2025年湖北省武汉市武昌区中考物理五调试卷
一、选择题(本题包括20小题,每小题只有一个选项符合题意。每小题3分,共60分)
1.(3分)下列和声现象有关的情境,说法正确的是( )
A.情境甲,声音由物体振动产生,只要物体振动人耳就能听到声音
B.情境乙,古筝演奏中拨动不同琴弦时发出声音的音调不同
C.情境丙,让空气逐渐进入真空玻璃罩时,听到闹钟的声音会变
D.情境丁,摩托车的消音器,是在传播过程中减弱噪声的
2.(3分)如图中的四幅图与诗句“掬水月在手,弄花香满衣”所涉及的光现象相同的是( )
A.日晷计时
B.楼台倒影
C.筷子弯折
D.林间光斑
3.(3分)过去常用的冰箱利用了一种叫氟利昂的物质作为热的“搬运工”,如图表示出了电冰箱的构造和原理,下列说法正确的是( )
A.炎热的夏天打开冰箱门可以看到“白气”,这是液化现象
B.氟利昂在冷凝器内汽化、吸热,把冰箱内的热放出
C.氟利昂在冰冻室内液化、放热,使冰箱内的温度降低
D.从冰箱内拿出的冰冻饮料会“冒汗”,这是熔化现象
4.(3分)三峡水电站是当今世界上装机容量最大的水电站,三峡大坝横跨长江,雄伟壮丽(如图)。下列说法错误的是( )
A.水力发电是将机械能转化为电能
B.利用大坝提高水位的目的是储蓄更多机械能
C.大力发展水力发电是因为水能是可再生能源
D.水力发电说明能量的转化和转移,不都是有方向性的
5.(3分)2024年巴黎奥运会乒乓球比赛,中国队包揽全部五枚金牌,如图是我国男团双打的比赛场景。关于乒乓球运动中蕴含的力学知识,下列说法正确的是( )
A.球台对地面的压力和球台自身重力是一对平衡力
B.击球时为了使球旋转,球拍一面要粘上粘性胶皮减小摩擦
C.乒乓球的质量小,所以容易被快速抽杀
D.乒乓球在空中飞行时受到了向前的惯性力
6.(3分)一个图钉帽的面积是0.8cm2,图钉尖的面积是5×10﹣4cm2,手指对钉帽的压力是20N,手对图钉帽的压强和图钉尖对墙的压强分别是( )
A.2.5×105Pa,2.5×105Pa
B.2.5×105Pa,4×108Pa
C.4×108Pa,4×108Pa
D.4×108Pa,2.5×105Pa
7.(3分)如图甲所示,在一个罐子的盖和底各开两个小洞,将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定,如图乙为其截面图。做好后如图丙所示,将该罐子从斜面A点由静止释放,滚到水平面D点停止,然后返回,自行滚上斜面的B点停止后又滚下斜面……如此往返,最后停在水平面上。下列说法正确的是( )
A.罐子从A点滚到D点的过程中,动能先增大后减小
B.罐子从D点滚到C点过程中,弹性势能全部转化为动能
C.第一次来回滚动过程中,两次经过C点的动能大小相同
D.罐子滚动过程中,机械能总量保持不变
8.(3分)如图甲所示溢水杯质量m1=40g,该溢水杯装满液体时液体体积为V液=450mL,溢水杯内径面积为S1=30cm2,溢水杯外径面积为S2=32cm2;现在将溢水杯装满密度为ρ油=0.8×103kg/m3的油。在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.5N。当把零件浸没在溢水杯的油中时(如图乙所示),弹簧测力计的示数是6.5N。下列说法中错误的是( )(不计绳子的重力和体积)
A.甲图溢水杯对水平桌面的压强为1250Pa
B.乙图中油对溢水杯底部的压强为1200Pa
C.金属零件的密度为6×103kg/m3
D.乙图中绳子剪断后,溢水杯对桌面的压力11.5N
9.(3分)为保障安全,现在很多室内公共场所安装有烟雾报警装置,如图所示是烟雾报警装置的简化原理图。电源电压保持不变,R0为定值电阻,光敏电阻R的阻值随光照强度的增强而增大,当电流表示数达到某一数值时报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变小,电压表的示数不变
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.若提高电源电压,可以使报警器在较低烟雾浓度开始报警
D.若增大R0阻值,可以使报警器在较低烟雾浓度开始报警
10.(3分)如图为公交车自动爆破器,其相当于一个电控安全锤,危急时刻,按下开关,它便可利用电磁线圈在通电时产生的冲击力,带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位,实现击碎玻璃的目的。下列装置与自动爆破器原理相同的是( )
A.电磁铁 B.电铃
C.动圈式话筒 D.扬声器
11.(3分)现在一般标准住宅户内,配电系统都使用了空气开关、漏电保护器、三孔插座等设备,有配电系统如图所示,下列说法正确的是( )
A.空气开关在电流过大时自动断开开关以保护电路安全
B.人触电时,空气开关会迅速断开
C.当空调功率过大时,电灯所在支路的空气开关会断开
D.当有电流经过人体时,漏电保护器能迅速将电流导入大地
12.(3分)如图甲是有保温、加热功能的暖菜板,简化电路如图乙所示,其中M为风扇,R1和R2均为电热丝,R2=96.8Ω,旋转开关S2可以让暖菜板处于加热挡或保温挡。说明书上保温总功率由于污渍遮挡看不清。暖菜板正常工作时,下列说法中错误的是( )
型号 805D 电路总功率 加热 2100W
电压 220V 保温
用途 暖菜、温奶 风扇功率 100W
A.内置风扇的工作电流约为0.45A
B.R1的阻值为24.2Ω
C.保温状态下工作5min,电热丝产生的热量1.2×105J
D.加热状态下电路总电阻为22Ω
