
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2023年黑龙江省佳木斯市中考物理一模试卷
展开2023年黑龙江省佳木斯市中考物理一模试卷
一、单项选择题(每小题2分,共24分。每小题只有一个正确选项)
1.(2分)下列估测数据最符合实际的是( )
A.一只蚂蚁爬行时对水平地面的压力约为1N
B.珠穆朗玛峰顶的大气压约为1.5×106Pa
C.人体感觉舒适的环境温度约为23℃
D.家用电视机正常工作时的功率约为1kW
2.(2分)如图是四种不同乐器发出的声音通过示波器形成的波形图,下列说法错误的是( )
A.甲、乙的音色不同 B.丁的响度最小
C.甲、丁的音调相同 D.丙的音调最高
3.(2分)2022年11月30日,神舟十五号载人飞船成功对接于空间站天和核心舱前向端口,整个对接过程历时约6.5小时。神舟十五号与天和核心舱对接成功后,认为神舟十五号处于静止状态所选择的参照物是( )
A.地球 B.天和核心舱 C.太阳 D.神舟十五号
4.(2分)下表是水的密度随温度变化的实验数据,分析表中的数据不能得出的结论是( )
t/℃
0
1
2
3
4
5
6
7
8
ρ/kg•m﹣3
999.84
999.90
999.94
999.97
1000.00
999.97
999.94
999.90
999.85
A.水在4℃时密度最大
B.水的温度在0~4℃时,随着温度的降低,水的密度越来越小
C.水的温度在4~8℃时,随着温度的升高,水的密度越来越小
D.水凝固成冰时体积会变大
5.(2分)下列现象中属于光的反射的是( )
A.海市蜃楼 B.一叶障目
C.邮票变大了 D.熊猫照镜子
6.(2分)如图所示,一架满载医疗物资的运﹣20运输机停在水平地面上,下列说法正确的是( )
A.运﹣20运输机轮胎上面的花纹是为了增大与地面的压强
B.静止在水平地面上的运﹣20运输机没有惯性
C.若所有外力瞬间消失,则运﹣20运输机仍在地面上静止
D.运﹣20运输机所受地面的支持力和它对地面的压力是一对平衡力
7.(2分)“网课”让学习更加便捷,但也容易使人们用眼过度。如图所示,电加热眼罩可以缓解眼疲劳。它有两个发热电阻,当开关S1闭合时,R1工作,为低温状态;再闭合S2,R1、R2同时工作,为高温状态;若断开S1,眼罩停止发热。以下简化模拟电路设计正确的是( )
A. B.
C. D.
8.(2分)如图所示,完全相同的圆柱形容器中,装有不同的两种液体甲、乙,在两容器中,距离底部同一高度分别有A、B两点A、B两点的压强相等,则两种液体对容器底的压强p甲、p乙关系是( )
A.p甲>p乙 B.p甲=p乙 C.p甲<p乙 D.无法确定
9.(2分)如图所示,水平桌面上的甲、乙两物体分别在水平拉力作用下处于静止状态,G甲>G乙,甲受到的摩擦力( )
A.大于5N B.等于5N
C.大于乙受到的摩擦力 D.等于乙受到的摩擦力
10.(2分)如图所示,材质均匀的弧形轨道固定在竖直平面,将小球置于轨道的顶端A点,小球具有的机械能为100J.让小球从A点由静止开始滚动,到右侧所能达到的最高位置B点时,具有的机械能为80J,随即小球向左侧滚动,当滚动到左侧所能达到的最高位置时,此过程中小球克服摩擦做的功可能是(不计空气阻力)( )
A.10J B.20J C.60J D.70J
11.(2分)如图所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,电源电压保持不变,将开关S闭合后,开关S1由断开到闭合时,下列说法正确的是( )
A.电路中的总电阻变大
B.电压表的示数不变
C.电流表的示数变小
D.电压表示数与电流表示数的比值不变
12.(2分)随着教育改革和信息化逐渐普及,校园发展也逐渐向智能化发展。“智慧校园”主要是通过信息化手段,实现数字化教育和管理的功能。下列说法正确的是( )
A.进校门扫脸时,利用紫外线测量体温
B.体温测量完成,蜂鸣器发出悦耳声响,将电信号转化为声信号
C.闸门开启时,电机转动,是利用电磁感应原理工作
D.在校园内,可以使用一卡通打电话,工作原理与电动机工作原理相同
二、双项选择题(每小题3分,共9分。每小题有两个正确选项,选项不全但正确得1分,有错误选项不得分)
(多选)13.(3分)关于温度、热量和内能之间的关系,下列说法正确的是( )
A.物体放出了热量,它的温度不一定降低
B.0℃的冰的内能为零
C.物体温度升高,它的内能一定增加
D.物体温度升高,它一定吸收了热量
(多选)14.(3分)在劳动实践中,小孙在水平地面与车厢间用木板搭一斜面,并用平行于斜面F=250N的推力将重G=600N的货物匀速地从斜面底端推到顶端的车厢,如图所示。已知斜面长l=6m,高h=1.5m,下列叙述中正确的是( )
A.该斜面的机械效率为60%
B.货物受到斜面的摩擦力大小为250N
C.若增大推行速度,则货物受到的摩擦力将变大
D.使用斜面可以省力,但不能省功
(多选)15.(3分)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器的规格为“200Ω 1A”,闭合开关S,在滑动变阻器的滑片移动的过程中,电压表的示数与变阻器接入电路阻值的关系如图乙所示。若要求两只电表的示数均不能超过所选量程,则下列结论正确的是( )
A.电源电压为20V
B.R1的阻值为20Ω
C.电流表示数的变化范围为0.075~0.6A
D.当电路中的电流为0.5A时,R2接入电路的阻值为16Ω
三、填空题(每空1分,每小题2分,共24分)
16.(2分)小刚用照相机拍摄校园里美丽的鲜花。照相机的镜头对光有 作用。若想使鲜花的像更大些,应使镜头 (填“靠近”或“远离”)鲜花。
17.(2分)5G网络是利用 (填“电磁波”“超声波”或“次声波”)来传递信息的;5G手机消耗的电能属于 (填“一次”或“二次”)能源。
18.(2分)注射疫苗时,所用注射器的针头做得很尖,其目的是通过 的方法来增大压强;注射器”吸”敞口瓶内的药液时,药液在 的作用下进入针筒内。
19.(2分)如图所示为中国新一代通用型导弹驱逐舰,其排水量为7×103t,则驱逐舰满载时受到的浮力为 N;该驱逐舰从海洋驶入长江时所受到的浮力将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
20.(2分)小陆在照镜子时,为了能从镜子中看清自己的脸部。他走近镜子去看,靠近时,他的脸部在平面镜中所成像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”),平面镜所成的像是 (选填“实像”或“虚像”)
