物理(重庆卷)-【试题猜想】2023年中考考前最后一卷(考试版+答题卡+全解全析+参考答案)
展开2023年中考考前最后一卷
物 理
(全卷共四个大题,满分 80 分 与化学共用 120 分钟)
注意事项:
1.试题的答案书写在答题卡上,不得在试卷上直接作答。
2.作答前认真阅读答题卡上的注意事项。
3.全卷取 g=10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3。
一、选择题(本题共 8 个小题,每小题只有一个选项最符合题意,每小题 3 分,共 24 分。)
1.下列物理量最接近实际的是( )
A.一名普通中学生的体重约为50N B.教室内日光灯的功率约为40W
C.人体感觉舒适的环境温度约为37℃ D.中学生百米测试的成绩约为7s
【答案】B
【详解】A.一名普通中学生的体重约为500N,故A不符合题意;
B.教室内日光灯工作时的电流为0.2A左右,功率约为40W,故B符合题意;
C.人体感觉舒适的环境温度约为26℃,人体正常体温约为37℃,故C不符合题意;
D.中学生跑步速度约为7m/s,用时约为14s,故D不符合题意。
故选B。
2.如图1,下列光现象中,因为光的反射产生的是( )
图1
A.“折断”的铅笔 B.“放大”的鱼 C.阳光下的树荫 D.水中的倒影
【答案】D
【详解】A.物体放在铅笔好像在水面处折断了,是因为光从水射向空气时在水面处发生折射形成的,属于光的折射现象,故A不符合题意;
B.看到鱼缸中放大的鱼,鱼缸相当于一个凸透镜,是凸透镜成的鱼正立的虚像,是由光的折射形成的,故B不符合题意;
C.阳光下的树荫是树的影子,因此属于光沿直线传播现象,故C不符合题意;
D.水中的倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故D符合题意。
故选D。
3.二十四节气中蕴含了丰富的物理知识,以下说法正确的是( )
A.立春:“大地阳和暖气生”,大地内能的增加是太阳通过做功的方式实现的
B.白露:“节后新交白露来”,露的形成是汽化现象
C.夏至:“荷花香正浓”,荷花飘香说明分子在永不停歇的做无规则运动
D.霜降:“一朝秋暮露成霜”,霜的温度越低所含的热量越少
【答案】C
【详解】A.增加内能的方式有两种,分别是做功和热传递,大地内能的增加是太阳通过热传递的方式实现的,故A错误;
B.露是气态的水蒸气变为液态形成的,是液化现象,故B错误;
C.荷花飘香是扩散现象,是因为香气分子永不停息地做无规则运动,故C正确;
D.热量是一个过程量,只能说“吸收”或“放出”热量,不能说含有热量,故D错误。
故选C。
4.第22届世界杯在炎热的卡塔尔进行,所有场地周边都配备有一种“ElPalm凉亭”,如图2所示,它装有风力涡轮机,其内部有磁铁,风进入装置带动线圈摆动可提供电能。下列实验能解释“EIPalm凉亭”发电原理的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意可知,风力涡轮机是利用风力带动线圈切割磁场线,从而产生电流,与发电机原理相同。
A.图中有电源,是电动机工作原理,故A不符合题意;
B.利用的是电流的磁效应,故B不符合题意;
C.导体切割磁场产生电流,是发电机原理,故C符合题意;
D.利用的是同种电荷相互排斥的原理,故D不符合题意。
故选C。
图2 图3
5.如图3所示,A、B两个物体叠放在水平桌面上,当右端挂重6N的物体C时,A、B一起向右做匀速直线运动,绳与滑轮之间的摩擦不计,则下列说法正确的是( )
A.物体A与B之间的摩擦力为6N
B.物体B对绳的拉力和C对绳的拉力是一对相互作用力
C.绳对B的拉力和B受到的摩擦力是一对平衡力
D.剪断绳子后,A、B慢慢停止运动,说明力是维持物体运动的原因
【答案】C
【详解】A.由于A、B一起向右做匀速直线运动,所以物体A与B没有相对运动或相对运动的趋势,故物体A与B之间没有摩擦力,故A错误;
