110中学教育集团2022-2023学年度下期开学考试
物理试卷
答题时间:理化合堂共120min,g取10N/Kg
一、选择题(本大题共8小题,每小题只有一个选项符合题,每小题3分,共24分)
1. 下列是对生活中一些物理量的估测,其中最符合实际的是( )
A. 家用电冰箱功率大约1200W B. 一名中学生感觉舒适的温度为25℃
C. 一名中学生的安全电压为220V D. 一盏节能灯正常工作的电流约为10A
2. 如图所示,对于下列实验中所描述的物理过程,说法正确的是( )
A. 从滑梯滑下,臀部发热,是通过热传递方式增加臀部的内能
B. 试管内的水蒸气推动塞子做功时,水蒸气的内能增加
C. 厚玻璃管中的空气被压缩时,管内空气的内能减小
D. 给瓶内打气,瓶内的空气推动塞子跳起来时,瓶内空气的内能减小
3. 春节期间,某学校开展了“寻根问源,记住年味“的活动。如图所示是同学们晒的“年味”照片,下列描述正确的是( )
A. 图甲中,玉润饱满的汤圆中飘出的“白气”是汽化形成的
B. 图乙中,墨迹未干的春联墨香飘飘,说明分子静止不动
C. 图丙中,与盒子摩擦引燃的“擦炮”是通过做功改变内能
D. 图丁中,刚上桌继续沸腾的砂锅米线,说明沸腾不需吸热
4. 艾伍里在重庆一中优美校园内散步,下列有关他看到的现象和说法正确的是( )
A. 一阵微风吹过,鲜艳的五星红旗风飘动是因为受到了力的作用
B. 静止在乒乓球台上的球拍,其受到的重力和对台面的作用力是一对平衡力
C. 足球场上奔跑的同学们都换上了钉鞋,是为了减小与地面之间的摩擦力
D. 被斜向上抛出的篮球,在上升过程中若一切外力突然消失则会保持静止状态
5. 随着科技发展和社会进步,智能密码锁的安装率越来越高,人们可通过密码开关S1开锁,也可通过指纹开关S2开锁,还可通过刷卡开关S3开锁,该智能锁还配有24小时常亮的氛围灯。下图中能准确表示该智能锁电路的是( )
A. B. C. D.
6. 小明体重为,双脚与地面接触面积为,用如图所示的滑轮组将重为的物体匀速提升了,用时。拉动过程中小明对绳子的拉力为,若不计绳重与摩擦,则( )
A. 在匀速提升物体的过程中,拉力做功的功率为
B. 在匀速提升物体的过程中,小明对地面的压强为
C. 使用该滑轮组,小明最多能提起的物体
D. 不管提起多重的物体,该滑轮组的机械效率总是
7. 如图甲所示,底面积200cm2的轻质薄壁柱形容器放置于水平桌面上。底面积100cm2,高度16cm的柱体A通过不可伸长的细线与容器底部相连。向容器中注入某种液体,细线上拉力F与容器中液体深度h的关系如图乙所示,当液体深度h为30cm时,马上停止注入液体并切断细线,下列说法中错误的是( )
A. 液体的密度为0.8g/cm3
B. 柱体A的密度为0.6g/cm3
C. 切断细线到A静止时,A上升的高度为10cm
D. 切断细线,待A静止后,液体对容器底部的压强是2240Pa
8. 如图甲所示,电源电压不变,小灯泡L的额定电流为0.6A,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~15V”,闭合开关S,在保证电路安全的前提下。最大范围调节滑动变阻器的滑片P,分别绘制了电流表示数与电压表示数,电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图像,如图乙、丙所示。则下列说法中正确的是( )
A. 小灯泡的额定功率为3W
B. 滑动变阻器R的最大阻值为60Ω
C. 若将电压表量程换为0~3V,滑动变阻器允许连入电路阻值范围为15~50Ω
D. 若将电压表量程换为0~3V,电路的总功率范围为4.2W~7.5W
二、填空题(每空1分,共12分,作图题2分)
9. 物理学的发展离不开广大物理学家不懈的探索和无私的奉献。德国物理学家______经过数百次的实验,于1826年发现了电流、电压、电阻的定量关系,为纪念其重要贡献,人们将他的名字作为______单位。
10. 水的比热容为,将一桶质量为2kg的水倒掉一半,剩下的水的比热容将___________(选填“变大”、“变小”或“不变”);初温为20℃,质量为1kg的水吸收热量后温度将升高到___________℃(水上方的气压为1个标准大气压)。
11. 如图是小明家的电能表,由表盘上的信息可知,他家的一台烤面包机,铭牌上标有“220V 1000W”的字样,某次烤面包机单独正常工作时,电能表的转盘转了30转,则此次烤面包机工作___________h,若在用电高峰期,实际电压低于220V,烤面包机的实际功率将___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
12. 如图甲所示,灯泡L的电流与电压的关系如图乙所示,滑动变阻器R消耗的功率P与自身电阻R的关系如图丙所示,则电源电压为_______V;当流过灯泡电流为0.1A时,滑动变阻器接入电路的阻值为_______Ω。
13. 如图所示,甲、乙为两个质量均匀的圆柱体,放置在水平地面上,它们的底面积之比是2:3,高度之比也是 2:3,它们对水平地面的压强相等;那么甲、乙的密度之比=_____, 如果将甲、乙分别沿水平方向截去相同高度,并将截去部分叠放在对方剩余部分上,最终甲、乙对水平地面的压强之比=_____。
14. 请在如图所示的家庭电路中,以笔画线代替导线,将带保险盒的三孔插座正确接入电路。
15. 如图所示,箱子随着汽车在平直的公路上一起向右匀速行驶,请画出此时箱子受力的示意图(不计空气阻力);
( )
三、实验探究题(按要求作答,15题6分,16题8分,17题8分,共22分)
16. 如图所示,图甲是探究“冰熔化时温度变化规律”实验中某时刻温度计的示数,图乙是根据实验数据画出的图像。