二、非选择题(本题包括12小题,共60分)
13.(3分)“知音号”是长江上第一艘以20世纪30年代风格打造的大型主题演艺轮船,船首两侧各安装上台侧推式螺旋桨,可实现船身水面平移。船尾安装有2台360度全旋回螺旋桨,可助其原地360度转向,已知“知音号”一次演出时长108min。
(1)船首左侧螺旋桨向左推水时,可使船头向右偏转,说明 ;
(2)观众在“知音号”上穿梭于不同船舱观看节目时,相对于“知音号”是 的;
(3)“知音号”某次演出过程中行驶了27km,它在此过程中的平均速度为 km/h。
14.(4分)海鲜保存常要求温度低于﹣18℃。小枫为海鲜市场的冷库设计了温度自动报警器,其原理如图甲所示。控制电路和工作电路的电源电压均为3V保持不变,电磁铁线圈电阻忽略不计,乙图为热敏电阻R的阻值随温度变化的图像。冷库温度等于或高于﹣18℃时,工作电路报警。
(1)电磁铁线圈下端为 极;
(2)工作电路报警时, (选填“灯亮铃不响”或“铃响灯不亮”);
(3)冷库温度降低时,控制电路消耗的电功率 (选填“变大”“不变”或“变小”),冷库温度为﹣18℃时,控制电路中电流为 A。
15.(5分)如图所示,是小倩和小枫同学完成的“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验,小倩同学先将木块放在水平木板上,测出木块所受滑动摩擦力,然后又在木块上方放置一个砝码重复上述实验。
(1)在该实验中,要想准确测出物体所受滑动摩擦力的大小,必须用弹簧测力计拉着物体,使物体在水平方向做 。
(2)在图乙中画出长木板对木块的所有力。图乙中砝码所受摩擦力大小为 N。
(3)下表是小枫同学实验时测得的部分数据,如要探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系,应选序号为 三组数据进行分析。
序号 木板表面情况 压力/N 弹簧测力计示数/N
1 木板 6 1.2
2 木板 8 1.6
3 木板 10 2.0
4 木板上铺棉布 6 1.8
5 木板上铺毛巾 6 3.0
16.(3分)小倩利用如图甲所示的装置探究水沸腾前后温度变化的特点。
(1)如图甲所示,使用温度计的操作错误之处是 。
(2)纠正错误之后重新实验,实验时每隔1分钟记录一次水的温度,并绘制了如图乙所示的温度与时间关系的图象。从图象可以看出,水沸腾时持续吸热,温度 。
(3)小枫利用同一装置,更换烧杯中的水后重复上述实验。实验结束后小枫和小倩进行了交流,根据两个组的实验数据绘制了图丙,经过分析,他们认为两个图像不同的原因是实验时小枫(a)所用水与小倩(b)所用水的质量之比ma:mb= 。
17.(4分)小明和小红做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)利用太阳光测量凸透镜的焦距时,小明将一把木质刻度尺的一端支于水平地面上,观察尺在地面上形成的影子,不断调节刻度尺,使其在地面上的影子 ,这时尺的方向就与太阳光的方向平行。小明保持尺不动,小红将光屏A和凸透镜L按照图甲所示的方式均垂直于刻度尺摆放,光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。则该凸透镜的焦距为 cm。
(2)将此凸透镜、点燃的蜡烛、光屏置于光具座上如图乙所示的位置时,光屏上呈现烛焰的倒立、 的实像;保持图乙中蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移到光具座上 cm刻度线处,光屏上能再次呈现烛焰清晰的像。
18.(6分)在“探究电流与电阻的关系”实验中,小倩设计了如图甲所示电路。电源电压保持6V不变,定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω,滑动变阻器规格为“15Ω,2A”,电压表有“0~3V”和“0~15V”两个量程可选。
(1)小倩利用甲电路图连接实物电路进行实验,请帮小倩将乙图连接完整。
(2)小倩第一次实验时,将5Ω电阻接入电路中,正确连接电路后闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,移动滑动变阻器滑片时,仅发现电压表示数有明显变化,造成此现象的原因可能是 。排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,直到电流表示数为0.4A,读出第一次数据,此时电压表的示数为 V。
(3)小倩用5Ω电阻做完实验后,又换用10Ω的电阻,小倩发现无论怎样调节滑动变阻器,都无法使电压表示数达到刚才的示数,她想到两个方法来解决这一问题:
①在电路中再串联一个定值电阻,若她想利用这个方法顺利完成本次和余下实验,则串联的定值电阻阻值可选用范围为 Ω。
②若不更换也不添加任何器材(电流表和电压表接入电路中的量程可以自由选择),为了完成三次实验,应该控制定值电阻R两端电压至少保持 V不变。
19.(9分)端午佳节,作为中华民族的传统节日,承载着深厚的文化底蕴,赛龙舟便是其中极具特色的民俗活动。在湖北省某地的龙舟有着独特的称谓——“龙船”。有一艘远近闻名的“龙船”,它的长度堪称一绝,长达L0=77m,此龙船配置98对桨,船整体自重m1=2t。需196位桨手齐心协力划动。每当竞渡之时,船上除了这196位奋力划桨的桨手,还会有一位掌控节奏的鼓手和一位把握方向的舵手,他们的平均体重为m0=60kg。
(1)当所有浆手、鼓手、舵手均在龙船上参与比赛时,龙船排开水的体积为多大?
