2023年山东省烟台市牟平区文化街道第一初级中学中考物理一模试题(五四学制)(含答案)
展开2023年山东省烟台市牟平区文化一中中考物理一模试卷(五四学制)
一.单项选择题(共15小题,30分
1.(2分)下列关于光现象形成原因的对应关系正确的是( )
A.水中望月——光的折射 B.黑板反光——光的漫反射
C.凿壁借光——光的反射 D.雨后彩虹——光的折射
2.(2分)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.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
3.(2分)三个完全相同的烧杯,分别装有相同体积的甲、乙、丙三种不同液体,将烧杯放在同一个水槽中,静止时如图所示,则下列说法正确的是( )
A.三个烧杯所受浮力相等 B.乙液体的密度最大
C.丙液体的密度比水大 D.三种液体的密度相等
4.(2分)如图所示,用丝绸摩擦过的玻璃棒a去接触不带电的验电器金属球b后,验电器的两片金属箔张开,则下列说法正确的是( )
A.用丝绸摩擦过的玻璃棒带负电荷
B.丝绸与玻璃棒a摩擦过程中创造出了新电荷
C.a、b接触时,a上的一些电子转移到b上,瞬时电流方向b→a
D.验电器的两片金属箔张开时,金属箔都带正电荷
5.(2分)如图,下压活塞使硝化棉着火,这个过程与选项四冲程汽油机工作示意图中,哪一个冲程的能量转化过程是相同的( )
A. B. C. D.
6.(2分)在如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向右端滑动时( )
A.电流表示数减小,电压表示数增大
B.电流表示数减小,电压表示数不变
C.电流表示数不变,电压表示数不变
D.电流表示数不变,电压表示数增大
7.(2分)如图所示,能说明扬声器工作原理的是( )
A.
B.
C.
D.
8.(2分)如图所示的家庭电路中,正常发光的两盏灯突然有一盈熄灭,用试电笔分别插入插座的两孔,氖管均发光,造成这一现象的原因可能是( )
A.不亮的灯断路了
B.cg间的插座短路了
C.ef间的导线断路了
D.一定是gf间的导线断路了
9.(2分)在探究实践创新大赛中,小明同学展示了他的“液体压强演示仪”,其主要部件是一根两端开口且用橡皮膜扎紧的玻璃管(如图),将此装置放于水中,通过橡皮膜的凹凸程度变化,探究液体压强规律。如图描述的几种橡皮膜的变化情况,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
10.(2分)拿一副远视眼镜放在凸透镜前,如图所示,光屏上出现烛焰清晰的像,移走远视眼镜,烛焰的像变得模糊,为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是( )
A.将蜡烛靠近凸透镜
B.将光屏靠近凸透镜
C.将光屏远离凸透镜
D.将光屏和蜡烛同时靠近凸透镜
11.(2分)小明为自己家的养牛场设计了一款补水提示器,其工作原理如图所示,水量减少时滑片上移。下列分析错误的是( )
A.如果选择电压表,水量增多时电表示数变大
B.如果选择电流表,水量减少时电表示数变小
C.与电压表相比,选择电流表设计电路更节能
D.如果选择电流表,R0可以在水太多时保护电路
12.(2分)如图甲所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从在某两点间滑动的过程中,R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示,则下列判断正确的是( )
A.图线A是电阻R1的I﹣U关系图象
B.电源电压为16V
C.R1的阻值是20Ω
D.当电流表的示数为0.8A的电流时,滑动变阻器消耗的功率为12.8W
13.(2分)如图所示,用水平拉力F拉动物体A在水平地面上匀速运动,物体B静止不动,下列关于A对B的摩擦力及弹簧测力计的示数情况说法正确的是(不计绳和弹簧测力计重)( )
A.A对B的摩擦力的方向水平向左
B.弹簧测力计的示数大于B对A的摩擦力
C.弹簧测力计的示数等于B对A的摩擦力
D.拉力F的大小等于A与地面的摩擦力
14.(2分)今年“五一”假期,铁路接触网遭异物侵扰的新闻多次上热搜,铁路部门有明确规定:在高铁线路两侧各500米范围内,不得升放风筝。若导电性能好的金属丝风筝线散落在高铁接触网(高压电路)上,会造成短路而使动车组失去动力。下列电路能解释上述现象的是( )
A.