①图甲所示温度计的示数是______℃。从图像上看出在0~4min比8~12min升温快,这是由于冰的比热容比水的比热容______(选填“大”或“小”);
②由图乙可知,冰在熔化过程中吸热,温度______(选填“升高”、“不变”或“降低”),第10分钟处于______态(选填“固”、“固液共存”或“液”)。
17. 实验桌上有两个完全相同的烧瓶,烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油、完全相同的温度计,烧瓶内还分别装有阻值不同且不变的电阻丝R1和R2,将它们与滑动变阻器、电源、开关、以及导线等组成如图所示的电路。小亮利用上述实验器材“探究电流通过电阻产生热量跟什么因素有关”。
①小亮探究的是当电流大小和通电时间一定时,电流产生的热量跟______的关系;
②实验中,电流产生热量的多少是通过______(选填“煤油温度变化量”或“加热时间”)来表示的,这种研究方法叫做转换法。
18. 在石油开采、运输和使用过程中,由于泄漏和排放石油会引起石油污染。生活中常采用物理吸附的方法进行石油回收。小侨用天平、量筒和石油等器材测量能够吸收石油的某干燥固体的密度,进行了下列实验:
(1)小侨先将天平放水平工作台上,再将游码移到_________处;横梁静止时,指针如图甲所示,此时应将平衡螺母向_________(选填“左”或“右”)调节;
(2)他将固体放于天平左盘,往右盘增减砝码并移动游码直至天平再次平衡。右盘砝码和游码所对刻度如图乙所示,由图可知该固体的质量为_________g;
(3)他将固体用体积忽略不计的保鲜膜包裹严密,放入盛有50mL石油的量筒中,静止时液面如图丙所示,由此算出该固体的密度为_________g/cm3;
(4)接下来,小轿又测量了石油的密度,他用体积可忽略不计的细铁丝伸进量筒,将保鲜膜戳破几个洞,便于物体吸收石油,已知物体吸收石油后体积不变,等物体充分吸收石油后读出量筒中液面在56mL刻度处,取出物体擦干表面后用天平测得其质量为26.8g(仍使用图乙的砝码)。则物体吸收了_________cm3的石油,计算后得知石油的密度为_________g/cm3;
(5)小轿重新检查整个实验,发现天平称量时使用的20g砝码有一个小缺口,则所测得的石油密度_________(选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(6)同组的小融单独拿出一个烧杯,如图丁所示,将其装满石油后测出烧杯和石油总质量为m1,小心放入一个质量为m的物体A后清理外壁,测得总质量为m2;继续小心放入另一个质量也为m的物体B后再清理烧杯外壁,测得此时总质量为m3。则金属块A和金块B的密度之比为_________(用m、m1、m2、m3表示)。
19. 物理小组利用如图甲所示的实验电路测量小灯泡的额定功率,电源电压为6V不变,已知待测小灯泡L1的额定电压为4V,额定功率约为1W。
(1)如图甲所示是小蒋同学连接的实物电路图,闭合开关后灯泡_______(选填“发光”或“不发光”),图中只有一根导线连接错误,请你在图中用“×”标出这根错接的导线,只改接一根导线使电路成为正确的电路(不能与其他导线交叉)_______;
(2)改成正确的电路连接后,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为4V时,电流表示数如图乙所示。小灯泡L1的额定功率为_____W;
(3)小红同学找到另外一个外观一样、规格为“4V 3W”的小灯泡L2。两只灯泡灯丝的长度和材料一样,那么灯丝较粗的是小灯泡_____(选填“L1”或“L2”);
(4)该小组想进一步检验该灯泡额定功率,断开开关后(滑动变阻器滑片位置不变),用规格为“4V 3W”的小灯泡替换原有小灯泡。当再闭合开关后,该小灯泡的功率_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)3W,为使其两端电压达到额定电压,应让滑动变阻器的滑片_______(选填“位置不变”、“向A端移动”或“向B端移动”);
(5)爱思考的小明发现,随着电流的增大,小灯泡温度会升高,因此其电阻也在增大,但是电路中滑动变阻器的阻值却在减小。那么小灯泡电阻的变化量 RL和滑动变阻器电阻的变化量 R滑之间的关系应该为 RL_______ R滑(选填“>”、“<”或“=”);
(6)当小灯泡两端电压为2V时,其实际功率在以下哪个范围内( )
A.P实<0.22W B.0.22W<P实<0.44W
C.0.44W<P实<0.88W D.P实>0.88W
四、论述与计算题(第18题6分,第19题8分,第20题8分,共22分,解答应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不给分)
20. 长城汽车——欧拉新能源品牌推出最美国产电动轿跑欧拉闪电猫,外形酷似保时捷·帕拉梅拉,备受人们青睐。如图所示。它具有低能耗、无污染、车型时尚、精致等优点。该车续航里程400km以上,空车质量1.8t。
(1)空车静止时与水平地面的总接触面积为1×103cm2,求此时它对地面的压强;
(2)该车在平直公路上以60km/h的速度匀速行驶时,所受的阻力是车总重的0.1倍。已知驾驶员质量为60kg,且车上无其他乘客。求此时车受到的牵引力。
21. 如图甲所示,底面积为0.75m2的柱形容器中盛有深度为1.1m的水,将一形状规则的金属块在钢绳拉力的作用下在水面上方以恒定的速度下降,直至全部浸没水中。若容器深度足够且不计水的阻力,水未溢出,忽略钢绳的形变,整个过程中钢绳的拉力F随金属块下降的高度h变化关系的图像如图乙所示。求:
(1)金属块全部浸没水中时受到的浮力是多少?