(2)如图甲所示,最长“龙船”在某次比赛中,每个浆手以500W的平均功率驱动龙船前进,龙船以18km/h的速度匀速前进了200m,获得了比赛的胜利。求此次比赛中龙船受到的阻力为多大?
(3)如图乙是两台吊车通过滑轮组和钢索一起将“龙船”匀速放入水中的过程,钢索均处于竖直状态,“龙船”重心O离左右两吊车钢索距离分别为L1=24m、L2=26m,吊钩处各有一个动滑轮,每个动滑轮上均连接细钢索,细钢索一端连接在吊臂最高处另一端连接吊车上电动机。求右侧吊车电动机上细钢索中的拉力为多大?(不计吊钩、钢索、细钢索重,不计钢索与滑轮之间摩擦)
2025年湖北省武汉市武昌区中考物理五调试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 B B A D C B A D C D A
题号 12
答案 D
一、选择题(本题包括20小题,每小题只有一个选项符合题意。每小题3分,共60分)
1.(3分)下列和声现象有关的情境,说法正确的是( )
A.情境甲,声音由物体振动产生,只要物体振动人耳就能听到声音
B.情境乙,古筝演奏中拨动不同琴弦时发出声音的音调不同
C.情境丙,让空气逐渐进入真空玻璃罩时,听到闹钟的声音会变
D.情境丁,摩托车的消音器,是在传播过程中减弱噪声的
【解答】解:A、物体振动能够产生声音,但是产生的声音不一定被人听到,只有频率在人耳听觉频率范围内的声音才能被人耳听到,即使在人耳听觉范围内的声音,如果没有传播声音的介质,人也是无法听到的,故A错误;
B、古筝演奏中拨动不同琴弦时,琴弦振动的频率不同,发出声音的音调不同,故B正确;
C、让空气逐渐进入真空玻璃罩,闹钟的声音会逐渐变大,但音调、音色不会改变,故C错误;
D、摩托车的消音器,是在声源处减弱噪声的,故D错误。
故选:B。
2.(3分)如图中的四幅图与诗句“掬水月在手,弄花香满衣”所涉及的光现象相同的是( )
A.日晷计时
B.楼台倒影
C.筷子弯折
D.林间光斑
【解答】解:“掬水月在手,弄花香满衣”是月光在水中形成的倒影,属于光的反射现象。
A.日晷计时、林间光斑都属于光的直线传播现象,故A不符合题意;
B.楼台倒影属于光的反射现象,故B符合题意;
C.筷子弯折,属于光的折射现象,故C不符合题意;
D.日晷计时、林间光斑都属于光的直线传播现象,故D不符合题意。
故选:B。
3.(3分)过去常用的冰箱利用了一种叫氟利昂的物质作为热的“搬运工”,如图表示出了电冰箱的构造和原理,下列说法正确的是( )
A.炎热的夏天打开冰箱门可以看到“白气”,这是液化现象
B.氟利昂在冷凝器内汽化、吸热,把冰箱内的热放出
C.氟利昂在冰冻室内液化、放热,使冰箱内的温度降低
D.从冰箱内拿出的冰冻饮料会“冒汗”,这是熔化现象
【解答】解:
A、夏天打开冰箱门看到的“白气”,是周围温度较高的水蒸气遇到从冰箱里冒出来的温度较低的水蒸气液化而成的小水滴,故A正确;
B、制冷剂气态进入冷凝器,气态的制冷剂变为液态的制冷剂,是液化过程,液化放出热量,温度降低,内能减少,把冰箱内热散失掉,故B错误;
C、液态的制冷剂通过电冰箱冷冻室,由液态变为气态是汽化过程,汽化过程中吸收热量,把冰箱冷冻室内热带走,故C错误;
D、夏天从冰箱拿出的饮料瓶会“冒汗”,是空气中的水蒸气遇到温度较低的饮料瓶凝结成的小水滴,属于液化现象,故D错误。
故选:A。
4.(3分)三峡水电站是当今世界上装机容量最大的水电站,三峡大坝横跨长江,雄伟壮丽(如图)。下列说法错误的是( )
A.水力发电是将机械能转化为电能
B.利用大坝提高水位的目的是储蓄更多机械能
C.大力发展水力发电是因为水能是可再生能源
D.水力发电说明能量的转化和转移,不都是有方向性的
【解答】解:A、水力发电是将水的机械能转化为电能,故A不符合题意;
B、利用大坝提高水位的目的是储存更多机械能,用来发电,故B不符合题意;
C、水能可以从自然界源源不断地得到,是可再生能源,故C不符合题意;
D、机械能和电能可以互相转化,能量的转化、能量的转移,都是具有方向性,故D符合题意。
故选:D。
5.(3分)2024年巴黎奥运会乒乓球比赛,中国队包揽全部五枚金牌,如图是我国男团双打的比赛场景。关于乒乓球运动中蕴含的力学知识,下列说法正确的是( )
A.球台对地面的压力和球台自身重力是一对平衡力
B.击球时为了使球旋转,球拍一面要粘上粘性胶皮减小摩擦
C.乒乓球的质量小,所以容易被快速抽杀
D.乒乓球在空中飞行时受到了向前的惯性力
