物理(镇江卷)-冲刺中考:2024年中考物理第一次模拟考试
展开1、锻炼学生的心态。能够帮助同学们树立良好的心态,增加自己的自信心。
2、锻炼学生管理时间。通过模拟考试就会让同学们学会分配时间,学会取舍。
3、熟悉题型和考场。模拟考试是很接近中考的,让同学们提前感受到考场的气氛和布局。
中考的取胜除了平时必要的学习外,还要有一定的答题技巧和良好心态。此外,通过模拟考试还能增强学生们面对高考的信心,希望考生们能够重视模拟考试。
2024年中考第一次模拟考试(镇江卷)
物理·全解全析
(考试时间:100分钟 试卷满分:100分)
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题只有一个选项是正确的)
1.如图所示,以下关于声现象的分析正确的是( )
A.图甲中,说明两发声体发出声音的音色不同
B.图乙中,公路两旁设置屏障,是从声音的产生环节防治噪声
C.图丙中,与音叉接触的小球被弹起,说明振幅越大,音调越高
D.图丁中,汽车安装的倒车雷达,是利用超声波反射来定位的
【答案】D
【详解】A.图甲中,两波形的振幅不同,说明声音的响度不同,两波形在相同时间振动的次数不同,振动频率不同,说明声音的音调不同,两波形的形状相同,故音色相同,故A错误;
B.图乙中,公路两旁设置屏障,是从声音的传播过程中防治噪声,故B错误;
C.图丙中,与音叉接触的小球被弹起,说明声音是由物体的振动产生的,故C错误;
D.图丁中,汽车安装的倒车雷达,是利用超声波的反射来定位的,此现象说明了声音可以传递信息,故D正确。
故选D。
2.“二十四节气”被誉为“中国古代第五大发明”,已正式列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。下列有关部分节气包含的物理知识的解释正确的是( )
A.白露:天气转凉,露凝而白,露的形成过程是汽化现象
B.寒露:露水已寒,将要结冰,水结冰的过程是凝固现象
C.霜降:天气渐冷,开始有霜,霜的形成过程是凝固现象
D.大雪:降雪增多,渐有积雪,积雪消融过程需要放热
【答案】B
【详解】A.露是空气中的水蒸气变成小水滴,是气态变成液态的过程,是液化现象,故A错误;
B.水结成冰,是液态变成固态的过程,是凝固现象,故B正确;
C.霜的形成,是空气中的水蒸气直接变成固态的过程,是凝华现象,故C错误;
D.积雪消融,是固态变成液态的过程,是熔化现象,熔化吸热,故D错误。
故选B。
3.周末的橘子洲头游人如织,游客纷纷来此地拍照打卡,赏湘江北去,鱼翔浅底。下列说法正确的是( )
A.游人看到水中的鱼,这是光的反射现象
B.树荫下的光斑是光的直线传播形成的
C.岸边的高楼在水中的倒影是光的折射现象
D.照相机是利用凸透镜成正立、缩小、实像的原理制成的
【答案】B
【详解】A.游人看到水中的鱼,是鱼的虚像,是由于光从水中斜射入空气中发生折射形成的,这是光的折射现象,故A错误;
B.小孔成像的原理是光的直线传播,树荫下的光斑由于小孔成像形成的太阳的像。树荫下的光斑是光的直线传播形成的,故B正确;
C.岸边的高楼在水中的倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故C错误;
D.照相机是利用凸透镜成倒立、缩小、实像的原理制成的,故D错误。
故选B。
4.如图所示是足球从A处落到地面后反复弹起落下的示意图,图中虚线为足球的运动轨迹。以下说法正确的是( )
A.从A点到E点的过程中机械能守恒
B.从C点到D点的过程中重力势能在变大
C.从D点到E点的过程中弹性势能变大
D.足球在整个运动过程中机械能逐渐减小
【答案】D
【详解】AD.小球向右运动过程中,弹起的高度逐渐减小,这是因为小球受到空气阻力的作用会损失一部分机械能,同时与地面碰撞时也会损失一部分机械能,即小球的机械能不守恒,故A错误、D正确;
B.从C点到D点的过程中,小球的质量不变,高度变小,重力势能变小,故B错误;
C.D点到E点的过程中,小球的弹性形变程度变小,弹性势能变小,弹性势能转化为动能,故C错误。
故选D。
5.如图所示,是北京冬奥会上我国健儿比赛的精彩瞬间。下列说法正确的是( )
A.图甲中,运动员腾空后其惯性消失了
B.图乙中,曲棍球运动员用球杆击球时,球杆是费力杠杆
C.图丙中,滑雪运动员上升到最高点时受到平衡力的作用
D.图丁中,滑板运动员的滑板做成又宽又大,主要是为了增大摩擦
【答案】B
