2023年广东省茂名市博雅中学中考物理模拟试卷(含解析)

2023年广东省茂名市博雅中学中考物理模拟试卷
一、单项选择题(共21分)
1.(3分)下列关于声音的说法正确的是(  )
A.声音是由物体的振动产生的
B.声音的音调越高,响度就越大
C.声音在真空中传播速度最大
D.用声呐探测鱼群说明声音能传递能量
2.(3分)如图的光现象,由于光的反射形成的是 (  )
A. 铅笔在水面 B. 人在阳光下形
C. 放大镜把字放大 D. 在水中形成
3.(3分)能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱。关于能源、信息和材料,下列说法正确的是(  )
A.太阳能是不可再生能源
B.“北斗”导航是利用超声波进行定位和导航的
C.卫星通信、移动通信是利用电磁波来传递信息的
D.LED灯的核心元件发光二极管是由超导材料制成的
4.(3分)如图所示,下列做法符合安全原则的是(  )
A.雷雨天站在大树下避雨 B.用手指触碰插座的插孔
C.用湿抹布擦发光的灯泡 D. 将冰箱的金属外壳接地
5.(3分)如图所示,两个小灯泡L1、L2串联,闭合开关S,L1发光,L2不发光,发生这一现象的原因,不可能的是(  )
A.电源电压较低 B.L2发生了断路
C.L2发生了短路 D.L2的实际功率很小
6.(3分)如图是一手压电筒,按压手柄,塑料齿轮带动线圈内磁性飞轮高速旋转,使灯泡发光。下列四图中与这一过程的工作原理相同的是(  )
A.
B.
C.
D.
7.(3分)同一个小球,先后放入四个盛有不同液体的容器中,静止时的位置如图所示.取出小球后四个容器中的液面到容器底面的距离相等,则容器底面受到液体压强最大的是(  )
A. B. C. D.
二、填空题(共21分)
8.(3分)夏天,小明买了一支冰棒,他有以下发现:
(1)从冰箱里拿出的冰棒上粘着许多“白花花的粉”;
(2)剥去包装纸,冰棒周围会冒出“白气”;
(3)把冰棒放进玻璃杯,不一会儿,玻璃杯的外壁就出了“汗”;
(4)再过一会儿,冰棒变成了“水”。
以上四个发现中,物态变化名称相同的有   (填序号),这种物态变化名称叫做   ,其过程需要   (选填“吸收”或“放出”)热量。
9.(3分)如图所示,小芳在做“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验时,操作的错误是   ,纠正错误后,应拉动弹簧测力计使木块做   运动。若在木块上再放一个砝码,则木块运动时受到的滑动摩擦力将   (填“变大”“变小”或“不变”)。
10.(3分)如图所示,家庭电路中的插座之间是   联的,其中三孔插座比两孔插座多出的中间的孔是接   线的。小丽要判断三孔插座中哪个孔连接的是火线,她把试电笔插入三孔插座中,如图甲、乙所示,则图   中试电笔的氖管会发光。
11.(3分)汽车在行驶时,发动机的温度会升得很高。为了确保安全,可用循环水进行冷却,用水来冷却是因为水的   大,这是通过   的方式来改变发动机的内能;如果散热器中装有10kg的水,在温度升高50℃的过程中,水吸收的热量是   J。
12.(3分)如图所示,在已经处于水平位置平衡的杠杆的A点悬挂两个总重为2N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向上拉,使杠杆在水平位置再次平衡,则拉力应为   N,此时的杠杆属于   (选填“省力”或“费力”)杠杆。如果测力计的量程为0~5N,在支点不变的情况下,采用图中的杠杆,能较为精确地测量出悬挂物体的最大质量为   kg.(g取10N/kg)
13.(3分)用同一压强计探究液体内部压强的情景如图所示,其中   图中橡皮膜底部受到液体压强更大(选填“甲”或“乙”);若两烧杯中分别装的是盐水和水(ρ盐水>ρ水),根据实验现象,可以确定   (选填“A”或“B”)杯中装的盐水,这是因为在相同的深度,   越大,液体压强越大。
14.(3分)电能表是测量家庭电路   的仪表,如图所示是某家庭用的电能表及某月月初、月末的两次读数,若按0.7元/kW h计算,他家本月应缴纳电费   元,该电路允许同时接入用电器的最大总功率是   kW.
三、作图题(共7分)
15.(1分)如图所示为一通电螺线管与一小磁针静止时的情形,请在图中标出螺线管的N极和电源的“+”极符号。
16.(2分)如图所示,一束光线从空气斜射入水中,请在图中画出折射光线的大致方向。
17.(2分)如图,一条长绳的一端固定在天花板上,另一端系一个小球做成一个摆。当球摆到图中所在位置时,画出小球所受重力和绳对小球拉力的示意图。
18.(2分)电压力锅,结合了高压锅和电饭锅的优点,省时省电、安全性高。当电压力锅内部气压过大或温度过高时,发热电阻丝都会停止工作。压强过大时过压保护开关S1自动断开,温度过高时过热保护开关S2自动断开。在图方框内把符合要求的电路图补充完整。
四、实验题(共19分)
19.(7分)(1)如图1所示,金属块所受的浮力为    N,金属块的体积是    m3。
(2)小明用天平和刻度尺测一块正方体的密度。在调节天平时,发现指针偏向分度盘的左侧(如图2中甲所示),此时应将平衡螺母向    (选填“左”或“右”)端调。然后用调节好的天平测正方体的质量,天平平衡时右盘砝码的质量、游码在标尺上的位置如图2中乙所示,正方体的质量为    g,再用刻度尺测出它的边长如图2中丙为    cm,则它的密度是    g/cm3,合    kg/m3。

20.(6分)(1)如图1是小李探究平面镜成像特点的实验装置,A是点燃的蜡烛,B是与A完全相同但未点燃的蜡烛。
①实验采用透明玻璃板代替平面镜,虽然成像不如平面镜清晰,但却能在观察到A蜡烛像的同时,也能观察到   ,巧妙地确定了像的位置;
②实验中拿掉B蜡烛,用白纸板放在其位置上,我们   (选填“能”或“不能”)在白纸板上看到A蜡烛的像;将蜡烛A逐渐远离玻璃板,它的像   (选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)在“验证凸透镜成像规律”的实验中,某同学用焦距为10cm的凸透镜进行实验,如图2所示。保持凸透镜位置不变,把点燃的蜡烛放在光具座15cm刻度处,这时应向   (选填“左”或“右”)侧移动光屏,才会在光屏上得到一个倒立、   (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的清晰的   像。(选填“实”或“虚”)
