2024年江苏省南京师范大学附属中学江宁分校中考物理二模试卷(学生版+教师版)
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1. 以下新能源中,属于不可再生能源的是
A. 风能B. 核能C. 太阳能D. 潮汐能
【答案】B
【解析】
【详解】风能、潮汐能、太阳能可以长期提供,所以它们都是可再生能源.核能源一旦消耗就很难再生,所以它是不可再生能源。
故选B。
2. 物理量的测量是物理实验的基本操作。以下测量工具的使用与读数正确的是( )
A. 图甲:铅笔的长度为3.28cm
B. 图乙:物体所受的重力为2.4N
C. 图丙:烧杯和水的总质量为82.8g
D. 图丁:用电器消耗的总电能是20216kW·h
【答案】B
【解析】
【详解】A.铅笔的起点没有对应刻度尺的零刻度线,测量错误,故A错误;
B.弹簧测力计上1N之间有5个小格,所以一个小格代表0.2N,即此弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为2.4N,物体所受的重力为2.4N,故B正确;
C.在天平的标尺上,1g之间有5个小格,一个小格代表0.2g,即天平的分度值为0.2g,故烧杯和水的总质量为
50g+20g+10g+2.4g=82.4g
故C错误;
D.由图丁可知,电能表表盘上的数字为20216,最后一位是小数,单位是kW·h,所以电能表的读数为2021.6kW·h,即该用户截止目前消耗的总电能为2021.6kW·h,即用电器消耗的总电能是2021.6kW·h,故D错误。
故选B。
3. 如图是一种用于粉尘、细菌收集的静电除尘装置的原理图。当含尘气体经过离子发生器时,空气分子被电离为正离子和电子,正离子使尘粒带正电奔向积尘盘的负极( )
A. 该静电除尘装置利用了带电体能吸引轻小物体的性质
B. 空气被电离使粉尘带上了电是创造电荷的过程
C. 尘粒被吸附到积尘盘负极是因为异种电荷相互吸引
D. 若轻小纸片靠近积尘盘被吸引,则该小纸片一定带正电
【答案】C
【解析】
【详解】AC. 含尘气体经过离子发生器时,正离子使尘粒带正电奔向积尘盘的负极,故A错误,A不符合题意,故C正确,C符合题意;
B. 空气被电离是电荷的转移,没有创造新的电荷,故B错误,B不符合题意;
D. 若某轻小纸片靠近积尘盘被吸引,则该小纸片可能带正电,可能不带电,故D错误,不符合题意。
故选C。
4. 人工智能飞速发展的今天,智能配送机器人已被广泛使用,用户可通过人脸识别、输入(扫描),下列分析正确的是( )
A. 机器人旁边的影子,是光沿直线传播形成的实像
B. 机器人通过扫描条形码取货,条形码是光源
C. 行人都能看见机器人,是由于阳光在它表面发生了漫反射
D. 用户进行声纹识别时,利用了不同的人发出声音的音调不同
【答案】C
【解析】
【详解】A.影子是光的直线传播时,遇到不透明物体,在其后面留下的阴影,所以影子是光的直线传播形成的,但不是像,故A错误;
B.条形码自身不能发光,不是光源,故B错误;
C.机器人本身不发光,行人能看见它,是因为光在其身上发生了反射,而各个方向的行人都能看见,是因为光在它身上发生的是漫反射,故C正确;
D.声纹识别是利用不同人发声的音色不同,而不是音调,因为不同人发出的声音其音色一般不同,故D错误。
故选C。
5. 我国“祝融号”火星车顶部安装有集热窗,里面填装有熔点为-26℃、沸点为196℃的正十一烷材料,帮助火星车对抗火星白天-3℃至夜晚-103℃的温度变化。关于正十一烷材料,下列分析正确的是( )
A. 正十一烷材料一定是非晶体B. 正十一烷材料熔化时温度升高
C. 正十一烷材料在白天处于固态D. 利用正十一烷凝固放热对抗夜间低温
【答案】D
【解析】
【详解】A.正十一烷材料的熔点为-26℃、沸点为196℃,有固定的熔点,所以是晶体,故A错误;
B.晶体熔化时持续吸热温度不变,故B错误;
C.白天-3℃,高于熔点,低于沸点,正十一烷材料在白天处于液态,故C错误;
D.夜晚-103℃,正十一烷材料由液体变成固体,属于凝固现象,凝固放热,从而帮助火星车对抗夜间低温,故D正确。
故选D。
6. 关于温度、热量、内能的关系,下列说法正确的是( )
A. 冰熔化时吸收热量,内能增加,分子的运动越来越剧烈
B. 对物体做功,它的内能一定增加,温度不一定升高
C. 物体的温度升高,内能一定增加
D. 物体的温度升高,一定是从外界吸收了热量
【答案】C
【解析】
【详解】A.冰熔化时吸收热量,内能增加,但温度不变,由于分子热运动的剧烈程度与其温度有关,所以温度不变,分子的运动的剧烈程度不变,故A错误;
B.对物体做功,它的内能不一定增加,温度也不一定升高,如把物体举高而做功时,其内能不变,温度不变,故B错误;
C.同一物体,温度升高,内能一定增加,故C正确;
D.物体的温度升高,可能是从外界吸收了热量,也可能是外界对它做了功,故D错误。
故选C。
7. 2024年3月4日,世界泳联跳水世界杯蒙特利尔站比赛落幕,中国跳水队包揽全部金牌。如图跳板跳水运动有起跳、腾空、下落、入水几个阶段,下列说法正确的是( )
A. 运动员离开跳板腾空后受到平衡力作用
B. 运动员对跳板的力大于跳板对运动员的力
C. 运动员下落过程中重力势能主要转化为动能
D. 运动员离开跳板后能继续上升是因为受到惯性的作用
【答案】C
【解析】
