2022年江苏省南通市中考物理模拟2(中考改编题)
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一.选择题(共10小题,满分10分)
1.2021年10月16日,我国成功发射神舟13号载人飞船,将三名宇航员送入太空。“神舟13号”与空间站“天宫二号”成功实现了交会对接,如图为对接模拟图。对接后,“神舟13号”相对以下哪个参照物是静止的( )
A.地球 B.“神舟13号” C.“天宫二号” D.太阳
2.(2分)在学校周边及城市居民区周边装有图甲所示的监测设备和图乙所示的交通标志。下列说法正确的是( )
A.图甲的监测设备具有控制噪声的功能
B.图乙的交通标志是在声源处减弱噪声
C.人们能从不同的方向看到图乙的交通标志是光在标志表面发生了镜面反射
D.图甲监测设备显示屏中的数据65.7dB描述的是声音的音调
3.(2分)关于家庭电路和安全用电,下列说法中正确的是( )
A.用电器失火时,应先灭火,再切断电源
B.用电器的金属外壳接零线即可,不需要接地
C.家庭电路中若安装了漏电保护器,无需再安装空气开关
D.家庭电路中,控制用电器的开关应接在火线和用电器之间
4.关于压强,下列说法正确的是( )
A.在气体和液体中,流速越大的位置,压强越大
B.最早证明大气压强存在的科学家是托里拆利
C.菜刀磨得很锋利是为了减小压强
D.拦河坝建成上窄下宽,是由于密度不变时,液体压强随深度的增加而增大
5.(2分)在一个足够深的容器内有一定量的水,将一个长10cm、横截面积50cm2的圆柱形实心塑料块挂于弹簧秤上,当塑料块底面刚好接触水面时(塑料块没有离开水面),弹簧秤示数为4N,如图甲所示。已知弹簧的伸长与受到的拉力成正比,弹簧受到1N的拉力时伸长1cm,g取10N/kg。若往容器内缓慢加水,当弹簧秤的示数为2N时,水面升高6cm。此过程中水面升高的高度△H与所加水的体积V的关系如图乙所示。根据以上信息,能得出的正确结论是( )
A.所加水的体积至1400cm3时,弹簧秤示数恰为零
B.塑料块的密度为0.6×103kg/m3
C.容器的横截面积为125cm2
D.加水1000cm3时,塑料块受到的浮力为1N
6.关于粒子与宇宙,下列事实与对应的推论正确的是( )
A.汤姆生发现电子——原子是可分的
B.星系离地球远去——宇宙正在收缩
C.固体很难被压缩——分子间没有间隙
D.地球绕太阳运动——太阳是宇宙中心
7.将两个不带电的轻质小球用绝缘细线悬挂在天花板上,给它们同时带上同种电荷后,两球分开,如图所示,此现象不能说明( )
A.力的作用是相互的
B.同种电荷相互排斥
C.力能改变物体的运动状态
D.自然界中只存在两种电荷
8.如图所示,弯曲的跳板把人弹至高处,下列说法中( )
①弯曲的跳板把人向上弹起的过程中,重力势能转化为动能
②弯曲的跳板把人向上刚刚弹起时,人的速度变大
③人离开跳板弹向空中至最高点的过程中,动能转化为重力势能
④人在最高点时,如果受到的外力全部消失,人将竖直落下
A.只有①③正确 B.只有②③正确 C.只有①④正确 D.只有②④正确
9.(2分)5月初,小明家中的电能表示数为,电能表的部分参数及6月初的示数如图所示,下列说法正确的是( )
A.电能表转盘转得越快,电能表所在电路消耗的电能越多
B.小明家5月初至6月初消耗的电能是1297kW•h
C.小明家所有用电器同时工作,总功率不得超过2.2kW
D.若电能表转盘在10min内转过300转,则用电器的总功率为720W
10.(2分)建筑工地上经常用到起重机。如图是一台起重机吊臂上的滑轮组,它在20s内将质量为2.1t的物体匀速提高了5m,此时拉力F的功率为7.5kW,则拉力F的大小和滑轮组的机械效率分别为(取g=10N/kg)( )
A.7×104N 50% B.1.5×104N 70%
C.104N 70% D.1.05×104N 50%
二.填空题(共8小题,满分17分)
11.(3分)我国堪称“自行车王国”,认真观察图中自行车,回答问题:
(1)自行车轮胎上刻有条纹目的是为了 。
(2)不再蹬车后,自行车仍能向前运动,是因为 。
(3)如果夏天车气打得足,在强烈的阳光下照射,往往会爆炸,这是因为 。
(4)当自行车正在加速前进时,地面对后轮的摩擦力的方向是 。
12.(4分)释放化学能的过程不断地发生在人体内,食物也是一种“燃料”,营养成分在人体细胞里与氧结合,提供细胞组织所需的能量。某夹心饼干的营养成分表上标有“每100g能量2100kJ”,该标识的含义与 相似(选填“热量”“比热容”或“热值”),小华吃了一块20g的这种饼干,进入体内的化学能是 J。其中的一部分化学能转化为 能,以维持人体温度正常,进入体内的化学能如果用来烧水,可以让10kg的水温度升高 ℃。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
13.(4分)在2013年12月14 日21时11分,嫦娥三号探测器在月球表面预选着陆区域成功着陆,标志我国已成为世界上第三个实现地外天体软着陆的国家。在运载火箭从地面升空的过程中,机械能 ;在发射架的底部水池冒出大量的“白气”,“白气”是 形成的;月球车玉兔脱离嫦娥三号,独立行走了,其质量 ,重力 ,看到那轮胎在月球表面留下的痕迹,这信息由 发到地球。玉兔是由两片太阳能电池板供电,是由 能转化为 能。
14.如图是一种电动自行车,它的技术参数如下:
•电动机36V,180W
•密封免维护酸铅蓄电池(12V,12Ah※)×3
•额定载重75kg,最高时速20km/h
•在正常行驶(速度为15km/h)的情况下,能行驶60km
•行驶100km充电电能消耗1.2kW•h
