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文档简介
1/22025年中考第一次模拟考试(陕西卷)物理知识点深度解析与全方位详解一、单项选择题(共10题,每题2分,总分20分。每题仅有一个正确选项)1.关于声音的描述中,正确的一项是()A.小华通过音叉体会到骨传导,这说明固体可以传声B.我们听不见蝴蝶振动翅膀的声音是因为它的响度小C.超声波清洗精密零件是利用了声传递信息D.摩托车的消声器是通过阻断噪声的传播来控制噪声【答案】A【解析】A.当声音经由头骨、颌骨等途径传递至听觉神经并产生听觉时,这种传播机制被称为骨传导。通过将振动中的音叉尾端接触牙齿,能够清晰地感知到声音,这正是骨传导的实际体现,同时也证明了固体具备传声的能力,因此选项A正确;B.由于人类听觉的频率区间在20~20000Hz之间,而蝴蝶翅膀振动产生的频率低于20Hz,超出了人耳的感知范围,因此人耳无法听到该声音。故B项错误;C.声音具备传递信息与传递能量的功能。在利用超声波对精密零件进行清洗时,发挥的是声波传递能量的作用,因此C选项的表述是不正确的;D.摩托车配备的消声器是通过在声源端降低噪声强度来起作用的,而非从根本上杜绝噪声的产生,因此D项表述不正确。故选A。2.曲江水流淌,盛唐梦悠长。如图所示,西安曲江大唐芙蓉园上演的大型水舞光影秀《大唐追梦》,通过虚实结合的场景营造,利用光影与水舞的交织,展现了盛唐时代古人们深厚且丰富的情感。关于该现象,下列描述正确的是()A.无论是否处于发光状态,灯泡均被视为光源B.夜空中呈现紫色的光束属于紫外线C.由于光线在建筑物的表面产生了漫反射,因此游客能够从不同方位观察到该建筑。D.红、黄、蓝三种色光通过混合,可以产生五光十色的灯光【答案】C【解析】A.光源是指能够独立发出光线的物体。由于未点亮的灯泡无法发出光,因此它不属于光源,故选项A不正确;B.由于紫外线属于不可见光,人们在夜空中所观察到的紫色光束并非紫外线,因此B项表述错误;C.当光线在物体表面产生漫反射时,反射光会向各个方向散射。正因如此,游客无论处于哪个角度都能看到建筑物,这证明了光在建筑物表面经历的是漫反射过程,因此C选项正确;D.由于红、绿、蓝构成了光的三原色,这意味着各种绚丽的灯光均可通过这三种色光的叠加混合产生,因此D项表述不正确。故选C。3.在物理学研究中,常通过观察可测现象来推断无法直接感知的事实。在下列选项中,哪一项的推测与实际情况不符?()A.通过发现电子,汤姆孙推断出原子并非不可分割的。B.通过酒精与水混合后总体积减小的现象,可以推断出分子之间存在间隙。C.由于固体极难被压缩,由此可以推断出构成固体的分子之间几乎没有空隙。D.利用电路中小灯泡是否亮起,来判断电路中是否存在电流。【答案】C【解析】A.汤姆孙于1897年发现了电子,这一发现证实了原子并非不可分割,因此该选项描述正确,不符合题意;B.酒精与水均属于分子构成物质。总体积之所以出现下降,是因为两种物质的分子间均存在一定程度的空隙。在混合过程中,酒精分子与水分子并未发生化学反应,而是通过相互穿插与渗透,填补了对方的分子间隙。因此,该选项描述的情况与实际相符,不符合题意;C.所有分子之间都存在间隙;而固体难以被压缩这一现象表明分子间存在斥力,因此该选项的描述与事实不符,故C项正确;D.由于电流无法通过视觉观察或触觉感知,我们通常利用电路中灯泡是否亮起作为判断电流是否存在的依据。因此,该选项描述正确,不符合题目的要求。故选C。4.2024年10月30日,神舟十九号与神舟十八号两组航天员在太空中成功会师,并共同入驻中国空间站。此时,空间站搭载着六名宇航员在预定轨道上绕地运行。关于这一现象,下列描述正确的是()A.地球对空间站产生引力,而中国空间站则不对地球产生引力B.空间站在运行轨道上处于平衡力作用状态C.