2023年江苏省南通市片区联考中考物理适应性试题(含答案)
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第I卷(选择题共20分)第I卷共10小题,每小题2分,共20分。每小题给出的四个选项中只有一个选项正确。第1-10题为物理试题。答案请按要求填涂在答题卡上。
1.(2分)以下关于声现象的说法中正确的是( )
A.拉小提琴时,手在不同位置按弦,是为了改变响度
B.公路两旁安装隔音板是为了在声源处减弱噪声
C.利用超声波进行金属探伤,说明声可以传递信息
D.倒车雷达是利用次声波来确定障碍物的远近
2.(2分)“二十四节气”是中华民族农耕文明长期经验的积累和智慧的结晶,在北京冬奥会惊艳亮相。图中节气现象,由熔化形成的是( )
A.白雪开始消融 B.青草上挂露珠
C.枫叶上蒙白霜 D.池塘上覆薄冰
3.(2分)鸟儿白天会将玻璃幕墙看成蓝天白云,黄昏会透过玻璃看到明亮室内的绿色植物,导致其贸然飞往撞击受伤。鸟儿在如图所示位置所见情景,是因为在玻璃与空气分界面处分别发生( )
A.光的反射,光的折射
B.光的折射,光的反射
C.光的反射,光的直线传播
D.光的直线传播,光的折射
4.(2分)如图,两只气球自由悬挂在空中,下列做法能使两个气球间距离明显变小的是( )
A.用吸管对准B点沿垂直于纸面方向吹气
B.将通电直导线垂直于纸面放置在B点处
C.用条形磁体的N极从C点靠近气球
D.用毛皮摩擦过的橡胶棒从A点靠近气球
5.(2分)如图所示,关于“探究电磁联系”的四个实验情境,下列说法正确的是( )
A.甲实验中小磁针最终静止时与通电导线平行
B.将乙实验中ab棒竖直上下移动时,灵敏电流计指针不会左右摆动
C.丙实验装置只可以研究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系
D.丁实验揭示了发电机的工作原理
6.(2分)如图所示是家庭电路中的某一部分,电工师傅按下面的顺序进行检测:①闭合S1,灯L1亮;②断开S1,闭合S2,灯L2不亮;③再用试电笔测a、b、c、d四个接线点,发现只有在c点氖管不发光。若电路中只有一处故障,则是( )
A.灯L2短路 B.灯L2所在支路断路
C.c、d两点间断路 D.c点左侧的零线断路
7.(2分)在2022北京冬奥会短道速滑男子1000米比赛中,中国选手任子威获得金牌,图甲是他正全力通过弯道、图乙是他获胜后站立在水平赛场中央大声欢呼的情形。下列说法正确的是( )
A.通过弯道过程中他处于平衡状态
B.站立时他受到的重力和他对冰面的压力是一对相互作用力
C.站立时他受到的重力和他对冰面的压力是一对平衡力
D.图甲中他的手对冰面的压力与冰面对他的手的支持力是一对相互作用力
8.(2分)小王同学利用活塞质量较大的玻璃注射器进行估测大气压实验时,首先读出注射器的最大刻度为V,用刻度尺量出其全部刻度的长度为L;小王同学将注射器的注射口竖直向下固定,利用弹簧测力计竖直向上拉动活塞并读出此时的示数为F1,想到遗漏了排气和密封的步骤,他完成这两个步骤后,再次竖直向上拉动活塞并读出此时的示数为F2,下列计算式最接近大气压的真实值的是( )