21.(2分)有一只标有“2V”字样的小灯泡L和一个定值电阻,如图甲所示是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象,由图象可知定值电阻R的阻值为 Ω;若将小灯泡L和定值电阻R接入图乙所示的电路中,电源电压最大为 V。
22.(2分)某白炽灯标有“220V 100W”字样,其正常发光时的电阻为 Ω;设灯丝电阻不变,若将该白织灯接入110V电路中时,其实际功率为 W。
23.(2分)如图所示是在家庭电路中正常使用的三孔插座,用试电笔进行测试时,能使氖管发光的是 (填数字)孔,一次小李同学家的空气开关突然跳闸了,造成此现象的原因可能是他家里用电器的总功率过大或电路中发生了 现象。
24.(2分)如图所示,根据通电螺线管的磁感线方向,可判断电源的左端a为 极,小磁针静止时的b端为 极。
25.(2分)一台电风扇正常工作时,两端的电压为220V,线圈电阻为1.5Ω,通过线圈的电流为0.2A,这台电扇正常工作1min 消耗 J的电功,产生 J的热量。
26.(2分)在汽油机的压缩冲程中,是通过 方式增加燃料混合物的内能。若某单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min,则该汽油机每秒钟对外做功 次。
27.(2分)某家庭电能表如图所示。若该家庭单独让空调工作,测得1min内电能表转盘转了60转,则空调消耗的电能为 kW•h,空调的电功率是 W。
四、探究与实验题(28题7分,29题7分,30题6分,共20分)
28.(3分)小左在“测小车的平均速度”的实验中,设计了如图所示的实验装置,小车从带刻度的斜面顶端由静止下滑,图中的圆圈是小车在A、B、C三处时电子表的显示情形(数字分别表示“时:分:秒”),则:
(1)请根据图中所给信息回答:sAB= cm,vAC= m/s。
(2)通过实验测出小车从斜面顶端由静止下滑时通过AB段路程的平均速度v1,通过BC段路程的平均速度v2、通过全程的平均速度v3,则三者之间的大小关系是 。
29.(4分)如图甲所示,在试管中装适量碎冰,温度计的玻璃泡与碎冰充分接触,利用水浴法对冰加热。根据实验数据绘制的冰加热时温度随时间变化的图象如图乙所示。
(1)实验时采用水浴法的好处是:使物质 ,且实验缓慢,便于观察。
(2)BC段物质处于 状态,该物质熔化时的特点是 。
(3)试管中的冰完全熔化后,若持续加热,在标准大气压下将得到图象中的DE段,这段时间内试管中的水不能沸腾的原因是 。
30.(3分)如图所示是“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置。
(1)使用同一个小球A从同一斜面的不同高度由静止开始滚下,是为了研究小球到达水平面时动能的大小与 的关系。
(2)实验表明,小球的质量相同时,小球的速度越大,动能越 。
(3)若该水平面绝对光滑,则 (填“能”或“不能”)完成该实验探究。
31.(4分)在“探究杠杆平衡条件”的实验时:(所用钩码规格均相同)
(1)实验前杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆处于 (填“平衡状态”或“非平衡状态”),可将杠杆右端的平衡螺母向 (填“左”或“右”)调,直至杠杆在水平位置平衡。
(2)如图乙所示,小北同学在A处挂了3个钩码,为了使杠杆仍在水平位置平衡,在B处应挂 个钩码。
(3)小北同学改变钩码的位置和个数进行多次实验,得出杠杆的平衡条件是 。
32.(6分)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,小明选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω五个电阻进行实验,电源电压恒为6V,电路图如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中未完成的电路连接完整,且使变阻器滑片向右移动时电流表示数变大。(导线不能交叉)
(2)连接好电路,闭合开关,发现电压表没有示数,电流表有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表始终没有示数,造成这一现象的原因可能是 (填字母)。
A.电阻断路
B.电流表坏了
C.滑动变阻器短路
D.电阻短路
(3)排除电路故障后继续实验,为达到实验目的,滑动变阻器除了起到保护电路的作用外,还起到控制电阻两端电压不变的作用,实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,闭合开关,应把变阻器滑片向 (填“左”或“右”)滑动,同时眼睛盯住 才能达到这个目的。
(4)根据实验数据做出的I﹣R图象如图丙所示,根据图象可知,实验中控制电阻两端的电压为 V不变;根据实验目的分析图像可得出结论: 。
五、分析与交流题(每小题4分,共8分)
33.(4分)若窗户开着,当风沿着窗外的墙面吹过时,窗帘会飘向窗外且顺风飘动,请解释窗帘飘向窗外且顺风飘动的原因。
34.(4分)用橡胶棒去摩擦动物的皮毛后,橡胶棒能够吸引不带电的小纸屑,被吸引的小纸屑由于带上了同种电荷又很快飞开。请分别解释这两种现象。
六、综合与应用题(33题7分,34题8分,共15分)
35.(7分)高速铁路的广泛应用使人们的出行更加便捷。放假期间,铭铭与家人乘坐高铁从佳木斯到哈尔滨游玩。如图所示是他们乘坐的“和谐号”高铁列车,如表是它的部分参数。
满载时总质量
1000t
车轮与铁轨接触总面积
0.8m2
最高时速
200km/h
(1)满载的列车停在水平轨道上时,对轨道的压强是多少?
(2)若佳木斯至哈尔滨的路程为360km,列车从佳木斯到哈尔滨实际运行2.5h,设列车在水平轨道上做匀速直线运动,所受阻力是其满载时总重力的0.01倍,此过程中牵引力的功率是多少?
(3)“和谐号”运行1km耗电1.075×108J,若这些电能全部由燃烧柴油来获得,列车行驶1km至少需要消耗多少千克柴油?(q柴油=4.3×107J/kg)
36.(8分)如图甲所示是一款加热杯,可以通过控制开关实现高、中、低三挡加热,其简化电路图如图乙所示,R1、R2、R3均为电热丝,已知R1=176Ω,加热杯的部分参数如表,求[c水=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3]
额定电压
220V
高温挡功率
1100W
中温挡功率
440W
低温挡功率
容量
1L
(1)R2的阻值是多少?
(2)加热杯的低温挡功率是多少?
(3)若不计热量损失,加热杯使用高温挡加热,使1L水从12℃升高到100℃,需要多长时间?