【解答】解:A、球台对地面的压力和球台自身重力,受力物体不同,不是一对平衡力,故A错误;
B、球拍一面要粘上粘性胶皮,是在压力一定的情况下,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故B错误;
CD、乒乓球的质量小,惯性小,运动状态容易改变,所以容易被快速抽杀,惯性不是力,不能说“惯性力”,故C正确、D错误。
故选:C。
6.(3分)一个图钉帽的面积是0.8cm2,图钉尖的面积是5×10﹣4cm2,手指对钉帽的压力是20N,手对图钉帽的压强和图钉尖对墙的压强分别是( )
A.2.5×105Pa,2.5×105Pa
B.2.5×105Pa,4×108Pa
C.4×108Pa,4×108Pa
D.4×108Pa,2.5×105Pa
【解答】解:(1)手对图钉帽的压强:
p12.5×105Pa;
(2)因固体能够大小不变地传递压力,
所以,墙壁受到的压力为F=20N,
图钉尖对墙的压强:p24×108Pa。
故选:B。
7.(3分)如图甲所示,在一个罐子的盖和底各开两个小洞,将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定,如图乙为其截面图。做好后如图丙所示,将该罐子从斜面A点由静止释放,滚到水平面D点停止,然后返回,自行滚上斜面的B点停止后又滚下斜面……如此往返,最后停在水平面上。下列说法正确的是( )
A.罐子从A点滚到D点的过程中,动能先增大后减小
B.罐子从D点滚到C点过程中,弹性势能全部转化为动能
C.第一次来回滚动过程中,两次经过C点的动能大小相同
D.罐子滚动过程中,机械能总量保持不变
【解答】解:A、罐子从A点滚到C点的过程中,重力势能转化为动能,动能逐渐变大,从C点到D点过程,物体需要克服阻力做功,速度逐渐变小,最后为0,故动能先增大后减小,故A正确;
B、罐子从D点滚到C点过程中,一部分弹性势能全部转化为动能,另一部分克服阻力做功,故B错误;
CD、罐子来回滚动过程,需要克服阻力做功,机械能减小,故第一次来回滚动过程中,两次经过C点的动能大小不同,故CD错误。
故选:A。
8.(3分)如图甲所示溢水杯质量m1=40g,该溢水杯装满液体时液体体积为V液=450mL,溢水杯内径面积为S1=30cm2,溢水杯外径面积为S2=32cm2;现在将溢水杯装满密度为ρ油=0.8×103kg/m3的油。在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.5N。当把零件浸没在溢水杯的油中时(如图乙所示),弹簧测力计的示数是6.5N。下列说法中错误的是( )(不计绳子的重力和体积)
A.甲图溢水杯对水平桌面的压强为1250Pa
B.乙图中油对溢水杯底部的压强为1200Pa
C.金属零件的密度为6×103kg/m3
D.乙图中绳子剪断后,溢水杯对桌面的压力11.5N
【解答】解:A、由ρ可得,油的质量为:
m油=ρ油V液=0.8×103kg/m3×450×10﹣6m3=0.36kg;
油的重力为:G油=m油g=0.36kg×10N/kg=3.6N
溢水杯的重力为:G杯=m杯g=0.04kg×10N/kg=0.4N;
甲图溢水杯对水平桌面的压力为:F压=G杯+G油=0.4N+3.6N=4N;
甲图溢水杯对水平桌面的压强为:p1250Pa,故A正确;
B、溢水杯中油的深度为:
h15cm=0.15m,
乙图中油对溢水杯底部的压强为:
p液=ρ油gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1200Pa,故B正确;
C、金属零件受到的浮力:F浮=G金﹣F拉=7.5N﹣6.5N=1N;
金属零件排开油的体积为:V排1.25×10﹣4m3;
金属零件的体积:V物=V排=1.25×10﹣4m3;
金属块的密度为:
ρ6×103kg/m3,故C正确;
D、绳子剪断后,桌面对溢水杯的支持力为:
F支=G杯+G剩+G金=G杯+G油﹣G溢+G金=G杯+G油﹣F浮+G金=0.4N+3.6N﹣1N+7.5N=10.6N;
由力的作用相互性可知,绳子剪断后,溢水杯对桌面的压力为:F压1=F支=10.6N,故D错误。
故选:D。
9.(3分)为保障安全,现在很多室内公共场所安装有烟雾报警装置,如图所示是烟雾报警装置的简化原理图。电源电压保持不变,R0为定值电阻,光敏电阻R的阻值随光照强度的增强而增大,当电流表示数达到某一数值时报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变小,电压表的示数不变
