2021武汉物理试卷+答案+解析

272021年武汉市初中毕业生学业考试(满分:70分考试时间:与化学共用120分钟)第Ⅰ卷(选择题共36分)一、选择题(本题包括12小题,每小题只有一个选项符合题意。每小题3分,共36分)9.如图所示,桥在水中的倒影形成的原理是()A.光的色散 B.光的反射 C.光的折射 D.光的直线传播10.关于核能和太阳能,下列说法正确的是()A.现有核电站是利用聚变来发电的B.核能是一次能源,也是可再生能源C.太阳能来源于太阳内部氢核的裂变反应D.太阳能是未来理想能源的一个重要发展方向11.关于声现象的描述,下列说法错误的是()A.图甲中,把耳朵贴在桌面上,听到轻敲桌子的声音,说明桌子能传声B.图乙中,超声波清洗机正在清洗眼镜,说明超声波能传递能量C.图丙中,摩托车安装消声器,可以在声源处减弱噪声D.图丁中,蝙蝠靠次声波发现昆虫12.利用如图甲所示的装置探究固体物质熔化时温度的变化规律,在0~35min内对物质加热,得到如图乙所示的温度随时间变化的图像。下列说法正确的是()甲乙A.该物质在15~20min内没有吸收热量B.该物质在熔化过程中温度不变,内能不变C.该物质熔点为80℃,熔化过程持续了大约15minD.除图甲中器材外,还需要用到的测量器材有天平和停表13.关于牛顿第一定律和惯性,下列说法错误的是()A.牛顿第一定律不可能用实验直接验证B.牛顿第一定律是公认的物理学基本定律之一C.撞击锤柄下端使锤头套紧在锤柄上,是利用锤头的惯性D.环绕火星运行的“天问一号”探测器中的物体没有惯性14.如图所示,运动员迎着飞来的足球奔跑,腾空跃起将足球顶出。考虑空气阻力的影响,下列说法正确的是()A.运动员在跑步阶段运动状态不变,在腾空阶段运动状态改变B.足球与运动员相互作用的过程中,足球的弹性势能逐渐增大C.足球从被顶出至刚落地的过程中,足球机械能减小,内能增大D.足球对运动员的作用力与运动员对地面的作用力是一对平衡力15.如图所示,弹簧测力计下悬挂着不吸水的圆柱体,圆柱体质量为180g。不计厚度的平底容器置于水平桌面上,质量为100g,底面积为50cm2,高为8cm,容器内盛有质量为350g的水。当圆柱体浸入水中静止时,圆柱体未接触容器,弹簧测力计示数为1.4N,此时容器对水平桌面的压强是(g=10N/kg)()A.7.8×102Pa B.8.0×102PaC.9.8×102Pa D.1.18×103Pa16.利用如图所示的电路探究影响导体电阻大小的因素,演示板上固定有a、b、c、d四根合金丝,长度关系为La=Lb=12Lc=12Ld,横截面积关系为Sa=Sb=Sc=12Sd,其中a、c、d均为镍铬合金丝,b为锰铜合金丝。将导线P、Q分别接在同一根合金丝两端的接线柱上A.选用a和b进行实验,可以探究导体电阻跟导体材料的关系B.选用c和d进行实验,可以探究导体电阻跟导体长度的关系C.选用a和c进行实验,可以探究导体电阻跟横截面积的关系D.选用b和d进行实验,可以探究导体电阻跟导体材料的关系17.将四个定值电阻a、b、c、d分别接入电路,测出相应的电阻两端的电压U和通过的电流I,把测得的数据在坐标系中描点,如图所示。根据图中信息判断,下列说法正确的是()A.阻值相差最大的两个电阻是a和dB.阻值相差最小的两个电阻是b和cC.电功率相差最大的两个电阻是b和dD.电功率相差最小的两个电阻是a和d18.关于生活用电,下列说法正确的是()A.人只要不接触带电体,就不会触电B.电线使用年限过长,绝缘皮破损,可能造成短路C.用试电笔的笔尖接触被测的导线,手指不能碰到金属笔卡或笔尖D.家庭电路安装空气开关和漏电保护器,都是防止漏电而采取的安全措施19.在如图所示的电路中,电源电压恒为6V,R1=10Ω,R3=30Ω。开关S1闭合,开关S2接a,滑动变阻器R2的滑片P位于图示位置时,电压表的示数为1.2V。开关S1闭合、开关S2接b,滑片P移动到另一位置时,电压表的示数为2.0V。前后两次滑动变阻器接入电路的电阻变化了()A.5Ω B.10Ω C.20Ω D.40Ω20.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。只闭合开关S1,将滑动变阻器的滑片P从最上端移动到最下端的过程中,电压表V2的示数最小值为3V,电压表V1与V2的示数之差变化了2V。闭合开关S1和S2,将滑片P从最下端移动到最上端的过程中,电阻R3的最大功率为0.75W,当滑片P在中点时,电路总功率为P总,电压表V1与V2的示数之比为1∶2。P总为()A.2W B.2.4W C.3W D.3.2W第Ⅱ卷(非选择题共34分)二、非选择题(本题包括7小题,共34分)21.(3分)2021年4月29日,中国天宫空间站天和核心舱发射成功,标志着我国空间站时代已经到来。如图所示,天和核心舱沿椭圆轨道环绕地球运行,不受空气阻力,因此机械能守恒。(1)天和核心舱与地面控制中心通过电磁波传递信息,电磁波(填“能”或“不能”)在真空中传播。

