2025年陕西省西安市阎良区中考物理二模试卷
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这是一份2025年陕西省西安市阎良区中考物理二模试卷,共36页。试卷主要包含了选择题,填空与作图题,实验与探究题,综合题等内容,欢迎下载使用。
1.(2分)了解能源分类对实现能源可持续发展有重要的意义。下列能源中,属于可再生能源的是( )
A.石油B.水能C.天然气D.核能
2.(2分)为了丰富校园文化生活,某中学在特定区域安装了“呐喊喷泉”,是通过声音分贝控制喷泉喷出高度的互动式喷泉。当同学们对着喷泉“呐喊”时,既训练了肺活量,又能在一定程度下减压。下列说法正确的是( )
A.同学们的呐喊声越大,声音传播的速度越大
B.对着喷泉“呐喊”时,声音通过泉水传播进入人耳
C.“呐喊”声越大,音调越高,喷泉喷出的高度越高
D.同学们发出的呐喊声是由于振动产生的
3.(2分)“一朝秋暮露成霜”描述的是二十四节气中的霜降,关于诗中涉及到的物理知识,下列说法正确的是( )
A.露是水的蒸发形成的
B.霜的形成是凝固现象
C.形成露的过程需要放出热量
D.冬天窗上的霜结在玻璃的外表面
4.(2分)陕西地区的土质在不同场景中被赋予独特用途,下列现象与物质的物理属性对应正确的是( )
A.陕北窑洞的黄土墙壁冬暖夏凉——黄土的散热性较好
B.黄土高原农耕土壤能长期保持湿润——土壤的熔点高
C.陶土经高温烧制后制成兵马俑——陶土的弹性好
D.古代城墙夯土结构历经千年未倒塌——夯土的密度较大、抗压强度高
5.(2分)随着科技的发展,AI技术已经进入我们生活的各个领域。如图所示是一款“AI科技化妆镜”,可以用摄像头对人脸拍照,经过AI处理,最终将画面呈现在显示屏上。下列说法正确的是( )
A.化妆镜的摄像头与近视眼镜属于同一类透镜
B.人脸位于化妆镜摄像头的二倍焦距之外
C.人脸通过化妆镜的摄像头成正立、缩小的实像
D.要想显示屏上的像变大,人应远离化妆镜的摄像头
6.(2分)第42届潍坊国际风筝会暨2025潍坊风筝嘉年华以“放飞梦想,拥抱和平”为主题,于2025年4月19日在世界风筝公园开幕。如图所示是放风筝的情景,下列有关说法正确的是( )
A.风筝上升过程中,速度越来越快,惯性越来越大
B.人紧紧握住风筝线,是通过增大压力来减小摩擦力
C.线对风筝的拉力是由于线发生弹性形变而产生的
D.风筝线拉着风筝忽上忽下,说明力可以改变物体的形状
7.(2分)关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.家用电器的金属外壳需要接地线
B.空气开关跳闸是因为家庭电路出现断路故障
C.家庭电路中,各用电器是串联的
D.使用测电笔时,手可以直接接触金属体笔尖
8.(2分)如图是华电旬邑风力发电厂安装的风力发电机组,该风电装置是通过叶片在风力作用下,高速旋转从而带动发电机转子旋转生成绿色电力。下列选项中能正确反映风力发电原理的是( )
A.B.
C.D.
(多选)9.(3分)工人通过如图所示装置在30s内将重为400N的物体匀速提高了3m,所用拉力为250N,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.绳端移动的距离为9m
B.拉力做功的功率为25W
C.该装置的机械效率为80%
D.若只减小动滑轮的重力,则该装置的机械效率将变大
(多选)10.(3分)某景区为了统计节假日游客的人流量,在景区入口安装了自动计数器,其简化电路如图甲所示,电源电压恒为6V,R1为光敏电阻(有人员通过挡住射向R1的红外线时,其阻值变大,计数器会计数一次),R2为定值电阻。某时段电流表示数随时间变化的图像如图乙所示,已知计数器计数时定值电阻R2消耗的电功率为0.1W。下列说法正确的是( )
A.电流表示数为0.3A时,计数器会计数一次
B.定值电阻R2的阻值为10Ω
C.前3s内整个电路消耗的电能为3.6J
D.有人通过入口与无人通过入口,R1的电功率之比为5:9
二、填空与作图题(共7小题,计20分)
11.(3分)“端午浓情,粽叶飘香”,粽叶飘香是 现象,剥开粽叶,米和叶子“藕断丝连”说明分子之间存在 。科学家对原子的结构模型进行猜想和实验,提出了多种模型,在如图所示的两种模型中, (选填“甲”或“乙”)是卢瑟福提出的原子模型。
12.(3分)干燥的天气里,与头发摩擦过的塑料吸管能吸起纸屑,如图所示,这是因为带电体具有 的性质。一般情况下,塑料吸管属于 (选填“导体”或“绝缘体”)。太阳能路灯的电池板一般由晶体态硅制成,其主要材料是 (选填“半导体”或“超导体”)。
13.(4分)西安地铁16号线全自动无人驾驶列车,集成包括人工智能、机器视觉、激光雷达等先进技术。如图,地铁站台上两边的玻璃门,又叫“屏蔽门”,可以防止列车进站时乘客被吸入。“被吸入”是因为空气流速大的地方 小;激光雷达是通过 传递信息的。若某乘客站在玻璃门外0.5m处候车,她观察到玻璃门中也有一个完全相同的“她”,这其实是乘客通过玻璃门所形成的 (选填“虚”或“实”)像,她与像之间的距离为 m。
14.(2分)影片《哪吒2》以雷霆万钩的东方美学泼墨银幕,各类哪吒公仔掀起热卖狂潮,风靡大江南北。如图所示的哪吒公仔静置在水平桌面上,其重力为0.5N,底座与水平桌面的接触面积为2.5×10﹣4m2。该哪吒公仔对水平桌面的压强为 Pa,哪吒公仔对水平桌面的压力与水平桌面对它的支持力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”)。
15.(4分)如图甲所示的某国产摩托车的发动机是一台单缸四冲程汽油机,汽油机工作时的能量流向图如图乙所示,则完全燃烧20g汽油(热值为4.6×107J/kg)获得的机械能是 J。如果发动机转速为1800r/min,则发动机每秒钟对外做 次功。发动机冷却液的主要成分是水,主要是利用水的 大。以路旁的树木为参照物,匀速行驶在路上的摩托车是 (选填“运动”或“静止”)的。
16.(2分)图中,OB为反射光线,请画出它的入射光线和折射光线的大致方向。
