2023年中考第一次模拟考试卷物理(陕西卷)(全解全析)
展开2023年中考物理第一次模拟考试卷
物理·全解全析
第一部分(选择题 共20分)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
B
A
A
C
A
C
B
C
D
一、 选择题(共10小题,每小题2分,共20分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求.的)
1.下列数据最接近实际情况的是( )
A.一支新2B铅笔的长度约为18mm
B.一名普通中学生的质量约为100kg
C.正常人1min内脉搏跳动的次数约为70次
D.让人感觉温暖又舒适的房间温度约为37℃
【答案】C
【解析】
A.中学生伸开手掌,大拇指指尖到中指指尖的距离(一拃)大约15cm,一支新2B铅笔略大于此数值,在18cm=180mm左右,故A项不符合实际;
B.一名普通中学生的质量约为50kg左右,故B项不符合实际;
C.正常情况下,人的脉搏跳动一次的时间接近1s,1min跳动的次数在70次左右,故C项符合实际;
D.让人感觉温暖又舒适的房间温度约为26℃,故D项不符合题意实际。
故选C。
2.下列关于家用电器的说法错误的是( )
A.计算机的二极管是用半导体材料制成的
B.电饭煲的电热丝最好选用超导材料
C.微波炉利用电磁波来加热食品
D.电风扇利用通电线圈在磁场中受力转动的原理来工作
【答案】B
【解析】
A.计算机的二极管具有单向导电性,是用半导体材料制成的,A正确,不合题意;
B.超导体的电阻为零,而电热丝是利用电流的热效应来工作的,所以超导体不能用作电热丝,B错误,符合题意;
C.微波炉是利用电磁波来加热食品的,C正确,不合题意;
D.电风扇的主要部件是电动机,电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用制作而成的,D正确,不合题意。
故选B。
3.小明设计了如图所示的几个实验,能够探究声音产生原因的是( )
A B C D
A.用发声的音叉接触水面时,水面水花四溅
B.把罩内的空气抽去一些后,闹钟的铃声明显变小
C.用嘴吹哨子的上端,向下拉动活塞,声音变低
D.对着点燃的蜡烛火焰敲击橡皮膜,火焰会熄灭
【答案】A
【解析】
A.用发声的音叉接触水面时,水面水花四溅,可以说明声音是由物体振动产生的,故A符合题意;
B.罩内的空气抽去一些后,闹钟的铃声明显变小,说明声音的产生需要介质,故B不符合题意;
C.用嘴吹哨子的上端,向下拉动活塞,声音的振动频率变低,音调变低,故C不符合题意;
D.对着点燃的蜡烛火焰敲击橡皮膜,火焰会熄灭,说明声音具有能量,故D不符合题意。
故选A。
4.“从生活走向物理,从物理走向社会”。对下列生活中的事例,判断错误的是( )
A.“小王比小李胖”是指小王的体重一定大于小李的体重
B.“铁比木头重”是指铁的密度大于木头的密度
C.用手机上网时,不能随意点击陌生链接,防止个人信息泄露
D.大功率家用电器需要安装漏电保护装置,否则漏电时会危及生命和财产安全
【答案】A
【解析】
A.人的体重和质量成正比,而质量的大小和物体的体积以及密度有关,“小王比小李胖”只能说明小王比小李的体积大,我们不能由此来判断质量的关系,所以也不能判断他们体重的大小关系,故A错误,符合题意;
B.“铁比木头重”是指铁的密度大于木头的密度,故B正确,不符合题意;
C.用手机上网时,有很多链接是不安全的,所以不能随意点击陌生链接,以防止个人信息泄露,故C正确,不符合题意;
D.大功率家用电器需要安装漏电保护装置,因为大功率电器工作时,通过电路的电流较大,漏电时可能会危及生命和财产安全,故D正确,不符合题意。
故选A。
5.如图所示的一次性使用医用口罩,由罩体、松紧和铝条组成佩戴时,罩体紧粘面部,松紧跨在两耳耳根后,用手指紧压铝条。使口罩上端紧贴鼻梁。然后向下拉伸口罩,覆盖鼻子、嘴巴,关于该口罩,以下说法中正确的是( )
A.任何物质的分子都不能通过罩体
B.压弯的铝条发生的是弹性形变
C.松紧形变后会对耳根处产生弹力的作用
D.松紧拉得越长,对耳根处的压强越小
