2022年山西省百校联考中考物理模拟试卷(一)
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二、选择题(本大题共10个小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有--项符合题目要求,请选出并在答题卡上将该选项涂黑)
1.(3分)如图所示,是山西博物院的门票,上面印有山西博物院的镇馆之宝﹣﹣晋侯鸟尊,根据图片信息估测门票中“鸟尊”图案的高度大约为( )
A.3mm B.30cm C.3cm D.3m
2.(3分)2021年12月9日,“神舟十三号”航天员乘组采取天地协同互动方式,将大家带入了生动的“天宫课堂”。下列有关“天宫课堂”的分析正确的是( )
A.讲课声是由物体振动产生的
B.主要通过音调辨别不同航天员
C.调大直播电视音量是改变音色
D.航天员传授知识是利用声传递能量
3.(3分)小明在“世界水日”制作了水循环海报,宣传节约用水。下列有关说法正确的是( )
A.烧水做饭时冒出的“白气”是水蒸气
B.水蒸气上升遇冷放热会液化成雪花
C.雪花下落放出热量会凝华成水
D.积雪会吸收热量升华成水蒸气
4.(3分)小明在社区开设的面包房参加社会实践活动,下列操作符合安全用电的是( )
A.用干毛巾擦干手后关闭闸刀开关
B.用湿抹布擦拭正在工作的电烤箱
C.同一插板上同时使用4个电烤箱
D.保险丝熔断后使用铁丝临时代替
5.(3分)疫情防控期间,进入公共场所需要用手机给二维码拍照,像会呈在手机影像传感器上(如图所示),然后凭“绿码”放行。下列关于“手机扫码”的说法正确的是( )
A.手机的镜头相当于一个凹透镜
B.二维码应在镜头二倍焦距以外
C.影像传感器上成正立、放大的虚像
D.远离二维码时影像传感器上像变大
6.(3分)“举杯邀明月,对影成三人。”下列成语中的“影”与“对影成三人”中的“影”成因不同的是( )
A.立竿见影 B.杯弓蛇影 C.形影相追 D.形单影只
7.(3分)如图所示,是山西省男子篮球队在某场比赛中的精彩画面。篮球比赛中有关物理现象解释正确的是( )
A.篮球在击地传球过程中运动状态不变
B.篮球随手上升时双手对篮球不做功
C.篮球离手后上升过程中动能保持不变
D.篮球被投出后由于具有惯性继续运动
8.(3分)如图所示是公交车自动爆玻器,它利用电磁线圈在通电时产生一个冲击力,带动钨钢头击打车窗玻璃边角部位,达到击碎玻璃的目的。下列选项中与自动爆玻器的原理相同的是( )
A. B.
C. D.
9.(3分)如图所示,为避免压坏反射面板,在维修“中国天眼”时,用一个直径固定的氦气球将维修工人吊起,利用氦气球浮力抵消维修工人自身的大部分体重,减少对反射面板的压力,甚至形成“零重力”,下列对维修过程描述正确的是( )
A.“零重力”是指维修工人所受重力为零
B.“零重力”时浮力与总重力大小相等
C.上升时维修工人和球所受的浮力变大
D.下降时维修工人和球排开气体所受重力变小
10.(3分)如图甲所示,某健身俱乐部通过压力传感器获取运动者的运动数据,其工作原理如图乙所示。电源电压不变,R1为定值电阻,压力传感器R的阻值随压力增加而减小。在人从与蹦床接触至下落到最低点过程中。下列说法中正确的是( )
A.电流表A的示数逐渐变小
B.电压表V的示数逐渐变小
C.电压表 V与电流表 A示数的比值逐渐变大
D.电路消耗的总功率P逐渐变大
八、实验探究(本大题共5个小题,31小题4分,32小题8分,33小题5分,34小题4分,35小题3分,共24分)
11.(4分)如图甲所示,是小明在做“探究水沸腾时温度变化的特点”实验。
(1)图甲中的实验装置应按照 (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序组装。小明用该装置做了两次实验,绘制出图乙所示的a、b两条图线。由图线可知实验中水的沸点为 ℃;水沸腾时的特点是 。
(2)两次实验图象a、b不完全重合的原因可能是 。
12.(8分)下图是李华利用欧姆定律测量未知电阻Rx(阻值约为5Ω左右)大小的实验。
(1)李华连接的电路有一根导线是错误的,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的导线并画出实验电路图。
(2)开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片置于最 端。
(3)检查电路无误后,闭合开关,发现电流表无示数而电压表有示数,出现这一现象的原因可能是
(4)排除故障后,闭合开关,电流表示数为0.4A,电压表示数如图所示,则Rx= Ω;接下来他移动滑动变阻器得出多组电压、电流数值,这样做的目的是: 。
(5)李华在实验过程中思考:如果电流表损坏还能否顺利测出Rx的阻值?于是他设计了下图所示的电路图(R0为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且电压保持不变),测量步骤如下:
①当开关闭合至1时,电压表示数记为U1;
②当开关闭合至2时,测量的是 的电压,记为U2;
③待测电阻Rx= (用已知量和测量出来的量的符号表示)
13.(5分)中条山上矿产资源丰富,小明想测量这里矿石的密度,其测量过程如下:
(1)调节天平横梁平衡时,将游码移至 ,发现指针在分度盘如图甲所示的位置,此时应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直至横梁平衡。
(2)用调节好的天平测出矿石质量,如图乙所示,则矿石的质量为 g。然后向量筒中倒入30mL水,利用细线将矿石缓慢放入量筒,量筒中水面位置如图丙所示,则矿石的密度为 g/cm3。
(3)若矿石具有吸水性,则测出的矿石密度会 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
14.(4分)楼顶的太阳能热水器都是倾斜放置的,小明猜想增大水接受光照的面积,能使水温快速升高,于是他设计了如图所示的装置进行验证。小明准备了A、B、C三个受光面积不同而容积相同的玻璃水槽并装上水,使太阳光垂直照射在三个玻璃水槽的受光面,记录水槽中水温随时间变化情况。
(1)设计实验时要注意控制变量,除水的初温相同外,你认为该实验还应控制 一定。(答出2个)
(2)请你为该实验设计一个记录实验数据的表格。
15.(3分)在现实生活中,修路、架桥时若遇山体,可能要对山体进行爆破。为避免发生事故,工人师傅需要测量炸药引线的燃烧速度,请你用学过的知识帮助工人师傅,选择合适的器材测量引线的燃烧速度。
(1)实验器材: 。
(2)实验步骤: 。
(3)实验结论: 。
九、综合应用(本大题共8个小题,36、37、38小题各2分,39小题4分,40小题2分,41小题4分,42小题4分,43小题6分,共26分).