B.物体B对绳的拉力,受力物体是绳,物体C对绳的拉力,受力物体也是绳,所以两个力的受力物体是同一个,不是一对相互作用力,故B错误;
C.绳对B的拉力方向向右,受力物体是物体B,物体B受到的摩擦力方向向左,受力物体也是物体B,物体B向右做匀速直线运动,两个力大小相等、方向相反,作用在同一物体上,故是一对平衡力,故C正确;
D.剪断绳子后,物体A、B在摩擦力的作用下,慢慢停止运动,说明力是改变物体运动状态的原因,故D错误。
故选C。
6.家用消毒柜的应用满足了人们对健康生活的追求。如图4所示,为某品牌高温烘干紫外线消毒柜。关上柜门后(开关S3闭合),若按下“杀菌键”(开关S1闭合),紫外灭菌灯L工作;若按下“烘干”键(开关S2闭合),发热器和电动机同时工作;若按下自动(开关S1、S2同时闭合),紫外灭菌灯L、发热器和电动机同时工作。若在消毒柜工作时不小心打开柜门(开关S3断开),则该消毒柜立即停止所有工作。图中的电路中最符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意可知,S3控制整个电路,为干路开关;S1控制紫外灭菌灯,S2控制发热器和电动机,且两用电器尽量并联。
故选A。
图4 图5 图6
7.小明体重为500N,双脚与地面接触面积为0.05m2,用如图5所示的滑轮组将重为600N的物体匀速提升了1m,用时10s。拉动过程中小明对绳子的拉力为400N,若不计绳重与摩擦,则( )
A.在匀速提升物体的过程中,拉力做功的功率为40W
B.在匀速提升物体的过程中,小明对地面的压强为104Pa
C.使用该滑轮组,小明最多能提起800N的物体
D.不管提起多重的物体,该滑轮组的机械效率总是75%
【答案】C
【详解】A.由图可知,连接动滑轮绳子的股数n=2,绳子自由端移动的距离s=2h=2×1m=2m
拉力做功W总=Fs=400N×2m=800J
拉力做功的功率P=W总/t=800J/10s=80W,故A不符合题意;
B.人向下拉绳子时,绳子也会对人施加向上的拉力,则人受到地面的支持力
F支持=G人-F=500N-400N=100N
人对地面的压力和人受到地面的支持力是相互作用,人对地面的压力F压= F支持=100N
则工人对地面的压强p=F压/S=2000Pa,故B不符合题意;
C.不计绳重与摩擦,动滑轮重力G动=2F-G=2×400N-600N=200N
使用该滑轮组提升重物时,工人的最大拉力等于其重力,即F大=G人=500N
提升物体的最大重力G大=nF大-G动=2×500N-200N=800N
故C符合题意;
D.用此滑轮组提起物体重力增大时,滑轮组的机械效率增大,故D不符合题意。
故选C。
8.如图6所示的电路中,电源电压12V不变,定值电阻R0=10Ω,灯泡L上标有“6V 3.6W”字样(灯泡L电阻不随温度变化),电流表A可调量程为“0~0.6A”或“0~3A”,电压表V可调量程为“0~3V”或“0~15V”。已知滑动变阻器上标有“?Ω 1A”字样,滑动变阻器连入电路的电阻与其接入长度成正比,A是滑动变阻器下端点,B与O分别是滑动变阻器上某点,且AO间电阻为滑动变阻器总电阻的。当只闭合开关S和S1,滑动变阻器滑片P在B点时,灯泡L恰好正常发光;当只闭合开关S和S2,滑片P分别在O点和B点时,电压表的示数之比U∶U=4∶3,则下列说法正确的是( )
①小灯泡正常工作电阻为10Ω
②滑动变阻器AB间电阻与滑动变阻器最大阻值的比值为1∶4
③电流表电压表均选大量程,闭合S和S2,在电路安全的前提下,R0的功率变化范围为0.9W~10W
④闭合开关S、S2,调节滑动变阻器滑片,发现电压表和电流表指针偏转的格数相同(可任意选择量程),在保证电路安全的前提下,电流表示数的可能值有3个
A.①③ B.①③④ C.①②④ D.③④
【答案】A
【详解】①.由P=U2/R可得,灯泡正常工作的电阻为
故①正确;
