2023年云南省曲靖市中考模拟物理试卷(含答案)
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这是一份2023年云南省曲靖市中考模拟物理试卷(含答案),共25页。试卷主要包含了选择题,填空题,作图题,实验探究题等内容,欢迎下载使用。
2023年云南省曲靖市中考物理质检试卷
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题给出的四个选项中,第1-7题只有一项符合题目要求,第8-10题有多项符合题目要求。全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
1.(3分)下列估测最合理的是( )
A.普通学生课桌的高约是1.0m
B.普通中学生跑50m的时间约是3s
C.一盏日光灯正常工作时的功率是500W
D.一名普通中学生的重力约是500N
2.(3分)如图所示,物理知识在生产生活中有许多应用,下列描述正确的是( )
A.书包带做得宽是通过减小受力面积来增大压强
B.排水管的U形“反水弯”是一个连通器
C.吸盘能吸在墙上且下面能挂重物是因为分子间存在相互作用的引力
D.磁悬浮列车能悬浮在铁轨上行驶是根据同名磁极相互吸引的原理制成的
3.(3分)2022年乒乓球世界杯决赛中,中国运动员孙颖沙和王曼昱赢得世乒赛女双金牌,实现了世乒赛五连冠。有关乒乓球运动,下列说法正确的是( )
A.运动员挥拍将乒乓球击出说明力可以改变物体的运动状态
B.运动员不时的用毛巾将手上的汗液擦干净是为了减小摩擦力
C.空中飞行的乒乓球相对于球桌是静止的
D.离开球拍的乒乓球能继续在空中运动,是因为乒乓球受到惯性的作用
4.(3分)关于下列四幅图的说法正确的是( )
A.甲图的实验说明磁场能产生电流
B.乙图的实验所揭示的原理可制成电动机
C.丙图是演示电磁感应现象的实验装置
D.丁图中麦克风与发电机原理相似
5.(3分)如图所示的现象与用电安全相关,其中符合安全用电原则的是( )
A.小孩将手指插入插座
B.用手直接取挂在电线上的风筝
C.用湿手拔插头
D.冰箱的外壳要接地
6.(3分)如图所示的生活用具中,使用时属于省力杠杆的是( )
A.碗夹
B.筷子
C.裁纸刀
D.面包夹
7.(3分)在2019年10月1日,庆祝中华人民共和国成立70周年的盛大阅兵式中,关于水平地面上正在做匀速直线运动的坦克99A,下列说法错误的是( )
A.坦克在运动说明运动需要力来维持
B.坦克对地面的压力和地面对坦克的支持力是一对相互作用的力
C.坦克运动的快慢与它的路程和时间无关
D.运动的坦克受到重力的施力物体是地球
(多选)8.(3分)关于生活中常见的和“影”字有关的物理现象,下列说法中正确的是( )
A.立杆见“影”是由于光沿直线传播形成的
B.岸边的塔在水中所成的“倒影”是由于光的折射形成的
C.“摄影”用的照相机是根据凸透镜成像的原理制成的
D.看电视时,屏幕上五颜六色的光“影像”,这些色光是由“红、黄、蓝”混合而成的
(多选)9.(3分)下列对生活现象的解释正确的是( )
A.舞台上用干冰能制造雾,是因为干冰升华吸热使水蒸气液化
B.用手沾些冷水去拿热包子不会太烫,是因为水汽化要吸热
C.使用高压锅的目的是使锅内液体的沸点降低
D.甲流发烧用冰袋能给高热病人降温,是因为冰熔化吸热
(多选)10.(3分)如图所示,是电阻甲和乙的I﹣U图像,下列说法正确的是( )
A.电阻乙为定值电阻
B.当电阻甲两端电压为2V时,R甲=5Ω
C.如图甲所示,当开关闭合,电路中电流为0.2A时,电路总电阻为15Ω
D.如图乙所示,当开关闭合,电源电压为2V时,电路中的总电流为0.6A
二、填空题(本大题共6小题,第11-15题每小题2分,第16题4分,共14分)
11.(2分)2022年3月20日,“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲,王亚平再次天宫授课。根据声音的 可以判断出是王亚平在讲话,地球上的学生听到王亚平的声音是靠 波传回地球的。