16.(2分)他发现了万有引力定律和光的色散,被称为“近代自然科学的奠基人之一”,他是 ,他的名字被命名为 的单位。
17.(2分)小明暑期学习潜水,随着潜水深度的增加,他受到水的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”)。若无潜水设备,人最多可潜水10m,此时人所受的压强约为 Pa。(g取10N/kg)
18.(2分)随着科技的快速发展,乘坐飞船到太空旅行已成为现实。小明提出使用哑铃在太空中锻炼身体,你认为他的想法 (选填“可行”或“不可行”),理由是 。
19.(4分)阅读短文,回答问题。
NFC技术
NFC的中文全称为近场通信技术,其中“近场”是指临近电磁场的无线电波。NFC是一种短距高频的无线电技术,广泛应用于支付、安防、标签等。
相关标准规定NFC的通信距离为10cm以内,NFC是在非接触式射频识别技术的基础上,结合无线互连技术研发而成,它为我们日常生活中越来越普及的各种电子产品提供了一种十分安全快捷的通信方式。NFC工作模式分为被动模式和主动模式:被动模式中NFC发起设备利用供电设备的能量来提供射频场,并将数据发送到NFC目标设备,在此模式下,NFC发起设备可以检测非接触式卡或NFC目标设备,与之建立连接;主动模式中,发起设备和目标设备在向对方发送数据时,都必须主动产生射频场,它们都需要供电设备来提供产生射频场的能量,主动模式可以获得非常快速的连接速率。
(1)NFC的中文全称为 ,该技术在真空中 (选填“能”或“不能”)使用。
(2)使用NFC银行卡刷卡消费属于 (选填“主动”或“被动”)模式。请举出生活中利用NFC被动模式的一个实例: 。
20.(2分)小明发现地下车库中的道路有个急转弯,容易发生交通事故,在没有凸面镜的情况下,小明临时用一块大平面镜替代放置在如图所示的A处,使拐弯处的两辆车可以从镜子互相看见对方,消除安全隐患。请你利用所学知识帮助小明在图中的A处画出平面镜放置的合适位置。
21.(4分)小明发现空调电源线都很短,电工师傅告诉小明:国家规定大功率用电器的电源线不宜过长。请你用物理知识解释空调电源线不宜过长的原因。
22.(4分)氢能被视为未来的理想清洁能源。如图所示为一款氢气燃料汽车,该车车身的质量(含燃料的质量)为1890kg,储罐中可充入5kg高压氢,若搭载人的总质量为110kg时,轮胎与路面接触的总面积约为0.2m2,则:(g取10N/kg)
(1)该车搭载人静止时,对水平路面的压强是多少?
(2)该车搭载人在水平路面以72km/h的速度匀速直线行驶时,所受阻力为总重力的0.02倍,计算此时牵引力的功率。
23.(6分)为了切实提高实践能力,创新小组开展了制作“多功能电热锅”的项目化学习。经过小组讨论确定制作要求如表,请你根据要求解决下列问题。[c水=4.2×103J(kg•℃)]
项目任务
制作“多功能电热锅”
主要器材
R1=44Ω、R2=88Ω的电阻各一个开关两个、导线若干、电源插头一个
容积
2L
挡位
实现低温、高温加热功能
额定电压
220V
加热效率
80%
(1)请你在虚线框内设计电热锅的内部电路图。
(2)该电热锅在低温挡下工作时的电功率是多少?