空间站在太空环境中不具备惯性D.在空间站于轨道上稳定运行期间,其动能与势能之间存在相互转化的现象。【答案】D【解析】A.根据力的相互作用原理,空间站与地球之间存在相互吸引。空间站受到地球引力的同时,地球同样受到空间站的引力。这两个力的大小相等、方向相反且在同一条直线上,但分别作用于不同的物体(空间站和地球),因此A选项不正确;B.空间站在其运行轨道上执行的是曲线运动,这意味着其运动方向在持续变化,从而导致运动状态不断改变。依据牛顿第一定律,若物体处于平衡力作用下,应维持静止或匀速直线运动。因此,空间站在轨道运行过程中所受的力并非平衡力,该选项表述错误;C.惯性作为物体的固有属性,无论在何种环境下,所有物体均具备惯性,且其大小仅取决于物体的质量。空间站在太空中依然拥有质量,因此必然具有惯性,故C项表述错误;D.空间站在轨道上稳定运行期间,其运行高度与速度是动态变化的。当空间站由远地点移向近地点时,高度下降,速度提升,重力势能转化为动能;反之,当其由近地点移向远地点时,高度增加,速度降低,动能转化为重力势能。由此可见,动能与势能之间存在相互转化,因此D项正确。故选D。5.近一段时间,碳板跑鞋在跑步爱好者中非常流行。这种碳板是由环氧树脂与碳纤维丝共同构成的,其作用是增强鞋底的硬度并降低扭曲形变,从而提升鞋子的稳定性。在跑步过程中,碳板能够通过储存并释放能量,起到类似脚底弹射装置的效果,进而显著提高跑步成绩。针对碳板这种材料,下列描述中不正确的是()A.密度较低
B.硬度较高
C.弹性较好
D.导热性能好【答案】D【详解】A.碳板由碳纤维丝和环氧树脂制成,可提高跑步成绩,所以其质量应较小,它与其它鞋子体积相近,根据可知,这种材料密度较小,故A正确,不符合题意;B.由于碳板能增强鞋底的刚性并有效抑制扭曲形变,说明其硬度较高,因此B项表述正确,不符合题目要求;C.由于碳板的作用类似于在足底加装了弹射机构,能够显著提高跑步速度,这说明其具备良好的弹性,因此C项正确,与题目要求不符;D.碳板在人体跑步过程中能够实现能量的储存与释放,这表明其导热性能较差,因此D项描述不正确,符合题目要求。故选D。6.观察下图,甲容器与乙试管中均盛有水。乙试管通过甲容器密封盖上的小孔插入水中,且两者接触部位密封良好。若对甲容器进行加热,在一段时间后会出现()A.甲容器中的水将产生沸腾现象,而乙容器则不会
B.乙容器中的水将产生沸腾现象,而甲容器则不会C.甲容器与乙试管中的水均会发生沸腾
D.甲容器与乙试管中的水均不会发生沸腾【答案】C【解析】由于甲容器处于密封状态,而乙容器并非密封,在加热过程中,甲容器内水面之上的气压将逐渐升高。当温度升至该气压环境下水的沸点时,甲中的水便开始沸腾。根据“液体表面气压越高,其沸点相应越高”的原理,甲中水沸腾时的温度高于乙中水的沸点。因此,热量会从甲传递至乙,且乙在达到沸点后仍能持续吸收热量而维持沸腾状态。综上所述,甲、乙两容器中的水最终均会沸腾,故选项C正确,ABD错误。故选C。7.如图,用甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提升相同高度,拉力分别为、,此过程相关数据如图所示,则()A.两滑轮组绳子自由端移动距离相等B.拉力做的功更多C.甲组滑轮的效率高于乙组滑轮