【答案】C
【解析】
A.透过罩体人能正常呼吸空气,说明有空气分子通过,故A错误;
B.压弯的铝条,铝条弯曲变形,撤去外力,铝条不能自动恢复原状,发生的不是弹性形变,故B错误;
C.松紧受力后发生的是弹性形变,松紧形变后会对耳根处产生弹力的作用,故C正确;
D.在受力面积相同时,松紧拉得越长,压力越大,对耳根处的压强越大,故D错误。
故选C。
6.图为试电笔的结构图。下列说法正确的是( )
A.使用试电笔验电时手不能接触笔尖
B.使用试电笔时,若氖管发光,说明接触处与零线是连通的
C.使用试电笔验电时手不要接触笔卡
D.试电笔外壳是导体
【答案】A
【解析】
ABC.使用试电笔时,手不要接触试电笔前端的金属笔尖,必须接触试电笔的金属卡,试电笔的高值电阻和人串联在火线和大地之间,加在两者之间的电压是220V,此时试电笔的高值电阻分担的电压很大,人体分担的电压很小,通过人体的电流很小,氖管发光,不会发生触电事故,故A正确,BC错误;
D.为保证安全,试电笔的外壳需用绝缘材料制作,故D错误。
故选A。
7.下列汉语成语中,能用光的反射知识解释的是( )
A.海市蜃楼 B.井底之蛙 C.镜花水月 D.五光十色
【答案】C
【分析】
光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等;光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的;光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质进入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、凸透镜成像等都是光的折射形成的。
【解析】
A.海市蜃楼是光在不均匀的介质中传播时发生的折射现象,故A不符合题意;
B.井底之蛙,这是由于光沿直线传播,只能看到头顶的一片天,故B不符合题意;
C.镜里的花,水里的月,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故C符合题意;
D.五光十色是由于太阳光照在空气中的小水珠上形成的光带,是色散现象,属于光的折射,故D不符合题意。
故选C。
8.如图所示,灯泡L1、L2的电阻分别为20Ω和30Ω。闭合开关S,通过灯泡L1、L2的电流分别为I1、I2,它们两端的电压分别为U1、U2,则下列正确的是( )
A.I1∶I2=2∶3,U1∶U2=1∶1 B.I1∶I2=3∶2,U1∶U2=1∶1
C.I1∶I2=1∶1,U1∶U2=2∶3 D.I1∶I2=1∶1,U1∶U2=3∶2
【答案】B
【解析】
两灯并联,灯泡L1、L2的电阻分别为20Ω和30Ω,由并联电路各支路电压相等,故两端的电压之比
U1∶U2=1∶1
在电压相等时,通过灯的电流与灯的电阻成反比,通过灯泡L1、L2的电流之比为
I1∶I2=R2∶R1=30Ω∶20Ω=3∶2
故选B。
9.如图所示,物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦),拉力大小错误的是( )
A.F1=G B.F2=G C.F3=G D.F4=G
【答案】C
【解析】
A.由图像可知l1=l2,由杠杆平衡条件可得F1=G,故正确,不符合题意;
B.由图像可知滑轮组n=3,则,故正确,不符合题意;
C.由图像可知动滑轮动力作用在轴上,则,故错误,符合题意;
D.不计机械自重和摩擦,则斜面为理想斜面,满足FL=Gh,即,故正确,不符合题意。
故选C。
10.如图甲所示的电路,电源电压不变,L是标有“4V”字样的灯泡,定值电阻为60Ω,两个电流表的量程均为0-0.6A,电压表的量程为0-15V,图乙是小灯泡L的电流随其电压变化的图像。当S闭合,S1、S2断开,将滑片P移到变阻器R的中点时,小灯泡L恰好正常发光,电压表示数为5V。下列说法正确的是( )
A.电源电压为5V
B.变阻器R的最大阻值为10Ω
C.移动滑片P当灯泡L的功率为1W时,变阻器R接入的阻值为6.25Ω
D.当S、S1、S2都闭合,为保证电路安全,变阻器R消耗的最大功率为4.05W