(2)金属块的密度是多少?
(3)金属块刚好全部浸没时,容器底受到水的压力是多少?
22. 如图甲、乙所示是某调温型电烤箱及其简化电路图,它的额定工作电压为220V,R1和R2均为电烤箱中的加热元件,R2的阻值为81Ω,低温挡电烤箱的电功率为400W。
(1)发热电阻R1的阻值是多少;
(2)高温挡电功率是多少;
(3)小关发现傍晚用电高峰时,电烤箱加热时间比平时要长,她猜想是用电高峰时电压偏低所致,于是她想用电能表和秒表测量家庭电路的实际电压。傍晚用电高峰时,她关闭家里所有用电器,只让电烤箱以高温挡工作,发现在2分钟内电能表的转盘转了100转,电能表的铭牌如图丙所示,则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少 (不考虑尾阻值随温度的变化)110中学教育集团2022-2023学年度下期开学考试
物理试卷
答题时间:理化合堂共120min,g取10N/Kg
一、选择题(本大题共8小题,每小题只有一个选项符合题,每小题3分,共24分)
1. 下列是对生活中一些物理量的估测,其中最符合实际的是( )
A. 家用电冰箱功率大约1200W B. 一名中学生感觉舒适的温度为25℃
C. 一名中学生的安全电压为220V D. 一盏节能灯正常工作的电流约为10A
【答案】B
【解析】
【详解】A.家用电冰箱功率大约200W,故A不符合题意;
B.在生活中,一名中学生感觉舒适的温度为25℃,故B符合题意;
C.一名中学生的安全电压不超过36V,故C不符合题意;
D.一盏节能灯正常工作的电流约为0.1A,故D不符合题意。
故选B。
2. 如图所示,对于下列实验中所描述的物理过程,说法正确的是( )
A. 从滑梯滑下,臀部发热,是通过热传递方式增加臀部的内能
B. 试管内的水蒸气推动塞子做功时,水蒸气的内能增加
C. 厚玻璃管中的空气被压缩时,管内空气的内能减小
D. 给瓶内打气,瓶内的空气推动塞子跳起来时,瓶内空气的内能减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.滑滑梯时,是克服摩擦做功,将机械能转化为内能,所以臀部发热,故A错误;
B.试管内水蒸气推动塞子做功时,将水蒸气的内能转化为塞子的机械能,所以水蒸气的内能减小,故B错误;
C.厚玻璃管中的空气被压缩时,活塞的机械能转化为空气的内能,所以空气的内能增大,故C错误;
D.瓶内空气推动塞子时,将空气的内能转化为塞子的机械能,所以瓶内空气的内能减小,故D正确。
故选D。
3. 春节期间,某学校开展了“寻根问源,记住年味“的活动。如图所示是同学们晒的“年味”照片,下列描述正确的是( )
A. 图甲中,玉润饱满的汤圆中飘出的“白气”是汽化形成的
B. 图乙中,墨迹未干的春联墨香飘飘,说明分子静止不动
C. 图丙中,与盒子摩擦引燃的“擦炮”是通过做功改变内能
D. 图丁中,刚上桌继续沸腾的砂锅米线,说明沸腾不需吸热
【答案】C
【解析】
【详解】A.“白气”是汤圆中热的水蒸气遇到冷空气液化成的小水滴,故A错误;
B.墨迹未干的春联墨香飘飘,是因为分子在永不停息地做无规则运动,分子不是静止不动的,故B错误;
C.改变内能的方式有两种,分别是热传递和做功,与盒子摩擦引燃的“擦炮”是通过做功改变内能,故C正确;
D.刚上桌的砂锅米线能够继续沸腾,是因为砂锅还有余热,还在给米线持续加热,故D错误。
故选C。
4. 艾伍里在重庆一中优美的校园内散步,下列有关他看到的现象和说法正确的是( )
A. 一阵微风吹过,鲜艳的五星红旗风飘动是因为受到了力的作用
B. 静止在乒乓球台上的球拍,其受到的重力和对台面的作用力是一对平衡力
C. 足球场上奔跑的同学们都换上了钉鞋,是为了减小与地面之间的摩擦力
D. 被斜向上抛出的篮球,在上升过程中若一切外力突然消失则会保持静止状态
【答案】A
【解析】
【详解】A.力是改变物理运动状态的原因,五星红旗随飘动,说明五星红旗的运动状态发生改变,即五星红旗受到了力的作用;故A正确;
B.乒乓球的重力的受力物体是乒乓球,乒乓球队台面的作用力的受力物体是台面,即没有作用在同一个物体上,则这两个力一定不是一对平衡力,故B错误;
C.同学们都换上了钉鞋,是通过增大接触面的粗糙程度来增大与地面之间的摩擦,故C错误;
D.一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质,上升过程中的篮球,如果一切外力突然消失,篮球将以此速度向上做匀速直线运动,故D错误。
故选A。
5. 随着科技发展和社会进步,智能密码锁的安装率越来越高,人们可通过密码开关S1开锁,也可通过指纹开关S2开锁,还可通过刷卡开关S3开锁,该智能锁还配有24小时常亮的氛围灯。下图中能准确表示该智能锁电路的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】可通过密码开关S1开锁,也可通过指纹开关S2开锁,还可通过刷卡开关S3开锁,说明三个开关是并联关系,24小时常亮的氛围灯说明灯和开锁电动机是并联关系,故D项符合题意。
故选D。
6. 小明体重为,双脚与地面接触面积为,用如图所示的滑轮组将重为的物体匀速提升了,用时。拉动过程中小明对绳子的拉力为,若不计绳重与摩擦,则( )