B.
C.
D.
15.(2分)如图所示,当我们看远处物体时,远处物体的光线正好聚焦在视网膜上。当我们从看远处物体改为看近处物体时(一般不小于10cm),为了使近处物体成像在视网膜上,晶状体凸度和焦距的变化情况分别是( )
A.晶状体凸度变小,焦距变短
B.晶状体凸度变小,焦距变长
C.晶状体凸度变大,焦距变短
D.晶状体凸度变大,焦距变长
二.填空题(共5小题,15分)
16.(3分)如图所示,电源电压为4.5V,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“10Ω 1A”,小灯泡L标有“2.5V 1.25W”(不考虑温度对灯丝电阻的影响)。在保证通过小灯泡L的电流不超过额定电流的情况下,移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数变化范围是 ,电压表的示数变化范围是 ,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是 。
17.(3分)无论是盛夏还是寒冬,在装有空调的汽车玻璃窗上常附有小水珠,小水珠是水蒸气 形成的,夏天,水珠常常出现在车窗的 (选填“内侧”、“外侧”或“内、外侧”)。冬天,水珠常常出现在车窗的 (选填“内侧”、“外侧”或“内、外侧”)
18.(3分)如图,甲、乙为两只相同电表,当闭合S1、S2时,甲、乙两表示数之比为3:2,则两表均为 表。两电阻大小之比R1:R2为 ,电路总功率为P1,同时更换两电表种类,调整开关状态,使两表均有正常示数,此时电路总功率为P2,则P1:P2为 。
19.(3分)如图为电动机和发电机的模型,其中虚线框内的装置叫 ,乙图的工作原理是 ,甲图要加快线圈的转速,写出一种方法: 。
20.(3分)用密度为0.4×103kg/m3的泡沫制作长2m、宽1.5m、厚20cm的长方体简易浮桥,浮桥在河水中的最大承重为 kg(ρ河=1×103kg/m3,g=10N/kg);此浮桥空载时分别平放到海水和河水中,下表面受到的压强分别为p海和p河,则p海 p河(选填“>”、“<”或“=”)。
三.作图题(4分)
21.(4分)如图所示,在平静的湖边有一盏路灯,潜水爱好者在水下E处看到路灯的像。S和S′其中一个为物点,一个为像点,请画出水下E处的人看到路灯的光路图,并根据平面镜成像特点画出路灯通过水面所成的像A。
四、材料分析题(6分)
22.(6分)阅读短文回答问题
返回舱的回家之旅
经历了长达23天的飞行,在月球成功取样后,嫦娥五号返回舱于2020年12月17日凌晨1点精准地降落在内蒙古四王子旗地区。
返回舱在返回过程中要应对多种挑战,首先要应对的是高温。返回舱在利用半弹道跳跃(打水漂)再次进入大气层时的速度约为7.9km/s,它与大气的剧烈摩擦最高可产生3000℃左右的高温,我们知道,在温度为1600℃时,就能熔化钢铁,在3000℃时,即使是金刚石也会熔化,为什么嫦娥五号的返回舱没有被烧毁,而仅仅只是被“烤至金黄”?这是因为我国的神舟系列飞船采用了自主研制开发的烧蚀防热技术,就是用先进的防热材料技术给返回舱穿上一层25mm厚的“防热衣”,防热材料在高温作用下,自身分解、熔化、蒸发和升华,在消耗表面质量的同时带走大量的热,使表面温度大幅下降;同时还有一层辐射式防热和隔热材料,使热量不能传递到舱内,最终可使返回舱内部的温度控制在30℃左右。除了高温,返回舱返回过程中还要经过一个距地面35km到80km的黑障区,返回舱通过黑障区时,外壳温度为2000℃左右,高温使返回舱周围的空气电离形成等离子体,屏蔽了电磁波的通过,因此会丧失与外界的无线电联系,这段时间地面人员无法得知返回舱的实时状况,也无法对返回舱进行控制,只能通过进入黑障前进行精准的调控,才能使它顺利通过黑障区。返回舱在到达地面前的最后一道难关是在距地面约10km处要用降落伞减速。嫦娥五号返回舱共有三把伞:引导伞、减速伞和主伞,其中主伞面积可以达到1200m2左右,只有让降落伞顺利开伞才能在巨大阻力作用下,在返回舱到达地面前减速到6m/s左右,确保返回舱安全着陆。
嫦娥五号月球取样的成功,在世界面前彰显了我国航天科技的伟大成就,更让我们为祖国的强大而自豪。
(1)为什么降落伞上伞的面积要做得尽量大一些?
