2022年黑龙江省齐齐哈尔市泰来二中中考物理模拟试卷(二)
一、单项选择题(每题2分,共20分)
1.(2分)在物理学习过程中,经常要进行估测,下列估测值最接近生活实际的是( )
A.教室的高度约为1.5m
B.人感觉教室内舒适的温度约为35℃
C.人的心脏正常跳动一次的时间约为0.8s
D.一个中学生的体重可能是50N
2.(2分)关于声音,下列说法不正确的是( )
A.过年放炮,有时人需要捂住耳朵,因为声可以传递能量
B.铃声意味着上课,说明声可以传递信息
C.学业考试期间,学校路段禁止汽车鸣笛,这是在声源处控制噪声
D.俗话说“隔墙有耳”,说明固体也能传声,“震耳欲聋”说的是声音的音调高
3.(2分)光使世界绚丽多彩,人们的生活更离不开光,关于光现象,下列说法正确的是( )
A.电视机的遥控器可以发出不同频率的红外线来实现对电视机的遥控
B.彩色电视机的色彩是用红、黄、蓝三种色光按不同的比例混合得到的
C.人越靠近家里的穿衣镜所成的像越大,但始终是正立的虚像
D.凹面镜对光有会聚作用,所以光线在凹面镜表面反射时不遵循光的反射定律
(多选)4.(2分)明朝宋应星所著《天工开物》是中国古代一部综合性的科学技术著作。如图所示四幅图选自《天工开物》,下列说法正确的是( )
A.挂上重物后弓发生形变,弓的弹性势能增加
B.采珍珠人潜入水下越深所受水的压强越大,浮力也越大
C.“透火焙干”应用了加热的方法提高温度,使纸面水分蒸发加快
D.鸟铳发射弹丸时的能量转化,与内燃机做功冲程的能量转化相同
5.(2分)如图所示的机械中,使用时不能省力,但能省距离的是( )
A.动滑轮 B.订书机
C.定滑轮 D.镊子
6.(2分)关于下列各图所示的电和磁的知识,描述正确的是( )
A.图实验说明磁场可以产生电流
B.图实验说明机械能可以转化为电能
C.图是动圈式话筒,其工作原理与电动机工作原理相同
D.图是录音机的磁头,可以判定电流的方向是从a端流进,从b端流出
7.(2分)电控调光玻璃能根据光照强度自动调节玻璃的透明度,其原理是:光照增强,光敏电阻Rx阻值变小,施加于玻璃两端的电压降低,玻璃透明度下降,反之则玻璃透明度上升,若电源电压不变,R0是定值电阻,如图所示电路图中符合要求的是( )
A.
B.
C.
D.
8.(2分)关于家庭电路和安全用电常识,下列说法中不正确的是( )
A.电能表是测量电功或记录用电器消耗电能的仪表
B.使用试电笔时,手与试电笔的尾部金属部分接触
C.家庭电路中,用电器都是并联的
D.家庭电路中的空气开关跳闸,一定是电路中某处发生了短路
9.(2分)如图所示,一只蚂蚁将木棍竖直举过头顶,当木棍静止时,下列说法正确的是( )
A.蚂蚁对木棍的支持力和木棍对蚂蚁的压力是一对平衡力
B.蚂蚁对木棍的支持力和木棍受到的重力是一对平衡力
C.木棍受到的重力和蚂蚁对木棍的支持力是一对相互作用力
D.木棍受到的重力和木棍对蚂蚁的压力是一对相互作用力
10.(2分)如图所示电路,闭合开关,灯泡L正常发光,当滑片P向上移动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.灯泡L变亮,电流表A1示数变大
B.电压表示数不变,电流表A2示数变大
C.电流表A1与A2的示数之差变大
D.电压表与电流表A2的示数之比变大
二、多项选择题(每题3分,共9分)
(多选)11.(3分)小明同学将用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,看到验电器的金属箔张开,在这个过程中,下列判断不正确的是( )
A.用丝绸摩擦玻璃棒时,有电子从丝绸转移到玻璃棒上
B.与金属球接触后,玻璃棒和金属球上带有同种电荷
C.玻璃棒和验电器都带正电荷,正电荷从玻璃棒转移到验电器上
D.金属箔张开是因为异种电荷相互排斥
(多选)12.(3分)如图所示,一物体在40N的拉力作用下,沿粗糙的斜面匀速上升,物体重为60N,斜面长为2m,高为1m,下列说法正确的是( )
A.物体上升过程中机械能保持不变
B.物体所受拉力与摩擦力是一对平衡力
C.将物体从底端拉到顶端时,物体的重力势能增大60J
D.其他条件均不变,若θ角增大,物体受到的摩擦力减小
(多选)13.(3分)如图甲所示的电路中,电源电压为16V且恒定不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片P从一端滑动到另一端的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,根据图象信息,下列判断正确的是( )
A.R0的阻值与滑动变阻器的最大阻值之比是1:7
B.滑动变阻器接入电路中的电阻为30Ω时,电压表的示数为5V
C.电路中的最大功率是6.4W
D.R0的最小功率是0.4W
三、填空题(每空1分,共20分)
14.(2分)如图所示的冬捕场景中,被捕上来的鱼过一会儿表面上会结出一层薄薄的冰,这一现象称为 。捕鱼人的发须上会出现白白的粉末,这一现象称为 。(均填物态变化名称)
15.(2分)从车床上刚刚加工下来的铝件温度都很高,这是因为 (填“做功”或“热传递”)使铝件内能增加了;我们闻到的饭菜香味是 现象。
16.(2分)2019年5月17日,第45颗北斗卫星发射成功。在卫星升空时,以运载火箭为参照物,卫星是 (选填“运动”、“静止”)的。卫星导航使用 来传递信息的。太阳内部每时每刻发生的核反应是核 (选填“裂变”、“聚变”)。
17.(2分)清晨的公园:鸟语花香、露珠晶莹剔透.如图所示,花草树叶上的水珠。如图甲中看到水珠后面远处景物是倒立的,如图乙中透过树叶上的水珠观察到树叶清晰的叶脉。则水珠相当于一个 透镜(选填“凸”或“凹”),手机摄像头的成像原理与 (选填“甲”或“乙”)图相同。
18.(2分)如图是某台汽油机的剖面图,它表示的是 冲程,已知该汽油机飞轮的转速为2400r/min,在1s内,汽油机完成 个工作循环。
19.(2分)小明将某电器单独按在图示电能表上正常工作6min。电能表指示灯闪烁了320次,6min内该电器耗电 kW h,其功率是 W,该电器可能是 (电热水壶/台灯/电视机)。
20.(2分)如图是活塞式抽水机的示意图,其手柄(BOA部分)相当于一个杠杆。已知O是该杠杆的支点,AO、B在同一直线上,OA:OB=3:1,当手柄处于静止状态时,动力F1为16N,则阻力F2为 N;若在力F1作用下A端向上移动50cm,则F1做的功为 。
21.(2分)池深水区的水深可达2m,则水对深水区底部的压强为 pa,若某人的体积为0.05m3,当他潜入水中时受到的浮力为 N。
22.(2分)我国女子冰壶队首次出征冬奥会即获铜牌。如图所示,冰壶离手后继续向前运动是因为冰壶具有 ;冰壶相互撞击后改变了运动方向,说明冰壶受到 的作用。
23.(2分)如图甲所示是通过灯泡L的电流跟其两端电压关系的图象,现将L与阻值为10Ω的电阻R连入图乙所示电路,闭合开关S,L的实际功率为1.8W,则电源电压是 V,此时定值电阻R的电功率是 W.
