2022年贵州省安顺市开发区中考第一次模拟物理试卷(含答案)
展开2022年贵州省安顺市开发区中考物理模拟试卷(4月份)
二、物理选择题:本题共6个小题,每小题3分,共18分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(3分)北京2022年冬奥会、冬残奥会火炬名为“飞扬”,火炬外壳由碳纤维及其复合材料制造画成,体现了“轻、固、美”的特点,而且在1000℃的温度下不会起泡、开裂。以下特性与用该材料制作火炬“飞扬”无关的是( )
A.密度小 B.硬度大 C.耐高温 D.导电性好
2.(3分)为加强疫情防控,进入校门后,师生要在自动感应免洗手装置前洗手(如图所示)。洗手液中含有一定浓度的酒精,倒在手中的洗手液一下子“消失不见”了,这是( )
A.熔化现象 B.汽化现象 C.升华现象 D.凝华现象
3.(3分)为了揭示大自然的奥秘,无数科学家进行了不懈探索。下列说法中正确的是( )
A.科学家发现了电子,说明原子是可分的
B.用手捏面包,面包的体积变小了,说明分子间有间隙
C.摩擦起电使物体产生了电子,带上了正、负两种电荷
D.随着科技进步,热机效率最终将达到100%
4.(3分)为全面提升师生交通安全意识,3月1日至3日,贞丰县公安局交警大队走进辖区学校,开展“开学第一课”交通安全宣传活动,活动中,民警有针对性地普及了“一盔一带”交通安全法律法规和安全常识。司机驾车时系安全带的目的是( )
A.利用惯性 B.防止惯性带来的危害
C.增大惯性 D.减小惯性
5.(3分)如图所示,电源电压恒为9V,小灯泡的额定电压为6V,移动滑动变阻器至某处时,闭合开关,电压表V1的示数为3V,电流表示数为0.5A,则此时( )
A.电压表V2的示数是6V
B.小灯泡的实际功率为1.5W
C.小灯泡与滑动变阻器的功率之比为2:1
D.滑动变阻器接入电路的阻值为12Ω
6.(3分)甲、乙两只完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水,将同一立方体物块先后放入其中,当立方体物块静止时,立方体物块上表面水平,如图所示。则下列说法正确的是( )
A.物块在甲杯中比在乙杯中受到的浮力大
B.甲杯比乙杯中的盐水密度小
C.物块底部在乙杯中比在甲杯中所受液体的压强大
D.物块底部在两个杯中所受液体的压强相等
三、物理非选择题(一)填空题:本题共4个小题,每空2分,共10分。
7.(2分)我国有很多优秀的古诗词,其中很多蕴含着深刻的物理知识,如“蝉噪林逾静,鸟鸣山更由”诗句中,“蝉”和“鸟”叫声的区分是依据声音的 不同。
8.(2分)无人机航拍为记录北京冬奥会的精彩瞬间立下了不小的功劳。如图所示,重为3kg的无人机沿水平方向向前飞行100m,重力对无人机做的功为 J。
9.(4分)如图所示,用一轻直杆把飞机机翼模型固定在轻质杠杆上,直杆始终与杠杆垂直,用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆始终在水平位置平衡。弹簧测力计示数如图所示。机翼模型所受的重力为 N。当对模型水平向右吹风时,弹簧测力计的示数将变 。
10.(2分)如图所示的电路中,电源内阻不计,R1=8Ω,R2=R3=4Ω,当在 A、B间连一个理想电压表时读数为2V,那么,若在 A、B间连一个理想电流表,其读数是 A。
(二)简答题:本题共3个小题,每小题3分,共9分。
11.(3分)随着化石能源的持续大规模使用,能源与环境问题日益突出,已成为当今世界的一项重要议题,请你说说我们应该怎样应对这一问题。
12.(3分)教室的门常被风吹开,某同学在门与门框之间垫上纸片后,门就不易被吹开了,这是为什么?
13.(3分)如图所示为我们实验室所用电流表的内部结构示意图。当正确接入电路,有电流通过线圈时,线圈会带动指针顺时针偏转;当接线柱接反,电流通过线圈时,指针会反向偏转,无法读数。这是为什么呢?