根据以上参数回答下列问题:
(1)为了使电动机正常工作,3个蓄电池应采用 连接方式。
(2)电动自行车在正常行驶(15km/h)的情况下行驶60km,用时为 。
(3)电动自行车在以最高时速(20km/h)行驶时,所受阻力为 。
(4)电动自行车100km充电电能消耗1.2kW•h,在正常行驶(15km/h)的情况下行驶60km充电电能消耗是 ,设此时所受阻力为25N,则行驶60km克服阻力做功是 。
(5)Ah是电量单位,1Ah= C。
15.(1)如图1所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成一个最小、最亮的光斑,如图(a)可知凸透镜的焦距是 cm,现把蜡烛放在距凸透镜35cm处(如图b,在凸透镜另一侧前后移动光屏,在光屏上可以得到一个 (填“放大”、“缩小”或“等大”)的清晰像。
(2)请你从上面两幅图(图2)中正确选出:矫正近视眼的是 ;
(3)用相机照毕业照时,摄影师应拿着相机远离全班同学,同时镜头应该 。(填“伸长”或“缩短”)
16.(2分)如图所示,两小球静止悬挂在天花板上,请作出小球A所受力的示意图。
17.(2分)请画出如图所示杠杆的动力臂和阻力。
18.(2分)如图所示,小磁针静止在通电螺线管的正右方,请在图中标出小磁针的N极和电源的正负极。
三.计算题(共2小题,满分9分)
19.如图为南通“濠河国际龙舟邀请赛”的比赛场景,500m直线赛项目的冠军队所使用龙舟的质量为300kg,运动员总质量为1500kg,比赛用时2min30s。假设比赛中龙舟做匀速直线运动,且龙舟受到的阻力是龙舟和运动员总重力的0.1倍,g取10N/kg。求:
(1)龙舟的重力;
(2)运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积;
(3)比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率。
20.(9分)如图甲所示的电路中,电源电压不变。闭合开关,滑动变阻器的滑片P移至中点时,滑动变阻器R2消耗的功率为P1。当滑片P移至最右端时,滑动变阻器R2消耗的功率为P2,R1消耗的功率为1.6W,滑片从中点移至最右端的过程中,R2的功率与电流表示数的关系如图乙所示。R2允许通过的电流为1A,电压表接“0~15V”量程,电流表接“0~0.6A”量程。求:
(1)P1与P2的比值及R1的阻值;
(2)电源电压;
(3)若用电阻Rx替换R1,电压表换接另一量程,电流表量程不变,要求闭合开关S,在移动滑片P的过程中,至少有一个电表达到满刻度,且电路能正常工作,求Rx的最小阻值。
四.实验探究题(共3小题,满分18分)
21.(8分)某小组同学用如图甲的电路图探究欧姆定律,实验中他们所用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、20Ω,电源电压为3V不变。
(1)如图甲所示,是小华所连接的不完整实验电路,请你用笔画线代替导线,将缺少的导线连接好成完整电路。(要求滑片向右移动时,电路中电流变大)
(2)小华将电路接好后,闭合开关,发现电压表与电流表的示数太大。接来应进行的操作是 (填写字母代号)。
A.更换电池或电阻
B.检查电路是否短路
C.断开开关,移动滑动变阻器滑片至电阻最大值位置
(3)在探究“导体中的电流跟电阻的关系”时,小华将5Ω的电阻接入电路,电压表如图乙所示。后把定值电阻由5Ω换成10Ω,闭合开关后下步的操作是:将变阻器的滑片P向 (填“左”或“右”)移动直至电压表示数为 V。若要完成整个实验,选择的滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
(4)上述探究结束后,该组同学选择原来的电源和两只灯泡L1“2.5V 0.3A”和L2“3.8V 0.3A”,设计的电路如图丙所示,探究“电功率跟电流、电压的关系”。
①此实验设计是为了探究电功率与电压的关系,通过 判断电功率的大小。
②为了探究电功率与电流的关系,小明认为,利用图丙电路只要通过移动滑动变阻器滑片,改变电流观察灯L1或L2亮度的变化,即可得出结论。则小明同学的方案 (选填“合理”或“不合理”),理由: 。
22.篮球运动员传球时,篮球撞击地面后能准确反弹到远处队友手中,小明觉得好奇:篮球击地面后,反弹方向与哪些因素有关呢?与同学讨论后,他们觉得可以用弹性小球代替篮球,对小球撞击水平地面后的反弹方向进行探究,并提出了三种猜想。
猜想1:与小球撞击地面前是否旋转有关;
猜想2:与小球撞击地面时的入射方向有关;
猜想3:与地面的粗糙程度有关。
(1)对于猜想1,联想到旋转的乒乓球打到球台后,反弹的路线发生明显变化,由此判断猜想1是 的。
(2)为验证猜想2和3,同学们设计了如图甲所示的装置,每次都让弹性小球从压缩了相同长度的弹簧的下端,由静止弹出并撞击地面,分别改变地面的粗糙程度和小球的入射方向与地面的夹角α,测出小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β,记录数据如表。
夹角α
20.0°
30.0°
45.0°
60.0°
70.0°
夹角β
玻璃地面
25.5°
34.7°
49.2°
63.5°
72.8°
木板地面
28.6°
37.3°
51.6°
65.4°
74.1°
水泥地面
30.9°
39.2°
53.9°
67.5°
76.6°
①对猜想2,分析数据可得β与α的定性关系是: ,说明该猜想是正确的。
②对猜想3,小虎认为:表中α一定时,各次测得的β不等,这是由测量误差引起的,所以猜想3是错误的。同学们不赞成小虎的观点,理由是 。
