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2023年山东省淄博市桓台县中考物理二模试卷
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这是一份2023年山东省淄博市桓台县中考物理二模试卷,共35页。试卷主要包含了选择题,理解与应用,实验与探究,分析与计算等内容,欢迎下载使用。
2023年山东省淄博市桓台县中考物理二模试卷
一、选择题(本题包括15个小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2分)关于如图所示的声现象,下列分析正确的是( )
A.甲图中敲打鼓面,附近的烛焰动,说明声音可以传递信息
B.乙图中车间工人配戴耳罩,是在声源处减弱噪声
C.丙图中弹吉他时,增大拨动弦的力度可以改变声音的音色
D.丁图中抽出罩内空气,听到钟声音逐渐变小,可以推论声音不能在真空中传播
2.(2分)近年来,我国在材料、能源等领域取得了辉煌的成就,下列说法正确的是( )
A.“祝融号”火星车利用电磁波向地球传递信息
B.水力、风力、火力发电是不可再生能源的利用
C.太阳能是太阳内部氢原子核裂变释放的核能
D.计算机中的电子器件都是由超导体制成
3.(2分)对下列自然、人文景观和生活现象的描述正确的是( )
A.甲图,新疆的坎儿井,它是一种地下输水工程,可以有效减少输水过程中水的蒸发
B.乙图,松花江畔的雾凇,它的形成需要吸收热量,使周围环境温度降低
C.丙图,冰箱冷藏室取出的鸡蛋一会儿会“变湿”,是附着在鸡蛋表面的小冰粒吸热熔化
D.丁图,将装酒精的塑料袋口扎紧后放入热水中,酒精发生的是液化现象
4.(2分)小丽同学用照相机拍摄了某公园的景象,如图所示。下列说法正确的是( )
A.部分房顶呈现红色,是因为它吸收了红光
B.离水面越远的建筑物,在水中的像越小
C.小丽能从不同方向看到公园的景物,是因为光发生了镜面反射
D.为让拍摄的像更大,小丽可以靠近拍摄物,同时伸长镜头
5.(2分)如图为冰壶比赛的场景,下列对冰壶运动过程的认识,正确的是( )
A.运动员推动冰壶滑行,以冰面为参照物冰壶是静止的
B.冰壶被推出后减速滑行,说明物体的运动需要力来维持
C.运动员用毛刷持续摩擦冰面是为了减小摩擦力
D.冰壶所受重力和它对冰面的压力是一对平衡力
6.(2分)使用下列机械时,用大小相等的拉力F,能匀速移动最重货物的是(不计机械自重和摩擦)( )
A.
B.
C.
D.
7.(2分)生活中许多现象都与我们学过的物理知识有关,下列说法不合理的是( )
A.生活中用吸管将饮料吸入口中,是利用了大气压强的作用
B.高铁站台上的乘客不能越过安全黄线,因为列车进站时空气流速大产生的压强大
C.冰球运动员向后蹬冰面就会前进说明物体间力的作用是相互的
D.汽车突然刹车时,乘客的身体会前倾,是由于身体上部具有惯性
8.(2分)如图为电学中的几个实验,下列说法正确的是( )
A.甲图,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近细小的水流,观察到水流弯曲,水流一定带电
B.用绝缘细线悬挂四个轻质小球,静止时如图乙。已知甲球带正电,则丙一定带负电
C.图丙,使甲带上负电荷,乙不带电;用带绝缘柄的金属杆把甲和乙连接起来的瞬间,电流自乙流向甲
D.丁图电路,当开关S1和S2都闭合后,L1和L2并联,电流表A测通过L2的电流
9.(2分)如图甲是电子测温仪,图乙是其简化电路,电源电压不变,R0为定值电阻,R为热敏电阻,靠近人体测温时,其阻值随温度升高而减小,当所测体温升高时,下列说法正确的是( )
A.电路的总电阻变大 B.电压表的示数变小
C.R0消耗的功率变大 D.电路的总功率变小
10.(2分)关于如图所示的四个电磁实验,下列说法中正确的是( )
A.实验甲:闭合开关,小磁针的N极向左偏转
B.实验乙:开关S闭合,只要导体ab在磁场中做切割磁感线运动,导体中就有电流产生
C.实验丙:开关S闭合,导体ab在磁场中运动,发电机是利用这一原理制成
D.实验丁:触接后小磁针将发生偏转,表明通电导线的周围存在磁感线
11.(2分)暑假期间小冬随家人驾驶汽车去海边游玩。下列说法正确的是( )
A.汽车前进的动力,由内燃机的压缩冲程提供
B.在海边闻到浓浓的海腥味,表明分子在做无规则运动
C.中午海滩的沙子热得烫脚,是通过做功的方式增加沙子的内能
D.海滩的沙子热得烫脚而海水却很清凉,是因为海水的比热容较小
12.(2分)“自动扫码,手机支付”。如图所示,如今许多大型商城为了给市民提供更便捷的消费服务,在收银处设立了手机扫二维码付费功能。下列相关的说法正确的是( )
A.手机摄像头相当于凹透镜
B.手机扫出的是二维码的虚像
C.手机的摄像头可用来矫正远视眼
D.应将二维码置于摄像头的一倍焦距以内扫描
13.(2分)安全用电关乎人民的生命和财产安全。如图所示,关于家庭电路,下列说法错误的是( )
A.图1中三脚插头接入三孔插座后,金属外壳接地,能防止万一外壳带电时对人造成伤害
B.图2中的电路断开开关时,手接触点M不会发生触电事故
C.图3是空气开关,当家庭电路中电流过大时空气开关会切断电路
D.图4是漏电保护器,当站在地上的人接触火线时漏电保护器会切断电路
14.(2分)三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如图所示,以下判断正确的有几个( )
①液体的密度关系是ρ甲<ρ丙<ρ乙
②液体对容器底部的压强关系是p乙>p甲>p丙
③容器对桌面的压强关系是p'乙>p'丙>p'甲
④小球受到的浮力大小关系是F乙>F丙>F甲
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
15.(2分)将灯泡L和定值电阻R以图甲方式连在12V的电源上,图乙是L和R的U﹣I图象,结合图中信息可知( )
A.灯丝电阻的阻值随电流的增大而减小
B.若把它们并联后当干路电流0.6A时灯丝电阻5Ω
C.串联时灯泡L的实际功率为4.8W
D.串联定值电阻R实际功率为6.4W
二、理解与应用(本题包括5个小题,共14分)
16.(4分)请分析下列生活实例、历史记载中蕴含的物理知识。
(1)抽水马桶的出水管做成“U”形,主要是利用 原理来防止臭气倒灌。
(2)孔明灯加速上升时,灯内气体密度 灯罩外气体密度,它受到的浮力 重力。(选填“大于”“等于”或“小于”)
(3)中国古代的计程车——“计里鼓车”,当车走一里时,车上的木人就敲一下鼓,当车走十里时,车上的木人就敲一下镯,人们主要根据鼓和镯发出声音的 (选填“音调”“响度”或“音色”)不同,确定车行驶的是一里还是十里。
