2021年四川省南充市蓬安县中考物理模拟试卷
展开1.(4分)2020年12月4日“环雷公山超百公里马拉松赛”在凯里市苗侗风情园鸣枪起跑,在新冠肺炎疫情防控决胜阶段,2000余人参与,将激发城市活力,有序恢复生产生活秩序。下列数据最符合实际的是( )
A.比赛中冠军平均速度可达10m/s
B.某男选手的质量约为65kg
C.某男选手身高约为160dm
D.某选手脉搏跳动60次所用时间为1s
2.(4分)唐•柳宗元在《梅雨》中写道:“梅实迎时雨,苍茫值晚春”。每年6月中旬到7月初,苏州进入梅雨季节,空气潮湿,物品容易发霉。下列说法中正确的是( )
A.墙砖上出的“汗”,是空气中的水蒸气遇冷液化而成
B.用烘干机烘干衣服,是汽化现象,需要放热
C.衣柜里放置的“樟脑丸”变小,是汽化现象,需要吸热
D.打开冰箱,看到冒出的“白气”,是冰箱内的水蒸气液化而成的
3.(4分)2020年2月13日,空军出动11架运输机,空运军队支援湖北医疗人员和物资。下列关于运输机说法正确的是( )
A.运输机停在水平地面上时,所受的重力和地面对它的支持力是一对平衡力
B.运输机起落架装有宽大的轮子是为了减小对地面的压力
C.运输机起飞时在跑道上加速滑行,是为了增大运输机的惯性
D.运输机水平正常飞行时机翼上方空气流速大压强大
4.(4分)下面与热现象有关的知识,说法正确的是( )
A.组成物质的分子间存在着引力和斥力
B.热量、功、内能的国际单位都是焦耳,所以三者的物理意义是相同的
C.内燃机做功冲程的能量转化是机械能转化为内能
D.物体吸收热量,物体内能一定增加
5.(4分)下列对光现象及形成原因的解释中正确的是( )
A.潭清疑水浅——光的折射
B.海市蜃楼——光的色散
C.镜花水月——光的漫反射
D.绿树阴浓夏日长——光的镜面反射
6.(4分)下列图中符合安全用电原则的是( )
A.电水壶用三孔插座B.高压线下放风筝
C.使用绝缘皮破损的导线D.开关接零线
7.(4分)如图是动圈式话筒内部的结构示意图,它的工作原理是当人对着话筒说话时,膜片随声音振动,从而带动线圈在磁场中做切割磁感线运动,线圈两端就会产生感应电流,从而完成声电转化,下列选项中与其原理相同的是( )
A.电动机B.发电机C.电磁起重机D.磁悬浮列车
8.(4分)用弹簧测力计拉着甲、乙两物体沿竖直方向运动,两次运动的s−t图象如图所示。若甲的重力比乙小,则下列说法中正确的是( )
A.它们的惯性一定相等
B.它们的动能一定都变大
C.它们的机械能一定都改变
D.它们的重力势能都不变
9.(4分)如图所示电路,电源电压不变,开关闭合后,将滑动变阻器的滑片P从中点向右滑动过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A1的示数变大B.电流表A2的示数不变
C.电压表V的示数变小D.小灯泡L的亮度变暗
10.(4分)一薄壁柱型容器重力为20N,底面积为200cm2,装有104cm3的水。用体积和质量不计的细线将A、B连在一起,放入水中静止如图。水面上升了6.5cm,物体B的重力为6N,体积为400cm3.若把细线剪断后,最终A、B处于静止状态。则下列说法错误的是( )
A.物体A的体积为900cm3
B.细线剪断后,水面又下降1cm
C.细线剪断前,容器对桌面的压强为6650Pa
D.细线剪断后,容器对桌面的总压力变化了2N