A. 在匀速提升物体的过程中,拉力做功的功率为
B. 在匀速提升物体的过程中,小明对地面的压强为
C. 使用该滑轮组,小明最多能提起的物体
D. 不管提起多重的物体,该滑轮组的机械效率总是
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.由图可知,连接动滑轮绳子的股数n=2,绳子自由端移动的距离
s=2h=2×1m=2m
拉力做功
W总=Fs=400N×2m=800J
拉力做功的功率
故A不符合题意;
B.人向下拉绳子时,绳子也会对人施加向上的拉力,则人受到地面的支持力
F支持=G人-F=500N-400N=100N
人对地面的压力和人受到地面的支持力是相互作用,人对地面的压力
F压= F支持=100N
则工人对地面的压强
=2000Pa
故B不符合题意;
C.不计绳重与摩擦,动滑轮重力
G动=2F-G=2×400N-600N=200N
使用该滑轮组提升重物时,工人的最大拉力等于其重力,即
F大=G人=500N
提升物体的最大重力
G大=nF大-G动=2×500N-200N=800N
故C符合题意;
D.用此滑轮组提起物体重力增大时,滑轮组的机械效率增大,故D不符合题意。
故选C。
7. 如图甲所示,底面积200cm2的轻质薄壁柱形容器放置于水平桌面上。底面积100cm2,高度16cm的柱体A通过不可伸长的细线与容器底部相连。向容器中注入某种液体,细线上拉力F与容器中液体深度h的关系如图乙所示,当液体深度h为30cm时,马上停止注入液体并切断细线,下列说法中错误的是( )
A. 液体的密度为0.8g/cm3
B. 柱体A的密度为0.6g/cm3
C. 切断细线到A静止时,A上升的高度为10cm
D. 切断细线,待A静止后,液体对容器底部的压强是2240Pa
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB.由图乙可知,当容器中液体深度h1=24cm时,柱体A恰好浸没,此时细线上拉力为3.2N,此时柱体A排开液体的体积
V排=VA=SAhA=100cm2×16cm=1600cm3=1.6×10﹣3m3
柱体A受到的浮力
F浮=ρ液gV排=ρ液g×1.6×10﹣3m3
因柱体A恰好浸没时受到竖直向上的浮力、竖直向下重力和细线的拉力作用处于平衡状态,所以,由柱体A受到的合力为零可得
F浮=GA+F
即
ρ液g×1.6×10﹣3m3=GA+F①
细绳的长度
L=h1﹣hA=24cm﹣16cm=8cm
由图乙可知,当容器中液体深度h2=20cm时,细线刚好拉直,但柱体仍然漂浮,此时柱体A排开液体的体积
V排′=SA(h2﹣L)=100cm2×(20cm﹣8cm)=1200cm3=1.2×10﹣3m3
由物体漂浮条件可得
GA=F浮′=ρ液gV排′=ρ液g×1.2×10﹣3m3②
由①②可得
又有
GA=mAg=ρAVAg
代入②可得
故AB正确,不符合题意;
C.柱形容器内液体的体积
V液=S容h﹣VA=200cm2×30cm﹣1600cm3=4400cm3
切断细线到A静止时,柱形容器内液体的深度
因物体漂浮时,浸没的深度
h浸=h2﹣L=20cm﹣8cm=12cm
所以A上升的高度
△h=h′﹣h浸﹣L=28cm﹣12cm﹣8cm=8cm
故C错误,符合题意;
D.切断细线,待A静止后,液体对容器底部的压强
p=ρ液gh′=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.28m=2240Pa
故D正确,不符合题意
故选C。
8. 如图甲所示,电源电压不变,小灯泡L的额定电流为0.6A,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~15V”,闭合开关S,在保证电路安全的前提下。最大范围调节滑动变阻器的滑片P,分别绘制了电流表示数与电压表示数,电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图像,如图乙、丙所示。则下列说法中正确的是( )
A. 小灯泡的额定功率为3W
B. 滑动变阻器R最大阻值为60Ω
C. 若将电压表量程换为0~3V,滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为15~50Ω
D. 若将电压表量程换为0~3V,电路的总功率范围为4.2W~7.5W
【答案】D
【解析】
【分析】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测灯泡L两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)根据图乙读出通过灯泡的电流为0.6A时其两端的电压,根据P=UI求出小灯泡的额定功率;
(2)当电路中的电流为0.6A时,根据图丙读出变阻器接入电路中的电阻,根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出电源的电压;
