精品解析:2021年江苏省南京市建邺区中考二模物理试题(解析版+原卷版)
展开2020-2021学年度江苏省南京市建邺区中考二模
物理试卷
注意事项:
1.本试卷共8页,全卷满分100分。考试时间90分钟。考生答题全部答在答题卡上,答在本试卷上无效。
2.请认真核对监考教师在答题卡上所粘贴条形码的姓名、考试证号是否与本人相符合,再将自己的姓名、考试证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在答题卡及本试卷上。
3.答选择题必须用2B铅笔将答题卡上对应的答案标号涂黑。如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答非选择题必须用0.5毫米黑色墨水签字笔写在答题卡的指定位置,在其他位置答题一律无效。
4.作图题必须用2B铅笔作答,并请加黑、加粗。
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题意)
1. 下列物理量的估测,符合生活实际的是( )
A. 一本物理课本重约为2N B. 人正常步行速度约为5m/s
C. LED节能台灯的功率约为500W D. 人体的正常体温约为38.5℃
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.一本物理课本的质量大约是200g,重力为
G=mg=0.2kg×10N/kg=2N
故A符合题意;
B.人正常步行速度约为1m/s,故B不符合题意;
C.LED节能台灯的功率约为5W,故C不符合题意;
D.人体的正常体温约为37℃,故D不符合题意。
故选A。
2. 关于能源、信息和材料,下列说法正确的是( )
A. 可见光不属于电磁波
B. 太阳能是不可再生能源
C. 能量的转化与转移是有方向的
D. 电饭锅的发热体用“超导体”能提高其热效率
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.可见光是电磁波,故A 错误;
B.太阳能可以从自然界源源不断的获得,是可再生能源,故B错误;
C.能量的转化与转移都具有方向性,故C正确;
D.超导体达到电阻为0,电饭锅的发热体用“超导体”不能发热,故D错误。
故选C。
3. 下列现象中,由于光的反射形成的是( )
A. 桥在水中的“倒影”
B. 苹果在桌上的影子
C. 用放大镜观察图案
D. 水中筷子好像弯折
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.倒影是光照射在水面上所成的等大虚像,成像原理遵循平面镜成像的原理,本质是光的反射,故A符合题意;
B.影子的形成说明光是沿直线传播的,故B不符合题意;
C.放大镜实质上是凸透镜,属于光的折射,故C不符合题意;
D.水中筷子弯折是发生了折射现象,故D不符合题意。
故选A
4. 关于粒子与宇宙,下列说法正确的是( )
A. 灰尘飞舞,说明分子在做无规则运动
B. 液体很难被压缩,是因为分子间有斥力
C. 海绵被捏后体积变小,说明分子间有空隙
D. 在电子、质子和原子中,尺度最小的是原子
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.灰尘是宏观物体,灰尘飞舞属于机械运动,故A错误;
B.物体间存在引力和斥力,液体很难被压缩,因为液体分子之间的斥力使分子间距很难变小,故B正确;
C.捏海绵使得它的体积变小,是因为海绵宏观上结构疏松多孔,不能说明分子间存在空隙,故C错误;
D.在电子、质子和原子中,电子的尺度比质子小,质子又比原子小,即尺度最小的是电子,故D错误。
故选B。
5. 夏天刚从冰箱中取出冰棒后,发现以下四种现象:①冰棒上粘着“白粉”; ②剥去纸后冰棒会冒出“白雾”; ③冰棒放进茶杯后,一会儿杯的外壁就会“出汗”;④ 冰棒放进嘴里变成“糖水”。这四种现象形成过程中放热的有( )
A. ①②③ B. ②③④ C. ①②④ D. ①③④
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】①冰棒上粘着“白粉”,是冰箱内的水蒸气遇冷凝华而成的小冰粒,此过程放出热量,故①符合题意;
②剥去纸后冰棒就冒出“白雾”,是空气中水蒸气遇冷的冰棒液化形成的液态小水滴,此过程放出热量,故②符合题意;
③把冰棒放进茶杯里,不一会儿茶杯外壁就会“出汗”,是空气中水蒸气遇到温度较低的茶杯外壁液化成的小水珠,此过程放出热量,故③符合题意;
④把冰棒放在嘴里变成“糖水”,是冰棒由固态变为液态的熔化现象,此过程吸收热量,故④不符合题意。
故选A。