11.(4分)如图甲所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P从最右端滑到最左端的过程中,R1、R2的I﹣U图象如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A.图象B是电阻R2的I﹣U图象
B.该过程中,R2的电功率先增大后减小
C.R1的阻值是20Ω
D.利用图象A可以研究电流与电阻的关系
12.(4分)如图所示,水平固定的测力计左端挂一个滑轮组,滑轮组左端挂有质量为30kg的物体B,滑轮组绳的末端通过定滑轮沿竖直方向与物体A相连,A与墙之间没有摩擦力,A的质量为5kg,物体B在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动;用水平向左的力F拉动物体B可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,此时物体A上升的速度大小为6cm/s。若不计绳及滑轮的摩擦,绳、滑轮与弹簧测力计的重力不计,g取10N/kg,则下列说法中正确的是( )
A.物体B所受滑动摩擦力大小为100N
B.F的大小为300N
C.F做功的功率为54W
D.弹簧测力计的示数为100N
二.填空题(共8小题,满分16分,每小题2分)
13.(2分)比较牛和蚊子的叫声, 的叫声音调较高, 的叫声响度很大。医生给孕妇做B超,说明声波能够传递 ;医生用超声波粉碎人体内的结石,说明声波能够传递 。
14.(2分)一个容器的质量为200g,装满水时总质量是700g,装满某种液体时总质量是600g,这种液体的密度是 kg/m3.若将容器中的这种液体倒掉一部分,则剩余液体的密度将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
15.(2分)一台单缸四冲程汽油机,飞轮转速是1200r/min,该汽油机每秒活塞对外做功 次.若该汽油机消耗了0.2kg汽油,则这些汽油完全燃烧放出的热量是 J(汽油的热值为4.6×107J/kg).
16.(2分)随着一带一路的推进,中国援建了巴基斯坦的核电站,核电站的核反应堆是利用原子核的 (选填“裂变”或“聚变”)释放核能。援建工人在巴基斯坦用手机给国内的家人打电话报平安时,手机是通过 传递信息。
17.(2分)在1500m赛跑中,小红在冲刺阶段超越了小华,领先到达终点。在超越小华的过程中,以小红为参照物,小华是 的(选填“前进”、“后退”或“静止”)。如图所示,小红的最终成绩是 s,小红全程的平均速度是 m/s(保留一位小数)。
18.(2分)五一假期,小明去看望外婆,陪伴外婆5天后返回,发现家中电能表示数由317.4kW•h变为如图所示示数。经检查,家中除电视机和数字机顶盒处于待机状态,其它用电器均已关闭,则电视机和数字机顶盒待机状态下总功率为 W。在此期间,电能表指示灯闪烁 次,消耗的电能可供额定功率为15W的台灯正常工作 h,请从节约电能的角度提出一条合理的建议: 。
19.(2分)某同学家新房装修时,在地面与窗台间放置一斜木板,将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。如图所示,已知窗台高3m,木板长5m,瓷砖重为600N,斜面的机械效率为90%,则克服物体的重力所做的功为 J,沿斜面所用拉力F为 N,瓷砖在斜木板上所受的摩擦力为 N.
