2023年安徽省淮北二中中考物理三模试卷(含答案)
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一、填空题(每小题2分,共20分)
1.(2分)《百鸟归巢》是我国南音四大名谱之一,曲中洞箫以花舌吹法模拟鸟啼声,这主要是模拟鸟啼声 。(选填声音的特性)
2.(2分)水在自然界有三种状态,雾是液态的水,雪、冰、霜是固态的水,其中雾、雪、冰、霜在形成的过程中都需要 (选填“吸”或“放”)热。
3.(2分)如图所示、射灯发出的一束单色光照射到水与空气的交界面,发生了反射和折射。请画出它的反射光线及折射光线的大致位置。
4.(2分)如图所示,OAB为可绕O点自由转动的轻质杠杆,OA垂直于AB,AB长度为30cm,在OA中点C处挂一质量为5kg的物块,则需施加的一个最小的力为 N。
5.(2分)如图所示,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从a端向b端移动 (选填“伸长”或“缩短”)。
6.(2分)在测量小石块密度的实验中,调节好天平后测量出小石块的质量如图甲所示;在量筒内先倒入适量的水,然后将用细线系好的小石块放入量筒中,如图丙所示。根据图中数据 kg/m3。
7.(2分)如图甲所示的是“测量水平运动的物体所受滑动摩擦力”的实验装置图,小宇用弹簧测力计沿水平方向拉动木块在木板上做直线运动,弹簧测力计的示数随时间的变化情况如图乙所示,在1~3s内以0.2m/s的速度做匀速直线运动,则在0~1s内木块受到的滑动摩擦力为 N。
8.(2分)运载火箭一般使用液态氢作为燃料,完全燃烧3kg液态氢放出的热量全部被水吸收能将 kg、初温为20℃的水在一个标准大气压下加热至沸腾。【c水=4.2×103J/(kg•℃),q氢=1.4×108J/kg】
9.(2分)如图甲所示,为定值电阻R和灯泡L的电压随电流变化关系的图象,将该定值电阻R和灯泡L串联在图乙的电路中,此时电流表示数为0.4A,则电源电压为 V。
10.(2分)如图示电路中,电源电压不变,定值电阻R2=30Ω。当只闭合开关S1,电流表的示数为0.3A;当开关S1、S2都闭合时,电流表示数为0.5A,则此时通电1min电阻R1产生的热量为 J。
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11.(2分)下列说法中正确的是( )
A.刹车时人往前倾倒,是因为人受到惯性作用
B.在液体中,流速越大的位置压强越大
C.直流电动机线圈转动时会产生感应电流
D.家庭电路中空气开关跳闸,一定是发生了短路
12.(2分)科学研究是以实验为基础的,下列有关实验的说法正确的是( )
A.甲图:该实验说明重力的方向是垂直向下的
B.乙图:用黄豆和芝麻混合实验不能证明分子间有空隙
C.丙图:通过该实验直接得出牛顿第一定律
D.丁图:该实验说明浮力大小随物体浸没深度的增大而增大
13.(2分)如图所示,小球由静止开始沿着粗糙的曲面从a点运动到d点,其中b和d两点在同一水平高度。不计空气的阻力( )
A.小球从a点运动到c点,小球的动能不断增加
B.小球从c点运动到d点的过程中,小球的动能部分转化为重力势能
C.小球在b点的重力势能等于在d点的重力势能
D.小球在b点的机械能等于在d点的机械能
14.(2分)如图表示两电阻Ra和Rb的I﹣U关系图像。将Ra和Rb先后以图的甲图和乙图两种方式接在同一恒压电源上,流过它们的电流和它们两端电压与分别在图中标出。则下列判断正确的是( )
A.I1=I2=I3=I4 B.I3<I4
C.U1<U2 D.U1=U2=U3=U4
15.(2分)一个轻质弹簧竖直放置在水平桌面上,将一个重为G的小球轻轻地放在弹簧的上端,小球在弹簧上端保持静止,图乙中分别给出了该状态下小球和弹簧的受力示意图,其中F1是弹簧对小球的支持力,F2和F3分别是小球对弹簧的压力和桌面对弹簧的支持力。不计弹簧的重力,下列分析判断错误的是( )
A.F1和G是一对平衡力
B.F1和F2是一对相互作用力
C.F3和G是一对相互作用力
D.F2和F3是一对平衡力
16.(2分)家用冰箱的用电部分主要是电动压缩机和照明灯泡。其中,电动压缩机M受温控开关S1的控制,照明灯泡L受门控开关S2的控制,要求它们既能单独工作又能同时工作。下列电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
