2020年四川省宜宾市中考物理试卷 word含解析
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一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,第1~10题只有一项符合题目要求,第11~14题有多项符合题目要求。全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分。
1.(3分)宜宾创建全国文明城市,一宣传语:公共场所请不要高声喧哗。其中“高”是指声音的( )
A.速度 B.音调 C.响度 D.音色
2.(3分)如图所示,是我国古代四大发明之一的指南针﹣﹣司南,它是把天然磁石磨成勺子的形状,放在水平光滑的“地盘”上制成的,“柢”指的是司南长柄。当司南静止时,其长柄指向( )
A.东方 B.南方 C.西方 D.北方
3.(3分)下列图中,哪一种是非接触式测量温度的仪器( )
A.利用测定物体红外线辐射制作的“测温枪”
B.根据液体热胀冷缩原理制作的体温计
C.根据热电偶原理制作的热电偶温度计
D.利用热敏电阻制作的电子体温计
4.(3分)2020年6月21日“夏至日”,全国多地可观测到日环食,如图所示。据天文专家估测,太阳整个圆面有超过99%的面积被月球遮挡住,太阳将犹如一个美丽的金色指环悬挂于空中,景色非常壮观。能用来解释形成日环食现象的规律是( )
A.光的色散 B.光的折射
C.光的反射 D.光的直线传播
5.(3分)下列事例中,能增大压强的是( )
A.货车装有较多车轮 B.滑雪板面积做得较大
C.铁锤的手柄又圆又粗 D.石磨的磨盘做得很重
6.(3分)如图所示,物体只受到F1和F2两个方向相反的力作用,能使该物体处于平衡状态的是( )
A.
B.
C.
D.
7.(3分)共享单车是节能环保的交通工具。关于小马同学骑共享单车上学的情形,下列说法正确的是( )
A.车加速前进时,速度越快,惯性越大
B.下坡时不用蹬车,车继续滑行是因为受到惯性作用
C.骑车行驶过程,突然刹车,身体由于惯性会向前倾
D.刹车停止后,车的惯性消失
8.(3分)下列情况中,符合安全用电原则的是( )
A.用湿毛巾擦拭正在发光的台灯
B.开关连接在零线和用电器之间
C.保险丝烧断后最好用铜丝替代
D.将家用电器的金属外壳接地
9.(3分)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向b端移动时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变大,电压表示数变大
B.电流表示数变小,电压表示数变小
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表示数变大,电压表示数变小
10.(3分)如图所示,先调节杠杆水平平衡,再保持杠杆左边A处所挂钩码的位置和个数不变(每个钩码重0.5N,杠杆每格长5cm),用弹簧测力计分别在杠杆右边的不同位置竖直向下拉杠杆,使杠杆保持水平平衡,记录每次弹簧测力计的示数F和对应悬挂位置到O轴的距离L,在F﹣L坐标中作出图像。其中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
11.(3分)下列与照相机成像原理相同是( )
A.眼睛 B.放大镜 C.行车记录仪 D.投影仪
12.(3分)下列关于热现象说法正确的是( )
A.云的形成是汽化现象,吸热
B.露的形成是液化现象,放热
C.霜的形成是凝华现象,放热
D.雪的形成是凝固现象,放热
13.(3分)如图所示,是一个有高、中、低三档并可手动调节的电热器原理图,两定值电阻R1和R2表示两电热丝,单刀双掷开关S2可接a或b,当它接入家庭电路中,下列说法正确的是( )
A.只接通S1,电热器处于中温挡加热状态
B.S2接b,电热器处于低温挡加热状态
C.S2接b,接通S1,电热器处于低温挡加热状态
D.S2接a,接通S1,电热器处于高温挡加热状态
14.(3分)如图所示,粗糙水平面AB与光滑斜面BC平滑连接,并固定不动,轻弹簧左端固定,小木块紧靠在弹簧右端并压缩弹簧,静止释放后,小木块被压缩的弹簧弹出在水平面上滑行后,冲上斜面BC,斜面足够长,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.在弹簧恢复原长的过程中,弹簧的弹性势能全部转化为小木块的动能
B.小木块离开弹簧后在粗糙水平面上滑行过程中,机械能守恒
C.小木块在斜面上运动过程中,机械能守恒
D.小木块运动到斜面最高点时,重力势能最大
二、填空题:本题共8小题,每小题2分,共16分。把恰当的文字或数据填在答题卡上相应位置上。
15.(2分)一款5G手机的折叠屏由柔性发光二极管制成,发光二极管具有 导电性,制成发光二极管的主要材料是 (选填“导体”或“半导体“)。
