2023年河南省新乡市辉县市北云门乡联合中学等校中考物理模拟试卷(含答案)
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这是一份2023年河南省新乡市辉县市北云门乡联合中学等校中考物理模拟试卷(含答案),共23页。试卷主要包含了填空题,选择题,作图题,实验探究题,综合应用题等内容,欢迎下载使用。
2023年河南省新乡市辉县市北云门乡联合中学等校中考物理模拟试卷
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1.(2分)采用功与时间比值的方法,得到“单位时间”内做的功,这样就方便比较做功的快慢了,这个比值叫做 。这种方法,实质上还是用 (选填“时间相同比较功”或“功相同比较时间”)来比较做功快慢的。
2.(3分)夏天的清晨,公园里只有小鸟欢快的鸣叫声,周围茂密的树木将马路上的杂声阻挡在外,这是在 减弱噪声,我们能够分辨出其中麻雀的声音,这是由于不同的鸟发出声音的 不同:如图所示,透过露珠观察叶脉变粗,这是由于光的 产生的。
3.(3分)北方寒冷的冬季,雨雪过后屋檐下会形成如图所示的冰锥,它是积雪熔化后的水在下落过程中 (填物态变化名称)形成的,冰锥在形成过程中温度 (选填“升高”、“降低”或“不变”),冰锥在形成过程中内能 (选填“减小”、“增大”或“不变”)。
4.(2分)如图所示是常见食用油桶的提手和桶盖,提手处设计成弯曲形状,贴合手形是为了减小对手的 ;桶盖边缘有较多的竖直条纹是通过 来增大摩擦的。
5.(2分)小明利用如图所示的电路测量未知电阻R的阻值,电源电压不变,R0为阻值已知的电阻,当开关S闭合,S1断开时,电流表的示数为I;当开关S、S1都闭合时,电流表的示数为I1,电源电压为U= ,Rx= 。
6.(2分)在水平地面上铺一张纸,将皮球表面涂黑,使其分别从不同高度处自由落下时,能在纸上留下黑色圆斑A、B.球从较高处落下所成的圆斑是其中的 (选“A”或“B”),你判断的依据是 。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7-12题每小题只有一个选项符合题目要求,第13-14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)。
7.(2分)当两个用电器正常工作时,额定功率大的一定比额定功率小的( )
A.电流做功多 B.产生的热多 C.消耗电能快 D.工作时间少
8.(2分)生活中我们常看到“白气”,下列有关“白气”形成的说法中正确的是( )
A.文艺演出时舞台上经常施放“白气”,这是干冰在常温下的升华现象
B.深秋清晨的河面上经常出现“白气”,这是河面上水蒸气的汽化现象
C.冬天水烧开后壶嘴处喷出“白气”,这是壶嘴喷出水蒸气的液化现象
D.夏天从冰箱取出的冰棍周围冒“白气”,这是空气中水蒸气的凝华现象
9.(2分)如图所示,一位同学正在探究凸透镜成像规律,在光屏上得到了清晰的像(像未画出)。下列分析正确的是( )
A.此时光屏上成的是倒立、放大的实像
B.蜡烛烧短后,光屏上的像将上移
C.若只将蜡烛向左移,光屏向右移才能再次成清晰的像
D.若在凸透镜前加一个近视眼镜,光屏向左移动才能再次成清晰的像
10.(2分)下列关于运动和力的说法正确的是( )
A.踢出去的足球是因不再受力的作用而停止
B.最终静止在操场草坪上的足球没有了惯性
C.运动员起跑时用力蹬地,是脚对地的蹬力使其加速
D.跳远运动员助跑起跳,是利用自身的惯性提高成绩
11.(2分)下列说法正确的是( )
A.绝缘体不容易导电,是因为绝缘体内无电荷
B.绝缘体与绝缘体相互摩擦,也不能带上电荷
C.导线用铜制造是利用了铜具有较好的导热性
D.保险丝电阻较大,电流一定时发热功率较大
12.(2分)小明家新购买了插座转换器,其内部简化电路如图所示,下列说法正确的是( )
A.当开关S断开时,小夜灯仍发光
B.USB接口和插座串联
C.小夜灯不发光时,USB接口和插座仍能正常使用
D.开关闭合时小夜灯被短路
(多选)13.(2分)如图所示,甲、乙两个质量相同的长方体物块直立在水面上,下列说法正确的是( )
A.甲、乙受到的浮力大小相等
B.甲浸在水中的体积大于乙浸在水中的体积
C.甲下表面受到的压力等于乙下表面受到的压力
D.甲的密度一定大于乙的密度
