2024年广东省中考物理试卷
展开1.(3分)如图为珠江两岸景观图。下列相对广州塔静止的是( )
A.飞行的客机B.两岸的高楼
C.行驶的游船D.流动的江水
2.(3分)嫦娥五号携带月壤样品返回地球。从月球到地球,样品的质量( )
A.变为原来的一半B.保持不变
C.变为原来的2倍D.变为原来的4倍
3.(3分)如图为某款剪刀的示意图。握住手柄修剪树枝时,剪刀可视为杠杆,该杠杆的特点是( )
A.省力B.费力C.省功D.省距离
4.(3分)在如图所示的原子模型中,a是( )
A.原子核B.质子C.中子D.电子
5.(3分)《淮南子•俶真训》记载:“今夫冶工之铸器,金踊跃于炉中”。金属在炉中从固态变为液态的过程是( )
A.汽化B.液化C.熔化D.凝固
6.(3分)如图是古代省油灯的示意图。它下层盛水,能减慢上层油的消耗。点灯后,水在升温的过程中( )
A.吸热,内能增加B.吸热,内能减少
C.放热,内能增加D.放热,内能减少
7.(3分)小明设计了一盏能调节亮度的台灯。下列符合要求的电路图是( )
A.B.
C.D.
二、填空题:本大题共6小题,每空1分,共21分。
8.(6分)【科技改善生活】广东生产的无人驾驶电动垂直起降航空器首飞成功,彰显了我国科技在城市空中交通领域的领先地位。航空器可用于高空摄影、旅游观光等,如图所示,请完成问题。
(1)航空器通过旋转旋翼对空气施加向下的力,从而获得升力,这说明了力的作用是 的。航空器升空过程中,重力势能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。航空器靠 (选填“超声波”或“电磁波”)与控制中心联系。
(2)航空器的摄像头相当于 透镜,远处的物体通过摄像头成倒立缩小的 (选填“实”或“虚”)像。在摄像头远离物体的过程中,像的大小将变 。
9.(3分)《本草纲目》记载:“琥珀如血色,以布拭热,吸得芥子者真也”。“拭”指摩擦,“以布拭热”是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式改变琥珀的内能。“吸得芥子”是由于琥珀因摩擦带 而 轻小的芥子。
10.(3分)声音是由物体的 产生的。乘客听到列车即将进站的广播声,广播声通过 传播到人耳。由于空气流速越大的位置压强越 ,如图所示,乘客候车时不应越过安全线。
11.(3分)在太阳内部,氢原子核在超高温下发生 (选填“聚变”或“裂变”),释放出巨大的核能。太阳能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。请写出太阳能的1个优点: 。
12.(3分)将自制的电动机接入电路,如图所示,其中支架A是 (选填“导体”或“绝缘体”)。闭合开关,线圈开始转动,磁场对线圈 (选填“有”或“无”)作用力。仅调换磁体的磁极,线圈转动方向与原转动方向 。
13.(3分)如图所示,闭合开关,导线夹M在铅笔芯上向右移动,电流表的示数变 。若要测量铅笔芯的电阻,需补充的仪表是 。实验时铅笔芯发烫的现象,属于电流的 效应。
三、作图题:本题7分。
14.(2分)如图所示,小球漂浮在水面,请在O点画出小球受到的重力G和浮力F的示意图。
15.(2分)如图所示,一束光经O点从空气斜射入水中,请画出法线及大致的折射光线。
16.(3分)图甲为某款三孔插座。在符合安全用电原则下,请在图乙中用笔画线代替导线将该插座接入家庭电路中。
四、实验题:本大题共3小题,第17小题7分,第18小题6分,第19小题7分,共20分。
17.(7分)(1)测量地图上A、B两点间的距离,如图1所示,读数为 cm。
(2)如图2所示,在水平面上,用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动,此时木块受到的滑动摩擦力为 N。
(3)自制液体温度计利用了液体 的性质。为提高温度计的精确度,应选择内径更 的玻璃管。
(4)探究平面镜成像特点的实验,如图3所示。
①点燃蜡烛A,眼睛应在图中 (选填“a”或“b”)处观察A在玻璃板后的像。移动与A外形相同的蜡烛B,发现B与A的像重合,说明平面镜所成像与物的大小 。
②得到平面镜成像规律后,若换用面积较大的玻璃板进行实验,蜡烛A的像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
