


2025年山东省青岛市崂山区中考模拟物理试卷(解析版)
展开 这是一份2025年山东省青岛市崂山区中考模拟物理试卷(解析版),共26页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,填空题,实验题,计算题,附加题等内容,欢迎下载使用。
1.(2分)下列诗词中涉及的物理知识正确的是( )
A.“举杯邀明月”中的“明月”是光源
B.“一石击破水中天”,“天”是由光的折射形成的虚像
C.“映日荷花别样红”,“荷花”呈红色是由于它能吸收红光
D.“水皆缥碧,千丈见底。游鱼细石,直视无碍”,“游鱼细石”是由光的折射形成的虚像
【答案】D
【解析】A.“举杯邀明月”中的“明月”是月亮,其不是光源;
B.水中“天”是由光的反射形成的虚像;
C.“荷花”呈红色是由于它能反射红光;
D.看到水中游鱼细石是因为游鱼细石反射的光从水中射向空气发生光的折射形成的虚像。故选:D。
2.(2分)如图是一种智能插座,通过设置,可以实时监测各种电学数据。图中正在对待机状态下的电视机进行测量。根据图中显示屏显示的内容判断( )
A.电能B.电功率C.电阻D.电流
【答案】B
【解析】根据图中显示屏的显示单位可知,“W”是电功率的单位“瓦特”的字母,故B正确。故选:B。
3.(2分)下列说法正确的是( )
A.甲图,用注射器向肌肉中注射药液利用了大气压
B.乙图:托里拆利实验,玻璃管倾斜,管内外水银面高度差变大
C.丙图:飞机机翼上方空气流速快,流体压强小
D.丁图:洗手池下水管只有一端开口不是连通器
【答案】C
【解析】A.用注射器打针利用了手的推力;
B.托里拆利实验中,水银柱变长,故管内外水银面高度差不变;
C.根据流体压强与流速的关系、压强小、压强大,故C正确;
D.上端开口下端连通的容器为连通器,是连通器。故选:C。
4.(2分)关于磁现象下列说法正确的是( )
A.“石,铁之母也。以有慈石,故能引其子”说明磁石能吸引铁的原因是同名磁极相互吸引
B.“司南之杓,投之于地,其柢指南。”“柢”即握柄,是司南的北极
C.磁悬浮列车是利用同名磁极相互排斥原理来实现悬浮的
D.地球周围真实存在着我们看不见摸不着的磁感线
【答案】C
【解析】A.磁石能吸引铁的原因是因为磁石具有吸铁性,故A错误;
B.由地磁场的知识可知,“柢”所对是地磁北极,是利用了异名磁极相互吸引的原理;
C.同名磁极相互排斥,磁悬浮列车是利用同名磁极相互排斥的原理来实现悬浮的;
D.磁感线并不存在,故D错误。故选:C。
5.(2分)如图所示为静电除尘装置的原理图。当含尘空气经过离子发生器时,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.尘粒被吸附到积尘盘负极是因为异种电荷相互吸引
B.空气被电离是因为创造了电荷,使粉尘带上了电荷
C.取轻小纸片靠近积尘盘被吸引,则该小纸片一定带正电
D.取轻小纸片靠近积尘盘被排斥,则该小纸片有可能不带电
【答案】A
【解析】A.根据电荷相互作用的规律,尘粒被吸附到积尘盘负极是因为异种电荷相互吸引,符合题意;
B.空气被电离是正负电荷分离,不是创造了电荷,不符合题意;
C.带电体有吸引轻小物体的特性,取轻小纸片靠近积尘盘被吸引,故C错误;
D.根据电荷相互作用的规律,取轻小纸片靠近带负电的积尘盘被排斥,故D错误。
故选:A。
6.(2分)如图所示,物体A和B在大小为F的恒力作用下一起沿水平面做匀速直线运动,则( )
A.甲图中地面对A的摩擦力大小为F
B.甲图中B对A的摩擦力大小为F
C.乙图中地面对A的摩擦力为0
D.乙图中B对A的摩擦力为0
【答案】A
【解析】A.甲图中AB整体受到平衡力作用,地面对A的摩擦力与拉力是一对平衡力,故A正确;
B.根据摩擦力的产生条件是物体之间存在相对运动的趋势或相对运动,甲图中B由于惯性与A一起匀速运动,故B对A的摩擦力大小为0;
CD.乙图中B受平衡力作用,故A对B的摩擦力等于拉力,故B对A的摩擦力为F,故地面对A的摩擦力为F。故选A。
7.(2分)如图所示,用竖直向上的500N的拉力F,将重物A以0.2m/s的速度匀速上提(不计绳重及绳与滑轮间的摩擦),则( )
A.拉力F的功率为100W
B.滑轮的重力为100N
C.滑轮移动速度为0.4m/s
D.物体A受到绳子的拉力为250N
【答案】B
【解析】AC.如图所示,拉力移动的距离是物体的二分之一,即拉力F移动的速度与滑轮移动速度相等为: ,
拉力F的功率为: P===Fv动=500N×7.1m/s=50W,故AC错误;
BD.根据滑轮组效率的公式,
解得物体的重力G物=200N;即物体A受到绳子的拉力为200N,动滑轮受到向上的拉力,则F=F拉+F拉+G动,滑轮的重力为:G动=F﹣8F拉=500N﹣2×200N=100N,故B正确。故选:B。
8.(2分)如图所示,虚线框内为一透镜,MN为透镜的主光轴,a(双箭头)和b(单箭头)是射向透镜的两条光线。已知光线a通过透镜之后与MN交于P点,下列说法中正确的是( )
