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物理(全国卷)-学易金卷:2023年中考第一次模拟考试卷
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2023年中考物理第一次模拟考试卷(全解全析)
全国通用卷
(考试时间:120分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本大题共12小题,每小题2分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的)
1.物理学是一门以观察、实验为基础的科学,下列估测最符合实际的是( )。
A.一个黑板擦的质量约为1000g;
B.托起两个鸡蛋所用的力约为1N;
C.教室门的高度约为4m;
D.人正常步行的速度约为11m/s
【答案】B。
【解析】A.一个黑板擦的质量约为100g,故A不符合题意;
B.一个鸡蛋的质量约为50g,重力为0.5N,托起两个鸡蛋所用的力约为1N,故B符合题意;
C.教室门的高度约为2m,故C不符合题意;
D.人正常步行的速度约为1m/s,故D不符合题意。
故选B。
2.民乐团演奏中国名曲《茉莉花》时,其中的声现象,下列说法错误的是( )。
A.竹笛声是由空气柱振动产生的;
B.胡琴、琵琶发出的声音音色不同;
C.敲击鼓面的节奏越快,鼓声传播得就越快;
D.听众关闭手机,是从声源处控制噪声
【答案】C。
【解析】A.吹奏竹笛时,笛声是由笛子内部的空气柱振动产生的,故A正确,不符合题意;
B.胡琴和琵琶的结构和材料不同,发出的声音音色不同,故B正确,不符合题意;
C.敲击鼓面的节奏越快,鼓面振动越快,但是鼓声在空气中传播的速度不变,故C错误,符合题意;
D.听众关闭手机,从声源处减弱噪声的,故D正确,不符合题意。
故选C。
3.小王同学参加了市中考体育测试,下列说法正确的是( )。
A.小王跳绳时手对绳施加了力的作用,绳对手没有施加力的作用;
B.小王投掷实心球时,球离手后在空中运动的过程中受到重力和推力的作用;
C.小王跑步穿的运动鞋鞋底有凹凸不平的花纹是为了增大摩擦;
D.小王匀速跑过弯道时,运动状态不变
【答案】C。
【解析】A.物体间力的作用是相互的,小王跳绳时手对绳施加了力的作用,同时绳对手施加力的作用,故A错误;
B.小王投掷实心球时,球离手后在空中运动的过程中,手对球没有力的推力的作用,球只受到重力的作用,故B错误;
C.小王跑步时穿的运动鞋鞋底有凹凸不平的花纹是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C正确;
D.小王匀速跑过弯道时,运动的方向发生了变化,运动状态发生了变化,故D错误。
故选C。
4.下列现象所对应的物态变化中,需要吸收热量的是( )。
A.冰雪消融 B.壶口冒“白气”
C.深秋霜降 D.露珠的形成
【答案】A。
【解析】A.冰雪消融是物质由固态变成液态的熔化过程,熔化吸热,故A符合题意;
B.壶口冒“白气”属于液化现象,液化放热,故B不符合题意;
C.深秋霜降是凝华,凝华放热,故C不符合题意;
D.露珠的形成是空气中的水蒸气遇冷凝结成的小水滴,属于液化现象,液化放热,故D不符合题意。
故选A。
5.物理知识无处不在,下列对四幅图片及情景解释不正确的是( )。
A.图甲中,“水滴石穿”说明力能改变物体形状;
B.图乙中,飞镖箭头做得很尖,是为了增大压强;
C.图丙中,拿自制气压计下楼,细管内水柱下降;
D.图丁中,若向B管中吹气,A管中液面会下降
【答案】D。
【解析】A.“水滴石穿”,石头受到水对它的力的作用,石头的形状发生变化,说明力能改变物体形状,故A正确,不符合题意;
B.飞镖箭头做得很尖,是压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的,故B正确,不符合题意;
C.拿着自制气压计下楼过程中,高度减小,大气压会随高度的减小而增加,外界大气压变大,瓶内气压小于外界大气压,会进一步向内压水柱,所以细管中的水柱将会下降,故C正确,不符合题意;
D.往B管中吹气,吸管A上方空气的流速增大,压强减小,A管中液体受到外界大气压向上的压强大于向下的压强,液面上升,故D错误,符合题意。
故选D。
6.如图所示,闭合开关S后,小灯泡的亮度比的亮度大。则( )。
A.和的连接方式是并联 B.电压表测量的是两端电压
C.通过的电流比通过的大 D.两端电压比两端电压大
【答案】D。
【解析】AB.由图可知,小灯泡与为串联,电压表测量的是小灯泡两端的电压,故AB错误;
C.小灯泡与为串联,串联电路中电流处处相等,故C错误;
D.由于小灯泡的亮度比的亮度大,则小灯泡的功率更大,根据P=UI可知,两端电压比两端电压大,故D正确。
故选D。
7.暑假期间,小雨家驾驶汽车去海边游玩。下列说法正确的是( )。
A.汽车前进的动力,由内燃机的压缩冲程提供;
B.在海边闻到浓浓的海腥味,这是扩散现象;
C.海滩的沙子热得烫脚,是通过做功的方式增加沙子的内能;
D.海滩的沙子热得烫脚而海水却很清凉,是因为海水的比热容小
【答案】B。
【解析】A.在内燃机的四个冲程中,做功冲程高温高压的燃气对活塞做功,将内能转化为机械能,使汽车前进,故A错误;
B.在海边闻到浓浓的海腥味,是分子在不停地做无规则运动,属于扩散现象,故B正确;
C.海滩上的沙子温度升高热得烫脚,是吸收了太阳光的内能,属热量的传递,故沙子内能增加是通过热传递的方式改变的,故C错误;
D.因为沙子的比热容小,海水的比热容大,吸收相同热量,相同质量的沙子比海水温度上升高快,所以小明在烈日当空的海边玩耍,感到沙子烫脚,海水却凉凉的,故D错误。
故选B。
8.自从6月进入汛期以来,我国多地发生强降雨人们在防汛的同时还要注意用电安全。下列做法正确的是( )。
A.雷雨天在大树下避雨;
B.雷雨天在室外不能使用手机拨打和接听电话;
C.用湿布擦拭使用中的台灯;
D.发现有人触电时,立即用手直接将人拉开
【答案】B。
【解析】A.雷雨天在大树下避雨,大树易遭雷击,故A错误;
B.雷雨天在室外不能使用手机拨打和接听电话,是正确的,因为手机易吸引雷电,故B正确;
C.用湿布擦拭使用中的台灯易触电,故C错误;
D.发现有人触电时,立即切断电源,用手直接将人拉开,导致救援的人也会触电,故D错误。
故选B。
9.思思用弹簧测力计、烧杯、适量的水测量大樱桃的密度,烧杯的重力为G0、底面积为S。如图甲,他用弹簧测力计测出数枚大樱桃的重力为G。如图乙,烧杯内水的深度为h。如图丙,将大樱桃浸没于水中,弹簧测力计的示数为F,取水的密度为ρ。下列说法正确的是( )。
A.乙图中,烧杯对桌面的压强;
B.这些樱桃的体积为;
C.丙图中, 烧杯底受到水的压强为;
D.樱桃的密度为为
【答案】C。
【解析】A.依题意得,烧杯中水的质量为
烧杯中水的重力为
乙图中,烧杯放在水平桌面上,烧杯对桌面的压力
乙图中,烧杯对桌面的压强,故A错误;
B.由二次称重法得,樱桃受到的浮力为
樱桃浸没在水中,樱桃的体积为,故B错误;
C.丙图中, 烧杯底受到水的压力大小为
烧杯底受到水的压强为,故C正确;
D.樱桃的质量为
樱桃的密度为,故D错误。
故选C。
10.在一次物理实验中,小于同学连接了如图所示的电路,电磁铁的B端有一个可自由转动的小磁针,闭合开关后,下列说法错误的是( )。
A.电磁铁的A端为N极;
B.小磁针静止时,N极水平指向左;
C.利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机;
D.当滑动变阻器滑动片P向右端移动,电磁铁磁性增强
【答案】C。
【解析】A、由图知道,电流从螺线管的右端流入、左端流出,由安培定则判断,电磁铁的A端是N极,B端是S极,故A正确;
B、电磁铁的B端是S极,由磁极间的作用规律可知,小磁针静止时,左端是N极,即N极水平指向左,故B正确;
C、该实验表明了电能生磁,利用这一现象所揭示的原理可制成电磁铁,故C错误;
D、当滑动变阻器滑动片P向右端移动时,变阻器接入电路的电阻变小,电路中电流变大,即电磁铁的磁性变强,故D正确。
11.如图所示,小球由静止开始沿着粗糙的曲面从a点向d点运动,其中b和d两点在同一水平高度。下列说法中正确的是( )。
A.小球从a点运动到c点,重力势能全部转化为动能;
B.小球在b点的机械能大于在c点的机械能;
C.小球在b点的动能等于在d点的动能;
D.小球从a点运动到d点的过程中,机械能一定全部转化为内能
【答案】B。
【解析】A.由题意可知,小球从a点运动到c点,要克服摩擦力做功,重力势能会部分转化为内能,故A错误;
B.小球从b点运动到c点时,克服摩擦力做功,会损失部分机械能,故小球在b点的机械能大于在c点的机械能,故B正确;
C.小球从b点运动到d点时,克服摩擦力做功,会损失部分机械能,小球在b点的机械能大于在d点的机械能,其中b和d两点在同一水平高度,重力势能相等,故小球在b点的动能大于在d点的动能,故C错误;