18.(6分)探究串联电路中电压的规律。
(1)根据如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示电路连接完整。
(2)连接电路时,开关应处于 状态。正确连接电路后,闭合开关,若灯L2断路,则L1两端 (选填“有”或“无”)电压。
(3)用电压表分别测出电压UAB、UBC和UAC。其中测UAB时,电压表的示数如图丙所示,示数为 V。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表。
①分析表中数据,得到初步结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压 。
②为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以 。
19.(7分)小明摘来李子,用天平、量筒和水测量李子的密度。
(1)调节天平时,应先将游码移至标尺的 处,然后调节平衡螺母,使天平平衡。
(2)用天平测量李子的质量,当天平平衡时,右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图1所示,李子的质量为 g;用量筒和水测得李子的体积为40cm3,则李子的密度为 g/cm3。
(3)完成上述实验后,在不用量筒的情况下,小明利用天平、烧杯和该李子测量凉茶的密度,实验步骤如下:①在烧杯中加入适量的凉茶,如图2甲所示,并在烧杯上标记此时液面的位置M1,测得凉茶和烧杯的总质量为240g。
②将李子放入凉茶中,李子沉底,如图乙所示,在烧杯上标记此时液面的位置M2。
③取出李子,然后向烧杯中加凉茶,使液面上升至位置 ,测得此时凉茶和烧杯的总质量为282g。根据实验数据,可得凉茶的密度为 g/cm3。从烧杯中拿出李子时会带出一些凉茶,这对凉茶密度的测量结果 (选填“有”或“无”)影响,原因是 。
五、计算题:本大题共2小题,第20小题7分,第21小题6分,共13分。
20.(7分) 2024年4月30日,神舟十七号载人飞船返回舱成功着陆,如图所示。若返回舱质量为3×103kg,在着陆过程中,从距地面1m高处竖直向下落地,用时0.4s。(g=10N/kg)
(1)求返回舱在这段时间内:
①平均速度;
②重力做的功。
(2)若返回舱静止时与水平地面的接触面积为1m2,求它对水平地面的压强。
21.(6分)某消毒柜具有高温消毒和紫外线杀菌功能,其简化电路如图所示。发热电阻R=110Ω,紫外灯L规格为“220V 50W”。闭合开关S1和S2,消毒柜正常工作,求:
(1)通过R的电流;
(2)R的电功率;
(3)L工作100s消耗的电能。
六、综合能力题:本大题共3小题,每小题6分,共18分。
22.(6分)鞋子面料的透水汽性会影响脚的舒适感。透水汽性是指单位时间内透过单位面积的水蒸气质量。为比较两款鞋子面料的透水汽性,小明用如图所示的两个装置进行实验。在相同规格的容器中盛放等质量的水,用恒温装置维持水温不变,面料与容器口紧密贴合。容器口的面积为40cm2,装置甲中的水温为37℃,实验室温度为23℃。
(1)实验中,装置乙中的水温应为 ℃。
(2)分别测出两装置中容器、水和面料的总质量m1;30min后,再次测出相应的总质量m2,数据记录如表所示。分析数据可得:
①装置甲中透过面料1的水蒸气质量为 g;
②面料 的透水汽性更大;
③两种面料的透水汽性之差为 mg/(cm2•h)。
(3)实验过程中,容器的 (选填“内”或“外”)表面会有小水珠形成。
(4)请举出1个生活中选用透水汽性大的材料而增强舒适感的实例: 。
23.(6分)我国载人潜水器“奋斗者”号突破万米深潜。潜水器内氧气浓度过低会影响内部人员的生命安全。氧气可通过电解水的方式来制备。
某科创小组设计了氧气浓度报警装置,其简化电路(未连接完整)如图甲所示。气敏箱可等效为一个电阻,其阻值R与氧气浓度c的关系如图乙所示。闭合开关,当氧气浓度c>0.28kg/m3时,绿灯正常发光;当c≤0.28kg/m3时,红灯正常发光。已知电源电压及两灯的额定电压均为4.8V,电磁铁线圈的电阻忽略不计。
(1)“奋斗者”号下潜过程中,受到海水的压强变 。
