2024年江苏省昆山六校联考中考一模物理试题(解析版)
展开一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题给出的选项中只有一个选项符合题意)
1. 从环保角度看,下列情况中不属于噪声的是( )
A. 上课时,学校附近的卡位OK厅播放出十分响亮的优美动听的音乐
B. 公路上汽车鸣笛声,发动机的排气声
C. 看电影时,几名同学在一起旁若无人地高声谈笑,显得十分开心
D. 清晨,公园里播放着优雅的琴声,伴随着老年人晨练,令人心旷神怡
【答案】D
【解析】
【详解】A.上课时,学校附近的卡位OK厅播放出十分响亮的优美动听的音乐。虽然音乐本身可能很动听,但在上课这个特定的时间和环境下,它妨碍了学生的学习,因此被视为噪声。故A不符合题意;
B.公路上汽车鸣笛声,发动机的排气声。这些声音在公路上通常很大,会干扰行人和驾驶员的注意力,因此被视为噪声。故B不符合题意;
C.看电影时,几名同学在一起旁若无人地高声谈笑,显得十分开心。在电影院这个需要安静观影的场合,高声谈笑会干扰其他观众的观影体验,因此被视为噪声。故C不符合题意;
D.清晨,公园里播放着优雅的琴声,伴随着老年人晨练,令人心旷神怡。在这个场景下,琴声不仅不妨碍人们的正常生活,反而为晨练增添了愉悦的氛围,因此不被视为噪声。故D符合题意;
故选D。
2. 小鸟在靠近平静的湖面上飞行,有时我们看到好像小鸟在水中游动,有时看到小鸟的阴影在水面上移动,则下列说法正确的是( )
A. 前者是小鸟的虚像,后者是小鸟的影
B. 前者是小鸟的影,后者是小鸟的虚像
C. 前者是光的直线传播形成的,后者是光的反射形成的
D. 二者都是鸟的像,形成原理一样
【答案】A
【解析】
【详解】看到好像鸟在水中游动,水中的鸟是鸟在水中的倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的虚像;看到鸟的阴影,阴影是由于光的直线传播在鸟背光一侧形成的影子,不是像,故A正确,BCD错误。
故选A
3. 一个墨水瓶放在水平桌面上,下面各对力中属于平衡力的是( )
A. 桌子受的压力和墨水瓶受的支持力B. 墨水瓶受的重力和桌子对墨水瓶的支持力
C. 桌子受的重力和墨水瓶受的重力D. 桌子受的重力和墨水瓶受的支持力
【答案】B
【解析】
【详解】A.桌子受的压力和墨水瓶受的支持力是一对相互作用力,故A不符合题意;
B.墨水瓶受的重力和桌子对墨水瓶的支持力作用在同一物体上,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,是一对平衡力,故B符合题意;
C.桌子受的重力和墨水瓶受的重力作用在两个不同物体上,不是一对平衡力,故C不符合题意;
D.桌子受的重力和墨水瓶受的支持力作用在两个不同物体上,不是一对平衡力,故D不符合题意。
故选B。
4. 北京冬奥会上使用的氢燃料火炬、防刺防切割面料运动服、紫外线消毒机器人、智慧AR导航系统,体现了科技冬奥、绿色环保的理念。以下分析错误的是( )
A. 氢燃料是绿色环保无污染能源B. 防刺防切割面料弹性、韧性等性能都好
C. 紫外线具有显著的热效应D. 智慧AR导航利用电磁波传递信息
【答案】C
【解析】
【详解】A.氢燃料在使用后的生成物是水,所以氢燃料绿色环保无污染能源,故A正确,不符合题意;
B.防刺防切割面料具有超弹、超韧和超强等性能,不容易被刺破,故B正确,不符合题意;
C.红外线具有显著的热效应,紫外线不具有显著的热效应,故C错误,符合题意;
D.电磁波具有传递信息的作用,智慧AR导航是利用电磁波传递信息,故D正确,不符合题意。
故选C。
5. 如图所示的实例中利用大气压的是( )
A. 紧固锤头B. U型“反水弯”
C. 塑料吸盘挂钩挂物体D. 潜水艇的浮沉
【答案】C
【解析】
【详解】A.紧固锤头,锤头与锤柄一起向下运动,当锤头撞击到物体时,锤头停止运动,锤柄由于惯性继续向下运动,则锤头与锤柄紧紧套在一起,是惯性的利用,故A不符合题意;
B.U型“反水弯”,利用连通器原理工作的,故B不符合题意;
C.塑料吸盘挂钩挂物体,吸盘在大气压作用下紧紧贴在墙壁上,故C符合题意;
D.潜水艇的浮沉,利用改变自身重力实现浮沉,故D不符合题意。
