2025年中考复习三轮冲刺 【中考物理综合测试三 】
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共15分。)
1.2025年4月19日7时30分,20支人形机器人赛队与人类跑者共同站在北京亦庄全程21.0975公里的赛道上。随着一声枪响,全球首场“人机共跑”半程马拉松赛事正式开跑。机器人跑步过程中将消耗的电能转化为________能。机器人静止站在路面上时,所受重力与支持力是一对______(选填“平衡”或“相互作用”)力。
2.小明在湖边游玩时,看到了一些光现象。
(1)茂密的树下有一个个圆形的小光斑,是由于______而形成的太阳“像”。
(2)看到的湖水中游动的“鱼”比其实际位置要______选填“深”或“浅”。
(3)湖中孔桥的“倒影”,是由于光的______而形成的虚像。
3.如图,是离开手后的篮球在空中的运动轨迹,若B和D点等高,则篮球在B点的机械能______选填“大于”、“等于”或“小于”在D点的机械能。整个过程中机械能的总量______选填“守恒”或“不守恒”。
4.小明喜欢喝茶,他在家中用煤气灶烧水泡茶。将初温为20℃,质量为2kg的一壶水加热到100℃,这是通过_____的方式改变水的内能。如果煤气完全燃烧放出的热量只有80%被水吸收,则至少需要燃烧_____kg的煤气;泡好的茶水散发出清香,这是_____现象。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),煤气的热值为4.2×107J/kg]
5. 某家用电热壶有“加热”和“保温”两个挡位,其简化电路如图甲所示,电热丝R1=48.4Ω,R2=435.6Ω.小明同学为了测量电热壶的实际功率,他把家中的其它用电器都与电源断开,仅让电热壶工作,1min内电能表(如图乙)的转盘转动了16转。开关S接“1”时,电热壶为 _______挡位,测量时电热壶的实际加热功率为 ________W,电热壶在额定电压下,保温10min消耗的电能为 __________J.
2024年3月28日,小米SU7官宣上市,27分钟的5000台预定数据引爆全场,作为一台新能源汽车,其中不同的部件(电池,电动机,后视镜,轮胎,行车记录仪等等)中都运用到物理知识。请以一个部件或者设计为例,说明其中蕴含的所学过的物理知识。
部件(或设计):_________________;
相关的物理知识:________________________________。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7~12题,每小题只有一个选项符合题目要求;第13~14题,每小题有两个选项符合题目要求,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。)
7.下面列举的是一些物态变化在生活中的应用,相关说法正确的是【 】
A.冬季,在菜窖里放几桶水可以防止菜被冻坏,是利用了水汽化吸热
B.牙科医生检查牙齿时,在小镜子伸进口腔前先放在酒精灯火焰上烤一烤可以防止小镜子起雾,是利用了熔化放热
C.在火箭发射台下方建造水池可以防止火箭发射台因为高温熔化,是利用了液化放热
D.夏天,在食品运输车里放些干冰降温,是利用了干冰升华吸热
8.如图所示的生产生活实例中,用压强知识解释正确的是【 】
A.甲图中,破窗锤是通过减小受力面积的方式增大压强
B.乙图中,用高压锅做饭是利用水的沸点会随着气压的减小而升高
C.丙图中,三峡大坝设计成下宽上窄是由于液体的压强随深度的增加而减小
D.丁图中,从漏斗口用力向下吹气,乒乓球不会掉落是由于气体流速大的位置压强大
9.《天工开物》中记载的“六桨课船”(课船:运税银的船)如图所示,关于“六桨课船”下列说法正确的是【 】
A.船桨是一种杠杆
B.“六桨课船”只受浮力作用
C.船桨的机械效率大于100%
D.“六桨课船”浸入水中的体积与运载税银的质量无关
10.2024年6月2日,在鹊桥二号中继星的支持下,嫦娥六号着陆器和上升器组合体成功着陆在月球背面,实现了人类首次在月背样品采集。我国积极开展国际合作,嫦娥六号还搭载了激光角反射器等多国的实验装置,下列相关说法正确的是【 】
A.采集的样品返回地球后质量会减小
B.太阳能电池是将光能转化为内能的
C.激光角反射器能使光线方向改变90°
D.控制中心利用电磁波通过鹊桥二号实现对嫦娥六号的控制
11.如图为家庭电路中空气开关的原理图,P为电磁铁,Q为衔铁,下列分析正确的是【 】
A. 空气开关跳闸,一定是电路的总功率过大
B. 电流过大时,图中P的磁性增强,吸引Q向左偏转,弹簧拉起S切断电路
C. 将电饭锅接入三孔插座,电饭锅的金属外壳与电源线的零线相连