21.(6分)要测量小灯泡的额定功率,实验室提供的器材有:标有“2.5V”的小灯泡、电池组(电压为3V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)小虎所接的实验电路如图甲所示,电路中部分连接不合理,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)改正电路后,移动滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值最大。闭合开关,此时电压表示数为1V,电流表示数为0.2A.则滑动变阻器的最大阻值为   Ω。
(3)移动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V,此时电流表示数如图乙所示,其值为   A,小灯泡的额定功率为   W。
(4)小华在实验过程中,移动变阻器滑片时,小灯泡突然熄灭。经判断,电路故障是小灯泡或电流表被烧坏。查找故障时,在不拆开电路的情况下,他把一根导线接在电流表两端,小灯泡仍不发光,可判断电路故障是   。
五、计算题(共13分)
22.(4分)打捞海底沉船时常用机器人潜入水下打捞沉船上的物体。若机器人在水下30m处将某物体匀速竖直向上运至水面需时间150s,物体竖直上升所需要的动力F与物体运动速度v的关系如图所示,试求出这个过程动力F对物体做的功和功率。
23.(9分)一小灯泡额定电压为2.5V,小灯泡电流随电压变化的曲线如图甲所示,将它连入如图乙所示电路中,电源电压为6V且保持不变。求:
(1)小灯泡的额定功率;
(2)为保证小灯泡正常发光,此时滑动变阻器连入电路的电阻大小;
(3)当电流表的示数为0.15A时,滑动变阻器消耗的电功率。
六、综合能力题(本大题3小题,共19分)
24.(6分)(1)在某地做探究水沸腾实验,装置如图1所示,加热一段时间,烧杯内的水翻腾,有大量气泡上升、变大,到水面破裂。这是   现象(填物态变化名称),此时图中温度计的示数为   。烧杯内的水是否已沸腾?   。判断的依据是   。
(2)海拔越高,大气压越小,用同一套装置测得不同楼层的大气压值如图2甲、乙所示,乙图大气压值等于   mm高的水银柱所产生的压强。其中   图是放在较高楼层时的情况。
25.(7分)我市南澳风力发电场位于南澳东半岛果老山脉。山巅有风车阵,与蓝天大海,组合成一幅壮丽的南粤山水新风景线(图甲)。风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成。
(1)风力发电利用的是风能,风能是清洁的、   (可再生/不可再生)能源。
(2)风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能,通常用密度小,硬度   (选填“大”或“小”)的复合材料制成;叶片形状像飞机的机翼,若叶片位置和风向如图乙所示,由于叶片两面空气流速不同产生压强差,而受到向   (选填“上”或“下”)的力使风叶旋转。
(3)风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机,利用   原理。实现机械能转化为电能。
(4)(多选)某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示,由图象得到的下列信息,正确的有哪些   
A.只要有风,机组就能产生电能
B.风速过大,机组不会产生电能
C.风速越大,机组产生的电功率一定越大
D.风速在一定范围内,机组产生的电功率可能不变
(5)下表给出了在不同风速下某风机获得的能量:
平均风速(m/s) 5 10 15 20
1s内获得的能量(×104J) 1 8 27 64
当风速为5m/s时,这台风机工作1s所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作10s,该风机发电的效率是   。
26.(6分)阅读短文,回答问题:
扫地机器人
扫地机器人是一款能自动清扫的智能家用电器,如图所示。机器人通过电动机旋转产生高速气流,将灰尘、杂物吸入集尘盒,其防滑轮皮采用凸凹材质制成;底部安装有塑料刷,用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体;前端装有感应器,通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物。充电座两侧有二个像海豚和蝙蝠一样导航的信号发射和接收装置,当剩余电量减为电池容量的20%时,机器人在充电座的引导下会主动寻找充电器充电。表一为某扫地机器人的部分参数。电池容量指放电电流与放电总时间的乘积。
额定工作电压 12V 额定功率 30W
电池容量 2500mAh 工作噪音 <50dB
(1)机器人工作时,主机内部的气压   (选填“大于”、“小于”或“等于”)大气压而产生吸力。若该机器人向障碍物垂直发射超声波,经过0.001s收到回波,则其发射超声波时与障碍物间的距离约为   cm.(设超声波在空气中的传播速度为340m/s)
(2)采用凸凹材质的轮皮,可增大机器人与地面间的   ,机器人返回自动充电是依据   (选填“红外线”或“超声波)导航的。
(3)该机器人正常工作时的电流为   A;充满电后至下一次自动充电前能够连续正常工作的最长时间为   h。
2023年广东省茂名市博雅中学中考物理模拟试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(共21分)
1.(3分)下列关于声音的说法正确的是(  )
A.声音是由物体的振动产生的
B.声音的音调越高,响度就越大
C.声音在真空中传播速度最大
D.用声呐探测鱼群说明声音能传递能量
【分析】(1)声音是由物体的振动产生的;
(2)声音的高低称为音调,音调的高低与发声体的振动的频率有关;声音的强弱叫响度,响度的大小与物体的振幅有关;
(3)声音的传播需要介质,声音不能在真空中传播;
(4)声音可以传递信息和能量。
【解答】解:
A、声音是由物体的振动产生的,故A正确;
