2023年山东省日照市东港区新营中学中考物理二模试卷(含答案)
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一、单项选择题(本大题包括8小题,每小题3分,共24分。在每个小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求)
1.(3分)学物理、识生活。下列估值符合生活实际的是( )
A.中学生的平均质量约为500kg
B.成人步行的速度约为1.1m/s
C.中学生课桌的高度约为7.5m
D.人体感舒适温度约为45℃
2.(3分)下列关于声现象的说法正确的是( )
A.图甲中人在水面下能听到岸上的说话声,表明声音的传播不需要介质
B.图乙中改变试管内的水量可以改变吹气时声音的音调
C.图丙中禁止鸣笛是在传播过程中减弱噪声
D.图丁中B超诊断仪是利用次声波工作的
3.(3分)如图所示,放在水平桌面上的物块用细线通过定滑轮与沙桶相连,当沙桶与沙的总质量为m时,物块恰好做匀速直线运动(忽略细线与滑轮之间的摩擦)。以下说法正确的是( )
A.物块受到的滑动摩擦力大小为mg
B.物块的重力与它对桌面的压力是一对平衡力
C.物块受到的滑动摩擦力与支持力是一对平衡力
D.继续向沙桶中加入沙子,物块受到的滑动摩擦力增大
4.(3分)下列诗句中有关光现象的说法正确的是( )
A.“绿树阴浓夏日长”,树阴是光的反射形成的
B.“楼台倒影入池塘”,楼台倒影是光的折射形成的
C.“瀑水喷成虹”,彩虹是光的直线传播形成的
D.“潭清疑水浅”,水浅是光的折射形成的
5.(3分)生活处处有物理,留心观察皆学问.下列生活中的现象及其解释正确的是( )
A.打开高速行驶的大巴车车窗时,窗帘往外飘,是因为车外空气流速大,压强小
B.啄木鸟的嘴很尖细,可以减小压强,从而凿开树干,捉到躲藏在深处的虫子
C.水坝修建为上窄下宽是因为液体压强随深度增加而减小
D.珠穆朗玛峰顶的大气压强比兰州市地面的大气压强大
6.(3分)如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是( )
A.物体受到的浮力大小关系为FA>FB>FC
B.三个物体的密度大小关系为ρA>ρB>ρC
C.容器底部受到水的压力大小关系为F甲>F乙>F丙
D.容器对桌面的压强大小关系为p甲=p乙=p丙
7.(3分)关于热和能,下列说法中正确的是( )
A.热传递时,温度总是从高温物体传递给低温物体
B.一块0℃的冰熔化成0℃的水后,温度不变,内能变大
C.内燃机的压缩冲程,主要通过热传递增加了汽缸内物质的内能
D.物体内能增加,一定是外界对物体做了功
8.(3分)国产003型航母将采用自行研制的电磁弹射器。如图所示,电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通以强电流时,即可受到强大的推力。下列与电磁弹射器工作原理一致的实验是( )
A.
B.
C.
D.
二、多项选择题(本大题包括4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
(多选)9.(4分)2022年女足亚洲杯决赛中,中国女足在0﹣2落后的情况下逆转,以3:2力克韩国女足夺冠,时隔16年重登亚洲之巅,在足球比赛中,下列说法正确的是( )
A.足球在空中飞行过程中受重力和空气阻力的作用
B.足球在空中下落的过程中速度变大,惯性变大
C.足球在地面上越滚越慢,说明运动需要力来维持
D.守门员飞身扑住了飞向球门的足球,说明力可以改变物体的运动状态
(多选)10.(4分)下列关于电现象说法正确的是( )
A.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,是因为在摩擦的过程中产生了电子
B.使用试电笔时,手指应接触笔尾金属体
C.根据 可知,导体电阻与导体两端电压成正比,与通过导体的电流成反比
D.家庭电路中发生短路现象可以使空气开关跳闸
(多选)11.(4分)2022年11月29日23时08分,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,神舟十五号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,发射取得成功。下列说法正确的是( )
A.火箭选用液态氢作燃料,是因为液态氢具有较大的热值
B.火箭加速升空的过程中,火箭的动能增加,重力势能增加
C.上升过程中,以载人飞船为参照物,宇航员处于静止状态
D.载人飞船进入预定轨道稳定运行时,处于平衡状态
(多选)12.(4分)如图所示,电源电压恒为4V,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”,小灯泡L标有“2.5V 1.25W”的字样(灯丝电阻不变),若通过小灯泡L的电流不超过额定电流,电流表、电压表不能超过量程,则移动滑动变阻器的滑片,下列说法中正确的是( )
A.电压表示数变化范围为1.5V~3V
B.滑动变阻器滑片P向右移动,电流表示数增大,灯泡变亮
C.小灯泡的实际电功率变化范围为0.2W~1.25W
D.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围为10Ω~20Ω
三、填空题(本大题包括3小题,每空2分,共12分)
13.(4分)现在实行网上阅卷,要求每份试卷必须贴上条形码,其中条形码扫描设备中有发光二极管、光敏二极管等元件,它们均由 材料构成;光学扫描部分的镜头相当于照相机,成倒立、 (选填“缩小”、“等大”或“放大”)的实像。
14.(4分)太阳核心温度高达1500万摄氏度,在太阳内部,氢原子在超高温下发生 (选填“核裂变”或“核聚变”),释放出巨大的核能;太阳能既是清洁能源又是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
15.(4分)在“探究阻力对物体运动影响”的实验中,小明每次均让同一小车从斜面的同一高度静止滑下,这样做的目的是 。某医院急诊室的一氧气钢瓶中装有密度为5kg/m3的氧气,给急救病人供氧用去了一半,则瓶内剩余氧气的密度是 kg/m3。
四、作图题(本大题包括2小题,每小题3分,共6分)
16.(3分)在水平向右行驶的小车车厢顶端用细线悬挂一小球,小车水平地板上放置一物块A,从某时刻起,发现小球向左(运动的反方向)摆开,并连续一段时间,如图所示,请画出这段时间内物块A受力的示意图。
17.(3分)如图甲所示是一个常用的插线板。插线板上的指示灯在开关断开时不发光,插孔不能提供工作电压,开关闭合时指示灯发光,插孔可以提供工作电压;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压。根据上述说明,在图乙中画出开关、指示灯、插孔与电源线的连接方式。
五、实验题(本大题包括2小题,共20分)
18.(10分)实验室常用蜡烛完成以下光学实验:
(1)图甲为小孔成像示意图,该现象可以用 原理来解释。
(2)图乙为探究平面镜成像特点的实验装置,本实验原理是 ;若在像和玻璃板之间放置一个不透明的挡板,从蜡烛A一侧观察玻璃板, (填“能”或“不能”)看到蜡烛所成的像。
(3)①小伟同学在组装图丙中的器材时,将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,并调节烛焰、凸透镜,光屏的中心在同一水平高度上,这样做的目的是: 。当蜡烛距离凸透镜20cm处时,恰好得到清晰的等大的实像,则该透镜的焦距是 。
②实验过程中,凸透镜始终固定在光具座50cm刻度线处。当蜡烛距离凸透镜15cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、 的实像(选填“放大”、“等大”或“缩小”)。
③接下来小伟将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离,为了能在光屏上再次看到烛焰清晰的像,他应将光屏向 透镜方向移动(选填“靠近”或“远离”)此时的像与步骤②中的像相比,大小将变 。
④小伟将蜡烛固定在光具座10cm刻度线处,移动光屏,再次得到烛焰清晰的像,利用该成像规律制成的光学仪器是 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)。小伟发现,随着蜡烛燃烧变短,烛焰在光屏上的像会向 移动。
19.(10分)为测量小灯泡L功率,小明设计了如图甲所示的电路图,小灯泡L的额定电压 U额=2.5V,电源电压恒为3V。实验中:
(1)在连接电路时,开关S应处于 状态;
(2)连接究电路后,闭合开关S,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表示数始终为零,电压表示数始终为3V。假定电路中只有一处故障,则产生这一现象的原因可能是 ;
A.灯泡短路
B.灯泡断路
C.滑动变阻器短路
D.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,继续实验,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则此时流过灯泡的电流是 A,小灯泡的额定功率为 W;
(4)如果要使灯泡两端电压由2.5V调到2V,应该把滑动变阻器的滑片向 滑动(选填“左”、“右”);
(5)根据实验数据绘制出小灯泡的电流I与电压U的关系图像,由图像可知,I与U不成正比,原因是 。
(6)同组的小月同学设计了如图丁所示的电路,也测出了该灯泡正常发光的功率,其中定值电阻的阻值R=25Ω,正确操作步骤如下:
①只闭合开关S和 ,调节滑动变阻器滑片使电流表示数I1= A。
②只闭合开关S和 ,保持滑动变阻器滑片位置不动,读出电流表示数 I2。
③小灯泡的额定电功率表达式为 P额= (用物理量的符号表达)。
六、计算题(本大题包括2小题,共22分。解答时应写出必要的文字说明、主要公式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分)
20.(10分)如图所示是可以在导轨AB上移动的天车。天车上的卷扬机(其内部有电动机提供动力)通过滑轮组提升重物。导轨AB长15m。现用此天车匀速提升水下一质量为0.81t的货物。货物浸没在水中时受到的浮力为2700N,卷扬机对钢绳的拉力为2300N。不计钢绳重及摩擦,不考虑水对货物的阻力。
(1)货物的密度是多少?
(2)图中天车(含滑轮组)的重心所在位置距A端的水平距离为3m,物体浸没在水中时,支架对导轨A端的支持力为8000N,求天车和滑轮组的总重力是多少?
(3)当卷扬机将货物提升离开水面后,天车中滑轮组的机械效率是多少?
21.(12分)如图甲所示为小明家的电饭锅,铭牌上附有中国能效标识,从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级,额定电压为220V,加热功率为1210W。电饭锅的简化电路图如图乙所示,有加热和保温两挡,由开关S调节,其中R1和R2均为发热电阻,且阻值不随着温度的变化而改变。求:
(1)小明想利用如图丙所示的电能表测量电饭锅的保温功率,他关闭家里的其它用电器,让电饭锅处于“保温”状态下正常工作,观察到电能表转盘在5min内转了22圈。则该电饭锅的保温功率为多少?
(2)电阻R1、R2的阻值分别为多少?
(3)小明上网查询了解,国家标准中规定电饭锅在该加热功率下正常工作时,三级能效的热效率值(电热转化效率)范围为81%≤η<86%。他用学过的知识对电饭锅进行测试:在加热状态下,将温度为23℃、质量为2.2kg的水加热到100℃,电饭锅正常工作用时700s。已知c水=4.2×103J/(kg•℃),请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。
2023年山东省日照市东港区新营中学中考物理二模试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(本大题包括8小题,每小题3分,共24分。在每个小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求)
1.(3分)学物理、识生活。下列估值符合生活实际的是( )
A.中学生的平均质量约为500kg
B.成人步行的速度约为1.1m/s
C.中学生课桌的高度约为7.5m
D.人体感舒适温度约为45℃
【考点】质量的估测;长度的估测;速度与物体运动;摄氏温度.版权所有
【分析】首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【解答】解:A、中学生的质量在50kg左右,故A不符合实际;
B、成年人正常步行的速度在1.1m/s左右,故B符合实际;
C、中学生的身高在160cm左右,课桌的高度大约是中学生身高的一半,在80cm=0.8m左右,故C不符合实际;
D、人体感舒适温度约为25℃,故D不符合实际。
故选:B。
【点评】物理学中,对各种物理量的估算能力,是我们应该加强锻炼的重要能力之一,这种能力的提高,对我们的生活同样具有很大的现实意义。
2.(3分)下列关于声现象的说法正确的是( )
A.图甲中人在水面下能听到岸上的说话声,表明声音的传播不需要介质
B.图乙中改变试管内的水量可以改变吹气时声音的音调
C.图丙中禁止鸣笛是在传播过程中减弱噪声
D.图丁中B超诊断仪是利用次声波工作的
【考点】防治噪声的途径;声音的传播条件;音调与频率的关系;超声波与次声波.版权所有
【分析】(1)声音的传播是需要介质的,它既可以在气体中传播,也可以在固体和液体中传播,真空不能传声;
(2)声音的三个特征分别就是:音调、响度、音色,是从不同角度描述声音的,音调指声音的高低,由振动频率决定;响度指声音的强弱或大小,与振幅和距离有关;音色是由发声体本身决定的一个特性;
(3)减弱噪声的途径:在声源处、在传播过程中、在人耳处;