【详解】A.运动员离开跳板腾空后做变速运动,受非平衡力,故A错误;
B.运动员对跳板的力和跳板对运动员的力是一对相互作用力,大小相等,故B错误;
C.运动员下落过程中速度增大,则动能增大,高度降低,则重力势能减小,重力势能主要转化为动能,故C正确;
D.惯性不是力,不能说“受到惯性的作用”,故D错误。
故选C。
8. 经颅磁刺激是一种利用脉冲磁场,改变大脑皮层神经细胞的膜电位使之产生感应电流。该技术在医学中应用十分广泛,下列能反映其工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】经颅磁刺激是一种利用脉冲磁场,改变大脑皮层神经细胞的膜电位使之产生感应电流,这是电磁感应现象;
A.图此是奥斯特实验,说明通电导体周围存在磁场,故A不符合题意;
B.此图是通电导体在磁场中受力运动实验装置图,是电动机的原理,故B不符合题意;
C.此图是电磁感应现象实验装置图,能反映其工作原理,故C符合题意;
D.此图是电磁继电器工作装置图,原理是电流的磁效应,故D不符合题意。
故选C。
9. 如图所示,水平面AC由粗糙程度相同的铁面AB和铜面BC拼接而成,AB=BC,磁铁M在水平拉力作用下从A到C做匀速直线运动,M在AB和BC段运动的时间分别为t1、t2,拉力做的功分别为W1、W2。则( )
A. t1=t2W1=W2B. t1W2D. t1>t2W1W2
综上分析可知, C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
10. 南方回南天,家庭使用简易烘干机(如图所示)时发现:烘干机发热时必须同时吹风,仅闭合定时开关时产生冷风,同时闭合定时开关和温控开关时产生热风,则其电路可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.闭合定时开关,发热管和电动机串联,同时工作,产生热风,同时闭合定时开关和温控开关时,电动机被短路,只有发热管工作,故A不符合题意;
B.仅闭合定时开关时,电动机工作,产生冷风,只闭合温控开关时,发热管工作,没有满足“烘干机发热时必须同时吹风”,同时闭合定时开关和温控开关时产生热风,故B不符合题意;
C.仅闭合定时开关时,电动机不工作,只闭合温控开关时,发热管工作,故C不符合题意;
D.仅闭合定时开关时,电动机不工作,产生冷风,只闭合温控开关时,发热管不工作,只有同时闭合定时开关和温控开关时,发热管和电动机工作,产生热风,故D符合题意。
故选D。
11. 三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如图所示,以下判断正确的有几个( )
①液体的密度关系是ρ甲p丙
③容器对桌面压强关系是p'乙>p'丙>p'甲
④小球受到的浮力大小关系是F乙>F丙>F甲
A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个
【答案】B
【解析】
【详解】三个完全相同的小球,其质量、体积和密度都相同。
①小球在甲中下沉,故ρ球> ρ甲,在乙容器中漂浮,故ρ球< ρ乙,在丙中悬浮,故ρ球=ρ丙;所以三种液体的密度关系为: ρ甲p丙>p甲,故②错误;
③开始时,液体的体积V甲=V乙=V丙,放入小球后,甲、丙溢出相同体积的液体,则剩余液体体积V甲′=V丙′;由于ρ甲F甲,故④错误;
由上分析可知①③正确,共计2个。
故选B。
12. 如图甲所示,电源电压恒定,R为定值电阻,滑动变阻器R′标有“20Ω 1A”,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。只闭合开关S和S1,滑片从最右端滑动到a点时,灯泡L恰好正常发光;只闭合开关S和S2,滑片从a点向某一方向移动,直到电压表示数与灯泡L的额定电压相同,两次调节过程中两电表示数关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
①电源电压为6V
②灯泡L的额定功率为2.16W
③滑片在a点时,滑动变阻器接入阻值为6Ω
④任意闭合开关和移动滑片,在电路安全的情况下,电路工作时消耗的最小功率为1.44W
⑤任意闭合开关和移动滑片,在电路安全的情况下,电路工作时消耗的最大功率为4.48W
A. ①③B. ②③C. ②④⑤D. ②③④
【答案】B
【解析】
【详解】①由图甲可知,只闭合开关S和S1时,小灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路中电流,电压表测小灯泡两端电压,因灯丝的电阻会随温度变化,故此时小灯泡两端的电压与流过小灯泡的电流的关系图像是曲线,只闭合开关S和S2时,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测电路中电流,电压表测定值电阻两端电压,因定值电阻的阻值不变,故可知此时定值电阻两端的电压与流过定值电阻的电流的关系图像是直线。只闭合开关S和S1,滑片从最右端滑动到a点时,由串联电路电阻等比例分压可知,小灯泡两端电压逐渐增大,当滑片在最右端时,此时小灯泡两端电压与流过小灯泡的电流最小,由图乙可知,此时电路中电流为
Imin=0.3A,此时小灯泡两端电压为UL=1.2V,由滑动变阻器的规格及欧姆定律可知,此时滑动变阻器两端的电压为
