2023年江苏省南通市崇川中学中考物理第一次段考试卷(含答案)
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这是一份2023年江苏省南通市崇川中学中考物理第一次段考试卷(含答案),共24页。试卷主要包含了单选题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
2023年江苏省南通市崇川中学中考物理第一次段考试卷
一、单选题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)
1.(2分)22年2月6日,中国女足在亚洲杯赛中顽强拼搏夺得冠军。踢足球时,描述足球的下列物理量中,没有发生变化的是( )
A.质量 B.体积 C.速度 D.机械能
2.(2分)“曾有一年,月食之时,当在日没后,乃日尚未沉,而出地之月已食矣。”早在明代,人们对于月食就有了一定的了解。下列光现象成因与此相同的是( )
A.树丛的光束 B.雨后的彩虹
C.水中的倒影 D.“弯折”的铅笔
3.(2分)下列物态变化,属于升华的是( )
A.冰雪消融 B.雾凇的形成
C.露珠的形成 D.干冰变小
4.(2分)如图所示,在水平桌面上沿直线匀速拉动木块,下列属于一对平衡力的是( )
A.绳子对木块的拉力和木块对绳子的拉力
B.木块对桌面的压力和桌面对木块的支持力
C.绳子对木块的拉力和桌面对木块的摩擦力
D.木块受到的重力和木块对桌面的压力
5.(2分)有一辆电动玩具车,玩具车内部电路是由电源、开关、电动机、指示灯各一个组成的。开关闭合,电动机和指示灯同时工作,开关断开,电动机和指示灯同时不工作。为了探究玩具车内部电动机与指示灯的连接方式,他将这辆玩具车的电池取下,保持开关闭合。转动车轮,车上的指示灯能够发光。则玩具车内电动机与指示灯的连接方式是( )
A. B.
C. D.
6.(2分)如图所示,凸透镜焦距为10cm,烛焰在图示位置时恰能在光屏上成清晰的像。现将蜡烛沿主光轴向同一方向移动距离20cm,移动蜡烛的同时移动光屏,使烛焰始终能在光屏上成清晰的像,则光屏上的像( )
A.一直变小 B.一直变大
C.先变大后变小 D.先变小后变大
7.(2分)下列图像中,相应的物理原理解释正确的是( )
A.如图小车在正常行驶过程中,内燃机的压缩冲程对外做功
B.如图小球在地面上方越跳越低的过程中重力势能完全转化为动能
C.如图前2s内,小华跑得较慢
D.如图中甲音叉比乙音叉发声的音调高
8.(2分)晚上,小亮把手机充电器的插头刚插入插座准备充电时,家里原来正常工作的用电器突然都停止了工作,发生这一现象的原因可能是( )
A.插头与这个插座接触不良形成了断路
B.插头插入这个插座前,火线和零线就已相接触形成了短路
C.插头插入这个插座时,火线和零线相接触形成了短路
D.同时工作的用电器过多,导致干路电流过大,保险开关跳闸
9.(2分)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为30Ω,滑动变阻器铭牌已模糊不清,只能辨识出标有“1A”字样。开关S断开时,电流表A的示数为0.4A;闭合开关S,滑片P从某处M点分别向左、右移动,发现电流表A的示数的最大变化量均为0.2A,下列判断正确的是( )
A.电源电压为6V
B.滑片P在M点时电流表的示数0.6A
C.滑片P在移动过程中的最大阻值是20Ω
D.滑片P在移动过程中的电路的最大功率是7.2W
10.(2分)如图(甲)所示,虚线框内为供电电路(未画出)。能提供满足特殊需求的电流,移动滑动变阻器R的滑片,电压表、电流表示数的U﹣I关系图像如图(乙)所示,则下列表示供电电路总电流I总、定值电阻R0和R的总功率P总随电流表示数I变化的关系图像中,正确的是( )
A.
B.
C.
D.