(3)B超是超声波的利用。
【解答】解:A、声音的传播是需要介质的,人在水面下能听到岸上的说话声,说明液体也能传声,故A错误;
B、改变试管内的水量空气柱长度改变,振动的频率改变,音调改变,故B正确;
C、禁止鸣笛是在声源处减弱噪声,故C错误;
D、超声波的穿透能力强,B超是利用超声波工作的,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了声音的传播、声音的应用、声音的特性、减弱噪声的途径等,属于声学综合题,掌握基础知识是解题的关键。
3.(3分)如图所示,放在水平桌面上的物块用细线通过定滑轮与沙桶相连,当沙桶与沙的总质量为m时,物块恰好做匀速直线运动(忽略细线与滑轮之间的摩擦)。以下说法正确的是( )
A.物块受到的滑动摩擦力大小为mg
B.物块的重力与它对桌面的压力是一对平衡力
C.物块受到的滑动摩擦力与支持力是一对平衡力
D.继续向沙桶中加入沙子,物块受到的滑动摩擦力增大
【考点】平衡力与相互作用力的辨别.版权所有
【分析】二力平衡的条件是:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且在一条直线上;
影响滑动摩擦力大小的因素是压力大小和接触面的粗糙程度。
【解答】解:
A、沙桶与沙的总重力为G=mg,使用定滑轮不能改变力的大小(忽略细线与滑轮之间的摩擦),则物块受到的拉力大小为mg;因为物块做匀速直线运动,拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,所以滑动摩擦力的大小为mg,故A正确;
B、物块的重力与它对桌面的压力没有作用在同一个物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C、物块受到的滑动摩擦力与支持力不在同一条直线上,不是一对平衡力,故C错误;
D、继续向沙桶中加入沙子,由于压力大小和接触面的粗糙程度都不变,所以物块受到的滑动摩擦力不变,故D错误。
故选:A。
【点评】此题考查平衡力的辨别、摩擦力的大小。滑动摩擦力大小只跟压力大小和接触面粗糙程度有关,跟运动方向、运动速度、受力面积等都没有关系,这是解决本题的关键。
4.(3分)下列诗句中有关光现象的说法正确的是( )
A.“绿树阴浓夏日长”,树阴是光的反射形成的
B.“楼台倒影入池塘”,楼台倒影是光的折射形成的
C.“瀑水喷成虹”,彩虹是光的直线传播形成的
D.“潭清疑水浅”,水浅是光的折射形成的
【考点】光在均匀介质中直线传播;光的反射现象;光的折射现象及其应用;光的色散现象.版权所有
【分析】(1)光在同种均匀物质中沿直线传播,在日常生活中,激光准直、小孔成像和影子的形成等,都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的;
(2)当光照射到物体界面上时,有一部分光被反射回来的现象是光的反射,例如:平面镜成像、水中倒影都是由光的反射形成的;
(3)当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折,这就是光的折射,复色光发生折射时,会出现色散现象,如:海市蜃楼、看水里的鱼比实际位置浅、雨后天空中的彩虹等都是光的折射形成的。
【解答】解:
A、树阴是树木的影子,由于光的直线传播,光射到不透明物体上,在不透明物体后面形成影子,故A错误;
B、楼台的倒影属于平面镜成像,是光的反射形成的虚像,故B错误;
C、彩虹是光的色散形成的,光的色散的实质是光的折射,故C错误;
D、“潭清疑水浅”中“水浅”是水底看起来比较浅,这是由于光的折射形成的,看水底是逆着光的传播方向看的(即逆着折射光线看),由于错觉,我们始终认为光是沿直线传播的,所以看到的位置比实际位置浅,故D正确。
故选:D。
【点评】此题主要考查了光的直线传播、光的折射、光的反射现象和光的色散现象;光的直线传播是光在同一均匀介质中的传播,光的反射是光照射到物体表面又返回的现象,光的折射是由于光从一种介质斜射入另一种介质或在不均匀介质中传播时,传播方向发生变化的现象。它们之间有本质的区别,要注意区分。
5.(3分)生活处处有物理,留心观察皆学问.下列生活中的现象及其解释正确的是( )
A.打开高速行驶的大巴车车窗时,窗帘往外飘,是因为车外空气流速大,压强小
B.啄木鸟的嘴很尖细,可以减小压强,从而凿开树干,捉到躲藏在深处的虫子
C.水坝修建为上窄下宽是因为液体压强随深度增加而减小
D.珠穆朗玛峰顶的大气压强比兰州市地面的大气压强大
【考点】流体压强与流速的关系;增大和减小压强的方法和应用;液体压强的概念和特点;大气压强与高度的关系.版权所有
【分析】(1)气体和液体都属于流体,在流体中,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
(2)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。
(3)液体压强随深度的增加而增大。
(4)气压随海拔的升度而减小。
【解答】解:A、看到车上窗帘往外飘,是因为车外空气流速快压强小,车内空气流速慢压强大,从而产生向外的压力差,故A正确;
B、啄木鸟的嘴很尖细,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积,增大压强,从而凿开树干,捉到躲藏在深处的虫子,故B错误;
C、水坝修建为上窄下宽是因为液体压强随深度增加而增大,故C错误;
D、珠穆朗玛峰顶的高度大于兰州市地面的高度,海拔越高,气压越低,因此珠穆朗玛峰顶的大气压强比兰州市地面的大气压强小,故D错误。
故选:A。
【点评】此题考查了大气压强、流体压强和流速的关系、增大压强的方法、大气压与高度的关系等,是一道综合性较强的题目。
6.(3分)如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是( )
A.物体受到的浮力大小关系为FA>FB>FC
B.三个物体的密度大小关系为ρA>ρB>ρC
C.容器底部受到水的压力大小关系为F甲>F乙>F丙
D.容器对桌面的压强大小关系为p甲=p乙=p丙
【考点】物体的浮沉条件及其应用;密度的大小比较;固体压强大小比较;阿基米德原理的应用.版权所有
【分析】(1)由图得出A、B、C三个正方体排开水的体积关系,根据阿基米德原理即可判断物体受到的浮力大小关系;
(2)由图A、B、C三个正方体所处的状态,判定其浮力和重力的关系;然后根据三者的浮力大小、利用浮沉条件判断物体密度与水的密度大小关系;
(3)利用p=ρgh判断容器底受到水的压强关系,根据F=pS判定压力的大小关系;
(4)根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于物体排开液体的重力,分析出整个装置的压力的大小关系,根据p=分析压强的大小。
【解答】解:
A、由题知,A、B、C三个正方体的体积相同;由图可知,A、B、C三个正方体排开水的体积关系为VA排<VB排<VC排,根据F浮=ρ液gV排可知,浮力的大小关系为:FA<FB<FC,故A错误;