17.(3分)“奋斗者号”是我国自主研制的深潜器,若当“奋斗者号”完全潜入水中时,排开水的体积为51m3,它所受浮力为 N。“奋斗者”号在深水下潜过程中所受水的压强 ,浮力 。(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
18.(3分)运动员拉弓射箭,箭被射出时弓的 能转化为箭的 能。《民法典》规定:禁止从建筑物中抛掷物品,是因为高处的物体具有较大的 能。
19.(2分)如图所示,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表读数之比U甲:U乙=4:1,则R1:R2= ;当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,通过两电表的电流之比I甲:I乙= 。
20.(2分)图甲为用传送带把货物送到高处的情景,图乙为其示意图,请在图乙中画出货物A所受重力和摩擦力的示意图。
三、实验与探究(本题包括3个小题,共21分)
21.(6分)物理兴趣小组的同学完成了两个实验探究:
(1)为观察水沸腾实验,该小组组装了如图A的装置:
①水沸腾时冒出的“白气”是 现象(填物态变化名称);
②水沸腾时的温度如上图B所示,此时水面上方的气压 (选填“高于”“低于”或“等于”)标准大气压;
③如图C,若将试管里的水放在烧杯中加热,当烧杯中的水沸腾以后,试管中的水 (选填“能”或“不能”)沸腾。
(2)如图乙,探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关。两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。闭合开关前,图中与左、右容器相连的两个U形管内液面相平。
①右边容器外部并联一个5Ω电阻,是为了使左右容器内导体的 不相等;
②实验中是通过观察U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,与其采用的物理研究方法相同的是 (选填“A”或“B”);
A.通过观察海绵的凹陷程度,反映压力的作用效果
B.保持压力大小不变,改变接触面的粗糙程度,探究影响滑动摩擦力大小的因素
③让图乙装置冷却到初始状态,把右边容器外部并联的5Ω电阻折入右边容器内,并使之与右边容器内的5Ω电阻并联此时右边容器内密封着与左边容器内等量的空气,接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少,此时该装置是探究电流产生的热量跟 的关系。
22.(6分)学完密度知识后,小明想知道酱油的密度,他和小刚到实验室,分别用不同的器材进行了测量。
(1)小明利用天平(含砝码)、量筒、烧杯测量酱油的密度过程如下:
①将天平放在 桌面上,游码放在标尺左端 处,调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处,这时横梁平衡;
②在烧杯中倒入适量的酱油,用天平测出烧杯和酱油的总质量为78.2g;将烧杯中的酱油的一部分倒入量筒中,如图甲所示;
③再用天平测出烧杯和剩余酱油的质量,砝码和游码的示数如图乙所示,则量筒中酱油的质量为 g;
④经过计算可知,酱油的密度为ρ= kg/m3。
(2)实验中小刚发现自己桌上没有量筒,思考了一会儿后,他利用天平、水(密度用ρ水表示)、两个完全相同的烧杯测量酱油的密度,操作过程如下:
①用天平测出烧杯的质量m0;
②将一个烧杯 ,用天平测出烧杯和水的总质量为m1;
③用另一个烧杯装满酱油,用天平测出烧杯和酱油的总质量为m2。
请你根据他测得的物理量计算出酱油的密度表达式ρ= (用字母表示)。
23.(9分)小明在“探究电流与电阻关系”的实验中,准备了如下实验器材:两节干电池,标有“15Ω 1A”的滑动变阻器,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、40Ω的4个定值电阻。
(1)如图甲是小明连接的电路,还有几根导线没有连接上,请你用笔画线代替导线将电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片位于阻值最大处。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,用一根导线分别与定值电阻和电流表并联,两表仍无示数,当导线与滑动变阻器并联时,发现两表指针有明显偏转,则故障原因是 。
(3)排除故障后,小明将5Ω的电阻接入电路中,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至适当位置,记录此时电流表的示数如图乙所示,为 A。断开开关,保持滑片不动,他又将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻。闭合开关,应将滑动变阻器的阻值调 (填“大”或“小”),使电压表示数保持 V不变。接下来断开开关,取下10Ω的定值电阻,把它换成20Ω的定值电阻,正确操作重做实验,实验数据记录在表中:
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流/A
0.2
0.1
由此可得出结论: 。
(4)同组的小红想验证结论是否正确,她将40Ω的定值电阻接入原电路继续实验,但她无论怎样调节滑片都无法完成实验,原因是 。
(5)实验结束后,小明还想用一块电流表和一个阻值已知的定值电阻R0测未知电阻Rx的阻值,于是他和同组同学设计了如图丙所示的电路图,并进行如下实验操作:
①闭合S、S1,此时电流表的示数为I。
②闭合S、断开S1,此时电流表的示数为I1。
③则未知电阻Rx的表达式为Rx= (用R0、l、I1表示)。
四、分析与计算(本题包括2个小题,共15分)
24.(8分)图甲是一辆起重车的图片,其质量约为8.4t。它有四个支撑脚,每个支撑脚的面积均为0.3m2,起重时汽车轮胎离开地面。某次作业中,起重车吊臂上的滑轮组(如图乙所示)将质量为1.2t的货物在10s内匀速提升3m,滑轮组上钢丝绳的拉力F为5000N(g取10N/kg)。求:
(1)提升货物过程中起重车对水平地面的压强有多大?
(2)此过程中拉力F做的功是多少?功率是多大?
(3)本次提升货物过程中滑轮组的机械效率是多大?
25.(7分)家庭广泛使用了多挡位电热水器,如图甲为某一款多挡位电热水器,盛水50kg,内部简化电路如图乙所示,调节开关时电热水器分为低温挡、中温挡和高温挡。已知电热水器的额定电压220V,低温挡额定电功率为1100W,中温挡额定电功率为2200W。若电热水器的加热效率为100%,热水器工作时的电阻值不变。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(1)当只有S1闭合时,电热水器处于中温挡工作,此时电路的电流是多少?
(2)求R2的阻值是多少?