故选C。
6. 下列关于厨房中的物理问题分析正确的是( )
A. 锅铲把手上有凹凸不平的花纹,是为了减小摩擦力
B. 用木料制成的汤勺手柄不烫手,利用了木料容易导热的性能
C. 炒菜时厨房内满屋飘香,说明分子在运动
D. 用高压锅煮食物熟得快,是因为高压锅降低了水的沸点
【答案】C
【解析】
【详解】A.锅铲把手上有凹凸不平的花纹,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A错误;
B.汤勺手柄用木料制成,是因为木料是热的不良导体,不善于传热,烹饪过程不烫手,故B错误;
C.炒菜时温度很高,油香分子运动加剧,所以满屋飘香,说明了分子在做无规则运动,故C正确;
D.气压越高,液体的沸点越高,用高压锅煮食物熟得快是因为锅内气压增大使水的沸点升高,故D错误。
故选C。
7. 厨房中的抽油烟机能将油烟“吸走”,下列现象中,“吸”的物理原理与其相同的是( )
A. 拔火罐时罐子“吸”在皮肤上
B. 刚从冰箱冷冻室拿出的冰棒会“吸”住舌头
C. 削平的铅柱挤压后会“吸”在一起
D. 客车行驶时窗帘被“吸”出窗外
【答案】D
【解析】
【详解】抽油烟机在工作时,其内部的风扇会高速旋转,使得抽油烟机内部的气压降低,而外部的大气压保持不变。由于外部大气压大于内部气压,就形成了一个向内的压力差,这个压力差使得油烟被“吸”入抽油烟机内部,利用的是流体的压强与流速的关系。
A.拔火罐时罐子“吸”在皮肤上。这是利用了大气压的原理。当火罐内的空气被加热后排出,迅速将火罐扣在皮肤上,火罐内的空气冷却后气压降低,小于外界大气压,于是大气压就将火罐紧紧地压在皮肤上。与大气压和流体压强无关,故A不符合题意;
B.刚从冰箱冷冻室拿出的冰棒会“吸”住舌头。这是因为冰棒温度低,导致舌头上的水分迅速放热凝固成冰,将舌头和冰棒粘在一起。这个现象是凝固现象,与大气压和流体压强无关。故B不符合题意;
C.削平的铅柱挤压后会“吸”在一起。这是因为分子间存在引力,当两个铅柱的分子间距离足够近时,它们之间的引力就会将两个铅柱紧紧地“吸”在一起。这个现象是分子间作用力的表现,与大气压和流体压强无关。故C不符合题意;
D.客车行驶时窗帘被“吸”出窗外。这是因为客车行驶时,车外的空气流速大,压强小;车内的空气流速小,压强大。在内外压强差的作用下,窗帘被“吸”出窗外。这个现象是流体压强与流速关系的表现,但其原理与抽油烟机的工作原理相同。故D不符合题意。
故选D。
8. 对图中所示的几种简单机械,下列说法正确的是( )
A. 如图所表示的装置中OB是动力臂
B. 使用如图所示的装置F1>F2>F3
C. 如图所示的汽车方向盘也是一种简单机械
D. 如图所示的装置是一种等臂杠杆
【答案】C
【解析】
【详解】A.力臂是支点到力的作用线的距离,而不是支点到力的作用点的距离,故A错误;
B.定滑轮的特点是不省力也不省距离,但可以改变力的方向,故B错误;
C.汽车方向盘属于简单机械中的轮轴,故C正确;
D.将动滑轮看成一个杠杆,它的动力臂是其阻力臂的2倍,是一个省力杠杆,故D错误。
故选C。
9. 燃气安全检查过程中,技术人员在某住户家中用测电笔测试金属燃气管道,发现:闭合厨房开关S,灯L亮,测电笔氖管发光;断开厨房开关S,灯L熄灭,测电笔氖管不发光,该住户家中,厨房照明电路的导线绝缘皮破损处与管道接触的实际情况是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.闭合厨房开关S,灯L亮,电流经过灯泡后,直接到零线,而不选择经过试电笔中的电阻流入大地,所以测电笔氖管不发光,故A不符合题意;
B.闭合厨房开关S,电路有两条支路,一条经过灯L,所以灯L亮,另一条路经过测电笔中的电阻流入大地,所以测电笔氖管发光,故B符合题意;
C.断开厨房开关S,测电笔仍可以通过灯泡连上火线,所以测电笔氖管发光,故C不符合题意;
D.断开厨房开关S,测电笔仍可以直接连上火线,所以测电笔氖管发光,故D不符合题意。
故选B。
10. 下列关于电与磁的说法错误的是( )
A. 图甲:磁场是真实存在的,小磁针的北极指向地理的南极
B. 图乙:P向左移能吸引更多铁钉
C. 图丙:只对调磁极,线圈的转动方向会发生改变