(多选)14.(2分)如图甲所示,电路的电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,如图乙是小灯泡的I﹣U图象。闭合开关S后,下列判断正确的( )
A.滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电压表示数变小
B.当电流表示数为0.4A时,电压表的示数为1V
C.电压表示数为2.5V时,小灯泡的功率是1.25W
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器的功率是0.25W
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15.(2分)如图所示,将一块木板放在平面镜前,请画出小明通过平面镜看到自己脚尖的光路图。
16.(2分)如图所示,小亮将测量滑动摩擦力的方法进行了改进。改进后请画出他向右加速拉动长木板的过程中,木块的受力示意图(不计空气阻力)。
四、实验探究题(本题共3小题,第17题4分,第18题6分,第19题8分,共18分)
17.(4分)小明利用如图探究通电螺线管外部磁场分布的特点:
(1)在螺线管的两端各放一个小磁针,并在玻璃板上均匀的撒满铁屑。通电后观察小磁针的指向,然后 玻璃板,观察铁屑的排列情况。通过实验发现通电螺线管外的磁场与 磁体的磁场相似;根据小磁针的指向可以判断出通电螺线管的左端为 极。
(2)如果想探究通电螺线管的极性与电流方向的关系,接下来的操作是 ,并观察小磁针的指向。
18.(6分)小红设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)实验的最佳顺序是 。
A.甲、乙、丙、丁
B.丁、甲、乙、丙
C.乙、甲、丁、丙
(2)图乙中物体受到的浮力是 N.通过实验可得到的结论是:浸在液体中的物体,受到的浮力大小等于它 。
(3)以下情况会影响结论的是 。
A.图乙中水面未到达溢水杯的溢水口
B.图乙中物体未全部浸没在水中
(4)将图乙中的水换成酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3),物体受到的浮力 。(填“变大”“变小”或“不变”)
(5)小红利用上述实验中的器材和木块,探究“漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”,实验过程中 步骤不需要弹簧测力计。(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)
19.(8分)现要测量电阻Rx的阻值,提供的实验器材有:待测电阻Rx(约5Ω)、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干°
(1)用笔画线代替导线,将图1中的实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小。
(2)正确连线后,闭合开关,移动滑片P,电流表示数几乎为零,电压表示数接近电源电压且几乎不变。若电路中只有一处故障,可判断该故障是 。
(3)排除故障继续实验,某次测量,电流表的示数为0.50A,电压表的示数如图2,该示数为 V,则Rx= Ω。
(4)某同学利用电源(电压未知)、电阻箱(0~999.9Ω)和电流表(指针能正常偏转,但刻度盘示数模糊不清)等器材,测电阻Rx的阻值,设计的电路如图3.完成下列实验步骤:
①正确连接电路,断开S1、S2,将电阻箱R阻值调至最大;
② ;
③ ;
④电阻Rx= 。(用测得量的符号表示)
五、综合应用题(本题共2小题,每小题9分,共18分)
20.(9分)抗击新冠肺炎疫情期间,用汽油型救护车转运患者集中隔离治疗,该车配备了定位装置,方便监测具体位置;该车还配置了负压装置,负压舱内气压小于外界气压,将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理,有效避免了病毒的传播。某次转运病人时,救护车以60kW的恒定功率在平直公路上匀速行驶36km,用时30min。请问:
(1)救护车的定位装置利用 传递信息,汽油属于 (选填“一次或“二次”)能源。
(2)救护车匀速行驶36km牵引力做的功是多少?