12.(2分)如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S从闭合到断开时,电路中:电流表的示数 ,电压表的示数 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
13.(2分)站在校园里各个角落的同学都能看到旗杆顶上飘场的五星红旗,是因为光在红旗上发生了 的缘故,而旗杆顶端的滑轮主要是用来 。
14.(2分)目前核能已经被广泛和平利用于核能发电,核电站是利用 (选填“裂变”或“聚变”)时释放出大量的核能来发电的,核能属于 (选填“一次”或“二次”)能源。
15.(2分)2015年6月,“东方之星”号游轮在强暴雨和龙卷风的袭击下,倒伏沉没在水深15m的长江里。龙卷风的内部气压比外部气压 ;若此游轮从长江驶入大海,其浮力 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
16.(4分)我国汉代曾发明过一种用做军事信号的“孔明灯”,如图所示,它其实就是一种灯笼。先用很轻的竹艘扎成框架,再用纸糊严,并在下面留口。在灯笼的下面固定一个小碟,在碟内放入燃料。点燃后,当灯笼内的空气被加热到一定温度时,灯笼就能腾空而起。灯笼受到的空气浮力可以用阿基米德原理计算,即F浮=ρ空气gV。温度为20℃时,空气密度为1.2kg/m3,如表给出了一些空气密度和温度的对应关系。
温度/℃
90
100
110
120
130
密度/kg•m﹣3
0.97
0.94
0.91
0.88
0.85
(1)为了更容易起飞,孔明灯所用燃料选择的主要依据是 (选填“质量”、“密度”或“热值”)。
(2)根据表格中的数据,空气的密度随温度的升高而 。
(3)孔明灯体积大约为0.02m3,环境气温为20℃,则孔明灯受到的空气浮力为 N。
(4)孔明灯制作材料和燃料总质量为6g,灯内空气的温度要达到 ℃,孔明灯才能起飞(忽略燃料质量的变化)。
三、作图题(本大题共2小题,每小题2分,共4分)
17.(2分)某剧组为拍摄需要,设计了如图所示的装置来改变照明灯的高度。轻质杠杆ABO可绕O点转动,在图中画出杠杆ABO所受阻力F2的示意图和动力臂l1.
18.(2分)请在图中画出光线AO的折射光线和BC的入射光线。
四、实验探究题(本大题共4小题,第19题8分,20题4分,第21题8分,第22题4分,共24分)
19.(8分)(1)如图1所示,在“探究凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜位置保持不变,凸透镜的焦距为10cm。
①实验中随着蜡烛的燃烧,光屏上依然得到烛焰清晰的像,但光屏上像的位置却偏高,为了使像仍成在光屏的中央,则应向 (填“上”或“下”)调节凸透镜。
②调整后,图中光屏上烛焰的像是倒立 的实像,此规律的应用是 (举一例)。
③若有一只苍绳落到凸透镜上,则屏上 成完整的蜡烛的像(填“能”或“不能”)。
(2)为了比较水和煤油的吸热能力,小王做了如图2所示的实验,在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和煤油,用两个相同的酒精灯对其加热,并用相同的两支温度计分别同时测量水和煤油的温度变化,实验数据如下:
液体
质量(g)
初温(℃)
末温(℃)
加热时间(min)
水
300
20
30
12
煤油
300
20
30
6
①在此实验中,为比较水和煤油吸热能力的大小,我们可以加热相同的时间,观察 的不同。
②分析表中的实验数据可知:质量相同的水和煤油,升高相同的温度时, 吸收的热量多,表明 的吸热能力强。
③如果加热相同的时间,质量相同的水和煤油, 升高的温度更高。
20.(4分)小娟随爸爸一起进城买学习用具,恰逢口渴时,爸爸买了一瓶饮料给她,小娟突发奇想,想用所学的物理知识测量其密度,于是就将喝剩的一些饮料带回了学校。为了测量饮料的密度,她进行了如下实验:
(1)把天平放在水平桌面上,把游码移至标尺左端的零刻度线处,然后调节平衡螺母使天平横梁平衡。
(2)接下来进行了以下四项操作,如图所示:
A.用天平测出空烧杯的质量m0;
B.将部分饮料倒入烧杯中,用天平测出烧杯和饮料的总质量m1;
C.将烧杯中饮料的一部分倒入量筒,测出量筒中这部分饮料的体积为V;
D.用天平测出烧杯和剩余饮料的总质量m2;
以上操作步骤中其中有一步是多余的,它是步骤 (选填步骤序号)。
(3)由图中可知测得饮料的质量为 g,体积为 cm3,饮料的密度为 kg/m3。
21.(8分)在“测定小灯泡的电阻”实验中,有如下器材:电压表、电流表、开关、电压为6V的电源、标有“3.8V”但其额定功率模糊不清的小灯泡、标有“20Ω 1.5A”的滑动变阻器、导线若干。
(1)连接电路时,开关要 (填“闭合”或“断开”);
(2)请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接,在闭合开关之前,图中滑动变阻器的滑片应放在B端,其目的是 ;
(3)如表格是按正确操作测得的数据,表中计算出三次小灯泡的阻值不相等,其原因可能是 ;
实验次数
1
2
3
电压U/V
2.0
3.0
3.8
电流I/A
0.33
0.34
电阻R/Ω
6.0
8.8
9.5
(4)同学们进行试触时,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表有示数,则电路中出现的故障可能是 ;
(5)小丁同学测完电阻后,他还想测量小灯泡的额定功率,当他闭合开关时电压表示数为3V,为了测量小灯泡的额定功率应向 (选填“A”或“B”)端移动滑片(假设灯泡灯丝电阻不变),同时视线应注意观察 (选填“电流表”或“电压表”)示数,当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W。
22.(4分)学校要开运动会,几个同学讨论:到底怎样才能把铅球掷得更远?
小明认为:铅球掷出的距离,可能与掷出铅球时的速度大小有关。
小华认为:铅球掷出的距离,可能与掷出铅球时的射出仰角θ(投掷方向与水平方向的夹角)有关。
小丽说:“我们还是通过实验来探究吧”,于是,他们制作了一个如图所示的小球弹射器,它能使小球以不同速度和方向射出,弹射方向与水平仰角可由固定在铁架台上的量角器读出,他们通过5次实验得到了表中的数据:
实验序号
射出速度v(m/s)
射出仰角θ
射出距离(水平距离)s/m
1
5
30°
2.9
2
10
30°
9.5
3
10
45°
10.8
4
10
60°
9.1
5
15
30°
20.7
请你根据上述所收集的信息和相关证据回答下列问题:
(1)为了验证小明的猜想,应选序号 的三次实验数据,得出的结论是:在射出仰角一定时,物体射出的 越大,抛出的距离越远;
(2)分析2、3、4的三次实验数据可知,射出仰角θ为 度时,物体抛出的距离最远。根据研究结果,请你给参加掷铅球的运动员提一条有价值的建议: 。
五、综合题(本大题共2个小题,每小题9分,共18分)要求:(1)语言表述要简练、准确;(2)写出必要的运算和推理过程;(3)带单位计算;(4)计算结果若有近似,均保留两位小数。
23.(9分)如图所示为现代家庭、宾馆、办公室等常用的无线电水壶(一种在倒水时导线脱离,用电加热的方便水壶)及其铭牌,某同学用这种电水壶烧开水,他将水放至最大容量,测得水的初温是20℃,通电6分40秒,水烧开(在一个标准大气压下),试通过计算,回答下列问题:
额定电压
220V
额定功率
1210W
最大容量
1L
(1)此电水壶正常工作时的电流?
(2)该电水壶正常工作时电热丝的电阻多大?
(3)水从20℃烧开所吸收的热量是多少【水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃),水的密度ρ水=1.0×103kg/m3】?
