[物理][三模]福建省厦门市湖里区2024年中考质检三模试题(解析版)
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这是一份[物理][三模]福建省厦门市湖里区2024年中考质检三模试题(解析版),共24页。试卷主要包含了选择题,填空题,作图题,简答题,实验与探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
一、选择题(本大题共14小题。每小题2分,共28分。每小题只有一个选项符合题意)。
1. 消防员戴的5G智能头盔可以把火灾现场的信息及时传回指挥中心,头盔传递信息是通过( )
A. 超声波B. 次声波C. 红外线D. 电磁波
【答案】D
【解析】5G信号的智能头盔是通过电磁波传递信息的,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2. 量子力学是现代物理学的理论基础之一,量子效应通常出现在物质的尺寸在数十纳米(nm)以下时。以下运动规律用量子理论解释比较合适( )
A. 地球绕太阳运行的规律B. 篮球在空中运动的轨迹
C. 雾霾中PM2.5的运动D. 电子绕原子核的运动
【答案】D
【解析】A.地球绕太阳运行的规律。这属于宏观天体的运动,主要遵循牛顿的万有引力定律和经典力学,与量子力学无关。因此,故A不符合题意;
B.篮球在空中运动的轨迹。这同样是宏观物体的运动,可以通过经典力学(如牛顿运动定律)来准确描述。量子力学在这里不适用。故B不符合题意;
C.雾霾中PM2.5的运动。虽然PM2.5的尺寸较小,但其运动仍属于宏观范围内的布朗运动,可以通过经典物理学和统计物理学来解释,无需量子力学。故Ci符合题意;
D.电子绕原子核的运动。这是典型的微观粒子运动,电子在原子尺度上的行为正是量子力学的研究对象。电子的运动、能级、跃迁等都需要用量子力学来解释。故D符合题意。
故选D。
3. 湖里实验中学陈老师把历史知识写成歌词制作成MV,“把历史唱给你听”,同学们可以从歌声中分辨出是陈老师,这是根据声音的哪个特性判断出来的( )
A. 音调B. 响度C. 音色D. 声速
【答案】C
【解析】不同发声的音色一般不同,根据音色可判断出是陈老师,故ABD不符合题意,C符合题意。
4. 我国发射的地球同步(静止轨道)气象卫星“风云四号”,在距地表高度为36000km处利用红外遥感技术拍摄的祖国全景图,被微信采用为启动页面图片,寓意从“人类起源”到“华夏文明”的历史发展。下列说法中正确的是( )
A. 光在真空中的传播速度要比电磁波的快,且为3×105m/s
B. 以地面为参照物,“风云四号”卫星是运动的
C. 卫星拍摄地球,地球位于卫星相机透镜的1倍焦距到2倍焦距之间
D. 图中人的影子是由于光的直线传播形成的
【答案】D
【解析】A.光也是电磁波,电磁波波速跟光速一样,数值为3×108m/s,故A错误;
B.以地面为参照物,“风云四号”卫星的位置不发生变化,是相对静止的,故B错误;
C.卫星拍摄地球,地球位于卫星相机透镜的2倍焦距之外,故C错误;
D.人的影子原理是光的直线传播,故D正确。
故选D。
5. 材料的应用促进人类文明的进步。下列说法正确的是( )
A. 电线的线芯用铜做,是因为铜的硬度大
B. 影视剧中用塑料泡沫做场景中的“落石”,是因为泡沫体积大、密度大
C. 炒菜的锅通常用铁制成,是因为铁的导热性好
D. 输电导线的外层用塑料制成,是因为塑料的导电性好
【答案】C
【解析】A.电线的线芯用铜做,是因为铜的导电能力强,在相同的长度和横截面积时电阻更小,故A错误;
B.因为塑料泡沫的密度小,所以用塑料泡沫做成表演场景中滚落的“石头”,不易对演员造成伤害。故B错误;
C.炒菜的锅通常用铁制成,是因为铁的导热性好,传热快,故C正确;
D.用塑料做输电导线的外层,是因为塑料的绝缘性好,故D错误。
故选C。
6. 关于家庭电路和安全用电,下列说法中正确的是( )
A. 用电器电线的绝缘皮破损了仍能继续使用
B. 家庭电路中的电冰箱和空调是串联的
C. 在未断开电源开关的情况下更换灯泡
D. 家庭电路中必须安装保险丝或空气开关
【答案】D
【解析】A.用电器电线的绝缘皮破损后不能继续使用,以免造成触电事故,故A错误;
B.家庭电路中各用电器工作时互不影响,因此电冰箱和空调是并联的,故B错误;