(2)电解水制备氧气的过程中,电能主要转化为 能。
(3)图甲中的A灯为 (选填“红”或“绿”)灯。
(4)闭合开关S,当c=0.28kg/m3时,通过电磁铁线圈的电流为 A。
(5)请根据文中信息,用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整,要求导线不能相交(∅为接线柱)。
24.(6分)阅读短文,回答问题。
载人飞艇
2024年3月30日,我国自主研制的“祥云”AS700载人飞艇成功完成首飞。某飞艇如图甲所示,其气囊体积巨大,采用轻质材料制作。飞艇升空靠浮力来实现,水平飞行靠发动机提供动力。发动机输出的能量用于做推动功和辅助功:推动功指克服空气阻力推动飞艇水平飞行做的功;辅助功指发动机驱动飞艇上发电机工作所做的功,辅助功的功率恒定。
当飞艇低速(v≤12m/s)水平直线飞行时,其受到的空气阻力F阻与速度v的关系如图乙所示。飞艇部分参数如表。忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力。
(1)气囊采用轻质材料制作是为了减小 。
(2)飞艇的发电机利用 的原理发电。
(3)将气囊充满氦气,此时飞艇受到的浮力为 N,飞艇最多可载 位乘客升空。(每位乘客质量m=60kg,,ρ氦气=0.2kg/m3,g=10N/kg)
(4)飞艇先后以3m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行相同的时间,推动功分别为W1和W2,则W1:W2= 。
(5)飞艇低速水平匀速直线飞行时,若消耗10kg燃油,可飞行的最大距离为 km。(燃油热值q油=4.5×107J/kg)
2024年广东省中考物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题:本大题共7小题,每小题3分,共21分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(3分)如图为珠江两岸景观图。下列相对广州塔静止的是( )
A.飞行的客机B.两岸的高楼
C.行驶的游船D.流动的江水
【解答】解:A、飞行的客机相对广州塔位置变了,所以飞行的客机是运动的,故A不符合题意;
B、两岸的高楼相对广州塔的位置没变,所以两岸的高楼是静止的,故B符合题意;
C、行驶的游船相对广州塔位置变了,所以行驶的游船是运动的,故C不符合题意;
D、流动的江水相对广州塔位置变了,所以流动的江水是运动的,故D不符合题意。
故选:B。
2.(3分)嫦娥五号携带月壤样品返回地球。从月球到地球,样品的质量( )
A.变为原来的一半B.保持不变
C.变为原来的2倍D.变为原来的4倍
【解答】解:由于质量是物体的一种属性,与温度、空间位置、状态、形状无关,则嫦娥五号从月球带回的月壤样品的质量不变,故B正确,ACD错误。
故选:B。
3.(3分)如图为某款剪刀的示意图。握住手柄修剪树枝时,剪刀可视为杠杆,该杠杆的特点是( )
A.省力B.费力C.省功D.省距离
【解答】解:由图可知,修剪树枝的剪刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,省力费距离;使用任何简单机械都不能省功,故A正确,BCD错误。
故选:A。
4.(3分)在如图所示的原子模型中,a是( )
A.原子核B.质子C.中子D.电子
【解答】解:由图可知,a绕原子核运动,因此a为电子,故D正确。
故选:D。
5.(3分)《淮南子•俶真训》记载:“今夫冶工之铸器,金踊跃于炉中”。金属在炉中从固态变为液态的过程是( )
A.汽化B.液化C.熔化D.凝固
【解答】解:A、汽化指物质由液态转变成气态,故A错误;
B、液化指物质由气态转变成液态,故B错误;
C、熔化指物质由固态转变成液态,故C正确;
D、凝固指物质由液态转变成固态,故D错误。
故选:C。
6.(3分)如图是古代省油灯的示意图。它下层盛水,能减慢上层油的消耗。点灯后,水在升温的过程中( )
A.吸热,内能增加B.吸热,内能减少
C.放热,内能增加D.放热,内能减少
【解答】解:点灯后,水吸收热量,温度升高,内能增加。
故选:A。
7.(3分)小明设计了一盏能调节亮度的台灯。下列符合要求的电路图是( )
A.B.
C.D.