二、填空题(本大题共5小题,共21分)
11.(3分)中国的历史有多长,中国的茶就有多香。请完成下列关于茶文化中的物理知识。
(1)绿茶看起来是绿的,是因为茶叶 (选填“反射”或“吸收”)绿光;
(2)制茶时,通过加热使新鲜茶叶中的水分快速 (填“物态变化”),这便是“杀青”;
(3)突然转动茶杯时,发现水中央的茶叶没动,这是由于茶叶具有 。
12.(4分)图甲是探究“水沸腾时温度变化的特点”的实验装置。
(1)组装实验装置时,应当先调整图甲中 (选填“A”或“B”)的高度。
(2)某小组用相同的装置先后做了两次实验,绘制出如图乙所示的a、b两条图线,由图可知:实验中水的沸点为 ℃。
(3)若两次实验所用水的质量分别为ma、mb,则ma (选填“>”“<”或“=”)mb。
(4)水沸腾时温度 。
13.(5分)在做“探究平面镜成像特点”的实验时:
(1)所需的器材是玻璃板、两个完全相同的棋子、铅笔、刻度尺。
(2)实验时应选择玻璃板来代替平面镜,主要目的是 (选填“看清A的像”或“看清B”),便于确定A的像位置。
(3)在实验过程中,将棋子A放在玻璃板的一侧,则棋子B放在玻璃板的另一侧,移动棋子B,直至与A的像 时便停止移动棋子B,B的位置即为棋子A像的位置,用铅笔分别在 (选填“A”、“B”或“A和B”)位置做标记。
(4)在棋子 (选填“A”或“B”)位置竖直放一张白纸,用眼睛 (选填“直接”或“透过玻璃板”)观察,若白纸上没有像,说明像为虚像。
14.(4分)如甲、乙两图所示,能说明电动机工作原理的是图 。发电机是根据 现象制成的。在乙图中,把滑动变阻器的滑片向右移动时,与滑片位于左端时相比较,会看到直导线运动速度较 (选填“大”或“小”)。
15.(5分)小星在湖边捡到一块鹅卵石,想测量它的密度,进行了如下实验:
(1)将天平放在水平桌面上,游码放在标尺左端零刻度线处,发现指针静止时如图甲所示,应将天平的平衡螺母向 端调,直至横梁平衡;
(2)该实验原理是 ;
(3)如图乙所示,鹅卵石的质量为 g;
(4)将鹅卵石放入盛有50mL水的量筒中,静止时液面情况如图丙所示,则鹅卵石的密度是 kg/m3;
(5)小星根据所测数据,在图丁上描出一个对应的点A,接着他又换用另一石块重复了上述实验,将所测数据在图上又描出了另一个对应的点B,若ρA、ρB分别代表鹅卵石和另一石块的密度,则ρA ρB(选填“>”、“=”或“<”)。
三、解答题(本大题共9小题,共49分)
16.(2分)如图,MN表示平面镜,AB表示镜前的物体,根据平面镜成像的特点作图。
17.(2分)在图的括号中标出磁体的磁极(用“N”或“S”表示)和在A点标出磁感线方向。
18.(2分)如图所示,教室中有两盏照明灯,由一个开关控制,两盏灯之间互不影响,请将电路图连接完整。如答图所示。
19.(6分)学校文化建设需要在阅读广场放置一座雕像,其质量为4.5t,吊装时用如图所示的滑轮组将雕像匀速吊上3m的高台,已知提升雕像时,拉力F的功率为6×103W,绳子自由端移动速度为0.3m/s。(g=10N/kg)求:
(1)滑轮组对雕像做的有用功;
(2)提升雕像的过程中滑轮组的机械效率。
20.(7分)如图所示,电源电压为6V恒定,定值电阻R1的阻值为20Ω,灯泡L上标有“6V 3.6W”,滑动变阻器R2的铭牌标有“40Ω 1.2A”字样。忽略温度对灯泡电阻的影响。求:
(1)灯泡L的电阻;
(2)当闭合S、S2,R2的滑片P在b时,10s内滑动变阻器R2消耗的电能;
(3)当闭合S、S1、S2,R2的滑片P在a时,电路的总电功率。
21.(7分)如图甲所示,是“探究不同物质吸热升温的规律”实验装置,在两个相同的烧杯中,分别装有水和煤油,用相同的酒精灯分别对它们加热相同的时间。实验数据记录画成图象如图乙:
(1)实验中应保证水和煤油的 (选填“质量”或“体积”)相同;实验中选用相同的酒精灯对水和煤油加热相同的时间,水吸收的热量 (选填“大于”、“等于”或“小于”)煤油吸收的热量;