D.小球从a点运动到d点的过程中,由于摩擦,机械能部分转化为内能,故D错误。
故选B。
12.如图所示,电源电压恒为6V,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R3的最大阻值为20Ω,下列说法正确的是( )。
A.S1闭合,S2断开,滑片从a端移到b端过程中,电压表的示数逐渐减小;
B.S1闭合,S2断开,滑片从a端移到b端过程中,电流表的示数最小值为0.3A;
C.S1、S2都闭合,滑片位于a端,电流表的示数为0.9A,则电阻R2的阻值为6.67Ω;
D.S1、S2都闭合,滑片位于a端,电流表的示数为0.9A,则电阻R1、R2消耗的电功率之比为2∶1
【答案】D。
【解析】AB.S1闭合,S2断开,电阻R1和变阻器R3串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流,滑片从a端移到b端过程中,变阻器连入电路的电阻变大,由串联分压可知,变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大,由电阻的串联可知电路的总电阻变大,由可知,电路中电流变小,滑片在b端时,电流值最小,电流表的示数最小值=0.2A,故AB错误;
CD.S1、S2都闭合,滑片位于a端,电阻R1和R2并联,电流表测量干路中的电流,通过R1的电流
=0.6A
通过R2的电流I2=I-I1=0.9A-0.6A=0.3A
电阻R2的阻值
电阻R1、R2消耗的电功率之比为P1∶P2=UI1∶UI2= I1∶I2=0.6A∶0.3A=2∶1
故C错误,D正确。
故选D。
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空与作图题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)
13.中国在2020年6月完成了“北斗”卫星全面组网工作。“北斗”卫星导航系统利用______(填“电磁波”、“超声波”或“红外线”)向地球传递信息。由于内部时刻发生着氢核的______(填“裂变”或“聚变”),太阳不断向外释放能量。卫星的太阳能电池板则将太阳能转化为电能供其使用。
【答案】 (1)电磁波;(2)聚变。
【解析】(1)“北斗”卫星导航系统传递信息利用的是电磁波。
(2)在太阳内部,氢原子核在超高温作用下发生聚变,释放巨大的核能。
14.如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播时同时发生反射和折射的光路图,其中______是入射光线,折射角的大小是_______。
【答案】BO;。
【解析】[1]根据光的反射规律可知,反射角等于入射角,所以我们需要在图中首先找到角度相等的两条光线,不难发现,AO与BO与NO的夹角相同,所以可知这两条为入射光线与反射光线,则OC为折射光线,据此可以判断BO为入射光线,OA为反射光线。
[2]折射角为折射光线与法线的夹角,根据前面的判断可知MO为界面NO为法线,所以可以计算出折射角为。
所以折射角为。
15.小雨参加社区志愿服务活动时,捡到一个正方体金属块。于是用刻度尺测出它的边长如图甲所示;用托盘天平测它的质量时,右盘中所放砝码的质量和游码在标尺上的位置如图乙所示。则金属块的边长为______cm,质量为______g。
【答案】2.00;21.6。
【解析】由图甲知,刻度尺的分度值是1mm,因为需要估读到分度值的下一位,所以数值估读到0.1mm;末端对应的刻度值是9.00cm,起始位置对应的刻度值是7.00cm,正方体金属块的边长
9.00cm-7.00cm=2.00cm
由图乙知,标尺的分度值为0.2g,所以正方体金属块的质量m=20g+1.6g=21.6g。
16.如图所示是某用户家的电能表,单独将电烤箱接入电路,正常工作30min,电能表的转盘转过300转,则电烤箱消耗的电能为______kW·h,它的实际功率为______W。
【答案】0.5;1000。
【解析】[1]电烤箱消耗的电能为;
[2]它的实际功率为。
17.老旧小区改造措施惠及万民,其中为房屋外墙安装保温层更换门窗等措施可减少散热,提高室温实现“节能减排”因此某居民楼一冬天可节约燃煤2.8×104kg,这些煤完全燃烧可放出的热量为______J,这些热量可使太阳岛人工湖中1.0×108kg的水温度升高______。[水的比热容为4.2×103J/(kg·),煤的热值为3.0×107J/kg]
【答案】;。
【解析】这些煤完全燃烧可放出的热量;
这些热量可使太阳岛人工湖中1.0×108kg的水温度升高
。
18.如图所示,验电器A带正电,用带有绝缘柄的金属棒将验电器A和不带电的验电器B的金属球连接起来,发现验电器B的金属箔片张开,则验电器B带______电,瞬间自由电子定向移动的方向是_______(选填“由A到B”或“由B到A”)。
【答案】正;由B到A。
【解析】[1]验电器A带正电(缺少电子),B不带电;用带绝缘柄的金属杆将两个验电器的金属球接触时,B验电器上自由电子(负电荷)向验电器A转移,与A上的正电荷发生中和,使A的张角变小;B失去电子而带正电,所以B的金属箔由于带上同种电荷相互排斥而张开。
[2]电子带负电且由B到A移动,因电流方向与电子定向移动的方向相反,所以电流方向是由A到B。
19.如图所示是某简易杠杆的示意图, 已知AOB水平,OA=OB,物体重力G为10N,拉力F的方向如图所示。该杠杆是___________杠杆,F=________ N。
【答案】费力;20。
【解析】依题意得
由图得,阻力臂为OA,动力臂,动力臂小于阻力臂,因此该杠杆是费力杠杆。
由杠杆平衡条件得,动力。
20.图甲所示的电路中,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω,电源电压保持不变。滑动变阻器R2的滑片P从最右端滑到最左端的过程中,得到R2的电功率与通过它的电流的关系,如图乙所示。在此过程中滑动变阻器R2的最大功率为___________W。当滑片P在最左端时,1min内电流通过R1产生的热量为 ___________J。
【答案】2.7;648。
【解析】[1]当滑动变阻器接入电路中的阻值为0时电路中的电流最大为0.6A,当滑动变阻器最大阻值接入电路时,电路电流最小为0.2A,则,
联立两式,解得
滑动变阻器R2的功率
可知当R2=R1时滑动变阻器R2的功率最大
在此过程中滑动变阻器R2的最大功率为2.7W。
[2]当滑片P在最左端时,滑动变阻器接入电路中的阻值为0,电路中的电流为0.6A,1min内电流通过R1产生的热量
1min内电流通过R1产生的热量为648J。
21.如图是撑杆跳运动员起跳动作示意图,请在图中画出运动员对撑杆A点竖直向下的拉力及其力臂。
【解析】从撑杆A点沿竖直向下画出拉力的示意图,从支点O向力F的作用线做垂线段,即为力F的力臂l,如图所示:
22.图甲是某宾馆床头柜上的开关示意图,图乙是其控制的电路,其中S1为旋钮开关,单独控制台灯的通断和亮度;S2为单独控制电视插座的开关。请在图乙中将电路图连接完整,要求符合安全用电原则。
【解析】台灯旋钮开关相当于滑动变阻器,它是控制台灯的,应与台灯串联,且开关应接在火线的一侧;开关S2是控制电视机的,它应与电视机插座串联,且开关应接在火线的一侧;如下图所示:
三、实验题(本大题共4小题,满分26分)
23.(6分)同学们用如图甲的装置探究影响凸透镜成像虚实的因素,进行如下实验。
(1)为更好地观察实验现象,应选择在 ___________(选填“较暗”或“较亮”)的环境下进行实验。
(2)用手电筒的光水平照射凸透镜,通过确定光的会聚点来测量凸透镜的焦距,在相同实验条件下,小丁和小刚测量相同透镜的焦距,小刚的测量结果总比小丁的测量结果小,经对比发现两人使用的手电筒略有不同(如图乙),则使用手电筒 ___________的测量结果准确度较高,小刚使用的应该是手电筒 ___________。
(3)正确测出焦距f后,点燃蜡烛继续实验。发现当物距u<f时,光屏上不能出现烛焰的像,但直接用眼睛透过透镜能观察到烛焰的像,说明该像是 ___________(选填“实”或“虚”)像;当u=f时,___________(选填“能”或“不能”)观察到烛焰的像;当u>f时,光屏上能出现烛焰的像,说明该像是 ___________(选填“实”或“虚”)像。同学们分析得出结论:像的虚实由u和f的大小关系决定。
【答案】较暗;A;A;虚;不能;实。
【解析】(1)蜡烛点燃时比较亮,在较暗的环境中,烛焰和环境的对比度比较大,烛焰的像会更清晰。
(2)测量凸透镜的焦距,需要用平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚成的最小、最亮的点才是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是焦距,所以手电筒A出来的光线是平行光,测量结果比较准确;手电筒B出来的光线是发散光线,测量的焦点比平行光测量的焦点距离凸透镜远一些,用它测量的焦距较大,小刚使用的应该是手电筒A。
