2024年广西南宁市中考物理二模试卷(含解析)

2024年广西南宁市中考物理二模试卷
一、单项选择题(本大题共13题,共26分。在给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。请考生用2B铅笔在答题卡上将选定的答案标号涂黑。)
1.(2分)下列物品,通常情况下是绝缘体的是(  )
A.削笔刀 B.塑料尺 C.铝制书签 D.铅笔芯
2.(2分)下列物体的长度接近20cm的是(  )
A.乒乓球的直径 B.一根头发的直径
C.物理课本的厚度 D.一支新铅笔的长度
3.(2分)下列成语或短语中,涉及光沿直线传播的是(  )
A.立竿见影 B.鱼翔浅底 C.镜花水月 D.海市蜃楼
4.(2分)下列改变内能的方式与其他三种不同的是(  )
A.热水烫脚 B.冰镇饮料 C.钻木取火 D.围炉煮茶
5.(2分)如图所示的实例中,能利用流体压强与流速的关系解释的是(  )
A.茶壶倒水
B.自制喷雾器喷雾
C.卫生间地漏设计
D.用吸管喝饮料
6.(2分)在2024年春节联欢晚会陕西西安分会场的节目《山河诗长安》中,千人齐诵李白的“仰天大笑出门去,我辈岂是蓬蒿人”。这里的“大笑”是指声音的(  )
A.音调高 B.音色美 C.声速大 D.响度大
7.(2分)人游泳之后从水中出来,身上的水滴在阳光照射下会逐渐消失。这种现象属于(  )
A.液化 B.升华 C.汽化 D.凝固
8.(2分)下列做法符合安全用电原则的是(  )
A.保险丝熔断后用铁丝临时代替
B.家用电器着火,直接用水扑灭火焰
C.冰箱应使用三孔插头和插座
D.使用测电笔时,手指要与笔尖金属体接触
9.(2分)如图是一位同学眼球成像的示意图,他所患眼疾及矫正视力应配戴的透镜类型是(  )
A.远视眼,凸透镜 B.远视眼,凹透镜
C.近视眼,凸透镜 D.近视眼,凹透镜
10.(2分)物理学研究成果的应用,对社会发展起到巨大的推动作用。如图所示的下列设备应用法拉第电磁感应原理工作的是(  )
A.手摇式发电机 B.电热水壶
C.电动机 D.电磁起重机
11.(2分)如图是加油站里常见的“静电释放器”,工作人员提油枪加油前,必须用手触摸圆形“铁饼”以消除身体上的静电。消除静电时(  )
A.电荷发生了转移
B.创造了新的电荷
C.电荷全部消失
D.人体是绝缘体能阻隔电荷转移
12.(2分)中考体育项目中蕴含了很多的物理知识,下列分析正确的是(  )
A.800m测试中,一位同学通过弯道时,运动状态不变
B.掷实心球时,球离开人手后会继续向前运动,是受到了惯性的作用
C.引体向上测试中,当身体静止时,杠杆对人的拉力与人的重力平衡
D.斜向上抛出的绣球,若上升到最高点时所受的力全部消失,将一直保持静止状态
13.(2分)2024年4月25日,我国用“长征二号F遥十八”运载火箭成功将神舟十八号载人飞船发射升空,如图。关于火箭发射过程中涉及的物理知识,下列说法正确的是(  )
A.火箭发动机属于热机
B.火箭燃料在燃烧过程中,热值不断减小
C.地面控制中心通过超声波向火箭发送指令
D.火箭加速上升的过程中,飞船机械能不变
二、多项选择题(本大题共小3题,每小题3分,共9分。在给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求。全部选对得3分,选对但不全得2分,有选错得0分。请考生用2B铅笔在答题卡上将选定的答案标号涂黑。)
(多选)14.(3分)疫情期间,王老师利用手机直播网课如图所示,下列说法正确的是(  )
A.凸透镜对光线具有发散作用
B.黑板上的文字通过手机镜头成倒立、缩小的实像
C.为了让同学们看到黑板上的字更大,手机应靠近黑板
D.老师和黑板应位于手机镜头一倍焦距和两倍焦距之间
(多选)15.(3分)如图所示,水母的伞状体内有一种特别的腺,可以发出一氧化碳,使伞状体膨胀,通过控制伞状体的体积大小,水母实现了在水中上浮和下潜的自由。忽略产生一氧化碳的质量,下列说法正确的是(  )
A.伞体缩小时,受到浮力会变大
B.悬浮的水母,产生一氧化碳时会上浮
C.逐渐下沉的水母,所受水的压强逐渐增大
D.水母实现浮沉自由的原理与潜水艇的一致
(多选)16.(3分)公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。如图是某种地磅的工作原理图,滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动,当货车质量增大时,电表示数随之增大,由电表改装成的显示器的示数也增大。下列说法正确的是(  )
A.“显示器”由电流表改装而成
B.接线柱“1”应与“2”连接
C.增大R0可以增大地磅的测量范围
D.若货车质量增大,则电阻R0两端电压减小
三、填空题(本大题共6小题,每空1分,共12分。请把答案直接填写在答题卡相应的位置上)
17.(2分)2023年4月,中国“人造太阳”——“东方超环”(EAST)实现1.2亿摄氏度101秒等离子体运动创造了世界新纪录。“人造太阳”因反应原理与太阳类似而得名,即通过氢核    (选填“聚变”或“裂变”)释放巨大的核能。目前被人类广泛运用的核能是    (选填“可”或“不可”)再生能源。
18.(2分)东汉学者王充在《论衡 乱龙》中记录了“顿牟掇芥”。“顿牟掇芥”的意思是摩擦过的琥珀能吸引芥菜子一类的轻小物体,这说明琥珀带了    ;琥珀和与毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥,可以确定琥珀带的是    (选填“正”或“负”)电荷。
19.(2分)小明家一周前、后电能表示数如图所示,则该周小明家用电    kW h,假如小明家所在地区每度电的电费是0.5元,则小明家这周应付电费    元。
20.(2分)“稻花香里说丰年”中描述的“稻花香”体现了物理学中的    现象。水稻育苗时,采用傍晚灌水,清晨放水的做法来防止幼苗冻伤,是利用了水    的特性。
21.(2分)如图所示,电源电压保持不变,定值电阻R1=10Ω,R2=20Ω,电压表示数为2V,则电源电压为    V;若将电压表换成电流表,则电流表示数为    A。
22.(2分)第一届全国学生(青年)运动会已于2023年11月在广西举办,此次运动会的吉祥物以中华白海豚为原型进行创作,如图所示。爸爸给小明送了一个学青会的吉祥物“壮壮”,小明想知道它的密度,于是他将一个薄壁柱形玻璃杯(厚度忽略不计),放存水平地面上,并在杯中倒入与杯子质量相同的水,此时水对杯底的压强为1000Pa。然后他将“壮壮”轻轻地放入水中,静止时“壮壮”沉底(水足够多且无溢出),水对容器底部的压强p水和杯子对地面的压强p杯如图表所示。则将“壮壮”放入前,杯子中的水深为    cm;“壮壮”的密度为    kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3)