【解答】解:A、图中没有可调电阻,故A不符合题意;
B、图中是定值电阻,不是可调电阻,故B不符合题意;
CD、由题意可知,该灯泡是一盏可调节亮度的台灯,所以灯泡应该与可调电阻串联在一起,D图灯泡与可调电阻并联,两支路互不影响,故C符合题意,D不符合题意。
故选:C。
二、填空题:本大题共6小题,每空1分,共21分。
8.(6分)【科技改善生活】广东生产的无人驾驶电动垂直起降航空器首飞成功,彰显了我国科技在城市空中交通领域的领先地位。航空器可用于高空摄影、旅游观光等,如图所示,请完成问题。
(1)航空器通过旋转旋翼对空气施加向下的力,从而获得升力,这说明了力的作用是 相互 的。航空器升空过程中,重力势能 增大 (选填“增大”“减小”或“不变”)。航空器靠 电磁波 (选填“超声波”或“电磁波”)与控制中心联系。
(2)航空器的摄像头相当于 凸 透镜,远处的物体通过摄像头成倒立缩小的 实 (选填“实”或“虚”)像。在摄像头远离物体的过程中,像的大小将变 小 。
【解答】解:(1)航空器通过旋转旋翼对空气施加向下的力,从而获得升力,这说明了力的作用是相互的。航空器升空过程中,质量不变,高度增加,重力势能增大。航空器靠电磁波与控制中心联系。
(2)航空器的摄像头相当于凸透镜,远处的物体通过摄像头成倒立缩小的实像。在摄像头远离物体的过程中,像的大小将变小。
故答案为:(1)相互;增大;电磁波;(2)凸;实;小。
9.(3分)《本草纲目》记载:“琥珀如血色,以布拭热,吸得芥子者真也”。“拭”指摩擦,“以布拭热”是通过 做功 (选填“做功”或“热传递”)的方式改变琥珀的内能。“吸得芥子”是由于琥珀因摩擦带 电 而 吸引 轻小的芥子。
【解答】解:改变内能的方法是做功和热传递,“以布拭热”是通过做功的方式改变琥珀的内能。“吸得芥子”是由于琥珀因摩擦得到电子而带电,从而而吸引轻小的芥子。
故答案为:做功;电;吸引。
10.(3分)声音是由物体的 振动 产生的。乘客听到列车即将进站的广播声,广播声通过 空气 传播到人耳。由于空气流速越大的位置压强越 小 ,如图所示,乘客候车时不应越过安全线。
【解答】解:(1)声音是由物体的振动产生的;
(2)乘客听到列车即将进站的广播声,广播声通过空气传播到人耳;
(3)当列车驶过车站时,安全线以内的地方空气流速增大压强减小,人外侧受到的压强大于内侧受到的压强,人被压向列车,发生交通事故,所以乘客候车时不应越过安全线。
故答案为:振动;空气;小。
11.(3分)在太阳内部,氢原子核在超高温下发生 聚变 (选填“聚变”或“裂变”),释放出巨大的核能。太阳能属于 可再生 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。请写出太阳能的1个优点: 清洁无污染 。
【解答】解:(1)在太阳内部,大量的氢原子核在超高温下发生聚变,释放出巨大的核能;
(2)太阳能可以从自然界源源不断地得到,故太阳能是可再生能源;
(3)太阳能不会造成环境污染,也是清洁能源。
故答案为:聚变;可再生;清洁无污染。
12.(3分)将自制的电动机接入电路,如图所示,其中支架A是 导体 (选填“导体”或“绝缘体”)。闭合开关,线圈开始转动,磁场对线圈 有 (选填“有”或“无”)作用力。仅调换磁体的磁极,线圈转动方向与原转动方向 相反 。
【解答】解:电动机的原理是通电线圈在磁场中受力而运动,因此之间A是导体,磁场对线圈有力的作用,电动机的转向与电流方向和磁场方向有关,改变其中一个,转向改变。
故答案为:导体;有;相反。
13.(3分)如图所示,闭合开关,导线夹M在铅笔芯上向右移动,电流表的示数变 小 。若要测量铅笔芯的电阻,需补充的仪表是 电压表 。实验时铅笔芯发烫的现象,属于电流的 热 效应。
【解答】解:闭合开关,导线夹M在铅笔芯上向右移动,MN之间的长度增大,接入的电路的电阻变大,根据欧姆定律知,电流表的示数变小。若要测量铅笔芯的电阻,还需要测量铅笔芯的电压,需补充的仪表是电压表。实验时铅笔芯发烫的现象,是导体通电发热,属于电流的热效应。
故答案为:小;电压表;热。
三、作图题:本题7分。
14.(2分)如图所示,小球漂浮在水面,请在O点画出小球受到的重力G和浮力F的示意图。
【解答】答:小球漂浮在水面,受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力的作用,且二力的大小相等、作用点均在重心上,如图。
15.(2分)如图所示,一束光经O点从空气斜射入水中,请画出法线及大致的折射光线。