(3)救护车所受的阻力是多少?
(4)按照卫生标准,负压舱内外气压差应为10~38Pa之间。经测量发现,该负压舱0.9m2的面积上内外气体压力差为18N,通过计算判断负压舱内外气压差是否符合标准。
21.(9分)如图是某家用电热水器的简化电路图,温控开关S2可根据水温自动切换“加热”和“保温”两种状态,R1、R2是发热电阻,热水器主要参数如下表。[c水=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3]
额定电压
加热功率
保温功率
容积
220V
1100W
220W
5L
(1)当开关S1闭合,S2 时,热水器进入保温状态。在额定电压下,通过保险丝中的电流为 A。
(2)由题中的数据可知发热电阻R1和R2的阻值之比是: 。
(3)水箱中装满初温为15℃的水,加热了7min,温度升高到35℃,水吸收了多少热量?若电热水器放出的热量全部被水吸收,则电热水器实际加热功率是多大?
(4)小明通过计算,发现实际加热功率和标定的加热功率不相等,他认为可能是当时的电压低于额定电压,但经过测量发现电压就是220V,则该电热水器的加热效率是多少?
2023年河南省新乡市辉县市北云门乡联合中学等校中考物理模拟试卷
(参考答案与详解)
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1.(2分)采用功与时间比值的方法,得到“单位时间”内做的功,这样就方便比较做功的快慢了,这个比值叫做 功率 。这种方法,实质上还是用 时间相同比较功 (选填“时间相同比较功”或“功相同比较时间”)来比较做功快慢的。
【解答】解:功与时间比值叫做功率;
比较做功快慢的方法有两种,一是相同的时间比较做功;二是功相同比较时间。利用“单位时间”内做的功比较做功的快慢,实质上还是用相同的时间比较做功。
故答案为:功率;时间相同比较功。
2.(3分)夏天的清晨,公园里只有小鸟欢快的鸣叫声,周围茂密的树木将马路上的杂声阻挡在外,这是在 传播过程中 减弱噪声,我们能够分辨出其中麻雀的声音,这是由于不同的鸟发出声音的 音色 不同:如图所示,透过露珠观察叶脉变粗,这是由于光的 折射 产生的。
【解答】解:茂密的森林具有吸声的作用,这是在传播过程中减弱噪声;
能分辨出麻雀的声音,这主要是因为不同种类的小鸟发出声音的响度和音调可能相同,但音色一般不同;
圆形透明的露珠相当于一个凸透镜,草木的叶脉距离透镜很近,小于一倍焦距,该凸透镜成为了放大镜,形成了正立、放大的虚像,这是由于光的折射产生的。
故答案为:传播过程中;音色;折射。
3.(3分)北方寒冷的冬季,雨雪过后屋檐下会形成如图所示的冰锥,它是积雪熔化后的水在下落过程中 凝固 (填物态变化名称)形成的,冰锥在形成过程中温度 不变 (选填“升高”、“降低”或“不变”),冰锥在形成过程中内能 减小 (选填“减小”、“增大”或“不变”)。
【解答】解:冰锥是积雪融化后的水在下落过程中又变成冰锥,是物质从液态变成固态,是凝固过程,冰是晶体,冰锥形成过程中,不断放出热量,温度保持不变,但内能减小。
故答案为:凝固;不变;减小。
4.(2分)如图所示是常见食用油桶的提手和桶盖,提手处设计成弯曲形状,贴合手形是为了减小对手的 压强 ;桶盖边缘有较多的竖直条纹是通过 增大接触面的粗糙程度 来增大摩擦的。
【解答】解:提手处设计成弯曲形状是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;
壶盖边缘有较多的竖直条纹是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
故答案为:压强;增大接触面的粗糙程度。
5.(2分)小明利用如图所示的电路测量未知电阻R的阻值,电源电压不变,R0为阻值已知的电阻,当开关S闭合,S1断开时,电流表的示数为I;当开关S、S1都闭合时,电流表的示数为I1,电源电压为U= ,Rx= 。
【解答】解:当开关S闭合,S1断开,两只电阻串联,