(3)当热水器内的水初温是20℃,用高温挡工作半小时,水的温度升高了多少?(保留整数)
2023年山东省淄博市桓台县中考物理二模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题包括15个小题,每小题2分,共30分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2分)关于如图所示的声现象,下列分析正确的是( )
A.甲图中敲打鼓面,附近的烛焰动,说明声音可以传递信息
B.乙图中车间工人配戴耳罩,是在声源处减弱噪声
C.丙图中弹吉他时,增大拨动弦的力度可以改变声音的音色
D.丁图中抽出罩内空气,听到钟声音逐渐变小,可以推论声音不能在真空中传播
【分析】(1)声可以传递信息和能量。
(2)减弱噪声有三条途径,即在三个不同的位置——声源处、传播过程中、人耳处。
(3)声音的三个特征分别是: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,与振幅和距发声体的距离有关;音色是由发声体本身决定的一个特性。
(4)声音的传播靠介质;固体、液体、气体都可作为传播声音的介质,真空不能传声。
【解答】解:A、甲中敲打鼓面,附近的烛焰动,说明声音可以传递能量,故A错误;
B、乙中车间工人配戴耳罩,是在人耳处减弱噪声,故B错误;
C、丙中弹吉它时,增大拨动弦的力度可以改变声音的响度,故C错误;
D、丁中抽出罩内空气,听到钟声音逐渐变小,可以推论声音不能在真空中传播,故D正确。
故选:D。
【点评】知道声可以传递信息和能量、减弱噪声的方法,理解影响响度的因素、声音传播的条件,可解答此题。
2.(2分)近年来,我国在材料、能源等领域取得了辉煌的成就,下列说法正确的是( )
A.“祝融号”火星车利用电磁波向地球传递信息
B.水力、风力、火力发电是不可再生能源的利用
C.太阳能是太阳内部氢原子核裂变释放的核能
D.计算机中的电子器件都是由超导体制成
【分析】(1)电磁波的传播不需要介质,它可以传递信息;
(2)水力、风力、利用的是水能、风能,火力发电利用的化石能源;
(3)太阳能是太阳内部氢原子核聚变释放的核能;
(4)计算机中的电子器件主要是由半导体材料制成的。
【解答】解:A、“祝融号”火星车利用电磁波向地球传递信息,故A正确;
B、水力、风力、利用的是水能、风能,属于可再生能源,火力发电利用的是煤炭的内能,属于不可再生资源,故B错误;
C、太阳能是太阳内部氢原子核聚变释放的核能,故C错误;
D、计算机中的电子器件主要是由半导体材料制成的,故D错误。
故选:A。
【点评】此题考查了电磁波的应用、半导体材料的应用、太阳能的利用、能源的分类,属于基础题目。
3.(2分)对下列自然、人文景观和生活现象的描述正确的是( )
A.甲图,新疆的坎儿井,它是一种地下输水工程,可以有效减少输水过程中水的蒸发
B.乙图,松花江畔的雾凇,它的形成需要吸收热量,使周围环境温度降低
C.丙图,冰箱冷藏室取出的鸡蛋一会儿会“变湿”,是附着在鸡蛋表面的小冰粒吸热熔化
D.丁图,将装酒精的塑料袋口扎紧后放入热水中,酒精发生的是液化现象
【分析】(1)影响蒸发快慢的因素:液体的温度、液体的表面积、液面表面的空气流动;
(2)物质从气态不经过液态而直接变成固态的现象叫做凝华,凝华放热;
(3)物质由气态转变为液态的过程叫做液化,液化放热;
(4)物质从液态变成气态的过程叫做汽化,汽化吸热。
【解答】解:A.坎儿井减小了液面上的空气流动,有效减少输水过程中水的蒸发,故A正确;
B.雾凇是水蒸气凝华形成的,凝华放热,故B错误;
C.从冰箱冷藏室取出的鸡蛋,一会儿它的表面附着小水珠是空气中的水蒸气遇冷形成的小水滴,是液化过程,液化放热,故C错误;
D.将装酒精的塑料袋口扎紧后放入热水中,酒精从液态变为气态,发生的是汽化现象,故D错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查对物态变化和影响蒸发快慢的因素等知识的理解和掌握,难度不大。
4.(2分)小丽同学用照相机拍摄了某公园的景象,如图所示。下列说法正确的是( )
A.部分房顶呈现红色,是因为它吸收了红光
B.离水面越远的建筑物,在水中的像越小
C.小丽能从不同方向看到公园的景物,是因为光发生了镜面反射
D.为让拍摄的像更大,小丽可以靠近拍摄物,同时伸长镜头
【分析】(1)不透明的物体会反射自身颜色的光;
(2)平面镜所成的像与物体大小相等;
(3)平滑的表面会把光线向着某个方向反射,这种反射叫做镜面反射;凹凸不平的表面会把光线向着四面八方反射,这种反射叫做漫反射;
(4)凸透镜成实像时,物近像远像变大。
【解答】解:A、部分房顶呈现红色,是因为它反射了红光,吸收了其它颜色的光,故A错误;
B、平面镜所成的像与物体大小相等,离水面越远的建筑物,在水中的像大小不变,故B错误;
C、小丽能从不同方向看到公园的景物,是因为光发生了漫反射,故C错误;
D、让拍摄的像更大,需要增大像距、减小物距,小丽可以靠近拍摄物,同时伸长镜头,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了凸透镜成像规律的应用、光的反射现象,属于基础题。
5.(2分)如图为冰壶比赛的场景,下列对冰壶运动过程的认识,正确的是( )
A.运动员推动冰壶滑行,以冰面为参照物冰壶是静止的
B.冰壶被推出后减速滑行,说明物体的运动需要力来维持
C.运动员用毛刷持续摩擦冰面是为了减小摩擦力
D.冰壶所受重力和它对冰面的压力是一对平衡力
【分析】(1)在研究物体运动时,要选择参照的标准,即参照物,物体的位置相对于参照物发生变化,则运动,不发生变化,则静止;
(2)力是改变物体运动状态的原因;
(3)减小摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动代替滑动;
(4)二力平衡的条件: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。
【解答】解:
A、运动员推冰壶前进时,以冰面为参照物,冰壶的位置发生了改变,所以是运动的,故A错误;
B、冰壶被推出后减速滑行,是因为受到阻力的作用,说明力是改变物体运动状态的原因,物体的运动不需要力来维持,故B错误;
C、运动员用毛刷持续摩擦冰面,使冰熔化,在冰面上形成一层水膜,是通过使接触面脱离的方法减小摩擦力,故C错误;
D、冰壶所受重力和它对冰面的压力是作用在不同物体上的两个力,且方向相同,所以不是一对平衡力,故D错误。
故选:C。
【点评】此题以冰壶比赛为背景综合考查了运动和静止的相对性、平衡力的辨别、减小摩擦的方法、力与运动的关系等多个力学知识点,难度适中,属于中考热点题型。
6.(2分)使用下列机械时,用大小相等的拉力F,能匀速移动最重货物的是(不计机械自重和摩擦)( )
A.
B.
C.
D.