B、由图可知,A和B处于漂浮,C处于悬浮,则由浮沉条件可知:GA=FA,GB=FB,GC=FC,由于FA<FB<FC,所以GA<GB<GC;
由于正方体A、B、C的体积相同,所以根据ρ==可知,物体密度的大小关系:ρA<ρB<ρC,故B错误;
C、正方体静止时,三个容器内水面高度相同,即h相同,水的密度一定,根据p=ρgh可知,容器底受到水的压强关系为p甲=p乙=p丙,根据F=pS可知,受到的压力也是相同的,故C错误;
D、因正方体分别处于漂浮或悬浮状态,则浮力等于自身重力,由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于排开液体的重力,即说明容器中正方体的重力等于正方体排开水的重力,即可以理解为,容器中正方体的重力补充了它排开的水的重力,能看出三个容器内总重力相等;由于容器相同,所以三个容器对桌面的压力关系为F甲=F乙=F丙,根据p=可知,压强也是相同的,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查阿基米德原理、液体压强公式和密度公式的应用等,是一道综合性较强的题目,但难度不是很大。
7.(3分)关于热和能,下列说法中正确的是( )
A.热传递时,温度总是从高温物体传递给低温物体
B.一块0℃的冰熔化成0℃的水后,温度不变,内能变大
C.内燃机的压缩冲程,主要通过热传递增加了汽缸内物质的内能
D.物体内能增加,一定是外界对物体做了功
【考点】温度、热量与内能的关系;热传递的概念与方式;热传递改变物体内能;做功改变物体内能;物体内能的改变;四冲程内燃机的工作过程.版权所有
【分析】(1)热传递的条件是两个物体之间存在温度差,热量从高温物体传给低温物体。
(2)内能的大小跟质量、温度、状态有关;晶体熔化过程吸收热量,温度不变;
(3)改变物体内能的方式有做功和热传递,做功属于能量的转化,热传递属于能量的转移;
(4)做功和热传递都可以改变物体的内能,且是等效的。
【解答】解:A、发生热传递时,传递的是热量而不是温度,故A错误;
B、一块0℃的冰熔化成0℃的水后,吸收热量,温度不变,内能增加,故B正确;
C、内燃机的压缩冲程,活塞压缩气缸内物质,机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能,故C错误;
D、物体内能增加,可能是由于外界物体对该物体做了功,也有可能是由于物体从外界吸收了热量,故D错误。
故选:B。
【点评】本题综合考查了热传递的条件、熔化吸热、能量转化以及物体内能的改变方式,是一道综合题。
8.(3分)国产003型航母将采用自行研制的电磁弹射器。如图所示,电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通以强电流时,即可受到强大的推力。下列与电磁弹射器工作原理一致的实验是( )
A.
B.
C.
D.
【考点】磁场对通电导线的作用.版权所有
【分析】根据通电导体在磁场中受到磁场力的作用分析解答。
【解答】解:由题意可知,电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通以强电流时,即可受到强大的推力,由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。
A、图中没有电源,闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,是电磁感应现象,故A错误;
B、图中有电源,通电导体棒在磁场中受力而运动,即与电磁弹射器的工作原理相同,故B正确;
C、图中两电磁铁串联,通过的电流相等,而线圈匝数不同,所以该实验是探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,故C错误;
D、该实验为奥斯特实验,说明了电流周围存在着磁场,故D错误。
故选:B。
【点评】对于电磁学中的电流磁效应、磁场对通电导体有力的作用、电磁感应实验区分要注意条件。
二、多项选择题(本大题包括4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
(多选)9.(4分)2022年女足亚洲杯决赛中,中国女足在0﹣2落后的情况下逆转,以3:2力克韩国女足夺冠,时隔16年重登亚洲之巅,在足球比赛中,下列说法正确的是( )
A.足球在空中飞行过程中受重力和空气阻力的作用
B.足球在空中下落的过程中速度变大,惯性变大
C.足球在地面上越滚越慢,说明运动需要力来维持
D.守门员飞身扑住了飞向球门的足球,说明力可以改变物体的运动状态
【考点】力与运动的关系;力的作用效果;惯性与惯性现象.版权所有
【分析】(1)对足球进行受力分析即可做出判断。
(2)惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,只与物体的质量有关;
(3)物体的运动不需要力来维持;
(4)力可以改变物体的形状,可以改变物体的运动状态。
【解答】解:A、足球在空中飞行过程中,受到重力和空气阻力的作用,故A正确;
B、足球在空中下落过程中质量不变,惯性不变,故B错误;
C、足球在地面上越滚越慢,说明力可以改变物体的运动状态,运动不需要力来维持,故C错误;
D、守门员飞身扑住了飞向球门的足球,说明力可以改变物体运动状态,故D正确。
故选:AD。
【点评】此题考查力的作用效果、惯性以及对物体的受力分析,是一道综合性较强的题目,但总体难度不大。
(多选)10.(4分)下列关于电现象说法正确的是( )
A.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,是因为在摩擦的过程中产生了电子
B.使用试电笔时,手指应接触笔尾金属体
C.根据 可知,导体电阻与导体两端电压成正比,与通过导体的电流成反比
D.家庭电路中发生短路现象可以使空气开关跳闸
【考点】测电笔的使用;家庭电路的故障分析;摩擦起电的实质;欧姆定律及其公式.版权所有
【分析】(1)摩擦起电的实质是电子的转移,不同物质原子核对核外电子的束缚本领强弱不同,在摩擦的过程中,对核外电子束缚能力弱的失去电子,带上正电,对核外电子束缚能力强的得到电子,带上负电;
(2)试电笔的使用方法:笔尖接触被测导线,手指接触尾部金属体;
(3)导体的电阻是导体本身的性质,与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关,导体电阻可由导体两端的电压值与流过导体的电流值的比值求得,但与流过的电流和两端的电压无关;
(4)家庭电路过大的原因有两个;发生短路和用电器的总功率过大。
【解答】解:A、摩擦起电的实质是电子的转移,毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,是因为在摩擦的过程中橡胶棒对核外电子束缚能力强,得到电子,故A错误;