16.(2分)我国时速600公里高速磁浮试验样车已在青岛下线,这标志着我国在高速磁浮技术领域实现重大突破。它是根据同名磁极相 的原理,利用电流的 (选填“热效应”或“磁效应”)来工作的,在车厢底部和轨道上分别安装了强电磁铁,列车能够在轨道上方几厘米的高度飞驰,使车体与轨道分离,避免了车轮与轨道之间的摩擦。
17.(2分)据报道,2020年6月24日,我国长征3B火箭把我国最后一颗北斗导航卫星成功送到赤道上方近36000km对地静止轨道的位置。长征运载火箭选用液态氢做燃料,主要是因为液态氢的 高;火箭外表涂有一层特殊物质,可利用该物质在发生物态变化时要 热,避免高速运行的火箭温度过高。
18.(2分)如图所示,为某品牌四旋翼无人机,其控制系统主要由感知飞行姿态的陀螺仪、GPS定位模块、超声波传感器等各种功能的传感器及控制电路组成。超声波传感器可准确探测无人机在飞行时遇到的障碍物,这是因为超声波具有 (选填“指向性强”或“传播速度最快”)的特点;无人机是悬停还是飞行、向哪个方向飞行、上升还是下降等飞行指令都由控制系统下达,其中GPS定位模块利用 波传递信息。
19.(2分)我国高铁总长度居世界第一,人们出行更加便捷。暑假小马和父母外出旅游,他们乘坐的高铁正以288km/h的速度向南行驶,旁边平行铁轨一列普通列车以72km/h的速度也向南行驶,此高铁行驶速度比普通列车行驶速度快 m/s;若以普通列车为参照物,小马向 (选填“南”或“北”)运动。
20.(2分)在对新型冠状病毒肺炎患者治疗中,呼吸机是常用设备之一。使用呼吸机是将氧气推进肺部,帮助病人解决呼吸困难。要将氧气推进肺部,其外部推力必须 (选填“大于”或“小于”)肺部气体产生的压力;若对患者某次治疗过程中,将约500mL的氧气推进肺部,其推进氧气的质量约为 kg(氧气密度ρ=1.43kg/m3)。
21.(2分)如图所示,盛满水的容器放在水平面上,一个体积为50cm3,密度为0.6×103kg/m3的不吸水的木块漂浮在水面,木块所受浮力大小为 N,木块漂浮时有 cm3体积露出水面。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
22.(2分)甲、乙两定值电阻的电压与电流的图象如图所示,则甲、乙两电阻的阻值之比R甲:R乙= ;将甲、乙两电阻并联后接在电压为3V的电源两端,都在10s内,甲、乙两电阻产生的热量之比Q甲:Q乙= 。
三、作图题:本题共2小题,每小题3分,共6分。
23.(3分)在如图中有平行于薄透镜主光轴和通过光心O的两条入射光线,一条通过2f点的折射光线,请在图中作出相应的折射光线或入射光线。
24.(3分)通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似。螺线管通电后小磁针静止时的分布如图所示,请在如图中标注螺线管电流方向、通电螺线管的N极和至少画出一条通电螺线管外的磁感线。
四、实验与探究题:本题共2小题,共15分。
25.(6分)为了探究“当接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力的关系”,小马同学设计了如图甲所示的实验装置。
(1)实验过程中,弹簧测力计 (选填“必须”或“不必”)沿水平方向拉着物块在水平长木板上做直线运动。
(2)实验中木块在弹簧测力计的拉力作用下做匀速直线运动,则木块所受滑动摩擦力的大小 (选填“大于”、“小于”或“等于”)弹簧测力计的示数。
(3)在同一次实验中,小马发现,当用不同的速度匀速拉同一物块,弹簧测力计的示数不变,说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小 (选填“有关”或“无关”)。
(4)在实验中,小马通过改变物块的重力进行多次实验,记录的数据如下表。通过分析可知,当接触面粗糙程度不变时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越 。
次数
1
2
3
4
5
6
木块的重力(N)
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
测力计读数(N)
0.8
1.3
1.6
1.9
2.4
2.8
(5)本次实验采用的研究方法是 。
(6)小马在老师的指导下对实验装置进行改进,用如图乙所示的方式测滑动摩擦力发现效果更好。图乙实验中 (选填“一定”或“不一定”)要匀速拉动水平长木板做直线运动。
26.(9分)小马同学利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,阻值大约为5Ω。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线,在图乙中完成实验电路的连接。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B”)端。
实验序号
1
2
3
……
电压U/V
0.8
1.6
2.4
……
电流I/A
0.16
0.32
……
(3)实验过程中得到的部分数据如下表所示。第3次测量时,电流表的示数如图丙所示,请将读数填入表格中。