(三)作图题:本题共4个小题,每小题2分,共8分。
14.(2分)如图所示,O是凸透镜的光心,F是凸透镜的焦点,请画出入射光线经凸透镜后的折射光线。
15.(2分)如图所示,一垃圾桶放在水平向右加速行驶的汽车上,垃圾桶相对于汽车始终保持静止,请画出垃圾桶受力的示意图(不计空气阻力)。
16.(2分)如图是常用的插线板电路简化图,开关断开时指示灯不发光,插孔不提供工作电压;开关闭合时指示灯发光,插孔提供工作电压;若指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压,请在图中画出开关、指示灯、插孔的连接方式,并把接线板与电源线接通。
17.(2分)如图甲所示,用细线提着一长方体蜡块,缓慢放入盛有水的玻璃杯中,请在图乙中画出蜡块底面所受水的压强随下降高度h变化的大致图象。(ρ蜡<ρ水)
(四)实验与科学探究题:本题共3个小题,每小题10分,共30分。
18.(10分)小强同学为了探究平面镜成像特点,准备如下器材:各种长度的蜡烛若干、平面镜一块、玻璃板一块、白纸一张(如图所示)
(1)除了图中画出的器材,本实验中还需要的测量工具是 。
(2)平面M所选的器材是 (选填“平面镜”或“玻璃板”)这样选择,主要是为了 。
(3)小强把蜡烛A点燃放在M前面,再把其它各支蜡烛依次放在M后面适当位置,当某支蜡烛放在后面时,人眼在M的 (选填“前面”或“后面”)观察,看起来那支蜡烛也被点燃了一样。此时,后面的那支蜡烛与蜡烛A的大小关系是 。
19.(10分)某小组用如图甲所示的实验器材“探究电流与电阻的关系”,电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“10Ω 1A”的字样,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个。
(1)下列实验操作步骤最合理的排序是 (将正确选项的字母填在横线上)。
①闭合开关
②将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处
③断开开关
④连接电路
A.④③②①
B.③④①②
C.③④②①
(2)检查时发现有一根连线不对,请你把接错的那根导线找出来,打上“×”,并画线把它改到正确的位置上(只能改接一根导线,导线不允许交叉)。
(3)正确连线后,用10Ω的电阻做完实验,换另一电阻继续探究,需要向右移动滑片才能使电压表示数保持2V不变,则换用的是 Ω的电阻。
(4)用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻完成实验,绘制了如图乙所示图象,他们根据图象得到结论:在导体两端电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。得出该结论的依据是: 。
(5)若换用25Ω的电阻接入电路,无论怎样调节滑片,电压表示数始终 (选填“大于”“小于”或“等于”)2V。
20.(10分)某实验小组的同学对A、B两根原长都为8cm、粗细不同的橡皮筋进行研究,并做成橡皮筋测力计。将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码,如图甲所示,记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋伸长量Δx,根据多组测量数据作出的图线如图乙所示。
(1)橡皮筋下悬挂钩码时,橡皮筋伸长,这说明力的作用效果是改变物体的 。
(2)当在橡皮筋A下悬挂重力为6N的物体时,橡皮筋A的伸长量为 cm。
(3)分别用这两根橡皮筋制成了如图丙所示的两个测力计,它们外壳相同,刻度线分布情况相同,则用橡皮筋 (选填“A”或“B”)制成的测力计测量的精确程度较高。
(4)若将本实验中A、B两根橡皮筋并联起来代替弹簧测力计,能够测量力的最大值为 N
(5)实验小组同学想利用图丙中A橡皮筋测力计制作一个直接测量液体密度的“密度计”。他们用同一小桶分别盛满了两种液体,用A橡皮筋测力计分别测出液体和小桶的总重力,两次橡皮筋测力计的示数及对应液体的密度如表所示,则该密度计的零刻度线应标记在A橡皮筋测力计划度板上 N的位置。(g取10N/kg)
液体种类
酒精
植物油
橡皮脂制力计的示数/N
2.6
2.7
液体密度ρ/(×103kg•m﹣3)
0.8
0.9
(五)综合应用题:本题共2个小题,第27题6分,第28题9分,共15分。解答时需写出必要的文字说明、计算公式及过程,若只写出计算结果将不得分。
21.(6分)如图所示的电路中,电源电压不变,电阻R1的阻值为40Ω,R2的阻值为60Ω。只闭合开关S1时,电流表的示数为0.3A,求:
(1)电源电压U。
(2)开关S1、S2都闭合时,通过电流表的电流I。
(3)通过计算判断,开关都闭合,此电路工作10min产生的总热量,能否使0.1kg的水温度升高10℃[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]。
22.(9分)作为用于森林灭火、水上/海上救援的大型水陆两栖飞机,AG600飞机系国家航空重大工程研制项目,是首次按照中国民航规章要求研制的大型特种用途民用飞机,为海路航行提供了最快速有效的支援与安全保障。它的最大飞行速度为560km/h,最大航程为4500km,巡航速度(经济、节油的飞行速度)为500km/h。某次起飞前,飞机静止在水平跑道上,总质量为51t,轮胎与跑道的总接触面积为0.6m2。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)起飞后,飞机在空中直线飞行1960km,所需要的最短时间是多少?
(2)飞机静止在跑道上时对跑道的压强是多少?
(3)某次飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,排开水的体积为48m3,此时飞机受到的浮力是多少?
(4)若飞机执行森林灭火任务时,在火点上空沿水平方向匀速直线飞过,并打开水仓洒水,此过程中飞机的机械能如何变化?