D.乙组滑轮的机械效率是85%【答案】B【详解】A.由图知,两滑轮组承担重物绳子的段数:,,将同一物体提升相同高度,由s=nh可知,甲滑轮组绳子自由端移动距离较大,故A错误;B.由图乙知,做的总功为1200J,做的总功为800J,做的功比多,故B正确;C.两个滑轮组将同一物体匀速提升相同高度,由可知,甲滑轮组的有用功等于乙滑轮组的有用功,故C错误;D.由图乙知,乙滑轮组的额外功,由和可得,乙滑轮组的机械效率因此,选项D不正确。故选B。8.观察给出的装置图,下列哪个选项的描述是正确的()A.保持导线ab在磁场中处于静止状态,若蹄形磁体的磁场强度越高,则灵敏电流计指针的偏转幅度就越大B.将单根导线ab更换为匝数更多的线圈,并保持该线圈在磁场中处于静止状态,此时灵敏电流计指针的偏转幅度会随之增加C.保持导线ab静止,若将蹄形磁体沿水平方向向左侧移动,灵敏电流计的指针将产生偏转D.将蹄形磁体保持静止,若让导线ab在竖直方向上进行上下移动,灵敏电流计的指针将产生偏转。【答案】C【解析】A.当导线ab在磁场中保持静止状态时,由于其未切割磁感线,电路中无法产生电流,因此灵敏电流计的指针不会发生偏转,故选项A不正确;B.若将单根导线ab更换为匝数较多的线圈,并保持该线圈在磁场中处于静止状态,此时线圈并未产生切割磁感线的运动,因此电路中不会产生电流,灵敏电流计的指针将保持不动,故B选项错误;C.保持导线ab静止,若将蹄形磁体向左水平方向拉动,其效果等同于导线ab向右水平运动。此时,导线ab与磁感线发生了切割,会导致灵敏电流计的指针产生偏转,因此选项C是正确的;D.蹄形磁体保持静止,若导线ab沿竖直方向移动,则导线并未切割磁感线,电路中无法产生电流,因此灵敏电流计的指针将保持不动,故D项错误。故选C。9.“劳动创造快乐”。小明在放学后协助母亲洗菜,观察到盆里的茄子漂浮在水面上,而西红柿则沉到了盆底。他尝试运用物理知识对这一现象进行分析,下列说法正确的是()A.茄子所受的浮力低于其自身的重力B.茄子所受的浮力比西红柿所受的浮力大C.西红柿所排开的水的重量与其自身的重量相等D.西红柿的密度比茄子的密度大【答案】D【解析】A.由于茄子处于漂浮状态,由物体的浮沉条件可以推断,茄子所受的浮力与其自身的重力相等,因此选项A是不正确的;B.茄子能够漂浮在水面,说明其受到的浮力与自身的重力相等;而西红柿沉入水底,意味着它受到的浮力小于其重力。由于并未给出茄子与西红柿的具体质量信息,因此无法判定两者受到的浮力大小,故B项错误;C.西红柿处于盆底沉没状态,由物体的浮沉条件可以判断,西红柿所受的浮力小于其自身的重力,这意味着西红柿排开液体的重量低于其自身的重量,因此C选项错误;D.由物体的浮沉状态可以分析出:西红柿在水中下沉,意味着其密度高于水的密度;而茄子在水中漂浮,则表明其密度低于水的密度。由此推断,西红柿的密度必然大于茄子的密度,因此D选项正确。故选D。10.观察下图所示的电路,在电源电压保持不变的情况下,先将滑动触点移至电阻最大的位置,随后执行以下操作。关于该过程的描述,正确的是()A.在滑片位置保持不变的情况下,仅闭合S2开关时,电流表的读数要高于仅闭合S1和S3开关时的读数。B.若仅闭合S2开关,当滑片向右移动时,电流表的读数会增加,此时R2两端的电压变化量与电流变化量的比值保持不变。C.若仅闭合S2开关,当滑片向右移动时,电压表的读数会增加,此时电路的总功率与R2的实际功率均必然增大。D.仅闭合S1和S3,若将R2的滑片向右滑动,则电路整体的电阻值将随之增大【答案】B【解析】A.在滑片位置保持不变的情况下,若仅闭合开关S2,则电阻R1与R2处于串联状态;而当仅闭合S1和S3时,R1与R2则为并联状态。根据串并联电路的电阻特性可知,串联电阻大于并联电阻(R串>R并),因此仅闭合S2时的电流表读数应低于仅闭合S1、S3时的读数。由此可见,选项A的描述是不正确的。B.在仅闭合S2的情况下,R1与R2处于串联状态。当滑片向右移动时,R2进入电路的电阻值降低,导致电路中的总电流增大,电流表的读数随之增加。由于电源电压保持恒定,R2电压的改变量与R1电压的改变量相等。因此,R2电压变化量与电流变化量的比值即为R1的电阻值,该数值保持不变,故B选项正确;C.