钩码由B到C,上升高度不变,根据数学关系可知,杠杆提升的高度减小,额外功减小,又因为总功等于额外功与有用功之和,所以拉力做的总功变小,故D错误。
故选:C。
6.(2分)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
B.物体的内能与温度有关,温度不变,内能就一定不变
C.温度高的物体内能一定大,温度低的物体内能一定小
D.物体的温度越高,分子热运动越剧烈,物体所含热量越多
【解答】解:A、物体的内能取决于物体的温度、质量和状态,则内能小的物体温度可能比内能大的物体温度高,根据发生热传递的条件可知,内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体,故A正确;
B、温度不变时,物体的内能不一定不变,如晶体熔化时吸热,温度不变,但内能增大,故B错误;
C、因为内能与温度、质量和状态都有关,质量状态不确定,所以温度高的物体内能不一定大。故C错误;
D、物体温度越高,分子热运动越剧烈,内能越大。热量是一个过程量,不能说含有多少热量。故D错误。
故选:A。
7.(2分)如图所示家庭电路中的某一部分,电工师傅按下面的顺序进行检测:①闭合S1,灯L1亮;②断开S1,闭合S2,灯L2不亮;③再用测电笔测a、b、c、d四个接线点,发现只有在c点氖管不发光。若电路中只有一处故障,则是( )
A.灯L2短路B.灯L2所在支路开路
C.c、d两点间开路D.c点左侧的零线开路
【解答】解:闭合S1,灯L1亮,电路中有电流,说明电路为通路,从保险丝→a→S1→L1→c以及c点左侧的零线都没有断路,故D错误;
断开S1,闭合S2,灯L2不亮,灯L2不亮的原因有两个:一个是断路、一个是短路,
若灯L2短路时,电路的电流会很大,将保险丝烧断,灯泡L1也不会发光,a、b两个接线点上,试电笔的氖管都不会发光,故A错误;
若灯L2所在支路开路,d点氖管不发光,故B错误;
若c、d两点间开路,灯泡L2与零线不能构成闭合电路,电路中没有电流,灯泡不会发光,但d点会通过灯泡L2与火线间接相连,试电笔的氖管会发光,故C正确。
故选:C。
8.(2分)在央视“是真的吗”节目中,一位网友用如图所示的“铜丝琴”演奏出了优美的乐曲,他将一根张紧的铜丝两端与扬声器接通,铜丝旁边放置一块磁铁,用手指拨动铜丝,就能使扬声器发声。下列选项中与“铜丝琴”原理相同的是( )
A.B.
C.D.
【解答】解:由题意可知,我们听到的声音是由扬声器发出的;铜丝与扬声器接通,构成了一个闭合电路,将铜丝放在磁场中(即铜丝旁边放置一块磁铁),当用手指拨动铜丝时,实际上就是让铜丝在磁场中做切割磁感线运动,铜丝中就会产生感应电流,感应电流通过扬声器时,扬声器振动发出优美的乐曲。
A.图中是电磁铁,电磁铁利用电流的磁效应,故A不符合题意;
B.图中没有电源,当导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流,电流计的指针会发生偏转,故B符合题意;
C.图中有电源,当给磁场中的导体通电时,导体在磁场中运动,说明通电导体在磁场中受到力的作用,故C不符合题意;
D.图中是奥斯特实验,说明了电流的磁效应,故D不符合题意。
故选:B。
9.(2分)甲、乙两车分别在同一直线上的M、N两点,同时开始沿直线做匀速运动,它们的s﹣t图像如图所示。经6秒后两车相距10米,则( )
A.甲车速度小于乙车速度
B.0﹣6s时间范围内两车一定会相遇
C.M、N两点相距可能为100米
D.若M、N两点相距10米,则两车运动方向可能相同
【解答】解:
A、由图象可知,当甲车和乙车都行驶80m的路程时,甲车的行驶时间是8s,乙车的行驶时间是12s,由于甲所用时间小于乙的时间,所以甲的速度大于乙的速度,故A错误;
BCD、由图象可知,当时间都为6s时,甲运动的距离为60m,乙运动的距离为40m,6秒后两车相距10m,
若两车运动方向相同,则两车间原来的距离为:60m﹣40m﹣10m=10m,即出发前乙应在甲前方10m处,6s时甲在乙前方10m,运动过程中两车一定相遇;
或两车间原来的距离为:60m﹣40m+10m=30m,即出发前乙应在甲前方30m处,6s时甲在乙后方10m,运动过程中两车不相遇;
若两车运动方向相反,6s时甲乙运动的距离之和为100m,此时两车相距10m,若两车未相遇,则两车间原来的距离为100m+10m=110m,若两车相遇,则两车间原来的距离为100m﹣10m=90m。故BC错误,D正确。
故选:D。
10.(2分)如图所示,电源电压恒为6V,R1=10Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,滑动变阻器R2规格“20Ω 0.5A”,闭合开关S后,在保证电路安全的前提下移动滑片P,则电压表的示数U、R2的阻值、R1电功率P1、电路总功率P与电流表示数I的关系图象中描述正确的是( )
A.B.