压强 放入水中后
p水 1200
p杯 2400
四、作图题(共4分,请把答案直接填写在答题卡相应的位置上)
23.(2分)如图,为某同学在进行立定跳远测试过程中的某一瞬间(不计空气阻力),O点为重心,请画出该同学的受力示意图。
24.(2分)如图为光线AO从水斜射向空气,请画出入射光线AO的折射光线和反射光线。
五、实验探究题(本大题共4小题,每空1分,共25分。请将答案写到答题卡相应位置上)
25.(5分)利用如图甲所示的装置进行“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,小明将细线悬挂的钢球适当地拉起一定高度,由静止释放去撞击木块。
(1)要探究动能大小与速度的关系,则需将同一小球拉起到    (选填“相同”或“不相同”)的高度。
(2)小球动能的大小可以通过比较木块在水平面上移动的距离来反映的,这样的实验方法是    。木块最终停下来是因为受到    的作用。
(3)换用不同质量的钢球分别拉起相同高度,由静止释放,发现质量越大的钢球撞击后木块移动的距离越大,说明速度相同的物体,质量越大,动能就    。
(4)由此联想到如图乙所示的高速公路限速牌上标明“100”和“120”字样,   (选填“大客车”或“小轿车”)的限速应该是100km/h。
26.(6分)(1)如图甲所示的“观察水的沸腾”实验中,当水沸腾时,温度计示数如图乙所示,此时水的沸点是    ℃,可见其液面上方气压    (选填“高于”、“等于”或“低于”)。
(2)小红对“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置进行了改进,如图丙所示,该装置的主要优点是利用定滑轮能    的特点,使测力计读数更加稳定,此时木块受到的滑动摩擦力大小为    N。
(3)置于通电螺线管右侧的小磁针静止时,其N极指向如图丁所示。由此可知,通电螺线管的右端是    (选填“N”或“S”)极,电流是从    (选填“A”或“B”)端流入螺线管的。
27.(7分)物理兴趣小组的同学们发现,有的电阻会随温度、压力等外界因素的改变而发生变化,那么热敏电阻的阻值大小与温度有什么关系呢?为此他们从实验室找来如图甲所示的热敏电阻进行探究。
温度T/℃ 10 20 30 40 50 60
电流I/A 0.13 0.16 0.21 0.27 0.34 0.43
(1)热敏电阻是由    (选填“导体”“超导体”或“半导体”)材料制成的。经过讨论,同学们组装了如图乙所示的装置进行实验,实验中应保证电源电压    。
(2)点燃酒精灯,闭合开关进行实验,记录的数据如表丙所示,分析实验数据可知该热敏电阻的阻值随温度升高而    (选填“增大”或“减小ˇ),所以    (选填“能”或“不能”)用该热敏电阻开展“探究电流与电压关系”的实验。
(3)为了得到这个热敏电阻在不同温度下的具体阻值,实验还需要增加的器材是    。
(4)实验结束后,大家一起动手用这个热敏电阻和一个电压表改装成了一个指针式温度计,设计的电路如图丙所示,若要使电压表示数随温度升高而增大,则应将电压表并联在    (选填“ab”“bc”或“ac”)两端。
(5)实验中用“水浴”加热而不用酒精灯直接加热,请结合物理知识做出合理的解释:   。(写出一条即可)
28.(7分)广西恭城油茶至今已有一千多年历史。在物理实验课中,老师让同学们想办法测量油茶的密度。
(1)小华用天平和量筒设计如下实验:
①把天平放在    桌面上,将游码移到标尺的零刻线处,然后发现指针静止时如图甲所示,此时应将平衡螺母向    (选填“左”或“右”)调节,使天平平衡;
②取适量油茶倒入烧杯,用天平测量烧杯和油茶的总质量,当天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示。然后将烧杯中部分油茶倒入量筒中,再次测出烧杯和剩余油茶的总质量为27g,则量筒中油茶的质量是    g;
③量筒中油茶的体积如图丙所示为    cm3,则油茶的密度是    g/cm3。
(2)小李同学的方法是:用水、实心柱体(密度大于水)、烧杯、弹簧测力计测油茶的密度。步骤如下:
①如图丁所示,用细线系住柱体,并挂在弹簧测力计下,测得其重力为G;
②如图戊所示,用弹簧测力计拉住柱体,使其完全浸没在水中,测得拉力为F1;
③把物块从水中取出,擦干柱体后,再用弹簧测力计拉住柱体使其浸没在油茶中,如图己所示,稳定后测得拉力为F2。
④由以上数据可以得出油茶密度的表达式ρ油茶=   (用小李同学实验收集到的物理量表达,水的密度为ρ水)。
(3)最后在交流研讨时,有同学提出可以将小李同学的“测力计+物块”的组合改为一个“密度计”,例如先用弹簧测力计测出一个重为1.6N的物块,然后把物块浸没在水中时,弹簧测力计的读数为0.6N,就在0.6N处对应标上1.0g/cm3的字样;当她把物块浸没在密度为0.8g/cm3的酒精中时,应该在弹簧测力计刻度盘的    N处对应标上0.8g/cm3字样。
六、综合应用题(本大题共3小题,共24分.解答时按要求写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤,只写出最后答案,未写出主要计算过程的不得分。)
29.(6分)为解决社会上停车难问题,某小区修建了立体车库,如图所示是某轿车停车入库时的情景。某次停车时,驾驶员将轿车停至载车板上,通过升降机20s就可将车辆竖直提升10m至第5层,车子重为1.2×104N。求:
(1)本次提升汽车的平均速度;
(2)提升过程中升降机对汽车做的功;
(3)提升过程中升降机对汽车做功的功率。
30.(8分)每年5﹣6月份,广西多地都会受到台风侵袭,造成巨大的经济损失,为测量风速,某实验小组设计了如图甲所示的一款简易风速仪,其原理图如图乙所示。电源电压恒定,R1为压敏电阻,有风时迎风板受到的压力能大小不变地传递给R1,R1的阻值随风速大小变化的关系如表格所示。读出电表示数,即可知此时的风速。
风速(m/s) 0 2 6 12 14 18
R1(Ω) 150 125 95 60 15 6
(1)调节风速为零时,电流表示数为I1=0.1A,求R1消耗的电功率;
(2)再次调节风速为12m/s时,电流表示数为I2=0.2A,求电源电压和R0的阻值;
(3)若调节电压表量程为0﹣15V,电流表量程为0﹣0.6A,在保证电路安全的前提下,求该风速仪能测量的最大风速。