(3)当物距u<f时,光屏上不能出现烛焰的像,该像是正立放大的虚像。
当u=f时,经过凸透镜折射光线是平行光,不能得到蜡烛的像。
实像可以成在光屏上,当u>f时,光屏上能出现烛焰的像,说明该像是实像。
24.(4分)如图甲是探究“水沸腾时温度变化特点”的实验装置。
液体
酒精
水银
凝固点
-117 °C
-39 °C
沸点
78 °C
357 °C
(1) 某时刻,温度计示数如图乙,温度是______°C。
(2)根据实验数据,作出了水温随时间变化的图像,如图丙中的a图线。由a图线可知,水佛腾时温度变化的特点是:持续吸热,温度______。
(3) 另一位同学使用相同装置,仅将水的质量减少,其他条件不变,根据实验数据作出水温随时间变化的图像可能是(______)。
A.a图线 B.b图线 C.c图线 D.d图线
(4) 结合图表丁,分析本实验中应选用______液体温度计。
【答案】89;保持不变(或不变);B;水银。
【解析】(1)图中温度计的分度值为1℃,示数为89℃。
(2)由a图线知道,水的沸点是98℃;水沸腾时温度不变,但需要不断吸热。
(3)由于液体上方的气压不变,则液体的沸点不变。又因为液体质量减少,吸热升温变快,加热至沸腾所用时间变短,故b符合。
故B正确。
(4)在标准大气压下,沸水的温度是100℃,酒精的沸点是78℃,水银的沸点是357℃,水银的沸点高于沸水的温度,所以测沸水的温度要选水银温度计。
25.(8分)乐乐所在的小组做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验,器材有:长方体木块(各表面的粗糙程度相同),一面较光滑一面粗糙的长木板,弹簧测力计,钩码若干。
(设计实验)
(1)如图甲所示,乐乐用弹簧测力计水平拉动木块在___________运动,根据___________原理,木块在长木板上做匀速直线运动时受到的滑动摩擦力与弹簧测力计对木块的拉力是一对___________,此时木块所受的滑动摩擦力等于___________N。
(2)由于影响滑动摩擦力大小的因素可能有多个,在探究某一因素对滑动摩擦力大小的影响时,应该采用的研究方法是___________法。
(进行实验与收集数据)
小组已进行了四次实验,数据记录如表。
实验次数
压力大小
接触面的粗糙程度
滑动摩擦力F/N
1
木块平放
粗糙
2
2
木块平放
较光滑
1.6
3
木块平放十钩码
较光滑
1.8
4
木块侧放
粗糙
2
5
木块侧放
较光滑
(分析与论证)
(3)分析实验数据,由此得到的结论是滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,而与接触面积的大小___________,第五次实验,滑动摩擦力大小应等于___________N。
(反思与评估)
(4)乐乐发现在本实验中用的是木块,而课本中做“探究二力平衡的条件”的实验时用的是如图乙所示的小车,且放在较光滑的桌面上,原因是小车与桌面间的___________更小,从而减小对实验结果的影响。
【答案】匀速直线;二力平衡;平衡力;1.6;控制变量;无关;1.6;摩擦力。
【解析】(1)根据二力平衡的知识,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,弹簧测力计对木块的拉力等于木块受到的滑动摩擦力的大小;由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1.6N,此时的木块所受滑动摩擦力是1.6N。
(2)将多因素问题转化为单因素问题来研究的方法叫控制变量法;滑动摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度两个因素有关,所以探究中要采用控制变量法。
(3)实验表明,摩擦力的大小与接触面的大小没有关系,因此第5次实验中的摩擦力和第2次实验中相同,也是1.6N。
(4)用小车代替木块是变滑动为滚动减小摩擦力,放在较光滑的桌面上也是为了减小摩擦力,因此用小车代替木块并放在较光滑的桌面上,都是为了减小摩擦力对实验的影响。
26.(8分)在测量未知阻值R的实验中,小明设计了实验电路并进行连接,如图甲所示。
(1)在连接电路时,开关应处于 ___________状态。
(2)图甲是小明接好的实物连接图,其中有一条导线连接错误,该导线是第 ________条(从图中选填导线序号);
(3)改正错误后再进行实验,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到最 ________(选填“左”或“右”)端。小明闭合开关S,发现电流表无示数,电压表的示数较大,则电路故障可能是 _________。
(4)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示,则其示数为 ___________A,未知电阻R=___________Ω。
(5)若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为R0的定值电阻,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻Rx的阻值,请将以下实验步骤补充完整:
①闭合开关S、断开开关S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
②___________,记下此时电压表读数为U;
③请写出未知电阻R阻值表达式:Rx=___________(用U、U1和R0表示)。
【答案】断开;2;左;未知电阻R断路;0.32;7.5;再闭合开关S1; 。
【解析】(1)[1]连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2)[2]原电路中,电阻和电压表没有连入电路中,电阻应与电流表串联,电压表与电阻并联,连接错误的导线是第2条,正确连接方式是,把2从定值电阻的左端改接到右端即可。
(3)[3]改正错误后进行实验,为了保护电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最左端。
[4]小明闭合开关S,发现电流表无示数,电路可能断路,电压表的示数较大,电压表串联在电路中,与电源连通,则电路故障可能是未知电阻R断路。
(4)[5]纠正错误,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.4V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.32A。
[6]未知电阻阻值为
(5)[7]实验步骤:①闭合开关S、断开开关S1,用电压表测出待测电阻Rx端的电压为U1;
②再闭合开关S1,用电压表测出电源的电压U;
[8]在①中,两电阻串联,电压表测待测电阻的电压;在②中,定值电阻短路,电压表测电源电压,由串联电路电压的规律,在①中,定值电阻的电压为
电路中的电流
未知电阻Rx阻值表达式。
四、计算题(本大题共3小题,满分22分)
27.(9分)如图甲所示,用弹簧测力计拉着一正方体物块处于静止状态,弹簧测力计的示数F为20N,物块的边长为0.1m。A、B两容器分别装有等高的水和酒精,容器液面高度比物块边长高,如图乙、丙所示。现将物块先后缓慢浸入 A、B两容器的液体中,当物块刚好浸没时,A、B两容器中弹簧测力计示数分别为F1和F2,且F1:F2=5:6(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)物块的质量;
(2)物块浸没在水中时所受浮力大小;
(3)酒精的密度;
(4)已知A容器底面积为B容器底面积的2.5倍。若物块浸没到水中后,水面升高了2cm,此时水对容器底部的压强为1.7×103Pa,则物块浸没到酒精中时,酒精对B容器底部的压强。
【答案】(1)2kg;(2)10N;(3);(4)。
【解析】(1)物块的质量
(2)物体的体积为
物块浸没在水中时所受浮力大小
(3)A中弹簧测力计的示数为
根据且F1:F2=5:6,可知,
可求出
那么物体在酒精中的浮力为
那么酒精的密度为
(4)水面升高了2cm,则A容器的底面积为
水对容器底部的压强为1.7×103Pa,说明此时的水面的高度为
则水面没有放物体前的高度为
B容器的底面积为
则物块浸没到酒精中时,酒精液面升高了
此时酒精液面的高度为
酒精对B容器底部的压强。
答:(1)物块的质量为2kg;(2)物块浸没在水中时所受浮力大小为10N;(3)酒精的密度为;(4)物块浸没到酒精中时,酒精对B容器底部的压强为;
28.(7分)某建筑工人的重力为,双脚与地面的接触面积是.该工人通过如图所示的滑轮组在内将建材匀速提升,此过程中工人对绳自由端的拉力为,已知动滑轮的重力为,不计绳重及轮与轴的摩擦。试求:
(1)该工人双脚站立在水平地面上没拉绳子时,对地面的压强是多少?