(2)对水和煤油加热相同的时间后,可以观察到水升高的温度 (选填“高于”、“等于”或“低于”)煤油升高的温度;
(3)实验表明, (选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强,在物理学中,我们用比热容这一物理量来描述物质的这种特性,已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),请根据图中数据计算出煤油的比热容是 J/(kg•℃);
(4)小明又利用如图丙所示的两套相同装置,分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料,点燃后加热质量相等的水,通过比较燃料 (选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”)后温度计示数的变化,来判断两种燃料热值的大小。实验数据记录如表:根据表中数据,计算出碎纸片的热值是 J/kg。
燃料
加热前水温/℃
燃料燃尽时水温/℃
燃料的热值/J•kg﹣1
酒精
25
45
2.4×106
碎纸片
25
35
/
22.(7分)小红探究电流与电阻的关系,所用器材有:可调学生电源、电流表、电压表、标有“30Ω 0.5A”的滑动变阻器R’、开关S、导线和定值电阻R(5Ω,10Ω,15Ω,20Ω,25Ω)。
(1)请你根据图甲所示电路图,用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整(要求:向右移动滑片时,电路中的电流变小,且导线不能交叉);
(2)电路正确连接后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表有示数,原因可能是电阻R (选填“短路”或“断路”);
(3)小红先将电源电压调到合适的值,然后分别换上多个电阻进行探究,得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像,由图像可以得出结论: ;
(4)在实验过程中,先将5Ω的电阻接入电路,闭合开关调节滑片至适当位置,此时滑动变阻器连入电路的阻值为R1,功率为P1,接着换成10Ω的电阻接入电路,闭合开关后,再调节滑片至适当位置,此时滑动变阻器连入电路的阻值为R2,功率为P2,则R1:R2= ,P1:P2= ;
(5)小红想再测某电阻Rx的阻值,发现电压表损坏,于是设计了如图丁的实验电路,图中R为电阻箱;
①开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片至适当位置,使电流表示数为I,记下电阻箱示数R1;
②开关接b,保持滑动变阻器滑片位置不变,调节电阻箱使电流表示数仍为I,记下电阻箱示数R2;则Rx= (用所测物理量符号表示);若开关接b时,滑动变阻器滑片不小心向右移动了少许,测出的待测电阻值将 (选填“偏大”或“偏小”)。
23.(6分)小明做“探究杠杆平衡条件”的实验,装置如图1所示,已知杠杆上相邻刻度线间的距离相等,每个钩码重0.5N。
(1)组装好器材后,杠杆如图甲所示,小明下一步应该调节平衡螺母使杠杆 。
(2)接下来,如图乙,在A点挂两个钩码,在B点竖直向下拉弹簧测力计(忽略弹簧测力计自身重力影响),仍使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数应为 N。当弹簧测力计斜向下拉时,为使杠杆在水平位置保持平衡,则弹簧测力计的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)实验中多次改变力和力臂的大小是为了 。
A.多次测量求平均值减小误差
B.减小摩擦力