UR′=Imin×R′=0.3A×20Ω=6V
故由串联电路的电压规律可知,电源电压为
U源=UL+UR′=1.2V+6V=7.2V
故①错误;
②③由题意可知,只闭合开关S和S2,电压表测定值电阻两端电压,滑片从a点向某一方向移动,直到电压表示数与灯泡L的额定电压相同,故由图乙可知,滑片是从a点向右滑动,滑片从a点向右滑的过程中,滑动变阻器接入电路中的阻值逐渐变大,故电压表与电流表的示数逐渐变小,由图乙可知,当电压表示数等于灯泡L的额定电压时,此时电路中的电流为I′=0.36A,且滑片在a点时,电路中的电流为I′′=0.45A,此时定值电阻两端电压为UR=4.5V,由欧姆定律可知,此时滑动变阻器接入阻值为
解得定值电阻的阻值为
由题意可知,当电路中的电流为0.36A时,此时定值电阻两端电压等于小灯泡的额定电压,即
U额=I′R=0.36A×10Ω=3.6V
闭合开关S和S1,断开开关S2,且滑片在a点时,可知灯泡的额定电流为
故灯泡的额定功率为
P额=U额I额=3.6V×0.6A=2.16W
故②③正确;
④由欧姆定律可知,灯泡正常工作时的电阻为
由可知,电路中的电阻最大时,功率最小,故可知当闭合开关S和S2,断开开关S1,且滑动变阻器接入电路中的阻值最大时,电路的总功率最小,为
故④错误;
⑤由P=UI可知,电路中的电流越大,功率越大,因电流表的量程为0~0.6A,可知电路的最大电流为Imax=0.6A,故可知电路的最大功率为
P大=U源Imax=7.2V×0.6A=4.32W
故⑤错误。
由以上分析可知,ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
二、填空题(本题共7小题,每空1分,共26分)
13. 2024年1月,大舟七号货运飞船发射升空,并与空间站组合体完成自主对接:
(1)火箭拔地而起,冲向太空,此过程飞船的惯性大小___________(选填“变大”、“变小”或“不变”),火箭加速升空过程与汽油机___________冲程的能量转化形式相同;
(2)飞船与空间站组合体对接过程中,以飞船为参照物,空间站是___________的;地面工作人员是利用___________传递信息来控制对接过程的,这种波在真空中的传播速度为___________m/s。
【答案】 ①. 不变 ②. 做功 ③. 运动 ④. 电磁波 ⑤. 3×108
【解析】
【详解】(1)[1]物体的惯性大小只与质量有关,火箭拔地而起,冲向太空,此过程飞船的质量不变,惯性大小不变。
[2]火箭加速升空过程,燃料的内能转化为火箭的机械能,汽油机的做功冲程中,高温高压的燃气推动活塞做功,将内能转化为机械能,所以火箭加速升空过程与汽油机做功冲程的能量转化形式相同。
(2)[3]飞船与空间站组合体对接过程中,以飞船为参照物,空间站的位置在变化,是运动的。
[4]电磁波可以在真空中传播,而且电磁波可以传递信息,地面工作人员是利用电磁波传递信息来控制对接过程的。
[5]电磁波的传播不需要介质,其在真空中的传播速度为3×108m/s。
14. 春节是中国人民的传统节日,燃放烟花鞭炮是人们庆祝和祈福的常见方式,点燃鞭炮___________而发出巨大的声音;鞭炮燃放过程中,空气中弥漫着浓浓的火药味___________现象,分子的直径约10−10m,合 ___________nm;为了不影响居民休息,很多地方规定晚上11点后禁放烟花鞭炮___________减弱噪声。
【答案】 ①. 振动 ②. 扩散 ③. 0.1 ④. 声源处
【解析】
【详解】[1]声音是由物体的振动产生的,火药爆炸导致周围空气振动而发出爆炸声音。
[2]空气中弥漫着浓浓的火药味道,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
[3]分子的直径约
10-10m=10-10×109nm=0.1nm
[4]减弱噪声的途径有三种:在声源处减弱噪声;阻断噪声的传播;在人耳处减弱噪声;规定晚上11点后禁放烟花鞭炮,这是从声源处减弱噪声。
15. 某太阳能热水器装有100kg温度为20℃的水,阳光照射一天后,水温升高到80℃。热水器内的水吸收了______J热量,水是通过______的方式改变内能。若上述这些热量由天然气燃烧提供,则需要完全燃烧______m3的天然气,不考虑能量损失,天然气的热值为4×107J/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)。
【答案】 ①. 2.52×107 ②. 热传递 ③. 0.63
【解析】
【分析】
【详解】[1]阳光照射一天,水吸收的热量
Q吸=cm水(t-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×100kg×(80℃-20℃)=2.52×107J
[2]太阳将热量传递给水,这是通过热传递的方式让内能增大的。
[3]水吸收的热量由燃烧天然气提供,在不考虑能量损失时,需要完全燃烧天然气的体积
16. 如图所示,是为了搬运建筑材料而使用的简单机械。某次用该机械匀速起吊600kg的物体时,物体上升5m用时3s,滑轮组的机械效率是80%,则所做有用功是__________J,总功的功率是__________W,拉力是__________N。若用该装置提升质量更大的物体,其机械效率将__________。