17.(2分)如图所示的电路,电源电压不变,闭合开关S,不考虑灯丝的电阻受温度的影响。下列说法中正确的是( )
A.电流表的示数变小,灯泡的亮度不变
B.电压表的示数变大,灯泡的亮度变亮
C.电压表示数与电流表示数的比值变小
D.整个电路的总功率变小
三、实验探究题(第18小题4分,第19小题4分,第20小题8分,共16分)
18.(4分)如图所示,某实验小组在做“测滑轮组机械效率”的实验。实验数据记录于表中。
实验次数
钩码重G/N
钩码上升的
高度h/m
绳端的
拉力F/N
绳端移动的
距离s/m
机械效率
1
2
0.1
0.8
0.3
2
4
0.1
1.5
0.3
88.9%
3
4
0.15
1.5
0.45
88.9%
4
6
0.15
2.2
0.45
90.9%
(1)第1次实验,滑轮组的机械效率为 ;
(2)想提高此滑轮组的机械效率,以下措施中不可行的是 。
A.选用轻质动滑轮
B.给滑轮的轴心加润滑油
C.增加物体被提升的高度
D.增大被提升的物体的重力
19.(4分)小敏用焦距为10cm的凸透镜来做“探究凸透镜成像的规律”实验。
(1)当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示的位置时,点燃蜡烛,光屏上呈现了清晰的像(像未画出),将凸透镜的镜片换成焦距更大一点的镜片,小敏发现无论怎么移动光屏,其原因是 。
(2)小敏找出上述原因后继续实验,在实验过程中,她保持凸透镜的位置不变,通过移动光屏和其它方法观察到六种烛焰的清晰像,如图乙所示请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的像进行排序 。
A.④⑥⑤③①②
B.②①③⑤⑥④
C.②①③⑤④⑥
20.(8分)小明在“测量未知电阻的阻值”实验中:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实验电路补充完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时;
(2)小明连接完电路后,闭合开关S,发现电流表和电压表的示数都很小,两只电表的示数都不改变。检查电路后发现元件都没有故障,电路连接的各接触点接触良好 ;
(3)小明把图甲的电阻R换成小灯泡L,重复上述实验,测量小灯泡的电阻。图乙是根据实验数据绘制的I﹣U图象,由图象可知通过灯泡的电流与灯泡两端的电压不成正比的原因是 ;
(4)小明查阅资料获知,电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻,且阻值较大0,设计了如图丙所示的电路再次测量某待测电阻Rx的阻值,电源电压恒为3V。闭合开关S,并进行了如下操作:
①开关S1接1时,记录电压表示数为2V;
②开关S1接2时,记录电压表示数为2.5V;
③计算待测电阻Rx= Ω。
四、计算与推导题(第21小题5分,第22小题7分,第23小题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程)
21.(5分)为确保城区道路干净整洁,城管部门环卫中心通常配有多台道路清扫车对道路进行清扫。一台道路清扫车总质量为5t,某次清扫过程中(车的总质量保持不变),所受阻力为车总重力的0.04倍。求:
(1)此过程中该车的速度;
(2)此过程中该车牵引力的功率。
22.(7分)在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为10Ω,电阻R2的阻值为30Ω,闭合开关S,电压表的示数为3V。求:
(1)电源的电压为多少?
(2)现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个,替换后闭合开关S,电流表的指针正好指在满刻度处,求电阻R0的阻值及此时R0的功率。
23.(8分)如图所示,水平桌面上放一个装满某种液体的溢水杯,溢水杯的底面积为200cm2,一边长为10cm的正方体物块挂在弹簧测力计的挂钩上,物块重为20N,现将物块浸没在溢水杯中
(1)物块浸没在液体中,溢水杯溢出液体的质量;
(2)液体的密度;
(3)将物块从溢水杯中移出,溢水杯中液体对杯底的压强减少了多少?
