2024届初三年级零模联考试卷
(北京市八一教育集团&北京市第十九中学)
物理学科
一、单项选择题
1. 通常情况下,下列物质属于导体的是( )
A. 铅笔芯 B. 橡皮擦 C. 玻璃 D. 塑料尺
2. 如图所示的光现象中,由于光的折射形成的是( )
A. 日食现象 B. 小孔成像
C. 水中倒影 D. 雨后彩虹
3. 下列实例中,为了增大摩擦的是( )
A. 早冰鞋下装有滚轮 B. 运动鞋的底部制有凹凸不平的花纹
C. 冰壶底面打磨得很光滑 D. 给车轴加润滑油
4. 2023年5月30日,搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭,在酒泉卫星发射中心成功发射。图中所示的是火箭上升和此过程中航天员在舱内的情境。在火箭上升过程中下列说法正确的是( )
A. 以地面为参照物,火箭是静止的
B. 以火箭为参照物,发射塔是静止的
C. 以火箭为参照物,舱内的航天员是运动的
D. 以舱内的航天员为参照物,发射塔是运动的
5. 如图所示,自然界中的雾、露、霜、雪等现象,是水这种物质发生物态变化形成的。下列说法中正确的是( )
A. 雾的形成是汽化现象 B. 露的形成是液化现象
C. 霜的形成是升华现象 D. 雪的形成是熔化现象
6. 下列说法中正确的是( )
A. 物体的内能增加,它一定吸收了热量
B. 物体在熔化过程中,吸收热量,温度不变
C. 物体的温度不变,它的内能可能变大
D. 在四冲程内燃机中,做功冲程将机械能转化为内能
7. 水平地面上的购物车在水平推力的作用下,沿推力的方向加速运动一段距离,则下列判断中正确的是( )
A. 购物车受到的推力等于购物车受到的阻力
B. 购物车受到的支持力与购物车对地面的压力是一对平衡力
C. 推力对购物车做了功
D. 撤去推力,购物车运动状态不会改变
8. 一束单色光从空气斜射入玻璃中的情境如图所示。下列说法正确的是( )
A. AO是入射光,OB是反射光 B. BO是入射光,OC是折射光
C. 是入射角,是反射角 D. 光若沿CO入射,将沿OA射出
9. 2022年6月5日,中国载人航天飞船“神舟十四号”发射成功。如图所示,飞船在空中加速上升时的能量转化情况是( )
A. 燃料燃烧提供动力,飞船机械能增大
B. 飞船的动能转化为重力势能,动能减小
C. 飞船的重力势能转化为动能,重力势能减小
D. 没有发生能量的转化,飞船的机械能不变
10. 图是抽水马桶水箱进水自动控制的结构原理图,AOB为一可绕固定点O转动的轻质杠杆,已知,A端用细线挂一空心铝球,质量为2.7kg。当铝球一半体积浸在水中,在B端施加5N的竖直向下的拉力F时,杠杆恰好在水平位置平衡。(,)下列说法正确的是( )
A. 该铝球受到的重力是270N
B. 杠杆A端受到竖直向下的拉力是15N
C. 该铝球受到的浮力为10N
D. 铝球空心部分的体积为
11. 如图所示电路中,电源两端电压为8V且保持不变,R1为滑动变阻器,c为滑动变阻器的中点(c在图中没画出),R2为定值电阻。开关S闭合后,当滑片P在c点时,电流表的示数为0.8A;当滑片P在a端时,电流表的示数为2.0A。则下列说法正确的是( )
A. R2的阻值为12Ω
B. 当滑片P在b端时,R2两端的电压为6V
C. 当滑片P在b端时,R2消耗的电功率为1.0W
D. 当电流表示数为1.6A时,滑动变阻器接入电路中的阻值为2Ω
12. 小明用卷扬机分别提升物体A与物体B。图甲是用滑轮组匀速提升物体的示意图,先提升物体A时,卷扬机对绳子竖直向下的拉力F与卷扬机拉动绳子的速度v的关系如图乙所示。当使用这个装置提升重为850N的物体A时,卷扬机拉动绳子的速度为0.2m/s,再用该装置提升物体B时,卷扬机拉动绳子的速度为0.5m/s,不计绳重及摩擦,卷扬机拉动绳子的功率保持不变。( )
A. 先后两次卷扬机拉力之比为2∶5
B. 物体B的重力是360N
C. 提升物体A时滑轮组的机械效率η是92%
D. 相同时间内,滑轮组提升物体A时做的额外功小于提升物体B时做的额外功
二、多项选择题
13. 下列说法正确的是( )
A. 运动会上运动员将铅球推出去的瞬间,运动员给铅球的力大于铅球给运动员的力
B. 我们用磁感线描述条形磁铁周围的磁场分布,说明条形磁体周围的磁场是由磁感线组成的
C. 水倒掉一半,水比热容不变
D. 导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场
14. 某科技小组的同学想制作一个简易浮力秤来测质量。他们剪掉空塑料瓶的瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖上系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里,当瓶中不放被测物体静止时,在瓶上与水面相平位置标记为零刻度线,再在瓶身上均匀标记其他刻度线左侧标记的是长度值,若在刻度线右侧标上相应的质量值,即可做成一个简易浮力秤,如图所示。已知零刻度线以上部分瓶身粗细均匀,其横截面积为,不放被测物体时浮力秤的总质量为230g,水的密度为,g取10N/kg。( )
A. 浮力秤下面的石块可以用适量的铁块代替
B. 图中所示状态浮力秤受到的浮力是230N
C 浮力秤上6cm刻度线右边对应位置应该标470
D. 若将此浮力秤放在密度比水大的盐水中使用,则4cm刻度线对应的质量值比它在水中对应的质量值大
15. 如图所示,桌面上有一个密度为的实心小球,甲、乙两个分别盛满密度为、两种不同液体的溢水杯。溢水杯是大小相同的。将小球放入甲溢水杯中,静止后溢出液体的体积和质量分别为、,此时小球受到的浮力为;将小球放入乙溢水杯中,静止后溢出液体的体积和质量分别为、,此时小球受到的浮力为。下列判断正确的是( )
A. 若,则一定不小于
B. 若小球在两个烧杯中都沉底,且,则小球对甲烧杯底的压力大于小球对乙烧杯底的压力
C. 要使且,则甲烧杯对桌面的压强小于乙烧杯对桌面的压强
D. 若,有可能不等于
三、实验探究题
16. 如图所示,物体A的长度是________cm。
17. 小明家一周前、后电能表示数如图所示,请写出“本周一中午”电能表的读数______kW·h,假如小明家所在地区每度电的电费是0.5元,如果小明每周都使用这么多的电,那么小明在电卡中预存209元,则能用______周。