D. 图丁:闭合开关,导体ab竖直向上运动,电流表指针不发生偏转
【答案】A
【解析】
【详解】A.地磁的南极在地理北极附近,根据磁极间相互作用的规律,小磁针的北极指向地磁的南极,地理的北极附近,故A错误,符合题意;
B.电磁铁磁性的强弱与电流大小有关,P向左移接入电阻变小,根据欧姆定律可知,电流变大,磁性增强,能吸引更多铁钉,故B正确,不符合题意;
C.通电线圈在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关,只对调磁极,线圈的转动方向会发生改变,故C正确,不符合题意;
D.如图所示,磁场方向为竖直向下,闭合开关,导体ab竖直向上运动,运动方向与磁场方向平行,没有做切割磁感线的运动,不会产生感应电流,电流表指针不发生偏转,故D正确,不符合题意。
故选A。
11. 小丽根据所学电学知识,解释了几种生活实践当中相关现象,其中正确的是( )
A. 街道两边的路灯偶尔会有一两盏不亮,但其它照常发光,因此路灯连接方式是并联
B. 几种家用电器按照功率由大到小排序依次为空调、电脑、电视机、电饭锅、节能灯等
C. 公园里的太阳能路灯是将太阳能直接转化为光能
D. 学校教室里的饮水机的工作原理是电流的磁效应
【答案】A
【解析】
【详解】A.街道两边的路灯偶尔会有一两盏不亮,但其它照常发光,说明路灯之间可以独立工作,互不影响,所以路灯连接方式是并联,故A正确;
B.空调、电脑、电视机、电饭锅、节能灯的功率由大到小的是:空调、电饭锅、电脑、电视机、节能灯,故B错误;
C.公园里的太阳能路灯是将太阳能直接转化为电能,故C错误;
D.学校教室里的饮水机的工作原理是电流的热效应,故D错误。
故选A。
12. 如图所示为一种测量环境湿度的仪器和它的简化工作原理图。电源电压恒为6V,定值电阻,为湿敏电阻,随环境湿度的增加而减少,的阻值变化范围为10Ω~20Ω,闭合开关S,当环境的湿度增加时,下列说法正确的是( )
A. 电压表示数变小
B. 电压表示数与电流表示数的比值不变
C. 经过的最大电流为0.2A
D. R电功率变化范围是0.6W~0.9W
【答案】B
【解析】
【详解】由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;当环境的湿度增加时,因R0随环境湿度的增加而减小,所以电路中的总电阻减小。
A.根据欧姆定律,电源电压不变,电路总电阻减小时,通过的电流增大,即电流表的示数变大,由可知,R两端的电压变大,电压表的示数变大,故A错误;
B.由图乙可知,电压表示数与电流表示数的比值等于R的阻值,定值电阻阻值不变,则电压表示数与电流表示数的比值不变,故B正确;
C.当R0=10Ω时,电路中的总电阻最小,电路中的电流最大,即经过R0的电流最大,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以此时电路总电阻为
则通过R0的最大电流为
故C错误;
D.当R0=10Ω时,电路中的总电阻最小,电路中的电流最大,即经过R的电流最大,通过R的最大电流为
根据公式可知,此时R电功率最大,为
当R0=20Ω时,电路中的总电阻最大,电路中的电流最小,即经过R的电流最小,通过R的最小电流为
根据公式可知,此时R电功率最小,为
故R电功率变化范围是0.4W~0.9W,故D错误。
故选B。
二、填空题(本题共9小题,每空1分,共26分)
13. 如图所示,根据你所学习的知识完成下列仪器的相关填空。
(1)甲图:此时测量物体长度为______cm;
(2)乙图:此时的示数为______℃;
(3)丙图:当前噪声值为57.6______。
【答案】(1)1.75
(2)-24 (3)分贝
【解析】
【小问1详解】
使用刻度尺之前,要注意观察刻度尺的零刻度线是否磨损,还要观察刻度尺的分度值和量程,图中刻度尺上1cm之间有10个小格,即此刻度尺的分度值为0.1cm,物体的左端与6.00cm对齐,物体的右端与7.75cm对齐,物体的长度为1.75cm。
【小问2详解】
常用液体温度计是根据液体的热胀冷缩原理工作的,在温度计上10℃之间包括10等份,1份代表1℃,也就是此温度计的分度值是1℃,液柱最高处在0℃以下,说明所测温度低于0℃,为-24℃。