(3)用每隔s曝光一次的频闪照相机拍摄到某次小球从地面O位置反弹至D位置的照片,如图乙所示。
①用毫米刻度尺测出图乙中小球在O、D两位置时球心间距为 cm;小球上标有“直径4cm”字样,请估测小球从O运动至D的平均速度为 m/s。
②小球是从图乙中的 (选填“A”、“B”或“C”)位置开始入射的。
(4)同学们分析:当α一定时,地面越光滑,β值与α越接近,由此推理,如果地面没有摩擦,则β与α应相等,请写出一个用此思想方法研究问题的实例 。
23.(10分)为延长蔬果保鲜时间,某同学帮助菜农设计了蔬果保鲜仓库的自动制冷装置。装置如图甲所示,控制电路中电源电压恒定,R1为热敏电阻,R2阻值为5Ω,电磁铁线圈阻值忽略不计。R1阻值随温度的变化关系如图乙所示.当温度升高到5℃时,控制电路中电流达到100mA,衔铁吸下,制冷器启动工作:当电流降至37.5mA时,衔铁弹回,工作电路断开,制冷器停止工作,如此进行间歇性循环工作,图丙为工作电路某1小时内制冷器功率与时间的关系图。
请完成下列问题:
(1)温度升高时,热敏电阻R1的阻值将 。(选填“增大”或“减小”)
(2)请在控制电路中加一个电压表,使得温度升高时,电压表示数变大,应加在 (选填“R1”或“R2”)两端。
(3)求该装置所控制的最低温度(请写出过程)。
(4)求一小时内,工作电路制冷器消耗的总电能。
(5)如果要提高该装置所控制的最低温度,应将R2的阻值 (选填“增大”或“减小”),此时最高温和最低温的温度差 (选填“增大”、“减小”或“不变”),理由是 。
2022年江苏省南通市中考物理模拟2(中考改编题)
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题,满分10分)
1.2021年10月16日,我国成功发射神舟13号载人飞船,将三名宇航员送入太空。“神舟13号”与空间站“天宫二号”成功实现了交会对接,如图为对接模拟图。对接后,“神舟13号”相对以下哪个参照物是静止的( )
A.地球 B.“神舟13号” C.“天宫二号” D.太阳
【解答】解:研究物体的运动状态时,一般不选择自身作为参照物;
“神舟13号”与空间站“天宫二号”对接后,“神舟13号”与“天宫二号”一起运动,它们的相对位置没有发生变化,所以“神舟13号”相对于“天宫二号”是静止的,“神舟13号”与地球和月亮之间的位置发生了变化,所以“神舟13号”相对于地球和太阳都是运动的。
综上分析可知,对接后,“神舟13号”相对“天宫二号”是静止的。
故选:C。
2.(2分)在学校周边及城市居民区周边装有图甲所示的监测设备和图乙所示的交通标志。下列说法正确的是( )
A.图甲的监测设备具有控制噪声的功能
B.图乙的交通标志是在声源处减弱噪声
C.人们能从不同的方向看到图乙的交通标志是光在标志表面发生了镜面反射
D.图甲监测设备显示屏中的数据65.7dB描述的是声音的音调
【解答】解:A、图甲为监测设备,只能够检测噪声的大小,不能控制噪声,故A错误;
B、图乙交通标志是禁止鸣笛标志,是在声源处减弱噪声,故B正确;
C、人们能从不同的方向看到图乙的交通标志是光在标志表面发生了漫反射,故C错误;
D、图甲监测设备显示屏中的数据65.7dB描述的是声音的响度,故D错误。
故选:B。
3.(2分)关于家庭电路和安全用电,下列说法中正确的是( )
A.用电器失火时,应先灭火,再切断电源
B.用电器的金属外壳接零线即可,不需要接地
C.家庭电路中若安装了漏电保护器,无需再安装空气开关
D.家庭电路中,控制用电器的开关应接在火线和用电器之间
【解答】解:
A、发现用电器失火时,首先要切断电源,再采取救火措施;切不可带电救火,容易发生触电事故,故A错误;
B、用电器的金属外壳必须接地,防止由于用电器的外壳带电而使人发生触电事故,故B错误;
C、在家庭电路中,为了防止触电,在进户线处要安装漏电保护器,当有人触电时,漏电保护器会切断电路,当电路发生短路时,电流会很大,空气开关会跳闸保护电路,故C错误;
D、家庭电路中,控制用电器的开关应接在火线和用电器之间,这样在开关断开时,用电器上没有电,便于维修,故D正确。
故选:D。
4.关于压强,下列说法正确的是( )
A.在气体和液体中,流速越大的位置,压强越大
B.最早证明大气压强存在的科学家是托里拆利
C.菜刀磨得很锋利是为了减小压强
D.拦河坝建成上窄下宽,是由于密度不变时,液体压强随深度的增加而增大
【解答】解:
A、根据流体压强和流速的关系可知,在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小,故A错误;
B、最早证明大气压强存在的不是托里拆利实验,而是马德堡半球试验,故B错误;
C、菜刀磨得很锋利,是为了在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C错误;
D、是由于密度不变时,液体压强随深度的增加而增大,所以拦河大坝建成上窄下宽的形状,故D正确。
故选:D。
5.(2分)在一个足够深的容器内有一定量的水,将一个长10cm、横截面积50cm2的圆柱形实心塑料块挂于弹簧秤上,当塑料块底面刚好接触水面时(塑料块没有离开水面),弹簧秤示数为4N,如图甲所示。已知弹簧的伸长与受到的拉力成正比,弹簧受到1N的拉力时伸长1cm,g取10N/kg。若往容器内缓慢加水,当弹簧秤的示数为2N时,水面升高6cm。此过程中水面升高的高度△H与所加水的体积V的关系如图乙所示。根据以上信息,能得出的正确结论是( )
A.所加水的体积至1400cm3时,弹簧秤示数恰为零
B.塑料块的密度为0.6×103kg/m3
C.容器的横截面积为125cm2
D.加水1000cm3时,塑料块受到的浮力为1N