【答案】D
【解析】
A.当S闭合,S1、S2断开,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,将滑片P移到变阻器R的中点时,小灯泡L恰好正常发光,此时灯泡两端的电压为4V,电压表示数为5V(即变阻器的电压为5V),由串联电路的电压规律可得,电源电压为
故A错误;
B.当S闭合,S1、S2断开,滑片P移到变阻器R的中点时,灯泡正常发光,根据图乙可知,此时通过灯泡的电流为0.5A,因串联电路中各处的电流相等,则由欧姆定律可知,产生滑动变阻器接入电路的电阻为
则滑动变阻器的最大阻值为
故B错误;
C.移动滑片P,当灯泡L的功率为1W时,根据乙图可知,此时灯泡两端的电压为2.5V,电路中的电流为0.4A,根据串联电路的电压规律可知,此时滑动变阻器两端的电压为
由欧姆定律可得,此时滑动变阻器接入电路的电阻为
故C错误;
D.当S、S1、S2都闭合,滑动变阻器和定值电阻并联,电流表A测干路中的电流,电流表A1测通过定值电阻的电流;两个电流表的量程均为0~0.6A,所以干路中的最大电流为;通过定值电阻的电流为
根据并联电路电流特点可知,通过滑动变阻器的最大电流为
则滑动变阻器R消耗的最大功率为
故D正确。
故选D。
第二部分(非选择题 共60分)
二、 填空与作图题(共7小题,计22分)
11.(2分)在日食发生时,小明看到树荫下的地面上有图甲所示的光斑,这些光斑是由光的______形成的。观看日食不能用眼睛直接对着太阳,如果没有专用的太阳滤镜,比较简易的做法是用一盆滴有墨水的水来观看(如图乙所示),太阳在水中的像是由光的______形成的。
【答案】直线传播 反射
【解析】
茂密的树叶缝隙形成许多小孔,沿直线传播的太阳光经过小孔后在地面上形成太阳的像,即我们看到的光斑,是由光的直线传播形成的;太阳在水中的像,属于平面镜成像,是光的反射形成的。
12.(3分)公安交通管理部门要求驾驶员和乘客必须使用安全带,如图所示。汽车匀速行驶时,坐在座位上的乘客相对于汽车是______的。如果不系安全带,汽车一旦发生碰撞突然停止运动,乘客由于______继续向前运动,就会与车身发生碰撞,对人身造成伤害。行驶的汽车受到碰撞停止运动,说明力可以改变物体的______。
【答案】静止 惯性 运动状态
【解析】
汽车匀速行驶时,坐在座位上的乘客和汽车之间没有发生位置的改变,以汽车为参照物,乘客是静止的;当汽车突然发生碰撞而停止运动时,由于阻力作用,车身停止运动,而驾驶员和前排乘客由于惯性还要保持原来的运动状态向前运动,在车内与车身撞击,严重时可能把挡风玻璃撞碎而向前飞出车外,所以驾驶员和前排乘客必须使用安全带。力的作用效果有两个:一是使物体发生形变,二是改变物体的运动状态。行驶的汽车受到碰撞停止运动,说明力可以改变物体的运动状态。
13.(2分)中考考场内,一名质量为50kg、双脚与地面接触总面积为400cm2的监考教师甲,站在讲桌前认真监考,则他站立时对地面的压强是______Pa;以讲桌为参照物,他的运动状态是______(选填“运动”或“静止”的)。(g取10N/kg)
【答案】1.25×104 静止
【解析】
[1]该教师受到的重力
G=mg=50kg×10N/kg=500N
该教师双脚站立时对地面的压力
F=G=500N
受力面积
S=400cm2=0.04m2
对地面的压强
[2] 该老师相对于讲桌位置没有发生变化,以讲桌为参照物,该教师是静止的。
14.(4分)自动驾驶汽车是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车,正不断走进我们的生活。
(1)驾驶员进入汽车后,电脑系统会对驾驶员的脸部特征进行识别。从生物学角度看,人的脸部特征是由_____决定的;
(2)红旗EV自动驾驶汽车在湖南长沙开展测试。汽车从长沙出发,历时3小时20分钟到达武汉,行驶距离286千米。测试过程中红旗EV汽车的平均速度是多少千米/时_____;
(3)质量为1.8吨的红旗EV自动驾驶汽车,在水平公路上匀速直线行驶时,受到的阻力为车重的0.2倍,此时汽车受到的牵引力为多少牛_____?