【小问3详解】
噪声的单位是分贝,丙图所示的噪声监测器显示屏显示的数字是57.6,可知此时的噪声是57.6分贝。
14. 如图所示,一平面镜竖直放置,镜前A点到平面镜的距离为3m,一物点S以A点为圆心、0.4m为半径沿逆时针做圆周运动,则物点S的像沿时针旋转;在运动过程中像、物之间的最小距离为______m。身高1.7m的小杰站立在该平面镜前面,如果他看到自己的全身像高为______m。
【答案】 ①. 5.2 ②. 1.7
【解析】
【详解】[1]平面镜竖直放置,镜前A点到平面镜的距离为3m,一物点S以A点为圆心、0.4m为半径沿逆时针做圆周运动,根据平面镜成像时,像距等于物距,物像对称,像的旋转方向为顺时针。A点到平面镜距离为3m,0.4m长为半径,S点距离平面镜最近为
L=3m-0.4m=2.6m
像与物到平面镜的距离相等,因此像、物间的最小距离为5.2m。
[2]根据平面镜成像的特点,像与物的大小相等,因此身高1.7m的小杰站立在该平面镜前面,他看到自己的全身像高为1.7m。
15. 冬季天气较冷,学校各班早上暂停拖地,这样做的目的是防止水发生______,避免同学们摔倒受伤;小林在家打开冰箱门,发现冷冻室的侧壁上有很多霜,这是水蒸气______(以上两空均填物态变化名称)形成的;晚上外面气温骤降,早上小明看到窗户上会结上一层冰花,这层冰花出现在窗户玻璃的______(选填“内”或“外”)侧。
【答案】 ①. 凝固 ②. 凝华 ③. 内
【解析】
【详解】[1]冬季天气较冷,学校各班早上暂停拖地,这样做的目的是防止水发生凝固在地面形成冰,使地面粗糙程度变小,避免使同学们摔倒受伤。
[2]小林在家打开冰箱门,发现冷冻室的侧壁上有很多霜,这是水蒸气凝华形成的小冰晶。
[3]晚上外面气温骤降,室内温度较高,室外温度较低,室内空气中温度较高的水蒸气遇到冷的玻璃凝华成小冰晶附在玻璃表面,就形成了冰花,所以,这层冰花出现在窗户玻璃的内侧。
16. “热爱劳动”是学生必备素养之一。星期天小明在家里跟着美食主播学习做酱大骨。小明用刀把蒜拍碎,这说明了力可以改变物体的______。小明用的菜刀被磨得很锋利,目的是增大______;用酱料腌制棒骨4个小时,这样棒骨比较入味。“入味”说明了不同物质间的______现象。
【答案】 ①. 形状 ②. 压强 ③. 扩散
【解析】
【详解】[1]小明用刀把蒜拍碎,蒜受到刀对它力的作用而变碎,这说明了力可以改变物体的形状。
[2]小明用的菜刀被磨得很锋利,目的是通过减小受力面积来增大压强。
[3]“入味”是扩散现象的结果,说明了分子在不停地做无规则运动,说明了不同物质间的扩散现象。
17. 如图所示,我国研制的全球首艘智能型无人船,其满载排水量为2000t,它满载时漂浮在海面上,排开海水的体积为________。船上可搭载数十台观测仪器,搭载仪器后,底部受到海水的压强会________(选填“变大”“不变”或“变小”)。两艘船不能近距离并排行驶,是因为两船之间的水流流速较大,压强较________,容易发生撞船事故。(取,g取10N/kg)
【答案】 ①. ②. 变大 ③. 小
【解析】
【详解】[1]由阿基米德原理可知,无人船满载时受到的浮力
排开海水的体积
[2]搭载仪器后,无人船的总重力变大,无人船漂浮时,F浮=G,所以无人船受到的浮力变大,由F浮=ρ海水gV排可知,排开海水的体积变大,即无人船将下沉一些,则无人船底部所处的深度变大,由p=ρgh可知,无人船底部受到海水的压强变大。
[3]两艘船并排行驶时,两艘船之间的水流通道变窄,流速变大,压强变小,小于两船外侧的压强,会形成向内的压强差,使两船相撞。
18. 如图是商场的自动扶梯。质量为60kg的小明站在该扶梯上从商场一楼到二楼,已知扶梯以1m/s的速度匀速行驶,则扶梯对他做的功是______J,对他做功的功率是______W。如果站在扶梯上的人数增多,扶梯的效率将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)(g取10N/kg)。
【答案】 ①. 1800 ②. 360 ③. 变大
【解析】
【详解】[1]小明受到的重力
由图可知,从一楼到二楼的高度为3m,则扶梯对他做的功为
[2]由图可知,扶梯的长度为