【分析】(1)定滑轮,使用它能改变力的方向,但不省力;动滑轮,使用它可以省一半的力;
(2)根据杠杆的平衡条件F1•L1=F2•L2分析;
(3)根据功的原理分析拉力与物体重力的关系。
【解答】解:
A、A中是定滑轮,使用它不省力,故G1=F;
B、B中是动滑轮,使用它可以省一半的力,故G2=2F;
C、C中是杠杆,设每一小格的长度为L,根据杠杆平衡条件可知,G3•2L=F•3L,解得G3=F;
D、D中是斜面,根据机械功原理可知,G4×1m=F×3m,解得G3=3F,
由此可知G4>G2>G3>G1。
故选:D。
【点评】本题考查定滑轮和动滑轮的特点及应用、杠杆平衡条件的应用,是一道基础题,难度一般。
7.(2分)生活中许多现象都与我们学过的物理知识有关,下列说法不合理的是( )
A.生活中用吸管将饮料吸入口中,是利用了大气压强的作用
B.高铁站台上的乘客不能越过安全黄线,因为列车进站时空气流速大产生的压强大
C.冰球运动员向后蹬冰面就会前进说明物体间力的作用是相互的
D.汽车突然刹车时,乘客的身体会前倾,是由于身体上部具有惯性
【分析】(1)吸管吸饮料时,是外界大气压把饮料被压进吸管里的;
(2)流体在流速大的地方压强小,当火车驶过站台时会带动周围空气流动速度加快,从而造成人周围空气流速不同;
(3)物体间力的作用是相互的;
(4)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性。
【解答】解:A.吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,吸管内气压减小,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,故A正确;
B.当列车驶进站台时,会带动人和车之间的空气流动速度加快,此时人外侧的空气流动速度慢,根据流体压强与流速的关系可知:人外侧空气流速慢压强大,而内侧流速快压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人推向列车,易出现危险,所以高铁站台上的乘客不能越过安全黄线,故B错误;
C.冰球运动员向后蹬冰面时,冰面会给运动员一个反作用力是运动员向前运动,这说明物体间力的作用是相互的,故C正确;
D.汽车突然刹车时,乘客的脚随车停止运动,乘客的上半身体由于惯性会前倾,故D正确。
故选:B。
【点评】本题考查了大气压的应用、流体压强与流速的关系、物体间力的作用是相互的和惯性,综合性较强。
8.(2分)如图为电学中的几个实验,下列说法正确的是( )
A.甲图,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近细小的水流,观察到水流弯曲,水流一定带电
B.用绝缘细线悬挂四个轻质小球,静止时如图乙。已知甲球带正电,则丙一定带负电
C.图丙,使甲带上负电荷,乙不带电;用带绝缘柄的金属杆把甲和乙连接起来的瞬间,电流自乙流向甲
D.丁图电路,当开关S1和S2都闭合后,L1和L2并联,电流表A测通过L2的电流
【分析】(1)带电体具有吸引轻小物体的性质;同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;
(2)物理学中规定电流方向为正电荷定向移动的方向,而电子定向移动的方向与电流方向相反;
(3)电路元件的连接有串联和并联两种方式:由于串联电路只有一条电流路径,流过一个元件的电流同时流过另一个元件,因此各元件相互影响;而并联电路中有多条支路,所以各元件独立工作、互不影响,据此判断两灯泡的连接方式;电流表与被测电路元件串联。
【解答】解:A、用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近细小的水流,水流会被“吸弯”,这种现象说明与丝绸摩擦过的玻璃棒带了电,水流可能带负电,也可能不带电,故A错误;
B、由图可知甲乙互相排斥,甲球带正电,则乙球带正电,乙丙互相吸引,则丙可能不带电,也可能带负电,故B错误;
C、甲带负电荷,乙不带电。用带绝缘柄的金属杆把甲和乙连接起来的瞬间,电子会发生定向移动,从甲移动到乙使验电器乙也带上了电。由于电子带的是负电,而电流的方向是正电荷定向移动的方向,所以电流方向与电子移动的方向相反,故电流方向自乙流向甲,故C正确;
D、连接了如图电路,当开关S1和S2都闭合后,L1和L2并联,电流表A测通过L1的电流,故D错误。
故选:C。
【点评】此题考查了带电体的性质、电流表的使用、电荷间的相互作用规律、电流方向的判断,属基础题目。
9.(2分)如图甲是电子测温仪,图乙是其简化电路,电源电压不变,R0为定值电阻,R为热敏电阻,靠近人体测温时,其阻值随温度升高而减小,当所测体温升高时,下列说法正确的是( )
A.电路的总电阻变大 B.电压表的示数变小
C.R0消耗的功率变大 D.电路的总功率变小
【分析】根据电路图可知,热敏电阻R与定值电阻R0串联,电压表测R0两端的电压,
热敏电阻的阻值随温度升高而减小,据此可知被测者体温升高时R的阻值变化,根据串联电路的电阻规律可知电路总电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中的电流变化;根据U=IR可知定值电阻两端的电压变化,根据P=UI可知R0消耗的功率和电路总功率的变化。
【解答】解:由电路图可知,热敏电阻R与定值电阻R0串联,电压表测R0两端的电压,
已知热敏电阻的阻值随温度升高而减小,则被测者体温升高时,R的阻值变小,因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和,所以电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知电路中的电流变大;
电路中的电流变大,根据U=IR可知定值电阻R0两端的电压变大,即电压表示数变大;
电路中的电流变大,R0两端的电压变大,电源电压不变,根据P=UI可知R0消耗的功率变大,电路的总功率变大,故ABD错误,C正确。
故选:C。
【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用,属于基础题。
10.(2分)关于如图所示的四个电磁实验,下列说法中正确的是( )
A.实验甲:闭合开关,小磁针的N极向左偏转
B.实验乙:开关S闭合,只要导体ab在磁场中做切割磁感线运动,导体中就有电流产生
C.实验丙:开关S闭合,导体ab在磁场中运动,发电机是利用这一原理制成
D.实验丁:触接后小磁针将发生偏转,表明通电导线的周围存在磁感线
【分析】(1)根据安培定则判断通电螺线管N、S极,根据磁极间的相互作用规律判断小磁针的N极偏转方向;
(2)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,电路中就会产生感应电流;
(3)通电导体在磁场中受到力的作用;
(4)通电导线的周围存在磁场,磁场是真实存在的,磁体间的作用是通过磁场来完成的;磁感线是为了研究方便引入的假想的有方向的曲线,是不存在的。
【解答】解:A、实验甲:闭合开关,根据安培定则可知,通电螺线管的左端为S极,右端为N极,同名磁极相互排斥,异名磁极互相吸引,因此小磁针的N极向右偏转,故A错误;
B、实验乙:开关S闭合,只要导体ab在磁场中做切割磁感线运动,导体中就有感应电流产生,故B正确;
C、实验丙:开关S闭合,导体ab在磁场中运动,电动机是利用这一原理制成,故C错误;
D、实验丁:触接后小磁针将发生偏转,表明通电导线的周围存在磁场,故D错误。
故选:B。
【点评】此题考查了安培定则、磁极间的相互作用规律、电磁感应现象、磁场对通电导体的作用、电流的磁效应,涉及知识点较多,但难度不大。
11.(2分)暑假期间小冬随家人驾驶汽车去海边游玩。下列说法正确的是( )
A.汽车前进的动力,由内燃机的压缩冲程提供
B.在海边闻到浓浓的海腥味,表明分子在做无规则运动
C.中午海滩的沙子热得烫脚,是通过做功的方式增加沙子的内能