6. 如图所示按动电火花发生器按钮,盒盖飞出,以下四个事例中能量转化与此相同的是( )
(1)水壶中的水沸腾后,壶盖被水蒸气顶起
(2)两手相互摩擦,手心变热
(3)汽油机的做功冲程
(4)流星与空气摩擦生热、发光
A. (1)(2) B. (1)(3)
C. (2)(3) D. (2)(4)
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】电火花打火时,酒精气体燃烧膨胀做功,使盒盖飞出去,因此将内能转化为盒盖的机械能;
(1)水壶中的水沸腾后,壶盖被水蒸气顶起,内能转化为机械能;
(2)两手相互摩擦,手心变热,机械能转化为内能;
(3)汽油机的做功冲程中,内能转化为机械能;
(4)流星与空气摩擦生热、发光,机械能转化为内能。
故选B。
7. 如图所示,小磁针静止在螺线管附近,闭合开关S后,下列判断正确的是
A. 通电螺线管的左端为N极
B. 小磁针一直保持静止
C. 小磁针的S极向右转动
D. 通电螺线管外A点的磁场方向向左
【答案】D
【解析】
【详解】A、由安培定则可知,右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指指向右端,则通电螺线管的右端为N极,故A错误;
BC、通电螺线管的右端是N极,根据异名磁极相互吸引可知,小磁针的S极应靠近螺线管的右端,则小磁计的S极向左转动,小磁针会逆时针旋转,故小磁针不会静止,故BC错误;
D、在磁体的外部,磁感线从N极指向S极,所以通电螺线管外A点的磁场方向向左,故D正确;
故选D.
8. 如图所示,摆球从A点静止释放,摆向另一侧的最高点B,最终静止在O′点,下列说法中正确的是( )
A. 小球到达B点的瞬间,速度为零,此时小球受平衡力的作用
B. 小球到达B点的瞬间,若剪断悬线,小球将保持静止状态
C. 小球静止在O′点时,若撤去所有的力,小球将竖直下落
D. 小球静止在O′点时,球受到的拉力和重力是一对平衡力
【答案】D
【解析】
【详解】A. 小球到达B点的瞬间,速度为零,但不能保持静止,此时小球受非平衡力的作用,故A错误;
B. 小球到达B点的瞬间,若剪断悬线,小球在重力作用下下落,故B错误;
C. 小球静止在O′点时,若撤去所有的力,小球将保持静止,故C错误;
D. 小球静止在O′点时,受力平衡,球受到的拉力和重力是一对平衡力,故D正确。
故选D。
9. 如图所示,两根绝缘细线悬挂着的导体ab放在U形磁铁中央,ab两端连接着导线。在虚线框中接入的器材及对应的原理正确的是( )
A. 接入电源,可演示电磁感应现象
B. 接入电源,可说明磁场对电流有力的作用
C. 接入灵敏电流计,可解释电动机的工作原理
D. 接入灵敏电流计,可说明电流的周围存在磁场
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.接入电源,其原理是通电导体在磁场中受到力的作用,故A错误;
B.接入电源,其原理是通电导体在磁场中受到力的作用,可以说明磁场对电流有力的作用,故B正确;
C.接入灵敏电流计,可演示电磁感应现象,可解释发电机的工作原理,故C错误;
D.接入灵敏电流计,可说明闭合线圈的部分导体切割磁感线会产生感应电流,故D错误。
故选B
10. 如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同容器,分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体,将两个相同的小球分别放在两容器中,小球静止时,两容器液面相平。 两个小球受到的浮力分别为F1、F2,两容器底部受到的液体压强分别为p1、p2,桌面受到的压力分别为F压1、F压2,则下列判断中正确的有( )
①F1 > F2 ; ②ρ1>ρ2 ; ③p1 > p2 ; ④F压1 > F压2
A. ②③ B. ①②③ C. ②③④ D. ①②③④
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】从图中可以看出,小球在甲溶液中漂浮,在乙溶液中悬浮,所以
,
小球静止时,两容器液面相平,即两小球的深度相等,由 得
甲液体的体积大于乙液体的体积,由得,甲乙两容器中的液体质量关系为
由 得,甲乙两容器中的液体重力关系为
甲乙两容器的总重力关系为
容器放在水平桌面上,因此
故C正确,ABD错误。
故选C。
11. 如图所示,一弹簧左端固定,右端连接一个小球,把它们套在光滑的水平杆上,a点是压缩弹簧后小球由静止释放时的位置,b点是弹簧原长时小球的位置,c点是小球到达最右端的位置。则小球由a点运动到c点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球在a点,弹簧的弹性势能最小