根据欧姆定律可知Rx两端电压为Ux=IRx,
R0两端电压为U0=IR0,
当两个开关都闭合时,定值电阻R0短路,
Rx两端电压等于电源电压,为U=I1Rx,
由于电源电压一定,所以U=Ux+U0,
即I1Rx=IRx+IR0
解得Rx=,
则电源电压U=I1Rx=。
故答案为:;R。
6.(2分)在水平地面上铺一张纸,将皮球表面涂黑,使其分别从不同高度处自由落下时,能在纸上留下黑色圆斑A、B.球从较高处落下所成的圆斑是其中的 B (选“A”或“B”),你判断的依据是 质量相等,高度越高,重力势能越大,转化成的弹性势能越大,球的形变越大 。
【解答】解:球从较高处落下,即球的重力势能较大,落地时转化成的弹性势能也越大,皮球发生的弹性形变就越明显,留下的圆斑也就越大,故应该是B圆斑。
故答案为:B;质量相等,高度越高,重力势能越大,转化成的弹性势能越大,球的形变越大
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7-12题每小题只有一个选项符合题目要求,第13-14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)。
7.(2分)当两个用电器正常工作时,额定功率大的一定比额定功率小的( )
A.电流做功多 B.产生的热多 C.消耗电能快 D.工作时间少
【解答】解:当两个用电器正常工作时,实际功率等于额定功率,额定功率大的用电器的实际功率一定比额定功率小的实际功率大,则电流通过额定功率大的用电器做功一定比通过额定功率小的用电器做功快,但电流做功不一定多、产生的热量不一定多,更不能比较工作时间。故ABD错误、C正确。
故选:C。
8.(2分)生活中我们常看到“白气”,下列有关“白气”形成的说法中正确的是( )
A.文艺演出时舞台上经常施放“白气”,这是干冰在常温下的升华现象
B.深秋清晨的河面上经常出现“白气”,这是河面上水蒸气的汽化现象
C.冬天水烧开后壶嘴处喷出“白气”,这是壶嘴喷出水蒸气的液化现象
D.夏天从冰箱取出的冰棍周围冒“白气”,这是空气中水蒸气的凝华现象
【解答】解:
生活中的“白气”是液态的小水滴悬浮在空气中的现象,都是由水蒸气遇冷液化形成的;
A、演出时舞台上出现的“白气”,是干冰升华吸热,使空气中的水蒸气遇冷液化形成的,故A错误;
B、河面上出现的“白气”,是河中水汽化形成的水蒸气遇到低温空气后液化形成的,故B错误;
C、水烧开后壶嘴处喷出的“白气”,是壶中高温的水汽化形成的水蒸气,喷出壶嘴后遇到温度较低的空气液化形成的,故C正确;
D、冰棍周围冒出的“白气”是空气中的水蒸气遇到温度低的冰棍液化形成的,故D错误。
故选:C。
9.(2分)如图所示,一位同学正在探究凸透镜成像规律,在光屏上得到了清晰的像(像未画出)。下列分析正确的是( )
A.此时光屏上成的是倒立、放大的实像
B.蜡烛烧短后,光屏上的像将上移
C.若只将蜡烛向左移,光屏向右移才能再次成清晰的像
D.若在凸透镜前加一个近视眼镜,光屏向左移动才能再次成清晰的像
【解答】解:A、由图可知,物距大于像距,成倒立缩小的实像,故A错误;
B、实验中,蜡烛越烧越短,根据光线过光心不改变方向,像向光屏的上方移动,故B正确;
C、若只将蜡烛向左移,此时物距变大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,光屏向左移才能再次成清晰的像,故C错误;
D、近视镜是凹透镜,对光线起了发散作用,因此加上近视镜后,光屏应向右移动,远离凸透镜才能成清晰的像,故D错误。
故选:B。
10.(2分)下列关于运动和力的说法正确的是( )
A.踢出去的足球是因不再受力的作用而停止
B.最终静止在操场草坪上的足球没有了惯性
C.运动员起跑时用力蹬地,是脚对地的蹬力使其加速
D.跳远运动员助跑起跳,是利用自身的惯性提高成绩
【解答】解:A、踢出去的足球最终会停止,是因为受到了阻力的作用,而不是因为不再受力,故A错误;