②.当只闭合开关S和S1,滑动变阻器与灯泡串联,滑片P在B点时,灯泡L恰好正常发光,则滑动变阻器所分电压为UAB=U电-U=12V-6V=6V;电路中的电流和AB间电阻的电阻分别为
当只闭合开关S和S2,滑片P分别在B点时,由于R0=10Ω,结合上述分析可知,UAB=6V;结合UAO:UAB=4:3,则UAO=8V
则电路中的电流为
由欧姆定律可得
所以滑动变阻器AB间电阻与滑动变阻器最大阻值的比值为1:3。故②错误;
③.闭合S和S2,R0与滑动变阻器串联,由P=I2R可得,电流越大,功率越大,电流越小,功率越小,由I=U/R可得,电路中总电阻越大,电流越小,当滑动变阻器完全接入电路时,电流最小,功率最小,为
当通过滑动变阻器的电流最大时,电流为1A,功率最大,为
故③正确;
④.闭合开关S、S2,滑动变阻器与定值电阻串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,若电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,则电流表示数可记为0.02nA,电压表电压表示数可记为0.1nV,此时滑动变阻器接入电路的电阻和电路中电流分别为
故这种情况不可能;
若电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,则电流表示数可记为0.02nA,电压表电压表示数可记为0.5nV,此时滑动变阻器接入电路的电阻和电路中电流分别为
故这种情况可能;
若电流表量程为0~3A,电压表量程为0~15V,则电流表示数可记为0.1nA,电压表电压表示数可记为0.5nV,此时滑动变阻器接入电路的电阻为
由上述分析可得,此时的电流为0.8A,故这种情况可能;
若电流表量程为0~3A,电压表量程为0~3V,则电流表示数可记为0.1nA,电压表电压表示数可记为0.1nV,此时滑动变阻器接入电路的电阻和电路中电流分别为
故这种情况可能;综上,电流示数可能有三个,故④正确。
故选A。
二、填空作图题(本题共6个小题,第14小题作图2分,其余每空1分,共12分。)
9.1654年5月4日,德国人奥托·格里克通过著名的___________实验,证明了大气压强的存在;“沿洄划转如旋风,半侧船头水花没”,这是描写船过漩涡时,漩涡中心流速大,中心的水压___________(选填“大于”或“小于”)周围的水压而造成惊险情景。
【答案】 马德堡半球 小于
【详解】[1]为了证明大气压强的存在,1654年,德国马德堡市市长格里克做了半球实验。
[2]由于在流体中,流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大,漩涡中心流速大,压强小,小于周围水压。
10.我校初三年级学生在“青春凌云,百日竞渡”志学礼上,齐唱国歌,这是由于同学们的声带___________产生的声音;以正在行进的齐呼口号的教师方队来说,坐在操场上的同学们是___________的(选填“静止”或“运动”)。
【答案】 振动 运动
【详解】[1]声音是由物体的振动产生的,学生唱国歌的声音是由声带振动产生的。
[2]相对行进中的教师方队,坐在操场上的同学们有位置变化,是运动的。
11.小明研究家里新买的电能表,如图7所示,他发现:仅某一用电器工作时,经过时间5min,电能表转盘转过16r。则它的实际电功率是_______W;如图8是一种可移动式太阳能水上漂浮房,在屋顶安装了太阳能电池板,接收太阳能的功率为9×103W,能为该房供应热水和在水上移动提供能量。太阳能电池板将太阳能转化成电能,转化效率为20%,若只用来给水加热(不考虑热损耗,在一个标准大气压下),那么该电池板3.5min可以让1kg、初温为10℃的水温度升高_________℃[c=4.2×103J/(kg·℃)];
图7 图8
【答案】 240 90
【详解】[1]800r/kW·h表示用电器每消耗1kW·h的电能,电能表的转盘转了800r,则转盘转过16r,用电器消耗电能和实际功率分别为:
[2]太阳能电池板3.5min内接收的太阳能
太阳能电池板3.5min内接收的太阳能转化为电能的部分能量为
根据Q=W,热量的计算公式Q=cm(t-t0)知水吸收热量后的温度为
水升高的温度
12. 如图9所示电路,已知电源电压恒定不变,灯泡L标有“3V 0.3A”字样,其阻值会随温度变化,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V”。只闭合开关S1,将滑动变阻器R2的滑片移到最左端时,电流表示数为0.3A;同时闭合开关S1和S2,再移动滑片至某一位置时,电压表和电流表的示数分别为2.5V和0.4A,则小灯泡正常发光时的电阻为___________Ω;电源电压为___________V。
【答案】 10Ω 4.5V
【详解】[1]小灯泡L的额定电压U=3V,额定电流I=0.3A,根据欧姆定律I=U/R得,小灯泡正常发光时的电阻R=U/I=3V/0.3A=10Ω
[2]只闭合开关S1,然后将滑动变阻器R2的滑片移到最左端时,电阻为零,电流表示数I2=0.3A,所以小灯泡正常发光,电压为3V,电源电压为
当同时闭合开关S1和S2时,灯泡被短路,电路中,滑动变阻器R2与电阻R1串联,电压表为滑动变阻器电压U3=2.5V,电流表示数为I3=0.4A,根据欧姆定律I=U/R得电阻和电源电压分别为
由两次电源电压表达式联立得
解得R1=5Ω,U总=4.5V
图9 图10
13.小龙在活塞式抽水机的启发下,制作了一个如图10甲所示的模型。该模型是一个上窄下宽的柱状容器,由支架固定不动,其底部用轻质活塞A密封,已知活塞的横截面积是100cm2,不计活塞运动过程所受的摩擦力。向容器中注入适量的水后,放入一个重8N、密度为0.8g/cm3、底面积为50cm2的柱体B,柱体B沉底。现用竖直向上的力F缓慢匀速推动活塞使水能从上端溢水口C流出,力F的大小与活塞上升距离h的关系如图乙所示。则初始注入的水重是______N;在活塞移动过程中,水对活塞的压强最大值为______Pa。
【答案】 5 2320
【详解】[1]由图乙可知,初始阶段活塞受到向上的力F和水向下的压力、柱体B向下的压力,因此水的重力为G水=F-GB=13N-8N=5N
[2]分析图乙,分为第一阶段,物体B沉底,活塞向上运动,液面未超过容器宽面;第二阶段,物体B沉底,活塞向上运动,液面进入容器窄面;第三阶段,物体B漂浮,活塞向上运动,液面未超过溢水口;第四阶段,物体B漂浮,活塞向上运动,液体开始溢出;第五阶段,物体B沉底,活塞向上运动,液体直至水不再能溢出。由图可知,当活塞向上运动2cm时,进入第二阶段,且活塞在整个过程中上移了12cm,由此判断,且开始时,水的高度h水=12cm-2cm=10cm
水的体积为V水=(S横-S物) h水=(100cm2-50cm2)×10cm=500cm3
物体的体积为
物体B漂浮时,排开水的体积为
物体B漂浮时浸没在水中的高度为
由第二阶段,由2cm上升到3.5cm,活塞上升了Δh1=3.5cm-2.5cm=1.5cm
物体B就处于漂浮状态可知,液面在窄面上升
容器较宽部分减少的体积等于较窄部分增加的体积,可得(S横-S物)Δh1= (S横窄-S物) Δh2
即(100cm2-50cm2) ×1.5cm=((S横窄-50cm2) ×6cm
解得S横窄=62.5cm2。由图乙可知,当第五阶段结束后,F仍为13N,根据压强和压力公式可得此时水的高度h水1,即
由此可知,溢出水的体积为V水=500cm3-(62.5cm2-50cm2) ×20.8cm=240cm3
则水刚刚要溢出时,则容器较宽部分的水高度为
因此水对活塞的压强最大值p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×(20.8+2.4) ×10-2m=2320Pa
14.(1)在图11中画出重6N的小球所受浮力的示意图。
(2)如图12,虚线是通电螺线管外部的磁感线,在磁感线上用箭头标出磁感线方向。