(2)天和核心舱沿椭圆轨道从近地点经远地点再回到近地点的过程中,天和核心舱的动能(填“减小”“增大”“先减小后增大”或“先增大后减小”)。

(3)若天和核心舱在1min内运行的路程是456km,则它的平均速度是m/s。

22.(4分)在探究影响压力作用效果的因素的实验中,甲图中小桌放在海绵上,乙图中在桌面上放一个砝码,丙图中桌面朝下,并在其上放一个同样的砝码。(1)在三次实验中,均用海绵被压下的深浅,来显示小桌对的压力作用效果。

(2)比较两图可以初步得出实验结论:压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显。若想通过比较甲、丙两图也得出相同的实验结论,可以采取的措施是。

下列事例中,直接应用该结论的是(填序号)。

①有些课桌的边缘设计成圆弧形状②水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度③交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t23.(3分)某同学用如图所示的装置研究电磁感应。甲乙(1)如图甲所示,保持蹄形磁体竖直放置,使导体AB从图示位置向上运动,电路中(填“无”或“有”)感应电流。

(2)如图乙所示,保持线圈不动,使蹄形磁体快速向左运动,电流表指针(填“不会”或“会”)偏转。

(3)利用电磁感应原理工作的装置有(填“电铃”“扬声器”“电磁起重机”或“动圈式话筒”)。

24.(4分)某实验小组用如图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。[ρ水=1.0×103kg/m3,ρ煤油=0.8×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃),c煤油=2.1×103J/(kg·℃)]甲乙(1)加热前,在一个烧杯中倒入240mL的水,为了使水和煤油的质量相同,需要在另一个相同烧杯中倒入mL的煤油。

(2)用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油,每隔1min记录一次温度,整个实验操作无误。图乙中,若图线②反映水的温度随时间的变化规律,则图线(填序号)可以反映煤油的温度随时间的变化规律。加热过程中,煤油的热值(填“变大”“不变”或“变小”)。

(3)同时停止加热,在相同质量的水和煤油温度降低的过程中,水放出的热量与降低的温度之比(填“大于”“等于”或“小于”)煤油放出的热量与降低的温度之比。

25.(4分)某同学用蜡烛、凸透镜和光屏等器材探究凸透镜成像的规律。甲乙(1)用焦距为10cm的凸透镜进行实验,蜡烛和凸透镜放置在如图甲所示的位置,将光屏移动到图示位置时,光屏上得到烛焰清晰的、、立的实像。