【详解】A.一切物体在任何时候都有惯性,图甲运动员腾空后仍具有惯性,故A错误;
B.图乙中的球杆在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B正确;
C.图丙滑雪运动员上升到最高点时只受重力的作用,受到非平衡力的作用,故C错误;
D.图丁中,滑板运动员的滑板做成又宽又大,目的是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D错误。
故选B。
6.如图所示,取暖“神器”当开关S1闭合时,电热丝R工作,再闭合开关S2,电动机M才能启动,取暖器摇头。电热丝未工作时,取暖器不能摇头。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由题意可知,当开关S1闭合时,电热丝R工作,再闭合开关S2,电动机M才能启动,取暖器摇头,说明电热丝R可以独立工作,则电热丝R与电动机M应并联;电热丝未工作时,取暖器不能摇头,这说明开关S1位于干路,开关S2位于电动机的支路上。
故选C。
7.如图甲所示,将质量相等的冰和烛蜡分别装在两个相同的试管中,放入装有水的烧杯中加热。绘制出温度随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲中使用水浴加热是因为水的比热容大
B.图甲中两试管放在同一烧杯中加热,可以控制相同时间内冰和烛蜡吸收的热量相同
C.由图乙可知,A图线对应物质的内能先增大后不变再增大
D.由图乙可知,B图线对应的物质是冰
【答案】B
【详解】A.图甲中使用水浴加热是使固体物质均匀受热,故A错误;
B.图甲中两试管放在同一烧杯中加热,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是:可以控制相同时间内冰和烛蜡吸收的热量相同,且物质受热均匀,故B正确;
C.由图乙可知,A图线对应物质有固定的熔点,所以是晶体,晶体在熔化前后以及熔化过程中都要吸热,所以该物质的内能一直增大,故C错误;
D.由图乙可知,B图线对应的物质没有固定的熔点,为非晶体,不是冰,故D错误。
故选B。
8.如图所示是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片跟滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。当油箱中的油量减少时( )
A.R接入电路中的电阻减小B.电路的总功率增大
C.电流表示数减小 D.R0两端电压增大
【答案】C
【详解】A.当油箱中的油量减少时,浮子向下运动,滑杆会向上运动,变阻器接入电路中电阻增大,故A不符合题意;
C.定值电阻与变阻器串联,电流表测量电路中电流,当变阻器接入电路中电阻增大时,电路中电阻增大,由欧姆定律得,电路中电流减小,因此电流表示数减小,故C符合题意;
B.由P=UI得,电路的总功率减小,故B不符合题意;
D.电路中电流减小,由欧姆定律得,R0两端电压减小,故D不符合题意。
故选C。
9.R1与R2此时接入电路中的阻值相同,S1断开,S2闭合;求下列操作中,一定可以使电流表示数变大的是( )
A.闭合S1,断开S2 B.闭合S1,向右滑动滑片P
C.减小电源电压,闭合S1 D.增大电源电压,向右滑动滑片P
【答案】B
【详解】S1断开,S2闭合时,只有R2接入电路,电流表的示数I=I2。
A.闭合S1 ,断开 S2时,只有R1接入电路,由于R1与R2此时接入电路中的阻值相同,则电流表的示数不变,故A不符合题意;
B.闭合S1 ,R1与R2并联,由于R1与R2此时接入电路中的阻值相同,则
I2=I1=UR1
由并联电路的总电阻比任何一个分电阻都小可知,向右滑动滑片P,总电阻总是比R1小,则I>I1,故I>I2
故B符合题意;
C.闭合S1 ,R1与R2并联,由于R1与R2此时接入电路中的阻值相同,电路的总电阻为
R总=R×RR+R=12R
电流表的示数
I=UR总=U12R=2UR
故电流表可能变小、不变也可能变大,故C不符合题意;
D.向右滑动滑片P,R2接入电路的阻值变大,当增大电源电压时,由I=UR可知,电流表的示数可能变大、可能不变、也可能变小。故D不符合题意。
故选B。
10.“生命宝贵,安全第一”是同学们应具有的安全意识。下列做法不符合安全用电原则的是( )
A.连接家庭电路时,开关接在火线和用电器之间