(3)用该电热锅的高温挡将1kg、初温为20℃的水烧开所用的时间约是多少?(当地为标准大气压)
2022年山西省百校联考中考物理模拟试卷(一)
参考答案与试题解析
二、选择题(本大题共10个小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有--项符合题目要求,请选出并在答题卡上将该选项涂黑)
1.(3分)如图所示,是山西博物院的门票,上面印有山西博物院的镇馆之宝﹣﹣晋侯鸟尊,根据图片信息估测门票中“鸟尊”图案的高度大约为( )
A.3mm B.30cm C.3cm D.3m
【分析】首先要对题目物体的长度有个初步的了解,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:根据图片信息,“鸟尊”图案的高度接近大拇指的长度,所以估测门票中“鸟尊”图案的高度大约为3cm。
故ABD错误,C正确。
故选:C。
【点评】此题考查对生活中常见物体长度的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,选出符合实际的选项即可。
2.(3分)2021年12月9日,“神舟十三号”航天员乘组采取天地协同互动方式,将大家带入了生动的“天宫课堂”。下列有关“天宫课堂”的分析正确的是( )
A.讲课声是由物体振动产生的
B.主要通过音调辨别不同航天员
C.调大直播电视音量是改变音色
D.航天员传授知识是利用声传递能量
【分析】(1)声是由物体振动产生的。
(2)音色反映的是声音的品质与特色,它跟发声体的材料和结构有关;
(3)调节音量是调节声音的大小,改变的是响度;
(4)声音可以传递信息,可以传递能量。
【解答】解:A、讲课声是由声带的振动产生的,故A正确;
B、每个人说话声带都会振动发出声音,但由于声带结构不同,所以发出声音的音色不同,主要通过音色辨别不同航天员,故B错误;
C、调节音量是调节声音的大小,改变的是响度,故C错误;
D、航天员传授知识是利用声传递信息,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查了声音产生、声音的特性以及声音的利用,难度不大。
3.(3分)小明在“世界水日”制作了水循环海报,宣传节约用水。下列有关说法正确的是( )
A.烧水做饭时冒出的“白气”是水蒸气
B.水蒸气上升遇冷放热会液化成雪花
C.雪花下落放出热量会凝华成水
D.积雪会吸收热量升华成水蒸气
【分析】物质从固态变为液态的过程叫做熔化,物质从液态变为固态的过程叫做凝固;物质从液态变为气态的过程叫做汽化,物质从气态变为液态的过程叫做液化;物质从固态直接变为气态的过程叫升华,物质从气态直接变为固态的过程叫凝华。
【解答】解:A、水烧开时冒出的白气是水蒸气上升温度降低液化成的小液滴,故A错误;
B、水蒸气上升遇冷放热会液化成小水珠,故B错误;
C、雪花下落放出热量会熔化成水,故C错误;
D、积雪会吸收热量,由固态直接变成气态,升华成水蒸气,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了与热学相关的多个知识点,联系生活中的现象,能用相关热学知识做出解释是解答的关键。
4.(3分)小明在社区开设的面包房参加社会实践活动,下列操作符合安全用电的是( )
A.用干毛巾擦干手后关闭闸刀开关
B.用湿抹布擦拭正在工作的电烤箱
C.同一插板上同时使用4个电烤箱
D.保险丝熔断后使用铁丝临时代替
【分析】(1)(2)生活用水是导体,如果电线或用电器漏电,将会造成触电事故;
(3)家庭电路中电流过大的原因:一是短路,二是家中使用用电器的总功率过大;
(4)保险丝在电流过大时发热自动熔断,切断电路,从而起到保护电路的作用。
【解答】解:A、生活用水是导体,用干毛巾擦干手后关闭闸刀开关,才不会造成触电事故,故A符合安全用电原则;
B、生活用水是导体,用湿抹布擦拭正在工作的电烤箱,可能会因湿抹布导电而发生触电事故,故B不符合安全用电原则;
C、电路中电流过大的原因有两个:一是短路,二是家中使用用电器的总功率过大,故大功率用电器同时使用时,将会使电路中的电流过大,易引起火灾,故C不符合安全用电原则;
D、因为铁丝的电阻率小、熔点高,在电流过大时,产生的热量不容易达到熔点,因此不会熔断,起不到保险的作用,故D不符合安全用电原则。
故选:A。
【点评】本题考查了学生对安全用电知识的了解与掌握,平时学习时多了解、多积累,加强安全意识,不能违反。
5.(3分)疫情防控期间,进入公共场所需要用手机给二维码拍照,像会呈在手机影像传感器上(如图所示),然后凭“绿码”放行。下列关于“手机扫码”的说法正确的是( )
A.手机的镜头相当于一个凹透镜
B.二维码应在镜头二倍焦距以外
C.影像传感器上成正立、放大的虚像
D.远离二维码时影像传感器上像变大
【分析】手机摄像头的镜头是凸透镜,其是利用物体在2倍焦距以外,像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立缩小实像的原理工作的。凸透镜成实像时,物近像远像变大的特点。
【解答】解:
ABC、手机摄像头相当于凸透镜,是利用物体在2倍焦距以外,凸透镜成倒立、缩小实像的原理工作的,所以,二维码要位于摄像头二倍焦距以外,故B正确,AC错误;
D、当二维码远离摄像头时,物距变大,像距变小,影像传感器上的像变小,故D错误。
故选:B。
【点评】此题考查了凸透镜成像规律的应用,关键要明确凸透镜成实像时,物近像远像变大的规律。