(3)根据图乙读出电流表示数为0.25A时灯泡两端的电压,根据串联电路的电压特点求出此时滑动变阻器两端的电压,利用P=UI求出滑动变阻器消耗的电功率;
(4)若将电压表量程换为0~3V,当电路中电流最大时,电压表示数也最大,此时滑动变阻器接入电阻最小,根据图乙读出通过灯泡即电路中的电流,根据串联电路的电压特点求出此时滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,灯泡两端的电压最小,由图丙可知变阻器接入电路中的最大阻值,然后得出答案。
【详解】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测灯泡L两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.由图乙可知,通过灯泡的电流为0.6A时,其两端的电压为6V,则小灯泡的额定功率
PL=ULIL=6V×0.6A=3.6W
故A错误;
BCD.当电路中的电流为0.6A时,灯泡两端的电压为6V,由图丙可知,变阻器接入电路中的电阻R=15Ω,因串联电路中总电压等于各分电压之和,由可得,电源的电压
U=UL+IR=6V+0.6A×15Ω=15V
若将电压表量程换为0~3V,当电路中电流最大时,电压表示数也最大,此时滑动变阻器接入电阻最小,由图乙可知,通过灯泡即电路中的电流I′=0.5A,此时滑动变阻器两端的电压
U滑′=U﹣UL″=15V﹣3V=12V
则滑动变阻器接入电路中的最小阻值
此时电路的最大功率为
P大=UI大=15V×0.5A=7.5W
滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,灯泡两端的电压最小,由图丙可知,变阻器接入电路中的最大阻值为50Ω,此时电路的最小功率为
P小=UI小=15V×0.28A=4.2W
所以滑动变阻器允许连入电路的阻值范围为24Ω~50Ω,电路的总功率范围为4.2W~7.5W,故BC错误、D正确。
故选D。
【点睛】本题考查了串联电路特点和欧姆定律、电功率公式的综合应用,从图像中获取有用的信息是关键。
二、填空题(每空1分,共12分,作图题2分)
9. 物理学的发展离不开广大物理学家不懈的探索和无私的奉献。德国物理学家______经过数百次的实验,于1826年发现了电流、电压、电阻的定量关系,为纪念其重要贡献,人们将他的名字作为______单位。
【答案】 ①. 欧姆 ②. 电阻
【解析】
【详解】[1]德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系,即是欧姆定律。
[2]为了纪念欧姆做出的杰出贡献,人们将他的名字命名为电阻的单位。
10. 水的比热容为,将一桶质量为2kg的水倒掉一半,剩下的水的比热容将___________(选填“变大”、“变小”或“不变”);初温为20℃,质量为1kg的水吸收热量后温度将升高到___________℃(水上方的气压为1个标准大气压)。
【答案】 ①. 不变 ②. 100
【解析】
【详解】[1]比热容中物质的一种属性,只与物质的种类、状态有关,与质量无关,故剩下的水的比热容大小不变。
[2]水升高的温度
水的末温
由于水上方的气压为1个标准大气压,水的沸点为100℃,所以水的末温为100℃。
11. 如图是小明家的电能表,由表盘上的信息可知,他家的一台烤面包机,铭牌上标有“220V 1000W”的字样,某次烤面包机单独正常工作时,电能表的转盘转了30转,则此次烤面包机工作___________h,若在用电高峰期,实际电压低于220V,烤面包机的实际功率将___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 0.01 ②. 变小
【解析】
【详解】[1]由电能表参数知道,电能表的转盘转了30转,烤面包机消耗的电能为
由 知道,用电器工作的时间为
[2]若在用电高峰期,实际电压低于220V,由于电阻不变,由知道,实际功率会变小。
12. 如图甲所示,灯泡L的电流与电压的关系如图乙所示,滑动变阻器R消耗的功率P与自身电阻R的关系如图丙所示,则电源电压为_______V;当流过灯泡电流为0.1A时,滑动变阻器接入电路的阻值为_______Ω。
【答案】 ①. 6 ②. 50
【解析】
【详解】[1]如图丙所示,当滑动变阻器接入电路中的电阻为10Ω时,功率为0.4W,此时滑动变阻器两端电压为
电路中的电流为
根据图乙所示,L两端的电压为4V,电源的电压为
[2]由图像可知,流过灯泡电流为0.1A时,灯泡两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压为
因串联电路中各处的电流相等,由可得,滑动变阻器接入电路中的电阻为
13. 如图所示,甲、乙为两个质量均匀的圆柱体,放置在水平地面上,它们的底面积之比是2:3,高度之比也是 2:3,它们对水平地面的压强相等;那么甲、乙的密度之比=_____, 如果将甲、乙分别沿水平方向截去相同高度,并将截去部分叠放在对方剩余部分上,最终甲、乙对水平地面的压强之比=_____。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]由题意可知,甲乙对对水平地面的压强相等,由得,甲、乙的密度之比