18. 如图所示,用两根水平且平行的金属轨道把一根直导线ab支起来,并让这根导线处于蹄形磁体的磁场中。闭合开关后,有电流通过这根直导线,观察到______。该实验说明通电导体在磁场中会受到力的作用。
19. 静止在地面上的小车上面放有一个木块,如图,用一根绳突然向右拉动小车会看到______,这是惯性现象。
20. 小强与小刚利用实验证明“并联电路中,其中一条支路中的电流不断改变,干路中的电流仍等于各支路电流之和”。小强先用导线将符合要求的学生电源、三块电流表、两个阻值相同的电阻、开关连接成如图甲所示的电路。
(1)小刚发现电路中只有一根导线连接有误。请你在错误的导线处打×,用笔画线代替导线画出正确的连接位置;______
(2)改正电路后,闭合开关,其中电流表A1的示数如图乙所示,假如R1两端的电压是2.6V,则R1的电阻为______Ω;
(3)电路连接正确后,他们发现要想完成实验,还需添加的器材是______。
21. 小贺用天平和量筒测量盐水的密度。
(1)她进行的实验步骤如下:
①将天平放在水平台面上,将游码移到标尺的零刻线处。横梁静止时,指针指在分度盘中央刻度线的左侧,如图甲所示。为使横梁在水平位置平衡,应将横梁右端的平衡螺母向______端移动;
②她将盛有适量盐水的杯子放在调节好的天平左盘内,测出杯子和盐水的总质量为128g。然后将杯中盐水的一部分倒入量筒中,如图乙所示;
③再将盛有剩余盐水的杯子放在天平左盘内,改变砝码的个数和游码的位置,使天平横梁再次在水平位置平衡,此时右盘中砝码质量和游码在标尺上的位置如图丙所示。则量筒中盐水的质量为______g;
④根据上述实验数据计算盐水的密度为______。
(2)请画出本次实验的数据记录表格。______
22. 小京为了证明“浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度有关”的观点是错误的,他利用符合实验要求的弹簧测力计、刻度尺、烧杯、水和金属块等器材进行实验。
(1)以下是他的部分实验步骤,请帮他补充完整。
①将金属块悬挂在弹簧测力计下,测量金属块受到的重力如图所示______N并记录。
②在烧杯中装入适量的水,将金属块浸没在水中,不接触容器,静止时记录弹簧测力计的示数为F1,用刻度尺测量烧杯中水的深度h1并记录。
③____________,静止时记录弹簧测力计的示数F2,用刻度尺测量烧杯中水的深度h2并记录。
④用公式______计算金属块所受浮力、并记录。
(2)由水的深度变化时,______(选填“=”或“”),所以观点是错误的。
23. 小东想利用如图所示装置探究“电流通过导体产生的热量与电流是否有关”。甲、乙两个完全相同的烧瓶内盛有质量和初温均相同的煤油,甲烧瓶内的电热丝的电阻值恒为,乙烧瓶内的电热丝的电阻值恒为,且。在两烧瓶的煤油中分别插入量程满足实验要求,且完全相同的温度计。设加热过程中实验装置向空气的散热可忽略不计。
(1)此实验是通过______反映电流通过电阻时产生热量多少的。
(2)以下是小东的部分实验步骤,请帮他补充完整;
①将滑动变阻器的滑片移至某个位置,闭合开关,记录电流表的示数及乙瓶中温度计的示数,通电一段时间t后,再次记录乙瓶中温度计的示数t;
②___________;
③利用,计算出温度变化,并将的值记录在表格中;
(3)小东还想“比较水和煤油的比热容大小”,在不改变电路连接方式的前提下,要想通过一次实验就能完成实验任务,他需要更换部分实验器材再进行实验。首先将两个烧瓶内分别装入质量和初温相同的水和煤油,又将_________,然后再闭合开关,通电一段时间后,最后记录两温度计的示数,分析数据,得出结论。
24. 小阳将焦距为f1的凸透镜A固定在光具座上35cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上5cm刻度线处,移动光屏,使烛焰在光屏上成清晰的像,如图甲所示,测量像的高度并记录。接着他保持蜡烛的位置不变,将凸透镜A换为焦距为f2的凸透镜B并保持位置不变,移动光屏使烛焰在光屏上成清晰的像,如图乙所示,测量像的高度并记录。
(1)请你写出小阳所探究的问题是____________;
(2)小阳探究的实验中因变量是____________;
(3)请你根据上述实验现象和凸透镜成像规律判断f1______(选填“=”“>”或“<”)f2;
(4)图甲所示的实验现象可以说明______(选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”)的成像特点。
25. 某物理兴趣小组为了自制一台电子秤,进行了下列探究活动:首先他利用图甲研究了弹簧的特性,得到了图乙的实验结果。接着,利用图甲中的弹簧设计了图丙的电路图,图丙中电压表的量程为0-3V,刻度盘如图丁,电压表的示数来指示物体的质量,弹簧的上端与变阻器的滑片和托盘连接(托盘与弹簧的质量均不计),O、A两点间有可收缩的导线。当盘内没有放物体时,电压表示数为零。已知:滑动变阻器总电阻,总长度12cm,电源电压恒为6V,定值电阻(不计摩擦,弹簧始终在弹性限度内,)。请利用上述信息,直接写出该电子秤能称量的最大质量是______g,并根据计算分析该电子秤的质量刻度是否均匀。______
四、科普阅读题(共4分,每小题1分)
26. 请阅读《特高压输电》并回答题。
特高压输电
输电是用变压器将发电厂发出的电升压后,再经控制设备接入输电线路,到达用电方的输送电能的方式。按结构形式分,输电线路分为架空输电线路和地下线路。因为输电线上的功率损耗正比于电流的平方,所以在远距离输电时,输送功率一定的情况下,就要利用变压器升高电压以减小电流,使输电导线减小发热,减少电能在输电线路上的损失。举例说明:根据,发电机的功率不变,若提高输电线路中的电压U,那么线路中电流I一定会减小,输电线损失的电能也会相应减小,因此,提高电压可以很有效的降低线路中的功率损失。
特高压技术作为一种高压输电技术,是中国的创新成果,早已在世界范围内遥遥领先。它标志着我国具有交流1000千伏及以上和直流正负800千伏及以上的输电能力。
通常电压按照等级划分可分为低压、高压、超高压、特高压,不同电压各有各的用途。低压电力系统就像一条小溪流,它的电压范围在220V及以下。中压电力系统就像一条大河流,它的电压范围在1kV到35KV之间,主要用于电力输配电、城市供电和轨道交通等领域。高压电力系统就像一条大海洋,它的电压范围在35千伏到230千伏之间,主要用于输电和大型工业设施的电力供应。超高压电力系统就像一条深海,它的电压范围在1000千伏及以上,主要用于长距离输电。