A. B.
C. D.
9.(2分)60kg的人站在跷跷板某一位置时,跷跷板处于如图所示的平衡状态。由此可估测球的质量约为( )
A.20 kg B.30 kg C.60 kg D.120 kg
10.(2分)如图,用细线将木块底部与容器底面相连,木块浸没在密度可改变的盐水中.盐水的密度始终大于木块的密度.下列表示木块受到的浮力F1、盐水对容器底部的压强p1、细线对木块的拉力F2、容器对桌面的压强p2随盐水密度ρ变化的关系图线中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
第Ⅱ卷(非选择题共70分)第II卷共小题,共70分,答案请按要求书写在答题卡上。
11.(4分)“五一”假期小明和小华一起骑自行车去长青沙素质教育实践基地活动。
(1)当小华骑自行车从坡顶向坡底运动的过程中,为了减小车速,要捏紧车闸,这是通过 的方法增大摩擦。此时刹车皮会发热,这是通过 的方式增加内能。
(2)当游客坐上小船后,用力向后划桨,船向前进,说明力的作用是 的;岸边飘来阵阵花香,这是 现象。
12.(5分)建筑工地上,起重机吊臂上的滑轮组如图所示,钢丝绳能承受的最大拉力为3000N,其货箱重400N,则该起重机一次最多能匀速提起的货物重 (选填“>”、“<”或“=”)8600N;当用1200N的拉力将质量为300kg的货物以0.6m/s的速度匀速提升5s的过程中,货物相对于定滑轮是 (选填“运动”、“静止”)的,有用功是 J,拉力F的功率是 W,其机械效率是 。(g=10N/kg)
13.(4分)某家用电能表的表盘如图甲所示,此时电能表的示数是 kW•h,该家庭电路同时使用的用电器总功率不得超过 W。如图乙,若关闭了家中的其他用电器,只让电热水壶工作5min,电能表的指示灯闪烁400次,则电热水壶的实际电功率为 kW。若该电热水壶烧水的热效率为70%,则这段时间电热水壶产生的热量可将质量1kg、初温20℃的水温度升高到 ℃。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
14.(4分)具有防雾、除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可通过旋钮开关实现功能切换,防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。如图是模拟加热原理图,四段电热丝电阻均为20Ω。当开关旋至“1”挡时,电路中的电流为0.5A,测试电源电压恒定。
(1)测试电源的电压为 V,开关旋至“1”挡,开启 功能。
(2)除露与防雾电路的总功率之差是 W。
(3)后视镜玻璃的质量为80g,玻璃的比热容为0.75×103J/(kg•℃),某次无霜测试时,开启化霜功能后,30s可使后视镜玻璃温度升高10℃,则此时的加热效率为 。
15.(6分)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,如图1所示,小明用高为4cm的发光体(由发光二极管组成)作为物体,把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处不动。如表是小明记录的凸透镜成实像时的部分实验数据(数据记录时取整数):
实验次数
物距cm
像距cm
像高cm
1
30
15
2
2
20
4
3
15
8
(1)图1中光屏到透镜的距离为 cm。
(2)分析表中数据可知,实验中所用凸透镜的焦距为 cm。
(3)在第3次实验时,将光屏移到光具座 cm刻度线处,光屏上会出现清晰的像。此时,如果小明不小心用手指尖触碰到了凸透镜,光屏上 (选填“会”或“不会”)出现手指尖的像。
(4)根据实验数据推测,当把物体放在光具座“0”刻度线处时,物体通过凸透镜所成实像的高度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)2cm。
(5)小明完成实验后,又找来一个装有水的圆柱形玻璃瓶,把一支铅笔放在玻璃瓶的一侧,透过瓶和水可以看到那支笔,如图2所示。将铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动的过程中,铅笔所成像的 (选填“长短”、“粗细”或“笔尖朝向”)一直不会有明显的变化。
16.(2分)如图,在舞蹈室的墙面上装有一块平面镜,王老师用一激光笔从S点照向镜面,在地面上P点看到一光斑,请用平面镜成像特点完成光路图。
17.(2分)如图,O为杠杆AOB的支点,保持物体M在图示位置静止,请作出最小拉力F1和阻力F2。
18.(2分)如图所示,根据图中给定的磁感线方向,在虚线框内标出对应位置的电流方向和小磁针磁极的名称.
