2022年广东省惠州市博罗县中考物理模拟试卷
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这是一份2022年广东省惠州市博罗县中考物理模拟试卷,共41页。试卷主要包含了单项选择题,填空题,作图题,实验题,计算题,综合能力题等内容,欢迎下载使用。
2022年广东省惠州市博罗县中考物理模拟试卷
一、单项选择题(本大题7小题,每小题3分,共21分)
1.(3分)关于声现象,下列说法正确的是( )
A.乐队演奏时,我们能区别不同乐器发声的依据是不同乐器声音的频率不同
B.在录音棚内安装隔音设备,属于在声源处减弱噪声
C.声音能在介质中传播,也能在真空中传播
D.小提琴发声时,琴弦一定在振动
2.(3分)下列说法中正确的是( )
A.跳远运动员在起跳之前的助跑是为了增大惯性
B.高压锅煮食物容易熟是因为锅内气压高沸点高
C.人站在安全线以外候车,是因为人与行驶的列车之间的空气流速大,压强大
D.用力推桌子,桌子没动,是因推力小于桌子受到的摩擦力
3.(3分)有甲、乙、丙三个轻质小球,甲球带正电,将甲与乙、丙靠近时,它们相互作用的情况如图所示,则下列判断正确的是( )
A.乙球一定带负电,丙球可能带正电
B.乙球一定不带电,丙球可能带负电
C.乙球可能带负电,丙球一定带正电
D.乙球可能不带电,丙球一定带负电
4.(3分)两个相同的容器分别装有质量相同的甲、乙两种液体。用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.如果升高相同的温度,两液体吸收的热量相同
C.加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.加热相同的时间,甲液体温度升高的比乙液体温度升高的多
5.(3分)2019年春节,妈妈在煮饺子的时候,小梦观察到:刚放入锅里的饺子沉在水底,妈妈用铲子搅一搅,过了一会儿,“胖乎乎”的饺子逐渐漂在水面上,互相碰撞着。如图。善于思考的她让小组同学分析这个过程中的物理现象及原因,同学们的分析中正确的是( )
A.饺子互相碰撞,说明分子在不停地做无规则运动
B.饺子上浮的过程中,浮力等于重力
C.饺子沉底时的浮力小于漂浮时的浮力
D.饺子沉底时的浮力跟漂浮时的浮力无法比较大小
6.(3分)如图所示,小明在做模拟“蹦极”的小实验,一根橡皮筋一端系一个小石块,另一端固定在A点,B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置,C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点,关于小石块从A点到C点运动过程的说法,正确的是( )
A.小石块减少的重力势能全部转化为动能
B.从A点下落到B点的过程中,小石块受到重力和弹力的作用
C.从B点下落到C点的过程中,小石块的速度先增大后减小
D.小石块在C点时,受到平衡力的作用
7.(3分)如图所示的电路中,电源电压保持不变,两个电阻的阻值R1>R2。闭合开关S,电路正常工作。若将R1与R2的位置互换,则( )
A.电流表A的示数不变;电压表V的示数变小
B.电流表A的示数不变;电压表V的示数变大
C.电流表A的示数变小;电压表V的示数不变
D.电流表A的示数变大;电压表V的示数变小
二、填空题(本大题7小题,每空1分,共21分)
8.(3分)仪灵将少量酒精滴入烧杯中,立刻闻到了酒精的味道,这是因为 。过了一段时间后仪灵发现酒精消失了,是因为酒精发生了 (填物态变化名称),在这个物态变化的过程中烧杯的内能 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
9.(3分)2019贺岁大片《流浪地球》,有网友概括为“太阳要完了,地球要跑了”,在太阳内部,发生 (选填“核裂变”或“核聚变”)产生光和热;太阳在毁灭膨胀过程中,它的密度会 (选填“变大”、“变小”或“不变”);为了摆脱太阳的引力,使地球“逃离”太阳系,地球上的一万多个发动机火力全开,发动机喷出气体的同时受到反作用力,从而脱离太阳的引力。这是利用了力的作用是 的。
10.(3分)盛夏时公园里的人工湖能减弱周围地区的“热岛效应”。假设湖水吸收的热量被相同质量的沙石吸收,则沙石升高的温度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)湖水升高的温度。我们在岸上看到湖水中嬉戏的鲤鱼其实是光的 所形成的鲤鱼的 (选填“实”或“虚”)像。
11.(3分)随着科技的发展,过去“呼风唤雨”的神话已成为现实。人工降雨是用飞机在空中喷洒干冰(固态二氧化碳),干冰在空气中迅速吸热 (填物态变化名称),使周围空气温度急剧下降,空气中的水蒸气遇冷形成小冰粒,冰粒逐渐变大而下落,慢慢地冰粒 (填物态变化名称)成水滴降落就形成了雨。冰粒下落过程中由于受到空气的阻力,其机械能总量 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。(不考虑冰粒质量变化)
12.(3分)如图所示是网红擦玻璃神器,质量为1kg,其磁性强弱可调节,某时刻当神器静止在竖直玻璃窗上,对玻璃的压力为100N,所受摩擦力为 N;若减弱磁性,神器对玻璃的压力为30N,其匀速下滑,所受摩擦力 (选填“变大”、“变小”或“不变”);神器匀速下滑过程中的能量转化是 。(g=10N/kg)
13.(3分)当家里某用电器发生短路,熔丝立即熔断,可用下列方法进行检测。如图所示,断开所有用电器的开关,
用一个普通的白炽灯L作为“校验灯”,与熔断的熔丝并联,然后只闭合S、S1,若L正常发光,说明L1
;只闭合S、S2,若L发出暗红色的光(发光不正常),说明L2 。(前两空均选填“正
常”、“短路”或“断路”);若图中三只灯的规格相同,均标有“220V 40W”,不计温度对灯丝电阻的影响,灯L发光暗红时的实际功率为 W。
14.(3分)如图1所示,电源电压保持不变,滑动变阻器R0的滑片P从最左端B滑到最右端A,电流表和电压表的示数变化如图2所示。则R1= Ω,滑动变阻器R0最大阻值为 Ω,电路消耗的最小功率为 W。
三、作图题(本大题3小题,共7分)
15.(2分)如图所示,两个匀质长方体A、B叠放在水平桌面上,水平拉力F作用在物体B上,使物体A、B一起沿水平桌面做匀速直线运动,请作出物体A受力的示意图。
16.(3分)如图所示,水里的光源O发出的一条光线射向水面,在水面处发生反射和折射,反射光线经过P点,折射光线经过A点,请在答题卡图中先通过虚线作图找出水面处的反射点,再作出入射光线、反射光线和折射光线。
17.(2分)小磁针静止时的位置如图所示。请标出电源的“+”“﹣”极和磁感线的方向。
四、实验题(本大题3小题,6分、6分和7分共19分)
18.(1分)如图所示秒表的读数应记作 s。
19.(2分)钰琪同学在用已调好的天平测量物体的质量时,不断向天平的右盘试加砝码,直到在天平的右盘中放入最小的砝码时,发现天平分度盘的指针如图1所示,则接下来的操作就是 ,直到指针指在分度盘的中间;此时右盘中的砝码和标尺的游码如图2所示,则被测量物体的质量是 g。
20.(3分)如图所示,用质量不同的钢球A、B(mA>mB),从同一斜面的同一高度由静止滚下,撞击同一块木块C。
(1)让钢球A、B从同一斜面的同一高度由静止滚下,是为了使钢球滚到斜面底端时具有相同的 ;
(2)实验中测量A球推动木块C在水平面上移动的距离如图所示,测量结果应记为: cm;
(3)比较图1和图2所示的实验现象,可以得出的结论是: 。
21.(6分)在某次光学实验活动中,小明做了如下两个实验:
(1)“探究凸透镜成像规律”实验如图甲所示。
①蜡烛放在A点,移动光屏直到光屏上出现最清晰的像,利用此成像原理可以制成 。
②保持蜡烛位置不变,小明将自己的近视镜片放在蜡烛与凸透镜之间,并靠近凸透镜,若想在光屏上再次得到清晰的像,小明应该向 (填“靠近”或“远离”)凸透镜方向移动光屏。
③小明又把蜡烛放在B点,继续观察蜡烛所成的像,此时眼睛应在 (填“蜡烛一侧”或“光屏一侧”)观察。
(2)“探究平面镜成像特点”实验如图乙所示。
①在水平桌面上平铺一张大白纸,玻璃板应 放置。
②把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面,再拿一支外形相同的未点燃的蜡烛在玻璃板后面移动,直到看上去它与前面那支蜡烛的像完全重合。两支蜡烛外形相同是为了验证像与物
③多次实验后,小明将数据记录如表二分析表中数据可以得出平面镜成像时,像与物 。
次数
蜡烛到玻璃板的距离/cm
像到玻璃板的距离/cm
1
10
10
2
15