20.(2分)如图1,探究的是电热和 的关系,且图1中 管液体上升更快。如图2是一个玩具汽车上的控制电路,小明对其进行测量和研究发现:电动机的线圈电阻为1Ω,保护电阻R为4Ω,当闭合开关S后,两电压表的示数分别为6V和2V,在1min内电阻R上产生热量 J,电动机消耗电能 J。
三.作图题(共2小题,满分4分,每小题2分)
21.(2分)请在图中根据入射光线画出相对应的折射光线。
22.(2分)如图所示为钓鱼竿的简化示意图,其中O为支点,F1为动力。请在图中画出动力臂L1和鱼所受重力的示意图。
四.实验探究题(共3小题,满分15分,每小题5分)
23.(5分)在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中:
(1)如图甲所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜折射后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图可知,凸透镜对光线具有 作用。
(2)实验前,调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者的中心在 。
(3)调整后,把蜡烛放在距凸透镜16cm处时(如图乙),在凸透镜另一侧前后移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、 的实像(填写像的性质); (填光学仪器)就是利用这一成像规律工作的。如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向 (选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动。
24.(5分)小明按如下步骤完成探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。
a.如甲图所示,将木块A平放在长木板B上,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录了其示数。
b.如图乙所示,将毛巾固定在长木板B上,木块A平放在毛巾上,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录了其示数。
c.如图丙所示,将木块A平放在长木板B上,并在木块A上放一钩码,缓缓地匀速拉动木块A,保持弹簧测力计示数稳定,并记录了其示数。
(1)该实验主要采用的探究方法是 。
(2)由 两图可知:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)由甲乙两图可知:当压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力 。
(4)实验后小组交流讨论时发现:在实验中很难使木块做匀速直线运动。于是小丽设计了如图丁所示的实验装置,写出装置改进以后的好处。 (写出一条即可)
(5)实验中小丽发现:当F为4N时,木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,则长木板B受到地面的摩擦力大小为 N。
(6)实验拓展:如图a所示,放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用,F﹣t和v﹣t图像分别如图b、图c所示。则物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为 N。
25.(5分)有一个阻值未知的定值电阻Rx(阻值6Ω~10Ω)和一个标有“0.3A”字样的小灯泡(阻值约为10Ω),要求测出Rx的阻值和小灯泡的额定功率。
(1)图甲是小明用伏安法测量Rx阻值的实物电路,电源电压恒为3V,滑动变阻器规格是“10Ω 2A”。
①甲图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”,并在图上改正(所画的导线不能交叉)。
②改正电路后,正确操作,当电压表示数为1.8V时,电流表的示数如图乙所示,则Rx阻值为 Ω。
(2)小华利用图丙所示实物电路测出了小灯泡的额定功率。电阻箱R0的规格是“0~999.9Ω”,电源电压约为6V。请在空白处填上适当内容。
①断开S2,闭合S1,调节电阻箱和滑动变阻器,直到 ,记下此时电阻箱的阻值。
②断开S1,在M、N间接入一个元件后,正确操作可以完成测量任务。以下四个元件:
a.一根导线;
b.5Ω电阻;
c.30Ω电阻;
d.电阻箱。
其中符合要求的有 (填字母),操作过程中, (选填“需要”或“不需要”)调节滑动变阻器。
五.计算题(共2小题,满分17分)
26.(8分)如图甲,实验小组的同学设计了一种测量温度的电路,已知电源电压为6V且保持不变,R0是定值电阻,R1是热敏电阻,其阻值随温度变化的图象如图乙所示,电路中允许通过最大电流为0.3A.
(1)当环境温度是40℃时,电流表的示数为0.2A,求此时R1两端的电压及R0的电阻值;
(2)该电路能测量的最高温度是多少?
(3)当所测温度达到最大值时,整个电路消耗的功率是多少?
27.(9分)如图所示,硬质轻杆MN可绕固定点O转动,A是底面积为5cm2的密闭圆柱形物体(不吸水),重为1.5N,B为边长10cm的正方体物体,质量为1kg。两物体分别用不可伸长的轻绳悬挂于轻杆的M、N两点,OM长度和ON长度之比为4:1.将A置于一底面积为20m2的圆柱形盛水容器中,A浸入水中的深度为其高度的四分之一,此时电子秤读数为0.5kg,MN刚好处于水平状态。(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)此时物体B与电子秤接触面的压强为多大?
(2)求圆柱形物体A的高度为多少?
(3)若缓慢给圆柱形盛水容器注入水,则需要注入多少水可以使B与电子秤接触面的压强变为原来的1.6倍?