D.海滩的沙子热得烫脚而海水却很清凉,是因为海水的比热容较小
【分析】(1)汽油机的做功冲程为汽车提供动力;
(2)不同的物质在相互接触时,物质的分子互相进入对方的现象就叫扩散现象,扩散现象表明分子在不停地做无规则运动;
(3)改变物体内能的方式有做功和热传递;
(4)水的比热容大,在吸收和放出相同热量时,与同质量的其他物质相比,其温度变化小。
【解答】解:A、汽车的做功冲程将内能转化为机械能为汽车提供动力,故A错误;
B、在海边闻到浓浓的海腥味,是因为分子在不停地做无规则运动,属于扩散现象,故B正确;
C、海滩的沙子热得烫脚,沙子吸收热量,是通过热传递的方式增加沙子的内能的,故C错误;
D、海水的比热容比沙子的比热容大,同样受热的情况下,水的温度变化比沙小,因此海滩的沙子热得烫脚而海水却很清凉,故D错误。
故选:B。
【点评】本题主要考查了扩散现象、改变内能的两种方式、比热容、内燃机的四个冲程等知识的理解和掌握,是中考的热点。
12.(2分)“自动扫码,手机支付”。如图所示,如今许多大型商城为了给市民提供更便捷的消费服务,在收银处设立了手机扫二维码付费功能。下列相关的说法正确的是( )
A.手机摄像头相当于凹透镜
B.手机扫出的是二维码的虚像
C.手机的摄像头可用来矫正远视眼
D.应将二维码置于摄像头的一倍焦距以内扫描
【分析】(1)手机的摄像头相当于照相机,照相时物体要位于摄像头的2倍焦距以外;
(2)远视眼可以用凸透镜矫正。
【解答】解:AC、手机摄像头相当于凸透镜,可以用来矫正远视眼,故A错误,C正确;
BD、手机上的摄像头相当于一个照相机,扫描二维码时,二维码要位于2倍焦距以外,扫出的是二维码倒立缩小的实像,故BD错误;
故选:C。
【点评】本题考查凸透镜成像的应用,要掌握二维码生成和识别技术,扫描时注意信息安全问题。
13.(2分)安全用电关乎人民的生命和财产安全。如图所示,关于家庭电路,下列说法错误的是( )
A.图1中三脚插头接入三孔插座后,金属外壳接地,能防止万一外壳带电时对人造成伤害
B.图2中的电路断开开关时,手接触点M不会发生触电事故
C.图3是空气开关,当家庭电路中电流过大时空气开关会切断电路
D.图4是漏电保护器,当站在地上的人接触火线时漏电保护器会切断电路
【分析】(1)带金属外壳的家用电器一定要接地。
(2)当人体接触火线和与火线连通的导体,并构成通路时会触电。
(3)当电路中电流过大时,空气开关会自动切断电路。
(4)当站在地上的人接触火线时漏电保护器会切断电路。
【解答】解:A、图1中三脚插头接入三孔插座后,金属外壳接地,能防止万一外壳带电时对人造成伤害,接地后电流会流入大地,不会流过人体,故A正确;
B、图2中的电路断开开关时,手接触点M,相当于接触了火线,人会发生触电事故,故B错误;
C、图3是空气开关,当家庭电路中电流过大时空气开关会切断电路,故C正确;
D、图4是漏电保护器,当站在地上的人接触火线时漏电保护器会切断电路,故D正确。
故选:B。
【点评】知道空气开关和漏电保护器在家庭电路中的作用;知道触电的危害和原因;知道带金属外壳的用电器接地的原理。
14.(2分)三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如图所示,以下判断正确的有几个( )
①液体的密度关系是ρ甲<ρ丙<ρ乙
②液体对容器底部的压强关系是p乙>p甲>p丙
③容器对桌面的压强关系是p'乙>p'丙>p'甲
④小球受到的浮力大小关系是F乙>F丙>F甲
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【分析】(1)根据物体浮沉条件,结合图示得出三种液体的密度大小关系;
(2)利用液体压强公式分析判断三种液体对容器底的压强关系;
(3)烧杯对桌面的压力等于烧杯、容器内液体和小球的总重力,受力面积相同,根据p=比较压强大小;
(4)当物体漂浮或悬浮时,其浮力等于自身的重力。
【解答】解:
三个完全相同的小球,其质量、体积和密度都相同;
①小球在甲中下沉,故ρ球>ρ甲,在乙容器中漂浮,故ρ球<ρ乙,在丙中悬浮,故ρ球=ρ丙;所以三种液体的密度关系为:ρ甲<ρ丙<ρ乙,故①正确;
②静止时三个容器的液面恰好相平,即深度h相等,由于乙液体的密度最大,根据p=ρgh可知,乙容器底受到的液体压强最大,甲容器底受到的液体压强最小,即p乙>p丙>p甲,故②错误;
③开始时,液体的体积V甲=V乙=V丙,放入小球后,甲、丙溢出相同体积的液体,则剩余液体体积V甲′=V丙′;由于ρ甲<ρ丙,故m甲<m丙,重力G甲<G丙,乙液体溢出的最少,故剩余液体体积V乙′最大;
又因为ρ乙最大,所以乙的质量最大、重力最大,故G甲<G丙<G乙;
容器相同,则容器重力相等,三个完全相同的小球,则小球的重力相等,容器对水平桌面的压力等于容器、容器内的液体和球的重力之和,即F甲<F丙<F乙;
由于受力面积相同,由p=可得,p'乙>p'丙>p'甲,故③正确;
④由图知,小球在丙容器中悬浮,在乙容器中漂浮,所以小球所受的浮力与自身的重力相等;在甲容器中下沉,浮力小于其重力,所以小球受到的浮力大小关系是F乙=F丙>F甲,故④错误;
由上分析可知①③正确,共计2个。
故选:B。
【点评】此题主要考查物体浮沉条件及其应用、压强的大小比较,根据物体浮沉条件,结合图示得出三种液体的密度大小关系是解答此题关键。
15.(2分)将灯泡L和定值电阻R以图甲方式连在12V的电源上,图乙是L和R的U﹣I图象,结合图中信息可知( )
A.灯丝电阻的阻值随电流的增大而减小
B.若把它们并联后当干路电流0.6A时灯丝电阻5Ω
C.串联时灯泡L的实际功率为4.8W
D.串联定值电阻R实际功率为6.4W
【分析】(1)灯丝电阻会随温度的升高而增大;
(2)灯L和电阻R并联,则灯L两端的电压和电阻R两端的电压相等,由U﹣I图像可知,电压为2V时,通过电阻R的电流为0.2A,通过灯L的电流为0.4A,故干路电流为0.6A,符合要求,根据RL=求灯丝电阻;
(3)灯L和电阻R串联,串联电路的总电压U为12V,根据U﹣I图像,可知当R两端的电压为7V,灯L两端的电压为5V时,符合要求,故此时串联电路的电流为0.7A,根据P=UI求灯泡L的实际功率和电阻R的实际功率。
【解答】解:A、由图像可知,通过灯丝的电流增大时,电压也增大,由P=UI可知灯的功率增大,发光时温度升高,而灯丝电阻会随温度的升高而增大,故A错误;
B、灯L和电阻R并联,则灯L两端的电压和电阻R两端的电压相等,由U﹣I图像可知,电压为2V时,通过电阻R的电流为0.2A,通过灯L的电流为0.4A,故干路电流为0.6A,符合要求,灯丝电阻RL===5Ω,故B正确;
C、灯L和电阻R串联,串联电路的总电压U为12V,根据U﹣I图像,可知当R两端的电压为7V,灯L两端的电压为5V时,符合要求,此时串联电路的电流为0.7A,灯泡L的实际功率PL=ULI=5V×0.7A=3.5W;
电阻R的实际功率PR=URI=7V×0.7A=4.9W;故CD错误。
故选:B。
【点评】本题考查电功率的计算,关键是根据串并联电路电压和电流的特点结合U﹣I图像找出对应的值进行求解。
二、理解与应用(本题包括5个小题,共14分)
16.(4分)请分析下列生活实例、历史记载中蕴含的物理知识。
(1)抽水马桶的出水管做成“U”形,主要是利用 连通器 原理来防止臭气倒灌。
(2)孔明灯加速上升时,灯内气体密度 小于 灯罩外气体密度,它受到的浮力 大于 重力。(选填“大于”“等于”或“小于”)
(3)中国古代的计程车——“计里鼓车”,当车走一里时,车上的木人就敲一下鼓,当车走十里时,车上的木人就敲一下镯,人们主要根据鼓和镯发出声音的 音色 (选填“音调”“响度”或“音色”)不同,确定车行驶的是一里还是十里。
【分析】(1)上端开口、下端相连的容器为连通器。
(2)孔明灯使用时,加热灯笼内的空气,罩内气体的密度小于灯罩外空气的密度,孔明灯的重力减小,当孔明灯自重小于浮力时,孔明灯就会上升。
(3)音色反映的是声音的品质与特色,我们能区分不同人、不同物体发出的声音,主要就是根据音色的不同。