15
3
20
20
22.(7分)小明选用如下器材:5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻、最大阻值为30Ω的滑动变阻器、学生电源、电流表、电压表、开关导线若干,进行探究。
探究“电流与电阻的关系”,电源电压为6V,控制定值电阻两端电压为2.5V。
(1)请你帮助小明用笔画线代替导线把图1中的实物电路连接完整。要求:当滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表的指针偏转角度变大(注意电流表量程选择)。
(2)把5Ω的电阻接入电路,使其两端的电压为2.5V并记下对应的电流值。当把5Ω换为10Ω的电阻后,使其两端的电压恢复到2.5V,此时滑动变阻器连入的阻值,跟原来的相比 (选填“变大”或“变小”)。
(3)当小明把25Ω的电阻接入电路中时,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片都不能使其两端电压达到2.5V。控制定值电阻两端电压2.5V不变,为保证六个电阻单独接入电路中完成实验,应该换用一个阻值不低于 Ω的滑动变阻器。
(4)由数据得出结论:当电压一定时,电流与电阻成反比关系。
(5)上述实验结束后,小明又设计了如图2所示电路,只用电流表来测量额定电流I额=0.2A小灯泡的额定功率,已知滑动变阻器的最大电阻R0=50Ω,电源电压未知,其测量过程如下:
①闭合S2,断开S1,移动滑动变阻器的滑片使其连入阻值为最大,并记下电流表的示数I1=0.12A,则电源电压为 V;
② (填两开关闭合情况),移动滑动变阻器的滑片使电流表的示数为0.2A,此时灯泡正常发光;
③ (填两开关闭合情况),保持滑动变阻器的滑片位置不变,记下电流表的示数I2=0.15A;
④则灯泡的额定功率P额= W。
五、计算题(本大题2小题,共13分)
23.(6分)如图是一辆警车,空车质量为2.72t。某次执行任务时,警车以108km/h的速度沿水平路面匀速直线行驶时的输出功率为60kW.(g=10N/kg)
(1)车上警察的总质量为280kg,轮胎与路面接触的总面积为1000cm2,车静止时对水平路面的压强是多少?
(2)警车以108km/h的速度水平匀速直线行驶时,所受阻力是多少?
(3)若警车发动机的效率为40%,以60kW的输出功率行驶10min,消耗多少千克的柴油?(柴油的热值取4.0×107J/kg)
24.(7分)如图1是某品牌电压力锅,图2所示是它的简化电路图,R1、R2是定值电阻。电压力锅的加热功率为700W、保压功率为200W。S、S1都闭合时是一种状态,只闭合S时是另一种状态。家庭电路的电压是220V。[水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃),水的密度1.0×103kg/m3]。
(1)求R1、R2的阻值。
(2)当锅内气压达到202kPa,锅内水的沸点为115℃时,电压力锅切换到保压状态。锅内2L初温为20℃的水加热到保压状态时,吸收的热量是多少?
(3)若加热的效率为95%,计算将上述水加热到115℃需要的时间是多少min?
六、综合能力题(本大题3小题,共19分)
25.(6分)阅读短文,回答问题。
无人机
无人驾驶飞机简称“无人机”,英文缩写为“UAV”,是利用无线电波(无线电波与光的性质一样,可以在真空中传播)遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机的巡航速度可以达到每小时90﹣150千米,可以搭载高分辨率的摄像机、专业光学相机、红外相机等。如图所示是航拍“无人机”,如表是本款无人机的部分技术参数。
风扇数量
4个
工作噪声
<90dB
遥控距离
3000m
整机质量
500g
充电时间
200分钟
飞行时间
6﹣12分钟
(1)下列关于无人机的说法正确的是 。
A.无人机是利用超声波进行遥控的
B.该款无人机设备在工作时的噪声会对人的听力造成严重损伤
C.无人机上的红外相机可以利用物体向外辐射红外线识别不同温度的物体从而进行拍摄
D.无人机上面装有的高清摄像机,成像性质与投影仪工作原理一样
(2)该无人机竖直匀速升空时,地面相对无人机是 (选填“上升”、“静止”或“下降”)的,若无人机飞离地面10m高处,其重力为 N。(g=10N/kg)
(3)无人机在飞行过程中将信息传递给地面指挥中心,信息传递速度与光速相同,若该无人机在距离遥控者3000m处,信息传递到遥控者处所用时间约为 s。不考虑遥控距离的影响,该无人机以最快速度飞行,最多能飞行 km。当无人机需要拍摄地面上全景照片时必须上升,此时要 (选填“增大”或“减小”)镜头与感光晶片间的距离,才能拍摄到清晰的画面。
26.(6分)如图1所示是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,U形管液面高度变化是因为容器中空气的温度发生了变化。请回答下列问题:
(1)图1中的甲装置通电一段时间后,右侧U形管中液面高度差较大,可以得出的结论是:在通电时间和电流相同时,电阻越大,产生的热量 ;且A、B两根电阻丝产生的热量之比是 ;
(2)图1中的乙装置在通电前两个U形管中的液面相平,通电一段时间后, (选填“左”或“右”)侧U形管中液面高度差较大。由此现象表明:电流通过导体产生的热量跟 (选填“电流”、“电阻”或“时间”)大小有关;
(3)这个实验中应用了控制变量法和 法;
(4)如图2所示,三个完全相同的容器中密封了初温和质量都相等的空气,若通电一段时间后,甲、乙、丙三个U形管中液面高度差分别为h甲、h乙、h丙,则下列关系中正确的是 。
A.h甲<h乙<h丙
B.h甲>h丙>h乙
C.h甲=h丙>h乙
D.h甲=h乙<h丙
27.(7分)阅读短文,回答问题:
无链条电动自行车
无链条电动自行车,整体外形时尚,没有了链条,外观变得与普通自行车或电动车有些不同,如图19所示。无链条电动自行车被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。它结合了电子动力和人体动力,此车既可以通过给锂电池充电获得能量;也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板的动能,可通过车上的发电机转化为电能,存储在自行车框架中的锂电池内,之后通过电动机驱动后轮转化成动能,以此驱动自行车前进。因此使骑行者骑得更省力,同时也能减少对环境的污染。
如图所示这款无链条电动自行车,其锂电池容量为10Ah、电压为36V。
与链条车相比,这种新型自行车具备许多优点。比如:省力、耐用、安全、灵便、干净卫生、结构简单、修理方便,骑行12000km也无须大修。因此,无链条电动自行车是城市中一种理想的交通工具。
(1)无链条电动自行车可将骑行者踩脚踏板所产生的动能通过 转化为电能,然后电能又转化为 能存储在车子的锂电池中,之后再通过 驱动后轮再次转化成动能,驱动车子前进。
(2)无链条电动自行车的车把龙头是 (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆;
(3)如图所示这款车的锂电池最多所储存的电能约为 J。
(4)如图所示这款车,若骑行者不踩脚踏板,仅靠锂电池驱动,这种“电力驱动”可使车连续行驶2×104m;若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量,这种“混合动力驱动”可使车连续行驶3.5×104m.则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为 。
2020年广东省惠州市博罗县中考物理模拟试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(本大题7小题,每小题3分,共21分)
1.(3分)关于声现象,下列说法正确的是( )
A.乐队演奏时,我们能区别不同乐器发声的依据是不同乐器声音的频率不同
B.在录音棚内安装隔音设备,属于在声源处减弱噪声
C.声音能在介质中传播,也能在真空中传播
D.小提琴发声时,琴弦一定在振动
【分析】(1)音色是由发声体的材料和结构决定的,是判断发声体的依据;
(2)噪声的减弱办法有三个:在声源处减弱;在人耳处减弱;在传播过程中减弱;
(3)声音的传播需要介质、真空不能传声;
(4)声音是有物体振动产生的。
【解答】解:
A、能够区别不同乐器发声,依据是不同乐器发出声音的音色不同,故A错误;
B、在录音棚内安装隔音设备,属于在传播过程中减弱噪声的,故B错误;
C、声音的传播需要介质、真空不能传声,故C错误;