B、物体的振动频率越高,我们听到声音的音调越高;物体的振幅越大,声音的响度越大,故B错误;
C、声音的传播需要介质,声音不能在真空中传播,故C错误;
D、用声呐探测鱼群说明声音能传递信息,故D错误。
故选:A。
【点评】此题考查声音的产生、传播以及乐音的三要素,掌握基本概念即可正确作答。
2.(3分)如图的光现象,由于光的反射形成的是 (  )
A. 铅笔在水面 B. 人在阳光下形
C. 放大镜把字放大 D. 在水中形成
【分析】(1)光在同种均匀物质中沿直线传播,在日常生活中,激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的;
(2)当光照射到物体表面上时,有一部分光被反射回来发生反射现象,例如:平面镜成像、水中倒影等;
(3)当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会偏折,发生折射现象,如:看水里的鱼比实际位置浅等。
【解答】解:A、铅笔在水面“折断”了,主要铅笔在水中部分把反射的光斜射入空气中时,在水面发生折射形成的,故A不符合题意;
B、人在阳光下形成影子是光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C、放大镜能将字体放大是光的折射现象,故C不符合题意;
D、豹子在平静的水面形成倒影是平面镜成像,其实质是光的反射,故D符合题意。
故选:D。
【点评】本题主要考查的是光的反射、光的折射以及光沿直线传播现象的应用,要注意观察和区分生活中的相关实例。
3.(3分)能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱。关于能源、信息和材料,下列说法正确的是(  )
A.太阳能是不可再生能源
B.“北斗”导航是利用超声波进行定位和导航的
C.卫星通信、移动通信是利用电磁波来传递信息的
D.LED灯的核心元件发光二极管是由超导材料制成的
【分析】(1)可再生能源指的是像水能、风能以及太阳能,可以长期提供或可以再生的能源;
(2)声波和电磁波都可以传递信息,但是声波不能在真空中传播,而电磁波可以在真空中传播,所以对于没有空气的情况下的信息传递一般都是通过电磁波实现的;
(3)电磁波和电流在生活中都有着广泛的应用,电磁波的应用主要是用来传递信息;
(4)二极管是由半导体做成的器件,它具有单向导电性。
【解答】解:A、对于太阳能等能够源源不断的从自然界得到的能源是可再生能源,故A错误;
B、超声波和次声波都属于声波,不能在真空中传播;电磁波可以在真空中传播。故“北斗”导航是利用电磁波进行定位和导航的,故B错误;
C、电磁波可以在真空中传播,故卫星通信、移动通信是利用电磁波来传递信息的,故C正确;
D、LED灯的核心元件发光二极管是由半导体材料制成的,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查学生能源、半导体、电磁波等相关知识的掌握情况,属于基础内容的考查,比较简单。
4.(3分)如图所示,下列做法符合安全原则的是(  )
A.雷雨天站在大树下避雨 B.用手指触碰插座的插孔
C.用湿抹布擦发光的灯泡 D. 将冰箱的金属外壳接地
【分析】(1)雷雨天不能站在大树下;
(2)人体是导体,接触插座的线头时,容易触电;
(3)湿物体是导体,接触带电体容易发生触电;
(4)有金属外壳的电器,外壳必须接地。
【解答】解:A、打雷下雨时,站在大树下避雨,容易发生雷击现象,此做法不符合安全用电原则;
B、人体是导体,用手接触带电的插座时,会发生触电事故,此做法不符合安全用电原则;
C、湿抹布是导体,用湿抹布擦拭发光的灯泡时很容易触电,此做法不符合安全用电原则;
D、有金属外壳的电器,外壳必须接地,将冰箱的金属外壳接地,此做法符合安全用电原则。
故选:D。
【点评】本题考查了安全用电的常识,属于基础知识。
5.(3分)如图所示,两个小灯泡L1、L2串联,闭合开关S,L1发光,L2不发光,发生这一现象的原因,不可能的是(  )
A.电源电压较低 B.L2发生了断路
C.L2发生了短路 D.L2的实际功率很小
【分析】串联电路的特点:串联电路中,电流只有一条路径,各用电器互相影响,用电器不发光,可能是断路、短路或实际功率太小,根据实际情况分析具体原因。
【解答】解:A、若电源电压较低,若两个灯泡的规格不同,由P=I2R,电流相同的情况下,电阻较小其电功率会太小而不发光,所以,若R1的电阻较大,则L1发光,L2不发光,故A有可能;
B、两灯串联,若L2发生断路,则L1也不能发光,所以B不可能;
C、L2发生短路,则L2不能工作,L1仍能够发光,C可能;
D、若L2的实际功率很小,则L2不发光,L1可能发光,D可能。
故选:B。
【点评】本题考查了对电路三种状态的掌握和实际功率的理解,关键是知道断路、短路的含义,并要注意应用串联电路的特点应用。
6.(3分)如图是一手压电筒,按压手柄,塑料齿轮带动线圈内磁性飞轮高速旋转,使灯泡发光。下列四图中与这一过程的工作原理相同的是(  )
A.
B.
C.
D.
【分析】(1)手压电筒是利用电磁感应现象制成的,磁性飞轮高速旋转,使线圈切割磁感线,从而产生了感应电流,使小灯泡发光。
(2)逐个分析下面四个选择项中各个设备的制成原理,将两者对应即可得到答案。
【解答】解:A、图中导体ab在磁场中做切割磁感线运动时,电路中产生了感应电流(可以从电流表指针发生偏转来体现),这是电磁感应现象,与手压电筒的制成原理相符合。故A正确。
B、此图反映了通电导体在磁场中受到力的作用,与手压电筒的制成原理无关,故B错误。
C、此图探究的是电磁铁磁性强弱的影响因素,研究电磁铁磁性强弱与金属线的匝数有关,与手压电筒的制成原理无关。故C错误。
D、此图为奥斯特实验,证明通电导体周围存在磁场,与手压电筒的制成原理无关。故D错误。
故选:A。
【点评】(1)此题考查了电磁感应、通电导体在磁场中受力、奥斯特实验、电磁铁磁性强弱的决定因素等知识点。
(2)首先根据题目告诉的:线圈内磁性飞轮高速旋转明确出手压电筒的制成原理是解决此题的关键。
7.(3分)同一个小球,先后放入四个盛有不同液体的容器中,静止时的位置如图所示.取出小球后四个容器中的液面到容器底面的距离相等,则容器底面受到液体压强最大的是(  )