C.D.
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测滑动变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
由题可知,电源两端电压为6V保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,滑动变阻器R2规格“20Ω 0.5A”,
当电压表的示数最大为U2=3V时,即R2两端的电压U2=3V,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
由串联电路的电压特点可知,R1两端的电压:U1=UE﹣U=6V﹣3V=3V,
则电路中的最小电流:I最小=I1===0.3A;
由欧姆定律可知,滑动变阻器的最大阻值:R大===10Ω<20Ω;
所以滑动变阻器接入电路中的最大电阻是10Ω;
电阻R1消耗的最小功率:P1小=I最小2R1=(0.3A)2×10Ω=0.9W;
电路消耗的最小功率:P最小=UEI最小=6V×0.3A=1.8W。
由图可知,当滑动变阻器接入电路中的电阻减小时,电路中的电流变大,由于电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器R2规格“20Ω 0.5A”,所以,电路中的最大电流为I最大=0.5A;
因此由欧姆定律可知,R1两端的最大电压:U1最大=I最大R1=0.5A×10Ω=5V;
由串联电路的电压特点可知,R2两端的最小电压:U2小=UE﹣U1最大=6V﹣5V=1V,
则滑动变阻器接入电路中的最小电阻:R2最小===2Ω;
R1消耗功率:P1大=U1最大I最大=5V×0.5A=2.5W;
电路消耗的最大功率:P大=UEI最大=6V×0.5A=3W;
A、由串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电压表示数变化规律是:U2=UE﹣U=UE﹣IR1,由数学知识可知,电压表的示数U与电流表示数I的关系一次函数,因此图象为一条斜向下的线段,电压表的示数变化范围为3V~1V,电流表的示数范围为0.3A~0.5A,故A错误;
B、滑动变阻器接入电路中的电阻:R2===﹣R1,由数学知识可知,R2的阻值与电流表示数I的关系不是一次函数,因此图象不是一条线段,滑动变阻器接入电路中的电阻变化范围为10Ω~2Ω,电流表的示数范围为0.3A~0.5A,故B错误;
C、R1消耗的功率:P1=I2R1,由数学知识可知,R1电功率P1与电流表示数I的关系二次函数,因此图象为抛物线上的一段,R1消耗功率变化范围是0.9W~2.5W,电流表的示数范围为0.3A~0.5A,故C错误;
D、电路消耗的总功率:P=UI,由数学知识可知,电路总功率P与电流表示数I的关系为正比例函数,因此图象为一条斜向上的线段,电路消耗的总功率变化为1.8W~3W,故D正确。
故选:D。
二、(非选择题共110分)共13小题,共110分。第21至25题为化学试题,第26至36题为物理试题
11.(4分)如图是某体育馆内的场景。
(1)图中A为体育馆大门旁的禁鸣标志,这是在 声源 处减弱噪声;鸣叫的笛声是由汽车喇叭的 振动 产生的。
(2)图中B是汽车限速标志,汽车以此速度行驶150m,至少需要 108 s。
(3)几名同学在周长为100m的圆形冰面上进行溜冰活动,两同学同时从同一地点出发,分别以速度为10m/s和12.5m/s沿圆形跑道匀速运动。速度快的同学超出一圈追上速度慢的同学时向前推一把,双方“互换速度”;原先速度慢的同学由于速度变快,从而会超出后面的同学一圈,此时也向前推一把,双方再次“互换速度”…如此循环下去,当双方都完成了1000m时,最后到达终点的同学所用的时间记为该组的成绩。则该组同学的成绩为 90 s。
【解答】解:(1)汽鸣声是喇叭的振动产生的;禁止鸣笛属于在声源处减弱噪声;
(2)根据图中信息可知,小区里汽车的速度v=5km/h=m/s,距离s=150m,故汽车在该小区内行驶1500m,至少需要的时间:
t===108s;
(3)设开始时甲快、乙慢,甲要追上乙,甲应比乙多跑一圈,耗时t,
则12.5m/s×t﹣10m/s×t=100m,解得t=40s,
S甲=v甲t=12.5m/s×40s=500m,
S乙=v乙t=10m/s×40s=400m,
即:甲跑了5圈500m、乙跑了4圈400m,甲刚好追上乙,用时40s,
接下来是乙追甲,也是40s,乙跑500m,甲跑400m,乙追上甲;此时甲、乙都跑了900m,用时80s,照这样算来甲还有100m,要用12.5m/s去跑,到达终点还要:t′===8s;乙还有100m,用10m/s去跑,到达终点还要:t″===10s,由此可见,他们的总成绩应该是90s。
故答案为:(1)声源;振动;(2)108;(3)90。
12.(2分)为了探究树荫下光斑的成因,小明设计了开有菱形状孔(边长约为5cm)的卡片甲对太阳光,并用另一张卡片乙紧贴在甲上沿箭头方向水平移动,观察距卡片50cm且与甲平行放置的光屏上光斑的变化情况。光斑未变成圆形前,其亮度 不变 ;变成圆形后,其大小 不变 (两空均选填:变大/变小/不变)。
【解答】解:图中卡片乙向左移动前,孔的形状是菱形的,孔比较大,由于光沿直线传播,后面光斑的形状是菱形的,随着卡片向左移动,孔的形状发生变化变成三角形,虽然通过的光线变少,但同时光斑的面积也变小了,从而光强度不变,所以亮度不变;
当孔小到一定程度时,地面上的光斑是太阳经孔成的像(小孔成像),光斑的形状与太阳的形状相同,是圆形的,其大小不变。
故答案为:不变;不变。
13.(4分)吉利牌“涡轮增压”(T型)轿车,通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧,比普通轿车(L型)更节能,排气更清洁,同样的汽油加在T型轿车内与加在L型轿车内相比,热值 一样大 (选填“更大”、“一样大”或“更小”);为防止发动机温度过高,用水进行冷却,这是利用水的 比热容 较大;热量只能从高温发动机传递给低温的水,说明能量的转移和转化具有 方向性 ,若汽油机曲轴的转速为3000r/min,汽油机每秒内对外做功 25 次。
【解答】解:(1)热值只与燃料的种类有关,与燃烧情况无关,因此汽油加在T型轿车内与加在L型轿车内热值一样大;
(2)用水做冷却剂是因为质量和升高相同的温度时,能带走更多的热量,主要原因是水的比热容大;
(3)发生热传递时热量只能由高温物体传递给低温物体,而不能反向传递,说明能量的转移和转化具有方向性;
(2)汽油机曲轴的转速为3000r/min,即50r/s,也就是说每秒曲轴转50圈,完成25个工作循环,对外做功25次。
故答案为:一样大;比热容;方向性;25。
14.(6分)在探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验时:
(1)为探究“电流产生的热量与电阻大小的关系”,小明首先设计了如图甲所示的实验电路,装置中将R1、R2两电阻丝串联,其主要目的是 控制通过电阻的电流和通电时间相同 ;通电一段时间后,发现装有R2电阻丝的煤油瓶中温度计的示数升高得多一些,这说明:在其它条件相同时, 电阻 越大,电流产生的热量越多.小明还想用如图甲所示的电路探究“电流产生的热量与电流大小的关系”,必须增加的测量工具是 秒表 ;
(2)实验结束后,小明发现用电阻丝对煤油加热时,观察温度计示数变化的过程非常耗时,为了减少实验的时间,他提出了如下改进的设想:
设想一:将煤油换成水来做实验;设想二:通过加热空气来做实验.
①据所学知识,他们经过讨论,断定设想一是错误的,你认为他们判断的依据是 水的比热容大,相同条件下吸热升温更慢 ;
②利用设想二,他们设计了下面的实验:
在两个透明的容器中密闭了等量的空气(如图乙、丙所示),通过两U形管中液面的高度差来反映密闭空气吸热的多少.闭合开关前,左右两侧U形管内液面相平.
a.根据甲图中的实验现象,会发现:乙图装置中通电一段时间后, 右 (填“左”或“右”)侧容器相连U形管中液面的高度差大;
b.设计丙图的目的是探究电流产生的热量与 电流 的关系.