【解答】解:过入射点O且垂直于分界面的直线称为法线,由空气斜射入水中,入射角大于折射角,如图所示:
16.(3分)图甲为某款三孔插座。在符合安全用电原则下,请在图乙中用笔画线代替导线将该插座接入家庭电路中。
【解答】解:家庭电路中,开关应连接在火线和插座之间,三孔插座的左孔接零线,右孔接火线,上孔接地线,如图所示:
四、实验题:本大题共3小题,第17小题7分,第18小题6分,第19小题7分,共20分。
17.(7分)(1)测量地图上A、B两点间的距离,如图1所示,读数为 2.35 cm。
(2)如图2所示,在水平面上,用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动,此时木块受到的滑动摩擦力为 2.4 N。
(3)自制液体温度计利用了液体 热胀冷缩 的性质。为提高温度计的精确度,应选择内径更 细 的玻璃管。
(4)探究平面镜成像特点的实验,如图3所示。
①点燃蜡烛A,眼睛应在图中 a (选填“a”或“b”)处观察A在玻璃板后的像。移动与A外形相同的蜡烛B,发现B与A的像重合,说明平面镜所成像与物的大小 相等 。
②得到平面镜成像规律后,若换用面积较大的玻璃板进行实验,蜡烛A的像的大小 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【解答】(1)测量地图上A、B两点间的距离,如图1所示,刻度尺的分度值1mm,读数为2.35cm;
(2)用弹簧测力计水平拉着木块在长木板上做匀速直线运动,木块处于平衡状态,受到平衡力,即滑动摩擦力的大小等于拉力的大小(即弹簧测力计的示数),由图2知道,弹簧测力计的分度值为0.2N,其示数为2.2N,则滑动摩擦力的大小为2.4N;
(3)自制温度计是利用液体热胀冷缩的性质工作的;温度升高相同,膨胀体积相同,管子越细,液面高度变化越明显,精确越高;
(4)①平面镜成像属于光的反射,小芳把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,还要在玻璃板的后面放一支外形相同但没有点燃的蜡烛B,小芳应在A蜡烛一侧(a处)观察玻璃板中的像,移动蜡烛B的位置使之与蜡烛A的像重合;为比较像与物的大小关系,实验中对两根蜡烛的要求是大小完全相同;
②若换用面积较大的玻璃板进行实验,像始终与物体大小相等,因而蜡烛所成像的大小将不变。
故答案为:(1)2.35;(2)2.4;(3)热胀冷缩;细;(4)①a;相等;②不变。
18.(6分)探究串联电路中电压的规律。
(1)根据如图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将图乙所示电路连接完整。
(2)连接电路时,开关应处于 断开 状态。正确连接电路后,闭合开关,若灯L2断路,则L1两端 无 (选填“有”或“无”)电压。
(3)用电压表分别测出电压UAB、UBC和UAC。其中测UAB时,电压表的示数如图丙所示,示数为 1.2 V。接着更换不同规格的灯泡并多次实验,数据记录见表。
①分析表中数据,得到初步结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压 之和 。
②为使结论更具普遍性,小明将灯泡换成其他类型用电器并多次实验。此外,还可以 改变电源电压并多次实验 。
【解答】解:(1)根据如图甲所示的电路图,两灯泡串联,电压表测L1的电压,连接完整电路如下图:
(2)为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态;正确连接电路后,闭合开关,若灯L2断路,则L1两端无电压;
(3)如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为1.2V;
①分析表中数据可得出:AC两端电压UAC等于AB两端电压UAB与BC两端电压UBC之和,即串联电路中,电源两端电压等于各用电器两端电压之和;
②此外,还可以:改变电源电压并多次实验。
故答案为:(1)见解答;(2)断开;无;(3)1.2;①之和;②改变电源电压并多次实验。
19.(7分)小明摘来李子,用天平、量筒和水测量李子的密度。
(1)调节天平时,应先将游码移至标尺的 零刻度线处 处,然后调节平衡螺母,使天平平衡。