B.若家用电器着火,先切断电源,再用灭火器灭火
C.使用试电笔时,手指按住笔尾金属体
D.更换灯泡时,没有断开电源开关
【答案】D
【详解】A.为防止断开开关,用电器仍与火线直接相连,开关应串联接在火线和用电器之间。故A不符合题意;
B.灭火器里面喷出的物质含可导电材料,若家用电器着火,先切断电源,再用灭火器灭火,否则容易造成短路,故B不符合题意;
C.根据试电笔的原理,使用试电笔时,手指应按住笔尾金属体,但不可接触笔尖,故C不符合题意;
D.更换灯泡时,必须断开电源,否有触电的危险,故D符合题意。
故选D。
11.如图 所示,小明根据图甲的杆秤原理设计了图乙所示的装置。AOB为轻质杠杆,O为支点,边长为10cm的正方体M通过轻质细线悬挂于A点,AO的距离为10cm,重为5N的秤砣Q通过轻质细线悬挂在杠杆上。当 M浸没在不同液体中,移动Q使得杠杆水平平衡时,在Q悬挂的位置标上相应液体的密度,就可以把此装置制作成密度秤。已知 OB的距离为 80cm,当 M 未浸入液体中,Q 悬挂于B点刚好能使杠杆水平平衡。不计支点处的摩擦,下列说法正确的是( )
A.M浸没在水中时所受的浮力为1N
B.M的质量为 40kg
C.水的密度应标在距离O点 60cm 处
D.离 O点越近的位置标的液体密度越小
【答案】C
【详解】A.边长为10cm的正方体M浸没在水中时所受的浮力
F浮=ρgV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m3=10N
故A错误;
B.当 M 未浸入液体中,Q 悬挂于B点刚好能使杠杆水平平衡, OB的距离为 80cm,AO的距离为10cm,由杠杆平衡条件可得
GM×OA=GQ×OB
代入数据得
GM×10cm=5N×80cm
解得
GM=40N
则M的质量
mM=GMg=40N10N/kg=4kg
故B错误;
C.当 M浸没在水中,M对A端的拉力
FA=GM-F浮=40N-10N=30N
由杠杆平衡条件可得,OC的距离
FA×OA=GQ×OC
代入数据,解得
OC=30N×10cm5N=60cm
故水的密度应标在距离O点 60cm 处,故C正确;
D.液体密度越小,M受到的浮力越小,M对A端的拉力越大,由杠杆平衡条件可知,OC的距离越大,所以离 O点越远的位置标的液体密度越小,故D错误。
故选C。
12.如图甲所示的电路,电源电压恒定。闭合开关S,移动滑片P,电压表示数随电流表示数变化的图像如图乙所示。以下分析正确的是( )
A.电源电压为10V
B.R0最大功率为1W
C.滑片P向左移动过程中,R0两端电压逐渐变小
D.滑片P向右移动过程中,电压表与电流表的比值变大
【答案】D
【详解】由图甲得,电阻R0与滑动变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量滑动变阻器电压。
A.由图乙得,当电压表示数为10V时,电流表示数为0.1A,由串联电路特点与欧姆定律得
U源=U0+I1R0=10V+0.1A×R0
当电压表示数为0V时,电流表示数为0.6A,由串联电路特点与欧姆定律得
U源=I2R0=0.6A×R0
解得
U源=12V,R0=20Ω
故A错误;
B.R0最大功率为
P0max=I22R0=0.6A2×20Ω=7.2W
故B错误;
C.滑片P向左移动过程中,滑动变阻器接入电路中电阻变小,变阻器分到电压变小,R0两端电压逐渐变大,故C错误;
D.滑片P向右移动过程中,滑动变阻器接入电路中电阻变大,电压表与电流表的比值为变阻器接入电路中的阻值,变大,故D正确。
故选D。
二、填空题(本题共9个小题,每空1分,共28分。)
13.锅边糊是福州的传统风味小吃。烹调时,将大米加清水磨成的浓米浆沿烧热的锅边浇一圈,待半熟后用锅铲铲入正熬着的美味汤中。米浆在烧热的锅边烙到半熟起卷,是通过 来增加米浆的内能。刚煮好的锅边糊上方飘着“白气”,是由于锅内水蒸气上升时遇冷 形成小水珠;闻到锅边糊的鲜香味,是因为食物分子在 。
【答案】 热传递 液化 不停地做无规则运动
【详解】[1]米浆在烧热的锅边烙到半熟起卷,这是通过热传递来增加米浆的内能。
[2]刚煮好的锅边糊上方飘着“白气”, “白气”是由锅内水蒸气上升时遇冷液化形成的小水珠,属于液化现象。
[3]能够闻到锅边糊的鲜香味,这是扩散现象,因为食物分子在不停地做无规则运动。