参考答案
一.选择题(共12小题,满分48分,每小题4分)
1.解:A、马拉松健康跑的平均速度在5m/s左右。故A不符合实际;
B、中学生的平均质量为50kg,成年人的质量略大于此数值,在65kg左右。故B符合实际;
C、男选手身高在160cm=16dm左右。故C不符合实际;
D、某选手脉搏跳动60次所用时间约为60s。故D不符合实际。
故选:B。
2.解:A、墙砖上出的“汗”,是空气中的水蒸气遇冷液化而成的小水珠,故A正确。
B、用烘干机烘干衣服,是衣服上的水汽化为水蒸气,此过程需要吸热,故B错误。
C、里放置的“樟脑丸”变小,是升华现象,需要吸热,故C错误。
D、打开冰箱,看到冒出的“白气”,是空气中的水蒸气遇冷液化而成的,故D错误。
故选:A。
3.解:
A、运输机停在水平地面上时,所受的重力和地面对它的支持力都作用在运输机上,且它们大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,是一对平衡力,故A正确;
B、运输机起落架装有宽大的轮子,是为了通过增大受力面积来减小对地面的压强,故B错误;
C、运输机起飞时加速助跑,是为了获得更大的动能,有利于起飞;运输机加速滑行时,质量不变,其惯性不变,故C错误;
D、根据流体压强和流速的关系可知,飞机正常飞行时机翼上方空气流速大、压强小,故D错误。
故选:A。
4.解:
A、组成物质的分子间存在着相互作用的引力和斥力,故A正确;
B、热量、功、内能的国际单位都是焦,热量指表示热传递过程中改变的内能,功表示做功的多少,内能与物体的质量、状态以及温度有关,因此三者的物理意义不相同,故B错误;
C、内燃机的做功冲程将内能转化为机械能,故C错误;
D、当物体吸收热量,且不对外做功时,但同时向外做热传递,其内能也可能减小,故D错误。
故选:A。
5.解:A、“潭清疑水浅”属于光的折射现象,故A正确;
B、海市蜃楼,是光在不均匀的空气中传播形成的,属于光的折射,故B错误;
C、镜花水月属于平面镜成像,属于光的反射,是镜面反射,故C错误;
D、绿树阴浓夏日长,浓荫属于影子,是由光的直线传播形成的,故D错误。
故选:A。
6.解:
A、电水壶的金属外壳必须接地,应采用三脚插头及三孔插座,可以防止外壳漏电时发生触电事故,故A符合安全用电原则;
B、高压线的电压很高,在其旁边放风筝,风筝容易挂到高压线上,很有可能会发生导电,使得放风筝的人触电,故B不符合安全用电原则;
C、使用绝缘皮破损的导线,从而容易使人体和带电体接触,就会造成触电事故,十分危险,故C不符合安全用电原则;
D、开关接在灯泡和零线之间,当断开开关,火线和灯泡还处于连接状态,人接触灯泡的金属部分时会发生触电事故,故D不符合安全用电原则。
故选:A。
7.解:A.电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动。故A不符合题意;
B.发电机的工作原理是电磁感应,和动圈式话筒原理相同。故B符合题意;
C.电磁起重机的工作原理是电流的磁效应。故C不符合题意;
D.磁悬浮列车的工作原理是同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。故D不符合题意。
故选:B。
8.解:由两次运动的s﹣t图象可知,甲乙都是在竖直方向上运动:且两次都做匀速直线运动,都处于平衡状态,且甲的速度大于乙的速度,但具体向上运动还是向下运动不能确定,故
A、甲的重力比乙小,即其质量是不等的,所以惯性一定不相等,故A错误;
B、物体都做匀速直线运动,速度不变,质量不变,动能不变,故B错误;
C、都在做匀速直线运动,动能不变,高度改变,重力势能改变,则机械能一定发生变化,故C正确;
D、高度发生了变化,质量不变,则重力势能一定发生变化,故D错误;
故选:C。
9.解:由电路图可知,滑动变阻器和灯泡并联,电压表测量并联电路两端的电压(电源电压),电流表A1测干路的电流,电流表A2测灯泡支路的电流;
由于电源电压不变,所以滑片移动时电压表V的示数不变;
因为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不变,即电流表A2的示数不变,灯泡亮度不变;