只闭合S2时,R1与R2串联,滑片向右滑动时,R2接入电路的电阻变小,电路中电流变大,根据可得,R1两端的电压变大,即电压表示数变大;根据P=UI可知,电源电压不变,电路中电流变大,则总功率变大;R2的功率若$R_2$接入的电阻值与$R_1$相等,此时$R_2$的功率将达到最大值。因此,当滑片由阻值最大端向右滑动时,$R_2$的功率会呈现先增大后减小的变化趋势,由此可见选项C是错误的;D.若仅闭合开关S1和S3,则电阻R1与R2处于并联状态。此时将R2的滑片向右滑动,会导致R2在电路中的实际电阻值降低。根据并联电路的特性,其中任何一个支路电阻减小,都会引起整个电路的总电阻随之降低。因此,结论认为总电阻不变或增大是不正确的,故D项错误。故选B。二、填空及绘图题(共6道,总分18分)11.(3分)彩虹的出现是光学现象的一种;在可见光光谱之外,存在两种不可见光,若利用其中一种光照射钞票,能令其上的荧光物质产生发光效果,这种光被称为(选填红外线或紫外线)。小美在用手机进行自拍时,屏幕上显示的绚丽画面是由红、绿、蓝三种色光复合而成的。【答案】色散紫外线绿色【解析】[1]当太阳光穿过三棱镜时,会被分解成七种不同颜色的单色光,这种现象被称为光的色散。其物理本质实际上是光的折射。自然界中雨后出现的彩虹便是典型的色散现象。[2]除了可见光之外,还存在红外线和紫外线这两种不可见光。若要使钞票上的荧光物质产生发光现象,应选用其中的紫外线进行照射。[3]红光、绿光和蓝光被称为光的三原色,通过将这三种色光以适当的比例进行混合,可以合成出其他的色光。12.(3分)根据《中国制造2025》的要求,应秉持清洁低碳的原则,加速能源结构的绿色低碳转型,提升非化石能源与清洁能源的消费占比。在电能、石油、煤炭这三种能源形式中,被定义为清洁能源的是________,其类别属于(填一次能源或二次能源);核潜艇的动力源自核反应堆,而核反应堆内部发生的物理过程是(填核裂变或核聚变)。【答案】电能、二次能源、核裂变【解析】[1]煤炭和石油均属于化石能源,其在利用过程中会产生大气污染,因此不被视为清洁能源;而电能在使用阶段不对自然环境造成污染,故属于清洁能源。[2]电能不能直接地从自然界中提取,而需要通过消耗一次能源来产生,因此它被定义为二次能源。[3]在核反应堆内部,核燃料所经历的物理过程是核裂变反应。13.(2分)杜姐姐家中分别准备了天然气灶A和煤炉B,她想对比两者的烧水热效率哪个更高。为此,她设计了如下实验:首先利用天然气灶A将2kg、初始温度为50℃的水加热至100℃,已知该灶的热效率为50%,计算得出消耗的总能量为______J;随后,她使用煤炉B在相同条件下(水质量与初温均相同)将水烧开,记录到煤的完全燃烧质量为0.05kg。已知煤的发热量$q=3.4\times10^7\text{J/kg}$,由此可以判断,使用(选填A或B)烧水效率更高。【结果】8.4×10⁵A【详解】[1]由题意可知,水吸收的热量天然气灶A的热效率=50%,由可得,天然气灶A消耗的总能量[2]用煤炉B烧开相同质量、相同初温的水,水吸收的热量不变,即Q吸=4.2×105J,由Q放=mq可得,煤完全燃烧放出的热量煤炉B烧水的效率因,所以,用天然气灶A烧水更高效。14.(3分)如图所示为撑杆跳高比赛的瞬间。运动员在起跳阶段,原本笔直的撑杆被顶弯,在此期间撑杆内蕴含的弹性势能增加。假设在撑杆由弯曲恢复到笔直的过程中,运动员是以匀速上升的状态运动,那么该阶段运动员的机械能(选填变大变小或不变);当运动员到达最高点时,其动能(选填为或不为)零。【答案】弹性势能并未增加【解析】[1]在运动员起跳的过程中,原本笔直的撑杆被压弯,产生了弹性形变。随着形变程度的增加,撑杆内部积累的弹性势能也随之增加。[2]运动员所具有的机械能由动能与重力势能共同组成。其中,动能的大小取决于质量和速度,而重力势能则受质量和高度的影响。