【解答】解:(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,串联电路各处电流相等,所以装置中将R1、R2两电阻丝串联,其主要目的是控制通过电阻的电流和通电时间相同;通电一段时间后,发现装有R2电阻丝的煤油瓶中温度计的示数升高得多一些,这说明:在其它条件相同时,电阻越大,电流产生的热量越多.小明还想用如图甲所示的电路探究“电流产生的热量与电流大小的关系”,根据控制变量法可知需控制电阻和通电时间相同,所以必须增加的测量工具是秒表;
(2)①为了在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水做实验,主要是由于煤油的比热容小于水的比热容,质量相同吸收相同的热量,温度变化更明显;
②a、乙图中两电阻串联接入电路,右侧电阻大于左侧电阻,根据串联电路电流特点和(1)的结论可知右侧容器相连U形管中液面的高度差大;
b、丙图中右侧两电阻并联后与左侧电阻串联接入电路,容器中的电阻的阻值相同,串联电路各处电流相等,并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以通过右侧中电阻的电流小于通过左侧容器中电阻的电流,所以设计丙图的目的是探究电流产生的热量与电流的关系。
故答案为:(1)控制通过电阻的电流和通电时间相同;电阻;秒表;(2)①水的比热容大,相同条件下吸热升温更慢;②a.右;b.电流。
15.(5分)新冠疫情期间,电子体温计是方便快捷的测温仪器,小华与小明从网上查阅说明书得知,电子体温计的探测是热敏电阻,他们买来两个相同的热敏电阻Rx,放入各自准备的恒温箱内(虚线所示),通过调节恒温箱内的温度,测量热敏电阻在不同温度时的阻值,小华使用R1=100Ω设计了甲所示电路,并将实验数据记录于表一中,小华对表一中的数据深感疑惑,老师告诉他,小华使用的是恒流电源(提供恒定电流的电源),小明则利用恒压电源(提供恒定电压的电源)和定值电阻R2设计了如图乙所示的电路,并将实验数据记录于表二中,回到教室,才发现没有记录电源的电压和R2的阻值。
表一:
表二:
(1)热敏电阻在32℃时电阻为 600 Ω,42℃时阻值为 400 Ω;
(2)在表格中记录的温度围内,小华设计的电路消耗电功率的最大值为 0.28 W;
(3)小明设计的电路中恒压电源的电压为 12 V,定值电阻R2的阻值为 200 Ω。
【解答】解:(1)图甲中,电阻R1和Rx串联,电压表V1测量的是R1的电压,电压表V测量的是电源电压,
由表一知,当温度为32℃时,电阻R1两端的电压为2V,电源电压为14V,根据串联电路分压规律得,
=,整理得,Rx=R1=×100Ω=600Ω,
当温度为42℃时,电阻R1两端的电压为2V,电源电压为10V,根据串联电路分压规律得,
=,整理得,Rx′=R1=×100Ω=400Ω;
(2)由题知,小华使用的是恒流电源,根据P=UI可知,当电流I一定时,电压U越大,电路的总功率越大,
由表一的数据知,当温度为32℃时,电源电压最大值为14V,根据串联电路电阻规律知,此时电路中的总电阻为:
R总=R1+Rx=100Ω+600Ω=700Ω,
则小华设计的电路消耗电功率的最大值为:
P===0.28W;
(3)由第1问知,当温度为32℃时,电阻Rx=600Ω,根据表二知,此时电阻Rx两端的电压为9V,则电路中的电流为:
I===0.015A,
根据I=得,电阻R2两端的电压为:
U2=IR2=(0.015A)R2,
根据串联电路电压规律得,U乙=U2+UX=(0.015A)R2+9V,①
当温度为42℃时,电阻Rx=400Ω,根据表二知,此时电阻Rx两端的电压为8V,则电路中的电流为:
I′===0.02A,
根据I=得,电阻R2两端的电压为:
U2′=I′R2=(0.012A)R2,
根据串联电路电压规律得,U乙=U2′+UX′=(0.012A)R2+8V,②