B. b点时,小球的速度最大
C. 从a到b点,小球的机械能不变
D. a点弹簧的弹性势能比c点的大
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】A.弹簧弹性势能与弹簧伸长量有关,b点为弹簧原长处,弹性形变为零,弹性势能最小,故A不正确;
B.从a点到b点,因为水平杆光滑,所以小球只受到来自弹簧向右的弹力,不断加速,b点到c点,弹簧对小球有向左的拉力,所以b到c小球减速,所以小球在b点动能最大,故B正确;
C.从a点到b点,小球不断加速,动能增加,而重力势能不变,机械能在增加,故C不正确;
D.弹簧弹性势能与弹簧伸长量有关,a点比c点距离原长处更远,弹性形变更大,所以a点弹性势能比c点大,故D正确。
故选BD。
12. 如图甲所示,电源电压恒定,R为定值电阻,滑动变阻器R'标有“20Ω 1A”,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。只闭合开关S和S1,滑片从最右端滑动到a点时,灯泡L恰好正常发光;只闭合开关S和S2,滑片从a点向某一方向移动,直到电压表示数与灯泡L的额定电压相同,两次调节过程的中两电表示数关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 电源电压为3.75V
B. 灯泡L的额定功率为1.5W
C. 电路工作时消耗的最小功率为1.5W
D. 闭合开关S和S1,电路允许的最大功率为6W
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.闭合开关S和S1,断开开关S2,灯泡和变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量灯泡两端的电压,在保障电路元件安全的情况下,将滑动变阻器的滑片从最右端滑动到a点,由于灯泡电阻随温度变化,故可知此过程中电流表与电压表示数变化关系图乙中的曲线,则另一次调节过程中电流表与电压表示数变化关系图像为图乙中的直线,滑动变阻器的滑片在最右端时,电路中总电阻最大,根据欧姆定律I=可知,电路中电流最小,从图中可知是0.25A,灯泡两端电压为1V,变阻器两端电压为
UR′=IR′=0.25A×20Ω=5V
根据串联电路的电压特点可知电源电压
U=1V+5V=6V
故A错误;
B.只闭合开关S2,电阻R和变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量R两端的电压,由图乙可知,两条图像中电压相等时(等于灯泡额定电压)电路中的电流为I′=0.3A,且变阻器滑片在a点时,电路中的电流为0.375A,电阻R两端的电压为3.75V,此时变阻器接入电路中的电阻
Ra=
R的阻值
当电路中的电流为0.3A时,R两端的电压等于灯泡的额定电压,即
U额=I′R=0.3A×10Ω=3V
在闭合开关S和S1,断开开关S2,且滑片在a点时,可知灯泡的额定电流
灯泡的额定功率
P额=U额I额=3V×0.5A=1.5W
故B正确;
C.灯泡正常工作时的电阻
RL=
由 可知电路中电阻最大时,功率最小,故可知当闭合开关S和S2,断开开关S1,且变阻器接入电路中阻值最大时,电路的总功率最小,为
故C错误;
D.闭合开关S和S1,断开开关S2,灯泡和变阻器串联,电流表测量电路电流,电压表测量灯泡两端的电压,电路中的最大电流等于灯泡的额定电流,为0.3A,电路允许的最大功率为
P最大=UI最大=6V×0.3A=1.8W
故D错误。
故选B。
二、填空题(本题共7小题,每空1分,共26分)
13. 如图所示是“曾侯乙编钟”,用钟锤敲击编钟,编钟因______而发出声音,轻敲或重敲编钟同一位置所发出声音的______不同,人耳听到的钟声主要是经______ 传播的。
【答案】 ①. 振动 ②. 响度 ③. 空气
【解析】
【分析】
【详解】[1]声音是由物体振动产生的,用钟锤敲击编钟,编钟发出声音,是因为编钟发生了振动。
[2]轻敲或重敲编钟同一位置时,编钟振动的幅度不同,则发出声音的响度不同。
[3]声音的传播需要介质,人耳能够听到钟声,是因为钟声经空气传播进入人耳的。
14. 如图所示是长征运载火箭点火升空的场景。火箭加速上升过程中,重力势能___________(选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),动能___________。火箭燃料主要是液态氢,若完全燃烧0.5kg的氢燃料,可放出热量___________J,若这些热量有84%被质量为1.0×103kg的水吸收,水的温度能够上升___________℃。[q氢=1.4×108 J/kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃]