在撑杆由弯曲转为伸直的过程中,若将运动员视为在匀速上升,由于其质量和速度均保持恒定,因此动能不变;但随着高度的增加,重力势能随之增大。综上所述,运动员的机械能增加了。[3]运动员在到达最高点瞬间,虽然其竖直方向的速度已经减为0,但水平方向上依然保持有速度,所以此时运动员的动能并非为0。15.(3分)如图所示为家庭电路的部分电路图(假设连接正确)。在仅闭合开关S1且灯L1正常点亮的情况下,若用试电笔测试a点,则试电笔的氖管(选填发光或不发光);随后闭合开关S2,导致灯L1立即熄灭,由此推测灯L2可能出现了(选填短路或断路)故障,这种异常情况可能会触发家庭电路中的(选填空气开关或漏电保护器)动作。【答案】无指示灯短路空气开关【解析】[1]根据题目条件,在仅闭合开关S1的情况下,灯泡L1处于正常发光状态(即其两端电压与家庭电路电压一致)。此时若使用试电笔接触a点,由于a点与零线相连,因此试电笔的氖管不会发光。[2][3]由图可见,灯L1处于正常发光状态。当闭合开关S2后,灯L1立即熄灭。分析其故障原因:可能是灯L2发生了短路,导致电路中的电流瞬间增大,从而触发空气开关跳闸以保护电路;而如果灯L2是断路状态,则不会对L1的亮灭产生影响。16.(4分)请根据下列指令完成作图:(1)请参考图甲中同学笔记本电脑的状态,在图乙中标出开启屏幕所需的最小动力F以及对应的力臂L;(2)观察图甲中的磁悬浮地球仪及其内部构造示意图(图乙)。当开关接通后,请在图乙所示的括号中分别标注出电磁铁的N极或S极,以及电源的正极(+)或负极(-)。【答案】(1)(2)【解析】(1)根据已知条件,杠杆所承受的阻力大小及其阻力臂均保持不变。依据杠杆平衡原理,动力与动力臂的乘积为定值。若要实现动力的最小值,则需尽可能增大动力臂。在A点施力时,能够获得的最大力臂即为OA的长度。因此,为了使动力F达到最小,F的方向必须与OA垂直。由于杠杆受到的阻力方向为竖直向下,故最小动力F的方向应为垂直于OA的向上方向,具体如图所示:(2)已知条形磁体的上端是S极,由此可推断其下端为N极。由于同名磁极之间存在排斥力,可以判定电磁铁的上端为N极,下端则为S极。运用安培定则,将右手伸出并使大拇指指向电磁铁的N极(即上端),此时四指弯曲的方向即为电流的流动方向。可见电流是从螺线管的下端进入的,因此电源的下端应为正极,具体如图所示:三、实验探究类题目(共4题,总分22分)17.(4分)请根据具体要求在空格处填入正确内容。(1)如图甲所示,在研究动能大小受哪些因素影响的实验过程中,通过调整小球静止滚下的高度,目的是为了改变小球到达斜面底端时的______。(2)观察图乙,两个表面光滑的铅块在被用力挤压后能够吊起重物,这一现象表明分子之间存在______。(3)参考图丙,在移走玻璃板之后,两瓶内的气体将相互融合,这种过程属于______现象。(4)参考图丁,当带电物体与验电器的金属球接触时,其金属箔会张开至某个特定角度,这一现象的物理原理是。【答案】(1)速率/速度(2)万有引力(3)扩散现象(4)电荷性质相同时,彼此之间产生排斥力。【解析】(1)当小球从斜面静止释放时,其起始高度越高,到达水平面时的瞬时速度就越快。在研究动能受哪些因素影响的实验过程中,通过调整小球滚下的初始高度,其目的在于改变小球到达斜面底部的速度。(2)将两个表面光滑的铅块用力压在一起,可以发现它们能够吊起重物。这一现象表明分子之间存在相互作用的引力,正是因为这种引力的作用,才使得两个铅块难以分离。(3)移走玻璃板后,两瓶内的气体将相互混合。这种扩散现象是由分子持续进行无规则的热运动所引起的。(4)当带电物体与验电器的金属球接触时,金属箔会向外张开。其基本原理是同种电荷之间存在相互排斥的作用力,由于两片金属箔均带上了相同的电荷,因此它们相互排斥而分开。18.(5分)为了测定酱油的密度,小逸与小宇利用量筒和天平开展了如图所示的实验:A.