2023年江苏省苏州市工业园区金鸡湖学校中考模拟物理试题(含答案)
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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合题意)
1.(2分)如图是深圳某住宅小区门口栏杆的示意图,当在A处施加一个动力时,可将栏杆逆时针拉起来,如图四个选项中的杠杆与它类型一致的是( )
A.钓鱼竿 B.核桃夹
C.天平 D.开瓶器
2.(2分)下列所提供的数据中符合实际情况的是( )
A.一节干电池电压15V
B.中考跳绳合格,考生的跳绳功率约1500W
C.家用电冰箱的工作电流约1A
D.小明将一个鸡蛋从地上拿起并缓慢举过头顶,对鸡蛋做功约10J
3.(2分)如图是一款“盲人水杯防溢报警器”,使用时挂在杯壁上即可,其挂扣上有两个金属触点,当杯中水位到达挂扣时,报警器会发出蜂鸣声,提示水已盛满,挂扣的作用相当于防溢报警器电路中的( )
A.用电器 B.导线 C.电源 D.开关
4.(2分)用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,相同时间把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.绳子受的拉力F1和F2大小相等
B.滑轮组的机械效率相同
C.拉力对滑轮组所做的功不相等
D.拉力对滑轮组所做的功的功率不相等
5.(2分)如图所示,甲、乙、丙、丁是单缸内燃机一个工作循环的四个冲程,该内燃机工作时飞轮的C转速为2400r/min。以下说法正确的是( )
A.该内燃机四个冲程正确的顺序是丙、甲、丁、乙
B.丁冲程发生的能量转化为机械能转化为内能
C.该内燃机每秒完成20次做功冲程
D.甲、乙、丁三个冲程是靠飞轮的惯性完成的
6.(2分)一小球从某高度由静止释放后,利用安装在手机中具有录音和显示声音波形的APP(软件),记录小球碰撞地面发出的声音随时间变化的波形如图所示。则小球( )
A.每次下落过程重力做功均相同
B.每次弹起时的动能逐渐减小
C.每次碰撞的最大形变程度逐渐增大
D.下落过程中重力势能全部转化为动能
7.(2分)为了减少碳排放,国家大力推行电动汽车。小明家新购置了一辆电动汽车,其速度由流经电动机的电流大小控制,当驾驶员松开“油门”踏板时,改变接入电路的变阻器阻值,车速降低。下列是该电动汽车的模拟电路,其中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
8.(2分)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.温度高的物体,内能一定大
B.物体不吸收热量,其内能也可以增加
C.物体的温度越高,所含的热量越多
D.物体的温度不变,其内能就一定不变
9.(2分)用如图所示电路探究“影响电阻大小的因素”实验时,下列说法正确的是( )
A.该电路中小灯泡的作用,代替电流表判断电流强弱
B.该电路探究导体的电阻大小与导体横截面积有关
C.该电路探究导体的电阻大小与导体长度有关
D.该电路探究导体的电阻大小与导体温度有关
10.(2分)将质量相等、初温相同的水和煤油分别倒入两个完全一样的试管中,然后将这两个试管同时放入温度较高的热水中,如图所示。经过足够长的时间以后,试管中的水和煤油从热水中吸收的热量分别为Q1、Q2,温度升高分别为Δt1、Δt2,则(已知c水大于c煤油)( )
A.Q1=Q2,Δt1>Δt2 B.Q1>Q2,Δt1=Δt2
C.Q1=Q2,Δt1=Δt2 D.Q1>Q2,Δt1<Δt2
11.(2分)如图所示,把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点的过程中,绳的拉力对甲做的功为WAB;用平行于斜面的拉力把重也为G的物体乙沿斜面从C点匀速拉至与B等高的D点,在此过程中的拉力对乙做的功为WCD,斜面的机械效率为( )
A. B.
C. D.
12.(2分)如图(甲)所示,虚线框内为供电电路(未画出)。能提供满足特殊需求的电流,移动滑动变阻器R的滑片,电压表、电流表示数的U﹣I关系图像如图(乙)所示,则下列表示供电电路总电流I总、定值电阻R0和R的总功率P总随电流表示数I变化的关系图像中,正确的是( )
A.
B.
C.
D.