17.(2分)如图所示,闭合开关S后,条形磁体向左偏,请在括号内分别标出电磁铁左端磁极的极性和电源左端的“+”“﹣”极。
三、实验与探究题(共4小题,计22分)
18.(4分)请完成下列填空。
(1)如图甲所示,停表的读数为 s。
(2)如图乙所示,调节平衡螺母使杠杆处于水平平衡状态。在A点悬挂两个钩码,要使杠杆水平平衡,需在B点悬挂 个钩码。(每个钩码重0.5N)
(3)如图丙所示,是做托里拆利实验的情景,若将管上提5mm,管内外液面高度差将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)如图丁所示,瓶内装有少量的水,用塞子塞紧,并用打气筒向瓶内打气,当塞子跳起时,瓶内出现白雾,这说明气体对外做功时,内能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
19.(4分)小宁在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,用调好的弹簧测力计测出金属块的重力,再将金属块缓慢浸入液体中不同深度,实验步骤如图A、B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),弹簧测力计的示数如图所示。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)实验用的金属块的重力为 N。
(2)分析步骤A、B、C、D、E,下列能正确反映金属块所受浮力F甲和金属块下表面浸入水中深度h关系的图像是 。(填字母)
(3)金属块位置从步骤B到C的过程中,容器底部受到水的压强逐渐 。
(4)由图中数据可计算出步骤F中液体密度是 kg/m3。
20.(7分)小聪利用图甲电路探究“电流与电阻的关系”。电源电压恒为4.5V,定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,两个滑动变阻器R1“100Ω 0.5A”和R2“20Ω 1A”。
(1)闭合图甲中的开关,电流表 (选填“会”或“不会”)被烧坏。该电路导线连接存在错误,请在接错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(2)正确连接电路后进行实验,小聪记录的实验数据如下表所示:
①第3次实验中,电流表示数如图乙所示,读数为 A。
②分析表中数据可知,阻值为 Ω的定值电阻连入电路时,实验数据是错误的。
③分析表中可信数据可得:导体两端电压一定时,通过导体的电流与电阻成 。
(3)由表格数据还可知,小聪选择的滑动变阻器是 (选填“R1”或“R2”)。
(4)小聪继续利用该电路,选择了10Ω的定值电阻来探究“电流与电压的关系”(电表接线不变),在保证电路安全的前提下,定值电阻两端的电压可在 V范围内调节。
21.(7分)某同学在骑行过程中发现不踩踏板,自行车也能冲上斜坡一段距离,但每次冲上斜坡的距离并不相同。自行车冲上斜坡的最大距离与哪些因素有关呢?该同学提出了下列猜想:
A.与其在坡底时的速度大小有关;
B.与斜坡的粗糙程度有关;
C.与其质量大小有关;
为了验证猜想设计如下实验:将左侧光滑、右侧粗糙的一弧形轨道固定在水平桌面上,并用小球模拟自行车,如图所示。将小球从左侧轨道某位置自由释放,测出小球在右侧轨道运动的最大距离s(不计空气阻力)。请你回答以下问题:
(1)小球在轨道上释放后会加速向下运动,是由于小球受到 力的作用,该过程中小球受力 (选填“平衡”或“不平衡”)。
(2)保持右侧弧形轨道粗糙程度相同,并将同一小球从左侧轨道的不同高度释放,分别记下小球冲上右侧轨道的最大距离s,这是为了探究猜想 (选填“A”“B”或“C”)。
(3)为探究猜想B,接下来应进行的操作是 。
(4)在探究猜想C时,保持右侧弧形轨道粗糙程度相同,将质量不同的小球由左侧轨道相同高度自由释放,分别测出它们在右侧轨道运动的最大距离s,数据如表所示:
根据表中数据可得出结论:小球冲上轨道的最大距离与小球的质量 (选填“有关”或“无关”)。
(5)将小球由左侧光滑轨道某一高度自由释放,小球在右侧粗糙的弧形轨道上上升的最大高度 (选填“大于”“小于”或“等于”)小球在左侧轨道释放时的高度,原因是 。
四、综合题(共2小题,计16分)
22.(7分)如图甲是一款家用暖菜板,其内部简化电路如图乙,R1、R2均是发热电阻(阻值不随温度变化),R1=121Ω,R2=1089Ω,通过调节开关控制有“高温”和“低温”两个挡位。求:
(1)开关S接 (选填“1”或“2”)时,暖菜板处于高温挡,高温挡正常工作时电路中的电流是多少?(结果保留1位小数)
(2)暖菜板低温挡的额定功率是多少?
(3)用电高峰期,仅让暖菜板在高温挡单独工作10min,如图丙所示的电能表转盘转动了162r,求此时的实际电压。
23.(9分)某款纯电动客车铭牌上部分参数如下表所示。某次搭载乘客时车与人的总质量为1.5×104kg,假设客车在额定功率下20min内沿平直路面匀速行驶21.6km,所受阻力为车(与人总重力的0.02倍。求:(g取10N/kg,电池放电过程中不计能量损失)
(1)给电动客车充电时,电动客车的电池相当于简单电路中的 。
(2)该过程中客车消耗的电能是多少J?
(3)该过程中客车将电能转化为机械能的效率是多少?
(4)在未来,电动客车可在光伏路面移动充电(图甲),当客车经过充电区域时,充电垫发出高频电磁波,客车底盘上的接收装置将电磁波能量转化为电能为电池充电。一辆电量不足的客车,以速度v匀速通过充电区域(图乙),已知充电区域长度s1为100m,两段充电区域之间距离s2为10km,由于s1远小于s2,忽略客车在充电过程中消耗的电能;接收装置接受到的电磁波功率P0为2×104kW,它将电磁波能量转化为电能并存储在电池中的效率为25%,客车行驶时受到的阻力为3000N0若客车电池消耗电能全部用于维持客车行驶,客车将电能转化为机械能的效率与(3)相同,为了使客车能顺利到达下一段充电区域,客车在充电时行驶速度不能大于多少m/s?