A. B. C. D.
【分析】小球在A、B中漂浮,在C中悬浮,在D中下沉,可以判断小球的密度与液体密度的关系,进一步判断出液体密度的大小,还知道四个容器中液面到容器底面的深度相同,根据液体压强公式就可比较出容器底面受到液体压强的大小。
【解答】解:
同一小球在A、B中漂浮,说明小球的密度小于A、B两液体的密度,即ρA>ρ球,ρB>ρ球;因为V排A<V排B,根据公式F浮=ρ液gV排得ρA>ρB>ρ球;
小球在C中悬浮,说明小球的密度等于液体C的密度,即ρC=ρ球;
小球在D中下沉,说明小球的密度大于液体D的密度,即ρ球>ρD;
比较可知,A液体的密度最大,已知四个容器中液面到容器底面的深度相同,根据公式p=ρgh可知,A容器底面受到液体压强最大。
故选:A。
【点评】本题考查利用液体压强公式来判断容器所受液体压强的大小,关键是根据物体的沉浮条件判断出液体密度的大小关系。
二、填空题(共21分)
8.(3分)夏天,小明买了一支冰棒,他有以下发现:
(1)从冰箱里拿出的冰棒上粘着许多“白花花的粉”;
(2)剥去包装纸,冰棒周围会冒出“白气”;
(3)把冰棒放进玻璃杯,不一会儿,玻璃杯的外壁就出了“汗”;
(4)再过一会儿,冰棒变成了“水”。
以上四个发现中,物态变化名称相同的有 (2)(3) (填序号),这种物态变化名称叫做 液化 ,其过程需要 放出 (选填“吸收”或“放出”)热量。
【分析】物质由气态变为液态叫液化,液化放热;物质由气态直接变为固态叫凝华;物质由固态变为液态叫熔化。
【解答】解:
(1)从冰柜里拿出的冰棒上粘着的“白花花的粉”是冰箱中的水蒸气快速放热后凝华形成的固态小冰晶;
(2)剥去包装纸,冰棒冒出的“白气”是空气中的水蒸气遇到温度低的冰棒液化形成的小水滴;
(3)把冰棒放进玻璃杯后,由于热传递,所以玻璃杯的温度降低,空气中的水蒸气遇到温度较低的玻璃杯,液化形成了液态小水滴,看起来像“汗”;
(4)再过一会儿,冰棒变成了“水”,冰棒由固态变为液态,属于熔化现象;
以上发现中,物态变化名称相同的有(2)(3),这种物态变化名称叫做液化,液化放热。
故答案为:(2)(3);液化;放出。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化,关键要看清物态变化前后,物质各处于什么状态;另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
9.(3分)如图所示,小芳在做“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验时,操作的错误是 没有使弹簧测力计水平拉动木块 ,纠正错误后,应拉动弹簧测力计使木块做 匀速直线 运动。若在木块上再放一个砝码,则木块运动时受到的滑动摩擦力将 变大 (填“变大”“变小”或“不变”)。
【分析】从摩擦力的方向与二力平衡的条件分析拉力的方向与木块做什么运动;
摩擦力大小与接触面的粗糙程度、压力大小有关。
【解答】解:(1)摩擦力的方向:沿接触面,与物体相对运动的方向相反;
当木块做匀速直线运动时,木块受平衡力,弹簧的拉力与摩擦力相等,所以拉力的方向必须沿着水平方向;
(2)摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,接触面越粗糙摩擦力越大;还与压力有关,压力越大,摩擦力越大;当在木块上再放一个砝码时,木块运动时受到的滑动摩擦力将变大。
故答案为:没有使弹簧测力计水平拉动木块;匀速直线;变大。
【点评】此题是探究影响摩擦力大小的因素实验,考查了二力平衡条件的应用,实验中采用间接测量滑动摩擦力的方法,要想使滑动摩擦力等于拉力,两者一定是平衡力。
10.(3分)如图所示,家庭电路中的插座之间是 并 联的,其中三孔插座比两孔插座多出的中间的孔是接 地 线的。小丽要判断三孔插座中哪个孔连接的是火线,她把试电笔插入三孔插座中,如图甲、乙所示,则图 甲 中试电笔的氖管会发光。
【分析】(1)家庭电路中的插座之间是互不影响的,所以是并联的关系;
(2)三孔插座的接法是左零右火上接地;
(3)正确使用试电笔的方法:站在地上手接触试电笔的笔尾金属体,笔尖接触火线或零线。氖管发光的是火线,氖管不发光的是零线。两孔插座的左孔接零线,右孔接火线。
【解答】解:家庭电路中的插座之间是互不影响的,所以是并联的关系;
三孔插座的接法是左零右火上接地,故三孔插座比两孔插座多出的中间的孔是接地线的;
甲图中,当试电笔插入插座右孔时,由于右孔是火线,所以氖管会发光;乙图中,当试电笔插入左孔时,由于左孔是零线,所以氖管不会发光。
故答案为:并; 地; 甲。
【点评】此题考查了插座的连接方式、三孔插座的解法和测电笔的使用,是一道综合题。
11.(3分)汽车在行驶时,发动机的温度会升得很高。为了确保安全,可用循环水进行冷却,用水来冷却是因为水的 比热容 大,这是通过 热传递 的方式来改变发动机的内能;如果散热器中装有10kg的水,在温度升高50℃的过程中,水吸收的热量是 2.1×106 J。
【分析】(1)水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多。
(2)做功和热传递都可以改变物体的内能;
(3)利用热量的计算公式Q=cmΔt和水的质量、升高的温度、比热容已知的条件,即可计算出水吸收的热量。
【解答】解:水的比热容较大大,降低相同温度吸收热量多,所以利用了水的比热容较大的性质。
汽车散热器是通过水等冷却液的循环使得温度降低,内能减小,它的内能变化实质是通过热传递的方式改变的。
根据吸热公式Q=CmΔt=4.2×103J/(kg ℃)×10kg×50℃=2.1×106J。
故答案为:比热容;热传递;2.1×106。
【点评】考查了水的比热容的特点以及应用。热量的计算需要学生牢固掌握热量的计算公式。
12.(3分)如图所示,在已经处于水平位置平衡的杠杆的A点悬挂两个总重为2N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向上拉,使杠杆在水平位置再次平衡,则拉力应为 1.5 N,此时的杠杆属于 省力 (选填“省力”或“费力”)杠杆。如果测力计的量程为0~5N,在支点不变的情况下,采用图中的杠杆,能较为精确地测量出悬挂物体的最大质量为 3 kg.(g取10N/kg)