2023年黑龙江省佳木斯市中考物理一模试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(每小题2分,共24分。每小题只有一个正确选项)
1.(2分)下列估测数据最符合实际的是( )
A.一只蚂蚁爬行时对水平地面的压力约为1N
B.珠穆朗玛峰顶的大气压约为1.5×106Pa
C.人体感觉舒适的环境温度约为23℃
D.家用电视机正常工作时的功率约为1kW
【分析】(1)根据生活常识对蚂蚁的重力进行估算;
(2)海拔越高,气压越低;
(3)人体感觉舒适的环境温度约为23℃~26℃;
(4)家用电视机正常工作时的功率约为200W。
【解答】解:A、两个鸡蛋的重力约为1N,一只蚂蚁比鸡蛋小的多,故A错误;
B、珠穆朗玛峰顶的高度约为8848m,它的大气压约为1.5×104Pa,故B错误;
C、人体感觉舒适的环境温度约为23℃,故C正确;
D、家用电视机正常工作时的功率约为200W,故D错误;
故选:C。
【点评】本题是生活常识题,属于基础题。
2.(2分)如图是四种不同乐器发出的声音通过示波器形成的波形图,下列说法错误的是( )
A.甲、乙的音色不同 B.丁的响度最小
C.甲、丁的音调相同 D.丙的音调最高
【分析】音调跟物体的振动频率有关,振动频率越大,音调越高。
响度跟物体的振幅有关,振幅越大,响度越大。
音色跟发声体的材料、品质有关。
相同时间内,振动的次数越多,频率越大;偏离原位置越远,振幅越大。
【解答】解:A、由图知,甲、乙的振幅相同,所以响度相同,波形不同,音色不同,故A正确;
B、由图知,丁的振幅最小,故丁的响度最小,故B正确;
C、由图知,甲和乙的振动频率相同,故音调相同,故C正确;
D、由图知,丙的振动频率最小,音调最低,故D错误。
故选:D。
【点评】通过比较声音的波形图来考查频率对音调的影响和振幅对响度的影响,解题的关键是能够从波形图上看懂频率和振幅。
3.(2分)2022年11月30日,神舟十五号载人飞船成功对接于空间站天和核心舱前向端口,整个对接过程历时约6.5小时。神舟十五号与天和核心舱对接成功后,认为神舟十五号处于静止状态所选择的参照物是( )
A.地球 B.天和核心舱 C.太阳 D.神舟十五号
【分析】判断一个物体是运动还是静止需要选择一个参照物,然后来比较物体相对于参照物的位置有没有发生变化,发生变化就是物体相对于该参照物是运动的,否则就是静止的。
【解答】解:以地球、太阳为参照物,神舟十五号载人飞船相对于地球、太阳的位置都不断发生变化,神舟十五号载人飞船是运动的;以天和核心舱为参照物,神舟十五号载人飞船相对于天和核心舱的位置没有发生改变,所以是静止的,而被研究的神舟十五号载人飞船本身不能选作参照物,因为以此研究对象为参照物,研究对象永远都是静止的,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】在研究物体的运动情况时,要先选取一个标准做为参照物,然后看研究对象和参照物的位置是否发生了改变,据此判断。
4.(2分)下表是水的密度随温度变化的实验数据,分析表中的数据不能得出的结论是( )
t/℃
0
1
2
3
4
5
6
7
8
ρ/kg•m﹣3
999.84
999.90
999.94
999.97
1000.00
999.97
999.94
999.90
999.85
A.水在4℃时密度最大
B.水的温度在0~4℃时,随着温度的降低,水的密度越来越小
C.水的温度在4~8℃时,随着温度的升高,水的密度越来越小
D.水凝固成冰时体积会变大
【分析】将0~8℃分两个阶段分析:0~4℃,4~8℃,然后根据表格中温度对应的密度数值可得出结论。
【解答】解:A、由表格数据可知,水在4℃时密度为1000.00kg/m3,在0~3℃,5~8℃时的密度数值都小于水在4℃时密度,故可以得出水在4℃时密度最大的结论,故A不符合题意;
B、水的温度在0~4℃时,随着温度的降低,999.84~999.90~999.94~999.97~1000.00,密度数值由999.97~999.94~999.90~99.85,由此可得水的密度越来越小,故B不符合题意;
C、水的温度在4~8℃时,随着温度的升高,密度数值由999.97~999.94~999.90~99.85,由此可得水的密度越来越小,故C不符合题意;
D、由表格数据可知,表格中记录的是在0~8℃水的密度随温度变化的情况,水由液态变为固态,变化较大,因此不能利用水密度的变化趋势得出水凝固成冰时体积会变大这一结论,故D符合题意。
故选:D。
【点评】此题通过水的密度随温度变化的数据,主要考查了学生的数据处理能力,难易程度适中。
5.(2分)下列现象中属于光的反射的是( )
A.海市蜃楼 B.一叶障目
C.邮票变大了 D.熊猫照镜子
【分析】(1)光射到物体表面上时,有一部分光会被物体表面反射回来,这种现象叫做光的反射;
(2)光从一种介质斜射到另一种介质时,传播方向会发生偏折,这种现象叫做光的折射。
【解答】解:A、海市蜃楼是光的折射,故A不符合题意;
B、一叶障目是光的直线传播,故B不符合题意;
C、邮票变大是光的折射,故C不符合题意;
D、熊猫照镜子是平面镜成像,属于光的反射,故D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查光的反射现象和折射现象的区别,难度不大。
6.(2分)如图所示,一架满载医疗物资的运﹣20运输机停在水平地面上,下列说法正确的是( )
A.运﹣20运输机轮胎上面的花纹是为了增大与地面的压强
B.静止在水平地面上的运﹣20运输机没有惯性
C.若所有外力瞬间消失,则运﹣20运输机仍在地面上静止
D.运﹣20运输机所受地面的支持力和它对地面的压力是一对平衡力
【分析】(1)增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;
(2)惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,一切物体都有惯性;
(3)根据牛顿第一定律分析;
(4)一对平衡力:大小相等、方向相反、在同一直线上、在同一物体上。
【解答】解:A、运﹣20运输机轮胎上面的花纹是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A错误;
B、惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,任何物体在任何时候都有惯性,静止在水平地面上的运﹣20运输机也具有惯性,故B错误;
C、运﹣20运输机停在水平地面上,若所有力瞬间消失,根据牛顿第一定律可知,运﹣20运输机依然保持静止状态,故C正确;
D、运﹣20运输机所受地面的支持力和它对地面的压力大小相等、方向相反、在同一直线上、分别作用在两个物体上,是一对相互作用力,不是一对平衡力,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了增大摩擦的方法、平衡力的判定、惯性和牛顿第一定律的应用,属于基础知识,要掌握。
7.(2分)“网课”让学习更加便捷,但也容易使人们用眼过度。如图所示,电加热眼罩可以缓解眼疲劳。它有两个发热电阻,当开关S1闭合时,R1工作,为低温状态;再闭合S2,R1、R2同时工作,为高温状态;若断开S1,眼罩停止发热。以下简化模拟电路设计正确的是( )