D. 图中P的左端为N极
12.五一假期期间,小明和家人一起去海边旅行,乘坐高铁时发现需要通过“刷脸”进站,乘客进站时需面对摄像头,经系统自动拍照扫描等,确认相关信息后,即可通过进站。下列说法正确的是【 】
A.“刷脸”时,人脸属于光源
B. “刷脸”时,人脸与摄像头的距离应该大于镜头焦距、小于镜头二倍焦距
C. 摄像头的成像特点与投影仪的成像特点相同
D. “刷脸”时,面部经摄像头成倒立、缩小的实像
13.(双选题)如图所示,将两个完全相同的木块分别放入盛有甲、乙两种不同液体的相同烧杯中,木块静止时两容器中液面相平。以下说法正确的是【 】
A.木块在乙液体中排开液体的质量较大
B.木块在甲、乙两种液体中所受浮力相同
C.两木块下表面所受液体的压强不相同
D.两烧杯底部所受液体的压强不相同
14.(双选题)如图所示电路,电源电压恒为6V,小灯泡L上标有“4.5V 0.3A”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)。电流表量程选择“0~0.6A”,电压表量程选择“0~3V”,滑动变阻器R规格为“30Ω 1A”。闭合开关S,为保证电路安全。在移动滑片P的过程中,下列选项正确的是【 】
A.小灯泡的最大电功率是1.35W
B.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是15~30Ω
C.电压表的示数变化范围是0~3V
D.该电路的最大总功率是1.2W
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分。)
15.如图,向碗中加水至图示位置,请画出人眼刚好看到硬币上P点的光路图。
16. 如图甲表示运动员在北京冬奥会上沿赛道向上滑行的情景,请在图乙中以0点为力的作用点,画出运动员受到的重力和摩擦力的示意图。
四、实验探究题(本题共3小题,第17题5分,第18题6分,第19题8分,共19分。)
17. 小聪和小明利用如图所示的装置测量小车沿斜面滑行的平均速度。
(1)该实验除图示器材外,还需要的测量仪器是:______;
(2) 小聪和小明每次实验时,都让小车从A点由静止自由滑下,分别测出小车从A点到达点的时间tAB和从A点到达C点的时间tAC,由于操作时比较紧张,在测量tAB的过程中,小车过了点,小明才停止计时,则测得AB段的平均速度vAB会偏______(选填“大”或“小”);
(3)在老师的指导下,他们添加金属片辅助计时,操作熟练后测得tAB=1.6s,则测得AB段的平均速度vAB=_____m/s.
(4)为了测量小车运动过程中下半程的平均速度,小明让小车从B点由静止释放,测出小车到达C点的时间,从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度。小明的做法正确吗 ;理由是: 。
18.某小组同学在“探究影响浮力大小的因素”实验中,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:
①与物体浸没在液体中的深度有关;
②与物体排开液体的体积有关;
③与液体的密度有关。
实验器材有:弹簧测力计、烧杯、金属块、水、盐水(ρ盐水>ρ水)。
小明先用弹簧测力计测出金属块所受的重力,然后将金属块慢慢浸入液体中不同深度。实验步骤如图a、b、c、d、e所示(液体均未溢出),并将弹簧测力计的示数记录下来。
(1)分析数据可知,金属块浸没在水中时受到的浮力大小是 N;金属块浸没在盐水中时受到的浮力大小是 N;
(2)分析实验步骤a、c、d可知,在同种液体中,物体所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”)。分析 (填序号)三个实验步骤可知,在同种液体中,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大;分析实验步骤a、d、e可知,在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力 ;
(3)若先完成步骤c,再完成步骤a,则测得的浮力将 (选填“偏大”或“偏小”);
(4)该小组同学完成本次实验后,又用获得的数据求出了金属块的体积为 m3,盐水的密度为 kg/m3.
19.在测量小灯泡电功率的实验中,已知灯泡额定电压U=2.5V,电源电压保持不变。
(1)用笔画线代替导线把甲图电路连接完整。
(2)调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V,此时电流表示数(如图乙)为 A,则小灯泡的额定功率是 W.