【分析】要解决此题,首先掌握杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2.确定支点、力及力臂,代入公式便可求出。同时要掌握重力和质量的计算,掌握G=mg并会对其进行变形。
【解答】解:设每个小格的长度为L,则LA=3L、LB=4L。
根据杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2
则F LB=G LA
代入数据得,F×4L=2N×3L
所以F=1.5N
F<G,所以是省力杠杆。
测力计的最大示数为5N,当测力计竖直向上拉并且拉力为5N时,动力臂最长,测出的物体质量最大。
测力计的最大力臂是6L,最大示数为5N,物体拉力的最小力臂为L,
F′ LF′=G′ LG′
代入数据得,5N×6L=G′×L
G′=30N
根据G=mg得,m===3kg
故答案为:1.5;省力;3。
【点评】此题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和应用,要熟记平衡条件公式,关键是确定两个力和对应的力臂。同时考查了杠杆的分类,根据动力臂和阻力臂的关系或动力和阻力的大小关系得出。
13.(3分)用同一压强计探究液体内部压强的情景如图所示,其中 乙 图中橡皮膜底部受到液体压强更大(选填“甲”或“乙”);若两烧杯中分别装的是盐水和水(ρ盐水>ρ水),根据实验现象,可以确定 B (选填“A”或“B”)杯中装的盐水,这是因为在相同的深度, 液体密度 越大,液体压强越大。
【分析】(1)比较压强的大小要通过观察U形管中液面的高度差;
(2)盐水的密度大于水的密度,因此在相同深度,盐水中产生的压强大。这也说明液体压强与液体的密度有关。
【解答】解:(1)读图可知h′>h,所以乙图中橡皮膜底部受到液体压强更大;
(2)因为两次实验的深度相同,乙实验U形管中液面的高度差大,压强大,因此可确定B杯中装的是盐水,这是因为在相同的深度,液体密度越大,液体压强越大。
故答案为:乙; B; 液体密度。
【点评】熟悉压强计的使用是本题考查的主要知识,观察时要注意分辨液体密度、浸入深度、U形管中高度差等相关的量。
14.(3分)电能表是测量家庭电路 消耗电能 的仪表,如图所示是某家庭用的电能表及某月月初、月末的两次读数,若按0.7元/kW h计算,他家本月应缴纳电费 148.4 元,该电路允许同时接入用电器的最大总功率是 6.6 kW.
【分析】(1)电能表是测量家庭电路消耗电能的仪表,电能表最后一位示数是小数位,由图示电能表读出月初与月末电能表的示数,月末与月初电能表示数之差是本月消耗的电能,然后求出需要交纳的电费;
(2)220V说明电能表要在220V的电路中使用,30A表示电能表允许通过的最大电流是30A,根据P=UI求出他家电能表允许同时使用用电器的最大总功率。
【解答】解:(1)电能表是测量家庭电路消耗电能的仪表,
由图示电能表可知,电能表月初示数是1257.5kW h,月末示数为1469.5kW h,
本月用电量为W=1469.5kW h﹣1257.5kW h=212kW h,
需交纳的电费为0.70元/kW h×212kW h=148.4元;
(2)电能表允许同时接入用电器的最大总功率:
P=UI=220V×30A=6600W=6.6kW。
故答案为:消耗电能;148.4;6.6。
【点评】本题考查了利用电能表求家庭消耗的电能的方法和电费的求法,掌握电能表各参数的含义,利用额定电压和最大电流可以求出最大功率,比较接近学生的生活,体现了物理和生活的密切关系。
三、作图题(共7分)
15.(1分)如图所示为一通电螺线管与一小磁针静止时的情形,请在图中标出螺线管的N极和电源的“+”极符号。
【分析】利用磁极间的作用规律,据小磁针的极性确定螺线管的N、S极,再由安培定则可知电流的方向及电源的正负极。
【解答】解:小磁针的右端是N极,即据异名磁极相互吸引可知,该螺线管的左端是S极,即其右端是N极,据安培定则,即用右手握住导线,则大拇指指向右端可知,电流从电源右端流入,即电源的右端是正极,左端是负极。如下图所示:
【点评】关于右手螺旋定则,涉及三个方向:磁场方向、线圈绕向、电流方向,告诉其中的两个让确定第三个。如此题:告诉了磁场方向和绕向,确定电流方向。
16.(2分)如图所示,一束光线从空气斜射入水中,请在图中画出折射光线的大致方向。
【分析】要解决此题,需要掌握光的折射规律:折射光线与入射光线和法线在同一平面内;折射光线与入射光线分居法线两侧;当光从空气斜射入水里或其它透明介质中时,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角。
【解答】解:题目已经过入射点O画出法线,然后根据折射规律画出折射光线。光从空气斜射入水中,所以折射角小于入射角。
故答案为:
【点评】此题考查了对折射光线的画法,关键是记熟光的折射定律,搞清折射角与入射角的关系。
17.(2分)如图,一条长绳的一端固定在天花板上,另一端系一个小球做成一个摆。当球摆到图中所在位置时,画出小球所受重力和绳对小球拉力的示意图。
【分析】根据规则物体的重心在物体的几何中心,然后过重心表示出重力的方向和拉力的方向。
【解答】解:过球心作竖直向下的重力和沿绳子斜向上的拉力。如图所示:
【点评】画力的示意图的一般步骤为:一画简图二定点,三画线,四画尖,五把力的符号标尖边。按照这个作图步骤,很容易能够画出指定力的示意图。
18.(2分)电压力锅,结合了高压锅和电饭锅的优点,省时省电、安全性高。当电压力锅内部气压过大或温度过高时,发热电阻丝都会停止工作。压强过大时过压保护开关S1自动断开,温度过高时过热保护开关S2自动断开。在图方框内把符合要求的电路图补充完整。
【分析】由题意可知,压强过大时开关S1自动断开,温度过高时开关S2自动断开,两者都会造成发热电阻停止工作,由此分析两开关的连接情况从而画出电路图。
【解答】解:
由题知,压强过大时过压保护开关S1自动断开,温度过高时过热保护开关S2自动断开。即两开关中任何一个断开电热电阻都会停止工作,说明两开关串联共同控制发热器,电路图如图所示:
【点评】本题考查了电路图的设计,关键是根据题意得出两开关的连接方式和发热电阻丝工作的特点。
四、实验题(共19分)
19.(7分)(1)如图1所示,金属块所受的浮力为  0.2 N,金属块的体积是  2×10﹣5 m3。