2025年陕西省西安市阎良区中考物理二模试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
二.多选题(共2小题)
一、选择题(共10小题,计22分。第1~8题为单选题,每小题2分,每小题只有一个选项符合题意;第9、10题为多选题,每小题2分,每小题有两个选项符合题意,全部选对得3分,选对但不全得1分,错选得0分)
1.(2分)了解能源分类对实现能源可持续发展有重要的意义。下列能源中,属于可再生能源的是( )
A.石油B.水能C.天然气D.核能
【分析】可以在自然界里源源不断地得到的能源属于可再生能源;越用越少,不能在短期内从自然界得到补充的能源属于不可再生能源。
【解答】解:ACD、石油、天然气、核能越用越少,不能在短期内从自然界得到补充,属于不可再生能源,故ACD不符合题意;
B、水能可以在自然界里源源不断地得到,属于可再生能源,故B符合题意。
故选:B。
2.(2分)为了丰富校园文化生活,某中学在特定区域安装了“呐喊喷泉”,是通过声音分贝控制喷泉喷出高度的互动式喷泉。当同学们对着喷泉“呐喊”时,既训练了肺活量,又能在一定程度下减压。下列说法正确的是( )
A.同学们的呐喊声越大,声音传播的速度越大
B.对着喷泉“呐喊”时,声音通过泉水传播进入人耳
C.“呐喊”声越大,音调越高,喷泉喷出的高度越高
D.同学们发出的呐喊声是由于振动产生的
【分析】(1)声音的传播速度与介质的种类和介质的温度有关,与声音的响度无关;
(2)声音传播需要介质;
(3)响度指声音的强弱,音调指声音的高低,音色是指声音的品质和特色;
(4)声音是由物体振动产生的。
【解答】解:A、声音的传播速度与声音的响度大小无关,同学们的呐喊声越大,响度会增大,声音传播的速度不会受影响,故A错误;
B、对着喷泉“呐喊”时,声音通过空气传播进入人耳,故B错误;
C、同学呐喊的声音越大,响度越大,喷泉喷出的水柱越高,故C错误;
D、“呐喊”声是由声带振动产生的,故D正确。
故选:D。
3.(2分)“一朝秋暮露成霜”描述的是二十四节气中的霜降,关于诗中涉及到的物理知识,下列说法正确的是( )
A.露是水的蒸发形成的
B.霜的形成是凝固现象
C.形成露的过程需要放出热量
D.冬天窗上的霜结在玻璃的外表面
【分析】物质从固态到液态的过程叫做熔化,物质从液态变成固态的过程叫做凝固;物质从液态变为气态叫做汽化,物质从气态变为液态叫做液化;物质从固态直接变成气态叫升华,物质从气态直接变成固态叫凝华;熔化、汽化、升华吸热,凝固、液化、凝华放热。
【解答】解:A、露是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,而不是水的蒸发形成的。蒸发是液态水变为气态水蒸气的过程,与露的形成过程相反,故A错误。
B、霜是空气中的水蒸气在温度低于0℃时直接凝华形成的固态冰晶,而凝固是液态变为固态的过程,霜的形成不是凝固现象,故B错误。
C、液化过程是放热过程,所以形成露的过程需要放出热量,故C正确。
D、冬天,室内温度较高,室内空气中的水蒸气遇到温度较低的玻璃,会在玻璃内表面凝华形成霜,而室外的水蒸气温度较低,不易在玻璃外表面凝华,故D错误。
故选:C。
4.(2分)陕西地区的土质在不同场景中被赋予独特用途,下列现象与物质的物理属性对应正确的是( )
A.陕北窑洞的黄土墙壁冬暖夏凉——黄土的散热性较好
B.黄土高原农耕土壤能长期保持湿润——土壤的熔点高
C.陶土经高温烧制后制成兵马俑——陶土的弹性好
D.古代城墙夯土结构历经千年未倒塌——夯土的密度较大、抗压强度高
【分析】物质的物理属性包含:密度、比热容、硬度、透明度、导电性、导热性、弹性、磁性等。
【解答】解:A、陕北窑洞的黄土墙壁冬暖夏凉,是因为黄土的比热容较大,相同质量的黄土和其他物质相比,在吸收或放出相同热量时,黄土的温度变化较小,所以能起到较好的保温作用,而不是散热性较好,故A错误。
B、黄土高原农耕土壤能长期保持湿润,是因为土壤的孔隙度适中,有一定的保水能力,而不是因为土壤的熔点高,故B错误。
C、陶土经高温烧制后制成兵马俑,是利用了陶土的可塑性,在高温下陶土可以被塑造成各种形状,而不是因为陶土的弹性好,故C错误。
D 选项:古代城墙夯土结构历经千年未倒塌,是因为夯土经过夯实后,密度较大,颗粒之间的结合紧密,抗压强度高,能够承受较大的压力,故D正确。
故选:D。
5.(2分)随着科技的发展,AI技术已经进入我们生活的各个领域。如图所示是一款“AI科技化妆镜”,可以用摄像头对人脸拍照,经过AI处理,最终将画面呈现在显示屏上。下列说法正确的是( )
A.化妆镜的摄像头与近视眼镜属于同一类透镜
B.人脸位于化妆镜摄像头的二倍焦距之外
C.人脸通过化妆镜的摄像头成正立、缩小的实像
D.要想显示屏上的像变大,人应远离化妆镜的摄像头
【分析】(1)近视镜片是凹透镜,对光线起发散作用;
当u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机
(2)凸透镜成实像时的动态变化规律:物近像远像变大,物远像近像变小。
【解答】解:A、化妆镜的摄像头是凸透镜,近视眼镜是凹透镜,二者不属于同一类透镜,故A错误;
BC、用摄像头对人脸拍照时,人脸位于化妆镜摄像头的二倍焦距之外,成倒立、缩小的实像,故B正确,C错误;
D、要想显示屏上的像变大,根据凸透镜成实像时的动态变化规律:物近像远像变大可知,人应靠近化妆镜的摄像头,故D错误。
故选:B。
6.(2分)第42届潍坊国际风筝会暨2025潍坊风筝嘉年华以“放飞梦想,拥抱和平”为主题,于2025年4月19日在世界风筝公园开幕。如图所示是放风筝的情景,下列有关说法正确的是( )
A.风筝上升过程中,速度越来越快,惯性越来越大
B.人紧紧握住风筝线,是通过增大压力来减小摩擦力
C.线对风筝的拉力是由于线发生弹性形变而产生的
D.风筝线拉着风筝忽上忽下,说明力可以改变物体的形状
【分析】(1)惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系。
(2)增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度。