A. B.
C. D.
【分析】由题意可知,只闭合S1时,R1工作,为低温状态,再闭合S2后,R1、R2同时工作,为高温状态,说明R1可以独立工作、R1和R2可以同时工作,即两电阻并联;断开S1时,眼罩停止发热,说明开关S1位于干路,开关S2位于R2支路,据此进行解答。
【解答】解:经分析可知,R1、R2并联,开关S1位于干路,开关S2位于R2支路。
A.由电路图可知,开关S1闭合时,R1与R2同时工作,再闭合S2后,只有R1工作,故A不符合题意;
B.由电路图可知,开关S1闭合时,电路断路,再闭合S2后,R1与R2同时工作,故B不符合题意;
C.由电路图可知,开关S1闭合时,只有R1工作,电路的总电阻最大,总功率最小,为低温状态;再闭合S2后,R1、R2并联同时工作,电路的总电阻最小,总功率最大,为高温状态;若断开S1,电路断路,眼罩停止发热,故C符合题意;
D..由电路图可知,开关S1闭合时,只有R1工作,电路的总电阻最大,总功率最小,为低温状态;再闭合S2后,R1、R2并联同时工作,电路的总电阻最小,总功率最大,为高温状态;若断开S1,电路为R2的简单电路,眼罩不会停止发热,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查了电路图的设计,根据题意得出两电阻的连接方式和开关的位置是关键。
8.(2分)如图所示,完全相同的圆柱形容器中,装有不同的两种液体甲、乙,在两容器中,距离底部同一高度分别有A、B两点A、B两点的压强相等,则两种液体对容器底的压强p甲、p乙关系是( )
A.p甲>p乙 B.p甲=p乙 C.p甲<p乙 D.无法确定
【分析】若A、B两点的压强相等,可判断出A、B两点上液体的质量关系,进一步确定A、B两点以下液体质量的大小关系,最后得出容器中液体质量关系,根据压强公式即可得出容器底液体压强大小关系。
【解答】解:若A、B两点的压强相等,则A、B两点上液体的质量:mA=mB,
由图可知:A点上液体体积小于B点上液体体积;
根据ρ=可知:ρ甲>ρ乙;
因为A、B两点到容器底的距离相等,则VA′=VB′,可知有mA′>mB′,
m甲=mA+mA′,m乙=mB+mB′,可得m甲>m乙,则G甲>G乙;
根据p=可知,p甲>p乙,故A正确。
故选:A。
【点评】解决本题的关键是知道固体压强公式p=可适用于固体、液体以及气体压强的计算。
9.(2分)如图所示,水平桌面上的甲、乙两物体分别在水平拉力作用下处于静止状态,G甲>G乙,甲受到的摩擦力( )
A.大于5N B.等于5N
C.大于乙受到的摩擦力 D.等于乙受到的摩擦力
【分析】静止的物体受到平衡力的作用,平衡力大小相等,方向相反、在同一直线上,在同一物体上。
【解答】解:由题意知:甲、乙两物体分别在水平拉力作用下处于静止状态,都受到平衡力的作用,即拉力和摩擦力是一对平衡力,故甲的摩擦力等于拉力,等于5N,乙的摩擦力等于它受到的拉力,等于10N,故甲受到的摩擦力小于乙受到的摩擦力,故B正确,ACD 错误。
故选:B。
【点评】根据二力平衡条件判断力的大小,掌握处于静止的物体受到平衡力的作用是解答本题的关键。
10.(2分)如图所示,材质均匀的弧形轨道固定在竖直平面,将小球置于轨道的顶端A点,小球具有的机械能为100J.让小球从A点由静止开始滚动,到右侧所能达到的最高位置B点时,具有的机械能为80J,随即小球向左侧滚动,当滚动到左侧所能达到的最高位置时,此过程中小球克服摩擦做的功可能是(不计空气阻力)( )
A.10J B.20J C.60J D.70J
【分析】动能和重力势能之间可以相互转化,在转化过程中,由于与轨道摩擦,机械能逐渐减小,不计空气阻力,根据对摩擦力的分析可做出解答。
【解答】解:由题意可知,小球在与轨道摩擦的过程中,其机械能转化为内能,逐渐减小。不计空气阻力,小球从A点到达B点时,机械能从100J减小为80J,减少了20J.而从B点再到达左侧所能达到的最高位置时,其通过轨道的长度应该比第一次短,所以机械能减少的大小应该小于20J,故此过程中小球克服摩擦做的功可能是10J。
故选:A。
【点评】了解动能和势能的转化,知道不计空气阻力时,机械能的减少主要是用来克服轨道的摩擦所致,再结合实际去分析判断。
11.(2分)如图所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,电源电压保持不变,将开关S闭合后,开关S1由断开到闭合时,下列说法正确的是( )
A.电路中的总电阻变大
B.电压表的示数不变
C.电流表的示数变小
D.电压表示数与电流表示数的比值不变
【分析】(1)由电路图可知,开关S1断开时,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;当开关S1闭合时,电路为R2的简单电路,电压表仍测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联可知电路中总电阻的变化,根据欧姆定律可知两电表示数的变化;
(2)电压表示数与电流表示数的比值等于定值电阻R2的阻值,由此可知该比值的变化。
【解答】解:(1)由电路图可知,开关S1断开时,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;当开关S1闭合时,电路为R2的简单电路,电压表仍测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,当开关S1由断开变为闭合时,电路中的总电阻变小,故A错误;
由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故C错误;
由U=IR可知,R2两端的电压变大,即电压表的示数变大,故B错误;
(2)电压表示数与电流表示数的比值等于定值电阻R2的阻值,所以电压表示数与电流表示数的比值不变,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到串联电路的特点和欧姆定律公式的应用,要注意电压表示数的变化要结合串联电路的电压特点和欧姆定律进行判断。
12.(2分)随着教育改革和信息化逐渐普及,校园发展也逐渐向智能化发展。“智慧校园”主要是通过信息化手段,实现数字化教育和管理的功能。下列说法正确的是( )
A.进校门扫脸时,利用紫外线测量体温
B.体温测量完成,蜂鸣器发出悦耳声响,将电信号转化为声信号
C.闸门开启时,电机转动,是利用电磁感应原理工作
D.在校园内,可以使用一卡通打电话,工作原理与电动机工作原理相同
【分析】(1)任何物体都会发出红外线;
(2)扬声器、电动机是利用通电线圈在磁场中受到力运动的原理制成的;
(3)一卡通的原理是电磁感应。
【解答】解:A.测温枪是利用物体向外辐射红外线,在不接触人体的情况下测量人体的温度,故A错误;
B.蜂鸣器是一个小的扬声器,是利用通电线圈在磁场中受力运动的原理制成的,工作时将电信号转化为声信号,故B正确;
C.电动机是利用通电线圈在磁场中受到力运动的原理制成的,故C错误;
D.一卡通的原理是电磁感应,与电动机工作原理不相同,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了红外线、电动机的原理、电磁感应等知识点,属于一道基础题。
二、双项选择题(每小题3分,共9分。每小题有两个正确选项,选项不全但正确得1分,有错误选项不得分)
(多选)13.(3分)关于温度、热量和内能之间的关系,下列说法正确的是( )
A.物体放出了热量,它的温度不一定降低
B.0℃的冰的内能为零
C.物体温度升高,它的内能一定增加
D.物体温度升高,它一定吸收了热量
【分析】(1)晶体凝固时放出热量温度不变;
(2)一切物体都具有内能,内能的大小跟质量、温度、状态有关。
(3)改变物体内能的两种方式:做功和热传递。
【解答】解:A、物体放出了热量,它的内能一定减少,温度不一定降低,例如:晶体凝固过程中,放出热量,内能减小,温度不变,故A正确;
B、一切物体都具有内能,0℃的冰也有内能,故B错误;
CD、物体温度升高了,它的内能一定增加,可能是吸收了热量,还可能是对物体做了功,故C正确、D错误。
故选:AC。
【点评】要正确理解温度、热量与内能的关系。解决问题的诀窍是:物体吸热或温度升高,内能一定增大;但物体的内能增大,不一定是由物体吸热或温度升高引起的。