2022年贵州省安顺市开发区中考物理模拟试卷(4月份)
参考答案与试题解析
二、物理选择题:本题共6个小题,每小题3分,共18分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(3分)北京2022年冬奥会、冬残奥会火炬名为“飞扬”,火炬外壳由碳纤维及其复合材料制造画成,体现了“轻、固、美”的特点,而且在1000℃的温度下不会起泡、开裂。以下特性与用该材料制作火炬“飞扬”无关的是( )
A.密度小 B.硬度大 C.耐高温 D.导电性好
【分析】认真分析火炬外壳特点,找出与火炬外壳特点对应的物质属性,然后进行选择。
【解答】解:火炬外壳体现了“轻、固、美”的特点,而且在1000℃的温度下不会起泡、开裂。轻说明密度小,固说明硬度大,在1000℃的温度下不会起泡、开裂说明耐高温,但火炬的特点没有体现导电性好。故ABC错误,D正确。
故选:D。
【点评】此题考查了物质的基本属性,属基础题目。
2.(3分)为加强疫情防控,进入校门后,师生要在自动感应免洗手装置前洗手(如图所示)。洗手液中含有一定浓度的酒精,倒在手中的洗手液一下子“消失不见”了,这是( )
A.熔化现象 B.汽化现象 C.升华现象 D.凝华现象
【分析】汽化是指物质由液态变为气态的过程。
【解答】解:倒在手中的洗手液一下子“消失不见”了,说明变成了气体,整个过程是由液态变为气态,是汽化现象。
故选:B。
【点评】本题主要考查了物态变化的知识,正确分析物体所处的初末状态是解决问题的关键。
3.(3分)为了揭示大自然的奥秘,无数科学家进行了不懈探索。下列说法中正确的是( )
A.科学家发现了电子,说明原子是可分的
B.用手捏面包,面包的体积变小了,说明分子间有间隙
C.摩擦起电使物体产生了电子,带上了正、负两种电荷
D.随着科技进步,热机效率最终将达到100%
【分析】A、电子的发现说明原子是可分的,质子和中子的发现说明原子核是可分的;
B、用手捏面包,面包的体积缩小了,是将面包里的部分空气挤压出来了;
C、摩擦起电的实质:摩擦起电并不是创造了电荷,而是发生了电荷的转移,使正负电荷分开;
D、热机工作时存在内能的损耗,还要克服摩擦做功。
【解答】解:A、科学家发现了电子,说明原子是可分的,故A正确;
B、面包中有很多小孔,用手捏面包,面包中的小孔体积变小,从而使面包的体积缩小了,不能证明分子间有间隙,故B错误;
C、摩擦起电并不是创造了电荷,而是发生了电荷的转移,使正负电荷分开,故C错误;
D、热机工作时要克服摩擦做功,还有内能的损耗,随着科技进步,热机效率会越来越高,但不会达到100%,故D错误。
故选:A。
【点评】此题考查了原子的组成、分子动理论、摩擦起电的实质、热机的效率,属基础题目。
4.(3分)为全面提升师生交通安全意识,3月1日至3日,贞丰县公安局交警大队走进辖区学校,开展“开学第一课”交通安全宣传活动,活动中,民警有针对性地普及了“一盔一带”交通安全法律法规和安全常识。司机驾车时系安全带的目的是( )
A.利用惯性 B.防止惯性带来的危害
C.增大惯性 D.减小惯性
【分析】物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性;惯性大小的影响因素是物体的质量。
【解答】解:惯性的大小只与物体的质量有关,司机驾车时系安全带并不能减小自身的质量,因此并不能减小惯性;
司机驾车时系安全带,在发生碰撞或紧急刹车时可限制人体向前倾(对人体起到缓冲作用),所以可以防止惯性带来的危害,故ACD错误,B正确。
故选:B。
【点评】此题考查了惯性的应用与防止,属基础题目。
5.(3分)如图所示,电源电压恒为9V,小灯泡的额定电压为6V,移动滑动变阻器至某处时,闭合开关,电压表V1的示数为3V,电流表示数为0.5A,则此时( )
A.电压表V2的示数是6V
B.小灯泡的实际功率为1.5W
C.小灯泡与滑动变阻器的功率之比为2:1
D.滑动变阻器接入电路的阻值为12Ω
【分析】(1)由图可知,L和R串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测R两端的电压,电压表V2测电源电压,则可知电压表V2的示数;
(2)已知电压表V1的示数,即R两端的电压,串联电路的电源电压等于各个用电器两端的电压之和,据此求出灯泡L两端的电压;已知电流表的示数,即电路中的电流,根据P=UI可求出灯泡的实际功率;
(3)串联电路中电流处处相等,已知灯泡和滑动变阻器两端的电压,根据P=UI可求出灯泡与滑动变阻器的功率之比;
(4)已知电路中的电流和滑动变阻器两端的电压,根据I=可求出滑动变阻器接入电路的阻值。
【解答】解:A、由图可知,L和R串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测R两端的电压,电压表V2测电源电压,因此电压表V2的示数为9V,故A错误;
B、闭合开关,已知电压表V1示数为3V,即R两端的电压为UR=3V,
由串联电路的电压特点可知L两端的电压:UL=U﹣UR=9V﹣3V=6V,
已知电流表示数为0.5A,即电路中的电流I=0.5A,
则灯泡的实际功率:PL=IUL=0.5A×6V=3W,故B错误;