(4)现测得电源电压为200V,请算一算此电水壶工作的效率。
24.(9分)为了尽量避免病毒交叉感染,减少人工服务费用,很多酒店利用如图所示的机器人送餐服务,该机器人的质量为100kg,机器人与地面的接触面积为250cm2,该机器人最多可负载30kg的重物。该机器人从一楼到十五楼需要3分30秒,每层楼高3m,该机器人的速度大约是2m/s。求:
(1)机器人受到的重力;
(2)机器人从一楼到十五楼的平均速度;
(3)机器人不负重时对地面的压强;
(4)机器人最大负重时从一楼到十五楼克服重力做的功。
2023年云南省曲靖市中考物理质检试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题给出的四个选项中,第1-7题只有一项符合题目要求,第8-10题有多项符合题目要求。全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
1.【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
【解答】解:A.普通学生课桌的高约是80cm=0.8m,故A不符合实际;
B.中学生50m跑的时间在7s左右,故B不符合实际;
C.一盏日光灯正常工作时的功率是40W,故C不符合实际;
D.普通中学生的质量约为50kg,其重力为G=mg=50kg×10N/kg=500N,故D符合实际。
故选:D。
2.【分析】(1)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,减小压力来减小压强。
(2)上端开口底部相连通的容器叫做连通器,连通器的特点是容器中的同种液体不流动时,各个容器中液面总是相平的。
(3)吸盘能吸在墙上是利用了大气压。
(4)同名磁极相互排斥。
【解答】解:A、书包带做得宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A错误;
B、排水管的U形“反水弯”是一个连通器,故B正确;
C、挤压吸盘时,由于吸盘内的空气减少,内部气压小于外界大气压,外界大气压将吸盘紧压在玻璃上,下面能够挂重物,故C错误;
D、磁悬浮列车能悬浮在铁轨上行驶是根据同名磁极相互排斥的原理制成的,故D错误。
故选:B。
3.【分析】(1)力的作用效果有两个:①力可以改变物体的形状即使物体发生形变。②力可以改变物体的运动状态,包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化。
(2)增大摩擦的方法:在接触面的粗糙程度一定时,增大压力,在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;
(3)判断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;
(4)任何物体都具有惯性,即保持原运动状态不变的性质,惯性不是力。
【解答】解:(1)运动员挥拍将乒乓球击出,乒乓球的速度和方向都发生改变,说明力可以改变物体运动状态,故A正确;
B、运动员不时的用毛巾将手上的汗液擦干净是为了增大摩擦,故B错误;
C、以球桌为参照物,空中飞行的乒乓球相对于球桌之间的位置不断发生改变,所以球桌是运动的,故C错误;
D、离开球拍后乒乓球能在空中继续运动,是因为乒乓球具有惯性,不是因为乒乓球受到惯性的作用,故D错误。
故选:A。
4.【分析】A、认识奥斯特实验,知道奥斯特实验证实了通电直导线周围存在磁场。即电流的磁效应。
B、掌握电磁感应现象及实验,知道在此实验中让闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,电路中会产生感应电流。根据这个原理制成了发电机。
C、掌握磁场对电流的作用实验,知道在此实验中,通电导体在磁场中受到力的作用。
D、要解决此题,需要知道动感线圈式话筒是根据电磁感应现象工作的。
【解答】解:A、图甲是奥斯特实验,通电后小磁针偏转,说明了通电导线周围存在磁场;所以A错误。
B、图乙是电磁感应实验,说明磁场可产生电流,根据此原理可以制成发电机;所以B错误。
C、图丙是磁场对电流的作用实验,通电后通电导体在磁场中受到力的作用而运动;所以C错误。
D、图丁是动感线圈式话筒,当人对话筒说话时,引起膜片的振动,膜片的振动会引起线圈的运动,切割永磁铁的磁感线而产生相对应的变化的电流,从而在扬声器产生与说话者相同的声音。动圈式话筒是根据电磁感应原理工作的;所以D正确。
故选:D。
5.【分析】(1)插座里面一根是火线,一根是零线,人接触会发生触电事故,所以千万不要将手指插入插座;
(2)从输电线上取风筝时,容易造成高压触电;
(3)水是电的导体,用湿手触摸开关时,会发生触电事故;
(4)家庭电路中为了安全用电,金属外壳都要接地,金属外壳的用电器漏电时,地线把人体短路,避免触电事故的发生。
【解答】解:A、小孩将手指塞进插座,容易接触火线引起触电,故不符合安全用电的原则;