(2)用天平测量李子的质量,当天平平衡时,右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图1所示,李子的质量为 44 g;用量筒和水测得李子的体积为40cm3,则李子的密度为 1.1 g/cm3。
(3)完成上述实验后,在不用量筒的情况下,小明利用天平、烧杯和该李子测量凉茶的密度,实验步骤如下:①在烧杯中加入适量的凉茶,如图2甲所示,并在烧杯上标记此时液面的位置M1,测得凉茶和烧杯的总质量为240g。
②将李子放入凉茶中,李子沉底,如图乙所示,在烧杯上标记此时液面的位置M2。
③取出李子,然后向烧杯中加凉茶,使液面上升至位置 M2 ,测得此时凉茶和烧杯的总质量为282g。根据实验数据,可得凉茶的密度为 1.05 g/cm3。从烧杯中拿出李子时会带出一些凉茶,这对凉茶密度的测量结果 无 (选填“有”或“无”)影响,原因是 取出李子后向烧杯中加凉茶使液面上升至位置M2时,已经把带走的凉茶补齐了 。
【解答】解:
(1)在调节天平平衡时,应先将游码移至标尺的左端零刻度线处,然后通过调节平衡螺母使天平的横梁在水平位置平衡。
(2)根据图示的天平读数,我们可以知道右盘中的砝码总质量为20g+20g=40g,标尺上游码的示数为4g,
因此,李子的质量m为砝码总质量与游码示数之和,即m=40g+4g=44g,
已知李子的体积V=40cm3,
根据密度公式ρ=可得,李子的密度为ρ===1.1g/cm3。
(3)在测量凉茶密度的实验中,我们需要确保取出李子后加入的凉茶量能够使液面恢复到原来的标记位置M2,这样,我们就可以通过比较加入凉茶前后的质量差来计算出被李子排开的凉茶的质量,进而利用李子的体积(即被排开凉茶的体积)来求出凉茶的密度,
根据图示我们可以知道,加入凉茶后凉茶和烧杯的总质量为282g,而最初凉茶和烧杯的总质量为240g,
因此,被李子排开的凉茶的质量为m排=282g﹣240g﹣42g
由于李子沉底,所以李子的体积就等于被排开凉茶的体积,即V排=V李=40cm3,
因此,凉茶的密度为ρ茶===1.05g/cm3。
从烧杯中拿出李子时会带出一些凉茶,但这并不会影响凉茶密度的测量结果。因为我们在计算凉茶密度时,是通过比较加入凉茶前后的质量差来求出被排开凉茶的质量的,而这个质量差与是否带出少量凉茶无关。只要我们确保加入的凉茶量能够使液面恢复到原来的标记位置M2,就可以准确地求出凉茶的密度。
故答案为:(1)零刻度线处;(2)44;1.1;(3)M2;1.05;无;取出李子后向烧杯中加凉茶使液面上升至位置M2时,已经把带走的凉茶补齐了。
五、计算题:本大题共2小题,第20小题7分,第21小题6分,共13分。
20.(7分) 2024年4月30日,神舟十七号载人飞船返回舱成功着陆,如图所示。若返回舱质量为3×103kg,在着陆过程中,从距地面1m高处竖直向下落地,用时0.4s。(g=10N/kg)
(1)求返回舱在这段时间内:
①平均速度;
②重力做的功。
(2)若返回舱静止时与水平地面的接触面积为1m2,求它对水平地面的压强。
【解答】解:(1)①返回舱运动时间:t=0.4s,
返回舱的运动速度:;
②返回舱的总重力:G=mg=3×103kg×10N/kg=3×104N;
重力所做的功:W=Gh=3×104N×1m=3×104J。
(2)返回舱对水平地面的压强:。
答:(1)①返回舱的平均速度2.5m/s;②返回舱重力所做的功3×104J;
(2)返回舱对水平地面的压强3×104Pa。
21.(6分)某消毒柜具有高温消毒和紫外线杀菌功能,其简化电路如图所示。发热电阻R=110Ω,紫外灯L规格为“220V 50W”。闭合开关S1和S2,消毒柜正常工作,求:
(1)通过R的电流;
(2)R的电功率;
(3)L工作100s消耗的电能。
【解答】解:(1)图中灯泡和电阻并联,R=110Ω,
通过R的电流I===2A;
(2)R的电功率P=UI=220V×2A=440W;
(3)L工作100s消耗的电能W=Pt=50W×100s=5000J。
答:(1)通过R的电流为2A;
(2)R的电功率是440W;
(3)L工作100s消耗的电能是5000J。
六、综合能力题:本大题共3小题,每小题6分,共18分。
22.(6分)鞋子面料的透水汽性会影响脚的舒适感。透水汽性是指单位时间内透过单位面积的水蒸气质量。为比较两款鞋子面料的透水汽性,小明用如图所示的两个装置进行实验。在相同规格的容器中盛放等质量的水,用恒温装置维持水温不变,面料与容器口紧密贴合。容器口的面积为40cm2,装置甲中的水温为37℃,实验室温度为23℃。
(1)实验中,装置乙中的水温应为 37 ℃。