B、一切物体都有惯性,最终静止在操场草坪上的足球也具有惯性,故B错误;
C、运动员起跑时用力蹬地,地也给脚一个反作用力,这个力才是使其加速的力,故C错误;
D、跳远运动员助跑起跳,是利用自身的惯性提高成绩,故D正确。
故选:D。
11.(2分)下列说法正确的是( )
A.绝缘体不容易导电,是因为绝缘体内无电荷
B.绝缘体与绝缘体相互摩擦,也不能带上电荷
C.导线用铜制造是利用了铜具有较好的导热性
D.保险丝电阻较大,电流一定时发热功率较大
【解答】解:A、不容易导电,是因为绝缘体内几乎没有自由移动的电荷,故A错误;
B、绝缘体与绝缘体相互摩擦,只要电荷(电子)发生转移,都能带上电荷,故B错误;
C、导线用铜制造是利用了铜在同等情况下的电阻小,故C错误;
D、保险丝电阻较大,电流一定时发热功率较大,即P=I2R,故D正确。
故选:D。
12.(2分)小明家新购买了插座转换器,其内部简化电路如图所示,下列说法正确的是( )
A.当开关S断开时,小夜灯仍发光
B.USB接口和插座串联
C.小夜灯不发光时,USB接口和插座仍能正常使用
D.开关闭合时小夜灯被短路
【解答】解:
由电路图可知,有条支路,一是三孔插座,二是USB接口,三是小夜灯、定值电阻和开关S。
A、当开关S断开时,小夜灯所在支路断开,小夜灯不能发光,故A错误;
B、USB接口和插座并联,故B错误;
C、小夜灯、USB接口、插座并联,小夜灯不发光时,USB接口和插座仍能正常使用,故C正确;
D、开关闭合时小夜灯所在支路是通路,小夜灯发光,故D错误。
故选:C。
(多选)13.(2分)如图所示,甲、乙两个质量相同的长方体物块直立在水面上,下列说法正确的是( )
A.甲、乙受到的浮力大小相等
B.甲浸在水中的体积大于乙浸在水中的体积
C.甲下表面受到的压力等于乙下表面受到的压力
D.甲的密度一定大于乙的密度
【解答】解:
A、甲、乙两个质量相同的长方体物块都漂浮在水中,根据漂浮条件可知:F浮甲=G甲,F浮乙=G乙,由于甲乙质量相同,重力相等,所以浮力相等,故A正确;
B、甲乙受到的浮力相等,根据F浮=ρ液gV排知甲乙浸在水中的体积相等,故B错误;
C、根据F浮=F向上﹣F向下可知:F向上=F浮+F向下,由于甲乙都漂浮,则F甲向下=F乙向下=0,所以,F甲向上=F乙向上,故C正确;
D、甲、乙两个质量相同的,但不知道体积关系,不能判断出密度的关系,故D错误。
故选:AC。
(多选)14.(2分)如图甲所示,电路的电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,如图乙是小灯泡的I﹣U图象。闭合开关S后,下列判断正确的( )
A.滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电压表示数变小
B.当电流表示数为0.4A时,电压表的示数为1V
C.电压表示数为2.5V时,小灯泡的功率是1.25W
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器的功率是0.25W
【解答】解:
A、由图可知,闭合开关S后,灯泡与变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据串联分压特点可知,电压表示数变小,故A正确;
B、由灯泡的I﹣U图象可知,当电流为0.4A时,灯泡的电压为1V,根据串联电路的电压特点可知电压表的示数UV=3V﹣1V=2V,故B错误;
D、小灯泡的电压等于额定电压2.5V时,灯正常发光,由图象可知灯的额定电流为0.5A,
根据串联电路电压的规律,滑动变阻器的电压为:U滑=U﹣UL额=3V﹣2.5V=0.5V,
此时滑动变阻器的功率:P滑=U滑I滑=0.5V×0.5A=0.25W,故D正确;
C、电压表示数为2.5V时,由串联电路电压的规律,灯的电压为:UL=3V﹣2.5V=0.5V,
由图象可知,灯的电压为0.5V时,通过灯泡的电流为0.3A,则小灯泡的功率:PL=UL′I′=0.5V×0.3A=0.15W,故C错误。