C、串联电路中电流处处相等,由P=UI可知小灯泡与滑动变阻器的功率之比为:PL:PR=(IUL):(IUR)=UL:UR=6V:3V=2:1,故C正确;
D、由I=可知滑动变阻器接入电路的阻值:R===6Ω,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了欧姆定律和电功率的应用,熟练掌握串联电路的电流和电压特点是解题的关键。
6.(3分)甲、乙两只完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水,将同一立方体物块先后放入其中,当立方体物块静止时,立方体物块上表面水平,如图所示。则下列说法正确的是( )
A.物块在甲杯中比在乙杯中受到的浮力大
B.甲杯比乙杯中的盐水密度小
C.物块底部在乙杯中比在甲杯中所受液体的压强大
D.物块底部在两个杯中所受液体的压强相等
【分析】(1)由图可知,将同一立方体物块先后放入不同浓度的盐水中,物块在两杯中漂浮,根据漂浮条件结合物重不变得出浮力关系,然后结合图中物块排开盐水的体积和F浮=ρ液gV排得出杯中盐水密度的大小关系;
(2)立方体物块漂浮,由浮力产生的原因可知,水对物块底部的压力等于浮力,再利用压强公式p=判断压强的大小关系。
【解答】解:
AB.由图可知,将同一立方体物块先后放入不同浓度的盐水中,物块在两杯中漂浮,由物体漂浮时受到的浮力和重力相等可知,它们此时所受的浮力都等于自身的重力,即浮力相同,故A错误;
物块在两杯中漂浮,浮力相同,由图可知,V排甲<V排乙,由F浮=ρ液gV排可知,甲杯比乙杯中的盐水密度大,故B错误;
CD.立方体物块在盐水中漂浮,上表面受到盐水的压力为零,由浮力产生的原因F浮=F下﹣F上可知,水对物块底部的压力等于浮力,所以物块底部受到水的压力相等,底面积相等,根据p=可知,物块底部在两个杯中所受液体的压强相等,故C错误、D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了物体浮沉条件和阿基米德原理、浮力产生的原因、压强公式的综合应用等,从图中获取有用的信息是关键。
三、物理非选择题(一)填空题:本题共4个小题,每空2分,共10分。
7.(2分)我国有很多优秀的古诗词,其中很多蕴含着深刻的物理知识,如“蝉噪林逾静,鸟鸣山更由”诗句中,“蝉”和“鸟”叫声的区分是依据声音的 不同。
【分析】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。
【解答】解:“蝉噪林逾静,鸟鸣山更幽”诗句中,“蝉”和“鸟”叫声的区分依据的是声音的音色判断的。
故答案为:音色。
【点评】该题考查了同学们对音色的理解,是一道基础题。
8.(2分)无人机航拍为记录北京冬奥会的精彩瞬间立下了不小的功劳。如图所示,重为3kg的无人机沿水平方向向前飞行100m,重力对无人机做的功为 J。
【分析】当力的方向与物体运动方向垂直时,力对物体不做功。
【解答】解:无人机水平运动时,无人机受到的重力与运动方向垂直,所以重力对无人机不做功,即重力对无人机做功为0J。
故答案为:0。
【点评】本题考查了功的计算,要掌握三种不做功的情况:力为零、距离为零、力与运动方向垂直。
9.(4分)如图所示,用一轻直杆把飞机机翼模型固定在轻质杠杆上,直杆始终与杠杆垂直,用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆始终在水平位置平衡。弹簧测力计示数如图所示。机翼模型所受的重力为 N。当对模型水平向右吹风时,弹簧测力计的示数将变 。
【分析】(1)根据弹簧测力计的分度值读出其示数,设出杠杆上每一个格的长度,根据杠杆的平衡条件得出等式求出机翼模型所受的重力;
(2)根据“流体压强与流速的关系”得出对模型水平向右吹风时杠杆左端的拉力变化,根据杠杆的平衡条件判断出弹簧测力计的示数变化。
【解答】解:(1)由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,其示数为F=3.2N,
设杠杆上每一个格的长度为L,
由杠杆的平衡条件可得:G×L左=F×L右,G×4L=3.2N×3L,
解得:机翼模型所受的重力G=2.4N;
(2)当对模型水平向右吹风时,模型上方的空气流速比下方的空气流速大,模型上表面受到的空气压强比下表面受到的空气压强小,使得模型受到了一个向上的升力,导致杠杆左端所受的拉力减小,由杠杆的平衡条件可知,阻力和动力臂不变时,杠杆右端的拉力变小,即测力计的示数变小。
故答案为:2.4;小。
【点评】本题考查了弹簧测力计的读数和杠杆平衡条件以及流体压强与流速的关系的应用,是一道较为简单的应用题。
10.(2分)如图所示的电路中,电源内阻不计,R1=8Ω,R2=R3=4Ω,当在 A、B间连一个理想电压表时读数为2V,那么,若在 A、B间连一个理想电流表,其读数是 A。
【分析】当在A、B间连一个理想电压表时,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,根据串联电路的特点和欧姆定律求出电源的电压与R2两端的电压之比,然后求出电源的电压;若在A、B间连一个理想电流表,R2与R3并联后再与R1串联,电流表测R3支路的电流,根据电阻的并联求出并联部分的电阻,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出并联部分两端的电压,进一步求出电流表的示数。