(4)在图丁中,把上表中的数据在I﹣U坐标系上描点并连线。
(5)本实验所测得未知电阻的阻值为 Ω。
(6)小马又设计了如图戊所示的另一个电路,也测出了Rx的阻值。图中电源(电压未知)。R0是滑动变阻器,R是电阻箱(可连续调节电阻值大小,且能读数的变阻器),其调节范围0﹣999.9Ω,是电流表(刻度有些模
糊),S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关。完成下列实验步骤中的填空:
①先断开S、S1将电阻箱R阻值调至最大;
②将S拨向接点1,闭合S1,调节 (选填“R”或“R0”),使电流表指针偏转到适当位置,标记电流表指针的位置;
③然后将S拨向接点2,调节 (选填“R”或“R0”),使电流表指针在 ,记下电阻箱R的阻值;
④多次重复上述过程,计算电阻箱R读数的 ,此即为被测电阻Rx的阻值。
五、计算与解答题:本题共2小题,共21分。要求写出必要的文字说明和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。
27.(10分)如图所示,电源电压U=6V,小灯泡标有“4V 1.6W”字样,定值电阻R2=20Ω,滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A,电流表的最程为0~3A,电压表的量程为0~3V,电源电压和小灯泡的阻值R均保持不变。
(1)求小灯泡的阻值R1;
(2)只闭合开关S2,求电压表的示数;
(3)将滑动变阻器滑片滑到最左端,闭合所有开关,此时电流表示数为0.5A,求滑动变阻器R3的最大阻值;
(4)只闭合开关S3,在电路安全的情况下,求小灯泡电功率的变化范围。
28.(11分)在抗击新型冠状病毒肺炎疫情的特殊时期,小马同学设计了如图所示的装置进行“无接触传送”物品。现有质量M=25kg的木箱,长L=5m,高h=3m的固定斜面,他用F=100N的力拉绳,使木箱以v=0.2m/s的速度沿斜面匀速地由底端上升到顶端,此过程因绳和滑轮间的摩擦而做的额外功W0=20J。已知动滑轮质量m=1kg,连接动滑轮的绳子拉直且与斜面平行,不计绳的质量、木箱大小和木箱到动滑轮间的绳长,g取10N/kg。求:
(1)木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间;
(2)小马同学拉力的功率;
(3)整个装置的机械效率;
(4)斜面对木箱的摩擦力大小。
2020年四川省宜宾市中考物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,第1~10题只有一项符合题目要求,第11~14题有多项符合题目要求。全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分。
1.(3分)宜宾创建全国文明城市,一宣传语:公共场所请不要高声喧哗。其中“高”是指声音的( )
A.速度 B.音调 C.响度 D.音色
【解答】解:我们应该避免在公共场所高声喧哗,这里的高声喧哗的“高”,是指声音的响度大。
故选:C。
2.(3分)如图所示,是我国古代四大发明之一的指南针﹣﹣司南,它是把天然磁石磨成勺子的形状,放在水平光滑的“地盘”上制成的,“柢”指的是司南长柄。当司南静止时,其长柄指向( )
A.东方 B.南方 C.西方 D.北方
【解答】解:“司南”是我国古代劳动人民智慧的结晶,司南利用地磁场对磁体有力的作用来指示南北方向的,静止时,其勺柄指向南方,是磁体的南极,地磁的北极,故ACD错误,B正确。
故选:B。
3.(3分)下列图中,哪一种是非接触式测量温度的仪器( )
A.利用测定物体红外线辐射制作的“测温枪”
B.根据液体热胀冷缩原理制作的体温计
C.根据热电偶原理制作的热电偶温度计
D.利用热敏电阻制作的电子体温计
【解答】解:A.自然界中的一切物体都会向外辐射红外线,温度越高辐射的红外线越强,利用红外测量不需要直接接触,故A正确;
BCD中的温度计都需要直接接触才能进行准确测量,故BCD错误。
故选:A。
4.(3分)2020年6月21日“夏至日”,全国多地可观测到日环食,如图所示。据天文专家估测,太阳整个圆面有超过99%的面积被月球遮挡住,太阳将犹如一个美丽的金色指环悬挂于空中,景色非常壮观。能用来解释形成日环食现象的规律是( )
A.光的色散 B.光的折射
C.光的反射 D.光的直线传播
【解答】解:由于光沿直线传播,太阳射出的光线被月球挡住了,太阳光射不到地球上,所以地球上的人们看不到太阳。这样就形成了日食。
故选:D。
5.(3分)下列事例中,能增大压强的是( )
A.货车装有较多车轮 B.滑雪板面积做得较大
C.铁锤的手柄又圆又粗 D.石磨的磨盘做得很重
【解答】解:A、货车装有较多车轮,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故A错误。
B、滑雪板面积做得较大,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故B错误。