31.(10分)小黄在厨房观察到一个有趣的现象,他把西红柿放入盛满水的盆子清洗时,从盆中溢出的水流入底部密封的水槽内,取出西红柿,盆子浮了起来。经过思考,他建立了以下模型研究盆子浮起的条件,如图所示足够高的圆柱形容器A放在水平桌面上,容器A底面积为500cm2;内放一个高度为20cm,重力为2N,底面积为300cm2的圆柱形容器B(B的厚度不计,且与A底部未紧密贴合),现在容器B中装入60N的水,使其恰好装满;水平地面上放着一个正方体木块,其质量为600g,边长为10cm(木块不吸水)。求:
(1)木块的密度;
(2)将木块缓慢放入B容器中,木块静止时漂浮在水面,溢出水的体积;
(3)把木块从容器B中取出(木块不沾水且未造成多余的水从容器B中溢出),再从容器B中抽出质量为1000g的水倒入容器A中。请通过计算判断容器B是否浮起来了,并求此时容器A底部受到水的压强。
2024年广西南宁市中考物理二模试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(本大题共13题,共26分。在给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。请考生用2B铅笔在答题卡上将选定的答案标号涂黑。)
1.(2分)下列物品,通常情况下是绝缘体的是(  )
A.削笔刀 B.塑料尺 C.铝制书签 D.铅笔芯
【分析】容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体;据此分析判断。
【解答】解:A、削笔刀是由金属制成的,容易导电,属于导体,故A错误;
B、塑料尺不容易导电,是绝缘体,故B正确;
C、铝制书签是由金属制成的,容易导电,属于导体,故C错误;
D、铅笔芯是由石墨制成,容易导电,属于导体,故D错误。
故选:B。
2.(2分)下列物体的长度接近20cm的是(  )
A.乒乓球的直径 B.一根头发的直径
C.物理课本的厚度 D.一支新铅笔的长度
【分析】根据对日常生活中常见物体和长度单位的认识,选出符合题意的选项。
【解答】解:
A、乒乓球的直径约为4cm,故A不符合实际;
B、一根头发的直径约为80μm,故B不符合实际;
C、物理课本的厚度约为1cm,故C不符合实际;
D、中学生伸开手掌,大拇指指尖到中指指尖的距离大约20cm,新铅笔的长度与此差不多,在20cm左右,故D符合实际。
故选:D。
3.(2分)下列成语或短语中,涉及光沿直线传播的是(  )
A.立竿见影 B.鱼翔浅底 C.镜花水月 D.海市蜃楼
【分析】光在自然界中存在三种光现象:
(1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等;
(2)光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的;
(3)光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、凸透镜成像等都是光的折射形成的。
【解答】解:A、立竿见影是由光沿直线传播形成的,故A正确;
B、鱼翔浅底是由光的折射形成的,故B错误;
C、镜花水月是由光的反射形成的,故C错误;
D、海市蜃楼是由光的折射形成的,故D错误。
故选:A。
4.(2分)下列改变内能的方式与其他三种不同的是(  )
A.热水烫脚 B.冰镇饮料 C.钻木取火 D.围炉煮茶
【分析】改变内能的方式有做功和热传递,其中做功改变物体内能的实质是能量的转化,热传递改变物体内能的方式是能量的转移。
【解答】解:A、热水烫脚,脚吸收热量,温度升高、内能增大,是通过热传递改变物体内能;
B、冰镇饮料,饮料放出热量,内能减小,是通过热传递改变内能;
C、钻木取火,克服摩擦力做功,将机械能转化为内能,使木头的温度升高、内能增大,是通过做功改变内能;
D、围炉煮茶,茶吸收热量,温度升高、内能增大,是通过热传递改变物体内能;
综上所述,选项C与其他选项改变物体内能的方式不同。
故选:C。
5.(2分)如图所示的实例中,能利用流体压强与流速的关系解释的是(  )
A.茶壶倒水
B.自制喷雾器喷雾
C.卫生间地漏设计
D.用吸管喝饮料
【分析】液体和气体都称为流体,生活中常见的流体是水和空气,流体流速越大的地方、压强越小,流体流速越小的地方、压强越大。
【解答】解:A、茶壶底部相通,水静止后液面相平,这是应用了连通器的原理,故A不符合题意;
B、简易喷雾器喷雾,当向水平的管中吹气时,竖直管上方的空气流速大、压强小,水在大气压的作用下被压上来,能够说明流体压强与流速的关系,故B符合题意;
C、卫生间地漏设计,利用了连通器原理,故C不符合题意;
D、用吸管吸饮料时,嘴内的压强小于外界大气压,饮料在大气压的作用下被压入到嘴中,是利用大气压的作用,故D不符合题意。
故选:B。
6.(2分)在2024年春节联欢晚会陕西西安分会场的节目《山河诗长安》中,千人齐诵李白的“仰天大笑出门去,我辈岂是蓬蒿人”。这里的“大笑”是指声音的(  )
A.音调高 B.音色美 C.声速大 D.响度大
【分析】音调指声音的高低;响度指声音的大小;音色指声音的音质好坏。
【解答】解:“仰天大笑出门去,我辈岂是蓬蒿人”中的“大”指的是声音的响度大,故D正确、ABC错误。
故选:D。
7.(2分)人游泳之后从水中出来,身上的水滴在阳光照射下会逐渐消失。这种现象属于(  )
A.液化 B.升华 C.汽化 D.凝固
【分析】物质由液态变成气态发生了汽化。
【解答】解:人游泳之后从水中出来,身上的水滴在阳光照射下由液态变成气态,发生了汽化现象,故C正确,ABD错误。
故选:C。
8.(2分)下列做法符合安全用电原则的是(  )
A.保险丝熔断后用铁丝临时代替
B.家用电器着火,直接用水扑灭火焰
C.冰箱应使用三孔插头和插座
D.使用测电笔时,手指要与笔尖金属体接触
【分析】(1)保险丝是采用电阻率大、熔点低的材料制成的,当电路电流过大时,保险丝熔断,自动切断电路,从而保护电器;
(2)生活用水是导体,用电器着火时,不能用水直接灭火;
(3)有金属外壳的用电器应使用三孔插头和插座;
(4)使用测电笔时,手必须接触笔尾的金属体,不能接触笔尖金属体。
【解答】解:A、铁丝的电阻率小、熔点高,在电流过大时,产生的热量不容易达到熔点,因此不会熔断,起不到保险的作用,故A不符合安全用电原则;
B、生活用水是导体,所以家用电器着火,不能直接用水扑灭火焰,故B不符合安全用电原则;
C、冰箱有金属外壳,需要使用三孔插头和插座,防止因外壳漏电而发生触电事故,故C符合安全用电原则;
D、使用测电笔时,手必须接触笔尾的金属体,但不能碰到笔尖的金属体,故D不符合安全用电原则。
故选:C。
9.(2分)如图是一位同学眼球成像的示意图,他所患眼疾及矫正视力应配戴的透镜类型是(  )
A.远视眼,凸透镜 B.远视眼,凹透镜
C.近视眼,凸透镜 D.近视眼,凹透镜
【分析】近视眼是晶状体会聚能力增强,像呈在视网膜的前方,应配戴凹透镜矫正。
【解答】解:近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,像呈在视网膜的前方,应佩戴发散透镜,即凹透镜进行矫正,故D正确。
