【精品解析】广东省江门市新会区2025年中考一模物理试卷

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广东省江门市新会区2025年中考一模物理试卷
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。
【从生活走向物理】小明在等红绿灯时观察到一些现象,请根据所学知识完成下面小题。
1.一辆轿车从小明身边驶过,小明通过目测,估计它的高度为(  )
A.15cm B.1.5cm C.1.5m D.15m
2.小明听到红绿灯发出“滴滴滴”的声音,盲人可以根据声音的高低提示过马路,声音的高低是指(  )
A.响度 B.振幅 C.音色 D.音调
3.小明发现汽车都装有后视镜,用来观察车后的情况,为扩大视野,应采用(  )
A.凹面镜 B.平面镜 C.凸透镜 D.凸面镜
4.小明观察到红绿灯的三个信号灯(红、黄、绿)可以单独亮灭,这说明三盏灯在电路中的连接方式是(  )
A.并联 B.串联
C.先串联再并联 D.无法判断
5.小明观察到汽车轮胎表面刻有凹凸花纹,这是为了(  )
A.减小轮胎对地面的压强 B.增大轮胎与地面的摩擦
C.降低轮胎的制造成本 D.增大行驶时的噪声
【答案】1.C
2.D
3.D
4.A
5.B
【知识点】凸面镜和凹面镜;长度的估测;增大或减小摩擦的方法;音调、响度与音色的区分;串联电路和并联电路的辨别
【解析】【分析】(1) 根据小明的身高和图中轿车与小明的对比估计轿车的高度。
(2) 物理学中把人耳能感觉到的声音的强弱称为响度,把声音的高低称为音调。知道音色反映了声音的品质与特色,人们能够区别不同的发声体,是根据发声体的音色来区分的。
(3) 凹面镜对光有会聚作用,物体在凸面镜中成正立、放大的虚像;
物体在平面镜中成正立、等大的虚像;
凸面镜对光有发散作用,物体在凸面镜中成正立、缩小的虚像,凸面镜可以扩大视野。
(4) 电路的基本连接形式有两种:一种是串联,在串联电路中电流只有一条路径,各用电器之间相互影响,开关控制整个电路;另一种是并联,在并联电路中电流有多条流通路径,各个用电器之间互不影响,独立工作,干路的开关控制整个电路,支路的开关控制各自支路。
(5) 增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
1.结合生活常识可知,中学生身高大约为1.6m。由题图对比能够发现,轿车高度略低于中学生身高,因此轿车高度约为1.5m,换算后为150cm。综上所述,C 选项符合实际情况,ABD 选项数据不合理。
故选:C。
2.AB、响度描述的是声音的强弱,由物体振动幅度决定,并非声音的高低,因此AB错误;
C、音色是声音的独有品质与特色,用来辨别不同发声体,和声音高低无关,故C错误;
D 、音调专门表示声音的高低,由振动频率决定,振动频率越高,音调越高。因此声音的高低指的就是音调,故D正确。
故选:D。
3.A 、凹面镜具备会聚光线的作用,无法扩大观察视野,故A不符合题意。
B、平面镜成正立、等大的虚像,可视范围有限,不能拓宽视野,故B不符合题意。
C、凸透镜属于透光透镜,汽车后视镜为面镜,且凸透镜不具备扩大视野的效果,故C不符合题意。
D、凸面镜可发散光线,能够成正立、缩小的虚像,有效扩大观察范围,因此汽车后视镜选用凸面镜,故D符合题意。
故选:D。
4.交通信号灯的红、黄、绿三灯可独立工作、单独亮灭,彼此工作互不干扰。根据电路特点可知,用电器互不影响时为并联连接,因此三灯属于并联电路。故A正确,BCD错误。
故选:A。
5.A、轮胎表面设计花纹,目的是增大接触面粗糙程度从而增大摩擦力,并非减小压强,故A错误。
BC、在压力不变时,凹凸的花纹能够增大接触面粗糙程度,有效增大摩擦,和降低生产成本没有关联,故B正确,C错误。
D、轮胎花纹的设计,并不是为了增加行驶噪音,故D错误。
故选:B。
6.新会陈皮具有独特的香气,将其放入热水中浸泡后,周围同学很快就能闻到香味。这种现象说明了(  )
A.分子之间存在空隙 B.温度越高,分子热运动越剧烈
C.分子受热后体积膨胀 D.分子间存在引力和斥力
【答案】B
【知识点】分子热运动;分子间相互作用力
【解析】【解答】 将陈皮放入热水中浸泡后,温度升高,周围同学很快就能闻到香味,说明分子热运动与温度有关,温度越高,分子热运动越剧烈,故B符合题意。
故选:B。
【分析】 分子运动的快慢跟温度有关,温度越高,分子运动越剧烈。
7.涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机,其大致工作过程是:空气通过进气道进入压气机,被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合,燃料在燃烧室燃烧后,产生的高温高压气体推动涡轮转动,从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法正确的是(  )
A.该发动机采用最新技术,效率可达100%
B.燃料和压缩空气混合后,燃料的热值增大
C.压气机压缩空气,空气的内能增大
D.燃烧后推动涡轮转动的过程能量转化情况与四冲程汽油机的压缩冲程相同
【答案】C
【知识点】燃料的热值;热机的效率;热机的四个冲程
【解析】【解答】 A.无论技术怎样先进,使用任何机械都需要做额外功,那么发动机的机械效率都不能达到100%,故A错误;
B.热值是燃料的一种特性,大小取决于燃料的种类,与其它因素无关,故B错误;
C.压气机压缩空气,将机械能转化为内能,所以空气的内能增大,故C正确;
D.高温高压气体推动涡轮转动时,将内能转化为机械能,与四冲程内燃机的做功冲程能量转化相同,故D错误。
故选C。
【分析】 A.热机在工作过程中总有能量损失;
B.热值是燃料的一种特性,只决定于燃料的种类,与质量和燃烧情况等无关;
C.根据能量转化的知识判断;
D.压缩冲程将机械能转化为内能,做功冲程将内能转化为机械能。
二、填空题:本大题共7小题,每空1分,共21分。
8.【航天主题】2024年6月25日,嫦娥六号返回舱携带来自月背的月壤样品安全着陆。请运用所学物理知识,完成下面小题
(1)质量为300kg的返回舱进入地球大气层后,在匀速下降阶段,其所受的阻力大小为   N,随着高度的降低,其重力势能   ,动能   。 (g取10N/kg)
(2)返回舱表面涂有蜂窝状非晶体防热材料,下降过程中防热材料因摩擦升温逐渐被烧蚀熔化,此过程机械能转化为   。防热材料熔化时温度   ,   热量,起到保护内部舱体的作用。
(3)嫦娥六号在月球背面采集到2kg月壤样品,回到地球后,利用   测量其质量为   kg,此时其所受重力为   N。(g取10N/kg)
【答案】(1)3000;减小;不变
(2)内能;升高;吸收
(3)天平;2;20
【知识点】质量及其特性;机械能及其转化;做功改变物体内能;重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】(1)已知返回舱质量m=300kg,取g=10N/kg。由重力计算公式G=mg,可算出返回舱重力:G=mg=300kg10N/kg=3000N。返回舱匀速下落时受力平衡,空气阻力与重力为一对平衡力,二力大小相等,因此受到的阻力f=G=3000N。
重力势能由质量和高度共同决定,返回舱质量不变、下落时高度降低,所以重力势能减小;动能由质量和速度共同决定,返回舱匀速运动,质量与速度均不变,因此动能保持不变。
(2)返回舱下落时与空气摩擦,克服摩擦做功,将机械能转化为内能,使舱体表面温度升高。防热材料属于非晶体,非晶体熔化时没有固定熔点,温度持续上升,同时熔化过程会持续吸热,以此带走大量热量,保护返回舱内部结构。
(3)实验室中,测量物体质量的常用工具是天平。质量是物体本身的固有属性,不随位置、形状、状态、温度的改变而改变。月背样品带回地球后位置改变,质量依旧为2kg。利用公式计算样品重力:G样=m样g=2kg×10N/kg=20N
故答案为:(1)3000;减小;不变;(2)内能;升高;吸收;(3)天平;2;20。
【分析】 (1)根据重力公式 G=mg可得返回舱的重力,返回舱在匀速下降阶段处于平衡状态,受到的阻力f和重力G是一对平衡力,大小相等;重力势能的大小与物体的质量和高度有关,质量越大,高度越高,重力势能越大;动能的大小与物体的质量和速度有关,质量越大,速度越大,动能越大;
(2)返回舱下降过程中防热材料因摩擦升温逐渐被烧蚀熔化,克服摩擦力做功;非晶体在熔化过程中吸收热量,温度不断升高;
(3)质量是物体的一种固有属性,它不会随物体位置、形状、状态或温度的改变而改变,根据重力公式G=mg求得重力。
(1)[1]已知返回舱质量m=300kg , g=10N/kg ,根据重力公式 G=mg ,可得返回舱的重力为
因为返回舱在匀速下降阶段处于平衡状态,受到的阻力f和重力G是一对平衡力,大小相等,所以其所受的阻力。
[2]重力势能的大小与物体的质量和高度有关,质量越大,高度越高,重力势能越大。随着高度的降低,返回舱的质量不变,高度减小,所以其重力势能减小。
[3]动能的大小与物体的质量和速度有关,质量越大,速度越大,动能越大。返回舱在匀速下降阶段,质量不变,速度不变,所以其动能不变。
(2)[1]返回舱下降过程中防热材料因摩擦升温逐渐被烧蚀熔化,克服摩擦力做功,机械能转化为内能。
[2[3]防热材料是非晶体,非晶体在熔化过程中温度不断升高,且熔化过程需要吸收热量,从而起到保护内部舱体的作用。
(3)[1]测量固体(或液体)的质量时,实验室常用仪器为天平。
[2]质量是物体的一种固有属性,它不会随物体位置、形状、状态或温度的改变而改变,因此,嫦娥六号采集的月背样品带回地球后,尽管位置发生了变化,但其质量仍然保持不变,为2kg。
[3]根据重力公式,其中m=2kg , g=10N/kg ,可得其所受重力为
9.小明用轻薄的纸折成小星星,轻放于地面的小钢针上,用与布摩擦过的吸管靠近,小星星被吸引着转动,如图所示。出现此现象的原因是,吸管内部有   和核外电子,在摩擦过程中,   发生转移,使吸管带电,带电的物体可以   轻小物体。
【答案】原子核;核外电子;吸引
【知识点】两种电荷;电荷间的相互作用规律;物体带电情况的判断;原子结构
【解析】【解答】 吸管内部有原子核和核外电子。吸管在与布摩擦过程中,因为布和吸管对电子的束缚能力不同,所以核外电子发生转移,会从一个物体转移到另一个物体上。带电的物体可以吸引轻小物体,小星星被吸引转动就是因为这个原因。
故答案为:原子核;核外电子;吸引。
【分析】 物质是由分子和原子构成的,原子由原子核和核外电子组成。原子核带正电,核外电子带负电。
当两种不同的物体相互摩擦时,束缚电子本领弱的物体的一些电子会转移到束缚电子本领强的物体上,从而使物体带电。
10.我国大力发展抽水蓄能电站,助力新能源消纳。电站运行时,用电低谷期通过电动机将水抽至高处水库,将电能转化为水的   ;电动机的基本工作原理是通电导线在   中受到力的作用;用电高峰期放水发电,发电机利用   现象将机械能转化为电能,最终实现电网调峰。
【答案】重力势能;磁场;电磁感应