B、使用试电笔时手指必须接触金属体笔尾金属体,故B正确;
C、阻值是导体本身所具有的性质,与通过它的电流、它两端的电压无关,故C错误;
D、在家庭电路中,因电流过大导致空气开关“跳闸”的原因有:短路和用电器的总功率过大,会造成干路电流过大,故D正确。
故选:BD。
【点评】本题考查摩擦起电的实质、试电笔的使用、导体电阻的影响因素和家庭电路中电流过大的原因,属于基础题,难度不大。
(多选)11.(4分)2022年11月29日23时08分,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约10分钟后,神舟十五号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,发射取得成功。下列说法正确的是( )
A.火箭选用液态氢作燃料,是因为液态氢具有较大的热值
B.火箭加速升空的过程中,火箭的动能增加,重力势能增加
C.上升过程中,以载人飞船为参照物,宇航员处于静止状态
D.载人飞船进入预定轨道稳定运行时,处于平衡状态
【考点】燃料的热值及其计算;运动和静止的相对性;平衡状态的判断;动能和势能的转化.版权所有
【分析】(1)液氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的液氢和其他燃料相比,液氢可以释放更多的热量;
(2)动能的影响因素:物体的质量和运动速度;重力势能的影响因素:物体的质量和物体所处的高度;机械能为动能和势能的和;
(3)判断物体是运动还是静止,首先要确定所选的参照物,若被研究的物体和参照物之间发生了位置的改变,则被研究的物体是运动的,否则是静止的;
(4)物体处于静止或匀速直线运动状态时为平衡状态。
【解答】解:A.火箭使用液氢做燃料,液氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的液氢和其他燃料相比,液氢可以释放更多的热量,故A正确;
B.火箭加速升空过程中,速度和高度都增加,动能增加,重力势能增加,机械能增加,故B正确;
C.若以飞船为参照物,宇航员与飞船的相对位置没有发生改变,所以宇航员是静止的,故C正确;
D.载人飞船进入预定轨道稳定运行时,其运动的方向发生了变化,处于非平衡状态,故D错误。
故选:ABC。
【点评】本题考查了热值、动能和重力势能的影响因素、参照物的选择以及平衡状态的判定,属于基础类试题,难度较低,但是综合性较强。
(多选)12.(4分)如图所示,电源电压恒为4V,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”,小灯泡L标有“2.5V 1.25W”的字样(灯丝电阻不变),若通过小灯泡L的电流不超过额定电流,电流表、电压表不能超过量程,则移动滑动变阻器的滑片,下列说法中正确的是( )
A.电压表示数变化范围为1.5V~3V
B.滑动变阻器滑片P向右移动,电流表示数增大,灯泡变亮
C.小灯泡的实际电功率变化范围为0.2W~1.25W
D.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围为10Ω~20Ω
【考点】电功率的计算;欧姆定律的应用;电路的动态分析.版权所有
【分析】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,然后与电压表的量程相比较确定灯泡能正常发光,然后得出电压表的量程,根据P=UI求出灯泡正常发光时的电流,然后与滑动变阻器允许通过的最大电流相比较确定电路中的最大电流,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;
(2)滑动变阻器滑片P向右移动,滑动变阻器电阻变大,串联电路总电阻变大,电源电压不变,由分析即可得出答案;
(3)根据欧姆定律求出灯泡的电阻,当电压表的示数为3V时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,灯泡的电功率最小,根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,利用欧姆定律求出电路中的最小电流,进一步计算滑动变阻器接入电路的最大阻值,根据P=UI=I2R求出灯泡的最小功率,然后得出电压表、电路中电流和小灯泡的实际电功率变化范围。
【解答】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测变阻器R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)灯泡正常发光时的电压为2.5V,功率为1.25W,
因串联电路总电压等于各分电压之和,所以,灯泡正常发光时电压表的示数U滑=U﹣UL=4V﹣2.5V=1.5V,
因1.5V<3V,没有超出电压表的量程,所以,电压表的最小示数为1.5V,则电压表的示数变化范围为1.5V~3V,故A正确;
此时灯泡正常发光,即小灯泡的最大实际功率为1.25W,
由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流:IL===0.5A,
因串联电路中各处的电流相等,且电流表量程“0~0.6A”,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,
所以,电路中的最大电流I大=IL=0.5A,
此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,则滑动变阻器接入电路的最小阻值:R滑小===3Ω;
(2)滑动变阻器滑片P向右移动,滑动变阻器电阻变大,串联电路总电阻变大,电源电压不变,由可知,电流表示数减小,灯泡变暗,故B错误;
(3)当电压表的示数最大为3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,灯泡的实际功率最小,
电压表示数最大为3V时,灯泡两端的电压为:UL′=U﹣UV=4V﹣3V=1V,
灯泡的电阻:RL===5Ω,
此时通过电路的电流:I′===0.2A,
此时滑动变阻器接入电路的阻值:R滑大===15Ω,所以滑动变阻器连入电路的阻值变化范围为3Ω~15Ω,故D错误;
电流表示数变化范围为0.2A~0.5A;
灯泡的最小功率:PL小=(I小)2RL=(0.2A)2×5Ω=0.2W,
所以,小灯泡的实际电功率变化范围为0.2W~1.25W,故C正确。
故选:AC。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是电路中最大和最小电流的确定。
三、填空题(本大题包括3小题,每空2分,共12分)
13.(4分)现在实行网上阅卷,要求每份试卷必须贴上条形码,其中条形码扫描设备中有发光二极管、光敏二极管等元件,它们均由 半导体 材料构成;光学扫描部分的镜头相当于照相机,成倒立、 缩小 (选填“缩小”、“等大”或“放大”)的实像。