A.透镜是凸透镜,距离OP小于焦距
B.透镜是凸透镜,距离OP大于焦距
C.透镜是凹透镜,距离OQ小于焦距
D.透镜是凹透镜,距离OQ大于焦距
【答案】A
【解析】由图中可知,a(双箭头)和b(单箭头)是射向透镜的两条光线,由此可判定此透镜为凸透镜;因为平行主光轴的光线经凸透镜后会聚焦点,而a光线如果不发生折射,又因为a不是平行主光轴的光线,所以此时OP小于焦距。平行主光轴的光线经凸透镜后会聚焦点,而b光线如果不发生折射,又因为b不是平行主光轴的光线,所以此时OQ大于焦距。故选:A。
9.(2分)张老师吹响长笛一个音,并用A、B两个相同的声音监测器在不同距离的位置监测。监测器得到如图所示的波形图,则( )
A.监测器A的音调更高
B.监测器B的响度更大
C.监测器A距离张老师比监测器B近
D.声音到达监测器B时速度更快一些
【答案】B
【解析】A.室内空气均匀,用A,由A波形图和B波形图可知,音调不变;
BC.A波形图比B波形图振幅变小,监测器A距离张老师比监测器B远、C错误;
D.室内空气均匀,声音传播速度不变。故选:B。
10.(2分)如图所示,分别沿光滑的斜面AB和AC将相同的重物搬到车厢上,如果沿斜面的拉力分别为FB和FC,所做的功分别为WB和WC,则( )
A.FB=FC,WB>WCB.FB=FC,WB<WC
C.FB<FC,WB=WCD.FB>FC,WB=WC
【答案】C
【解析】(1)由图可知,斜面AB倾斜角度小于AC,即FB<FC;
(2)斜面光滑说明摩擦力为0,没有额外功时,所以拉力在两斜面上做功相同B=WC。
综上分析可知,选项ABD错误。故选:C。
11.(2分)n个相同的电阻并联后接在电压为U的电源的两端,通过的总电流为I,如果再并联一个相同的电阻( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】n个相同的电阻R并联后的总电阻为R,则电源的电压U=,因电源的电压不变,且并联电路各支路两端的电压相等,所以该电阻上通过的电流强度为:
I′===,故D正确。故选:D。
12.(2分)如图甲所示,小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。小球刚接触弹簧至压缩最短的过程中,小球速度v和弹簧压缩量Δl之间的关系如图乙所示,则下列说法错误的是( )
A.小球的机械能不断减小
B.弹簧的弹性势能不断增大
C.小球在c点时,受到的弹力最大
D.小球在b点时动能最大,弹力小于重力
【答案】D
【解析】A.从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中,小球的机械能不断转化为弹簧的弹性势能,小球的机械能一直在减小;
B.在上述过程中,故弹簧的弹性势能不断增大;
C.弹簧的弹性形变程度逐渐变大,受到的弹力最大;
D.小球刚接触到弹簧,竖直向下的重力,重力大于弹力合力向下,随弹簧压缩量的增大,当弹力与重力相等时合力为零,弹力大于重力,小球速度减小,当重力与弹力相等时,速度最大处动能最大,此时弹力等于重力。故选:D。
13.(2分)如图,两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上,质量分布不均匀的木条AB重24N,O、C是木条上的两个点,AO=OB,A端放在托盘秤甲上,B端放在托盘秤乙上,现移动托盘秤甲,让C点放在托盘秤甲上。此时托盘秤乙的示数是( )
A.8NB.12NC.14ND.16N
【答案】D
【解析】设木条重心在D点,当A端放在托盘秤甲上,以B端为支点,托盘秤甲的示数是6N,根据力的作用是相互的,如图所示:
由杠杆平衡条件有:FA×AB=G×BD,即:6N×AB=24N×BD,所以:AB=7BD,
BD=AB,当C点放在托盘秤甲上时,仍以C为支点B,
因为AO=BO,AC=OC,BC=6BD
由杠杆平衡条件有:FB×BC=G×CD,即:FB×3BD=24N×2BD,
所以:FB=16N,则托盘秤乙的示数为16N。故选:D。
14.(2分)如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,移动滑片1示数与电压表V2示数之比为2:1,此时R2的功率为P1;再次移动滑片,使电压表V1示数与电压表V2示数之比为1:2,此时R2的功率为P2,则P1:P2为( )
A.1:4B.1:2C.1:1D.4:1
【答案】C
【解析】在第1种情况下,R2两端的电压U8=U=,R1两端的电压为U6=U﹣=;在第2种情况 下,R2两端的电压U2′=U=,R3的电压为U1′=U﹣=,根据电阻不变时,通过的电流与电压成正比,所以,两种情况下通过R1的电流之比==,即两种情况下通过R7的电流之比==×=。故选:C。