(2)该工人对绳子自由端拉力的功率是多少?
(3)如果绳子承受的拉力足够大,该工人用此滑轮组最大能够提起多重的物体?
【答案】(1);(2);(3)。
【解析】(1)该工人双脚站立在水平地面上没拉绳子时,对地面的压强是
(2)由于动滑轮上有两股绳承担物重,因此绳子自由端移动的速度是物体移动速度的2倍,绳子自由端移动的速度
该工人对绳子自由端拉力的功率是
(3)如果绳子承受的拉力足够大,该工人施加在绳子上的拉力最大为800N,等于自己的体重,该工人用此滑轮组最大能够提起的物重
答:(1)该工人双脚站立在水平地面上没拉绳子时,对地面的压强是;(2)该工人对绳子自由端拉力的功率是;(3)如果绳子承受的拉力足够大,该工人用此滑轮组最大能够提起重的物体。
29.(6分)如图所示,是一款利用高温水蒸气熨衣物的便携式挂烫机的简化电路图,它的工作电压为220V,电阻R1与R2的阻值不随温度变化,电阻R1的阻值为55Ω,它有高温档和低温档两种加热模式,高温档的额定功率为880W。求:
(1)高温档加热时,电路中的电流为多少?
(2)低温档加热时,电路中的功率为多少?
(3)若将水箱中0.22L的水从20℃加热到100℃,挂烫机至少需要加热多长时间?[水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)](不计热量损失)
【答案】(1)4A;(2)440W;(3)。
【解析】(1)高温档的额定功率为880W,它的工作电压为220V,高温档加热时,电路中的电流为
(2)当只闭合S1时,两电阻串联,再闭合S2时,R1短路,电路为R2的简单电路,根据串联电阻大于其中任一电阻,由可知,当只闭合S1时功率小,为低温档;两开关都闭合时为高温档,R2的阻值为
由串联电阻的规律,低温档加热时,电路的电阻
低温档加热时,电路中的功率为
(3)0.22L水的质量为
将水箱中0.22L的水从20℃加热到100℃,吸收的热量
求挂烫机加热的最短时间,故应选用高温档,因不计热量损失,挂烫机至少需要的加热时间
答:(1)高温档加热时,电路中的电流为4A;(2)低温档加热时,电路中的功率为440W;(3)若将水箱中0.22L的水从20℃加热到100℃,挂烫机至少需要加热。
五、综合题(本大题共2小题,满分12分)
30.(5分)阅读短文,回答问题:
嫦娥奔月
我国“嫦娥二号”卫星于2010年10月1日发射成功,约5天后进入如图所示的环月轨道。它的质量为2.3t,与“嫦娥一号”相同;它环月的平均高度为100km,较“嫦娥一号”200km的环月高度离月球更近,更宜于对月球的精细测绘。
2013年年底,“嫦娥三号”卫星携带“中华牌”月球车登月探测。已经探明,月球上无水,无大气。物体在月球上的重力只有地球表面重力的。月球昼夜间隔大约相当于地球上的14天。也就是说,登上月球的月球车,最多可以连续工作14天,进入月夜以后,它由于无法通过光能发电,进入休眠状态。14天后,又能自动醒来。月球表面白昼时温度高达150℃,黑夜时低至﹣180℃。“嫦娥三号”在登录月球时将使用软着陆方式,采用边降落边用发动机反推,以减缓降落速度。在大约距离月球15公里时,反推发动机就要点火工作,到离月球100米时,卫星将暂时处于悬停状态,此时它已不受地球上工程人员的控制,因卫星上携带的着陆器具有很高智能,它会自动选择一块平整的地方降落,并在离月球表面4米的时候关闭推进器,卫星呈自由落体降落,确保软着陆成功。
(1)“嫦娥二号”的月球重力势能最大的位置是______;(选填“近月点”或“远月点”)
(2)当“嫦娥二号”从近月点向远月点运动时,它的动能将______(变大/变小/不变);
(3)对于“嫦娥”卫星登月的情景,下列说法正确的是(______)
A.反推发动机能使“嫦娥三号”悬停于100米处空中,利用的是卫星具有惯性
B.“嫦娥三号”高速降落时将由于摩擦而导致表面温度急剧升高
C.相对月球,“嫦娥一号”比“嫦娥二号”的势能更大
D.“嫦娥三号”登月时打开降落伞可以辅助减速
(4)月球车的质量为120kg,它在月球表面上方竖直下落4m时,月球重力对它做的功为______J;(g取10N/kg)
(5)月球车工作的电能是由______能转化来的。
【答案】远月点;变小;C;800J;光能(或太阳能)。
【解析】(1)“嫦娥二号”距月球距离越远,月球重力势能越大,故月球重力势能最大处为远月点。
(2)“嫦娥二号”从近月点向远月点运动时,月球重力势能增大,它的动能将变小。
(3)A.反推发动机能使“嫦娥三号”悬停于100米处空中,利用的是力的作用是相互的,故A错误;
B.月球表面没有空气,“嫦娥三号”高速降落时没有摩擦,故B错误;
C.相对月球,“嫦娥二号”环月的平均高度为100km,较“嫦娥一号”200km的环月高度离月球更近,“嫦娥一号”比“嫦娥二号”的势能更大,故C正确;
D.月球表面没有空气,“嫦娥三号”登月时打开降落伞不能辅助减速,故D错误。故选C。
(4)月球车在月球重力为。
月球重力对它做的功为
(5)月球车上的太阳能电池板把太阳能转化为电能。
31.(7分)某安全设备厂研发了一种新型抗压材料,要求对该材料能承受的撞击力进行测试。如图甲所示,材料样品(不计质量)平放在压力传感器上,闭合开关S,将重物从样品正上方h=5m处静止释放,撞击后重物和样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品,并最终静止在样品上的过程中,电流表的示数I随时间t变化的图像如图乙所示,压力传感器的电阻R随压力F变化的图像如图丙所示。已知电源电压U=12V,定值电阻R0=10Ω,重物下落时空气阻力忽略不计。求:
(1)重物下落时,重物作 ______速直线运动,其重力势能转化为 ______能;
(2)0~t1时间内,重物在空中下落,电流表示数是 ______A,压力传感器的电阻是 ______Ω;
(3)t1~t3时间内,重物与样品撞击,通过电流表的最大电流是 ______A,样品受到的最大撞击力是 ______N;撞击后重物静止在样品上,定值电阻R0的功率是 ______W。
【答案】变(加);动;0.1;110;0.8;400;0.4。
【解析】(1)[1][2]重物下落时,受到竖直向下重力的作用,所以重物作变(加)速直线运动。此时重力的重力势能减小,动能增大,所以是重力势能转化为动能。
(2)[3]0~t1时间内,重物在空中下落,由图乙可知,此时电流大小为0.1A。
[4]根据可知,电路中的总电阻为
则压力传感器的电阻是
(3)[5]由乙图可知,t1~t3时间内,重物与样品撞击,最大电流为0.8A。
[6]此时电路中的总电阻为
压力传感器的电阻为
由图丙可知,当压力传感器电阻为5Ω时,压力为400N。
[7]撞击后重物静止在样品上,由图乙可知,此时电路中的电流为0.2A,根据可知,定值电阻R0的功率是
(4)[8]已知高度为5m,当重物静止在压力传感器上时,重力大小等于压力大小,此时电流为0.2A,则电路中的总电阻为
压力传感器的电阻为。
全国通用卷
(考试时间:120分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本大题共12小题,每小题2分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的)
1.物理学是一门以观察、实验为基础的科学,下列估测最符合实际的是( )。
A.一个黑板擦的质量约为1000g;
B.托起两个鸡蛋所用的力约为1N;
C.教室门的高度约为4m;
D.人正常步行的速度约为11m/s
【答案】B。
【解析】A.一个黑板擦的质量约为100g,故A不符合题意;
B.一个鸡蛋的质量约为50g,重力为0.5N,托起两个鸡蛋所用的力约为1N,故B符合题意;
C.教室门的高度约为2m,故C不符合题意;
D.人正常步行的速度约为1m/s,故D不符合题意。
故选B。
2.民乐团演奏中国名曲《茉莉花》时,其中的声现象,下列说法错误的是( )。
A.竹笛声是由空气柱振动产生的;
B.胡琴、琵琶发出的声音音色不同;
C.敲击鼓面的节奏越快,鼓声传播得就越快;
D.听众关闭手机,是从声源处控制噪声
【答案】C。
【解析】A.吹奏竹笛时,笛声是由笛子内部的空气柱振动产生的,故A正确,不符合题意;
B.胡琴和琵琶的结构和材料不同,发出的声音音色不同,故B正确,不符合题意;
C.敲击鼓面的节奏越快,鼓面振动越快,但是鼓声在空气中传播的速度不变,故C错误,符合题意;