C、铁锤的手柄又圆又粗,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故C错误。
D、石磨的磨盘做得很重,是在受力面积一定时,增大压力来增大压强,故D正确。
故选:D。
6.(3分)如图所示,物体只受到F1和F2两个方向相反的力作用,能使该物体处于平衡状态的是( )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:AB、F1和F2两个大小不相等,不满足平衡力的条件,不能使该物体处于平衡状态,故AB错误;
C、F1和F2两个大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一个物体上,能使物体处于平衡状态,故C正确;
D、F1和F2两个大小相等,但不作用在同一直线上,不满足平衡力的条件,不能使该物体处于平衡状态,故D错误;
故选:C。
7.(3分)共享单车是节能环保的交通工具。关于小马同学骑共享单车上学的情形,下列说法正确的是( )
A.车加速前进时,速度越快,惯性越大
B.下坡时不用蹬车,车继续滑行是因为受到惯性作用
C.骑车行驶过程,突然刹车,身体由于惯性会向前倾
D.刹车停止后,车的惯性消失
【解答】解:A、惯性大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,与其他任何因素无关,车加速前进时,其质量不变,惯性大小不会改变,故A错误。
B、下坡时不用蹬车,车继续滑行是因为车具有惯性,但惯性不是力,不能说受到惯性作用,故B错误。
C、行骑车行驶过程,突然刹车,由于摩擦力问题,人的下半身随车一起减速,而人的上半身还要保持原来的运动状态继续前进,因此身体会向前倾,故C正确。
D、惯性是物体的固有属性,任何物体在任何时候都具有惯性,所以刹车停止后,车的惯性不会消失,故D错误。
故选:C。
8.(3分)下列情况中,符合安全用电原则的是( )
A.用湿毛巾擦拭正在发光的台灯
B.开关连接在零线和用电器之间
C.保险丝烧断后最好用铜丝替代
D.将家用电器的金属外壳接地
【解答】解:
A、生活用水容易导电,用湿布擦拭正在发光的台灯,湿布导电容易使人触电,故A不符合安全用电原则。
B、开关接在灯泡和零线之间,当断开开关,火线和灯泡还处于连接状态,人接触灯泡的金属部分时会发生触电事故,故B不符合安全用电原则。
C、保险丝采用电阻率大、熔点低的铅锑合金制成,在电流过大时能自动切断电源;铜丝的熔点高,在电流过大时不能自动切断电源,不能起到保险的作用,故禁止用铜丝代替,故C不符合安全用电原则。
D、有金属外壳的用电器,外壳一定要接地,防止外壳漏电,发生触电事故,故D符合安全用电原则。
故选:D。
9.(3分)如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向b端移动时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变大,电压表示数变大
B.电流表示数变小,电压表示数变小
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表示数变大,电压表示数变小
【解答】解:由图可知,该电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;
闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向b端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;
滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器分担的电压变小,即电压表示数变小,故D正确,ABC错误。
故选:D。
10.(3分)如图所示,先调节杠杆水平平衡,再保持杠杆左边A处所挂钩码的位置和个数不变(每个钩码重0.5N,杠杆每格长5cm),用弹簧测力计分别在杠杆右边的不同位置竖直向下拉杠杆,使杠杆保持水平平衡,记录每次弹簧测力计的示数F和对应悬挂位置到O轴的距离L,在F﹣L坐标中作出图像。其中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:由题意可知,保持杠杆左边A处所挂钩码的位置和个数不变,则左边的力与力臂的乘积不变,则右面的F与L的力臂的乘积也不变,即F与L是成反比的,故A图正确。
故选:A。
11.(3分)下列与照相机成像原理相同是( )
A.眼睛 B.放大镜 C.行车记录仪 D.投影仪
【解答】解:照相机利用的是凸透镜成像,成的是倒立、缩小的实像;人的眼睛相当于一架照相机;放大镜成的是正立、放大的虚像;行车记录仪的成像原理与照相机是相同的,也成倒立、缩小的实像;投影仪成的是倒立、放大的实像,故AC正确。
故选:AC。
12.(3分)下列关于热现象说法正确的是( )
A.云的形成是汽化现象,吸热
B.露的形成是液化现象,放热
C.霜的形成是凝华现象,放热