(多选)14.(3分)在劳动实践中,小孙在水平地面与车厢间用木板搭一斜面,并用平行于斜面F=250N的推力将重G=600N的货物匀速地从斜面底端推到顶端的车厢,如图所示。已知斜面长l=6m,高h=1.5m,下列叙述中正确的是( )
A.该斜面的机械效率为60%
B.货物受到斜面的摩擦力大小为250N
C.若增大推行速度,则货物受到的摩擦力将变大
D.使用斜面可以省力,但不能省功
【分析】(1)已知推力F=250N,斜面长l=6m,根据W总=Fl求出推力做的总功;
已知货物重G=600N,斜面高度h=1.5m,根据W有=Gh求出克服物体重力做的有用功;
根据η=×100%求出斜面的机械效率;
(2)根据总功和有用功之差求出额外功,在使用斜面时克服物体与斜面间摩擦力做的功为额外功,根据W额=fl求出摩擦力的大小;
(3)滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关;
(4)由功的原理可知使用任何机械都不省功。
【解答】解:
A、推力做的总功:W总=Fl=250N×6m=1500J,
所做的有用功:W有=Gh=600N×1.5m=900J,
则斜面的机械效率:η=×100%=×100%=60%,故A正确;
B、因W总=W有+W额,则额外功:W额=W总﹣W有=1500J﹣900J=600J,
在使用斜面时克服物体与斜面间摩擦力做的功为额外功,
根据W额=fl可得货物受到斜面的摩擦力大小:f===100N,故B错误;
C、推货物时货物受到的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关,与推行速度无关,故C错误;
D、由题知推力小于货物重,所以使用斜面可以省力;由功的原理可知使用斜面不能省功,故D正确。
故选:AD。
【点评】本题考查了功和斜面机械效率的计算,注意:在计算物体受到斜面的摩擦力大小时只能根据额外功来计算。
(多选)15.(3分)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,滑动变阻器的规格为“200Ω 1A”,闭合开关S,在滑动变阻器的滑片移动的过程中,电压表的示数与变阻器接入电路阻值的关系如图乙所示。若要求两只电表的示数均不能超过所选量程,则下列结论正确的是( )
A.电源电压为20V
B.R1的阻值为20Ω
C.电流表示数的变化范围为0.075~0.6A
D.当电路中的电流为0.5A时,R2接入电路的阻值为16Ω
【分析】由电路图可知,闭合开关S后,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)根据图乙可知,当变阻器接入电路中的电阻为40Ω或70Ω时其两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出此时电路中的电流,利用串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压,然后联立等式求出电源的电压和R1的阻值;
(2)当电压表的示数为15V时,根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压,根据欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻,然后与滑动变阻器的最大阻值相比较确定电路中的最小电流;当滑动变阻器接入电阻为0时,根据欧姆定律求出电路中的电流,然后与电流表的量程相比较确定电路中的最大电流,然后得出电流表示数的变化范围;
(3)由欧姆定律可求电路总电阻,由串联电路总电阻等于各支路电阻之和可求R2电阻。
【解答】解:由电路图可知,闭合开关S后,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
AB、由图乙可知,当变阻器接入电路中的电阻R2=40Ω时,其两端的电压U2=12V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,此时电路中的电流I1===0.3A,
根据串联电路中总电压等于各分电压之和和I=可得,
电源的电压:U=I1R1+U2=0.3A×R1+12V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当变阻器接入电路中的电阻R2′=70Ω时,其两端的电压U2′=14V,
此时电路中的电流:I2===0.2A,
则电源的电压:U=I2R1+U2′=0.2A×R1+14V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:U=18V,R1=20Ω,故A错误,B正确;
C、当电压表的示数U2大=15V时,R1两端的电压:U1=U﹣U2大=18V﹣15V=3V,
此时电路中的电流:I最小===0.15A,
此时滑动变阻器接入电路中的电阻:R2″===100Ω<200Ω,
则电路中电流表的最小示数为0.15A,
当滑动变阻器接入电阻为0时,电路中的电流:I′===0.9A>0.6A,
则电路中的最大电流为0.6A,
所以,电流表示数的变化范围是0.15A~0.6A,故C错误;
D、当电路中的电流为0.5A时,由欧姆定律可求电路总电阻:R总===36Ω,
由串联电路总电阻等于各支路电阻之和可知:R2=R总﹣R1=36Ω﹣20Ω=16Ω,故D正确。
故选:BD。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,正确确定电路中的最大和最小电流以及从图象中获取有用的信息是关键。
三、填空题(每空1分,每小题2分,共24分)
16.(2分)小刚用照相机拍摄校园里美丽的鲜花。照相机的镜头对光有 会聚; 作用。若想使鲜花的像更大些,应使镜头 靠近 (填“靠近”或“远离”)鲜花。
【分析】凸透镜成倒立、缩小的实像,u>2f,应用于照相机和摄像机上。
凸透镜成实像规律,物近像远像变大。
【解答】解:照相机的镜头相当于一个凸透镜,所照景物放在镜头的二倍焦距以外,在底片上成缩小的实像;
由凸透镜成实像规律,物近像远像变大可知,若要把鲜花的像拍得更大一些,则应使照相机镜头靠近鲜花。
故答案为:会聚;靠近。
【点评】凸透镜成像的成像规律和应用,是凸透镜成像习题的基础内容,一定要熟练掌握。
17.(2分)5G网络是利用 电磁波 (填“电磁波”“超声波”或“次声波”)来传递信息的;5G手机消耗的电能属于 二次 (填“一次”或“二次”)能源。
【分析】(1)迅速变化的电流可以产生电磁波,电磁波能在真空中传播;
(2)无法从自然界直接获取,必须经过一次能源的消耗才能得到的能源属于二次能源。
【解答】解:因为迅速变化的电流周围产生电磁波,所以5G网络靠产生迅速变化的电流会发出电磁波,
手机所消耗的电能不能直接从自然界获取,必须经过一次能源的消耗才能得到,属于二次能源。
故答案为:电磁波;二次。
【点评】本题考查了电磁波的应用和能源的分类等知道,属基础知识的考查,比较简单,应熟练掌握。
18.(2分)注射疫苗时,所用注射器的针头做得很尖,其目的是通过 减小受力面积 的方法来增大压强;注射器”吸”敞口瓶内的药液时,药液在 大气压 的作用下进入针筒内。
【分析】(1)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;
(2)注射器的针管吸药液时,是典型的利用大气压强的实例,其基本原理是使注射器筒内外形成压强差,让大气压将药液压入针筒中。
【解答】解:(1)注射器的针头做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;
(2)注射器将药液吸入针筒之前,需要先排出针筒内的空气,这样,针筒内的气压减小,药液受到外界大气压的作用,会被压入针筒,因此注射器吸取药液是利用了大气压的作用。
故答案为:减小受力面积;大气压。
【点评】本题考查增大压强的方法以及大气压的有关知识,难度不大。
19.(2分)如图所示为中国新一代通用型导弹驱逐舰,其排水量为7×103t,则驱逐舰满载时受到的浮力为 7×107 N;该驱逐舰从海洋驶入长江时所受到的浮力将 不变 (填“变大”“变小”或“不变”)。