【答案】 ①. 变大 ②. 变大 ③. 7×107 ④. 14
【解析】
【分析】
【详解】[1][2]火箭在加速上升过程中,速度增大、动能增大,高度变大,重力势能变大,使得机械能增大。
[3]完全燃烧0.5kg的氢燃料,可放出热量
Q放=mq氢=0.5kg×1.4×108J/m3=7×107J
[4]水吸收的热量
Q吸=ηQ放=84%×7×107J=5.88×107J
加热后水上升的温度
=14℃
15. 为庆祝建党100周年,科技小组制作了如图所示的展示牌(含牌面和支架),展示牌的重力为40N、重心为O,支架的夹角为60°。为测试该展示牌的抗风力大小,以防止展示牌倾倒,小组同学将展示牌放在水平地面上,进行模拟测试,测试中假设风力F始终集中作用在展示牌的重心。
(1)第一组同学施加的力F1始终与牌面垂直,当支架刚刚离开地面时,力F1的大小为___________N。
(2)第二组同学施加的力F2始终与水平面平行,当支架刚刚离开地面时,则力F2___________F1(选填“>”“<”或“=”)。
(3)为防止展示牌倾倒,可行的措施是___________(说出一条即可)。
【答案】 ①. 20 ②. > ③. 在支架上放石头( 适当减小支架的夹角等,合理即可)
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]该展示牌可看成杠杆,如图所示
由杠杆平衡条件
知
(2)[2]若将力F水平,动力臂l1减小,阻力及阻力臂不变,所以F2>F1。
(3)[3]为防止展示牌倾倒,可以添加重物,增大阻力,降低重心。
16. 电动自行车是生活中的常见物品。
(1)车在行驶时,以车为参照物,路旁的树木是___________(选填“运动”或“静止”)的;
(2)电动自行车对地面的压力是由于___________(选填“车胎”或“地面”)发生形变产生的;
(3)电动自行车在平直的公路上匀速行驶1000m用时200s,共消耗电能6×104J,电机输出的机械功率为200W,则汽车电机的效率为___________%,车受到的阻力为___________。
【答案】 ①. 运动 ②. 车胎 ③. 66.7 ④. 40N
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]车行驶时,以车为参照物,路旁的树木往后退,相对车来说,有位置变化,所以是运动的。
(2)[2]自行车对地面的压力是由于车胎向上发生形变,要向下恢复原状,则对地面有向下的压力。
(3)[3]200s内,电机所做的有用功
W有=Pt=200W×200s=4×104J
则电机的效率
[4]车匀速行驶的速度
此时,车做匀速直线运动,车所受的阻力和车的牵引力是平衡力,大小相等,据P=Fv得
17. 如图所示,物体重900N,动滑轮重60N。工人用500N的拉力将物体匀速提升2m,用了10s,此过程中有用功是___________J,拉力的功率是___________W,滑轮的机械效率是___________%,克服动滑轮重所做的功占额外功的___________%。
【答案】 ①. 1800 ②. 200 ③. 90 ④. 60
【解析】
【分析】
【详解】[1]此过程中有用功
W有=Gh=900N×2m=1800J
[2]动滑轮绳子的有效股数n=2,则绳子自由端移动的距离
s=nh=2×2m=4m
拉力做的总功
W总=Fs=500N×4m=2000J
拉力的功率
[3]滑轮的机械效率
[4]克服动滑轮重所做的功
W动=G动h=60N×2m=120J
额外功
W额= W总- W有=2000J-1800J=200J
克服动滑轮重所做的功占额外功的
18. 如图所示,电源电压恒为6V,R1=10Ω,R2=20Ω,R3=20Ω。只闭合S3,电压表的示数为___________V;只闭合S1、S2、S3,电流表的示数为___________A;要使1s内电路产生的热量最小,应只闭合开关___________,这个最小热量为___________J。
【答案】 ①. 4 ②. 0.9 ③. S4 ④. 0.72
【解析】
【分析】
【详解】[1]由电路图可知,只闭合开关S3,电阻R1和R2串联,电压表测量的是R2两端的电压,因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流为