19.(6分)我国的第一艘极地科学考察破冰船正式开工建造。设计满载时总质量为1.4×104t,某次它在1.5m厚冰层上以7.2km/h的速度匀速破冰10min,此时所受的阻力为8×106N,发动机转换为机械能的效率为40%。(g取10N/kg,海水的密度取1.0×103kg/m3,q燃油=4.0×107J/kg)求:
(1)破冰船满载时,静止在海水中排开海水的体积;
(2)此次破冰,破冰船行驶的路程;
(3)此次破冰,破冰船消耗的燃油质量。
20.(7分)如图甲,L是标有“6V 3W”的小灯泡,其I﹣U关系如图乙所示,R1是标有“*0.5A”的定值电阻,R2是标有“30Ω 1A”的变阻器,电压表量程0~3V。当开关S1、S2、S3都闭合,且将滑片P调至a位置时,灯泡正常发光,电流表示数为0.8A。
(1)求电阻R1的阻值;
(2)断开S1,闭合S2、S3,调节滑动变阻器,使其接入电路的阻值为20Ω,求小灯泡1min消耗的电能;
(3)闭合开关S1、S2,断开开关S3,在保证电路安全的情况下,求滑动变阻器的滑片移动的过程中,电阻R1的电功率变化范围。
21.(4分)小明想用天平、砝码、烧杯、足量的水来测石块的密度:
(1)小明在调节天平横梁平衡时,指针出现图甲所示情况,他应将平衡螺母向 端调节。
(2)小明用已调好的托盘天平测量物体的质量,操作情况如图乙所示,请指出其中错误 (写出其中一条),小明改正错误后,天平再次平衡后,砝码和游码位置如图丙所示,所称量烧杯和水的质量是 g。
(3)小明将石块浸没到上述烧杯中的水中如图丁所示,此时天平所显示的质量为91.6g,放手后石块沉入水底后,测得烧杯、水和石块的总质量为107.6g,则石块的密度为 kg/m3。
22.(8分)小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电压、电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉)。
(2)小明在探究电流与电阻关系时,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象。
①由图象可以得出结论:电压一定时, 。
②上述实验过程中,小明先用5Ω的电阻做完实验时,滑动变阻器滑片恰好移到a点位置,然后他用10Ω的电阻替换5Ω的电阻继续实验,闭合开关S,使电压表示数为 V时,读出电流表的示数,此时变阻器的滑片移至b点位置,那么b点在a点的 (选填“左”、“右”或“重合”)。
(3)为完成整个实验,应该选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器。
(4)小明在探究电流与电压关系时,根据相关数据绘制出I﹣U图象,如图丁中a所示,实验完成后,将电阻换成小灯泡。重复上述实验过程,绘制出I﹣U图象,如图丁中b所示,试分析图象中A、B、C三电阻RA、RB、RC大小关系为 。
(5)小明还利用图戊所示的电路测出了标有0.5A字样的小灯泡L的额定功率。请在虚线框内补上小灯泡、电压表和定值电阻R(阻值已知)这三个元件的符号,使电路完整,实验操作方便。
23.(6分)兴趣小组探究影响浮力大小的因素。
(1)提出如下猜想
猜想1:与物体浸在液体中的深度有关
猜想2:与物体浸在液体中的体积有关
猜想3:与液体的密度有关
小组为验证上述猜想,用弹簧测力计、4个相同的小长方体磁力块、2个分别盛有水和盐水的烧杯等,按图甲步骤进行实验:
①利用磁力将4个磁力块组合成长方体物块;
②根据图A、B、C的测量结果,小明认为猜想1是正确的,小华却认为不一定正确。你觉得小华的理由是 ;
③小华为了证明自己的想法,利用上述器材设计实验D,根据A、B、D的测量结果,可得:浮力大小与物体浸在液体中的深度无关,请在图D中画出她实验时长方体物块的放置图;
④兴趣小组进一步研究得出浮力大小与物体浸在液体中的体积有关;
⑤根据A、C、E的结果,得出浮力大小还与 有关。
(2)小华把4个磁力块组合成图乙,她还能探究浮力大小与 的关系。
(3)爱思考的小明又进一步研究水产生的浮力与水自身重力的关系,设计了如下实验:取两个相同的容积均为300mL的一次性塑料杯甲、乙(杯壁厚度和杯的质量不计),甲杯中装入50g水,乙杯中装入100g水,然后将乙杯放入甲杯中,发现乙杯浮在甲杯中,这时甲杯中水产生的浮力为 N;这个实验说明,液体 (能/不能)产生比自身重力大的浮力。(g取10N/kg)
24.(10分)阅读短文,回答问题。
中央新风系统
中央新风系统由风机、进风口、排风口及各种管道和接头组成。安装在吊顶内的风机通过管道与一系列排风口相连,风机启动后,室内受污染的空气经排风口及风机排往室外,使室内形成凹槽负压,这样室外新鲜空气便经进风口进入室内,从而使室内空气中二氧化碳的含量保持在占空气体积的0.03%左右。