【答案】基因 85.8km/h 3.6×103N
【分析】
(1)人的脸部特征由人的遗传基因决定。
(2)已知汽车行驶的路程和时间,根据速度公式求出汽车的平均速度。
(3)知道汽车质量,根据G=mg求出重力,根据车受到的阻力是车重的0.2倍求出阻力,由于汽车匀速直线运动,受到的牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等。
【解析】
(1)从生物学角度看,人的脸部特征是由基因决定的。
(2)汽车行驶的时间
t=3h20min=h
汽车的平均速度为
(3)汽车受到的阻力为
f=0.2G=0.2mg=0.2×1.8×103kg×10N/kg=3.6×103N
因为汽车匀速直线行驶,汽车受到的牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,
所以汽车受到的牵引力为
F=f=3.6×103N
15.(3分)小明用橡皮擦来擦除写在牛皮纸上的错别字,由于用力太小字没有擦干净,稍加用力就擦干净了,这是通过增大 (选填“压力”或“接触面的粗糙程度”)来增大摩擦力的,擦完后手触摸到该处的牛皮纸变热,这是通过 的方式来改变纸的内能;橡皮擦磨损后,它的 (选填“密度”或“质量”)不会变化。
【答案】压力 做功 密度
【解析】
用力擦是在接触面粗糙程度一定时通过增大压力来增大摩擦力的;擦完后手触摸到该处的牛皮纸变热,这通过做功的方式来改变纸的内能;橡皮擦磨损后,它的质量变小,但密度是物质本身的一种特性,与物质的质量、体积无关,故它的密度不变。
16.(4分)如图所示的电路中,电源电压恒为9V,定值电阻为50Ω,滑动变阻器的最大值为100Ω。若开关S、、都闭合,当滑片P在中点时,电流表示数为______A。当开关S闭合,、都断开,滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω时,电流表的示数为0.3A,则小灯泡消耗的功率是______W。
【答案】0.36 0.9
【解析】
[1]若开关S、S1、S2都闭合,定值电阻R0与滑动变阻器R并联,当滑片P在中点时,滑动变阻器R接入阻值为
×100Ω=50Ω
通过R的电流
IR==0.18A
通过R0的电流
I0==0.18A
所以,电流表示数为
I=I0+IR=0.18A+0.18A=0.36A
[2]若开关S闭合,S1、S2都断开,L和滑动变阻器R串联,此时滑动变阻器两端的电压
UR=I′R′=0.3A×20Ω=6V
因串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和,所以,灯泡两端的电压
UL=U-UR=9V-6V=3V
灯泡的功率为
PL=ULI′=3V×0.3A=0.9W
17.(4分)(1)如图所示,请画出FA的力臂l,并在B端画出使杠杆平衡的最小力FB。
【答案】
【解答】
从支点O向FA的作用线作垂线,垂线段的长度为FA的力臂l;
根据杠杆平衡条件,动力臂越长越省力,力的作用点确定,从支点到动力作用点的距离便为最长的力臂;图中O为支点,要使杠杆平衡且动力最小,就应该让力F作用在B点,OB最长的力臂,则力F应与OB垂直且向下,如图所示。
(2)如图,用笔画线代替导线将图中实物连接起来。要求:闭合开关后,使电磁铁的右端为N极,并且当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电磁铁的磁性增强。
【答案】
【解析】
闭合开关后,使电磁铁的右端为N极,根据安培定则可知,电流从通过螺线管的左端流入,右端流出,故应将电源正极与开关右接线柱相连,开关负极与通电螺线管左接线柱相连,通电螺线管的右接线柱与变阻器C接线柱相连;因滑动变阻器的滑片P向右移动时,电磁铁的磁性增强,则此时滑动变阻器接入电路的阻值减小,整个电路中的电流增大,故应将电源的负极与变阻器的B接线柱相连,如下所示。
三、 实验与探究题(共4小题,计22分)
18.(4分)初二年级某班一位同学用调好的天平测量一体积为8cm3的小石块的质量。当天平重新平衡时,天平右盘中的砝码和游码位置如图所示,该小石块的密度为________;而另一位同学测得乙物体的质量是甲物体质量的3倍,若甲、乙两物体的体积比为4∶3,则甲、乙两物体的密度比为________。
【答案】2.2g/cm3 1∶4
【解析】
[1]由图可知,标尺的分度值为0.2g,则小石块的质量
m=10g+5g+2.6g=17.6g
小石块的密度
ρ===2.2g/cm3
小石块的密度为2.2g/cm3。
[2]甲、乙两物体的体积比为4∶3,由ρ=得甲、乙两物体的密度比
ρ甲∶ρ乙=∶===
甲、乙两物体的密度比为1∶4。
19.(4分)有一种亮度可以调节的小台灯,其电路如图甲,电源电压为24 V,灯泡L的额定电压为24 V,通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙,当灯泡正常发光时,灯丝的电阻为____ Ω.调节滑动变阻器R,使灯泡的实际功率为1.2 W时,滑动变阻器R连入电路的阻值是____ Ω.观察图象发现灯泡L的电阻是在增大的,这是因为___________________.