C.在未断开电源开关的情况下更换灯泡,不符合安全用电原则,可能造成触电事故,故C错误;
D.为保护家庭电路,必须在电路中电流过大时能够自动切断电路,因此家庭电路中必须安装保险丝或空气开关,故D正确。
故选D。
7. 首钢滑雪大跳台在北京冬奥会期间承担了多个比赛项目,它的设计理念源自中国敦煌壁画中传统的飞天造型,从侧面看去犹如一只灵动的“水晶鞋”(如图)。这个倒影形成的原因是( )
A. 光的直线传播B. 光的反射C. 光的折射D. 光的色散
【答案】B
【解析】此时平静的水面相当于平面镜,首钢滑雪大跳台反射的光传播到水面时会发生反射,它的倒影就是光的反射形成的虚像,故ACD不符合题意,B符合题意。
8. 如图是小米电动智能汽车su7,它不仅实现了全语音交互、激光雷达、智能座舱等智能操作,还具备全速自适应巡航等智能驾驶功能,支持800V高压快充。它展现了“中国智造”的科技风采。关于这辆智能汽车,下列正确的是( )
A. 电能属于一次能源
B. 汽车左右转向灯是串联连接的
C. 使用800V高压快充,相同充电功率时可以减小电流
D. 汽车驱动电机是利用电磁感应原理来工作的
【答案】C
【解析】A.电能是由机械能、内能、光能等其他形式的能转化来的,属于二次能源,故A错误;
B.左右转向灯,在一个损坏后另一个仍然可以工作,互不影响,所以是并联的,故B错误;
C.由可知,使用800V高压快充,相同充电功率时可以减小电流,故C正确;
D.汽车驱动电机是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理工作的,故D错误。
故选C。
9. 如图所示,小洋购买了一个恒温杯垫给饮品加热。当杯和杯垫热传递停止时,说明它俩具有相同的( )
A. 温度B. 热量C. 比热容D. 内能
【答案】A
【解析】发生热传递的条件是存在温度差,当杯和杯垫热传递停止时,说明它俩具有相同的温度;故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10. 图是我校学生课间在操场进行的“水火箭”实验,以下说法正确的是( )
A. 水火箭升空是因为受到惯性
B. 水火箭只是受力物不是施力物
C. 水火箭上升过程中,运动状态会改变
D. 水火箭升空前,向筒中打气,减小了筒中的气压
【答案】C
【解析】A.水火箭升空是因为由于惯性,惯性不是力,不能表述成受到惯性,故A错误;
B.水火箭既是受力物又是施力物,故B错误;
C.水火箭上升过程中,受重力和空气阻力作用,运动状态会改变,故C正确;
D.水火箭升空前,向筒中打气,增大了筒中的气压,故D错误。
故选C
11. 第二次工业革命的标志是电力的广泛应用,法拉第发现了电磁感应现象,使得发电机成为可能,图中可以探究产生感应电流条件的装置是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A.图A是奥斯特实验,说明电流周围存在磁场,故A不符合题意;
B.图B是通电导体在磁场中受到力的作用,是电动机的工作原理,故B不符合题意;
C.图C是法拉第实验,闭合电路的部分导体切割磁感线运动时,产生感应电流,故C符合题意;
D.图D中,两个电磁铁串联在电路中,匝数不同,探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系,故D不符合题意。
故选C。
12. 下列估测符合实际的是( )
A. 青藏高原大气压约为1.5×105PaB. 手机电池电压约为36V
C. 中考男生1000m成绩约为2minD. 教室里每盏护眼灯的功率约40W
【答案】D
【解析】A.海拔越高,气压越低,青藏高原平均海拔3000m,其大气压比一个标准大气压1.0×105Pa小,故A不符合题意;
B.手机电池一般是锂电池,其电压普遍为3.6V或3.7V,故B不符合题意;
C.中考男生1000m满分成绩约3min50s,故C不符合题意;
D.一般电视机的功率在150W左右,教室中日光灯的功率比电视机小得多,在40W左右,故D符合题意。
故选D。
13. 如图,芳芳想取出衣柜里被甲箱压着的乙箱,于是她用F1=5N的水平力刚好使甲箱静止的同时用F2=13N的水平力向右匀速抽出乙箱,则下列说法正确的是( )