(2)保持凸透镜和光屏的位置不变,换用焦距为20cm的凸透镜继续实验,下列说法正确的是(填序号)。

①向左移动蜡烛,可以在光屏上得到烛焰缩小的清晰的实像②向左移动蜡烛,可以在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像③向右移动蜡烛,可以在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像④无论怎样移动蜡烛,在光屏上都得不到烛焰的清晰的像(3)如图乙所示,F表示凸透镜的焦点,S表示烛焰,S'表示S经凸透镜所成的像,请在图乙中画出入射光线SA经过凸透镜之后的光线。26.(6分)某同学用下列器材测量定值电阻的阻值:干电池2节,电流表A,电压表V,滑动变阻器(规格“30Ω2A”),开关及导线。(1)他连接了如图所示的电路,接错了一根导线,请你在这根导线上打“✕”,并补画出正确的那根导线。(2)正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器。

(3)他按正确步骤进行了3次实验,记录数据如表所示,此定值电阻的阻值为Ω(结果保留一位小数)。

数据序号123电压U/V1.21.82.5电流I/A0.100.150.20(4)为了使并联在定值电阻两端的电压表的示数为0.5V,在不增加器材的情况下,可以采取的措施是。

(5)他将上述实验中的定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡,用同样的方法测定小灯泡的电阻。当电压表的示数为0.2V时,电流表的示数为0.10A;当电压表的示数为2.4V时,电流表的示数为0.30A;则电压表的示数为2.0V时,电流表的示数可能为(填“0.20A”“0.25A”“0.28A”或“0.30A”)。

27.(10分)如图甲所示,某款国产水陆两用挖掘机的机械臂可绕O点转动,这辆挖掘机有两条履带,每条履带内均有1个由合金材料制成的空心浮箱,每个浮箱(可视为长方体)宽为1.5m,高为2m,合金密度为8.0×103kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)甲乙丙(1)某次测试中,质量为60kg的驾驶员驾驶挖掘机,从6m高的平台沿斜坡向下缓慢行驶20m,到达水平地面。①请在图乙中画出挖掘机沿斜坡向下缓慢行驶时,挖掘机对斜坡的压力的示意图。②在上述过程中,驾驶员的重力做了多少功?(2)如图甲所示,开始时机械臂伸直且静止,O、A、B三点在同一直线上,OA=10m,AB=0.5m,机械臂和斗铲整体的重心在A点;机械臂控制斗铲装取质量为1t的沙石后,机械臂、斗铲和伸缩杆缓慢运动到如图甲所示的位置时静止,这时机械臂、斗铲和沙石整体的重心在B点。已知伸缩杆先后两次对机械臂的支持力(支持力垂直于机械臂)之比为5∶7,则机械臂和斗铲的总质量是多少?(3)已知制作每个浮箱时所用合金的体积V与浮箱长度L的关系如图丙所示,不计履带排开水的体积和驾驶员的质量,除2个完全相同的浮箱外,挖掘机其余部分的质量为33t。若挖掘机漂浮在水中,2个浮箱浸入水中的深度均不超过1.5m,则每个浮箱的长度至少是多少?