风机转速测量原理如图甲所示。风机的风量Q指风机单位时间内排出空气的体积,风速v指风机排出空气的速度。已知风机的转速受电脑控制,与屋内空气中二氧化碳的含量ρ的平方根成正比。风机的部分参数如表一所示,风机的风速v,风量Q和空气中二氧化碳的含量ρ的关系如表二所示。
表一
额定转速n
800r/min
额定风量Q
0.8m3/s
额定功率P
300W
表二
风速v/m•s﹣1
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
二氧化碳
含量ρ/%
0.050
0.072
0.098
0.162
0.200
风量Q/
(m3•s﹣1)
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
(1)下列有关新风系统的说法错误的是 。
A.吸尘器的工作原理与新风系统原理相同
B.风机的风量与室内空间大小无关
C.风机的风量Q表示单位时间排出的空气质量
D.新风系统工作时,室内气压小于室外气压
(2)当风机以额定功率运转时:1min内排出的空气质量为 kg,消耗电能 J;此时,室内二氧化碳的含量为 %。当风机的风量为0.5m3/s时,风机的转速为 r/min。(ρ空气=1.3kg/m3)
(3)根据风机转速测量原理图,当转轴边缘和凹槽交替接近非接触式磁电传感器时,会产生一个脉冲电压,并且转速越高,脉冲电压值越大,如图乙所示,则图乙中 (选填“a”“b”)对应的转速高,其转速为 r/min。
(4)为了保持室内空气清新,小明制作了如图丙的控制风机断续工作的模拟电路,AB两端输入如图丁所示的周期性变化的电压UAB,定值电阻R=2Ω,D为电子元件,当UAB<6V时,D两端的电压UD等于输入电压;当UAB≥6V时,UD保持6V不变。当R的电功率满足PR≥2W时,风机启动工作,则t=4min时电阻R的电功率为 W;该电路工作60min,风机工作时间为 min。
2023年江苏省南通市片区联考中考物理适应性试卷
参考答案与试题解析
第I卷(选择题共20分)第I卷共10小题,每小题2分,共20分。每小题给出的四个选项中只有一个选项正确。第1-10题为物理试题。答案请按要求填涂在答题卡上。
1.【解答】解:A、小提琴是琴弦振动发出声音的,当在小提琴上不同位置按弦,琴弦振动的快慢会不一样,所以声音的音调就会发生变化,故A错误;
B、公路两旁安装隔音板是在噪声的传播过程中减弱噪声,故B错误;
C、利用超声波进行金属内部探伤,说明声音能够传递信息,故C正确;
D、倒车雷达是利用超声波传递信息来确定障碍物的远近,故D错误。
故选:C。
2.【解答】解:A、春天冰雪消融,这个过程是固态的冰雪变成液态的过程,属于熔化,故A正确;
B、青草上挂露珠,露珠是由水蒸气液化形成的,故B错误;
C、枫叶上蒙白霜,霜是由水蒸气凝华形成的,故C错误;
D、池塘上覆薄冰,冰是由水凝固形成的,故D错误。
故选:A。
3.【解答】解:鸟儿白天会将玻璃幕墙看成蓝天白云,这是因为远处的蓝天白云反射的光在玻璃与空气分界处发生了反射进入了鸟的眼睛,是光的反射现象;
鸟儿在黄昏时会透过玻璃看到明亮室内的绿色植物,这是室内绿色植物反射的光通过玻璃与空气分界处发生了折射进入了鸟的眼睛,是光的折射现象。
故选:A。
4.【解答】解:
A、当用粗吸管对准B点沿垂直于纸面方向用力吹气时,B点处的空气流速加快,压强变小,在两侧大气压的作用下,两球向中间靠近,故A正确;
BC、气球没有磁性(不是磁体),将通电直导线竖直放置在B点(电流周围有磁场),用条形磁体的N极从C点靠近气球,不会吸引和排斥气球,所以气球的位置不变,故BC错误;
D、用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,带电体能吸引不带电的轻小物体,则该玻璃棒从A点靠近气球会吸引该球,使它向左移动,即观察到两球分开,两个气球间距离明显变大,故D错误。
故选:A。
5.【解答】解:A、图甲装置是奥斯特实验,实验表明电流周围存在磁场,实验中小磁针最终静止时与通电导线垂直,故A错误;
B、将乙实验中ab棒竖直上下移动时,不切割磁感线,不会产生感应电流,灵敏电流计指针不会左右摆动,故B正确;
C、图丙装置两个电磁铁串联在电路中,电流相等,线圈匝数不同,所以可以探究电磁铁磁性强弱跟线圈匝数的关系;若移动滑动变阻器,可以改变电路中的电流,所以还可以探究电磁铁磁性强弱跟电流的关系,故C错误;
D、图丁装置是通电导体在磁场中受力而运动,是电能转化为机械能,是电动机的原理,故D错误。
故选:B。