(3)如果没有电压表,用如图丙所示电路也可测小灯泡的额定功率。其中,定值电阻的阻值为R0.先断开开关S2、闭合开关S、S1,调节滑动变阻器,使电流表的示数为;再保持变阻器滑片的位置不变,只断开开关 、闭合其它开关,读出电流表示数为I,灯泡额定功率的表达式为P额= (用R0、U额、I的代数式表示)。
五、综合应用题(本题共2小题,第20题8分,第21题8分,共16分。)
20.如图所示的洒水车空车状态下以 36km/h 的速度在平直路面上匀速行驶时受到的牵引力为800N ,求:
(1)洒水车匀速行驶时牵引力的功率是多大?
(2)洒水车空车状态下以 36km/h 的速度匀速直线行驶 5min ,这段时间洒水车牵引力所做的功为多少?
(3)洒水车发动机的效率为40% ,则这5min 内消耗燃油所放出的热量是多少?
21.为实现自动控制,小明同学利用电磁继电器(电磁铁线圈电阻不计)制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温调奶器,其电路图如图甲所示。控制电路中的电源电压U1=3V,定值电阻R0=50Ω,热敏电阻R的阻值随温度变化的图像如图乙所示。工作电路中的电源电压U2=220V,R1=836Ω,R2=44Ω.已知恒温调奶器的容量为2kg,水温达到80℃时衔铁会跳起。水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)
(1)求衔铁刚跳起时,通过电磁铁线圈中的电流;
(2)求工作电路在保温状态下的电功率;
(3)当调奶器装满温度为25℃的水,加热元件工作500s后衔铁跳起,求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率。2025年中考复习三轮冲刺 【中考物理综合测试三 】
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共15分。)
1.2025年4月19日7时30分,20支人形机器人赛队与人类跑者共同站在北京亦庄全程21.0975公里的赛道上。随着一声枪响,全球首场“人机共跑”半程马拉松赛事正式开跑。机器人跑步过程中将消耗的电能转化为________能。机器人静止站在路面上时,所受重力与支持力是一对______(选填“平衡”或“相互作用”)力。
【答案】机械(或动) 平衡
【解析】参加半程马拉松比赛的机器人跑步过程中,电池放电将存储的化学能转化为电能提供给机器人,机器人将电能转化为机械能使机器人运动。消
机器人静止站在路面上时处于平衡状态,受平衡力作用。机器人受到竖直向下的重力和路面对它竖直向上的支持力。这两个力是一对平衡力。
2.小明在湖边游玩时,看到了一些光现象。
(1)茂密的树下有一个个圆形的小光斑,是由于______而形成的太阳“像”。
(2)看到的湖水中游动的“鱼”比其实际位置要______选填“深”或“浅”。
(3)湖中孔桥的“倒影”,是由于光的______而形成的虚像。
【答案】(1)光的直线传播 (2)浅 (3)反射
【解析】(1)茂密的树荫下有一个个圆形的小光斑,这是太阳光通过树叶缝隙所成的太阳缩小的实像,属于小孔成像现象,是由于光沿直线传播而形成的。
(2)水中的鱼反射的光线透过水面折射进入人眼,此时光在水面处发生折射,折射角大于入射角,即人眼逆着折射光线的方向看去,看到的是光经水面折射所形成的鱼的虚像,且虚像在实际鱼的上方,所以从岸上看到水中“鱼”的位置比鱼实际位置要浅一些。
(3)湖中的孔桥的倒影,是平面镜反射所成的孔桥的等大虚像,是由于光的反射而形成的。
3.如图,是离开手后的篮球在空中的运动轨迹,若B和D点等高,则篮球在B点的机械能______选填“大于”、“等于”或“小于”在D点的机械能。整个过程中机械能的总量______选填“守恒”或“不守恒”。
【答案】大于 不守恒
【解析】篮球离开手后在空中运动过程中要克服空气阻力做功,一部分机械能转化为内能,机械能逐渐减小,因此B点机械能大于D点机械能,整个过程中机械能不守恒。
4.小明喜欢喝茶,他在家中用煤气灶烧水泡茶。将初温为20℃,质量为2kg的一壶水加热到100℃,这是通过_____的方式改变水的内能。如果煤气完全燃烧放出的热量只有80%被水吸收,则至少需要燃烧_____kg的煤气;泡好的茶水散发出清香,这是_____现象。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),煤气的热值为4.2×107J/kg]
【答案】热传递 0.02 扩散
【解析】(1)用煤气灶烧水时,水吸收热量,内能增大,这是通过热传递改变水的内能的。
(2)水吸收的热量
由η=Q吸/Q放得,烧水消耗的煤气完全燃烧放出的热量
由Q放=qm得,需要完全燃烧煤气的质量
(3)泡好的茶水散发出清香,这是由于分子不停地做无规则运动引起的物质扩散现象。
5. 某家用电热壶有“加热”和“保温”两个挡位,其简化电路如图甲所示,电热丝R1=48.4Ω,R2=435.6Ω.小明同学为了测量电热壶的实际功率,他把家中的其它用电器都与电源断开,仅让电热壶工作,1min内电能表(如图乙)的转盘转动了16转。开关S接“1”时,电热壶为 _______挡位,测量时电热壶的实际加热功率为 ________W,电热壶在额定电压下,保温10min消耗的电能为 __________J.