[2]假设截去的高度为h,则截去部分的重力是
将截去部分叠放在对方剩余部分上,此时甲对地面的压强是
又因为底面积之比是2:3,甲、乙的密度之比是3∶2,所以
化简得
此时乙对地面的压强是
化简得
最终甲、乙对水平地面的压强之比是
14. 请在如图所示的家庭电路中,以笔画线代替导线,将带保险盒的三孔插座正确接入电路。
【答案】
【解析】
【详解】三孔插座的上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线,将保险盒接在火线和插座之间,如图所示
15. 如图所示,箱子随着汽车在平直的公路上一起向右匀速行驶,请画出此时箱子受力的示意图(不计空气阻力);
( )
【答案】
【解析】
【详解】由于箱子随着汽车在平直的公路上一起向右匀速行驶,所以箱子处于平衡状态,此时受到竖直方向上重力G和支持力F的作用,这两个力大小相等,如图所示:
三、实验探究题(按要求作答,15题6分,16题8分,17题8分,共22分)
16. 如图所示,图甲是探究“冰熔化时温度变化规律”实验中某时刻温度计的示数,图乙是根据实验数据画出的图像。
①图甲所示温度计的示数是______℃。从图像上看出在0~4min比8~12min升温快,这是由于冰的比热容比水的比热容______(选填“大”或“小”);
②由图乙可知,冰在熔化过程中吸热,温度______(选填“升高”、“不变”或“降低”),第10分钟处于______态(选填“固”、“固液共存”或“液”)。
【答案】 ①. 3 ②. 小 ③. 不变 ④. 液
【解析】
【详解】①[1]由甲图可知,该温度计的分度值为1℃,液柱在0刻度线之上,故该温度计的示数为3℃。
[2]由于酒精灯的加热情况相同,所以在相同的时间内吸收的热量相等,由乙图可知,冰熔化后升温比熔化前升温要缓慢一些,故冰的比热容比水的比热容要小。
②[3][4]由乙图可知,BC段为冰的熔化过程,其在熔化过程中吸收热量,但温度保持不变。在第8min时,熔化完毕为液态,故在10min时处于液态。
17. 实验桌上有两个完全相同的烧瓶,烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油、完全相同的温度计,烧瓶内还分别装有阻值不同且不变的电阻丝R1和R2,将它们与滑动变阻器、电源、开关、以及导线等组成如图所示的电路。小亮利用上述实验器材“探究电流通过电阻产生热量跟什么因素有关”。
①小亮探究的是当电流大小和通电时间一定时,电流产生的热量跟______的关系;
②实验中,电流产生热量的多少是通过______(选填“煤油温度变化量”或“加热时间”)来表示的,这种研究方法叫做转换法。
【答案】 ①. 电阻 ②. 煤油温度变化量
【解析】
【详解】①[1]由丙图可知,电阻丝R1和R2串联在电路中,根据串联电路电流处处相等,即通过R1、R2的电流相同,又因为R1、R2的阻值不同,由Q=I2Rt可知,故探究的是当电流大小和通电时间一定时,电流产生的热量跟电阻大小的关系。
②[2]电流产生的热量多少无法直接测量,实验中是通过煤油温度变化量来反映产生热量的多少,这种方法是转化法。
18. 在石油开采、运输和使用过程中,由于泄漏和排放石油会引起石油污染。生活中常采用物理吸附的方法进行石油回收。小侨用天平、量筒和石油等器材测量能够吸收石油的某干燥固体的密度,进行了下列实验:
(1)小侨先将天平放在水平工作台上,再将游码移到_________处;横梁静止时,指针如图甲所示,此时应将平衡螺母向_________(选填“左”或“右”)调节;
(2)他将固体放于天平左盘,往右盘增减砝码并移动游码直至天平再次平衡。右盘砝码和游码所对刻度如图乙所示,由图可知该固体的质量为_________g;
(3)他将固体用体积忽略不计的保鲜膜包裹严密,放入盛有50mL石油的量筒中,静止时液面如图丙所示,由此算出该固体的密度为_________g/cm3;
(4)接下来,小轿又测量了石油的密度,他用体积可忽略不计的细铁丝伸进量筒,将保鲜膜戳破几个洞,便于物体吸收石油,已知物体吸收石油后体积不变,等物体充分吸收石油后读出量筒中液面在56mL刻度处,取出物体擦干表面后用天平测得其质量为26.8g(仍使用图乙的砝码)。则物体吸收了_________cm3的石油,计算后得知石油的密度为_________g/cm3;
(5)小轿重新检查整个实验,发现天平称量时使用的20g砝码有一个小缺口,则所测得的石油密度_________(选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(6)同组的小融单独拿出一个烧杯,如图丁所示,将其装满石油后测出烧杯和石油总质量为m1,小心放入一个质量为m的物体A后清理外壁,测得总质量为m2;继续小心放入另一个质量也为m的物体B后再清理烧杯外壁,测得此时总质量为m3。则金属块A和金块B的密度之比为_________(用m、m1、m2、m3表示)。
【答案】 ①. 零刻度线 ②. 右 ③. 23.6 ④. 2.36 ⑤. 4 ⑥. 8 ⑦. 偏大 ⑧.