C.多次测量避免偶然性得到普遍规律
【拓展】图2为普通超市购物车,小明同学推车向右前进时遇到门槛,他想竖直向下压车把手,使前轮翘起通过门槛,如图甲所示,而小红同学想将购物车掉转车头,竖直向上抬车把手,抬起后轮通过门槛,如图乙所示。若整车的重心在O1与O2中点的正上方,请问 同学的方案更省力。已知AO1的距离为30cm,O1O2间距离为30cm,车和货物总重为500N,二者中更省力方案中对车把竖直方向的作用力大小为 N。
24.(10分)阅读短文,回答问题。
智能洁具
智能洁具(智能马桶、全自动洗碗机、智能浴缸等),具有温水洗净、暖风烘干、杀菌等功能,已进入百姓家庭。
某智能洁具为确保安全,插头带漏电保护装置,工作原理如图甲,连接洁具的火线与零线穿过环形铁芯,正常工作时,两线中的电流相等;若火线与零线中的电流不等,绕在铁芯上的线圈会产生电流,经放大后通过电磁铁吸起铁质开关S切断电源。
这种洁具装有红外线感应装置,当人靠近时,感应装置自动升起洁具盖子;启动洗净功能,加热器将水快速加热至温控装置预设的温度,水泵喷水实施清洗,喷水杆采用纳米银(直径为纳米级的银单质)材料,杀菌效果好;清洗结束,暖风烘干机自动开启烘干功能。表一为该洁具的部分参数,表二为水泵的性能测试参数(表中流量指单位时间内水泵抽送水的体积;扬程指水泵能将水提升的高度)。
表一
额定电压
220V
清洗喷水量
0.8L/min~1.2L/min
烘干机额定功率
180W
加热器额定功率
2100W
表二
流量Q/(×10﹣4m3•s﹣1)
0.5
0.6
0.8
1.0
1.2
扬程H/m
1.25
1.80
5.00
7.20
(1)该智能洁具应选用 线插头。当图甲电磁铁线圈中电流从a流向b时,电磁铁下端是 极。
(2)下列说法正确的是 。
A.红外线感应装置利用超声波进行工作
B.暖风烘干是靠增大面积来加快水的汽化
C.纳米银是银分子,喷水杆材料具有良好的导电性
D.漏电保护装置内的火线与零线短路时,开关S不会被吸起
(3)洁具正常工作,按最大喷水量用设定为38℃的温水清洗,加热器的效率为 %;清洗结束,暖风烘干机工作40s,消耗的电能会使标有“3000imp/(kW•h)”的电能表指示灯闪烁 次。[水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃),室温为18℃]
(4)分析表二数据可得,当该水泵的流量为0.8×10﹣4m3/s时,其扬程为 m;当水泵的流量为1.0×10﹣4m3/s时,输出的水达到对应的扬程,此过程中水泵克服水重力做功的功率P= W.(g取10N/kg)
(5)图乙为洁具的温控装置原理图。R1是滑动变阻器,R2是热敏电阻,其阻值随温度升高而减小。当R1两端电压U1增大到一定值时,控制电路将切断加热电路实现对水温的控制。
①适当 (填“增大”或“减小”)电源电压,可使控制水温的预设值升高;
②电源电压设定为10V,当R1接入电路的阻值为6Ω时,R2的电功率为4W,此时加热电路恰好被切断。若预设的水温相对较高,则控制电压U1是 V。
2023年江苏省南通市崇川中学中考物理第一次段考试卷
参考答案与试题解析
一、单选题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)
1.【解答】解:A、物体所含物质的多少叫质量,踢足球时,足球的所含的物质没有变化,故质量不变,故A正确;
B、踢足球足球体积会发生变化,故B错误;
C、踢足球时足球的速度在不断变化,故C错误;
D、踢足球足球高度、速度都会变化,机械能会发生变化,故D错误。
故选:A。
2.【解答】解:月食形成的原因是光的直线传播;
A、树丛的光束形成的原因是光的直线传播,故A正确;
B、雨后的彩虹,属于色散现象,是由光的折射形成的,故B错误;
C、水中的倒影,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故C错误;