当滑动变阻器的滑片P向右移动时,变阻器接入电路中的电阻变大,根据欧姆定律可知,通过变阻器支路的电流变小;根据并联电路的电流特点可知,干路电流变小,即电流表A1示数变小;
综上所述,B正确。
故选:B。
10.解:A、已知AB悬浮,则V排总=S容h=200cm2×6.5cm=1300cm3=1.3×10﹣3m3,
则物体A的体积V排总﹣VB=1300cm3﹣400cm3=900cm3=故A正确;
B、F浮总=ρ水gV排总=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.3×10﹣3m3=13N,
已知AB悬浮,则AB受到的总重力等于其浮力,即GAB=F浮总=13N,
GA=GAB﹣GB=13N﹣6N=7N,
F浮A=ρ水gV排A=1.0×103kg/m3×10N/kg×9×10﹣4m3=9N,
因为F浮A>GA,
F浮B=ρ水gV排B=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣4m3=4N,
因为F浮B<GB,
所以细线剪断后,A上浮,最后漂浮,B下沉,
当A漂浮时,F浮A1=GA=7N,
由F浮=ρgV排可得,此时排开水的体积V排A1===7×10﹣4m3=700cm3,
排开水的体积减小值
△V排A=V排A﹣V排A1=9×10﹣4m3﹣7×10﹣4m3=2×10﹣4m3,
水面又下降值:
△h===0.01m=1cm,故B正确;
C、水的体积V水=104cm3=1×10﹣2m3,
由ρ=可得,水的质量m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1×10﹣2m3=10kg,
水的重力G水=m水g=10kg×10N/kg=100N,
细线剪断前,容器对桌面的压力F总=G容+GAB+G水=20N+13N+100N=133N,
容器对桌面的压强为p===6650Pa,故C正确;
D、细线剪断后,A上升、B下沉,容器底部受到的压力=G水+GA+GB,所以容器对桌面的总压力不变,故D错误。
故选:D。
11.解:
由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
AD、当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时(滑片在最左端),电路中的电流最大,R1两端的电压最大,R2两端的电压为0,
则由图象可知,A为滑动变阻器R2的I﹣U关系图象,B为电阻R1的I﹣U图象,故A错误;
研究电流与导体电阻之间关系时,应控制导体两端的电压不变,用不同的已知阻值的定值电阻做实验,而A为滑动变阻器R2的I﹣U关系图象,所以,不能利用图象A研究电流与导体电阻之间的关系,故D错误;
C、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,
由I﹣U图象可知,电路中的最小电流I=0.2A,此时R1两端的电压U1=4V,R2两端的电压U2=14V,
则定值电阻R1的阻值和滑动变阻器的最大阻值分别为:
R1===20Ω,R2===70Ω,故C正确;
B、R1与R2串联,则电路中的电流:
I′=,
R2的电功率:
P2=(I′)2R2=()2R2==,
当R2=R1=20Ω时,R2的电功率最大,
所以,当滑动变阻器滑片P从右端滑到左端的过程中,R2的电功率先增大后减小,故B正确。
故选:BC。
12.解:
A.物体B在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动,
因物体A受到竖直向上绳子的拉力和自身的重力是一对平衡力,
所以,滑轮组绳子的拉力:F拉=GA=mAg=5kg×10N/kg=50N,
由图可知,滑轮组承担物重绳子的有效股数n=3,
不计绳及滑轮的摩擦,绳、滑轮与弹簧测力计的重力不计,
因物体B受到滑轮组向右的拉力和向左的摩擦力是一对平衡力,
所以,由F拉=f可得,物体B所受滑动摩擦力f=nF拉=3×50N=150N,故A错误;
B.用水平向左的力F拉动物体B可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,