D、一切正在发声的物体都在振动,所以小提琴发声时,琴弦一定在振动,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了声音的产生、传播及声音的特征,属于基础题。
2.(3分)下列说法中正确的是( )
A.跳远运动员在起跳之前的助跑是为了增大惯性
B.高压锅煮食物容易熟是因为锅内气压高沸点高
C.人站在安全线以外候车,是因为人与行驶的列车之间的空气流速大,压强大
D.用力推桌子,桌子没动,是因推力小于桌子受到的摩擦力
【分析】(1)一切物体都具有惯性,惯性是物体本身的一种基本属性,其大小只与质量有关,质量越大、惯性越大;
(2)液体的沸点随气压的增大而增大;
(3)流体的压强跟流体的速度有关,流速越大,压强越小;
(4)物体处于平衡状态,一定受到平衡力的作用。
【解答】解:
A、惯性的大小只与物体的质量有关,与其他因素无关,运动员的质量没有改变,所以惯性不变,故A错误;
B、用高压锅煮食物更容易熟是因为锅内液面上方气压大,液体沸点高的缘故,故B正确;
C、火车急速驶过站台时,人和车之间的空气流动速度加快,根据流体压强与流速的关系可知:此处压强减小,而此时人外侧的空气流动速度慢,压强大,故会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,易出现危险,故C错误;
D、用力推力桌子,桌子没动,是因推力等于桌子受到的摩擦力。故D错误。
故选:B。
【点评】此题考查惯性、气压与沸点的关系、二力平衡的条件的应用、流体压强和流速的关系,是一道综合性较强的题目,但总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
3.(3分)有甲、乙、丙三个轻质小球,甲球带正电,将甲与乙、丙靠近时,它们相互作用的情况如图所示,则下列判断正确的是( )
A.乙球一定带负电,丙球可能带正电
B.乙球一定不带电,丙球可能带负电
C.乙球可能带负电,丙球一定带正电
D.乙球可能不带电,丙球一定带负电
【分析】(1)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
(2)排斥的带有同种电荷,吸引的可能带有异种电荷,也可能带电体吸引不带电体。
【解答】解:甲、丙相互排斥,说明甲、丙一定带同种电荷,甲带正电,则丙一定也带正电;甲、乙相互吸引,说明乙带负电或乙不带电。
故选:C。
【点评】带电体吸引不带电体,排斥带同种电荷,吸引可能带异种电荷,其中之一带电。注意带电体具有吸引轻小物体的性质的情况。
4.(3分)两个相同的容器分别装有质量相同的甲、乙两种液体。用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.如果升高相同的温度,两液体吸收的热量相同
C.加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.加热相同的时间,甲液体温度升高的比乙液体温度升高的多
【分析】(1)已知不同液体质量、升高温度大小关系,用公式c=Qm△t来比较比热的大小;
(2)已知热源一定,也就是相同时间给两种液体提供的热量相同,所以从加热时间长短比较吸收的热量多少;
(3)加热时间相同,也就是两种液体吸收的热量相同,温度变化从两种液体纵轴温度是否重合比较。
【解答】解:
A、已知两种液体质量相等,相同热源加热说明相同时间提供的热量相等。由图象可以看出:在吸收热量相同时,甲液体升高的温度更大,由公式c=Qm△t知,甲液体比热较小。此选项错误;
B、由图象可以看出:升高相同温度时,甲需要的时间较短,也就是甲需要的热量少。此选项错误;
C、加热时间相同,两种液体吸收的热量相同。此选项错误;
D、由图象知:加热相同的时间,甲液体温度升高的程度大于乙液体。此选项正确。
故选:D。
【点评】不同物质比热一般不同。公式c=Qm△t只是用来计算比热大小,但同种物质比热一定,与物体吸收热量、质量、温度变化大小无关。
5.(3分)2019年春节,妈妈在煮饺子的时候,小梦观察到:刚放入锅里的饺子沉在水底,妈妈用铲子搅一搅,过了一会儿,“胖乎乎”的饺子逐渐漂在水面上,互相碰撞着。如图。善于思考的她让小组同学分析这个过程中的物理现象及原因,同学们的分析中正确的是( )
A.饺子互相碰撞,说明分子在不停地做无规则运动
B.饺子上浮的过程中,浮力等于重力
C.饺子沉底时的浮力小于漂浮时的浮力
D.饺子沉底时的浮力跟漂浮时的浮力无法比较大小
【分析】组成物质的分子在不停的做无规则的运动;
一切浸在液体或气体中的物体都受到竖直向上的浮力,物体所受浮力的大小既与物体排开液体的体积有关,又与排开液体的密度有关; 物体的沉浮是由物体所受重力与浮力的合力决定。当合力向上则物体上浮;当合力向下,则物体下沉;当合力为0,则物体处于漂浮或悬浮状态。
【解答】解:A、饺子互相碰撞,是机械运动,不能说明分子在不停地做无规则运动,故A错误;
B、当浮力大于饺子的重力时,饺子上浮,故B错误;
C、饺子所受的重力大于浮力(即G>F浮),所以饺子会沉入锅底,故C正确;
D、当饺子漂浮在水面上时,浮力等于重力(即F浮′=G),当饺子沉底时重力大于浮力,故饺子沉底时受的浮力小于漂浮时受的浮力,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查分子运动和物体的浮沉条件在生活中的应用,要注意根据物体的形状变化分析其浮力、重力等的变化。
6.(3分)如图所示,小明在做模拟“蹦极”的小实验,一根橡皮筋一端系一个小石块,另一端固定在A点,B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置,C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点,关于小石块从A点到C点运动过程的说法,正确的是( )
A.小石块减少的重力势能全部转化为动能
B.从A点下落到B点的过程中,小石块受到重力和弹力的作用
C.从B点下落到C点的过程中,小石块的速度先增大后减小
D.小石块在C点时,受到平衡力的作用
【分析】(1)小石块在下落过程中,在AB段,小石块只受到重力作用,重力不断改变小石块的运动状态,小石块加速下落;
在BC段受到橡皮筋的拉力作用:当拉力小于重力时,小石块仍处于加速状态;当拉力大于重力时,小石块减速下落。
(2)影响动能的因素有:质量和速度;
影响重力势能的因素有:质量和高度;
弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关,物体弹性形变的程度越大,弹性势能越大。
【解答】解:
小石块在下落过程中,在AB段,小石块只受到重力作用,重力不断改变小石块的运动状态,小石块加速下落;
在BC段受到橡皮筋的拉力作用,过B点后橡皮筋开始伸长(大于原长),弹力逐渐增大。当拉力小于重力时,小石块仍处于加速状态;当拉力大于重力时,小石块减速下落。
A、从A点到C点运动过程中小石块的有重力势能转化为动能还转化为橡皮筋的弹性势能,故A错误;
B、由题B点是橡皮筋自然下垂长度的位置,所以在AB段,橡皮筋对小石块没有弹力,小石块只受到重力,故B错误;
C、从B点下落到C点的过程中,小石块速度先加速后减速,故C正确;
D、BC过程中小石块先加速后减速,减速过程中是因为弹力大于重力,C点是下落的最低点,此时小石块虽然速度为0,到达C点后小石块会改变运动状态向上运动,故C点时受到并不是平衡力,故D错误。
故选:C。
【点评】物体受到的合力方向和物体运动方向相同时,物体处于加速状态;物体受到的合力方向和物体运动方向相反时,物体处于减速状态。
7.(3分)如图所示的电路中,电源电压保持不变,两个电阻的阻值R1>R2。闭合开关S,电路正常工作。若将R1与R2的位置互换,则( )
A.电流表A的示数不变;电压表V的示数变小
B.电流表A的示数不变;电压表V的示数变大
C.电流表A的示数变小;电压表V的示数不变
D.电流表A的示数变大;电压表V的示数变小
【分析】由电路图可知,闭合开关S,R1与R2串联,电压表V测R1两端的电压,电流表A测电路中的电流;将R1与R2的位置互换后,R1与R2串联,电压表V测R2两端的电压,电流表A测电路中的电流,根据电阻的串联特点可知电路中总电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,再根据串联电路的电流特点和欧姆定律结合R1>R2得出两电阻两端的电压关系,然后得出电压表示数的变化。
【解答】解:由电路图可知,闭合开关S,R1与R2串联,电压表V测R1两端的电压,电流表A测电路中的电流;