二、填空题(本题共10小题,每空1分,共27分)
13.(3分)“文明城市”的创建让城市更美更洁净,如图所示,园林工人使用的剪刀可以省 ;环卫工人使用的扫帚可以省 ;上山的公路修成盘山公路,是因为盘山公路相当于简单机械中的 ,可以省力。
14.(2分)如图所示是城市清洁车在水平路面上匀速行驶清扫垃圾时的情景,该过程清洁车机械能 (变大/变小/不变)。车身上的LED灯起到警示的作用,它是由 (超导/半导体)材料制成的。
15.(2分)我国家庭电路正常供电电压是 V;节日里,店面和街道树常用“满天星”进行装饰,这类装饰一般是把数十个小彩灯 (选填“串联”或“并联”)而成。
16.(2分)甲、乙两个身高相同的人抬着一个木箱沿斜坡上山,木箱的悬点恰好在抬杠的中央,如图1所示,则甲、乙两人所用的力F甲 F乙;如图2所示,甲、乙两人将一木箱从一楼抬上三楼,则甲、乙两人所用的力F甲 F乙(都选填大于、等于或小于)。
17.(3分)用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上,放手后,铁球从A位置开始向下运动,到达B位置速度达到最大,到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h,则从A位置到C位置铁球的重力做功是 ;在此过程中弹簧的弹性势能增加量为 。B位置到C位置的过程中铁球所受的重力 (选填“大于”、“小于”、“等于”)弹簧所施加的弹力。(整个过程中不计能量损耗)
18.(3分)如图甲所示,虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组,利用该滑轮组提升重为270N的物体所用的拉力为100N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示,不计绳重和摩擦,则滑轮组中动滑轮重 N,拉力的功率为 W,该滑轮组的机械效率为 。
19.(3分)小明家5月初电能表的示数如图甲所示,5月底,表盘示数如图乙所示,由图可知他家5月份消耗的电能为 kW•h;他家现在已经接入用电器的总功率为3600W,则最多还可以连接 盏“220V 60W”的白炽灯同时工作;小明将某家用电器单独接在该电能表上正常工作6min,电能表指示灯闪烁了320次,该家用电器的额定功率是 W。
20.(3分)现有一热敏电阻,其阻值R随温度t的升高而减小,部分数据如表所示,利用它可以制作温度报警器,其电路的一部分如图所示,图中两个虚线框内一个接热敏电阻,一个接定值电阻,电源电压恒为12V,当图中的输出电压达到或超过8V时,便触发报警器(图中未画出)报警,不考虑报警器对电路的影响。要求环境温度达到或超过40℃时开始报警,则热敏电阻应接在虚线框 (填数字)内,另一虚线框内定值电阻阻值为 kΩ.若将虚线框内两元件对调,则报警器报警的最高温度为 ℃。
环境温度t/℃
5
10
20
30
40
50
60
热敏电阻R/kΩ
6.0
4.4
2.8
1.8
1.1
0.8
0.7
21.(2分)如图所示,电源两端电压U=3V保持不变。当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器滑片P在AB中点时,电压表示数为U1,电流表示数为I1;当滑动变阻器滑片P移至B端时,电压表示数为U2,电流表示数为I2;当开关S1、S2都闭合,滑动变阻器滑片P移至A端时,电流表示数为I3;已知R2=1Ω,U1:U2=3:4,I2:I3=1:6,则R1的电阻值为 Ω。当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器滑片P在中点时,通电1min,电路消耗的电能是 J。
22.(4分)阅读短文,回答文后问题,
牛顿冷却定律
当一个物体表面温度比周围环境高时,就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现,在温度差不太大的情况下(小于15℃),这个结论符合实际散热规律,称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q表示,则牛顿冷却定律可以表示为q=k(t物﹣t环),其中k是散热系数,与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,和物质种类无关,如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同,即使散热快慢相同,它们降低相同温度需要的时间也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系,从而可以进行比热容的测量。
(1)物体向周围散热,内能减少,这种改变内能的方式叫做 ;
(2)散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是 ;
A.速度
B.密度
C.功率
D.效率
(3)一个物体温度为30℃,周围环境温度保持20℃不变,此时物体的放热快慢为q。当物体温度降低到29℃时,散热快慢为 。
(4)如图甲所示,用两个同样的保温杯分别装满水和盐水,水和盐水的温度都是30℃,周围环境温度保持20℃不变,保温杯敞开口,水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),盐水的密度为1.1×103kg/m3,则盐水的比热容为 J/(kg•℃)。
三、解答题(本题共10小题,共49分,解答24、25题时应有解题过程,只写出最后答案的不能得分.)