故选:D。
10.(2分)物理学研究成果的应用,对社会发展起到巨大的推动作用。如图所示的下列设备应用法拉第电磁感应原理工作的是(  )
A.手摇式发电机 B.电热水壶
C.电动机 D.电磁起重机
【分析】闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,这是电磁感应现象;明确选项中提到的这四个设备的工作原理,然后找出与题目要求对应的即可。
【解答】解:A、手摇式发电机是电磁感应现象工作的,故A符合题意;
B、电热水壶的工作原理是电流的热效应,故B不符合题意;
C、电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的,故C不符合题意;
D、电磁起重机的主要部件是电磁铁,其工作原理是电流的磁效应,故D不符合题意。
故选:A。
11.(2分)如图是加油站里常见的“静电释放器”,工作人员提油枪加油前,必须用手触摸圆形“铁饼”以消除身体上的静电。消除静电时(  )
A.电荷发生了转移
B.创造了新的电荷
C.电荷全部消失
D.人体是绝缘体能阻隔电荷转移
【分析】金属铁饼是导体,人体带电后用手触摸它,可以将静电释放掉。
【解答】解:工作人员提油枪加油前,必须用手触摸圆形“铁饼”,铁饼和大地、人体都是导体,可以将人体上积累的静电及时导入大地,电荷发生了转移,故A正确,BCD错误。
故选:A。
12.(2分)中考体育项目中蕴含了很多的物理知识,下列分析正确的是(  )
A.800m测试中,一位同学通过弯道时,运动状态不变
B.掷实心球时,球离开人手后会继续向前运动,是受到了惯性的作用
C.引体向上测试中,当身体静止时,杠杆对人的拉力与人的重力平衡
D.斜向上抛出的绣球,若上升到最高点时所受的力全部消失,将一直保持静止状态
【分析】(1)物体受到平衡力作用时,其运动状态不变,即处于静止状态或匀速直线运动状态;物体受非平衡力作用时,其运动状态会发生变化,体现在速度大小及方向的变化;
(2)物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性;
(3)物体处于平衡状态(静止状态或匀速直线运动)时,所受的力就是平衡力;
(4)根据牛顿第一定律进行分析,即当物体受到的力突然消失,物体还会保持原来的运动状态。
【解答】解:A、800m测试中,一位同学通过弯道时,运动方向改变,所以运动状态改变,故A错误;
B、掷实心球时,球离开人手后会继续向前运动,在空中因为具有惯性继续运动,惯性不是力,不可以说受到惯性的作用,故B错误;
C、人拉住单杠静止时,处于平衡状态,此时单杠对人的拉力与人的重力是一对平衡力,故C正确;
D、掷出的绣球斜向上运动,在最高点时的速度不为零,仍具有水平方向的速度,若此时所受外力全部消失,由牛顿第一定律可知,绣球将沿水平方向做匀速直线运动,故D错误。
故选:C。
13.(2分)2024年4月25日,我国用“长征二号F遥十八”运载火箭成功将神舟十八号载人飞船发射升空,如图。关于火箭发射过程中涉及的物理知识,下列说法正确的是(  )
A.火箭发动机属于热机
B.火箭燃料在燃烧过程中,热值不断减小
C.地面控制中心通过超声波向火箭发送指令
D.火箭加速上升的过程中,飞船机械能不变
【分析】(1)热机是将内能转化为机械能的装置,火箭发动机属于热机。
(2)热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与质量、燃烧程度无关。
(3)声音不能在真空中传播。
(4)火箭加速升空时,质量不变,速度变大,高度变大,动能增加,重力势能增加,机械能增加。
【解答】解:A、热机是将内能转化为机械能的装置,火箭发动机属于热机,故A正确。
B、热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与质量、燃烧程度无关,故B错误。
C、声音不能在真空中传播,故C错误。
D、火箭加速升空时,质量不变,速度变大,高度变大,动能增加,重力势能增加,机械能增加,故D错误。
故选:A。
二、多项选择题(本大题共小3题,每小题3分,共9分。在给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求。全部选对得3分,选对但不全得2分,有选错得0分。请考生用2B铅笔在答题卡上将选定的答案标号涂黑。)
(多选)14.(3分)疫情期间,王老师利用手机直播网课如图所示,下列说法正确的是(  )
A.凸透镜对光线具有发散作用
B.黑板上的文字通过手机镜头成倒立、缩小的实像
C.为了让同学们看到黑板上的字更大,手机应靠近黑板
D.老师和黑板应位于手机镜头一倍焦距和两倍焦距之间
【分析】(1)手机镜头是凸透镜,对光线具有会聚作用;
(2)凸透镜成像规律及其应用之一,物距u>2f时,凸透镜成倒立缩小的实像,像距的范围f<v<2f,其应用是照相机;
(3)凸透镜成实像时,物距变小,像距变大,像变大。
【解答】解:ABD、手机镜头是凸透镜,对光线具有会聚作用,照相时,老师和黑板之间的距离大于二倍焦距,物体所成的是倒立、缩小的实像,故A、D错误,B错误;
C、为了让同学们看到黑板上的字更大,即像变大,需要增大像距,减小物距,手机应靠近黑板,故C正确。
故选:BC。
(多选)15.(3分)如图所示,水母的伞状体内有一种特别的腺,可以发出一氧化碳,使伞状体膨胀,通过控制伞状体的体积大小,水母实现了在水中上浮和下潜的自由。忽略产生一氧化碳的质量,下列说法正确的是(  )
A.伞体缩小时,受到浮力会变大
B.悬浮的水母,产生一氧化碳时会上浮
C.逐渐下沉的水母,所受水的压强逐渐增大
D.水母实现浮沉自由的原理与潜水艇的一致
【分析】(1)根据F浮=ρ液gV排,并结合物体浮沉条件分析解答;
(2)物体上浮时,浮力大于其重力;
(3)根据p=ρgh分析解答;
(4)水母实现浮沉自由是靠改变浮力来实现,潜水艇是靠改变自身的重力来实现的。
【解答】解:A、水母的伞体缩小时,排开水的体积减小,根据F浮=ρ液gV排知水母受到浮力会减小,故A错误;
B、水母悬浮时,浮力等于其重力;若体积变大时,其排开水的体积变大,根据F浮=ρ液gV排知,浮力变大,浮力大于重力,则水母会上浮,故B正确;
C、逐渐下沉的水母,深度增大,根据p=ρgh知,受到水的压强变大,故C正确;
D、水母实现浮沉自由是靠改变浮力来实现,潜水艇是靠改变自身的重力来实现的,故D错误。
故选:BC。
(多选)16.(3分)公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。如图是某种地磅的工作原理图,滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动,当货车质量增大时,电表示数随之增大,由电表改装成的显示器的示数也增大。下列说法正确的是(  )