(2)小明用天平和刻度尺测一块正方体的密度。在调节天平时,发现指针偏向分度盘的左侧(如图2中甲所示),此时应将平衡螺母向  右 (选填“左”或“右”)端调。然后用调节好的天平测正方体的质量,天平平衡时右盘砝码的质量、游码在标尺上的位置如图2中乙所示,正方体的质量为  53.4 g,再用刻度尺测出它的边长如图2中丙为  2.00 cm,则它的密度是  6.675 g/cm3,合  6.675×103 kg/m3。

【分析】(1)读出金属块在空气中测力计的示数即是金属块的重力,再读出金属块浸没在水有时测力计的示数,根据金属块受到的浮力等于金属块的重力减去金属块浸没在水有时测力计的示数,求出浮力,根据阿基米德定律求出金属块的体积。
(2)天平的调平遵循左偏右调或右偏左调的原则;天平的示数等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值,在读数时,注意标尺的分度值;测出质量m和计算出正方体的体积V后,根据密度的计算公式ρ=计算正方体的密度。
【解答】解:(1)金属块浸没在水有时测力计的示数:F=2N,
金属块受到的浮力:F浮=G﹣F=2.2N﹣2N=0.2N。
根据阿基米德定律得,金属块的体积:V===2×10﹣5m3。
(2)由图甲知,指针左偏,所以应将平衡螺母向右调节;由图乙知,标尺的分度值为0.2g,所以正方体的质量m=50g+3.4g=53.4g;
由图丙可知,刻度尺的分度值是1mm,因为需要估读到分度值的下一位,所以数值估读到0.1mm;末端对应的刻度值是5.00cm,起始位置对应的刻度值是3.00cm,正方体的长度L=5.00cm﹣3.00cm=2.00cm。
则正方体的体积V=(2cm)3=8cm3;
则它的密度:ρ===6.675g/cm3=6.675×103kg/m3。
故答案为:(1)0.2;2×10﹣5;(2)右;53.4;2.00;6.675;6.675×103。
【点评】熟练掌握刻度尺的使用,注意刻度尺如果发生零刻度线磨损的情况,可以从某一个完整的刻度开始测量,同时要估读到分度值的下一位。
20.(6分)(1)如图1是小李探究平面镜成像特点的实验装置,A是点燃的蜡烛,B是与A完全相同但未点燃的蜡烛。
①实验采用透明玻璃板代替平面镜,虽然成像不如平面镜清晰,但却能在观察到A蜡烛像的同时,也能观察到 蜡烛B ,巧妙地确定了像的位置;
②实验中拿掉B蜡烛,用白纸板放在其位置上,我们 不能 (选填“能”或“不能”)在白纸板上看到A蜡烛的像;将蜡烛A逐渐远离玻璃板,它的像 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)在“验证凸透镜成像规律”的实验中,某同学用焦距为10cm的凸透镜进行实验,如图2所示。保持凸透镜位置不变,把点燃的蜡烛放在光具座15cm刻度处,这时应向 左 (选填“左”或“右”)侧移动光屏,才会在光屏上得到一个倒立、 缩小 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的清晰的 实 像。(选填“实”或“虚”)
【分析】(1)研究平面镜成像特点时,物像到平面镜的距离、物像连线与平面镜的关系。研究这些问题确定像的位置是关键。像的位置用蜡烛B与蜡烛A的像重合来确定。实验中既能看到物体A的像,又能看到蜡烛B,要采用透明的玻璃板。研究物像的大小采用的是等效替代法,把蜡烛A的大小用蜡烛B来代替。
(2)掌握凸透镜成像的规律,当物距大于2f时,凸透镜成倒立缩小的实像,像距处于f和2f之间。
【解答】解:(1)①为了确定像的位置,让蜡烛A的像和蜡烛B重合,既能观察到A蜡烛像的同时,也能观察到B蜡烛,实验中要使用透明的玻璃板。
②平面镜成的是虚像,虚像不能用光屏承接。所以实验中拿掉B蜡烛,用白纸板放在其位置上,我们不能在白纸板上看到A蜡烛的像;
平面镜成像时,像的大小始终与物体的大小相等。因此,将蜡烛A逐渐远离玻璃板,它的像大小不变。
(2)凸透镜的焦距f=10cm,蜡烛在15cm处时,物距等于u=50cm﹣15cm=35cm,大于2f,所以此时成倒立缩小的实像;像距处于f和2f之间,即在60cm和70cm刻度之间,将光屏向左移动。
故答案为:(1)①蜡烛B; ②不能;不变;(2)左;缩小;实。
【点评】(1)掌握平面镜成像实验中各器材选择和操作的目的,例如为什么选择薄透明玻璃板、为什么选择两个完全相同的蜡烛、玻璃板为什么要竖直放置、刻度尺的作用、看用光屏是否能承接到像等;
(2)此题是探究凸透镜成像规律的实验,考查了凸透镜成像规律的应用,要熟练掌握凸透镜成像特点与物距之间的关系。
21.(6分)要测量小灯泡的额定功率,实验室提供的器材有:标有“2.5V”的小灯泡、电池组(电压为3V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)小虎所接的实验电路如图甲所示,电路中部分连接不合理,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)改正电路后,移动滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值最大。闭合开关,此时电压表示数为1V,电流表示数为0.2A.则滑动变阻器的最大阻值为 10 Ω。
(3)移动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V,此时电流表示数如图乙所示,其值为 0.26 A,小灯泡的额定功率为 0.65 W。
(4)小华在实验过程中,移动变阻器滑片时,小灯泡突然熄灭。经判断,电路故障是小灯泡或电流表被烧坏。查找故障时,在不拆开电路的情况下,他把一根导线接在电流表两端,小灯泡仍不发光,可判断电路故障是 小灯泡断路 。
【分析】(1)根据小灯泡的额定电压为2.5V,可知电压表的量程应选择0~3V。
(2)根据串联电路电压特点求出滑动变阻器两端的电压,再根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值。
(3)根据电流表的量程和分度值确定电流表的示数;根据P=UI求出灯泡的额定功率。
(4)导线接在电流表两端,会造成电流表短路,根据灯泡的亮暗可以判断电路故障。
【解答】解:(1)电压表应选择0~3V的量程,电路如图所示:
(2)当小灯泡两端的电压为1V,电流为0.2A时,
滑动变阻器两端的电压为:U滑动=U﹣UL=3V﹣1V=2V;
滑动变阻器的最大阻值:R滑动===10Ω。