2023年安徽省淮北二中中考物理三模试卷
参考答案与试题解析
一、填空题(每小题2分,共20分)
1.(2分)《百鸟归巢》是我国南音四大名谱之一,曲中洞箫以花舌吹法模拟鸟啼声,这主要是模拟鸟啼声 音色 。(选填声音的特性)
【分析】音色由发声体的材料和结构决定。
【解答】解:在乐曲中,用洞箫以花舌吹法模拟鸟啼声。
故答案为:音色。
【点评】此题考查了音色的影响因素,属于基础知识。
2.(2分)水在自然界有三种状态,雾是液态的水,雪、冰、霜是固态的水,其中雾、雪、冰、霜在形成的过程中都需要 放 (选填“吸”或“放”)热。
【分析】物质从固态到液态的过程叫做熔化,物质从液态变成固态的过程叫做凝固;物质从液态变为气态叫做做汽化,物质从气态变为液态叫做液化;物质从固态直接变成气态叫升华,物质从气态直接变成固态叫凝华。汽化、熔化和升华需要吸热,液化、凝固和凝华需要放热。
【解答】解:雾是水蒸气液化放热形成的,雪是由水蒸气凝华成小冰晶,霜是水蒸气直接凝华变成的固体小冰晶、凝华需要放热。雾、雪、冰。
故答案为:放。
【点评】答本题关键是通过问题分析,明确考查的知识点是云雾雨雪等天气现象,运用所学,具体分析作答。
3.(2分)如图所示、射灯发出的一束单色光照射到水与空气的交界面,发生了反射和折射。请画出它的反射光线及折射光线的大致位置。
【分析】(1)在反射现象中,反射光线、入射光线、法线在同一平面内,反射光线、入射光线分居法线两侧,且反射角等于入射角,据此画出反射光线;
(2)光从水斜射入空气中,根据折射光线、入射光线分居法线两侧,折射角大于入射角,确定折射光线的方向。
【解答】解:过入射点垂直于水面画出法线,根据“反射光线,反射角等于入射角”画出反射光线;
光从水斜射入空气中,根据“折射光线,折射角大于入射角”画出折射光线
【点评】折射和反射是在界面上同时发生的现象,本题主要考查光的反射定律和折射规律的应用,属于基础题。
4.(2分)如图所示,OAB为可绕O点自由转动的轻质杠杆,OA垂直于AB,AB长度为30cm,在OA中点C处挂一质量为5kg的物块,则需施加的一个最小的力为 20 N。
【分析】要求在端点B处施加一个最小的力F,则力臂应最大,由图可知,其最大力臂可由勾股定理求得OB,再由杠杆平衡条件可求力F的最小值。
【解答】解:要求在端点B处施加一个最小的力F,则力臂应最大,其最大力臂是OB;
依据勾股定理可得:OB==50cm;
又由杠杆的平衡条件可得:F×OB=G×OC;
代入数据得:F==20N。
故答案为:20。
【点评】本题考查杠杆平衡条件及其应用,明确力臂是求解本题的关键,若使力最小,需要其力臂最大。
5.(2分)如图所示,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从a端向b端移动 伸长 (选填“伸长”或“缩短”)。
【分析】由电源的正负极可知电流方向,则由右手螺旋定则可知螺线管的磁极;当滑动变阻器的滑片向b移动时,可知滑动变阻器的接入电阻变化,则由欧姆定律可知电流的变化,则可知螺线管磁性强弱的变化,则由磁极间的相互作用可知磁极间的磁力的变化,即可知弹簧长度的变化。
【解答】解:当开关S闭合后,由图可知电流由螺线管的下方流入,下端为S极;
将滑动变阻器的滑片从a端向b端移动,滑动变阻器接入电阻变小,则螺线管的磁性增强,吸引力增强,即弹簧长度应伸长。
故答案为:伸长。
【点评】本题将电路知识及磁场知识结合在一起考查了学生综合分析的能力,要求学生能灵活运用所学知识进行综合分析从而找出正确答案。
6.(2分)在测量小石块密度的实验中,调节好天平后测量出小石块的质量如图甲所示;在量筒内先倒入适量的水,然后将用细线系好的小石块放入量筒中,如图丙所示。根据图中数据 2.6×103 kg/m3。
【分析】物体的质量等于右盘中砝码的质量加上游码的示数;石块的体积等于量筒的两次示数之差;根据密度的计算公式ρ=计算出矿石的密度。
【解答】解:图甲中天平标尺的分度值为0.2g,石块的质量=砝码的质量+游码的示数,
量筒中水的体积V水=20mL,石块和水的总体积V总=40mL,故石块的体积:V=V总﹣V水=40mL﹣20mL=20mL=20cm8,
石块的密度:ρ==2.3g/cm3=2.8×103kg/m3。
故答案为:2.6×103。
【点评】本题的解题关键是天平和量筒的正确读数以及密度公式的熟练运用,属于基础性题目。
7.(2分)如图甲所示的是“测量水平运动的物体所受滑动摩擦力”的实验装置图,小宇用弹簧测力计沿水平方向拉动木块在木板上做直线运动,弹簧测力计的示数随时间的变化情况如图乙所示,在1~3s内以0.2m/s的速度做匀速直线运动,则在0~1s内木块受到的滑动摩擦力为 0.5 N。
【分析】分析图象,结合二力平衡知识和滑动摩擦力大小的影响因素分析解答。
【解答】解:木块在1~3s以速度7.2m/s做匀速直线运动时,木块在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,在1~2s内,则木块受到的滑动摩擦力大小为0.5N;