【答案】 ①. 3×104J ②. ③. ④. 增大
【解析】
【详解】[1][2]由G=mg可得,物体的重力为
G=mg=600kg×10N/kg=6000N
滑轮组所做有用功为
W有=Gh=6000N×5m=3×104J
由
可得,滑轮组所做总功为
由可得,拉力F的功率为
[3]由题图知,滑轮组承担物重的绳子股数为
n=3
因重物上升5m,则绳子端移动的距离为
由W=Fs可得,拉力F的大小为
[4]在使用同一滑轮组时,提升质量更大的物体时,即增加物体的重力,相当于增大了有用功,而额外功不变,所以根据机械效率的公式可知
当动滑轮重力不变时,不计摩擦、绳重时,当提升的物体质量增大,则机械效率增大。
17. 国产大型客机C919已成功载客飞行,飞机选用先进的合金材料减小了质量,这是因为材料本身的 ______较小,飞机起飞时在跑道上快速滑行,因为气体流速大的位置压强 ______,从而受到升力的作用。飞机在跑道上快速滑行时,受到的摩擦力 ______(选填“变大”、“变小”、“不变”)。
【答案】 ①. 密度 ②. 小 ③. 变小
【解析】
【详解】[1]根据密度公式的变形式m=ρV知,体积一定时,选用先进的合金材料因为其密度小,减小了飞机的质量。
[2]飞机的机翼做成流线型,上表面弯曲,空气流速大,下表面比较平,空气流速小,从而形成向上的压强差,这是飞机获取升力的原因。
[3]飞机在跑道上快速滑行时,会产生向上的升力,对地面的压力变小,所以受到的摩擦力变小。
18. 小明在制作简易密度计时取一根长度为20cm的饮料吸管,将一些铜丝塞入吸管的下端作为配重,并用石蜡将吸管的下端封起来。其中配重的作用是_________。如图所示,吸管漂浮在水中时,露出水面的长度为12cm,漂浮在另一液体中,露出液面的长度为10cm,则该液体的密度为_________kg/m3。要使密度计的两条刻度线之间距离大一些,可采取的措施是_________。
【答案】 ①. 使吸管竖直漂浮在液体中 ②. 0.8×103 ③. 增加配重
【解析】
【详解】[1]配重可以降低密度计的重心,从而使吸管竖直漂浮在液体中。
[2]设吸管底面积为S,浸入液体的深度为h,根据阿基米德原理
F浮=ρ液gV排=ρ液gSh
因为吸管在液体中处于漂浮状态,故浮力相等,均等于自身重力,故有
ρ液gSh液=ρ水gSh水
代入数据得
[3]要使密度计的两条刻度线之间距离大一些,即增大浸入的深度,又因为密度计漂浮在液体中,则浮力等于密度计自身重力,要使浸入的深度增大,则需要增大V排,而密度计自身重力增大时,浮力增大,V排增大,故可以增加配重,增大自身重力,从而使密度计的两条刻度线之间距离大一些。
19. 灯泡L与定值电阻R组成的电路如图甲所示,L和R的I﹣U图像分别如图乙所示,闭合开关S,灯L正常发光,此时小灯泡的功率为3W,则电源电压为 ______V;流过定值电阻的电流为 ______A;电路中的总功率为 ______W;若将小灯泡与某个滑动变阻器串联在8V的电源两端,调节滑片,使滑动变阻器的功率为灯泡功率3倍时,灯泡的功率为P1;继续调节滑片,当灯泡功率为滑动变阻器功率3倍时,灯泡的功率为P2,则P1:P2=______。
【答案】 ①. 6 ②. 0.3 ③. 4.8 ④. 1:15
【解析】
【详解】[1]图甲中灯泡和电阻并联,灯泡电阻不是一个定值,所以图乙中上方的曲线对应灯泡的I﹣U图像,下方的直线对应的是定值电阻的I﹣U图像;闭合开关S,L正常发光,此时小灯泡的功率为3W,根据P=UI,并结合图像可知,此时通过灯泡的电流和灯泡的两端电压分别为0.5A、6V,根据并联电路的电压特点可知,定值电阻两端的电压和电源电压都等于灯泡两端的电压,均为6V。
[2][3]从图中可知通过定值电阻的电流为0.3A,根据并联电路的电流特点可知,干路电流为
I=IR+IL=0.3A+0.5A=0.8A
根据P=UI可知,电路总功率为
P=UI=6V×0.8A=4.8W
[3]若将灯L1与滑动变阻器串联接在8V电源两端,调节滑片,当滑动变阻器的功率是L1功率的3倍时,则L1的功率为总功率的,串联电路中电流处处相等,根据P=UI可知,L1两端的电压为总电压的,即为
从图中可知,通过L1的电流为0.1A,则L1的功率为
继续调节滑片,当灯泡功率为滑动变阻器功率3倍时,则L1的功率为总功率的,串联电路中电流处处相等,根据P=UI可知L1的电压为总电压的,即为
从图中可知通过L1的电流为0.5A,L2的功率为
则P1∶P2的值
三、解答题(本题共12小题,共50分。解答第27、28题时要求写出必要的文字说明、公式和演算过程。)
20. 如图所示,一粗糙水平传送带始终顺时针匀速转动,请作出物体刚放上传送带时所受的摩擦力f的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】一粗糙水平传送带始终顺时针匀速转动,物体刚放上传送带时由于惯性,物体要保持原来的静止状态,物体相对于传送带有向左运动的趋势,故物体所受的摩擦力水平面右,将力的作用点画在物体的重心上,物体刚放上传送带时所受的摩擦力f的示意图如下所示:
21. 为打造“宜居宜业”的城市环境,深圳市推出“公交惠民”活动,为确保乘客上下车安全(如图甲),通过后视镜司机可观察到车内乘客的具体情况。请在图乙中画出A处司机看到B处乘客的光路图。
【答案】