(3)物体由于发生弹性形变而产生的力叫弹力,压力、支持力等实质都是弹力。
(4)力可以改变物体的形状和运动状态。
【解答】解:A、风筝上升过程中,质量不变,惯性不变,惯性的大小与速度大小无关,故A错误。
B、儿童紧紧握住风筝线,是在接触面的粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦,故B错误。
C、线对风筝的拉力是由于线发生形变而产生的,故C正确。
D、风筝线拉着风筝忽上忽下,说明力可以改变物体的运动状态,故D错误。
故选:C。
7.(2分)关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.家用电器的金属外壳需要接地线
B.空气开关跳闸是因为家庭电路出现断路故障
C.家庭电路中,各用电器是串联的
D.使用测电笔时,手可以直接接触金属体笔尖
【分析】(1)带金属外壳的家用电器应该使用三孔插座。
(2)家庭电路中电流过大的原因是:发生了短路;家庭电路的总功率过大。
(3)家庭电路中的各个用电器是并联的。
(4)使用测电笔时,手必须接触笔尾金属体,不能接触笔尖金属体。
【解答】解:A、家用电器的金属外壳需要接地线,故A正确;
B、空气开关跳闸是因为家庭电路出现短路故障或者用电器的总功率过大,故B错误;
C、家庭电路中,各用电器是并联的,故C错误;
D、使用测电笔时,手必须接触笔尾金属体,不能接触笔尖金属体,故D错误。
故选:A。
8.(2分)如图是华电旬邑风力发电厂安装的风力发电机组,该风电装置是通过叶片在风力作用下,高速旋转从而带动发电机转子旋转生成绿色电力。下列选项中能正确反映风力发电原理的是( )
A.B.
C.D.
【分析】风力发电机是利用电磁感应现象制成的。
【解答】解:风力发电机是利用电磁感应现象制成的。
A、图中装置反映的是电磁感应现象,故A符合题意;B、图中装置反映了通电线圈在磁场中受到力的作用,故B不符合题意;
C、图中装置的主要部件是电磁铁,电磁铁的工作原理是电流的磁效应,故C不符合题意。
D、图丁装置反映了电流的磁效应,故D不符合题意。故选:A。
(多选)9.(3分)工人通过如图所示装置在30s内将重为400N的物体匀速提高了3m,所用拉力为250N,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.绳端移动的距离为9m
B.拉力做功的功率为25W
C.该装置的机械效率为80%
D.若只减小动滑轮的重力,则该装置的机械效率将变大
【分析】(1)根据滑轮组装置确定绳子股数,利用s=nh求出绳端移动的距离;
(2)根据P=Wt=Fst求出拉力做功的功率;
(3)根据η=W有W总=GhFs=GhFnh=GnF求出该装置的机械效率;
(4)增大机械效率的方法有二:一是增大有用功,即拉更重的重物;二是减小额外功,如减小摩擦、减轻动滑轮重。
【解答】解:A、由图可知,n=2,绳端移动的距离为s=nh=2×3m=6m,故A错误;
B、拉力做功的功率为:
P=Wt=Fst=250N×6m30s=50W,故B错误;
C、该装置的机械效率为:
η=W有W总=GhFs=GhFnh=GnF=400N2×250N×100%=80%,故C正确;
D、若只减小动滑轮的重力,则额外功减小,有用功在总功中所占的比例变大,机械效率变大,故D正确。
故选:CD。
(多选)10.(3分)某景区为了统计节假日游客的人流量,在景区入口安装了自动计数器,其简化电路如图甲所示,电源电压恒为6V,R1为光敏电阻(有人员通过挡住射向R1的红外线时,其阻值变大,计数器会计数一次),R2为定值电阻。某时段电流表示数随时间变化的图像如图乙所示,已知计数器计数时定值电阻R2消耗的电功率为0.1W。下列说法正确的是( )
A.电流表示数为0.3A时,计数器会计数一次
B.定值电阻R2的阻值为10Ω
C.前3s内整个电路消耗的电能为3.6J
D.有人通过入口与无人通过入口,R1的电功率之比为5:9
【分析】导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
电流在某段电路上所做的功,等于这段电路两端的电压,电路中的电流和通电时间的乘积。
根据P=UI求两灯消耗的电功率之比。
【解答】解:A、有人员通过挡住射向R1的红外线时,其阻值变大,根据串联电路电阻的特点,总电阻变大,由I=UR可知,电路中的电流变小,所以电流表示数较小时,计数器会计数一次。由图乙可知,电流表示数为0.1A时,计数器会计数一次,故A错误。
B、已知计数器计数时定值电阻R2消耗的电功率为0.1W,此时电路中的电流I=0.1A,根据P=I2R可得,R2=PI2=0.1W(0.1A)2=10Ω,故B正确。
C、由图乙可知,电路0~1s内电路中的电流I=0.1A,电路1~3s内电路中的电流I′=0.3A,
根据W=UIt可得,整个电路电路0~3s内消耗的电能W总=W01+W13=6V×0.1A×1s+6V×0.3A×2s=4.2J,故C错误。
D、由图乙可知,无人通过入口时,电路中的电流I1=0.3A,有人通过入口时,电路中的电流I2=0.1A,
则无人通过入口与有人通过入口,R1的电功率之比为:P1P2=U1I1U2I2=(U-I1R2)I1(U-I2R2)I2=(6V-0.3A×10Ω)×0.3A(6V-0.1A×10Ω)×0.1A=95,
因此有人通过入口与无人通过入口,R1的电功率之比为就为5:9,故D正确。
故选:BD。
二、填空与作图题(共7小题,计20分)
11.(3分)“端午浓情,粽叶飘香”,粽叶飘香是 扩散 现象,剥开粽叶,米和叶子“藕断丝连”说明分子之间存在 引力 。科学家对原子的结构模型进行猜想和实验,提出了多种模型,在如图所示的两种模型中, 乙 (选填“甲”或“乙”)是卢瑟福提出的原子模型。
【分析】一切物质的分子都在不停地做无规则运动,产生了扩散现象;分子之间存在相互作用的引力和斥力;卢瑟福建立的是原子核式结构模型。
【解答】解:粽叶飘香是扩散现象,是分子不停地做无规则运动的结果;
米和叶子“藕断丝连”说明分子之间存在引力;
卢瑟福建立的是原子核式结构模型,原子核在中间,电子在周围绕其运动,故乙图符合题意。
故答案为:扩散;引力;乙。