【答案】加热 800 6×104
【解析】(1)由图甲可知,当开关S接2时,R1、R2串联,根据串联电路中的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最大,由P=UI=U2/R可知,电路的总功率最小,电热壶处于保温挡;当开关S接1时,只有R1工作,电路的总电阻最小,总功率最大,电热壶处于加热挡。
(2)图乙中电能表表盘上所标参数1200r/(kW h),表示接在该电能表上的用电器每消耗1kW h电能,电能表的转盘转过1200转,则电能表的转盘转过16转,电热壶消耗的电能
电热壶的实际加热功率
(3)根据串联电路中的电阻特点和P=UI=U2/R可知,电热壶的额定保温功率
由P=W/t得,电热壶保温10min消耗的电能
2024年3月28日,小米SU7官宣上市,27分钟的5000台预定数据引爆全场,作为一台新能源汽车,其中不同的部件(电池,电动机,后视镜,轮胎,行车记录仪等等)中都运用到物理知识。请以一个部件或者设计为例,说明其中蕴含的所学过的物理知识。
部件(或设计):_________________;
相关的物理知识:________________________________。
【答案】 部件:电动机 相关的物理知识:通电线圈在磁场中受力转动
【解析】部件:电动机 相关的物理知识:通电线圈在磁场中受力转动。
部件:电池 相关的物理知识:充电时将电能转化为化学能;放电时将化学能转化为电能
部件:后视镜 相关的物理知识:利用凸面镜对光线具有发散作用,扩大视野
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7~12题,每小题只有一个选项符合题目要求;第13~14题,每小题有两个选项符合题目要求,全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。)
7.下面列举的是一些物态变化在生活中的应用,相关说法正确的是【 】
A.冬季,在菜窖里放几桶水可以防止菜被冻坏,是利用了水汽化吸热
B.牙科医生检查牙齿时,在小镜子伸进口腔前先放在酒精灯火焰上烤一烤可以防止小镜子起雾,是利用了熔化放热
C.在火箭发射台下方建造水池可以防止火箭发射台因为高温熔化,是利用了液化放热
D.夏天,在食品运输车里放些干冰降温,是利用了干冰升华吸热
【答案】D
【解析】A.冬季,在菜窖里放几桶水可以防止菜被冻坏,是利用了水凝固放热;
B.牙科医生检查牙齿时,在小镜子伸进口腔前先放在酒精灯火焰上烤一烤可以防止小镜子起雾,是由于水蒸气遇冷温度降低液化形成小水珠,小镜子温度高时,水蒸气不易发生液化现象;
C.在火箭发射台下方建造水池可以防止火箭发射台因为高温熔化,是利用了水汽化吸热;
D.夏天,在食品运输车里放些干冰降温,由于干冰极易升华,而升华吸收热量,防止食品受热腐烂。
8.如图所示的生产生活实例中,用压强知识解释正确的是【 】
A.甲图中,破窗锤是通过减小受力面积的方式增大压强
B.乙图中,用高压锅做饭是利用水的沸点会随着气压的减小而升高
C.丙图中,三峡大坝设计成下宽上窄是由于液体的压强随深度的增加而减小
D.丁图中,从漏斗口用力向下吹气,乒乓球不会掉落是由于气体流速大的位置压强大
【答案】A
【解析】A.物体所受压强跟压力、受力面积有关,压力越大,受力面积越小,压强越大。破窗锤头部做的较尖,是通过减小受力面积增大压强的;
B.液体表面上方的气压越高,沸点越高。高压锅做饭是利用水的沸点会随着气压的增大而升高;
C.同种液体的深度越深,压强越大。三峡大坝设计成下宽上窄是由于液体的压强随深度的增加而增加;
D.在流体中流速越大的位置,压强越小。从漏斗口用力向下吹气,乒乓球不会掉落是由于气体流速大的位置压强小。
9.《天工开物》中记载的“六桨课船”(课船:运税银的船)如图所示,关于“六桨课船”下列说法正确的是【 】