此时物体A的重力不变,滑轮组绳子的拉力不变,物体B受到滑轮组的拉力不变,
物体B对桌面的压力和接触面的粗糙不变,受到的摩擦力不变,
因物体B受到向右的拉力和向右滑轮组绳子的拉力、摩擦力的作用下处于平衡状态,
所以,水平向左的力F=f+nF拉=2f=2×150N=300N,故B正确;
C.由v绳=nv物可得,物体B运动的速度v物=v绳=×6cm/s=2cm/s=0.02m/s,
F做功的功率P===Fv物=300N×0.02m/s=6W,故C错误;
D.物体B匀速运动时,滑轮组绳子的拉力为F拉=50N,
由图可知,弹簧测力计的拉力等于两股绳子的拉力,
则弹簧测力计的示数F弹簧=2F拉=2×50N=100N,故D正确。
故选:BD。
二.填空题(共8小题,满分16分,每小题2分)
13.解:(1)蚊子的翅膀振动频率快,发出声音的音调较高;而牛的声带振动幅度大,发出声音的响度比较大;
(2)医生用超声波粉碎人体内的结石,说明声波能够传递能量;医生给病人做B超诊断病情,说明声波能够传递信息。
故答案为:蚊子;牛;信息;能量。
14.解:
①水的质量:
m水=m1﹣m0=700g﹣200g=500g,
由ρ=可得,容器的体积:
V=V水===500cm3;
液体的质量:
m液=m2﹣m0=600g﹣200g=400g,
液体的密度:
ρ液===0.8g/cm3=0.8×103kg/m3;
②液体倒掉一部分,质量和体积减小,但物质种类、状态和温度没有变化,所以密度不变。
故答案为:0.8×103;不变。
15.解:(1)单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min=20r/s,即1s飞轮转动20r,飞轮转动20r,燃气对外做功10次,完成10个工作循环、完成40个冲程;
(2)汽油完全燃烧时放出的热量:Q放=mq=0.2kg×4.6×107J/kg=9.2×106J。
故答案为:10;9.2×106。
16.解:(1)核电站是利用可控制的原子核裂变产生的能量来发电的;
(2)手机既能发射电磁波,也能接收电磁波,手机靠电磁波传递信息。
故答案为:裂变;电磁波。
17.解:
(1)小红在超越小华的过程中,小红与小华之间有位置的变化,且小华离小红越来越远,因此,以小红为参照物,小华是后退的;
(2)图中停表的小表盘是指分钟,分度值是0.5min,分针指示的示数为5min﹣6min之间,靠近6min,所以秒针指示的示数为37.5s,故停表的示数=5×60s+37.5s=337.5s;小红全程的平均速度:v==≈4.4m/s。
故答案为:后退;337.5;4.4。
18.解:(1)由于电能表读数时最后一位是小数,单位是kW•h,图示电能表的示数为318.6kW•h,
5天内电视机和数字机顶盒待机状态下消耗的电能:
W=318.6kW•h﹣317.4kW•h=1.2kW•h,
t=5天=5×24h=120h,
电视机和数字机顶盒待机状态下的总功率:
P===0.01kW=10W;
(2)1600imp/(kW•h)表示电路中每消耗1kW•h的电能,电能表的指示灯闪烁1600次,
这段时间指示灯闪烁的次数:
n=1600imp/(kW•h)×1.2kW•h=1920imp(次);
台灯的电功率P′=P额=15W=0.015kW,
由P=可得消耗的电能可供额定功率为15W的台灯正常工作的时间:
t′===80h;
(3)因为“用电器待机”时要消耗电能,所以家用电器在长时间不用时要关闭电源。
故答案为:10;1920;80;家用电器在长时间不用时要关闭电源。
19.解:
(1)克服物体的重力所做的有用功:
W有用=Gh=600N×3m=1800J;
(2)由η==90%可得拉力做的总功:
W总===2000J,
由W=Fs可得拉力:
F===400N;
(3)所做的额外功:
W额=W总﹣W有用=2000J﹣1800J=200J,
由W额=fs可得瓷砖在斜木板上所受的摩擦力:
f===40N。
故答案为:1800;400;40。
20.解:(1)由图1知,右侧两电阻丝并联后与左侧电阻丝串联,两容器中电阻丝电阻值相等,开关闭合时,通电时间相同,由串联和并联电路的电流特点知,通过两容器中电阻丝的电流不同,所以这是探究电热与电流关系的装置;