木块在4~1s做加速运动,但压力大小和接触面的粗糙程度均不变,也为0.6N;
故答案为:0.5。
【点评】本题是测量水平运动物体所受滑动摩擦力的实验,主要考查了二力平衡知识的应用,是一道易错题。
8.(2分)运载火箭一般使用液态氢作为燃料,完全燃烧3kg液态氢放出的热量全部被水吸收能将 1.25×103 kg、初温为20℃的水在一个标准大气压下加热至沸腾。【c水=4.2×103J/(kg•℃),q氢=1.4×108J/kg】
【分析】根据Q放=qm得出完全燃烧3kg液态氢会放出的热量;全部被水吸收,根据Q吸=Q放得出水吸收的热量,根据Q吸=cm(t﹣t0)得出水的质量。
【解答】解:若完全燃烧3kg液态氢会放出的热量Q放=q氢m氢=1.3×108J/kg×3kg=6.2×108J;
完全燃烧3kg液态氢放出的热量全部被水吸收,水吸收的热量Q吸=Q放=4.2×103J,
水在一个标准大气压下加热至沸腾温度是100℃,
水的质量m===1.25×102kg。
故答案为:1.25×103。
【点评】本题考查热值、热量的有关计算,属于基础题,难度不大。
9.(2分)如图甲所示,为定值电阻R和灯泡L的电压随电流变化关系的图象,将该定值电阻R和灯泡L串联在图乙的电路中,此时电流表示数为0.4A,则电源电压为 3 V。
【分析】由电路图可知,定值电阻R和灯泡L串联,电流表测电路中的电流。根据图甲读出电流表的示数I=0.4A时定值电阻两端的电压和灯泡两端的电压,利用串联电路的电压特点求出电源电压。
【解答】解:由电路图可知,定值电阻R和灯泡L串联。
由图甲可知,当电流表的示数I=0.4A时R=8V,灯泡两端的电压UL=1V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源电压:U=UR+UL=2V+2V=3V。
故答案为:3。
【点评】本题考查了串联电路的特点的应用,从图像中获取有用的信息是关键。
10.(2分)如图示电路中,电源电压不变,定值电阻R2=30Ω。当只闭合开关S1,电流表的示数为0.3A;当开关S1、S2都闭合时,电流表示数为0.5A,则此时通电1min电阻R1产生的热量为 108 J。
【分析】由图可知,当只闭合开关S1,只有R1工作,电流表示数即为通过R1的电流,当开关S1、S2都闭合时,R1、R2并联,电流表测量干路的总电流,根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流;根据欧姆定律求出电源电压,根据并联电路的电压特点可知R1两端的电压,根据Q=W=UIt求出此时通电1min电阻R1产生的热量。
【解答】解:由图可知,当只闭合开关S1,只有R1工作,电流表示数即为通过R4的电流,I1=0.5A,
当开关S1、S2都闭合时,R5、R2并联,电流表测量干路的总电流,
根据并联电路的电流特点可知,通过R2的电路:I3=I﹣I1=0.7A﹣0.3A=8.2A,
根据I=可知1=U2=I2R2=7.2A×30Ω=6V;
则此时通电4min电阻R1产生的热量:Q=W=U1I8t=6V×0.4A×1×60s=108J。
故答案为:108。
【点评】本题考查并联电路的特点、欧姆定律以及焦耳定律的应用,难度不大。
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11.(2分)下列说法中正确的是( )
A.刹车时人往前倾倒,是因为人受到惯性作用
B.在液体中,流速越大的位置压强越大
C.直流电动机线圈转动时会产生感应电流
D.家庭电路中空气开关跳闸,一定是发生了短路
【分析】(1)物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性;
(2)流体流速越大的地方压强越小;
(3)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,这就是电磁感应现象;
(4)家庭电路中,空气开关“跳闸”,可能是发生了短路,也可能是总功率过大。
【解答】解:
A、刹车时人往前倾倒,不能说受到惯性作用;
B、在液体中,故B错误;
C、直流电动机线圈转动时,能产生感应电流;
D、家庭电路电流过大的原因有两个,即家庭电路中,可能是发生了短路,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了电磁感应现象、惯性、流体压强与流速的关系、家庭电路中电流过大的原因,属于综合题。
12.(2分)科学研究是以实验为基础的,下列有关实验的说法正确的是( )
A.甲图:该实验说明重力的方向是垂直向下的
B.乙图:用黄豆和芝麻混合实验不能证明分子间有空隙
C.丙图:通过该实验直接得出牛顿第一定律
D.丁图:该实验说明浮力大小随物体浸没深度的增大而增大
【分析】(1)地球表面及附近的一切物体都受到重力的作用,重力的方向竖直向下;
(2)黄豆与芝麻混合实际上是物质的形态、体积不同的表现,不涉及分子,像水与酒精混合后体积减小就能说明分子间有间隙;