【知识点】磁场对通电导线的作用;直流电动机的构造原理与工作过程;实用电动机的构造、特点和应用;电磁感应;发电机的构造和原理
【解析】【解答】抽水蓄能电站在用电低谷时段工作,利用富余电能驱动抽水设备,将低处水源输送至高位水库储存。此过程消耗电能,使水体位置升高,重力势能增加,实现电能向重力势能的转化。
电动机工作时,依靠通电导体在磁场中受力运动的原理运转,主要完成电能到机械能的能量转换。
而电站发电阶段,水从高处流下带动机组运转,依托电磁感应原理,将机械能转化为电能,完成发电供电。
故答案为:重力势能;磁场;电磁感应。
【分析】 (1) 重力势能受质量与高度共同影响,水体质量不变、高度上升,重力势能随之增大,以此实现能量储存。
(2) 电动机与发电机原理不同,发电机凭借电磁感应现象工作,可将机械能转化为电能,是发电设备的核心原理。
11.国产自研Mini LED(次毫米发光二极管)技术取得跨越式突破,已逐渐成为市场主流,某品牌的Mini LED电视采用直显技术,每个像素点由红绿   三个Mini LED芯片组成,每个Mini LED芯片都是由   导体材料制作,电视的遥控器用   外线实现遥控。
【答案】蓝;半;红
【知识点】色光的三(基)原色和颜料的三原色;红外线;半导体特点及作用
【解析】【解答】(1)光学知识中,红、绿、蓝是光的三原色。Mini LED 电视依托直显成像技术,每一个成像像素,都搭配红、绿、蓝三种发光芯片组合发光,从而还原丰富色彩。
(2)材料按导电能力可分为导体、绝缘体与半导体三类。半导体的导电性能介于导体和绝缘体二者之间,性能特殊,是制造芯片、电子元件的核心材料。
(3)在不可见光中,红外线传输稳定、不易受外界光线干扰,常被应用于近距离无线控制,电视遥控器正是利用红外线来传递控制信号。
故答案为:蓝;半;红。
【分析】 (1)牢记光的三原色为红、绿、蓝,是屏幕色彩成像的基础原理;
(2)明确半导体的导电特性,了解其在电子芯片领域的广泛用途;
(3)区分红外线与紫外线的应用场景,掌握红外线在遥控设备中的常见运用。
12.我国自主研制的C919大型客机已获多国适航证。C919大型客机是固定翼飞机,当它在空中匀速水平飞行时,机翼上方空气流速   ,对机翼上表面的压强   ,机翼上下表面有压力差,产生了升力。若C919匀速水平飞行100km, 升力做功为   J。
【答案】大;小;0
【知识点】流体压强与流速的关系;飞机的升力;功的计算及应用
【解析】【解答】飞机机翼设计为上方凸起、下方平缓的特殊结构。当飞机平稳向前飞行时,流经机翼上侧的空气通行路径更长,上下方空气流动时间保持一致,因此机翼上方空气流动速度更快。
根据流体压强规律,流速越快的区域,压强越小。机翼上表面压强偏低,下表面空气流速慢、压强更大,上下表面形成向上的压力差,这便是飞机获得升力的原因。
飞机保持水平匀速飞行时,升力方向竖直向上,而飞机移动方向为水平方向,物体并未在升力的方向上发生位移。结合做功的条件判断,此时升力不做功,做功数值为0J。
故答案为:大;小;0。
【分析】流体具有流速越大、压强越小的物理特点,这是飞机升力产生的核心原理。力对物体做功需要同时满足两个条件:存在作用力,且物体在该力的方向上发生移动,二者缺一不可。
三、作图题:本题7分。
13.(1)如图甲,小丽站在商场的手扶电梯上,随梯匀速下楼,运动轨迹如图乙虚线所示,请在图乙中画出小丽的受力示意图。 (图中“·”表示小丽)
(2)如图,小丽在商场买鞋,她选了一双鞋在“试鞋镜”前试穿(“试鞋镜”是倾斜放置的)。她在镜中看到了鞋子的像。图中A点代表小丽脚上的鞋子,请在图中作出小丽通过“试鞋镜”看到自己鞋子的光路图。
(3)如图,请用笔画线代替导线将电灯、控制电灯的开关接入家庭电路。
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】平面镜成像的相关作图;重力示意图;二力平衡的条件及其应用;家庭电路的连接
【解析】【解答】 (1)小丽跟随自动扶梯匀速下行,运动状态保持不变,整体受力平衡。竖直方向上,她受到自身竖直向下的重力,以及扶梯接触面竖直向上的支持力,二力大小相等、方向相反、作用在同一物体与同一直线上,构成一对平衡力。作图时,以小丽重心为作用点,分别画出竖直向下的重力线段与竖直向上的支持力线段即可,如图所示:
(2)依据平面镜成像 “等距、对称、虚像” 的特点,先找出发光点A在镜面中的对称虚像点A'。将虚像点与目标点B相连,连线和镜面的交点即为光线的入射位置。再依次连接光源与入射点、入射点与B 点,分别标注入射光线与反射光线,完成光路绘制,如图所示:
(3)在家庭电路接线规范中,控制灯具的开关必须与灯泡串联接入电路,且开关一端需连接火线,断开开关时可切断火线,保障用电安全。螺丝口灯泡的侧边螺旋金属部分,需统一连接零线,以此避免误触发生触电隐患,按照该规范完成电路连接即可,如图所示:
【分析】(1)小丽在电梯上受到的重力和支持力是一对平衡力。
(2)根据平面镜成像的特点进行作图。
(3)开关要接在火线与灯之间,螺丝口灯泡的螺旋套直接接在零线上。
(1)小丽随自动扶梯一同匀速下降,小丽处于平衡状态,受竖直向下的重力和竖直向上的支持力,并且二力是一对平衡力,过重心作竖直向下的重力和竖直向上的支持力,如图所示:
(2)根据平面镜成像的对称性,作出A点关于平面镜的对称点,就是A的像。连接,与平面镜相交于点O,O点就是入射点。连接AO,AO就是入射光线,连接OB,OB就是反射光线,如图所示:
(3)电灯与控制电灯的开关应该串联,根据安全用电原则,开关与灯的顶部连接,而且开关应该接在火线上,灯的侧面接在零线上,与火线、零线接通处需要打点,如图所示:
四、实验题:本大题共3小题,每小题6分,共18分。
14.小明在实验室里利用天平和量筒来测量某矿石的密度,如图所示。
(1)将天平放在水平实验台上并将游码归零后,小明发现托盘天平的指针如图甲所示,此时他应该将平衡螺母向   调节,使天平横梁平衡。之后,他按照图乙所示的操作称量矿石的质量,请指出了他操作中的两处错误:
①   ; ②   ;
(2)纠正错误后,重新测量,天平平衡时,所用的砝码和游码的位置如图丙所示,则该矿石的质量是   g。
(3)如图丁所示,向量筒中倒入一定量的水。视线应该按照   (选填“A”“B”或“C”)角度读数:
(4)用细线拴住矿石并将它浸没在盛水的量筒中,量筒示数分别如图丁、戊所示。则该矿石的密度为   g/cm3。
【答案】(1)右;物体和砝码放反了;用手拿砝码了
(2)
(3)B
(4)
【知识点】量筒的使用;固体密度的测量
【解析】【解答】(1)使用天平测量前,需先将仪器放置于水平台面,同时把游码拨至标尺零刻度线处。此时指针偏向刻度盘左侧,代表天平左侧偏重,按照调平规则,应向右调节平衡螺母,直至横梁水平平衡。天平操作有着严格规范,实验中需遵循 “左物右码” 的摆放原则,且砝码需用镊子夹取,防止汗液腐蚀砝码影响精度。结合图示操作,存在两处明显失误:一是物体与砝码放置位置颠倒,二是直接用手取用砝码。
(2)观察标尺刻度,其最小分度值为0.2g。游码对应刻度为4.2g,累加砝码质量,即可得出矿石总质量为m=50g+20g+5g+4.2g=79.2g。
(3)读取量筒示数时,为保证数据准确,视线必须与液体凹液面的底部保持齐平,俯视会造成读数偏高,仰视会造成读数偏低,因此本题应选用B视角进行读数。
(4)量筒的分度值为4mL,水的体积为V1=60mL,水和矿石的总体积为V2=80mL,则矿石的体积为
矿石的质量m=79.2g
根据密度公式可知,矿石的密度为。
故答案为:(1)右;物体和砝码放反了;用手拿砝码了;(2)79.2;(3)B;(4)3.96。
【分析】 (1)天平的正确使用方法,在调节天平平衡时要将平衡螺母向指针偏转的相反方向调节;结合天平的使用方法判断;
(2)在读数时,天平上所有砝码的质量加上游码所对的数值即待测物体的质量;
(3)量筒读数时,视线应与液面相平,不能俯视或仰视,俯视会导致读数偏大,仰视会导致读数偏小;
(4)弄清楚量筒的量程和分度值,再根据液面对应刻度来读数,矿石的体积等于矿石和水的总体积减去水的体积;再利用密度公式计算密度。
(1)[1]将天平放在水平实验台上并将游码归零后,小明发现托盘天平的指针如图甲所示,指针左偏,说明左边重,此时他应该将平衡螺母向右调节,使天平横梁平衡。
[2][3]天平正确使用时,应左盘放物体,右盘放砝码,由于砝码是金属的,不能用手直接拿砝码,应用镊子夹取,由图可知,他操作中的两处错误:①物体和砝码放反了;②用手拿砝码了。
(2)正确使用天平读数时,物体的质量等于砝码的总质量加上游码左端在标尺上对应的刻度,由图可知,标尺的分度值为,砝码左端在标尺上对应的质量为,则该矿石的质量是
(3)量筒读数时,视线应与液面相平,不能俯视或仰视,俯视会导致读数偏大,仰视会导致读数偏小,因此视线应该按照B角度读数。
(4)由图丁、戊可知,量筒的分度值为,图丁可知,水的体积为,由图戊可知,水和矿石的总体积为,则矿石的体积为
由第(2)小问可知,矿石的质量
矿石的密度为
15.小明利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像规律:
(1)小明利用甲图所示装置来测量该凸透镜的焦距,将一束平行光正对凸透镜,移动光屏,直到光屏上形成一个最小最亮的光斑,由图可知,该凸透镜的焦距为   cm;
(2)把蜡烛、透镜、光屏安装在光具座上,开始实验前,应将烛焰中心、透镜中心、光屏中心的位置调到   。
(3)蜡烛、透镜、光屏在光具座上的位置如图乙所示,若要在光屏上呈现清晰的像,需要将光屏向   移动,移动到合适位置后,光屏上将呈现倒立、   的实像;
(4)光屏上呈现清晰的像后,若换用一个更厚、焦距更小的透镜,其他条件保持不变,光屏上将接收不到清晰的像,这和   视眼的原理类似,此时可以在透镜前加一个合适的   透镜来进行矫正。
【答案】(1)10.0
(2)同一高度
(3)左;缩小
(4)近;凹
【知识点】主光轴、光心、焦点和焦距;凸透镜成像规律及其探究实验;近视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】(1)凸透镜的焦距,定义为焦点到透镜光心的直线距离。结合题图甲,刻度尺分度值为1cm,通过刻度差值计算,可得出此凸透镜焦距大小为f=30.0cm-20.0cm=10.0cm。
(2)开展凸透镜成像实验前,必须进行器材调试。需将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调整至同一水平高度,目的是让所成的实像能够完整呈现在光屏中央,便于观察与测量。
(3)结合图乙测算物距,此时物体到透镜的距离远大于二倍焦距。依据凸透镜成像规律,该成像条件下,会形成倒立、缩小的清晰实像,同时像距需控制在一倍焦距与二倍焦距之间。当前光屏摆放位置过远,像距偏大,因此需要将光屏向左平移,才能承接清晰的像。
(4)更换厚度更大、焦距更短的凸透镜后,透镜的聚光本领会显著增强,光线提前会聚,成像位置会落在光屏前方,该成像特点与近视眼的成因完全一致。近视眼成因是晶状体折光能力过强,物象成像于视网膜前方;而凹透镜能够发散光线,可延后光线会聚位置,因此可在透镜前方加装合适的凹透镜,以此使像重新落在光屏上,完成矫正。