D.听众关闭手机,从声源处减弱噪声的,故D正确,不符合题意。
故选C。
3.小王同学参加了市中考体育测试,下列说法正确的是( )。
A.小王跳绳时手对绳施加了力的作用,绳对手没有施加力的作用;
B.小王投掷实心球时,球离手后在空中运动的过程中受到重力和推力的作用;
C.小王跑步穿的运动鞋鞋底有凹凸不平的花纹是为了增大摩擦;
D.小王匀速跑过弯道时,运动状态不变
【答案】C。
【解析】A.物体间力的作用是相互的,小王跳绳时手对绳施加了力的作用,同时绳对手施加力的作用,故A错误;
B.小王投掷实心球时,球离手后在空中运动的过程中,手对球没有力的推力的作用,球只受到重力的作用,故B错误;
C.小王跑步时穿的运动鞋鞋底有凹凸不平的花纹是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C正确;
D.小王匀速跑过弯道时,运动的方向发生了变化,运动状态发生了变化,故D错误。
故选C。
4.下列现象所对应的物态变化中,需要吸收热量的是( )。
A.冰雪消融 B.壶口冒“白气”
C.深秋霜降 D.露珠的形成
【答案】A。
【解析】A.冰雪消融是物质由固态变成液态的熔化过程,熔化吸热,故A符合题意;
B.壶口冒“白气”属于液化现象,液化放热,故B不符合题意;
C.深秋霜降是凝华,凝华放热,故C不符合题意;
D.露珠的形成是空气中的水蒸气遇冷凝结成的小水滴,属于液化现象,液化放热,故D不符合题意。
故选A。
5.物理知识无处不在,下列对四幅图片及情景解释不正确的是( )。
A.图甲中,“水滴石穿”说明力能改变物体形状;
B.图乙中,飞镖箭头做得很尖,是为了增大压强;
C.图丙中,拿自制气压计下楼,细管内水柱下降;
D.图丁中,若向B管中吹气,A管中液面会下降
【答案】D。
【解析】A.“水滴石穿”,石头受到水对它的力的作用,石头的形状发生变化,说明力能改变物体形状,故A正确,不符合题意;
B.飞镖箭头做得很尖,是压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的,故B正确,不符合题意;
C.拿着自制气压计下楼过程中,高度减小,大气压会随高度的减小而增加,外界大气压变大,瓶内气压小于外界大气压,会进一步向内压水柱,所以细管中的水柱将会下降,故C正确,不符合题意;
D.往B管中吹气,吸管A上方空气的流速增大,压强减小,A管中液体受到外界大气压向上的压强大于向下的压强,液面上升,故D错误,符合题意。
故选D。
6.如图所示,闭合开关S后,小灯泡的亮度比的亮度大。则( )。
A.和的连接方式是并联 B.电压表测量的是两端电压
C.通过的电流比通过的大 D.两端电压比两端电压大
【答案】D。
【解析】AB.由图可知,小灯泡与为串联,电压表测量的是小灯泡两端的电压,故AB错误;
C.小灯泡与为串联,串联电路中电流处处相等,故C错误;
D.由于小灯泡的亮度比的亮度大,则小灯泡的功率更大,根据P=UI可知,两端电压比两端电压大,故D正确。
故选D。
7.暑假期间,小雨家驾驶汽车去海边游玩。下列说法正确的是( )。
A.汽车前进的动力,由内燃机的压缩冲程提供;
B.在海边闻到浓浓的海腥味,这是扩散现象;
C.海滩的沙子热得烫脚,是通过做功的方式增加沙子的内能;
D.海滩的沙子热得烫脚而海水却很清凉,是因为海水的比热容小
【答案】B。
【解析】A.在内燃机的四个冲程中,做功冲程高温高压的燃气对活塞做功,将内能转化为机械能,使汽车前进,故A错误;
B.在海边闻到浓浓的海腥味,是分子在不停地做无规则运动,属于扩散现象,故B正确;
C.海滩上的沙子温度升高热得烫脚,是吸收了太阳光的内能,属热量的传递,故沙子内能增加是通过热传递的方式改变的,故C错误;
D.因为沙子的比热容小,海水的比热容大,吸收相同热量,相同质量的沙子比海水温度上升高快,所以小明在烈日当空的海边玩耍,感到沙子烫脚,海水却凉凉的,故D错误。
故选B。
8.自从6月进入汛期以来,我国多地发生强降雨人们在防汛的同时还要注意用电安全。下列做法正确的是( )。
A.雷雨天在大树下避雨;
B.雷雨天在室外不能使用手机拨打和接听电话;
C.用湿布擦拭使用中的台灯;
D.发现有人触电时,立即用手直接将人拉开
【答案】B。
【解析】A.雷雨天在大树下避雨,大树易遭雷击,故A错误;
B.雷雨天在室外不能使用手机拨打和接听电话,是正确的,因为手机易吸引雷电,故B正确;
C.用湿布擦拭使用中的台灯易触电,故C错误;
D.发现有人触电时,立即切断电源,用手直接将人拉开,导致救援的人也会触电,故D错误。
故选B。
9.思思用弹簧测力计、烧杯、适量的水测量大樱桃的密度,烧杯的重力为G0、底面积为S。如图甲,他用弹簧测力计测出数枚大樱桃的重力为G。如图乙,烧杯内水的深度为h。如图丙,将大樱桃浸没于水中,弹簧测力计的示数为F,取水的密度为ρ。下列说法正确的是( )。
A.乙图中,烧杯对桌面的压强;
B.这些樱桃的体积为;
C.丙图中, 烧杯底受到水的压强为;
D.樱桃的密度为为
【答案】C。
【解析】A.依题意得,烧杯中水的质量为
烧杯中水的重力为
乙图中,烧杯放在水平桌面上,烧杯对桌面的压力
乙图中,烧杯对桌面的压强,故A错误;
B.由二次称重法得,樱桃受到的浮力为
樱桃浸没在水中,樱桃的体积为,故B错误;
C.丙图中, 烧杯底受到水的压力大小为
烧杯底受到水的压强为,故C正确;
D.樱桃的质量为
樱桃的密度为,故D错误。
故选C。
10.在一次物理实验中,小于同学连接了如图所示的电路,电磁铁的B端有一个可自由转动的小磁针,闭合开关后,下列说法错误的是( )。
A.电磁铁的A端为N极;
B.小磁针静止时,N极水平指向左;
C.利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机;
D.当滑动变阻器滑动片P向右端移动,电磁铁磁性增强
【答案】C。
【解析】A、由图知道,电流从螺线管的右端流入、左端流出,由安培定则判断,电磁铁的A端是N极,B端是S极,故A正确;
B、电磁铁的B端是S极,由磁极间的作用规律可知,小磁针静止时,左端是N极,即N极水平指向左,故B正确;
C、该实验表明了电能生磁,利用这一现象所揭示的原理可制成电磁铁,故C错误;
D、当滑动变阻器滑动片P向右端移动时,变阻器接入电路的电阻变小,电路中电流变大,即电磁铁的磁性变强,故D正确。
11.如图所示,小球由静止开始沿着粗糙的曲面从a点向d点运动,其中b和d两点在同一水平高度。下列说法中正确的是( )。
A.小球从a点运动到c点,重力势能全部转化为动能;
B.小球在b点的机械能大于在c点的机械能;
C.小球在b点的动能等于在d点的动能;
D.小球从a点运动到d点的过程中,机械能一定全部转化为内能
【答案】B。
【解析】A.由题意可知,小球从a点运动到c点,要克服摩擦力做功,重力势能会部分转化为内能,故A错误;
B.小球从b点运动到c点时,克服摩擦力做功,会损失部分机械能,故小球在b点的机械能大于在c点的机械能,故B正确;
C.小球从b点运动到d点时,克服摩擦力做功,会损失部分机械能,小球在b点的机械能大于在d点的机械能,其中b和d两点在同一水平高度,重力势能相等,故小球在b点的动能大于在d点的动能,故C错误;
D.小球从a点运动到d点的过程中,由于摩擦,机械能部分转化为内能,故D错误。
故选B。
12.如图所示,电源电压恒为6V,定值电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R3的最大阻值为20Ω,下列说法正确的是( )。
A.S1闭合,S2断开,滑片从a端移到b端过程中,电压表的示数逐渐减小;
B.S1闭合,S2断开,滑片从a端移到b端过程中,电流表的示数最小值为0.3A;
C.S1、S2都闭合,滑片位于a端,电流表的示数为0.9A,则电阻R2的阻值为6.67Ω;
D.S1、S2都闭合,滑片位于a端,电流表的示数为0.9A,则电阻R1、R2消耗的电功率之比为2∶1
【答案】D。
【解析】AB.S1闭合,S2断开,电阻R1和变阻器R3串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流,滑片从a端移到b端过程中,变阻器连入电路的电阻变大,由串联分压可知,变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大,由电阻的串联可知电路的总电阻变大,由可知,电路中电流变小,滑片在b端时,电流值最小,电流表的示数最小值=0.2A,故AB错误;