(3)电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,所以电流表的示数为0.26A;
灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×0.26A=0.65W。
(4)当导线接在电流表的两端时,就能排除电流表的故障,小灯泡不亮,说明是小灯泡的故障,小灯被烧坏而断路。
故答案为:(1)如上图所示;(2)10;(3)0.26;0.65;(4)小灯泡断路。
【点评】本题考查了电压表量程的选择、电流表的读数、欧姆定律和电功率公式的计算、以及电路故障的判断,涉及的知识点较多,但都是我们必须掌握的内容。
五、计算题(共13分)
22.(4分)打捞海底沉船时常用机器人潜入水下打捞沉船上的物体。若机器人在水下30m处将某物体匀速竖直向上运至水面需时间150s,物体竖直上升所需要的动力F与物体运动速度v的关系如图所示,试求出这个过程动力F对物体做的功和功率。
【分析】(1)知道物体匀速竖直向上运动的距离和时间,根据速度公式求出物体上升的速度;根据图像读出动力的大小,根据W=Fs求出这个过程动力F对物体做的功;
(2)根据P=得出这个过程动力F对物体做功的功率。
【解答】解:机器人在水下30m处将某物体匀速竖直向上运至水面需时间150s,则运送速度为v==0.2m/s,
由上图所示,速度为0.2m/s时对应的拉力是500N,则这个过程力F对物体做功为W=Fs=500N×30m=1.5×104J,
这个过程力做功的功率为P==100W。
答:这个过程动力F对物体做的功为15000J,功率为100W。
【点评】本题考查速度、功、功率的计算,关键是从图中得出有用信息。
23.(9分)一小灯泡额定电压为2.5V,小灯泡电流随电压变化的曲线如图甲所示,将它连入如图乙所示电路中,电源电压为6V且保持不变。求:
(1)小灯泡的额定功率;
(2)为保证小灯泡正常发光,此时滑动变阻器连入电路的电阻大小;
(3)当电流表的示数为0.15A时,滑动变阻器消耗的电功率。
【分析】(1)由图甲找到小灯泡两端电压为额定电压2.5V时,通过小灯泡的电流,根据P=UI小灯泡的额定功率;
(2)根据串联电路电压的规律,求出小灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压,根据串联电路电流规律和欧姆定律求滑动变阻器连入电路的电阻;
(3)由图甲找到小灯泡的电压为0.15A时灯两端电压,根据串联电路电流的规律,根据P=UI求变阻器的功率;
【解答】解:(1)由图甲可知,当小灯泡两端电压为额定电压2.5V时,通过小灯泡的电流为0.2A,小灯泡的额定功率:
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
(2)根据串联电路电压的规律,小灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压为:
UR=U﹣UL=6V﹣2.5V=3.5V,
因为滑动变阻器与小灯泡串联,所以通过滑动变阻器的电流IR=IL=0.2A,
所以滑动变阻器连入电路的电阻为:
R==17.5Ω;
(3)当电流表的示数为0.15A时,小灯泡两端的电压为1.5V,则滑动变阻器两端的电压为:
UR′=U﹣UL′=6V﹣1.5V=4.5V
滑动变阻器的电功率为:
P′=UR′IR′=4.5V×0.15A=0.675W。
故答案为:(1)小灯泡的额定功率为0.5W;
(2)为保证小灯泡正常发光,此时滑动变阻器连入电路的电阻大小为17.5Ω;
(3)当电流表的示数为0.15A时,滑动变阻器消耗的电功率为0.675W。
【点评】本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用,关键是从图中获取有效的信息,知道灯的电阻是变化的。
六、综合能力题(本大题3小题,共19分)
24.(6分)(1)在某地做探究水沸腾实验,装置如图1所示,加热一段时间,烧杯内的水翻腾,有大量气泡上升、变大,到水面破裂。这是 汽化 现象(填物态变化名称),此时图中温度计的示数为 96℃ 。烧杯内的水是否已沸腾? 是 。判断的依据是 有大量的气泡上升、变大,到水面破裂,所以这是水沸腾时的现象 。
(2)海拔越高,大气压越小,用同一套装置测得不同楼层的大气压值如图2甲、乙所示,乙图大气压值等于 753 mm高的水银柱所产生的压强。其中 乙 图是放在较高楼层时的情况。
【分析】(1)水的沸腾属于汽化的一种方式;在进行温度计的读数时,注意其分度值;
根据沸腾时的现象进行分析:沸腾过程中有大量的气泡生成,并且在上升过程中,体积逐渐变大;
(2)玻璃管中的水银柱是由大气压支持着,所以大气压等于水银柱产生的压强;
掌握气压与高度之间的关系:随高度的增大而减小。
【解答】解:
(1)由题意可知,此时水在沸腾,水的沸腾属于汽化的一种方式,故这是汽化现象;
由图1知,温度计的分度值是1℃,所以其示数为96℃;
由题知,此时有大量的气泡生成,并且在上升过程中,体积逐渐变大,到水面破裂,所以这是水沸腾时的现象;
(2)由图乙知,玻璃管中水银柱的高度为753mm,所以此处大气压等于753mm高的水银柱所产生的压强;
较高楼层的气压较低,水银柱高度应该减小,所以乙图是放在较高楼层时的情况。
故答案为:
(1)汽化;96℃;是;有大量的气泡上升、变大,到水面破裂,所以这是水沸腾时的现象;
(2)753;乙。
【点评】这是一道水沸腾实验题,学生很容易因为图中温度没有达到 100℃因认为此时杯内的水没有沸腾。事实上,只有在标准大气压下水的沸点才是 100℃,题中的实验现象的描述就是水沸腾时的现象。所以此时杯内的水是沸腾的,只是因为当地的大气压小于标准大气压。
同时本题还考查了托里拆利测量气压的原理,以及气压与高度之间的关系。
25.(7分)我市南澳风力发电场位于南澳东半岛果老山脉。山巅有风车阵,与蓝天大海,组合成一幅壮丽的南粤山水新风景线(图甲)。风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成。
(1)风力发电利用的是风能,风能是清洁的、 可再生 (可再生/不可再生)能源。
(2)风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能,通常用密度小,硬度 大 (选填“大”或“小”)的复合材料制成;叶片形状像飞机的机翼,若叶片位置和风向如图乙所示,由于叶片两面空气流速不同产生压强差,而受到向 上 (选填“上”或“下”)的力使风叶旋转。