特高压输电相比较传统输电方式的主要优点包括:经济性高,特高压输电能够大幅降低输电线路的电阻和电损耗,减少电力损失即提高输电效率;环保性强,特高压输电线路通常搭设在高空中,减少了地面资源的占用,还能减少燃煤等传统发电方式对环境造成的污染;输电能力强,特高压输电线路能够在大规模、远距离和高效率的情况下传输电力,特别适合于中国西部和北部地区与中东部和东南部地区之间的能源资源与负荷中心之间的电力输送。
特高压输电是一种极高电压的输电方式,最困难的是如何做好绝缘。科研工作者进行了各种尝试,最终决定用“纸”解决这个问题。这个“纸”可不是一般的纸,而是根据特高压设计的绝缘纸。本来陶瓷材料是有这个能力的,但单台1000千伏特高压变压器的重量可以达到400吨左右,若采用陶瓷做绝缘材料,变压器则会重达7000吨,这样的庞然大物后续运输都成问题。最终绝缘纸以自重轻、易加工、性能稳定的优势脱颖而出,占据变压器绝缘材料的绝对C位。
(1)电厂向某地供电,在保证输电功率一定的前提下能有效地降低输电线路功率损失的方法是__________。
A.减小输电线的横截面积 B.减小输电线的长度
C.提高输电电压 D.缩短供电的时间
(2)在输电的时候,如果输电电压提高为原来的100倍,则电能损失则为原来______倍。
A. 10 B. 10000 C. 0.01 D. 0.0001
(3)我国家庭电路所使用的电,属于电力系统中的______电力系统。
A. 低压 B. 高压 C. 超高压 D. 特高压
(4)在输电过程中,输电导线中有电流。我们知道,电荷定向移动时形成电流,物理上常用单位时间内流过导体横截面积的电量来定义电流。假如,某段导线的横截面积是S,单位体积内含n个自由电荷,每个电荷的电量是e,自由电荷定向移动的速度的是v,请根据以上信息写出导线中的电流表达式______。
五、计算题(共8分,25、26题各4分)
27. 已知流过定值电阻R1的电流与它两端的电压之间的关系如图甲所示,现将R1、R2接入如图乙所示电路。已知,电源两端电压为6V。闭合开关S,电压表示数为2V。
(1)求定值电阻R1的阻值;
(2)求R2的电功率。
28. 如图所示杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动,,D是OB的中点,滑轮重为100N。第一次在B点施加竖直向下的拉力F时,杠杆在水平位置平衡,底面积为的物体M对水平地面的压强为7500pa;第二次在D点施加同样竖直向下的拉力F时,杠杆在水平位置平衡,物体M对水平地面的压强为15000pa(不计杠杆重、绳重和摩擦)。
(1)求第一次施加拉力时,物体M对地面的压力;
(2)求拉力F的大小。2024届初三年级零模联考试卷
(北京市八一教育集团&北京市第十九中学)
物理学科
一、单项选择题
1. 通常情况下,下列物质属于导体的是( )
A. 铅笔芯 B. 橡皮擦 C. 玻璃 D. 塑料尺
【答案】A
【解析】
【详解】A.铅笔芯的主要成分是石墨,石墨是良好的导体,所以铅笔芯是导体,故A符合题意;
BCD.橡皮擦、玻璃、塑料尺都不容易导电,属于绝缘体,故BCD不符合题意。
故选A。
2. 如图所示的光现象中,由于光的折射形成的是( )
A. 日食现象 B. 小孔成像
C. 水中倒影 D. 雨后彩虹
【答案】D
【解析】
【详解】A.日食是由于光的直线传播形成的,故A不符合题意;
B.小孔成像是由于光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C.水中倒影是由于光的反射形成的,故C不符合题意;
D.彩虹是色散现象,是由于光的折射形成的,故D符合题意。
故选D。
3. 下列实例中,为了增大摩擦的是( )
A. 早冰鞋下装有滚轮 B. 运动鞋的底部制有凹凸不平的花纹
C. 冰壶底面打磨得很光滑 D. 给车轴加润滑油
【答案】B
【解析】
【详解】A.早冰鞋下装有滚轮,是把滑动摩擦变为滚动摩擦来减小摩擦,故A不符合题意;
B.运动鞋的底部制有凹凸不平的花纹,是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦,故B符合题意;
C.冰壶底面打磨得很光滑,是通过减小接触面粗糙程度来减小摩擦,故C不符合题意;
D.给车轴加润滑油,是通过使接触面分离来减小摩擦,故D不符合题意。
故选B。
4. 2023年5月30日,搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭,在酒泉卫星发射中心成功发射。图中所示的是火箭上升和此过程中航天员在舱内的情境。在火箭上升过程中下列说法正确的是( )
A. 以地面为参照物,火箭是静止的
B. 以火箭为参照物,发射塔是静止的
C. 以火箭为参照物,舱内的航天员是运动的
D. 以舱内的航天员为参照物,发射塔是运动的
【答案】D
【解析】
【详解】A.以地面为参照物,火箭的位置不断变化,是运动的,故A错误;
B.以火箭为参照物,发射塔的位置不断变化,是运动的,故B错误;
C.以火箭为参照物,舱内的航天员位置不变,是静止的,故C错误;
D.以舱内的航天员为参照物,发射塔位置不断变化,是运动的,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,自然界中的雾、露、霜、雪等现象,是水这种物质发生物态变化形成的。下列说法中正确的是( )
A. 雾的形成是汽化现象 B. 露的形成是液化现象
C. 霜的形成是升华现象 D. 雪的形成是熔化现象
【答案】B
【解析】
【详解】A.雾是空气中的水蒸气液化形成的小水珠,故A错误;
B.露是空气中的水蒸气液化形成的小水珠,故B正确;
C.霜是空气中的水蒸气凝华形成的小冰晶,故C错误;
D.雪是空气中的水蒸气凝华形成的小冰晶,故D错误。
故选B。
6. 下列说法中正确的是( )
A. 物体的内能增加,它一定吸收了热量
B. 物体在熔化过程中,吸收热量,温度不变
C. 物体的温度不变,它的内能可能变大
D. 在四冲程内燃机中,做功冲程将机械能转化为内能
【答案】C
【解析】
【详解】A.物体内能增加,可能是通过外界对物体做功,也可能是从外界吸收热量导致的,故A错误;
B.物体分晶体和非晶体,晶体熔化过程中,吸收热量,温度不变;非晶体在熔化过程中,吸收热量,温度升高。故B错误;
C.晶体在熔化过程中,吸收热量,温度不变,但内能增加,故C正确;