(2)返回舱经过稠密大气层时为什么会出现高温?如何使返回舱内部的温度保持在30℃左右?
(3)返回舱返回过程中,地面工作人员与返回舱之间利用什么传送信号?当返回舱出现黑障时,为什么无法传送信号?
五.实验探究题(共3小题,共23分)
23.图所示的是小明同学“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验,铁块和木块的大小和形状完全相同。
(1)实验时,小明同学先在竖直方向上对弹簧测力计调零,然后用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动,那么弹簧测力计的示数与实际摩擦力相比是偏大还是偏小?
(2)分析比较甲、乙两图弹簧测力计示数,得到的结论是什么?
(3)图乙、丙所示的实验过程,探究的问题是什么?
(4)图丁是小红同学对实验方案的改进,D是一个电动装置,可带动木板匀速运动,请你指出小红同学方案的优点。
24.某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。
(1)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有 。加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过 来判断的。
(2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如表通过分析实验数据,能够得出的结论是: 。
实验组别
液体
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
1
水
200
25
40
13.5
煤油
200
25
40
6.5
2
水
200
25
40
12
煤油
200
25
40
5.5
(3)图乙是第1组同学绘制的“吸收热量﹣时间”和“温度﹣时间”图象,能正确描述该实验真实情况的图象是 (选填序号)。
(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:第1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是 。
(5)这两组同学对图甲的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是 。
(6)若第3组没有改变实验装置,用图甲装置加热水,最后至气泡上升的过程当中,体积越来越大,到水面破裂,发现温度计的示数还在不断的上升,这与他所学过的知识相违背,你觉得他操作过程中出现了什么问题? 。
25.小红和小明进行“测量小灯泡的额定功率”的实验,实验室提供的器材有:不同规格的小灯泡和滑动变阻器、1.5V的干电池(若干)和其他常用器材。
(1)图甲是小红进行实验的实物电路图,小灯泡额定电压为3.8V,滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”,请用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整,使闭合开关时滑动变阻器连入电路的阻值最大。
(2)连接好电路之后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不发光,小红猜想可能的原因:①小灯泡的灯丝断了;②小灯泡短路;③滑动变阻器断路。她再观察,发现电流表示数为零,由此可判断猜想 是错误的;又进一步观察到电压表有示数,最终确定猜想 是正确的。(两空均选填“①”、“②”或“③”)
(3)排除故障后,小红移动滑片,使电压表的示数达到小灯泡的额定电压,此时电流表的指针如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W。
(4)小明用小红的实验电路接着测量规格为“2.5V 0.3A”小灯泡的额定功率。闭合开关,保证小灯泡发光的情况下,无论如何移动滑片,电压表示数始终高于2.5V,为此必须对实验器材进行调整,下列措施可行的是: 、 。(填字母代号)
A.换最大阻值较小的滑动变阻器
B.串联定值电阻
C.减少电池个数
D.增加电池个数
六.计算题(共2小题,共22分)
26.我国是全球第一个实现了“可燃冰”连续稳定开采的国家。“可燃冰”是在深海中形成的天然气水合物,在1标准大气压下,“可燃冰”的热值是天然气热值的180倍【已知天然气的热值为3.5×107J/m3,天然气的密度为0.8kg/m3】。求:
(1)标准大气压下,完全燃烧3L的“可燃冰”可以将质量为50L、初温为30℃的水升高多少℃?(不计热损失)
(2)一辆以天然气为燃料的汽车在平直的公路上匀速行驶时所受阻力为210N,如果以12L的“可燃冰”为燃料可以连续行驶72km,则汽车发动机的效率是多少?