D.雪的形成是凝固现象,放热
【解答】解:A、云的形成是水蒸气的液化现象,此过程放热,故A错误。
B、露是空气中的水蒸气遇冷液化为液态的小水滴,附着在植被表面,此过程放热,故B正确。
C、霜是空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶,附着在建筑物或植被表面,此过程中放热,故C正确。
D、雪是空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶,此过程中放热,故D错误。
故选:BC。
13.(3分)如图所示,是一个有高、中、低三档并可手动调节的电热器原理图,两定值电阻R1和R2表示两电热丝,单刀双掷开关S2可接a或b,当它接入家庭电路中,下列说法正确的是( )
A.只接通S1,电热器处于中温挡加热状态
B.S2接b,电热器处于低温挡加热状态
C.S2接b,接通S1,电热器处于低温挡加热状态
D.S2接a,接通S1,电热器处于高温挡加热状态
【解答】解:根据电路图可知,只接通S1,电路为R1的简单电路;只S2接b,R1、R2串联;S2接b,接通S1,电路为R1的简单电路;S2接a,接通S1,R1、R2并联;
因并联电路的总电阻小于任一分电阻,串联电路的总电阻大于任一分电阻,因此R1、R2并联时的总电阻最小,R1、R2串联时的总电阻最大,由P=可知,R1、R2串联时,电热器处于低温挡;R1、R2并联时,电热器处于高温挡;电路只有R1时,电热器处于中温挡,故ABD正确,C错误。
故选:ABD。
14.(3分)如图所示,粗糙水平面AB与光滑斜面BC平滑连接,并固定不动,轻弹簧左端固定,小木块紧靠在弹簧右端并压缩弹簧,静止释放后,小木块被压缩的弹簧弹出在水平面上滑行后,冲上斜面BC,斜面足够长,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.在弹簧恢复原长的过程中,弹簧的弹性势能全部转化为小木块的动能
B.小木块离开弹簧后在粗糙水平面上滑行过程中,机械能守恒
C.小木块在斜面上运动过程中,机械能守恒
D.小木块运动到斜面最高点时,重力势能最大
【解答】解:A、在弹簧恢复原状的过程中,弹簧的形变程度变小,弹性势能变小。木块的速度变大,动能变大,同时因为水平面AB粗糙,木块需要克服摩擦力做功,内能变大,故弹簧的弹性势能一部分转化为小木块的动能,一部分转化为木块的内能。故A错误;
B、小木块离开弹簧后在粗糙水平面上滑行时,需要克服摩擦力做功,一部分机械能转化为内能,所以机械能减小。故B错误;
C、小木块在斜面上向上运动时,高度增加,重力势能变大,因为斜面BC光滑,且空气阻力忽略不计,所以机械能守恒,故C正确;
D、最高点时,高度达到最大值,因此重力势能也达到最大值,故D正确。
故选:CD。
二、填空题:本题共8小题,每小题2分,共16分。把恰当的文字或数据填在答题卡上相应位置上。
15.(2分)一款5G手机的折叠屏由柔性发光二极管制成,发光二极管具有 单向 导电性,制成发光二极管的主要材料是 半导体 (选填“导体”或“半导体“)。
【解答】解:不同材料导电性不同,导电性能介于导体和绝缘体之间的是半导体,发光二极管就是由半导体材料制成的,发光二极管具有单向导电性。
故答案为:单向;半导体。
16.(2分)我国时速600公里高速磁浮试验样车已在青岛下线,这标志着我国在高速磁浮技术领域实现重大突破。它是根据同名磁极相 斥 的原理,利用电流的 磁效应 (选填“热效应”或“磁效应”)来工作的,在车厢底部和轨道上分别安装了强电磁铁,列车能够在轨道上方几厘米的高度飞驰,使车体与轨道分离,避免了车轮与轨道之间的摩擦。
【解答】解:高速磁浮技术是根据同名磁极相排斥的原理工作的;导体通电后,导体的周围存在磁场,这就是电流的磁效应。
故答案为:斥;磁效应。
17.(2分)据报道,2020年6月24日,我国长征3B火箭把我国最后一颗北斗导航卫星成功送到赤道上方近36000km对地静止轨道的位置。长征运载火箭选用液态氢做燃料,主要是因为液态氢的 热值 高;火箭外表涂有一层特殊物质,可利用该物质在发生物态变化时要 吸 热,避免高速运行的火箭温度过高。
【解答】解:
(1)运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量;
(2)为保证火箭安全,箭体上涂有一层特殊固体物质,在高温下先熔化,再汽化,因为熔化、汽化时要吸收大量的热,这样箭体的温度就不会太高。
故答案为:热值;吸。
18.(2分)如图所示,为某品牌四旋翼无人机,其控制系统主要由感知飞行姿态的陀螺仪、GPS定位模块、超声波传感器等各种功能的传感器及控制电路组成。超声波传感器可准确探测无人机在飞行时遇到的障碍物,这是因为超声波具有 指向性强 (选填“指向性强”或“传播速度最快”)的特点;无人机是悬停还是飞行、向哪个方向飞行、上升还是下降等飞行指令都由控制系统下达,其中GPS定位模块利用 电磁 波传递信息。
【解答】解:(1)超声波具有方向性好、穿透力强,所以利用超声波传感器可探测无人机在飞行时遇到的障碍物;