【分析】(1)知道导弹驱逐舰满载时的排水量,根据阿基米德原理求出受到的浮力;
(2)驱逐舰从海洋驶向长江里,始终处于漂浮状态,根据物体的漂浮条件和阿基米德原理可知浮力的变化情况。
【解答】解:(1)导弹驱逐舰满载受到的浮力:
F浮=G排=m排g=7×103×103kg×10N/kg=7×107N;
(2)驱逐舰从海洋驶入长江时,始终处于漂浮状态,根据物体的漂浮条件可知,驱逐舰受到的浮力与重力相等,驱逐舰的重力不变,则驱逐舰受到的浮力不变。
故答案为:7×107;不变。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、物体的沉浮条件的掌握和运用,关键是知道排水量的含义。
20.(2分)小陆在照镜子时,为了能从镜子中看清自己的脸部。他走近镜子去看,靠近时,他的脸部在平面镜中所成像的大小 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”),平面镜所成的像是 虚像 (选填“实像”或“虚像”)
【分析】平面镜成像为虚像,镜子中像的大小由物体本身袂定,与距离的远近无关
【解答】解:小陆在照镜子时,为了能从镜子中看清自己的脸部。镜子中像的大小由物体本身袂定,与距离的远近无关,他走近镜子去看,靠近时,他的脸部在平面镜中所成像的大小不变,平面镜成像为虚像。
故答案为:不变;虚像。
【点评】本题要求熟练掌握并灵活运用平面镜成特点,常见题目。
21.(2分)有一只标有“2V”字样的小灯泡L和一个定值电阻,如图甲所示是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象,由图象可知定值电阻R的阻值为 10 Ω;若将小灯泡L和定值电阻R接入图乙所示的电路中,电源电压最大为 7 V。
【分析】从图甲中读取通过R的电流和其两端的电压,根据欧姆定律可求出R的阻值;
由图乙可知L和R串联,电流表测电路中的电流;串联电路中电流处处相等;已知灯泡的额定电压,从图甲中可知灯泡的额定电流,即电路中的最大电流,再根据I=可求出此时R两端的电压;串联电路的电源电压等于各个用电器两端的电压之和。
【解答】解:由图甲可知通过R电流为0.2A时,其两端的电压为2V,
由欧姆定律可知R的阻值为:R===10Ω;
由图乙可知L和R串联,电流表测电路中的电流;串联电路中电流处处相等;
已知灯泡的额定电压为2V,由图甲可知灯泡的额定电流为0.5A,则电路中的最大电流为0.5A;
由I=可知,此时R两端的电压为:UR′=IR=0.5A×10Ω=5V,
由串联电路的电压特点可知电源电压最大为:U=UL+UR′=2V+5V=7V。
故答案为:10;7。
【点评】本题考查了欧姆定律的应用,从图中读取相关信息是解题的关键。
22.(2分)某白炽灯标有“220V 100W”字样,其正常发光时的电阻为 48.4 Ω;设灯丝电阻不变,若将该白织灯接入110V电路中时,其实际功率为 25 W。
【分析】根据P=可知灯正常发光时的电阻;
设灯丝电阻不变,若将该白织灯接入110V电路中时,根据P=可知实际功率。
【解答】解:某白炽灯标有“220V 100W”字样,根据P=可知其正常发光时的电阻R===484Ω;
设灯丝电阻不变,若将该白织灯接入110V电路中时,其实际功率P′===25W。
故答案为:48.4;25。
【点评】本题考查电功率的计算,是一道综合题。
23.(2分)如图所示是在家庭电路中正常使用的三孔插座,用试电笔进行测试时,能使氖管发光的是 3 (填数字)孔,一次小李同学家的空气开关突然跳闸了,造成此现象的原因可能是他家里用电器的总功率过大或电路中发生了 短路 现象。
【分析】(1)两孔插座的接法是“左零右火”;三孔插座的接法是“左零右火上接地”;
(2)空气开关跳闸的原因一般是电路中电流过大,而电路中电流过大的原因主要是过载或短路。
【解答】解:三孔插座的接法是“左零右火上接地”,所以图中的3孔所接的线是火线;则当试电笔插入图中3孔时,试电笔的氖管会发光;
一次小李同学家的空气开关突然跳闸了,造成此现象的原因可能是他家里用电器的总功率过大或电路中发生了短路现象。
故选:3;短路。
【点评】本题考查三孔插座的接法以及家庭电路电流过大的原因,是一道基础题。
24.(2分)如图所示,根据通电螺线管的磁感线方向,可判断电源的左端a为 正 极,小磁针静止时的b端为 N 极。
【分析】首先由磁感线的方向判断出通电螺线管的N、S极,再由安培定则判断出电流的方向,从而可以判断出电源的正负极,最后由磁极间的相互作用规律得出小磁针的N、S极。
【解答】解:
由磁感线的特点:在磁体外部,磁感线从N极出发回到S极,可知通电螺线管的右端为N极、左端为S极;
由安培定则可知,电流由通电螺线管的左侧流入,则电源的左端a为正极、右端为负极;
由磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知,小磁针的左端为N极、右端为S极,故b端为N极。
故答案为:正;N。
【点评】本题考查了磁感线的特点、磁极间的相互作用规律、安培定则的使用。利用安培定则既可由电流的方向判定磁极磁性,也能由磁极极性判断电流的方向和线圈的绕法。
25.(2分)一台电风扇正常工作时,两端的电压为220V,线圈电阻为1.5Ω,通过线圈的电流为0.2A,这台电扇正常工作1min 消耗 2640 J的电功,产生 3.6 J的热量。
【分析】知道电风扇两端的电压和通过的电流以及通电时间,根据W=UIt求出消耗的电能,根据Q=I2Rt求出电流通过线圈产生的热量。
【解答】解:
这台电动机工作1min消耗的电能:
W=UIt=220V×0.2A×60s=2640J,
1min内电流通过线圈产生的热量:
Q=I2Rt=(0.2A)2×1.5Ω×60s=3.6J。
故答案为:2640;3.6。
【点评】本题考查了电功公式、焦耳定律的应用,要注意电动机是非纯电阻用电器消耗的电能大部分转化为机械能。
26.(2分)在汽油机的压缩冲程中,是通过 做功 方式增加燃料混合物的内能。若某单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min,则该汽油机每秒钟对外做功 15 次。
【分析】(1)做功和热传递都可以改变物体的内能;汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能;
(2)四冲程汽油机一个工作循环完成4个冲程,飞轮和曲轴转2圈,对外做功1次。
【解答】解:在汽油机的压缩冲程中,活塞的机械能转化为燃料混合物的内能,这是通过做功的方式增加燃料混合物的内能;
单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min=30r/s,即汽油机飞轮每秒转30圈,
由于四冲程汽油机一个工作循环完成4个冲程,飞轮和曲轴转2圈,对外做功1次,所以该汽油机每秒钟对外做功15次。
故答案为:做功;15。
【点评】本题考查改变物体内能的方式以及热机的有关计算,是一道基础题。
27.(2分)某家庭电能表如图所示。若该家庭单独让空调工作,测得1min内电能表转盘转了60转,则空调消耗的电能为 0.02 kW•h,空调的电功率是 1200 W。
【分析】电能表的最后一位是小数,单位是kW•h,已知每消耗1kW•h的电能电能表的表盘就转过3000r,可求转过60转消耗的电能,根据公式P=可求空调的功率
【解答】解:空调消耗的电能W=kW•h×60=0.02kW•h;
空调的功率P===1.2kW=1200W。
故答案为:0.02;1200。
【点评】本题考查电能和电功率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,重点是理解电能表参数的物理意义,解题过程中还要注意单位的换算。
四、探究与实验题(28题7分,29题7分,30题6分,共20分)
28.(3分)小左在“测小车的平均速度”的实验中,设计了如图所示的实验装置,小车从带刻度的斜面顶端由静止下滑,图中的圆圈是小车在A、B、C三处时电子表的显示情形(数字分别表示“时:分:秒”),则:
(1)请根据图中所给信息回答:sAB= 40.0 cm,vAC= 0.30 m/s。
(2)通过实验测出小车从斜面顶端由静止下滑时通过AB段路程的平均速度v1,通过BC段路程的平均速度v2、通过全程的平均速度v3,则三者之间的大小关系是 v2>v3>v1 。