27.某家用电热水器,其工作模式和相关参数如表。如图为电热水器的原理图,包括工作电路和控制电路两部分,通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热状态和保温状态的挡位变换。R0、R1为电热丝,R2为滑动变阻器,R为热敏电阻(置于电热水器内)。其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是热水器工作时的指示灯,忽略指示灯对电路的影响。
型号
LWL220﹣19
电源
AD220V 50Hz
加热功率
800W
保温功率
40W
水容量
1.0L
(1)分析说明当绿灯亮时,电热水器处于保温状态还是加热状态 。
(2)工作时若要提高电热水器的保温温度,如何调节保护电阻R2的滑片 。
(3)R1工作时的电阻是多大?
(4)电热水器处于加热状态时,工作4.2min,可使1L水的温度升高40℃,则该电热水器的效率是多少?
(5)该电热水器接在如图的电能表后面,家中只有电热水器工作时,使1L水的温度升高40℃的过程中电能表转多少转?
2023年山东省烟台市牟平区文化一中中考物理一模试卷(五四学制)
参考答案与试题解析
一.单项选择题(共15小题,30分
1.【解答】解:A、“水中望月”属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故A错误;
B、黑板反光是由于黑板表面比较光滑,光在这里发生了镜面反射,故B错误;
C、凿壁借光,运用的是光沿直线传播的知识,故C错误;
D、雨过天晴时,常在天空出现彩虹,这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫做光的色散,故D正确。
故选:D。
2.【解答】解:A、发声的音叉接触水面,水花四溅,说明物体发声时在振动,故A符合题意。
B、罩内抽出空气,闹钟铃声明显减小,说明声音传播需要介质,故B不符合题意;
C、用嘴吹哨子的上端,向下拉动活塞,空气柱变长,声音的音调变低,研究的是音调和频率的关系,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,这表明声音能传递能量,故D不符合题意;
故选:A。
3.【解答】解:
A、由图可知:V甲排<V丙排<V乙排;由F浮=ρgV排可知:烧杯所受的浮力:F乙>F丙>F甲,故A错误;
BCD、根据F浮=G可知:烧杯与液体的总重力:G乙>G丙>G甲,由于烧杯相同,所以三种液体的重力关系:G乙液>G丙液>G甲液,
由G=mg可知,液体的质量关系:m乙液>m丙液>m甲液,
由于三种液体的体积相同,由ρ=可得,ρ乙液>ρ丙液>ρ甲液;
对丙进行受力分析可知:F浮=G杯+G丙液,
由F浮=ρgV排、G=mg和ρ=可得:ρ水gV排=ρ杯gV杯+ρ丙液gV丙液,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
因烧杯有一定厚度,且丙液体液面与水面相平,则右边烧杯排开水的总体积等于烧杯自身浸入的体积加上丙液体的体积,即V排=V杯浸+V丙液,
所以①式可写为ρ水gV杯浸+ρ水gV丙液=ρ杯gV杯+ρ丙液gV丙液,
因为ρ杯>ρ水,所以ρ水gV杯浸<ρ杯gV杯,则ρ水gV丙液>ρ丙液gV丙液,所以ρ水>ρ丙液,故B正确,CD错误。
故选:B。
4.【解答】解:
A、丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,故A错误;
B、摩擦起电的实质是电荷的转移,在摩擦起电中并没有创造电荷,故B错误;
CD、当带正电的玻璃棒靠近验电器的金属球时,玻璃棒上的正电荷吸引验电器上的负电荷(自由电子),验电器上的自由电子转移到玻璃棒上,由于验电器的金属箔片失去电子而带正电,验电器的两片金属箔都带正电荷,相互排斥张开,瞬时电流方向a→b,故C错误,故D正确。
故选:D。
5.【解答】解:下压活塞使硝化棉着火,此过程中机械能转化为内能,与压缩冲程中的能量转化相同;
A、图中,两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程,此冲程将机械能转化为内能,故A正确;
B、图中,排气门开启,活塞上行,气体流出汽缸,是排气冲程,故B错误;
C、图中,两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程,此冲程将内能转化为机械能,故C错误;