图11 图12
【答案】
【详解】(1)由图可知,小球漂浮在水面上,根据物体的浮沉条件可知,此时小球受到的浮力等于重力,浮力方向竖直向上,如图所示:
(2)根据安培定则可知,左侧为通电螺线管的N极,右侧为通电螺线管的S极,在通电螺线管外部,磁感线从N极指向S极,如图所示。
三、实验探究题(本题共3个小题,15题6分,16题8分,17题8分,共22分。)
15.(1)小蔡用图13甲所示的实验装置探究“冰熔化时温度的变化规律”。
图13
①设计实验时,小蔡选择用加热烧杯内水的方法给试管中的物质加热,这样做不仅能让试管中的碎冰受热均匀,而且冰的温度升高较___________(选填“快”或“慢”),便于记录各时刻的温度和观察各时刻碎冰的状态;
②实验过程中发现,熔化过程中冰的温度始终不变,可以判断冰是___________(选填“晶体”或“非晶体”);
③得到冰的温度随时间变化的图像如图乙,t4时刻试管内物质的内能___________t5时刻试管内物质的内能(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)小天利用自己所学的知识为弟弟演示凸透镜成像的实验:调节凸透镜、光屏、烛焰的中心处于同一___________;调节实验装置后,在光屏上得到一个清晰的像,如图13丙,此时成像特点与___________(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)成像特点相同;蜡烛燃烧一段时间后,光屏上的像会向___________移动。
【答案】 慢 晶体 小于 高度 投影仪 上
【详解】(1)[1]采用水浴加热不仅可以使碎冰受热更均匀,还因为水的比热容大,温度升高较慢,从而使冰的温度升高也较慢。
[2]晶体的熔化过程中,当温度达到熔点后,虽然继续吸热,但温度不变,故可判断冰是晶体。
[3]t4~t5过程,冰处于熔化过程,冰吸热,但温度不变,所以t5时刻的内能大于t4时刻的内能。
(2)[4]在探究透镜实验中,应该将凸透镜、光屏、烛焰的中心处于同一高度,使所成像落在光屏中心。
[5]由丙图可得,此时像距大于物距,且能在光屏上截到蜡烛所成的像,所以此时的像为倒立、放大的实像,其原理与投影仪相似。
[6]蜡烛燃烧一段时间后,根据凸透镜成像规律和凸透镜的特殊光线可知,光屏上的像会向上移动。
16.悦悦用图14甲所示器材测量小灯泡电功率。待测小灯泡L的额定电压为2.5V,额定功率小于1W,电源为两节干电池,滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。
图14
(1) 请你用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整(滑片向右移动,灯泡变亮);
(2)悦悦正确连接完电路,发现无论怎样移动滑片,灯泡两端电压无法达到额定电压,接下来应该___________;
A.更换阻值更小的滑动变阻器 B.更换两节新干电池 C.重新连接电路
(3)排除故障后,通过正确操作,当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为___________W;
(4)悦悦进行了三次实验,将三次不同电压下的电功率求平均值,她的做法是___________(选填“正确”或“错误”)的。这是因为灯丝电阻随温度的升高而___________。
(5)小灯泡用久了,钨丝会变细,在2.5V电压下,小灯泡实际功率___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)额定功率;