23.(2分)按照题目要求作图:
如图所示,在C点用力把桌腿A抬离地面时,桌腿B始终没有移动,请在C点画出最小作用力F及其力臂L的示意图。
24.(2分)请在图中画出滑轮最省力的绕法。
25.(2分)左、右两灯分别代表小汽车的左、右转向灯,请你用笔画线完成图中用单刀双掷开关控制这两盏灯的电路。
26.(2分)已知灯泡的额定电流I额,小华利用如图所示的电路测出了该灯泡的额定功率,请在虚框内补上灯泡、电压表和定值电阻R(阻值已知)这三个元件的符号。
27.(8分)图甲是一个超声波加湿器,图乙是其内部湿度监测装置的简化电路图。已知电源电压为12V,定值电阻R0的阻值为30Ω,电流表的量程为0~200mA,电压表的量程为0~9V,湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化关系是R=(100RH+10)Ω如表所示,其阻值最大为120Ω(图中未画出)。在电路安全工作的前提下:
湿度RH/%
0
20
40
60
80
…
湿敏电阻R/Ω
10
30
50
70
90
…
(1)当电流表的示数为0.2A时,R接入电路中的阻值为多少?
(2)当湿度为60%时,电压表示数为多少?
(3)该装置能监测湿度的范围为多少?
(4)若要使该内部湿度监测装置的最小测量值为10%,可将电源电压调为多少?
28.(6分)我国自主研制的“红旗HQ3”无人驾驶汽车在某段平直公路上进行测试,汽车以18m/s的速度匀速行驶了5min,消耗燃油0.3kg,汽车发动机的牵引力是1000N.已知燃油的热值为4.5×107J/kg。试求:
(1)消耗的燃油完全燃烧产生的热量是多少?
(2)汽车牵引力所做的功是多少?
(3)发动机的效率是多少?
29.(6分)小明做“探究杠杆平衡条件”的实验,装置如图1所示,已知杠杆上相邻刻度线间的距离相等,每个钩码重0.5N。
(1)组装好器材后,杠杆如图甲所示,小明下一步应该调节平衡螺母使杠杆 。
(2)接下来,如图乙,在A点挂两个钩码,在B点竖直向下拉弹簧测力计(忽略弹簧测力计自身重力影响),仍使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数应为 N。当弹簧测力计斜向下拉时,为使杠杆在水平位置保持平衡,则弹簧测力计的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)实验中多次改变力和力臂的大小是为了 。
A.多次测量求平均值减小误差
B.减小摩擦力
C.多次测量避免偶然性得到普遍规律
【拓展】图2为普通超市购物车,小明同学推车向右前进时遇到门槛,他想竖直向下压车把手,使前轮翘起通过门槛,如图甲所示,而小红同学想将购物车掉转车头,竖直向上抬车把手,抬起后轮通过门槛,如图乙所示。若整车的重心在O1与O2中点的正上方,请问 同学的方案更省力。已知AO1的距离为30cm,O1O2间距离为30cm,车和货物总重为500N,二者中更省力方案中对车把竖直方向的作用力大小为 N。
30.(8分)如图1所示,小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,他用质量不同的两个钢球m和M(M的质量大于m),分别从不同的高度h和H(H>h)静止开始滚下,观察木块B被撞击后移动的距离。
(1)小明通过观察木块B移动的距离长短,来判断小球动能的大小,这种研究方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”)。若水平面绝对光滑,本实验将 (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(2)小丽根据甲、丙两图得出结论:物体的动能大小与质量有关,她的看法是 的(选填“正确”或“错误”),理由是: 。
(3)另同学用图2所示的方法探究动能的大小与速度的关系,他将相同质量的小球从不同高度(h2>h1)由静止开始释放,通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小,这种方法是 的(选填“正确”或“错误”),理由是: 。
31.(6分)如图所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置,小华选用沙子和水进行实验,用两个相同的容器(图中用虚线框表示)分别装入质量相等的沙子和水,用相同的装置加热。
(1)从实验效果考虑,本实验选择 (填“烧杯”或“易拉罐”)作为盛放液体的容器较好,两种物体吸收热量的多少可通过 (填“物体升高的温度”或“加热时间”)比较。
(2)小明认为也可以选用质量相等的A、B两种液体按图乙所示的装置进行探究,该探究方案的优点是 (答出一个即可)。
(3)小明实验中作出如图丙所示的图像,分析图像可知,A、B两种液体的比热容之比为 。