D.热机做功冲程中,将内能转化为机械能,从而使机械获得动力,故D错误。
故选C。
7. 水平地面上的购物车在水平推力的作用下,沿推力的方向加速运动一段距离,则下列判断中正确的是( )
A. 购物车受到的推力等于购物车受到的阻力
B. 购物车受到的支持力与购物车对地面的压力是一对平衡力
C. 推力对购物车做了功
D. 撤去推力,购物车的运动状态不会改变
【答案】C
【解析】
【详解】A.购物车做加速运动,在水平方向受力不平衡,购物车受到的推力大于购物车受到的阻力,故A错误;
B.购物车受到的支持力与购物车对地面的压力是一对相互作用力,故B错误;
C.购物车受到推力作用,在推力方向上运动了一段距离,推力对购物车做了功,故C正确;
D.撤去推力,购物车在阻力作用下会慢慢停下来,运动状态会发生改变,故D错误。
故选C。
8. 一束单色光从空气斜射入玻璃中的情境如图所示。下列说法正确的是( )
A. AO是入射光,OB是反射光 B. BO是入射光,OC是折射光
C. 是入射角,是反射角 D. 光若沿CO入射,将沿OA射出
【答案】B
【解析】
【详解】AB.光的反射现象中,反射光线和入射光线分居法线两侧;光的折射现象中,折射光线和入射光线分居法线两侧;所以,BO为入射光线,OA为反射光线,OC为折射光线,故A错误,B正确;
C.、都是光线与分界面的夹角,不是入射角或反射角,故C错误;
D.根据光路可逆原理可知,光若沿CO入射,将沿OB射出,故D错误。
故选B。
9. 2022年6月5日,中国载人航天飞船“神舟十四号”发射成功。如图所示,飞船在空中加速上升时的能量转化情况是( )
A. 燃料燃烧提供动力,飞船的机械能增大
B. 飞船的动能转化为重力势能,动能减小
C. 飞船的重力势能转化为动能,重力势能减小
D. 没有发生能量的转化,飞船的机械能不变
【答案】A
【解析】
【详解】飞船在空中加速上升时,燃料燃烧将化学能转化为内能,再将内能转化为机械能,为飞船提供动力;飞船的速度增大,动能增大,高度增大,重力势能增大,所以飞船的机械能增大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10. 图是抽水马桶水箱进水自动控制的结构原理图,AOB为一可绕固定点O转动的轻质杠杆,已知,A端用细线挂一空心铝球,质量为2.7kg。当铝球一半体积浸在水中,在B端施加5N的竖直向下的拉力F时,杠杆恰好在水平位置平衡。(,)下列说法正确的是( )
A. 该铝球受到的重力是270N
B. 杠杆A端受到竖直向下的拉力是15N
C. 该铝球受到的浮力为10N
D. 铝球空心部分的体积为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由G=mg可得,铝球的受到的重力为
故A错误;
BC.由题意知,由杠杆平衡的条件可得
则
解得
杠杆A端受到竖直向下的拉力是
故BC错误;
D.由可得,铝球实心部分的体积为
根据F浮=ρ水gV排可得,空心铝球排开水的体积为
由于此时铝球一半体积浸在水中,则铝球的体积为
则铝球空心部分的体积为
故D正确。
故选D。
11. 如图所示电路中,电源两端电压为8V且保持不变,R1为滑动变阻器,c为滑动变阻器的中点(c在图中没画出),R2为定值电阻。开关S闭合后,当滑片P在c点时,电流表的示数为0.8A;当滑片P在a端时,电流表的示数为2.0A。则下列说法正确的是( )
A. R2的阻值为12Ω
B. 当滑片P在b端时,R2两端的电压为6V
C. 当滑片P在b端时,R2消耗的电功率为1.0W
D. 当电流表示数为1.6A时,滑动变阻器接入电路中的阻值为2Ω
【答案】C
【解析】
【详解】A.当滑片位于a端时,电路为R2的简单电路,则R2两端的电压等于电源电压,为8V,R2的阻值为
故A错误;
BC.c为滑动变阻器的中点,当滑片P在c点时,滑动变阻器一半电阻与R2串联,电流表的示数为0.8A,根据欧姆定律可得
所以滑动变阻器的最大电阻为
R1=2(R总-R2)=2×(10Ω-4Ω)=12Ω
当滑片位于b端时,R1全部电阻与R2串联,电流表测电路中的电流,此时电路中的电流为
R2两端的电压为
U2=IbR2=0.5A×4Ω=2V
此时R2消耗的电功率为
P2=U2Ib=2V×0.5A=1.0W
故B错误,C正确;
D.当电流表示数为1.6A时,电路的总电阻为
滑动变阻器接入电路中的阻值为
故D错误。
故选C。
12. 小明用卷扬机分别提升物体A与物体B。图甲是用滑轮组匀速提升物体的示意图,先提升物体A时,卷扬机对绳子竖直向下的拉力F与卷扬机拉动绳子的速度v的关系如图乙所示。当使用这个装置提升重为850N的物体A时,卷扬机拉动绳子的速度为0.2m/s,再用该装置提升物体B时,卷扬机拉动绳子的速度为0.5m/s,不计绳重及摩擦,卷扬机拉动绳子的功率保持不变。( )
A. 先后两次卷扬机的拉力之比为2∶5
B. 物体B的重力是360N
C. 提升物体A时滑轮组的机械效率η是92%
D. 相同时间内,滑轮组提升物体A时做的额外功小于提升物体B时做的额外功
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图像可知,卷扬机拉动绳子的速度为0.2m/s时,卷扬机对绳子的拉力FA=450N,由于卷扬机拉动绳子的功率保持不变,所以提升物体B时,拉动绳子的速度为0.5m/s时,卷扬机对绳子的拉力为
所以先后两次卷扬机的拉力之比为
FA∶FB=450N∶180N=5∶2
故A错误;
B.由图甲可知,滑轮组绳子的有效股数n=2,动滑轮受到的重力为
G动=nFA-GA=2×450N-850N=50N
提升物体B时,FB=180N,根据
可知,B物体的重力为
GB =nFB-G动=2×180N-50N=310N
故B错误;
C.不计绳重及摩擦,卷提升物体A时滑轮组的机械效率为
故C错误;
D.相同时间内,由于提升B的速度大于提升A的速度,由可知,提升B时升高的高度大;提升过程中,不计绳重及摩擦,克服动滑轮重力做额外功,由W额外=G动h可知,滑轮组提升物体A时做的额外功小于提升物体B时做的额外功,故D正确。
故选D。
二、多项选择题
13. 下列说法正确的是( )
A. 运动会上运动员将铅球推出去的瞬间,运动员给铅球的力大于铅球给运动员的力
B. 我们用磁感线描述条形磁铁周围的磁场分布,说明条形磁体周围的磁场是由磁感线组成的
C. 水倒掉一半,水的比热容不变