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.若提高电源电压,可以使报警器在较低烟雾浓度开始报警
D.若增大R0阻值,可以使报警器在较低烟雾浓度开始报警
【解答】解:AB、由图知,定值电阻R0与光敏电阻R串联,电压表测光敏电阻R的电压,电流表测电路中的电流;
当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,光照强度减弱,光敏电阻R的阻值减小,根据串联电阻的规律可知总电阻变小,由欧姆定律可知电路中电流变大,即电流表示数变大;根据U=IR可知定值电阻R0的电压变大,根据串联电路电压的规律可知光敏电阻R的电压减小,即电压表示数减小,故AB错误;
C、提高电源电压,报警时通过电路的电流不变,根据欧姆定律可知电路总电阻变大,根据串联电路电阻规律可知光敏电阻接入电路的阻值变大,光照强度增强,可以使报警器在较低烟雾浓度开始报警,故C正确;
D、要使报警器在浓度更低的烟雾下报警,说明光照强度增强,则光敏电阻的阻值增大,电源电压不变,通过电路的电流不变,则电路总电阻不变,根据串联电路电阻规律可知需减小R0的阻值,这样才能在浓度更低的烟雾下及时报警,故D错误。
故选:C。
10.(3分)如图为公交车自动爆破器,其相当于一个电控安全锤,危急时刻,按下开关,它便可利用电磁线圈在通电时产生的冲击力,带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位,实现击碎玻璃的目的。下列装置与自动爆破器原理相同的是( )
A.电磁铁 B.电铃
C.动圈式话筒 D.扬声器
【解答】解:司机按下开关,自动爆破器的线圈在磁场中产生一个冲击力,带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位,实现击碎玻璃的目的,所以该自动爆破器的工作原理是磁场对通电导线的作用;
A、电磁铁通电后具有磁性,利用的是电流的磁效应,故A不符合题意;
B、电铃中含有电磁铁,利用的是电流的磁效应,故B不符合题意;
C、动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象,故C不符合题意;
D、扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用,与自动爆破器工作原理相同,故D符合题意。
故选:D。
11.(3分)现在一般标准住宅户内,配电系统都使用了空气开关、漏电保护器、三孔插座等设备,有配电系统如图所示,下列说法正确的是( )
A.空气开关在电流过大时自动断开开关以保护电路安全
B.人触电时,空气开关会迅速断开
C.当空调功率过大时,电灯所在支路的空气开关会断开
D.当有电流经过人体时,漏电保护器能迅速将电流导入大地
【解答】解:A、空气开关在电路短路或用电器的总功率过大时切断电路,故A正确;
B、人触电时,电流直接由人体流入大地,造成电路电流较大,且火线与零线的电流不平衡,漏电保护器会自动断开,起到保护作用,但空气开关都不会断开电路,故B错误;
C、空调和电灯并联接入电路,工作时互不影响,当空调功率过大时,电灯所在支路的空气开关不会断开,故C错误;
D、漏电保护器作用是当有电流经过人体发生漏电时切断电源,而不是将电流导入大地,故D错误。
故选:A。
12.(3分)如图甲是有保温、加热功能的暖菜板,简化电路如图乙所示,其中M为风扇,R1和R2均为电热丝,R2=96.8Ω,旋转开关S2可以让暖菜板处于加热挡或保温挡。说明书上保温总功率由于污渍遮挡看不清。暖菜板正常工作时,下列说法中错误的是( )
型号 805D 电路总功率 加热 2100W
电压 220V 保温
用途 暖菜、温奶 风扇功率 100W
A.内置风扇的工作电流约为0.45A
B.R1的阻值为24.2Ω
C.保温状态下工作5min,电热丝产生的热量1.2×105J
D.加热状态下电路总电阻为22Ω
【解答】解:A、由表中数据可知,风扇的功率为P风=100W,根据P=UI可得,
内置风扇的工作电流:I0.45A,故A正确;
B、由图乙可知,开关S1闭合,S2接触点1、2时,电路中只有风扇工作;S2接触点2、3时,电热丝R1与R2串联,再与风扇并联,加热电路的总电阻较大;S2接触点3、4时,加热电路中只有电热丝R1工作,再与风扇并联,加热电路的总电阻较小,根据P可知S2接触点2、3时,加热电路消耗的电功率较小,暖菜板处于保温挡;S2接触点3、4时,加热电路消耗的电功率较大,暖菜板处于加热挡。