(2)分别测出两装置中容器、水和面料的总质量m1;30min后,再次测出相应的总质量m2,数据记录如表所示。分析数据可得:
①装置甲中透过面料1的水蒸气质量为 1.88 g;
②面料 乙 的透水汽性更大;
③两种面料的透水汽性之差为 22 mg/(cm2•h)。
(3)实验过程中,容器的 内 (选填“内”或“外”)表面会有小水珠形成。
(4)请举出1个生活中选用透水汽性大的材料而增强舒适感的实例: 汽车方向盘选用天然皮革制作 。
【解答】解:(1)实验中,装置甲中的水温为37℃,装置乙中的水温应与装置甲中的水温相同,为37℃。
(2)①装置甲中透过面料1的水蒸气质量为m1﹣m2=225.00g﹣223.12=1.88g;
②装置乙中透过面料2的水蒸气质量为m1′﹣m2′=235.00g﹣232.68=2.32g;
面料甲的透水汽性为=94mg/(cm2•h);
面料乙的透水汽性为=116mg/(cm2•h);
因此面料乙的透水汽性更大;
③两种面料的透水汽性之差为116mg/(cm2•h)﹣94mg/(cm2•h)=22mg/(cm2•h);
(3)实验室温度为23℃,低于装置中的水温37℃,水蒸气遇冷后会液化成小水珠,附着在容器内表面;
(4)日常生活中常选用天然皮革制作汽车方向盘,因为天然皮革的透水汽性大。
故答案为:(1)37;(2)①1.88;②乙;③22;(3)内;(4)汽车方向盘选用天然皮革制作。
23.(6分)我国载人潜水器“奋斗者”号突破万米深潜。潜水器内氧气浓度过低会影响内部人员的生命安全。氧气可通过电解水的方式来制备。
某科创小组设计了氧气浓度报警装置,其简化电路(未连接完整)如图甲所示。气敏箱可等效为一个电阻,其阻值R与氧气浓度c的关系如图乙所示。闭合开关,当氧气浓度c>0.28kg/m3时,绿灯正常发光;当c≤0.28kg/m3时,红灯正常发光。已知电源电压及两灯的额定电压均为4.8V,电磁铁线圈的电阻忽略不计。
(1)“奋斗者”号下潜过程中,受到海水的压强变 大 。
(2)电解水制备氧气的过程中,电能主要转化为 化学 能。
(3)图甲中的A灯为 绿 (选填“红”或“绿”)灯。
(4)闭合开关S,当c=0.28kg/m3时,通过电磁铁线圈的电流为 0.1 A。
(5)请根据文中信息,用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整,要求导线不能相交(∅为接线柱)。
【解答】解:(1)“奋斗者”号下潜过程中,所处的深度增加,由于液体的压强随深度的增加而增大,所以,“奋斗者”号受到海水的压强变大。
(2)电解水制备氧气的过程中,消耗电能,则电能转化为化学能。
(3)由图乙可知:气敏箱的阻值R随氧气浓度c的增加而增大,所以,当氧气浓度c>0.28kg/m3时,气敏箱的阻值R逐渐变大,根据欧姆定律可知通过电磁铁的电流变小,由于电磁铁的磁性随电流的减小而减弱,所以,此时电磁铁的磁性变弱,衔铁在弹簧的拉力下与上接线柱连接,则A灯发光,由于当氧气浓度c>0.28kg/m3其绿灯正常发光;所以,图甲中的A灯为绿灯,则B灯为红灯。
(4)由图乙可知:气敏箱的阻值R与氧气浓度c是一次函数,设为:R=kc+b,
由图乙可知:c=0.2kg/m3时R=40Ω,c=0,4kg/m3时R=60Ω,
则:40Ω=k×0.2kg/m3+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
60Ω=k×0.4kg/m3+b﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
解得:k=100Ω•m3/kg,b=20Ω;
所以,:R=100Ω•m3/kg×c+20Ω;
当c=0.28kg/m3时,气敏箱的阻值R=100Ω•m3/kg×0.28kg/m3+20Ω=48Ω,
通过电磁铁线圈的电流:I===0.1A;
(5)由于图中只有一个电源,并且电磁铁与气敏箱的电路与灯泡互不影响,故应并联连接,如下图:
故答案为:(1)变大。(2)化学。(3)绿。(4)0.1;(5)见解答图。
24.(6分)阅读短文,回答问题。
载人飞艇
2024年3月30日,我国自主研制的“祥云”AS700载人飞艇成功完成首飞。某飞艇如图甲所示,其气囊体积巨大,采用轻质材料制作。飞艇升空靠浮力来实现,水平飞行靠发动机提供动力。发动机输出的能量用于做推动功和辅助功:推动功指克服空气阻力推动飞艇水平飞行做的功;辅助功指发动机驱动飞艇上发电机工作所做的功,辅助功的功率恒定。