(2)GPS定位模块利用电磁波来传递信息。
故答案为:(1)指向性强;(2)电磁。
19.(2分)我国高铁总长度居世界第一,人们出行更加便捷。暑假小马和父母外出旅游,他们乘坐的高铁正以288km/h的速度向南行驶,旁边平行铁轨一列普通列车以72km/h的速度也向南行驶,此高铁行驶速度比普通列车行驶速度快 60 m/s;若以普通列车为参照物,小马向 南 (选填“南”或“北”)运动。
【解答】解:高铁和普通列车都向南行驶,高铁的速度是288km/h,普通列车的速度是72km/h,此高铁行驶速度比普通列车行驶速度快288km/h﹣72km/h=216km/h=60m/s;
由题知,高铁和普通列车都向南运动,且高铁的速度大于普通列车的速度,所以,以普通列车为参照物,小马向南运动。
故答案为:60;南。
20.(2分)在对新型冠状病毒肺炎患者治疗中,呼吸机是常用设备之一。使用呼吸机是将氧气推进肺部,帮助病人解决呼吸困难。要将氧气推进肺部,其外部推力必须 大于 (选填“大于”或“小于”)肺部气体产生的压力;若对患者某次治疗过程中,将约500mL的氧气推进肺部,其推进氧气的质量约为 7.15×10﹣4 kg(氧气密度ρ=1.43kg/m3)。
【解答】解:要将氧气推进肺部,其外部推力对氧气产生的压强必须大于肺部气体产生的压强,即外部推力必须大于肺部气体产生的压力,氧气才能被推进肺部;
由题知,氧气的体积V=500mL=500cm3=5×10﹣4m3,氧气的密度ρ=1.43kg/m3,
根据ρ=可得,其推进氧气的质量约为:m=ρV=1.43kg/m3×5×10﹣4m3=7.15×10﹣4kg。
故答案为:大于;7.15×10﹣4。
21.(2分)如图所示,盛满水的容器放在水平面上,一个体积为50cm3,密度为0.6×103kg/m3的不吸水的木块漂浮在水面,木块所受浮力大小为 0.3 N,木块漂浮时有 20 cm3体积露出水面。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
【解答】解:
(1)木块漂浮时,浮力等于木块重力,
则木块受到的浮力:F浮=G木=m木g=ρ木V木g=0.6×103kg/m3×50×10﹣6m3×10N/kg=0.3N;
(2)因为木块漂浮,所以F浮=G木,则有ρ水gV排=ρ木gV木,
则V排=×V木=×50cm3=30cm3,
露出水面的体积V露=V木﹣V排=50cm3﹣30cm3=20cm3。
故答案为:0.3;20。
22.(2分)甲、乙两定值电阻的电压与电流的图象如图所示,则甲、乙两电阻的阻值之比R甲:R乙= 2:1 ;将甲、乙两电阻并联后接在电压为3V的电源两端,都在10s内,甲、乙两电阻产生的热量之比Q甲:Q乙= 1:2 。
【解答】解:对于电阻甲,当甲两端的电压为3V时,通过的电流为0.3A,电阻R甲==10Ω,
对于电阻乙,当乙两端的电压为3V时,通过的电流为0.6A,电阻R乙==5Ω,
所以R甲:R乙=10Ω:5Ω=2:1,
甲、乙两电阻产生的热量之比====。
故答案为:2:1;1:2。
三、作图题:本题共2小题,每小题3分,共6分。
23.(3分)在如图中有平行于薄透镜主光轴和通过光心O的两条入射光线,一条通过2f点的折射光线,请在图中作出相应的折射光线或入射光线。
【解答】解:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点;过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变,由此作出两条入射光线经凸透镜的折射光线;
通过2f点的入射光线,经凸透镜折射后过另一侧2f点,由此作出入射光线,如图所示:
24.(3分)通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似。螺线管通电后小磁针静止时的分布如图所示,请在如图中标注螺线管电流方向、通电螺线管的N极和至少画出一条通电螺线管外的磁感线。
【解答】解:根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知,螺线管的右端为S极,左端为N极,根据安培定则可知,螺线管中电流的方向是向上的;磁感线是从磁体的N极出来回到S极的,如图所示:
四、实验与探究题:本题共2小题,共15分。
25.(6分)为了探究“当接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力的关系”,小马同学设计了如图甲所示的实验装置。
(1)实验过程中,弹簧测力计 必须 (选填“必须”或“不必”)沿水平方向拉着物块在水平长木板上做直线运动。
(2)实验中木块在弹簧测力计的拉力作用下做匀速直线运动,则木块所受滑动摩擦力的大小 等于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)弹簧测力计的示数。