6.(3分)“举杯邀明月,对影成三人。”下列成语中的“影”与“对影成三人”中的“影”成因不同的是( )
A.立竿见影 B.杯弓蛇影 C.形影相追 D.形单影只
【分析】光在同种均匀介质中沿直线传播,影子的形成就是光的直线传播现象,水中倒影是光的反射形成的。
【解答】解:光遇到不透明物体时,在物体的后方形成一个暗区,这就是所谓的影子;对影成三人中的“影”是光的直线传播形成的。
A、立竿见影是指杆遮挡了光线,形成了杆的影子,因此属于光沿直线传播现象;
B、杯弓蛇影是由于对面的墙壁上挂着一个弓,弓的影子正好映在透明的酒杯中,好像一条蛇,因此属于平面镜成像,是由于光的反射形成的;
C、形影相随是由于自己的身体遮挡了光线,所以形成了自己的影子,属于光沿直线传播现象;
D、形单影只中的影是指自己的影子,属于光沿直线传播现象。
故选:B。
【点评】本题考查光沿直线传播现象以及光的反射现象,理解各成语的含义是选出正确答案的前提。
7.(3分)如图所示,是山西省男子篮球队在某场比赛中的精彩画面。篮球比赛中有关物理现象解释正确的是( )
A.篮球在击地传球过程中运动状态不变
B.篮球随手上升时双手对篮球不做功
C.篮球离手后上升过程中动能保持不变
D.篮球被投出后由于具有惯性继续运动
【分析】(1)物体的运动状态变化包括速度大小和运动方向的变化。
(2)做功的两个必要因素:作用在物体上的力,物体在力的方向上通过的距离(即力和距离的方向要一致),二者缺一不可。
(3)物体的动能与质量和速度有关。
(4)任何物体都具有惯性,即保持原运动状态不变的性质。
【解答】解:A、篮球在击地传球过程中,运动方向和速度大小均变化,所以运动状态改变,故A错误;
B、篮球随手上升时,受到手的力向上,运动方向向上,所以双手对篮球做功,故B错误;
C、篮球离手后上升过程中,速度变小,所以动能减小,故C错误;
D、篮球被投出后,由于具有惯性继续运动,故D正确。
故选:D。
【点评】理解运动状态不变的情况、做功的必要因素,知道影响动能的因素,理解惯性概念,可解答此题。
8.(3分)如图所示是公交车自动爆玻器,它利用电磁线圈在通电时产生一个冲击力,带动钨钢头击打车窗玻璃边角部位,达到击碎玻璃的目的。下列选项中与自动爆玻器的原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【分析】司机按下开关,自动爆破器的线圈在磁场中收到力的作用而运动,产生一个冲击力,带动钨钢头击打车窗玻璃边角部位,实现击碎玻璃的目的,是电能转化为机械能。
【解答】解:A、说明闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,是电磁感应现象,机械能转化为电能,故A错误;
B、说明通电导体周围存在磁场,是电流的磁效应,故B错误;
C、当处于磁场中的部分导体中有电流通过时,通电导线AB在磁场中受力的作用而运动,是电能转化为机械能,与自动爆玻器工作原理相同,故C正确;
D、电磁铁是利用电流的磁效应,故D错误。
故选:C。
【点评】此题主要考查的是学生对通电导线在磁场中受到力的作用的原理的理解和掌握,并会应用于实际是解决该题的关键。
9.(3分)如图所示,为避免压坏反射面板,在维修“中国天眼”时,用一个直径固定的氦气球将维修工人吊起,利用氦气球浮力抵消维修工人自身的大部分体重,减少对反射面板的压力,甚至形成“零重力”,下列对维修过程描述正确的是( )
A.“零重力”是指维修工人所受重力为零
B.“零重力”时浮力与总重力大小相等
C.上升时维修工人和球所受的浮力变大
D.下降时维修工人和球排开气体所受重力变小
【分析】(1)(2)地面附近的物体都受到重力的作用,据此根据物体的浮沉条件分析得出浮力与总重力的关系;
(3)根据阿基米德原理分析维修工人和球受到的浮力、排开气体所受重力的大小变化。
【解答】解:
AB、把气球和维修工人看作是一个整体,整体处于悬浮状态,受到的浮力等于总重力,形成“零重力”,其所受重力不变,故A错误、B正确;
CD、用一个直径固定的氦气球将维修工人吊起,则维修工人和球排开空气的体积不变,根据F浮=ρ空气gV排可知,无论上升还是下降,维修工人和球所受的浮力大小不变,则球排开气体所受重力不变,故CD错误。
故选:B。
【点评】本题通过维修“中国天眼”一个特定的场景,考查浮力的利用,熟练掌握物体浮沉条件、阿基米德原理是解题的关键。
10.(3分)如图甲所示,某健身俱乐部通过压力传感器获取运动者的运动数据,其工作原理如图乙所示。电源电压不变,R1为定值电阻,压力传感器R的阻值随压力增加而减小。在人从与蹦床接触至下落到最低点过程中。下列说法中正确的是( )
A.电流表A的示数逐渐变小
B.电压表V的示数逐渐变小
C.电压表 V与电流表 A示数的比值逐渐变大
D.电路消耗的总功率P逐渐变大
【分析】由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表V测量R1两端的电压;根据压力的变化判定压敏电阻阻值的变化,根据欧姆定律分析电路中电流和电压表示数的变化、电压表V与电流表A示数的比值的变化;根据P=UI判定总功率的变化。
【解答】解:由图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表V1测量R1两端的电压;
AB、在人从与蹦床接触至下落到最低点过程中,蹦床受到的压力增大,压敏电阻的阻值减小,总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;