【解答】解:当在A、B间连一个理想电压表时,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,
因串联电路中各处的电流相等,且总电阻等于各分电阻之和,
所以,电源的电压与R2两端的电压之比:
====,
则电源的电压:
U=3U2=3×2V=6V;
若在A、B间连一个理想电流表,R2与R3并联后再与R1串联,电流表测R3支路的电流,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,R并===2Ω,
此时电路中的电流:
I′===0.6A,
则并联部分两端的电压:
U并=IR并=0.6A×2Ω=1.2V,
电流表的示数:
I3===0.3A。
故答案为:0.3。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用,分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
(二)简答题:本题共3个小题,每小题3分,共9分。
11.(3分)随着化石能源的持续大规模使用,能源与环境问题日益突出,已成为当今世界的一项重要议题,请你说说我们应该怎样应对这一问题。
【分析】从传统能源逐渐枯竭、能源利用中对环境的破坏和能源利用的安全问题等方面进行相应分析。
【解答】解:要解决能源问题:一方面必须形成全民节能意识,注重技术创新,提高能源利用率,减少废气、废物排放的污染因素;另一方面依靠科学技术创新开发核能、太阳能、风能、地热能等清洁能源,加强能源利用中的防护措施,提高能源使用的安全性。
【点评】能源的开发与利用是人们关注的一个热点问题,要多了解生活中利用新能源的一些事例。
12.(3分)教室的门常被风吹开,某同学在门与门框之间垫上纸片后,门就不易被吹开了,这是为什么?
【分析】摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度,据此分析。
【解答】答:塞入硬纸片后,使门与门框之间的压力增大,可在接触面粗糙程度不变的情况下,通过增大压力来增大摩擦力,门就不易被吹开了。
【点评】此题考查的是增大摩擦力的方法,属于基础问题,体现出了物理与生活实际的联系。
13.(3分)如图所示为我们实验室所用电流表的内部结构示意图。当正确接入电路,有电流通过线圈时,线圈会带动指针顺时针偏转;当接线柱接反,电流通过线圈时,指针会反向偏转,无法读数。这是为什么呢?
【分析】(1)电流表是利用磁场对电流的作用来工作的。
(2)通电线圈在磁场中受力方向与电流的方向有关和磁场方向有关。
【解答】答:因为通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关。在磁场方向不变时,改变电流方向会改变通电线圈的受力方向,当正确接入电路,有电流通过线圈时,线圈会带动指针顺时针偏转,此时刻度盘上可以读数;当接线柱接反,电流通过线圈时,指针会逆时针偏转,此时指针反偏,刻度盘的左侧没有刻度,且与电流表的左边缘相碰,不能读数。
【点评】能够根据磁场对电流的作用分析电流表的正负接线柱接入不同方向的电流时,电流表的指针偏转的方向。
(三)作图题:本题共4个小题,每小题2分,共8分。
14.(2分)如图所示,O是凸透镜的光心,F是凸透镜的焦点,请画出入射光线经凸透镜后的折射光线。
【分析】要作出折射光线,必须知道凸透镜的3条特殊光线:过光心的光线其传播方向不变;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点;过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴。
【解答】解:过光心的光线其传播方向不变,通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,据此作图,如图所示:
【点评】此题考查了凸透镜光路图的画法,关键要掌握凸透镜的三条特殊光线。
15.(2分)如图所示,一垃圾桶放在水平向右加速行驶的汽车上,垃圾桶相对于汽车始终保持静止,请画出垃圾桶受力的示意图(不计空气阻力)。
【分析】画力的示意图,首先要对物体进行受力分析,看物体受几个力,要先分析力的大小、方向和作用点,再按照画图的要求画出各个力。
【解答】解:因为垃圾桶放在水平向右加速行驶的汽车上,垃圾桶相对于汽车始终保持静止,所以垃圾桶相对于平板有向左滑动的趋势,在水平方向上受摩擦力的作用,方向向右;
在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力的作用,这两个力是一对平衡力,力的作用点都在重心;如图所示:
【点评】力的示意图是初中物理的一个重要知识点,因此,掌握正确的力的示意图的作图步骤对于同学们来说是非常重要的。
16.(2分)如图是常用的插线板电路简化图,开关断开时指示灯不发光,插孔不提供工作电压;开关闭合时指示灯发光,插孔提供工作电压;若指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压,请在图中画出开关、指示灯、插孔的连接方式,并把接线板与电源线接通。