14.如图所示,运动员推铅球,铅球离开手后能继续前进是因为铅球具有 ,假如不计空气摩擦,铅球飞行轨迹的最高点c时,铅球处于 (选填“平衡”、“非平衡”)状态。落到地面d点时,会将地面砸出一个坑,这说明力能改变物体的 。
【答案】 惯性 非平衡 形状
【详解】[1]一切物体都有保持原来的运动状态不变的性质,这种性质叫做惯性。铅球离开手后之所以能继续前进,就是因为铅球具有惯性。
[2]物体的速度大小或运动方向发生改变时,物体处于非平衡状态。不计空气摩擦,铅球飞行轨迹的最高点c时,铅球只受到重力作用,处于非平衡状态。
[3]地面在力的作用下发生了形变,说明力能改变物体的形状。
15.物理就在我们身边,吸管是我们生活中常见的物品,利用它能做许多有趣的实验:
(1)如图1所示,将一根摩擦过的吸管悬挂起来,用一根带负电的橡胶棒去靠近它时,发现吸管会被排斥,这说明吸管带的是 电荷;
(2)如图2所示,用吸管喝饮料,从物理学的角度分析,其实是 将饮料压入口中的;
(3)如图3所示,将两根相同的蜡烛并列摆放,左边的蜡烛已经在燃烧。要将右边的蜡烛点燃,可以用吸管向 (选填“A”或“B”)处吹气。
【答案】 负 大气压 B
【详解】(1)[1]将一根摩擦过的吸管悬挂起来,用一根带负电的橡胶棒去靠近它时,发现吸管会被排斥,根据同种电荷相互排斥可知,吸管带的也是负电荷。
(2)[2]用吸管喝饮料,先将管中空气吸出,管内气压减小,管外大气压不变,管外大气压大于管内气压,大气压将饮料通过吸管压入口中。
(3)[3]图中将两根相同的蜡烛并列摆放,左边的蜡烛已在燃烧。要将右边的蜡烛点燃,可以用吸管向B处吹气,使中间空气流速变大,压强变小,这样火焰会向右偏,可以将右侧的另一支蜡烛点燃。
16.如图是环卫工人用扫帚打扫卫生的情景,环卫工人右手不动,用左手拉动扫帚杆中部,此时扫帚属于 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,这样做的好处是 。扫地时用力下压扫帚会使地面受到的摩擦力 。
【答案】 费力 省距离 增大
【详解】[1]扫帚在使用过程中,动力臂小于阻力臂,为费力杠杆。
[2]根据杠杆的平衡条件可知,使用费力杠杆时,虽然费力,但可以省距离。
[3]用力下压扫帚,是通过增大压力的方法来增大摩擦的,扫地时用力下压扫帚会使地面受到的摩擦力会增大。
17.湖边道路上的灯光亮时,湖水上方实景与湖中“倒影”交相辉映,形成一幅绚丽多彩的图案。已知某处水深为3m,该处湖边一路灯距水面6m,则该灯的“倒影”距水面 m;若湖水再上涨0.2m,则该路灯与其对应“倒影”相距 m;一只小鸟以3m/s的速度平行于水面飞行,水中的“倒影”相对于小鸟是 (选填“静止的”、“运动的”)。
【答案】 6 11.6 静止的
【详解】[1]路灯距水面6m,由平面镜成像特点可知,该路灯的“倒影”距水面的距离也是6m。
[2]若湖水再上涨0.2m,则路灯距水面的距离为
6m﹣0.2m=5.8m
那么该路灯的“倒影”距水面也是5.8m,则该路灯与其对应“倒影”相距
5.8m+5.8m=11.6m
[3]小鸟平行于水面飞行,倒影与小鸟之间位置没有发生变化,若以小鸟为参照物,它在水中的倒影是静止的。
18.如图,快递公司正借助传送带分捡包裹。传送带的表面往往比较粗糙,其目的是 ,包裹与传送带一起做水平匀速直线运动时,以传送带为参照物,则包裹是 (选填“静止”或“运动”)的。若长方体包裹长50cm,宽20cm,高10cm,质量为20kg,则包裹平放在水平传送带上时对传送带的压强为 Pa。(g=10N/kg)
【答案】 增大摩擦力 静止 2000
【详解】[1]压力相同时,增大接触面的粗糙程度可增大摩擦力,故传送带的表面往往比较粗糙,其目的是增大摩擦力。
[2]包裹与传送带一起做水平匀速直线运动时,以传送带为参照物,包裹的位置没有发生变化,则包裹是静止的。
[3]由题意可得,包裹平放在水平传送带上时对传送带的压力
F=G=mg=20kg×10N/kg=200N
受力面积
S=50cm×20cm=1000cm2=0.1m2
包裹平放在水平传送带上时对传送带的压强
p=FS=200N0.1m2=2000Pa
19.如图所示是利用特制水银温度计、电磁继电器、小灯泡、电铃等元件自制的温度自动报警器示意图。
(1)控制电路接通时能吸引衔铁是因为电流具有 效应;
(2)当环境温度达到设定的报警温度时,工作电路中 通电工作;
(3)若要提高报警温度,应将温度计上端的金属丝向 调整;
(4)写出一种可增大电磁铁磁性的方法: 。