【解答】解:A、根据题意可知,当塑料块底面刚好接触水面时,弹簧秤示数为:F0=4N,往容器内缓慢加水,当弹簧秤的示数为:F1=2N时,水面升高:△H1=6cm,所加水的体积:V1=700cm3,塑料块受到的浮力:F浮1=F0﹣F1=4N﹣2N=2N,由阿基米德原理得,塑料块排开水的体积:V排1===2×10﹣4m3=200cm3;
容器的底面积:S'===150cm2;
由图乙可知,当加水:V2=1400cm3时,水面升高:△H2=12cm,
塑料块排开水的体积:V排2=S'△H2﹣V2=150cm2×12cm﹣1400cm3=400cm3=4×10﹣4m3;
此时塑料块受到的浮力:F浮2=ρ水gV排2=1×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣4m3=4N=F0=G;
所以,弹簧测力计的示数:F示=G﹣F浮2=4N﹣4N=0,故A正确;
B、当塑料块底面刚好接触水面时,弹簧秤示数为4牛,可以知道塑料块的重力G=4N,体积V=10cm×50cm2=500cm3=5×10﹣4m3,
则塑料块的密度ρ====0.8×103kg/m3,故B错误;
C、由解答A可知,容器的横截面积:S′=150cm2,故C错误;
D、由图乙可知,当加水:V3=1000cm3时,水面升高:△H3=×6cm=cm,
塑料块排开水的体积:V排3=S'△H3﹣V3=150cm2×cm﹣1000cm3=cm3=×10﹣3m3;
此时塑料块受到的浮力:F浮3=ρ水gV排3=1×103kg/m3×10N/kg××10﹣3m3=N>1N,故D错误。
故选:A。
6.关于粒子与宇宙,下列事实与对应的推论正确的是( )
A.汤姆生发现电子——原子是可分的
B.星系离地球远去——宇宙正在收缩
C.固体很难被压缩——分子间没有间隙
D.地球绕太阳运动——太阳是宇宙中心
【解答】解:A、汤姆生发现了电子,从而说明了原子是可以再分的。故A正确;
B、谱线“红移”现象说明星系正在远离我们,宇宙正在膨胀。故B错误;
C、固体很难被压缩,说明分子之间存在斥力。故C错误;
D、地球等行星绕太阳转动,太阳是太阳系的中心,不是宇宙的中心。故D错误。
故选:A。
7.将两个不带电的轻质小球用绝缘细线悬挂在天花板上,给它们同时带上同种电荷后,两球分开,如图所示,此现象不能说明( )
A.力的作用是相互的
B.同种电荷相互排斥
C.力能改变物体的运动状态
D.自然界中只存在两种电荷
【解答】解:
A、由图可知,两个小球分开,这说明两个小球都受到了排斥力的作用,即物体间力的作用是相互的,故A不符合题意;
B、两个小球带上了同种电荷,同种电荷相互排斥,故B不符合题意;
C、两个小球同时带上同种电荷后,由于相互排斥,所以两球分开,排斥力改变了小球的运动状态,故C不符合题意;
D、实验中两个小球带的是同种电荷,不能说明自然界中只存在两种电荷,故D符合题意。
故选:D。
8.如图所示,弯曲的跳板把人弹至高处,下列说法中( )
①弯曲的跳板把人向上弹起的过程中,重力势能转化为动能
②弯曲的跳板把人向上刚刚弹起时,人的速度变大
③人离开跳板弹向空中至最高点的过程中,动能转化为重力势能
④人在最高点时,如果受到的外力全部消失,人将竖直落下
A.只有①③正确 B.只有②③正确 C.只有①④正确 D.只有②④正确
【解答】解:
①弯曲的跳板把人向上刚刚弹起时,跳板的形变程度变小,弹性势能变小;同时人的质量不变,由于弹力大于人的重力,所以人会向上做加速运动,速度变大,人的质量不变,动能变大,同时高度升高,重力势能增大,则此过程中跳板的弹性势能转化为人的动能和重力势能,故①错误;
②弯曲的跳板把人向上刚刚弹起时,弹力大于人的重力,弹性势能转化为人的重力势能和动能,动能变大,速度变大,故②正确;
③运动员离开跳板弹向空中至最高点时,运动员的质量不变,速度变小,高度升高,所以动能减小,重力势能变增大,所以是动能转化为重力势能,故③正确;
④运动员在最高点时,速度为零,根据牛顿第一定律可知,如果此时受到的外力全部消失,运动员将静止不动,故④错误。
故选:B。
9.(2分)5月初,小明家中的电能表示数为,电能表的部分参数及6月初的示数如图所示,下列说法正确的是( )
A.电能表转盘转得越快,电能表所在电路消耗的电能越多
B.小明家5月初至6月初消耗的电能是1297kW•h
C.小明家所有用电器同时工作,总功率不得超过2.2kW
D.若电能表转盘在10min内转过300转,则用电器的总功率为720W
【解答】解:A、电能表的转盘转得越快,电能表所在电路的总功率越大,不能说电能表所在电路消耗的电能越多,故A错误;
B、6月初的示数1352.5kW•h,5月初,小明家中的电能表示数1222.8kW•h,故小明家5月初至6月初消耗的电能是W=1352.5﹣1222.8=129.7kW•h,故B错误;
C、据表盘的参数可知,此时总功率不得超过P=UI=220V×20A=4400W=4.4kW,故C错误;
D、电能表的转盘转300转消耗的电能为:
W=kW•h=kW•h,
该电能表上用电器的总功率:
P===0.72kW=720W,故D正确。
故选:D。
10.(2分)建筑工地上经常用到起重机。如图是一台起重机吊臂上的滑轮组,它在20s内将质量为2.1t的物体匀速提高了5m,此时拉力F的功率为7.5kW,则拉力F的大小和滑轮组的机械效率分别为(取g=10N/kg)( )
A.7×104N 50% B.1.5×104N 70%
C.104N 70% D.1.05×104N 50%
【解答】解:(1)由图可知n=3,绳子自由端移动的距离:
s=nh=3×5m=15m
拉力移动速度:
v===0.75m/s,