四、实验探究题
24.(4分)如图甲所示是小明和小红探究“水的沸腾”的实验装置,当水温到达90℃时,每隔1min记录一次温度计的示数,直至水沸腾一段时间后停止记录。
(1)读数时,小明发现A点有小水珠影响读数,请你提出一个改进的办法: 。
(2)小明和小红分别用相同的实验装置进行实验,根据自己记录的实验数据,分别作出了如图乙a、b所示水的温度随时间变化的图象,由图象可知,水的沸点是 ℃,你认为小明和小红的实验图象a、b不相同的原因是 。
(3)小明在实验中发现烧杯中的水沸腾后温度计示数稳定不再上升,由此得出的结论是水在沸腾过程中虽然继续吸热,但温度保持不变小明终于明白平时妈妈用炉火炖汤时,在汤沸腾后总是 (选填“保持大火”或“调为小火”)的原因了。
25.(6分)在探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,小明提出了如下猜想:
A.物体的质量越大,动能越大;B.物体的速度越大,动能越大;
C.物体的动能可能与物体的材料有关。
如图是小明设计的实验选择的器材有:斜面、木块各一块、质量分别为m1和m2的铁球各1个,质量为m1的铝球1个,已知m1<m2,h1<h2
(1)分别让小球从斜面不同高度由静止开始滚下,目的是改变小球到达水平面时的 ;
(2)通过比较甲、丙两次实验得出的结论,可以验证猜想 (选填“A”、“B”或“C”)是 (选填“正确”或“错误”)的。
(3)通过比较 两次实验,可以验证猜想C是错误的。
(4)实验后,同学们联想到在交通事故中,造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”,进一步想知道,在影响物体动能大小的因素中,哪个对动能影响更大,于是利用上述器材进行了实验测定,得到的数据如表所示。分析表格中对应的数据可知: 对物体的动能影响更大,即当发生交通事故时,由此造成的危害更严重。
实验序号 小球的质量m/g 小球自由滚下的高度h/cm 木块被撞后运到的距离s/m
1 30 10 4
2 30 20 16
3 60 10 8
(5)本实验通过观察“木块滑行的距离”来判断小球动能大小,这种方法在初中物理中有广泛的应用,下列实验中也运用了这种方法的是
A.用磁感线描述磁体周围磁场的分布情况
B.用吸引|大头针的多少判断电磁铁磁性的强弱
C.研究通过导体的电流与导体电阻的关系时,保持导体两端的电压不变
26.(7分)小伟同学用电压恒为6V的电源,测量小灯泡的额定功率,小灯泡的额定电压为2.5V(电阻值约为8Ω左右)。
(1)请你用笔画线代替导线,将如图甲所示的实物电路连接完整。
(2)实验室备有“5Ω,1A”、“20Ω,0.5A”、“50Ω,0.1A”的三个滑动变阻器,小华应选用标有 的滑动变阻器进行实验。
(3)小明闭合开关,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为2V,为了测量小灯泡的额定功率,他应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为2.5V,此时电流表的指针的位置如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(4)老师告诉同学们,电压表的内阻很大,它并联在电路中时,只有极小的电流通过电压表,可以忽略不计,我们就是用上述方法测量小灯泡电功率的;假如考虑了电流通过电压表的影响,测量小灯泡额定功率比小灯泡真实的额定功率 (选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(5)在实验过程中,电流表出现了损坏,为了测出小灯泡的额定功率,小明跟老师要了一个阻值为R0的小阻值电阻,设计了如图丙所示的电路和如下实验方案:
①调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为 V;
②保持变阻器的滑片P的位置不变,将电压表从灯泡两端拆下,改接到电阻R0两端,读出电压表的读数,记为U0;
③小灯泡额定功率的表达式为P= 。(用实验测得的数值和符号表示)
27.(6分)小陈同学在老师的指导下完成了以下实验:
①用弹簧测力计测出一个带盖子的空玻璃瓶的重力,如图甲所示;
②用手拿着这个盖紧瓶盖的空玻璃瓶浸没在水中,放手后发现玻璃瓶上浮;
③将一个铁块装入玻璃瓶并盖紧盖子,放入水中放手后发现玻璃瓶下沉;
④取出玻璃瓶并擦干瓶上的水,挂在弹簧测力计上,保持玻璃瓶竖直,然后从图乙所示位置慢慢浸入水中,并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与玻璃瓶下表面浸入水中深度h的关系图象如图丙所示。
(1)装有铁块的玻璃瓶全部浸没在水中时受到的浮力是 N。
(2)BC段说明物体受到的浮力大小与浸没的深度 (选填“有关”、“无关)。
(3)在第②操作步骤中空玻璃瓶浸没在水中时受到的浮力为 N。
(4)小陈认真分析以上实验数据和现象后发现,物体的沉浮与物体的重力和所受浮力有关,其中上浮的条件是 。
(5)若圆柱形容器的底面积为100cm2,在乙图中,当玻璃瓶浸没后,水又对容器底的压强增加了 Pa。
(6)细心的小陈同学发现玻璃瓶上还标有100mL的字样,于是在装有铁块的玻璃瓶内装满水并盖上瓶盖,再用弹簧测力计测出总重力,如图丁所示,此时弹簧测力计示数为3.1N,根据以上数据他算出了铁块的密度为 kg/m3。
五、分析交流题、(10分)
28.(5分)晚上,小红来到书房,准备做作业,闭合开关,白炽灯瞬间发光后立即熄灭。爸爸放下手中正在清洗的苹果,马上过来踩着木凳上去看了一下说:“灯丝烧断了…”,然后拿着灯口轻轻摇了几下,白炽灯又重新发光了…
(1)请帮小红分析开关闭合瞬间灯丝易被烧断的原因。
(2)请对小红爸爸的某一做法进行简单评价并解释。
29.(5分)2019年6月11日,银西铁路吴忠南特大桥上,铺轨机缓缓将最后一段500米长钢轨推进轨道槽,施工人员用锯轨夹将两段钢轨进行连接。13时许,银西铁路甘宁段与银吴段顺利接轨,意味着银西铁路宁夏境内的铺轨任务基本结束。银西高铁的建设将使银川至西安客车运行时间缩短至3小时以内。
(1)高铁采用的“能量回收”技术十分巧妙。在列车在到站前关闭电源,列车由于 会继续向前运动,带动发动机发电。发电机的原理是 现象,把列车的机械能转化为 能;
(2)我国高速铁路常用的轨道结构有有砟轨道和无砟轨道两种,其中设计时速250km以上的高速铁路主要采用无砟轨道。无砟轨道路基用混凝土做成一个整体是为了 。
(3)地铁的站台上,都标有一条醒目的安全线。请简述列车疾驰而过时,人离得太近会被“吸”向车体的原因。
(4)以银川站至西安北站正线长度618km,运行时间为3小时计算,该段高铁客车运行速度。
六、综合与应用题
30.(9分)如图为现役某导弹驱逐舰,该舰最大航速54km/h,满载时排水量9000t。(海水密度约为1.0×103kg/m3)
(1)该驱逐舰以最大航速匀速航行1h,通过的路程为多少?
(2)若声呐探测器在水下10m深处,则声呐探测器所受海水压强为多少?
(3)驱逐舰满载时受到海水的浮力是多少?
(4)以最大航速匀速航行时所受海水阻力为驱逐舰重力的0.1倍,那么该导弹驱逐舰以最大航速匀速航行时,推力的功率为多少?
31.(9分)图甲为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机,它的正常工作电压为220V,水箱装水最多0.4kg,加热功率有大小两个挡位,挂烫机内部电路如图乙所示,其中电热丝R1=88Ω,R2=44Ω
(1)高温水蒸气熨烫衣服时,水蒸气遇到衣服迅速 (填物态变化名称)成小水珠,放出热量,将衣服烫平
(2)挂烫机正常工作时,电路中最大电流是多少?电路在高温挡每分钟放出的热量是多少?
(3)若挂烫机的效率为90%,将水箱中0.3kg的水从20℃加热到100℃,挂烫机至少需要加热多少秒?[结果保留整数,水的比热容c=4.2×103J/(kg ℃)
(4)如果在用电高峰使用挂烫机,实际电压可能低于额定电压若实际电压为198V,则挂烫机的低温挡实际功率是多少?