15.(2分)如图所示,两只完全相同的盛水容器放在台秤上,用细线悬挂质量相同的实心铅球和铝球铅>ρ铝)两球全部没入水中,此时容器中水面高度相同,设绳的拉力分别为T1和T2,台秤的示数分别为F1和F2,则( )
A.F1=F2,T1=T2B.F1<F2,T1>T2
C.F1=F2,T1>T2D.F1>F2,T1<T2
【答案】C
【解析】对于悬吊在水中的球来说,它受到自身的重力G,
则此三力间应有关系为T=G﹣F,
由于两者是质量相等的实心球1=G2.由于铅的密度大于铝的密度,
则铅球的体积小于铝球的体积,所以铅球所受水的浮力F浮2小于铝球所受水的浮力F浮2,即F浮1<F浮4.故T1>T2;
因为液面高度相同,由p=ρgh可知;又因为F=pS。
则磅秤示数等于容器底受到的压力和容器自身的重力,故F2=F2。故选:C。
二、多项选择题(满分15分,共5题。每题给出的四个选项中,有2~3个选项符合题目要求,每题全选对得3分,漏选得1分,错选或不选得0分)
(多选)16.(3分)如图所示,下列关于物理学家及其发现,符合物理学发展实际的是( )
A.图甲,意大利科学家托里拆利第一个用实验的方法测出了大气压强的数值
B.图乙,法拉第发现了电磁感应现象,进一步地揭示了电现象和磁现象之间的联系
C.图丙,奥斯特通过实验发现电流的磁效应,首次揭示了电与磁之间的联系
D.图丁,欧姆最先通过实验精确确定电流产生热量跟电流、电阻和通电时间的关系
【答案】ABC
【解析】A.意大利科学家托里拆利道德用实验的方法测出了大气压强的数值;
B.在奥斯特实验的基础上,经过10年不懈的努力,进一步地揭示了电现象和磁现象之间的联系;
C.奥斯特发现了电流的磁效应,首次揭示了电现象与磁现象之间的联系;
D.导体中的电流,与这段导体的电阻成反比﹣﹣这一规律最早是德国物理学家欧姆发现的,焦耳最先发现了“电流通过导体产生的热量与电流、通电时间的关系”,故D错误。
故选:ABC。
(多选)17.(3分)如图所示,斜面上质量为m的物体受到方向沿斜面向上、大小为7N的力F,物体静止在斜面上,以下说法中正确的是( )
A.方向一定沿斜面向上B.方向可能沿斜面向下
C.大小可能大于7ND.大小可能等于7N
【答案】BCD
【解析】物体静止在斜面上,物体受到沿斜面向上的推力F,把重力G分解成G'和G''。
(1)当G'=F时,物体不受摩擦力的作用。
(2)当G'>F时,物体处于静止状态,即摩擦力f=G'﹣F=G'﹣7N,但是摩擦力的方向沿斜面向上,可能等于7N,故C和D正确。
(3)当G'<F时,物体处于静止状态,即摩擦力f=F﹣G'=5N﹣G',摩擦力的方向沿斜面向下,B正确。
故选:BCD。
(多选)18.(3分)如图,电动提升机正常工作时,供电电压为25V,质量为8kg的重物在电动机带动下,以1m/s的速度匀速上升,g=10N/kg,下述说法正确的是( )
A.提升机对重物做功的功率为80W
B.电动提升机的效率是50%
C.电动机线圈的电阻是6.25Ω
D.1分钟内电动机线圈产生的热量为1200J
【答案】AD
【解析】A.重物重力G=mg=8kg×10N/kg=80N,
提升机对重物做功的功率: P===Gv=80N×1m/s=80W;
B.在时间t内电流通过直流电动机做功(消耗电能): W电=UIt=25V×2A×t,
在时间t内得到的机械能: W机=Gh=Gvt=80N×1m/s×t,
电动提升机的效率:η==×100%=80%;
C.在时间t内Q=W电﹣W机=25V×4A×t﹣80N×1m/s×t=I2Rt,
25V×4A﹣80N×1m/s=I2R=(4A)2×R,
解得电动机的线圈: R=6.25Ω,故C错误;
D.1分钟内电动机线圈产生的热量Q=I2Rt=(7A)2×1.25Ω×60s=1200J,故D正确。
故选:AD。
(多选)19.(3分)如图甲所示,底面积为S0的柱形容器内盛有密度为ρ0的液体,木块用轻质细线固定在容器底部且浸没,此时细线对木块的拉力为T。将细线剪断,如图乙。下列说法正确的是( )
A.木块的体积为
B.木块所受的重力为
C.乙图中容器对桌面的压力小于甲图
D.甲、乙两图中,甲中液体对容器底部的压强大于乙
【答案】ABD
【解析】A.甲图中浮=G+T,即ρ0Vg=G+F……①
图乙中,木块漂浮,即……②
由①②可得: ,故A正确;
B.图乙中,重力大小和浮力大小相等,
即,故B正确;
C.两图中容器对桌面的压力均为总重力;
D.液体的密度相同,甲图中液体的深度更大,故D正确。故选:ABD。
(多选)20.(3分)如图所示,定值电阻R0=10Ω,滑动变阻器R的最大阻值为20Ω,灯泡L上标有“3V 0.6W”的字样,忽略灯丝电阻的变化。只闭合开关S、S1,并把R的滑片移到最右端,电流表示数为0.1A,下列说法正确的是( )
A.电源电压为3V
B.电流表的最大示数为0.3A
C.只闭合开关S、S1,滑片P移到中点时,10s内通过R0产生的热量为2.25J