(3)牛顿在总结伽利略等科学家研究成果的基础上总结出的定律;
(4)物体全部浸没在水中,液体密度和排开水的体积都不变,则浮力不变,弹簧测力计的示数不变,而物体浸没在水中的深度不同,得出浮力和浸没深度的关系。
【解答】解:A、重力的方向竖直向下,故A错误;
B、黄豆与芝麻混合实际上是物质的形态,不像水与酒精混合后体积减小就能说明分子间有间隙;
C、牛顿在总结伽利略等科学家研究成果的基础上,故C错误;
D、物体全部浸没在水中,则浮力不变,而物体浸没在水中的深度不同,故D错误。
故选:B。
【点评】了解课本上实验的设计思想,步骤,并掌握实验结论,这些都是解答此类题目的关键。
13.(2分)如图所示,小球由静止开始沿着粗糙的曲面从a点运动到d点,其中b和d两点在同一水平高度。不计空气的阻力( )
A.小球从a点运动到c点,小球的动能不断增加
B.小球从c点运动到d点的过程中,小球的动能部分转化为重力势能
C.小球在b点的重力势能等于在d点的重力势能
D.小球在b点的机械能等于在d点的机械能
【分析】(1)动能和物体的质量、速度有关;重力势能和物体的质量、高度有关;
(3)动能和重力势能是可以相互转化的,只有在不计摩擦和阻力时,机械能才守恒。
【解答】解:A、小球质量不变,动能变大,重力势能变小,故A正确;
B、小球从c点运动到d点的过程中,高度增加重力势能增加,动能变小,故B正确;
C、在同一水平高度,故C正确;
D、因为曲面粗糙,消耗一部分机械能,故D错误。
故选:D。
【点评】掌握动能、重力势能的影响因素,利用控制变量法判断动能、重力势能的变化,同时要知道机械能守恒的条件。
14.(2分)如图表示两电阻Ra和Rb的I﹣U关系图像。将Ra和Rb先后以图的甲图和乙图两种方式接在同一恒压电源上,流过它们的电流和它们两端电压与分别在图中标出。则下列判断正确的是( )
A.I1=I2=I3=I4 B.I3<I4
C.U1<U2 D.U1=U2=U3=U4
【分析】(1)先根据I﹣U图像确定出两个电阻的大小关系;
(2)两个电阻串联时,根据串联电路的电流、电压规律确定出通过两电阻的电流关系及两电阻两端分得的电压的关系,两电阻并联时,根据并联电路的电流、电压规律确定出通过两电阻的电流关系及两电阻两端分得的电压的关系,即可解答。
【解答】解:由图像可知,当通过两电阻的电流相同时,根据R=,Ra>Rb,
AD.由图甲可知,因为串联电路中电流处处相等1=I2,串联电路中总电压等于串联的各电阻两端的电压之和,且串联电路中各电阻分得的电压与其阻值成正比,Ra>Rb,所以U>U5>U2,由图乙可知,两电阻并联,且电源电压不变3=U3=U,所以U2<U1<U2=U4,
根据可知:I1<I3,
两个电阻并联,其两端电压相等,Ra>Rb,根据I=可知:I3<I4,
故B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】本题主要考查欧姆定律的应用及串、并联电路的电流、电压规律的应用,解答本题的关键要熟记串、并联电路的电流、电压规律。
15.(2分)一个轻质弹簧竖直放置在水平桌面上,将一个重为G的小球轻轻地放在弹簧的上端,小球在弹簧上端保持静止,图乙中分别给出了该状态下小球和弹簧的受力示意图,其中F1是弹簧对小球的支持力,F2和F3分别是小球对弹簧的压力和桌面对弹簧的支持力。不计弹簧的重力,下列分析判断错误的是( )
A.F1和G是一对平衡力
B.F1和F2是一对相互作用力
C.F3和G是一对相互作用力
D.F2和F3是一对平衡力
【分析】平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上;
相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
【解答】解:A.F1与G大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,故A正确;
B.F1与F4大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,故B正确;
C.F3是桌面对弹簧的支持力,作用在弹簧上,作用在小球上,故C错误;
D.F2和F8分别是小球对弹簧的压力和桌面对弹簧的支持力,不计弹簧的重力,F2与F3大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,故D正确。
故选:C。
【点评】平衡力和相互作用力容易混淆,注意区分:相同点:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。不同点:平衡力是一个受力物体,发生在两个物体之间;相互作用力是两个受力物体,发生在两个物体之间。