【分析】干路开关控制所有的用电器。并联电路各用电器之间互不影响,串联电路的用电器互相影响。
【解答】解:由题知,开关断开时指示灯不发光,插孔不能提供工作电压;开关闭合时指示灯发光,插孔提供工作电压;这说明开关同时控制指示灯和插座,开关应该在干路上,且开关应与火线连接,在断开开关时能切断火线,使用更安全;
如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能正常通电,说明指示灯和插座之间是并联的;
三孔插座的接法:左孔接零线,右孔接火线,上孔接地线,两孔插座的接法:左孔接零线,右孔接火线,如图所示:
【点评】根据用电器之间是否相互影响是判断用电器串联和并联的方法之一;家庭电路中,开关控制用电器,开关一定接在用电器和火线之间,既能控制用电器,又能保证使用安全。
17.(2分)如图甲所示,用细线提着一长方体蜡块,缓慢放入盛有水的玻璃杯中,请在图乙中画出蜡块底面所受水的压强随下降高度h变化的大致图象。(ρ蜡<ρ水)
【分析】液体压强跟液体密度和液体的深度有关;在液体密度一定时,液体深度越大,液体压强越大;根据蜡块密度和水的密度关系判断蜡块在水中的浮沉情况,确定其最终浸入水的深度,可知其受到水的压强变化。
【解答】解:液体压强跟液体密度和液体的深度有关;在液体密度一定时,液体深度越大,液体压强越大;
一开始蜡块未进入水中,所以蜡块受到的压强为0;当进入水中时,随着蜡块浸入深度的增加,蜡块受到水的压强逐渐增大;由于ρ蜡<ρ水,蜡块最终会漂浮,下降高度不再增加,受到水的压强也不会变化。
故大致图像如下图所示:
。
【点评】本题考查了液体压强的特点和浮沉条件的应用,属于中档题。
(四)实验与科学探究题:本题共3个小题,每小题10分,共30分。
18.(10分)小强同学为了探究平面镜成像特点,准备如下器材:各种长度的蜡烛若干、平面镜一块、玻璃板一块、白纸一张(如图所示)
(1)除了图中画出的器材,本实验中还需要的测量工具是 。
(2)平面M所选的器材是 (选填“平面镜”或“玻璃板”)这样选择,主要是为了 。
(3)小强把蜡烛A点燃放在M前面,再把其它各支蜡烛依次放在M后面适当位置,当某支蜡烛放在后面时,人眼在M的 (选填“前面”或“后面”)观察,看起来那支蜡烛也被点燃了一样。此时,后面的那支蜡烛与蜡烛A的大小关系是 。
【分析】(1)测量物距、像距需要刻度尺;
(2)用玻璃板代替平面镜,是为了便于确定像的位置;
(3)实验选择两个完全相同的蜡烛,便于比较物像大小关系。
【解答】解:(1)除了图中画出的器材,本实验中测量物距、像距需要测量工具刻度尺;
(2)平面M应选用玻璃板,是因为玻璃板是透明的,既可以反射成像,又能透过光线,便于准确确定像的位置;
(3)当某支蜡烛放在后面时,人眼在M的前面观察,看起来那支蜡烛也被点燃了一样,由此证明了像与物体的大小相等。
故答案为:(1)刻度尺; (2)玻璃板;便于确定像的位置; (3)前面;相等。
【点评】本题考查探究平面镜成像的一些细节要求,同时考查了学生动手操作实验的能力、根据实验现象得出结论的能力。
19.(10分)某小组用如图甲所示的实验器材“探究电流与电阻的关系”,电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“10Ω 1A”的字样,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个。
(1)下列实验操作步骤最合理的排序是 (将正确选项的字母填在横线上)。
①闭合开关
②将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处
③断开开关
④连接电路
A.④③②①
B.③④①②
C.③④②①
(2)检查时发现有一根连线不对,请你把接错的那根导线找出来,打上“×”,并画线把它改到正确的位置上(只能改接一根导线,导线不允许交叉)。
(3)正确连线后,用10Ω的电阻做完实验,换另一电阻继续探究,需要向右移动滑片才能使电压表示数保持2V不变,则换用的是 Ω的电阻。
(4)用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻完成实验,绘制了如图乙所示图象,他们根据图象得到结论:在导体两端电压不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。得出该结论的依据是: 。
(5)若换用25Ω的电阻接入电路,无论怎样调节滑片,电压表示数始终 (选填“大于”“小于”或“等于”)2V。
【分析】(1)为了保护电路,连接电路时,开关应该断开,闭合开关前需要将滑动变阻器调到阻值最大处;
(2)探究“电流与电阻的关系”,电压表与电阻并联,电流表串联在电路中;
(3)根据串联分压的知识,若定值电阻增大,分得的电压将变大,要减小定值电阻两端的电压,需增大滑动变阻器接入电路的阻值;若定值电阻减小,分得的电压将变小,要增大定值电阻两端的电压,需减小滑动变阻器接入电路的阻值;
(4)由U=IR=2.5V分析回答;