D、图中,进气门开启,活塞下行,气体流入汽缸,是吸气冲程,故D错误。
故选:A。
6.【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表测电源两端的电压;
因电源的电压不变,所以,滑片P向右端滑动时,电压表的示数不变;
滑动变阻器的滑片P向右端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,电流表示数变小;故B正确。
故选:B。
7.【解答】解:A、该实验说明电磁感应现象,发电机和动圈式话筒是利用该原理来工作的,故A不符合题意;
B、奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场,电磁铁是利用该原理来工作的,故B不符合题意;
C、该图可以探究影响电磁铁磁性强弱的因素,故C不符合题意;
D、该实验说明通电导体在磁场中会受到力的作用,扬声器和电动机就是利用该原理来工作的,故D符合题意。
故选:D。
8.【解答】解:正常发光的两盏灯突然有一盈熄灭,这说明电路中出现了断路现象,由于另一盏灯仍发光,说明左侧电灯有电流通过,abfg是完好;用试电笔分别插入插座的两孔,氖管均发光,这说明插座的两孔与火线之间都是接通的,右孔与零线不相通,则故障是gf之间断路,故D正确。
故选:D。
9.【解答】解:A、玻璃管下端更深,所受的液体压强更大,所以应该是下面橡皮膜向上凹得更厉害些,故A错误;
B、玻璃管下端更深,所受的液体压强更大,且下面橡皮膜向上凹得更厉害些,故B正确;
C、玻璃管水平放置在液体中,液体对两侧橡皮膜有向内的压强,所以右侧橡皮膜应该向左凹,故C错误;
D、玻璃管水平放置在液体中,两侧的橡皮膜都应向内凹,故D错误;
故选:B。
10.【解答】解:远视眼镜是凸透镜,首要的问题是知道凸透镜对光线有会聚作用,拿一个远视镜给“眼睛”戴上,光屏上出现烛焰清晰的像,而蜡烛烛焰的像实际上在光屏后;
拿走远视镜则烛焰的像变得模糊,原因是烛焰清晰的像在光屏的后面,可以用增大光屏与凸透镜的距离或增大蜡烛距离凸透镜的距离使得光屏上呈现一个清晰的像的目的。
故选:C。
11.【解答】解:
A.如果选择电压表,R与R0串联,电压表测滑片P上方电阻丝两端的电压,
由电压表的内阻很大、在电路中相当于断路可知,滑片移动时,变阻器接入电路中的电阻不变,总电阻不变,
由I=可知,电路中的电流不变,
由题意可知当水量增多时,滑片下移,滑片P上方电阻丝的长度变长、其阻值变大,
由U=IR可知,滑片P上方电阻丝两端的电压变大,即电压表的示数变大,故A正确;
B.如果选择电流表,滑片P上方电阻丝被短路,变阻器下方的电阻丝与R0串联,电流表测电路中的电流,
当水量减少时,滑片上移,变阻器R接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,
由I=可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,故B正确;
C.如果选择电压表,R的最大阻值与R0串联,电路的总电阻最大,
由P=UI=可知,电路的总功率最小,在时间相同时最节能,则可知选择电流表设计电路不节能,故C错误;
D.如果选择电流表,在水太多时,变阻器R接入电路中的电阻太小,电路中的电流太大,
若电路中没有R0,可能会烧坏电源和电流表,所以R0可以在水太多时保护电路,故D正确。
故选:C。
12.【解答】解:
由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑动变阻器的电阻变大时,电路的总电阻变大,由I=知电路中的电流变小,由U=IR知定值电阻两端的电压变大,电压表的示数变大,由串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压减小,所以定值电阻两端电压变大时电流表的示数变大,滑动变阻器两端的电压减小时电流表示数增大,由图象可知,A为滑动变阻器R2的I﹣U关系图象,B为电阻R1的I﹣U图象,故A错误;
(2)由I﹣U图象可知,当电路中的电流I=0.8A,R1两端的电压U1=16V,R2两端的电压U2=2V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源电压:U=U1+U2=16V+2V=18V,故B错误;
由I=可得,定值电阻R1的阻值:R1===20Ω,故C正确;
此时滑动变阻器消耗的功率为:
P=U2I=2V×0.8A=1.6W,故D错误。