扶梯上升的时间
则扶梯对他做功的功率是
[3]扶梯克服人的重力做的功为有用功,当站在扶梯上的人数增多,有用功变大,额外功不变,由
可知,如果站在扶梯上人数增多,扶梯的效率将变大。
19. 如图所示是一种测定油箱内油量的装置,当油箱中的油量减少时,滑动变阻器的阻值______,电流表的示数______(前两空选填“变大”“变小”或“不变”),电阻的作用是当油箱中油量较______(选填“多”或“少”)时保护电路。
【答案】 ①. 变大 ②. 变小 ③. 多
【解析】
【详解】[1]滑动变阻器是改变两个接线柱间电阻丝的长度来改变接入电路中电阻大小的。
[2]由图知道,油箱中油量减小,浮子下降,另一端的滑杆上升,滑片向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路中的总电阻变大,由欧姆定律知道,此时电路中的电流变小,即电流表的示数变小。
[3]由图知道,当油面上升到一定程度,滑动变阻器连入电路中的电阻为0时,若电路中没有R0,会造成电源短路,因此电阻R0在油箱中油量较少时起到保护电路的作用。
20. 如图所示是小明家的电能表。(1)5月初,小明家电能表示数为,6月初的示数如图所示,他家5月初至6月初消耗的电能是__________度;(2)小明让标有“,”某一用电器单独工作,这段时间内,电能表的转盘刚好转了300转,则该用电器消耗的电能是__________。
【答案】 ①. 110 ②. 0.2
【解析】
【详解】[1]电能表示数最后一位为小数位,如图示数为1342.8kW·h,他家5月初至6月初消耗的电能是
1342.8kW·h-1232.8kW·h=110 kW·h=110度
[2]用电器消耗的电能为
21. 汽车在公路上以10m/s的速度匀速直线前进,司机发现前方路口信号灯变为红灯,经过0.5s的反应时间后开始刹车,汽车速度v随时间t变化关系如图所示,则开始刹车后第0.5s时,汽车速度为______m/s。从信号灯变红到汽车完全停止,这个过程中汽车的平均速度为______m/s。
【答案】 ①. 5 ②. 6.67
【解析】
【详解】[1]由图象知,开始刹车后第0.5s时,汽车速度为5m/s。
[2]由v﹣t图象中图线与时间轴围成的面积表示路程可知,从灯变红开始到汽车完全静止时车子前进的距离为
从信号灯变红到汽车完全停止,这段时间内车的平均速度为
三、解答题(本题共9小题,共50分。解答23、24题时应有解题过程)
22. 作图题:
(1)请在图中画出光线a、b对应的出射光线和入射光线。
(2)请在图中的A点作出水桶所受重力G的示意图,并画出力的力臂。
(3)开关S闭合后,小磁针静止时指向如图所示。请在图中两个虚线框内分别标出螺线管的磁极和电源的极性。
(4)如图所示,请将图中各元件正确接入家庭电路中,其中开关只控制电灯,电路连接要符合安全用电原则。
【答案】(1) (2)
(3) (4)
【解析】
【小问1详解】
过光心的入射光线a经过凸透镜后,出射光线方向不变,平行于主光轴的入射光线经过凸透镜后,出射光线经过凸透镜焦点,故b对应的入射光线平行于主光轴,如图所示:
【小问2详解】
水桶所受重力方向竖直向下,作用在重心A点;过杠杆支点O作力F1的垂线段l1,该垂线段即为力F1的力臂,如图所示:
【小问3详解】
由图可知,小磁针右侧为N极,左侧为S极,根据磁极间相互作用规律可知,螺线管右侧为N极,左侧为S极,根据安培定则可判断,电流从螺线管右端流入,左端流出,故电源右侧为正极,左侧为负极,如图所示:
【小问4详解】
由图可知,三条导线中,最下方的为地线,中间的导线用试电笔测时氖管发光,为火线,最上方的为零线。开关只控制电灯,故开关与电灯串联,开关接在火线上,电灯上端与开关相连,连接火线,电灯螺口处连接零线,三孔插座左侧插孔连接零线,右侧插孔连接火线,上侧插孔连接地线,如图所示:
23. 我国自主研制的“红旗HQ3”无人驾驶汽车在某段平直公路上进行测试,汽车以18m/s的速度匀速行驶了5min,消耗燃油0.3kg,汽车发动机的牵引力是1000N.已知燃油的热值为4.5×107J/kg。试求:
(1)消耗的燃油完全燃烧产生的热量是多少?
(2)汽车牵引力所做的功是多少?
(3)发动机的效率是多少?