(3)风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机,利用 电磁感应 原理。实现机械能转化为电能。
(4)(多选)某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示,由图象得到的下列信息,正确的有哪些 BD 
A.只要有风,机组就能产生电能
B.风速过大,机组不会产生电能
C.风速越大,机组产生的电功率一定越大
D.风速在一定范围内,机组产生的电功率可能不变
(5)下表给出了在不同风速下某风机获得的能量:
平均风速(m/s) 5 10 15 20
1s内获得的能量(×104J) 1 8 27 64
当风速为5m/s时,这台风机工作1s所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作10s,该风机发电的效率是 10% 。
【分析】(1)风能是取之不尽用之不竭的能源,所以风能是可再生资源;
(2)风机叶片材料质量轻减小阻力易于转动,强度高防止变形,耐磨损增加使用寿命,密度小可以减小质量,硬度大增加使用寿命;
叶片上面弧形,下面平面,风经过叶片时,分析叶片上下空气流速,根据流速越大压强越小,分析压强大小,分析受力情况;
(3)风力发电是把机械能转化为电能,应用电磁感应原理;
(4)由图象丙进行分析,风速比较小时和风速比较大时,不会产生风能,在一定范围内电功率随风速增大而增大,在一定范围内,风速增大,电功率不变;
(5)知道灯泡的额定功率和工作时间,求出有用功,知道总功,根据机械效率公式求出机械效率。
【解答】解:
(1)风能可以在自然界中源源不断的得到,风能是取之不尽用之不竭的能源,所以风能是可再生资源;
(2)风机叶片材料质量轻、强度大、耐磨损、密度小、硬度大,可以减小阻力,延长使用寿命;
由乙图知,叶片的上面是突出的弧形,下面是平面,空气流过时,上面空气流速大于下面空气流速,上面压强小于下面压强,叶片受到向上的力。
(3)风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机发电,把风的机械能转化为电能,这是电磁感应现象;
(4)由丙图知,
A.在风很小和很大时,不能产生电能。此选项错误;
B.风速过大,机组不会产生电能。此选项正确;
C.在一定范围内,风速越大,机组产生的电功率越大;在一定范围内,风速越大,机组产生的电功率不变。此选项错误;
D.风速在一定范围内,机组产生的电功率可能不变。此选项正确。故选BD;
(5)根据题意得W总=10000J,
根据公式P=,所以W有=Pt=100W×10s=1000J,
风机发电的效率η==×100%=10%。
故答案为:(1)可再生; (2)大;上;(3)电磁感应;(4)BD;(5)10%。
【点评】本题考查了可再生能源、物质的属性、机械效率、流体压强和流速关系及电功率的计算,其它内容都是从给定的材料中分析问题,考查学生对新事物的分析、判断能力,最近几年中考中出现的频率较高,并且有一定的难度。
26.(6分)阅读短文,回答问题:
扫地机器人
扫地机器人是一款能自动清扫的智能家用电器,如图所示。机器人通过电动机旋转产生高速气流,将灰尘、杂物吸入集尘盒,其防滑轮皮采用凸凹材质制成;底部安装有塑料刷,用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体;前端装有感应器,通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物。充电座两侧有二个像海豚和蝙蝠一样导航的信号发射和接收装置,当剩余电量减为电池容量的20%时,机器人在充电座的引导下会主动寻找充电器充电。表一为某扫地机器人的部分参数。电池容量指放电电流与放电总时间的乘积。
额定工作电压 12V 额定功率 30W
电池容量 2500mAh 工作噪音 <50dB
(1)机器人工作时,主机内部的气压 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)大气压而产生吸力。若该机器人向障碍物垂直发射超声波,经过0.001s收到回波,则其发射超声波时与障碍物间的距离约为 17 cm.(设超声波在空气中的传播速度为340m/s)
(2)采用凸凹材质的轮皮,可增大机器人与地面间的 摩擦 ,机器人返回自动充电是依据 超声波 (选填“红外线”或“超声波)导航的。
(3)该机器人正常工作时的电流为 2.5 A;充满电后至下一次自动充电前能够连续正常工作的最长时间为 0.8 h。
【分析】(1)由流体压强与流速的关系:流速越大的位置压强越小;先根据s总=vt算出总路程,利用s=即可求出发射超声波时与障碍物间的距离;
(2)摩擦力与接触面粗糙程度有关,机器人返回自动充电是依据超声波导航;
(3)知道额定电压和额定功率,根据I=求出机器人正常工作时的电流;利用公式I=的变形公式,可求出持续工作的时间;
先计算电源用来克服阻力提供的能量,由克服阻力做的功,求出可以行驶的距离。
【解答】解:(1)由流体压强与流速的关系:流速越大的位置压强越小可知,机器人在工作时,由于转动的扇叶处气体的流速大,压强小,
在外界大气压的作用下将灰尘、杂物吸入集尘盒,故主机内部的气压小于大气压而产生吸力。
由v=得,超声波从发射到收到回波所通过的总路程:
s总=vt=340m/s×0.001s=0.34m,
则其发射超声波时与障碍物间的距离:
s===0.17m=17cm;
(2)摩擦力与接触面粗糙程度有关,采用凸凹材质的轮皮,可增大机器人与地面间的摩擦;机器人返回自动充电是依据超声波导航;
根据P=UI得:
I===2.5A=2500mA;
剩余电量减为电池容量的20%时,
Q′=0.8Q
由I=得:
t===0.8h;
故答案为:(1)小于;17;(2)摩擦;超声波;(3)2.5;0.8。
【点评】本题涉及到力学、声学、电学等物理知识较多,跨度大,综合性很强,有一定的难度,需要仔细分析判断,学生要熟练掌握电功率公式、电流的定义式、效率公式的综合应用,理解电池容量的含义和效率公式的应用是关键。
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