由P===Fv得:
拉力大小:
F===104N;
物体重力:
G=mg=2.1×1000kg×10N/kg=21000N,
滑轮组的机械效率:η======70%。
故选:C。
二.填空题(共8小题,满分17分)
11.(3分)我国堪称“自行车王国”,认真观察图中自行车,回答问题:
(1)自行车轮胎上刻有条纹目的是为了 增大摩擦 。
(2)不再蹬车后,自行车仍能向前运动,是因为 自行车具有惯性 。
(3)如果夏天车气打得足,在强烈的阳光下照射,往往会爆炸,这是因为 车胎内的空气受热膨胀(或压强增大) 。
(4)当自行车正在加速前进时,地面对后轮的摩擦力的方向是 向前 。
【解答】解:(1)轮胎上印有花纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的;
故答案为:增大摩擦。
(2)停止蹬车后,行驶在水平路面上的自行车仍继续向前运动一段距离,这是由于惯性自行车要保持原来的运动状态,继续运动。
故答案为:自行车具有惯性。
(3)一定质量的气体,在体积保持不变时,它的温度越高,其压强越大。所以阳光照射以后车胎内的气体温度升高,压强增大,导致车胎破裂。
故答案为:车胎内的空气受热膨胀(或压强增大)。
(4)因为摩擦力的方向总是与物体运动或相对运动的趋势的方向相反,所以运动员骑自行车加速前进,后车轮相对地面做向后运动,因此所受摩擦力方向向前。
故答案为:向前。
12.(4分)释放化学能的过程不断地发生在人体内,食物也是一种“燃料”,营养成分在人体细胞里与氧结合,提供细胞组织所需的能量。某夹心饼干的营养成分表上标有“每100g能量2100kJ”,该标识的含义与 热值 相似(选填“热量”“比热容”或“热值”),小华吃了一块20g的这种饼干,进入体内的化学能是 4.2×105 J。其中的一部分化学能转化为 内 能,以维持人体温度正常,进入体内的化学能如果用来烧水,可以让10kg的水温度升高 10 ℃。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【解答】解:(1)夹心饼干的营养成分表上标有“每100g能量2100kJ”,该标识的含义为每100g夹心饼干能够提供的能量为2100kJ;
则1kg提供的能量为21000kJ,即2.1×107J,可表达为:2.1×107J/kg;
热值表示1kg燃料完全燃烧时放出的热量,可见其含义与热值相似;
(2)吃一块20g的这种饼干获得的能量:
Q=2.1×107J/kg×20×10﹣3kg=4.2×105J。
(3)人类的活动需要的能量来自于食物的化学能,其中的一部分化学能转化为内能,以维持人体温度正常;另一部分化学能转化为机械能;
(4)如果进入体内的化学能全部用来烧水(即水吸收的热量为4.2×105J),由Q=cm△t知,水升高的温度:
△t===10℃。
故答案为:热值;4.2×105;内;10。
13.(4分)在2013年12月14 日21时11分,嫦娥三号探测器在月球表面预选着陆区域成功着陆,标志我国已成为世界上第三个实现地外天体软着陆的国家。在运载火箭从地面升空的过程中,机械能 增大 ;在发射架的底部水池冒出大量的“白气”,“白气”是 液化 形成的;月球车玉兔脱离嫦娥三号,独立行走了,其质量 不变 ,重力 变小 ,看到那轮胎在月球表面留下的痕迹,这信息由 电磁波 发到地球。玉兔是由两片太阳能电池板供电,是由 太阳 能转化为 电 能。
【解答】解:
(1)运载火箭从地面升空的过程中,其质量不变,速度变大,所以动能变大,高度增大,所以重力势能增大,机械能增大;
(2)火箭发射架下建有大水池,让高温火焰喷到水中,通过水发生汽化来吸收大量的热;火箭升空瞬间,水蒸气遇到周围冷的空气就会发生液化,液化成小液滴,就形成了我们看到的白气;
(3)因为质量是物体的属性,与物体所处的空间位置无关,所以玉兔号”月球车从地球被带到月球,它的质量将不变;
物体在月球上所受“重力”是在地球上所受重力的六分之一,所以重力变小;
(4)太空中没有空气,因此需要电磁波传递信息,故互拍的照片信息是通过电磁波传回地面控制中心的;
(5)太阳能电池板的作用是将太阳能转化为电能。
故答案为:增大;液化;不变;变小;电磁波;太阳;电。
14.如图是一种电动自行车,它的技术参数如下:
•电动机36V,180W
•密封免维护酸铅蓄电池(12V,12Ah※)×3
•额定载重75kg,最高时速20km/h
•在正常行驶(速度为15km/h)的情况下,能行驶60km
•行驶100km充电电能消耗1.2kW•h
根据以上参数回答下列问题:
(1)为了使电动机正常工作,3个蓄电池应采用 串联 连接方式。
(2)电动自行车在正常行驶(15km/h)的情况下行驶60km,用时为 4h 。
(3)电动自行车在以最高时速(20km/h)行驶时,所受阻力为 40.5N 。
(4)电动自行车100km充电电能消耗1.2kW•h,在正常行驶(15km/h)的情况下行驶60km充电电能消耗是 0.72kW•h ,设此时所受阻力为25N,则行驶60km克服阻力做功是 2.592×106J 。
(5)Ah是电量单位,1Ah= 3600 C。
【解答】解:(1)为使电动机正常工作,3个蓄电池应采用串联连接方式。
(2)速度v=15km/h,路程s=60km,
∵v=,
∴行驶时间t==4h。
(3)电动自行车在以最高时速(20km/h=20×m/s=m/s)行驶时,所受阻力:f=F===40.5N;
(4)在正常行驶(15km/h=15×m/s=m/s)的情况下,电动自行车受到的牵引力:F===43.2N,则
在正常行驶(15km/h)的情况下行驶60km充电电能消耗:
W=×60km=0.72kW•h;