【解答】解:(1)抽水马桶的出水管做成“U”形,主要是利用连通器的原理,反水弯的“U”形能存留住一部分水,防止臭气倒灌进入房间。
(2)孔明灯使用时,加热灯笼内的空气,罩内气体的密度小于灯罩外空气的密度,孔明灯的重力减小,当孔明灯它受到的浮力大于重力时,孔明灯就会上升。
(3)鼓和镯的材料、结构不同,所以音色不同。
故答案为:(1)连通器;(3)小于;大于;(3)音色。
【点评】本题考查连通器、浮沉条件和声音的特性,是一道综合题。
17.(3分)“奋斗者号”是我国自主研制的深潜器,若当“奋斗者号”完全潜入水中时,排开水的体积为51m3,它所受浮力为 5.1×105 N。“奋斗者”号在深水下潜过程中所受水的压强 变大 ,浮力 不变 。(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【分析】(1)知道深潜器完全潜入水中时排开水的体积,根据F浮=ρ液gV排求出所受的浮力;
(2)“奋斗者”号在深水下潜过程中深度变大,潜水器排开海水的体积和水的密度不变,根据p=ρ液gh判断受到水的压强;根据F浮=ρ液gV排判断潜水器受到的浮力变化。
【解答】解:深潜器完全潜入水中时所受的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×51m3=5.1×105N;
在水面以下下潜的过程中深度变大,潜水器排开海水的体积不变,根据p=ρ液gh可知受到水的压强变大;根据F浮=ρ液gV排可知,潜水器受到的浮力不变。
故答案为:5.1×105;变大;不变。
【点评】本题考查了阿基米德原理和液体压强公式的应用,是一道较为简单的应用题。
18.(3分)运动员拉弓射箭,箭被射出时弓的 弹性势 能转化为箭的 动 能。《民法典》规定:禁止从建筑物中抛掷物品,是因为高处的物体具有较大的 重力势 能。
【分析】重力势能与质量和高度有关,质量越大,位置越高,物体具有的重力势能越大;动能与质量和速度有关,质量越大,速度越大,物体具有的动能越大;弹性势能与物体发生的弹性形变有关,形变越大,物体具有弹性势能越大,并且势能和动能之间可以相互转换。
【解答】解:箭射出去时,弓的形变程度变小,弹性势能减小;箭由静止变为运动,动能增大;弓的弹性势能转化为箭的动能。
禁止从建筑物中抛掷物品,是因为高处的物体具有较大的重力势能,下落时转化为动能,易发生危险。
故答案为:弹性势;动;重力势。
【点评】本题主要考查我们对重力势能和弹性势能的掌握,了解其概念和影响因素,可顺利做出判断,难度不大。
19.(2分)如图所示,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表读数之比U甲:U乙=4:1,则R1:R2= 3:1 ;当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,通过两电表的电流之比I甲:I乙= 3:4 。
【分析】(1)当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲电压表测电源电压,乙电压表测R2两端电压,根据串联电路的电压特点求出两电阻两端的电压之比,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出两电阻的阻值之比;
(2)当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻并联,电流表甲测通过R2支路的电流,电流表乙测干路电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出两支路的电流之比,根据并联电路的电流特点求出干路电流之比。
【解答】解:(1)当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,甲电压表测电源的电压,乙电压表测R2两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,则两电阻两端的电压之比为
===;
因串联电路中各处的电流相等,所以,通过电阻R1、R2的电流之比I1:I2=1:1,
由I=可得,两电阻的阻值之比:
===;
(2)当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻并联,甲电流表测R2支路的电流,乙电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,则两支路的电流之比
===;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,两电流表的示数之比
===。
故答案为:(1)3:1;(2)3:4。
【点评】本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律的应用,关键是开关闭合与断开、不同电表时电路串并联的辨别以及电表所测电路元件的判断。
20.(2分)图甲为用传送带把货物送到高处的情景,图乙为其示意图,请在图乙中画出货物A所受重力和摩擦力的示意图。
【分析】首先能够根据物体的运动情况,判断物体所受摩擦力的方向。根据题设要求画出重力和摩擦力的示意图,力的示意图就是粗略作出力的三要素的过程。
【解答】解:根据重力的方向竖直向下,物体随传送带一起匀速向上运动,所以受传送带对物体的摩擦力向上,方向沿传送带方向画出,如图所示:
【点评】作图时一定要注意重力的方向是竖直向下,不是垂直向下;滑动摩擦力平行于斜面向上。
三、实验与探究(本题包括3个小题,共21分)
21.(6分)物理兴趣小组的同学完成了两个实验探究:
(1)为观察水沸腾实验,该小组组装了如图A的装置:
①水沸腾时冒出的“白气”是 液化 现象(填物态变化名称);
②水沸腾时的温度如上图B所示,此时水面上方的气压 低于 (选填“高于”“低于”或“等于”)标准大气压;
③如图C,若将试管里的水放在烧杯中加热,当烧杯中的水沸腾以后,试管中的水 不能 (选填“能”或“不能”)沸腾。
(2)如图乙,探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关。两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。闭合开关前,图中与左、右容器相连的两个U形管内液面相平。
①右边容器外部并联一个5Ω电阻,是为了使左右容器内导体的 电流 不相等;
②实验中是通过观察U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,与其采用的物理研究方法相同的是 A (选填“A”或“B”);
A.通过观察海绵的凹陷程度,反映压力的作用效果
B.保持压力大小不变,改变接触面的粗糙程度,探究影响滑动摩擦力大小的因素
③让图乙装置冷却到初始状态,把右边容器外部并联的5Ω电阻折入右边容器内,并使之与右边容器内的5Ω电阻并联此时右边容器内密封着与左边容器内等量的空气,接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少,此时该装置是探究电流产生的热量跟 电阻 的关系。
【分析】(1)①物质由气态变成液态的过程叫液化;
②液体沸点的大小跟气压有关,气压增大,沸点升高;
③水沸腾的条件是达到沸点,继续吸热,据此判断;
(2)①根据串联电路和并联电路的电流的特点分析;
②实验中是通过观察U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,采用的物理研究方法是转换法;
③由图知,根据串联电路电流规律可知,左边容器内电阻中通过的电流与右边容器中两个电阻并联的总电流相等,左边容器内电阻值大于右边容器中两个电阻并联的总电阻,通电时间相同,根据控制变量法可知探究目的。
【解答】解:(1)①水沸腾时冒出的“白气”是汽化后的水蒸气遇到冷的空气液化形成的小水滴,不是水蒸气;