A. 甲受到的合力为5N
B. 衣柜底受到向右8N的摩擦力
C. 乙受到衣柜底向左18N的摩擦力
D. 若先水平抽出甲箱,则乙箱可能会滑动
【答案】B
【解析】A.甲处于静止状态,受力平衡,合力为0,故A错误;
BC.甲受力平衡,所以甲受到乙给甲水平向右、大小为5N的摩擦力,因力的作用是相互的,所以乙受到甲给乙的水平向左的摩擦力,大小为5N,乙做匀速直线运动,说明乙受力平衡,乙除了受到甲的摩擦力以外,还受到水平向右、大小为13N的力,说明衣柜给乙的摩擦力方向水平向左、大小为8N,所以乙给衣柜的摩擦力方向水平向右,大小为8N,故B正确,C错误;
D.甲与乙以及乙与衣柜间的摩擦力均为滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度及压力大小有关,先抽出甲,甲乙之间和乙与衣柜间的摩擦力大小不会发生变化,由B分析可知,甲乙间的摩擦大小为5N,乙与衣柜间的摩擦力大小为8N,所以先水平抽出甲箱,则乙箱不会滑动,故D错误。
故选B。
14. 如图1所示,R1是电阻箱,R2是定值电阻。闭合开关S,改变R1的阻值,两电压表示数与R1关系图像如图2所示,已知图线①和②相互平行。则( )
A. ①是V1示数和R1关系图线
B. 供电设备两端的电压保持不变
C. 电路中电流随不随R1的改变而改变
D. 电路总功率随R1的增大而减小
【答案】C
【解析】A.V1测电阻箱电压,V2测电阻箱和定值电阻总电压,①不从原点开始,应该包含定值电阻电压,所以①表示V2,②表示V1,故A不符合题意;
B.V2测总电压,由图可知,供电设备电压变大,故B不符合题意;
CD.两电压表示数之差等于定值电阻的电压,图线①和②相互平行,说明定值电阻两端电压不变,根据,通过定值电阻的电流大小不变,则电路中电流随不随R1的改变而改变。供电设备电压变大,根据P=UI,电路总功率随的增大而增大,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
二、填空题(本大题共6小题。每小题2分,共12分)。
15. 阅读下面的短文,完成下面小题:
《探索》节目介绍说,蜜蜂飞行与空气摩擦产生静电,在飞行中就可以吸引带正电的花粉,因此蜜蜂带________电;浓郁的花香可以引来无数的蜜蜂,说明分子在不停地做_________________。
【答案】负 无规则运动
【解析】[1]由于蜜蜂飞行与空气摩擦产生静电,蜜蜂在飞行中可以吸引带正电的花粉,根据异种电荷互相吸引,同种电荷互相排斥的规律可知,蜜蜂带负电。
[2]花香分子通过空气传播,扩散到周围环境中,被蜜蜂感知,从而吸引它们前来,这一现象确实说明了分子在不停地做无规则运动。
16. 2022年7月23日,我国自主研制的火星探测器“天问一号”经历了4亿公里来到火星,对着陆区详细勘测后,携带火星车的着陆器利用降落伞和反推火箭在火星表面着陆,并开展为期90个火星日(一个火星日约24小时39分35.2秒)的巡视探测任务。火星大气稀薄,昼夜温差大,全年平均温度可达-143℃~35℃之间,为了应对火星上的极端天气,火星车“祝融号”(如图)表面包裹着一层纳米气凝胶,同时有集热窗口共同保证其能在一个理想的温度水平。祝融号在临近到达火星表面的减速过程中,动能______,机械能______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】变小 变小
【解析】[1][2] 祝融号在临近到达火星表面的减速过程中,质量不变,速度变小,则动能减小,高度下降,则重力势能变小,则机械能变小。
17. 2022年7月23日,我国自主研制的火星探测器“天问一号”经历了4亿公里来到火星,对着陆区详细勘测后,携带火星车的着陆器利用降落伞和反推火箭在火星表面着陆,并开展为期90个火星日(一个火星日约24小时39分35.2秒)的巡视探测任务。火星大气稀薄,昼夜温差大,全年平均温度可达-143℃~35℃之间,为了应对火星上的极端天气,火星车“祝融号”(如图)表面包裹着一层纳米气凝胶,同时有集热窗口共同保证其能在一个理想的温度水平。集热窗内的材料为固体正十一烷(熔点-26℃,沸点196℃),该材料为________(选填“晶体”或“非晶体”),白天吸收阳光后,晚上通过________(填写物态变化名称)放出热量。
【答案】晶体 凝固