【答案】 磁 电铃 上 增加电磁铁线圈匝数
【详解】(1)[1]控制电路接通时,通过电磁铁有电流,电磁铁会产生磁性,能吸引衔铁,这说明电流具有磁效应。
(2)[2]当环境温度达到设定的报警温度时,控制电路是闭合的,电路中有电流,电磁铁具有磁性,衔铁会被吸下,使得工作电路中电铃接入电路中。
(3)[3]若要提高报警温度,应将温度计上端的金属丝向上调整。
(4)[4]要增大磁性,可以通过增大电源电压来增大电路中的电流,也可以增加电磁铁线圈的匝数。
20.如图所示,工人利用斜面和滑轮将物体从斜面底端匀速拉到顶端,斜面高1m,长2m,物体重500N,平行于斜面的拉力为200N,所用时间为10s。在此过程中,物体的动能 (选填“增大”、“减小”或“不变”),拉力的功率为 W,把物体直接提高到斜面顶端做的功为有用功,则这个装置的机械效率为 。
【答案】 不变 80 62.5%
【详解】[1]动能的大小与质量和速度有关,物体匀速拉动时,速度不变,动能不变。
[2]根据动滑轮的特征,拉力F移动的距离为
s拉=2s=2×2m=4m
拉力所做的总功为
W总=Fs拉=200N×4m=800J
拉力的功率为
P=W总t=800J10s=80J
[3]把物体拉到顶端做的有用功为
W有=Gℎ=500N×1m=500J
整个装置的机械效率为
η=W有W总×100%=500J800J×100%=62.5%
21.将额定电压为4V的小灯泡L和电阻R1、R2接入如图甲所示的电路中,电源电压恒定,灯泡L和R1的电流与电压的关系图像如图乙所示。闭合开关S1、S2,电压表示数为2V,则电源电压为 V;闭合开关S1、S3,小灯泡正常发光,则R2的阻值为 Ω,小灯泡的额定功率为 W。
【答案】 8 5 3.2
【详解】[1]由电路图可知,当闭合S1、S2时,R1与L串联,电压表测灯泡两端电压,由图像知,灯泡两端电压为2V时的电流为0.6A,串联电路中电流处处相等,即通过R1的电流也为0.6A,
R1的电流为0.2A时,电压为2V,通过R1的电流与其两端的电压成正比,所以通过R1的电流为0.6A时,它两端电压为
U1=×2V=6V
所以电源电压
U=UL+U1=2V+6V=8V
[2][3]当只闭合S1、S3时,R2与L串联,电压表仍测灯泡两端电压,由灯泡正常发光可知,此时灯泡两端电压为4V,由图像知,通过灯泡的电流为0.8A,则灯泡的额定功率
PL=ULIL=4V×0.8A=3.2W
由串联电路特点可知
I2=IL=0.8A,U2=U−UL=8V−4V=4V
由欧姆定律可得,R2的阻值
R2=U2I2=4V0.8A=5Ω
三、解答题(本题共9个小题,共48分。解答28、29、30题时应有必要的解题过程)
22.(2分)如图甲所示,《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂(chōng),其简化原理如图乙所示,O为支点,F2为阻力(由锤头重力产生),请作出阻力臂l2及踩在A处的最小动力F1。
【答案】
【详解】由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在O点,因此OA作为动力臂最长,过A点垂直于OA向下做出最小动力F1的示意图;从O点做F2的作用线的垂线段,垂线段的长即为阻力臂l2。如图所示:
23.(2分)在图中,给出的入射光线AO画出其反射光线OB和折射光线OC,并标出反射角和折射角。
【答案】
【详解】入射光线与法线的夹角为入射角α;根据反射角等于入射角做出反射光线,反射角为β;当光从水斜射空气中入中时,折射光线将向远离法线的方向偏折,折射光线与法线的夹角为折射角γ,折射角大于入射角,如图所示:
24.(2分)小红家卧室安装了两盏“220V,11W”的壁灯L1、L2和一个三孔插座,把a、b、c三个点的导线正确连接在家庭电路中,要求开关S只控制两盏电灯且都能正常发光。
【答案】
【详解】开关S控制两盏电灯且都能正常发光,两灯泡并联,开关S要接在火线与灯之间,如图所示:
25.(6分)如图所示,在探究凸透镜成像的实验中,将一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,得到图甲所示的光路图。
(1)利用这个凸透镜在图乙装置中进行以下操作:
①如果烛焰在光屏上的像偏高,应将凸透镜向 (选填 “上”或“下”)调节;