使天平达到平衡状态;B.利用校准后的天平测量,得出空烧杯的质量为37g;C.向烧杯内注入适量酱油,并测量烧杯与酱油的总质量,结果如图甲所示;D.把烧杯内所有的酱油转移至量筒中,此时酱油所占的体积如乙图所示;(1)通过上述实验操作,可以计算出酱油的密度为____$\text{kg/m}^3$。若小逸采用该方案进行测量,所得的酱油密度结果将偏____;(2)在一次实验过程中,小宇不慎将量筒弄碎。老师告知他,仅凭借天平同样可以测定出酱油的密度。为此,小宇准备了两个完全一样的烧杯以及适量的水,并制定了相应的实验方案,最终成功测得了酱油的密度。请你将该实验的具体步骤补充完整:先将天平调至平衡状态,随后测量并记录空烧杯的质量为m0;将烧杯内注满水,利用天平量得烧杯与水的合计质量为m1;选取一个规格相同的烧杯,利用天平测量该烧杯与酱油的总质量,记为m2;因此,酱油密度的计算表达式为$\rho_{\text{酱油}}=\text{(已知水的密度为}\rho_{\text{水}}\text{)}$。在小宇的实验过程中,即便没有使用量筒,依然能够测出酱油的体积,这种具体的测量方式被称为______。【答案】(1)$1.125\times10^3$较大(2)装满酱油等效替代法【解析】(1)[1]根据图甲所示数据,烧杯与酱油的共同质量为82g,其中空烧杯质量为37g,由此计算出酱油的质量m=82g-37g=45g根据图乙所示,可以判定酱油的体积V为40cm³。酱油的密度(2)[1]本题中量筒打碎了,故用的是等体积法求体积,即酱油的体积等于水的体积。由可知,烧杯中装满水,水的质量为则水的体积为要使酱油的体积等于水的体积,故用另一个相同的烧杯装满酱油,则酱油体积为[2]烧杯中酱油的质量为则酱油的密度表达式[3]在小宇的实验过程中,虽然没有直接使用量筒,但通过用水的体积来代替酱油的体积,从而推算出酱油的体积。这种测量手段被称为等效替代法。19.(8分)为了研究电流与电压及电阻之间的关系,某实验小组准备了5$\Omega$、10$\Omega$、15$\Omega$、20$\Omega$、25$\Omega$五个不同阻值的电阻,并使用一个恒定电压为6V的电源以及一个25$\Omega$的滑动变阻器等设备,搭建了如图甲所示的实验电路。(1)在接通电路之前,需将滑动变阻器的触点调节至最____端(选填“左”或“右”);(2)小雯通过连接一个电阻,来研究电压与电流之间的关系;若电压表的读数为2.8V,此时电流表的指针指向如图乙所示的A处。根据小雯记录的实验数据表,通过分析可以发现其中有一组数据与实际情况不符,该组数据对应的实验序号为____。通过对正确数据的分析可以得出如下结论:在导体电阻保持不变的情况下,流经导体的电流大小与该导体两端电压的关系是______;实验序号12345电压/V1.42.02.42.83.0电流/A0.140.200.240.30(3)随后,小雯仍采用图甲中的电路连接方式,依次将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω这五个电阻随机地单独接入电路中,旨在研究电流与电阻之间的关系。在实验过程中,她将电阻两端的电压恒定在2V。在完成10Ω电阻的测试后,她保持滑动变阻器的滑片位置不变,将开关断开并更换另一个电阻。再次闭合开关后,观察到电流表的读数为0.15A,据此推断,此时接入的电阻为______Ω。当她尝试接入25Ω的电阻时,发现无论如何调节滑片,电压表的示数始终高于2V。为了能够顺利完成该实验,需要更换一个最大阻值不小于______Ω的滑动变阻器。(4)热爱发明的小雯设计了如图丙所示的电路。已知电源电压调整为4.5V,定值电阻$R_0$为$10\Omega$,滑动变阻器$R$的最大阻值为$20\Omega$。该电路中,滑动变阻器的滑片与固定在地面上的弹簧一端相连。当施加的压力$F$越大时,电压表的读数越(选填“大”或“小”)。小雯尝试利用这一物理原理制作一个压力秤,但她注意到所使用的电压表量程仅为0~3V,在压力过大时,电压表的示数将超出量程。为了在确保电路安全的前提下扩大压力秤的量程,以下哪些改进方案可行(选填序号,可多选)。A.降低电源的电压