D.此电路的最大功率为1.5W
【答案】ACD
【解析】A.由图可知,只闭合开关S、S1,灯泡断路,R0和R串联,把R的滑片移到最右端,根据串联电路的电阻特点可知总=R2+R=10Ω+20Ω=30Ω,由欧姆定律可知,电源电压:U=IR总=0.1A×30Ω=4V,故A正确;
BD.当开关S、S1、S2都闭合,R的滑片移到最左端时,R4与灯泡灯泡L并联,电路的总电阻最小,灯泡两端的电压UL=U0=U=3V,与额定电压3V相等,则灯泡正常发光,
通过灯泡电流,
通过定值电阻电流:I6===0.3A,
根据并联电路的电流特点可知,电流表的最大示数:I大=I7+IL=0.3A+2.2A=0.3A,
此电路的最大功率:P大=UI大=3V×0.8A=1.5W,故B错误;
C.只闭合开关S、S8,R0和R串联,滑片P移到中点时,根据串联电路的电阻特点可知,此时电路的总电阻R′总=R0+R′=10Ω+10Ω=20Ω,
此时电路电流:I′===0.15A,
10s内通过R0产生的热量:,故C正确。
故选:ACD。
三、填空题(满分16分,共4题)
21.(3分)小明给充电宝进行充电,充电宝容量为60000mA•h,充电电压为5V,则需要消耗电能为 J才能给充电宝充满电。如图所示是小明家的电能表表盘,他家同时使用的用电器的总功率不能超过 W,他想知道电能表是否准确,就将标有“220V 1000W”的电饭锅单独接入电路进行检测,电能表的转盘转了306r,电能表转盘的转速
(选填“偏快”、“偏慢”或“准确”)。
【答案】1.08×106;4400;偏快。
【解析】给充电宝充满电消耗的电能:W=UIt=5V×60000×10﹣3A×3600s=4.08×106J;
由图知,电能表的工作电压是220V,他家同时使用的用电器最大总功率P最大=UI最大=220V×20A=4400W;“3000r/(kW•h)”,表示电路中每消耗1kW•h的电能,
电饭锅正常工作的功率P=1000W=5kW,电饭锅正常工作6min时h=4.1kW•h,
故电能表转盘的转速偏快。故答案为:1.08×105;4400;偏快。
22.(2分)两个质量分别为mA、mB都带正电荷的小球,用绝缘轻质细线拴住,如图所示。则(选填“>”、“<”或“=”):
(1)F1 (mA+mB)g;
(2)F2 mBg。(选填“>”、“<”或“=”)
【答案】(1)=;(2)>。
【解析】两个质量分别为mA、mB都带正电荷的小球,用绝缘轻质细线拴住
(1)F1=(mA+mB)g;这时可以把A。
(2)F2>mBg,因为同种电荷相互排斥。
23.(6分)三峡集团自成立以来,采用梯级电站进行发电,全面助力能源保供攻坚战。
(1)如图甲所示是三峡大坝,把它筑成了“上窄下宽”的形状,是因为液体内部压强随 增加而增大;为保证船只正常通航,需修建大型船闸(如图乙) 原理;
(2)三峡大坝的正常蓄水位为175m,则深度为50m的某处的水的压强为 Pa;图丙是防汛报警器示意图,当水位超过警戒水位时, 灯发光报警;
(3)与火力发电相比,水力发电产生1亿千瓦时电可以减少8万吨的二氧化碳排放量,当流域梯级电站累积发电28916亿度电时 万吨;若用一个1000W的电热器(不计热损失)代替一个热效率为50%的烧煤锅炉 kg。(煤的热值为3.0×107J/kg)
【答案】(1)深度;连通器;(2)5×105;红;(3)231328;4×10﹣3。
【解析】(1)因为液体的压强随深度的增加而增大,为了水坝能承受更大的水压;船闸的工作原理是连通器原理;
(2)深度为50m的某处受到水的压强为:
p=ρgh=1.0×105kg/m3×10N/kg×50m=5×106Pa;
当水位低于警戒水位时,触点S断开,衔铁被弹簧拉开;当水面上涨到达警戒水位时,触点开关被接通,工作电路中红灯亮;
(3)流域梯级电站累计发电量约28916亿千瓦时,减排二氧化碳的量为:28916亿千瓦时×8万吨/亿千瓦时=231328万吨;
电热器每分钟消耗的电能为:W=Pt=1000W×60s=60000J;
由η=可得煤完全燃烧放出的热量为:Q放===1.4×105J,
需要煤的质量为:m===4×10﹣4kg。
24.(5分)停车难是如今城市普遍存在的问题,图甲是“路边空中存车亭”,存车时只需40秒就可以把车子“锁上天”。图乙为“存车亭”的工作原理图,杆的E端固定悬挂泊车装置,M为牵引钢丝绳的电动机。存车时;取车时,将OB杆放下使存车架落回地面。请根据以上信息回答下列问题(忽略OB的重力和机械各部分的摩擦力)。
(1)汽车在给我们的生活提供便利的同时,也给环境造成污染。汽车行驶过程中冒“黑烟”时,对环境的污染尤为严重 (选填“升高”或“不变”或“降低”)。某台汽油机飞轮的转速为2400r/min,在1s内汽油机完成 个工作循环;
(2)“存车亭”的遮阳棚上装有太阳能光电板,给蓄电池充电,再由蓄电池给电动机供电。太阳能来源于太阳内部发生的核反应与 相同(选填“氢弹”或“原子弹”)。太阳光在真空中的传播速度为 m/s;