【解析】[1]“正十一烷”的熔点为-26℃,故其为晶体。
[2]火星大气稀薄,昼夜温差大,全年平均温度可达-143℃~35℃之间,白天温度高,吸收热量熔化,夜晚温度低,低于“正十一烷”的凝固点-26℃,这种物质会凝固。
18. 2022年7月23日,我国自主研制的火星探测器“天问一号”经历了4亿公里来到火星,对着陆区详细勘测后,携带火星车的着陆器利用降落伞和反推火箭在火星表面着陆,并开展为期90个火星日(一个火星日约24小时39分35.2秒)的巡视探测任务。火星大气稀薄,昼夜温差大,全年平均温度可达-143℃~35℃之间,为了应对火星上的极端天气,火星车“祝融号”(如图)表面包裹着一层纳米气凝胶,同时有集热窗口共同保证其能在一个理想的温度水平。纳米气凝胶是一种保温隔热材料,它是世界上最轻的固体之一,这里的“轻”指的是气凝胶的________(填物理量名称)小;1cm3“气凝胶”的质量仅为15mg,则它的密度为_________kg/m3。
【答案】密度 15
【解析】[1]纳米气凝胶是世界上最轻的固体之一,这里的“轻”指的是单位体积内质量小,故这里的“轻”指的是气凝胶的密度小。
[2]气凝胶的密度
19. 有一块手机用的锂电池,上面标明电压为3.7V,容量为3000mA•h,给它充电时,它相当于是一个________,充满电后,大约储存了___________J的电能。
【答案】用电器 39960
【解析】[1][2]电池充电和供电是相反的过程,给手机锂电池充电时,手机锂电池相当于用电器,把消耗的电能转化为化学能储存起来,手机锂电池充满电后,存储的电能
20. PWM调光(Pulse Width Mdulatin)广泛应用于控制手机屏幕亮度的控制原理就是控制亮屏和灭屏所占的时间比例(如图),根据人眼视觉暂留效应,为了减少屏幕“闪烁”,降低对眼睛的刺激,应该______(选填“提高”或“降低”)亮屏幕和灭屏的交替次数,高亮手机屏幕的平均功率是1W,低亮度时亮屏和灭屏时间1︰4,此时屏幕的平均功率是______W。
【答案】降低 0.2
【解析】[1]为减少屏幕“闪烁”次数,保证应该应降低亮屏幕和灭屏的交替次数,降低强弱光对眼睛的刺激,故应填“降低”。
[2]若低亮度时亮屏的时间为t,则灭屏时间是亮屏时间的4倍,即灭屏时间是4t,总时间为5t。此时亮屏时间内消耗的电能为
灭屏时未消耗电能,则工作的总时间是5t,屏幕消耗的平均功率为
三、作图题(本大题共2小题。每小题2分,共4分)。
21. 如图所示是小区新安装的太阳能路灯,请画出路灯的受力分析图(路灯重心位置点O已标出)。
【答案】
【解析】太阳能路灯静止在空中,受到竖直向下的重力和杆对其的竖直向上的支持力,两个力是一对平衡力,都作用在路灯的重心O上,作图如下:
22. 请用笔画线代替导线将如图所示的家庭电路连接完整,开关只控制壁灯。
【答案】
【解析】壁灯接法:火线进入开关,再进入灯泡,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡,又能更安全。另一侧接零线;三孔插座的接法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线。如图所示:
四、简答题(本大题1小题,共4分)。
23. 如图所示,这是节选自我国古代科技著作《天工开物》中的“场中打稻”的情景,将稻穗抓起,高举过顶,用力摔打在板壁上,使稻粒脱落。如此反复多次,直至稻粒全部脱落为止。脱落的稻粒尽量在阳光下铺开晒干,除去多余水分,可以延长储藏时间。请你用所学的物理知识解释摔打稻杆时,稻粒被打脱落的原因和加快晒干速度所用的方法。
【答案】见解析
【解析】当摔打稻秆时,原来稻秆和稻粒都是运动的,撞击的板壁时,稻秆由运动变为静止,而稻粒由于惯性继续保持原来的运动状态,所以能将稻粒从稻秆上打落下来,这是利用稻粒的惯性。 快速晒干的方法:摊开放在阳光下,可增大表面积,同时提升表面的温度,从而加快水的蒸发。
五、实验与探究题(本大题共5小题,共30分)
24. 如图甲所示,琴琴同学探究“水的沸腾与加热时间的关系”,水的质量为100g,实验过程中温度随时间变化的关系如下表:
(1)当加热0.5min时,温度计示数如图乙,读数为______℃;
(2)根据示数研究得出水沸腾时的温度变化特征是:水沸腾时持续吸热,温度______(选填“升高”、“降低”或“不变”);