【答案】60 90 灯丝电阻随温度的升高而增大
【解析】
灯泡两端的电压为24V时,灯泡正常发光,由图乙可以知道此时通过灯泡的电流IL=0.4A,
根据欧姆定律可得,此时灯丝的电阻: ;
(2)由图乙可以知道,当灯泡两端的电压为6V,通过的电流为0.2A时,灯泡的实际功率为1.2W,
因串联电路中总电压等于各分电压之和, 所以,灯泡的实际功率为1.2W时,滑动变阻器两端的电压, 串联电路中各处的电流相等,由欧姆定律可得,滑动变阻器R连入电路的阻值:
(3)在材料、长度和横截面积一定时,灯丝电阻还与温度有关,并且灯丝电阻随温度的升高而增大.
因此,本题正确答案是:60;90;灯丝电阻随温度的升高而增大.
20.(7分)在探究不同物质吸热升温的现象实验中∶
(1)小强将天平放在水平桌面上并将游码归零后,若指针静止时位置如图1所示,则他应将平衡螺母向____端调节;调节天平平衡后,为称取质量相等的沙子和水,小强将装有沙子和水的相同烧杯分别放在天平的左、右托盘上,称取完成后,天平平衡时的场景如图2所示,则小强在称取中存在的问题是____。
(2)小强组装的实验装置如图3所示,他在器材安装中的一处错误是____。
(3)实验中某时刻温度计的示数如图4所示,其读数为____℃。
(4)实验结東后,小强根据图5所示的温度随时间变化图像,用三种方法来比较沙子和水吸热升温的快慢,从而建立比热容的概念∶①在相同的时间t内比较温度变化;②在相同的温度变化内比较时间t;③若和t均不同,则可用____来比较沙子和水吸热升温的快慢。在初中物理中,比较物体____的快慢时也用到了上述方法。
【答案】右 游码未在左端零刻度线处 温度计安装位置偏高(或温度计玻璃泡未能与水充分接触) 35 (或) 运动(或做功)
【解析】
(1)[1]小强将天平放在水平桌面上并将游码归零后,若指针静止时位置如图1所示向左偏,则他应将平衡螺母向右端调节。
[2]天平平衡时的场景如图2所示,则小强在称取中存在的问题是移动游码未在左端零刻度线处,造成沙子和水的质量不同。
(2)[3]小强组装的实验装置如图3所示,他在器材安装中的一处错误是温度计安装位置偏高,或温度计玻璃泡未能与水充分接触。
(3)[4]实验中某时刻温度计的示数如图4所示,刻度值越往上越大,则说明是在零刻度线以上,分度值为1℃,指针位于30℃以上第5个小格处,故其读数为35℃。
(4)[5]实验结東后,小强根据图5所示的温度随时间变化图像,用三种方法来比较沙子和水吸热升温的快慢,从而建立比热容的概念,和t成正比关系,则可用或来比较沙子和水吸热升温的快慢。
[6]在初中物理中,根据速度公式或功率公式,可知比较物体运动或做功的快慢时也用到了上述方法。
21.(7分)小阳利用如图甲所示装置“探究平面镜成像特点”。
他在水平桌面上铺张白纸,将块玻璃板竖立在白纸上,把蜡烛A点燃放在玻璃板前面,把另一个相同的蜡烛B,竖立在玻璃板后面移动,直到从不同角度透过玻璃板看,它跟前面蜡烛A的像都完全重合。改变蜡烛A的位置,重复上述步骤,再做两次实验,并把三次实验中蜡烛A和B的位置记录在白纸上,如图乙所示。
(1)实验中用玻璃板代替平面镜的目的是______;
(2)蜡烛B跟前面蜡烛A的像完全重合,说明像与物大小______;
(3)如果将玻璃板竖直向上移动一段距离,观察到蜡烛A的像______(填“向上移动”“向下移动”或“不动”);
(4)小阳把白纸沿着玻璃板的位置对折,观察到像与物的对应点完全重合,说明像与物到镜面的距离______;
(5)小阳取走蜡烛B,把光屏放在像的位置,这时应该______(填“透过”或“不透过”)玻璃板观察,发现光屏上没有像,这说明物体在平面镜中成的是______像。
【答案】便于确定像的位置 相等(或相同) 不动 相等 不透过 虚
【解析】
(1)[1]实验过程中,用透明的玻璃板代替平面镜,在物体一侧,既能看到蜡烛A的像,也能看到代替蜡烛A的蜡烛B,便于确定像的位置。
(2)[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,蜡烛B跟前面蜡烛A的像完全重合,说明像和物的大小相等。