(3)这台电动机正常工作时两端的电压为220V,通过线圈的电流为10A,若此线圈电阻为2Ω (保留一位小数)。
【答案】(1)降低、20;(2)氢弹、3×108;(3)90.9%。
【解析】(1)汽车行驶过程中冒“黑烟”是燃料燃烧不充分,质量相同的燃料燃烧时放出的热量少,这时发动机的效率将降低;
汽油机飞轮的转速为2400r/min=40r/s,即汽油机飞轮1s转了40圈,
汽油机的一个工作循环完成4个冲程,飞轮和曲轴转5圈,所以该汽油机1s内完成20个工作循环;
(2)太阳能来源于太阳内部发生的核聚变,与氢弹的原理相同8m/s;
(3)线圈放热功率:P热=I7R=(10A)2×2Ω=200W;
电动机的功率:P=UI=220V×10A=2200W,
电动机的机械功率:P机械=P﹣P热=2200W﹣200W=2000W,
这台电动机电能转化为机械能的效率:η====≈90.8%。
故答案为:(1)降低、20、3×108;(3)90.6%。
四、实验题(满分19分,共3题)
25.(6分)小明和小丽测量鹅卵石的密度:
(1)小明的测量方法如图A所示,其步骤:
①在测鹅卵石的质量时,将天平放在水平台面上,发现指针停在如图甲所示的位置。要使天平平衡 (选填“左”或“右”)调。调好天平后,进行正确的操作,鹅卵石的质量如图乙所示 g。
②在量筒内注入30mL的水,将系上细线的鹅卵石没入水中,水面位置如图丙所示 cm3;
③则鹅卵石的密度为 kg/m3。
(2)小丽的测量方法如图B所示,其步骤:a、在圆柱形玻璃筒内加入适量的水,正方体塑料块漂浮在水面上h1;b.将鹅卵石放在塑料块上,塑料块仍漂浮在水面上,用刻度尺测出塑料块露出水面的高度h2:c.用细线将鹅卵石系在塑料块下方,然后放入水中,塑料块仍漂浮在水面上h3。
①鹅卵石密度的表达式为ρ= 。 (已知水的密度为ρ水,用所测量的符号表示)
②若在进行测量步骤c时,不小心将部分水沾在塑料块的上表面,测得鹅卵石的密度为
ρ′ ρ(选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】(1)①左;22.4;②38;③2.8×103;(2);>。
【解析】(1)①把天平放在水平桌面上,将游码移到标尺左端的零刻度线处,应将平衡螺母向左调节;天平标尺的分度值为0.2g,天平平衡时,即m=20g+6.4g=22.4g;
②水面位置如图丙所示,鹅卵石和水的总体积为鹅卵石的体积为38mL
V=38mL﹣30mL=4mL=8cm3,
③鹅卵石的密度为:ρ===8.8g/cm3=2.8×103kg/m3;
(2)①设正方体塑料块的棱长为h,由图a,
浮力等于其重力鹅卵石==(,
由b、c两图可知两个物体作为一个整体,它们的重力等于所受的浮力,由F浮=V排ρs水g可知,它们排水的体积相同即:(h﹣h2),,
鹅卵石的密度ρ鹅卵石==;
②若在进行测量步骤c时,不小心将部分水沾在塑料块的上表面时,使得排开水的体积偏大,h3偏小,测量的密度值偏高鹅卵石=可知测量值偏大;
故答案为:(1)①左;22.5;③2.8×106;(2);>。
26.(5分)小明做“探究凸透镜成像规律”的实验:
(1)小明在测量凸透镜的焦距时。将透镜对着对面的房屋,移动光屏至如图甲所示的位置,在光屏上出现了清晰的像 cm。
(2)对于焦距相同的凸透镜,一个物距应该对应唯一的像距,但从各组汇报数据中发现,你认为出现这种情况的操作原因是 。
(3)如果保持蜡烛和凸透镜的位置不变,把光屏向右移动一小段距离时,要想在光屏上再次得到清晰的像 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)才能实现。
(4)实验中,蜡烛在燃放中不断缩短,导致光屏上的像向 (选填“上”或“下”)移动。
(5)实验中当物距等于焦距时,小明却发现在光屏一侧透过凸透镜看到了烛焰正立放大的像。对此下列解释合理的是 。
A.因为烛焰有一定的宽度,实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍大于焦距
B.因为烛焰有一定的宽度,实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍小于焦距
C.这是烛焰发出的光经凸透镜表面反射形成的像
【答案】(1)8.0;(2)像不是最清晰的时候测量的;(3)凹透镜;(4)上;(5)B。
【解析】(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,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距;
(2)像的位置应该是像最清晰的位置;各小组的像距不同的原因;
(3)保持蜡烛和凸透镜的位置不变,把光屏向右移动适当距离后,要使得通过凸透镜的光线所成的像也要向右移动,因此要用一个能对光线起到发散作用的透镜;