B、从输电线上取风筝时,容易造成高压触电,故不符合安全用电的原则;
C、水是电的导体,用湿手拔插头时,会发生触电事故,故不符合安全用电的原则
D、金属外壳的电冰箱的外壳一定要接地,避免金属外壳用电器漏电时发生触电事故,故符合安全用电的原则。
故选:D。
6.【分析】结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解:A、碗夹在使用时,动力臂小于阻力臂,所以碗夹属于费力杠杆,故A不符合题意;
B、筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,所以筷子属于费力杠杆,故B不符合题意;
C、裁纸刀在使用时,动力臂大于阻力臂,所以裁纸刀属于省力杠杆,故C符合题意;
D、面包夹在使用时,动力臂小于阻力臂,所以食品夹属于费力杠杆,故D不符合题意。
故选:C。
7.【分析】(1)力是改变物体运动状态的原因,物体的运动不需要力维持;
(2)相互作用力作用在两个物体上,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,;
(3)匀速直线运动的物体速度始终不变,与路程和时间无关;
D.重力的施力物体是地球。
【解答】解:A.力是改变物体运动状态的原因,物体的运动不需要力维持,故坦克在运动不能说明运动需要力来维持,故A错误;
B.坦克对地面的压力和地面对坦克的支持力作用在两个物体上,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,故是一对相互作用的力,故B正确;
C.匀速直线运动的物体速度始终不变,与路程和时间无关,则坦克运动的快慢与它的路程和时间无关,故C正确;
D.重力的施力物体是地球,运动的坦克受到重力的施力物体是地球,故D正确;
故选:A。
8.【分析】①在生活中,激光准直、小孔成像、影子的形成、日食月食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光照射到两种物质界面上时,一部分光被反射回原来介质的现象是光的反射,现象有:平面镜成像、水中倒影等;
③当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变,这是光的折射,现象有:看水里的鱼比实际位置浅、彩虹、透镜成像等;
④光的三原色是红、绿、蓝。
【解答】解:A、立杆见“影”属于影子,是由于光的直线传播形成的,故A正确;
B、岸边的塔在水中所成的“倒影”属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故B错误;
C、“摄影”用的照相机是根据凸透镜成像的原理制成的,故C正确;
D、屏幕上五颜六色的光“影像”是由“红、绿、蓝”混合而成的,故D错误。
故选:AC。
9.【分析】(1)物质由气态转变为液态的过程叫做液化,液化时要放出热量;
(2)物质由液态转变为气态的变化过程叫做汽化,汽化时要吸收热量;
(3)液体的沸点随着气压的增大而升高;
(4)物质从固态转变为液态的变化过程叫做熔化,熔化时要吸收热量。
【解答】解:A.干冰升华吸热使周围的水蒸气遇冷液化,形成白雾,故A正确;
B.用手沾些冷水去拿热包子不会太烫,是因为水汽化要吸热,从而降低手的温度,故B正确;
C.高压锅可以增大锅内气体的压强,液体的沸点随着气压的增大而升高,故C错误;
D.甲流发烧用冰袋能给高热病人降温,是因为冰熔化吸热,可以达到降温目的,故D正确。
故选:ABD。
10.【分析】(1)根据欧姆定律可知,电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,据此分析图象甲乙电阻的变化;
(2)由图象可知,当甲两端电压为2V时对应的电流,根据欧姆定律求出R甲的阻值;
(3)根据串联电路的电流特点读出图象中对应的电压,利用串联电路的电压特点求出电源的电压,根据欧姆定律求出电路中的总电阻;
(4)根据并联电路的电压特点结合图象读出对应的电流,再根据并联电路的电流特点得出干路电流。
【解答】解:A.由图可知,甲对应的电流与电压成正比,而乙对应的电流与电压不成正比,根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变,乙电阻的阻值是变化的,故A错误;
B.由图可知,当电阻甲两端电压为2V时,通过甲的电流为0.4A,则R甲===5Ω,故B正确;
C.由图甲可知,甲、乙两电阻串联在电路中,当电路电流为0.2A时,通过甲、乙的电流均为0.2A,由图象可知,U甲=1V,U乙=2V,
由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,电源电压U=U甲+U乙=1V+2V=3V,
则电路的总电阻R===15Ω,故C正确;
D.由图乙可知,甲、乙两电阻并联在2V电源时,它们两端的电压均为2V,由图象可知,I甲=0.4A,I乙=0.2A,