将R1与R2的位置互换后,R1与R2串联,电压表V测R2两端的电压,电流表A测电路中的电流,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路的总电阻不变,
由I=UR可知,电路中的电流不变,即电流表A的示数不变,故CD错误;
因串联电路中各处的电流相等,且R1>R2,
所以,由U=IR可知,U1>U2,则两电阻互换后电压表V的示数变小,故A正确、B错误。
故选:A。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到串联电路的特点和欧姆定律的应用,要注意电压表不测带电源用电器两端的电压。
二、填空题(本大题7小题,每空1分,共21分)
8.(3分)仪灵将少量酒精滴入烧杯中,立刻闻到了酒精的味道,这是因为 分子在不停地做无规则运动 。过了一段时间后仪灵发现酒精消失了,是因为酒精发生了 汽化 (填物态变化名称),在这个物态变化的过程中烧杯的内能 减小 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【分析】(1)两种物质接触时,彼此进入对方的现象叫扩散,扩散表明一切物质的分子都是不停地做无规则地运动;
(2)物质由液态变为气态的现象叫汽化;蒸发吸热,内能减小。
【解答】解:仪灵将少量酒精滴入烧杯中,能闻到了酒精的气味,这是酒精分子扩散到空气中,这种现象说明了分子在不停地做无规则的运动;
酒精不见了是液态的酒精变成气态的酒精蒸汽,汽化吸热,内能减小,温度下降。
故答案为:分子在不停地无规则运动;汽化;减小。
【点评】能进行物态变化现象的判断,并能用物理知识解释生活中的现象是解决此题的关键。只要勤于思考,就会发现生活中处处有物理知识。
9.(3分)2019贺岁大片《流浪地球》,有网友概括为“太阳要完了,地球要跑了”,在太阳内部,发生 核聚变 (选填“核裂变”或“核聚变”)产生光和热;太阳在毁灭膨胀过程中,它的密度会 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”);为了摆脱太阳的引力,使地球“逃离”太阳系,地球上的一万多个发动机火力全开,发动机喷出气体的同时受到反作用力,从而脱离太阳的引力。这是利用了力的作用是 相互 的。
【分析】太阳的能量来自于它内部发生的核聚变;根据公式ρ=mV判断密度变化;物体间力的作用是相互的。
【解答】解:由较轻的原子核聚合成较重的原子核时,会释放出巨大的能量,这是太阳内部每时每刻进行的核聚变反应;
太阳在毁灭膨胀过程中,体积变大,质量不变,由公式ρ=mV可知,它的密度会小;
由于物体间力的作用是相互的,地球上的一万多个发动机火力全开,发动机喷出气体的同时,受到反作用力,从而脱离太阳的引力。
故答案为:核聚变;变小;相互。
【点评】本题考查了太阳的能量来自于核聚变、以及密度公式的运用,以及力的作用是相互的难度不大。
10.(3分)盛夏时公园里的人工湖能减弱周围地区的“热岛效应”。假设湖水吸收的热量被相同质量的沙石吸收,则沙石升高的温度 大于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)湖水升高的温度。我们在岸上看到湖水中嬉戏的鲤鱼其实是光的 折射 所形成的鲤鱼的 虚 (选填“实”或“虚”)像。
【分析】(1)根据水的比热容大于沙石的比热容分析;
(2)光从一种透明介质斜射入另一种透明介质中时,传播方向会发生改变,这是光的折射。
【解答】解:因为水的比热容大于沙石的比热容,水和沙石的质量等同,吸收的热量又相等,根据Q=cmΔt可知,沙石升高的温度大于湖水升高的温度;
鱼反射的光斜射向水面时,由光发生折射的条件知,会发生折射现象,当光从水中斜射入空气中时,折射光线会远离法线,光线射入我们的眼睛,逆着光的方向看上去,看到鱼的虚像,而且比实际位置高。
故答案为:大于;折射;虚。
【点评】本题考查了学生对水的比热容大的应用、光的折射现象的了解和掌握,属于基础题。
11.(3分)随着科技的发展,过去“呼风唤雨”的神话已成为现实。人工降雨是用飞机在空中喷洒干冰(固态二氧化碳),干冰在空气中迅速吸热 升华 (填物态变化名称),使周围空气温度急剧下降,空气中的水蒸气遇冷形成小冰粒,冰粒逐渐变大而下落,慢慢地冰粒 熔化 (填物态变化名称)成水滴降落就形成了雨。冰粒下落过程中由于受到空气的阻力,其机械能总量 减小 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。(不考虑冰粒质量变化)
【分析】物质从固态变为液态的过程叫做熔化,物质从固态直接变为气态的过程叫升华;
在考虑空气阻力时,机械能会一部分转化为内能,机械能总量减小。
【解答】解:用干冰进行人工降雨过程中,干冰进入云层,在空气中迅速吸热升华,使空气温度急剧下降,空气中的水蒸气遇冷由气态直接变为固态小冰晶,属于凝华现象;小冰晶逐渐变大而下落,遇到暖气流吸收热量,熔化为液态的水,形成降雨;
冰粒下落过程中,由于受到空气的阻力,克服阻力做功,机械能减小。
故答案为:升华;熔化;减小。
【点评】此题考查的是物态变化的判断、以及机械能变化,难度不大。
12.(3分)如图所示是网红擦玻璃神器,质量为1kg,其磁性强弱可调节,某时刻当神器静止在竖直玻璃窗上,对玻璃的压力为100N,所受摩擦力为 10 N;若减弱磁性,神器对玻璃的压力为30N,其匀速下滑,所受摩擦力 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”);神器匀速下滑过程中的能量转化是 机械能转化为内能 。(g=10N/kg)
【分析】根据G=mg可以求出神器的重力;神器处于静止或匀速直线运动状态时,为平衡状态,竖直方向上受到的摩擦力和重力是一对平衡力;物体克服摩擦做功,机械能转化为内能。
【解答】解:擦玻璃神器静止在竖直玻璃窗上,竖直方向上受到的向上的摩擦力和向下的重力,这两个力是一对平衡力,大小相等,则所受摩擦力为f=G=mg=1kg×10N/kg=10N:
减弱磁性,神器匀速下滑,此时的神器受力仍然平衡,竖直方向上受到的向上的摩擦力和向下的重力,这两个力仍然是一对平衡力,重力的大小不变,则摩擦力的大小也不变;
下滑过程中神器克服摩擦做功,神器的机械能会转化为内能。
故答案为:10;不变;机械能转化为内能。
【点评】本题考查了重力的计算、二力平衡条件的应用、能量的转化;能理解摩擦力和重力是一对平衡力是解题的关键。
13.(3分)当家里某用电器发生短路,熔丝立即熔断,可用下列方法进行检测。如图所示,断开所有用电器的开关,
用一个普通的白炽灯L作为“校验灯”,与熔断的熔丝并联,然后只闭合S、S1,若L正常发光,说明L1
短路 ;只闭合S、S2,若L发出暗红色的光(发光不正常),说明L2 正常 。(前两空均选填“正
常”、“短路”或“断路”);若图中三只灯的规格相同,均标有“220V 40W”,不计温度对灯丝电阻的影响,灯L发光暗红时的实际功率为 10 W。
【分析】当检验灯泡发光而亮度不够,则加在灯泡上必有电压,但此电压应小于220V,则此时应该是检验灯泡与另一电阻(如另一灯泡)串联接在火线与零线之间。当检验灯泡正常发光时,该灯泡两端的电压应为220V,则此时一定是灯泡的一端与火线相接,另一端与零线相接;
先分析每灯两端的实际电压,再用求出灯L发光暗红时的实际功率。
【解答】解:当检验灯泡正常发光时,说明另一灯泡L1没有分到电压,该检验灯泡两端的电压应为220V,则此时一定是灯泡L1发生了短路;
若发现校验灯发出暗红色的光 (发光不正常),此校验灯电压应小于220V,则此时应该是检验灯泡与另一灯泡串联接在火线与零线之间,故该支路没有短路,故正常;
三灯规格相同,只闭合S、S1,L与L1串联,每灯分担的电压相同为12×220V=110V。灯泡的电阻R=U额2P额=(220V)2110W=1210Ω,如果将这盏灯接在110V的电路中,它的实际功率:
P实际=U实际2R=(110V)21210Ω=10W;
故答案为:短路;正常;10。
【点评】本题使用检验灯来检验电路故障,要知道判断方法,在生活中要会运用。
14.(3分)如图1所示,电源电压保持不变,滑动变阻器R0的滑片P从最左端B滑到最右端A,电流表和电压表的示数变化如图2所示。则R1= 20 Ω,滑动变阻器R0最大阻值为 60 Ω,电路消耗的最小功率为 0.8 W。