由Q=I2Rt知,电阻和通电时间相等时,电流越大,产生热量越多,所以左管液柱上升的快;
(2)由电路图知,电动机与保护电阻串联,电压表V1测量电源电压;电压表V2测量保护电阻R两端的电压,
由串联电路特点和欧姆定律可得,电路中电流:
I=IM=IR===0.5A,
所以1min内电阻R上产生热量:
Q=I2Rt=(0.5A)2×4Ω×60s=60J;
电动机两端电压:
UM=U﹣UR=6V﹣2V=4V,
所以1min内电动机消耗电能:
WM=UMIMt=4V×0.5A×60s=120J。
故答案为:电流;左;60;120。
三.作图题(共2小题,满分4分,每小题2分)
21.解:
过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,如图所示:
22.解:从支点O作F1作用线的垂线段,垂线段的长即为动力臂L1;
(2)重力的方向是竖直向下的,从鱼的重心开始画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示,即为鱼所受重力的示意图,如图所示:
四.实验探究题(共3小题,满分15分,每小题5分)
23.解:
(1)由图可知,平行于主光轴的光线经过凸透镜后,会聚到了一点,这表明凸透镜对光线具有会聚作用;在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑,该光斑在焦点处,所以凸透镜的焦距f=41.0cm﹣30.0cm=11.0cm;
(2)实验前,调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在同一高度,其目的是使像能成在光屏的中央位置;
(3)如图乙,当u=16cm时,11cm<16cm<2×11cm,即物距在一倍焦距和二倍焦距之间,此时成倒立放大的实像,生活中的投影仪是利用这一原理工作的;
将蜡烛在乙图的基础上远离透镜,即物距增大,根据凸透镜成像规律可知,像距会变小,因此光屏应向靠近透镜的方向移动。
故答案为:(1)会聚;(2)同一高度;(3)放大;投影仪;靠近。
24.解:(1)该实验主要采用的探究方法是控制变量法;
(2)由图中甲丙两图可知:当接触面粗糙程度一定时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)由图中甲乙两图可知:当接触面受到的压力一定时,接触面越粗糙滑动摩擦力越大;
(4)如图中丁图所示的实验装置,A相对于地面静止,受到摩擦力和测力计的拉力为一对平衡力,故该装置的优点是不需要长木板做匀速直线运动;
(5)实验中小丽发现:当F为4N时,木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动,根据三力平衡,
fAB+f=4N,长木板B受到地面的摩擦力大小为:
f=4N﹣1.2N=2.8N;
(6)实验拓展:如图2所示,放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用,F﹣t和v﹣t图象分别如图3图4所示,由图4知,6﹣9秒物体做匀速直线运动,受到的拉力与摩擦力为一对平衡力,大小相等,因压力大小和接触面粗糙程度不变,则受到摩擦力大小不变,故物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为4N。
故答案为:(1)控制变量法;(2)甲丙;(3)越大;(4)不需要木板做匀速直线运动,便于操作;(5)2.8;(5)4。
25.解:(1)①电流表应和待测电阻串联,电压表应和待测电阻并联,待测电阻和变阻器串联,电路图如下:
②电流表选择小量程,分度值为0.02A,电流为0.24A,待测电阻为Rx===7.5Ω;
(2)①此时为串联电路,调节电阻箱和滑动变阻器,直到电流表示数0.3A,此时灯泡正常发光。
②a、因导线电阻为0,小于灯泡正常工作的电阻(约10Ω),所以断开S1,在M、N间接入导线,不调节变阻器,闭合S2,变阻箱R0阻值调大,使电流表示数等于0.3A,利用等效替代法,此时电阻箱R0增加的电阻值△R0等于灯泡正常工作时的电阻,可通过P=I2△R0计算灯泡电功率;