(5)电阻两端保持电压不变,换用25Ω电阻后两端电压变大,需要调节滑动变阻器,找到滑动变阻器两端电压和通过电流,看一下想要电阻两端的电压不变滑动变阻器需要的电阻至少多少,再将结果与滑动变阻器的最大阻值比较,从而得出答案。
【解答】解:(1)为了保护电路,连接电路时,开关应该断开,闭合开关前需要将滑动变阻器调到阻值最大处,故实验操作步骤最合理的排序是C;
(2)原电路中电流表与变阻器并联,电压表串联在电路中了,是错误的,电压表与电阻并联,电流表串联在电路中,如下所示:
(3)由图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压,正确连线后,用10Ω的电阻做完实验,换另一电阻继续探究,需要向右移动滑片减小电阻才能使电压表示数保持2V不变,说明替换电阻的阻值小于10Ω,故换用的是5Ω的电阻;
(4)由图乙可知,U=IR=0.1A×25Ω=﹣﹣﹣﹣=0.5A×5Ω=2.5V为一定值,说明曲线上任意一点电流与电阻的乘积不变,即电压不变,则可得出结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(5)由题意知,电源电压恒为3V,定值电阻电压保持2V不变,所以与其串联的滑动变阻器电压为3V﹣2V=1V,
定值电阻此时25Ω,所以定值电阻和滑动变阻器的电流I===0.08A,
所以要保证电阻电压2V不变,需要滑动变阻器电阻R滑===12.5Ω,但是滑动变阻器上标有“10Ω,1A”字样,所以滑动变阻器无法分1V电压,电压表示数始终大于2V。
故答案为:(1)C;(2)如上图所示;(3)5;(4)曲线上任意一点电流与电阻的乘积不变,即电压不变;(5)大于。
【点评】本题考查探究电流与电阻关系实验,关键是将课本知识内容记忆清楚,仔细分析即可。
20.(10分)某实验小组的同学对A、B两根原长都为8cm、粗细不同的橡皮筋进行研究,并做成橡皮筋测力计。将橡皮筋的一端固定,另一端悬挂钩码,如图甲所示,记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋伸长量Δx,根据多组测量数据作出的图线如图乙所示。
(1)橡皮筋下悬挂钩码时,橡皮筋伸长,这说明力的作用效果是改变物体的 。
(2)当在橡皮筋A下悬挂重力为6N的物体时,橡皮筋A的伸长量为 cm。
(3)分别用这两根橡皮筋制成了如图丙所示的两个测力计,它们外壳相同,刻度线分布情况相同,则用橡皮筋 (选填“A”或“B”)制成的测力计测量的精确程度较高。
(4)若将本实验中A、B两根橡皮筋并联起来代替弹簧测力计,能够测量力的最大值为 N
(5)实验小组同学想利用图丙中A橡皮筋测力计制作一个直接测量液体密度的“密度计”。他们用同一小桶分别盛满了两种液体,用A橡皮筋测力计分别测出液体和小桶的总重力,两次橡皮筋测力计的示数及对应液体的密度如表所示,则该密度计的零刻度线应标记在A橡皮筋测力计划度板上 N的位置。(g取10N/kg)
液体种类
酒精
植物油
橡皮脂制力计的示数/N
2.6
2.7
液体密度ρ/(×103kg•m﹣3)
0.8
0.9
【分析】(1)力的作用效果:力可以改变物体的运动状态和力可以使物体发生形变;
(2)根据图乙分别找出在一定范围内A、B橡皮筋伸长量与受到的拉力的函数关系式,根据函数关系式作答;
(3)根据受同样的力(在测量范围内)伸长量大的,测量精确高;
(4)根据液体的重力公式G=mg=ρgV,可以写出酒精和植物油两种液体的关系式,测量时弹簧测力计的示数为液体的重力和桶的重力之和,求出桶的重力即可。
【解答】解:(1)橡皮筋下悬挂钩码时,对橡皮筋产生拉力,橡皮筋会变长,橡皮筋在力的作用下发生了形变,说明力可以改变物体的形状;
(2)由图乙知,A橡皮筋在受到拉力不大于10N的情况下,橡皮筋伸长量Δx与橡皮筋受到的拉力大小F变化关系为一条直线,说明橡皮筋的伸长Δx与受到拉力F成正比关系,即FA=kAΔx,
由图知,当FA=5N,ΔxA=10cm,代入数据得kA=0.5N/cm,在A橡皮筋上悬挂重力为6N的物体时,橡皮筋A的伸长量为:ΔxA′===12cm;
(3)由图乙知,在测量范围为内,如F=5N时,用橡皮筋A制成的弹簧测力计伸长10cm,而用橡皮筋B制成的弹簧测力计伸长5cm,所以,用橡皮筋A制成的测力计测量精确程度高;
(4)液体的重力为G液=mg=ρ液gV,
测量液体密度时,弹簧测力计的示数F=G液+G桶,
测量酒精时,G桶+0.8×103kg/m3×V×10N/kg=2.6N①,
测量植物油时,G桶+0.9×103kg/m3×V×10N/kg=2.7N②,
将①②两式联立,解方程组的G桶=1.8N,该密度计的零刻度应标记在A橡皮筋测力计刻度板的1.8N位置。
故答案为:(1)改变物体的形状;(2)12;(3)A;(4)1.8。
【点评】本题考查弹簧测力计的原理、测量范围、测量准确程度的认识,体现了数学知识在物理中的应用。
(五)综合应用题:本题共2个小题,第27题6分,第28题9分,共15分。解答时需写出必要的文字说明、计算公式及过程,若只写出计算结果将不得分。
21.(6分)如图所示的电路中,电源电压不变,电阻R1的阻值为40Ω,R2的阻值为60Ω。只闭合开关S1时,电流表的示数为0.3A,求:
(1)电源电压U。