D. 导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场
【答案】CD
【解析】
【详解】A.运动会上运动员将铅球推出去的瞬间,运动员给铅球的力和铅球给运动员的力是一对相互作用力,大小相等,故A错误;
B.我们用磁感线描述条形磁铁周围的磁场分布,磁场是真实存在的,但是磁感线并不真实存在,而是描述磁场的理想化模型,故B错误;
C.比热容只和物质的种类、状态有关,与质量无关,水倒掉一半,水的比热容不变,故C正确;
D.导体中的负电荷在做定向移动时形成电流,电流周围存在磁场,所以,导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场,故D正确。
故选CD。
14. 某科技小组的同学想制作一个简易浮力秤来测质量。他们剪掉空塑料瓶的瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖上系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里,当瓶中不放被测物体静止时,在瓶上与水面相平位置标记为零刻度线,再在瓶身上均匀标记其他刻度线左侧标记的是长度值,若在刻度线右侧标上相应的质量值,即可做成一个简易浮力秤,如图所示。已知零刻度线以上部分瓶身粗细均匀,其横截面积为,不放被测物体时浮力秤的总质量为230g,水的密度为,g取10N/kg。( )
A. 浮力秤下面的石块可以用适量的铁块代替
B. 图中所示状态浮力秤受到的浮力是230N
C. 浮力秤上6cm刻度线右边对应位置应该标470
D. 若将此浮力秤放在密度比水大的盐水中使用,则4cm刻度线对应的质量值比它在水中对应的质量值大
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.由于浮力称时利用,物体的漂浮时,所受浮力等于自身重力的原理制作的,其下方需要采用密度较大的物体进行配重,由于石头和铁块的密度都比较大,且铁块密度比石块大,故可以采用用适量的铁块代替石块,在浮力称下方配重,故A符合题意;
B.由题意知,不放被测物体时浮力秤总质量为230g,由G=mg可得,其受到的重力为
由图知,浮力秤处于漂浮状态,此时其受到的浮力等于其受到的重力,即
故B不符合题意;
CD.浮力秤浸到6cm刻度线漂浮时,设秤内被测物的质量为m测,根据浮沉条件可知,放入被测物时
可知
根据F浮=ρgV排可得,未放入待测物是,浮力称受到的浮力为
放入待测物m测,浮力称受到的浮力为
可知
则刻度线右边对应位置应该标为
230g+240g=470g
同理可测出浮力秤浸到4cm刻度线漂浮时,
刻度线对应的质量为
160g+230g=390g
由于盐水密度大于水的密度,将浮力秤放在盐水中时,4cm刻度线对应的质量值比它在水中对应的质量值大,故CD符合题意。
故选ACD。
15. 如图所示,桌面上有一个密度为的实心小球,甲、乙两个分别盛满密度为、两种不同液体的溢水杯。溢水杯是大小相同的。将小球放入甲溢水杯中,静止后溢出液体的体积和质量分别为、,此时小球受到的浮力为;将小球放入乙溢水杯中,静止后溢出液体的体积和质量分别为、,此时小球受到的浮力为。下列判断正确的是( )
A. 若,则一定不小于
B. 若小球在两个烧杯中都沉底,且,则小球对甲烧杯底的压力大于小球对乙烧杯底的压力
C. 要使且,则甲烧杯对桌面的压强小于乙烧杯对桌面的压强
D. 若,有可能不等于
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.由题意知,若
ρ1<ρ2
当小球都下沉时,实心小球排开液体的体积等于其自身体积,即
V1=V2
当小球在两种液体中都漂浮时,受到的浮力等于小球的重力,根据F浮=ρ液gV排可得,实心小球排开液体的体积,即溢出液体的体积关系为
V1>V2
当小球在甲中悬浮时,在乙中漂浮时,溢出液体的体积关系为
V1>V2
当在甲中下沉时,在乙中漂浮,则可知实心球在甲中排开液体的体积大于在乙中排开液体的体积,即溢出液体的体积关系为
V1>V2
当在甲中下沉时,在乙中悬浮,即溢出液体的体积关系为
V1=V2
综上所述可知,若
ρ1<ρ2
则V1一定不小于V2,故A正确;
B.由题意知,小球在两个烧杯中都沉底,其中
ρ1<ρ2
根据F浮=ρ液gV排可得,小球在甲中受到的浮力小于乙中受到的浮力,即
F1<F2
则小球对甲烧杯底的压力为
小球对乙烧杯底的压力为
则
即小球对甲烧杯底的压力大于小球对乙烧杯底的压力,故B正确;
C.若放入小球溢出液体的体积为
V1>V2
则小球在两烧杯中可能为悬浮或漂浮状态,由F浮=ρ液gV排可得,此时液体的密度关系为
ρ1<ρ2
且排开液体的重力等于小球受到的浮力,即
G1=G2
因相同的溢水杯,球放入前溢水杯装满液体,故放入前液体体积相等,由
G=mg=ρVg
可得,甲烧杯内液体的重力小于乙烧杯内液体的重力,则此时两烧杯对桌面的压力(等于烧杯重力和液体重力之和)的关系为
G总1<G总2
当放入小球后,甲烧杯对桌面的压力为
F剩1=G剩1=G总1+G球-G1
同理,乙烧杯对桌面的压力为
F剩2=G剩2=G总2+G球-G2
结合上面条件可知
F剩1<F剩2
因相同的溢水杯底面积相同,由可得,甲烧杯对桌面的压强小于乙烧杯对桌面的压强,故C正确;
D.当小球在甲、乙溢水杯中悬浮和漂浮时,受到的浮力等于重力,即
F1=F2
根据阿基米德原理可知,小球排开甲液体和乙液体的重力均等于小球受到的浮力,即
G1=G2
由G=mg可得,m1一定等于m2,故D错误。
故选ABC。
三、实验探究题
16. 如图所示,物体A的长度是________cm。
【答案】3.10
【解析】
【详解】由图知:刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表1mm,即刻度尺的分度值为1mm;物体A左侧与0刻度线对齐,右侧与3.1cm刻度线对齐,估读为3.10cm,所以物体A的长度为3.10cm。
17. 小明家一周前、后电能表示数如图所示,请写出“本周一中午”电能表的读数______kW·h,假如小明家所在地区每度电的电费是0.5元,如果小明每周都使用这么多的电,那么小明在电卡中预存209元,则能用______周。
【答案】 ①. 823.3 ②. 10
【解析】
【详解】[1]电能表计数的单位是kW·h,计数器最后一位是小数,所以“本周一中午”电能表的读数为823.3kW·h。