根据U=IR可知,R1两端的电压变大,即电压表V示数变大,故AB错误;
根据R=UI可知,电压表V与电流表A示数的比值等于R1的阻值,则该比值保持不变,故C错误;
D、电源电压不变,电路中的电流变大,则根据P=UI可知,电路消耗的总功率P逐渐变大,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了电路的动态分析,明确压敏电阻的阻值变化是解题的关键。
八、实验探究(本大题共5个小题,31小题4分,32小题8分,33小题5分,34小题4分,35小题3分,共24分)
11.(4分)如图甲所示,是小明在做“探究水沸腾时温度变化的特点”实验。
(1)图甲中的实验装置应按照 自下而上 (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序组装。小明用该装置做了两次实验,绘制出图乙所示的a、b两条图线。由图线可知实验中水的沸点为 97 ℃;水沸腾时的特点是 要吸收热量,但温度保持不变 。
(2)两次实验图象a、b不完全重合的原因可能是 a的质量比b的质量小 。
【分析】(1)在此实验中,酒精灯及温度计的使用都有特殊的规定:使用酒精灯的外焰加热,温度计的玻璃泡要完全浸没在液体中,但不能碰到容器底;所以要从下向上进行调节;液体沸腾时不断吸收热量,温度保持不变,这个不变的温度是液体的沸点;
(2)通过ab初温相同,但到达沸腾的时间不相同,根据质量少的先沸腾判断ab的质量大小关系。
【解答】解:(1)由于要用酒精灯的外焰加热,所以需先根据酒精灯固定石棉网的高度,所以实验装置的组装顺序应为自下而上;液体沸腾时不断吸收热量,温度保持不变,这个不变的温度是液体的沸点,图中所示水的沸点是97℃,水沸腾的特点是要吸收热量,但温度保持不变;
(2)由图乙知a的初温与b的初温相同,a先沸腾,说明a的质量比b的质量小。
故答案为:(1)自下而上;97;要吸收热量,但温度保持不变;(2)a的质量比b的质量小。
【点评】本题考查探究水沸腾时温度变化的特点,解题的关键是知道器材的组装和液体沸腾的特点。
12.(8分)下图是李华利用欧姆定律测量未知电阻Rx(阻值约为5Ω左右)大小的实验。
(1)李华连接的电路有一根导线是错误的,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的导线并画出实验电路图。
(2)开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片置于最 左 端。
(3)检查电路无误后,闭合开关,发现电流表无示数而电压表有示数,出现这一现象的原因可能是 Rx断路。
(4)排除故障后,闭合开关,电流表示数为0.4A,电压表示数如图所示,则Rx= 5.5 Ω;接下来他移动滑动变阻器得出多组电压、电流数值,这样做的目的是: 多次测量求平均值 。
(5)李华在实验过程中思考:如果电流表损坏还能否顺利测出Rx的阻值?于是他设计了下图所示的电路图(R0为阻值已知的定值电阻,电源电压未知且电压保持不变),测量步骤如下:
①当开关闭合至1时,电压表示数记为U1;
②当开关闭合至2时,测量的是 电源 的电压,记为U2;
③待测电阻Rx= U2−U1U1R0 (用已知量和测量出来的量的符号表示)
【分析】(1)电源、开关、电流表、未知电阻、滑动变阻器应串联,电压表应与未知电阻并联,据此分析电路;
(2)开关闭合前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端;
(3)电流表无示数,说明电路出现断路,电压表有示数,说明电压表的正负接线柱与电源的两极之间是接通的,据此分析;
(4)根据电压表量程和分度值读出电压值,利用欧姆定律计算电阻,得出多组电压、电流数值的目的是为了多次测量求电阻的平均值;
(5)利用R0的电压和电阻计算出电流,根据串联电路的电流、电压规律,并结合欧姆定律计算Rx的阻值。
【解答】解:(1)实物图中未知电阻和变阻器并联,电压表串联在电路中,这是错误的;未知电阻、滑动变阻器应串联,电压表应与未知电阻并联,故改正后的实物图和电路图如下:
(2)开关闭合前,为保护电路,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端,由于滑动变阻器接入的是右下接线柱,故应将滑动变阻器的滑片置于最左端;
(3)电流表无示数,说明电路出现断路,电压表有示数,说明电压表的正负接线柱与电源的两极之间是接通的,故出现这一现象的原因可能是Rx断路;
(4)电压表选择的量程是0~3V,分度值为0.1V,故示数为2.2V,电流表示数为0.4A,
根据欧姆定律知Rx的阻值为:Rx=UI=2.2V0.4A=5.5Ω;
移动滑动变阻器得出多组电压、电流数值的目的是为了多次测量求平均值减小误差;
(5)①当开关闭合至1时,电压表示数记为U1,此时R0与Rx串联,电压表测量的是R0两端的电压值;
②当开关闭合至2时,R0与Rx串联,电压表测量的是电源电压,记为U2;
③在步骤①中,通过R0的电流为:I0=U1R0,
串联电路中电流处处相等,故Rx的电流为:Ix=I0=U1R0,
Rx两端的电压为:Ux=U2﹣U1
故待测电阻为:Rx=U2−U1U1R0=U2−U1U1R0。
故答案为:
(1)如上图所示;(2)左;(3)Rx断路;(4)5.5;多次测量求平均值减小误差;(5)电源;U2−U1U1R0。