16.(2分)家用冰箱的用电部分主要是电动压缩机和照明灯泡。其中,电动压缩机M受温控开关S1的控制,照明灯泡L受门控开关S2的控制,要求它们既能单独工作又能同时工作。下列电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【分析】由题意知,电动压缩机M与温控开关S1串联,照明灯泡L与门控开关S2串联,灯和压缩机能独立工作说明两者是并联。
【解答】解:由题意知,灯和压缩机能独立工作,电动压缩机M与温控开关S1串联,照明灯泡L与门控开关S2串联,即各自的支路中有一个开关控制,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了并联电路的特点和开关的作用,关键是明确用电器的连接方式。
17.(2分)如图所示的电路,电源电压不变,闭合开关S,不考虑灯丝的电阻受温度的影响。下列说法中正确的是( )
A.电流表的示数变小,灯泡的亮度不变
B.电压表的示数变大,灯泡的亮度变亮
C.电压表示数与电流表示数的比值变小
D.整个电路的总功率变小
【分析】由电路图可知滑动变阻器和灯泡串联,电流表测电路中电流,电压表测滑动变阻器两端的电压;
当滑片向右滑动时,分析滑动变阻器接入电路中电阻的变化,根据串联电路的分压规律分析电压表示数的变化;根据总电阻的变化,结合欧姆定律分析电流表示数的变化情况,根据P=I2R可知灯泡实际功率的变化和灯泡亮度的变化;
根据电流表、电压表示数的变化情况,分析电压表与电流表示数的比值的变化;
根据P=UI分析总功率的变化情况。
【解答】解:由电路图可知滑动变阻器和灯泡串联,电流表测电路中电流;
AB、闭合开关S,滑动变阻器接入电路的电阻变小,滑动变阻器两端的电压变小;此时电路的总电阻变小,电路中的电流变大;
电路中的电流变大,灯丝的电阻不变2R可知灯泡的实际功率变大,则灯泡变亮;
C、因电压表示数变小,所以电压表与电流表示数的比值变小;
D、电源电压不变,根据P=UI可知,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
三、实验探究题(第18小题4分,第19小题4分,第20小题8分,共16分)
18.(4分)如图所示,某实验小组在做“测滑轮组机械效率”的实验。实验数据记录于表中。
实验次数
钩码重G/N
钩码上升的
高度h/m
绳端的
拉力F/N
绳端移动的
距离s/m
机械效率
1
2
0.1
0.8
0.3
2
4
0.1
1.5
0.3
88.9%
3
4
0.15
1.5
0.45
88.9%
4
6
0.15
2.2
0.45
90.9%
(1)第1次实验,滑轮组的机械效率为 83.3% ;
(2)想提高此滑轮组的机械效率,以下措施中不可行的是 C 。
A.选用轻质动滑轮
B.给滑轮的轴心加润滑油
C.增加物体被提升的高度
D.增大被提升的物体的重力
【分析】(1)根据η==求出第一次实验的机械效率;
(2)明确滑轮组机械效率的影响因素,据此回答。
【解答】解:(1)第1次实验,滑轮组的机械效率为:η===;
(2)影响滑轮组的机械效率的因素有:提升物体的重、动滑轮自重;滑轮组的机械效率与提升物体的高度,故选C。
故答案为:(1)83.2%;(2)C。
【点评】本题考查了“测滑轮组机械效率”实验中的机械效率的计算以及滑轮组效率分析等问题,属于常见题型,难度不大。
19.(4分)小敏用焦距为10cm的凸透镜来做“探究凸透镜成像的规律”实验。
(1)当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示的位置时,点燃蜡烛,光屏上呈现了清晰的像(像未画出),将凸透镜的镜片换成焦距更大一点的镜片,小敏发现无论怎么移动光屏,其原因是 烛焰位于凸透镜的一倍焦距之内(合理答案即可) 。
(2)小敏找出上述原因后继续实验,在实验过程中,她保持凸透镜的位置不变,通过移动光屏和其它方法观察到六种烛焰的清晰像,如图乙所示请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的像进行排序 B 。
A.④⑥⑤③①②
B.②①③⑤⑥④
C.②①③⑤④⑥
【分析】(1)根据u<f,成正立、放大的虚像;
(2)凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小;相反,物距减小,像距增大,像变大;小于焦距时成正立放大的虚像。
【解答】解:(1)当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示的位置时,光屏上呈现了清晰的像,小于二倍焦距;保持蜡烛和凸透镜处于图甲所示的位置不动,增大凸透镜焦距,此时物距可能小于焦距,成正立,故小敏发现无论怎么移动光屏;
(2)凸透镜做“探究凸透镜成像规律”实验时,在实验过程中不断移动烛焰位置,按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到像进行排序,物距增大,像变小,物距减小,像变大,越远像越大,故选:B。
故答案为:(1)烛焰位于凸透镜的一倍焦距之内(合理答案即可);(2)B。