由于并联电路各支路互不影响,故加热挡下R1的电功率:P1=P加﹣P风=2100W﹣100W=2000W,
根据P可得,R1的阻值:R124.2Ω,故B正确;
C、保温状态下电热丝的功率:P保400W,
根据Q=I2Rt=Pt可得,工作5min,电热丝产生的热量:Q=P保t=400W×5×60s=1.2×105J,故C正确;
D、加热状态下,电热丝R1与风扇并联,已知求得R1的阻值为24.2Ω,
由于风扇为非纯电阻用电器,无法求得风扇的电阻,故加热状态下电路的总电阻不能确定,故D错误。
故选:D。
二、非选择题(本题包括12小题,共60分)
13.(3分)“知音号”是长江上第一艘以20世纪30年代风格打造的大型主题演艺轮船,船首两侧各安装上台侧推式螺旋桨,可实现船身水面平移。船尾安装有2台360度全旋回螺旋桨,可助其原地360度转向,已知“知音号”一次演出时长108min。
(1)船首左侧螺旋桨向左推水时,可使船头向右偏转,说明 力的作用是相互的 ;
(2)观众在“知音号”上穿梭于不同船舱观看节目时,相对于“知音号”是 运动 的;
(3)“知音号”某次演出过程中行驶了27km,它在此过程中的平均速度为 15 km/h。
【解答】解:(1)船首左侧螺旋桨向左推水时,可使船头向右偏转,说明力的作用是相互的。当螺旋桨向左推水时,水会给螺旋桨一个向右的反作用力,使船头向右偏转;
(2)观众在“知音号”上穿梭于不同船舱观看节目时,观众相对于“知音号”位置发生改变的。观众相对于“知音号”是运动的;
(3)已知“知音号”一次演出时长108分钟1.8h,行驶了27千米。“知音号”在此过程中的平均速度为v 15km/h。
故答案为:(1)力的作用是相互的;(2)运动;(3)15。
14.(4分)海鲜保存常要求温度低于﹣18℃。小枫为海鲜市场的冷库设计了温度自动报警器,其原理如图甲所示。控制电路和工作电路的电源电压均为3V保持不变,电磁铁线圈电阻忽略不计,乙图为热敏电阻R的阻值随温度变化的图像。冷库温度等于或高于﹣18℃时,工作电路报警。
(1)电磁铁线圈下端为 S 极;
(2)工作电路报警时, 铃响灯不亮 (选填“灯亮铃不响”或“铃响灯不亮”);
(3)冷库温度降低时,控制电路消耗的电功率 变小 (选填“变大”“不变”或“变小”),冷库温度为﹣18℃时,控制电路中电流为 0.03 A。
【解答】解:(1)电流从电磁铁线圈的下端流入,上端流出,根据安培定则可知,电磁铁线圈下端为S极。
(2)温度升高,热敏电阻阻值变小,控制电路电流变大,衔铁被吸下,工作电路中电铃响,灯不亮。
(3)冷库温度降低时,控制电路中热敏电阻阻值变大,根据P得出电路电功率变小;
由图乙知,冷库温度﹣18℃时,热敏电阻阻值为100Ω,利用欧姆定律得到:I0.03A。
故答案为:(1)S;(2)铃响灯不亮;(3)变小;0.03。
15.(5分)如图所示,是小倩和小枫同学完成的“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验,小倩同学先将木块放在水平木板上,测出木块所受滑动摩擦力,然后又在木块上方放置一个砝码重复上述实验。
(1)在该实验中,要想准确测出物体所受滑动摩擦力的大小,必须用弹簧测力计拉着物体,使物体在水平方向做 匀速直线运动 。
(2)在图乙中画出长木板对木块的所有力。图乙中砝码所受摩擦力大小为 3 N。
(3)下表是小枫同学实验时测得的部分数据,如要探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系,应选序号为 1、4、5 三组数据进行分析。
序号 木板表面情况 压力/N 弹簧测力计示数/N
1 木板 6 1.2
2 木板 8 1.6
3 木板 10 2.0
4 木板上铺棉布 6 1.8
5 木板上铺毛巾 6 3.0
【解答】解:(1)用弹簧测力计水平向右拉动长方体木块,使其做匀速直线运动,此时木块在水平方向上受到了摩擦力和拉力是一对平衡力。
(2)根据图乙可知,分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为3N;
因为木块做匀速直线运动,因此木块受到的拉力和摩擦力为一对平衡力,即f=F=3N;
木块受到长木板垂直向上的支持力和水平向左的摩擦力,力的示意图如图所示:
(3)如要探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系,需要控制压力一定,改变接触面的粗糙程度,表格1、4、5三组实验符合题意。
故答案为:(1)匀速直线运动;(2)见解答图;3;(3)1、4、5。
16.(3分)小倩利用如图甲所示的装置探究水沸腾前后温度变化的特点。
(1)如图甲所示,使用温度计的操作错误之处是 温度计的玻璃泡碰到了烧杯底 。
(2)纠正错误之后重新实验,实验时每隔1分钟记录一次水的温度,并绘制了如图乙所示的温度与时间关系的图象。从图象可以看出,水沸腾时持续吸热,温度 不变 。
(3)小枫利用同一装置,更换烧杯中的水后重复上述实验。实验结束后小枫和小倩进行了交流,根据两个组的实验数据绘制了图丙,经过分析,他们认为两个图像不同的原因是实验时小枫(a)所用水与小倩(b)所用水的质量之比ma:mb= 4:9 。
【解答】解:(1)图中所示实验中的错误之处是温度计的玻璃泡碰到了烧杯底;
(2)从图象可以看出,水沸腾时,不断吸收热量,温度保持不变;
(3)根据图丙中 a、b 两条曲线的初温与加热至沸腾的时间等信息,结合热量公式Q =cmΔt,可求出质量之比为:。
故答案为:(1)温度计的玻璃泡碰到了烧杯底;(2)不变;(3)。
17.(4分)小明和小红做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)利用太阳光测量凸透镜的焦距时,小明将一把木质刻度尺的一端支于水平地面上,观察尺在地面上形成的影子,不断调节刻度尺,使其在地面上的影子 最短 ,这时尺的方向就与太阳光的方向平行。小明保持尺不动,小红将光屏A和凸透镜L按照图甲所示的方式均垂直于刻度尺摆放,光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。则该凸透镜的焦距为 10.0 cm。
(2)将此凸透镜、点燃的蜡烛、光屏置于光具座上如图乙所示的位置时,光屏上呈现烛焰的倒立、 缩小 的实像;保持图乙中蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移到光具座上 35 cm刻度线处,光屏上能再次呈现烛焰清晰的像。
【解答】解:(1)根据光的直线传播可知,物体的影子最短时,刻度尺与光线平行;
小明保持尺不动,小红将光屏A和凸透镜L按照图甲所示的方式均垂直于刻度尺摆放,光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。则该凸透镜的焦距为:f=10.0cm﹣0=10.0cm;
(2)由图知,光屏上得到一个清晰的像,蜡烛到凸透镜距离大于光屏到凸透镜距离,即物距大于像距,所以此时所成的像是倒立、缩小的实像,照相机就是根据这个原理制成的;
由图乙知,当蜡烛在刻度尺的20cm处,v=15cm,u=50cm﹣20cm=30cm,根据折射中光路可逆可知,保持蜡烛和光屏位置不变,当u=15cm时,即凸透镜移动至35cm刻度线处,在屏上能再次呈现清晰的像;
故答案为:(1)最短;10.0;(2)缩小;35。
18.(6分)在“探究电流与电阻的关系”实验中,小倩设计了如图甲所示电路。电源电压保持6V不变,定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω,滑动变阻器规格为“15Ω,2A”,电压表有“0~3V”和“0~15V”两个量程可选。
(1)小倩利用甲电路图连接实物电路进行实验,请帮小倩将乙图连接完整。
(2)小倩第一次实验时,将5Ω电阻接入电路中,正确连接电路后闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,移动滑动变阻器滑片时,仅发现电压表示数有明显变化,造成此现象的原因可能是 定值电阻断路 。排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,直到电流表示数为0.4A,读出第一次数据,此时电压表的示数为 2 V。
(3)小倩用5Ω电阻做完实验后,又换用10Ω的电阻,小倩发现无论怎样调节滑动变阻器,都无法使电压表示数达到刚才的示数,她想到两个方法来解决这一问题:
①在电路中再串联一个定值电阻,若她想利用这个方法顺利完成本次和余下实验,则串联的定值电阻阻值可选用范围为 15~20 Ω。