【解析】
【详解】(1)[1]天平测量前要放到水平台上,将游码拨到零刻度线。
[2]由图甲知道,指针偏左,根据调节平衡螺母的规则 “右偏左调,左偏右调”知道,则应向右移动平衡螺母,直到横梁平衡。
(2)[3]由图乙知道,标尺上的分度值为0.2g,砝码的质量有20g一个,游码所对的刻度值为3.6g,则该固体的质量为
m =20g+3.6g=23.6g
(3)[4]由图丙知道,量筒的分度值为4mL,放入固体后,量筒中液体的体积为
V′=60mL
故该固体的体积
由知道,该固体的密度
(4)[5]由于“等物体充分吸收石油后读出量筒中液面在56mL刻度处”,说明固体吸收的石油的体积是
[6]由于“取出物体擦干表面后用天平测得其质量为26.8g”,说明吸收的石油的质量
由知道,石油的密度为
(5)[7]由于使用20g砝码有一个小缺口,说明称量的质量偏大,由知道,所测得的石油密度偏大。
(6)[8]根据题意知道,放入A后溢出的石油的质量
由于溢出石油的体积等于A的体积,故A的体积
放入B后溢出的石油的质量
由于溢出石油的体积等于B的体积,故B的体积
金属块A和金块B的密度之比为
19. 物理小组利用如图甲所示的实验电路测量小灯泡的额定功率,电源电压为6V不变,已知待测小灯泡L1的额定电压为4V,额定功率约为1W。
(1)如图甲所示是小蒋同学连接的实物电路图,闭合开关后灯泡_______(选填“发光”或“不发光”),图中只有一根导线连接错误,请你在图中用“×”标出这根错接的导线,只改接一根导线使电路成为正确的电路(不能与其他导线交叉)_______;
(2)改成正确的电路连接后,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为4V时,电流表示数如图乙所示。小灯泡L1的额定功率为_____W;
(3)小红同学找到另外一个外观一样、规格为“4V 3W”的小灯泡L2。两只灯泡灯丝的长度和材料一样,那么灯丝较粗的是小灯泡_____(选填“L1”或“L2”);
(4)该小组想进一步检验该灯泡的额定功率,断开开关后(滑动变阻器滑片位置不变),用规格为“4V 3W”的小灯泡替换原有小灯泡。当再闭合开关后,该小灯泡的功率_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)3W,为使其两端电压达到额定电压,应让滑动变阻器的滑片_______(选填“位置不变”、“向A端移动”或“向B端移动”);
(5)爱思考的小明发现,随着电流的增大,小灯泡温度会升高,因此其电阻也在增大,但是电路中滑动变阻器的阻值却在减小。那么小灯泡电阻的变化量 RL和滑动变阻器电阻的变化量 R滑之间的关系应该为 RL_______ R滑(选填“>”、“<”或“=”);
(6)当小灯泡两端电压为2V时,其实际功率在以下哪个范围内( )
A.P实<022W B.0.22W<P实<0.44W
C.0.44W<P实<0.88W D.P实>0.88W
【答案】 ①. 不发光 ②. ③. 0.88 ④. L2 ⑤. 小于 ⑥. 向B段移动 ⑦. < ⑧. B
【解析】
【详解】(1)[1]由图甲知,电压表被串联入电路中,电流表与灯泡并联,所以闭合开关后灯泡不发光。
[2] 本实验中,应将电流表与灯泡串联,电压表与灯泡并联,由此改接电路如图所示:
(2)[3]当电压表示数等于灯泡额定电压4V时,灯泡正常发光,由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,所以此时通过灯泡的电流为0.22A,则小灯泡额定功率
P额1=U额1I=4V×0.22A=0.88W
(3)[4]两灯额定电压相同,灯泡L2的额定功率较大,由知,L2的电阻较小,而两只灯泡灯丝的长度和材料一样,所以L2的灯丝较粗。
(4)[5]断开开关后(滑动变阻器滑片位置不变),用规格为“4V 3W”的小灯泡替换原有小灯泡,其它条件都不变,由于L2的电阻小于L1的电阻,由串联电路的分压原理知,闭合开关后灯泡分得电压减小,小于额定电压4V,所以该小灯泡的功率小于额定功率3W。
[6]应让滑动变阻器的滑片向B端移动,以减小变阻器的阻值,减小变阻器的分压,从而使灯泡分得电压达到额定电压4V。
(5)[7]灯泡两端电压增大,通过电路的电流也随之增大,灯泡温度升高,电阻增大,而电源电压不变,由知,电路的总电阻减小,由串联电路的电阻特点可知,只有当R滑的减小量大于RL的增加量才会让总电阻变小,所以
ΔRL<ΔRP
(6)[8]灯泡正常发光时的电阻
由于小灯泡温度升高,其电阻在增大,所以小灯泡两端的电压为2V时电阻小于18.2Ω,则此时小灯泡的实际电流
故灯泡两端电压为2V时,通过灯泡的电流