2022年黑龙江省齐齐哈尔市泰来二中中考物理模拟试卷(二)
参考答案与试题解析
一、单项选择题(每题2分,共20分)
1.(2分)在物理学习过程中,经常要进行估测,下列估测值最接近生活实际的是( )
A.教室的高度约为1.5m
B.人感觉教室内舒适的温度约为35℃
C.人的心脏正常跳动一次的时间约为0.8s
D.一个中学生的体重可能是50N
【分析】首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【解答】解:A、一层楼的高度在3m左右,教室的高度与此差不多,在3m左右。故A不符合实际;
B、人体正常体温在37℃左右,感觉舒适的温度在23℃左右。故B不符合实际;
C、正常情况下,人的心脏1min跳动的次数在75次左右,跳动一次的时间约0.8s。故C符合实际;
D、中学生的质量在50kg左右,受到的重力大约为G=mg=50kg×10N/kg=500N左右。故D不符合实际。
故选:C。
【点评】物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中的常见量的值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
2.(2分)关于声音,下列说法不正确的是( )
A.过年放炮,有时人需要捂住耳朵,因为声可以传递能量
B.铃声意味着上课,说明声可以传递信息
C.学业考试期间,学校路段禁止汽车鸣笛,这是在声源处控制噪声
D.俗话说“隔墙有耳”,说明固体也能传声,“震耳欲聋”说的是声音的音调高
【分析】(1)(2)声音能传递信息,也能传递能量;
(3)从防治噪声的途径考虑;防治噪声的途径,从三方面考虑:①在声源处;②在传播过程中;③在接收处;
(4)固体能够传播声音;响度是指声音的大小,音调是指声音的高低。
【解答】解:A、放炮时人需要捂住耳朵,因为声音可以传递能量,会把耳朵震聋,故A正确;
B、铃声意味着上课,说明声音可以传递信息,故B正确;
C、学校路段禁止汽车鸣笛,是在声源处减少噪声,故C正确;
D、“隔墙有耳”,说明固体也能传声;“震耳欲聋”说明声音大,是指声音的响度,故D错误。
故选:D。
【点评】此题考查了声音能传递信息和能量、声音的传播、声音的特征、减弱噪声的方法,是一道声学基础题。
3.(2分)光使世界绚丽多彩,人们的生活更离不开光,关于光现象,下列说法正确的是( )
A.电视机的遥控器可以发出不同频率的红外线来实现对电视机的遥控
B.彩色电视机的色彩是用红、黄、蓝三种色光按不同的比例混合得到的
C.人越靠近家里的穿衣镜所成的像越大,但始终是正立的虚像
D.凹面镜对光有会聚作用,所以光线在凹面镜表面反射时不遵循光的反射定律
【分析】(1)红外线可用在遥控器上,实现对电视机等的控制;
(2)光的三原色是红、绿、蓝;
(3)平面镜所成的像是正立、等大的虚像;
(4)凹面镜对光有会聚作用,其反射光线时都要遵循光的反射定律。
【解答】解:
A、由红外线的应用可知,电视机的遥控器可以发出不同频率的红外线来实现对电视机的遥控,故A正确;
B、彩色电视机的色彩是用红、绿、蓝三种色光按不同的比例混合得到的,不是红、黄、蓝,故B错误;
C、家里的穿衣镜为平面镜,平面镜所成的像是正立、等大的虚像,故C错误;
D、凹面镜对光有会聚作用,光线在凹面镜表面反射时同样遵循光的反射定律,故D错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查对部分光现象的了解与认识,包括红外线的应用、光的三原色、平面镜成像特点,以及凹面镜的光学性质等,综合性强,但难度不大。
(多选)4.(2分)明朝宋应星所著《天工开物》是中国古代一部综合性的科学技术著作。如图所示四幅图选自《天工开物》,下列说法正确的是( )
A.挂上重物后弓发生形变,弓的弹性势能增加
B.采珍珠人潜入水下越深所受水的压强越大,浮力也越大
C.“透火焙干”应用了加热的方法提高温度,使纸面水分蒸发加快
D.鸟铳发射弹丸时的能量转化,与内燃机做功冲程的能量转化相同
【分析】(1)物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能;
(2)在水中,水的密度不变,但下潜时,所处的深度变大,由液体压强公式分析所受压强变化;外形(排开水的体积)不变,由阿基米德原理分析浮力变化;
(3)影响液体蒸发快慢的因素有三个:液体的温度;液体的表面积;液体表面上方空气的流动速度。
(4)内燃机是利用内能做功的机器,其在工作时有四个冲程,即吸气、压缩、做功、排气四个冲程。其中压缩冲程将机械能转化为内能;做功冲程将内能转化为机械能。
【解答】解:
A、挂上重物后弓发生了弹性形变,故弓的弹性势能增加,故A正确;
B、在水下的深度增加时,所处深度h变大,由p=ρ水gh可知,h变大,受到的压强p变大;由于V排不变,根据F浮=ρ水V排g可知,受到的浮力不变,故B错误;
C、“透火焙干”应用了加热的方法提高温度,加快了水分的蒸发,故C正确;
D、鸟铳发射时,火药产生的内能转化为弹丸的机械能,与内燃机做功冲程的能量转化是相同的,故D正确。
故选:ACD。
【点评】本题结合考查了内燃机的工作过程和做功改变物体内能、弹性势能、浮力和压强的变化等,属于基础知识。
5.(2分)如图所示的机械中,使用时不能省力,但能省距离的是( )
A.动滑轮 B.订书机
C.定滑轮 D.镊子
【分析】根据杠杆的分类和特点可作出判断:
①省力杠杆,动力臂大于阻力臂,省力但费距离;
②费力杠杆,动力臂小于阻力臂,费力但省距离;
③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,既不省距离也不省力。
【解答】解:
A、动滑轮实质是动力臂为阻力臂两倍的杠杆,能省力,但费距离;
B、订书机在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,但费距离;
C、定滑轮的实质是等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,不省力,也不省距离;
D、镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,费力但省距离。
故选:D。
【点评】本题只要结合图片和生活经验,判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆,再根据杠杆的特点即可解答。
6.(2分)关于下列各图所示的电和磁的知识,描述正确的是( )
A.图实验说明磁场可以产生电流
B.图实验说明机械能可以转化为电能
C.图是动圈式话筒,其工作原理与电动机工作原理相同
D.图是录音机的磁头,可以判定电流的方向是从a端流进,从b端流出
【分析】(1)通电导线周围存在磁场,属电流的磁效应实验;
(2)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;
(3)知道动感线圈式话筒是根据电磁感应现象工作的;
(4)对于螺线管,右手握螺线管,四拇指指电流方向,姆指指的方向为N极。
【解答】解:A、图是研究通电导线周围存在磁场,是电流的磁效应实验,故A错误;
B、通电后,磁场中的导体会受力运动,即说明通电导线在磁场中受力的作用,即电动机的工作原理,电动机工作时主要将电能转化为机械能,故B错误;
C、图甲动感线圈式话筒,当人对话筒说话时,引起膜片的振动,膜片的振动会引起线圈的运动,切割永磁铁的磁感线而产生相对应的变化的电流,从而在扬声器产生与说话者相同的声音。动圈式话筒是根据电磁感应原理工作的;其工作原理与发电机工作原理相同,故C错误;
D、右手握螺线管,电流从a点流入,四拇指指电流方向,姆指指的方向N极,故左端为N极,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查了电和磁中的各种现象,在学习过程中,一定要掌握各实验的现象及结论,并且要找出他们的不同之处进行区分。
7.(2分)电控调光玻璃能根据光照强度自动调节玻璃的透明度,其原理是:光照增强,光敏电阻Rx阻值变小,施加于玻璃两端的电压降低,玻璃透明度下降,反之则玻璃透明度上升,若电源电压不变,R0是定值电阻,如图所示电路图中符合要求的是( )
A.
B.
C.
D.