D、“弯折”的铅笔,是由光的折射形成的,故D错误。
故选:A。
3.【解答】解:A、冰雪消融是熔化现象,故A错误;
B、雾凇是空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶,故B错误;
C、露是空气中的水蒸气遇冷液化为液态的小水滴,故C错误;
D、干冰变小是干冰直接升华为气态,故D正确。
故选:D。
4.【解答】解:A、绳子对木块的拉力和木块对绳子的拉力,作用在两个不同的物体上,是一对相互作用力,不是一对平衡力,故A错误;
B、木块对桌面的压力和桌面对木块的支持力,作用在不同的物体上,是一对相互作用力,不是一对平衡力,故B错误;
C、绳子对木块的拉力和桌面对木块的摩擦力,大小相等、方向相反,作用在一条直线上,作用在同一物体上,是一对平衡力,故C正确;
D、木块受到的重力和木块对桌面的压力,作用在不同的物体上,方向相同,不是一对平衡力,故D错误。
故选:C。
5.【解答】解:根据题意可知,开关接在干路上,同时控制电动机和指示灯,电动机和指示灯可能串联或并联;
转动车轮,车轮带动电动机转动,电动机变成了发电机,转动车轮,车上的指示灯还能发光,说明此时电动机、指示灯构成闭合回路,故电动机与指示灯是并联的;如果电动机与指示灯是串联的,拆去电池、闭合开关后,电动机、指示灯组成的电路是开路,指示灯不会发光,故可以确定玩具车中的电动机与指示灯一定是并联的。
故选:B。
6.【解答】解:烛焰在图示位置时恰能在光屏上成清晰的像,由图可知,像距大于物距,成倒立放大的实像,将蜡烛沿主光轴向同一方向移动距离2f,物距增大,像距变小,像变小。
故选:A。
7.【解答】解:A、汽车内燃机压缩冲程是机械能转化为内能,而做功冲程才是利用内能来做功的,故A错误;
B、因小球在弹跳的过程中克服摩擦做功,一部分机械能机械能转化内能,重力势能不能完全转化为动能,故B错误;
C、由图像可知,在前2s内,小华运动的距离比小明长,所以小华跑得较快,故C错误;
D、由波形图可知,相同的时间内甲音叉振动的次数多,甲音叉振动快,故甲的频率大于乙的频率,甲音叉比乙音叉发声的音调高,故D正确。
故选:D。
8.【解答】解:A、若是充电器的插头与插座断路状态,则手机充电器不工作,不会影响室内其它用电器,故A错误;
B、若插头插入这个插座前,火线和零线就已相接触形成了短路,则插头插入这个插座前,家庭中的所有用电器都不能工作,故B错误;
C、若是插头插入这个插座时,导致火线和零线相接触形成了短路,室内所有的用电器全部停止了工作,若不及时断电会发生火灾,故C正确;
D、手机充电器的功率很小,使用后不会导致干路中总电流过大,保险开关跳闸,故D错误。
故选:C。
9.【解答】解:(1)开关S断开时,电路为R1的简单电路,电流表测通过R1的电流,
由I=可得,电源的电压:
U=I1R1=0.4A×30Ω=12V,故A错误;
(2)闭合开关S,R1与R2并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,通过R1的电流保持不变,
当P向M点左移时,R2连入阻值变小,通过R2的电流变大,电流表示数变大,
因变化量最大0.2A,且滑动变阻器允许通过最大电流1A,
所以,P在M点的电流:
IM=I2大﹣ΔI=1A﹣0.2A=0.8A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,滑片P在M点时电流表的示数:
I=I1+IM=0.4A+0.8A=1.2A,故B错误;
(3)当通过R2的电流最小时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
则通过R2的最小电路:
I2小=IM﹣ΔI=0.8A﹣0.2A=0.6A,