32.(7分)某同学做“测量小红泡的电功率”和“探究电流与电压、电阻的关系”实验,电源电压恒定,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)按图甲连接电路,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处,闭合开关,记录两表示数;移动滑片,观察并记录多组数据,绘制如图乙所示的U﹣I图像,则小灯泡的额定功率为 W。当电流表示数为I0(I0<0.50A)时,小灯泡的电功率为P1;
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
0.9
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.18
0.40
0.50
0.60
(2)断开开关,用一个定值电阻替换小灯泡,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处,闭合开关,记录两表示数,再移动滑片,测出多组数据,并记录在表格中,分析数据可知:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成 (正比/反比),当电流表示数仍为I0时,定值电阻的电功率为P2,则P1、P2的大小关系为P1 P2(>/=/<);
(3)实验中所用电源的电压为 V;
(4)断开开关,增加10Ω、20Ω定值电阻来探究电流和电阻的关系,控制电压表的示数为2V,移动滑动变阻器,当接入20Ω定值电阻后无法完成该实验,请用已给的实验器材解决该问题,在虚线框内画出设计的电路图。
2023年江苏省苏州市工业园区金鸡湖学校中考物理模拟试卷
参考答案与试题解析
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合题意)
1.【解答】解:由图可知杠杆绕A点右侧的轴转动,则A点的动力臂远小于杠杆重力的阻力臂,所以杠杆是一个费力杠杆。
核桃夹、开瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆。
钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A符合题意。BCD不合题意。
故选:A。
2.【解答】解:A、一节新干电池的电压是1.5V。故A不符合实际;
B、中学生在中考中跳绳是克服体重做功,体重G=500N,跳的高度为h=10cm=0.1m,时间t=1min=60s,跳的个数为n=120,则他的功率P====100W。故B不符合实际;
C、用电冰箱正常工作时的功率为200W,电流I==≈0.9A,接近1A。故C符合实际;
D、一只鸡蛋的质量约50g=0.05kg,受到的重力为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N;从地上拿起鸡蛋,并把它缓缓举过头顶,通过的距离大约2m,所以对鸡蛋做的功大约为W=Gh=0.5N×2m=1J。故D不符合实际。
故选:C。
3.【解答】解:由题意知:当杯中水位到达挂扣时,电路接通,报警器会发出蜂鸣声,提示水已盛满,这说明杯口处两个触点的作用相当于开关。
故选:D。
4.【解答】解:A.甲滑轮组中动滑轮上有2段绳子,则拉力(G物+G动),
乙滑轮组中动滑轮上有3段绳子,则拉力(G物+G动),
F1>F2,故A错误;
B.不计绳重及摩擦时,滑轮组的额外功相等,均等于克服动滑轮重力做的功,做的有用功W有=G物h也相等,则滑轮组的机械效率相等,故B正确;
CD.甲滑轮组中绳端移动的距离为物体移动距离的2倍,乙滑轮组中绳端移动的距离为物体移动距离的3倍,由W=Fs,可知拉力做的功相等,相同时间内拉力对滑轮组所做的功的功率也相等,故CD错误。
故选:B。
5.【解答】解:A、甲图中两个气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,
乙图是进气门打开,排气门关闭,此时活塞向下运动,是吸气冲程,
丙图中进气门关闭,排气门打开,此时活塞向上运动,是排气冲程,
丁图中两个气门都关闭,火花塞点火,此时活塞向下运动,是做功冲程,
所以,该内燃机一个工作循环的四个冲程正确的顺序是乙、甲、丁、丙,故A错误;
B、丁冲程是做功冲程,该冲程中将内能转化为机械能,故B错误;
C、由题知,该内燃机工作时飞轮转速为2400r/min=40r/s,因飞轮每转2周对外做功一次,所以该内燃机每秒完成20次做功冲程,故C正确;
D、内燃机4个冲程中只有做功冲程将内能转化为机械能获得动力,其它三个冲程都是靠惯性来完成,所以,甲、乙、丙三个冲程是靠惯性完成的,故D错误。
故选:C。
6.【解答】解:
A、根据图像可知,小球每次发声的时间逐渐变短,这说明小球在空中运动的时间变短,小球上升的高度逐渐变小;根据W=Gh可知,每次下落过程重力做功不相同,故A错误;
BCD、根据波形图可知,小球每次发声时的振幅变小,小球每次与台面碰撞的最大形变程度变小,这说明弹性势能是减小的;此过程中小球的动能和重力势能转化为弹性势能,弹性势能减小,说明机械能逐渐变小;小球的弹性势能变小,转化为的动能逐渐变小;下落过程中,小球克服阻力做功,机械能逐渐减小,所以下落过程中重力势能没有全部转化为动能,故B正确、CD错误。