(3)琴琴同学实验过程中,水沸腾时温度小于100℃,原因是_______________;
(4)水在1分钟内吸收的热量为_________J;
(5)根据第(4)步进一步探究,水沸腾后继续加热了10分钟,水的质量少了4g,探究蒸发1克水吸收了________J的热量(忽略热量损失)。
【答案】(1)95 (2)不变 (3)大气压低于1标准大气压 (4)840 (5)2100
【解析】(1)[1]由图乙知,温度计的分度值为1摄氏度,液柱在0刻度线之上,示数为95摄氏度。
(2)[2]由表格数据知,第2min开始,水的温度保持为98摄氏度不变,此时水已沸腾,所以水在沸腾时,持续吸热,温度保持不变。
(3)[3]水的沸点在一个标准大气压时为100摄氏度,实验中水的沸点低于100摄氏度,是因为实验时的大气压低于一个标准大气压。
(4)[4]由表格数据知,沸腾前,水在1分钟内温度升高2摄氏度,所以1分钟内,水吸收的热量
(5)[5]水1min吸热840J,10min吸收的热量为8400J,此时水的质量少了4g,则蒸发1g水吸收的热量
25. “方寸天地纳衰宇”描述了小小眼球可尽观广袤世界。兴趣小组为了研究眼球对光线的作用,利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凸起程度可改变的水透镜模拟眼球,向水透镜注水或抽水,可以改变水透镜的凸起程度。
(1)实验前,应调节烛焰、水透镜和光屏三者中心在______ 上;
(2)当调整到图中所示位置时,光屏上能呈现清晰的像,此时呈现的是倒立、______ 的实像,这与______ 的成像原理相同;
(3)实验中随着蜡烛燃烧变短,烛焰的像在光屏上会______ (选填“向上方移动”、“向下方移动”或“仍在原来的位置”);
(4)向水透镜中注水,水透镜更加凸起,光屏上的像变模糊了,在蜡烛与透镜之间放入合适的______ 眼镜,光屏上能重新成清晰的像;若不放入眼镜,只将蜡烛______ (选填“靠近”或“远离”)水透镜,光屏上再次成清晰的像。
【答案】(1)同一高度 (2)缩小 照相机 (3)向上方移动 (4)近视 靠近
【解析】(1)[1]为了使像成在光屏中央,实验前,应调节烛焰、水透镜和光屏三者中心在同一高度上。
(2)[2][3]当调整到图中所示位置,此时物距大于像距,根据凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像,照相机就是利用此原理制成的。
(3)[4]实验中随着蜡烛燃烧变短,根据过光心的光线传播方向不变可知,烛焰的像在光屏上会向上方移动。
(4)[5]向水透镜中注水,水透镜更加凸起,水透镜凸度越大,焦距越短,对光线的偏折能力越强,此时像成在光屏的左侧,若要在光屏上能重新成清晰的像,应该在蜡烛与透镜之间放入合适的近视眼镜,近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用,会将光线推迟会聚成像。
[6]若不放入眼镜,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大可知,只将蜡烛靠近水透镜,光屏上再次成清晰的像。
26. 物理兴趣小组的小华同学在学习了密度测量之后,决定在实验室测量橙汁的密度,他进行了以下操作,如图所示:
(1)将天平放在_______桌面上,把游码移到标尺左端零刻度线处,指针静止后的情形如图甲所示。要使天平在水平位置平衡,应将横梁上的平衡螺母向_________(选填“左”或“右”)调;
(2)小华进行了以下实验步骤,为了减小误差,其最合理的顺序是________(字母);
A.将烧杯中的橙汁全部倒入量筒中,读出橙汁的体积,如图乙所示;
B.用天平测出空烧杯的质量为51.8g;
C.烧杯中盛适量的橙汁,用天平测出橙汁和烧杯的总质量,如图丙所示;
(3)由上述测量数据可计算出橙汁的密度为______________g/cm³;
(4)小平同学是一位文物爱好者,他网购了三星堆青铜三角眼面具的仿品,他利用家里的电子秤等用品测量了这个青铜面具仿品(不吸水)的密度:
①将电子秤放在水平桌面上,青铜面具放在电子秤上,电子秤示数如图b所示为539.5g;