【分析】由图1可知,R1与R0串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)由图象读出一组电流和电压,根据欧姆定律求出R1的阻值;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,只有R1连入电路,其两端的电压为电源电压;当滑动变阻器滑到B端,接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小、电压表的示数最小,根据图象读出电压表示数,求出滑动变阻器两端的电压,再根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值;
(3)当滑动变阻器滑到B端,接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,利用P=UI求出电路消耗的最小功率。
【解答】解:
(1)由图1可知,R1与R0串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,
由图2可知,当U1=2V时,I1=0.1A,
由欧姆定律得,R1的阻值:
R1=U1I1=2V0.1A=20Ω;
(2)当滑片P滑到A端时,变阻器接入电路中的电阻为0,只有R1连入电路,其两端的电压最大,等于电源电压,则由图象可知电源电压U=8V;
当滑片P滑到B端时,变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小、电压表的示数最小,由图乙可知,此时U1=2V,I1=0.1A,
根据串联电路的分压特点可知,滑动变阻器两端的电压:
U0=U﹣U1=8V﹣2V=6V,
则滑动变阻器R0的最大阻值:
R0最大=U0I1=6V0.1A=60Ω;
(3)由P=UI可知,电路中的电流最小时,电路消耗的功率最小,
则电路消耗的最小功率:
P=UI1=8V×0.1A=0.8W。
故答案为:20;60;0.8。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是知道滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小、滑动变阻器接入电路中的电阻最小时电路中的电流最大。
三、作图题(本大题3小题,共7分)
15.(2分)如图所示,两个匀质长方体A、B叠放在水平桌面上,水平拉力F作用在物体B上,使物体A、B一起沿水平桌面做匀速直线运动,请作出物体A受力的示意图。
【分析】对物体A进行受力分析,再根据力的示意图画法要求画出它受到的各个力即可。
【解答】解:
A受竖直向下的重力和B对A的支持力,这两个力大小相等,方向相反,作用在同一个物体上,是一对平衡力,作用点可以画在物体A的重心上,支持力方向竖直向上,重力方向竖直向下,如图所示:
【点评】解答本题应注意A只受重力与支持力,由于A与B物体间没有相对运动的趋势,所以物体A在水平向上不受摩擦力。
16.(3分)如图所示,水里的光源O发出的一条光线射向水面,在水面处发生反射和折射,反射光线经过P点,折射光线经过A点,请在答题卡图中先通过虚线作图找出水面处的反射点,再作出入射光线、反射光线和折射光线。
【分析】根据平面镜成像的规律,作出点光源O关于水面的像O′,由于反射光线的反向延长线要过像点,连接像点和P,与水面的交点就是入射点。得出了入射点,可以分别作出入射光线、反射光线、折射光线。
【解答】解:
根据平面镜成像的规律,作出点光源O关于水面的对称点,即点光源O在水面的像O′,由于反射光线的反向延长线要过像点O′,连接PO′,与水面的交点就是入射点M。
分别连接OM、MP、MA,可得入射光线、反射光线、折射光线。如图所示:
【点评】本题考查了平面镜成像规律的应用,利用好“反射光线的反向延长线要过像点”是关键。
17.(2分)小磁针静止时的位置如图所示。请标出电源的“+”“﹣”极和磁感线的方向。
【分析】利用小磁针静止时的N、S极的方向确定了螺线管的N、S极,然后利用螺线管的绕向和磁极,根据安培定则再确定螺线管中电流方向,进一步确定电源的正负极。磁感线的方向是从N极出发流向S极。
【解答】解:由于小磁针静止时,其右端为S极,左端为N极,根据磁极间的作用规律可知,螺线管的右端为S极,左端为N极。
外部磁感线由N指向S极;由安培定则可得电流由右侧流入,故答案如图:
【点评】对于电磁铁,不论是告诉电流方向判磁极方向还是由磁极方向判电流方向,都由安培定则进行判定。
四、实验题(本大题3小题,6分、6分和7分共19分)
18.(1分)如图所示秒表的读数应记作 247.5 s。
【分析】秒表的中间的表盘代表分钟,周围的大表盘代表秒,秒表读数是两个表盘的示数之和。
【解答】解:在秒表的中间表盘上,1min中间有两个小格,所以一个小格代表0.5min,指针在“4”和“5”之间,偏向“4”一侧,所以分针指示的时间为4min;在秒表的大表盘上,1s之间有10个小格,所以一个小格代表0.1s,指针在7.5s处,所以秒针指示的时间为7.5s,即秒表的读数为:t=4min7.5s=247.5s。
故答案为:247.5。
【点评】初中物理学习了很多测量工具的使用,但没有特殊说明,只有刻度尺的读数要有估读值,其它只要读到准确值即可。
19.(2分)钰琪同学在用已调好的天平测量物体的质量时,不断向天平的右盘试加砝码,直到在天平的右盘中放入最小的砝码时,发现天平分度盘的指针如图1所示,则接下来的操作就是 取下最小的砝码移动游码 ,直到指针指在分度盘的中间;此时右盘中的砝码和标尺的游码如图2所示,则被测量物体的质量是 43.4 g。
【分析】天平在测量时不能再去移动平衡螺母进行调节,而是通过增减砝码或移动游码使天平平衡;物体的质量就等于砝码的质量加上游码所对应的刻度。
【解答】解:把物体放在天平左盘,当把最小砝码放在天平右盘后,由图甲可知,指针指在分度盘的右侧,加入的砝码大了,应该取下最小的砝码移动游码使天平平衡;
由图2可知,物体的质量为m=20g+20g+3.4g=43.4g。
故答案为:取下最小的砝码移动游码;43.4。
【点评】此题是测量物体的质量实验,考查了天平的使用及读数,这些都是测质量和密度实验中的重点知识点。
20.(3分)如图所示,用质量不同的钢球A、B(mA>mB),从同一斜面的同一高度由静止滚下,撞击同一块木块C。
(1)让钢球A、B从同一斜面的同一高度由静止滚下,是为了使钢球滚到斜面底端时具有相同的 初速度 ;
(2)实验中测量A球推动木块C在水平面上移动的距离如图所示,测量结果应记为: 9.70 cm;
(3)比较图1和图2所示的实验现象,可以得出的结论是: 速度相同时,质量越大,动能越大 。
【分析】(1)动能与质量和速度有关,实验过程要采用控制变量法,当研究动能大小与质量的关系时,要让钢球沿斜面的同一高度下落,这样保证下落速度相同;当研究动能大小与速度的关系时,应选择同一钢球,这样可以保证小球的质量相同;
(2)首先确定刻度尺的分度值,然后读出距离的大小;
(3)根据控制变量法得出结论。
【解答】解:(1)让钢球A、B从同一斜面的同一高度由静止滚下,则钢球到达水平面时的初速度是相同的;
(2)由图可知,刻度尺的分度值为1mm,木块C在水平面上移动的距离为10.70cm﹣1.00cm=9.70cm;
(3)比较图1和图2所示的实验现象可知,小球滚下的高度相同,速度相同,质量越大的小球推动木块移动的距离越远,动能越大,故结论为:速度相同时,质量越大,动能越大。
故答案为:(1)初速度;(2)9.70;(3)速度相同时,质量越大,动能越大。
【点评】明确本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法,反映动能多少时运用了转换法。
21.(6分)在某次光学实验活动中,小明做了如下两个实验:
(1)“探究凸透镜成像规律”实验如图甲所示。
①蜡烛放在A点,移动光屏直到光屏上出现最清晰的像,利用此成像原理可以制成 照相机 。
②保持蜡烛位置不变,小明将自己的近视镜片放在蜡烛与凸透镜之间,并靠近凸透镜,若想在光屏上再次得到清晰的像,小明应该向 远离 (填“靠近”或“远离”)凸透镜方向移动光屏。
③小明又把蜡烛放在B点,继续观察蜡烛所成的像,此时眼睛应在 光屏一侧 (填“蜡烛一侧”或“光屏一侧”)观察。
(2)“探究平面镜成像特点”实验如图乙所示。
①在水平桌面上平铺一张大白纸,玻璃板应 垂直 放置。
②把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面,再拿一支外形相同的未点燃的蜡烛在玻璃板后面移动,直到看上去它与前面那支蜡烛的像完全重合。两支蜡烛外形相同是为了验证像与物 的大小关系
③多次实验后,小明将数据记录如表二分析表中数据可以得出平面镜成像时,像与物 到平面镜的距离相等 。
次数
蜡烛到玻璃板的距离/cm
像到玻璃板的距离/cm
1
10
10
2
15
15
3
20