A.“显示器”由电流表改装而成
B.接线柱“1”应与“2”连接
C.增大R0可以增大地磅的测量范围
D.若货车质量增大,则电阻R0两端电压减小
【分析】(1)电流表应串联在电路中,电压表应并联在被测电路两端;
(2)滑动变阻器的工作原理:通过改变接入电路中的电阻线长度来改变电阻;
(3)电表量程一定,当增加R0的值,在电源电压不变时,要使电路中的电流达到电表量程,变阻器接入电阻要减小,所以货车的质量增大,据此分析;
(4)串联电路中各电阻两端电压与对应的电阻成正比。
【解答】解:A、图中电表串联在电路中,所以该显示器由电流表改装而成,故A正确;
B、接线柱“1”与“3”连接,当货车质量增大时,滑片向下移动,变阻器接入电阻阻值变小,电路的总电阻变小,电流表示数变大,故B错误;
C、电表量程一定,当增加R0的值,在电源电压不变时,要使电路中的电流达到电表量程,变阻器接入电阻要减小,所以可以增大地磅的测量范围,故C正确;
D、若货车质量增大,变阻器电阻减小,根据串联电路的电压与电阻的正比关系,变阻器R分得的电压减小,则电阻R0两端电压增大,故D错误。
故选:AC。
三、填空题(本大题共6小题,每空1分,共12分。请把答案直接填写在答题卡相应的位置上)
17.(2分)2023年4月,中国“人造太阳”——“东方超环”(EAST)实现1.2亿摄氏度101秒等离子体运动创造了世界新纪录。“人造太阳”因反应原理与太阳类似而得名,即通过氢核  聚变 (选填“聚变”或“裂变”)释放巨大的核能。目前被人类广泛运用的核能是  不可 (选填“可”或“不可”)再生能源。
【分析】(1)太阳内部进行着核聚变,由氢原子核聚变成氦原子核,释放出核能;
(2)从能源是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源,化石能源、核能会越用越少,不可能在短期内从自然界得到补充,所以它们属于不可再生能源。
【解答】解:(1)东方超环的反应原理与太阳类似,通过氢核聚变释放巨大的核能;
(2)核能消耗后短期内无法得到补充,属于不可再生能源。
故答案为:聚变;不可。
18.(2分)东汉学者王充在《论衡 乱龙》中记录了“顿牟掇芥”。“顿牟掇芥”的意思是摩擦过的琥珀能吸引芥菜子一类的轻小物体,这说明琥珀带了  电荷 ;琥珀和与毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥,可以确定琥珀带的是  负 (选填“正”或“负”)电荷。
【分析】摩擦可以使物体带上电荷;带电体具有吸引轻小物体的性质;同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【解答】解:摩擦过的琥珀能吸引芥菜子一类的轻小物体,说明琥珀带了电荷;根据同种电荷相互排斥可知,琥珀和与毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥,说明琥珀带的是负电荷。
故答案为:电荷;负。
19.(2分)小明家一周前、后电能表示数如图所示,则该周小明家用电  42.3 kW h,假如小明家所在地区每度电的电费是0.5元,则小明家这周应付电费  21.15 元。
【分析】电能表读数时,注意:电能表的最后一位数是小数,单位是kW h;小明家上周消耗的电能等于上周一中午、本周一中午电能表的示数之差;知道电价,可求应付电费。
【解答】解:小明家上周一中午电能表的示数为:781.5kW h,本周一中午电能表的示数为:823.8kW h,
小明家本周消耗的电能为:823.8kW h﹣781.5kW h=42.3kW h=42.3度,
应交电费:0.5元/度×42.3度=21.15元。
故答案为:42.3;21.15。
20.(2分)“稻花香里说丰年”中描述的“稻花香”体现了物理学中的  扩散 现象。水稻育苗时,采用傍晚灌水,清晨放水的做法来防止幼苗冻伤,是利用了水  比热容大 的特性。
【分析】(1)扩散现象表明分子在不停地做无规则运动;
(2)因为水的比热容大,在质量相同时与其它物质相比,降低相同温度水放出热量多,在吸收相同热量温度升高慢。
【解答】解:“稻花香”属于扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
夜间空气的温度较低,向秧田中多灌些水,利用水的比热容大的特点,可以在夜间释放较多的热量,尽量使秧苗的温度不至于过低,防止冻坏,起到保护秧苗的作用。
故答案为:扩散;比热容大。
21.(2分)如图所示,电源电压保持不变,定值电阻R1=10Ω,R2=20Ω,电压表示数为2V,则电源电压为  6 V;若将电压表换成电流表,则电流表示数为  0.3 A。
【分析】(1)由图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端电压,根据欧姆定律和串联电路特点求出电源电压;
(2)若将电压表V换成电流表,电路是R2的简单电路,电流表测量电路中的电流,由欧姆定律求出电路中的电流。
【解答】解:(1)由图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端电压,
则电路中电流为:I===0.2A,
总电阻R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω,
根据I=可得电源电压:U=IR=0.2A×30Ω=6V;
(2)若将电压表V换成电流表,电路是R2的简单电路,
则电路中电流I′===0.3A。
故答案为:6;0.3。
22.(2分)第一届全国学生(青年)运动会已于2023年11月在广西举办,此次运动会的吉祥物以中华白海豚为原型进行创作,如图所示。爸爸给小明送了一个学青会的吉祥物“壮壮”,小明想知道它的密度,于是他将一个薄壁柱形玻璃杯(厚度忽略不计),放存水平地面上,并在杯中倒入与杯子质量相同的水,此时水对杯底的压强为1000Pa。然后他将“壮壮”轻轻地放入水中,静止时“壮壮”沉底(水足够多且无溢出),水对容器底部的压强p水和杯子对地面的压强p杯如图表所示。则将“壮壮”放入前,杯子中的水深为  10 cm;“壮壮”的密度为  2×103 kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3)
压强 放入水中后
p水 1200
p杯 2400
【分析】根据p=ρgh可求出“壮壮”放入前杯子中的水深度;设容器的底面积为S,因为容器为柱形玻璃杯(厚度忽略不计),根据p=ρgh可求出“壮壮”放入前后水面上升的高度,从而可表示出“壮壮”的体积;因为倒入水与杯子质量相同,则倒入水后杯子对桌面的压力为水重力的2倍,由p=可知“壮壮”放入前杯子对桌面的压强为水对杯子底部压强的2倍,而放入“壮壮”后,杯子对桌面压力的增加量等于“壮壮”的重力,根据G=ΔF=Δp'S可求出“壮壮”的重力,根据G=mg=ρVg可求出“壮壮”的密度。