【考点】半导体材料的特点与作用;凸透镜成像规律的其他应用.版权所有
【分析】(1)发光二极管、光敏二极管等元件主要是由半导体材料制成的。
(2)当物体到凸透镜的距离大于两倍焦距时,成倒立、缩小的实像,照相机就是利用该原理来工作的。
【解答】解:现在实行网上阅卷,要求每份试卷必须贴上条形码,其中条形码扫描设备中有发光二极管、光敏二极管等元件,它们均由半导体材料构成;光学扫描部分的镜头相当于照相机,成倒立、缩小的实像。
故答案为:半导体;缩小。
【点评】知道半导体的特点及应用;知道凸透镜的成像规律及照相机的基本原理。
14.(4分)太阳核心温度高达1500万摄氏度,在太阳内部,氢原子在超高温下发生 核聚变 (选填“核裂变”或“核聚变”),释放出巨大的核能;太阳能既是清洁能源又是 可再生 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
【考点】能源及其分类;核能、核裂变和核聚变;太阳能.版权所有
【分析】核能分为裂变和聚变两种,裂变分为两种:可控链式反应和不可控链式反应,前者主要应用在核反应堆中,后者应用在原子弹中;聚变主要应用在氢弹上。
像风能、水能、太阳能等可以在自然界里源源不断地得到,把它们称为可再生能源。化石能源、核能等能源会越用越少,不能在短期内从自然界得到补充,称为不可再生能源。
【解答】解:太阳之所以能发光发热,相当于无数个的氢弹爆炸而造成的,即氢原子核在超高温下发生聚变释放核能。
太阳能可以在自然界里源源不断地得到,是可再生能源。
故答案为:核聚变;可再生。
【点评】本题考查了太阳能的相关物理知识,注重了物理知识和生活的联系,是中考的热点。
15.(4分)在“探究阻力对物体运动影响”的实验中,小明每次均让同一小车从斜面的同一高度静止滑下,这样做的目的是 控制小车下滑到水平面的速度相同 。某医院急诊室的一氧气钢瓶中装有密度为5kg/m3的氧气,给急救病人供氧用去了一半,则瓶内剩余氧气的密度是 2.5 kg/m3。
【考点】探究阻力对物体运动的影响;密度的计算与公式的应用.版权所有
【分析】在“探究阻力对物体运动影响”的实验中,由控制变量法,要控制小车下滑到水平面的速度相同。
根据密度公式求解。
【解答】解:在“探究阻力对物体运动影响”的实验中,小明每次均让同一小车从斜面的同一高度静止滑下,这样做的目的是控制小车下滑到水平面的速度相同。
某医院急诊室的一氧气钢瓶中装有密度为5kg/m3的氧气,给急救病人供氧用去了一半,瓶内氧气的质量变为原来的二分之一,而体积不变,则瓶内剩余氧气的密度是:
ρ′===。
故答案为:控制小车下滑到水平面的速度相同;2.5。
【点评】本题考查控制变量法和密度公式的运用。
四、作图题(本大题包括2小题,每小题3分,共6分)
16.(3分)在水平向右行驶的小车车厢顶端用细线悬挂一小球,小车水平地板上放置一物块A,从某时刻起,发现小球向左(运动的反方向)摆开,并连续一段时间,如图所示,请画出这段时间内物块A受力的示意图。
【考点】力的示意图与图示.版权所有
【分析】物块A在竖直方向上受到重力和支持力的作用,这两个力是一对平衡力;根据小球向左(运动的反方向)摆开,并连续一段时间,分析小车做何种运动,然后确定物块A在水平方向上受到的摩擦力方向,在按照力的示意图的画法画出各个力。
【解答】解:分析可知,物块A在竖直方向上受到重力和支持力的作用,这两个力是一对平衡力;
小球向左(运动的反方向)摆开,并连续一段时间,根据惯性知识可知,小车做加速运动,故物块A在水平方向上受到的摩擦力方向水平向右;如图所示:
【点评】此题考查力的示意图的画法,关键是根据惯性知识和结合题意判断小车做何种运动,并确定物块A受到的摩擦力方向。
17.(3分)如图甲所示是一个常用的插线板。插线板上的指示灯在开关断开时不发光,插孔不能提供工作电压,开关闭合时指示灯发光,插孔可以提供工作电压;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压。根据上述说明,在图乙中画出开关、指示灯、插孔与电源线的连接方式。
【考点】插座的构造与工作方式.版权所有
【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:插线板上的指示灯在开关闭合时会发光,插孔正常通电,说明开关同时控制灯泡和插座,灯泡和插座之间可能是串联,也可能是并联,如果两者并联,开关应该在干路上;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能正常通电,说明灯泡和插座之间是并联的,开关接在灯泡、插座和火线之间控制火线使用更安全。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。
五、实验题(本大题包括2小题,共20分)
18.(10分)实验室常用蜡烛完成以下光学实验:
(1)图甲为小孔成像示意图,该现象可以用 光的直线传播 原理来解释。
(2)图乙为探究平面镜成像特点的实验装置,本实验原理是 光的反射 ;若在像和玻璃板之间放置一个不透明的挡板,从蜡烛A一侧观察玻璃板, 能 (填“能”或“不能”)看到蜡烛所成的像。
(3)①小伟同学在组装图丙中的器材时,将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,并调节烛焰、凸透镜,光屏的中心在同一水平高度上,这样做的目的是: 使像成在光屏中央 。当蜡烛距离凸透镜20cm处时,恰好得到清晰的等大的实像,则该透镜的焦距是 10cm 。
②实验过程中,凸透镜始终固定在光具座50cm刻度线处。当蜡烛距离凸透镜15cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、 放大 的实像(选填“放大”、“等大”或“缩小”)。
③接下来小伟将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离,为了能在光屏上再次看到烛焰清晰的像,他应将光屏向 靠近 透镜方向移动(选填“靠近”或“远离”)此时的像与步骤②中的像相比,大小将变 小 。
④小伟将蜡烛固定在光具座10cm刻度线处,移动光屏,再次得到烛焰清晰的像,利用该成像规律制成的光学仪器是 照相机 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)。小伟发现,随着蜡烛燃烧变短,烛焰在光屏上的像会向 上 移动。
【考点】探究凸透镜成像的规律;光直线传播的应用;探究平面镜成像的特点.版权所有
【分析】(1)小孔成像的原理是光沿直线传播;
(2)平面镜成像原理是光的反射;平面镜成正立等大的虚像,像与物关于镜面对称;
(3)①为了使像成在光屏中央,应调节烛焰、凸透镜,光屏的中心在同一水平高度上;根据u=v=2f,成倒立等大的实像,据此求出焦距;
②根据2f>u>f,成倒立、放大的实像;
③根据凸透镜成实像时,物远像近像变小分析回答;
④根据u>2f,成倒立、缩小的实像,照相机就是利用此原理制成的;根据过光心的光线传播方向不变分析回答。