CD.S1、S2都闭合,滑片位于a端,电阻R1和R2并联,电流表测量干路中的电流,通过R1的电流
=0.6A
通过R2的电流I2=I-I1=0.9A-0.6A=0.3A
电阻R2的阻值
电阻R1、R2消耗的电功率之比为P1∶P2=UI1∶UI2= I1∶I2=0.6A∶0.3A=2∶1
故C错误,D正确。
故选D。
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空与作图题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)
13.中国在2020年6月完成了“北斗”卫星全面组网工作。“北斗”卫星导航系统利用______(填“电磁波”、“超声波”或“红外线”)向地球传递信息。由于内部时刻发生着氢核的______(填“裂变”或“聚变”),太阳不断向外释放能量。卫星的太阳能电池板则将太阳能转化为电能供其使用。
【答案】 (1)电磁波;(2)聚变。
【解析】(1)“北斗”卫星导航系统传递信息利用的是电磁波。
(2)在太阳内部,氢原子核在超高温作用下发生聚变,释放巨大的核能。
14.如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播时同时发生反射和折射的光路图,其中______是入射光线,折射角的大小是_______。
【答案】BO;。
【解析】[1]根据光的反射规律可知,反射角等于入射角,所以我们需要在图中首先找到角度相等的两条光线,不难发现,AO与BO与NO的夹角相同,所以可知这两条为入射光线与反射光线,则OC为折射光线,据此可以判断BO为入射光线,OA为反射光线。
[2]折射角为折射光线与法线的夹角,根据前面的判断可知MO为界面NO为法线,所以可以计算出折射角为。
所以折射角为。
15.小雨参加社区志愿服务活动时,捡到一个正方体金属块。于是用刻度尺测出它的边长如图甲所示;用托盘天平测它的质量时,右盘中所放砝码的质量和游码在标尺上的位置如图乙所示。则金属块的边长为______cm,质量为______g。
【答案】2.00;21.6。
【解析】由图甲知,刻度尺的分度值是1mm,因为需要估读到分度值的下一位,所以数值估读到0.1mm;末端对应的刻度值是9.00cm,起始位置对应的刻度值是7.00cm,正方体金属块的边长
9.00cm-7.00cm=2.00cm
由图乙知,标尺的分度值为0.2g,所以正方体金属块的质量m=20g+1.6g=21.6g。
16.如图所示是某用户家的电能表,单独将电烤箱接入电路,正常工作30min,电能表的转盘转过300转,则电烤箱消耗的电能为______kW·h,它的实际功率为______W。
【答案】0.5;1000。
【解析】[1]电烤箱消耗的电能为;
[2]它的实际功率为。
17.老旧小区改造措施惠及万民,其中为房屋外墙安装保温层更换门窗等措施可减少散热,提高室温实现“节能减排”因此某居民楼一冬天可节约燃煤2.8×104kg,这些煤完全燃烧可放出的热量为______J,这些热量可使太阳岛人工湖中1.0×108kg的水温度升高______。[水的比热容为4.2×103J/(kg·),煤的热值为3.0×107J/kg]
【答案】;。
【解析】这些煤完全燃烧可放出的热量;
这些热量可使太阳岛人工湖中1.0×108kg的水温度升高
。
18.如图所示,验电器A带正电,用带有绝缘柄的金属棒将验电器A和不带电的验电器B的金属球连接起来,发现验电器B的金属箔片张开,则验电器B带______电,瞬间自由电子定向移动的方向是_______(选填“由A到B”或“由B到A”)。
【答案】正;由B到A。
【解析】[1]验电器A带正电(缺少电子),B不带电;用带绝缘柄的金属杆将两个验电器的金属球接触时,B验电器上自由电子(负电荷)向验电器A转移,与A上的正电荷发生中和,使A的张角变小;B失去电子而带正电,所以B的金属箔由于带上同种电荷相互排斥而张开。
[2]电子带负电且由B到A移动,因电流方向与电子定向移动的方向相反,所以电流方向是由A到B。
19.如图所示是某简易杠杆的示意图, 已知AOB水平,OA=OB,物体重力G为10N,拉力F的方向如图所示。该杠杆是___________杠杆,F=________ N。
【答案】费力;20。
【解析】依题意得
由图得,阻力臂为OA,动力臂,动力臂小于阻力臂,因此该杠杆是费力杠杆。
由杠杆平衡条件得,动力。
20.图甲所示的电路中,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω,电源电压保持不变。滑动变阻器R2的滑片P从最右端滑到最左端的过程中,得到R2的电功率与通过它的电流的关系,如图乙所示。在此过程中滑动变阻器R2的最大功率为___________W。当滑片P在最左端时,1min内电流通过R1产生的热量为 ___________J。
【答案】2.7;648。
【解析】[1]当滑动变阻器接入电路中的阻值为0时电路中的电流最大为0.6A,当滑动变阻器最大阻值接入电路时,电路电流最小为0.2A,则,
联立两式,解得
滑动变阻器R2的功率
可知当R2=R1时滑动变阻器R2的功率最大
在此过程中滑动变阻器R2的最大功率为2.7W。
[2]当滑片P在最左端时,滑动变阻器接入电路中的阻值为0,电路中的电流为0.6A,1min内电流通过R1产生的热量
1min内电流通过R1产生的热量为648J。
21.如图是撑杆跳运动员起跳动作示意图,请在图中画出运动员对撑杆A点竖直向下的拉力及其力臂。
【解析】从撑杆A点沿竖直向下画出拉力的示意图,从支点O向力F的作用线做垂线段,即为力F的力臂l,如图所示:
22.图甲是某宾馆床头柜上的开关示意图,图乙是其控制的电路,其中S1为旋钮开关,单独控制台灯的通断和亮度;S2为单独控制电视插座的开关。请在图乙中将电路图连接完整,要求符合安全用电原则。
【解析】台灯旋钮开关相当于滑动变阻器,它是控制台灯的,应与台灯串联,且开关应接在火线的一侧;开关S2是控制电视机的,它应与电视机插座串联,且开关应接在火线的一侧;如下图所示:
三、实验题(本大题共4小题,满分26分)
23.(6分)同学们用如图甲的装置探究影响凸透镜成像虚实的因素,进行如下实验。
(1)为更好地观察实验现象,应选择在 ___________(选填“较暗”或“较亮”)的环境下进行实验。
(2)用手电筒的光水平照射凸透镜,通过确定光的会聚点来测量凸透镜的焦距,在相同实验条件下,小丁和小刚测量相同透镜的焦距,小刚的测量结果总比小丁的测量结果小,经对比发现两人使用的手电筒略有不同(如图乙),则使用手电筒 ___________的测量结果准确度较高,小刚使用的应该是手电筒 ___________。
(3)正确测出焦距f后,点燃蜡烛继续实验。发现当物距u<f时,光屏上不能出现烛焰的像,但直接用眼睛透过透镜能观察到烛焰的像,说明该像是 ___________(选填“实”或“虚”)像;当u=f时,___________(选填“能”或“不能”)观察到烛焰的像;当u>f时,光屏上能出现烛焰的像,说明该像是 ___________(选填“实”或“虚”)像。同学们分析得出结论:像的虚实由u和f的大小关系决定。
【答案】较暗;A;A;虚;不能;实。
【解析】(1)蜡烛点燃时比较亮,在较暗的环境中,烛焰和环境的对比度比较大,烛焰的像会更清晰。
(2)测量凸透镜的焦距,需要用平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚成的最小、最亮的点才是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是焦距,所以手电筒A出来的光线是平行光,测量结果比较准确;手电筒B出来的光线是发散光线,测量的焦点比平行光测量的焦点距离凸透镜远一些,用它测量的焦距较大,小刚使用的应该是手电筒A。
(3)当物距u<f时,光屏上不能出现烛焰的像,该像是正立放大的虚像。
当u=f时,经过凸透镜折射光线是平行光,不能得到蜡烛的像。
实像可以成在光屏上,当u>f时,光屏上能出现烛焰的像,说明该像是实像。
24.(4分)如图甲是探究“水沸腾时温度变化特点”的实验装置。
液体
酒精
水银
凝固点
-117 °C
-39 °C
沸点
78 °C
357 °C
(1) 某时刻,温度计示数如图乙,温度是______°C。