A.船桨是一种杠杆
B.“六桨课船”只受浮力作用
C.船桨的机械效率大于100%
D.“六桨课船”浸入水中的体积与运载税银的质量无关
【答案】A
【解析】A.船桨相当于费力杠杆;
B.“六桨课船”受浮力与重力作用,浮力和重力平衡;
C.划桨使“六桨课船”前进时,要克服额外阻力做额外功,船桨的机械效率小于100%;
D.运载税银的质量越大,“六桨课船”和税银的总质量越大,船所受的总重力越大,船漂浮在水面受到的浮力等于船和税银的总重力,由F浮=G排=m排g=ρ水V排g得,运载税银的质量越大,“六桨课船”浸入水中的体积越大。
10.2024年6月2日,在鹊桥二号中继星的支持下,嫦娥六号着陆器和上升器组合体成功着陆在月球背面,实现了人类首次在月背样品采集。我国积极开展国际合作,嫦娥六号还搭载了激光角反射器等多国的实验装置,下列相关说法正确的是【 】
A.采集的样品返回地球后质量会减小
B.太阳能电池是将光能转化为内能的
C.激光角反射器能使光线方向改变90°
D.控制中心利用电磁波通过鹊桥二号实现对嫦娥六号的控制
【答案】D
【解析】A.质量是物质的一种基本属性,跟物体形状、状态、空间位置等无关,故采集的样品返回地球后质量不变;
B.太阳能电池是将光能转化为电能的;
C.激光角反射器能使光经过两次反射后沿原来方向的相反方向反射回去,故使光线方向改变180°;
D.电磁波可以传递信息,可以在真空中传播,故控制中心利用电磁波通过鹊桥二号实现对嫦娥六号的控制。
11.如图为家庭电路中空气开关的原理图,P为电磁铁,Q为衔铁,下列分析正确的是【 】
A. 空气开关跳闸,一定是电路的总功率过大
B. 电流过大时,图中P的磁性增强,吸引Q向左偏转,弹簧拉起S切断电路
C. 将电饭锅接入三孔插座,电饭锅的金属外壳与电源线的零线相连
D. 图中P的左端为N极
【答案】B
【解析】A.电路中电流过大时,空气开关跳闸,可能是电路的总功率过大,也可能是发生了短路;
B.电磁铁的磁性强弱与电流的大小有关,电流增大时,图中P的磁性增强,当磁性增强到一定值时,吸引衔铁Q向左转动,弹簧拉起S切断电路;
C.三孔插座的上孔接地线,将电饭锅接入三孔插座,电饭锅的金属外壳通过上孔接地线;
D.由图可知,电流从P的左端流入,右端流出,由安培定则可知,图乙中P的右端为N极,左端为S极。
12.五一假期期间,小明和家人一起去海边旅行,乘坐高铁时发现需要通过“刷脸”进站,乘客进站时需面对摄像头,经系统自动拍照扫描等,确认相关信息后,即可通过进站。下列说法正确的是【 】
A.“刷脸”时,人脸属于光源
B. “刷脸”时,人脸与摄像头的距离应该大于镜头焦距、小于镜头二倍焦距
C. 摄像头的成像特点与投影仪的成像特点相同
D. “刷脸”时,面部经摄像头成倒立、缩小的实像
【答案】D
【解析】A.人脸自身不能发光,不是光源;
BCD.摄像头成像原理和照相机成像相同,物距大于二倍焦距时,成倒立缩小实像。所以“刷脸”时,人脸与摄像头的距离应大于镜头二倍焦距。
13.(双选题)如图所示,将两个完全相同的木块分别放入盛有甲、乙两种不同液体的相同烧杯中,木块静止时两容器中液面相平。以下说法正确的是【 】
A.木块在乙液体中排开液体的质量较大
B.木块在甲、乙两种液体中所受浮力相同
C.两木块下表面所受液体的压强不相同
D.两烧杯底部所受液体的压强不相同
【答案】BD
【解析】AB、两个完全相同的木块均漂浮,处于平衡状态,所受浮力大小等于所受重力大小,故所受浮力相同;根据阿基米德原理,两个木块漂浮时排开液体所受重力相等,根据G=mg可知,两个木块排开液体质量也相等;
C.两木块上表面均未浸入液体,根据浮力产生的原因可知,两木块下表面受到液体向上的压力即为液体对木块的浮力,则两木块下表面受到的液体压力相等,两木块下表面的面积相等,根据p=可知,两木块下表面所受液体的压强相同;