【解答】解:将“壮壮”放入前,杯子中的水深为:h水===0.1m=10cm;
设容器的底面积为S,因为容器为柱形玻璃杯(厚度忽略不计),
则“壮壮”放入前后,水对杯底部压强的增加量为:
Δp=p水2﹣p水1=1200Pa﹣1000Pa=200Pa,
水面上升的高度为:Δh===0.02m,
则“壮壮”的体积为:V=V排=SΔh=S×0.02m,
因为倒入水与杯子质量相同,则倒入水后杯子对桌面的压力为水重力的2倍,
由p=可知“壮壮”放入前杯子对桌面的压强为:
p容1=2p水1=2000Pa,
所以“壮壮”放入前后,杯子对桌面压强的增加量为:
Δp'=p容2﹣p容1=2400Pa﹣2000Pa=400Pa,
而放入“壮壮”后,杯子对桌面压力的增加量等于“壮壮”的重力,
所以“壮壮”的重力为:G=ΔF=Δp'S=400Pa×S,
由G=mg=ρVg可知,“壮壮”的密度为:
ρ===2×103kg/m3。
故答案为:10;2×103。
四、作图题(共4分,请把答案直接填写在答题卡相应的位置上)
23.(2分)如图,为某同学在进行立定跳远测试过程中的某一瞬间(不计空气阻力),O点为重心,请画出该同学的受力示意图。
【分析】不计空气阻力,在空中前进的跳远运动员只受到竖直向下的重力作用,据此根据力的示意图的画法作图。
【解答】解:不计空气阻力,在空中前进的跳远运动员只受到竖直向下的重力作用;从重心O点竖直向下画一条带箭头的线段表示重力,如下图所示:
24.(2分)如图为光线AO从水斜射向空气,请画出入射光线AO的折射光线和反射光线。
【分析】根据光由水中斜射进入空气中时,折射光线远离法线偏折,折射角大于入射角,画出大致的入射光线,然后根据反射光线、入射光线和法线在同一平面内,并且反射角等于入射角,画出反射光线。
【解答】解:图中法线已经画出,根据折射角大于入射角,在法线右侧的空气中画出折射光线;
再根据反射角等于入射角,在法线右侧的水中画出反射光线。如图所示:
五、实验探究题(本大题共4小题,每空1分,共25分。请将答案写到答题卡相应位置上)
25.(5分)利用如图甲所示的装置进行“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,小明将细线悬挂的钢球适当地拉起一定高度,由静止释放去撞击木块。
(1)要探究动能大小与速度的关系,则需将同一小球拉起到  不同 (选填“相同”或“不相同”)的高度。
(2)小球动能的大小可以通过比较木块在水平面上移动的距离来反映的,这样的实验方法是  转换法 。木块最终停下来是因为受到  阻力 的作用。
(3)换用不同质量的钢球分别拉起相同高度,由静止释放,发现质量越大的钢球撞击后木块移动的距离越大,说明速度相同的物体,质量越大,动能就  越大 。
(4)由此联想到如图乙所示的高速公路限速牌上标明“100”和“120”字样, 大客车 (选填“大客车”或“小轿车”)的限速应该是100km/h。
【分析】(1)(3)动能大小与速度、质量有关,利用控制变量法进行分析;
(2)通过木块在水平面上被撞击的距离来反映动能的大小,这里体现了转换法;
力是改变物体运动状态的原因;
(4)因速度相同时,质量越大,动能越大,克服摩擦力做功的越多,越不容易刹车,因大客车的质量更大,故限制的速度要越小。
【解答】解:(1)要探究动能大小与速度的关系,需控制物体质量相同,速度不同,则需将同一小球拉起到不同高度;
(2)通过木块在水平面上被撞击的距离来反映动能的大小,这里体现了转换法;木块最终停下来是因为受到阻力的作用;
(3)换用不同质量的钢球分别拉起相同高度,速度相同,质量不同,质量越大的钢球撞击后木块移动的距离越大,说明质量大的动能大,故得出结论:速度相同的物体,质量越大,动能越大;
(4)因速度相同时,质量越大,动能越大,克服摩擦力做功的越多,越不容易刹车,因大客车的质量更大,故限制的速度要越小,大客车的限速应该是100km/h。
故答案为:(1)不同;(2)转换法;阻力;(3)越大;(4)大客车。
26.(6分)(1)如图甲所示的“观察水的沸腾”实验中,当水沸腾时,温度计示数如图乙所示,此时水的沸点是  96 ℃,可见其液面上方气压  低于 (选填“高于”、“等于”或“低于”)。
(2)小红对“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置进行了改进,如图丙所示,该装置的主要优点是利用定滑轮能  能改变力的方向 的特点,使测力计读数更加稳定,此时木块受到的滑动摩擦力大小为  1.8 N。
(3)置于通电螺线管右侧的小磁针静止时,其N极指向如图丁所示。由此可知,通电螺线管的右端是  S (选填“N”或“S”)极,电流是从  B (选填“A”或“B”)端流入螺线管的。
【分析】(1)温度计的分度值是1℃,此时是零上,液柱上表面对准了90℃上面第8个小格处,读作98℃;沸点的高低和气压有关,气压升高,沸点升高,气压降低,沸点降低;
(2)定滑轮能改变力的方向,不能改变力的大小;根据弹簧测力计的分度值和指针位置读数。
(3)根据磁极间的相互作用规律判断通电螺线管右端的磁极;根据安培定则判断通电螺线管线圈中的电流方向。
【解答】解:(1)温度计的分度值是1℃,此时是零上,液柱上表面对准了90℃上面第6个小格处,读作98℃,所以水的沸点是96℃。沸点的高低和气压有关,气压降低,沸点降低,一个标准大气压下,水的沸点是100℃,此时沸点98℃低于100℃,所以气压低于一个标准大气压;
(2)该装置的主要优点是利用定滑轮能改变力的方向的特点,容易操作;弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1.8N;
(3)图中小磁针静止时,其N极指向左侧,同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引,因此通电螺线管的右端是S极;
根据安培定则可知,电流从通电螺线管的B端流入,A端流出。
故答案为:(1)96;低于;(2)能改变力的方向;1.8;(3)S;B。
27.(7分)物理兴趣小组的同学们发现,有的电阻会随温度、压力等外界因素的改变而发生变化,那么热敏电阻的阻值大小与温度有什么关系呢?为此他们从实验室找来如图甲所示的热敏电阻进行探究。
温度T/℃ 10 20 30 40 50 60
电流I/A 0.13 0.16 0.21 0.27 0.34 0.43
(1)热敏电阻是由  半导体 (选填“导体”“超导体”或“半导体”)材料制成的。经过讨论,同学们组装了如图乙所示的装置进行实验,实验中应保证电源电压  不变 。