12.(3分)干燥的天气里,与头发摩擦过的塑料吸管能吸起纸屑,如图所示,这是因为带电体具有 吸引轻小物体 的性质。一般情况下,塑料吸管属于 绝缘体 (选填“导体”或“绝缘体”)。太阳能路灯的电池板一般由晶体态硅制成,其主要材料是 半导体 (选填“半导体”或“超导体”)。
【分析】带电体具有吸引轻小物体的性质;不容易导电的物体属于绝缘体;硅是一种重要的半导体材料。
【解答】解:与头发摩擦过的塑料吸管,通过摩擦带电,带电体具有吸引轻小物体的性质,因此塑料吸管能吸起纸屑;一般情况下,塑料吸管不容易导电,属于绝缘体;晶体态硅是一种重要的半导体材料。
故答案为:吸引轻小物体;绝缘体;半导体。
13.(4分)西安地铁16号线全自动无人驾驶列车,集成包括人工智能、机器视觉、激光雷达等先进技术。如图,地铁站台上两边的玻璃门,又叫“屏蔽门”,可以防止列车进站时乘客被吸入。“被吸入”是因为空气流速大的地方 压强 小;激光雷达是通过 激光(光波) 传递信息的。若某乘客站在玻璃门外0.5m处候车,她观察到玻璃门中也有一个完全相同的“她”,这其实是乘客通过玻璃门所形成的 虚 (选填“虚”或“实”)像,她与像之间的距离为 1 m。
【分析】流体流速越大的位置,压强越小。
广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。
平面镜成像时,像的特点是等大、正立、虚像,并且像到镜面的距离与物体到镜面距离相等。
【解答】解:
根据伯努利效应,空气流速越大的地方压强越小。列车高速驶来时,靠近列车车厢的空气被带动而运动起来,流速变大,压强就减小,而站台处的空气流速相对较小,压强大,所以站台上的旅客若离列车过近,身体前后会出现明显压强差,就可能被吸向列车而受到伤害。
激光雷达的工作原理是向目标发射探测信号(激光束),将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射的信号进行比较,通过适当处理获得目标的有关信息,所以激光雷达是通过激光(光波)来传递信息的。
玻璃门相当于平面镜,根据平面镜成像的特点,物体在平面镜中所成的像是虚像,像与物到平面镜的距离相等。已知乘客站在玻璃门外0.5m处,所以她的像到玻璃门的距离也是0.5m,则她与像之间的距离为0.5m+0.5m=1m。
故答案为:压强;激光(光波);虚;1。
14.(2分)影片《哪吒2》以雷霆万钩的东方美学泼墨银幕,各类哪吒公仔掀起热卖狂潮,风靡大江南北。如图所示的哪吒公仔静置在水平桌面上,其重力为0.5N,底座与水平桌面的接触面积为2.5×10﹣4m2。该哪吒公仔对水平桌面的压强为 2×103 Pa,哪吒公仔对水平桌面的压力与水平桌面对它的支持力是一对 相互作用力 (选填“平衡力”或“相互作用力”)。
【分析】哪吒公仔对水平桌面的压力等于重力,根据压强公式计算哪吒公仔对水平桌面的压强;
相互作用力的条件:作用在两个不同的物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
【解答】解:哪吒公仔对水平桌面的压力等于重力,哪吒公仔对水平桌面的压强p=FS=0.5N2.5×10-4m2=2×103Pa。
故答案为:2×103;相互作用力。
15.(4分)如图甲所示的某国产摩托车的发动机是一台单缸四冲程汽油机,汽油机工作时的能量流向图如图乙所示,则完全燃烧20g汽油(热值为4.6×107J/kg)获得的机械能是 2.3×105 J。如果发动机转速为1800r/min,则发动机每秒钟对外做 15 次功。发动机冷却液的主要成分是水,主要是利用水的 比热容 大。以路旁的树木为参照物,匀速行驶在路上的摩托车是 运动 (选填“运动”或“静止”)的。
【分析】(1)热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,结合图中数据求出发动机热机效率;根据Q放=mq求出汽油完全燃烧放出的热量,利用η=WQ放求出汽油机获得的机械能;
(2)四冲程汽油机1个工作循环完成4个冲程,飞轮和曲轴转2圈,对外做功1次;
(3)水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;吸收或放出相同的热量,水升高或降低的温度少,据此分析;
(4)物体相对于参照物的位置变化了,物体就是运动的;物体相对于参照物的位置不变,物体就是静止的。
【解答】解:热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,由图乙可知,输出有用机械能所占比例为:100%﹣35%﹣30%﹣10%=25%,即该汽油机的效率为25%;
20g汽油完全燃烧放出的热量为:
Q放=mq=0.02kg×4.6×107J/kg=9.2×105J,
汽油机获得的机械能为:
W=ηQ放=25%×9.2×105J=2.3×105J;
四冲程汽油机的飞轮转速是1800r/min=30r/s,即汽油机飞轮每秒转30圈,对外做功15次;
水的比热容较大,和其它物质比较,升高相同温度吸收热量多,所以汽车散热器常用水作为冷却剂;
以路旁的树木为参照物,匀速行驶在路上的摩托车相对于树木的位置在发生变化,是运动的。
故答案为:2.3×105;15;比热容;运动。
16.(2分)图中,OB为反射光线,请画出它的入射光线和折射光线的大致方向。
【分析】当光线射向两种介质的界面上时,会同时发生反射和折射。光的反射中,反射角等于入射角;当光从空气斜射入水中时,折射光线将向靠近法线的方向偏折,即入射角小于折射角。
【解答】解:如图所示,当一束光线从空气斜射到水面时发生反射与折射;先垂直于界面作出法线,然后据反射角等于入射角,作出入射光线;而后根据折射角小于入射角,作出折射光线,如下图:
。
17.(2分)如图所示,闭合开关S后,条形磁体向左偏,请在括号内分别标出电磁铁左端磁极的极性和电源左端的“+”“﹣”极。
【分析】根据磁极间的相互作用规律判断电磁铁右端的极性;根据安培定则判断电磁铁线圈中的电流方向,进而判断出电源左端的极性。
【解答】解:图中条形磁体的左端为N极,闭合开关S,条形磁体因受磁力向左运动,说明电磁铁的右端与条形磁体的左端互相吸引,所以电磁铁的右端为S极,左端是N极;