20
【分析】(1)①当物距大于2f时,凸透镜成倒立缩小的实像,照相机是根据这个原理制成的,此时像距处于f和2f之间,像距小于物距;
凸透镜成像时,物距减小,像距增大,像变大;
②凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。近视眼是因为晶状体太厚或眼球太长,像成在视网膜的前方;远视眼是因为晶状体太薄或眼球太短,像成在视网膜的后方。近视眼镜是凹透镜,远视眼镜是凸透镜。
③u<f,成正立、放大的虚像,像和物体在凸透镜的同侧。
(2)①实验时玻璃板要竖直放置,如果不竖直,不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合;
②实验时采用两个完全相同的蜡烛,一支蜡烛放在玻璃板的前面并点燃,另一支放在玻璃板的后面,当玻璃板后面的蜡烛和玻璃板前面的蜡烛的像完全重合时,可以确定像的位置,同时也可以比较物像大小关系;
③由实验中获得的数据进行比较分析,可以得出相应的结论。
【解答】解:
(1)①凸透镜物距大于2倍焦距,故成倒立缩小的实像,生活中的照相机是利用这一原理制成的;
根据凸透镜成像时,物近像远像变大可知,将蜡烛向左移动时,物距增大,则像距减小,要将光屏向靠近透镜方向移动,才能在光屏上再次得到清晰的像,像变小;
②近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,发散作用是使原来会聚成像的光线推迟会聚,所以将近视眼镜片放在蜡烛和凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变模糊了;使光屏远离凸透镜,又能在光屏上看到蜡烛清晰的像。
③保持凸透镜位置不变,把点燃的蜡烛放在B点,物距u<f,成正立、放大的虚像,像和物体在凸透镜的同侧。所以应该在光屏一侧透过透镜观察像。
(2)①在水平桌面上平铺一张大白纸,玻璃板应垂直放置。
②在竖立的玻璃板前面放一支点燃的蜡烛A,可以看到玻璃板后面出现蜡烛A的像。另外拿一支相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,直到看上去它跟像完全重合,可以比较像与物的大小关系。
③由表格中的数据可知,蜡烛到玻璃板的距离与相对应的蜡烛的像到玻璃板的距离是相等的;
故答案为:
(1)①照相机;②远离;③光屏一侧;(2)①垂直;②的大小关系;③到平面镜的距离相等。
【点评】本题考查学生动手操作实验的能力并能合理解决实验中出现的问题。只要熟练掌握凸透镜、平面镜的特点,解答此类题目就很容易。
22.(7分)小明选用如下器材:5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻、最大阻值为30Ω的滑动变阻器、学生电源、电流表、电压表、开关导线若干,进行探究。
探究“电流与电阻的关系”,电源电压为6V,控制定值电阻两端电压为2.5V。
(1)请你帮助小明用笔画线代替导线把图1中的实物电路连接完整。要求:当滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表的指针偏转角度变大(注意电流表量程选择)。
(2)把5Ω的电阻接入电路,使其两端的电压为2.5V并记下对应的电流值。当把5Ω换为10Ω的电阻后,使其两端的电压恢复到2.5V,此时滑动变阻器连入的阻值,跟原来的相比 变大 (选填“变大”或“变小”)。
(3)当小明把25Ω的电阻接入电路中时,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片都不能使其两端电压达到2.5V。控制定值电阻两端电压2.5V不变,为保证六个电阻单独接入电路中完成实验,应该换用一个阻值不低于 42 Ω的滑动变阻器。
(4)由数据得出结论:当电压一定时,电流与电阻成反比关系。
(5)上述实验结束后,小明又设计了如图2所示电路,只用电流表来测量额定电流I额=0.2A小灯泡的额定功率,已知滑动变阻器的最大电阻R0=50Ω,电源电压未知,其测量过程如下:
①闭合S2,断开S1,移动滑动变阻器的滑片使其连入阻值为最大,并记下电流表的示数I1=0.12A,则电源电压为 6 V;
② 闭合S1,断开S2 (填两开关闭合情况),移动滑动变阻器的滑片使电流表的示数为0.2A,此时灯泡正常发光;
③ 闭合S2,断开S1 (填两开关闭合情况),保持滑动变阻器的滑片位置不变,记下电流表的示数I2=0.15A;
④则灯泡的额定功率P额= 0.8 W。
【分析】(1)在按照电路图连接实物图时,要注意电路图与实物图的一一对应。在连接电路时,要确保开关是断开的;滑动变阻器的滑片要位于阻值最大的位置。滑动变阻器的接线要根据题中要求进行连接。
(2)在探究“通过导体的电流与导体电阻的关系”时,要确保导体两端的电压不变。
(3)①在更换定值电阻后,需要根据电压表的示数变化来移动滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端的电压保持不变。②若更换大的定值电阻后,电压表无法调到预设值,可以更换最大阻值更大的滑动变阻阻,或减小电源电压,或增大预设电压重新实验。
(4)根据公式P=UI可得,已知额定电流的情况下,需要测出其额定电压。所以我们设计的实验都是围绕这一目的进行的。实验中,常见的方法是利用串联电阻的分压特点或并联电路的电压特点来求定值电阻或灯泡两端的电压。
【解答】解:(1)由题可知,电压表选择的是0~3V量程,当将最小的定值电阻接入电路且电压表满偏时,电路中的电流最大,为I=UR1=3V5Ω=0.6A,所以电流表应选择0~0.6A量程。题中要求当滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表的指针偏转角度变大,即要求滑动变阻器的滑片向左移动时其连入电路的电阻减小,则应连接左侧的下接线柱。如图所示。
(2)在更换为阻值更大的定值电阻时,电路中的总电阻变大,由欧姆定律可知电路中电流变小,滑动变阻器两端的电压变小,则定值电阻两端的电压变大。此时应增大滑动变阻器接入电路的阻值(即向右移动滑片),使得定值电阻两端的电压达到预设电压2.5V。
(3)在更换25Ω的电阻后,由以上分析可知,定值电阻两端的电压将大于2.5V,此时应向右移动滑片。但无论怎样移动滑片,电压表都不能达到2.5V,说明滑动变阻器已经全部连入电路时,电压表的示数仍大于2.5V。在电源电压不变的情况下,我们应更换最大阻值更大的滑动变阻器,且更换的滑动变阻器可以使连入30Ω的电阻时电压表的示数也能调整到2.5V。由串联电路的分压特点可知,当30Ω的电阻接入电路中且电压表示数为2.5V时,滑动变阻器两端的电压为U滑=U电源﹣U定值=6V﹣2.5V=3.5V。在串联电路中电流处处相等,则有I=U定值R6=U滑R滑,即2.5V30Ω=3.5VR滑,解答R滑=42Ω。即滑动变阻器的最大阻值至少为42Ω。
(5)①闭合S2,断开S1,移动滑动变阻器的滑片使其连入阻值为最大时,只有滑动变阻器连入电路,则电源电压U′=I1R0=0.12A×50Ω=6V。
②要使灯泡发光,开关S1必须闭合。电流表示数为0.2A时灯泡正常发光,说明电流表测的是通过灯泡的电流,则开关S2是断开的。此时滑动变阻器滑片左侧的电阻丝与灯泡串联。
③保持滑动变阻器的滑片位置不变,电流表的示数I2变小,说明电路中的电阻增大了。根据串、并联电路的电流、电阻特点可知,只有闭合S1、断开S2的情况下,才能达到这一目的。此时滑动变阻器滑片右侧的电阻丝连入电路,其阻值为R0右=U′I2=6V0.15A=40Ω,则与灯泡串联部分的滑动变阻器的阻值为R0左=R0﹣R0右=50Ω﹣40Ω=10Ω。则灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压为U滑′=I额R0左=0.2A×10Ω=2V,则灯泡两端的电压为U灯=U′﹣U滑′=6V﹣2V=4V。灯泡的电功率为P=U灯I额=4V×0.2A=0.8W。
故答案为:(1)见解析。(2)变大。(3)42。(5)①6;②闭合S1,断开S2;③闭合S2,断开S1;④0.8。
【点评】在遇到缺表的实验时,我们应根据电路连接情况,合理应用串并联电路中的电压、电流或电阻关系,间接求得缺少的表需要测量的物理量。
五、计算题(本大题2小题,共13分)
23.(6分)如图是一辆警车,空车质量为2.72t。某次执行任务时,警车以108km/h的速度沿水平路面匀速直线行驶时的输出功率为60kW.(g=10N/kg)
(1)车上警察的总质量为280kg,轮胎与路面接触的总面积为1000cm2,车静止时对水平路面的压强是多少?