(2)根据实验数据,作出了水温随时间变化的图像,如图丙中的a图线。由a图线可知,水佛腾时温度变化的特点是:持续吸热,温度______。
(3) 另一位同学使用相同装置,仅将水的质量减少,其他条件不变,根据实验数据作出水温随时间变化的图像可能是(______)。
A.a图线 B.b图线 C.c图线 D.d图线
(4) 结合图表丁,分析本实验中应选用______液体温度计。
【答案】89;保持不变(或不变);B;水银。
【解析】(1)图中温度计的分度值为1℃,示数为89℃。
(2)由a图线知道,水的沸点是98℃;水沸腾时温度不变,但需要不断吸热。
(3)由于液体上方的气压不变,则液体的沸点不变。又因为液体质量减少,吸热升温变快,加热至沸腾所用时间变短,故b符合。
故B正确。
(4)在标准大气压下,沸水的温度是100℃,酒精的沸点是78℃,水银的沸点是357℃,水银的沸点高于沸水的温度,所以测沸水的温度要选水银温度计。
25.(8分)乐乐所在的小组做“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验,器材有:长方体木块(各表面的粗糙程度相同),一面较光滑一面粗糙的长木板,弹簧测力计,钩码若干。
(设计实验)
(1)如图甲所示,乐乐用弹簧测力计水平拉动木块在___________运动,根据___________原理,木块在长木板上做匀速直线运动时受到的滑动摩擦力与弹簧测力计对木块的拉力是一对___________,此时木块所受的滑动摩擦力等于___________N。
(2)由于影响滑动摩擦力大小的因素可能有多个,在探究某一因素对滑动摩擦力大小的影响时,应该采用的研究方法是___________法。
(进行实验与收集数据)
小组已进行了四次实验,数据记录如表。
实验次数
压力大小
接触面的粗糙程度
滑动摩擦力F/N
1
木块平放
粗糙
2
2
木块平放
较光滑
1.6
3
木块平放十钩码
较光滑
1.8
4
木块侧放
粗糙
2
5
木块侧放
较光滑
(分析与论证)
(3)分析实验数据,由此得到的结论是滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,而与接触面积的大小___________,第五次实验,滑动摩擦力大小应等于___________N。
(反思与评估)
(4)乐乐发现在本实验中用的是木块,而课本中做“探究二力平衡的条件”的实验时用的是如图乙所示的小车,且放在较光滑的桌面上,原因是小车与桌面间的___________更小,从而减小对实验结果的影响。
【答案】匀速直线;二力平衡;平衡力;1.6;控制变量;无关;1.6;摩擦力。
【解析】(1)根据二力平衡的知识,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,弹簧测力计对木块的拉力等于木块受到的滑动摩擦力的大小;由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1.6N,此时的木块所受滑动摩擦力是1.6N。
(2)将多因素问题转化为单因素问题来研究的方法叫控制变量法;滑动摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度两个因素有关,所以探究中要采用控制变量法。
(3)实验表明,摩擦力的大小与接触面的大小没有关系,因此第5次实验中的摩擦力和第2次实验中相同,也是1.6N。
(4)用小车代替木块是变滑动为滚动减小摩擦力,放在较光滑的桌面上也是为了减小摩擦力,因此用小车代替木块并放在较光滑的桌面上,都是为了减小摩擦力对实验的影响。
26.(8分)在测量未知阻值R的实验中,小明设计了实验电路并进行连接,如图甲所示。
(1)在连接电路时,开关应处于 ___________状态。
(2)图甲是小明接好的实物连接图,其中有一条导线连接错误,该导线是第 ________条(从图中选填导线序号);
(3)改正错误后再进行实验,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到最 ________(选填“左”或“右”)端。小明闭合开关S,发现电流表无示数,电压表的示数较大,则电路故障可能是 _________。
(4)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图乙所示,则其示数为 ___________A,未知电阻R=___________Ω。
(5)若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为R0的定值电阻,小明设计了如图丙所示的电路,同样可以测量未知电阻Rx的阻值,请将以下实验步骤补充完整:
①闭合开关S、断开开关S1,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压为U1;
②___________,记下此时电压表读数为U;
③请写出未知电阻R阻值表达式:Rx=___________(用U、U1和R0表示)。
【答案】断开;2;左;未知电阻R断路;0.32;7.5;再闭合开关S1; 。
【解析】(1)[1]连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
(2)[2]原电路中,电阻和电压表没有连入电路中,电阻应与电流表串联,电压表与电阻并联,连接错误的导线是第2条,正确连接方式是,把2从定值电阻的左端改接到右端即可。
(3)[3]改正错误后进行实验,为了保护电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最左端。
[4]小明闭合开关S,发现电流表无示数,电路可能断路,电压表的示数较大,电压表串联在电路中,与电源连通,则电路故障可能是未知电阻R断路。
(4)[5]纠正错误,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.4V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.32A。
[6]未知电阻阻值为
(5)[7]实验步骤:①闭合开关S、断开开关S1,用电压表测出待测电阻Rx端的电压为U1;
②再闭合开关S1,用电压表测出电源的电压U;
[8]在①中,两电阻串联,电压表测待测电阻的电压;在②中,定值电阻短路,电压表测电源电压,由串联电路电压的规律,在①中,定值电阻的电压为
电路中的电流
未知电阻Rx阻值表达式。
四、计算题(本大题共3小题,满分22分)
27.(9分)如图甲所示,用弹簧测力计拉着一正方体物块处于静止状态,弹簧测力计的示数F为20N,物块的边长为0.1m。A、B两容器分别装有等高的水和酒精,容器液面高度比物块边长高,如图乙、丙所示。现将物块先后缓慢浸入 A、B两容器的液体中,当物块刚好浸没时,A、B两容器中弹簧测力计示数分别为F1和F2,且F1:F2=5:6(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)物块的质量;
(2)物块浸没在水中时所受浮力大小;
(3)酒精的密度;
(4)已知A容器底面积为B容器底面积的2.5倍。若物块浸没到水中后,水面升高了2cm,此时水对容器底部的压强为1.7×103Pa,则物块浸没到酒精中时,酒精对B容器底部的压强。
【答案】(1)2kg;(2)10N;(3);(4)。
【解析】(1)物块的质量
(2)物体的体积为
物块浸没在水中时所受浮力大小
(3)A中弹簧测力计的示数为
根据且F1:F2=5:6,可知,
可求出
那么物体在酒精中的浮力为
那么酒精的密度为
(4)水面升高了2cm,则A容器的底面积为
水对容器底部的压强为1.7×103Pa,说明此时的水面的高度为
则水面没有放物体前的高度为
B容器的底面积为
则物块浸没到酒精中时,酒精液面升高了
此时酒精液面的高度为
酒精对B容器底部的压强。
答:(1)物块的质量为2kg;(2)物块浸没在水中时所受浮力大小为10N;(3)酒精的密度为;(4)物块浸没到酒精中时,酒精对B容器底部的压强为;
28.(7分)某建筑工人的重力为,双脚与地面的接触面积是.该工人通过如图所示的滑轮组在内将建材匀速提升,此过程中工人对绳自由端的拉力为,已知动滑轮的重力为,不计绳重及轮与轴的摩擦。试求:
(1)该工人双脚站立在水平地面上没拉绳子时,对地面的压强是多少?