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A,故D正确。
故选:BCD。
二、填空题(本大题共6小题,第11-15题每小题2分,第16题4分,共14分)
11.【分析】(1)音色与发声体的结构和材料有关。
(2)电磁波可以传递信息。
【解答】解:2022年3月20日,“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲,王亚平再次天宫授课。根据声音的音色可以判断出是王亚平在讲话,地球上的学生听到王亚平的声音是靠电磁波传回地球的。
故答案为:音色;电磁。
12.【分析】分析清楚图示电路结构,根据开关的断开与闭合情况确定各电路元件的连接方式,然后应用并联电路特点与欧姆定律分析答题。
【解答】解:由图示电路图可知,开关闭合时电压表与电流表都被短路,电压表与电流表示数都是零;
开关断开时,两电阻串联,电流表测通过R1的电流,电压表测R1两端的电压,电压表与电流表都有示数,它们的示数都变大;
故答案为:变大;变大。
13.【分析】漫反射,是投射在粗糙表面上的光向各个方向反射的现象。
使用定滑轮不能省力,但可以改变力的方向。
【解答】解:站在校园里各个角落的同学都能看到旗杆顶上飘场的五星红旗,是因为光在红旗上发生了漫反射的缘故,而旗杆顶端的滑轮是定滑轮,主要是用来改变力的方向。
故答案为:漫反射;改变力的方向。
14.【分析】(1)核裂变和核聚变都能释放能量,但是又有区别,核裂变是可控的,如核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的,核聚变过程不可控,如氢弹爆炸就是利用核聚变释放能量。
(2)可以从自然界直接获取的能源叫一次能源,不能从自然界直接获取,必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源。
【解答】解:
核电站是利用原子核发生可控制的裂变释放出的核能来发电的;
核能可以从自然界直接获取,属于一次能源。
故答案为:裂变;一次。
15.【分析】流体的流速越大,压强越小;
游轮始终处于漂浮状态,受到的浮力等于自身重力。
【解答】解:龙卷风内部空气流速快外部流速慢,造成龙卷风内部的压强远小于外部的压强,这样内外就会形成一个很大的压力差,在压力差的作用下,地面上的物体或人畜被“吸”起卷入空中;
游轮始终处于漂浮状态,受到的浮力等于自身重力,从长江驶入大海,其浮力不变。
故答案为:小;不变。
16.【分析】(1)孔明灯要飞起来,需要利用空气的浮力克服自身的重力,所以燃料应该尽量减轻质量;
(2)根据表格中的数据分析解答;
(3)已知20℃的空气密度和孔明灯的体积,利用F浮=ρ空气gV排计算孔明灯在空气中受到的浮力。
(4)孔明灯飞起时,受到三个力的作用:空气的浮力、灯的重力、灯内热空气的重力,且浮力为两个重力之和,据此得到热空气的重力;已知热空气的重力和孔明灯的体积,利用ρ热=得到热空气的密度,将热空气的密度与密度与温度对应关系进行比较,确定热空气达到的温度。
【解答】解:(1)为保证孔明灯更容易起飞,燃料的质量在保证飞行时间的前提下尽可能地减小;
(2)由表格中的数据可知,温度越高,空气的密度越小,即空气的密度随温度的升高而减小;
(3)孔明灯在空气中受到的浮力为:F浮=ρ空气gV排=1.2kg/m3×10N/kg×0.02m3=0.24N;
(4)当孔明灯浮起时,说明受到的空气浮力刚好等于灯重与灯内热空气重力之和,
即F浮=G灯+G热
0.24N=0.006kg×10N/kg+G热
0.18N=ρ热gV
ρ热==0.9kg/m3
由空气密度和温度的对应关系知,在110~120℃之间,温度升高10℃,空气密度减小0.03kg/m3,此时的空气密度为0.9kg/m3,较0.91kg/m3减小0.01kg/m3,所以温度升高略大于3℃,约4℃,即此时的温度约为114℃。
故答案为:(1)A;(2)减小;(3)0.24;(4)114。
三、作图题(本大题共2小题,每小题2分,共4分)
17.【分析】先确定阻力作用点(即B点),然后过阻力作用点表示阻力的方向(即竖直向下);已知支点和动力的方向,过支点作力的作用线的垂线段(即力臂)。
【解答】解:过A点作竖直向下的力(即阻力F2);过支点O作垂直于动力作用线的垂线段(即动力臂L1)。如图所示
18.【分析】仔细观察入射光线和折射光线的特点,根据凹透镜的三条特殊光线作图。
【解答】解:对于凹透镜,过光心的光线其传播方向不变;指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴,据此画出光线AO的折射光线和BC的入射光线,如图所示。
四、实验探究题(本大题共4小题,第19题8分,20题4分,第21题8分,第22题4分,共24分)
19.【分析】(1)①根据过光心的光传播方向不变分析;
②当物距大于2倍焦距小于1倍焦距,凸透镜成倒立放大的实像,应用是投影仪;