(2)点燃酒精灯,闭合开关进行实验,记录的数据如表丙所示,分析实验数据可知该热敏电阻的阻值随温度升高而  减小 (选填“增大”或“减小ˇ),所以  不能 (选填“能”或“不能”)用该热敏电阻开展“探究电流与电压关系”的实验。
(3)为了得到这个热敏电阻在不同温度下的具体阻值,实验还需要增加的器材是  电压表 。
(4)实验结束后,大家一起动手用这个热敏电阻和一个电压表改装成了一个指针式温度计,设计的电路如图丙所示,若要使电压表示数随温度升高而增大,则应将电压表并联在  ab (选填“ab”“bc”或“ac”)两端。
(5)实验中用“水浴”加热而不用酒精灯直接加热,请结合物理知识做出合理的解释: “水浴”加热时温度计玻璃泡能受热均匀,而酒精灯直接加热不能温度计玻璃泡和热敏电阻充分接触,不能准确测量热敏电阻的温度 。(写出一条即可)
【分析】(1)热敏电阻是由半导体材料制成的;实验中通过电流表示数反映电阻的大小,运用了转换法;
(2)根据表格中的数据得出结论;在探究电流与电压关系时需要控制电阻不变;
(3)因为电路中已经有一个电流表,则再增加一个测热敏电阻两端电压的电压表,利用“伏安法”测出电阻的具体阻值;
(4)因为热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,而题中要求电压表的示数随温度的升高而增大,根据串联分压原理可判断电压表的接入位置;
(5)用酒精灯直接加热这个热敏电阻,温度计玻璃泡不能和热敏电阻充分接触,不能准确测量热敏电阻的温度。
【解答】解:(1)热敏电阻是由半导体材料制成的;根据U=IR知在电源电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比,所以实验中通过电流表示数反映电阻的大小;
(2)根据表格中的数据可知,温度升高时,通过热敏电阻的电流变大,热敏电阻的阻值变小,所以热敏电阻的阻值随温度升高而减小;
根据控制变量法知在探究电流与电压关系时需要控制电阻不变,所以实验中不能用该热敏电阻探究电流与电压关系的实验;
(3)因为电路中已经有一个电流表,想知道这个热敏电阻在不同温度下的具体阻值,由欧姆定律可知需要测量电阻两端的电压,需要增加一个电压表;
(4)由前面分析可知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,所以温度升高时,电流增大,定值电阻两端的电压变大,热敏电阻两端的电压变小,要使电压表的示数增大,因此电压表应该并联在定值电阻两端,即ab两端;
(5)实验中用“水浴”加热而不用酒精灯直接加热,因为“水浴”加热时温度计玻璃泡能受热均匀,而酒精灯直接加热不能温度计玻璃泡和热敏电阻充分接触,不能准确测量热敏电阻的温度。
故答案为:(1)半导体;不变;(2)减小;不能;(3)电压表;(4)ab;(5)“水浴”加热时温度计玻璃泡能受热均匀,而酒精灯直接加热不能温度计玻璃泡和热敏电阻充分接触,不能准确测量热敏电阻的温度。
28.(7分)广西恭城油茶至今已有一千多年历史。在物理实验课中,老师让同学们想办法测量油茶的密度。
(1)小华用天平和量筒设计如下实验:
①把天平放在  水平 桌面上,将游码移到标尺的零刻线处,然后发现指针静止时如图甲所示,此时应将平衡螺母向  右 (选填“左”或“右”)调节,使天平平衡;
②取适量油茶倒入烧杯,用天平测量烧杯和油茶的总质量,当天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示。然后将烧杯中部分油茶倒入量筒中,再次测出烧杯和剩余油茶的总质量为27g,则量筒中油茶的质量是  36 g;
③量筒中油茶的体积如图丙所示为  40 cm3,则油茶的密度是  0.9 g/cm3。
(2)小李同学的方法是:用水、实心柱体(密度大于水)、烧杯、弹簧测力计测油茶的密度。步骤如下:
①如图丁所示,用细线系住柱体,并挂在弹簧测力计下,测得其重力为G;
②如图戊所示,用弹簧测力计拉住柱体,使其完全浸没在水中,测得拉力为F1;
③把物块从水中取出,擦干柱体后,再用弹簧测力计拉住柱体使其浸没在油茶中,如图己所示,稳定后测得拉力为F2。
④由以上数据可以得出油茶密度的表达式ρ油茶= ρ水 (用小李同学实验收集到的物理量表达,水的密度为ρ水)。
(3)最后在交流研讨时,有同学提出可以将小李同学的“测力计+物块”的组合改为一个“密度计”,例如先用弹簧测力计测出一个重为1.6N的物块,然后把物块浸没在水中时,弹簧测力计的读数为0.6N,就在0.6N处对应标上1.0g/cm3的字样;当她把物块浸没在密度为0.8g/cm3的酒精中时,应该在弹簧测力计刻度盘的  0.8 N处对应标上0.8g/cm3字样。
【分析】(1)天平的正确使用:①放:把天平放到水平桌面上;②移;把游码移到标尺左端零刻线处;③调:调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处。
用天平测物体质量时,物体的质量等于砝码的质量加上游码所对刻度,而要准确读出游码所对刻度,必须明确标尺的分度值及以游码左端所对刻度为准;
读取量筒液体的体积时,视线与液面(凹液面的底部)相平;已知茶油和烧杯的总质量,读出量筒中剩余茶油和烧杯的总质量,可求得量筒中茶油的质量,量筒中茶油的体积可从量筒中读出。然后,利用密度公式ρ=可求出其密度。
(2)分别计算水和液体中的浮力,根据F浮=ρ液gV排公式变形可求得液体的密度;
(3)根据浮力G﹣F=ρ液gV排分析解答。
【解答】解:(1)用托盘天平测量物体质量时,把天平放置在水平桌面上易于操作的地方;游码移到标尺左端的零刻线处,然后调节平衡螺母,平衡螺母向上翘的一端移动,发现指针静止时指在分度盘中央刻度线的左侧,要使横梁平衡,应将平衡螺母向右调节。
茶油和烧杯的总质量是m=50g+10g+3g=63g;根据题意,量筒里茶油的质量是:m=63g﹣27g=36g。
由图知,量筒中茶油的体积是V=40mL=40cm3,
则茶油的密度ρ===0.9g∕cm3=0.9×103kg/m3;
(2)用细线系住铜柱,用弹簧测力计测出柱体受到的重力G;
用弹簧测力计测出柱体浸没在水中时受到的拉力F1,浸没在油茶中,稳定后测得拉力为F2。
柱体在水中受到的浮力为F浮=G﹣F1;柱体在奶茶中受到的浮力为F浮=G﹣F2;
根据阿基米德原理知,G﹣F1=ρ水gV排;
G﹣F2=ρ茶gV排;两次排开液体体积相等,
解得ρ茶=ρ水。
(3)测出一个重为1.6N的物块,然后把物块浸没在水中时,弹簧测力计的读数为0.6N,就在0.6N处对应标上1.0g/cm3的字样;根据G﹣F=ρ液gV排有1.6N﹣0.6N=ρ水gV排,
当她把物块浸没在密度为0.8g/cm3的酒精中时,有1.6N﹣F'=ρ酒精gV排,