【解析】
【详解】平面镜成像时,像与物体关于镜面对称,作B关于平面镜的对称点,连接点与A与镜面相交于一点O,则O点即为反射点,连接OA即为反射光线,则BO是入射光线,如下图所示:
22. 如图甲是小明家的插座面板,其内部有三孔插座,USB供电模块及开关。三孔插座和供电模块由开关控制
【答案】
【解析】
【详解】由题知道,三孔插座和供电模块可以独立工作,而三孔插座和供电模块由总开关控制,由此按家庭电路连接的要求补画电路,如下图
23. 小聪同学做了“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验,实验装置如图甲所示:
(1)实验时采用“水浴法”加热,试管里装入适量的______(选填“碎冰”或“大冰块”)。
(2)如图乙是根据实验记录绘制的温度随时间变化的图像,图像中a点的内能______(选填“大于”“小于”或“等于”)b点的内能;由图像可知BC段的物质处于______状态。
(3)试管中冰完全熔化后,持续加热得到图像中的DE段,这段时间内图甲试管中的水______(选填“能”或“不能”)沸腾。
【答案】 ①. 碎冰 ②. 小于 ③. 固液共存 ④. 不能
【解析】
【详解】(1)[1]实验时采用“水浴法”加热,试管里装入适量的碎冰,有利于冰受热均匀,测得的数据更准确。
(2)[2][3]由图像可知,BC段的物质温度不变,说明冰正在熔化,处于固液共存状态;冰熔化时需要从外界吸收热量,内能增大,所以,图像中a点的内能小于b点的内能。
(4)[4]试管中冰完全熔化后,持续加热,烧杯中的水会沸腾,沸腾时温度保持在沸点不变;试管中的水从烧杯的水中吸热,温度达到沸点后,由于和烧杯中的水没有温度差,不能继续吸热,所以试管中的水不能沸腾,只能温度持续保持在沸点不变。
24. 在一次物理实验探究课上,某学习小组在“探究凸透镜成像的规律”实验中,进行了如下操作:
(1)通过探究,记录并绘制了像距v与物距u之间的关系图像,如图甲所示,则该凸透镜的焦距是______cm;
(2)当蜡烛在如图乙所示位置时,调节光屏的位置可在光屏上得到一个倒立、放大的实像,生活中的______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用该成像原理工作的;
(3)在图乙中,小明借来物理老师的眼镜,将其放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上原本清晰的像变模糊了,向右移动光屏,光屏上的像又变清晰了,说明该物理老师的眼镜是______(选填“近视”或“远视”)眼镜。
【答案】 ①. 10##10.0 ②. 投影仪 ③. 近视
【解析】
【详解】(1)[1]由图甲可知,物距等于像距时等于20cm,此时物距等于两倍焦距,所以凸透镜的焦距为10cm。
(2)[2]照相机成的是倒立、缩小的实像;投影仪成的是倒立、放大的实像;放大镜成的是正立、放大的虚像,图中成的是倒立、放大的虚像,与投影仪的成像原理相同。
(3)[3]将眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上原本清晰的像变模糊了,向右移动光屏,光屏上的像又变清晰了,说明眼镜可以使像距变大,眼镜可以使光线发散,所以是凹透镜,凹透镜用于矫正近视眼,所以老师的眼镜是近视眼镜。
25. 在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,实验小组设计了如图甲所示的实验装置。
(1)实验中,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动,根据二力平衡知识可知滑动摩擦力的大小______(选填“大于”、“等于”或“小于”)拉力的大小;
(2)比较图甲中第1次和第2次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与______(选填“压力大小”或“接触面的粗糙程度”)的关系;
(3)刚开始实验时,小明没有控制好力度,拉力随时间变化的图像如图乙所示,木块的速度随时间变化的图像如图丙所示,则木块在第7s时的摩擦力为______N;
(4)小芳同学将实验方法进行了改进,设计了如图丁的装置来进行实验。实验中,传送带上的木块受到的摩擦力方向是水平向_______(选填“左”或“右”),此时弹簧测力计示数稳定,木块所受摩擦力为______N。
【答案】 ①. 等于 ②. 压力大小 ③. 3 ④. 左 ⑤. 2.8
【解析】
【详解】(1)[1]物体在做匀速直线运动时,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡知识,可知滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。
(2)[2]由1、2两次接触面粗糙程度相同,压力不同,滑动摩擦力也不同,故可知是为了探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系。