D. 两木块所受浮力相等,但甲液体中木块浸入的体积小于乙液体中木块浸入的体积,由F浮=G排=m排g=ρ液gV排可知,甲液体密度大于乙液体密度,当液面高度相同时,根据p=ρ液gh可知,甲容器底部受到的液体压强大于乙容器底部受到的液体压强。
14.(双选题)如图所示电路,电源电压恒为6V,小灯泡L上标有“4.5V 0.3A”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)。电流表量程选择“0~0.6A”,电压表量程选择“0~3V”,滑动变阻器R规格为“30Ω 1A”。闭合开关S,为保证电路安全。在移动滑片P的过程中,下列选项正确的是【 】
A.小灯泡的最大电功率是1.35W
B.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是15~30Ω
C.电压表的示数变化范围是0~3V
D.该电路的最大总功率是1.2W
【答案】BD
【解析】A.由电路图可知,灯泡与滑动变阻器R串联,电压表测量灯泡两端的电压,电流表测量电路中的电流。因串联电路中各处的电流相等,且滑动变阻器R允许通过的最大电流为1A,电流表使用的量程为0~0.6A,灯泡的额定电流为0.3A,由I=得,灯泡的电阻RL=U额/I额=4.5V/0.3A=15Ω,电压表使用的量程为0~3V,则灯泡两端最大电压为 U最大=3V,小灯泡的最大电功率是P最大=(U最大)2/RL==0.6W;
B.灯泡两端最大电压为3V时,此时电流最大为0.2A,滑动变阻器接入电路的电阻最小,由串联电路中的电压规律得,此时滑动变阻器两端的电压U滑小=U﹣U最大=6V﹣3V=3V,滑动变阻器接入电路的最小电阻R滑最小===15Ω;当滑动变阻器接入电路的电阻最大为30Ω时,电路中的电流最小,故滑动变阻器接入电路中的电阻值变化范围为15Ω~30Ω;
C.电路中的最小电流:Imin=U/R总最大===A,由欧姆定律得,灯泡两端的最小电压(电压表的最小示数)Umin=IminRL=A×15Ω=2V,所以电压表的示数变化范围为2V~3V;
D.为了不损坏电路元件,电路中的最大电流Imax===0.2A,电路的最大总功率Pmax=UImax=6V×0.2A=1.2W.
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分。)
15.如图,向碗中加水至图示位置,请画出人眼刚好看到硬币上P点的光路图。
【答案】
【解析】眼睛在图示位置恰好能够看到硬币上P点,说明此时的折射光线沿着碗的上沿进入人的眼睛,从而作出进入眼睛的折射光线,得到光线和水面的交点,连接P点和交点,即可作出从P点射到水面的入射光线。
16. 如图甲表示运动员在北京冬奥会上沿赛道向上滑行的情景,请在图乙中以0点为力的作用点,画出运动员受到的重力和摩擦力的示意图。
【答案】
【解析】滑雪运动员受到的重力竖直向下,沿斜面向上滑行时,受到的摩擦力平行于斜面向下,从运动员重心O开始,分别沿重力和摩擦力的方向画一条有向线段,并分别用G和f表示。
四、实验探究题(本题共3小题,第17题5分,第18题6分,第19题8分,共19分。)
17. 小聪和小明利用如图所示的装置测量小车沿斜面滑行的平均速度。
(1)该实验除图示器材外,还需要的测量仪器是:______;
(2) 小聪和小明每次实验时,都让小车从A点由静止自由滑下,分别测出小车从A点到达点的时间tAB和从A点到达C点的时间tAC,由于操作时比较紧张,在测量tAB的过程中,小车过了点,小明才停止计时,则测得AB段的平均速度vAB会偏______(选填“大”或“小”);
(3)在老师的指导下,他们添加金属片辅助计时,操作熟练后测得tAB=1.6s,则测得AB段的平均速度vAB=_____m/s.