(2)警车以108km/h的速度水平匀速直线行驶时,所受阻力是多少?
(3)若警车发动机的效率为40%,以60kW的输出功率行驶10min,消耗多少千克的柴油?(柴油的热值取4.0×107J/kg)
【分析】(1)车静止时对水平路面的压力等于车和警察的重力之和,根据F=G=mg求出其大小,又知道轮胎与路面接触的总面积即受力面积,利用p=FS求出对水平路面的压强;
(2)警车匀速直线行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,二力大小相等,知道警车行驶的速度和输出功率,根据P=Wt=Fst=Fv求出牵引力即可得出警车受到的阻力;
(3)根据W=Pt求出警车发动机做的功,利用η=WQ放×100%求出柴油完全燃烧释放的热量,最后根据Q放=mq求出消耗柴油的质量。
【解答】解:(1)车静止时对水平路面的压力:
F=G=(m车+m人)g=(2.72×103kg+280kg)×10N/kg=3×104N,
对水平路面的压强:
p=FS=3×104N1000×10−4m2=3×105Pa;
(2)警车行驶的速度:
v=108km/h=30m/s,
因警车匀速直线行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,由P=Fv可得,警车受到的阻力:
f=F′=Pv=60×103W30m/s=2×103N;
(3)由P=Wt可得,警车发动机做的功:
W=Pt=60×103W×10×60s=3.6×107J,
由η=WQ放×100%可得,柴油完全燃烧释放的热量:
Q放=Wη=3.6×107J40%=9×107J,
由Q放=mq可得,消耗柴油的质量:
m′=Q放q=9×107J4.0×107J/kg=2.25kg。
答:(1)车静止时对水平路面的压强是3×105Pa;
(2)警车以108km/h的速度水平匀速直线行驶时所受阻力是2×103N;
(3)若警车发动机的效率为40%,以60kW的输出功率行驶10min,消耗2.25kg的柴油。
【点评】本题考查了重力公式、压强公式、功率公式、效率公式以及燃料完全燃烧释放热量公式的应用,涉及到的知识点较多,有一点的难度。
24.(7分)如图1是某品牌电压力锅,图2所示是它的简化电路图,R1、R2是定值电阻。电压力锅的加热功率为700W、保压功率为200W。S、S1都闭合时是一种状态,只闭合S时是另一种状态。家庭电路的电压是220V。[水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃),水的密度1.0×103kg/m3]。
(1)求R1、R2的阻值。
(2)当锅内气压达到202kPa,锅内水的沸点为115℃时,电压力锅切换到保压状态。锅内2L初温为20℃的水加热到保压状态时,吸收的热量是多少?
(3)若加热的效率为95%,计算将上述水加热到115℃需要的时间是多少min?
【分析】(1)由图乙可知,S、S1都闭合时R1、R2并联,只闭合S时电路为R1的简单电路,根据电阻的并联比较电路的总电阻关系,根据P=U2R可判断电路的总功率关系,然后得出电压力锅处于的状态,再根据P=U2R求出R1、R2的电阻;
(2)知道锅内水的体积,根据m=ρV求出水的质量,锅内水的沸点为115℃,根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量;
(2)根据η=Q吸W×100%求出电压力锅消耗的电能,利用P=Wt求出需要的加热时间。
【解答】解:(1)由图乙可知,S、S1都闭合时R1、R2并联,只闭合S时电路为R1的简单电路,
因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,
所以,只闭合S时,电路的总电阻最大,由P=U2R可知,电路的总功率最小,电压力锅处于保压状态,
则R1的电阻:
R1=U2P保压=(220V)2200W=242Ω,
当S、S1都闭合时,电路的总电阻最小,电路的总功率最大,电压力锅处于加热状态,
则R2的电功率:
P2=P加热﹣P保压=700W﹣200W=500W,
R2的电阻:
R2=U2P2=(220V)2500W=96.8Ω;
(2)锅内水的体积:
V=2L=2dm3=2×10﹣3m3,
由ρ=mV可得,水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3=2kg,
锅内水的沸点为115℃,则水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(115℃﹣20℃)=7.98×105J;
(3)由η=Q吸W×100%可得,电压力锅消耗的电能:
W=Q吸η=7.98×105J95%=8.4×105J,
由P=Wt可得,需要的加热时间:
t′=WP=8.4×105J700W=1200s=20min。
答:(1)R1、R2的阻值分别为242Ω、96.8Ω;
(2)吸收的热量是7.98×105J;
(3)将上述水加热到115℃需要的时间是20min。
【点评】本题考查了电功率公式和密度公式、吸热公式、效率公式以及电功公式的应用,分清电压力锅处于不同状态时电路的连接方式是关键。
六、综合能力题(本大题3小题,共19分)
25.(6分)阅读短文,回答问题。
无人机
无人驾驶飞机简称“无人机”,英文缩写为“UAV”,是利用无线电波(无线电波与光的性质一样,可以在真空中传播)遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机的巡航速度可以达到每小时90﹣150千米,可以搭载高分辨率的摄像机、专业光学相机、红外相机等。如图所示是航拍“无人机”,如表是本款无人机的部分技术参数。
风扇数量
4个
工作噪声
<90dB
遥控距离
3000m
整机质量
500g
充电时间
200分钟
飞行时间
6﹣12分钟
(1)下列关于无人机的说法正确的是 C 。
A.无人机是利用超声波进行遥控的
B.该款无人机设备在工作时的噪声会对人的听力造成严重损伤
C.无人机上的红外相机可以利用物体向外辐射红外线识别不同温度的物体从而进行拍摄
D.无人机上面装有的高清摄像机,成像性质与投影仪工作原理一样
(2)该无人机竖直匀速升空时,地面相对无人机是 下降 (选填“上升”、“静止”或“下降”)的,若无人机飞离地面10m高处,其重力为 5 N。(g=10N/kg)
(3)无人机在飞行过程中将信息传递给地面指挥中心,信息传递速度与光速相同,若该无人机在距离遥控者3000m处,信息传递到遥控者处所用时间约为 1×10﹣5 s。不考虑遥控距离的影响,该无人机以最快速度飞行,最多能飞行 30 km。当无人机需要拍摄地面上全景照片时必须上升,此时要 减小 (选填“增大”或“减小”)镜头与感光晶片间的距离,才能拍摄到清晰的画面。
【分析】(1)A、由文中信息作出判断;B、噪声对人体的影响和分贝大小有关;C、无人机上装载的红外相机利用物体向外辐射红外线识别不同温度的物体;D、根据摄像机原理解答。
(2)如果物体相对于参照物位置保持不变,物体是静止的;如果物体的位置相对于参照物位置不断变化,则物体是运动的;
根据G=mg求出重力;
(3)根据速度公式v=st变形可求时间;由速度公式变形可求路程;物距大于2倍焦距,形成倒立、缩小的实像;根据物远像近像变小分析。
【解答】解:
(1)A、由文中信息可知,无人机是利用无线电波进行遥控的,故A错误;
B、无人机设备在工作时的噪声分贝<90dB,对人的听力不会造成严重损伤,故B错误;
C、无人机上装载的红外相机可以利用物体向外辐射红外线识别不同温度的物体从而进行拍摄,故C正确;
D、无人机上面装有的高清摄像机,成像性质与照相机工作原理一样,故D错误;
(2)该无人机竖直匀速升空时,以无人机为参照物,地面离无人机越来越远,即地面相对无人机是下降的;
由表格数据可知,无人机的整机质量500g,无人机飞离地面10m高处,其质量为500g,即0.5kg;重力G=mg=0.5kg×10N/kg=5N;
(3)由v=st可得,信息传递到遥控者处所用时间约为:t=sv=3000m3×108m/s=1×10﹣5s;
不考虑遥控距离的影响,该无人机以最快速度飞行,最多能飞行的路程:
s′=v′t′=150km/h×12×160h=30km;
当无人机上升时,物距变大,根据物远像近像变小,故需减小镜头与感光晶片间的距离,才能拍摄到清晰的画面。
故答案为:(1)C; (2)下降;5;(3)1×10﹣5;30;减小。
【点评】本题是一道以多旋翼无人机为背景的信息给予题,涉及到的知识点较多,关键能从题干中获取有用的信息,熟练运用已学的知识即可正确解题,综合性强,难度较大。
26.(6分)如图1所示是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,U形管液面高度变化是因为容器中空气的温度发生了变化。请回答下列问题:
(1)图1中的甲装置通电一段时间后,右侧U形管中液面高度差较大,可以得出的结论是:在通电时间和电流相同时,电阻越大,产生的热量 越多 ;且A、B两根电阻丝产生的热量之比是 1:2 ;
(2)图1中的乙装置在通电前两个U形管中的液面相平,通电一段时间后, 左 (选填“左”或“右”)侧U形管中液面高度差较大。由此现象表明:电流通过导体产生的热量跟 电流 (选填“电流”、“电阻”或“时间”)大小有关;
(3)这个实验中应用了控制变量法和 转换 法;
(4)如图2所示,三个完全相同的容器中密封了初温和质量都相等的空气,若通电一段时间后,甲、乙、丙三个U形管中液面高度差分别为h甲、h乙、h丙,则下列关系中正确的是 A 。
A.h甲<h乙<h丙
B.h甲>h丙>h乙
C.h甲=h丙>h乙
D.h甲=h乙<h丙
【分析】(1)(2)(3)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但可以通过U形管中液面高度差的变化来反映,这种研究方法叫转换法;
电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。探究电流产生热量跟电阻关系时,控制通电时间和电流相同;探究电流产生热量跟电流关系时,控制电阻和通电时间相同;
(4)由电路图可知,甲、乙中的电阻串联后,再和丙中电阻并联,它们的通电时间相等,根据Q=I2Rt比较它们产生热量的关系,也是空气吸收热量之间的关系,空气吸收热量多的容器U形管中两侧的液面高度差最大。
【解答】解:(1)如图1中甲装置,两个电阻串联在电路中,电流相同,通电时间相同,电阻不同,右侧容器中电阻丝阻值大,而右侧U形管中液面高度变化大,即产生的热量多,故实验现象表明,在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,所产生的热量越多;根据焦耳定律Q=I2Rt可知A、B两根电阻丝产生的热量之比等于两电阻阻值之比,所以A、B两根电阻丝产生的热量之比为1:2;
(2)图1中乙装置右侧两电阻并联后与左侧电阻串联接入电路,串联电路各处电流相等,并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以通过左侧电阻的电流大于通过右侧电阻的电流,在电阻和通电时间相同时,电流越大,产生的热量越多,所以左侧容器中的电阻丝产生的热量多,即左侧U形管中液面高度差较大;此现象表明电流通过导体产生的热量跟电流大小有关;
(3)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但可以通过U形管中液面高度差的变化来反映,这种研究方法叫转换法;
(4)由电路图可知,甲、乙中的电阻串联后,再和丙中电阻并联,它们的通电时间相等,
由图可知,甲的电阻小于乙的电阻,通过甲的电流等于乙的电流,
由Q=I2Rt可知,甲产生的热量小于乙产生的热量;
丙的电阻等于乙的电阻,通过丙的电流大于乙的电流,由Q=I2Rt可知,丙产生的热量大于乙产生的热量,
则丙中电阻产生的热量最多,空气吸收的热量最多,U形管中两侧的液面高度差最大;甲中电阻产生的热量最少,空气吸收的热量最少,U形管中两侧的液面高度差最小,故选:A。
故答案为:(1)越多;1:2;(2)左;电流;(3)转换;(4)A。
【点评】本题考查了学生对焦耳定律的认识,注重了探究实验的考查,同时在该实验中利用了控制变量法和转换法,是中考物理常见题型。
27.(7分)阅读短文,回答问题:
无链条电动自行车
无链条电动自行车,整体外形时尚,没有了链条,外观变得与普通自行车或电动车有些不同,如图19所示。无链条电动自行车被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。它结合了电子动力和人体动力,此车既可以通过给锂电池充电获得能量;也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板的动能,可通过车上的发电机转化为电能,存储在自行车框架中的锂电池内,之后通过电动机驱动后轮转化成动能,以此驱动自行车前进。因此使骑行者骑得更省力,同时也能减少对环境的污染。
如图所示这款无链条电动自行车,其锂电池容量为10Ah、电压为36V。
与链条车相比,这种新型自行车具备许多优点。比如:省力、耐用、安全、灵便、干净卫生、结构简单、修理方便,骑行12000km也无须大修。因此,无链条电动自行车是城市中一种理想的交通工具。
(1)无链条电动自行车可将骑行者踩脚踏板所产生的动能通过 发电机 转化为电能,然后电能又转化为 化学 能存储在车子的锂电池中,之后再通过 电动机 驱动后轮再次转化成动能,驱动车子前进。
(2)无链条电动自行车的车把龙头是 省力 (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆;
(3)如图所示这款车的锂电池最多所储存的电能约为 1.296×106 J。
(4)如图所示这款车,若骑行者不踩脚踏板,仅靠锂电池驱动,这种“电力驱动”可使车连续行驶2×104m;若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量,这种“混合动力驱动”可使车连续行驶3.5×104m.则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为 3:4 。
【分析】(1)电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用,电动机将电能转化为机械能;发电机的工作原理是电磁感应现象,发电机将机械能转化为电能。给电池充电时将电能转化为化学能;
(2)根据杠杆的力臂关系可判断其类型;
(3)从材料中可以看出,该电池的电压和电量,根据公式W=UIt可求它充足电后所储存的电能。
根据“混合动力驱动”时人所提供的能量等于总能量减去“电力驱动”时锂电池提供的能量,然后即可求二者之比。
【解答】解:
(1)“发电机”实现“自发电”的过程中,可将骑行者踩脚踏板所产生的动能通过发电机转化为电能,然后电能又转化为化学能存储在车子的锂电池中,之后再通过电动机驱动后轮再次转化成动能,驱动车子前进。
(2)自行车的车把龙头在使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
(3)由题知,锂电池容量为10Ah、电压为36V,
则锂电池最多所储存的电能约:W=UIt=36V×10A×3600s=1.296×106J。
(4)设电动自行车前进时的动力为F,
“混合动力驱动”时所提供的总能量:W1=Fs1=F×3.5×104m,
仅靠锂电池驱动所提供的能量:W2=Fs2=F×2×104m,
“混合动力驱动”时人所提供的能量:W3=W1﹣W2=F×3.5×104m﹣F×2×104m=F×1.5×104m,
则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比:
W3W2=F×1.5×104mF×2×104m=34。
故答案为:(1)发电机; 化学; 电动机;(2)省力;(3)1.296×106;(4)3:4。
【点评】本题考查电动机与发电机的原理,杠杆的应用,电能的计算等,关键是题意的理解与公式的应用,要学会认识用电器的铭牌,解题过程中要注意单位的换算。
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