根据安培定则可知,电流从电磁铁线圈的右前侧流入,左后侧流出,因此电源右端为“+”极,左端为“﹣”,如图所示:
三、实验与探究题(共4小题,计22分)
18.(4分)请完成下列填空。
(1)如图甲所示,停表的读数为 277 s。
(2)如图乙所示,调节平衡螺母使杠杆处于水平平衡状态。在A点悬挂两个钩码,要使杠杆水平平衡,需在B点悬挂 3 个钩码。(每个钩码重0.5N)
(3)如图丙所示,是做托里拆利实验的情景,若将管上提5mm,管内外液面高度差将 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)如图丁所示,瓶内装有少量的水,用塞子塞紧,并用打气筒向瓶内打气,当塞子跳起时,瓶内出现白雾,这说明气体对外做功时,内能 减小 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【分析】(1)读取停表的示数,首先要知道大表盘和小表盘的分度值,然后看指针在什么位置,秒表分针与秒针的示数之和是秒表的示数,从而得出示数;
(2)设杠杆每一个小格代表L,由杠杆的平衡条件可求得需在B点悬挂几个钩码;
(3)托里拆利实验测测出大气压的值,是利用管内水银柱产生的压强等于大气压强,根据图片信息分析作答;水银柱的高度与管的长短、粗细、倾斜与否都没有关系;
(4)改变物体内能的两种方法:对物体做功、热传递.对物体做功物体的内能增加,物体对外做功,物体的内能减少;物体吸收热量内能增加,物体放出热量内能减少。
【解答】解:(1)在秒表的中间表盘上,1min中间有两个小格,所以一个小格代表0.5min,指针在“4”和“5”之间,偏向“4”一侧,所以分针指示的时间为4min;在秒表的大表盘上,1s之间有10个小格,所以一个小格代表0.1s,指针在37s处,则秒表的读数为4min37s=277s;
(2)设杠杆每一个小格代表L,已知每个钩码重0.5N,由杠杆的平衡条件可得FA×3L=FB×2L,即FB=FA×3L2L=0.5N×2×32=1.5N,则n=(个);
(3)进行托里拆利实验时,玻璃管的上提下压或玻璃管的粗细都不影响玻璃管内外的水银柱的高度差,只要外界大气压不变,水银柱内外液面高度差值将不变;所以将管上提5mm,且玻璃管口未离开水银液面,水银柱内外液面高度差将不变;
(4)给瓶内打气,当瓶塞跳起时,可以看到,瓶内出现白雾,说明水蒸气液化成了小水滴,这个过程中,气体膨胀对外做功,内能减少,温度降低。
故答案为:(1)277;(2)3;(3)不变;(4)减少。
19.(4分)小宁在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,用调好的弹簧测力计测出金属块的重力,再将金属块缓慢浸入液体中不同深度,实验步骤如图A、B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),弹簧测力计的示数如图所示。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)实验用的金属块的重力为 2.7 N。
(2)分析步骤A、B、C、D、E,下列能正确反映金属块所受浮力F甲和金属块下表面浸入水中深度h关系的图像是 D 。(填字母)
(3)金属块位置从步骤B到C的过程中,容器底部受到水的压强逐渐 变大 。
(4)由图中数据可计算出步骤F中液体密度是 0.8×103 kg/m3。
【分析】(1)观察弹簧测力计的分度值,再读数;
(2)在同种液体中,物体排开液体的体积变大,弹簧测力计的示数越小,即物体所受浮力越大,浸没在水中的物体,深度变化,弹簧测力计的示数不变,即浮力大小不变,
(3)根据p=FS可知,容器底部受到水的压强逐渐变大
(4)根据称重法物体浸没在水中时受到的浮力大小,由F浮=ρ水gV排得物体的体积,
根据G=mg得物体的质量,从而得出液体密度。
【解答】解:(1)由A可知,弹簧测力计的分度值是0.2N,示数为2.7N,即物体重力为2.7N;
(2)分析步骤A、B、C、D、E,在同种液体中,物体排开液体的体积变大,弹簧测力计的示数越小,即物体所受浮力越大,浸没在水中的物体,深度变化,弹簧测力计的示数不变,即浮力大小不变,故浮力先变大后不变,D符合题意,故选:D;
(3)金属块位置从步骤B到C的过程中,排开液体的体积变大,液体对容器底的压力变大,根据p=FS可知,容器底部受到水的压强逐渐变大;
(4)由A、D,根据称重法物体浸没在水中时受到的浮力大小是:
F浮=G﹣F=2.7N﹣1.7N=1N;
由F浮=ρ水gV排得物体的体积
V=V排=F浮ρ水g=1N1.0×103kg/m3×10N/kg=1×10-4m3
由A、F,根据称重法物体浸没在液体中时受到的浮力大小是:
F浮′=G﹣F′=2.7N﹣1.9N=0.8N;
由F浮=ρ水gV排得液体的密度为:
ρ液体=F浮′gV排′=0.8N10N/kg×1×10-4m3=0.8×103kg/m3。
故答案为:(1)2.7;(2)D;(3)变大;(4)0.8×103。
20.(7分)小聪利用图甲电路探究“电流与电阻的关系”。电源电压恒为4.5V,定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,两个滑动变阻器R1“100Ω 0.5A”和R2“20Ω 1A”。
(1)闭合图甲中的开关,电流表 不会 (选填“会”或“不会”)被烧坏。该电路导线连接存在错误,请在接错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(2)正确连接电路后进行实验,小聪记录的实验数据如下表所示:
①第3次实验中,电流表示数如图乙所示,读数为 0.2 A。
②分析表中数据可知,阻值为 20 Ω的定值电阻连入电路时,实验数据是错误的。
③分析表中可信数据可得:导体两端电压一定时,通过导体的电流与电阻成 反比 。
(3)由表格数据还可知,小聪选择的滑动变阻器是 R2 (选填“R1”或“R2”)。
(4)小聪继续利用该电路,选择了10Ω的定值电阻来探究“电流与电压的关系”(电表接线不变),在保证电路安全的前提下,定值电阻两端的电压可在 1.5~3 V范围内调节。