(4)为了测量小车运动过程中下半程的平均速度,小明让小车从B点由静止释放,测出小车到达C点的时间,从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度。小明的做法正确吗 ;理由是: 。
【答案】(1)秒表 (2)小 (3)0.25 (4)不正确 所测时间不是小车由A点到C点运动过程中通过下半程的运动时间
【解析】(1)测量物体运动的平均速度的实验所依据的原理是,根据,实验中要用刻度尺测量物体通过的路程,用秒表测量物体运动的时间。
(2)在测量tAB的过程中,小车过了B点才停止计时,则测得通过AB段的时间偏大,根据,测得小车通过AB段的平均速度vAB会偏小。
(3)图中使用的刻度尺的分度值为1cm,AB段的路程为SAB=80.0cm-40.0cm=40.0cm=0.4m
则AB段的平均速度
(4)不正确,所测时间不是小车由A点到C点运动过程中通过下半程的运动时间(或小车从A到C的过程中通过B点时的速度不为0;或小车通过AC段的时间与AB段的时间之差才是下半程BC段的时间)。
18.某小组同学在“探究影响浮力大小的因素”实验中,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:
①与物体浸没在液体中的深度有关;
②与物体排开液体的体积有关;
③与液体的密度有关。
实验器材有:弹簧测力计、烧杯、金属块、水、盐水(ρ盐水>ρ水)。
小明先用弹簧测力计测出金属块所受的重力,然后将金属块慢慢浸入液体中不同深度。实验步骤如图a、b、c、d、e所示(液体均未溢出),并将弹簧测力计的示数记录下来。
(1)分析数据可知,金属块浸没在水中时受到的浮力大小是 N;金属块浸没在盐水中时受到的浮力大小是 N;
(2)分析实验步骤a、c、d可知,在同种液体中,物体所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”)。分析 (填序号)三个实验步骤可知,在同种液体中,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大;分析实验步骤a、d、e可知,在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力 ;
(3)若先完成步骤c,再完成步骤a,则测得的浮力将 (选填“偏大”或“偏小”);
(4)该小组同学完成本次实验后,又用获得的数据求出了金属块的体积为 m3,盐水的密度为 kg/m3.
【答案】(1)2 2.2 (2)无关 a、b、c 越大 (3)偏大 (4)2×10﹣4 1.1×103
【解析】(1)由实验步骤a、c或a、d得,金属块浸没在水中时受到的浮力大小为
F浮=G﹣F=4.8N﹣2.8N=2N
由实验步骤a、e得,金属块浸没在盐水中时受到的浮力大小为
F浮′=G﹣F′=4.8N﹣2.6N=2.2N
(2)分析a、c、d三次实验可知,液体的密度和金属块排开液体的体积相同,金属块浸没在水中深度增加,弹簧测力计的示数不变,金属块所受浮力不变,说明浮力大小跟物体浸没在液体中的深度无关;
要验证浮力大小与物体排开液体体积的关系,需要控制液体的密度相同,排开液体的体积不同,需要进行实验步骤a、b、c;
分析a、d、e三次实验可知,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,且液体的密度越大,弹簧测力计的示数越小,物体所受浮力越大,所以可以得出结论:在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越大;
(3)若先完成实验步骤c,再完成实验步骤a,由于金属块沾有水,导致所测物体所受重力偏大,由此测得的金属块受到的浮力偏大;
(4)由G=mg得,金属块的质量m===0.48kg,
金属块完全浸没在水中,由F浮=G排=m排g=ρ液gV排可得,金属块的体积
V=V排===2×10﹣4m3,
由F浮=G排=m排g=ρ液gV排得,盐水的密度
ρ盐水===1.1×103kg/m3。
19.在测量小灯泡电功率的实验中,已知灯泡额定电压U=2.5V,电源电压保持不变。
(1)用笔画线代替导线把甲图电路连接完整。
(2)调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V,此时电流表示数(如图乙)为 A,则小灯泡的额定功率是 W.