行驶60km克服阻力做功:
W′=f′s=43.2N×60000m=2.592×106J。
(5)1Ah=1A×3600s=3600C。
故答案为:(1)串联;(2)4h;(3)40.5N;(4)0.72kW•h;2.592×106J;(5)3600。
15.(1)如图1所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成一个最小、最亮的光斑,如图(a)可知凸透镜的焦距是 15 cm,现把蜡烛放在距凸透镜35cm处(如图b,在凸透镜另一侧前后移动光屏,在光屏上可以得到一个 缩小 (填“放大”、“缩小”或“等大”)的清晰像。
(2)请你从上面两幅图(图2)中正确选出:矫正近视眼的是 乙 ;
(3)用相机照毕业照时,摄影师应拿着相机远离全班同学,同时镜头应该 缩短 。(填“伸长”或“缩短”)
【解答】解:(1)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15cm。
由图知,物距u=35cm,大于2f,此时成倒立缩小的实像;
(2)甲为凸透镜,是远视眼的矫正示意图;
乙为凹透镜,是近视眼的矫正示意图。
(3)在探究凸透镜成像的规律的过程中,物体从远处向凸透镜靠近的过程中,物体所成的像逐渐变大,并且像距离凸透镜越来越远。
因此要使此时的像减小,就要使凸透镜逐渐的远离景物,即照相机远离学生,同时还应缩短照相机的镜头。
故答案为:(1)15;缩小;(2)乙;(3)缩短。
16.(2分)如图所示,两小球静止悬挂在天花板上,请作出小球A所受力的示意图。
【解答】解:小球A静止,处于平衡状态,A受到三个力,分别是:竖直向下的重力、B对A的水平向左的支持力、沿绳子向上的拉力,作用点都在小球的球心,如图所示:
17.(2分)请画出如图所示杠杆的动力臂和阻力。
【解答】解:图中杠杆支点在O点,从支点O开始作动力F作用线的垂线段,即为动力臂L;
阻力是重物对杠杆的拉力,方向竖直向下,作用点在杠杆上,如图所示:
18.(2分)如图所示,小磁针静止在通电螺线管的正右方,请在图中标出小磁针的N极和电源的正负极。
【解答】解:根据磁感线的方向可确定螺线管的左端为N极,右端为S极。根据磁极间的相互作用可以判断出小磁针的左端为N极,右端为S极。
根据安培定则,伸出右手,使右手大拇指指示通电螺线管的N极,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电源的右边为正极,左边为负极,如图所示:
三.计算题(共2小题,满分9分)
19.如图为南通“濠河国际龙舟邀请赛”的比赛场景,500m直线赛项目的冠军队所使用龙舟的质量为300kg,运动员总质量为1500kg,比赛用时2min30s。假设比赛中龙舟做匀速直线运动,且龙舟受到的阻力是龙舟和运动员总重力的0.1倍,g取10N/kg。求:
(1)龙舟的重力;
(2)运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积;
(3)比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率。
【解答】解:(1)龙舟的重力G舟=m舟g=300kg×10N/kg=3000N;
(2)运动员坐上龙舟后龙舟所受浮力F浮=G总=m总g=(300kg+1500kg)×10N/kg=18000N,
根据阿基米德原理可知运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积V排===1.8m3;
(3)比赛过程中龙舟处于平衡状态,所受动力F=f=0.1G总=0.1×18000N=1800N,
动力做的功W=Fs=1800N×500m=9×105J,
所用时间t=2min30s=150s,
动力做功的功率P===6000W。
答:(1)龙舟的重力为3000N;
(2)运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积为1.8m3;
(3)比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率为6000W。
20.(9分)如图甲所示的电路中,电源电压不变。闭合开关,滑动变阻器的滑片P移至中点时,滑动变阻器R2消耗的功率为P1。当滑片P移至最右端时,滑动变阻器R2消耗的功率为P2,R1消耗的功率为1.6W,滑片从中点移至最右端的过程中,R2的功率与电流表示数的关系如图乙所示。R2允许通过的电流为1A,电压表接“0~15V”量程,电流表接“0~0.6A”量程。求:
(1)P1与P2的比值及R1的阻值;
(2)电源电压;
(3)若用电阻Rx替换R1,电压表换接另一量程,电流表量程不变,要求闭合开关S,在移动滑片P的过程中,至少有一个电表达到满刻度,且电路能正常工作,求Rx的最小阻值。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由图乙可知,纵坐标中P1对应9个格、P2对应8个格,则P1:P2=9:8,
且滑动变阻器的滑片P移至中点时电路中的电流I1=0.6A,滑片移至最右端时电路中的电流I2,
由P=UI=I2R可得:==,
所以,I2=×I1=×0.6A=0.4A;
由P=I2R可得,R1的阻值:
R1===10Ω;
(2)因电源的电压不变,所以,=
即:=,
解得:R2=20Ω,
电源的电压:U=I2(R1+R2)=0.4A×(10Ω+20Ω)=12V;
(3)用电阻Rx替换R1,电压表换接“0~3V“量程,电流表量程不变,
当电压表的示数满偏且电流表也满偏时,Rx的阻值最小,则