【分析】(1)电压表(内阻很大)与电流表串联,据此分析。电流表要与变阻器和电阻串联,电压表与电阻并联;
(2)①根据电流表量程和分度值读数;
②根据表格数据知,除定值电阻为20Ω外,电流与电阻之积为一定值,据此分析;
③根据表格数据分析解答;
(3)当电路中的电流越大时,滑动变阻器接入电路中的电阻越小,由第5组数据知,此时电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电阻R两端电压为3V时,根据串联电路电压可知滑动变阻器两端电压,由欧姆定律可得滑动变阻器接入电路的最小阻值,从而确定本次实验选择的滑动变阻器的规格;
(4)当使用阻值为10Ω的定值电阻实验时,根据串联分压特点可知定值电阻两端的电压的最小值;
根据电压表量程可知电路中的电流最大值为0.3A,进而得出应控制定值电阻两端的电压的范围。
【解答】解:(1)图甲是小明连接的实物电路。闭合开关后移动滑片,因电压表与电流表串联,没有明显示数的电表是电流表。电流表与变阻器和电阻串联,电压表与电阻并联,如下所示:
;
(2)①电流表的量程0﹣0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数为0.2A;
②根据表格数据可知,除定值电阻为20Ω外,电流与电阻之积为:UV=IR=0.3A×10Ω=……=0.12A×25Ω=3V,故在进行阻值为20Ω的定值电阻连入电路时的实验数据是错误的;
③去掉错误数据后,电流与电阻之积为一定值,故得出结论:在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(3)当电路中的电流越大时,滑动变阻器接入电路中的电阻越小,由第5组数据知,此时电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电阻R两端电压为3V时,根据串联电路电压可知,滑动变阻器两端电压为U滑=U﹣U′=4.5V﹣3V=1.5V,
则滑动变阻器接入电路的最大阻值为,R滑=U滑Imin=Ω,略小于20Ω,
由此可知,本次实验选择的滑动变阻器为滑动变阻器R2(规格为“20Ω 1A”);
(4)当使用阻值为10Ω的定值电阻实验时,根据串联分压特点可知,UVU滑=RR滑=10Ω20Ω=12,故定值电阻两端的电压的最小值为13×4.5V=1.5V,
根据电压表量程可知当定值电阻两端电压最大为3V时,电路中的电流最大值为I大=UVR=3V10Ω=0.3A,故应控制定值电阻两端的电压在1.5~3V的范围内。
故答案为:(1)不会;见解答;(2)①0.2;②20;③反比;(3)R2;(4)1.5~3。
21.(7分)某同学在骑行过程中发现不踩踏板,自行车也能冲上斜坡一段距离,但每次冲上斜坡的距离并不相同。自行车冲上斜坡的最大距离与哪些因素有关呢?该同学提出了下列猜想:
A.与其在坡底时的速度大小有关;
B.与斜坡的粗糙程度有关;
C.与其质量大小有关;
为了验证猜想设计如下实验:将左侧光滑、右侧粗糙的一弧形轨道固定在水平桌面上,并用小球模拟自行车,如图所示。将小球从左侧轨道某位置自由释放,测出小球在右侧轨道运动的最大距离s(不计空气阻力)。请你回答以下问题:
(1)小球在轨道上释放后会加速向下运动,是由于小球受到 重 力的作用,该过程中小球受力 不平衡 (选填“平衡”或“不平衡”)。
(2)保持右侧弧形轨道粗糙程度相同,并将同一小球从左侧轨道的不同高度释放,分别记下小球冲上右侧轨道的最大距离s,这是为了探究猜想 A (选填“A”“B”或“C”)。
(3)为探究猜想B,接下来应进行的操作是 改变右侧弧形轨道粗糙程度,将同一小球由左侧轨道相同高度自由释放,分别测出它们在右侧轨道运动的最大距离s 。
(4)在探究猜想C时,保持右侧弧形轨道粗糙程度相同,将质量不同的小球由左侧轨道相同高度自由释放,分别测出它们在右侧轨道运动的最大距离s,数据如表所示:
根据表中数据可得出结论:小球冲上轨道的最大距离与小球的质量 无关 (选填“有关”或“无关”)。
(5)将小球由左侧光滑轨道某一高度自由释放,小球在右侧粗糙的弧形轨道上上升的最大高度 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)小球在左侧轨道释放时的高度,原因是 小球运动过程中,克服阻力做功产生内能;重力势能减小,高度减小 。
【分析】物理学中对于多因素或多变量的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。
【解答】解:(1)小球在轨道上释放后会加速向下运动,是由于小球受到重力的作用;该过程中小球加速下滑,受力不平衡;
(2)保持右侧弧形轨道粗糙程度相同,并将同一小球从左侧轨道的不同高度释放,分别记下小球冲上右侧轨道的最大距离s,这是为了探究猜想A;
(3)根据控制变量法思想,为探究猜想B,接下来应进行的操作是改变右侧弧形轨道粗糙程度,将同一小球由左侧轨道相同高度自由释放,分别测出它们在右侧轨道运动的最大距离s;
(4)在探究猜想C时,保持右侧弧形轨道粗糙相同,将质量不同的小球由左侧轨道相同高度自由释放,分别测出它们在右侧轨道运动的最大距离s,数据如表所示:根据表中数据可得出结论:小球冲上轨道的最大距离与小球的质量无关;
(5)将小球由左侧光滑轨道某一高度自由释放,小球在右侧粗糙的弧形轨道上上升的最大高度小于小球在左侧轨道释放时的高度,原因是小球运动过程中,克服阻力做功产生内能;重力势能减小,高度减小。
故答案为:(1)重;不平衡;(2)A;(3)改变右侧弧形轨道粗糙程度,将同一小球由左侧轨道相同高度自由释放,分别测出它们在右侧轨道运动的最大距离s;(4)无关;(5)小球运动过程中,克服阻力做功产生内能;重力势能减小,高度减小。
四、综合题(共2小题,计16分)
22.(7分)如图甲是一款家用暖菜板,其内部简化电路如图乙,R1、R2均是发热电阻(阻值不随温度变化),R1=121Ω,R2=1089Ω,通过调节开关控制有“高温”和“低温”两个挡位。求:
(1)开关S接 1 (选填“1”或“2”)时,暖菜板处于高温挡,高温挡正常工作时电路中的电流是多少?(结果保留1位小数)
(2)暖菜板低温挡的额定功率是多少?