6.【解答】解:闭合S1,灯L1亮,电路中有电流,说明电路为通路,从保险丝→a→S1→L1→c以及c点左侧的零线都没有断路,故D错误;
断开S1,闭合S2,灯L2不亮,灯L2不亮的原因有两个:一个是断路、一个是短路,
若灯L2短路时,电路的电流会很大,将保险丝烧断,灯泡L1也不会发光,a、b两个接线点上,试电笔的氖管都不会发光,故A错误;
若灯L2所在支路开路,d点氖管不发光,故B错误;
若c、d两点间开路,灯泡L2与零线不能构成闭合电路,电路中没有电流,灯泡不会发光,但d点会通过灯泡L2与火线间接相连,试电笔的氖管会发光,故C正确。
故选:C。
7.【解答】解:A、通过弯道过程中,任子威的运动方向不断变化,所以他处于非平衡状态,故A错误;
B、站立时他受到的重力和他对冰面的压力方向相同,所以不是一对相互作用力,故B错误;
C、站立时他受到的重力和他对冰面的压力是作用在不同物体上的两个力,所以不是一对平衡力,故C错误;
D、图甲中他的手对冰面的压力与冰面对他的手的支持力同时作用在冰面和他的手上,符合相互作用力的条件,所以是一对相互作用力,故D正确。
故选:D。
8.【解答】解:小王直接竖直向上拉活塞反映的是活塞与筒壁的摩擦力F1,小王完成排气和密封两步后,弹簧测力计示数F2=大气压力+活塞与筒壁摩擦F1,所以大气压力为F2﹣F1F,那么大p===。
故选:D。
9.【解答】解:如图所示,LOA大约是LOB的,
跷跷板处于平衡状态,由杠杆平衡条件得:G1LOA=G2LOB,即:m1gLOA=m2gLOB,
则球的质量约为:m2===20kg。
故选:A。
10.【解答】解:A、因为木块浸没在盐水中,由阿基米德原理可知,木块受到的浮力F1=ρgV排=ρgV,由此可知,F1与ρ成正比例函数关系,故A错误;
B、盐水对容器底部压强p1=ρgh,可知p1与ρ成正比,故B错误;
C、细线对木块的拉力F2=F1﹣G=ρgV﹣G,由此可知,F2与ρ成一次函数关系,故C正确;
D、容器对桌面的压力等于容器、盐水及木块的重力之和,所以容器对桌面的压强为:
p2===+,
由此可知,p2与ρ成一次函数关系,故D错误。
故选:C。
第Ⅱ卷(非选择题共70分)第II卷共小题,共70分,答案请按要求书写在答题卡上。
11.【解答】解:(1)自行车刹车时要用力捏车闸,是通过增大压力来增大摩擦的;刹车皮克服摩擦做功,内能增加,温度升高,这是通过做功的方式增加内能的;
(2)当游客坐上小船后,用力向后划桨,船向前进,说明力的作用是相互的;岸边飘来阵阵花香,这是扩散现象,说明分子在做无规则运动。
故答案为:(1)增大压力;做功;(2)相互;扩散。
12.【解答】解:由图可知承重的绳子股数n=3,
若不计滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦,由F=(G+G箱)可得起重机吊起物体的最大重力:
G物最大=nF最大﹣G箱=3×3000N﹣400N=8600N;
实际使用该滑轮组时,滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦是存在的,所以,实际吊起的最大货物重G<G物最大=8600N;
定滑轮固定不动,匀速提升货物时,货物相对于定滑轮的位置在不断变化,所以货物相对于定滑轮是运动的;
货物的重力为:G=mg=300kg×10N/kg=3000N,
根据v=可得货物被提升的高度为:h=vt=0.6m/s×5s=3m,
有用功:W有用=Gh=3000N×3m=9000J;
起重机吊臂上钢丝绳移动的距离:s=nh=3×3m=9m,
则拉力做的总功:W总=Fs=1200N×9m=10800J,
拉力F的功率:P===2160W;
滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%≈83.3%;
故答案为:<;运动;9000;2160;83.3%。
13.【解答】解:
(1)由图知,电能表的示数为7624.1kW•h;
(2)电能表上“10(40)A”,40A是指电能表平时工作允许通过的最大电流,“220V”是指电能表的工作电压,该家庭电路同时使用的用电器总功率的最大值:
P最大=UI最大=220V×40A=8800W;
(3)3200imp/(kW•h) 表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能,电能表的指示灯闪烁3200次,
指示灯闪烁400次时,电热水壶消耗的电能:
W=kW•h=0.125kW•h=0.125×3.6×106J=4.5×105J;
时间t=5min=300s,
电热水壶的电功率:
P===1500W=1.5kW;
(4)由η=可得水吸收的热量:
Q吸=η×W=70%×4.5×105J=3.15×105J,
由Q吸=cmΔt得水升高的温度:
Δt===75℃,
水的末温为:t=t0+Δt=20℃+75℃=95℃。
故答案为:7624.1;8800;1.5;95。
14.【解答】解:(1)由题知,防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大,即P防雾<P除露<P化霜,且四段电热丝电阻均为R=20Ω;
由原理图知,开关旋至“1”挡时两段电阻丝串联,开关旋至“2”挡时电路为一段电阻丝的简单电路,开关旋至“3”挡时两段电阻丝并联,
因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻、并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,
所以,开关旋至“1”挡时电路的总电阻最大,开关旋至“3”挡时电路的总电阻最小,
由P=UI=可知,电源的电压一定时,开关旋至“1”挡时电路的总功率最小,开启防雾功能,
同理可知,开关旋至“3”挡时开启化霜功能,开关旋至“2”挡时开启除露功能;
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,电源电压:U=IR防雾=0.5A×(20Ω+20Ω)=20V;
(2)由(1)可知除露时,电路为一段电阻丝的简单电路,
则除露时电路的总功率为:P除露===20W,
防雾时,两段电阻丝串联,
则防雾时电路的总功率为:P防雾===10W,
除露与防雾电路的总功率之差:ΔP=P除露﹣P防雾=20W﹣10W=10W;
(3)化霜时,两段电阻丝并联,
则化霜时电路的总功率为:P化霜===40W,
由P=可知,化霜消耗的电能:W=P化霜t=40W×30s=1200J,
玻璃吸收的热量:Q吸=cmΔt=0.75×103J/(kg•℃)×80×10﹣3kg×10℃=600J,
加热效率为:η=×100%=×100%=50%。
故答案为:(1)20;防雾;(2)10;(3)50%。
15.【解答】解:(1)由图知,标尺的分度值为1cm,所以光屏到透镜的距离为95.0cm﹣50.0cm=45.0cm;
(2)当u=2f时,凸透镜成倒立等大的实像,在第2次实验时,物像等大,所以u=2f=20cm,解得:f=10cm;
(3)在第3次实验时,根据光路的可逆性,此时像距等于30cm,由图可知,将光屏移到光具座80cm刻度线处,光屏上会出现清晰的像。此时,如果小明不小心用手指尖触碰到了凸透镜,此时物距小于焦距,不能成实像,所以光屏上不会出现手指的像;
(4)根据实验数据推测,当把物体放在光具座“0”刻度线处时,因为凸透镜成实像时,物距越大,成像越小可知,物体通过凸透镜所成实像的高度小于2cm;
(5)小明完成实验后,又找来一个装有水的圆柱形玻璃瓶,把一支铅笔放在玻璃瓶的一侧,透过瓶和水可以看到那支笔,如图2所示。装有水的圆柱形玻璃瓶相当于凸透镜,将铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动的过程中,物距小于焦距时,可起到放大镜作用,透过透镜会看到铅笔尖逐渐变长,物距大于焦距时,成倒立的实像,笔尖朝向发生改变,由于玻璃瓶上、下粗细均匀,铅笔所成像的粗细一直不会有明显的变化。
故答案为:(1)45.0;(2)10;(3)80;不会; (4)小于;(5)粗细。
16.【解答】解:
根据像与物体关于平面镜对称先作出S的像点S',连接S'P,与平面镜的交点即为入射点,再连接A与入射点连线为入射光线,P与入射点连线为反射光线,如图所示:
17.【解答】解:阻力是物体对杠杆的拉力,方向竖直向下,作用点在杠杆上。从阻力的作用点开始,沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,并在线段的末尾标上F2;
由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小。图中支点在O点,因此OA作为动力臂最长,过A点垂直于OA作出最小拉力的示意图,由图知,最小力的方向向右上方。如图所示:
18.【解答】解:在磁体外部,磁感线总是从磁体的N极发出,最后回到S极。所以螺线管的上端为N极,下端为S极。
根据磁极间的相互作用可以判断出小磁针的上端为S极,下端为N极。
根据安培定则,伸出右手,使右手大拇指向通电螺线管的N极,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,即电流是从螺线管的右端流入的。如下图所示:
。
19.【解答】解:
(1)破冰船满载时受到的重力:
G=mg=1.4×107kg×10N/kg=1.4×108N;
因为破冰船漂浮,所以破冰船满载时,受到的浮力:F浮=G=1.4×108N,
由F浮=ρ海水V排g可知船排开海水的体积:
V排===1.4×104m3;
(2)破冰船行驶速度:v=7.2km/h=2m/s,
由v=可得,破冰船10min前行路程:s=vt=2m/s×10×60s=1200m,
(3)因破冰船匀速破冰时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,破冰船推进力F=f=8×106N,
破冰船推进做的功:W=Fs=8×106N×1200m=9.6×109J,
由η=可得,燃油完全燃烧放出的热量:
Q放===2.4×1010J,
由Q放=mq可得,消耗燃油的质量:
m燃油===600kg。
答:(1)破冰船满载时,静止在海水中排开海水的体积为.4×104m3;
(2)此次破冰,破冰船行驶的路程为1200m;
(3)轮船破冰10min消耗的燃油质量为600kg。
20.【解答】解:(1)当开关S1、S2、S3都闭合,且将滑片P调至a位置时,此时电路中R1与灯泡L并联,电压为电源电压;
又因为此时灯泡正常发光,由此可知电源电压为6V,灯泡L支路电流为0.5A;
而干路电流为0.8A,根据并联电路电流的规律知:R1处支路电流为:I1=I﹣IL=0.8A﹣0.5A=0.3A,
由I=知,
R1阻值为:R1===20Ω;
(2)当S3断开,开关S2、S1闭合时,此时电路中R2与灯泡L串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压;
电路中的电流I=;
根据图乙图象可知,当R2=20Ω时,灯泡电流为0.25A,电压为1V,R2电压为5V,
灯泡1min消耗的电能为:W=ULILt=1V×0.25A×60s=15J;
(3)闭合开关S1、S2,断开开关S3,此时电路中为R2与R1串联,灯泡L断路,
由题中给出数据可知,电压表量程为0﹣3V,滑动变阻器两端的电压为3V,电阻R1两端的电压也为6V﹣3V=3V,
因此滑动变阻器最大阻值与电阻R1的阻值相等,为20Ω;
此时电路的电流为:I小===0.15A,
此时R1的功率为:P1==(0.15A)2×20Ω=0.45W,
滑动变阻器最小阻值为0Ω,此时电路的电流为:I大===0.3A<0.5A,
此时R1的功率为:P1′=R1=(0.3A)2×20Ω=1.8W,
所以R1的功率范围为0.45W到1.8W。
搭:(1)电阻R1的阻值为20Ω;
(2)断开S1,闭合S2、S3,调节滑动变阻器,使其接入电路的阻值为20Ω,小灯泡1min消耗的电能为15J;
(3)闭合开关S1、S2,断开开关S3,在保证电路安全的情况下,滑动变阻器的滑片移动的过程中,电阻R1的电功率变化范围为0.45W﹣1.8W。
21.【解答】解:(1)小明在调节天平横梁平衡时,图中指针指向分度盘的左侧,因此应将平衡螺母向右调节;
(2)由图乙知,其中错误:物体放在了右盘,砝码放在了左盘;在加减砝码时,用手拿取,未用镊子;
标尺的分度值是0.2g,因此烧杯和水的质量为:m1=50g+20g+10g+2.6g=82.6g;
(3)由题意可得石块的质量为:m石=107.6g﹣82.6g=25g,
小明将石块浸没到上述烧杯中的水中,此时天平所显示的质量值为91.6g,放手后石块沉入水底后,测得烧杯、水和石块的总质量为107.6g,
因整体受力平衡,则增大的重力等于减小的拉力,即为:F=m增大g=(107.6﹣91.6)×10﹣3kg×10N/kg=0.16N;
石块浸没在水中时受到重力、浮力、拉力,即为:G﹣F浮=F=0.16N;
石块的重力为:G=m石g=25×10﹣3kg×10N/kg=0.25N;
石块受到的浮力为:F浮=G﹣F=0.25N﹣0.16N=0.09N;
根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得,石块排开水的体积为:V排===9×10﹣6m3=9cm3;
因为石块全部浸没,石块的体积等于排开水的体积,石块的密度为:ρ==≈2.8g/cm3=2.8×103kg/m3
故答案为:(1)右;(2)用手直接去拿砝码(或“物体和砝码的位置放反了”),82.6;(3)2.8×103。
22.【解答】解:(1)将电压表与电阻并联,如图所示:
(2)①由图象知,电压一定时,电流和电阻成反比;
②由图象知,当R=5Ω时,电流表的示数为0.5A,所以电阻两端的电压U=IR=0.5A×5Ω=2.5V,在整个过程中,R两端的电压保持2.5V不变;
将5Ω的电阻换为10Ω后,闭合开关,电压表的示数将比原来变大,所以应增大滑动变阻器的阻值,将滑片向左滑动,保持电压表的示数为2.5V,并读出电流表的示数,因此b点应在a点的左侧;