272021年武汉市初中毕业生学业考试91011121314151617181920BDDCDCCACBAB9.B桥在水中的倒影相当于平面镜成像,形成的原理是光的反射,选项B正确。10.D现有核电站是利用核裂变来发电的,所以选项A错误;核能是一次能源,但不是可再生能源,所以选项B错误;太阳能来源于太阳内部氢核的聚变,所以选项C错误;太阳能是一种新兴的可再生能源,是未来理想能源的一个重要发展方向,故选项D正确。11.D蝙蝠是依靠超声波发现昆虫的,所以选项D符合题意。12.C由乙图知,10~25min内,温度保持在80℃,说明该固体属于晶体,其熔点为80℃,熔化过程持续时间为15min左右,故选项C正确;在10~25min内该物质温度虽然不变,但是吸收热量,其内能不断变大,所以选项A和B均错误;本实验我们关注的是温度随时间的变化,所以不需要天平,选项D错误。13.D牛顿第一定律是建立在大量经验事实基础上,通过进一步的推理而概括出来的,不受阻力的运动物体实际上是不存在的,即牛顿第一定律不可能用实验直接验证,所以选项A表述正确;牛顿第一定律是建立在实验事实基础上的合理外推,是公认的物理学基本定律之一,所以选项B表述正确;撞击锤柄时,锤柄由于外力作用而迅速停下,锤头则由于惯性而继续往下运动从而紧紧套在锤柄上,该现象是利用了锤头的惯性,所以选项C表述正确;一切物体在任意情况下都是有惯性的,选项D表述错误。故本题选择D选项。14.C运动员腾空阶段即从起跳到落地的过程显然不是匀速直线运动,也不是静止状态,所以该过程运动状态在改变,但是运动员跑步阶段速度大小是否变化,题干中无此信息,其运动状态是否改变不得而知,所以选项A不正确;足球在与运动员相互作用的过程即足球与运动员接触过程中,足球先是被压缩到一定程度,然后逐渐恢复原来形状,足球的弹性势能是先变大再变小,所以选项B错误;题干要求考虑阻力的影响,所以足球从被顶出至刚落地的过程中机械能减少,减少的机械能转化成内能,选项C正确;足球对运动员的作用力与运动员对地面的作用力不是一对平衡力,选项D错误。15.C以圆柱体和装有水的容器作为整体研究,G总=(m水+m容器+m圆柱)g=6.3N,弹簧测力计示数为F=1.4N,所以桌面对整体的支持力F支=G总-F=4.9N,整体对桌面的压力F压=4.9N。所以容器对水平桌面的压强p=F压S=4.9N16.A本题提供的导体存在长度、横截面积、材料三个物理量的差异,探究导体电阻与某因素的关系时,需要采取控制变量法,控制其他两个量不变。A选项控制的是长度和横截面积两个变量,可以探究电阻与材料的关系,所以选项A正确;B选项控制了长度和材料两个变量,可以探究电阻与横截面积的关系,所以选项B错误;C选项控制了材料和横截面积,可以探究电阻和长度的关系,所以选项C错误;D选项中长度、横截面积、材料均不相同,无法比较电阻与单个变量间的关系,所以选项D错误。17.C假设图像中横纵坐标每一小格对应的大小为I0、U0,则a、b、c、d四个定值电阻的阻值分别为Ra=3U0I0、Rb=3U03I0=U0I0、Rc=U03I0、Rd=U0I0,有Ra>Rb=Rd>Rc,阻值相差最大的两个电阻是a和c,选项A错误;阻值相差最小的两个电阻是b和d,差值为零,选项B错误;四个电阻在图中各点的电功率分别是Pa=3U0I0、Pb=9U0I0、Pc=3U0I0、Pd=U0I0,有Pb>Pa=Pc>P18.B在人靠近高压带电体时,可能会发生电弧放电,造成人体触电,选项A错误;电线绝缘皮破损可能造成短路,选项B正确;使用试电笔时手指不能接触笔尖但是要与金属笔卡(或是金属尾端)接触,所以选项C错误;漏电保护器是防止漏电的装置,而空气开关是防止电路中电流超过额定电流的装置,两种设备是不同的,所以选项D错误。19.AS1闭合、S2接a时,三个电阻串联,电压表测量R1两端的电压,R1中的电流即电路中的电流I1=U1R1=1.2V10Ω=0.12A,此时三个电阻的总阻值为R=U总I1=6V0.12A=50Ω,所以滑动变阻器接入电路的最大阻值R2=R-R1-R3=50Ω-10Ω-30Ω=10Ω;S1闭合、S2接b时,三个电阻依然串联,但是电压表测量的是R1和R2两端的总电压,此时流过R3的电流为I3=U3R3=6V-2V30Ω=215A,则R1和R2的总电阻为R12=U12I12=U1220.B只闭合S1时,三个电阻串联,由于S2未闭合,滑片移动过程并不改变滑动变阻器接入电路的阻值,所以串联电路总电阻始终不变。