故选:C。
13.【解答】解:A、因为A在水平面上向右做匀速直线运动,因此A受到地面和物体B水平向左的摩擦力,则A对B的摩擦力水平向右;故A错误;
BCD、因为AB之间发生相对滑动,因此A对B的摩擦力为滑动摩擦力;由于B处于静止状态,因此B受到弹簧测力计的拉力等于A对B的摩擦力,并且二力是一对平衡力,大小相等;故BD说法错误,C正确;
故选:C。
14.【解答】解:家庭电路中,火线与零线直接连接或火线与大地直接连接,会造成短路。D图中风筝线导致火线与地面连接,造成短路。
故ABC错误,D正确。
故选:D。
15.【解答】解:当我们从看远处物体改为看近处物体时(一般不小于10cm),此时的物距变小,像距会变大,像成在视网膜的后面,为了使近处物体成像在视网膜上,需要增大眼睛晶状体对光的偏折能力,即要增大晶状体的凸度,使得焦距变短,故C正确。
故选:C。
二.填空题(共5小题,15分)
16.【解答】解:小灯泡的额定电流I===0.5A,
小灯泡的电阻R===5Ω,
由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压。
灯泡正常发光时的电压为2.5V,功率为1.25W,当灯泡正常发光时,串联电路总电压等于各分电压之和,此时电压表的最小示数U滑=U﹣UL=4.5V﹣2.5V=2V,
此时电路中的最大电流Imax=0.5A,
此时滑动变阻器接入电路的电阻最小,最小为:R滑min===4Ω;
滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的最小电流:Imin===0.3A,
电路中电流变化的范围是0.3A~0.5A,
此时灯泡分担的电压最小U L小=IminRL=0.3A×5Ω=1.5V,
滑动变阻器两端的最大电压:U滑max=U﹣U L小=4.5V﹣1.5V=3V,即电压表最大示数,
电压表的示数范围为2V~3V,
所以滑动变阻器的范围是4Ω~10Ω。
故答案为:0.3A~0.5A;2V~3V;4Ω~10Ω。
17.【解答】解:
在装有空调的汽车玻璃窗上的小水珠水是蒸气遇冷发生液化现象形成的;
炎热的夏天,打开了车内的空调,车外水蒸气温度较高,遇到温度较低的玻璃,会对其放热液化形成小水珠,附着在玻璃的外表面。
寒冬,车内水蒸气温度较高,遇到温度较低的玻璃,会对其放热液化形成小水珠,小水珠出现在车窗的内侧。
故答案为:液化;外侧;内侧。
18.【解答】解:(1)甲、乙为两只相同电表,当闭合S1,S2时,甲、乙两表示数之比为3:2,若两表均为电流表,则甲表会将电源短路,故两表均为电压表;
(2)当闭合S1,S2时,两电阻串联,电压表甲测量电源电压,电压表乙测量R2两端的电压,甲、乙两表示数之比为3:2,
根据串联分压特点可知R1:R2=(U﹣U2):U2=(3﹣2):2=1:2;
(3)设电源电压为U,R1=R,则R2=2R,
当两表都为电压表时,闭合两开关,两电阻串联,根据P=UI=可知,电路总功率为:
P1===,
同时更换两电表种类,即两表都为电流表时,闭合开关S1,两电阻并联,根据P=UI=可知,电路总功率为:
P2=+=+=,则:
P1:P2=:=2:9。
故答案为:电压;1:2;2:9。
19.【解答】解:根据图示可知,虚线框内的装置换向器,可以改变线圈中电流的方向;乙图中无电源,这是发电机的原理图,发电机的工作原理是电磁感应现象;
要使甲图中的线圈转速变快,可以增大电路中的电流或增强磁体的磁性。
故答案为:换向器;电磁感应现象;增大电路中的电流。
20.【解答】解:
(1)泡沫的体积V泡沫=2m×1.5m×0.2m=0.6m3,
由ρ=可得泡沫的质量:
m泡沫=ρ泡沫V泡沫=0.4×103kg/m3×0.6m3=240kg,
其重力:
G泡沫=m泡沫g=240kg×10N/kg=2400N,
即浮桥的重力为2400N,
浮桥受到的最大浮力:
F浮最大=ρ水V排g=1×103kg/m3×0.6m3×10N/kg=6000N,
浮桥在河水中的最大承重:
G载最大=F浮最大﹣G泡沫=6000N﹣2400N=3600N,
浮桥在河水中的最大承载质量:
m载最大===360kg;
(2)此浮桥空载时分别平放到海水和河水中,受到的浮力相等,都等于浮桥的重力;
因为F浮=F下表面﹣F上表面=F下表面,
所以下表面受到的压力相等,
由p=可知表面受到的压强相等,即p海=p河。
故答案为:360;=。
三.作图题(4分)