[2]从上周一中午到本周一中午,小明家消耗的电能为
W=823.3kW·h-781.5kW·h=41.8kW·h=41.8度
每度电的电费是0.5元,所以一周需缴纳的电费为
0.5元/度×41.8度=20.9元
在电卡中预存209元,则能用的数为
18. 如图所示,用两根水平且平行的金属轨道把一根直导线ab支起来,并让这根导线处于蹄形磁体的磁场中。闭合开关后,有电流通过这根直导线,观察到______。该实验说明通电导体在磁场中会受到力的作用。
【答案】导线ab运动起来
【解析】
【详解】通电导体在磁场中会受到力的作用,是这个力能使导线由静止变为运动,改变运动状态,所以当直导线ab被支起来,并让这根导线处于蹄形磁体的磁场中,闭合开关后,此时有电流通过这根直导线,会观察到导线ab会运动起来。
19. 静止在地面上的小车上面放有一个木块,如图,用一根绳突然向右拉动小车会看到______,这是惯性现象。
【答案】木块向左倒下
【解析】
【详解】用一根绳突然向右拉动小车,木块的底部由于摩擦随小车一起向右运动,木块的上部由于惯性要保持原来的静止状态,所以木块会向左倒下。
20. 小强与小刚利用实验证明“并联电路中,其中一条支路中的电流不断改变,干路中的电流仍等于各支路电流之和”。小强先用导线将符合要求的学生电源、三块电流表、两个阻值相同的电阻、开关连接成如图甲所示的电路。
(1)小刚发现电路中只有一根导线连接有误。请你在错误的导线处打×,用笔画线代替导线画出正确的连接位置;______
(2)改正电路后,闭合开关,其中电流表A1的示数如图乙所示,假如R1两端的电压是2.6V,则R1的电阻为______Ω;
(3)电路连接正确后,他们发现要想完成实验,还需添加的器材是______。
【答案】 ①. ②. 5.2 ③. 不同阻值的定值电阻
【解析】
【详解】(1)[1]根据实验目的,正确的接法是:两个电阻并联,电流表A1与R1串联在一条支路中,电流表A2与R2串联在一条支路中,电流表A测量干路中的电流。根据甲电路图可知,电流表A与电阻R2左端的导线连接错误,改正如下:
(2)[2]由乙图可知,电流表A1接的是小量程,分度值为0.02A,所以电流为0.5A,假如R1两端的电压是2.6V,则R1的电阻为
(3)[3]要想证明并联电路中,其中一条支路中的电流不断改变,干路中的电流仍等于各支路电流之和,就要用不同的定值电阻分别接入电路来改变其中一个支路电流的大小,所以需要添加的器材是:不同阻值的定值电阻。
21. 小贺用天平和量筒测量盐水的密度。
(1)她进行的实验步骤如下:
①将天平放在水平台面上,将游码移到标尺的零刻线处。横梁静止时,指针指在分度盘中央刻度线的左侧,如图甲所示。为使横梁在水平位置平衡,应将横梁右端的平衡螺母向______端移动;
②她将盛有适量盐水的杯子放在调节好的天平左盘内,测出杯子和盐水的总质量为128g。然后将杯中盐水的一部分倒入量筒中,如图乙所示;
③再将盛有剩余盐水的杯子放在天平左盘内,改变砝码的个数和游码的位置,使天平横梁再次在水平位置平衡,此时右盘中砝码质量和游码在标尺上的位置如图丙所示。则量筒中盐水的质量为______g;
④根据上述实验数据计算盐水的密度为______。
(2)请画出本次实验的数据记录表格。______
【答案】 ①. 右 ②. 66 ③. ④. 见解析
【解析】
【详解】(1)①[1]调节天平横梁平衡时,应调节横梁左右两端的平衡螺母,根据“右偏左调,左偏右调”的天平的调节法则,由图甲知,指针指在分度盘中央刻度线的左侧,应将平衡螺母向右调节。
③[2]使用天平称量物体时,物体的质量等于砝码的总质量和游码所对的刻度;由图丙所示,天平标尺每一个大格代表1g,每一个小格代表0.2g,游码对应的刻度是2g,砝码的质量为
m砝=50g+10g=60g
则杯子及杯内剩余盐水的总质量为
由②知,盐水倒入量筒之前,杯子和盐水的总质量为128g,则倒入量筒的盐水质量为
④[3]由图乙知,量筒的最小分度值为2mL,量筒读数为60mL,即盐水体积为
V=60mL=60cm3
由可得,盐水的密度为
(2)[4]根据实验过程中的测得的量和所求的量设计表格为
烧杯和盐水的总质量m总/g 量筒中盐水的体积V/cm3 烧杯和杯内剩余盐水总质量m剩/g 量筒中盐水的质量m/g 盐水的密度ρ/g/cm3
22. 小京为了证明“浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度有关”的观点是错误的,他利用符合实验要求的弹簧测力计、刻度尺、烧杯、水和金属块等器材进行实验。
(1)以下是他的部分实验步骤,请帮他补充完整。
①将金属块悬挂在弹簧测力计下,测量金属块受到的重力如图所示______N并记录。
②在烧杯中装入适量的水,将金属块浸没在水中,不接触容器,静止时记录弹簧测力计的示数为F1,用刻度尺测量烧杯中水的深度h1并记录。
③____________,静止时记录弹簧测力计的示数F2,用刻度尺测量烧杯中水的深度h2并记录。
④用公式______计算金属块所受浮力、并记录。
(2)由水的深度变化时,______(选填“=”或“”),所以观点是错误的。
【答案】 ①. 3.6 ②. 向烧杯中加水(改变金属块在水中的深度) ③. ④. =
【解析】
【详解】(1)①[1]由图可知,弹簧测力计分度值为0.2N,此时弹簧测力计的示数为3.6N,则该金属块受到的重力为3.6N。
③[2]继续向烧杯中加水,并将金属块浸没在水中,且不接触烧杯,改变金属块浸没在水中的深度,记录弹簧测力计的示数F2,用刻度尺测量烧杯中水的深度h2。
④[3]由②知,根据称重法,用公式
F浮=G﹣F
可得,此时金属块受到的浮力为
同理,由③知,根据称重法可得,此时金属块受到的浮力为
(2)[4]通过上述实验,当水深变化时,金属块浸没在水中的不同深度时,弹簧测力计的示数相同,则
F浮1=F浮2
即金属块受到的浮力相同,证明浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度无关,即“浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度有关”的观点是错误的。
23. 小东想利用如图所示装置探究“电流通过导体产生的热量与电流是否有关”。甲、乙两个完全相同的烧瓶内盛有质量和初温均相同的煤油,甲烧瓶内的电热丝的电阻值恒为,乙烧瓶内的电热丝的电阻值恒为,且。在两烧瓶的煤油中分别插入量程满足实验要求,且完全相同的温度计。设加热过程中实验装置向空气的散热可忽略不计。