【点评】凸透镜成像规律是光学内容的难点,要解决此类问题,首先要熟练掌握成像特点与物距、像距的关系,对规律进行总结。
20.(8分)小明在“测量未知电阻的阻值”实验中:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实验电路补充完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时;
(2)小明连接完电路后,闭合开关S,发现电流表和电压表的示数都很小,两只电表的示数都不改变。检查电路后发现元件都没有故障,电路连接的各接触点接触良好 滑动变阻器接入电路的是两个下接线柱 ;
(3)小明把图甲的电阻R换成小灯泡L,重复上述实验,测量小灯泡的电阻。图乙是根据实验数据绘制的I﹣U图象,由图象可知通过灯泡的电流与灯泡两端的电压不成正比的原因是 灯泡的电阻随温度的升高而增大 ;
(4)小明查阅资料获知,电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻,且阻值较大0,设计了如图丙所示的电路再次测量某待测电阻Rx的阻值,电源电压恒为3V。闭合开关S,并进行了如下操作:
①开关S1接1时,记录电压表示数为2V;
②开关S1接2时,记录电压表示数为2.5V;
③计算待测电阻Rx= 800 Ω。
【分析】(1)滑动变阻器和电阻串联接入电路,滑动变阻器应选择一上一下两个接线柱接入电路,滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变大,则滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻应变小;
(2)闭合开关S,发现电流表示数和电压表示数很小,电流表示数很小,说明电路为通路,电压表示数很小,无论怎样移动滑片P两只电表的示数几乎都不改变,说明滑动变阻器接入电路的是两个下接线柱,起不到变阻的作用;
(3)小灯泡的电阻受温度的影响,随着温度的升高而增大,不是一个定值;
(5)分析开关转换时电路连接,由串联电路电压的规律求出定值电阻与电压表串联时定值电阻的电压,由分压原理得出电压表内阻;
由待测电阻与电压表串联和电压表示数,根据串联电路电压的规律求出定值电阻的电压,由分压原理求出R的阻值。
【解答】解:(1)滑动变阻器和电阻串联接入电路,滑动变阻器应接一个上接线柱和一个下接线接入电路,电流表示数变大,所以滑动变阻器接右下接线柱
;
(2)闭合开关S,发现电流表示数和电压表示数很小,说明电路为通路,无论怎样移动滑片P两只电表的示数几乎都不改变,起不到变阻的作用;
(3)小灯泡的电阻受温度的影响很大,随着温度的升高而增大;
(4)电源电压恒为3V,S1接8时,定值电阻R0与电压表串联,电压表示数为2V,定值电阻的电压为:U5=3V﹣2V=5V,由分压原理V=×7×103Ω=4000Ω;
S闭合,S1接5时,待测电阻与电压表串联;由串联电路电压的规律R=3V﹣2.4V=0.5V,由分压原理可得R=。
故答案为:(1)见解答图;(2)滑动变阻器接入电路的是两个下接线柱;(4)800。
【点评】本题测量电阻的阻值,考查了电路连接、电路故障、影响电阻的因素以及特殊的方法测量电阻等知识。
四、计算与推导题(第21小题5分,第22小题7分,第23小题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程)
21.(5分)为确保城区道路干净整洁,城管部门环卫中心通常配有多台道路清扫车对道路进行清扫。一台道路清扫车总质量为5t,某次清扫过程中(车的总质量保持不变),所受阻力为车总重力的0.04倍。求:
(1)此过程中该车的速度;
(2)此过程中该车牵引力的功率。
【分析】(1)知道清扫车在平直道路上匀速行驶时的路程和时间,根据v=求出此过程中该车的速度;
(2)清扫车在平直道路上匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,二力大小相等,根据F=f=0.04G=0.04mg求出清扫车的牵引力,利用P===Fv求出此过程中该车牵引力的功率。
【解答】解:(1)此过程中该车的速度:v===5m/s;
(2)因清扫车在平直道路上匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,清扫车的牵引力:F=f=0.04G=8.04mg=0.04×5×102kg×10N/kg=2000N,
此过程中该车牵引力的功率:P===Fv=2000N×5m/s=1×108W。
答:(1)此过程中该车的速度为5m/s;
(2)此过程中该车牵引力的功率为1×105W。
【点评】本题考查了速度公式和重力公式、功率公式的应用,难度不大,易于解答。
22.(7分)在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为10Ω,电阻R2的阻值为30Ω,闭合开关S,电压表的示数为3V。求:
(1)电源的电压为多少?