(3)[3]将玻璃板竖直向上移动一段距离,由于像和物关于平面镜对称,所以蜡烛像的位置不变。
(4)[4]把白纸沿着玻璃板的位置对折,像与物的对应点完全重合,说明像与物到镜面的距离相等。
(5)[5]取走蜡烛B,把光屏放在像的位置,不应该透过玻璃板观察,应该直接观察光屏上是否成像。
[6]实像能用光屏承接,虚像不能用光屏承接,发现光屏上没有像,说明物体在平面镜中成的是虚像。
四、综合题(共2小题,计16分)
22.(7分)小伟家的电热饮水机通过旋钮开关可以实现加热和保温两个挡位的切换。小伟查阅资料得到饮水机的部分信息如表。饮水机正常加热7min,可将质量为1kg的水从20℃加热到沸腾(标准大气压),然后转入保温状态。请你结合小伟的调查研究,解决下列问题:(1)在图中虚线框内画出导线、电阻R1和电阻R2三个元件的符号,将饮水机的电路图连接完整。(旋钮开关位于a、a点,表示a与a接通)
(2)加热过程中,饮水机的加热效率。[水的比热容4.2×103J/(kg⋅℃)]
额定电压U/V
220
加热功率P1/W
1000
保温功率P2/W
100
电阻R1/Ω
435.6
电阻R2/Ω
48.4
【答案】解:(1)饮水机只有加热和保温两个挡位,由信息表可知:
饮水机加热时接入电路的电阻:R加热=U2P加热=(220V)21000W=48.4Ω=R2,
饮水机保温时接入电路的电阻:R保温=U2P保温=(220V)2100W=484Ω=R1+R2,
观察图可知:左边的虚线框始终连入电路,所以应为电阻R2,另一个挡位应该是与右边的其中一个虚线框里的电阻R1与左边电阻R2串联后为保温挡位,如图所示,左图:aa为断开;bb为加热;cc为保温。右图:aa为断开;bb为保温;cc为加热。
(2)水吸收的热量:
Q=cm△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(100℃−20℃)=3.36×105J;
由P=Wt可得,消耗电能:
W=P加热t=1000W×7×60s=4.2×105J,
饮水机的加热效率:
η=QW×100%=3.36×105J4.2×105J×100%=80%。
答:(1)如图所示,左图:aa为断开;bb为加热;cc为保温。右图:aa为断开;bb为保温;cc为加热。
;
(2)加热过程中,饮水机的加热效率是80%。
【解析】(1)根据题干可知饮水机只有加热和保温两个挡位,观察图可知:左边的虚线框始终连入电路,所以应为一个电阻,另一个挡位应该是与右边的其中一个虚线框里的电阻电阻串联即可,据此即可完成电路图;
(2)根据Q=cm△t求出水吸收的热量;根据W=Pt求出电流做的功,利用η=QW×100%求出饮水机的加热效率。
此题考查电路设计和电功、吸收热量、效率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用。
23.(9分)用如图所示的滑轮组提升货物,已知动滑轮重60N,货物重360N,货物上升速度是0.3m/s,拉力F的功率是180W(不计绳重)。求:
(1)拉力F的大小;
(2)货物上升2m过程中拉力所做的功;
(3)货物上升2m过程中,克服摩擦力做的功。
【答案】(1)200N;(2)720J,1200J;(3)360J
【详解】
解:(1)货物上升的速度是
v=0.3m/s
货物和动滑轮由三段绳子承担,所以绳子自由端移动的速度为
v'=3v=3×0.3m/s=0.9m/s
由可得绳子自由端的拉力
(2)货物上升速度是0.3m/s,货物上升2m过程中,由可得拉起货物需要的时间
拉起货物的有用功为
W有=Gh=360N×2m=720J
由可得拉起货物的总功为
(3)拉起货物做的额外功为
W额=W总-W有=1200J-720J=480J
克服动滑轮重做功
W额1=G动h=60N×2m=120J
克服摩擦力做的功
W额2=W额=W额1=480J-120J=360J
答:(1)拉力F是200N;
(2)货物上升2m过程中拉力所做有用功和总功分别是720J和1200J;
(3)货物上升2m过程中,克服摩擦力做的功360J。
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