当飞艇低速(v≤12m/s)水平直线飞行时,其受到的空气阻力F阻与速度v的关系如图乙所示。飞艇部分参数如表。忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力。
(1)气囊采用轻质材料制作是为了减小 质量 。
(2)飞艇的发电机利用 电磁感应 的原理发电。
(3)将气囊充满氦气,此时飞艇受到的浮力为 5.04×104 N,飞艇最多可载 7 位乘客升空。(每位乘客质量m=60kg,,ρ氦气=0.2kg/m3,g=10N/kg)
(4)飞艇先后以3m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行相同的时间,推动功分别为W1和W2,则W1:W2= 1:4 。
(5)飞艇低速水平匀速直线飞行时,若消耗10kg燃油,可飞行的最大距离为 16.2 km。(燃油热值q油=4.5×107J/kg)
【解答】解:(1)轻质材料的密度较小,在体积一定时,物体的密度越小,质量越小,因此气囊采用轻质材料制作是为了减小质量;
(2)发电机是利用电磁感应的原理来发电的;
(3)将气囊充满氦气,此时飞艇受到的浮力为:
F浮=ρ空gV排=ρ空gV气囊=1.2kg/m3×10N/kg×4200m3=5.04×104N;
此时飞艇受到飞艇的重力、氦气的重力、乘客的总重和浮力的作用,根据力的平衡关系可知,乘客的总重为:
G人总=F浮﹣G飞﹣G氦=F浮﹣m飞g﹣ρ氦气gV气囊=5.04×104N﹣3750kg×10N/kg﹣0.2kg/m3×10N/kg×4200m3=4500N,则乘客人数为:
n====7.5人≈7人;
(4)由图乙可知,空气阻力F阻与速度v的图线为一条过原点的斜线,即F阻=kv,当速度为12m/s时,空气阻力为6×103N,解得:k=500N•s/m;
飞艇先后以3m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行时受到的阻力分别为:
F阻1=kv1=500N•s/m×3m/s=1500N,
F阻2=kv2=500N•s/m×6m/s=3000N,
因飞艇水平匀速直线飞行,则F推1=F阻1=1500N,F推2=F阻2=3000N,
故W1:W2=F推1s1:F推2s2=F推1v1t:F推2v2t=F推1v1:F推2v2=1500N×3m/s:3000N×6m/s=1:4;
(5)10kg燃油完全燃烧放出的热量为:Q放=mq油=10kg×4.5×107J/kg=4.5×108J,
则发动机输出的能量为(即发动机所做的总功):W=ηQ放=36%×4.5×108J=1.62×108J;
由图乙可知,飞艇受到的空气阻力:F阻=500N•s/m×v,
根据题意可知:W=W推+W辅,且辅助功的功率恒定,则W辅=P辅t,由题知推动功W推=F阻s,根据速度公式可得t=,
所以可得:W=F阻s+P辅t,代入数据有:1.62×108J=500N•s/m×v×s+5×104W×,
整理可得飞艇飞行的距离:s=,
由不等式知识可知,当500N•s/m×v=5×104W×时,即v=10m/s时,分母有最小值,此时距离s有最大值,
则飞行的最大距离为:s大==1.62×104m=16.2km。
故答案为:(1)质量;(2)电磁感应;(3)5.04×104;7;(4)1:4;(5)16.2。实验次序
电压UAB/V
电压UBC/V
电压UAC/V
1
1.7
2.9
2
1.3
1.6
2.9
3
1.1
1.8
2.9
实验装置
总质量m1/g
总质量m2/g
甲
225.00
223.12
乙
235.00
232.68
空载质量(不含氦气)
3750kg
气囊总容积
4200m3
发动机额定输出功率
3×105W
辅助功的功率
5×104W
发动机效率
36%
最大速度
70km/h
实验次序
电压UAB/V
电压UBC/V
电压UAC/V
1
1.7
2.9
2
1.3
1.6
2.9
3
1.1
1.8
2.9
实验装置
总质量m1/g
总质量m2/g
甲
225.00
223.12
乙
235.00
232.68
空载质量(不含氦气)
3750kg
气囊总容积
4200m3
发动机额定输出功率
3×105W
辅助功的功率
5×104W
发动机效率
36%
最大速度
70km/h
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