(6)欣欣也想测小灯泡电功率,她更换了所有器材,她的器材有:两个小灯泡(分别标有“2.2V 0.3A”“3.8V 0.3A”字样),她选择其中一个小灯泡与电源(电压为2伏的整数倍且保持不变)、电流表、滑动变阻器、开关串联,然后将电压表并联在电路中,移动变阻器滑片P至最大阻值处,欣欣闭合开关,观察到电压表示数如图所示,然后移动变阻器滑片P至某位置,使小灯泡正常发光,此过程中电压表指针向左偏转了6小格。请你分析:欣欣将电压表并在了___________(选填“小灯泡”或“滑动变阻器”)两端,小灯泡正常发光时,滑动变阻器的功率为___________W。
【答案】 B 0.7 错误 变大 小于 滑动变阻器 0.66
【详解】(1)[1]滑片向右移动时,灯泡变亮,表明电路中电流变大,即接入电阻变小,所以滑动变阻器下端应接入右端的接线柱,如答案图所示。
(2)[2]如果发现无论怎样移动滑片,灯泡两端电压无法达到额定电压,可能是电源电压太低了,所以接下来应该更换两节新干电池,滑动变阻器的阻值可以调到很小,不需要换阻值更小的电阻,且电路连接并没有错误,不需要重新连接。故B符合题意,AC不符合题意。故选B。
(3)[3]电流表示数如图乙所示,电流表接入的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,所以小灯泡的额定电流为0.28A,额定功率为
(4)[4][5]由于灯丝电阻随温度的升高而变大,不同功率下灯丝的电阻不相同,求平均值没有意义,故悦悦的做法是错误的。
(5)[6]电阻大小与导体的横截面积有关,小灯泡用久了,钨丝会变细,电阻将变大,根据P=U2/R,在2.5V电压下,小灯泡实际功率小于额定功率。
(6)[7]变阻器滑片P至最大阻值处,闭合开关,移动变阻器滑片P至某位置,则滑动变阻器接入的电阻变小了,此过程中电压表指针向左偏转了6小格,即示数变小了,根据串联电路分压的规律,此时电压表应显示的为滑动变阻器两端的电压,故电压表并联在滑动变阻器两端。
[8]如果电压表接入的量程为0~3V,分度值为0.1V,则图中读数为2.8V,电压表指针向左偏转了6小格,则滑动变阻器两端的电压读数为2.2V,此时小灯泡正常发光,如果此时灯泡为“2.2V 0.3A”,则电源电压为
不符合电源电压的值。如果此时灯泡为“3.8V 0.3A”,则电源电压为
符合电源电压的值。如果电压表接入的量程为0~15V,分度值为0.5V,则图中读数为14V,电压表指针向左偏转了6小格,则读数为11V,此时小灯泡正常发光,如果此时灯泡为“2.2V 0.3A”,则电源电压为
不符合电源电压的值。如果此时灯泡为“3.8V 0.3A”,则电源电压为
不符合电源电压的值。综上所述,灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压读数为2.2V,电流为0.3A,滑动变阻器的功率为
17.图15是小杨探究“浮力大小与哪些因素有关”实验,他将同一物体分别放在不同液体中:
图15
(1)乙图中弹簧测力计的示数是___________N,物体在乙中所受浮力为___________N;
(2)由___________图可知,浮力大小与排开液体的体积有关,由甲、丙、丁两图可知,浮力大小和浸没的深度无关,由甲、丁、戊图可知,浮力大小和___________有关,由甲、丙两图可知物体的体积为___________m3;
(3)戊图中液体的密度是___________kg/m3;
(4)图16是小杨设计的测量巧克力球密度的实验:
图16
①如图甲所示,用电子秤测出铜块的质量为m0;
②如图乙所示,测出圆柱形容器和适量水的质量为m1;
③如图丙所示,将钢块和巧克力球用绳子系在一起后,使铜块浸没在水中,电子称的示数为m2;
④如图丁所示,铜快和巧克力球都浸没后,电子秤的示数为m3;
⑤如图戊所示,放手后,铜块沉底,电子样示数为m4;
请帮助小杨的测量结果可知:
a.巧克力球的密度表达式是___________(用字母m0、m1、m2、m3、m4、ρ水表示);