B.在电压表的量程之外串入一个定值电阻C.选用量程范围更宽的电压表
D.更换一个长度相同但最大电阻值较低的滑动变阻器【答案】(1)左侧(2)0.281呈正比关系(3)2050(4)$\triangleABC$【详细解析】(1)为了确保电路安全,在接通开关之前,应将滑动变阻器的触片拨至电阻最大的一端,也就是最左侧。(2)[1]参考图乙,电流表采用了小量程档位,其分度值为0.02A,此时指针所指的电流读数为0.28A。[2]由表中数据可知,接入电路的定值电阻的阻值为根据串联电阻的规律,电路的最大电阻为电路中最小电流因此,与实际情况不相符的实验编号为1。[3]研究电压与电流之间的关系,在电阻保持恒定的条件下;根据表格中的实验数据可以得出结论:当导体电阻不变时,流经导体的电流大小与导体两端的电压成正比。(3)[1]实验中控制电阻两端的电压为2V不变,用10的电阻完成实验,根据串联电路的分压规律,滑动变阻器接入电阻为在更换电阻之后,滑动变阻器两端所加的电压可计算为:U'滑=I'R滑=0.15A×20=3V。定值电阻两端所加的电压为$U'=U-U_{\text{滑}}=6\text{V}-3\text{V}=3\text{V}$当定值电阻与滑动变阻器两端的电压相等时,由串联电路的分压原理可知,此时定值电阻的阻值与滑动变阻器的阻值均相同,均为20Ω。若需使定值电阻两端的电压降低至2V,依据串联电路分压规律,应当适当增大滑动变阻器的阻值,从而提升其两端的电压。[2]当接入25的电阻时,如果它两端的电压为2V,根据串联电路的分压规律,滑动变阻器接入电路的电阻为由于该滑动变阻器的最大阻值仅为25$\Omega$,因此无论如何调整滑片位置,电压表的读数始终会超过2V。若需将定值电阻两端的电压降低至2V,则必须更换一个最大阻值不低于50$\Omega$的滑动变阻器。(4)[1]参考图丙所示电路,电阻R与变阻器R₀呈串联连接,电压表用于测量R₀两端的电压。当压力增加时,变阻器接入电路的电阻值随之减小。根据串联电路的电阻规律,总电阻将降低;由欧姆定律可知,电路中的电流将增大。因此,根据公式U=IR可以推断,电压表的示数会随之增加。[2]当压力增加时,变阻器接入电路的电阻随之减小,导致整个电路的总电阻降低,从而使电路中的电流增大。依据欧姆定律,此时电压表的读数也会相应增加。A.若电压表读数为3V,在电源电压降低的情况下,基于串联电路的电压分配规律,变阻器两端的电压随之减小。根据分压原理,这意味着变阻器接入电路的电阻值也相应减小,从而能够提升压力秤的量程。因此,选项A的描述与题意相符;B.在保持电源电压恒定的前提下,在电压表的量程之外串联一个定值电阻R。该定值电阻与滑动变阻器共同作用于电路,其效果相当于降低了滑动变阻器在电路中实际接入的电阻值,从而能够提升压力秤的量程。因此,选项B符合题目要求;C.若选用量程范围更宽的电压表,能够使变阻器两端分得的电压进一步降低。根据分压原理,这意味着变阻器在电路中可接入更小的电阻值,从而起到扩大压力秤量程的作用,因此C选项正确;D.如果更换一个长度一致但最大阻值较低的滑动变阻器,在相同压力作用下,接入电路的电阻丝长度保持不变,此时变阻器的实际电阻值会降低。根据分压原理,变阻器两端的电压随之减小,导致定值电阻分得的电压增加,即电压表的读数增大。这种情况只会导致压力秤的量程缩小,因此D项不符合题意。因此,正确选项为ABC。