故选:B。
7.【解答】解:根据题意可知,当驾驶员向下踩“油门”踏板时,减小接入电路的变阻器阻值,通过电动机的电流变大;
AC、滑动变阻器与电动机并联接入电路中,踏板向下移动,根据并联电路特点可知,各支路互不影响,通过电动机的电流不变,故AC不符合题意;
B、滑动变阻器与电动机串联接入电路中,踏板向下移动,滑动变阻器接入电路电阻变大,根据欧姆定律可知,电流变小,故B不符合题意;
D、滑动变阻器与电动机串联接入电路中,踏板向下移动,滑动变阻器接入电路电阻减小,根据欧姆定律可知,电流变大,故D符合题意。
故选:D。
8.【解答】解:
A、物体的内能不仅与温度有关,还与状态、质量有关,所以,温度高的物体,内能不一定大,故A错误;
B、物体内能增加,可能是吸收了热量,也可能是外界对它做了功,故B正确;
C、热量是一个过程量,不能用含有、具有等来修饰,故C错误;
D、物体的温度不变,其内能可能不变,也可能增加,如晶体熔化时吸热,温度不变,但内能增加,故D错误。
故选:B。
9.【解答】解:A、本题在探究“影响电阻大小的因素”实验中,电阻的大小是通过小灯泡的亮度来体现的,灯泡越亮,表示电流越大,电阻越小,所以该电路中用小灯泡代替电流表判断电流强弱,故A正确;
BCD、由图可知,两根电阻丝的长度、横截面积相同,材料不同,所以此实验可以探究导体电阻的大小与材料是否有关,故BCD错误。
故选:A。
10.【解答】解:已知煤油和水的质量相等、初温相同,分别倒入两个完全一样的试管中,且c水>c煤油,
经过足够长的时间以后,试管中的煤油和水的末温相同,升高的温度相同,即Δt1=Δt2;
由Q吸=cmΔt可得,水从热水中吸收的热量更多,即Q1>Q2,故B正确。
故选:B。
11.【解答】解:
把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点,
则不用机械时,克服物体重力所做功为有用功W有=WAB,
用平行于斜面的拉力把重也为G的物体乙沿面从C点匀速拉至B等高的D点,拉力做功为总功,即W总=WCD,
则斜面的机械效率:η==,故A正确、BCD错误。
故选:A。
12.【解答】解:由题知甲电路中R0与R并联,则二者电压相等,电流之和为I总,电流表测量通过R的电流,电压表测量总电压。
AB、通过图乙可知,移动滑动变阻器滑片,电压表、电流表示数都改变,则假设电流为恒流源,则电压U=I0R0=(I总﹣I)R0=﹣IR0+I总R0,
由于I总和R0是定值,则得到U和I的一次方程,斜率为﹣R0,并且U0=I总R0,故与图乙符合,故能确定是恒流源,I总不变,故AB都错误;
CD、总功率P=UI总=(I总﹣I)R0I总=﹣I总R0I+I总2R0,其中R0与I总为定值,则P与的图像是条斜率向下的直线,故C错误,D正确。
故选:D。
二、填空题(本题共10小题,每空1分,共27分)
13.【解答】解:(1)园林工人使用的剪刀,在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;环卫工人使用的扫帚,在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,但省距离;
(2)盘山公路相当于简单机械中的斜面,加长了运动距离,但可以省力。
故答案为:力;距离;斜面。
14.【解答】解:城市清洁车在水平路面上匀速行驶清扫垃圾时,其速度和高度虽然没有变化,但质量不断变大,所以该过程中清洁车的动能和重力势能都变大,而动能和势能统称为机械能,故其机械能变大。
车身上的LED灯起到警示的作用,它由半导体材料制成。
故答案为:变大;半导体。
15.【解答】解:我国家庭电路的供电电压是220V;节日装饰用的小彩灯是串联的,当把其中的一个小彩灯取下来后,则整个电路都不能工作,即其他的小彩灯不能工作。
故答案为:220;串联。
16.【解答】解:(1)如图所示:
LAE为阻力臂,LAF为动力臂;因为:F乙LAF=GLAE,所以:F乙==G,
同理,可求F甲=G,则甲、乙两人所用的力F甲=F乙;
(2)为了方便分析,以木箱的重心为支点(也可以以任何一个人的手为支点),两人施加的力都是竖直向上的,力和力臂的情况如下图所示:
由图可知,L甲<L乙,根据杠杆平衡条件可得:F甲L甲=F乙L乙,
所以可知F甲>F乙。
故答案为:等于;大于。
17.【解答】解:从A位置到C位置铁球的重力做功W=Gh,
因为从A位置开始向下运动的过程中,重力势能转化为动能,动能又转化为弹性势能,整个过程中不计能量损耗根据机械能守恒定律可知:弹性势能增加量为E=W=Gh;
铁球在C位置受力不平衡,在弹力的作用下有向上运动的趋势,故B到C位置的过程中铁球所受的重力小于弹簧所施加的弹力。
故答案为:Gh;Gh;小于。
18.【解答】解:(1)由图乙可知,物体上升高度h=2m时,绳子自由端移动距离s=6m,
由此可知,绳子的段数n===3,
不计绳重和摩擦,由F=(G+G动)可得,滑轮组中动滑轮重:
G动=nF﹣G=3×100N﹣270N=30N;