【分析】具有根据光照强度自动调节玻璃透明度的功能。并且光照增强,通过电路中的电流降低玻璃两端的电压,从而降低玻璃透明度;所以玻璃应与一电阻并联,这一电阻应是在光照增强时,它两端的电压减小,对四个选项逐一进行分析和判断。
【解答】解:
A、C的电路图,光敏电阻Rx与定值电阻R0串联连接,根据串联电路的分压原理可知:阻值变小,分得的电压也变小,而光敏电阻Rx的阻值随光照的增强会变小,所以在光照增强时,电路中的光敏电阻Rx两端的电压变小,定值电阻R0两端的电压变大;
而光照增强时,应使玻璃透明度下降;玻璃透明度在玻璃两端的电压降低时会下降;所以玻璃应与两端电压变小的电阻并联,即玻璃应与光敏电阻Rx并联;
所以A选项不符合要求;C选项符合要求。
B、D选项中,玻璃与电源并联,它两端的电压不变,不符合题干的要求。
故选:C。
【点评】对于这类题目的电路图的分析要结合串并联电路的特点,按照题意进行分析找出玻璃两端的电压随光照增强而降低的电路图。
8.(2分)关于家庭电路和安全用电常识,下列说法中不正确的是( )
A.电能表是测量电功或记录用电器消耗电能的仪表
B.使用试电笔时,手与试电笔的尾部金属部分接触
C.家庭电路中,用电器都是并联的
D.家庭电路中的空气开关跳闸,一定是电路中某处发生了短路
【分析】(1)电能表是用来测量某用户在一段时间内所消耗的电能多少的仪表;
(2)试电笔的正确使用:用手接触试电笔的尾部金属体,笔尖接触导线,氖管发光的是火线,氖管不发光的是零线;
(3)家庭电路中,各用电器都是并联连接;
(4)家庭电路电流过大的原因有两个:短路或用电器的总功率过大。
【解答】解:A、电能表是测量电功或记录用电器消耗电能的仪表。故A正确;
B、使用试电笔时,手要与笔尾金属体相连,不能接触笔尖,故B正确;
C、家庭电路中各用电器为并联连接,能各自独立工作,故C正确;
D、家庭电路中空气开关跳闸可能是发生了短路,也可能是用电器的总功率过大,故D错误。
故选:D。
【点评】本题综合性较强,重点考查了家庭电路的相关知识,与学生生活联系密切,体现了物理知识和生活的联系。
9.(2分)如图所示,一只蚂蚁将木棍竖直举过头顶,当木棍静止时,下列说法正确的是( )
A.蚂蚁对木棍的支持力和木棍对蚂蚁的压力是一对平衡力
B.蚂蚁对木棍的支持力和木棍受到的重力是一对平衡力
C.木棍受到的重力和蚂蚁对木棍的支持力是一对相互作用力
D.木棍受到的重力和木棍对蚂蚁的压力是一对相互作用力
【分析】一对平衡力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。一对相互作用力作用在不同的物体上,据此进行区分和判断。
【解答】解:A、蚂蚁对木棍的支持力和木棍对蚂蚁的压力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故A错误;
B、蚂蚁对木棍的支持力和木棍受到的重力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故B正确;
C、木棍受到的重力和蚂蚁对木棍的支持力作用在同一物体上,是一对平衡力,不是一对相互作用力,故C错误;
D、木棍受到的重力和木棍对蚂蚁的压力方向相同,不是一对相互作用力,也不是一对平衡力,故D错误。
故选:B。
【点评】熟练掌握二力平衡的四个条件,在判断时缺一不可,同时注意区分平衡力与相互作用力的不同,重点看是否作用在同一物体上。
10.(2分)如图所示电路,闭合开关,灯泡L正常发光,当滑片P向上移动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.灯泡L变亮,电流表A1示数变大
B.电压表示数不变,电流表A2示数变大
C.电流表A1与A2的示数之差变大
D.电压表与电流表A2的示数之比变大
【分析】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R支路的电流,电压表测电源两端的电压,根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过灯泡的电流变化和灯泡亮暗的变化,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知通过R的电流变化,根据并联电路的电流特点结合通过灯泡的电流判断电流表A1与A2的示数之差的变化,再电压表和电流表A2示数变化判断电压表与电流表A2的示数之比变化。
【解答】解:
由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测变阻器R支路的电流,电压表测电源两端的电压,
因电源的电压不变,
所以,滑片移动时,电压表的示数不变,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,滑片移动时,通过灯泡的电流变化不变,灯泡的亮暗不变,故A错误;
当滑片P向上移动的过程中,变阻器接入电路中的电阻变大,
由I=可知,通过R的电流变小,即电流表A2的示数变小,故B错误;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且两电流表示数的差值等于通过L的电流,
所以,电流表A1与A2的示数之差不变,故C错误;
由电压表的示数不变和电流表A2的示数变小可知,电压表与电流表A2的示数之比变大,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到并联电路的特点和欧姆定律的应用,分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
二、多项选择题(每题3分,共9分)
(多选)11.(3分)小明同学将用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,看到验电器的金属箔张开,在这个过程中,下列判断不正确的是( )
A.用丝绸摩擦玻璃棒时,有电子从丝绸转移到玻璃棒上
B.与金属球接触后,玻璃棒和金属球上带有同种电荷
C.玻璃棒和验电器都带正电荷,正电荷从玻璃棒转移到验电器上
D.金属箔张开是因为异种电荷相互排斥
【分析】(1)自然界只存在两种电荷,正电荷和负电荷。丝绸摩擦过的玻璃棒带正电;毛皮摩擦过的橡胶棒带负电;
(2)玻璃棒带正电荷少电子,接触后的验电器上的电子会转移到玻璃棒上,验电器因为缺少电子而带上正电;
(3)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【解答】解:ABC、丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,失去电子,带正电,若将其接触验电器的金属球,接触后的验电器上的电子会转移到玻璃棒上,验电器因为缺少电子而带上正电;与金属球接触后,玻璃棒和金属球上带有同种电荷,故AC错误,B正确。
D、金属箔张开是因为同种电荷相互排斥,故D错误。
故选:ACD。
【点评】本题考查验电器的原理及使用,解答此题的关键是知道玻璃棒与丝绸所带的电荷种类。
(多选)12.(3分)如图所示,一物体在40N的拉力作用下,沿粗糙的斜面匀速上升,物体重为60N,斜面长为2m,高为1m,下列说法正确的是( )
A.物体上升过程中机械能保持不变
B.物体所受拉力与摩擦力是一对平衡力
C.将物体从底端拉到顶端时,物体的重力势能增大60J
D.其他条件均不变,若θ角增大,物体受到的摩擦力减小
【分析】(1)影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度,影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度,其中动能和势能统称为机械能。在分析各个能量的变化时,根据各自的影响因素进行分析。
(2)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
(3)将物体从低端拉到顶端时,物体的重力势能增大量等于重力做功;
(4)摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关。
【解答】解:A、物体上升过程中,质量不变,速度不变,高度升高,故动能不变,重力势能变大,因为动能和势能统称为机械能,所以机械能增加。故A错误;
B、物体沿斜面匀速上升时,物体所受拉力与摩擦力大小不等,不是一对平衡力。故B错误;
C、将物体从低端拉到顶端时,物体的重力势能增大Ep=W有用=Gh=60N×1m=60J。故C正确;
D、其他条件均不变,若θ角增大,物体对斜面的压力减小,故物体受到的摩擦力减小。故D正确。
故选:CD。
【点评】此题考查动能和势能的大小变化、平衡力的辨别、摩擦力大小的影响因素等,知道斜面上的物体对斜面的压力小于其重力,并知道斜面倾斜程度大,物体对斜面的压力越小是解答此题关键。
(多选)13.(3分)如图甲所示的电路中,电源电压为16V且恒定不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S后,在滑片P从一端滑动到另一端的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,根据图象信息,下列判断正确的是( )
A.R0的阻值与滑动变阻器的最大阻值之比是1:7
B.滑动变阻器接入电路中的电阻为30Ω时,电压表的示数为5V
C.电路中的最大功率是6.4W
D.R0的最小功率是0.4W
【分析】(1)当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路为R0的简单电路,电路中的电流最大,根据乙图读出此时的电流,根据欧姆定律表示出电源的电压;当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,根据图象读出此时电路中的电流和R两端的最大电压,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出R0的阻值,进一步求出电源的电压;
(2)根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的电流,根据P=UI求出电路最大的总电功率,进一步得出R0的阻值消耗电功率的最小值