0.11A<I实<0.22A
由P=UI可得,灯泡的实际功率范围
2V×0.11A<U实I实<2V×0.22A
即
0.22W<P实<0.44W
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
四、论述与计算题(第18题6分,第19题8分,第20题8分,共22分,解答应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不给分)
20. 长城汽车——欧拉新能源品牌推出最美国产电动轿跑欧拉闪电猫,外形酷似保时捷·帕拉梅拉,备受人们青睐。如图所示。它具有低能耗、无污染、车型时尚、精致等优点。该车续航里程400km以上,空车质量1.8t。
(1)空车静止时与水平地面的总接触面积为1×103cm2,求此时它对地面的压强;
(2)该车在平直公路上以60km/h的速度匀速行驶时,所受的阻力是车总重的0.1倍。已知驾驶员质量为60kg,且车上无其他乘客。求此时车受到的牵引力。
【答案】(1)1.8×105pa;(2)1860N
【解析】
【详解】解:(1)空车的重力
G=mg=1.8×103kg×10N/kg=1.8×104N
空车对地的压力为
F=G=1.8×104N
则空车对地面的压强为
(2)人的重力为
G人=mg=60kg×10N/kg=600N
人和车的总重力为
G总=G人+G车=600N+1.8×104N=18600N
车在平直公路上以60km/h的速度匀速行驶时,所受的阻力是车总重的0.1倍。此时车受到的牵引力为
F牵=0.1G总=0.1×18600N=1860N
答:(1)空车静止时对地面的压强为1.8×105pa;
(2)此时车受到的牵引力为1860N。
21. 如图甲所示,底面积为0.75m2的柱形容器中盛有深度为1.1m的水,将一形状规则的金属块在钢绳拉力的作用下在水面上方以恒定的速度下降,直至全部浸没水中。若容器深度足够且不计水的阻力,水未溢出,忽略钢绳的形变,整个过程中钢绳的拉力F随金属块下降的高度h变化关系的图像如图乙所示。求:
(1)金属块全部浸没水中时受到的浮力是多少?
(2)金属块的密度是多少?
(3)金属块刚好全部浸没时,容器底受到水的压力是多少?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】解:(1)如图乙所示,金属块刚接触液面时的拉力与重力相等,即
完全浸没后的拉力为,根据称重法,金属块全部浸没水中时受到的浮力为
(2)金属块的体积等于浸没时排液体的体积,根据阿基米德原理,金属块的体积为
金属块的质量为
金属块的密度为
(3)金属块刚好全部浸没时,水面上升的高度为
金属块刚好全部浸没时,容器底部受到压强为
金属块刚好全部浸没时,容器底受到水的压力为
答:(1)金属块全部浸没水中时受到的浮力是;
(2)金属块的密度是;
(3)金属块刚好全部浸没时,容器底受到水的压力是。
22. 如图甲、乙所示是某调温型电烤箱及其简化电路图,它的额定工作电压为220V,R1和R2均为电烤箱中的加热元件,R2的阻值为81Ω,低温挡电烤箱的电功率为400W。
(1)发热电阻R1的阻值是多少;
(2)高温挡的电功率是多少;
(3)小关发现傍晚用电高峰时,电烤箱加热时间比平时要长,她猜想是用电高峰时电压偏低所致,于是她想用电能表和秒表测量家庭电路的实际电压。傍晚用电高峰时,她关闭家里所有用电器,只让电烤箱以高温挡工作,发现在2分钟内电能表的转盘转了100转,电能表的铭牌如图丙所示,则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少 (不考虑尾阻值随温度的变化)
【答案】(1)40Ω;(2)1210W;(3)200V
【解析】
【详解】解:根据,由乙图可知:当开关S1、S2都闭合时,R2被短路,只有R1接入的简单电路,电路中的电阻最小,此时电烤箱为高温档;当开关S1闭合,S2断开,R1、R2串联,电路中的电阻最大,此时电烤箱为低温档。
(1)当开关S1闭合,S2断开,R1、R2串联,电路中的电阻最大,电烤箱为低温档。此时总电阻为
所以R1的阻值为
R1=R总-R2=121Ω-81Ω=40Ω
(2)当开关S1、S2都闭合时,R2被短路,只有R1接入的简单电路,电路中的电阻最小,此时电烤箱为高温档,则高温时的功率为
(3)2分钟内电能表的转盘转了100转,则电路中消耗的电能为
用电时间
t=2min=120s
则电烤箱的实际功率为
高温档时电阻R1=40Ω,由得实际电压
答:(1)发热电阻R1的阻值是40Ω;
(2)高温挡的电功率是1210W;
(3)用电高峰时家庭电路的实际电压200V。