故选:AD。
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15.(2分)如图所示,将一块木板放在平面镜前,请画出小明通过平面镜看到自己脚尖的光路图。
【解答】解:先做出脚尖A关于平面镜的对称点A′,即脚尖在平面镜中成的像,连接像点A′和人的眼睛B,与平面镜交于O,连接AO就是入射光线,OB为反射光线,如图所示,可见小华能通过平面镜看到自己的脚尖。
16.(2分)如图所示,小亮将测量滑动摩擦力的方法进行了改进。改进后请画出他向右加速拉动长木板的过程中,木块的受力示意图(不计空气阻力)。
【解答】解:木块处于静止状态,受到向右的水平拉力和木板对它施加的摩擦力为一对平衡力,大小相等;
在竖直方向上受到木板施加的向上的支持力和向下的重力,也一对平衡力,力的示意图如下所示:
四、实验探究题(本题共3小题,第17题4分,第18题6分,第19题8分,共18分)
17.(4分)小明利用如图探究通电螺线管外部磁场分布的特点:
(1)在螺线管的两端各放一个小磁针,并在玻璃板上均匀的撒满铁屑。通电后观察小磁针的指向,然后 轻敲 玻璃板,观察铁屑的排列情况。通过实验发现通电螺线管外的磁场与 条形 磁体的磁场相似;根据小磁针的指向可以判断出通电螺线管的左端为 S 极。
(2)如果想探究通电螺线管的极性与电流方向的关系,接下来的操作是 改变通电螺线管中的电流方向 ,并观察小磁针的指向。
【解答】解:(1)在螺线管的两端各放一个小磁针,并在玻璃板上均匀的撤满铁屑。通电后观察小磁针的指向,然后轻敲玻璃板,观察铁屑的排列情况。通过实验发现通电螺线管外的磁场与条形磁体的磁场相似;根据小磁针的指向可以判断出通电螺线管的左端为S极。
(2)如果想探究通电螺线管的极性与电流方向的关系,接下来的操作是改变通电螺线管中的电流方向,并观察小磁针的指向。
故答案为:(1)轻敲;条形;S;(2)改变通电螺线管中的电流方向。
18.(6分)小红设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)实验的最佳顺序是 B 。
A.甲、乙、丙、丁
B.丁、甲、乙、丙
C.乙、甲、丁、丙
(2)图乙中物体受到的浮力是 1 N.通过实验可得到的结论是:浸在液体中的物体,受到的浮力大小等于它 排开的液体受到的重力 。
(3)以下情况会影响结论的是 A 。
A.图乙中水面未到达溢水杯的溢水口
B.图乙中物体未全部浸没在水中
(4)将图乙中的水换成酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3),物体受到的浮力 变小 。(填“变大”“变小”或“不变”)
(5)小红利用上述实验中的器材和木块,探究“漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”,实验过程中 乙 步骤不需要弹簧测力计。(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)
【解答】解:(1)最合理的实验顺序是:
丁、测出空桶的重力;
甲、测出物体所受到的重力;
乙、把物体浸在装满水的溢杯中,测出测力计的示数;
丙、测出桶和排开的水受到的重力;
故正确顺序为:丁、甲、乙、丙,故B正确。
故选:B;
(2)空气中物体的重力为G=2N;水中弹簧测力计的示数为F′=1N,
物体在水中受到的浮力为:
F浮=G﹣F′=2N﹣1N=1N;
由图丁可知,空桶的重力G桶=0.5N,
由图丙可知,水和桶的重力G总=1.5N,
所以溢出水的重力为:
G排=G总﹣G桶=1.5N﹣0.5N=1N;
根据计算结果,可见F浮=G排,说明浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开的液体受到的重力;