故答案为:(1)10.0;(2)同一高度;(3)左;缩小;(4)近;凹。
【分析】 (1)平行于主光轴的光线经过凸透镜会过焦点,焦点到凸透镜光心的距离为焦距,甲图中刻度尺的分度值是1cm,可求该凸透镜的焦距;
(2)实验中,为使像成在光屏中央,应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到同一高度;
(3)乙图中物距大于像距,且在光屏上成实像,根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立、缩小的实像。
(4)近视眼镜对光具有发散作用。
(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。 由图甲可知,刻度尺分度值为1cm,该凸透镜的焦距
(2)为了使像成在光屏的中央,把蜡烛、透镜、光屏安装在光具座上,开始实验前,应将烛焰中心、透镜中心、光屏中心的位置调到同一高度。
(3)[1[2]由图乙可知,物距
因为u>2f(f=10.0cm),根据凸透镜成像规律,此时像距v应满足,即像在60.0cm到70.0cm之间,而当前光屏在84.0cm处,所以需要将光屏向左移动。此时成倒立、缩小的实像。
(4)[1]换用一个更厚、焦距更小的透镜,其折光能力变强,像会成在光屏的前方,这和近视眼的原理类似,近视眼是晶状体折光能力太强,像成在视网膜前方。
[2]凹透镜对光有发散作用,近视眼需要佩戴凹透镜进行矫正,所以此时可以在透镜前加一个合适的凹透镜来进行矫正。
16.小明用图甲所示的电路来探究并联电路中电流、电压的特点,电源电压恒为6V。
(1)请根据图甲所示电路图,用笔画线代替导线,将图乙所示实物图补充完整;
(2)连接好电路后,闭合开关S,小明先后将电流表接在A(图甲中电流表所处位置)、B、C三个不同的位置,将电压表先后并联在AC、BC两点之间,测出的电流和电压的数据记录在表格中。
实验序号 1 2 3
电流 IA=0.2A IB=0.4A IC=0.6A
电压 UAC=6V UBC=6V U电源=6V
分析表中数据,可得出初步结论:
①   ;②   ;
(3)若将甲图中替换为一个最大阻值是30欧的滑动变阻器,其余元件及位置保持不变,如图丙所示。将滑片移到最左端,此时电流表示数与替换前相比   ;将滑片慢慢向右移动,此过程中,电流表示数   ,电压表示数   。(所有空均选填“不变”“增大”或“减小”)
【答案】(1)
(2)并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;并联电路中,各支路电压都相等,都等于电源电压
(3)不变;增大;不变
【知识点】探究串并联电路中的电流特点实验;探究串、并联电路中的电压规律实验;滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【解答】 (1)由图甲可知,R1、R2并联,电流表在R2支路上,电压表与R1并联;电源电压恒为6V,故电压表选用大量程,如下图所示:
(2)分析表中数据可得:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;
同时可得:并联电路中,各支路两端电压都相等,都等于电源电压;
(3)甲图中,R2阻值为;
若将甲图中R2替换为一个最大阻值是30Ω的滑动变阻器,将滑片移到最左端,此时滑动变阻器最大阻值接入电路,替换前后,该支路电阻不变,电压不变,根据,电流表示数与替换前相比不变;
将滑片慢慢向右移动,此过程中,滑动变阻器阻值变小,根据,电流表示数增大,电压表始终测电源电压,所以电压表示数不变。
故答案为:(1); (2)①并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;②并联电路中,各支路两端电压都相等,都等于电源电压;(3)不变;增大;不变。
【分析】 (1)由图甲可知,R1、R2并联,电流表在R2支路上,电压表与R1并联;根据电源电压确定电压表量程;
(2)根据表中数据分析得出结论;
(3)根据表中数据利用欧姆定律求出R2的阻值,据此分析;将滑片慢慢向右移动,据此确定滑动变阻器阻值变化,利用欧姆定律分析电流表示数变化;根据并联电路电压特点确定电压表示数变化。
(1)由图甲可知,、并联,电流表在支路上,电压表与并联,据此将图乙所示实物图补充完整如下:
(2)[1][2]分析表中数据,则有,可得:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;还可以发现,可得:并联电路中,各支路电压都相等,都等于电源电压。
(3)[1]甲图中,阻值为
若将甲图中替换为一个最大阻值是30欧的滑动变阻器,将滑片移到最左端,此时滑动变阻器最大阻值接入电路,替换前后,该支路电阻不变,电压不变,根据,电流表示数与替换前相比不变。
[2][3]将滑片慢慢向右移动,此过程中,滑动变阻器阻值变小,根据,电流表示数增大,电压表始终测电源电压,所以电压表示数不变。
五、计算题:本大题共2小题,第19小题6分,第20小题7分,共13分。
17.“福建”舰是我国第一艘采用电磁弹射技术的航空母舰,满载排水量8.5万吨,某次海试时,“福建”舰满载静止在海面上,求此时(海水密度取1.0103kg/m3,g取10N/ kg):
(1)“福建”舰排开海水的体积;
(2)“福建”舰受到的重力;
(3)海试中,利用电磁弹射技术在3s内将一架歼-35沿水平长直轨道弹射到120m处并成功起飞,求此过程歼-35的平均速度。
【答案】(1)满载排水量8.5万吨,根据密度公式可知,“福建”舰排开海水的体积。
答:“福建”舰排开海水的体积为8.5×104m3。
(2)因为“福建”舰满载静止在海面上,处于漂浮状态,所以“福建”舰受到的重力等于浮力大小,即。
答:“福建”舰受到的重力为8.5×108N。
(3)由速度公式可知,此过程歼-35的平均速度。
答:此过程歼-35的平均速度为40m/s。
【知识点】密度公式及其应用;速度公式及其应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】 (1)满载排水量8.5万吨,利用密度计算公式求得“福建”舰排开海水的体积;(2)“福建”舰满载静止在海面上,处于漂浮状态,所以“福建”舰受到的重力等于浮力;
(3)利用速度计算公式求得歼-35的平均速度。
(1)满载排水量8.5万吨,则“福建”舰排开海水的体积
(2)因为 “福建” 舰满载静止在海面上,处于漂浮状态,所以“福建”舰受到的重力
(3)此过程歼-35的平均速度
18.某国产智能恒温杯采用了可连续变化功率的加热方式,小明猜测其内部电路包含一个固定电阻的加热丝和一个可调节电阻的加热丝组成,并画出简化电路图如图。其中电源电压恒为12V,固定电阻R1=6Ω,可变电阻R2最大阻值为10Ω,通过调节可变电阻的阻值,可连续改变加热功率。忽略加热丝阻值随温度的变化,求:
(1)R2调到最大阻值时,电路中的电流;
(2)电路总功率为12W时,R2的阻值;
(3)将功率调节到最大时,每分钟电路的发热量。
【答案】(1)由图可知,R1与R2串联,当R2调到最大阻值即R2大=10Ω,在串联电路中,总电阻等于各电阻之和,此时电路总电阻:
R总=R1+R2大=6Ω+10Ω=16Ω;
由欧姆定律可知,电路中的电流:。
答:R2调到最大阻值时,电路中的电流为0.75A。
(2)根据得此时电路的总电阻为:,则R2=R总-R1=12Ω-6Ω=6Ω。
答:电路总功率为12W时,R2的阻值为6Ω
(3)由分析,当总电阻最小时,电路功率最大,所以可变电阻R2=0Ω,只有R1接入电路,此时电路中的功率:;
因为是纯电阻电路,则每分钟电路的发热量:Q=W=P总大t=24W×60s=1440J。
答:将功率调节到最大时,每分钟电路的发热量为1.44×103J。
【知识点】电阻的串联;欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算;焦耳定律的应用
【解析】【分析】 (1)由图可知,R1与R2串联,当R2调到最大阻值即R2大=10Ω,根据R总=R1+R2大算出此时电路总电阻,由算出电路中的电流;(2)已知电路总功率P=12W,电源电压U=12V,根据算出此时电路的总电阻,由串联电路电阻的规律算出R2的电阻;
(3)由分析,当总电阻最小时,电路功率最大,所以可变电阻R2=0Ω,只有R1接入电路,根据算出此时电路中的功率,
因为是纯电阻电路,根据Q=W=Pt算出每分钟电路的发热量。
(1)由图可知,与串联,当调到最大阻值即,此时电路总电阻
则电路中的电流
(2)已知电路总功率,电源电压,根据得此时电路的总电阻

(3)由分析,当总电阻最小时,电路功率最大,所以可变电阻,只有接入电路,此时电路中的功率
因为是纯电阻电路,则每分钟电路的发热量
六、综合能力题:本大题共3小题,第21小题5分,第22小题7分,第23小题8分,共20分。
19.《庄子·天地篇》记载:“凿木为机,后重前轻,挈水若抽,数如溢汤,其名为槔。”如图甲所示,桔槔(槔)由横木和支架构成,横木后端悬挂配重石(后重),前端系水桶(前轻)。提水时,向上轻拉水桶,配重石下沉,水桶上升,示意图如图乙所示。已知水桶未装水时质量为1.0kg,底面积为0.1m2,配重石质量为5kg,横木总长为3m,水的密度取1.0103kg/m3,g取10N/kg。
(1)将空桶静止放置在水平地面上,此时水桶对地面的压强为   Pa;将水桶沉入水井中,当水桶底面距离水面1m时,此时水桶底面受到水的压强为   Pa;
(2)将空桶悬挂在A端,此时桶尚未接触水面,人不需施加外力,横木恰好处于水平位置并平衡,则OA长为   m;
(3)水桶装满水后总质量为20kg,用力向上拉,使横杆再一次处于水平平衡位置,需要用   N的拉力才能维持横杆水平;若想提水过程更省力一点,应将O点向   移动。
【答案】(1)100;
(2)
(3);左
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;杠杆的平衡条件;杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】 (1)水桶的重力为G桶=m桶g=1.0kg×10N/kg=10N,
将空桶静止放置在水平地面上,此时水桶对地面的压力等于重力即F1=G桶=10N,
此时水桶对地面的压强为;当水桶底面距离水面1m时,此时水桶底面受到水的压强为
(2)配重石重力为G石=m石g=5kg×10N/kg=50N,石头对杠杆的拉力等于石块的重力,即F动=G石=50N,空桶的重力为G桶=10N,将空桶悬挂在A端,此时桶尚未接触水面,人不需施加外力,空桶对杠杆的拉力等于桶的重力,即F阻=G桶=10N,
设OA长为L阻,则OB长为L动=L-L阻=3m-L阻,由杠杆平衡条件可知G石×(3m-L阻)=G桶×L阻,
代入数据可得50N×(3m-L阻)=10N×L阻,
解方程可得L阻=2.5m,即OA=2.5m;
(3)OA长为L阻=2.5m,OB长为L动=L-L阻=3m-2.5m=0.5m,石头对杠杆的拉力F动=G石=50N,