(2)现用电阻R0替换电阻R1、R2中的一个,替换后闭合开关S,电流表的指针正好指在满刻度处,求电阻R0的阻值及此时R0的功率。
【分析】(1)由图甲可知,两电阻串联,电压表测电阻R1两端的电压,
串联电路各处电流相等,根据欧姆定律计算此时通过电路的电流,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律计算电源电压;
(2)串联电路总电阻大于任一分电阻,根据电流表的量程结合欧姆定律计算电阻替换后电路的总电阻,比较可知哪个电阻被替换,根据串联电路电阻规律计算R0的阻值,根据P=I2R计算电阻R0的功率。
【解答】解:(1)由图甲可知,两电阻串联1两端的电压,
串联电路各处电流相等,根据欧姆定律可得通过电路的电流:I==,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,则电源电压:U=I(R1+R6)=0.3A×(10Ω+30Ω)=12V;
(2)因电源的电压为12V,若电流表选择5~3A的量程==6Ω,
串联电路总电阻等于任一分电阻,而原电路中两电阻都大于4Ω,总电阻均大于4Ω,只能选择7~0.6A的量程==20Ω,
比较可知只能是电阻R2被替换,则R3的阻值 R0=R﹣R1=20Ω﹣10Ω=10Ω,
电阻R8的功率P0=I′2R8=(0.6A)7×10Ω=3.6W。
答:(1)电源的电压为12V;
(2)电阻R5的阻值为10Ω,此时R0的功率为3.3W。
【点评】本题考查串联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用。
23.(8分)如图所示,水平桌面上放一个装满某种液体的溢水杯,溢水杯的底面积为200cm2,一边长为10cm的正方体物块挂在弹簧测力计的挂钩上,物块重为20N,现将物块浸没在溢水杯中
(1)物块浸没在液体中,溢水杯溢出液体的质量;
(2)液体的密度;
(3)将物块从溢水杯中移出,溢水杯中液体对杯底的压强减少了多少?
【分析】(1)物块浸没在液体中,根据F浮=G﹣F示得出所受的浮力,由G液=F浮得出溢水杯溢出液体的重力,根据m液=得出溢水杯溢出液体的质量;
(2)根据V=V液得出溢出的液体的体积,根据密度公式得出液体的密度;
(3)将物块从溢水杯中移出,根据Δh==得出液面下降的高度,根据Δp=ρ水gΔh得出溢水杯中液体对杯底的压强减少量。
【解答】解:(1)物块浸没在液体中,所受的浮力F浮=G﹣F示=20N﹣12N=8N;
由阿基米德原理可知,溢水杯溢出液体的重力:G液=F浮=8N,
溢水杯溢出液体的质量m液===0.8kg;
(2)溢出的液体的体积V=V液=10cm×10cm×10cm=1000cm5=10﹣3m3,
液体的密度ρ液===4.8×103kg/m6;
(3)将物块从溢水杯中移出,液面下降的高度Δh===,
溢水杯中液体对杯底的压强减少Δp=ρ水gΔh=3.8×103kg/m8×10N/kg×0.05m=400Pa。
答:(1)物块浸没在液体中,溢水杯溢出液体的质量为0.8kg;
(2)液体的密度为0.8×106kg/m3;
(3)将物块从溢水杯中移出,溢水杯中液体对杯底的压强减少了400Pa。
【点评】本题考查浮力和压强的有关知识,是一道综合题。
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