【解答】解:(1)小孔成像的原理是光的直线传播,成的是倒立的实像;
(2)物体射出的光线经平面镜进行反射,反射光线反向延长线会聚成像,所以平面镜成像原理是光的反射;
若在像和玻璃板之间放置一个不透明的挡板,玻璃板仍然能反射光而成像,所以从蜡烛A一侧观察玻璃板能看到蜡烛所成的像;
(3)①为了使像成在光屏中央,应调节烛焰、凸透镜,光屏的中心在同一水平高度上;
当蜡烛距离凸透镜20cm处时,恰好得到清晰的等大的实像,根据u=v=2f,成倒立等大的实像,故2f=20cm,即f=10cm;
②当蜡烛距离凸透镜15cm时,此时2f>u>f,成倒立、放大的实像;
③小伟将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离,此时物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,为了能在光屏上再次看到烛焰清晰的像,他应将光屏向靠近透镜方向移动,此时的像与步骤②中的像相比,大小将变小;
④小伟将蜡烛固定在光具座10cm刻度线处,此时物距u=50cm﹣10cm=40cm>2f,根据u>2f,成倒立、缩小的实像,照相机就是利用此原理制成的;
随着蜡烛燃烧变短,根据过光心的光线传播方向不变可知,烛焰在光屏上的像会向上移动。
故答案为:(1)光的直线传播;(2)光的反射;能;(3)①使像成在光屏中央;10cm;②放大;③靠近;小;④照相机;上。
【点评】本题主要考查凸透镜成像规律、小孔成像的特点、平面镜成像的特点,解题关键将实验操作要求及结论熟练掌握,认真审题分析。
19.(10分)为测量小灯泡L功率,小明设计了如图甲所示的电路图,小灯泡L的额定电压 U额=2.5V,电源电压恒为3V。实验中:
(1)在连接电路时,开关S应处于 断开 状态;
(2)连接究电路后,闭合开关S,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表示数始终为零,电压表示数始终为3V。假定电路中只有一处故障,则产生这一现象的原因可能是 B ;
A.灯泡短路
B.灯泡断路
C.滑动变阻器短路
D.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,继续实验,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则此时流过灯泡的电流是 0.24 A,小灯泡的额定功率为 0.6 W;
(4)如果要使灯泡两端电压由2.5V调到2V,应该把滑动变阻器的滑片向 左 滑动(选填“左”、“右”);
(5)根据实验数据绘制出小灯泡的电流I与电压U的关系图像,由图像可知,I与U不成正比,原因是 灯泡的电阻随温度的升高而增大 。
(6)同组的小月同学设计了如图丁所示的电路,也测出了该灯泡正常发光的功率,其中定值电阻的阻值R=25Ω,正确操作步骤如下:
①只闭合开关S和 S2 ,调节滑动变阻器滑片使电流表示数I1= 0.1 A。
②只闭合开关S和 S1 ,保持滑动变阻器滑片位置不动,读出电流表示数 I2。
③小灯泡的额定电功率表达式为 P额= U额(I2﹣I1) (用物理量的符号表达)。
【考点】实验 测量小灯泡的电功率.版权所有
【分析】(1)在连接电路时,应断开开关;
(2)无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表示数始终为零,电路有断路,再根据电压表示数情况分析判断故障的原因;
(3)由图乙知,电流表选用小量程,确定分度值再读数,根据P=UI计算小灯泡的额定功率;
(4)灯两端电压要小于灯泡额定电压,应增大滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的分压原理分析判断;
(5)灯丝的电阻随温度升高而变大;
(6)由电路图可知,电路中无电压表,只有电流表;要测2.5V的小灯泡L的额定功率,可根据并联电路各支路两端的电压相等进行设计电路;即调节滑动变阻器接入电路的电阻,使R与电流表示数的乘积为2.5V,再用电流表测出干路电流,根据并联电路的电流特点求出通过灯泡的电流,最后利用P=UI求出灯泡的额定功率。
【解答】解:(1)为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态;
(2)无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表示数始终为零,电路有断路,电压表示数始终为3V,说明电压表两接线柱到电源间是通路,并且故障只有一处,产生这一现象的原因可能是灯泡断路,故选B;
(3)当电压表的示数为2.5V时,灯泡正常发光,由图乙知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,此时通过小灯泡的电流为0.24A,
小灯泡的额定功率:P额=U额I=2.5V×0.24A=0.6W;
(4)如果要使灯泡两端电压由2.5V调到2V,调节滑片应使滑动变阻器分得电压增大,由串联电路的分压原理知,应增大滑动变阻器连入电路的阻值,由电路图知,应把滑动变阻器的滑片向左滑动;
(5)当电压表的示数增大时,通过灯的电流也变大,根据P=UI,灯的功率变大,灯的温度升高,灯丝的电阻增大。
(6)①只闭合开关S和S2,灯泡和定值电阻并联接入电路,电流表v通过定值电阻的电流,
灯泡两端电压为额定电压2.5V时,灯泡正常发光,并联电路各支路两端电压相等,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为I1===0.1A;
②闭合开关S和S1,断开开关S2,电流表测通过灯泡和定值电阻的电流之和,保持滑动变阻器滑片位置不动,读出电流表示数为I2;
③由于电路连接关系没有改变,各电阻的电压和电阻大小不变,故通过灯的电流不变,并联电路干路电流等于各部分电路之和,则灯的额定电流为IL=I2﹣I1,
根据P=UI可得小灯泡额定功率表达式为:P额=U额IL=U额(I2﹣I1)。
故答案为:(1)断开;(2)B;(3)0.24;0.6;(4)左;(5)灯泡的电阻随温度的升高而增大;(6)①S2、0.1; ②S1;③U额(I2﹣I1)。
【点评】本题是测灯泡电功率的实验,考查了实验的操作、故障分析、电流表读数、电功率计算以及灯泡电阻与温度关系等,难度适中。
六、计算题(本大题包括2小题,共22分。解答时应写出必要的文字说明、主要公式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分)
20.(10分)如图所示是可以在导轨AB上移动的天车。天车上的卷扬机(其内部有电动机提供动力)通过滑轮组提升重物。导轨AB长15m。现用此天车匀速提升水下一质量为0.81t的货物。货物浸没在水中时受到的浮力为2700N,卷扬机对钢绳的拉力为2300N。不计钢绳重及摩擦,不考虑水对货物的阻力。
(1)货物的密度是多少?