设此时左侧绳子对杠杆的拉力为F阻',根据杠杆平衡可知F动L动=F阻'L阻,
代入数据可得50N×0.5m=F阻'×2.5m,
解方程可得左侧绳子对杠杆的拉力为F阻'=10N,
左侧绳子对水桶的拉力为F拉=F阻'=10N;
水桶装满水后总重力为G1=m1g=20kg×10N/kg=200N,
桶受到竖直向下的重力、绳子对它竖直向上的拉力和人对它竖直向上的拉力,处于平衡状态,则有F人=G1-F拉=200N-10N=190N,
由于F人=G1-F拉,若想提水过程更省力一点,即F人小一些,水桶装满水后总重力G1不变,则F拉大一些,又由于F拉=F阻'可知F阻'需要大一些,
由于F动=G石,石头的重力不变,则F动不变,杠杆的总长度不变L=L动+L阻,
根据F动L动=F阻'L阻可知L阻变小,L动变大,即应将O点向左移动。
故答案为:(1)100;1×104;(2)2.5;(3)190;左。
【分析】 (1)根据G=mg计算水桶的重力,将空桶静止放置在水平地面上,此时水桶对地面的压力等于重力,根据计算此时水桶对地面的压强;
当水桶底面距离水面1m时,根据液体压强公式计算此时水桶底面受到水的压强;
(2)根据G=mg计算配重石重力,石头对杠杆的拉力等于配重石重力,将空桶悬挂在A端,此时桶尚未接触水面,人不需施加外力,空桶对杠杆的拉力等于其重力,
设OA长为L阻,据此表示OB长为L动=L-L阻=3m-L阻,根据杠杆平衡条件列方程可得OA;
(3)设此时左侧绳子对杠杆的拉力为F阻',根据杠杆平衡可知F动L动=F阻'L阻,代入数据解方程可得左侧绳子对杠杆的拉力,
左侧绳子对水桶的拉力等于左侧绳子对杠杆的拉力,根据G=mg计算水桶装满水后总重力,
桶受到竖直向下的重力、绳子对它竖直向上的拉力和人对它竖直向上的拉力,处于平衡状态,据此计算人施加的力,想提水过程更省力一点,即F人小一些,水桶装满水后总重力G1不变,则F拉大一些,又由于F拉=F阻'可知F阻'需要大一些,由于F动=G石,石头的重力不变,则F动不变,杠杆的总长度不变L=L动+L阻,根据F动L动=F阻'L阻可知L阻变小,L动变大,据此可知应将O点向哪个方向移动。
(1)[1]水桶未装水时重力为
将空桶静止放置在水平地面上,此时水桶对地面的压力等于重力即
此时水桶对地面的压强为
[2]当水桶底面距离水面1m时,此时水桶底面受到水的压强为
(2)配重石重力为
石头对杠杆的拉力
由第(1)小问分析可知,空桶的重力为,将空桶悬挂在A端,此时桶尚未接触水面,人不需施加外力,空桶对杠杆的拉力
设OA长为,则OB长为,由杠杆平衡条件可知
则有
解得
(3)[1]由第(2)小问分析可知,OA长为,OB长为
石头对杠杆的拉力
设此时左侧绳子对杠杆的拉力为,根据杠杠平衡可知
则有
解得左侧绳子对杠杆的拉力为
左侧绳子对水桶的拉力为
水桶装满水后总重力为
桶受到竖直向下的重力、绳子对它竖直向上的拉力和人对它竖直向上的拉力,处于平衡状态,则有
[2]由于
若想提水过程更省力一点,即小一些,水桶装满水后总重力不变,则大一些,又由于
需要大一些,由于
石头的重力不变,则不变,杠杆的总长度不变
根据
可知变小,变大,即应将O点向左移动。
20.2025年江门首家智能育秧工厂借助新设备实现土地利用率的提升,精准调控温湿度与光照等环境条件。光照强度E(简称照度),反映光照的强弱,光越强,照度越大,单位为勒克斯(lx),为更好地控制照度,小明在老师的指导下尝试设计一个智能光控电路。智能光控电路的核心是光敏电阻,小明通过测量,描绘出光敏电阻阻值R随照度变化的图像如图甲,并初步设计了光控的补光电路如图乙,电源电压恒为12V,滑动变阻器最大阻值为6kΩ,电磁铁线圈阻值可忽略不计。
(1)由图甲可知,当照度为4klx时,光敏电阻的阻值为   kΩ,光敏电阻的阻值随照度增加而   (选填“增大”或“减小”);
(2)在光控电路中,闭合开关后,电磁铁上端的磁极是   极,照度越大,电磁铁的磁性越   ,若要实现照度低时自动补光,补光灯的C端应接至   ;
(3)已知电磁铁中的电流小于2mA时,弹簧将衔铁弹起,要实现光照低于4klx时自动补光,滑动变阻器的阻值应调节为   kΩ。若要加快秧苗生长,增加补光时间,应将滑动变阻器滑片向   边移动。
【答案】(1)4;减小
(2)N;强;A端
(3)2;右
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】 (1)由图甲可知,当照度为4klx时,对应点的纵坐标为4,即光敏电阻的阻值为4kΩ;且由图甲可知,照度越大,光敏电阻的阻值越小,即光敏电阻的阻值随照度增加而减小。
(2)在光控电路中,闭合开关后,电流从电磁铁下端流入,根据安培定则,电磁铁上端为N极。
控制电路中,变阻器和光敏电阻、电磁铁串联。照度越大,光敏电阻的阻值越小,则总电阻越小,根据,通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强(当电流大小一定时,电磁铁的线圈匝数越多,磁性越强;当线圈匝数一定时,通过电磁铁的电流越大,磁性越强)。照度越低,光敏电阻的阻值越大,则总电阻越大,根据,通过电磁铁的电流越小,电磁铁的磁性越弱(当电流大小一定时,电磁铁的线圈匝数越多,磁性越强;当线圈匝数一定时,通过电磁铁的电流越大,磁性越强)。当电磁铁的磁性减弱到某个程度时,衔铁自动弹上去,此时补光灯工作,所以若要实现照度低时自动补光,补光灯的C端应接至A端。
(3)弹簧将衔铁弹起自动补光时,控制电路中电流为2mA,总电阻为
此时光照为4klx,光敏电阻的阻值为4kΩ,则滑动变阻器的阻值应调节为R滑=R总-R=6kΩ-4kΩ=2kΩ
自动补光时,控制电路中电流不变,则总电阻不变。若增加补光时间,此时对应照度应变大,对应光敏电阻的阻值减小,则应将滑动变阻器滑片向右边移动,增大变阻器的阻值。
故答案为:(1)4;减小;(2)N;强;A端;(3)2;右。
【分析】(1)由图甲可知,照度越大,光敏电阻的阻值越小,即光敏电阻的阻值随照度增加而减小。
(2)根据安培定则,判断电磁铁的极性。
通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强,通过电磁铁的电流越小,电磁铁的磁性越弱。
(3)根据题意可知,自动补光时,控制电路中电流不变,则总电阻不变。若增加补光时间,此时对应照度应变大,对应光敏电阻的阻值减小,则应将滑动变阻器滑片向右边移动,增大变阻器的阻值。
(1)[1][2]由图甲可知,当照度为4klx时,对应点的纵坐标为4,即光敏电阻的阻值为4 kΩ;且由图甲可知,照度越大,光敏电阻的阻值越小,即光敏电阻的阻值随照度增加而减小。
(2)[1]在光控电路中,闭合开关后,电流从电磁铁下端流入,根据安培定则,电磁铁上端为N极。
[2]控制电路中,变阻器和光敏电阻、电磁铁串联。照度越大,光敏电阻的阻值越小,则总电阻越小,根据,通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强。
[3]照度越低,光敏电阻的阻值越大,则总电阻越大,根据,通过电磁铁的电流越小,电磁铁的磁性越弱。当电磁铁的磁性减弱到某个程度时,衔铁自动弹上去,此时补光灯工作,所以若要实现照度低时自动补光,补光灯的C端应接至A端。
(3)[1]弹簧将衔铁弹起自动补光时,控制电路中电流为2mA,总电阻为
此时光照为4klx,光敏电阻的阻值为4 kΩ,则滑动变阻器的阻值应调节为
[2]自动补光时,控制电路中电流不变,则总电阻不变。若增加补光时间,此时对应照度应变大,对应光敏电阻的阻值减小,则应将滑动变阻器滑片向右边移动,增大变阻器的阻值。
21.阅读短文,回答问题
深中通道自动巡查无人机
广东交通部门在连接珠江两岸的深中通道创新引入自动巡查无人机开展空中执勤工作。通过自动化空中巡查技术,可在车流高峰时段利用无人机进行辅助监测,实现问题快速定位并同步回传实时画面至深中通道路网调度中心,大幅提升事件发现能力和应急响应效率。无人机为四旋翼无人机,机身由碳纤维制成。由电池供能,通过发动机驱动螺旋桨提供竖直升力和水平推力;电池还要提供驱动摄像头、图传模块等设备工作的能耗,称为辅助功。当无人机在无风天气水平直线飞行时,其受到的空气阻力可视为恒定。无人机部分参数见表,其中发动机提供的升力和消耗的功率之比称为升力力效。
参数名称 质量/kg 电池容量/kW·h 电池效率 辅助功率/W 升力力效/N·W-1 无风天气水平飞行阻力/N
数据 2 1 90% 100 0.1 15
(1)无人机机身使用碳纤维制成是为了减小   ,降低能耗;
(2)摄像头光学原理和照相机类似,其中的透镜对光有   作用,与调度中心联系用的图传模块利用   波传输实时影像;
(3)当无人机在无风天气状况下悬停时,每个旋翼提供的升力为   N。消耗功率为   W,悬停可续航时间为   h;
(4)若无人机在无风天气以10m/s的速度水平巡航,电池能量足以供其飞行   h,飞行   km。
【答案】(1)质量
(2)会聚;电磁
(3)4.9;296;3
(4)2;72
【知识点】质量及其特性;密度公式及其应用;功率计算公式的应用;二力平衡的条件及其应用;电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】(1)无人机使用碳纤维制成,根据,体积相等时,碳纤维的密度小,质量小,可减小质量,降低能耗。
(2)摄像头成像和照相机类似,镜头是凸透镜,凸透镜对光有会聚作用。
电磁波可以传递信息,无人机与调度中心,利用电磁波传输影像。
(3)根据质量,计算无人机的重力;
无人机有四旋翼,每个旋翼提供的升力为,当无人机悬停时,受到竖直向下的重力与竖直向上的升力,且平衡,则有,每个旋翼提供的升力为
总升力,发动机消耗功率为
消耗功率为:
悬停可续航时间为:
(4)无人机以10m/s的速度水平巡航,处于平衡状态,受到的推力与阻力二力平衡,则
水平推力的功率:
水平飞行时的总功率:
电池能量供飞行的时间:,飞行速度
飞行路程为。
【分析】(1)体积一定时,密度越小,质量越小;
(2)凸透镜对光有会聚作用;无人机利用电磁波传递信息;
(3)根据G=mg,计算重力,结合旋翼,判断升力;根据,计算续航时间;
(4)根据二力平衡,计算推力,利用P=Fv,计算功率大小;根据总功率,计算续航时间。
(1)无人机机身使用碳纤维制成,碳纤维的密度小,体积相等时,由可知,质量小,因此是为了减小质量,降低能耗。
(2)[1]摄像头光学原理和照相机类似,照相机镜头是凸透镜,因此其中的透镜对光有会聚作用。
[2]电磁波可以传递信息,与调度中心联系用的图传模块利用电磁波传输实时影像。
(3)[1][2][3]无人机受到的重力
无人机为四旋翼无人机,设每个旋翼提供的升力为,当无人机在无风天气状况下悬停时,受到竖直向下的重力与竖直向上的升力为平衡力,则有
每个旋翼提供的升力为
总升力
发动机提供的升力和消耗的功率之比称为升力力效,则发动机消耗功率为
消耗功率为
悬停可续航时间为
(4)[1][2]无人机在无风天气以10m/s的速度水平巡航,处于平衡状态,受到的水平推力与阻力二力平衡,则有
水平推力的功率
水平飞行时的总功率
电池能量足以供其飞行的时间
飞行速度
飞行路程为