【答案】(1)1.35×107J;(2)5.4×106J;(3)40%
【解析】
【分析】
【详解】解:(1)汽油完全燃烧放出的热量
Q放=mq=0.3kg×4.5×107J/kg=1.35×107J
(2)汽车匀速行驶的时间
t=5min=300s
汽车运动的距离
s=vt=18m/s×300s=5400m
汽车发动机所做的有用功
W=Fs=1000N×5400m=5.4×106J
(3)汽油机的效率
答:(1)消耗的燃油完全燃烧产生的热量是1.35×107J;
(2)汽车牵引力所做的功是5.4×106J;
(3)发动机的效率是40%。
24. 如图甲所示,这是小明在实践活动中观察到的一种新工具——电热切割刀。了解其工作原理后,他和同学们用电压恒为12V的学生电源、若干导线、开关和两个阻值均为6Ω的电阻丝、(其阻值均不随温度的变化而变化)成功自制了一把电热切割刀,电热切割刀的原理如图乙所示,具有高、低温两挡。求:
(1)低温挡工作时通过的电流;
(2)高温挡的电功率;
(3)同学们使用高温挡切割1min,电路产生的热量。
【答案】(1)2A;(2)48W;(3)2880J
【解析】
【详解】解:(1)由图乙可知,当只闭合开关时,只有电阻丝接入电路,此时总电阻较大,根据可知功率较小,电热切割刀处于低温挡,则低温挡工作时通过的电流为
(2)由图乙可知,当闭合开关时,电阻丝并联,此时总电阻较小,根据可知功率较大,电热切割刀处于高温挡,高温挡的电功率为
(3)电热切割刀工作时将电能全部转化为内能,则使用高温挡切割,电路产生的热量为
答:(1)低温挡工作时通过的电流为2A;
(2)高温挡的电功率为48W;
(3)同学们使用高温挡切割1min,电路产生的热量为。
25. 阅读短文,回答问题。
菲涅尔透镜
甲图中图1是平凸透镜的截面图,由光学知识可知,平行光由平凸透镜左侧垂直入射,在透镜中传播方向不变,只有经透镜另一侧曲面时才会发生偏折,并会聚于焦点。若在图2中将平凸透镜阴影部分去掉,保留图中曲面的白色部分并将其向左平移到透镜平面处,即为图3,这样的透镜叫做菲涅尔透镜(又称螺纹透镜)。菲涅尔透镜与平凸透镜一样,都能将平行于主光轴的光线会聚于焦点。与平凸透镜相比,菲涅尔透镜减少了光在透镜中直线传播的部分,只保留透镜发生折射的曲面,在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失。菲涅尔透镜有着广泛的应用,如图乙为手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜,从上方俯视,它由数个同心圆纹路的玻璃组成。大型菲涅尔透镜是聚光太阳能系统中重要的光学部件之一,它能提高太阳能板上单位面积获得的光能,如图丙所示,从上方垂直菲涅尔透镜的光束,在一半焦距处面积只有原来的四分之一、请回答:
(1)菲涅尔透镜与平凸透镜对光都有 ___________(此空选填“会聚”或“发散”)作用。
(2)下面关于菲涅尔透镜的说法,不正确的是 ___________(填字母序号)。
A.使用菲涅尔透镜的手机,闪光灯部分可以做得更薄
B.与相同直径的平凸透镜相比,光能损失减少
C.菲涅尔透镜是由一圈圈凸透镜和凹透镜组成
D.与相同直径的平凸透镜相比,所用材料减少
(3)为了更好地接受太阳能,太阳能板受光面应涂上 ___________(此空选填“黑色”或“白色”)。
(4)将菲涅尔透镜放置在阳光下从而将光集中在太阳能板上,为保证最佳的聚光效果,图丁中,正确的放置方法是 ___________。(填字母序号)
【答案】 ①. 会聚 ②. C ③. 黑色 ④. A
【解析】
【详解】(1)[1]因为菲涅尔透镜与平凸透镜一样,仍能将平行于主光轴的光线会聚于焦点,它们对光线都有会聚作用;工作原理相同。
(2)[2]由短文知,光在菲涅尔透镜中传播时减少了在透镜中直线传播的部分,只保留透镜发生折射的曲面,在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失;
A.光在菲涅尔透镜只保留透镜发生折射的曲面,所以使用菲涅尔透镜的手机,闪光灯部分可以做得更薄,故A正确,不符合题意;
B.与相同直径的平凸透镜相比,减少了在透镜中直线传播的部分,所以光能损失更少,故B正确,不符合题意;
C.由图2和图3可知,菲涅尔透镜,从上方俯视,它由数个同心圆的玻璃组成,它们是一圈圈凸透镜,故C错误,符合题意;
D.因为菲涅尔透镜中减少了在透镜中直线传播的部分,只保留透镜发生折射的曲面,所以节省透镜材料,故D正确,不符合题意。
故选C。
(3)[3]黑色物体吸收所有色光,白色物体反射所有色光,了更好地接受太阳能,太阳能板受光面应涂上黑色。
(4)[4]为保证较好的聚光效果,会聚的光线应该在焦点上,只有平行光由平凸透镜左侧垂直入射,在透镜中传播方向不变,只有经透镜另一侧曲面时才会发生偏折,并会聚于焦点,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
26. 小鲁和小红在江边捡回一石块,准备利用所学知识测量它的密度。
(1)小明将天平放在水平桌面上,移动游码至标尺左端零刻度线处,发现指针如图1甲所示,则应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,直至天平平衡;
(2)小明测出石块的质量(如图1乙):在量筒内装有适量的水,该石块放入前、后的情况如图1丙,则石块的密度为______g/cm3;