(3)如果没有电压表,用如图丙所示电路也可测小灯泡的额定功率。其中,定值电阻的阻值为R0.先断开开关S2、闭合开关S、S1,调节滑动变阻器,使电流表的示数为;再保持变阻器滑片的位置不变,只断开开关 、闭合其它开关,读出电流表示数为I,灯泡额定功率的表达式为P额= (用R0、U额、I的代数式表示)。
【答案】(1)如图所示 (2)0.28 0.7 (3)S1 U额(I﹣)
【解析】(1)选择滑动变阻器电阻线的一端接线柱和小灯泡右端接线柱相连接;
(2)调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V,电流表使用的是0~0.6A量程,对应的分度值为0.02A,此时电流表示数为0.28A,则小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.28A=0.7W;
(3)在图丙所示电路中,先断开开关S2、闭合开关S、S1,调节滑动变阻器,使电流表的示数为,小灯泡两端电压等于额定电压U额,小灯泡正常发光;再保持滑动变阻器的滑片位置不变,只断开开关S1、闭合其它开关,读出电流表示数为I,此时电流表测量小灯泡与定值电阻并联电路的总电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,小灯泡仍正常发光,根据并联电路中电流的规律得,小灯泡的额定电流为I﹣;灯泡额定功率的表达式为
P额=U额(I﹣)
五、综合应用题(本题共2小题,第20题8分,第21题8分,共16分。)
20.如图所示的洒水车空车状态下以 36km/h 的速度在平直路面上匀速行驶时受到的牵引力为800N ,求:
(1)洒水车匀速行驶时牵引力的功率是多大?
(2)洒水车空车状态下以 36km/h 的速度匀速直线行驶 5min ,这段时间洒水车牵引力所做的功为多少?
(3)洒水车发动机的效率为40% ,则这5min 内消耗燃油所放出的热量是多少?
【答案】(1)8000W (2)2.4×106J (3)6×106J
【解析】 (1)根据题意可知,洒水车空车状态下匀速行驶的速度为 v=36km/h=10m/s, 牵引力 F 牵引=800N,洒水车匀速行驶时牵引力的功率为
(2)洒水车空车状态下以36km/h的速度匀速行驶5min ,所用时间为 t=5min=300s ,由得,牵引力所做的功为 W=Pt=8000W×300s=2.4×106J
(3)洒水车发动机的效率为η=40% ,由得,消耗的燃油完全燃烧放出的热量为
21.为实现自动控制,小明同学利用电磁继电器(电磁铁线圈电阻不计)制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温调奶器,其电路图如图甲所示。控制电路中的电源电压U1=3V,定值电阻R0=50Ω,热敏电阻R的阻值随温度变化的图像如图乙所示。工作电路中的电源电压U2=220V,R1=836Ω,R2=44Ω.已知恒温调奶器的容量为2kg,水温达到80℃时衔铁会跳起。水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)
(1)求衔铁刚跳起时,通过电磁铁线圈中的电流;
(2)求工作电路在保温状态下的电功率;
(3)当调奶器装满温度为25℃的水,加热元件工作500s后衔铁跳起,求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率。
【答案】(1)0.02A (2)55W (3)4.62×105J 84%
【解析】(1)由图可知当温度为80℃时,热敏电阻的阻值为100Ω,控制电路的总电阻
R控=R+R0=100Ω+50Ω=150Ω
衔铁刚弹起时,通过电磁铁线圈的电流
(2)当衔铁被吸下时,动触点与静触点b接触,工作电路中只有R2通电工作,此时工作电路的电阻最小,由P=UI=U2/R可知,此时工作电路的电功率最大,处于加热状态。当衔铁跳起时,动触点与静触点a接触,R1和R2串联接入工作电路时,此时工作电路的总电阻最大,此时工作电路的电功率最小,处于保温状态。保温功率为
(3)水加热过程中吸收的热量为
Q吸=c水m(t水-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(80℃-25℃)=4.62×105J
恒温调奶器加热状态下的电功率
由P=W/t得,调奶器加热状态下500s内消耗的电能W=P加t加=1100W×500s=5.5×105J
恒温调奶器的加热效率