【解答】解:A、当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路为R0的简单电路,电路中的电流最大,
由乙图可知,电路中的最大电流I大=1.6A,
由I=可得,电源电压:
U=I大R0=1.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
解得,R0===10Ω,
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,
由乙图可知,电路中的最小电流I最小=0.2A,R两端的电压UR=14V,
则滑动变阻器的最大阻值:
R===70Ω,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源电压:
U=I最小R0+UR=0.2A×R0+14V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
因电源电压不变,
所以,1.6A×R0=0.2A×R0+14V,
解得:R0=10Ω,
R的阻值与滑动变阻器的最大阻值之比:==,故A正确;
B、滑动变阻器接入电路中的电阻为30Ω时,电路中电流:
I′===0.4A,
电压表的示数为:
UR′=I′R′=0.4A×30Ω=12V,故B错误;
C、电源电压为16V恒定不变,
则电路的最大总功率:P最大=UI最大=16V×1.6A=25.6W,故C错误;
D、R0的最小功率:P0最小=I最小2R0=(0.2A)2×10Ω=0.4W,故D正确。
故选:AD。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是滑动变阻器最大电功率的判断,有一定的难度。
三、填空题(每空1分,共20分)
14.(2分)如图所示的冬捕场景中,被捕上来的鱼过一会儿表面上会结出一层薄薄的冰,这一现象称为 凝固 。捕鱼人的发须上会出现白白的粉末,这一现象称为 凝华 。(均填物态变化名称)
【分析】物质由液态变成固态的过程叫做凝固,由气态变成固态的过程叫做凝华。
【解答】解:(1)被捕上来的鱼过一会儿表面上会结出一层薄薄的冰,是水变成冰的过程,由液态变成固态,属于凝固现象;
(2)捕鱼人的发须上会出现白白的粉末,是气态的水蒸气变成固态的冰,由气态变成固态的过程,属于凝华过程。
故答案为:凝固;凝华。
【点评】本题考查了学生对生活中物态变化的判断,属于基础知识的考查,能够分清物质前后的状态变化是解决此类题目的关键。
15.(2分)从车床上刚刚加工下来的铝件温度都很高,这是因为 做功 (填“做功”或“热传递”)使铝件内能增加了;我们闻到的饭菜香味是 扩散 现象。
【分析】改变物体内能的方法:一是做功,二是热传递。热传递过程是能量的转移过程,做功是能量的转化过程。一切物质的分子都在不停地做无规则的运动,这一运动的外在表现就是扩散现象的产生。
【解答】解:用车床加工铝件,要克服铝件和车床之间的摩擦力做功,使铝件的内能增加,温度升高;所以从车床上刚刚加工下来的铝件温度都很高。
我们能闻到饭菜发出的阵阵清香,这是扩散现象,说明了分子在不停地做无规则运动。
故答案为:做功;扩散。
【点评】本题考查了改变物体内能的方式的应用及扩散现象,属于基础题目。
16.(2分)2019年5月17日,第45颗北斗卫星发射成功。在卫星升空时,以运载火箭为参照物,卫星是 静止 (选填“运动”、“静止”)的。卫星导航使用 电磁波 来传递信息的。太阳内部每时每刻发生的核反应是核 聚变 (选填“裂变”、“聚变”)。
【分析】(1)判断物体的运动状态要看相对于参照物的位置是否发生变化;
(2)卫星导航利用的是电磁波,因为卫星和地球之间存在真空地段,是不能使用声波的;
(3)核能分为裂变和聚变两种,自然界除了人为的聚变反应外,太阳和许多恒星内部都进行着大规模的聚变反应,并以光和热的形式将核能辐射出来。
【解答】解:
(1)运载火箭发射卫星在上升过程,以火箭为参照物,卫星相对于火箭的位置没有发生改变,所以是静止的;
(2)卫星导航系统在传递信息过程中,利用的是电磁波;
(3)太阳内部进行着大规模的聚变反应,并以光和热的形式将核能辐射出来,所以太阳是利用原子核发生聚变释放出能量。
故答案为:静止;电磁波;聚变。
【点评】该题考查了运动与静止的判断、电磁波和核能的利用,是一道综合题。
17.(2分)清晨的公园:鸟语花香、露珠晶莹剔透.如图所示,花草树叶上的水珠。如图甲中看到水珠后面远处景物是倒立的,如图乙中透过树叶上的水珠观察到树叶清晰的叶脉。则水珠相当于一个 凸 透镜(选填“凸”或“凹”),手机摄像头的成像原理与 甲 (选填“甲”或“乙”)图相同。
【分析】露珠是一个凸透镜,看远处的物体是倒立的,看近处的物体是放大的,摄像头成倒立缩小的实像。
【解答】解:露珠中间厚,边缘薄,形成一个水凸透镜,乙图叶脉在水凸透镜的一倍焦距以内,成正立、放大的虚像,和放大镜的原理是相同的。甲成的是倒立缩小的实像,手机摄像头与甲的原理相同。
故答案为:凸;甲。
【点评】本题主要考查学生对凸透镜成像的了解和掌握,是一道基础题。
18.(2分)如图是某台汽油机的剖面图,它表示的是 做功 冲程,已知该汽油机飞轮的转速为2400r/min,在1s内,汽油机完成 20 个工作循环。
【分析】根据进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程;
热机完成一个工作循环,要经过4个冲程,燃气对外做功1次,活塞往返2次,飞轮转动2周,根据这个关系可以求出答案。
【解答】解:观察图可知,汽油机两气门都关闭,火花塞点火,活塞下行,是汽油机的做功冲程;
若飞轮转速是2400r/min,表示每秒钟飞轮转动40圈,完成20个工作循环,对外做功20次。
故答案为:做功;20。
【点评】解决此题要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答。
19.(2分)小明将某电器单独按在图示电能表上正常工作6min。电能表指示灯闪烁了320次,6min内该电器耗电 0.1 kW h,其功率是 1000 W,该电器可能是 电热水壶 (电热水壶/台灯/电视机)。
【分析】3200imp/(kW h)表示的是电路中每消耗1kW h的电能,指示灯闪烁3200次,求出闪烁320次消耗的电能,然后根据P=求出用电器的功率,进而选择是哪种用电器。
【解答】解:
因3200imp/(kW h)表示电路中每消耗1kW h的电能,指示灯闪烁3200次,
所以,指示灯闪烁320次,该电器消耗的电能:
W=kW h=0.1kW h,
工作时间t=6min=0.1h,
用电器的功率:
P===1kW=1000W。
电热水壶的功率在1000W左右,台灯的功率小于40W,电视机的功率在200W左右,
所以这个家用电器可能是电热水壶。
故答案为:0.1;1000;电热水壶。
【点评】本题考查了电能表的参数的理解与电能的求法以及电功率的计算,关键是电能表表盘上得到相关信息。
20.(2分)如图是活塞式抽水机的示意图,其手柄(BOA部分)相当于一个杠杆。已知O是该杠杆的支点,AO、B在同一直线上,OA:OB=3:1,当手柄处于静止状态时,动力F1为16N,则阻力F2为 48 N;若在力F1作用下A端向上移动50cm,则F1做的功为 8J 。
【分析】(1)A、O、B在同一直线上时已知OA:OB=3:1,求出动力臂和阻力臂,根据杠杆平衡条件可求出动力大小。
(2)根据W=Fs即可求出F1做的功。
【解答】解:
(1)已知O是该杠杆的支点,AO、B在同一直线上,当手柄处于静止状态时,如图所示:
则动力臂L1=OA cosα,阻力臂L2=OB cosα,
所以,根据杠杆平衡条件可得:
F1×OA cosα=F2×OB cosα,
则阻力:F2=×F1=×16N=48N;
(2)若在力F1作用下A端向上移动50cm,因==不变,阻力F2不变,则由杠杆平衡条件可知动力F1不变,
则该过程中F1做的功:
W1=F1s1=16N×0.5m=8J。
故答案为:48;8J。
【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用和功的计算,关键是作用力或力臂的判断。
21.(2分)池深水区的水深可达2m,则水对深水区底部的压强为 1.96×104 pa,若某人的体积为0.05m3,当他潜入水中时受到的浮力为 490 N。
【分析】已知水的密度和深度,利用公式p=ρgh就可以得出水的压强;
利用阿基米德原理F浮=G排=ρ水gV排水对人的浮力。
【解答】解:
水对深水区底部的压强为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×2m=1.96×104Pa;
当人潜入水中时,V排=V=0.05m3,
∵F浮=G排=ρ水gV排,
∴人受到的浮力为
F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.05m3=490N。
故答案为:1.96×104;490。
【点评】此题考查的是液体压强、浮力的计算方法,由于条件都已给出,所以难度不大。
22.(2分)我国女子冰壶队首次出征冬奥会即获铜牌。如图所示,冰壶离手后继续向前运动是因为冰壶具有 惯性 ;冰壶相互撞击后改变了运动方向,说明冰壶受到 力 的作用。
【分析】离手后的冰壶不在受到推力的作用,仍能保持原来的运动状态,很容易联系到惯性知识。
力的作用效果可以改变物体的运动状态和形状,其中运动方向的改变也属于运动状态的改变。
【解答】解:冰壶离开手时,已经处于运动状态,此时的冰壶虽然不再受到推力的作用,但由于惯性,仍要保持原来的运动状态向前运动。
冰壶撞击,相互之间施加了作用力,冰壶在力的作用下,改变了运动方向。所以冰壶是运动状态的改变说明冰壶受到力的作用。
故答案为:惯性;力。
【点评】惯性是物体本身具有的保持原来运动状态不变的一种性质,运动的冰壶由于惯性仍保持原来的运动状态而向前运动。
23.(2分)如图甲所示是通过灯泡L的电流跟其两端电压关系的图象,现将L与阻值为10Ω的电阻R连入图乙所示电路,闭合开关S,L的实际功率为1.8W,则电源电压是 6 V,此时定值电阻R的电功率是 3.6 W.