(3)小红准备自己动手做实验时,不小心打碎了量筒,聪明的小红利用天平、50g的烧杯、水、记号笔设计了另一种测量石块密度的方案,如图2.天平的最大测量值是200g;
①用天平测出装有适量水的杯子总质量为m1;
②将石块缓慢浸没在杯中,测得总质量为m1,在水面到达的位置上做标记a;
③取出石块,测得总质量m3;
④向杯中缓慢加水,让水面上升至标记a处,测得杯和水的总质量为m4=150g;
小明和小红讨论交流后认为4个实验步骤中其中有一个数据记录是多余的,这个数据是______(填物理量符号).石块密度的表达式为ρ石块=_______(用已知物理量符号及ρ水来表示)。
【答案】 ①. 右 ②. 3.84 ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1]根据天平的使用方法可知,天平放在水平桌面上且将游码移至标尺左端的零刻度线处,如图1甲所示,发现指针偏向分度盘中央刻度线的左侧,由“右偏左调,左偏右调”的规则可知,应将平衡螺母向右调节,使指针对准分度盘中央的刻度线,直到横梁在水平位置平衡。
(2)[2]由图1乙知,标尺的分度值为0.2g,游码所对应的质量为3.4g,石块的质量为
m=20g+10g+5g+3.4g=38.4g
如图丙所示,量筒的分度值为1mL,量筒水的体积V1=30mL,然后测量小石块和水的总体积为V2=40mL,则石块的体积为
V=V2-V1=40mL-30mL=10mL=10cm3
根据密度公式可得,小石块的密度为
(3)[3][4]用天平测出装有适量水的杯子总质量为m1;将石块缓慢浸没在杯中,测得总质量为m2,在水面到达的位置上做标记a,石头的质量为
m石=m2-m1
取出石块(若不考虑石块带出的水),测得总质量为m3,则m3=m1,所以多余的数据是m3。再向杯中缓慢加水,让水面上升至标记a处,测得杯和水的总质量为m4;则石块的体积等于后来加入水的体积,即
石块密度的表达式为
27. 小明购买了两双质量不同的运动鞋,为了比较两双鞋子的防滑性,需要测量摩擦力大小,小明各取其中一只鞋A和B,在水平桌面上进行如图1所示的四次实验:
(1)实验前应对弹簧测力计进行___________(选填“水平”或“竖直”)方向调零;
(2)实验时均需拉着鞋子沿着水平方向做___________运动;
(3)根据___________实验,可知___________鞋的防滑性更好;
(4)小明接着在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,装置如图2所示,铝块和木块的外形相同。一端带有定滑轮的长木板固定不动,铝块通过细线与弹赞测力计相连(忽略滑轮的摩擦)。比较甲、乙两次实验,可以得出:在接触面相同时,___________越大,滑动摩擦力越大;
(5)请你判断:图丙中,铝块水平运动时所受滑动摩擦力。___________(选填“大于”、“等于”或“小于”)图甲中铝块所受滑动麻擦力。
【答案】 ①. 水平 ②. 匀速直线 ③. ③④ ④. B ⑤. 压力 ⑥. 等于
【解析】
【详解】(1)[1]该实验中弹簧测力计是在水平方向上测量力的大小,为了避免弹簧与外壳摩擦对实验的影响,应该在水平方向对弹簧测力计进行调零。
(2)[2]根据二力平衡知识可知,当拉着鞋子沿着水平方向做匀速直线运动时,鞋子处于平衡状态,受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数。
(3)[3][4]比较两只鞋的防滑效果,即探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,要控制压力大小相同,接触面的粗糙程度不同,因此应比较③④两次实验。根据③④两次实验可知,③中弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为4.4N,所以④中弹簧测力计示数大,故B鞋底的摩擦力较大,B鞋底的防滑性更好。
(4)[5]比较甲、乙两次实验,接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,且压力越大,测力计示数越大,即滑动摩擦力越大,故可得结论:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(5)[6]滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,因此比较甲、丙实验,铝块对木板的压力大小相同,接触面的粗糙程度相同,故图丙中铝块水平运动时所受滑动摩擦力等于图甲中铝块所受滑动摩擦力。
28. 在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,此时的杠杆处于___________(选填“平衡”或“非平衡”)状态,接下来为使杠杆在水平位置平衡,则应调节平衡螺。这样做的目的是___________,并消除杠杆自重对实验的影响;
(2)如图乙丙所示,当弹簧测力计由M位置倾斜至N位置时,要使拉力大小不变,杠杆继续在水平位置处于平衡,则应___________(选填“增大”或“减小”)悬挂的钩码总质量;
(3)如图丁所示,杠杆在水平位置平衡,如果在杠杆两侧各增加一个相同的钩码,则杠杆___________(选填“左”或“右”)端将下沉;
(4)使用杠杆能给我们的生活带来便利,如图所示,下列杠杆能够省距离的是___________(只填序号)。