②将装有适量水的柱形小桶放在电子秤上,电子秤示数如图c所示;
③将青铜面具用细线拴好,缓慢放入装水的小桶中至浸没(不触底),电子秤示数如图d所示,此时青铜面具受到的浮力为____________N;
④该青铜面具的密度为______________kg/m³。
【答案】(1)水平 右 (2)CAB (3)1.2 (4)0.65 8.3×103
【解析】(1)[1][2]根据天平使用规则可知,应将天平放在水平桌面上,把游码移到标尺左端零刻度线处,图甲指针左偏,说明左端重,应将横梁上的平衡螺母向右调节,给右端增重,使天平恢复平衡。
(2)[3]先测量液体与杯子总质量,将烧杯中的橙汁全部倒入量筒中,读出橙汁的体积,再测空杯质量,两次质量相减即为量筒中液体质量,这样的顺序可以减小实验误差,因此合理的实验顺序为CAB。
(3)[4]由图丙可知,橙汁和烧杯的总质量为
橙汁的质量为
由图乙可知,橙汁的体积为
橙汁的密度为
(4)③[5]青铜面具受到的浮力等于其排开水的重力,由图c、d可知,青铜面具排开水的质量为
则青铜面具受到的浮力为
④[6]青铜面具的体积
由图b可知,青铜面具的质量为539.5g,则青铜面具的密度为
27. 如图所示的电路探究通过导体的电流与电压、电阻的关系。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整。要求:滑动变阻器的滑片P向A端滑动时,电流表示数变大;_____
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至______端;
(3)闭合开关后,电流表和电压表示数为0,移动滑片P,两表指针不偏转;将与电压表“-”接线柱相连的导线从D端拆下,试触C点,电压表指针不偏转,试触A点,电压表指针偏转,若电路中只有一处元件故障,则可能是___________________;
(4)排除故障后,探究通过导体电流与电压的关系,记录数据并画出I-U图像(图乙),依据图像,得到的结论是________________;实验过程中当电压表示数变大时,电路的总功率_________;
(5)探究电流与电阻的关系时,将5Ω电阻接入电路,闭合开关,移动滑片P,电流表示数如图丙所示;断开开关,换接20Ω的电阻,正确操作后,读取电流表的示数,1min内电流通过R产生的热量为_________J。
【答案】(1) (2)B (3)滑动变阻器断路 (4)导体的电阻不变时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 变大 (5)12
【解析】(1)[1]滑片向A滑动时,电流表示数变大,说明滑动变阻器连入电路的电阻变小,故滑动变阻器右下接线柱连入电路中,如图所示:
(2)[2]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图知,滑片左侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的B端。
(3)[3]闭合开关后,电流表示数为0,说明电路可能断路,电压表示数为0,说明电压表与电源没有连通;将与电压表“-”接线柱相连的导线从D端拆下,试触C点,电压表指针不偏转,试触A点,电压表指针偏转,说明此时电压表与电源连通,与电压表并联的电路断路,若电路中只有一处故障,则可能是滑动变阻器断路。
(4)[4]由图乙可知,图线为一条过原点的斜线,故得到的结论是:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
[5]由图乙可知,当电压表示数变大时,电路中的电流增大,由P=UI可知,电源电压一定,电路中的电流增大时,电路的总功率变大。
(5)[6]由图丙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A,则定值电阻两端的电压为
根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压相同,因此当换接20Ω的电阻,正确操作后,定值电阻两端的电压仍然为2V,则此时1min内电流通过R产生的热量
28. 物理兴趣小组同学们发现,有的电阻会随温度、压力等外界因素的改变而发生变化,那么热敏电阻的阻值大小与温度有什么关系呢?为此他们从实验室找来如图甲所示的热敏电阻进行探究。