【点评】本题考查了电阻的测量,涉及到电路的连接、电路故障的分析、电阻的计算,难点在于利用串联电路的电流、电压规律并结合欧姆定律测量未知电阻的阻值。
13.(5分)中条山上矿产资源丰富,小明想测量这里矿石的密度,其测量过程如下:
(1)调节天平横梁平衡时,将游码移至 标尺左端零刻度线处 ,发现指针在分度盘如图甲所示的位置,此时应将平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节,直至横梁平衡。
(2)用调节好的天平测出矿石质量,如图乙所示,则矿石的质量为 78.6 g。然后向量筒中倒入30mL水,利用细线将矿石缓慢放入量筒,量筒中水面位置如图丙所示,则矿石的密度为 2.62 g/cm3。
(3)若矿石具有吸水性,则测出的矿石密度会 偏大 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【分析】(1)天平使用前的调节:放:把天平放到水平桌面上;移:把游码移到标尺左端零刻度线处;调:调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处,左偏右调,右偏左调;
(2)①利用天平测量物体质量时,物体质量等于砝码的质量和游码对应的刻度值之和;
②矿石的体积等于矿石和水的总体积减去水的体积,再根据密度公式得出矿石的密度;
(3)矿石吸水,导致矿石体积测量值偏小,由密度公式得出矿石密度的变化。
【解答】解:(1)调节天平横梁平衡时,将游码移至标尺左端零刻度线处,由图甲可知天平的指针向左偏,此时应将平衡螺母向右调节,直至横梁平衡;
(2)①由图乙可知矿石的质量m=50g+20g+5g+3.6g=78.6g;
②由图丙可知矿石和水的总体积为60mL,矿石的体积V=60mL﹣30mL=30mL=30cm3,矿石的密度ρ=mV=78.6g30cm3=2.62g/cm3;
(3)矿石吸水,导致矿石体积测量值偏小,由ρ=mV可知矿石密度偏大。
故答案为:(1)标尺左端零刻度线处;右;(2)78.6;2.62;(3)偏大。
【点评】本题考查了固体密度的测量、天平的使用与读数、量筒的使用与读数、误差分析,是一道简单题。
14.(4分)楼顶的太阳能热水器都是倾斜放置的,小明猜想增大水接受光照的面积,能使水温快速升高,于是他设计了如图所示的装置进行验证。小明准备了A、B、C三个受光面积不同而容积相同的玻璃水槽并装上水,使太阳光垂直照射在三个玻璃水槽的受光面,记录水槽中水温随时间变化情况。
(1)设计实验时要注意控制变量,除水的初温相同外,你认为该实验还应控制 水的质量、太阳光照射水槽受光面的角度 一定。(答出2个)
(2)请你为该实验设计一个记录实验数据的表格。
【分析】根据题意可知,小明想要探究太阳能热水器中水温升高的快慢与受光面积的关系,即相同时间段内水升高的温度与受光面积的关系;太阳能热水器中水温升高的快慢可能与水的质量(或水的体积)、太阳光照射水槽受光面的角度、光照时段等都有关,根据控制变量法的要求,设计实验时,需要控制水的初温、水的质量(或水的体积)、太阳光照射水槽受光面的角度、光照时段等相同,改变受光面积,这样只需比较相同时间段的水的末温大小就可以得出水温升高的快慢与受光面积的关系。
【解答】解:(1)太阳能热水器中水温升高的快慢可能与水的质量(或水的体积)、太阳光照射水槽受光面的角度、光照时段等都有关,所以设计实验时要注意控制变量,除水的初温相同外,还应控制水的质量(或水的体积)、太阳光照射水槽受光面的角度、光照时段等相同;
(2)该实验需要记录不同水槽中的水温随时间变化的情况,所以设计的表格需体现时间变化、水温变化等要素,设计的记录实验数据的表格如下:
t/min
0
5
10
15
20
25
30
TA/℃
TB/℃
TC/℃
故答案为:(1)水的质量、太阳光照射水槽受光面的角度;
(2)记录实验数据的表格见解答。
【点评】本题考查了学生根据题中信息用控制变量法设计实验能力,是一道中等题。设计此实验需要注意让不同水槽受到太阳光照射的条件相同(除了受光面积不同)和水槽内水的质量相同。
15.(3分)在现实生活中,修路、架桥时若遇山体,可能要对山体进行爆破。为避免发生事故,工人师傅需要测量炸药引线的燃烧速度,请你用学过的知识帮助工人师傅,选择合适的器材测量引线的燃烧速度。
(1)实验器材: 刻度尺、手表 。
(2)实验步骤: ①取一小段引线,用刻度尺测出两标记间的距离为s;
②点燃引线,并计时,测出引线完全烧完所用的时间为t;
③则引线的燃烧速度为v=st 。
(3)实验结论: 引线的燃烧速度为v=st 。
【分析】(1)测量长度需要用刻度尺及细棉线,测量时间需要用秒表;
(2)先用刻度尺测出一小段引线的长度s,再用秒表测出燃烧这段引线需要的时间t,根据速度公式v=st就可算出引线燃烧的速度。
【解答】解:(1)器材:刻度尺、手表;
(2)步骤:①取一小段引线,用刻度尺测出两标记间的距离为s;
②点燃引线,并计时,测出引线完全烧完所用的时间为t;
③则引线的燃烧速度为v=st;
(3)引线的燃烧速度为v=st。
故答案为:(1)刻度尺、手表;(2)①取一小段引线,用刻度尺测出两标记间的距离为s;②点燃引线,并计时,测出引线完全烧完所用的时间为t;③则引线的燃烧速度为v=st;(3)引线的燃烧速度为v=st。
【点评】本题考查了速度公式的计算,弄清所需要测的物理量是解题的关键。
九、综合应用(本大题共8个小题,36、37、38小题各2分,39小题4分,40小题2分,41小题4分,42小题4分,43小题6分,共26分).