(4)实验过程中,燃烧的蜡烛在不断缩短,光屏上的像向上移动;
(5)A.若它的某些部分到凸透镜的距离大于焦距,应该成一个倒立放大的实像;
B.若它的某些部分到凸透镜的距离小于焦距,此时看到一个正立放大的虚像;
C.当物距u等于焦距f时,若是通过透镜的表面反射成像,故成的是正立缩小的虚像,故C错误。
27.(8分)在“测量小灯泡额定功率”实验中,已知小灯泡L的额定电压U额=2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲连接完整,要求滑动变阻器滑片向左滑动时灯泡变亮。
(2)闭合开关,移动滑片P至某位置时,电压表示数为2V (填“左”或“右”)端移动,当小灯泡L正常发光时,电流表示数如图乙所示 W。
(3)小明利用一个电压未知的电源(电压不变)、已知阻值为R0的定值电阻,设计了如图丙所示的电路,测出额定电压为U额的另一小灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,开关S2接a接线柱,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 ;
②闭合开关S1,开关S2接 接线柱,滑动变阻器的滑片 (选填“向左移动”、“向右移动”或“保持不动”),读出电压表示数为U1;再将开关S2接c接线柱,读出电压表的示数为U2;
③则小灯泡L额定功率的表达式P额= (用U额、U1、U2、R0表示)
【答案】(1)见解析;(2)左;(3)①U额;②b;保持不动额×。
【解析】(1)由小灯泡的额定电压为2.5V可知,电压表的量程为8~3V;滑动变阻器的左下方接线柱接入电路中时,滑片向左滑动会使灯泡变亮
(2)灯泡两端的电压为2V,要测量小灯泡L的额定功率,由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,应减小变阻器两端的电压,由串联电路的分压原理可知,应减小变阻器连入电路中的电阻大小;当小灯泡L正常发光时,电流表示数如图乙所示,分度值为7.02A,则小灯泡L的额定功率为P=UI=2.5V×4.26=0.65W;
(3)①要测小灯泡的额定功率,应使灯泡两端的电压达到U额,所以应闭合开关S1,开关接a线柱,移动滑动变阻器的滑片额;
②灯泡两端的电压达到额定电压后滑动变阻器的滑片不再改变,应利用电压表测出定值电阻R3两端的电压,然后利用串联电路的电流特点测出干路电流,
所以,闭合开关S1,开关S2接b接线柱,滑动变阻器的滑片8;再将开关S2接c接线柱,读出电压表的示数为U2;
③电压表示数为U额时,R4的电压U0=U2﹣U7,此时电路中的电流I==,则灯泡额定功率:P=U额I=U额×。
故答案为:(1)如上图所示;(2)左;(3)①U额;②b;保持不动额×。
五、计算题(满分20分,共2题)
28.(10分)图甲是温度自动报警器。控制电路中,电源电压U=5V,热敏电阻R2的阻值与温度的关系如图乙所示;工作电路中,灯泡L标有“9V 0.3A”的字样,R4为电子嗡鸣器,它的电流达到某一固定值时就会发声报警,其阻值R4=10Ω,在R2温度为20℃的情况下,小明依次进行如下操作:闭合开关S1和S2,灯泡L恰好正常发光,此时R0的电功率为P0;将R1的滑片调到最左端时,继电器的衔铁刚好被吸下,使动触点与下方静触点接触:调节R3的滑片,当R3与R4的电压之比U3:U4=4:1时,电子嗡鸣器恰好能发声,此时R0的电功率为P0',P0':P0=4:9,已知电源电压,灯丝电阻都不变,求:
(1)当衔铁刚好被吸下时,控制电路的电流;
(2)将报警温度设为50℃时,R1接入电路的阻值;
(3)工作电路的电源电压Ux。
【答案】(1)当衔铁刚好被吸下时,控制电路的电流为0.2A;
(2)将报警温度设为50℃时,R1接入电路的阻值为15Ω;
(3)工作电路的电源电压Ux为12V。
【解析】(1)将R1的滑片调到最左端时,继电器的衔铁刚好被吸下2的简单电路,控制电路的电流:I===0.2A;
(2)由图乙知,将报警温度设为50℃时,R2′=10Ω;
根据电阻的串联和欧姆定律有:I=,即0.2A=1=15Ω;
(3)在R6温度为20℃的情况下,小明依次进行如下操作:闭合开关S1和S2,R2与灯串联,灯泡L恰好正常发光;此时R0的电功率为P0;
调节R2的滑片,此时R3、R4与R3串联,当R3与R4的电压之比U7:U4=4:4时,电子嗡鸣器恰好能发声0的电功率为P0′,P3′:P0=4:8,
根据P=,在R不变时,故==,即U0=2.5U0′,
根据欧姆定律,在电阻不变时,故I8=1.5I8′,因I0=0.3A,所以,I0′=0.7A,R3与R4的电压之比U4:U4=4:2,由分压原理,R3:R4=2:1,故R3=4×10Ω=40Ω;