③物体由无数点组成,物体上任一点射向凸透镜有无数条光线,经凸透镜折射后,有无数条折射光线会聚成该点的像;当遮住凸透镜的一部分,还有另外的部分光线,经凸透镜折射会聚成像;
(2)①②我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
比较物质吸热能力的2种方法:使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;或使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强;
③根据②推理回答。
【解答】解:(1)①实验中随着蜡烛的燃烧,光屏上依然得到烛焰清晰的像,但光屏上像的位置却偏高,为了使像仍成在光屏的中央,根据过光心的光传播方向不变,则应向下调节凸透镜。
②凸透镜的焦距为10cm,调整后,可知物距大于2倍焦距小于1倍焦距,故图中光屏上烛焰的像是倒立放大的实像,此规律的应用是投影仪。
③因为形成的像是由光的折射,当苍蝇遮挡了一部分折射光线,会导致成像亮度变低,但是并不会影响像的完整性,则屏上能成完整的蜡烛的像;
(2)①在此实验中,为比较水和煤油吸热能力的大小,我们可以加热相同的时间,吸热相同,观察温度升高的不同。
②分析表中的实验数据可知:质量相同的水和煤油,升高相同的温度时,水加热时间长,水吸收的热量多,表明水的吸热能力强。
③质量相同的水和煤油,升高相同的温度时,水加热时间长,据此推理,如果加热相同的时间,质量相同的水和煤油,煤油升高的温度更高。
故答案为:(1)①下;②放大;投影仪;③能;(2)①温度升高;②水;水;③煤油。
20.【分析】(2)实验中只要能够测出量筒中饮料的的质量和体积即可;
(3)用天平测量物体质量时,物体的质量等于砝码总质量加上游码所对的刻度;量筒中饮料的质量等于饮料和烧杯的总质量减去剩余饮料和烧杯的质量;
读出饮料的体积,利用ρ=可以得到饮料的密度。
【解答】解:(2)实验中用步骤B的示数减步骤D的示数,便为量筒中饮料的质量,所以测量空烧杯的质量是多余的,即A多余;
(3)由图B可知,烧杯和饮料的总质量为m1=50g+20g+10g+2.4g=82.4g,
由图D可知,烧杯和剩余饮料的质量为m2=20g+10g+5g+3.4g=38.2g,
量筒中饮料的质量为:m=m1﹣m2=82.4g﹣38.2g=44.2g,
量筒中饮料的体积:V=40mL=40cm3,
饮料的密度为:
ρ===1.105g/cm3=1.105×103kg/m3。
故答案为:(2)A;(3)44.2;40;1.105×103。
21.【分析】(1)为了保护电路,连接电路时开关应断开;
(2)根据表中数据确定电流表的量程,滑动变阻器采用“一上一下”原则与电流表串联接入电路;为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处;
(3)由表中数据可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据P=UI分析灯丝的电阻随着温度的变化关系,进而分析计算出三次小灯泡的阻值不相等的原因;
(4)从小灯泡不亮,电流表无示数,可以判断出电路中出现了断路,然后根据电压表有示数确定出断路的位置;
(5)灯在额定电压下正常发光,将电压表示数与灯泡的额定电压比较,根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向;
根据电流表选用小量程确定分度值读出示数,根据P=UI可求出灯泡的额定功率。
【解答】解:(1)为了保护电路,连接电路时开关应断开;
(2)由表中数据可知,电路中的电流小于0.6A,因此电流表选用0~0.6A的量程,滑动变阻器与电流表串联接入电路,由图甲可知,滑动变阻器下面的接线柱已连入电路,只需将上面任意一个接线柱与电流表“0.6”接线柱相连,如图所示:
;
由图甲可知,在闭合开关之前,图中滑动变阻器的滑片应放在B端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中的电流最小,这样可以起到保护电路的作用;
(3)由表中数据可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据P=UI可知,灯泡的功率变大,温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大,因此计算出三次小灯泡的阻值不相等的原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大;
(4)小灯泡不发光,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,与电压表并联的灯泡L断路了;