(2)由图可知,v绳===1.5m/s;
拉力的功率:P===Fv=100N×1.5m/s=150W;
(3)不计绳重和摩擦,该滑轮组的机械效率:
η====×100%=90%。
故答案为:30;150;90%。
19.【解答】解:
(1)由图知,小明家5月份用电器消耗的电能为:W=6748.2kW•h﹣6628.2kW•h=120kW•h;
(2)由电能表的参数可知,工作电压为U=220V,允许工作的最大电流为I=30A,
电能表允许用电器工作的最大总功率:P大=UI=220V×30A=6600W,
已知她家现在已经接入用电器的总功率为3600W,
则最多还可以同时连接用电器的功率为6600W﹣3600W=3000W;
所以还可以装入的白炽灯为n==50。
(3)3200imp/kW•h表示每消耗1kW•h的电能,电能表的指示灯闪烁3200次,
则电能表指示灯闪烁320次时,饮水机消耗的电能:
W==0.1kW•h,
饮水机的实际功率:
P===1kW=1000W。
因为饮水机正常工作,所以饮水机的实际功率等于额定功率,则饮水机的额定功率是1000W。
故答案为:120;50;1000。
20.【解答】解:(1)当环境温度是40℃时,热敏电阻的阻值是1.1kΩ,此时输出电压为8V,当环境温度超过40℃时,热敏电阻的阻值变小,输出电压超过8V,说明环境温度从40℃升高时,热敏电阻两端的电压变小,定值电阻两端的电压变大,即输出电压变大,故热敏电阻接在2位置,定值电阻接在1位置;
(2)当热敏电阻接在2位置,定值电阻接在1位置,环境温度是40℃,热敏电阻是1.1kΩ,此时定值电阻两端的电压是8V,根据串联电路总电压等于各串联导体两端电压之和可知,热敏电阻两端的电压U热=U﹣U定=12V﹣8V=4V,
根据串联电路电流相等可得:I==,
代入数据有,=,
则定值电阻的阻值R定=2200Ω=2.2kΩ;
(3)当热敏电阻和定值电阻的位置互换,定值电阻的阻值是2.2kΩ,输出电压为8V,即热敏电阻两端的电压是8V,
根据串联电路电压特点得,定值电阻两端的电压U'定=U﹣U'热=12V﹣8V=4V,
根据串联电路电流相等可得:I'==,
代入数据有,=,
则热敏电阻的阻值R'热=4400Ω=4.4kΩ,
由表格数据知,当热敏电阻的阻值是4.4kΩ时,环境温度是10℃。
故答案为:2;2.2;10。
21.【解答】解:当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器滑片P在AB中点时,等效电路图如图甲所示;
当开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器滑片P移至B端时,等效电路图如图乙所示;
当开关S1、S2都闭合,滑动变阻器滑片P移至A端时,等效电路图如图丙所示。
因U1:U2=3:4,
所以,由I=可得:
===2×=,
因电源的电压不变,
所以电流与总电阻成反比,则==,
解得:R3=2R1,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,图乙中的电流I2====,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,
所以,图丙中的干路电流I3=+=+=+3A,
又因I2:I3=1:6,
所以,I3=6I2,即+3A=6×,
解得:R1=1Ω,
则R3=2R1=2×1Ω=2Ω,
通电1min,图甲中电路消耗的电能:
W=UI1t=t=×60s=270J。
故答案为:1;270。
22.【解答】解:(1)物体向周围散热,内能减少,周围环境的内能增加,能量的形式没有发生变化,因此物体向周围散热属于热传递;
(2)由题目提供的信息可知,散热快慢的定义是单位时间内散失热量的多少;
A、速度的定义是单位时间内通过的路程,故A不符合题意;
B、密度的定义是单位体积某种物质的质量,故B不符合题意;
C、功率的定义是单位时间内做的功,与散热快慢一样都是描述的单位时间内的能量,故C符合题意;
D、效率的定义是有用的能量与总能量之比,故D不符合题意;
故选C;
(3)由题意可知,q=k(t物﹣t环)=k(30℃﹣20℃),解得:k=,
由于散热系数k与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,和物质种类无关,因此当当物体温度降低到29℃时,散热系数k不变,
则当物体温度降低到29℃时,散热快慢:q'=k(t物'﹣t环)=×(29℃﹣20℃)=0.9q;
(4)因为水和盐水的初温和末温都相同,即Δt水=Δt盐水=Δt,所以此时水和盐水的散热快慢相同,
则水和盐水放出热量之比:==,
由图可知,水和盐水的体积相同,因为Q放=cmΔt,所以有:==,
解得:c盐水=•c水=×4.2×103J/(kg•℃)=3.5×103J/(kg•℃)。
故答案为:(1)热传递;(2)C;(3)0.9q;(4)3.5×103。
三、解答题(本题共10小题,共49分,解答24、25题时应有解题过程,只写出最后答案的不能得分.)