16.(2分)他发现了万有引力定律和光的色散,被称为“近代自然科学的奠基人之一”,他是 牛顿 ,他的名字被命名为 力 的单位。
【分析】根据物理学史、常见物理量及其单位的掌握作答。
【解答】解:牛顿是经典力学的奠基人,伟大的物理学家,发现了著名的三大运动定律和万有引力定律,在光学上发现了光的色散现象。为了纪念他对力学做出的杰出贡献,物理学以牛顿的名字命名力的基本单位。
故答案为:牛顿;力。
【点评】此题考查了我们对牛顿成就的了解,属于物理学史的考查,是一道基础题。
17.(2分)小明暑期学习潜水,随着潜水深度的增加,他受到水的压强 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。若无潜水设备,人最多可潜水10m,此时人所受的压强约为 1×105 Pa。(g取10N/kg)
【分析】随着潜水深度的增加,根据p=ρ水gh可知小明受到水的压强的变化情况;
若无潜水设备,人最多可潜水10m,根据p=ρ水gh得出此时人所受的压强。
【解答】解:随着潜水深度的增加,根据p=ρ水gh可知小明受到水的压强变大;
若无潜水设备,人最多可潜水10m,此时人所受的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10m=1×105Pa。
故答案为:变大;1×105。
【点评】本题考查液体压强的计算,属于基础题。
18.(2分)随着科技的快速发展,乘坐飞船到太空旅行已成为现实。小明提出使用哑铃在太空中锻炼身体,你认为他的想法 不可行 (选填“可行”或“不可行”),理由是 在太空中,物体几乎不受重力的作用 。
【分析】在太空中,物体几乎不受重力的作用。
【解答】解:在太空中,物体几乎不受重力的作用,所以不能使用哑铃来锻炼身体。
故答案为:不可行;在太空中,物体几乎不受重力的作用。
【点评】本题考查对重力概念的理解,重力是由于受到地球吸引而受到的力。
19.(4分)阅读短文,回答问题。
NFC技术
NFC的中文全称为近场通信技术,其中“近场”是指临近电磁场的无线电波。NFC是一种短距高频的无线电技术,广泛应用于支付、安防、标签等。
相关标准规定NFC的通信距离为10cm以内,NFC是在非接触式射频识别技术的基础上,结合无线互连技术研发而成,它为我们日常生活中越来越普及的各种电子产品提供了一种十分安全快捷的通信方式。NFC工作模式分为被动模式和主动模式:被动模式中NFC发起设备利用供电设备的能量来提供射频场,并将数据发送到NFC目标设备,在此模式下,NFC发起设备可以检测非接触式卡或NFC目标设备,与之建立连接;主动模式中,发起设备和目标设备在向对方发送数据时,都必须主动产生射频场,它们都需要供电设备来提供产生射频场的能量,主动模式可以获得非常快速的连接速率。
(1)NFC的中文全称为 近场通信技术 ,该技术在真空中 能 (选填“能”或“不能”)使用。
(2)使用NFC银行卡刷卡消费属于 被动 (选填“主动”或“被动”)模式。请举出生活中利用NFC被动模式的一个实例: 刷手机公交卡 。
【分析】(1)阅读短文,从中可获取信息,电磁波能在真空中传播;
(2)常见的NFC工作模式就是被动模式。例如,使用NFC银行卡刷卡消费、刷手机乘公交、购物等。
【解答】解:(1)由短文信息可知,NFC的中文全称为近场通信技术,NFC是一种短距高频的无线电技术,可以在真空中使用;
(2)使用NFC银行卡刷卡消费属于NFC的被动模式,除此之外还可以刷手机乘公交、购物等。
故答案为:(1)近场通信技术;能;(2)被动;刷手机公交卡。
【点评】本题考查了生活中信息技术的运用,阅读材料时结合物理常识就可解题。
20.(2分)小明发现地下车库中的道路有个急转弯,容易发生交通事故,在没有凸面镜的情况下,小明临时用一块大平面镜替代放置在如图所示的A处,使拐弯处的两辆车可以从镜子互相看见对方,消除安全隐患。请你利用所学知识帮助小明在图中的A处画出平面镜放置的合适位置。
【分析】人眼之所以能够看到物体,是因为物体发出或反射的光线射入了人眼,根据“拐弯处的两辆车可以从镜子互相看见对方”可确定入射光线与反射光线,然后作出入射光线与反射光线的夹角平分线,即为法线的位置,再垂直于法线作出平面镜。
【解答】解:使拐弯处的两辆车可以从镜子互相看见对方,则必须是两辆车发出或反射的光线射入双方司机的眼睛,据此可画出入射光线和反射光线,然后作出入射光线和反射光线的夹角平分线,即为法线,在过A点垂直于法线画出平面镜,如图所示:
【点评】此题考查平面镜的应用,关键是知道人眼之所以能够看到物体,是因为物体发出或反射的光线射入了人眼。
21.(4分)小明发现空调电源线都很短,电工师傅告诉小明:国家规定大功率用电器的电源线不宜过长。请你用物理知识解释空调电源线不宜过长的原因。
【分析】导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关;
由P=UI知大功率用电器工作时电流大,电源线过长,电阻就会增大,根据焦耳定律公式分析电源线不宜过长的原因。
【解答】答:由P=UI知,空调的电功率比较大,工作时通过电源线的电流会较大;如果电源连接线过长,则连接线的电阻就会增大,由焦耳定律可知,在一定时间内电流通过连接线产生的热量就会增加,容易引起火灾等安全事故,所以空调电源线不宜过长。
【点评】此题考查影响电阻大小因素的认识以及焦耳定律的应用,与实际生活联系密切,是一道好题。
22.(4分)氢能被视为未来的理想清洁能源。如图所示为一款氢气燃料汽车,该车车身的质量(含燃料的质量)为1890kg,储罐中可充入5kg高压氢,若搭载人的总质量为110kg时,轮胎与路面接触的总面积约为0.2m2,则:(g取10N/kg)
(1)该车搭载人静止时,对水平路面的压强是多少?