(3)[3]由图丙知:2~6s物体做匀速运动,此时物体处于平衡状态,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,由图乙知此过程的拉力为3N,所以滑动摩擦力为3N;6~8s物体做减速运动,但由于压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,仍为3N,故第7s时,摩擦力为3N。
(4)[4]木块在传送带上匀速运动,弹簧测力计对木块的拉力(水平向右)与木块所受滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,木块所受滑动摩擦力的方向沿水平向左。
[5]由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,大小为2.8N。即拉力为2.8N,故木块受到的摩擦力是2.8N。
26. “低头族”长时间看手机,会引起颈部肌肉损伤。当头颅为竖直状态时,颈部肌肉的拉力为零,颈部肌肉会产生一定的拉力。为了研究颈部肌肉的拉力与低头角度大小的关系,项目化学小组建立一个头颅模型来模拟实验。如图甲所示,用1kg的头颅模型在重力作用下绕着这个质点O转动,A点为头颅模型的重心,将细线的一端固定在B点,用弹簧测力计拉着细线模型测量肌肉的拉力,细线拉力的方向始终垂直于OB,如图乙所示,通过实验记录出低头角度θ及细线拉力F的数据,如下表:
(1)在图乙中画出细线拉力的示意图。___________
(2)分析表中数据可知:低头角度越大,颈部肌肉的拉力就会越大,这是因为 ___________。
(3)设人的头颅质量为3kg,当低头角度为60°时,颈部肌肉实际承受的拉力是 ___________N。
(4)有利于保护颈椎的是 ___________。(写一条即可)
【答案】 ①. ②. 人低头的角度越大,sinθ越大,则G的力臂越大,在重力不变,拉力力臂不变时,拉力越大 ③. 75 ④. 不要长时间低头看手机
【解析】
【详解】(1)[1]由题意知,细线拉力的方向应垂直于OB向下,如图所示:
(2)[2]图乙中,F的力臂为OBG,如图所示:
根据杠杆的平衡条件可得
G×LG=F×LF
则
人低头的角度越大,则G的力臂越大,拉力力臂不变时,颈部肌肉的拉力就会越大。
(3)[3]由表格中数据知,当低头角度为60°时,若m=1kg,细线的拉力为25N;若m=3kg,由于角度不变,所以动力臂和阻力臂不变,则拉力则拉力
F=3×25N=75N
(4)[4]由于低头会使颈椎所受压力变大,且角度越大,所以要保护颈椎,可适当抬高手机屏幕,且低头看书久了应适当抬头。
27. 实验小组为了比较不同物质的比热容,在两个相同的烧杯中分别装入质量相等的甲、乙两种液体,并用相同的酒精灯和相同的温度计同时进行了如图甲、乙所示的实验。
(1)加热时,缓慢地搅动玻璃棒,这是为了使甲、乙两种液体____________;
(2)实验中,用相同酒精灯加热甲、乙两种液体,通过加热相同的时间比较______来比较甲、乙两种液体的比热容;
(3)在图甲、乙装置中,用相同酒精灯给两种液体加热相同的时间,甲液体吸收的热量______(大于/小于/等于)乙液体吸收的热量;升高相同的温度,甲液体吸收的热量______(大于/小于/等于)乙液体吸收的热量;
(4)经实验得到了如表格记录的两组数据,分析实验数据可知,______(甲/乙)液体的比热容更大;______(甲/乙)液体更适合探究“电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系”;
(5)实验后,同学们对图甲、乙的装置进行了改进,将分别装有甲、乙液体的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,这样做的好处是使液体受热均匀和____________。
【答案】 ① 受热均匀 ②. 温度变化量 ③. 等于 ④. 小于 ⑤. 乙 ⑥. 甲 ⑦. 见详解
【解析】
【详解】(1)[1]加热时,为了使液体均匀受热,液体温度上升更均匀,应缓慢地搅动玻璃棒,使甲、乙两种液体受热均匀。
(2)[2]实验中,加热器相同,加热相同的时间吸收的热量相同,温度变小的吸热能力强,比热容大,故实验中可以通过加热相同的时间比较温度变化来比较甲、乙两种液体的比热容。
(3)[3]相同酒精灯相同时间产生的热量相同,故给两种液体加热相同的时间,吸收热量相同,即甲液体吸收的热量等于乙液体吸收的热量。
[4]甲乙两种液体从20℃上升24℃,升高相同的温度,甲加热4min,乙加热8min,由于加热器相同,故甲液体吸收的热量小于乙液体吸收的热量。
(4)[5]如表格记录的两组数据,甲乙两种液体从20℃上升24℃,升高相同的温度,甲加热4min,乙加热8min,由于加热器相同,甲吸收的热量小于乙,故乙液体的比热容更大。
[6]探究“电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系”的实验,需要通过比较液体温度变量来比较吸收的多少,甲的比热容小,吸收相同的热量,温度变化更大,现象更显明,故应选择甲液体。
(5)[7]实验后,将分别装有甲、乙液体的试管放在同一个烧杯中用水加热,热源的温度完全相同,在有利用于受热均匀的同时,更有利用于保证相同时间两试管中液体吸收的热量相同。
28. 卓卓同学在手工课制作了一个超大号校徽,如图a所示,同组齐齐同学很好奇校徽是由什么材质制作的,于是利用卓卓及其同学们刚刚使用过的盐水和实验室的电子秤对校徽的密度进行了测量。(已知,ρ盐水=1.2g/cm3)