1 / 1广东省江门市新会区2025年中考一模物理试卷
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。
【从生活走向物理】小明在等红绿灯时观察到一些现象,请根据所学知识完成下面小题。
1.一辆轿车从小明身边驶过,小明通过目测,估计它的高度为(  )
A.15cm B.1.5cm C.1.5m D.15m
2.小明听到红绿灯发出“滴滴滴”的声音,盲人可以根据声音的高低提示过马路,声音的高低是指(  )
A.响度 B.振幅 C.音色 D.音调
3.小明发现汽车都装有后视镜,用来观察车后的情况,为扩大视野,应采用(  )
A.凹面镜 B.平面镜 C.凸透镜 D.凸面镜
4.小明观察到红绿灯的三个信号灯(红、黄、绿)可以单独亮灭,这说明三盏灯在电路中的连接方式是(  )
A.并联 B.串联
C.先串联再并联 D.无法判断
5.小明观察到汽车轮胎表面刻有凹凸花纹,这是为了(  )
A.减小轮胎对地面的压强 B.增大轮胎与地面的摩擦
C.降低轮胎的制造成本 D.增大行驶时的噪声
6.新会陈皮具有独特的香气,将其放入热水中浸泡后,周围同学很快就能闻到香味。这种现象说明了(  )
A.分子之间存在空隙 B.温度越高,分子热运动越剧烈
C.分子受热后体积膨胀 D.分子间存在引力和斥力
7.涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机,其大致工作过程是:空气通过进气道进入压气机,被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合,燃料在燃烧室燃烧后,产生的高温高压气体推动涡轮转动,从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法正确的是(  )
A.该发动机采用最新技术,效率可达100%
B.燃料和压缩空气混合后,燃料的热值增大
C.压气机压缩空气,空气的内能增大
D.燃烧后推动涡轮转动的过程能量转化情况与四冲程汽油机的压缩冲程相同
二、填空题:本大题共7小题,每空1分,共21分。
8.【航天主题】2024年6月25日,嫦娥六号返回舱携带来自月背的月壤样品安全着陆。请运用所学物理知识,完成下面小题
(1)质量为300kg的返回舱进入地球大气层后,在匀速下降阶段,其所受的阻力大小为   N,随着高度的降低,其重力势能   ,动能   。 (g取10N/kg)
(2)返回舱表面涂有蜂窝状非晶体防热材料,下降过程中防热材料因摩擦升温逐渐被烧蚀熔化,此过程机械能转化为   。防热材料熔化时温度   ,   热量,起到保护内部舱体的作用。
(3)嫦娥六号在月球背面采集到2kg月壤样品,回到地球后,利用   测量其质量为   kg,此时其所受重力为   N。(g取10N/kg)
9.小明用轻薄的纸折成小星星,轻放于地面的小钢针上,用与布摩擦过的吸管靠近,小星星被吸引着转动,如图所示。出现此现象的原因是,吸管内部有   和核外电子,在摩擦过程中,   发生转移,使吸管带电,带电的物体可以   轻小物体。
10.我国大力发展抽水蓄能电站,助力新能源消纳。电站运行时,用电低谷期通过电动机将水抽至高处水库,将电能转化为水的   ;电动机的基本工作原理是通电导线在   中受到力的作用;用电高峰期放水发电,发电机利用   现象将机械能转化为电能,最终实现电网调峰。
11.国产自研Mini LED(次毫米发光二极管)技术取得跨越式突破,已逐渐成为市场主流,某品牌的Mini LED电视采用直显技术,每个像素点由红绿   三个Mini LED芯片组成,每个Mini LED芯片都是由   导体材料制作,电视的遥控器用   外线实现遥控。
12.我国自主研制的C919大型客机已获多国适航证。C919大型客机是固定翼飞机,当它在空中匀速水平飞行时,机翼上方空气流速   ,对机翼上表面的压强   ,机翼上下表面有压力差,产生了升力。若C919匀速水平飞行100km, 升力做功为   J。
三、作图题:本题7分。
13.(1)如图甲,小丽站在商场的手扶电梯上,随梯匀速下楼,运动轨迹如图乙虚线所示,请在图乙中画出小丽的受力示意图。 (图中“·”表示小丽)
(2)如图,小丽在商场买鞋,她选了一双鞋在“试鞋镜”前试穿(“试鞋镜”是倾斜放置的)。她在镜中看到了鞋子的像。图中A点代表小丽脚上的鞋子,请在图中作出小丽通过“试鞋镜”看到自己鞋子的光路图。
(3)如图,请用笔画线代替导线将电灯、控制电灯的开关接入家庭电路。
四、实验题:本大题共3小题,每小题6分,共18分。
14.小明在实验室里利用天平和量筒来测量某矿石的密度,如图所示。
(1)将天平放在水平实验台上并将游码归零后,小明发现托盘天平的指针如图甲所示,此时他应该将平衡螺母向   调节,使天平横梁平衡。之后,他按照图乙所示的操作称量矿石的质量,请指出了他操作中的两处错误:
①   ; ②   ;
(2)纠正错误后,重新测量,天平平衡时,所用的砝码和游码的位置如图丙所示,则该矿石的质量是   g。
(3)如图丁所示,向量筒中倒入一定量的水。视线应该按照   (选填“A”“B”或“C”)角度读数:
(4)用细线拴住矿石并将它浸没在盛水的量筒中,量筒示数分别如图丁、戊所示。则该矿石的密度为   g/cm3。
15.小明利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像规律:
(1)小明利用甲图所示装置来测量该凸透镜的焦距,将一束平行光正对凸透镜,移动光屏,直到光屏上形成一个最小最亮的光斑,由图可知,该凸透镜的焦距为   cm;
(2)把蜡烛、透镜、光屏安装在光具座上,开始实验前,应将烛焰中心、透镜中心、光屏中心的位置调到   。
(3)蜡烛、透镜、光屏在光具座上的位置如图乙所示,若要在光屏上呈现清晰的像,需要将光屏向   移动,移动到合适位置后,光屏上将呈现倒立、   的实像;
(4)光屏上呈现清晰的像后,若换用一个更厚、焦距更小的透镜,其他条件保持不变,光屏上将接收不到清晰的像,这和   视眼的原理类似,此时可以在透镜前加一个合适的   透镜来进行矫正。
16.小明用图甲所示的电路来探究并联电路中电流、电压的特点,电源电压恒为6V。
(1)请根据图甲所示电路图,用笔画线代替导线,将图乙所示实物图补充完整;
(2)连接好电路后,闭合开关S,小明先后将电流表接在A(图甲中电流表所处位置)、B、C三个不同的位置,将电压表先后并联在AC、BC两点之间,测出的电流和电压的数据记录在表格中。
实验序号 1 2 3
电流 IA=0.2A IB=0.4A IC=0.6A
电压 UAC=6V UBC=6V U电源=6V
分析表中数据,可得出初步结论:
①   ;②   ;
(3)若将甲图中替换为一个最大阻值是30欧的滑动变阻器,其余元件及位置保持不变,如图丙所示。将滑片移到最左端,此时电流表示数与替换前相比   ;将滑片慢慢向右移动,此过程中,电流表示数   ,电压表示数   。(所有空均选填“不变”“增大”或“减小”)
五、计算题:本大题共2小题,第19小题6分,第20小题7分,共13分。
17.“福建”舰是我国第一艘采用电磁弹射技术的航空母舰,满载排水量8.5万吨,某次海试时,“福建”舰满载静止在海面上,求此时(海水密度取1.0103kg/m3,g取10N/ kg):
(1)“福建”舰排开海水的体积;
(2)“福建”舰受到的重力;
(3)海试中,利用电磁弹射技术在3s内将一架歼-35沿水平长直轨道弹射到120m处并成功起飞,求此过程歼-35的平均速度。
18.某国产智能恒温杯采用了可连续变化功率的加热方式,小明猜测其内部电路包含一个固定电阻的加热丝和一个可调节电阻的加热丝组成,并画出简化电路图如图。其中电源电压恒为12V,固定电阻R1=6Ω,可变电阻R2最大阻值为10Ω,通过调节可变电阻的阻值,可连续改变加热功率。忽略加热丝阻值随温度的变化,求:
(1)R2调到最大阻值时,电路中的电流;
(2)电路总功率为12W时,R2的阻值;
(3)将功率调节到最大时,每分钟电路的发热量。
六、综合能力题:本大题共3小题,第21小题5分,第22小题7分,第23小题8分,共20分。
19.《庄子·天地篇》记载:“凿木为机,后重前轻,挈水若抽,数如溢汤,其名为槔。”如图甲所示,桔槔(槔)由横木和支架构成,横木后端悬挂配重石(后重),前端系水桶(前轻)。提水时,向上轻拉水桶,配重石下沉,水桶上升,示意图如图乙所示。已知水桶未装水时质量为1.0kg,底面积为0.1m2,配重石质量为5kg,横木总长为3m,水的密度取1.0103kg/m3,g取10N/kg。
(1)将空桶静止放置在水平地面上,此时水桶对地面的压强为   Pa;将水桶沉入水井中,当水桶底面距离水面1m时,此时水桶底面受到水的压强为   Pa;
(2)将空桶悬挂在A端,此时桶尚未接触水面,人不需施加外力,横木恰好处于水平位置并平衡,则OA长为   m;
(3)水桶装满水后总质量为20kg,用力向上拉,使横杆再一次处于水平平衡位置,需要用   N的拉力才能维持横杆水平;若想提水过程更省力一点,应将O点向   移动。
20.2025年江门首家智能育秧工厂借助新设备实现土地利用率的提升,精准调控温湿度与光照等环境条件。光照强度E(简称照度),反映光照的强弱,光越强,照度越大,单位为勒克斯(lx),为更好地控制照度,小明在老师的指导下尝试设计一个智能光控电路。智能光控电路的核心是光敏电阻,小明通过测量,描绘出光敏电阻阻值R随照度变化的图像如图甲,并初步设计了光控的补光电路如图乙,电源电压恒为12V,滑动变阻器最大阻值为6kΩ,电磁铁线圈阻值可忽略不计。
(1)由图甲可知,当照度为4klx时,光敏电阻的阻值为   kΩ,光敏电阻的阻值随照度增加而   (选填“增大”或“减小”);
(2)在光控电路中,闭合开关后,电磁铁上端的磁极是   极,照度越大,电磁铁的磁性越   ,若要实现照度低时自动补光,补光灯的C端应接至   ;
(3)已知电磁铁中的电流小于2mA时,弹簧将衔铁弹起,要实现光照低于4klx时自动补光,滑动变阻器的阻值应调节为   kΩ。若要加快秧苗生长,增加补光时间,应将滑动变阻器滑片向   边移动。
21.阅读短文,回答问题
深中通道自动巡查无人机
广东交通部门在连接珠江两岸的深中通道创新引入自动巡查无人机开展空中执勤工作。通过自动化空中巡查技术,可在车流高峰时段利用无人机进行辅助监测,实现问题快速定位并同步回传实时画面至深中通道路网调度中心,大幅提升事件发现能力和应急响应效率。无人机为四旋翼无人机,机身由碳纤维制成。由电池供能,通过发动机驱动螺旋桨提供竖直升力和水平推力;电池还要提供驱动摄像头、图传模块等设备工作的能耗,称为辅助功。当无人机在无风天气水平直线飞行时,其受到的空气阻力可视为恒定。无人机部分参数见表,其中发动机提供的升力和消耗的功率之比称为升力力效。
参数名称 质量/kg 电池容量/kW·h 电池效率 辅助功率/W 升力力效/N·W-1 无风天气水平飞行阻力/N
数据 2 1 90% 100 0.1 15
(1)无人机机身使用碳纤维制成是为了减小   ,降低能耗;
(2)摄像头光学原理和照相机类似,其中的透镜对光有   作用,与调度中心联系用的图传模块利用   波传输实时影像;