(3)根据串分压的知识,当电阻R=25Ω时,滑动变阻器的阻值最大,由图象知,此时电路中的电流为0.1A;
由I=得,R总===60Ω;
所以R滑=R总﹣R=60Ω﹣25Ω=35Ω;
(4)图a是正比例图线,表示定值电阻的I﹣U图象,所以B点电阻与a、b相交处电阻相等,
由图线b可知,灯泡两端的电压变大时,电流变大,根据P=UI灯泡的实际功率变大,灯丝温度升高,灯泡的电阻增大,所以RA<RC<R交点,即:RA<RC<RB;
(5)在上面分析的基础上,设计的电路下图戊所示:
故答案为:(1)见上图;(2)①导体中的电流和它的电阻成反比;②2.5;左;(3)35;(4)RA<RC<RB;(5)见上图。
23.【解答】解:(1)②根据控制变量法可知,探究物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的深度有关时,应控制液体的密度和物体排开液体的体积相同,改变物体浸在液体中的体积,但由图甲B、C可知,没有控制物体排开液体的体积相同;
③由图甲中B可知,此时物体排开液体体积等于两个小长方体磁力块的体积,因此可以将4个相同的小长方体磁力块组成的长方体横着放,让下面的两个小长方体磁力块浸没在水中,这样即控制了物体排开液体的体积相同,又改变了物体浸在液体中的深度,放置图如图所示:
;
⑤比较步骤步骤A、C、E可知,随着液体密度的增大,弹簧测力计的示数减小,由称重法可知,物体所受浮力也增大,说明浮力的大小还与液体密度有关;
(2)由图乙可知,此时小华改变了物体的形状,因此她还能探究浮力大小与物体的形状的关系;
(3)甲杯中水的重力:G甲=m甲g=50×10﹣3kg×10N/kg=0.5N,
因为乙杯浮在甲杯中,由物体的漂浮条件可知,甲杯中水产生的浮力:F浮=G乙=m乙g=100×10﹣3kg×10N/kg=1N>0.5N,因此液体能产生比自身重力大的浮力。
故答案为:(1)②没有控制物体排开液体的体积相同;③如图所示;⑤液体密度;(2)物体的形状;(3)1;能。
24.【解答】解:(1)AD、吸尘器的电机转动时,会使得密封的壳体内空气的流速增大、压强减小,外界的压强大于内部的压强形成负压;中央新风系统风机启动后,也使室内形成负压,故AD正确,不符合题意;
BC、风机的风量Q指风机单位时间内排出空气的体积,与室内空间大小无关,故B正确,不符合题意,C错误,符合题意;
故选C;
(2)风的体积:V=0.8m3/s×60s=48m3,
风的质量:m=ρ空气V=1.3kg/m3×48m3=62.4kg;
内消耗电能为:W=Pt=300W×60s=1.8×104J;
由表一可知,以额定功率运转时,额定风量Q=0.8m3/s,由表二数据分析可知,二氧化碳含量为:ρ=vQ×100%=×1.6m/s×0.8m3/s×100%=0.128%;
已知风机的转速与屋内空气中二氧化碳的含量ρ的平方根成正比:n=k,则k=,由表一可知,额定转速n=800r/min,额定风量Q=0.8m3/s,当风机的风量Q=0.5m3/s时,二氧化碳的含量ρ=0.050%,因为k值一定,所以=;
代入数值,得=;
解得n2=500r/min。
(3)根据风机转速测量原理图,当转轴边缘和凹槽交替接近非接触式磁电传感器时,会产生一个脉冲电压,并且转速越高,脉冲电压值越大,如图乙所示,图乙中b的脉冲电压大,所以对应的转速高。由图甲可知,一圈有4个凹槽,对照图乙可知转一圈的时间为8×10﹣2s,转速为n===750r/min,
(4)根据题意知,当UAB<6V时,D两端的电压UD等于输入电压,UAB≥6V时,UD保持6V不变;
由于3~6min电压从12V均匀的减小到0,所以t=4min时,电压为UAB=12V﹣1×=8V;
此时UD=6V,根据串联电路的特点知,定值电阻两端的电压为
UR=UAB﹣UD=8V﹣6V=2V
电阻R的电功率为PR===2W
当R的电功率满足PR≥2W时,风机启动工作,所以当PR=2W时,根据P=可知,R两端的电压为UR′===2V;
这个电压为风机能否启动工作的临界电压,所以UAB对应的电压为UAB=UD+UR=6V+2V=8V
由图知0~3min,UAB均匀增加,3min时达到12V,故2min时电压达到8V,由对称性可知一个周期的2~4min内电压UAB≥8V,则有三分之一的时间风机在工作,所以电路工作60min,风机工作时间为t=×60min=20min。
故答案为:(1)C;(2)62.4;104;0.128;500;(3)b;750;(4)2;20。
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