Rx小===15Ω。
答:(1)P1与P2的比值为9:8,R1的阻值为10Ω;
(2)电源电压为12V;
(3)Rx的最小阻值为15Ω。
四.实验探究题(共3小题,满分18分)
21.(8分)某小组同学用如图甲的电路图探究欧姆定律,实验中他们所用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、20Ω,电源电压为3V不变。
(1)如图甲所示,是小华所连接的不完整实验电路,请你用笔画线代替导线,将缺少的导线连接好成完整电路。(要求滑片向右移动时,电路中电流变大)
(2)小华将电路接好后,闭合开关,发现电压表与电流表的示数太大。接来应进行的操作是 C (填写字母代号)。
A.更换电池或电阻
B.检查电路是否短路
C.断开开关,移动滑动变阻器滑片至电阻最大值位置
(3)在探究“导体中的电流跟电阻的关系”时,小华将5Ω的电阻接入电路,电压表如图乙所示。后把定值电阻由5Ω换成10Ω,闭合开关后下步的操作是:将变阻器的滑片P向 左 (填“左”或“右”)移动直至电压表示数为 2 V。若要完成整个实验,选择的滑动变阻器的最大阻值至少为 10 Ω。
(4)上述探究结束后,该组同学选择原来的电源和两只灯泡L1“2.5V 0.3A”和L2“3.8V 0.3A”,设计的电路如图丙所示,探究“电功率跟电流、电压的关系”。
①此实验设计是为了探究电功率与电压的关系,通过 灯泡的亮暗 判断电功率的大小。
②为了探究电功率与电流的关系,小明认为,利用图丙电路只要通过移动滑动变阻器滑片,改变电流观察灯L1或L2亮度的变化,即可得出结论。则小明同学的方案 不合理 (选填“合理”或“不合理”),理由: 没有控制电压一定。 。
【解答】解:(1)把电流表与电阻串联接入电路,实物电路图如图所示:
(2)闭合开关,发现电压表与电流表的示数太大,说明电路电阻太小,可能是滑动变阻器接入电路的阻值太小造成的,所以应断开开关,移动滑动变阻器滑片至最大值位置,故选C;
(3)电压表量程为0~3V,由图示电压表可知,其分度值为0.1V,示数为2V;
在探究“导体中的电流跟电阻的关系”时,应控制电阻两端电压不变,把定值电阻由5Ω换成10Ω,闭合开关后,定值电阻两端电压变大,为保持电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分压所以应将变阻器的滑片P向左移动直至电压表示数为2V为止。
当定值电阻的阻值最大时,所需滑动变阻器的阻值最大,电源电压为3V,定值电阻两端电压为2V,则滑动变阻器两端电压为:UH=U﹣UR=3V﹣2V=1V,
此时电路中的电流:I===0.1A,
则滑动变阻器的阻值:R===10Ω,要完成实验,选择的滑动变阻器的最大阻值至少为10Ω。
(4)①灯泡亮度由灯泡实际功率决定,灯泡实际功率越大,灯泡越亮,可以根据灯泡亮度比较灯泡电功率的大小;
②探究电功率与电流的关系,应控制灯泡两端电压相等而电流不同,利用图丙电路只要通过移动滑动变阻器,改变电流观察灯L1或L2亮度的变化时,电压与电流同时在改变,未控制电压一定,小明的方案不合理。
故答案为:(1)
;
(2)C;(3)左;2;10;(4)①灯泡的亮暗; ②不合理;没有控制电压一定。
22.篮球运动员传球时,篮球撞击地面后能准确反弹到远处队友手中,小明觉得好奇:篮球击地面后,反弹方向与哪些因素有关呢?与同学讨论后,他们觉得可以用弹性小球代替篮球,对小球撞击水平地面后的反弹方向进行探究,并提出了三种猜想。
猜想1:与小球撞击地面前是否旋转有关;
猜想2:与小球撞击地面时的入射方向有关;
猜想3:与地面的粗糙程度有关。
(1)对于猜想1,联想到旋转的乒乓球打到球台后,反弹的路线发生明显变化,由此判断猜想1是 正确 的。
(2)为验证猜想2和3,同学们设计了如图甲所示的装置,每次都让弹性小球从压缩了相同长度的弹簧的下端,由静止弹出并撞击地面,分别改变地面的粗糙程度和小球的入射方向与地面的夹角α,测出小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β,记录数据如表。
夹角α
20.0°
30.0°
45.0°
60.0°
70.0°
夹角β
玻璃地面
25.5°
34.7°
49.2°
63.5°
72.8°
木板地面
28.6°
37.3°
51.6°
65.4°
74.1°
水泥地面
30.9°
39.2°
53.9°
67.5°
76.6°
①对猜想2,分析数据可得β与α的定性关系是: 当地面的粗糙程度一定时,小球的入射方向与地面的夹角α越大,小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β就越大 ,说明该猜想是正确的。
②对猜想3,小虎认为:表中α一定时,各次测得的β不等,这是由测量误差引起的,所以猜想3是错误的。同学们不赞成小虎的观点,理由是 如果是由误差引起的,则不管地面的粗糙程度如何变化,小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β可能偏大也可能偏小,但分析表中数据发现,当小球的入射方向与地面的夹角a一定时,接触面越粗糙,小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β越大,说明β是受接触面粗程度的影响,而不是误差造成的 。
(3)用每隔s曝光一次的频闪照相机拍摄到某次小球从地面O位置反弹至D位置的照片,如图乙所示。
①用毫米刻度尺测出图乙中小球在O、D两位置时球心间距为 3.20 cm;小球上标有“直径4cm”字样,请估测小球从O运动至D的平均速度为 3.2 m/s。