②1标准大气压下水的沸点是100℃,乙图中水沸腾时的温度是98℃,液体沸点的大小跟气压有关,气压增大,沸点升高,所以乙图水面上方的气压低于标准大气压;
③烧杯中的水沸腾时,根据热传递原理,试管内的水可以达到沸点,但是不能再从烧杯内水中吸收热量,所以试管中的水无法沸腾;
(2)①由图可知,乙容器内外两电阻并联后与甲容器内的电阻串联,乙容器两电阻的电流之和等于甲容器中电阻的电流,所以乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的电流不相等,因为左右容器内两导体的阻值相等,必须让两电阻的电流不同,才能探究电流产生的热量与电流的关系;
②实验中是通过观察U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,采用的物理研究方法是转换法;与其采用的物理研究方法相同的是通过观察海绵的凹陷程度,反映压力的作用效果;
③由图知,左容器内电阻中通过的电流与右边容器内两个电阻通过的总电流相同,通电时间相同,但通过左边容器内一个5Ω电阻在干路上,阻值大于右边容器内两个5Ω电阻并联后的总电阻,根据控制变量法可知该装置是探究电流产生的热量跟电阻的关系。
故答案为:(1)①液化;②低于;③不能;(2)①电流;②A;③电阻。
【点评】本题考查了水的沸腾实验和电流产生热量的决定因素的实验,要求学生能够熟练掌握操作过程和观察实验现象,利用图像及其结论对新考点进行分析是本题的难点,需要学生具有一定的综合分析能力。
22.(6分)学完密度知识后,小明想知道酱油的密度,他和小刚到实验室,分别用不同的器材进行了测量。
(1)小明利用天平(含砝码)、量筒、烧杯测量酱油的密度过程如下:
①将天平放在 水平 桌面上,游码放在标尺左端 零刻度线 处,调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处,这时横梁平衡;
②在烧杯中倒入适量的酱油,用天平测出烧杯和酱油的总质量为78.2g;将烧杯中的酱油的一部分倒入量筒中,如图甲所示;
③再用天平测出烧杯和剩余酱油的质量,砝码和游码的示数如图乙所示,则量筒中酱油的质量为 44 g;
④经过计算可知,酱油的密度为ρ= 1.1×103 kg/m3。
(2)实验中小刚发现自己桌上没有量筒,思考了一会儿后,他利用天平、水(密度用ρ水表示)、两个完全相同的烧杯测量酱油的密度,操作过程如下:
①用天平测出烧杯的质量m0;
②将一个烧杯 装满水 ,用天平测出烧杯和水的总质量为m1;
③用另一个烧杯装满酱油,用天平测出烧杯和酱油的总质量为m2。
请你根据他测得的物理量计算出酱油的密度表达式ρ= •ρ水 (用字母表示)。
【分析】(1)①天平测量前要放到水平台上,将游码拨到零刻度线,调节两端螺母使横梁平衡,平衡的标准是指针指在刻度盘中央或左右摆动幅度相等。
②量筒读数时要观察好液面对应的位置,读取量筒中酱油的体积时,明确分度值、数准格数是关键;
③读取天平结果时,应先加砝码,再加游码,并注意分清标尺上的分度值;量筒中酱油的质量可由前两次测量的结果求出;
④计算酱油的密度可使用公式ρ=;
(2)只有天平,没有量筒,可以将水和酱油装满杯子,称量水和酱油的质量,先求出水的体积即空杯子的容积,根据体积相等求出酱油的密度。
【解答】解:(1)①天平的基本使用:将天平放在水平桌面上,游码放在标尺左端的零刻线处,调节平衡螺母,使指针尖对准分度盘的中央刻度线处,这时横梁平衡;
②量筒的分度值为2mL,量筒中的示数为40mL=40cm3;
③读取天平的示数为m2=2g+10g+4.2g=34.2g;
量筒中酱油的质量为:m=m1﹣m2=78.2g﹣34.2g=44g;
④酱油的密度:
ρ===1.1g/cm 3;
(2)没有量筒,用天平也能测量出酱油的密度:
①调好天平,用天平测出空烧杯质量为m0。
②将一个烧杯装满水,用天平测出烧杯和水的总质量为m1。
则水的质量m水=m1﹣m0,
由ρ=可得,水的体积V′=,
③用另一个烧杯装满酱油,用天平测出烧杯和酱油的总质量为m2。
则牛奶的质量m酱油=m2﹣m0,
酱油的体积等于烧杯内水的体积;
则酱油的密度表达式:
ρ===•ρ水。
故答案为:(1)①水平;零刻度线;③44;④1.1×103;(2)②装满水;③•ρ水。
【点评】本题考查了关于液体密度测量的基本技能,包括天平、量筒的读数以及运用密度的公式进行计算等。
23.(9分)小明在“探究电流与电阻关系”的实验中,准备了如下实验器材:两节干电池,标有“15Ω 1A”的滑动变阻器,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、40Ω的4个定值电阻。
(1)如图甲是小明连接的电路,还有几根导线没有连接上,请你用笔画线代替导线将电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片位于阻值最大处。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,用一根导线分别与定值电阻和电流表并联,两表仍无示数,当导线与滑动变阻器并联时,发现两表指针有明显偏转,则故障原因是 滑动变阻器断路 。
(3)排除故障后,小明将5Ω的电阻接入电路中,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至适当位置,记录此时电流表的示数如图乙所示,为 0.4 A。断开开关,保持滑片不动,他又将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻。闭合开关,应将滑动变阻器的阻值调 大 (填“大”或“小”),使电压表示数保持 2 V不变。接下来断开开关,取下10Ω的定值电阻,把它换成20Ω的定值电阻,正确操作重做实验,实验数据记录在表中:
实验次数
1
2
3
电阻R/Ω
5
10
20
电流/A
0.2
0.1
由此可得出结论: 当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 。
(4)同组的小红想验证结论是否正确,她将40Ω的定值电阻接入原电路继续实验,但她无论怎样调节滑片都无法完成实验,原因是 滑动变阻器的最大电阻太小 。
(5)实验结束后,小明还想用一块电流表和一个阻值已知的定值电阻R0测未知电阻Rx的阻值,于是他和同组同学设计了如图丙所示的电路图,并进行如下实验操作:
①闭合S、S1,此时电流表的示数为I。
②闭合S、断开S1,此时电流表的示数为I1。
③则未知电阻Rx的表达式为Rx= (用R0、l、I1表示)。
【分析】(1)在“探究电流与电阻关系”的实验中,电压表并联在定值电阻两端;根据滑动变阻器的滑片位于阻值最大处确定滑动变阻器右下接线柱连入电路中;
(2)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,说明电路中出现了断路;导线与元件并联后,元件被短路,当两表指针有明显偏转时,说明此时电路是通路,据此分析故障的原因;
(3)根据电流表选用量程确定分度值读数,利用U=IR求出定值电阻两端电压;
根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压不变,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑动变阻器滑片移动的方向;
根据表中数据分析得出结论;
(4)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入40Ω定值电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻;
(5)先测出两电阻并联的总电流,通过开关的转换再测量出测待测电阻的电流,根据并联电路各支路互不影响,由并联电路电流的规律可得出通过定值电阻的电流,由欧姆定律和并联电路电压的规律可得出待测电阻的表达式。