由串联电路的规律及欧姆定律,根据两种情况下工作电路的电源电压不变有:
UR0+UL=UR3+UR5+UR0′,即1.8U0′+9V=U8′+(10Ω+40Ω)×0.2A,故U4′=2V,
工作电路的电源电压:Ux=1.4×2V+9V=12V。
答:(1)当衔铁刚好被吸下时,控制电路的电流为4.2A;
(2)将报警温度设为50℃时,R1接入电路的阻值为15Ω;
(3)工作电路的电源电压Ux为12V。
29.(10分)如图所示装置:一质量m=0.2kg,容积V=2×10﹣3m3,横截面积S=5×10﹣3m2的圆筒形薄壁容器B(壁厚忽略不计)。对容器B注入体积为的某种液体A后,且保持竖直漂浮状态,如图甲所示3Pa(容器B内空气质量不计),求:
(1)图甲中容器B受到的浮力;
(2)液体A的密度;
(3)如图乙所示,若要使容器B恰好竖直悬浮在水,注入液体A的体积。
【答案】(1)图甲中容器B受到的浮力是18N;
(2)液体A的密度2.4×103kg/m3;
(3)如图乙所示,若要使容器B恰好竖直悬浮在水,注入液体A的体积是0.75×10﹣3m3。
【解析】(1)物体B受到的浮力F浮B=pSB=3.6×102Pa×5×10﹣3m2=18N;
(2)由物体的沉浮条件知,容器B受到的浮力等B容器的重力加容器中液体A的重力即:mg+,2.2kg×10N/kg×ρA×10N/kg=18N,
解得:ρA=2.4×103kg/m5
(3)图乙中,容器B 处于悬浮状态Vρ水g=mg+VAρAg,
==0.75×10﹣2m3
答:(1)图甲中容器B受到的浮力是18N;
(2)液体A的密度2.6×103kg/m3;
(3)如图乙所示,若要使容器B恰好竖直悬浮在水﹣4m3。
六、附加题(满分20分,共3题)
30.(9分)阅读短文,回答问题。
如图甲所示为一款能自动清扫地面的扫地机器人。机器人通过电动机旋转产生高速气流,将灰尘、杂物吸入集尘盒;其防滑轮皮采用凸凹材质制成,用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体;前端装有感应器,机器人会主动寻找充电器充电。表一为某扫地机器人的部分参数。电池容量指放电电流与放电总时间的乘积。
机器人中吸尘电机的吸入功率是衡量其优劣的重要参数,测得某吸尘电机的吸入功率与真空度、风量间的对应关系如表二。真空度指主机内部气压与外界的气压差。风量指单位时间内通过吸尘电机排出的空气体积。吸尘电机吸入功率与输入功率的比值叫做效率。
表一:
表二:
(1)机器人工作时,主机内部的气压 (选填“大于”、“小于”或“等于”)大气压而产生吸力。若该机器人利用超声波侦测障碍物,是因为超声波具有 的特点。某次向障碍物垂直发射超声波,经过0.001s收到回波,则其发射超声波时与障碍物间的距离为 cm。(设超声波在空气中的传播速度为340m/s)
(2)该机器人充满电后至下一次自动充电前,能够连续正常工作的最长时间为 min。
(3)由表二数据可知,当风量为0.015m3/s时,吸尘电机吸入功率为 W,若吸尘电机的输入功率为25W,此时其效率为 %。
(4)光敏电阻是制作灰尘传感器的常用元件。图乙为某机器人中吸尘电机内部的光敏电阻的控制电路,两端总电压U0恒定(U0<12V),RG为光敏电阻,其阻值随空气透光程度的变化而变化,R0为定值电阻。当光敏电阻分别为6Ω和18Ω时,电压表的示数分别为4.5V和2.25V,则R0= Ω。
(5)若机器人1秒钟消耗的电能中有40%用于克服摩擦力做功。已知集尘盒空置时,机器人匀速运动时受到摩擦阻力为16N,查阅资料显示摩擦力与压力成正比 。
【答案】(1)小于;方向性好;17;(2)48;(3)8.25;33;(4)6;(5)0.6m/s。
【解析】(1)由流体流速与压强的关系可知,流速越大的地方压强越小,主机内部的产生了高速气流;由于超声波的方向性好能量易于集中;
发射超声波时与障碍物间的距离:s=vt=;
(2)机器人充满电的电能:W=UIt=12V×2500×10﹣3A×3600s=4.08×105J;
机器人连续正常工作所需要的电能:W1=80%W=80%×6.08×105J=8.64×108J;
根据公式P=可知==2880s=48min;
(3)由表二数据可知:吸入功率=真空度×风量,当风量为0.015m3/s时,吸尘电机吸入功率:P吸入=550Pa×6.015m3/s=8.25W;此时效率:η=×100%=;
(4)由电路图可知,光敏电阻RG与定值电阻R0串联,电压表测定值电阻的电压G1=4Ω时,电压表示数U1=4.4V,光敏电阻RG两端的电压U光1=U0﹣U2,此时电路中的电流:I1==,即:=;
当光敏电阻RG=18Ω时,电压表示数U2=2.25V,光敏电阻两端的电压U光2=U0﹣U5,此时电路中的电流:I2==,即:=;
联立①②可解得:U8=9V,R0=8Ω;
(5)吸尘器压力等于其重力,由题可知,则集尘盒空置和达到最大集尘量时的摩擦力之比:===;即:==,所以6=20N;