(3)当无人机在无风天气状况下悬停时,每个旋翼提供的升力为   N。消耗功率为   W,悬停可续航时间为   h;
(4)若无人机在无风天气以10m/s的速度水平巡航,电池能量足以供其飞行   h,飞行   km。
答案解析部分
【答案】1.C
2.D
3.D
4.A
5.B
【知识点】凸面镜和凹面镜;长度的估测;增大或减小摩擦的方法;音调、响度与音色的区分;串联电路和并联电路的辨别
【解析】【分析】(1) 根据小明的身高和图中轿车与小明的对比估计轿车的高度。
(2) 物理学中把人耳能感觉到的声音的强弱称为响度,把声音的高低称为音调。知道音色反映了声音的品质与特色,人们能够区别不同的发声体,是根据发声体的音色来区分的。
(3) 凹面镜对光有会聚作用,物体在凸面镜中成正立、放大的虚像;
物体在平面镜中成正立、等大的虚像;
凸面镜对光有发散作用,物体在凸面镜中成正立、缩小的虚像,凸面镜可以扩大视野。
(4) 电路的基本连接形式有两种:一种是串联,在串联电路中电流只有一条路径,各用电器之间相互影响,开关控制整个电路;另一种是并联,在并联电路中电流有多条流通路径,各个用电器之间互不影响,独立工作,干路的开关控制整个电路,支路的开关控制各自支路。
(5) 增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
1.结合生活常识可知,中学生身高大约为1.6m。由题图对比能够发现,轿车高度略低于中学生身高,因此轿车高度约为1.5m,换算后为150cm。综上所述,C 选项符合实际情况,ABD 选项数据不合理。
故选:C。
2.AB、响度描述的是声音的强弱,由物体振动幅度决定,并非声音的高低,因此AB错误;
C、音色是声音的独有品质与特色,用来辨别不同发声体,和声音高低无关,故C错误;
D 、音调专门表示声音的高低,由振动频率决定,振动频率越高,音调越高。因此声音的高低指的就是音调,故D正确。
故选:D。
3.A 、凹面镜具备会聚光线的作用,无法扩大观察视野,故A不符合题意。
B、平面镜成正立、等大的虚像,可视范围有限,不能拓宽视野,故B不符合题意。
C、凸透镜属于透光透镜,汽车后视镜为面镜,且凸透镜不具备扩大视野的效果,故C不符合题意。
D、凸面镜可发散光线,能够成正立、缩小的虚像,有效扩大观察范围,因此汽车后视镜选用凸面镜,故D符合题意。
故选:D。
4.交通信号灯的红、黄、绿三灯可独立工作、单独亮灭,彼此工作互不干扰。根据电路特点可知,用电器互不影响时为并联连接,因此三灯属于并联电路。故A正确,BCD错误。
故选:A。
5.A、轮胎表面设计花纹,目的是增大接触面粗糙程度从而增大摩擦力,并非减小压强,故A错误。
BC、在压力不变时,凹凸的花纹能够增大接触面粗糙程度,有效增大摩擦,和降低生产成本没有关联,故B正确,C错误。
D、轮胎花纹的设计,并不是为了增加行驶噪音,故D错误。
故选:B。
6.【答案】B
【知识点】分子热运动;分子间相互作用力
【解析】【解答】 将陈皮放入热水中浸泡后,温度升高,周围同学很快就能闻到香味,说明分子热运动与温度有关,温度越高,分子热运动越剧烈,故B符合题意。
故选:B。
【分析】 分子运动的快慢跟温度有关,温度越高,分子运动越剧烈。
7.【答案】C
【知识点】燃料的热值;热机的效率;热机的四个冲程
【解析】【解答】 A.无论技术怎样先进,使用任何机械都需要做额外功,那么发动机的机械效率都不能达到100%,故A错误;
B.热值是燃料的一种特性,大小取决于燃料的种类,与其它因素无关,故B错误;
C.压气机压缩空气,将机械能转化为内能,所以空气的内能增大,故C正确;
D.高温高压气体推动涡轮转动时,将内能转化为机械能,与四冲程内燃机的做功冲程能量转化相同,故D错误。
故选C。
【分析】 A.热机在工作过程中总有能量损失;
B.热值是燃料的一种特性,只决定于燃料的种类,与质量和燃烧情况等无关;
C.根据能量转化的知识判断;
D.压缩冲程将机械能转化为内能,做功冲程将内能转化为机械能。
8.【答案】(1)3000;减小;不变
(2)内能;升高;吸收
(3)天平;2;20
【知识点】质量及其特性;机械能及其转化;做功改变物体内能;重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】(1)已知返回舱质量m=300kg,取g=10N/kg。由重力计算公式G=mg,可算出返回舱重力:G=mg=300kg10N/kg=3000N。返回舱匀速下落时受力平衡,空气阻力与重力为一对平衡力,二力大小相等,因此受到的阻力f=G=3000N。
重力势能由质量和高度共同决定,返回舱质量不变、下落时高度降低,所以重力势能减小;动能由质量和速度共同决定,返回舱匀速运动,质量与速度均不变,因此动能保持不变。
(2)返回舱下落时与空气摩擦,克服摩擦做功,将机械能转化为内能,使舱体表面温度升高。防热材料属于非晶体,非晶体熔化时没有固定熔点,温度持续上升,同时熔化过程会持续吸热,以此带走大量热量,保护返回舱内部结构。
(3)实验室中,测量物体质量的常用工具是天平。质量是物体本身的固有属性,不随位置、形状、状态、温度的改变而改变。月背样品带回地球后位置改变,质量依旧为2kg。利用公式计算样品重力:G样=m样g=2kg×10N/kg=20N
故答案为:(1)3000;减小;不变;(2)内能;升高;吸收;(3)天平;2;20。
【分析】 (1)根据重力公式 G=mg可得返回舱的重力,返回舱在匀速下降阶段处于平衡状态,受到的阻力f和重力G是一对平衡力,大小相等;重力势能的大小与物体的质量和高度有关,质量越大,高度越高,重力势能越大;动能的大小与物体的质量和速度有关,质量越大,速度越大,动能越大;
(2)返回舱下降过程中防热材料因摩擦升温逐渐被烧蚀熔化,克服摩擦力做功;非晶体在熔化过程中吸收热量,温度不断升高;
(3)质量是物体的一种固有属性,它不会随物体位置、形状、状态或温度的改变而改变,根据重力公式G=mg求得重力。
(1)[1]已知返回舱质量m=300kg , g=10N/kg ,根据重力公式 G=mg ,可得返回舱的重力为
因为返回舱在匀速下降阶段处于平衡状态,受到的阻力f和重力G是一对平衡力,大小相等,所以其所受的阻力。
[2]重力势能的大小与物体的质量和高度有关,质量越大,高度越高,重力势能越大。随着高度的降低,返回舱的质量不变,高度减小,所以其重力势能减小。
[3]动能的大小与物体的质量和速度有关,质量越大,速度越大,动能越大。返回舱在匀速下降阶段,质量不变,速度不变,所以其动能不变。
(2)[1]返回舱下降过程中防热材料因摩擦升温逐渐被烧蚀熔化,克服摩擦力做功,机械能转化为内能。
[2[3]防热材料是非晶体,非晶体在熔化过程中温度不断升高,且熔化过程需要吸收热量,从而起到保护内部舱体的作用。
(3)[1]测量固体(或液体)的质量时,实验室常用仪器为天平。
[2]质量是物体的一种固有属性,它不会随物体位置、形状、状态或温度的改变而改变,因此,嫦娥六号采集的月背样品带回地球后,尽管位置发生了变化,但其质量仍然保持不变,为2kg。
[3]根据重力公式,其中m=2kg , g=10N/kg ,可得其所受重力为
9.【答案】原子核;核外电子;吸引
【知识点】两种电荷;电荷间的相互作用规律;物体带电情况的判断;原子结构
【解析】【解答】 吸管内部有原子核和核外电子。吸管在与布摩擦过程中,因为布和吸管对电子的束缚能力不同,所以核外电子发生转移,会从一个物体转移到另一个物体上。带电的物体可以吸引轻小物体,小星星被吸引转动就是因为这个原因。
故答案为:原子核;核外电子;吸引。
【分析】 物质是由分子和原子构成的,原子由原子核和核外电子组成。原子核带正电,核外电子带负电。
当两种不同的物体相互摩擦时,束缚电子本领弱的物体的一些电子会转移到束缚电子本领强的物体上,从而使物体带电。
10.【答案】重力势能;磁场;电磁感应
【知识点】磁场对通电导线的作用;直流电动机的构造原理与工作过程;实用电动机的构造、特点和应用;电磁感应;发电机的构造和原理
【解析】【解答】抽水蓄能电站在用电低谷时段工作,利用富余电能驱动抽水设备,将低处水源输送至高位水库储存。此过程消耗电能,使水体位置升高,重力势能增加,实现电能向重力势能的转化。
电动机工作时,依靠通电导体在磁场中受力运动的原理运转,主要完成电能到机械能的能量转换。
而电站发电阶段,水从高处流下带动机组运转,依托电磁感应原理,将机械能转化为电能,完成发电供电。
故答案为:重力势能;磁场;电磁感应。
【分析】 (1) 重力势能受质量与高度共同影响,水体质量不变、高度上升,重力势能随之增大,以此实现能量储存。
(2) 电动机与发电机原理不同,发电机凭借电磁感应现象工作,可将机械能转化为电能,是发电设备的核心原理。
11.【答案】蓝;半;红
【知识点】色光的三(基)原色和颜料的三原色;红外线;半导体特点及作用
【解析】【解答】(1)光学知识中,红、绿、蓝是光的三原色。Mini LED 电视依托直显成像技术,每一个成像像素,都搭配红、绿、蓝三种发光芯片组合发光,从而还原丰富色彩。
(2)材料按导电能力可分为导体、绝缘体与半导体三类。半导体的导电性能介于导体和绝缘体二者之间,性能特殊,是制造芯片、电子元件的核心材料。
(3)在不可见光中,红外线传输稳定、不易受外界光线干扰,常被应用于近距离无线控制,电视遥控器正是利用红外线来传递控制信号。
故答案为:蓝;半;红。
【分析】 (1)牢记光的三原色为红、绿、蓝,是屏幕色彩成像的基础原理;
(2)明确半导体的导电特性,了解其在电子芯片领域的广泛用途;
(3)区分红外线与紫外线的应用场景,掌握红外线在遥控设备中的常见运用。
12.【答案】大;小;0
【知识点】流体压强与流速的关系;飞机的升力;功的计算及应用
【解析】【解答】飞机机翼设计为上方凸起、下方平缓的特殊结构。当飞机平稳向前飞行时,流经机翼上侧的空气通行路径更长,上下方空气流动时间保持一致,因此机翼上方空气流动速度更快。
根据流体压强规律,流速越快的区域,压强越小。机翼上表面压强偏低,下表面空气流速慢、压强更大,上下表面形成向上的压力差,这便是飞机获得升力的原因。
飞机保持水平匀速飞行时,升力方向竖直向上,而飞机移动方向为水平方向,物体并未在升力的方向上发生位移。结合做功的条件判断,此时升力不做功,做功数值为0J。
故答案为:大;小;0。
【分析】流体具有流速越大、压强越小的物理特点,这是飞机升力产生的核心原理。力对物体做功需要同时满足两个条件:存在作用力,且物体在该力的方向上发生移动,二者缺一不可。
13.【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】平面镜成像的相关作图;重力示意图;二力平衡的条件及其应用;家庭电路的连接
【解析】【解答】 (1)小丽跟随自动扶梯匀速下行,运动状态保持不变,整体受力平衡。竖直方向上,她受到自身竖直向下的重力,以及扶梯接触面竖直向上的支持力,二力大小相等、方向相反、作用在同一物体与同一直线上,构成一对平衡力。作图时,以小丽重心为作用点,分别画出竖直向下的重力线段与竖直向上的支持力线段即可,如图所示:
(2)依据平面镜成像 “等距、对称、虚像” 的特点,先找出发光点A在镜面中的对称虚像点A'。将虚像点与目标点B相连,连线和镜面的交点即为光线的入射位置。再依次连接光源与入射点、入射点与B 点,分别标注入射光线与反射光线,完成光路绘制,如图所示:
(3)在家庭电路接线规范中,控制灯具的开关必须与灯泡串联接入电路,且开关一端需连接火线,断开开关时可切断火线,保障用电安全。螺丝口灯泡的侧边螺旋金属部分,需统一连接零线,以此避免误触发生触电隐患,按照该规范完成电路连接即可,如图所示:
【分析】(1)小丽在电梯上受到的重力和支持力是一对平衡力。
(2)根据平面镜成像的特点进行作图。
(3)开关要接在火线与灯之间,螺丝口灯泡的螺旋套直接接在零线上。
(1)小丽随自动扶梯一同匀速下降,小丽处于平衡状态,受竖直向下的重力和竖直向上的支持力,并且二力是一对平衡力,过重心作竖直向下的重力和竖直向上的支持力,如图所示:
(2)根据平面镜成像的对称性,作出A点关于平面镜的对称点,就是A的像。连接,与平面镜相交于点O,O点就是入射点。连接AO,AO就是入射光线,连接OB,OB就是反射光线,如图所示:
(3)电灯与控制电灯的开关应该串联,根据安全用电原则,开关与灯的顶部连接,而且开关应该接在火线上,灯的侧面接在零线上,与火线、零线接通处需要打点,如图所示:
14.【答案】(1)右;物体和砝码放反了;用手拿砝码了
(2)
(3)B
(4)
【知识点】量筒的使用;固体密度的测量
【解析】【解答】(1)使用天平测量前,需先将仪器放置于水平台面,同时把游码拨至标尺零刻度线处。此时指针偏向刻度盘左侧,代表天平左侧偏重,按照调平规则,应向右调节平衡螺母,直至横梁水平平衡。天平操作有着严格规范,实验中需遵循 “左物右码” 的摆放原则,且砝码需用镊子夹取,防止汗液腐蚀砝码影响精度。结合图示操作,存在两处明显失误:一是物体与砝码放置位置颠倒,二是直接用手取用砝码。
(2)观察标尺刻度,其最小分度值为0.2g。游码对应刻度为4.2g,累加砝码质量,即可得出矿石总质量为m=50g+20g+5g+4.2g=79.2g。
(3)读取量筒示数时,为保证数据准确,视线必须与液体凹液面的底部保持齐平,俯视会造成读数偏高,仰视会造成读数偏低,因此本题应选用B视角进行读数。
(4)量筒的分度值为4mL,水的体积为V1=60mL,水和矿石的总体积为V2=80mL,则矿石的体积为
矿石的质量m=79.2g
根据密度公式可知,矿石的密度为。
故答案为:(1)右;物体和砝码放反了;用手拿砝码了;(2)79.2;(3)B;(4)3.96。
【分析】 (1)天平的正确使用方法,在调节天平平衡时要将平衡螺母向指针偏转的相反方向调节;结合天平的使用方法判断;
(2)在读数时,天平上所有砝码的质量加上游码所对的数值即待测物体的质量;
(3)量筒读数时,视线应与液面相平,不能俯视或仰视,俯视会导致读数偏大,仰视会导致读数偏小;
(4)弄清楚量筒的量程和分度值,再根据液面对应刻度来读数,矿石的体积等于矿石和水的总体积减去水的体积;再利用密度公式计算密度。
(1)[1]将天平放在水平实验台上并将游码归零后,小明发现托盘天平的指针如图甲所示,指针左偏,说明左边重,此时他应该将平衡螺母向右调节,使天平横梁平衡。
[2][3]天平正确使用时,应左盘放物体,右盘放砝码,由于砝码是金属的,不能用手直接拿砝码,应用镊子夹取,由图可知,他操作中的两处错误:①物体和砝码放反了;②用手拿砝码了。
(2)正确使用天平读数时,物体的质量等于砝码的总质量加上游码左端在标尺上对应的刻度,由图可知,标尺的分度值为,砝码左端在标尺上对应的质量为,则该矿石的质量是
(3)量筒读数时,视线应与液面相平,不能俯视或仰视,俯视会导致读数偏大,仰视会导致读数偏小,因此视线应该按照B角度读数。
(4)由图丁、戊可知,量筒的分度值为,图丁可知,水的体积为,由图戊可知,水和矿石的总体积为,则矿石的体积为
由第(2)小问可知,矿石的质量
矿石的密度为
15.【答案】(1)10.0
(2)同一高度
(3)左;缩小
(4)近;凹
【知识点】主光轴、光心、焦点和焦距;凸透镜成像规律及其探究实验;近视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】(1)凸透镜的焦距,定义为焦点到透镜光心的直线距离。结合题图甲,刻度尺分度值为1cm,通过刻度差值计算,可得出此凸透镜焦距大小为f=30.0cm-20.0cm=10.0cm。
(2)开展凸透镜成像实验前,必须进行器材调试。需将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调整至同一水平高度,目的是让所成的实像能够完整呈现在光屏中央,便于观察与测量。
(3)结合图乙测算物距,此时物体到透镜的距离远大于二倍焦距。依据凸透镜成像规律,该成像条件下,会形成倒立、缩小的清晰实像,同时像距需控制在一倍焦距与二倍焦距之间。当前光屏摆放位置过远,像距偏大,因此需要将光屏向左平移,才能承接清晰的像。
(4)更换厚度更大、焦距更短的凸透镜后,透镜的聚光本领会显著增强,光线提前会聚,成像位置会落在光屏前方,该成像特点与近视眼的成因完全一致。近视眼成因是晶状体折光能力过强,物象成像于视网膜前方;而凹透镜能够发散光线,可延后光线会聚位置,因此可在透镜前方加装合适的凹透镜,以此使像重新落在光屏上,完成矫正。
故答案为:(1)10.0;(2)同一高度;(3)左;缩小;(4)近;凹。
【分析】 (1)平行于主光轴的光线经过凸透镜会过焦点,焦点到凸透镜光心的距离为焦距,甲图中刻度尺的分度值是1cm,可求该凸透镜的焦距;
(2)实验中,为使像成在光屏中央,应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到同一高度;
(3)乙图中物距大于像距,且在光屏上成实像,根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立、缩小的实像。
(4)近视眼镜对光具有发散作用。
(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。 由图甲可知,刻度尺分度值为1cm,该凸透镜的焦距
(2)为了使像成在光屏的中央,把蜡烛、透镜、光屏安装在光具座上,开始实验前,应将烛焰中心、透镜中心、光屏中心的位置调到同一高度。
(3)[1[2]由图乙可知,物距
因为u>2f(f=10.0cm),根据凸透镜成像规律,此时像距v应满足,即像在60.0cm到70.0cm之间,而当前光屏在84.0cm处,所以需要将光屏向左移动。此时成倒立、缩小的实像。
(4)[1]换用一个更厚、焦距更小的透镜,其折光能力变强,像会成在光屏的前方,这和近视眼的原理类似,近视眼是晶状体折光能力太强,像成在视网膜前方。
[2]凹透镜对光有发散作用,近视眼需要佩戴凹透镜进行矫正,所以此时可以在透镜前加一个合适的凹透镜来进行矫正。
16.【答案】(1)
(2)并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;并联电路中,各支路电压都相等,都等于电源电压
(3)不变;增大;不变
【知识点】探究串并联电路中的电流特点实验;探究串、并联电路中的电压规律实验;滑动变阻器的原理及其使用
【解析】【解答】 (1)由图甲可知,R1、R2并联,电流表在R2支路上,电压表与R1并联;电源电压恒为6V,故电压表选用大量程,如下图所示:
(2)分析表中数据可得:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;
同时可得:并联电路中,各支路两端电压都相等,都等于电源电压;
(3)甲图中,R2阻值为;
若将甲图中R2替换为一个最大阻值是30Ω的滑动变阻器,将滑片移到最左端,此时滑动变阻器最大阻值接入电路,替换前后,该支路电阻不变,电压不变,根据,电流表示数与替换前相比不变;
将滑片慢慢向右移动,此过程中,滑动变阻器阻值变小,根据,电流表示数增大,电压表始终测电源电压,所以电压表示数不变。
故答案为:(1); (2)①并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;②并联电路中,各支路两端电压都相等,都等于电源电压;(3)不变;增大;不变。
【分析】 (1)由图甲可知,R1、R2并联,电流表在R2支路上,电压表与R1并联;根据电源电压确定电压表量程;
(2)根据表中数据分析得出结论;
(3)根据表中数据利用欧姆定律求出R2的阻值,据此分析;将滑片慢慢向右移动,据此确定滑动变阻器阻值变化,利用欧姆定律分析电流表示数变化;根据并联电路电压特点确定电压表示数变化。
(1)由图甲可知,、并联,电流表在支路上,电压表与并联,据此将图乙所示实物图补充完整如下:
(2)[1][2]分析表中数据,则有,可得:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;还可以发现,可得:并联电路中,各支路电压都相等,都等于电源电压。
(3)[1]甲图中,阻值为
若将甲图中替换为一个最大阻值是30欧的滑动变阻器,将滑片移到最左端,此时滑动变阻器最大阻值接入电路,替换前后,该支路电阻不变,电压不变,根据,电流表示数与替换前相比不变。
[2][3]将滑片慢慢向右移动,此过程中,滑动变阻器阻值变小,根据,电流表示数增大,电压表始终测电源电压,所以电压表示数不变。
17.【答案】(1)满载排水量8.5万吨,根据密度公式可知,“福建”舰排开海水的体积。
答:“福建”舰排开海水的体积为8.5×104m3。
(2)因为“福建”舰满载静止在海面上,处于漂浮状态,所以“福建”舰受到的重力等于浮力大小,即。
答:“福建”舰受到的重力为8.5×108N。
(3)由速度公式可知,此过程歼-35的平均速度。
答:此过程歼-35的平均速度为40m/s。
【知识点】密度公式及其应用;速度公式及其应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】 (1)满载排水量8.5万吨,利用密度计算公式求得“福建”舰排开海水的体积;(2)“福建”舰满载静止在海面上,处于漂浮状态,所以“福建”舰受到的重力等于浮力;
(3)利用速度计算公式求得歼-35的平均速度。
(1)满载排水量8.5万吨,则“福建”舰排开海水的体积
(2)因为 “福建” 舰满载静止在海面上,处于漂浮状态,所以“福建”舰受到的重力
(3)此过程歼-35的平均速度
18.【答案】(1)由图可知,R1与R2串联,当R2调到最大阻值即R2大=10Ω,在串联电路中,总电阻等于各电阻之和,此时电路总电阻:
R总=R1+R2大=6Ω+10Ω=16Ω;
由欧姆定律可知,电路中的电流:。
答:R2调到最大阻值时,电路中的电流为0.75A。
(2)根据得此时电路的总电阻为:,则R2=R总-R1=12Ω-6Ω=6Ω。
答:电路总功率为12W时,R2的阻值为6Ω
(3)由分析,当总电阻最小时,电路功率最大,所以可变电阻R2=0Ω,只有R1接入电路,此时电路中的功率:;
因为是纯电阻电路,则每分钟电路的发热量:Q=W=P总大t=24W×60s=1440J。
答:将功率调节到最大时,每分钟电路的发热量为1.44×103J。