②当烛焰距凸透镜30cm时,移动光屏可在光屏上得到一个清晰的像。实际应用中, (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)成像原理与此类似;
③当物距为5cm时,无论怎样调节光屏,光屏上始终接收不到清晰的像,这时应从凸透镜的 (选填“左”或“右”)侧透过凸透镜直接观察到 立的像;
(2)小华同学在一次实验中用“F”光源在光屏上得到了一个倒立的清晰的像,爱动手实验的小华在光源和光屏之间放了一个 眼镜(选填“近视”或“远视”),需要将光屏远离透镜才能再次出现清晰的像;
(3)继续利用该凸透镜进行实验;把高为2cm的发光棒立于凸透镜前,在光屏上成了3cm高的像,则测量出的像离凸透镜的距离可能是 。
A.8cm B.12cm C.25cm
【答案】 下 照相机 右 正 近视 C
【详解】(1)由图甲知道,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距是f=60.0cm-50.0cm=10.0cm
①[1]如果烛焰在光屏上的像偏高,根据过光心的光线传播方向不变知道,应将凸透镜向下调节。
②[2]当烛焰距凸透镜30cm时,此时u>2f,光屏上成倒立、缩小的实像,照相机就是利用此原理制成的。
③[3][4]当物距为5cm时,此时u<f,成正立、放大的虚像,光屏接收不到,这时应从凸透镜的右侧透过凸透镜直接观察到正立的像。
(2)[5]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,故在光源和光屏之间放了一个近视眼镜,将光屏远离透镜才能再次出现清晰的像。
(3)[6]继续利用该凸透镜进行实验;把高为2cm的发光棒立于凸透镜前,在光屏上成了3cm高的像,说明此时成倒立放大的实像,根据2f>u>f,v>2f,成倒立、放大的实像,因此像离凸透镜的距离可能25cm,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
26.(6分)小明做“测小灯泡的电功率”实验时,所用器材有:电压为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,标有“40Ω 1A”的滑动变阻器以及符合实验要求的电压表、电流表、开关和导线;
(1)如图甲所示是小明连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线;
(2)小明改正错误后,闭合开关前应将滑片P置于最 端;
(3)小明通过移动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成了如图乙所示的U﹣I图像,根据图像提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(4)若实验中电流表坏了,为了测量小灯泡的额定功率,小明又用一个定值电阻R0接在原电路电流表的位置,设计了如图丙所示的电路,然后调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V,接着保持滑片位置不变,将电压表的 点(选填“a”或“b”)接线改接到c点,观察并记录电压表示数U,则小灯泡的额定功率可表示为P额= ;所选用的定值电阻R0的阻值不得超过 Ω。
【答案】 左 0.5 b 2.5V×U−2.5VR0 2.5
【详解】(1)[1]原电路中,电流表与灯并联,电压表串联在电路中,是错误的,电流表与灯串联,电压表与灯并联,如图所示
(2)[2]为了保护电路,闭合开关前应将滑片P置于阻值最大处,即最左端。
(3)[3]由如图乙所示的U﹣I图像,灯的电压为2.5V时,电流大小为0.2A,小灯泡的额定功率是P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
(4)[4][5][6]电压表测灯的电压,当灯电压为2.5V时,灯正常发光;接着保持滑片位置不变,根据电流从电压表正接柱流入,将电压表的b接线改接到c点,观察并记录电压表示数U,因各电阻的大小和电压大小都不改变,根据串联电路电压的规律,定值电阻的电压为U0=U﹣2.5V
由欧姆定律,通过定值电阻的电流I0=U0R0=U−2.5VR0
根据串联电路电流的规律,即为灯的额定电流,则小灯泡的额定功率可表示为
P额=U额I额=2.5V×U−2.5VR0