(1)同学们组装了如图乙所示的装置进行实验,实验中通过_________来反映电阻的大小,下列实验中没有用到这种研究方法的是_________(填序号);
A.探究动能大小与哪些因素有关
B.探究光的反射定律
C.探究液体压强与哪些因素有关
(2)点燃酒精灯,闭合开关进行实验,电源电压不变,记录的数据如下表。所示,分析实验数据可知该热敏电阻的阻值随温度升高而_________(选填“增大”或“减小”);
(3)为了得到这个热敏电阻在不同温度下的具体阻值,实验还需要增加的器材是__________;
(4)实验结束后,大家一起动手用这个热敏电阻和一个电压表改装成了一个指针式温度计,设计的电路如图丙所示,若要使电压表示数随温度升高而增大,则应在图中__________(选填“ab”“bc”或“ac”)两端接入电压表;
(5)实验中不建议直接用酒精灯对这个热敏电阻加热完成实验,请结合物理知识做出合理的解释:__________(写出一条即可)。
【答案】(1)电流表示数 B (2)减小 (3)电压表 (4)ab (5)见解析
【解析】(1)[1]图乙中,热敏电阻的阻值不同,电路中电流表的示数也不同,所以实验中通过电流表的示数反映电阻的大小。
[2]热敏电阻的大小通过电流表示数的大小来反映,这是利用了转换法。
A.探究动能大小与哪些因素有关时,通过木块移动的距离反映动能的大小,利用了转换法,故A不符合题意;
B.探究光的反射定律实验时,通过多次实验得出普遍性规律,应用了归纳法,不是利用转换法,故B符合题意;
C.探究液体压强与哪些因素有关时,通过海绵的凹陷程度反映压力的作用效果,应用了转换法,故C不符合题意。
故选B。
(2)[3]由表格数据知,温度越高,电路中的电流越大,说明热敏电阻接入电路的阻值越小。所以该热敏电阻的阻值随温度升高而减小。
(3)[4]实验中,用电流表可测量通过热敏电阻的电流,据伏安法,还测量热敏电阻两端的电压,根据可求阻值,所以还需要增加的器材是电压表。
(4)[5]图丙中,定值电阻和热敏电阻串联在电路中,温度升高时,热敏电阻的阻值变小,据串联电路的分压特点知,热敏电阻两端的电压变小,则定值电阻两端的电压变大,要使电压表的示数随着温度升高而增大,电压表应并联在定值电阻两端,即ab两端应接入电压表。
(6)[7]“水浴”加热时温度计玻璃泡能受热均匀,而酒精灯直接加热不能温度计玻璃泡和热敏电阻充分接触,不能准确测量热敏电阻的温度。
六、计算题(本大题共3小题,共22分)。
29. 我国人工智能技术的研发和应用已经跻身世界前列。如图所示,这款人工智能机器人的质量为30kg,底部轮与地面总接触面积为1.5×10-2m2。它在某次接待工作中沿直线匀速行走7.2m,用时6s,受到的水平阻力为重力的0.05倍。求:
(1)机器人静止在水平地面上时,对地面的压强;
(2)机器人行走过程中,牵引力做的功;
(3)机器人行走过程中,牵引力做功的功率。
【答案】(1)2×104Pa;(2)108J;(3)18W
【解析】解:(1)因为机器人在水平地面上,所以机器人对地面的压力为
F=G=mg=30kg×10N/kg=300N
则机器人静止在水平地面上时,对地面的压强为
(2)机器人受到的阻力为F阻=0.05G=300N×0.05=15N
因为机器人水平匀速运动,受到的牵引力等于阻力,所以受到的牵引力为
F牵=F阻=15N
牵引力做的功为
W=F牵s=15N×7.2m=108J
(3)牵引力做功的功率为
答:(1)机器人静止在水平地面上时,对地面的压强是2×104Pa;
(2)机器人行走过程中,牵引力做的功是108J;
(3)机器人行走过程中,牵引力做功功率是18W。
30. 市面上新推出一款智能双控水暖调温双人电热毯,方便快捷,3分钟速热,能将水温加热到A、B区指定温度,如图2甲所示。该电热毯左右分区双控调温,可独立控制互不影响,能够满足不同体质对温度的需求。其部分参数及双区电路控制原理图如表和图乙所示,其中R1>R2。求:
智能调温型电热毯
(1)B区单独正常工作时,电热丝R2的电阻;
(2)电热毯中各区水的容量均为500mL,请计算将初温为25℃的水加热到A区温度(35℃)所需要吸收的热量[已知水的比热容];
(3)若已知在(2)中加热效率约为80%,则宣传中的3分钟速热是否属实?