A.羊角锤 B.核桃夹
C.园艺剪 D.食品夹
【答案】 ①. 平衡 ②. 便于测量力臂 ③. 减小 ④. 右 ⑤. D
【解析】
【详解】(1)[1][2]杠杆的平衡状态指静止和匀速转动,故杠杆静止在如图甲所示的位置,此时的杠杆处于平衡状态,实验时,调节杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量力臂和消除杠杆自重对实验的影响。
(2)[3]如图乙丙所示,当弹簧测力计由M位置倾斜至N位置时,其力臂变短,要使拉力大小不变,则动力与动力臂乘积变小,又杠杆继续在水平位置处于平衡,根据杠杆平衡条件可知,阻力与阻力臂乘积也变小,在阻力臂不变的情况下,减小阻力,而阻力等于悬挂钩码的总重力,故要减小悬挂的钩码总重力,再根据重力与质量的关系可知,应减小悬挂的钩码总质量。
(3)[4]如图丁所示,杠杆在水平位置平衡,如果在杠杆两侧各增加一个相同的钩码时,动力与动力臂乘积小于阻力与阻力臂的乘积,故右端将下沉。
(4)[5]使用任何机械都不省功。能省距离的杠杆一定费力,故找出费力杠杆即可。
ABC.都是省力杠杆,费距离,故ABC不符合题意;
D.食品夹是费力杠杆省距离,故D符合题意。
故选D。
29. 学校实验室新进了一批“2.5V 0.75W”的小灯泡,小明想通过实验探究小灯泡的额定功率是否符合规格.实验员提供了以下器材:待测小灯泡、铭牌为“10Ω 2A”、“50Ω 1A”的滑动变阻器各一个、电流表、电压表、二节1.5V的干电池、开关、导线。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线把图乙所示的实物电路补充完整(滑片P向左移动时小灯泡变亮):______
(2)正确连接电路后,闭合开关方可实验;操作过程中突然灯泡熄灭,电压表示数约3V,则故障可能是______;
(3)小明更换器材后完成实验,由数据作出图象如图丙所示,由图可得小灯泡实测的额定功率为______W;
(4)由图象可知,小灯泡的电阻不是定值。当电路中电流为0.1A时,滑动变阻器接入电路的阻值约为______Ω;此时电路消耗总功率为______W。
【答案】(1) (2)小灯泡断路 (3)0.75
(4) ①. 25 ②. 0.3
【解析】
【小问1详解】
由于滑片P向左移动时小灯泡变亮,说明滑动变阻器的阻值在减小,因此滑动变阻器的左下方接线柱应接入电路,且要一上一下接。同时,电流表应串联在电路中,电压表并联在小灯泡两端。注意电流表和电压表的正负接线柱要接正确,所以滑动变阻器B或A接线柱与电流表的负接线柱相连,C接线柱与小灯泡的右边接线柱相连。如图所示:
【小问2详解】
当灯泡熄灭,电压表示数约3V时,由于电源电压为3V,说明电压表并联的部分断路,即小灯泡断路。
【小问3详解】
由图象可知,当电压为2.5V时,对应的电流为0.3A,因此小灯泡的额定功率为
【小问4详解】
[1]当电路中电流为0.1A时,由图象可知小灯泡两端的电压为0.5V,此时滑动变阻器两端的电压为
根据欧姆定律,滑动变阻器接入电路的阻值为
[2]此时电路消耗的总功率为
30. 阅读短文,回答问题:
远程输电发电厂发出的电要传输到很远的地方供人们使用。在输电线上,由于电流的热效应,必然有一部分电能转化成内能而损失掉()导线越长,损失越多。目前远距离送电主要采取高压送电的方式来实施。在保证输送功率P不变的情况下,采用提高电压U的方法减少线路上的损失。高压送电过程:发电机、升压变压器、高压输电线、降压变压器、居民用电。
其中升降压变压器原理简化为:原线圈匝数,副线圈匝数,若输入电压,输出电压(如图乙),它们之间的关系式为:。结合短文和所学知识回答下列问题:
(1)如图甲属于______(选填“升压”或“降压”)变压器;
(2)在输电阶段,输电线上常用如图丙装置将四根导线并联起来,相当于增大了导线的横截面积,从而减小了导线的______,以达到减少输电线上电能损失的目的;
(3)由发电厂向用户输电,输送的功率P一定,关于输电电压U与输电电流的I的关系图像正确的是______。
A. B. C. D.
(4)目前苏州市正在进行1100kV的特高压输电技术改造。若甲、乙两地原来用550kV的超高压输电,建成后改用1100kV的特高压输电,当输电功率相同时,线路上的功率损耗为原来的______倍(线路电阻不变)。
【答案】(1)降压 (2)电阻
(3)C (4)
【解析】
【小问1详解】
图甲中U1∶U2=n1∶n2,因n1>n2,故U1>U2,即输出电压小于输入电压,因此相当于降压变压器。
【小问2详解】
当其它条件一定时,导体的横截面积越大,电阻越小,输电线上常用如图丙装置将四根导线并联起来,相当于增大了导线的横截面积,从而减小了导线的电阻,以达到减少输电线上电能损失的目的。
【小问3详解】
根据公式P=UI可知,输送的功率P一定时,电压越大,电流越小,即电压与电流成反比,用公式可表示为,即输送的功率P一定,电压与电流成反比,由图可知,C选项图像中U与I成反比,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【小问4详解】
前后两次输电电压之比
因输电功率相同,由P=UI可知,前后两次电流之比
输电线的电阻不变,由P=I2R可知,前后两次输电线上损失的功率之比
则,线路上的功率损耗为原来的倍。
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