在实验操作中,因电压表选用0-3V的量程,既要测灯的额定电压,又要测灯与R0的电压,故定值电阻R0的最大电压不能超过3V﹣2.5V=0.5V
因灯正常工作时的电流IL=0.2A
由欧姆定律I=UR
故R0的最大阻值不能超过R0大=U0IL=Ω
所选用的定值电阻R0的阻值不得超过2.5Ω。
27.(8分)小明在花坛中拾得两块不同的景观石(不吸水),他将两块景观石带到学校实验室测量密度。
(1)将天平放在水平实验台上并将游码移到 处,发现托盘天平的指针如图甲所示,此时他应该将平衡螺母向 调节,使天平横梁平衡。然后将较小的一块景观石放到天平的左盘,在天平的右盘加减砝码;
(2)天平平衡后,右盘中砝码和游码的位置如图乙所示,小景观石的质量为 g;利用量筒和水测量小景观石的体积如图丙所示。则该景观石的密度为 g/cm3;
(3)小明在测量另一块景观石时发现无法放入量筒中,于是他采用了以下方法进行测量;
①将空烧杯放入盛有适量水的底面积为100cm2的柱形玻璃容器中,如图甲所示,用刻度尺测量出水深h1=10cm;
②将景观石直接放入水中,如图乙所示,用刻度尺测量出水深h2=12cm;
③将景观石从水中拿出放入空烧杯中,如图丙所示,用刻度尺测量出水深h3=16cm,此时水对容器底部的压强为 Pa;景观石所受的浮力为 N;
④小明根据测量过程计算出较大景观石的密度为 kg/m3;在实验后的交流中发现,步骤③中放入空烧杯的景观石沾有一些水,则测出景观石的密度将 。
【答案】 零刻度线 左 62 3.1 1600 0 3×103 不变
【详解】(1)[1]为了减小用天平测量物体的质量时产生的误差,实验前,应将天平放在水平实验台上,并将游码移到标尺的零刻度线处。
[2]由图甲可知,天平横梁向右倾斜,由右偏左调可知,应将平衡螺母向左调节,直到天平横梁水平平衡。
(2)[3]由乙图可知,标尺的分度值为0.2g,游码对应刻度为2g,则小景观石的质量
m=50g+10g+2g=62g
[4]由丙图可知,量筒的分度值为4mL,放入小景观石前,量筒示数为60mL,放入小景观石后,量筒示数为80mL,则小景观石的体积
V=80mL-60mL=20mL=20cm3
则该景观石的密度
ρ=mV=62g20cm3=3.1g/cm3
(3)③[5]图丙中,水深为16cm,则水对容器底部的压强
p=ρ水gh3=1×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1600Pa
[6]图丙中,景观石在小烧杯中,景观石没有排开液体,所以景观石不受浮力作用,故景观石所受的浮力为0。
④[7]由甲乙两图可知,景观石的体积
V1=S(h2-h1)=100cm2×(12cm-10cm)=200cm3
由甲、丙可知,景观石装在烧杯中漂浮在水面上,则景观石的重力等于排开水的重力,景观石的质量
m1=Gg=G排g=ρ水V排gg=ρ水Sℎ3−ℎ1=1g/cm3×100cm2×16cm−10cm=600g
则大景观石的密度
ρ1=m1V1=600g200cm3=3g/cm3=3×103kg/cm3
[8]将景观石从水中拿出放入空烧杯中,景观石上沾的水,则大烧杯中水减少,小烧杯漂浮在水面上,则景观石上沾的水的质量等于沾的水排开水的质量,则测量的景观石的质量没有增大,所以测出景观石的密度将不变。
28.(6分)额定功率为1000W的电热水壶正常工作时,把质量为1kg的水从10℃加热到100℃,用时420s,已知c水=4.2×103J/(kg⋅°C),求:
(1)水吸收的热量;
(2)电热水壶的效率。
【答案】(1)3.78×105J;(2)90%
【详解】解:(1)质量为1kg的水从10℃加热到100℃,水吸收的热量
Q吸=c水m(t−t0)=4.2×103J/kg·℃×1kg×(100℃−10℃)=3.78×105J
(2)额定功率为1000W的电热水壶正常工作420s,则电热水壶的效率
η=Q吸W=Q吸Pt=3.78×105J1000W×420s=90%
答:(1)水吸收的热量为3.78×105J;
(2)电热水壶的效率为90%。
29.(8分)如图所示为一辆无人电动清扫车,空车质量为800kg,它集激光雷达、摄像头、超声波雷达等传感器于一体,可自主作业;(g取10N/kg)
(1)激光是一种电磁波,它在真空中的传播速度为 m/s;车体所用的各种传感器是将光信息、声音信息及压力信息等转换成 信息的器件;
(2)空车停在水平地面上,地面总受力面积为400cm2,则车对地面的压强为多少Pa?