(2)开关S1、S2都闭合时,通过电流表的电流I。
(3)通过计算判断,开关都闭合,此电路工作10min产生的总热量,能否使0.1kg的水温度升高10℃[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]。
【分析】(1)当只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,电流表测量电路电流,电流表的示数为0.3A,根据欧姆定律可知电源电压;
(2)开关S1、S2都闭合时,两电阻并联,电流表测量干路电流。
根据欧姆定律可知通过R2的电流,通过并联电路各支路相互独立工作、互不影响的特点可知通过R1的电流不变,根据并联电路的电流特点可知电流表的示数,
(3)开关S1、S2都闭合时,根据W=UIt得出此电路工作10min产生的总热量,根据Q=cmΔt求出水需要吸收热量,将两者比较即可。
【解答】解:(1)当只闭合开关S1时,电路为R1的简单电路,电流表测量电路电流,电流表的示数为0.3A,
据欧姆定律可知电源电压为:
U=I1R1=0.3A×40Ω=12V;
(2)开关S1、S2都闭合时,两电阻并联,电流表测量干路电流。
根据欧姆定律可知通过R2的电流为:
I2===0.2A,
通过并联电路各支路相互独立工作、互不影响的特点可知通过R1的电流不变,为0.3A,
根据并联电路的电流特点可知电流表的示数I=I1+I2=0.3A+0.2A=0.5A,
(3)开关S1、S2都闭合时,电路工作10min产生的总热量为:
Q放=W=UIt=12V×0.5A×10×60s=3600J;
水需要吸收热量为:
Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg•℃)×0.1 kg×10℃=4200J;
因为Q放<Q吸,
所以不能使0.1kg的水温度升高10℃。
答:(1)电源电压U为12V;
(2)开关S1、S2都闭合时,通过电流表的电流I为0.5A;
(3)开关都闭合,此电路工作10min产生的总热量,不能使0.1kg的水温度升高10℃。
【点评】本题考查并联电路的特点、欧姆定律的应用和电功率的计算,综合性较强。
22.(9分)作为用于森林灭火、水上/海上救援的大型水陆两栖飞机,AG600飞机系国家航空重大工程研制项目,是首次按照中国民航规章要求研制的大型特种用途民用飞机,为海路航行提供了最快速有效的支援与安全保障。它的最大飞行速度为560km/h,最大航程为4500km,巡航速度(经济、节油的飞行速度)为500km/h。某次起飞前,飞机静止在水平跑道上,总质量为51t,轮胎与跑道的总接触面积为0.6m2。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)起飞后,飞机在空中直线飞行1960km,所需要的最短时间是多少?
(2)飞机静止在跑道上时对跑道的压强是多少?
(3)某次飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,排开水的体积为48m3,此时飞机受到的浮力是多少?
(4)若飞机执行森林灭火任务时,在火点上空沿水平方向匀速直线飞过,并打开水仓洒水,此过程中飞机的机械能如何变化?
【分析】(1)确定飞机飞行的最大速度,根据公式t=可得飞机所需的最短时间;
(2)飞机在水平地面上,对地面的压力F=G=mg,然后根据p=计算飞机对跑道的压强;
(3)根据F浮=G及F浮=G排可得飞机的重力;
(4)动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大。重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大;机械能=动能+势能。
【解答】解:(1)飞机的最大飞行速度为560km/h,
由v=得,飞机所需的最短时间为:
t===3.5h;
(2)飞机静止在跑道上,对跑道的压力为:
F=G=mg=51×103kg×10N/kg=5.1×105N;
则飞机对跑道的压强为:
p===8.5×105Pa;
(3)飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,由漂浮条件可得F浮=G飞机,
由阿基米德原理可得,飞机受到的浮力为:F浮=G排,
所以,可得此时飞机的重力为:
G飞机=G排=m排g=48×103kg×10N/kg=4.8×105N;
(4)若飞机执行森林灭火任务时,在火点上空沿水平方向匀速直线飞过,并打开水仓洒水,飞机的质量减小,速度不变,动能减小;高度不变,飞机的重力势能减小;飞机在喷洒水时,没有发生弹性形变,不具有弹性势能,所以机械能=动能+重力势能,故机械能减小。
答:(1)起飞后,飞机在空中直线飞行1960km,所需要的最短时间是3.5h;
(2)飞机静止在跑道上时对跑道的压强是8.5×105Pa;
(3)飞机受到的重力是4.8×105N;
(4)机械能减小。
【点评】本题主要考查了机械能、压强、速度的应用计算,关键要掌握相关的计算公式,同时也用到了漂浮时浮力与重力相等的特点。
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