(5)灯在额定电压下正常发光,电压表的示数为3V,小于灯泡的额定电压3.8V,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器两端的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向A移动,同时视线应注意观察电压表示数,直到电压表示数为灯泡的额定电压3.8V;
电流表选用小量程,由图乙可知,电流表的分度值为0.02A,示数为0.4A,则小灯泡的额定功率是:P额=U额I额=3.8V×0.4A=1.52W。
故答案为:(1)断开;(2)见解答图;为了保护电路;(3)灯丝的电阻随温度的升高而增大;(4)灯泡L断路;(5)A;电压表;1.52。
22.【分析】因为铅球射出的距离可能与射出的速度和射出的仰角都有关系,所以在探究射出距离与射出速度的关系时,应该保持射出仰角一定;在探究射出距离与射出仰角的关系时,应该保持射出速度一定。
【解答】解:(1)要探究射出距离与射出速度的关系,就必须保持射出仰角一定,只改变射出速度。从表格中数据来看,序号1,2,5的射出仰角都是30°,射出速度不同。序号1的射出速度是5m/s,射出距离距离是2.9m;序号2的射出速度是10m/s,射出距离是9.5m;序号5的射出速度是15m/s,射出距离是20.7m.由此可得出结论:在射出仰角一定时,物体抛出的速度越大,抛出的距离越远。
(2)要探究射出距离与射出仰角的关系,就必须保持射出速度一定,只改变射出仰角。从表格中数据来看,序号2,3,4的射出速度都是10m/s,射出仰角不同。序号2的射出仰角是30°,射出距离是9.5m;序号3的射出仰角是45°,射出距离是10.8m;序号4的射出仰角是60°,射出距离是9.1m.当射出仰角是45°时,物体抛出的距离最远。
参加掷铅球的运动员要想投掷的更远,可以以45°仰角方向,以最大的力投掷。
故答案为:(1)1、2、5;速度;(2)45°;以45°仰角方向,以最大的力投掷。
五、综合题(本大题共2个小题,每小题9分,共18分)要求:(1)语言表述要简练、准确;(2)写出必要的运算和推理过程;(3)带单位计算;(4)计算结果若有近似,均保留两位小数。
23.【分析】(1)电热水壶正常工作时的功率和额定功率相等,根据P=UI求出正常工作时的电流;
(2)知道电热水壶正常工作时的功率和电压,由P=可求得电阻;
(3)在一标准大气压下水的沸点是100℃,根据Q吸=cmΔt求出水吸收的热量;
(4)再根据W=UIt=t求出消耗的电能,利用η=×100%求出此时电水壶工作的效率。
【解答】解:(1)电水壶正常工作时的功率为1210W,电压为220V,
根据P=UI可得,此电水壶正常工作时的电流:
I===5.5A;
(2)根据P=可得,电热水壶的电阻:
R===40Ω;
(3)由ρ=得:
水的质量m=ρV=1×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg,
在一标准大气压下水的沸点是100℃,则水烧开时吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃﹣20℃)=3.36×105J;
(4)电水壶的加热时间:
t=6min40s=400s,
消耗的电能:W=t=×350s=3.5×105J,
此时电水壶工作的效率:
η=×100%=×100%=96%。
答:(1)电水壶正常工作时的电流约为5.5A;
(2)该电水壶电热丝的电阻约为40Ω;
(3)水从20℃烧开所吸收的热量是3.36×105J;
(4)现测得电源电压为200V,此电水壶工作的效率约为96%。
24.【分析】(1)知道机器人的质量,利用重力公式G=mg求其重力;
(2)利用v=求出机器人从一楼到十五楼的平均速度;
(3)机器人不负重时对水平地面的压力等于机器人自身重力,根据p=求出对地面的压强;
(3)先根据G=mg求出机器人最大负重时的总重力,然后根据W=Gh求出机器人最大负重时从一楼到十五楼克服重力做的功。
【解答】解:(1)机器人受到的重力为:
G机器人=m机器人g=100kg×10N/kg=1000N;
(2)该机器人从一楼到十五楼需要的时间为:
t=3分30秒=210s;
从一楼到十五楼的距离为:
s=3m×(15﹣1)=42m;
机器人从一楼到十五楼的平均速度为:
v===0.2m/s;
(3)机器人与地面的接触面积为:
S=250cm2=0.025m²;
机器人不负重时对地面的压力为:
F=G机器人=1000N;
机器人不负重时对地面的压强为:
p===40000Pa;
(4)机器人最大负重时的总重力为:
G总=m总g=(100kg+30kg)×10N/kg=1300N;
机器人最大负重时从一楼到十五楼克服重力做的功为:
W=G总h=1300N×42m=54600J。
答:(1)机器人受到的重力为1000N;
(2)机器人从一楼到十五楼的平均速度为0.2m/s;
(3)机器人不负重时对地面的压强为40000Pa;
(4)机器人最大负重时从一楼到十五楼克服重力做的功为54600J。
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