联合①②式,解得,
U乙=12V,R2=200Ω。
故答案为:(1)600;400;(2)0.28;(3)12;200。
16.(2分)如图所示,在平静的湖边有一盏路灯标记为S,潜水爱好者在水下E处看到路灯的像为S′.请画出水下E处的人看到路灯S的光路图,并根据平面镜成像特点画出路灯S通过水面所成的像A。
【解答】解:由题知,潜水爱好者在水下E处看到路灯的像为S′,则连接ES′与界面的交点即为入射点;光从空气中斜射入水中时,折射角小于入射角,则入射点与E的连线为折射光线,连接S与入射点并标上箭头即为入射光线,据此画出水下E处的人看到路灯S的光路图;
根据平面镜成像特点可知,过界面作S点的对称点A,即为路灯S通过水面所成的像A.如下图所示:
17.(2分)如图所示,用笔画线代替导线将电灯、开关、三孔插座接到家庭电路中。
【解答】解:首先辨别上面三根线地线、火线、零线。
(1)灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套;
(2)安装三孔插座的方法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线。如图所示:
18.(2分)闭合开关,小磁针静止在螺线管左侧,在图中括号内标出电源“+”或“﹣”极,并用箭头标出图中磁感线方向。
【解答】解:①由图可知,小磁针静止时的左端为S极、右端为N极,根据异名磁极相互吸引可知,通电螺线管的左端为S极,右端为N极。
②因为在磁体外部,磁感线总是从N极发出,回到S极,所以磁感线的方向是指向左的。
③根据安培定则,伸出右手使大拇指指示螺线管的右端N极,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电流从螺线管的右端流入,则电源的右端为正极,左端为负极。如图所示:
19.(7分)“羲和”逐日、“天问”登火、“嫦娥”探月、“天宫”揽胜……展示着我国航天事业取得的举世瞩目的成就,是我国综合国力和创新能力提升的重要标志,我国探索空间的火箭一般使用液氢作为燃料,液氧作为助燃剂[氢的热值为1.4×108J/kg,c水=4.2×103J/(kg•℃),气压为1标准大气压]。求:
(1)某火箭发射时携带48t液氢燃料,这些燃料完全燃烧放出的热量是多少?
(2)若上述氢气放出的热量有10%被水吸收,能将2×106kg、初温为30℃的水升高多少℃?
(3)氢能源汽车在我国开始进入研发测试阶段,某次测试中,一辆氢能源汽车以70kW的功率匀速行驶30min,发动机的效率是45%,则需要消耗多少氢燃料?
【解答】解:(1)Q放=qm=1.4×108J/kg×48×103kg=6.72×1012J
(2)Δt===80℃
水的末温=30℃+80℃=110℃>100℃
在标准大气压下,水的沸点是100℃,所以水的末温是100℃,则水升高Δt=100℃﹣30℃=70℃
(3)W=Pt=70kW×30min=1.26×108J
Q=1.26×108J÷45%=2.8×108J
m===2kg
答:(1)燃料完全燃烧放出的热量是6.72×1012J;
(2)水升高80℃;
(3)要消耗2kg氢燃料。
20.(8分)如图甲,电源电压恒定,小灯泡L标有“6V,0.5A”字样,R为滑动变阻器。当S1闭合,单刀双掷开关S2接a,滑片P位于变阻器的最右端时,灯泡L正常发光,电流表示数为0.9A。灯泡的电流与两端电压的关系如图乙。求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)滑动变阻器R的最大电阻值;
(3)当S1断开,单刀双掷开关S2接b时,调节变阻器的滑片P,使电压表示数为3V时,求滑动变阻器此时的电阻;
(4)当S1断开,单刀双掷开关S2接b时,调节变阻器的滑片P,使电路中的电流最小,此时灯泡实际功率多少?