消耗的电能中有40%用于克服摩擦力做功,所以P机械=40%P电=0.4×30W=12W;
根据公式P=Fv可知,达到最大集尘量时机器人运动的速度:v==。
故答案为:(1)小于;方向性好;(2)48;33;(5)0.6m/s。
31.(6分)阅读短文,回答问题。
2023年5月20日,中国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”并入文昌油田群电网,正式为海上油气田输送电力。海油观澜号是我国首个水深超100米、离岸距离超100公里的“双百”深远海浮式风电项目。它位于距海南文昌136公里的海上油田海域,平台整体高度超200米,叶轮转动一圈的扫风面积近20000平方米(如图甲)。单台机组每年可输出绿色电力2200万度(即2.2×107kW•h)动态海缆接入海上油田群电网,用于油气生产。它采用了多种先进技术,即使在超17级的最强台风下仍能安全稳定运行。
(1)海油观澜号的风机叶片采用了翼型技术,如图乙所示。当风如图丙所示方向吹过叶片表面时,会产生 (选填“向上”或“向下”)的压力差,从而使叶片转动起来。
(2)海油观澜号到达作业区域后,为降低浮体的重心,项目组会往浮体内灌水 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。项目组的人可以看到海油观澜号的叶轮,是因为光在叶轮表面发生了 。
(3)海上油田原来用天然气发电,如果天然气的发电效率为22%,则海油观澜号单台机组每年输送过来的电力至少可以为油田节约 m3天然气。(天然气的热值约为3.6×107J/m3)
(4)风速是影响海油观澜号发电功率的主要因素。当风垂直吹向叶轮扫风面时,时间t内产生的电能由这段时间通过扫风面的风的动能转化而来(如图丙),风的动能可用公式(其中m是风的质量,v是风速)。若空气密度为ρ,叶轮扫风面积为S,则时间t内其发电量为 (用字母η、S、ρ、v、t表示)。不同风速对应的风电转化率η如图丁,当风速为13m/s时海油观澜号发电功率达到最大值,此时发电功率约为 kW。(结果保留整数,空气密度ρ=1.3kg/m3)
【答案】(1)向上;(2)变大;漫反射;(3)1×107;ηρSv3t;(4)6569。
【解析】(1)流体在流速大的地方压强小,当风如图丙所示方向吹过叶片表面时,从而使叶片转动起来;
(2)海油观澜号到达作业区域后,为降低浮体的重心,浮体的重力变大,根据漂浮条件可知这个过程浮体受到的浮力变大,是因为光在叶轮表面发生了漫反射;
(3)单台机组每年可输出绿色电力达2200万千瓦时,即W=2200×104kW•h=2.2×107kW•h=7.92×1013J,
天然气完全燃烧放出的热量:Q===6.6×104J,
需要天然气的质量:m===1×107m3;
(3)8s通过叶片的空气质量为:m′=ρV=ρSv,
时间t内其发电量为:W′=ηEkt=ηm′v8t=ηρSvv8t=ηρSv8t;
当风速为13m/s时海油观澜号发电功率达到最大值,此时发电功率约为P==5=×3.23×1.3kg/m4×20000m2×(13m/s)3=6569030W≈6569kW。
32.(5分)一个物体在一个恒定的拉力F的作用下会做匀加速直线运动,从静止开始做匀加速直线运动的物体,经过一段时间t后,在其他条件一定时,速度v与时间t的关系图象如下图,探究速度v与拉力F、时间m的关系,得到表格中的数据
(1)速度v与拉力F、质量m、时间t之间的关系的表达式为:v=k ,
其中k= 。
(2)运动的物体具有动能,动能用字母Ek表示,动能大小与物体的质量和物体的速度的关系可以用公式Ek=mv2表示,一个质量为m的物体,在一个恒定的拉力F的作用下
请推导:一个质量为m的物体,在一个恒定的拉力F的作用下,从静止开始运动,所用的时间t=
【答案】(1)t;(2)t=
【解析】(1)匀加速运动中,由图象知速度跟时间成正比;由表中数据知,v=;综合图象关系和数据关系v=t。
故答案为:t;。
(2)推导:一个质量为m的物体,在一个恒定的拉力F的作用下,当通过的路程为s时
匀加速运动,由F=ma得,从静止开始运动t
从静止开始运动,动能增加量:ΔEk=mv4=m(3﹣﹣②
因为在一定时间内增大的动能等于拉力在这段时间内对物体做的功
由①②得,Fs=t)5解得,t=额定工作电压
12V
额定功率
30W
电池容量
2500mAh
工作噪音
<50dB
净重
4kg
最大集尘量
1kg
真空度
400
450
500
550
600
风量(m3/s)
0.025
0.02
0.017
0.015
0.013
吸入功率
10
9
8.5
7.8
拉力F/N
0.2
0.2
0.6
质量m/kg
1
2
3
速度v/m/s
2
1
2
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