(3)在同一次实验中,小马发现,当用不同的速度匀速拉同一物块,弹簧测力计的示数不变,说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小 无关 (选填“有关”或“无关”)。
(4)在实验中,小马通过改变物块的重力进行多次实验,记录的数据如下表。通过分析可知,当接触面粗糙程度不变时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越 大 。
次数
1
2
3
4
5
6
木块的重力(N)
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
测力计读数(N)
0.8
1.3
1.6
1.9
2.4
2.8
(5)本次实验采用的研究方法是 控制变量法 。
(6)小马在老师的指导下对实验装置进行改进,用如图乙所示的方式测滑动摩擦力发现效果更好。图乙实验中 不一定 (选填“一定”或“不一定”)要匀速拉动水平长木板做直线运动。
【解答】解:(1)实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,此时物块处于平衡状态,由平衡条件可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)实验中木块在弹簧测力计的拉力作用下做匀速直线运动,根据二力平衡,则木块所受滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(3)在同一次实验中,小明发现,当用不同的速度匀速拉物块A,弹簧测力计的示数不变,说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小无关;
(4)通过表中数据分析可知,当接触面粗糙程度不变时,接触面受到的压力越大,测力计示数越大,滑动摩擦力越大;
(5)本次实验采用的研究方法是控制变量法;
(6)如图乙所示的方式测量滑动摩擦力,木块相对于长木板相对静止,受到的测力计的拉力与受到的摩擦力为一对平衡力,此时木块处于平衡状态,故图乙实验中不一定要匀速拉动长木板。
故答案为:(1)必须;(2)等于;(3)无关;(4)大;(5)控制变量法;(6)不一定。
26.(9分)小马同学利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值,阻值大约为5Ω。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线,在图乙中完成实验电路的连接。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于 (选填“A”或“B”)端。
实验序号
1
2
3
……
电压U/V
0.8
1.6
2.4
……
电流I/A
0.16
0.32
0.48
……
(3)实验过程中得到的部分数据如下表所示。第3次测量时,电流表的示数如图丙所示,请将读数填入表格中。
(4)在图丁中,把上表中的数据在I﹣U坐标系上描点并连线。
(5)本实验所测得未知电阻的阻值为 5 Ω。
(6)小马又设计了如图戊所示的另一个电路,也测出了Rx的阻值。图中电源(电压未知)。R0是滑动变阻器,R是电阻箱(可连续调节电阻值大小,且能读数的变阻器),其调节范围0﹣999.9Ω,是电流表(刻度有些模
糊),S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关。完成下列实验步骤中的填空:
①先断开S、S1将电阻箱R阻值调至最大;
②将S拨向接点1,闭合S1,调节 R0 (选填“R”或“R0”),使电流表指针偏转到适当位置,标记电流表指针的位置;
③然后将S拨向接点2,调节 R (选填“R”或“R0”),使电流表指针在 标记处 ,记下电阻箱R的阻值;
④多次重复上述过程,计算电阻箱R读数的 平均值 ,此即为被测电阻Rx的阻值。
【解答】解:(1)根据电流表选用0~0.6A量程,电阻值约为5Ω,确定电压表选用小量程与电阻并联,根据电路图确定滑动变阻器使用A接线柱,连接实物图,如下图所示;
(2)根据电路图,为了使滑动变阻器在开关闭合时能起到保护电路的作用,要使变阻器的接入电阻最大,应将滑动变阻器的滑片置于B端;
(3)图丙中电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,所以电流表的读数:I=0.48A;
(4)根据表格数据,描点法作图如下:
(5)由R=得:
R1===5Ω,R2===5Ω,R3===5Ω,
R===5Ω;
(6)①先断开S、S1将电阻箱R阻值调至最大;
②将S拨向接点1,闭合S1,调节R0,使电流表指针偏转到适当位置,标记电流表指针的位置;
③然后将S拨向接点2,调节R,使电流表指针在标记处,记下电阻箱R的阻值;
电源电压不变,两次电流值相等,由欧姆定律可知R0+Rx==R0+R,
所以Rx=R;
④多次重复上述过程,计算电阻箱R读数的平均值,此即为被测电阻Rx的阻值;
多次测量取平均值可以减小误差。
故答案为:(1)如图所示
;
(2)B;(3)0.48;(4)如图