b.当小杨测完所有数据后,将杯子从电子秤上拿下却发现电子称上显示“-0.2g”,这样测量会造成密度测量值___________(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】 4.4 1.6 甲、乙、丙 液体密度 2.5×10-4 0.8×103 偏大
【详解】(1)[1]乙图中弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为4.4N。
[2]物体在乙中所受浮力为F浮=G-F示=6N-4.4N=1.6N
(2)[3]由乙丙可知,液体的密度相同,随着排开液体的体积的增大,弹簧测力计的示数减小,由称重法可知,浮力在变大,可知浮力大小与排开液体的体积有关。
[4]由甲、丁、戊图可知,同一物体浸没在不同的液体中,液体的密度不同,排开液体的体积相同,弹簧测力计的示数不同,由称重法可知,受到的浮力不同,可知浮力大小和液体的密度有关。
[5]由甲、丙两图可知物体受到的浮力为F浮1=G-F示1=6N-3.5N=2.5N
物体的体积为
(3)[6]戊图中物体受到的浮力为F浮2=G-F示2=6N-4N=2N
戊图中液体的密度
(4)[7]由图2乙丙可知,电子秤示数的变化是由于把铜块放进容器中引起的,铜块受到浮力的作用,由于力的作用是相互的,容器中的水也受到铜块的竖直向下的压力作用,从而使电子秤受到的压力发生改变,由阿基米德原理可知,铜块所受到的浮力等于排开液体受到的重力,则电子秤示数的变化量等于铜块排开液体的质量,铜块受到的浮力为F浮丙=G排丙=ΔF丙=(m2-m1)g
同理,由乙丁两图可知,铜块和巧克力球一起受到的浮力为F浮丁=G排丁=ΔF丁=(m3-m1)g
由甲乙戊可知,巧克力球的质量为m=m4-m1-m0
由丙丁可知,巧克力球受到的浮力为F球=F浮丁-F浮丙=(m3-m1)g-(m2-m1)g=(m3-m2)g
由F浮=ρ液V排g可知,巧克力球的体积为
巧克力球的密度表达式是
[8]将杯子从电子秤上拿下却发现电子称上显示“-0.2g”,说明之前的示数比实际值偏小,因此之前测量的质量都要加上0.2g才等于实际的质量。则巧克力球的实际密度为
故这样测量会造成密度的测量值偏大。
四、论述计算题(本题共3个小题,18小题6分,19小题8分,20小题8分,共22分,解题应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不能给分。)
18.如图17所示是王老师上班骑的电动自行车,整车质量为40kg。
(1)若王老师骑电动自行车以6m/s的速度匀速行驶时,则王老师骑行10min所通过的路程为多少m?
(2)若王老师的质量是70kg,他骑电动自行车行驶在水平路面上,行驶过程中每个轮胎与地面的接触面积为50cm2,则电动自行车对地面的压强为多少Pa?
图17
【答案】(1)3600;(2)1.1×105Pa
【详解】解:(1)王老师骑行时间t=10min=600s
王老师10min通过的路程为s=vt=6m/s×600s=3600m
(2)王老师骑车时车对地的压力为
F=G=G车+G人=m车g+m人g=(m车+m人)g=(40kg+70kg)×10N/kg=1100N
车与地面的接触面积为S=2×50cm2=100cm2=10-2m2
所以车队地面的压强为
答:(1)王老师骑行10min所通过的路程为3600m;
(2)电动自行车对地面的压强为1.1×105Pa。
19.小文家新买的电火锅内部电路如图18甲所示,其主要由保险装置和加热装置组成(不计保险装置的电阻),加热装置由电阻丝R1和R2组成,通过控制开关S1和S2的状态,可实现高、中、低三挡的调节,图乙是电火锅正常工作一次的“P-t”图像,其工作时先用高温挡将水烧开,再用中温挡煮熟食物,最后用低温挡保温,求:
(1)电火锅中温挡工作时,电路中的电流大小;
(2)电热丝R1的电阻值;
(3)若在标准大气压下,电火锅中加入1.5kg初温为56℃的温水,高温挡正常工作6min将水烧开,则该电火锅的加热效率为多少?[]
图18
【答案】(1)2A;(2)110Ω;(3)87.5%