【解答】解:(1)由I=可知,小灯泡正常发光时的电阻:RL===12Ω;
(2)当S1闭合,单刀双掷开关S2接a,滑片P位于变阻器的最右端时,灯泡和变阻器的最大阻值并联,电流表测干路中的电流,
由灯泡正常发光可知,电源电压:U=UL=6V,通过灯泡的电流IL=0.5A,
由并联电路的特点可知,通过变阻器的电流:I滑=I﹣IL=0.9A﹣0.5A=0.4A;
则滑动变阻器R的最大电阻值:R===15Ω;
(3)当S1断开,单刀双掷开关S2接b时,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测量R两端的电压;
根据串联电路的电压特点可知,此时灯泡两端的电压:UL′=U﹣U滑′=6V﹣3V=3V,
由图乙可知,此时电路中的电流:I′=0.4A,
由I=可知,滑动变阻器此时的电阻:R滑′===7.5Ω;
(4)当S1断开,单刀双掷开关S2接b时,灯泡和变阻器串联,
当变阻器接入电路的电阻最大为15Ω时,电路中电流最小,总功率最小,
由乙图可知,当电流为0.3A时,灯泡的电压为1.5V,由欧姆定律可知,此时变阻器两端的电压:UR′=I′R大=0.3A×15Ω=4.5V,恰好满足灯泡和变阻器的总电压为6V,由此可知电路中的最小电流为0.3A。
则此时灯泡实际功率:PL小=ULI″=1.5V×0.3A=0.45W。
答:(1)小灯泡正常发光时的电阻为12Ω;
(2)滑动变阻器R的最大电阻值为15Ω;
(3)当S1断开,单刀双掷开关S2接b时,调节变阻器的滑片P,使电压表示数为3V时,滑动变阻器此时的电阻为7.5Ω;
(4)当S1断开,单刀双掷开关S2接b时,调节变阻器的滑片P,使电路中的电流最小,此时灯泡实际功率为0.45W。
21.(12分)为迎接2024年中考,老师带领同学们系统地复习了光学实验,请你完成以下问题:
(1)光的反射定律:如图1所示,把平面镜放在水平桌面,将硬纸板 垂直 (选填“垂直”或“水平”)放在平面镜上,使一束光贴着纸板A入射到O点,观察反射光;光在纸板上发生 漫 (选填“镜面”或“漫”)反射,从而可以显示光路,该反射 遵循 (选填“遵循”或“不遵循”)光的反射规律。
(2)光的折射规律:如图2所示,一束光从A点射向界面上O点,进入水中,照射到容器底部的B点,如果要让折射光线射到容器底的C点,在保持入射点不变时,应 减小 (选填“增大”或“减小”)入射角;或者在保持入射光线位置不变时, 往容器内加水 (选填“往容器内加水”或“从容器中放水”)。
(3)平面镜成像特点:如图3甲所示,小芳选择与蜡烛A外形完全相同的蜡烛B,是为了比较像与物的 大小 关系,在此过程中,是用镜后的蜡烛B代替 蜡烛A (选填“蜡烛A”或“蜡烛A的像”);小芳应在 A (选填“A”或“B”)蜡烛侧观察玻璃板中的像,移动蜡烛B,使其与A的像完全重合。仅将玻璃板由图3中甲的位置水平向右移至乙的位置,蜡烛A的成像情况是 A 。
A.蜡烛成像仍在B处
B.蜡烛成像在B处右侧
C.蜡烛无法通过玻璃板成像
(4)凸透镜成像规律:①如图4甲,凸透镜的焦距为10cm,当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座标尺上位置如图所示时,光屏上出现一个清晰的像,生活中的 投影仪 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这样的成像原理工作的;
②在图甲实验的基础上,更换焦距为f=5cm的凸透镜,为在光屏上得到清晰的像,保持蜡烛与凸透镜位置不变,光屏应向 左 (选填“左”或“右”)侧移动;
③小焦同学发现,在②的基础上,不移动光屏,将一副眼镜放到凸透镜前,如图4乙,光屏上也能呈现清晰的像,说明该眼镜为 近视 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
【解答】解:(1)实验时,为了便于确定像的位置,应该将纸板与桌面垂直;
光在纸板上发生漫反射,从而可以显示光路,该反射遵循光的反射定律;
(2)如果要让折射光线射到容器底的C点,在保持入射点不变时,折射角应变小,由于在光的折射中,折射角随着入射角的减小而减小,所以应减小入射角;
在保持入射光线位置不变时,为了使折射光线向左偏移,折射点应向左偏移,水面应上升,所以要往容器内加水;
(3)选择与蜡烛A外形完全相同的蜡烛B,是为了比较像与物的大小关系;
蜡烛A放在玻璃板前面并点燃,蜡烛B放在玻璃板后面,不需要点燃,因为蜡烛A、B大小相等,用镜后的蜡烛B代替蜡烛A,去和蜡烛A的像重合;
A蜡烛发出的光线经玻璃板反射,被人眼接收,才能看到像,故眼睛在A蜡烛所在这一侧,即应在A这一侧观察蜡烛A经玻璃板反射所成的像;