则电压表示数为
U2=IR2=0.2A×20Ω=4V
[2]只闭合S1、S2、S3,电阻R1和R3并联,电流表测量干路电流,因为并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和,所以,电路中的总电阻为
电流表的示数为
[3][4]电源的电压一定,根据公式可知,电路中的总电阻最大时,1s内电路产生的热量最小,只有闭合开关S4时,三个电阻串联,总阻值最大,产生的热量为
19. 如图甲所示是小明网购的“电阻测量盒”,其内置器材如下:电压恒为6V的电源、定值电阻R0、开关、电流表各一个、导线若干。为弄清内部电路结构,小明用10Ω、20Ω的两个定值电阻做实验,部分数据记录如表所示。
实验序号
A、B间接入的
定值阻值R/Ω
电流表示数I/A
开关S断开
开关S闭合
①
10
0.4
0.6
②
20
0.3
(1)开关和R0的连接方式是___________联,R0的阻值为___________Ω。
(2)第①次实验中,开关S闭合时电路消耗的总功率是___________W。
(3)第②次实验中,开关S断开10s电路消耗电能为___________J。
【答案】 ①. 并 ②. 5 ③. 3.6 ④. 14.4
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]由表中数据可知,当R=10Ω接入AB之间,开关S闭合时,电流表的示数变大,说明开关和R0并联,如图所示:
[2]开关S断开,两个电阻串联,电流表测量电路中的电流,此时电源电压
U=I1(R0+R)=0.4A×(R0+10Ω)
开关S闭合,只有R接入电路,电流表测量电路中的电流,此时电源电压
U=I2R=0.6A×10Ω=6V
0.4A×(R0+10Ω)=6V
R0=5Ω
(2)[3]第①次实验中,开关S闭合时电路消耗的总功率
P=UI2=6V×0.6A=3.6W
(3)[4]第②次实验中,开关S断开10s电路消耗的电能为
14.4J
三、解答题(本题共9小题,共50分。解答第27、28题时应有公式和解题过程)
20. 按要求作图(请保留作图痕迹)。
(1)如图甲所示,一束光射入水中照亮了水底的鹅卵石。请画出该束光在水面处的反射光线和进入水中的折射光线;
(2)如图乙所示,一只小球置于光滑水平桌面上,用手指向右弹击小球后,小球在水平桌面上向右运动。画出小球在运动过程中的受力示意图(不计空气阻力);
(3)如图丙所示,用笔画线代替导线将插座正确接入电路。
【答案】(1) ;(2) ;(3)
【解析】
【分析】
【详解】(1)图甲中的入射光线照亮水底的鹅卵石,则对应的折射光线射向鹅卵石,那么连接入射点和鹅卵石所在的点便是折射光线;据光的反射定律中,反射角等于入射角,先作出水面的垂线,然后作出反射光线,所以作图如下:
(2)不计空气阻力时,小球在向右运动的过程中,只受到竖直向下的重力和光滑水平桌面对它的竖直向上的支持力的作用,这两个力是一对平衡力,作用点在小球的重心,作图如下:
(3)由图丙知,开关应接在灯泡与火线之间,那么最上面的那条是火线,中间的一条是零线,下面的一条是地线。而三脚插座的左孔接零线,右孔接火线,所以作图如下:
21. 小明利用乒乓球做了几个物理小实验。
(1)如图甲所示,乒乓球的直径为______cm,质量为2.7______;(填单位)
(2)如图乙所示,从倒置的漏斗口用力向下吹气,乒乓球不会掉下来,下列现象中的原理与此相同的有______。(填序号)
A.吹气时纸条向上
B.纸和水不会下落
C.吸管吸饮料
D.台风能掀开屋顶的瓦
【答案】 ①. 4.00 ②. g ③. A D
【解析】
【详解】(1)[1][2]如图甲所示,乒乓球的直径为
乒乓球质量较小,所以是2.7g。
(2)[3]A.如图乙所示,从倒置的漏斗口用力向下吹气,乒乓球不会掉下来,利用的是流体流速越快的位置,压强越小,乒乓球上下两面的空气流速不同,使乒乓球受到向上的压力差,吹气时纸条向上也是利用的这一原理,故A符合题意;
B.纸和水不会下落利用的是大气压,故B不符合题意;
C.吸管吸饮料利用的是大气压,故C不符合题意;
D.台风能掀开屋顶的瓦利用的是流体流速越快的位置,压强越小,屋外空气流速快压强小,屋内空气流速慢压强大,使屋顶受到向上的压力差,故D符合题意。
故选AD。
22. a、b两组同学用如图甲所示的装置做“观察水的沸腾”的实验。
(1)在图甲装置中,存在的错误是_____;
(2)实验中,两组同学用相同的酒精灯加热,水从开始加热到沸腾所用的时间相同,如图乙所示:则水的沸点是____,他们所用水的质量的大小关系为 ma____mb;