①将电子秤放在水平桌面上,将校徽放在电子秤上,电子秤示数如图b所示;
②将装有适量盐水的柱形小桶放在电子秤上,电子秤示数如图c所示;
③将校徽用细线拴好,缓慢放入装盐水的小桶中至浸没(不触底),电子秤示数如图d所示;
④该校徽的密度为 ___________kg/m3;
⑤若齐齐做完实验后才发现,取下电子秤盘上的小桶后,电子秤的示数井并没有显示为“0000.0g”而是显示为“0000.7”___________(选填“偏大”或“偏小”);若校徽在实验过程中会吸收盐水,则齐齐在步骤④中所测得的校散的密度将 ___________(选填“偏大”或“偏小”或“不变”)。
【答案】 ①. 4.5×103 ②. 偏大 ③. 偏大
【解析】
【详解】④[1]由图b可知校徽质量为
由图中的cd,可知变化的质量为
Δm=1360.6g-1220.6g=140g=0.14kg
根据变化的质量得出变化的压力为
ΔF=Δmg=0.14kg×10N/kg=1.4N
变化压力大小等于金属块受到的浮力大小
ΔF=F浮=ρ液gV排
校徽的体积为
该校徽的密度为
⑤[2]取下电子秤盘上的小桶后,电子秤的示数并没有显示为“0000.0g”,而是显示为“0000.7g”,说明电子秤没有调零,则在步骤①中测得校徽的质量偏大,而在步骤②③中根据质量变化量求出的浮力没有受到影响,即测得校徽的体积是准确的,根据密度公式可知,测得校徽的密度偏大。
[3]若校徽在实验过程中会吸收盐水,则d中测量的数值会偏小,则测得校徽排开水的体积(即校徽体积)变小,而质量的测量是准确的,根据可知,校徽的密度将偏大。
29. 在“测定小灯泡的额定功率”的实验中,某实验小组选择的实验器材如图所示:额定电压为2.5V的小灯泡、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、滑动变阻器(60Ω,1A)、开关各一个,1.5V的干电池四节,导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路补充完整;(要求:滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表的示数变大)______
(2)若连好电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表的指针有偏转,电压表的指针几乎未动,则故障的原因可能是 _____(只有一个选项正确,将正确选项的序号填写到横线上);
A.小灯泡被短接
B电流表断路
C.小灯泡断路
D.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 _____W;
(4)小明认为不使用电流表也可以测出额定电流为I的小灯泡的额定功率,他利用已知阻值的定值电阻R,设计了如图丙所示的电路图。他先闭合开关S1和S,断开开关S2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为IR;再闭合开关S和S2,断开开关S1,保持滑片的位置不动,读出此时电压表的示数为U。则小灯泡的额定功率的表达式为P=_____(用已知量和测量量表示);
(5)小亮还想探究“导体两端的电压一定时,导体中的电流跟电阻的关系”。他利用原有的实验器材,又找来三个阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻,设计了如图丁所示的电路图。在实验过程中,他需要地控制电压表的示数不低于 _____V才能完成实验探究。
【答案】 ①. ②. A ③. 0.75 ④. (U﹣IR)I ⑤. 2
【解析】
【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压为2.5V,故电压表的量程应选0~3V,并与小灯泡并联,滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表的示数变大,说明滑动变阻器的电阻变小,故滑动变阻器应接左下接线柱,如图所示
(2)[2]电流表的指针有偏转,说明电路短路,电压表的指针几乎未动,说明小灯泡两端无电压,故电路故障为小灯泡被短路,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(3)[3]电流表的量程为0~0.6A,故由图乙得出小灯泡的额定电流为0.3A,小灯泡的额定功率
(4)[4]闭合S和S1,断开S2,移动滑动变阻器滑片,使电压表的示数为,闭合S和S2,断开S1,滑片静止不动,此时电压表测量小灯泡和定值电阻两端的电压,读出电压表的示数U;此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,灯的额定电压为,,小灯泡额定功率的表达式
(5)[5]当定值电阻为30Ω,变阻器阻值为60Ω,此时定值电阻两端的电压最小,此时电路中电流
最小电压
由于变阻器的阻值已到最大,所以不能使电阻两端的电压更小。
30. “共享单车”低碳环保,便于出行,近期定西市安定区投放了大量的共享单车,如图所示为一辆共享单车,其质量为20kg,每个轮胎与水平路面的接触面积为20cm2。(g=10N/kg)
求:(1)这样的单车受到的重力是多大?