平面镜所成的像与物关于平面镜对称,蜡烛A位置不变,将玻璃板平移,玻璃板仍在原来像与成像物体对称轴上,像的位置不变,故选A;
(4)①由图4可知,此时物距为15cm,位于一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,应用为投影仪;
②更换焦距为f=5cm的凸透镜,物距不变,此时透镜的折光能力变强,成像靠近凸透镜,故光屏应该向左侧移动;
③更换焦距为f=5cm的凸透镜,若不移动光屏,可在蜡烛和凸透镜之间放一个发散的透镜,即近视眼镜,近视眼镜为凹透镜对光有发散作用,能使成像靠后。
故答案为:(1)垂直;漫;遵循;(2)减小;往容器内加水;(3)大小;蜡烛A;A;A;(4)①投影仪;②左;③近视。
22.(8分)小明同学用如图所示的电路,探究“通过导体的电流与电阻的关系”,电源电压保持6V不变。实验中逐次将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻R接入电路中。
(1)如图乙所示是小明连接的实验电路,首先接入的电阻R为5Ω的电阻,闭合开关前检查发现有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)连接正确后,闭合开关,此时电流表示数为0.2A,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,读出电流表示数并记入表格中;接着小明想直接将接入的电阻R换为10Ω(未进行其它操作),同组的小华及时制止,说电压表示数会变为 3.5 V(保留1位小数)。小明同学应该断开开关,然后 将滑动变阻器滑片移动阻值最大处 ,接着更换电阻R换为10Ω,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,得出第2次的实验数据是电流0.25A。
(3)第3次将R的阻值换为15Ω后,正确实验得出数据记入表格。完成三次实验后,通过分析实验数据,得出的结论是 当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 。
(4)根据以上测量数据,还可求出滑动变阻器的最大阻值为 25 Ω。
(5)进行第4次实验时,将接入电阻R的阻值换为20Ω,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能将电压表的示数调到2.5V。为达实验目的,若重新选择器材进行实验,以上四个定值电阻都能为实验所用,下列调整可行的是 ①④⑤ (填序号;多选)。
①换用最大阻值更大的滑动变阻器
②换用最大阻值更小的滑动变阻器
③增大电源电压
④减小电源电压
⑤适当增大设定不变的电压
⑥适当减小设定不变的电压
【解答】解:(1)原电路图中,电流表与定值电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,在探究“通过导体的电流与电阻的关系”实验中,定值电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,如下图所示:
;
(2)首先接入的电阻R为5Ω的电阻,移动滑片,当电压表示数为2.5V时,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为U滑=U﹣UV=6V﹣2.5V=3.5V,由分压原理可知,
=,即=,
解得:R滑=7Ω;
当直接将接入的电阻R换为10Ω时,设电压表示数为U',根据串联电路电压规律和分压原理,
=,即=,
解得:U'≈3.5V;
为了保护电路,小明同学应该断开开关,然后将滑动变阻器滑片移动阻值最大处,接着更换电阻R换为10Ω;
(3)由表中数据可知,当电阻增大为原来的几倍,通过电阻的电流就减小为原来的几分之一,故得出的结论是:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(4)当接入的电阻R为5Ω的电阻时,连接正确后,此时滑动变阻器阻值最大,闭合开关,电流表示数为0.2A,由欧姆定律可知,电路的总电阻为:
R总===30Ω,
则滑动变阻器最大阻值为:
R滑大=R总﹣R1=30Ω﹣5Ω=25Ω;
(5)当R为20Ω时,无论怎样移动滑动变阻器的滑片都不能将电压表的示数调到2.5V,说明滑动变阻器分担的电压太小,即滑动变阻器最大阻值太小,所以可以更换最大阻值更大的滑动变阻器;若不改变滑动变阻器阻值,由串联电路电压规律可知,可以适当增大设定不变的电压;若20Ω的阻值分担电压为2.5V,则25Ω的滑动变阻器需分担电压为×2.5V=3.125V,则总电压变为5.625V,所以还可以减小电源电压来达到实验目的;故下列调整可行的是①④⑤。