(3)当水沸腾时,水中有一个气泡从A位置上升到B位置,受到水的浮力分别为FA和FB,则 FA ____FB。
【答案】 ①. 温度计的玻璃泡接触了烧杯底; ②. 99℃ ③. > ④. <
【解析】
【详解】(1)[1]根据图甲可知,在温度计测量液体温度时,温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体中;不要碰到容器底或容器壁;而图中温度计的玻璃泡碰到了容器底。
(2)[2]水沸腾过程中,吸收热量,温度不变,由图乙可知,水的沸点是99℃。
[3]由图乙可知a的初温比b的初温高,ab同时沸腾,说明吸收的热量相同,a升高的温度低,根据Q=cmΔt知,说明a的质量大。
(3)[4]当水沸腾时,水中有一个气泡从A位置上升到B位置,气泡变大,由F浮=ρ水gV排可知B位置的浮力较大,即
FA<FB
23. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜焦距为10cm。蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示:
(1)将蜡烛,透镜和光屏放在光具座上,并使烛焰和光屏的中心在凸透镜的______上;
(2)图中光屏上呈一清晰的像,该像是倒立、______(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像;
(3)若把蜡烛移至37cm处,为了在光屏上呈现清晰的像,应把光屏移至______ cm处;
(4) 蜡烛由于燃烧而变短了一点,为了让像成在光屏中央,应将透镜向______移动一点(选填“上”或“下”);
(5)图中将一个眼镜片放在透镜和烛焰之间,光屏上的像变模糊了,将光屏向右移动,光屏上再次呈现清晰的像,该眼镜片是______(选填“近视”或“远视”)眼镜的镜片。
【答案】 ①. 主光轴 ②. 缩小 ③. 90 ④. 下 ⑤. 近视
【解析】
【详解】(1)[1]为了使像成在光屏中央,所以需要将光源、凸透镜、光屏三种中心调节在同一高度,所以烛焰和光屏的中心在凸透镜的主光轴上。
(2)[2]由图可知,物距大于两倍焦距,成像为倒立、缩小的实像。
(3)[3]此时物距为40cm,像距为13cm,若把蜡烛移至37cm处,物距变成13cm,根据光路可逆的特点,此时像距为40cm,所以需要把光屏移到90cm处。
(4)[4]为了使像成在光屏中央,所以需要将光源、凸透镜、光屏三种中心调节在同一高度,蜡烛由于燃烧而变短了一点,需要将凸透镜下调。
(5)[5] 将光屏向右移动,光屏上再次呈现清晰的像,说明成像在原来位置的后方,是因为光比原来发散了,所以该透镜为凹透镜。
24. 小明用如图所示的实验探究“影响滑动摩擦力大小的因素”。实验中所用木块和铝块的体积和形状完全相同,实验时用弹簧测力计沿水平方向拉着物块做匀速直线运动。
(1)图甲中铝块所受滑动摩擦力是______N;
(2)比较图甲和乙,可得出初步实验结论为:______;
(3)小明想知道实验所用木块和铝块的下表面谁更粗糙。由乙、丙两图可知,______的下表面更粗糙;对比甲、丙两图,______(选填“能”或“不能”)比较出木块和铝块下表面的粗糙程度。
【答案】 ①. 2.2 ②. 接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大 ③. 铝块 ④. 能
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]铝块做匀速直线运动,则它所受到拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,所以滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的拉力大小2.2N。
(2)[2]图甲和乙中,物块的接触面都是木板,即接触面的粗糙程度相同,图乙中的压力比图甲中的压力大,图乙中弹簧测力计示数比图甲的大,由此可得出结论:接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)[3]乙、丙两图中两物体的压力大小相同,都位于木板表面,但乙图中铝块在下方,弹簧测力计的示数比丙图中的大,即乙图中的滑动摩擦力更大,所以铝块的下表面更粗糙。
[4]丙图中物体的压力比甲图大,但丙图的弹簧测力计的示数比甲图的小,即丙图的滑动摩擦力比甲图的小,所以能比较出甲图的铝块比丙图的木块的下表面更粗糙。
25. 在测量密度的实验中
(1)小明和小华准备测量一只金属螺母的密度