【分析】由电路图可知,灯泡L与电阻R并联;根据图象读出L的实际功率为1.8W时的电流和电压,根据并联电路的电压特点可知电源电压;已知R的阻值,利用P=可求得此时定值电阻R的电功率。
【解答】解:由图乙可知,灯泡L与电阻R并联,
由图甲可知,当UL=6V,IL=0.3A时,
灯泡的实际功率为PL=ULIL=6V×0.3A=1.8W,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,电源电压:U=UR=UL=6V;
此时定值电阻R的电功率:
PR===3.6W。
故答案为:6;3.6。
【点评】本题考查了并联电路的特点、电功率的计算,关键是从图象中获取有用的信息。
四、实验探究题
24.(4分)如图甲所示是小明和小红探究“水的沸腾”的实验装置,当水温到达90℃时,每隔1min记录一次温度计的示数,直至水沸腾一段时间后停止记录。
(1)读数时,小明发现A点有小水珠影响读数,请你提出一个改进的办法: 在烧杯上加一个纸板 。
(2)小明和小红分别用相同的实验装置进行实验,根据自己记录的实验数据,分别作出了如图乙a、b所示水的温度随时间变化的图象,由图象可知,水的沸点是 98 ℃,你认为小明和小红的实验图象a、b不相同的原因是 加热水的质量不同 。
(3)小明在实验中发现烧杯中的水沸腾后温度计示数稳定不再上升,由此得出的结论是水在沸腾过程中虽然继续吸热,但温度保持不变小明终于明白平时妈妈用炉火炖汤时,在汤沸腾后总是 调为小火 (选填“保持大火”或“调为小火”)的原因了。
【分析】(1)液化是物质从气态变为液态的过程,它需要放热;
(2)液体沸腾时温度不变;从给水开始加热到水沸腾需要的时间长短不同,根据Q=cm△t知,水的初温相同,可能是水的质量不同。
(3)液体沸腾时虽然要继续吸热,但是温度保持不变。炖汤时,汤烧开后,不论是大火还是小火,汤的温度都保持不变,所以炖汤时总是大火烧开后改用小火炖。
【解答】解:(1)水蒸发时有水蒸气会液化成小水滴,影响读数,改进的办法是在烧杯上加一个纸板;
(2)由图象知,水在沸腾过程中温度保持98℃不变,所以水沸腾时的温度为98℃;
如乙图,小明和小红分别用相同的实验器材进行实验,根据自己记录的实验数据,分别做出了如图乙a、b两种不同图象,根据Q=cm△t知,水的初温相同,时间不同的原因可能是加热水的质量不同;
(3)汤处于沸腾状态,而水沸腾时的温度不变,即使加大火力,也不能提高水温和使食物煮熟得快,只是加快了水的汽化,浪费了燃料。所以先用大火将食物烧开,就调为小火炖,保持锅内的水一直沸腾就行了。
故答案为:(1)在烧杯上加一个纸板;(2)98;加热水的质量不同;(3)调为小火。
【点评】水的沸腾实验是初中热学中重要的实验,一般考查水沸腾前后气泡的变化、沸点、沸点和气压的关系、沸腾的条件、沸腾的特点、加热时间比较长的原因、器材、水沸腾的图象、温度计的正确使用和读数等等。
25.(6分)在探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,小明提出了如下猜想:
A.物体的质量越大,动能越大;B.物体的速度越大,动能越大;
C.物体的动能可能与物体的材料有关。
如图是小明设计的实验选择的器材有:斜面、木块各一块、质量分别为m1和m2的铁球各1个,质量为m1的铝球1个,已知m1<m2,h1<h2
(1)分别让小球从斜面不同高度由静止开始滚下,目的是改变小球到达水平面时的 速度 ;
(2)通过比较甲、丙两次实验得出的结论,可以验证猜想 A (选填“A”、“B”或“C”)是 正确 (选填“正确”或“错误”)的。
(3)通过比较 甲丁 两次实验,可以验证猜想C是错误的。
(4)实验后,同学们联想到在交通事故中,造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”,进一步想知道,在影响物体动能大小的因素中,哪个对动能影响更大,于是利用上述器材进行了实验测定,得到的数据如表所示。分析表格中对应的数据可知: 超速 对物体的动能影响更大,即当发生交通事故时,由此造成的危害更严重。
实验序号 小球的质量m/g 小球自由滚下的高度h/cm 木块被撞后运到的距离s/m
1 30 10 4
2 30 20 16
3 60 10 8
(5)本实验通过观察“木块滑行的距离”来判断小球动能大小,这种方法在初中物理中有广泛的应用,下列实验中也运用了这种方法的是 B
A.用磁感线描述磁体周围磁场的分布情况
B.用吸引|大头针的多少判断电磁铁磁性的强弱
C.研究通过导体的电流与导体电阻的关系时,保持导体两端的电压不变
【分析】(1)小球从不同的高度滚下,到达水平面的速度不同,从而可以判断探究的对象;
(2)(3)根据图中的相同点和不同点,利用控制变量法分析;
(4)应用控制变量法,分析表中实验数据,然后答题。
(5)在该实验中我们用到了转换的方法,即将小球动能的大小转换为其对木块做功的多少来比较,据此分析。
【解答】解:(1)让小球A从不同的高度由静止开始滚下,小球到达水平面时的速度不同,是为了研究小球动能的大小是否与速度有关;
(2)甲、丙图中的高度相同,但小球的质量不同,m1<m2,丙图中推动木块的距离越远,表明速度相同时,物体的质量越大,动能越大;故可以验证A是正确的;
(3)探究物体的动能可能与物体的材料有关时应控制材料不同,高度和质量相同,故应选用甲丁两图来探究,由图可知,木块移动的距离相同,动能相同,故C是错误的。
(4)由表中实验数据可知,在同等条件下速度对物体的动能影响更大,当发生交通事故时,由此造成的危害更严重。
(5)A.磁感线不是实际存在的,是为了描述磁场而引入的假想的线,是利用建立模型的方法来解决问题的;
B.用吸引|大头针的多少判断电磁铁磁性的强弱,采用的是转换法;
C.研究通过导体的电流与导体电阻的关系时,保持导体两端的电压不变,采用的是控制变量法;
故选B。
故答案为:(1)速度;(2)A;正确;(3)甲丁;(4)超速;(5)B。
【点评】本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法,反映动能多少时运用了转换法。从图中现象发现质量、速度的不同是此题的关键。
26.(7分)小伟同学用电压恒为6V的电源,测量小灯泡的额定功率,小灯泡的额定电压为2.5V(电阻值约为8Ω左右)。
(1)请你用笔画线代替导线,将如图甲所示的实物电路连接完整。
(2)实验室备有“5Ω,1A”、“20Ω,0.5A”、“50Ω,0.1A”的三个滑动变阻器,小华应选用标有 “20Ω 0.5A” 的滑动变阻器进行实验。
(3)小明闭合开关,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为2V,为了测量小灯泡的额定功率,他应将滑片P向 左 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为2.5V,此时电流表的指针的位置如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 0.7 W。
(4)老师告诉同学们,电压表的内阻很大,它并联在电路中时,只有极小的电流通过电压表,可以忽略不计,我们就是用上述方法测量小灯泡电功率的;假如考虑了电流通过电压表的影响,测量小灯泡额定功率比小灯泡真实的额定功率 偏大 (选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(5)在实验过程中,电流表出现了损坏,为了测出小灯泡的额定功率,小明跟老师要了一个阻值为R0的小阻值电阻,设计了如图丙所示的电路和如下实验方案:
①调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为 2.5 V;