23.(8分)阅读短文,回答问题
投影仪
投影仪是通过透镜等将图像放大投影到白色银幕上。其基本结构包括光源、透镜、反射镜、色轮、显示芯片、过热控制系统等。
某校教室里使用的一款投影仪,安装结构模式图如图甲所示,底座上AB两点为两个螺钉的位置,AB为长20cm,CD为可伸缩的方形套管,长度可在15cm~65cm内调节。安装完成后,投影仪重力作用线正好过D点。
右表为图甲中投影仪的部分参数。投影大小是投影画面对角线的尺寸;投射比是指投影距离与投影仪大小的0.8倍的比值。投影距离是画面清晰时,投影仪镜头与银幕之间的距离。(g=10N/kg)
(1)投影仪透镜的焦距为f,则镜头到银幕的距离 大于2f (选填“小于f”“大于2f”或“大于f小于2f”)。
(2)关于投影仪,下列说法正确的是 C 。
A.为从不同角度看到像,银幕应光滑
B.投射比越小,投射画面越小
C.缩短支架CD长度,投影画面变小
D.投影仪工作过程中只有折射现象
(3)若不考虑图甲中支架的重力,A处螺钉与承重墙体间的摩擦力f最大为 104 N;为了安全起见,底座AB的长度应该做得适当 长 (选填“长”或“短”)些,理由是 增加A点作用力的力臂,减小A点受到的作用力 。
(4)为使投影画面始终清晰,安装时,投影距离最小为 0.24 m。(1英寸约等于2.5cm)
(5)该投影仪过热控制系统电路原理简化如图乙所示,当箱体内温度升高到设定温度时,电磁铁吸引衔铁,断开灯泡所在电路,R1为热敏电阻。图丙为两种热敏电阻R1、R2阻值随温度变化的关系图像,则R1应该选用图丙中的 R2 ,已知控制电路中电磁铁线圈的电阻为150Ω,为电磁铁供电的电池电压为6V,若线圈中的电流达到20mA,就会断开灯泡的工作电路,则箱体内的温度 大于或等于60℃ (填温度满足的条件)。
【解答】解:(1)投影仪的成像原理是:当物距大于焦距、小于二倍焦距时,凸透镜成倒立、放大的实像,此时像距大于2f,即镜头到银幕的距离应大于2f;
(2)A、为从不同角度看到像,银幕会发生漫反射,因此屏幕应比较粗糙,故A错误;
B、投射比是指投影距离与投影大小的0.8倍的比值,投射比越小,投射画面越大,故B错误;
C、缩短支架CD长度,像距变小,投影画面变小,故C正确;
D、投影仪基本结构包括光源、透镜、反射镜、色轮、显示芯片、过热控制系统等,说明在投影仪工作过程中,既存在光的折射,也存在光的反射,故D错误;
(3)由图可知,整个支架构成一个杠杆,A点是动力作用点,B点是支点,投影仪对支架的拉力为阻力,当CD长度最大时,A处螺钉与承重墙体间的摩擦力f最大;
由杠杆平衡条件可知,f×AB=G×CD,即f×AB=mg×CD,
代入数据得f×20cm=3.2kg×10N/kg×65cm;
解得f=104N;
由f×AB=G×CD可知,为了安全起见,底座AB的长度应该做得适当长一些,这样在G和CD不变的情况下,增加A点作用力的力臂,减小A点受到的作用力,即f会变小;
(4)要使投影距离最小,由表中数据可知,投影大小应该为80英寸,此时的投射比为0.15,则投影距离为:80英寸×0.15×0.8=9.6英寸=24cm=0.24m;
(5)当箱体内温度升高到设定温度时,电磁铁吸引衔铁,断开灯泡所在电路,说明控制电路中电流变大,阻值变小,即热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,由图丙可知,R1应该选用图丙中的R2;
由图乙可知,R1与电磁铁串联,当电流为20mA时控制电路的总电阻为:
R总===300Ω,
则R1的阻值为R1=R总﹣R0=300Ω﹣150Ω=150Ω,
由图丙可知,此时箱体内的温度为大于或等于60℃。
故答案为:(1)大于2f;(2)C;(3)104;长;增加A点作用力的力臂,减小A点受到的作用力;(4)0.24;(5)R2;大于或等于60℃。t/℃
32
42
U1/V
2
2
U/V
14
10
t/℃
32
42
Ux/V
9
8
实验次数
1
2
3
4
R/Ω
5
10
15
20
I/A
0.5
0.25
0.17
投影大小
80~100英寸
投射比
0.15~0.25
质量
3.2kg
t/℃
32
42
U1/V
2
2
U/V
14
10
t/℃
32
42
Ux/V
9
8
实验次数
1
2
3
4
R/Ω
5
10
15
20
I/A
0.5
0.25
0.17
投影大小
80~100英寸
投射比
0.15~0.25
质量
3.2kg
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