;
(5)5;
(6)②R0;③R;标记处;④平均值。
五、计算与解答题:本题共2小题,共21分。要求写出必要的文字说明和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。
27.(10分)如图所示,电源电压U=6V,小灯泡标有“4V 1.6W”字样,定值电阻R2=20Ω,滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A,电流表的最程为0~3A,电压表的量程为0~3V,电源电压和小灯泡的阻值R均保持不变。
(1)求小灯泡的阻值R1;
(2)只闭合开关S2,求电压表的示数;
(3)将滑动变阻器滑片滑到最左端,闭合所有开关,此时电流表示数为0.5A,求滑动变阻器R3的最大阻值;
(4)只闭合开关S3,在电路安全的情况下,求小灯泡电功率的变化范围。
【解答】解:(1)小灯泡标有“4V 1.6W”,由P=UI=可得小灯泡的阻值:R1===10Ω;
(2)只闭合开关S2时,灯泡R1与电阻R2串联,电压表测R1两端的电压,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以电路总电阻:R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω,
此时通过电路的电流:I===0.2A,
所以R1两端的电压为:U1=IR1=0.2A×10Ω=2V,即电压表示数为2V;
(3)将滑动变阻器滑片滑到最左端,闭合所有开关,电阻R2与R3的最大阻值并联,电流表A测干路电流,此时电流表示数为0.5A,
并联电路各并联支路两端电压相等,所以通过R2的电流:I2===0.3A,
并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以通过滑动变阻器的电流:I3=I0﹣I2=0.5A﹣0.3A=0.2A,
所以滑动变阻器的最大阻值为:R3===30Ω;
(4)只闭合开关S3时,灯泡R1与滑动变阻器R3串联,电压表测R1两端的电压,
当电压表的示数R1′=3V时,灯泡两端的电压最大,其实际功率最大,
P1大===0.9W,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,R1的功率最小,
此时电路中的电流:
I小===0.15A,
则灯泡的最小功率:
P1小=I小2R1=(0.15A)2×10Ω=0.225W,
所以,小灯泡电功率的变化范围为0.225~0.9W。
答:(1)小灯泡的阻值R1为10Ω;
(2)只闭合开关S2,求电压表的示数为2V;
(3)滑动变阻器R3的最大阻值为30Ω;
(4)只闭合开关S3,在电路安全的情况下,小灯泡电功率的变化范围为0.225~0.9W。
28.(11分)在抗击新型冠状病毒肺炎疫情的特殊时期,小马同学设计了如图所示的装置进行“无接触传送”物品。现有质量M=25kg的木箱,长L=5m,高h=3m的固定斜面,他用F=100N的力拉绳,使木箱以v=0.2m/s的速度沿斜面匀速地由底端上升到顶端,此过程因绳和滑轮间的摩擦而做的额外功W0=20J。已知动滑轮质量m=1kg,连接动滑轮的绳子拉直且与斜面平行,不计绳的质量、木箱大小和木箱到动滑轮间的绳长,g取10N/kg。求:
(1)木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间;
(2)小马同学拉力的功率;
(3)整个装置的机械效率;
(4)斜面对木箱的摩擦力大小。
【解答】解:(1)木箱移动的距离:
s=L=5m,
木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间:
t===25s;
(2)由图知,动滑轮上绳子的股数n=2,
绳子自由端移动的速度:
v绳=nv=2×0.2m/s=0.4m/s,
拉力的功率:
P===Fv绳=100N×0.4m/s=40W;
(3)物体的重力:
G=Mg=25kg×10N/kg=250N,
机械做的有用功:
W有=Gh=250N×3m=750J,
绳子自由端移动的距离:
s′=nL=2×5m=10m,
机械做的总功:
W总=Fs′=100N×10m=1000J,
整个装置的机械效率:
η=×100%=×100%=75%;
(4)动滑轮的重力:
G动=mg=1kg×10N/kg=10N,
克服动滑轮重力所做的功:
W动=G动h=10N×3m=30J,
克服摩擦力做的功:
Wf=W总﹣W有﹣W动﹣W0=1000J﹣750J﹣30J﹣20J=200J,
斜面对木箱的摩擦力为:
f===40N。
答:(1)木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间为25s;
(2)小马同学拉力的功率为40W;
(3)整个装置的机械效率为75%;
(4)斜面对木箱的摩擦力为40N。
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