②保持变阻器的滑片P的位置不变,将电压表从灯泡两端拆下,改接到电阻R0两端,读出电压表的读数,记为U0;
③小灯泡额定功率的表达式为P= 2.5V× 。(用实验测得的数值和符号表示)
【分析】(1)本实验中,电压表应与灯泡并联,变阻器应与灯泡串联,根据灯泡规格选择电压表量程;
(2)由欧姆定律求出灯的额定电流,根据串联电路电压的规律和欧姆定律求出变阻器连入电路中的电阻大小,考虑到电流大小确定应该选择的变阻器;
(3)当电压等于灯泡额定电压灯泡正常发光,根据实物电路确定滑片移动方向;由图示电流表确定电流表量程与分度值,读出电流表示数,根据P=UI求出灯泡额定功率;
(4)电压表测量的电压是准确的,根据并联电路电流的规律分析电流表示数大于通过灯的电流,根据P=UI分析所测功率的差异;
(5)根据实验步骤,间接测出灯泡正常发光时的电流即可计算出电功率,由此分析解答。
【解答】解:
(1)灯泡额定电压2.5V,所以电压表应选择0﹣3V量程与灯泡并联,滑动变阻器一上一下串联入电路中,由此连接实物如图所示:
(2)实验中,要测出额电功率,应使小灯泡两端的电压为额定电压2.5V,小灯泡的电阻约为10Ω,此时电路中的电流约为:
I==≈0.31A,
根据串联电路电压的规律和欧姆定律可得,此时变阻器连入电路的阻值约为:
则R滑===≈11.3Ω,故应该选择“20Ω 0.5A”的变阻器;
(3)电压表示数为2V时,小于灯泡的额定电压2.5V,要使灯泡正常发光,根据实物连接可知,应向左移动滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值变小,使电压表示数增大,当电压表示数等于灯泡额定电压2.5V时,灯泡正常发光;
由乙可知,电流表选择的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,此时电流表示数是0.28A,
所以小灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.28A=0.7W;
(4)由图知,灯与电压表并联,电压表测量的电压是准确的,假如考虑了电流通过电压表的影响,根据并联电路电流的规律,电流表示数大于通过灯的电流,根据P=UI,测量的小灯泡额定功率比小灯泡真实的额定功率偏大;
(5)①调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.5V,此时灯泡正常发光;
②保持变阻器的滑片P的位置不变,将电压表从灯泡两端拆下,改接到电阻R0两端,读出电压表的读数,记为U0,
由串联电路特点和欧姆定律可得,灯泡正常发光电流:I=I0=;
③小灯泡额定功率的表达式为P=U额I=2.5V×。
故答案为:(1)见上图;(2)“20Ω 0.5A”;(3)左;0.7;(4)偏大;(5)2.5V;2.5V×。
【点评】本题是测灯泡额定功率的实验,考查了实物电路的连接、器材的选择、实验的操作、电表计算、电功率计算,还考查了特殊方法测电功率,没有电流表,关键是利用电压表和已知阻值的定值电阻间接得到灯泡正常发光的电流。
27.(6分)小陈同学在老师的指导下完成了以下实验:
①用弹簧测力计测出一个带盖子的空玻璃瓶的重力,如图甲所示;
②用手拿着这个盖紧瓶盖的空玻璃瓶浸没在水中,放手后发现玻璃瓶上浮;
③将一个铁块装入玻璃瓶并盖紧盖子,放入水中放手后发现玻璃瓶下沉;
④取出玻璃瓶并擦干瓶上的水,挂在弹簧测力计上,保持玻璃瓶竖直,然后从图乙所示位置慢慢浸入水中,并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与玻璃瓶下表面浸入水中深度h的关系图象如图丙所示。
(1)装有铁块的玻璃瓶全部浸没在水中时受到的浮力是 1.6 N。
(2)BC段说明物体受到的浮力大小与浸没的深度 无关 (选填“有关”、“无关)。
(3)在第②操作步骤中空玻璃瓶浸没在水中时受到的浮力为 1.6 N。
(4)小陈认真分析以上实验数据和现象后发现,物体的沉浮与物体的重力和所受浮力有关,其中上浮的条件是 F浮>G 。
(5)若圆柱形容器的底面积为100cm2,在乙图中,当玻璃瓶浸没后,水又对容器底的压强增加了 160 Pa。
(6)细心的小陈同学发现玻璃瓶上还标有100mL的字样,于是在装有铁块的玻璃瓶内装满水并盖上瓶盖,再用弹簧测力计测出总重力,如图丁所示,此时弹簧测力计示数为3.1N,根据以上数据他算出了铁块的密度为 8×103 kg/m3。
【分析】(1)分析图象,由根据F浮=G﹣F求浮力大小;
(2)根据图象分析解答即可;
(3)根据浮力大小的影响因素分析解答;
(4)根据浮沉条件解答;
(5)由阿基米德原理计算瓶子浸入水中体积,从而得出液面上升的高度,可计算压强的增加量;
(6)由图甲知,瓶子重力,从而计算铁块重力,计算出瓶中加入水的重力,由密度公式可得加入水的体积,从而得到铁块体积,由密度公式计算铁块的密度大小。
【解答】解:
(1)由图象知,当瓶子浸入深度为0时,弹簧测力计示数为瓶子和铁块的总重力,即G=2.2N;
当瓶子浸入深度达到6cm后弹簧测力计不再减小,说明瓶子浸没在水中,示数为0.6N,所以受到的浮力:F浮=G﹣F=2.2N﹣0.6N=1.6N;
(2)由图象知,BC段瓶子受到的弹簧测力计拉力不变,所以受到的浮力不变,说明物体受到的浮力大小与浸没的深度无关;
(3)浮力的大小与液体密度和物体浸入液体的体积有关,空玻璃瓶浸没在水中与装有铁块的瓶子浸没在水中时浸入水中体积相等,所以受到的浮力相等,都为1.6N;
(4)物体上浮的条件是物体受到浮力大于物体重力,即F浮>G;
(5)由阿基米德原理可得,当玻璃瓶浸没后,瓶子排开水中体积:
V排===1.6×10﹣4m3,
容器中水面上升体积与V排相等,即:△V=V排=S△h,
所以容器中水面上升高度:△h===1.6×10﹣2m,
所以水又对容器底的压强增加了:△p=ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.6×10﹣2m=160Pa;
(6)由图甲知,空瓶的重力G瓶=1.4N,瓶子和铁块的总重力G=2.2N,
铁块重力:G铁=G﹣G瓶=2.2N﹣1.4N=0.8N,
由题知,图丁中时弹簧测力计示数,即瓶子、水和铁块的总重力:G总=3.1N,
所以装入水的重力:G水=G总﹣G=3.1N﹣2.2N=0.9N,
加入水的体积:V水===9×10﹣5m3=90cm3,
铁块的体积:V=V容积﹣V水=100cm3﹣90cm3=10cm3,
所以铁块密度:ρ===8×103kg/m3。
故答案为:(1)1.6;(2)无关;(3)1.6;(4)F浮>G;(5)160(6)8×103。
【点评】本题通过实验考查了浮力的因素的认识、浮力的计算、液体压强以及物体密度的计算等,考查知识点多,综合性强,是一道好题。
五、分析交流题、(10分)
28.(5分)晚上,小红来到书房,准备做作业,闭合开关,白炽灯瞬间发光后立即熄灭。爸爸放下手中正在清洗的苹果,马上过来踩着木凳上去看了一下说:“灯丝烧断了…”,然后拿着灯口轻轻摇了几下,白炽灯又重新发光了…
(1)请帮小红分析开关闭合瞬间灯丝易被烧断的原因。
(2)请对小红爸爸的某一做法进行简单评价并解释。
【分析】(1)灯丝电阻受温度影响,温度越低灯丝电阻越小,根据电功率公式分析开关闭合瞬间灯丝易被烧断的原因。
(2)从安全的角度分析评价小红爸爸的做法。
【解答】答:(1)刚闭合开关时,灯丝电阻温度较低,灯丝电阻R较小,电路电压U一定,由P=可知,此时灯泡实际功率较大,容易把灯丝烧坏。
(2)断开的灯丝被搭接在一起,电路是通路,灯泡又重新发光,此时灯丝变短,灯丝电阻变小,灯泡的实际功率变大,大于灯的额定功率,使用这种方法重新使用灯泡不安全,灯丝烧断后应重新更换新灯泡。
小红爸爸的手上沾有水,不能直接去接触电器,这样易引发触电事故。