(3)用电高峰期,仅让暖菜板在高温挡单独工作10min,如图丙所示的电能表转盘转动了162r,求此时的实际电压。
【分析】(1)开关S接1时,只有R1工作,S接2时,R1、R2串联,根据串联电路的电阻规律和P=U2R判断出该暖菜板的挡位;根据I=UR求出高温挡正常工作时的电流;
(2)根据P=U2R求出暖菜板低温挡的额定功率;
(3)3000r/(kW•h)表示电路中每消耗1kW•h的电能,转盘转3000r,据此求出暖菜板在高温挡单独工作10min消耗的电能,根据P=Wt求出暖菜板的实际功率,再根据P=U2R求出此时的实际电压。
【解答】解:(1)开关S接1时,电路为R1的简单电路,开关S接2时,R1和R2串联,因为串联电路的总电阻比任何一个分电阻都大,根据P=U2R可知,开关S接1时,暖菜板的功率较大,处于高温挡;
高温挡正常工作时电路中的电流是I1=UR1=220V121Ω≈1.8A。
(2)暖菜板低温挡的额定功率是P低=U2R1+R2=(220V)2121Ω+1089Ω=40W。
(3)3000r/(kW•h)表示电路中每消耗1kW•h的电能,转盘转3000r,暖菜板在高温挡工作消耗的电能为:W=162r3000r/(kW⋅h)=0.054kW•h;
暖菜板的实际功率为:P实=Wt=0.054kW⋅h1060min=0.324kW=324W;
则此时暖菜板两端的实际电压为:U实=P实R1=324W×121Ω=198V。
故答案为:(1)1;高温挡正常工作时电路中的电流是1.8A;
(2)暖菜板低温挡的额定功率是40W;
(3)暖菜板此时的实际电压是198V。
23.(9分)某款纯电动客车铭牌上部分参数如下表所示。某次搭载乘客时车与人的总质量为1.5×104kg,假设客车在额定功率下20min内沿平直路面匀速行驶21.6km,所受阻力为车(与人总重力的0.02倍。求:(g取10N/kg,电池放电过程中不计能量损失)
(1)给电动客车充电时,电动客车的电池相当于简单电路中的 用电器 。
(2)该过程中客车消耗的电能是多少J?
(3)该过程中客车将电能转化为机械能的效率是多少?
(4)在未来,电动客车可在光伏路面移动充电(图甲),当客车经过充电区域时,充电垫发出高频电磁波,客车底盘上的接收装置将电磁波能量转化为电能为电池充电。一辆电量不足的客车,以速度v匀速通过充电区域(图乙),已知充电区域长度s1为100m,两段充电区域之间距离s2为10km,由于s1远小于s2,忽略客车在充电过程中消耗的电能;接收装置接受到的电磁波功率P0为2×104kW,它将电磁波能量转化为电能并存储在电池中的效率为25%,客车行驶时受到的阻力为3000N0若客车电池消耗电能全部用于维持客车行驶,客车将电能转化为机械能的效率与(3)相同,为了使客车能顺利到达下一段充电区域,客车在充电时行驶速度不能大于多少m/s?
【分析】(1)给电动客车充电时,要消耗电能;
(2)根据W=Pt求出该过程中客车消耗的电能;
(3)根据二力平衡求出客车所受的牵引力,根据W=Fs求出牵引力做的功,再根据:η=W机械W求出该过程中客车将电能转化为机械能的效率;
(4)根据W=fs求出客车牵引力在两段充电区域之间做的功,由于客车电池消耗电能全部用于维持汽车行驶,根据效率公式求出客车电池消耗的电能,根据效率公式求出客车接收装置接收到的电磁波能,再根据W=Pt求出客车在充电区域行驶的时间,根据速度公式求出客车在充电时的最大行驶速度。
【解答】解:(1)给电动客车充电时,要消耗电能,所以电动客车的电池相当于简单电路中用电器;
(2)该过程客车消耗的电能为:W=Pt=90×103W×20x60s=1.08×108J;
(3)因客车做匀速直线运动,所以客车所受的牵引力F与阻力f为平衡力,大小相等,则客车所做的牵引力为:
F=f=0.02G=0.02mg=0.02×1.5×104kg×10N/kg=3000N,该过程中牵引力做的功为:W机械=Fs=3000N×21.6×103m=6.48×107J,
该过程中客车将电能转化为机械能的效率为:η=W机械W=6.48×107J1.08×108J=60%;
(4)客车在两段充电区域之间做的功为:W'机械=Fs2=3000N×10×103m=3×107J,
由于客车电池消耗电能全部用于维持汽车行驶,则客车电池消耗电能为:W电=W′机械η=3×107J60%=5×107J,
客车接收装置接收到的电磁波能为:W电磁波=W电25%=5×107J25%=2×108J,客车在充电区域行驶的时间为:t'=W电磁波P0=2×108J2×104×103W=10s,
则客车在充电时的最大行驶速度为:v=s1t′=100m10s=10m/s。
答:(1)用电器;(2)该过程中客车消耗的电能是1.08×108J;
(3)该过程中客车将电能转化为机械能的效率是60%;
(4)客车在充电时行驶速度不能大于10m/s。
实验次数
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流I/A
0.6
0.3
0.1
0.12
实验次数
1
2
3
4
5
小球质量m/g
20
30
40
50
60
小球冲上轨道的最大距离s/cm
30.10
30.00
29.90
30.10
29.90
核定载客人数
57人
最大允许总质量
18000kg
电动机额定电压
600V
电池容量
600Ah
电动机额定功率
90kW
电动机峰值功率
180kW
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
D
C
D
B
C
A
A
题号
9
10
答案
CD
BD
实验次数
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流I/A
0.6
0.3
0.1
0.12
实验次数
1
2
3
4
5
小球质量m/g
20
30
40
50
60
小球冲上轨道的最大距离s/cm
30.10
30.00
29.90
30.10
29.90
核定载客人数
57人
最大允许总质量
18000kg
电动机额定电压
600V
电池容量
600Ah
电动机额定功率
90kW
电动机峰值功率
180kW
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