23.【解答】解:由杠杆平衡条件F1 L1=F2 L2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;在C点用力把桌腿A抬离地面时,支点在B点,连接BC,则BC就是最长的动力臂,从C点垂直于BC向上作出最小动力示意图,如下图所示:
24.【解答】解:由分析可知,绳子股数越多越省力,根据题意滑轮组最省力的绕法是绳子股数最多,即五股绕线的方法。具体图形如下:
25.【解答】解:由题意可知,单刀双掷开关向左闭合时,左转向灯与电源组成电路;单刀双掷开关向右闭合时,右转向灯与电源组成电路,则实物图的连接如下图所示:
26.【解答】解:由分析,可将定值电阻与灯泡串联在电路中,使电压表先测R两端电压,所以应先闭合S、S1,断路S2,调节滑动变阻器的滑片使R两端电压(电压表示数)等于I额R,此时通过L的电流也为I额,即L正常发光,
再断开S1,闭合S、S2,保持滑片位置不变,此时电压表测R和L的总电压,由串联电路的电压特点可得到灯泡正常发光时两端的电压,由P=UI可计算灯泡的额定功率。电路图如图所示:
27.【解答】解:(1)由图乙可知,R和R0串联,电流表测电路中的电流,电压表测R两端的电压;
已知电流表示数为0.2A,即电路中的电流为I=0.2A,
由I=可知电路总电阻为:R总===60Ω,
由串联电路的电阻特点可知R接入电路的阻值为:R=R总﹣R0=60Ω﹣30Ω=30Ω;
(2)由表格可知,当湿度为60%时,湿敏电阻的阻值R′=70Ω,
由串联电路的电阻特点可知总电阻为:R总′=R′+R0=70Ω+30Ω=100Ω,
则电路中的电流为:I′===0.12A,
则湿敏电阻两端的电压为:UR=I′R′=0.12A×70Ω=8.4V,即电压表示数为8.4V;
(3)由表格可知湿度最低时,湿敏电阻阻值最小,电路总电阻最小,由欧姆定律可知此时电路的电流最大;
已知电流表的量程0~200mA,则电路中的最大电流为I大=200mA=0.2A,
此时电路总电阻最小为:R总小===60Ω,
由串联电路的电阻特点可知湿敏电阻的阻值最小为:R小=R总小﹣R0=60Ω﹣30Ω=30Ω,由表格可知此时湿度最小为20%;
当湿度最高时,湿敏电阻阻值最大,由串联电路的分压规律可知此时湿敏电阻两端的电压最大,
已知电压表量程为0~9V,则湿敏电阻两端的最大电压为UR大=9V,
由串联电路的电压特点可知R0两端的电压为:U0小=U﹣UR大=12V﹣9V=3V,
此时电路中的最小电流为:I小===0.1A,
则湿敏电阻的阻值最大为:R大===90Ω,由表格可知此时湿度最大为80%;
由上述分析可知该装置能监测湿度的范围为20%~80%;
(4)当监测装置的最小测量值为10%时,湿敏电阻的阻值最小为:R″=100×10%+10=20Ω,
电路总电阻为:R总″=R″+R0=20Ω+30Ω=50Ω,此时电路中的电流最大I大=0.2A,
由I=可知电源电压为:U′=I大R总″=0.2A×50Ω=10V。
答:(1)R接入电路中的阻值为30Ω;
(2)当湿度为60%时,电压表示数为8.4V;
(3)该装置能监测湿度的范围为20%~80%;
(4)可将电源电压调为10V。
28.【解答】解:(1)汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=0.3kg×4.5×107J/kg=1.35×107J;
(2)汽车匀速行驶的时间t=5min=300s:
由v=可得:
s=vt=18m/s×300s=5400m,
汽车发动机所做的有用功:
W=Fs=1000N×5400m=5.4×106J;
(3)汽油机的效率:
η=×100%=×100%=40%。
答:(1)消耗的燃油完全燃烧产生的热量是1.35×107J;
(2)汽车牵引力所做的功是5.4×106J;
(3)发动机的效率是40%。
29.【解答】解:(1)实验前需要将杠杆调节到水平位置平衡;
(2)杠杆的平衡条件是:F1L1=F2L2,杠杆水平平衡时,力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来,
2×0.5N×3=F2×2,解得F2=1.5N,
当弹簧测力计斜向下拉时,动力臂变小,根据杠杆的平衡条件,在阻力和阻力臂都相同的情况下,动力臂变小动力越大,所以,弹簧测力计变大;
(3)只有一次实验总结实验结论是不合理的,一次实验很具有偶然性,所以需要多进行几次实验,避免偶然性;
[拓展]