【知识点】电阻的串联;欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电功率的计算;焦耳定律的应用
【解析】【分析】 (1)由图可知,R1与R2串联,当R2调到最大阻值即R2大=10Ω,根据R总=R1+R2大算出此时电路总电阻,由算出电路中的电流;(2)已知电路总功率P=12W,电源电压U=12V,根据算出此时电路的总电阻,由串联电路电阻的规律算出R2的电阻;
(3)由分析,当总电阻最小时,电路功率最大,所以可变电阻R2=0Ω,只有R1接入电路,根据算出此时电路中的功率,
因为是纯电阻电路,根据Q=W=Pt算出每分钟电路的发热量。
(1)由图可知,与串联,当调到最大阻值即,此时电路总电阻
则电路中的电流
(2)已知电路总功率,电源电压,根据得此时电路的总电阻

(3)由分析,当总电阻最小时,电路功率最大,所以可变电阻,只有接入电路,此时电路中的功率
因为是纯电阻电路,则每分钟电路的发热量
19.【答案】(1)100;
(2)
(3);左
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;杠杆的平衡条件;杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】 (1)水桶的重力为G桶=m桶g=1.0kg×10N/kg=10N,
将空桶静止放置在水平地面上,此时水桶对地面的压力等于重力即F1=G桶=10N,
此时水桶对地面的压强为;当水桶底面距离水面1m时,此时水桶底面受到水的压强为
(2)配重石重力为G石=m石g=5kg×10N/kg=50N,石头对杠杆的拉力等于石块的重力,即F动=G石=50N,空桶的重力为G桶=10N,将空桶悬挂在A端,此时桶尚未接触水面,人不需施加外力,空桶对杠杆的拉力等于桶的重力,即F阻=G桶=10N,
设OA长为L阻,则OB长为L动=L-L阻=3m-L阻,由杠杆平衡条件可知G石×(3m-L阻)=G桶×L阻,
代入数据可得50N×(3m-L阻)=10N×L阻,
解方程可得L阻=2.5m,即OA=2.5m;
(3)OA长为L阻=2.5m,OB长为L动=L-L阻=3m-2.5m=0.5m,石头对杠杆的拉力F动=G石=50N,
设此时左侧绳子对杠杆的拉力为F阻',根据杠杆平衡可知F动L动=F阻'L阻,
代入数据可得50N×0.5m=F阻'×2.5m,
解方程可得左侧绳子对杠杆的拉力为F阻'=10N,
左侧绳子对水桶的拉力为F拉=F阻'=10N;
水桶装满水后总重力为G1=m1g=20kg×10N/kg=200N,
桶受到竖直向下的重力、绳子对它竖直向上的拉力和人对它竖直向上的拉力,处于平衡状态,则有F人=G1-F拉=200N-10N=190N,
由于F人=G1-F拉,若想提水过程更省力一点,即F人小一些,水桶装满水后总重力G1不变,则F拉大一些,又由于F拉=F阻'可知F阻'需要大一些,
由于F动=G石,石头的重力不变,则F动不变,杠杆的总长度不变L=L动+L阻,
根据F动L动=F阻'L阻可知L阻变小,L动变大,即应将O点向左移动。
故答案为:(1)100;1×104;(2)2.5;(3)190;左。
【分析】 (1)根据G=mg计算水桶的重力,将空桶静止放置在水平地面上,此时水桶对地面的压力等于重力,根据计算此时水桶对地面的压强;
当水桶底面距离水面1m时,根据液体压强公式计算此时水桶底面受到水的压强;
(2)根据G=mg计算配重石重力,石头对杠杆的拉力等于配重石重力,将空桶悬挂在A端,此时桶尚未接触水面,人不需施加外力,空桶对杠杆的拉力等于其重力,
设OA长为L阻,据此表示OB长为L动=L-L阻=3m-L阻,根据杠杆平衡条件列方程可得OA;
(3)设此时左侧绳子对杠杆的拉力为F阻',根据杠杆平衡可知F动L动=F阻'L阻,代入数据解方程可得左侧绳子对杠杆的拉力,
左侧绳子对水桶的拉力等于左侧绳子对杠杆的拉力,根据G=mg计算水桶装满水后总重力,
桶受到竖直向下的重力、绳子对它竖直向上的拉力和人对它竖直向上的拉力,处于平衡状态,据此计算人施加的力,想提水过程更省力一点,即F人小一些,水桶装满水后总重力G1不变,则F拉大一些,又由于F拉=F阻'可知F阻'需要大一些,由于F动=G石,石头的重力不变,则F动不变,杠杆的总长度不变L=L动+L阻,根据F动L动=F阻'L阻可知L阻变小,L动变大,据此可知应将O点向哪个方向移动。
(1)[1]水桶未装水时重力为
将空桶静止放置在水平地面上,此时水桶对地面的压力等于重力即
此时水桶对地面的压强为
[2]当水桶底面距离水面1m时,此时水桶底面受到水的压强为
(2)配重石重力为
石头对杠杆的拉力
由第(1)小问分析可知,空桶的重力为,将空桶悬挂在A端,此时桶尚未接触水面,人不需施加外力,空桶对杠杆的拉力
设OA长为,则OB长为,由杠杆平衡条件可知
则有
解得
(3)[1]由第(2)小问分析可知,OA长为,OB长为
石头对杠杆的拉力
设此时左侧绳子对杠杆的拉力为,根据杠杠平衡可知
则有
解得左侧绳子对杠杆的拉力为
左侧绳子对水桶的拉力为
水桶装满水后总重力为
桶受到竖直向下的重力、绳子对它竖直向上的拉力和人对它竖直向上的拉力,处于平衡状态,则有
[2]由于
若想提水过程更省力一点,即小一些,水桶装满水后总重力不变,则大一些,又由于
需要大一些,由于
石头的重力不变,则不变,杠杆的总长度不变
根据
可知变小,变大,即应将O点向左移动。
20.【答案】(1)4;减小
(2)N;强;A端
(3)2;右
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】 (1)由图甲可知,当照度为4klx时,对应点的纵坐标为4,即光敏电阻的阻值为4kΩ;且由图甲可知,照度越大,光敏电阻的阻值越小,即光敏电阻的阻值随照度增加而减小。
(2)在光控电路中,闭合开关后,电流从电磁铁下端流入,根据安培定则,电磁铁上端为N极。
控制电路中,变阻器和光敏电阻、电磁铁串联。照度越大,光敏电阻的阻值越小,则总电阻越小,根据,通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强(当电流大小一定时,电磁铁的线圈匝数越多,磁性越强;当线圈匝数一定时,通过电磁铁的电流越大,磁性越强)。照度越低,光敏电阻的阻值越大,则总电阻越大,根据,通过电磁铁的电流越小,电磁铁的磁性越弱(当电流大小一定时,电磁铁的线圈匝数越多,磁性越强;当线圈匝数一定时,通过电磁铁的电流越大,磁性越强)。当电磁铁的磁性减弱到某个程度时,衔铁自动弹上去,此时补光灯工作,所以若要实现照度低时自动补光,补光灯的C端应接至A端。
(3)弹簧将衔铁弹起自动补光时,控制电路中电流为2mA,总电阻为
此时光照为4klx,光敏电阻的阻值为4kΩ,则滑动变阻器的阻值应调节为R滑=R总-R=6kΩ-4kΩ=2kΩ
自动补光时,控制电路中电流不变,则总电阻不变。若增加补光时间,此时对应照度应变大,对应光敏电阻的阻值减小,则应将滑动变阻器滑片向右边移动,增大变阻器的阻值。
故答案为:(1)4;减小;(2)N;强;A端;(3)2;右。
【分析】(1)由图甲可知,照度越大,光敏电阻的阻值越小,即光敏电阻的阻值随照度增加而减小。
(2)根据安培定则,判断电磁铁的极性。
通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强,通过电磁铁的电流越小,电磁铁的磁性越弱。
(3)根据题意可知,自动补光时,控制电路中电流不变,则总电阻不变。若增加补光时间,此时对应照度应变大,对应光敏电阻的阻值减小,则应将滑动变阻器滑片向右边移动,增大变阻器的阻值。
(1)[1][2]由图甲可知,当照度为4klx时,对应点的纵坐标为4,即光敏电阻的阻值为4 kΩ;且由图甲可知,照度越大,光敏电阻的阻值越小,即光敏电阻的阻值随照度增加而减小。
(2)[1]在光控电路中,闭合开关后,电流从电磁铁下端流入,根据安培定则,电磁铁上端为N极。
[2]控制电路中,变阻器和光敏电阻、电磁铁串联。照度越大,光敏电阻的阻值越小,则总电阻越小,根据,通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强。
[3]照度越低,光敏电阻的阻值越大,则总电阻越大,根据,通过电磁铁的电流越小,电磁铁的磁性越弱。当电磁铁的磁性减弱到某个程度时,衔铁自动弹上去,此时补光灯工作,所以若要实现照度低时自动补光,补光灯的C端应接至A端。
(3)[1]弹簧将衔铁弹起自动补光时,控制电路中电流为2mA,总电阻为
此时光照为4klx,光敏电阻的阻值为4 kΩ,则滑动变阻器的阻值应调节为
[2]自动补光时,控制电路中电流不变,则总电阻不变。若增加补光时间,此时对应照度应变大,对应光敏电阻的阻值减小,则应将滑动变阻器滑片向右边移动,增大变阻器的阻值。
21.【答案】(1)质量
(2)会聚;电磁
(3)4.9;296;3
(4)2;72
【知识点】质量及其特性;密度公式及其应用;功率计算公式的应用;二力平衡的条件及其应用;电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】(1)无人机使用碳纤维制成,根据,体积相等时,碳纤维的密度小,质量小,可减小质量,降低能耗。
(2)摄像头成像和照相机类似,镜头是凸透镜,凸透镜对光有会聚作用。
电磁波可以传递信息,无人机与调度中心,利用电磁波传输影像。
(3)根据质量,计算无人机的重力;
无人机有四旋翼,每个旋翼提供的升力为,当无人机悬停时,受到竖直向下的重力与竖直向上的升力,且平衡,则有,每个旋翼提供的升力为
总升力,发动机消耗功率为
消耗功率为:
悬停可续航时间为:
(4)无人机以10m/s的速度水平巡航,处于平衡状态,受到的推力与阻力二力平衡,则
水平推力的功率:
水平飞行时的总功率:
电池能量供飞行的时间:,飞行速度
飞行路程为。
【分析】(1)体积一定时,密度越小,质量越小;
(2)凸透镜对光有会聚作用;无人机利用电磁波传递信息;
(3)根据G=mg,计算重力,结合旋翼,判断升力;根据,计算续航时间;
(4)根据二力平衡,计算推力,利用P=Fv,计算功率大小;根据总功率,计算续航时间。
(1)无人机机身使用碳纤维制成,碳纤维的密度小,体积相等时,由可知,质量小,因此是为了减小质量,降低能耗。
(2)[1]摄像头光学原理和照相机类似,照相机镜头是凸透镜,因此其中的透镜对光有会聚作用。
[2]电磁波可以传递信息,与调度中心联系用的图传模块利用电磁波传输实时影像。
(3)[1][2][3]无人机受到的重力
无人机为四旋翼无人机,设每个旋翼提供的升力为,当无人机在无风天气状况下悬停时,受到竖直向下的重力与竖直向上的升力为平衡力,则有
每个旋翼提供的升力为
总升力
发动机提供的升力和消耗的功率之比称为升力力效,则发动机消耗功率为
消耗功率为
悬停可续航时间为
(4)[1][2]无人机在无风天气以10m/s的速度水平巡航,处于平衡状态,受到的水平推力与阻力二力平衡,则有
水平推力的功率
水平飞行时的总功率
电池能量足以供其飞行的时间
飞行速度
飞行路程为
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