【分析】(1)根据图中信息可得出AB段的路程、AC段的路程和时间,再根据速度公式求出AC段的平均速度;
(2)根据小车下滑过程中运动速度的变化判断平均速度的大小关系。
【解答】解:(1)由图可知,AB段的路程为sAB=100.0cm﹣60.0cm=40.0cm;
AC段的路程为sAC=100.0cm﹣10.0cm=90.0cm=0.90m,AC段的时间为tAC=15:35:23﹣15:35:20=3s,
则AC段的平均速度为:vAC===0.30m/s;
(2)小车通过AB的路程为:s1=0.40m,通过AB的时间为:t1=2s,所以小车在AB段路程的平均速度为v1===0.20m/s,
小车通过BC的路程为:s2=60.0cm﹣10.0cm=50.0cm=0.50m,通过BC的时间为:t2=1s,所以小车在BC段路程的平均速度为v2===0.50m/s,
已知v3=0.30m/s,所以v2>v3>v1。
故答案为:(1)40.0;0.30;(2)v2>v3>v1。
【点评】本题考查“测小车的平均速度”的实验,知道实验原理并且熟悉实验中器材的组装和使用,同时考查了学生对实验数据的处理能力,能从图中读出三个过程的距离和所用时间是本题的关键。
29.(4分)如图甲所示,在试管中装适量碎冰,温度计的玻璃泡与碎冰充分接触,利用水浴法对冰加热。根据实验数据绘制的冰加热时温度随时间变化的图象如图乙所示。
(1)实验时采用水浴法的好处是:使物质 均匀受热 ,且实验缓慢,便于观察。
(2)BC段物质处于 固液共存 状态,该物质熔化时的特点是 吸收热量,温度不变 。
(3)试管中的冰完全熔化后,若持续加热,在标准大气压下将得到图象中的DE段,这段时间内试管中的水不能沸腾的原因是 虽然达到沸点,但不能从外界继续吸收热量 。
【分析】(1)采用水浴法可以使晶体受热均匀,便于观察状态的变化。
(2)在对晶体加热时,固态晶体先是温度升高,达到熔点后,继续吸热但温度保持不变,此时晶体为固液共存状态;继续吸热,晶体又会温度上升。
(3)沸腾的条件:达到沸点且能继续吸热。
【解答】解:(1)实验采用水浴法的好处是:使物质均匀受热,便于观察实验。
(2)从图象中可以看出该物质有固定的熔点,即0℃,因此这种物质是晶体;BC段温度为0℃,因此BC段表示这种物质的熔化过程,处于固液共存态,该物质熔化的特点是吸收热量,温度不变。
(3)试管中的冰完全熔化后,若持续加热,杯中水达到沸点后能沸腾且温度保持不变,试管中水从杯中水吸热升温,当温度升高到沸点时,与杯中水温度相同,不能继续吸热,所以不能沸腾。
故答案为:(1)均匀受热,;(2)固液共存,吸收热量,温度不变;(3)达到沸点,但不能从外界继续吸热。
【点评】本题考查晶体的熔化和沸腾过程的图象,要求对熔化过程和沸腾过程的温度、状态、吸热情况都有所了解。
30.(3分)如图所示是“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置。
(1)使用同一个小球A从同一斜面的不同高度由静止开始滚下,是为了研究小球到达水平面时动能的大小与 速度 的关系。
(2)实验表明,小球的质量相同时,小球的速度越大,动能越 大 。
(3)若该水平面绝对光滑,则 不能 (填“能”或“不能”)完成该实验探究。
【分析】(1)小球从不同的高度由静止开始滚下,到达水平面的速度不同,从而可以判断探究的因素;
(2)动能与速度的关系:质量相同,速度越大,动能越大;
(3)根据牛顿第一定律分析。
【解答】解:(1)让小球A从不同的高度由静止开始滚下,小球到达水平面时的速度不同,是为了研究小球动能的大小是否与速度有关;
(2)质量相同时,小球的速度越大,动能越大;
(3)如果水平面光滑,则木块会做匀速直线运动,无法根据距离的大小判定动能的大小。
故答案为:(1)速度;(2)大;(3)不能。
【点评】本题探究动能大小与哪些因素有关的实验,属于实验基本能力的考查,有一定的综合性。
31.(4分)在“探究杠杆平衡条件”的实验时:(所用钩码规格均相同)
(1)实验前杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆处于 平衡状态 (填“平衡状态”或“非平衡状态”),可将杠杆右端的平衡螺母向 右 (填“左”或“右”)调,直至杠杆在水平位置平衡。
(2)如图乙所示,小北同学在A处挂了3个钩码,为了使杠杆仍在水平位置平衡,在B处应挂 2 个钩码。
(3)小北同学改变钩码的位置和个数进行多次实验,得出杠杆的平衡条件是 动力×动力臂=阻力×阻力臂 。
【分析】(1)杠杆的平衡状态:静止或匀速转动;调节杠杆在水平位置平衡时将螺母向上翘的一端移动;
(2)由杠杆平衡条件可求出A处所挂钩码的个数;
(3)实验时,如果只用一组数据得到结论,偶然性太大;杠杆平衡的条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
【解答】解:(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆处于平衡状态;在调节前发现杠杆静止时,左端下沉,右端上翘,可将杠杆右端的平衡螺母向右移动;
(2)一个钩码的重力为G,设杠杆的一个小格为L,
由杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂可知,3G×2L=nG×3L,
解得n=2,即在B位置应挂2个钩码,杠杆可以重新在水平位置平衡;
(3)改变钩码位置或个数,进行多次实验并记录数据,最终得出,杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂。
故答案为:(1)平衡状态;右;(2)2;(3)动力×动力臂=阻力×阻力臂。
【点评】本题是“探究杠杆平衡条件”的实验,考查了杠杆的调平,杠杆平衡条件的应用,及调节杠杆在水平位置平衡的理解,都属基础性问题。
32.(6分)在探究“电流与电阻的关系”的实验中,小明选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω五个电阻进行实验,电源电压恒为6V,电路图如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中未完成的电路连接完整,且使变阻器滑片向右移动时电流表示数变大。(导线不能交叉)
(2)连接好电路,闭合开关,发现电压表没有示数,电流表有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表始终没有示数,造成这一现象的原因可能是 D (填字母)。
A.电阻断路
B.电流表坏了
C.滑动变阻器短路
D.电阻短路
(3)排除电路故障后继续实验,为达到实验目的,滑动变阻器除了起到保护电路的作用外,还起到控制电阻两端电压不变的作用,实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,闭合开关,应把变阻器滑片向 左 (填“左”或“右”)滑动,同时眼睛盯住 电压表 才能达到这个目的。
(4)根据实验数据做出的I﹣R图象如图丙所示,根据图象可知,实验中控制电阻两端的电压为 2.5 V不变;根据实验目的分析图像可得出结论: 电压一定时,电流与电阻成反比 。
【分析】(1)根据滑动变阻器和定值电阻串联,滑片右移时电流表示数变大确定所接接线柱,电压表与定值电阻并联;
(2)闭合开关,发现电流表有示数,说明电路通路,电压表没有示数,则说明与电压表并联的支路短路了;
(3)根据串联分压原理可知,将定值电阻R由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻变大,其分得的电压增大,探究电流与电阻的实验中应控制电压不变(眼睛要观察电压表),即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律和分压原理,确定滑片移动的方向;
(4)根据图象得出电流和电阻的关系:电压一定时,电流与电阻成反比。
【解答】解:(1)用电路图可知,滑动变阻器和定值电阻串联,滑片右移时电流表示数变大,说明电路中总电阻变小。因此滑片向右移动时,滑动变阻器的阻值变小,应选择滑动变阻器的右下接线柱,电压表与待测电阻并联,电路连接如下图所示:
;
(2)闭合开关,发现电流表有示数,说明电路通路,电压表没有示数,则说明与电压表并联的支路短路了;故选:D;
(3)实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理,电阻的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大变阻器的电压,由分压原理,要增大变阻器电阻,故应把变阻器滑片向左滑动,同时同时眼睛观察电压表,使电压表的示数保持与前一次相同,才可能达到实验目的;
(4)根据I﹣R图象可知,电流与电阻之积为:U=IR=0.5A×5Ω=2.5V,
因电流与电阻之积为一定值,故根据实验目的分析图象可得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比。
故答案为:(1)如上图所示;(2)D;(3)左;电压表;(4)电压一定时,电流与电阻成反比。
【点评】本题探究“电流与电阻的关系”的实验,考查了实物图的连接、电路故障、实验操作、欧姆定律的应用和图像分析等知识。
五、分析与交流题(每小题4分,共8分)
33.(4分)若窗户开着,当风沿着窗外的墙面吹过时,窗帘会飘向窗外且顺风飘动,请解释窗帘飘向窗外且顺风飘动的原因。
【分析】分析窗帘内外两侧空气流速,根据流体压强跟流速的关系,分析窗帘内外压强,判断窗帘的运动情况。再根据窗帘在窗外的受力判断其运动方向。
【解答】答:风沿着窗外的墙面吹过时,窗帘外侧空气流速变大且大于内侧空气流速,窗帘外侧气体压强小于内侧气体压强。窗帘受向外的压力差作用,所以窗帘飘向窗外。飘向窗外的窗帘,受风的压力作用,所以顺风运动。
【点评】对于流体问题,一般分析物体两侧的流体流速,根据流体压强跟流速的关系,判断物体两侧的压强是解决此类习题的思路。
34.(4分)用橡胶棒去摩擦动物的皮毛后,橡胶棒能够吸引不带电的小纸屑,被吸引的小纸屑由于带上了同种电荷又很快飞开。请分别解释这两种现象。
【分析】不同的物体相互摩擦可以使物体带电,带电体能够吸引轻小物体;同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【解答】答:用动物的皮毛摩擦过的橡胶棒带上了负电荷,由于带电体能够吸引轻小物体,所以橡胶棒能把碎纸屑吸过来;
纸屑与橡胶棒接触时带上同种电荷,即带上了负电荷;因为同种电荷相互排斥,所以少数纸屑接触橡胶棒后又“跳开”。
【点评】本题考查了摩擦起电、带电体的性质、电荷间的相互作用,是一道基础题。
六、综合与应用题(33题7分,34题8分,共15分)
35.(7分)高速铁路的广泛应用使人们的出行更加便捷。放假期间,铭铭与家人乘坐高铁从佳木斯到哈尔滨游玩。如图所示是他们乘坐的“和谐号”高铁列车,如表是它的部分参数。
满载时总质量
1000t
车轮与铁轨接触总面积
0.8m2
最高时速
200km/h
(1)满载的列车停在水平轨道上时,对轨道的压强是多少?
(2)若佳木斯至哈尔滨的路程为360km,列车从佳木斯到哈尔滨实际运行2.5h,设列车在水平轨道上做匀速直线运动,所受阻力是其满载时总重力的0.01倍,此过程中牵引力的功率是多少?
(3)“和谐号”运行1km耗电1.075×108J,若这些电能全部由燃烧柴油来获得,列车行驶1km至少需要消耗多少千克柴油?(q柴油=4.3×107J/kg)
【分析】(1)满载的列车停在水平轨道上时,对轨道的压力和自身的重力相等,根据F=G=mg求出其大小,再根据p=求出对轨道的压强;
(2)知道列车最高时速和佳木斯至哈尔滨的路程,根据v=求出从佳木斯至哈尔滨需要的时间;知道列车从佳木斯至哈尔滨实际运行2.5h,根据v=求出做匀速直线运动的速度,列车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,根据F=f=0.01G求出牵引力的大小,利用P===Fv求出此过程中牵引力的功率;
(3)根据题意可知柴油完全燃烧释放的热量,根据Q=mq求出所需柴油的质量。
【解答】解:(1)满载的列车停在水平轨道上时,对轨道的压力:
F=G=mg=1000×103kg×10N/kg=107N,
对轨道的压强:
p===1.25×107Pa;
(2)由v=可得,列车以最高时速行驶从佳木斯至哈尔滨需要
t===1.8h;
列车从佳木斯至哈尔滨做匀速直线运动时的速度:
v′===144km/h=40m/s,
因列车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,列车受到的牵引力:
F′=f=0.01G=0.01×107N=105N,
此过程中牵引力的功率:
P=F′v′=105N×40m/s=4×106W;
(3)列车行驶1km需要完全燃烧柴油释放的热量:
Q=W=1.075×108J,
由Q=mq可得,所需柴油的质量:
m′===2.5kg。
答:(1)满载的列车停在水平轨道上时,对轨道的压强是1.25×107Pa;
(2 )若列车以最高时速行驶,从佳木斯至哈尔滨需要1.8h;此过程中牵引力的功率是4×106W;
(3)列车行驶1km需要消耗2.5kg的柴油。
【点评】本题考查了重力公式、压强公式、速度公式、功率公式、燃料完全燃烧释放热量公式以及二力平衡条件的应用,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等,计算过程要注意单位的换算。
36.(8分)如图甲所示是一款加热杯,可以通过控制开关实现高、中、低三挡加热,其简化电路图如图乙所示,R1、R2、R3均为电热丝,已知R1=176Ω,加热杯的部分参数如表,求[c水=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3]
额定电压
220V
高温挡功率
1100W
中温挡功率
440W
低温挡功率
容量
1L
(1)R2的阻值是多少?
(2)加热杯的低温挡功率是多少?
(3)若不计热量损失,加热杯使用高温挡加热,使1L水从12℃升高到100℃,需要多长时间?
【分析】(1)当S接高温挡触点时,电路为R3的简单电路,根据P=UI=求出R3的阻值;当S接中温挡触点时,R2、R3串联,根据P=UI=求出总电阻,利用电阻的串联求出R2的阻值;
(2)当S接低温挡触点时,R1、R3串联,根据电阻的串联和P=UI=求出加热杯的低温挡功率;
(3)知道满壶水的体积,根据ρ=求出水的质量,又知道水的初温、末温以及比热容,根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量,不计热量损失时,消耗的电能和水吸收的热量相等,根据P=求出需要的加热时间。
【解答】解:(1)当S接高温挡触点时,电路为R3的简单电路,
由P=UI=可得,R3的阻值:
R3===44Ω,
当S接中温挡触点时,R2、R3串联,则此时电路中的总电阻:
R总===110Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R2的阻值:
R2=R总﹣R3=110Ω﹣44Ω=66Ω;
(2)当S接低温挡触点时,R1、R3串联,则加热杯的低温挡功率:
P低===220W;
(3)满壶水的体积:
V=1L=1dm3=1×10﹣3m3,
由ρ=可得,水的质量:
m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg,
水吸收的热量:
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃﹣12℃)=3.696×105J,
不计热量损失时,消耗的电能:
W=Q吸=3.696×105J,
由P=可得,需要的加热时间:
t′===336s。
答:(1)R2的阻值是66Ω;
(2)加热杯的低温挡功率是220W;
(3)若不计热量损失,加热杯使用高温挡加热,使1L水从12℃升高到100℃,需要336s。
【点评】本题考查了电功率公式和电阻串联、密度公式、吸热公式、电功公式的综合应用,判断出加热杯处于不同状态时电路的连接方式是关键。
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