(1)此实验是通过______反映电流通过电阻时产生热量多少的。
(2)以下是小东的部分实验步骤,请帮他补充完整;
①将滑动变阻器的滑片移至某个位置,闭合开关,记录电流表的示数及乙瓶中温度计的示数,通电一段时间t后,再次记录乙瓶中温度计的示数t;
②___________;
③利用,计算出温度变化,并将的值记录在表格中;
(3)小东还想“比较水和煤油的比热容大小”,在不改变电路连接方式的前提下,要想通过一次实验就能完成实验任务,他需要更换部分实验器材再进行实验。首先将两个烧瓶内分别装入质量和初温相同的水和煤油,又将_________,然后再闭合开关,通电一段时间后,最后记录两温度计的示数,分析数据,得出结论。
【答案】 ①. 温度计的示数变化 ②. 见详解 ③. 甲瓶、乙瓶内的电阻换为阻值相同的电阻
【解析】
【详解】(1)[1]电流通过电热丝产生热量的多少看不见,也不容易测量,但可以根据温度计的示数来判断热量的多少,因为产生的热量越多,煤油吸收的热量也越多,温度升高的越高。
(2)[2]探究电流通过导体产生的热量与电流的关系,需要保证通电时间和电阻相同,电流不同,为了使实验规律具有普遍性,需要3组数据。因此步骤②为:改变滑动变阻器的阻值,保证相同的通电时间,记录电流表的示数及乙瓶中温度的初温、末温,重复步骤②再测1组数据。
(3)[3]比较水和煤油的比热容大小需要保证水和煤油质量相同,吸收的热量相同。为了方便比较可以选择初温相同的煤油和水。根据Q=I2Rt可知,在电流和通电时间相同的情况下,需要阻值相同,可以使煤油和水吸收的热量相同。因此除了将两个瓶内装入质量和初温相同的水和煤油,还需要将甲瓶、乙瓶内的电阻换为阻值相同的电阻。
24. 小阳将焦距为f1的凸透镜A固定在光具座上35cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上5cm刻度线处,移动光屏,使烛焰在光屏上成清晰的像,如图甲所示,测量像的高度并记录。接着他保持蜡烛的位置不变,将凸透镜A换为焦距为f2的凸透镜B并保持位置不变,移动光屏使烛焰在光屏上成清晰的像,如图乙所示,测量像的高度并记录。
(1)请你写出小阳所探究的问题是____________;
(2)小阳探究的实验中因变量是____________;
(3)请你根据上述实验现象和凸透镜成像规律判断f1______(选填“=”“>”或“<”)f2;
(4)图甲所示的实验现象可以说明______(选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”)的成像特点。
【答案】 ①. 凸透镜成像特点与焦距有什么关系 ②. 凸透镜成像特点 ③. > ④. 幻灯机
【解析】
【详解】(1)[1]根据题意可知,两次实验中,物距相同,凸透镜的焦距不同,所成的像的特点不同,所以探究的是凸透镜成像特点与焦距有什么关系。
(2)[2]实验中,蜡烛到凸透镜的距离保持不变,改变凸透镜的焦距,焦距改变,成像的性质改变,所以实验中因变量凸透镜成像特点。
(3)[3]根据甲、乙图可知,甲、乙两图中物距相同,为u=30.0cm,且甲所成的像是倒立放大的实像,此时
f1即
f1<30.0cm<2f1
解得
15.0cm < f1<30.0cm
乙所成的像是倒立、缩小的实像,此时u>2f2,即30.0cm>2f2,解得f2<15.0cm,故f1>f2。
(4)[4]由甲图可知,甲中所成像是倒立、放大的实像,可以说明幻灯机的成像特点。
25. 某物理兴趣小组为了自制一台电子秤,进行了下列探究活动:首先他利用图甲研究了弹簧的特性,得到了图乙的实验结果。接着,利用图甲中的弹簧设计了图丙的电路图,图丙中电压表的量程为0-3V,刻度盘如图丁,电压表的示数来指示物体的质量,弹簧的上端与变阻器的滑片和托盘连接(托盘与弹簧的质量均不计),O、A两点间有可收缩的导线。当盘内没有放物体时,电压表示数为零。已知:滑动变阻器总电阻,总长度12cm,电源电压恒为6V,定值电阻(不计摩擦,弹簧始终在弹性限度内,)。请利用上述信息,直接写出该电子秤能称量的最大质量是______g,并根据计算分析该电子秤的质量刻度是否均匀。______
【答案】 ①. 500 ②. 不均匀
【解析】
【详解】[1]由图丙知,电阻与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压。由题意知,电压表的量程为0-3V,当电压表的示数3V时,电子秤的测量最大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R0两端的电压为
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流为
则此时滑动变区器接入电路的阻值为
因滑动变阻器总电阻R=12Ω,总长度12cm,此时弹簧的伸长量为
由图乙可知
F弹簧=0.5N/cm×x
此时弹簧受到的拉力为
F=0.5N/cm×10cm=5N
则该电子秤能测量的最大质量为
[2]当电压表对应刻度为1V时,根据串联电路电压特点知,R0两端的电压为
由可得,电路中的电流为
滑动变区器接入电路的阻值为
此时弹簧的伸长量为
此时弹簧受到的拉力为
电子秤测量的物体质量为
同理,当电压表对应刻度为2V时,根据串联电路电压特点知,R0两端的电压为
电路中的电流为
滑动变区器接入电路的阻值为
此时弹簧的伸长量为
此时弹簧受到的拉力为
电子秤测量的物体质量为
由图丁知,1V刻度对应的质量为100g,2V刻度对应的质量为250g,3V刻度对应的质量为500g;所以该电子秤刻度是不均匀。
四、科普阅读题(共4分,每小题1分)
26. 请阅读《特高压输电》并回答题。
特高压输电
输电是用变压器将发电厂发出的电升压后,再经控制设备接入输电线路,到达用电方的输送电能的方式。按结构形式分,输电线路分为架空输电线路和地下线路。因为输电线上的功率损耗正比于电流的平方,所以在远距离输电时,输送功率一定的情况下,就要利用变压器升高电压以减小电流,使输电导线减小发热,减少电能在输电线路上的损失。举例说明:根据,发电机的功率不变,若提高输电线路中的电压U,那么线路中电流I一定会减小,输电线损失的电能也会相应减小,因此,提高电压可以很有效的降低线路中的功率损失。