解得F'=0.8N;即应该在弹簧测力计刻度盘的0.8N处对应标上0.8g/cm3字样。
故答案为:(1)①水平;右;②36;③40;0.9(2)ρ水;(3)0.8。
六、综合应用题(本大题共3小题,共24分.解答时按要求写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤,只写出最后答案,未写出主要计算过程的不得分。)
29.(6分)为解决社会上停车难问题,某小区修建了立体车库,如图所示是某轿车停车入库时的情景。某次停车时,驾驶员将轿车停至载车板上,通过升降机20s就可将车辆竖直提升10m至第5层,车子重为1.2×104N。求:
(1)本次提升汽车的平均速度;
(2)提升过程中升降机对汽车做的功;
(3)提升过程中升降机对汽车做功的功率。
【分析】(1)根据v=得到本次提升汽车的平均速度;
(2)根据W=Gh得到提升过程中升降机对汽车做的功;
(3)根据P=得到提升过程中升降机对汽车做功的功率。
【解答】解:(1)本次提升汽车的平均速度:v===0.5m/s;
(2)提升过程中升降机对汽车做的功:W=Gh=1.2×104N×10m=1.2×105J;
(3)提升过程中升降机对汽车做功的功率:P===6000W。
答:(1)本次提升汽车的平均速度是0.5m/s;
(2)提升过程中升降机对汽车做的功是1.2×105J;
(3)提升过程中升降机对汽车做功的功率是6000W。
30.(8分)每年5﹣6月份,广西多地都会受到台风侵袭,造成巨大的经济损失,为测量风速,某实验小组设计了如图甲所示的一款简易风速仪,其原理图如图乙所示。电源电压恒定,R1为压敏电阻,有风时迎风板受到的压力能大小不变地传递给R1,R1的阻值随风速大小变化的关系如表格所示。读出电表示数,即可知此时的风速。
风速(m/s) 0 2 6 12 14 18
R1(Ω) 150 125 95 60 15 6
(1)调节风速为零时,电流表示数为I1=0.1A,求R1消耗的电功率;
(2)再次调节风速为12m/s时,电流表示数为I2=0.2A,求电源电压和R0的阻值;
(3)若调节电压表量程为0﹣15V,电流表量程为0﹣0.6A,在保证电路安全的前提下,求该风速仪能测量的最大风速。
【分析】(1)调节风速为零时,由表格可知此时R1的电阻为 150Ω,电流表示数为I1=0.1A,根据功率公式P=I2R可求出R1消耗的电功率;
(2)结合第一问的信息,电源电压未知,可根据两种状态,列电源电压的方程求出电源电压及R0的阻值。
(3)在保证电路安全的情况下,电压表、电流表均不能超量程,由表格可知风速越大,R1的电阻越小,则R1分的电压越小,电压表不能超15V,所以根据当电压表为15V时计算此时R1的电阻即可求出最大风速。
【解答】解:(1)调节风速为零时,由表格可知此时R1的电阻为 150Ω,电流表示数为I1=0.1A,则R1消耗的电功率为:=(0.1A)2×150Ω=1.5W;
(2)由(1)可知当风速为0时,R1的电阻为 150Ω,电流表示数为I1=0.1A,可列电源电压式子为:U=I1(R1+R0)=0.1A×(150Ω+R0) ①
当风速为12m/s时,由表格可知R1的电阻为 60Ω,此时电流表示数为I2=0.2A,可列电源电压的式子为:U=I2(R1′+R0)=0.2A×(60Ω+R0) ②
结合①②可得:U=18V,R0=30Ω;
(3)在保证电路安全的情况下,电压表、电流表均不能超量程,由表格可知风速越大,R1的电阻越小,则R1分的电压越小,电压表不能超15V,所以当电压表示数为15V时,根据串联电路分压特点:
得R1″=6Ω,由表格可知当,R1的电阻为6Ω时,风速为18m/s,故在保证电路安全的前提下,该风速仪能测量的最大风速为18m/s。
故答案为:(1)调节风速为零时,R1消耗的电功率为1.8W;
(2)电源电压为18V,R0的阻值为30Ω;
(3)在保证电路安全的前提下,该风速仪能测量的最大风速为18m/s。
31.(10分)小黄在厨房观察到一个有趣的现象,他把西红柿放入盛满水的盆子清洗时,从盆中溢出的水流入底部密封的水槽内,取出西红柿,盆子浮了起来。经过思考,他建立了以下模型研究盆子浮起的条件,如图所示足够高的圆柱形容器A放在水平桌面上,容器A底面积为500cm2;内放一个高度为20cm,重力为2N,底面积为300cm2的圆柱形容器B(B的厚度不计,且与A底部未紧密贴合),现在容器B中装入60N的水,使其恰好装满;水平地面上放着一个正方体木块,其质量为600g,边长为10cm(木块不吸水)。求:
(1)木块的密度;
(2)将木块缓慢放入B容器中,木块静止时漂浮在水面,溢出水的体积;
(3)把木块从容器B中取出(木块不沾水且未造成多余的水从容器B中溢出),再从容器B中抽出质量为1000g的水倒入容器A中。请通过计算判断容器B是否浮起来了,并求此时容器A底部受到水的压强。
【分析】(1)已知木块的质量和体积,根据密度公式计算木块的密度;
(2)根据重力公式计算木块的重力,木块的密度小于水的密度,当木块最终静止时,木块漂浮,浮力等于重力,根据阿基米德原理计算溢出水的体积;
(3)根据密度公式、体积公式计算从容器B中抽出质量为1000g的水倒入容器A中时容器A中水的高度,根据阿基米德原理计算B浸入水中深度为0.05m时受到的浮力,进一步计算B容器的总重力,比较可知B是否浮起,根据液体压强公式计算此时容器A底部受到水的压强。
【解答】解:(1)木块的体积为:V木=l3=(10cm)3=1000cm3,木块的质量为600g=0.6kg,
木块的密度:ρ===0.6×103kg/m3;
(2)木块的重力为:G木=m木g=0.6kg×10N/kg=6N,
木块的密度小于水的密度,当木块最终静止时,木块漂浮,浮力等于重力,
木块漂浮时受到的浮力为:F浮=G木=6N,
溢出水的体积:V排===6×10﹣4m3;
(3)从容器B中抽出质量为1000g的水倒入容器A中,容器A中水的高度:h===0.05m,
B浸入水中深度为0.05m时受到的浮力:FB=ρ水gSBh=1.0×103kg/m3×10N/kg×300×10﹣4m2×0.05m=15N,
1kg水的重力为10N,根据阿基米德原理可知B中溢出水的重力为6N,B容器的总重力为60N﹣6N﹣10N=44N,
15N<44N,所以B沉底,容器A中水的高度为0.05m,
此时容器A底部受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa。
答:(1)木块的密度为0.6×103kg/m3;
(2)将木块缓慢放入B容器中,木块静止时漂浮在水面,溢出水的体积为6×10﹣4m3;
(3)此时容器A底部受到水的压强为240Pa。

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