(3)车内蓄电池充满电存储的电能为30kW•h,清扫车作业时电动机的平均功率为1500W,则充满电的蓄电池可供其清扫作业多长时间?
【答案】 3×108m/s 电 2×105Pa 20h
【详解】(1)[1]激光是电磁波,可在真空中传播,电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s。
[2]车体所用的各种传感器将光信息、声信息、热信息、力信息等转换成电信号的装置。
(2)[3]空车停在水平地面上,则对地面的压力大小等于其受到的重力大小,即
F=G=mg=800kg×10N/kg=8000N
其总受力面积为
S=400cm2=0.04m2
由p=FS可得,车对地面的压强为
p=FS=8000N0.04m2=2×105Pa
(3)[4]已知存储的电能W=30kW•h,电动机的功率为
P=1500W=1.5kW
由P=Wt可得,充满电的蓄电池可供其清扫作业时间为
t=WP=30kW·h1.5kW=20h
30.(8分)如图甲所示为“无人机”(多功能飞行器),它具有4个旋翼,可通过无线电进行操控,其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景;
(1)该无人机一个旋翼的电动机额定功率为30W,额定电压为15V,一个电动机正常工作时,通过的电流为 A;
(2)该机所需的能量是由一块输出电压为15V、容量为5000mA⋅h的电池提供,若电能的80%用于飞行,飞行时的实际功率为100W,则该机最多能飞行的时间为多少?
(3)该“无人机”携带的微型摄像机带有自动拍摄功能,未出现火情时处于待机状态,等到火情来临产生一定强度的红外线,摄像机将自主启动进入工作状态;小明利用红外探测器设计了一个“模拟自启系统”,如图乙所示;该系统由“自启电路”“控制电路”等组成;其中电源由“无人机”的锂电池提供,锂电池额定电压为15V,R是电阻箱,RP是红外探测器,可视为可变电阻,它的阻值与红外线强度变化的对应关系如下表所示;(E为红外线强度,cd表示其单位)
①据表中数据,请在图丙坐标系中描点作出R﹣E的关系图线;
②若a、b两端电压必须等于或大于9V时,控制电路才能启动摄像机进入工作状态;小明设定红外线强度为4.5cd时启动摄像机工作,电阻箱的阻值至少应调到多少?
【答案】(1)2A;(2)36min;(3)① ,②6Ω
【详解】解:(1)已知电动机的额定功率为30W,额定电压为15V,由P=UI可知,正常工作电流为
I=PU=30W15V=2A
(2)电池储存的能量
W=UIt=15V×5000×10−3A×3600s=2.7×105J
根据η=W机W×100%得,电能转为的机械能
W机=W×80%=2.7×105J×80%=2.16×105J
根据P=Wt可得,该机最多能飞行的时间
t=WP=2.16×105J100W=2160s=36min
(3)①将(1.0,18),(2.0,9),(3.0,6),(4.0,4.5),(6.0,3)在坐标纸上描点,用平滑的线把描出的点连接起来,如图
②表格数据可知,当红外线强度变为原来的几倍,红外探测器RP的阻值变为原来的几分之一,所以,红外探测器RP的阻值与红外线强度E成反比,则有
18Ω×1.0cd=RP×4.5cd
解得
Rp=4Ω
由题知,启动摄像机工作时,a、b两端的最小电压(即电阻箱的最小电压)UR=9V,则RP两端的电压
UP=U−UR=15V−9V=6V
电路中的电流
I=UPRP=6V4Ω=1.5A
由I=UR得,电阻箱的最小阻值
R=UI=9V1.5A=6Ω
答:(1)一个电动机正常工作时,通过的电流为2A;
(2)该机最多能飞行的时间为36min;
(3)①如图;②电阻箱的阻值至少应调到6Ω。E/cd
1.0
2.0
3.0
4.0
6.0
RP/Ω
18
9
6
4.5
3
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