电压表V1测量R2和R3两端的电压,电压表V2测量R1和R2的上端到滑片P这一部分电阻两端的电压。设电源电压为U,滑动变阻器的最大阻值为R2,则电压表V1测量值为U1=I(R2+R3)=UR1+R2+R3(R2+R3),该测量值保持不变。滑动变阻器的滑片在最上端时,电压表V2仅测量R1两端的电压,V2示数此时最小,最小值满足U2min=IR1=UR1+R2+R3R1=3V;滑动变阻器的滑片在最下端时,电压表V2测量R1和R2两端的电压,V2示数此时最大,最大值满足U2max=I(R1+R2)=UR1+R2+R3(R1+R2),滑片移动,但是电压表V1示数始终不变,所以电压表V1与V2示数之差即V2的示数之差,U2max-U2min=UR1+R2+R3(R1+R2)-UR1+R2+R3R1=UR1+R2+R3R2=2V。闭合开关S1和S2,R2接入电路的有效部分是滑片P上端的电阻,滑片在最上端时R3的功率最大,P21.答案(1)能(2)先减小后增大(3)7600解析(1)电磁波能在真空中传播。(2)天和核心舱运动过程中机械能守恒,在近地点处势能较小,动能较大,在远地点处势能较大,动能较小,所以从近地点经远地点再回到近地点的过程中,动能是先减小后增大。(3)平均速度v=st=456km1min=456×10322.答案(1)海绵(2)乙、丙取下丙图中的砝码①解析(1)海绵受到压力作用而发生形变,该压力的施力物体是小桌。海绵被压得深浅不一,显示了小桌对海绵的压力作用效果。(2)压力的作用效果与压力大小、受力面积有关,探究影响压力作用效果的因素需要采取控制变量法。乙、丙两次实验中,海绵所受压力大小相同;而甲、丙两次实验的压力并不相等,为控制该变量相同,可以取下丙图中的砝码。课桌边缘设计成圆弧形状,就是增大受力面积减少压力作用效果的,所以①是直接应用该结论的,②③均不符合题意。23.答案(1)有(2)会(3)动圈式话筒解析(1)导体AB是闭合电路中的部分导体,其向上运动,切割磁感线,会产生感应电流。(2)由运动的相对性知,蹄形磁体快速向左运动,线圈相对于磁体快速向右运动,切割磁感线,会产生感应电流使电流表指针偏转。(3)动圈式话筒工作原理:话筒里的线圈在声波的驱动下运动而切割磁感线,产生感应电流,从而实现将声音信号转化成电信号。它是利用电磁感应原理工作的。电铃、扬声器是利用通电导体在磁场中受力运动来工作的,电磁起重机是利用电流的磁效应工作的。24.答案(1)300(2)①不变(3)大于解析(1)由题意,水和煤油的质量相同,即ρ水V水=ρ煤油V煤油,根据水和煤油的密度,代入上式解得V煤油=300mL。(2)由题可知,采用相同规格的电加热器加热相同时间,水和煤油吸收的热量相同,煤油的比热容比水的小,由Q=cmΔt得Δt=Qcm,m相同,c越小,Δt越大,所以综上可知,只能选择图线①;热值是指燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比,热值是燃料的一种属性,其大小由燃料的种类决定,与是否加热无关,所以加热过程中,煤油的热值不变。(3)由Q=cmΔt变形得QΔt=cm,25.答案(1)缩小倒(2)④(3)见解析图解析(1)由甲图知,光屏能接收到像,说明像为实像,实像必定是倒立的,图中像距小于物距,说明实像是缩小的。(2)当凸透镜焦距为10cm时,透镜到光屏之间的像距满足:10cm<v1<20cm;若换焦距为20cm的凸透镜,所成的实像的像距一定会大于焦距20cm。依题意知此时凸透镜和光屏的位置不变,即像距为v1<20cm,与新透镜成像规律矛盾,从而导致无论怎样移动蜡烛,都无法在光屏上成清晰的实像。(3)作图步骤:(a)烛焰S发出的每一束光经过透镜折射后,出射光的反向延长线必定经过像点,而经过光心的光传播方向不改变,所以首先连接S'