20.(5分)【项目启动】在开展项目式学习的过程中,小组员观察到自行车链条及其他油渍渗出区域经常积聚一层厚重的垢渍。通过检索相关资料,他们了解到这是因为油脂具有较强的粘黏能力,容易将空气中的微小灰尘吸附并累积形成油垢。为此,小组成员计划研究影响油脂粘黏性的具体因素。【项目分析】在研究过程中,小组成员注意到油垢渍在夏季与冬季的生成厚度存在显著不同。有成员认为,温度的升高会增强分子的热运动,从而可能对油脂的黏附能力产生影响。【方案执行】团队成员开展了如下实验:(1)准备三个盛有相同量花生油的油壶,将其分别置于阳光直射处、冷空调房以及冰箱冷藏室中。经过两小时后,依次测定并记录下各壶内油温的高低。(2)使用三支完全相同的胶头滴管,分别从三个油壶中抽取等量的油,将其滴在三支规格及倾斜角度各异的试管口处,让油滴在重力作用下自然流向管底。记录并测量油滴从试管口端流至管底端所需的时间,具体实验数据详见下表;油的温度/℃38255油滴从试管口流到管底部所用时间/s2715(3)本实验旨在通过对比实验来探讨油液粘稠程度的变化。根据对实验数据的分析,可以得出结论:油的粘黏性随着温度的提升而______;【项目延伸】(4)在项目实验结束之后,小组成员小明向母亲建议,在清洗油烟机上的油垢时,采用温度较高的水会使油污更容易被清除;(5)结合实际生活经验,油的粘稠程度可能还受到______的影响(请列举一项相关因素)。【答案】相同的油滴由试管口下落至管底所需的时间越短,说明该油的种类粘度越低。【解析】(2)[1]为了研究油的粘稠度如何随温度变化而改变,需要保持其他变量一致,仅对油的温度进行梯度处理。具体操作为:使用三支规格一致的胶头滴管,分别从三个油壶中抽取等量的油,将其滴入三支直径相同且倾斜角度一致的试管口中。(3)[2]在本次实验中,采用了转换法,通过测量油滴由试管口下落至管底的时间长短,来定量表征液体粘度的程度。[3]通过对表格数据的分析可见,油液的温度越高,其流淌所需的时间就越短,这表明油的黏稠度在降低。因此可以得出结论:油的黏性随温度的升高而减小。(4)[4]在清理油烟机上的油垢时,为了让油污能更迅速地从设备表面分离,需要降低液体的黏稠度,因此应当提升水温,选用温度较高的水进行清洗。(5)[5]在日常生活中,不同种类的油其粘稠程度存在差异,由此可以推测,油的粘黏性可能与油的种类之间存在一定的关系。四、综合应用题(共3道,总分20分)21.(4分)一个轻质薄壁容器置于水平桌面之上,其底面积为0.02$\text{m}^2$,内部装有3$\text{kg}$的水。已知水在容器底部的压强为980$\text{Pa}$。请计算:(1)容器中水的体积$V_{\text{水}}$;(2)液体水作用于容器底面的压力$F_{\text{水}}$;(3)计算容器对桌面所产生的压强$p$。【答案】(1)(2)(3)【详细解析】(1)该容器中所盛水的体积量为(2)液体对容器底面的压力大小为(3)该容器给桌面施加的压力大小为那么,该容器给桌面施加的压强为22.(8分)小渝家买了一个三挡位的电烤炉,电烤炉加热板部分的简化电路如图甲所示,、是定值电阻,可通过旋转开关实现高、中、低挡位切换。电烤炉的相关参数如表格所示,求:额定电压220V高温挡功率中温挡功率800W低温挡功率400W(1)当电烤炉处于低温档位正常运行状态时,其电流是多少?(2)请计算电烤炉在高温档位时的功率是多少?(3)假设在用电高峰时段,家庭电路的实际电压降至198V,当电烤炉处于中温挡位并运行30min时,图乙所示的电能表表盘将转动多少圈?【结果】(1)1.8A;(2)功率为1600W;(3)972圈【详解】(1)据表格数据可知,低温挡功率,电
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