①小明将天平放在水平桌面上,在调节天平平衡时发现指针如图甲所示,此时小明应向___________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使天平平衡。测量中,天平平衡时所加砝码和游码位置如图乙,则金属螺母质量为___________g。他继续测出金属螺母的体积为28cm3,螺母密度为___________kg/m3;
②小华的测量步骤是:
a、在圆柱形玻璃筒内加入适量的水,塑料碗漂浮在水面上,测出筒内水面的高度h1;
b、将金属螺母放入塑料碗中,碗漂浮在水面上,测出筒内水面的高度h2;
c、将金属螺母放入玻璃筒内的水中,碗漂浮在水面上,测出筒内水面的高度h3;
则金属螺母密度的表达式为ρ= ___________(已知水的密度为ρ水,用所测量的符号表示)。
(2)某综合实践小组自制了一支简易密度计来测量某液体密度
①取一根粗细均匀长L=22cm的吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口,使其竖直漂浮在液体中;
②将“吸管”放入水中静止时如图丙(a)所示,测得浸入的长度H=9cm;放到待测液体中静止时如图丙(b)所示,测得浸入的长度h =8cm。则该液体密度ρ= ___________g/cm3;
③图丁是该组三位同学用不同粗细吸管制成的密度计竖直漂浮在水面时的情形。为使所测液体密度更精确,应选密度计___________(选填数字序号)。
【答案】 ①. 左 ②. 75.6 ③. 2.7 ④. ⑤. 1.125 ⑥. ②
【解析】
【分析】
【详解】(1)①[1]将天平放在水平桌面上,在调节天平平衡时,发现指针偏向分度盘的右侧,右端下沉,此时应将平衡螺母向左调。
[2]由图知,标尺的分度值为0.2g,游码对应的示数为0.6g,螺母的质量
m=50g+20g+5g+0.6g=75.6g
[3]螺母的密度
ρ===2.7g/cm3=2.7×103kg/m3
即螺母的密度为2.7×103kg/m3。
②[4]由题知,金属螺母的体积为
V= S(h3-h1)
金属螺母受到的浮力为
F浮=ρ水gS(h2-h1)
金属螺母的重力G=mg=F浮,则
m=ρ水S(h2-h1)
则金属螺母的密度
ρ===
(2)②[5]由于吸管在(a)、(b)图中均漂浮,所以F浮=G ,则在水和另一种液体中受到的浮力相等,所以F浮水=F浮液,即设吸管的底面积为S,则
ρ水gS H=ρ液gSh
则该液体密度
ρ液===×1.0g/cm3=1.125 g/cm3
即该液体密度为1.125 g/cm3。
③[6]由F浮=ρgV排=ρgSh浸可知,h浸越大,密度计上可以标上更多的刻度,所测液体密度更精确,由图丁可知,应选密度计②。
26. 小明利用实验室提供的器材:学生电源、三个定值电阻(R1=5Ω、R2=15Ω、R3=25Ω)、标有“20Ω 1A”的滑动变阻器R4和最大阻值为999Ω的电阻箱R5等实验器材,完成了如下实验。
(1)小明分别利用R1、R2、R3作为研究对象来探究“电流与电阻的关系”
①图甲是连接的电路,其中有一根导线连接错误。请你在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连线。___________
②连线正确后,闭合开关,电流表有示数,电压表无示数,可能的原因是( )
A.电阻R1短路 B.滑动变阻器R4短路 C.电阻R1断路 D.滑动变阻器R4断路
③排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P到某一位置,记录数据时,电流表示数如图乙所示;再用15Ω的电阻替换5Ω的电阻,调节滑动变阻器滑片P,直到___________,再记录另一只电表的读数。
④为能完成实验,电源电压最大为___________V。
(2)小华利用R4、R5及R1、R2、R3中的某一个定值电阻,设计图丙所示的电路测出了小灯泡L的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额,电阻约为8Ω。
①闭合开关S、S1,调节电阻箱R5的示数为0,调节滑动变阻器R4的滑片P,使电压表示数为U额;
②闭合开关S、S2,保持___________不变,调节___________,使电压表示数为U额,读出此时电阻箱R5的示数为R';
③根据以上测量可知:图中选用定值电阻为___________(选填“R1”、“R2”或“R3”);小灯泡L的额定功率P额=___________(用字母表示)。
【答案】 ①. ②. A ③. 电压表的示数为2V ④. 3.6 ⑤. 滑动变阻器的滑片 ⑥. 电阻箱 ⑦. R1 ⑧.