(2)图中天车(含滑轮组)的重心所在位置距A端的水平距离为3m,物体浸没在水中时,支架对导轨A端的支持力为8000N,求天车和滑轮组的总重力是多少?
(3)当卷扬机将货物提升离开水面后,天车中滑轮组的机械效率是多少?
【考点】滑轮(组)的机械效率;密度的计算与公式的应用;阿基米德原理的应用.版权所有
【分析】(1)已知货物的质量,及货物浸没在水中时的浮力,由公式F浮=ρgV排求得货物排开水的体积即物体的体积大小,再由公式求得货物的密度;
(2)不计钢绳重及摩擦,不考虑水对货物的阻力,导轨AB看作杠杆,当AB处于水平位置时,以B为支点,动力为A端受到的支持力F支,动力臂为AB,阻力为天车和滑轮组对AB的压力F压,阻力臂L阻为B点到压力作用点的距离,且F压=G总+G货﹣F浮,L阻=15m﹣3m=12m,由杠杆平衡条件可求得压力的大小,从而求得天车和滑轮组的总重力;
(3)已知货物的重、绳端的拉力F拉和动滑轮上的绳子股数n,由动滑轮和货物的受力关系G货+G动=nF拉+F浮可求得动滑轮的重,根据公式η=可求得滑轮组机械效率。
【解答】解:(1)货物的质量为:m货=0.81t=810kg,货物浸没在水中时,货物排开水的体积等于货物的体积,
故货物的体积为:V货=V排=,
货物的密度为:;
(2)不考虑水对货物的阻力,导轨AB相当于杠杆,当AB处于水平位置时,以B为支点,动力为A端受到的支持力F支,动力臂为AB,阻力为天车和滑轮组对AB的压力F压,阻力臂L阻为B点到压力作用点的距离,且F压=G总+G货﹣F浮,L阻=15m﹣3m=12m,
货物的重力为:G货=m货g=810kg×10N/kg=8100N,
由杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂可得:F支×AB=F压×L阻,即:
8000N×15m=(G总+8100N﹣2700N)×12m,解得:G总=4600N;
(3)动滑轮上的绳子股数n=3,货物浸没在水中时,由动滑轮和货物的受力关系G货+G动=nF拉+F浮可得,
动滑轮的重力为:G动=nF拉+F浮﹣G货=3×2300N+2700N﹣8100N=1500N,
货物离开水面后,不计钢绳重及摩擦,动滑轮和货物的受力关系为:G货+G动=nF拉′,
滑轮组的机械效率为:η===。
答:(1)货物的密度是3×103kg/m3;
(2)天车和滑轮组的总重力是4600N;
(3)天车中滑轮组的机械效率是84.375%。
【点评】本题综合考查杠杆平衡条件以及机械效率的应用计算,涉及浮力和密度的计算,要求学生能进行受力分析处理物体受力的关系,难度较大。
21.(12分)如图甲所示为小明家的电饭锅,铭牌上附有中国能效标识,从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级,额定电压为220V,加热功率为1210W。电饭锅的简化电路图如图乙所示,有加热和保温两挡,由开关S调节,其中R1和R2均为发热电阻,且阻值不随着温度的变化而改变。求:
(1)小明想利用如图丙所示的电能表测量电饭锅的保温功率,他关闭家里的其它用电器,让电饭锅处于“保温”状态下正常工作,观察到电能表转盘在5min内转了22圈。则该电饭锅的保温功率为多少?
(2)电阻R1、R2的阻值分别为多少?
(3)小明上网查询了解,国家标准中规定电饭锅在该加热功率下正常工作时,三级能效的热效率值(电热转化效率)范围为81%≤η<86%。他用学过的知识对电饭锅进行测试:在加热状态下,将温度为23℃、质量为2.2kg的水加热到100℃,电饭锅正常工作用时700s。已知c水=4.2×103J/(kg•℃),请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。
【考点】电功与电热的综合计算.版权所有
【分析】(1)根据电能表的转数求出电饭锅处于“保温”状态下正常工作消耗的电能,再根据P=得出实际功率;
(2)由电路图知,S断开时两电阻串联,电路中电阻较大,功率较小,为保温状态,
当S闭合时,只有R1接入电路中,电阻较小,功率较大,为加热状态,
由P=算出R1的电阻,由P=可得R1、R2的总电阻,由串联电路电阻的规律算出R2的电阻;
(3)根据Q吸=c水mΔt算出水吸收的热量,由W′=P加热t′算出用时700s消耗的电能,由η=×100%算出该电饭锅的热效率,进而判断出该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。
【解答】解:(1)“3000r/(kW•h)”表示每消耗1kW•h电能,电能表转盘转3000圈,只让电饭煲在“保温”状态下工作,转盘在5min内转了22转,消耗的电能为:
W==kW•h,
电饭锅处于“保温”状态时的功率为:
P保温===0.088kW=88W;
(2)由电路图知,S断开时两电阻串联,电路中电阻较大,功率较小,为保温状态,
当S闭合时,只有R1接入电路中,电阻较小,功率较大,为加热状态,
由P=可得R1的电阻:
R1===40Ω,
由P=可得R1、R2的总电阻为:
R总===550Ω,
R2的电阻为:
R2=R总﹣R1=550Ω﹣40Ω=510Ω;
(3)水吸收的热量为:
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×2.2kg×(100℃﹣23℃)=7.1148×105J;
用时700s消耗的电能为:
W′=P加热t′=1210W×700s=8.47×105J,
该电饭锅的热效率为:
η=×100%=×100%=84%,故该电饭锅的热效率值达到三级能效。
答:(1)该电饭锅的保温功率为88W;
(2)电阻R1、R2的阻值分别为40Ω、510Ω;
(3)该电饭锅的热效率值达到三级能效。
【点评】本题考查了串联电路特点、电能的计算、电功率计算公式的应用以及效率公式的应用,对电能表参数的理解和运用是本题的关键。
山东省日照市东港区新营中学2023-2024学年下学期九年级开学考试物理试卷: 这是一份山东省日照市东港区新营中学2023-2024学年下学期九年级开学考试物理试卷,共6页。
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山东省日照市东港区新营中学2023-2024学年上学期九年级期末考试物理试题: 这是一份山东省日照市东港区新营中学2023-2024学年上学期九年级期末考试物理试题,共6页。