(2)该车搭载人在水平路面以72km/h的速度匀速直线行驶时,所受阻力为总重力的0.02倍,计算此时牵引力的功率。
【分析】(1)该车搭载人静止时,根据F=G总=m总g得出对水平路面的压力,根据p=FS得出对水平路面的压强;
(2)该车匀速直线行驶,处于平衡状态,根据F牵=f=0.02G总得出所受的牵引力,根据P=Wt=Fst=Fv可知此时牵引力的功率。
【解答】解:(1)该车搭载人静止时,对水平路面的压力F=G总=m总g=(1890kg+110kg)×10N/kg=20000N,
对水平路面的压强p=FS=20000N0.2m2=105Pa;
(2)该车的速度v=72km/h=20m/s,
该车匀速直线行驶,处于平衡状态,所受的牵引力F牵=f=0.02G总=0.02×20000N=400N,
根据P=Wt=Fst=Fv可知此时牵引力的功率P=F牵v=400N×20m/s=8000W。
答:(1)该车搭载人静止时,对水平路面的压强是105Pa;
(2)此时牵引力的功率为8000W。
【点评】本题考查重力、压力、压强和功率的计算,综合性较强。
23.(6分)为了切实提高实践能力,创新小组开展了制作“多功能电热锅”的项目化学习。经过小组讨论确定制作要求如表,请你根据要求解决下列问题。[c水=4.2×103J(kg•℃)]
项目任务
制作“多功能电热锅”
主要器材
R1=44Ω、R2=88Ω的电阻各一个开关两个、导线若干、电源插头一个
容积
2L
挡位
实现低温、高温加热功能
额定电压
220V
加热效率
80%
(1)请你在虚线框内设计电热锅的内部电路图。
(2)该电热锅在低温挡下工作时的电功率是多少?
(3)用该电热锅的高温挡将1kg、初温为20℃的水烧开所用的时间约是多少?(当地为标准大气压)
【分析】(1)根据并联电阻的规律结合P=UI=U2R可知故两电阻并联为高温挡,只有一个电阻连入电路时为低温挡,据此画出电路图;
(2)根据P=UI=U2R求低温挡的电功率;
(3)并联电路中各支路独立工作、互不影响,且电路的总功率等于各用电器功率之和,据此求出电热锅高温挡的功率;1标准大气压下,水的沸点为100℃,利用Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量,根据η=Q吸W×100%求电热锅消耗的电能,根据P=Wt求需要工作的时间。
【解答】解:(1)根据并联电阻小于其中任一电阻,由P=UI=U2R可知,两电阻并联时(两开关都闭合),功率大,为高温挡;只闭合Sa时,只有R2电阻连入电路中,为低温挡,如下所示:
(2)低温挡时,只有R2电阻连入电路中,该电热锅在低温挡下工作时的电功率:
P低=U2R2=(220V)288Ω=550W;
(3)R1电阻连入电路中时的电功率:
P1=U2R1=(220V)244Ω=1100W;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,且电路的总功率等于各用电器功率之和,
所以电热锅高温挡的功率:
P高=P低+P1=550W+1100W=1650W,
1标准大气压下,水的沸点为100℃,
将1kg、初温为20℃的水烧开,水吸收的热量:
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃﹣20℃)=3.36×105J;
由η=Q吸W可知,电热锅消耗的电能:
W=Q吸η=3.36×105J80%=4.2×105J,
由P=Wt可知,需要工作的时间:
t′=WP高=4.2×105J1650W≈255s。
答:(1)如图所示;
(2)电热锅在低温挡下工作时的电功率是550W;
(3)用该电热锅的高温挡将1kg、初温为20℃的水烧开所用的时间约是255s。
【点评】本题为电热综合题,考查并联电路规律、电路的设计、电功率公式、吸热公式和效率公式的运用。
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