(3)A.图乙中水面未到达溢水杯的溢水口,物体放入溢水杯时,先要使溢水杯满了才可以向外排水,故在此过程中,物体受到的浮力大于排出的水的重力,故A符合题意;
B.图乙中物体未全部浸没在水中,物体排开液体的体积小,排开液体的重力小,浮力也小,仍然能得出浮力等于排开的液体受到的重力,对实验没有影响,故B不符合题意;
故选:A;
(4)将图乙中的水换成酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3),液体的密度减小,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知浮力减小;
(5)物体漂浮在水面上,受到的浮力等于它的重力,测量漂浮的物体受到的浮力时,不需要用弹簧测力计提着物体,即乙步骤不需要弹簧测力计。
故答案为:
(1)B;(2)1;排开的液体受到的重力;(3)A;(4)变小;(5)乙。
19.(8分)现要测量电阻Rx的阻值,提供的实验器材有:待测电阻Rx(约5Ω)、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干°
(1)用笔画线代替导线,将图1中的实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小。
(2)正确连线后,闭合开关,移动滑片P,电流表示数几乎为零,电压表示数接近电源电压且几乎不变。若电路中只有一处故障,可判断该故障是 Rx断路 。
(3)排除故障继续实验,某次测量,电流表的示数为0.50A,电压表的示数如图2,该示数为 2.6 V,则Rx= 5.2 Ω。
(4)某同学利用电源(电压未知)、电阻箱(0~999.9Ω)和电流表(指针能正常偏转,但刻度盘示数模糊不清)等器材,测电阻Rx的阻值,设计的电路如图3.完成下列实验步骤:
①正确连接电路,断开S1、S2,将电阻箱R阻值调至最大;
② 只闭合S1,标记电流表指针所指的位置 ;
③ 断开S1,闭合S2,调节电阻箱,使电流表指针指在标记的位置,记下电阻箱阻值R0 ;
④电阻Rx= R0 。(用测得量的符号表示)
【解答】解:(1)电源电压为3V,待测电阻Rx(约5Ω)、由欧姆定律,电路的最大电流约为:
I===0.6A;电流表选用小量程串联在电路中,滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小,故变阻器右下接线柱连入电路中,如下所示:
(2)正确连线后,闭合开关,移动滑片P,电流表示数几乎为零,电压表示数接近电源电压且几乎不变。若电路中只有一处故障,可判断该故障是电阻断路;
(3)排除故障继续实验,某次测量,电流表的示数为0.50A,电压表的示数如图2,电压表选用小量程,分度值为0.1V,该示数为2.6V,由欧姆定律,则Rx===5.2Ω。
(4)①正确连接电路,断开S1、S2,将电阻箱R阻值调至最大;
②闭合S1,标记电流表指针所指的位置;
③断开S1,闭合S2,调节电阻箱,使电流表指针指在标记的位置,记下电阻箱阻值R0;
④根据等效替代法,电阻Rx=R0。
故答案为:(1)如上所示;
(2)Rx断路;
(3)2.6;5.2;
(4)②只闭合S1,标记电流表指针所指的位置;
③断开S1,闭合S2,调节电阻箱,使电流表指针指在标记的位置,记下电阻箱阻值R0;
④R0。
五、综合应用题(本题共2小题,每小题9分,共18分)
20.(9分)抗击新冠肺炎疫情期间,用汽油型救护车转运患者集中隔离治疗,该车配备了定位装置,方便监测具体位置;该车还配置了负压装置,负压舱内气压小于外界气压,将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理,有效避免了病毒的传播。某次转运病人时,救护车以60kW的恒定功率在平直公路上匀速行驶36km,用时30min。请问:
(1)救护车的定位装置利用 电磁波 传递信息,汽油属于 二次 (选填“一次或“二次”)能源。
(2)救护车匀速行驶36km牵引力做的功是多少?