②小球是从图乙中的 C (选填“A”、“B”或“C”)位置开始入射的。
(4)同学们分析:当α一定时,地面越光滑,β值与α越接近,由此推理,如果地面没有摩擦,则β与α应相等,请写出一个用此思想方法研究问题的实例 探究阻力对物体运动的影响 。
【解答】解:(1)旋转的乒乓球打到球台后,反弹的路线发生明显变化,说明小球撞击水平地面后的反弹方向与小球撞击地面前是否旋转有关,由此判断猜想1是正确的;
(2)①由表中数据可知,当地面的粗糙程度一定时,小球的入射方向与地面的夹角α越大,小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β就越大,由此验证猜想2是正确的;
②如果是由误差引起的,则不管地面的粗糙程度如何变化,小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β可能偏大也可能偏小,但分析表中数据发现,当小球的入射方向与地面的夹角a一定时,接触面越粗糙,小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β越大,说明β是受接触面粗程度的影响,而不是误差造成的;
(3)①因为用毫米刻度尺测量,估读到分度值的下一位,故数据记录为3.20cm;
用刻度尺测出图中小球的直径为4mm=0.4cm,则
图中O、D两位置球心间距离大约是=8个小球的直径,已知小球的实际直径4cm,
所以O、D两位置球心间距离为:s=8×4cm=32cm=0.32m,
小球从O运动到D位置过程被记录的4次,这个过程所用时间为:t=3×s=0.1s,
从O运动至D的平均速度v===3.2m/s;
②分忻表中数据可知,小球的入射方向与地面的夹角α始终小于小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β,由此判断小球是从图乙中C位置开始入射的;
(4)探究阻力对物体运动的影响时发现,水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车在水平面上运动的距离越远,由此推理如果水平面绝对光滑,小车受到的阻力为零,小车将做匀速直线运动,这个实例也用到了科学推理的方法。
故答案为:
(1)正确;
(2)①当地面的粗糙程度一定时,小球的入射方向与地面的夹角α越大,小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β就越大;
②如果是由误差引起的,则不管地面的粗糙程度如何变化,小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β可能偏大也可能偏小,但分析表中数据发现,当小球的入射方向与地面的夹角a一定时,接触面越粗糙,小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β越大,说明β是受接触面粗程度的影响,而不是误差造成的;
(3)①3.20;3.2;②C;
(4)探究阻力对物体运动的影响。
23.(10分)为延长蔬果保鲜时间,某同学帮助菜农设计了蔬果保鲜仓库的自动制冷装置。装置如图甲所示,控制电路中电源电压恒定,R1为热敏电阻,R2阻值为5Ω,电磁铁线圈阻值忽略不计。R1阻值随温度的变化关系如图乙所示.当温度升高到5℃时,控制电路中电流达到100mA,衔铁吸下,制冷器启动工作:当电流降至37.5mA时,衔铁弹回,工作电路断开,制冷器停止工作,如此进行间歇性循环工作,图丙为工作电路某1小时内制冷器功率与时间的关系图。
请完成下列问题:
(1)温度升高时,热敏电阻R1的阻值将 减小 。(选填“增大”或“减小”)
(2)请在控制电路中加一个电压表,使得温度升高时,电压表示数变大,应加在 R2 (选填“R1”或“R2”)两端。
(3)求该装置所控制的最低温度(请写出过程)。
(4)求一小时内,工作电路制冷器消耗的总电能。
(5)如果要提高该装置所控制的最低温度,应将R2的阻值 增大 (选填“增大”或“减小”),此时最高温和最低温的温度差 增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”),理由是 温度越高,R1阻值变化越慢 。
【解答】解:
(1)由图乙可知,温度升高时,热敏电阻R1的阻值变小;
(2)两电阻串联,温度升高时,R1电阻变小,电路中电流变大,R2电阻不变,由U=IR,R2两端电压变大,所以电压表应加在R2两端;
(3)当温度升高到5℃时,R1=25Ω,控制电路中电流达到100mA=0.1A;
电源电压U=I(R1+R2)=0.1A×(25Ω+5Ω)=3V;
制冷器启动工作时温度降低,当制冷器停止工作时该装置所控制的温度最低,此时电路中的电流I1=0.0375A
此时电路中的总电阻
热敏电阻R1′=R﹣R2=80Ω﹣5Ω=75Ω
由图乙可知,热敏电阻的阻值为75Ω时,温度为2℃;
(4)由图丙可知一小时内,工作电路制冷器时间t=15min+10min+10min+10min=45min=2700s;
一小时内,工作电路制冷器消耗的总电能W=Pt=2400W×2700s=6.48×106J;
(5)提高该装置所控制的最低温度,R1电阻变小,若要保持电流降至37.5mA时,衔铁弹回,工作电路断开,应增大R2的阻值,此时温度差会变大,由图乙可知,温度越高,R1阻值变化越慢;
故答案为:
(1)减小;
(2)R2
(3)求该装置所控制的最低温度为2℃;
(4)6.48×106J;
(5)增大,增大,温度越高,R1阻值变化越慢。
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