②若不更换也不添加任何器材(电流表和电压表接入电路中的量程可以自由选择),为了完成三次实验,应该控制定值电阻R两端电压至少保持 3 V不变。
【解答】解:(1)按照图甲的电路图,将图乙中还未连入的电压表和滑动变阻器接入电路,电压表应并联到定值电阻两端,且保证电流从正接线柱流入,从负接线柱流出,滑动变阻器按照“一上一下”连入电路,且保证左侧下接线柱接入电路,如图所示:
;
(2)闭合开关电流表无示数,则是电路某处发生断路,又由于电压表有示数,说明电压表并联电路以外的部分是通路,则故障原因是定值电阻断路;
当5Ω电阻接入电路中,电流表示数为0.4A,所以此时定值电阻两端电压UV=IR=0.4A×5Ω=2V,电压表的示数为2V;
(3)在“探究电流与电阻的关系”实验中,需要控制定值电阻两端的电压不变,即定值电阻两端的电压需控制在2V不变,则变阻器两端的电压U滑=U﹣UV=6V﹣2V=4V,他想利用这个方法顺利完成本次实验(所用定值电阻的阻值为10Ω),根据串联分压规律可得,此时变阻器接入电路的电阻应为:R滑R定=2×10Ω=20Ω>15Ω,则新串联定值电阻的最小阻值为20Ω﹣15Ω=5Ω,而新串联定值电阻的最大阻值为20Ω(此时原来变阻器接入电路的阻值为0),所以,这种情况下新串联定值电阻的取值范围为5~20Ω;
要完成余下实验(所用定值电阻的阻值为15Ω),根据串联分压规律可得,此时变阻器接入电路的电阻应为:R滑′=×R定′=2×15Ω=30Ω>15Ω,则新串联定值电阻的最小阻值为30Ω﹣15Ω=15Ω,而新串联定值电阻的最大阻值为30Ω(此时原来变阻器接入电路的阻值为0),所以,这种情况下新串联定值电阻的取值范围为15~30Ω;根据不等式的知识可知,要用这个方法顺利完成本次和余下实验,则串联的定值电阻阻值可选用范围应为15~20Ω;
根据串联分压可知,当定值电阻最大时,对应的变阻器连入电路最大,电压表示数最小,当滑动变阻器接入阻值为15Ω时,,解得UV=3V,控制定值电阻R两端电压至少3V不变。
故答案为:(1)见解答图;(2)定值电阻断路;2;(3)15~20;3。
19.(9分)端午佳节,作为中华民族的传统节日,承载着深厚的文化底蕴,赛龙舟便是其中极具特色的民俗活动。在湖北省某地的龙舟有着独特的称谓——“龙船”。有一艘远近闻名的“龙船”,它的长度堪称一绝,长达L0=77m,此龙船配置98对桨,船整体自重m1=2t。需196位桨手齐心协力划动。每当竞渡之时,船上除了这196位奋力划桨的桨手,还会有一位掌控节奏的鼓手和一位把握方向的舵手,他们的平均体重为m0=60kg。
(1)当所有浆手、鼓手、舵手均在龙船上参与比赛时,龙船排开水的体积为多大?
(2)如图甲所示,最长“龙船”在某次比赛中,每个浆手以500W的平均功率驱动龙船前进,龙船以18km/h的速度匀速前进了200m,获得了比赛的胜利。求此次比赛中龙船受到的阻力为多大?
(3)如图乙是两台吊车通过滑轮组和钢索一起将“龙船”匀速放入水中的过程,钢索均处于竖直状态,“龙船”重心O离左右两吊车钢索距离分别为L1=24m、L2=26m,吊钩处各有一个动滑轮,每个动滑轮上均连接细钢索,细钢索一端连接在吊臂最高处另一端连接吊车上电动机。求右侧吊车电动机上细钢索中的拉力为多大?(不计吊钩、钢索、细钢索重,不计钢索与滑轮之间摩擦)
【解答】解:(1)龙船在水面上处于漂浮状态,F浮=G=(m1+198m0)g=(2×103kg+198×60kg)×10N/kg=138800N,
龙船排开水的体积为:
V排13.88m3;
(2)每个浆手的功率为500W,则总功率为:
P=196P0=196×500W=98000W;
因为龙船匀速前进,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,根据PFv可知,此次比赛中龙船受到的阻力为:
f=F19600N;
(3)“龙船”重心O离左右两吊车钢索距离分别为L1=24m、L2=26m,以左侧为支点,根据杠杆平衡条件可知,F拉×(L1+L2)=G1×L1=m1g×L1,即F拉×(24m+26m)=2×103kg×10N/kg×24m,
解得:F拉=9600N;
动滑轮绳子股数为2,不计吊钩、钢索、细钢索重,不计钢索与滑轮之间摩擦,右侧吊车电动机上细钢索中的拉力为:
FF拉9600N=4800N。
答:(1)当所有浆手、鼓手、舵手均在龙船上参与比赛时,龙船排开水的体积为13.88m3;
(2)此次比赛中龙船受到的阻力为19600N;
(3)右侧吊车电动机上细钢索中的拉力为4800N。