(2)若质量45kg小强骑此车上学时,对水平路面上的压强是多大?
【答案】(1)200N;(2)
【解析】
【详解】(1)单车受到的重力
G车=m车g=20kg×10N/kg=200N
(2)小强的重力
G人=m人g=45kg×10N/kg=450N
小强骑此车上学时,对水平路面上的压强
答:(1)单车受到的重力是200N;
(2)若质量45kg小强骑此车上学时,对水平路面上的压强是。
31. 图1是汽缸气压控制装置。可绕O点旋转的水平轻杆AOB通过轻质竖直硬棒连接轻质活塞和固定在地面上的力敏电阻RF,RF阻值与所受压力F的关系图线如图3所示。硬棒与A端、B端、活塞、RF均牢固连接,转轴O、活塞与汽缸间摩擦均不计。图2是控制电路图,R为电阻箱。已知:电压U=9V,AO长0.5m,BO长0.4m,活塞面积0.01m2,当RF中的电流I≥0.05A时,电路将控制气泵向汽缸中打气;当RF中的电流I≤0.04A时,电路将控制气泵向汽缸中抽气。将S闭合,该装置工作。(设大气压为1×105Pa,压力F仅在图3所示范围内变化)
(1)若活塞向上推压硬棒,则汽缸内气体的压强___________汽缸外的大气压强,B点受到硬棒的压力向___________(选填“上”或“下”);
(2)对装置进行调试:将电阻箱阻值调至某值,当电路中的电流I=0.045A时,RF受到向下的压力为100N。
求:
①电阻箱的阻值;( )
②此时汽缸内气体的压强;( )
③若将调试好的该装置移至气压低的高原地区工作时,该装置能控制的最大气压将___________(选填“增大”或“减小”)。为保持所控制的最大气压不变,则可以采取的措施为___________。
A.仅增大电阻箱R的阻值
B.仅更换电源,使电源电压更小
C.仅将支点O向左移动一段距离
【答案】 ①. 大于 ②. 上 ③. ④. 8000Pa ⑤. 增大 ⑥. C
【解析】
【详解】(1)[1]当活塞向上推压硬棒时,说明汽缸内气体的压强大于汽缸外的大气压强,B点对硬棒施加向下的力,力的作用是相互的,所以B点受到硬棒的压力向上。
[2]当活塞向上推压硬棒时,A点受到向上的压力,根据杠杆原理可知,B点受到方向相反的力,即B点受到硬棒向下的压力。
(2)① [3]根据欧姆定律可得,电路中总电阻为
当RF受到向下的压力为100N时,由图3可知,此时力敏电阻RF=150,又力敏电阻RF与电阻箱串联,由电阻的串联规律可得,此时电阻箱电阻为
②[4]当RF受到向下的压力为100N时,即B点受到向下的压力为100N,根据杠杆平衡原理可得,A点受到的压力为
所以汽缸受到的压力为
由可知,此时汽缸内气体的压强为
③[5]将调试好的该装置移至气压低的高原地区工作时,由于外界大气压强变小,汽缸为保持平衡,使活塞向上运动增大汽缸体积以减小压强,则使A点受到向上的压力增大,根据杠杆平衡原理可得,B点受到硬棒向下的压力则增大,力敏电阻的阻值变大,电路中电流变小,气泵向汽缸内抽气,所以该装置能控制的最大气压将增大。
[6]A.仅增大电阻箱R阻值,导致电路中总电阻增大,总电流变小,气泵向汽缸内抽气,所以该装置汽缸的气压将增大,故A不符合题意;
B.仅更换电源,使电源电压更小,总电流变小,气泵向汽缸内抽气,所以该装置汽缸的气压将增大,故不会减小气压,故B不符合题意;
C.仅将支点O向左移动一段距离,即减小A点力臂,增大小B点的力臂,根据杠杆平衡原理可得,左端, B点力臂增大,则B点受到的压力减小,力敏电阻变小,电流变大,气泵向汽缸外抽气,所以该装置汽缸的气压将减小,故C符合题意。
故选C。低头角度θ/度
0
15
30
45
60
细线拉力F/N
0
7.3
14.0
20.2
25.0
加热时间/min
0
2
4
6
8
温度/℃
甲
20
22.2
24
26
28
乙
20
21
22
23.1
24
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