b、因5Ω定值电阻的阻值小于灯泡正常工作的电阻(约10Ω),所以断开S1,在M、N间接入5Ω定值电阻,不调节变阻器,闭合S2,变阻箱R0阻值调大,使电流表示数等于0.3A,利用等效替代法,此时电阻箱R0增加的电阻值△R0与5Ω定值电阻的阻值之和等于灯泡正常工作时的电阻,可通过P=I2(△R0+5Ω)计算灯泡电功率;
c、断开S1,在M、N间接入30Ω定值电阻,闭合S2,因电源电压约6V,即使滑动变阻器的接入电阻为0,电路中的电流约为:Ic==0.2A<0.3A,不能求得灯泡的额定电功率;
d、断开S1,不调节变阻箱和变阻器,利用等效替代法,在M、N间接入一个电阻箱R,闭合S2,使电流表示数等于0.3A,此时新接入电阻箱电阻等于灯泡电阻,可通过P=I2R计算灯泡电功率;
故选:abd,同时不需要调节滑动变阻器。
故答案为:(1)①如上图;②7.5;(2)①电流表示数为0.3A;②abd;不需要。
五.计算题(共2小题,满分17分)
26.解:(1)由甲图知,两电阻串联,电流表测电路中的电流,
当环境温度是40℃时,由图乙知,热敏电阻的阻值为R1=25Ω,此时电流表的示数为I=0.2A,
由I=可得,R1两端的电压:
U1=IR1=0.2A×25Ω=5V,
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:
U0=U﹣U1=6V﹣5V=1V,
则R0的电阻值:
R0===5Ω;
(2)电路中允许通过最大电流为0.3A,
此时电路中的最小总电阻:
R小===20Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,热敏电阻的最小阻值:
R1小=R小﹣R0=20Ω﹣5Ω=15Ω,
由图乙知,对应的最高温度为90℃;
(3)当所测温度达到最大值时,整个电路消耗的功率:
P=UI大=6V×0.3A=1.8W。
答:(1)当环境温度是40℃时,R1两端的电压为5V,R0的电阻值为5Ω;
(2)该电路能测量的最高温度是90℃;
(3)当所测温度达到最大值时,整个电路消耗的功率是1.8W。
27.解:
(1)电子秤读数为0.5kg,此时物体B对电子秤的压力为:F=G=mg=0.5kg×10N/kg=5N;
物体B与电子秤接触面的压强为:p===500Pa;
(2)B物体的重力:GB=mBg=1kg×10N/kg=10N,
对物体B受力分析知,B物体受到竖直向下的重力GB、竖直向上的拉力FQ、竖直向上的支持力F′=F(支持力与压力是相互作用力,大小相等)
所以绳子NQ上拉力:FQ=GB﹣F=10N﹣5N=5N,
由杠杆的平衡条件知:FP•LOM=FQ•LON,且OM长度和ON长度之比为4:1,
解得绳子MP上的拉力:FP===1.25N,
物体A受到竖直向下的重力GA、竖直向上的浮力F浮A,竖直向上的拉力FP,
所以物体A受到浮力为:F浮A=GA﹣FP=1.5N﹣1.25N=0.25N,
根据阿基米德原理可得F浮=ρ水gSAhA浸,
则物体A浸入水中的深度:hA浸===0.05m,
由题意可得,圆柱形物体A的高度hA=4hA浸=4×0.05m=0.2m;
(3)B与电子秤接触面的压强变为原来的1.6倍,即p′=1.6×500Pa=800Pa,
此时电子秤受到的压力为:F′=p′S=800Pa×0.1m×0.1m=8N,
所以绳子NQ上拉力:FQ′=GB﹣F′=10N﹣8N=2N,
由杠杆的平衡条件知:FP′•LOM=FQ′•LON,且OM长度和ON长度之比为4:1,
解得绳子MP上的拉力:FP′===0.5N,
物体A受到浮力为:F浮A′=GA﹣FP′=1.5N﹣0.5N=1N,
根据阿基米德原理可得F浮′=ρ水gSAhA浸′,
此时物体A浸入水中的深度:hA浸′===0.2m,此时物体A刚好全部浸没;
至少需要注入水的体积:V=(S容﹣SA)×(hA﹣hA浸)=(20m2﹣5×10﹣4m2)×(0.2m﹣0.05m)≈3m3。
答:(1)此时物体B与电子秤接触面的压强为500Pa;
(2)圆柱形物体A的高度为0.2m;
(3)若缓慢给圆柱形盛水容器注入水,则需要注入3m3水可以使B与电子秤接触面的压强变为原来的1.6倍。
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