特高压技术作为一种高压输电技术,是中国的创新成果,早已在世界范围内遥遥领先。它标志着我国具有交流1000千伏及以上和直流正负800千伏及以上的输电能力。
通常电压按照等级划分可分为低压、高压、超高压、特高压,不同电压各有各的用途。低压电力系统就像一条小溪流,它的电压范围在220V及以下。中压电力系统就像一条大河流,它的电压范围在1kV到35KV之间,主要用于电力输配电、城市供电和轨道交通等领域。高压电力系统就像一条大海洋,它的电压范围在35千伏到230千伏之间,主要用于输电和大型工业设施的电力供应。超高压电力系统就像一条深海,它的电压范围在1000千伏及以上,主要用于长距离输电。
特高压输电相比较传统输电方式的主要优点包括:经济性高,特高压输电能够大幅降低输电线路的电阻和电损耗,减少电力损失即提高输电效率;环保性强,特高压输电线路通常搭设在高空中,减少了地面资源的占用,还能减少燃煤等传统发电方式对环境造成的污染;输电能力强,特高压输电线路能够在大规模、远距离和高效率的情况下传输电力,特别适合于中国西部和北部地区与中东部和东南部地区之间的能源资源与负荷中心之间的电力输送。
特高压输电是一种极高电压的输电方式,最困难的是如何做好绝缘。科研工作者进行了各种尝试,最终决定用“纸”解决这个问题。这个“纸”可不是一般的纸,而是根据特高压设计的绝缘纸。本来陶瓷材料是有这个能力的,但单台1000千伏特高压变压器的重量可以达到400吨左右,若采用陶瓷做绝缘材料,变压器则会重达7000吨,这样的庞然大物后续运输都成问题。最终绝缘纸以自重轻、易加工、性能稳定的优势脱颖而出,占据变压器绝缘材料的绝对C位。
(1)电厂向某地供电,在保证输电功率一定前提下能有效地降低输电线路功率损失的方法是__________。
A.减小输电线的横截面积 B.减小输电线的长度
C.提高输电电压 D.缩短供电的时间
(2)在输电的时候,如果输电电压提高为原来的100倍,则电能损失则为原来______倍。
A. 10 B. 10000 C. 0.01 D. 0.0001
(3)我国家庭电路所使用的电,属于电力系统中的______电力系统。
A. 低压 B. 高压 C. 超高压 D. 特高压
(4)在输电过程中,输电导线中有电流。我们知道,电荷定向移动时形成电流,物理上常用单位时间内流过导体横截面积的电量来定义电流。假如,某段导线的横截面积是S,单位体积内含n个自由电荷,每个电荷的电量是e,自由电荷定向移动的速度的是v,请根据以上信息写出导线中的电流表达式______。
【答案】 ①. C ②. D ③. A ④.
【解析】
【详解】(1)[1]根据P损失=I2R可知,输电线上损失的电功率大小与电流大小和输电线的电阻有关;电流越小、输电线的电阻越小,则损失的功率就一定减少
A.减小输电线的横截面积会增大导线的电阻,故A不符合题意;
B.减小输电线的长度,虽然电阻减小了,但输电距离是一定的,所以不能减小输电线的长度,故B不符合题意;
C.提高输电电压,根据P=UI可知,电路中的电流会减小,能减小输电线上的电功率,故C符合题意;
D.缩短供电的时间,则输送的电能就会减少,再者根据P损失=I2R可知,缩短供电时间不会改变损失功率的大小,故D不符合题意。
故选C。
(2)当以不同电压输送时,由于输电的功率是一定的,则有P=UI,而在线路上损失的功率为
则损失的功率与电压的平方成反比,输电线电阻不变,输电电压变为原来的100倍,由
可知,损失的功率变为原来的0.0001倍,由W=Pt可知,相同时间内,电能损失则变为原来的0.0001倍。
故选D。
(3)[3]由资料信息可知,通常电压按照等级划分可分为低压、高压、超高压、特高压。我国家庭电路采用的是电压为220V 的交流电,220V及以下的电压属于低压电力系统范畴。
故选A。
(4)[4]在时间t内电荷移动的距离为
s=vt
t时间内通过导线某一横截面的电荷数为
N=nvtS
t时间内通过导体某一横截面的电荷量为
Q=Ne=nSvte
电流的表达式为
五、计算题(共8分,25、26题各4分)
27. 已知流过定值电阻R1的电流与它两端的电压之间的关系如图甲所示,现将R1、R2接入如图乙所示电路。已知,电源两端电压为6V。闭合开关S,电压表示数为2V。
(1)求定值电阻R1的阻值;
(2)求R2的电功率。
【答案】(1)4Ω;(2)2W
【解析】
【详解】解:(1)由甲图可知,定值电阻R1两端的电压为4V,通过它的电流为1A,所以R1的阻值为
(2)由乙图可知,闭合开关S,两电阻串联,电压表测R1两端的电压。电压表示数为2V,所以电路中的电流为
电源两端电压为6V,根据串联正比分压可知,R2两端的电压为
U2′=U-U1′=6V-2V=4V
R2此时的电功率为
P2= U2′I′=4V×0.5A=2W
答:(1)定值电阻R1的阻值为4Ω;
(2)R2的电功率为2W。
28. 如图所示杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动,,D是OB的中点,滑轮重为100N。第一次在B点施加竖直向下的拉力F时,杠杆在水平位置平衡,底面积为的物体M对水平地面的压强为7500pa;第二次在D点施加同样竖直向下的拉力F时,杠杆在水平位置平衡,物体M对水平地面的压强为15000pa(不计杠杆重、绳重和摩擦)。
(1)求第一次施加拉力时,物体M对地面的压力;
(2)求拉力F的大小。
【答案】(1)300N;(2)200N
【解析】
【详解】解:(1)由可得正方体M对地面的压力
F压1=p1S=7500Pa×0.04m2=300N
(2)当F作用B点时,杠杆、动滑轮、正方体M受力如图甲所示
由杠杆平衡条件可得
因为AO∶OB=2∶3,所以
对动滑轮分析,由平衡条件得
f1+G轮=2F1
则
f1=2F1-G轮=3F-100N
力的作用是相互的,所以
N1=F压1=300N
则有
N1=G-f1=G-(3F-100N)
则
200N=G-3F①
当F作用D点时,杠杆、动滑轮、正方体M受力如图乙所示
由杠杆平衡条件得
F2×AO=F×OD
因为AO∶OB=2∶3,D是OB的中点,所以
对滑轮,由平衡条件得
f2+G轮=2F2
则
由 可得正方体M对地面的压力
F压2=p2S=15000Pa×0.04m2=600N
力的作用是相互的,所以
N2=F压2=600N
则有
N2+f2=G
则
②
联立两式可得:F=200N。
答:(1)第一次施加拉力时,物体M对地面的压力是300N;
(2)拉力F的大小是200N。