21.【解答】解:由题知,潜水爱好者在水下E处看到路灯的像为S′,则连接ES′与界面的交点即为入射点;光从空气中斜射入水中时,折射角小于入射角,则入射点与E的连线为折射光线,连接S与入射点并标上箭头即为入射光线,据此画出水下E处的人看到路灯S的光路图;
根据平面镜成像特点可知,过界面作S点的对称点A,即为路灯S通过水面所成的像A,如下图所示:
四、材料分析题(6分)
22.【解答】答:(1)降落伞受到的阻力与伞的面积有关,其它条件一定时,要使降落伞产生的阻力越大,伞的面积要做得尽量大一些;
(2)返回舱经过稠密大气层时,与大气的剧烈摩擦,摩擦生热,机械能转化为内能,出现高温现象;
返回舱表面涂满一层25mm厚的防热材料,在高温作用下,自身分解、熔化、蒸发和升华,在消耗表面质量的同时带走大量的热,使表面温度大幅下降;同时还有一层辐射式防热和隔热材料,使热量不能传递到舱内,最终可使返回舱内部的温度控制在30℃左右;
(3)返回舱返回过程中,首先要经过真空区域,由声音的传播需要介质、电磁波的传播不需要介质可知,地面工作人员与返回舱之间利用电磁波传送信号;
当返回舱出现黑障时,外壳会产生高温,高温使返回舱周围的空气电离形成等离子体,屏蔽了电磁波的通过,因此会丧失与外界的无线电联系。
五.实验探究题(共3小题,共23分)
23.【解答】解:(1)当物体保持静止或做匀速直线运动时受平衡力,此时滑动摩擦力等于测力计的拉力,
因为弹簧自身重力的作用,所以当在竖直方向上对弹簧测力计调零后,再在水平方向上测拉力的大小,指针的位置会有一定的回缩,至使所测出的摩擦力小于实际摩擦力的大小;
(2)(甲)、(乙)两图,接触面粗糙程度相同,乙图对水平面的压力大,滑动摩擦力大。所以在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)图(乙)、(丙)中铁块和木块叠在一起,对水平面的压力相同,接触面的粗糙程度不同,是探究在压力相同时滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系;
(4)D是电动装置,电动机匀速转动这样可保证弹簧测力计读数较稳定,方便准确读,且易于保持长木板进行匀速直线运动,定滑轮不省力,改变了力的方向,弹簧测力计读数等于摩擦力。
故答案为:(1)偏小;(2)接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)在压力相同时滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系;
(4)弹簧测力计读数较稳定,方便准确读,且易于保持长木板进行匀速直线运动。
24.【解答】解:(1)实验中需要控制水和煤油的质量相同,所以实验中需要用天平测量水和煤油的质量,这用到了控制变量法;
根据转换法,水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间的长短来比较吸热多少;故实验中需要用秒表测量加热时间;
(2)通过分析实验数据,能够得出的结论是:质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸热的热量多);
(3)加热时间相同,吸收的热量相同,故AB错误,由表中数据,由(2)知,加热相同时间,水升温慢,故C正确,D错误;
(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:第1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是:酒精灯的火焰大小不同;
(5)将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是:在相同时间内水和煤油吸收的热量相同;
(6)用图甲装置加热水,最后至气泡上升的过程当中,体积越来越大,到水面破裂,说明水已经沸腾,此时水的温度应该不变,但温度计的示数还在不断的上升,这可能是温度计接触到了容器底。
故答案为:(1)秒表;加热时间长短;(2)质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸热的热量多);(3)C;(4)酒精灯的火焰大小不同;(5)在相同时间内水和煤油吸收的热量相同;(6)温度计接触到了容器底。
25.【解答】解:(1)连接电路图,使闭合开关时滑动变阻器连入电路的阻值最大,滑动变阻器采用一上一下的连接方式,故选择右下接线柱,因小灯泡的额定电压为3.8V,选择电压表的量程为0~15V,与小灯泡并联连接,连接电路如图所示:
(2)连接好电路之后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不发光,电流表示数为零,可以判断电路是断路,由此可判断猜想小灯泡短路是错误的;又进一步观察到电压表有示数,说明电压表与电源之间的电路连接是通路,最终确定猜想小灯泡的灯丝断了是正确的;
(3)如图乙所示,电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.3A,此时小灯泡的电压为额定电压3.8V,根据功率公式计算可得小灯泡的额定功率为:P=UI=3.8V×0.3A=1.14W;
(4)闭合开关,保证小灯泡发光的情况下,无论如何移动滑片,电压表示数始终高于2.5V,说明小灯泡两端的电压较大,应采取措施减小灯泡两端的电压,根据串联电路中电流和电压规律可知,可以通过增加电路中总电阻的方法,降低电路中的电流,使灯泡两端的电压减小,故换最大阻值较大的滑动变阻器和串联定值电阻的方法可行,故A错误,B正确;还可以从电源电压考虑,减小电源电压,即减少电池个数,故C正确,D错误;
故选:BC;
故答案为:(1)如图所示;(2)②;①;(3)1.14;(4)B;C;
六.计算题(共2小题,共22分)
26.【解答】解:(1)可燃冰的热值:q可燃冰=180q天然气=180×3.5×107J/m3=6.3×109J/m3,V=3L=3×10﹣3m3,
完全燃烧3L的“可燃冰”放出的热量:
Q放=q可燃冰V=6.3×109J/m3×3×10﹣3m3=1.89×107J,
不计热量损失,Q吸=Q放=1.89×107J,
水的质量m=ρV水=1.0×103kg/m3×50×10﹣3m3=50kg,
由公式Q吸=cmΔt可得水升高的温度:
Δt===90℃,
水的初温为30℃,升高90℃,则末温为120℃,而在一个标准大气压下,水的沸点为100℃,所以完全燃烧3L的“可燃冰”可以将初温为30℃的水升高100℃﹣30℃=70℃;
(2)汽车在平直的公路上匀速行驶时所受阻力和牵引力是一对大小相等的平衡力,F=f=210N,
牵引力做功:
W=Fs=210N×72×103m=1.512×107J,
完全燃烧12L的“可燃冰”放出的热量:
Q放′=q可燃冰V′=6.3×109J/m3×12×10﹣3m3=7.56×107J,
发动机的效率:
。
答:(1)水升高70℃;
(2)汽车发动机的效率是20%。
27.【解答】解:(1)当绿灯亮时,工作电路中R0和R1串联,电路的总电阻最大,由P=UI=可知,电热水器的功率最小,处于保温状态:
(2)当温度升高时,由热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小可知,R的阻值减小,控制电路的总电阻减小,电磁铁的磁性变强,衔铁与下触点接触,电热水器处于保温状态,所以,要提高电热水器的保温温度,就应减小控制电路的电流,增大滑动变阻器接入电路中的电阻,即向右移动滑片;
(3)红灯亮时,工作电路为R0的简单电路,电路的总电阻最小,总功率最大,电热水器处于加热状态,
由P=UI=可得,R0的阻值:
R0===60.5Ω:
当绿灯亮时,工作电路中R0和R1串联,电热水器的功率最小,处于保温状态,
此时电路的总电阻:
R===1210Ω;
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R1工作时的电阻:
R1=R﹣R0=1210Ω﹣60.5Ω=1149.5Ω;
(4)水的体积:V=1L=1dm3=0.001m3,
由ρ=可得,水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.001m3=1kg
水吸收的热量:
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×40℃=1.68×105J,
由P=可得,消耗的电能:
W=P加热t=800W×4.2×60s=2.016×105J,
该电热水器的效率:η=×100%=×100%≈83.3%。
(5)电热水器工作过程中电能表的转盘转过的转数:n=WN=kW•h×3000r/(kW•h)=168r。
答:(1)保温状态;
(2)向右移动;
(3)R1工作时的电阻是1149.5Ω;
(4)该电热水器的效率是83.3%;
(5)电能表转168r。
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