【解答】解:(1)在“探究电流与电阻关系”的实验中,电压表并联在定值电阻两端;因滑动变阻器的滑片位于阻值最大处,故滑动变阻器选用右下接线柱连入电路中,如下图所示:
;
(2)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,说明电路中出现了断路,用一根导线分别与定值电阻和电流表并联,两表仍无示数,说明除定值电阻和电流表之外仍然存在断路,当导线与滑动变阻器并联时,发现两表指针有明显偏转,说明除滑动变阻器之外的元件没有故障,因此故障原因是滑动变阻器断路;
(3)排除故障后,小明将5Ω的电阻接入电路中,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至适当位置,记录此时电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.4A,则定值电阻两端电压为UV=I1R1=0.4A×5Ω=2V;
实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,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,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器电阻阻值,使电压表示数保持2V不变;
由表中数据可知,电流与电阻的乘积为一定值,故可得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(4)电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=3V﹣2V=1V,滑动变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入40Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为:
R滑=0.5×40Ω=20Ω>15Ω,故当她在将40Ω的定值电阻接入原电路继续实验,无论怎样调节滑动变阻器滑片都无法使电压表的示数达到原来控制的电压值,原因是滑动变阻器的最大电阻太小;
(5)①闭合S、S1,此时电流表的示数为I;
②闭合S、断开S1,此时电流表的示数为I1;
③在步骤①中,两电阻并联,电流表测干路电流;
在步骤②中,电流表测待测电阻的电流,根据并联电路各支路互不影响,由并联电路电流的规律:
通过定值电阻的电流:
I0=I﹣I1,
由欧姆定律,电源电压:
U=I0R0=(I﹣I1)R0,
由欧姆定律,则未知阻值电阻:
Rx==。
故答案为:(1)见解答图;(2)滑动变阻器断路;(3)0.4;大;2;当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;(4)滑动变阻器的最大电阻太小;(5)。
【点评】本题是伏安法测量定值电阻的阻值实验,主要考查实物图的连接、电路故障、电流表读数、数据分析、控制变量法和欧姆定律的应用及特殊的方法测量电阻等,难易程度适中。
四、分析与计算(本题包括2个小题,共15分)
24.(8分)图甲是一辆起重车的图片,其质量约为8.4t。它有四个支撑脚,每个支撑脚的面积均为0.3m2,起重时汽车轮胎离开地面。某次作业中,起重车吊臂上的滑轮组(如图乙所示)将质量为1.2t的货物在10s内匀速提升3m,滑轮组上钢丝绳的拉力F为5000N(g取10N/kg)。求:
(1)提升货物过程中起重车对水平地面的压强有多大?
(2)此过程中拉力F做的功是多少?功率是多大?
(3)本次提升货物过程中滑轮组的机械效率是多大?
【分析】(1)提升货物过程中起重车对水平地面的压力等于起重车和货物的重力之和,受力面积等于4个支撑脚的面积之和,根据p=计算提升货物过程中起重车对水平地面的压强;
(2)由图知,承担重物绳子的段数n,根据s=nh和W=Fs求出拉力F做的功,再利用P=计算拉力F的功率;
(3)根据W=Gh=mgh计算有用功,利用η=计算提升货物过程中滑轮组的机械效率。
【解答】解:(1)提升货物过程中起重车对水平地面的压力:
F=G总=(m车+m货物)g=(8.4×103kg+1.2×103kg)×10N/kg=9.6×104N,
受力面积:S=4×0.3m2=1.2m2,
提升货物过程中起重车对水平地面的压强:
p===8×104Pa;
(2)由图知,承担重物绳子的段数n=3,
由s=nh和W=Fs可得,拉力F做的总功:
W总=Fnh=5000N×3×3m=4.5×104J,
拉力F的功率:
P===4.5×103W;
(3)有用功:
W=Gh=mgh=1.2×103kg×10N/kg×3m=3.6×104J,
提升货物过程中滑轮组的机械效率:
η===80%。
答:(1)提升货物过程中起重车对水平地面的压强为8×104Pa;
(2)此过程中拉力F做的功为4.5×104J,功率为4.5×103W;
(3)本次提升货物过程中滑轮组的机械效率是80%。
【点评】本题考查了滑轮组特点的应用、固体压强、总功、功率以及机械效率计算公式的灵活应用,难度适中。
25.(7分)家庭广泛使用了多挡位电热水器,如图甲为某一款多挡位电热水器,盛水50kg,内部简化电路如图乙所示,调节开关时电热水器分为低温挡、中温挡和高温挡。已知电热水器的额定电压220V,低温挡额定电功率为1100W,中温挡额定电功率为2200W。若电热水器的加热效率为100%,热水器工作时的电阻值不变。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(1)当只有S1闭合时,电热水器处于中温挡工作,此时电路的电流是多少?
(2)求R2的阻值是多少?
(3)当热水器内的水初温是20℃,用高温挡工作半小时,水的温度升高了多少?(保留整数)
【分析】(1)由图乙可知,当只有S1闭合时,只有R1工作,当只有S2闭合时,只有R2工作,当S1、S2都闭合时,R1、R2并联;根据并联电路的特点、R1、R2的大小关系以及P=可知高温挡、中温挡和低温挡的电路连接;根据P=UI求出当只有S1闭合时,电热水器正常工作时的电流;
(2)根据P=求出R2的阻值;
(3)根据P高温=P低温+P中温求出高温挡的功率,根据W=Pt求出高温挡工作半小时消耗的电能,根据效率公式求出水吸收的热量,根据Q吸=cmΔt求出水升高的温度。
【解答】解:(1)由图乙可知,当只有S1闭合时,只有R1工作,当只有S2闭合时,只有R2工作,当S1、S2都闭合时,R1、R2并联;
根据并联电路的电阻特点可知,当S1、S2都闭合时,R1、R2并联,电路中的电阻最小,由P=可知,电路中的总功率最大,电热水器处于高温挡;
根据题意可知,R1<R2,所以当只有S2闭合时,只有R2工作,电路中的电阻最大,总功率最小,电热水器处于低温挡;
当只有S1闭合时,只有R1工作,电热水器处于中温挡;
根据题意可知,电热水器中温挡的电功率P中温=2200W,
由P=UI可知,当只有S1闭合时,电热水器正常工作时的电流:I===10A;
(2)根据题意可知,电热水器低温挡的电功率P低温=1100W,
由P=可知,R2的阻值:R2===44Ω;
(3)高温挡的功率:P高温=P低温+P中温=1100W+2200W=3300W,
高温挡工作半小时消耗的电能:W=P高温t=3300W×0.5×3600s=5.94×106J,
由η=可知,水吸收的热量:Q吸=W=5.94×106J,
由Q吸=cmΔt可知,水升高的温度:Δt==≈28℃。
答:(1)当只有S1闭合时,电热水器正常工作时的电流是10A;
(2)R2的阻值是44Ω;
(3)水的温度升高了28℃。
【点评】本题是一道电热综合题,主要考查电并联电路的特点、电功公式、电功率公式、吸热公式以及效率公式的应用,能正确分析不同状态下的电路连接是解题的关键。
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