(2)该工人对绳子自由端拉力的功率是多少?
(3)如果绳子承受的拉力足够大,该工人用此滑轮组最大能够提起多重的物体?
【答案】(1);(2);(3)。
【解析】(1)该工人双脚站立在水平地面上没拉绳子时,对地面的压强是
(2)由于动滑轮上有两股绳承担物重,因此绳子自由端移动的速度是物体移动速度的2倍,绳子自由端移动的速度
该工人对绳子自由端拉力的功率是
(3)如果绳子承受的拉力足够大,该工人施加在绳子上的拉力最大为800N,等于自己的体重,该工人用此滑轮组最大能够提起的物重
答:(1)该工人双脚站立在水平地面上没拉绳子时,对地面的压强是;(2)该工人对绳子自由端拉力的功率是;(3)如果绳子承受的拉力足够大,该工人用此滑轮组最大能够提起重的物体。
29.(6分)如图所示,是一款利用高温水蒸气熨衣物的便携式挂烫机的简化电路图,它的工作电压为220V,电阻R1与R2的阻值不随温度变化,电阻R1的阻值为55Ω,它有高温档和低温档两种加热模式,高温档的额定功率为880W。求:
(1)高温档加热时,电路中的电流为多少?
(2)低温档加热时,电路中的功率为多少?
(3)若将水箱中0.22L的水从20℃加热到100℃,挂烫机至少需要加热多长时间?[水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)](不计热量损失)
【答案】(1)4A;(2)440W;(3)。
【解析】(1)高温档的额定功率为880W,它的工作电压为220V,高温档加热时,电路中的电流为
(2)当只闭合S1时,两电阻串联,再闭合S2时,R1短路,电路为R2的简单电路,根据串联电阻大于其中任一电阻,由可知,当只闭合S1时功率小,为低温档;两开关都闭合时为高温档,R2的阻值为
由串联电阻的规律,低温档加热时,电路的电阻
低温档加热时,电路中的功率为
(3)0.22L水的质量为
将水箱中0.22L的水从20℃加热到100℃,吸收的热量
求挂烫机加热的最短时间,故应选用高温档,因不计热量损失,挂烫机至少需要的加热时间
答:(1)高温档加热时,电路中的电流为4A;(2)低温档加热时,电路中的功率为440W;(3)若将水箱中0.22L的水从20℃加热到100℃,挂烫机至少需要加热。
五、综合题(本大题共2小题,满分12分)
30.(5分)阅读短文,回答问题:
嫦娥奔月
我国“嫦娥二号”卫星于2010年10月1日发射成功,约5天后进入如图所示的环月轨道。它的质量为2.3t,与“嫦娥一号”相同;它环月的平均高度为100km,较“嫦娥一号”200km的环月高度离月球更近,更宜于对月球的精细测绘。
2013年年底,“嫦娥三号”卫星携带“中华牌”月球车登月探测。已经探明,月球上无水,无大气。物体在月球上的重力只有地球表面重力的。月球昼夜间隔大约相当于地球上的14天。也就是说,登上月球的月球车,最多可以连续工作14天,进入月夜以后,它由于无法通过光能发电,进入休眠状态。14天后,又能自动醒来。月球表面白昼时温度高达150℃,黑夜时低至﹣180℃。“嫦娥三号”在登录月球时将使用软着陆方式,采用边降落边用发动机反推,以减缓降落速度。在大约距离月球15公里时,反推发动机就要点火工作,到离月球100米时,卫星将暂时处于悬停状态,此时它已不受地球上工程人员的控制,因卫星上携带的着陆器具有很高智能,它会自动选择一块平整的地方降落,并在离月球表面4米的时候关闭推进器,卫星呈自由落体降落,确保软着陆成功。
(1)“嫦娥二号”的月球重力势能最大的位置是______;(选填“近月点”或“远月点”)
(2)当“嫦娥二号”从近月点向远月点运动时,它的动能将______(变大/变小/不变);
(3)对于“嫦娥”卫星登月的情景,下列说法正确的是(______)
A.反推发动机能使“嫦娥三号”悬停于100米处空中,利用的是卫星具有惯性
B.“嫦娥三号”高速降落时将由于摩擦而导致表面温度急剧升高
C.相对月球,“嫦娥一号”比“嫦娥二号”的势能更大
D.“嫦娥三号”登月时打开降落伞可以辅助减速
(4)月球车的质量为120kg,它在月球表面上方竖直下落4m时,月球重力对它做的功为______J;(g取10N/kg)
(5)月球车工作的电能是由______能转化来的。
【答案】远月点;变小;C;800J;光能(或太阳能)。
【解析】(1)“嫦娥二号”距月球距离越远,月球重力势能越大,故月球重力势能最大处为远月点。
(2)“嫦娥二号”从近月点向远月点运动时,月球重力势能增大,它的动能将变小。
(3)A.反推发动机能使“嫦娥三号”悬停于100米处空中,利用的是力的作用是相互的,故A错误;
B.月球表面没有空气,“嫦娥三号”高速降落时没有摩擦,故B错误;
C.相对月球,“嫦娥二号”环月的平均高度为100km,较“嫦娥一号”200km的环月高度离月球更近,“嫦娥一号”比“嫦娥二号”的势能更大,故C正确;
D.月球表面没有空气,“嫦娥三号”登月时打开降落伞不能辅助减速,故D错误。故选C。
(4)月球车在月球重力为。
月球重力对它做的功为
(5)月球车上的太阳能电池板把太阳能转化为电能。
31.(7分)某安全设备厂研发了一种新型抗压材料,要求对该材料能承受的撞击力进行测试。如图甲所示,材料样品(不计质量)平放在压力传感器上,闭合开关S,将重物从样品正上方h=5m处静止释放,撞击后重物和样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品,并最终静止在样品上的过程中,电流表的示数I随时间t变化的图像如图乙所示,压力传感器的电阻R随压力F变化的图像如图丙所示。已知电源电压U=12V,定值电阻R0=10Ω,重物下落时空气阻力忽略不计。求:
(1)重物下落时,重物作 ______速直线运动,其重力势能转化为 ______能;
(2)0~t1时间内,重物在空中下落,电流表示数是 ______A,压力传感器的电阻是 ______Ω;
(3)t1~t3时间内,重物与样品撞击,通过电流表的最大电流是 ______A,样品受到的最大撞击力是 ______N;撞击后重物静止在样品上,定值电阻R0的功率是 ______W。
【答案】变(加);动;0.1;110;0.8;400;0.4。
【解析】(1)[1][2]重物下落时,受到竖直向下重力的作用,所以重物作变(加)速直线运动。此时重力的重力势能减小,动能增大,所以是重力势能转化为动能。
(2)[3]0~t1时间内,重物在空中下落,由图乙可知,此时电流大小为0.1A。
[4]根据可知,电路中的总电阻为
则压力传感器的电阻是
(3)[5]由乙图可知,t1~t3时间内,重物与样品撞击,最大电流为0.8A。
[6]此时电路中的总电阻为
压力传感器的电阻为
由图丙可知,当压力传感器电阻为5Ω时,压力为400N。
[7]撞击后重物静止在样品上,由图乙可知,此时电路中的电流为0.2A,根据可知,定值电阻R0的功率是
(4)[8]已知高度为5m,当重物静止在压力传感器上时,重力大小等于压力大小,此时电流为0.2A,则电路中的总电阻为
压力传感器的电阻为。
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