(3)救护车所受的阻力是多少?
(4)按照卫生标准,负压舱内外气压差应为10~38Pa之间。经测量发现,该负压舱0.9m2的面积上内外气体压力差为18N,通过计算判断负压舱内外气压差是否符合标准。
【解答】解:(1)救护车的定位装置利用电磁波传递信息,汽油是石油加工得到的二次能源。
(2)救护车的功率:P=60kW=6×104W,
救护车行驶的时间:t=30min=1800s,
救护车匀速行驶36km牵引力做的功:W=Pt=6×104W×1800s=1.08×108J;
(3)救护车运动的距离:s=36km=3.6×104m,
由W=Fs可得,牵引力:F===3000N,
因为救护车做匀速直线运动,所以牵引力和阻力是一对平衡力,即f=F=3000N;
(4)负压舱内外气压差:
Δp===20Pa,
按照卫生标准,负压舱内外气压差应在10~38Pa之间,而负压舱内外气压差是20Pa,符合标准。
答:(1)电磁波;二次;
(2)救护车匀速行驶36km牵引力做的功为1.08×108J;
(3)救护车所受的阻力为3000N;
(3)负压舱内外气压差,符合标准。
21.(9分)如图是某家用电热水器的简化电路图,温控开关S2可根据水温自动切换“加热”和“保温”两种状态,R1、R2是发热电阻,热水器主要参数如下表。[c水=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3]
额定电压
加热功率
保温功率
容积
220V
1100W
220W
5L
(1)当开关S1闭合,S2 断开 时,热水器进入保温状态。在额定电压下,通过保险丝中的电流为 1 A。
(2)由题中的数据可知发热电阻R1和R2的阻值之比是: 4:1 。
(3)水箱中装满初温为15℃的水,加热了7min,温度升高到35℃,水吸收了多少热量?若电热水器放出的热量全部被水吸收,则电热水器实际加热功率是多大?
(4)小明通过计算,发现实际加热功率和标定的加热功率不相等,他认为可能是当时的电压低于额定电压,但经过测量发现电压就是220V,则该电热水器的加热效率是多少?
【解答】解:(1)由电路图可知,当开关S1、S2闭合时,R1、R2并联,电路的总电阻最小,根据P=可知,电路消耗的功率最大,热水器进入加热状态;当开关S1闭合,S2断开时,电路为R1的简单电路,电路消耗的功率较小,热水器进入保温状态;
在额定电压下,通过保险丝中的电流为:
I===1A;
(2)根据并联电路电功率的特点知,加热状态下,R2的电功率为:
P2=P加热﹣P保温=1100W﹣220W=880W,
发热电阻R1和R2的阻值之比是:
====;
(3)由密度公式ρ=知水的质量为:
m=ρ水V=1.0×103kg/m3×5×10﹣3m3=5kg,
水吸收的热量为:
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×(35℃﹣15℃)=4.2×105J;
若电热器放出的热量全部被水吸收,则实际加热功率是:
P====1000W;
(4)由P=可得加热状态下,热水器正常工作15min需消耗电能:
W′=P加热t=1100W×7×60s=4.62×105J;
加热效率为:
η=×100%=×100%≈90.9%。
答:(1)断开;5;
(2)4:1;
(3)水箱中装满初温为15℃的水,加热了7min,温度升高到35℃,水吸收的热量为4.2×105J;若电热器放出的热量全部被水吸收,则实际加热功率是1000W;
(4)该电热器的加热效率是90.9%。
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