根据杠杆平衡的条件,F1L1=F2L2,当阻力和阻力臂相同,动力臂L甲小于L乙,动力F甲大于动力F乙,
所以小红的方案更省力,
已知AO1的距离为30cm,O1O2间距离为30cm,则AO2=60cm,
购物车的重力的力臂为O1O2的中点,为15cm,
F1===125N;
故答案为:(1)在水平位置平衡;(2)1.5;变大;(3)C;(拓展)小红;125。
30.【解答】解:(1)通过观察木块B移动的距离长短,来判断小球动能的大小,是将小球动能的大小转换为木块B移动的距离长短,这种研究方法是:转换法。根据牛顿第一定律知,若水平面绝对光滑,水平面对木块没有摩擦力作用,木块B将一直在水平面上做匀速直线运动,无法停止,也就不能通过观察木块B移动的距离长短,来判断小球动能的大小。所以该做法不能达到实验目的;
(2)小丽的看法是正确的;虽然甲、丙两图中没有控制小球的速度相同,但图丙中球的速度较小(最初释放的高度较小),其质量较大,而木块移动的距离较远,反映了小球的动能较大,即速度小的动能反而较大,所以能说明物体的动能大小与质量有关。
(3)探究动能的大小与速度的关系,应控制物体的动能保持不变,改变物体速度,水平面的粗糙程度也要保持不变才行,否则不符合控制变量法。题中改变了水平面的粗糙程度,所以这种做法是错误的。
故答案为:(1)转换法;不能;(2)正确;图丙中小球的速度小而动能较大;(3)错误;改变了水平面的粗糙程度。
31.【解答】解:(1)因金属导热性能好,故以从实验效果考虑,本实验选择易拉罐作为盛放液体的容器较好;
根据转换法,两种液体吸收热量的多少可通过加热时间比较;
(2)图乙所示的装置,该装置易控制相同时间内沙子和水吸收的热量相同;
(3)根据绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图像知,A温度升高40℃﹣30℃=10℃,用3min,因为在相同时间内吸收的热量相同,所以若温度升高30℃,应该用9min,B温度升高40℃﹣10℃=30℃,用4min,由转换法A、B吸收热量之比为9:4;
根据Q=cmΔt,在质量和升高温度相同的情况下,吸热多少与比热容大小成正比,故两种液体比热容之比为9:4。
故答案为:(1)易拉罐;加热时间;(2)控制相同时间内沙子和水吸收的热量相同;(3)9:4。
32.【解答】解:(1)由图乙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.5A,则小灯泡额定功率为:
P=UI=2.5V×0.5A=1.25W;
(2)用一个定值电阻替换小灯泡实验时,电压表测定值电阻两端电压,电流表测通过定值电阻的电流,由表中数据知,每次实验的电压与电流的比值是一个定值,可得结论:当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比;
定值电阻的阻值R===5Ω,
灯泡正常工作时的电阻R灯===5Ω,
由图乙知,灯泡电阻是变化的,灯泡两端的电压越大,通过的电流越大,实际功率越大,温度越高,灯泡电阻越大,所以当电流表示数为I0,且I0<0.50A时,灯泡电阻小于5Ω,
当电流均为I0,灯泡电阻小于定值电阻的阻值,由P=I2R知,P1<P2;
(3)在(1)中,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处时,闭合开关,电路中电阻最大,电流最小,由图乙知,此时灯泡两端电压为0.5V,通过的电流为0.2A,
由串联电路特点和欧姆定律有:U=U灯+U滑=0.5V+0.2A×R滑•••①
在(2)中,定值电阻替换小灯泡,将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处,由表中数据知,定值电阻两端电压为0.9V,通过的电流为0.18A,
所以U=UR+U滑′=0.9V+0.18A×R滑•••②
解①②可得,电源电压U=4.5V,滑片变阻器最大值R滑=20Ω;
(4)探究电流和电阻的关系,控制电压表的示数为2V,移动滑动变阻器,当接入20Ω定值电阻时,根据串联电路的分压原理知,
=,即:=,解得:R滑=25Ω;
要完成实验,滑动变阻器需连入的阻值为25Ω,而变阻器的最大值为20Ω,可将5Ω的定值电阻串联入电路中即可,电路图如图所示:
。
故答案为:(1)1.25;(2)正比;<;(3)4.5;(4)见解答图。
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