【点评】知道灯泡电阻受温度影响、熟练应用电功率公式即可正确解题。
29.(5分)2019年6月11日,银西铁路吴忠南特大桥上,铺轨机缓缓将最后一段500米长钢轨推进轨道槽,施工人员用锯轨夹将两段钢轨进行连接。13时许,银西铁路甘宁段与银吴段顺利接轨,意味着银西铁路宁夏境内的铺轨任务基本结束。银西高铁的建设将使银川至西安客车运行时间缩短至3小时以内。
(1)高铁采用的“能量回收”技术十分巧妙。在列车在到站前关闭电源,列车由于 惯性 会继续向前运动,带动发动机发电。发电机的原理是 电磁感应 现象,把列车的机械能转化为 电 能;
(2)我国高速铁路常用的轨道结构有有砟轨道和无砟轨道两种,其中设计时速250km以上的高速铁路主要采用无砟轨道。无砟轨道路基用混凝土做成一个整体是为了 增大受力面积来减小压强 。
(3)地铁的站台上,都标有一条醒目的安全线。请简述列车疾驰而过时,人离得太近会被“吸”向车体的原因。
(4)以银川站至西安北站正线长度618km,运行时间为3小时计算,该段高铁客车运行速度。
【分析】(1)物体由于惯性会保持原来的状态继续前进;
发电机的工作原理是电磁感应现象;
闭合电路中一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生电流,发电机工作时把机械能转化成电能。
(2)减小压强的方法,在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力;
(3)从流体压强与流速关系的角度对题干中的问题做出解释。
(4)已知时间和路程,利用速度公式计算平均速度。
【解答】解:(1)在到站前,列车关闭电源,列车由于惯性要保持原来的运动状态,继续向前运动,带动发动机发电。发电机的原理是电磁感应现象。
进站过程中,列车的质量不变,速度减小,故动能减小;
在列车到站前关闭电源,列车由于惯性会继续向前运动,带动发动机发电,此时发动机把机械能重新转化为 电能。
(2)无砟轨道路基用混凝土做成一个整体是为了在压力一定时,增大受力面积来减小压强;
(3)列车驶过时,靠近列车一侧空气流速快、压强小,远离列车一侧空气流速慢、压强大,产生向列车一侧的压强差,所以人离得太近会被“吸”向车体;
(4)该段高铁客车运行速度:v===206km/h。
故答案为:(1)惯性;电磁感应;电;
(2)增大受力面积减小压强;
(3)列车驶过时,靠近列车一侧空气流速快、压强小,远离列车一侧空气流速慢、压强大,产生向列车一侧的压强差,所以人离得太近会被“吸”向车体;
(4)该段高铁客车运行速度为206km/h。
【点评】此题涉及到的知识点较多,综合性很强,通过此类题目的练习,利用学生把所学知识系统的掌握起来,另外,此题有一定的拔高难度,进一步提高学生分析问题和解决问题的能力。
六、综合与应用题
30.(9分)如图为现役某导弹驱逐舰,该舰最大航速54km/h,满载时排水量9000t。(海水密度约为1.0×103kg/m3)
(1)该驱逐舰以最大航速匀速航行1h,通过的路程为多少?
(2)若声呐探测器在水下10m深处,则声呐探测器所受海水压强为多少?
(3)驱逐舰满载时受到海水的浮力是多少?
(4)以最大航速匀速航行时所受海水阻力为驱逐舰重力的0.1倍,那么该导弹驱逐舰以最大航速匀速航行时,推力的功率为多少?
【分析】(1)已知速度和时间,由v=变形可求路程;
(2)已知深度,根据公式P=ρgh可求该处受到海水的压强;
(3)满载时船所受的浮力等于满载时排开水的重力;
(4)已知受到的牵引力是总重的0.01倍,可求得牵引力,根据P===Fv可求得航行时驱逐舰的功率。
【解答】解:(1)由v=可得驱逐舰以最大航速匀速航行1h,通过的路程为:
s=vt=54km/h×1h=54km;
(2)声呐探测器所处深度:h=10m;
受到的压强:
p=ρ海水gh=1×103kg/m3×10N/kg×10m=1×105Pa。
(3)导弹驱逐舰处于漂浮状态,所受浮力等于重力,
满载时,武汉号受到浮力:
F浮=G排=m排g=9×103×103kg×10N/kg=9×107N;
(4)由物体漂浮得,G物=F浮=9×107N;
F=0.1G=0.1×9×107N=9×106N,
v=54km/h=15m/s,
驱逐舰功率:
P===Fv=9×106N×15m/s=1.35×108W=1.35×105kW;
答:(1)驱逐舰以最大航速匀速航行1h,通过的路程为54km;
(2)声呐探测器在水下10m深处,则声呐探测器所受海水压强为1×105Pa。
(3)驱逐舰满载时受到海水的浮力是9×107N;
(4)导弹驱逐舰以最大航速匀速航行时,推力的功率为1.35×105kW。
【点评】此题考查了物体的浮沉条件及其应用、功率的计算、热机的效率等,都是力学最重要的公式或规律的应用,考查角度全面,综合性较强。
31.(9分)图甲为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机,它的正常工作电压为220V,水箱装水最多0.4kg,加热功率有大小两个挡位,挂烫机内部电路如图乙所示,其中电热丝R1=88Ω,R2=44Ω
(1)高温水蒸气熨烫衣服时,水蒸气遇到衣服迅速 液化 (填物态变化名称)成小水珠,放出热量,将衣服烫平
(2)挂烫机正常工作时,电路中最大电流是多少?电路在高温挡每分钟放出的热量是多少?
(3)若挂烫机的效率为90%,将水箱中0.3kg的水从20℃加热到100℃,挂烫机至少需要加热多少秒?[结果保留整数,水的比热容c=4.2×103J/(kg ℃)
(4)如果在用电高峰使用挂烫机,实际电压可能低于额定电压若实际电压为198V,则挂烫机的低温挡实际功率是多少?
【分析】(1)水蒸气遇冷会发生液化现象,液化会放出很多热量。据此分析回答;
(2)根据所选挡位的电阻,根据欧姆定律I=即可求出通过电路的最大电流;
根据Q=W=UIt算出电路在高温挡每分钟放出的热量;
(3)已知初温和末温、比热容、水的质量,可以利用热量的计算公式Q=cm△t计算;
根据η=算出消耗的电能;利用P=UI算出高温挡功率,根据P=,当功率最大时,所需时间最小,据此计算时间;
(4)根据P=算出低温挡的实际功率。
【解答】解:(1)高温水蒸气熨烫衣服时,水蒸气遇到衣服迅速,由气态变成液态,是液化现象;水蒸气液化时,要放出大量的热,从而将衣服熨平;
(2)当开关旋至0、1之间时,只有电阻R1工作,电路中电流小,根据P=UI知功率最大,是低温挡,
当开关旋至1、2之间时,R1、R2并联,电路中电流最大,根据P=UI知功率最大,是高温挡,
最大电流为:
I大==+=7.5A;
电路在高温挡每分钟放出的热量是:
Q=W=UIt=220V×7.5A×60s=99000J;
(3)水吸收的热量为:
Q=cm△t=4.2×103J/(kg ℃)×0.3kg×(100℃﹣20℃)=1.008×105J,
根据η=得消耗的电能:
W===1.12×105J,
高温挡的功率为:
P高=UI大=220V×7.5A=1650W,
根据P=知,当功率最大时,所需时间最小,
最少时间为:t==≈68s;
(4)挂烫机的低温挡实际功率:
P低实===445.5W。
答:(1)液化;
(2)挂烫机正常工作时,电路中最大电流是多7.5A;电路在高温挡每分钟放出的热量是99000J;
(3)若挂烫机的效率为90%,将水箱中0.3kg的水从20℃加热到100℃,挂烫机至少需要加热68秒;
(4)如果在用电高峰使用挂烫机,实际电压可能低于额定电压若实际电压为198V,则挂烫机的低温挡实际功率是445.5W。
【点评】本题考查串联、并联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用,关键是明确有最大电流和功率的条件。
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