【答案】(1)605Ω;(2);(3)否
【解析】解:(1)由图乙知,开关S2闭合时,R2单独工作,即B单独正常工作,R2的阻值
(2)水的质量
从25摄氏度加热到35摄氏度,A区水吸收的热量
(3)加热效率为80%,则加热A区水消耗的电能
加热时间
所以宣传中的3分钟速热不属实。
答:(1)B区单独正常工作时,电热丝R2的电阻为605欧;
(2)将初温为25℃的水加热到A区温度(35℃)所需吸收的热量为 ;
(3)定值中3分钟速热不属实。
31. 科创小组设计了水库自动泄洪控制装置(如图所示),将其制成顶部开有小孔的模型,如图所示。其中A为压力传感器,B是密度小于水且不吸水的圆柱体,能沿固定的光滑细杆在竖直方向自由移动。当模型内水深h0=15cm时,B与模型底面刚好接触且压力为零。”水面上涨到设计的警戒水位时,圆柱体对压力传感器的压力为2N,触发报警装置,开启泄洪阀门。已知圆柱体B的底面积SB=50cm2,高hB=25cm,g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3。
(1)B质量为多少g?
(2)刚触发报警装置时,B浸入水中的深度h2为多少cm?
(3)为了提高防洪安全性,警戒水位需要比原设计低5cm,B物体(不改变形状)应该换成密度多少的材料刚好合适?
【答案】(1)750g;(2)19cm;(3)0.56g/cm3
【解析】解:(1)当模型内水深
h0=15cm
时,B排开水的体积
V0=SBh0=50cm2×15cm=750cm3
由B与模型底面刚好接触且压力为零可知,此时B处于漂浮状态,由物体的漂浮条件可知,B的重力
GB=F0浮=ρ水gV0=1×103kg/m3×10N/kg×750×10-6m3=7.5N
由G=mg可知,B的质量
(2)刚触发报警装置时圆柱体对压力传感器的压力为2N,由力的平衡条件可知,此时B受到的浮力
F2浮=GB+F2=7.5N+2N=9.5N
由F浮=ρ液gV排可知,B排开水的体积
由V=Sh可知,B浸入水中的深度
(3)由刚触发报警装置时B浸入水中的深度和B的高度可知,A到水面的距离
hA=hB-h2=25cm-19cm=6cm
警戒水位需要比原设计低5cm时,A到水面的距离
hA'=hA+5cm=6m+5cm=11cm
则B排开水的深度
hB=hB-hA'=25cm-11cm=14cm
B排开水的体积
VB=SBhB=50cm2×14cm=700cm3
此时B受到的浮力
F浮=ρ水gVB=1×103kg/m3×10N/kg×700×10-6m3=7N
B的体积
V=SBhB=50cm2×25cm=1250cm3
由密度公式和G=mg可知,B的重力
G=mg=ρBVg=ρB×10N/kg×1250×10-6m3
由力的平衡条件可知,浮力
F浮=G
即
7N=ρB×10N/kg×1250×10-6m3
解得
ρB=560kg/m3=0.56g/cm3
答:(1)B的质量为750g;
(2)刚触发报警装置时,B浸入水中的深度h2为19cm;
(3)B物体(不改变形状)应该换成密度为0.56g/cm3的材料刚好合适。
时间/min
0
0.5
1
1.5
2
…
12
温度/℃
94
?
96
97
98
…
98
温度T/℃
10
20
30
40
50
60
电流I/A
0.13
0.16
0.21
0.27
0.34
0.43
额定电压
220V
额定频率
50Hz
A区额定功率
70W
B区额定功率
80W
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