【解析】
【分析】
【详解】(1)①[1] 电流表应与定值电阻串联,电压表应与定值电阻并联,而此题中电流表与定值电阻并联,电压表与定值电阻串联,所以连接错误,改正如下图所示:
②[2]电流表有示数,说明不是断路,那么是短路,电压表无示数,说明电压表所测的电阻短路,故选A。
③[3]此时定值电阻为5Ω,而电流表如图乙,选择小量程0~0.6A,故读数选择下面的刻度,为0.4A,则定值电阻两端的电压为
由于探究的是电流与电阻的关系,故需要控制定值电阻两端的电压不变,故用15Ω的电阻替换5Ω的电阻,调节滑动变阻器滑片P,直到电压表的示数为2V。
④[4]为能完成实验,当定值电阻选最大电阻25Ω,则此时的电流为
根据串联分压,电阻越大,电压越大,故此时滑动变阻器全部接入时,电源电压最大,最大的电源电压为
故最大的电源电压为3.6V。
(2)[5][6] 闭合开关S、S1,调节电阻箱R5的示数为0,灯泡与R4串联,调节滑动变阻器R4的滑片P,使电压表示数为U额,闭合开关S、S2,保持滑动变阻器的滑片P的位置不变,滑动变阻器的阻值不变,根据后一空可知,采用的是等效替代的方法,所以,应该调节电阻箱,使电压表示数为U额。
[7][8]使电压表示数为U额,此时把定值电阻和电阻箱当成一个整体,这个整体两端电压为额定电压,灯泡两端的电压也是U额,故说明定值电阻和电阻箱的总阻值等于小灯泡的阻值,而小灯泡电阻约为8Ω,则定值电阻肯定小于8Ω,故选择R1;由以上分析可知,小灯泡L的电阻为,小灯泡的额定电功率为
则小灯泡的额定电功率为。
27. 如图所示为多功能抑尘车(又名雾炮车),能喷出细小的水雾,起到净化空气的作用。其技术参数如下:空车质量6t,装满水后车轮与地面的总接触面积为1000cm2。
(1)该车在某水平公路匀速直线行驶时,3min行驶了900m,求其行驶速度。
(2)该车装满水静止在水平地面,对地面的压强为1.8×106Pa,求所装水的重力。
【答案】(1)5m/s;(2)1.2×105 N
【解析】
【分析】
【详解】解:(1)该车的行驶速度
(2)该车对地面的压力
F=pS=1.8×106Pa×1000×10-4m2=1.8×105N
车和水的总重力
G总=F=1.8×105N
所装水的重力
G水=G总-G车= G总-m车g=1.8×105N-6×103kg×10N/kg=1.2×105N
答:(1)其行驶速度是5m/s;
(2)所装水的重力是1.2×105N。
28. 国家规定燃气灶须安装熄火自动保护装置,在意外熄火(如汤水溢出)时,装置能自动关闭气路。图1为小华设计的模拟装置示意图:电源电压恒定,定值电阻R0的阻值为100Ω,线圈电阻不计。当电磁铁线圈中的电流I≤0.02A时,衔铁K被释放,从而关闭气路(未画出)启动保护,反之打开气路。热敏电阻Rt的阻值与温度的关系如图2中图线甲所示,则:
(1)停止加热(意外熄火)后,随着Rt温度降低,线圈中电流将变______;
(2)若滑动变阻器R1接入电路的电阻为50Ω,当温度降到60℃时,装置启动保护。则控制电路的电源电压是多少?______ ;
(3)在调试装置时,需满足以下两个条件:①装置启动保护时,Rt的温度不高于80℃;②为防止意外熄火后燃气泄漏的时间过长,装置启动保护时Rt的电功率应不超过0.06W。为满足上述条件,求变阻器R1接入电路的阻值范围; ______
(4)调试完成后,若仅将Rt换为图线乙所示的热敏电阻(两只热敏电阻的吸、放热本领相同),小华发现装置启动保护的灵敏度会______(选填“降低”或“提高”) 。
【答案】 ①. 小 ②. 6V ③. 50Ω-100Ω ④. 降低
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]停止加热(意外熄火)后,随着Rt温度降低,由图2可知,热敏电阻阻值变大,总电阻变大,电源电压不变,故电流变小。
(2)[2]从图2甲曲线可知,当温度降到60℃时,热敏电阻Rt的阻值为150℃,此时总电阻为
则装置启动保护,则电流为0.02A,则控制电路的电源电压是
故控制电路的电源电压是6V。
(3)[3] 从图2甲曲线可知,装置启动保护时,Rt的温度不高于80℃,则说明Rt的阻值不小于100Ω,装置启动保护时Rt的电功率应不超过0.06W,Rt的电功率为
则Rt的阻值
则Rt的阻值,而控制电路的电压为6V,电流为0.02A,则电路中的总电阻为300Ω,则当Rt的阻值最小100Ω,则滑动变阻器的最大阻值为
当当Rt的阻值最大150Ω,则滑动变阻器的最小阻值为
故滑动变阻器的范围为50Ω-100Ω。
(4)[4] 若仅将Rt换为图线乙所示热敏电阻,甲热敏电阻从60℃变为了80℃时,甲阻值变小了50Ω,而乙热敏电阻值变化不到一半,故甲热敏电阻灵敏度更高,因为电阻随温度变化快,电流变化快,装置启动保护的灵敏度也是甲高,故换成乙热敏电阻后灵敏度降低。
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