【详解】解:(1)由图乙知高温挡的功率为880W,中温挡的功率为440W,低温挡的功率为220W;根据P=UI知电火锅中温挡工作时电路中的电流大小为
(2)由图甲知当S1断开,S2接a时,两电阻串联,总电阻最大,总功率最小,电火锅为低温挡;当S1闭合,S2接b时,两电阻并联电路,总电阻最小,总功率最大,电火锅为高温挡;当S1断开,S2接b时,电路为R2的简单电路,电火锅为中温挡;电热丝R1和R2的总电阻为
电热丝R2的电阻和电热丝R1的电阻分别为
(3)在标准大气压下,水的沸点为100℃,水吸收的热量为
电火锅高温挡工作6min做的功为
则电火锅的加热效率为
答:(1)电火锅中温挡工作时,电路中的电流大小为2A;
(2)电热丝R1的电阻值为110Ω;
(3)若在标准大气压下,电火锅中加入1.5kg初温为56℃的温水,高温挡正常工作6min将水烧开,则该电火锅的加热效率为87.5%。
20.热爱物理的小光同学在家制作了一个简易台秤,用来测物体质量。内部电路如图19甲所示,电源电压为18V,定值电阻R0为30Ω,电阻R为力敏电阻,其阻值与所受压力的变化情况如图乙所示,电压表的量程为0~15V,电压表的表盘被改装为台秤的示数。他在该台秤上放置一个底面积为200cm2、重为5N的足够深的柱形薄壁容器,用轻杆将一个质量为3kg的物体A(不吸水)固定于容器内正上方,物体A为高10cm、底面积为150cm2且质量分布均匀的长方体。现向容器中注水直到水面刚好与物体A的下表面相平,如图丙所示,此时台秤的示数为2.5kg。求:
(1)在保证电路安全的情况下,该台秤所能称量物体的最大重力为多少N;
(2)在图丙中,水对容器底的压强为多大;
(3)若将图丙中的长方体A左、右两侧沿竖直方向各切掉总体积的六分之一,并将切掉的部分放入容器浸没于水中,水面静止时电压表示数为多少?
图19
【答案】(1)100N;(2)1000Pa;(3)12V
【详解】解:(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测定值电阻两端的电压,串联电路各处电流相等,电压表的量程为0~15V,根据欧姆定律可知当电压表的示数最大为15V时,通过电路的电流最大,最大电流
串联电路总电压等于各部分电压之和,此时力敏电阻两端的电压UR=U-U0=18V-15V=3V
此时力敏电阻的阻值
由乙图可知此时力敏电阻受到的压力为100N,所以该台秤所能称量物体的最大重力为100N;
(2)容器的质量为
水的质量m2=m-m1=2.5kg-0.5kg=2kg
水的体积和深度分别为
水对容器底的压强为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
(3)长方体的密度
所以A放入水中后沉底,长方体A切掉部分的总体积
将切掉的部分放入容器浸没于水中,水面升高的高度
此时容器中水的深度h′=h+Δh=0.1m+0.05m=0.15m
此时水对容器底部的压强p′=ρ水gh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa
容器底部受到水的压力F′=p′S=1500pa×200×10﹣4m2=30N
长方体A切掉部分的总重力
长方体A切掉部分的受到的浮力
力敏电阻此时受到的压力
F=G1+GA-FA+F′=5N+10N-5N+30N=40N
由乙图可知力敏电阻的阻值和其所受压力的乘积是一个定值,即FR=600N•Ω,当F=40N时,R=15Ω,此时电压表的示数
答:(1)在保证电路安全的情况下,该台秤所能称量物体的最大重力为100N;
(2)在图丙中,水对容器底的压强为1000Pa;
(3)若将图丙中的长方体A左、右两侧沿竖直方向各切掉总体积的六分之一,并将切掉的部分放入容器浸没于水中,水面静止时电压表示数为12V。
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