所以,滑动变阻器接入电路中的最大阻值:
R2大===20Ω,故C正确;
(4)当通过R2的电流最大时,电路的功率最大,
则干路的最大电流:
I大=I2大+I1=1A+0.4A=1.4A,
电路的最大功率:
P大=UI大=12V×1.4A=16.8W,故D错误。
故选:C。
10.【解答】解:由题知甲电路中R0与R并联,则二者电压相等,电流之和为I总,电流表测量通过R的电流,电压表测量总电压。
AB、通过图乙可知,移动滑动变阻器滑片,电压表、电流表示数都改变,则假设电流为恒流源,则电压U=I0R0=(I总﹣I)R0=﹣IR0+I总R0,
由于I总和R0是定值,则得到U和I的一次方程,斜率为﹣R0,并且U0=I总R0,故与图乙符合,故能确定是恒流源,I总不变,故AB都错误;
CD、总功率P=UI总=(I总﹣I)R0I总=﹣I总R0I+I总2R0,其中R0与I总为定值,则P与的图像是条斜率向下的直线,故C错误,D正确。
故选:D。
二、填空题(本大题共5小题,共21分)
11.【解答】解:(1)绿茶看起来是绿的,是因为茶叶反射绿光;
(2)通过加热使新鲜茶叶中的水温度升高,水分快速的汽化,这便是制茶中的“杀青”;
(3)突然转动茶杯时,水中央的茶叶没动,这是因为茶叶具有惯性,要保持原来的静止状态。
故答案为:(1)反射;(2)汽化;(3)惯性。
12.【解答】解:(1)实验时要用酒精灯外焰加热,需要先确定石棉网的位置,因此需要自下而上安装实验器材。所以组装实验装置时,应先调节B固定夹的位置;
(2)水沸腾时温度不变,由图可知,水的沸点是98℃;
(3)由图乙知,a的初温与b的初温相同,a先沸腾,说明吸收的热量相同,a升高的温度高,根据Q=cmΔt知,a的质量小,则ma<mb;
(4)水沸腾时的特点是:吸收热量,温度不变。
故答案为:(1)B;(2)98;(3)<;(4)不变。
13.【解答】解:(2)玻璃板有透光性,既能成像,又能确定像的位置,实验时应选择玻璃板来代替平面镜,主要目的是看清B,便于确定A的像位置。
(3)在实验过程中,将棋子A放在玻璃板的一侧,则棋子B放在玻璃板的另一侧,移动棋子B,直至与A的像重合时便停止移动棋子B,根据等效替代法,B的位置即为棋子A像的位置;本实验要研究像与物到镜面的距离分,故用铅笔分别在A和B位置做标记;
(4)平面镜成像的原理是光的反射,其所成的像为虚像,不能成在光屏上,故在棋子B位置竖直放一张白纸,用眼睛直接观察,若白纸上没有像,说明像为虚像。
故答案为:(2)看清B;(3)重合;A和B;(4)B;直接。
14.【解答】解:甲图是电磁感应的实验装置,乙图是通电导体在磁场中受力运动的实验装置,能说明电动机工作原理的是图乙。发电机是根据电磁感应现象制成的。在乙图中,把滑动变阻器的滑片向右移动时,滑动变阻器连入电路的电阻变大,电路中的电流变小,直导线运动速度变小。
故答案为:乙;电磁感应;小。
15.【解答】解:(1)由图甲可知,测量前指针偏向分度盘的右侧,说明右盘偏重,应将天平的平衡螺母向左端调,直到指针指在分度盘的中央;
(2)测固体密度实验原理是ρ=;
(3)如图乙所示,标尺的分度值是0.2g,鹅卵石的质量为:m=20g+10g+1.4g=31.4g;
(3)鹅卵石的体积:V=V总﹣V水=60cm3﹣50cm3=10cm3;
则鹅卵石的密度:ρ===3.14g/cm3=3.14×103kg/m3;
(5)同种物质的质量与体积的比值为一个定值,即质量与体积的图象为一条过原点的直线,根据AB两个点分别做出图象,如图:
由图可知,当体积相同时,B的质量大于A的质量,故ρA<ρB。
故答案为:(1)左;(2)ρ=;(3)31.4;(4)3.14×103;(5)<。
三、解答题(本大题共9小题,共49分)
16.【解答】解:
分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′即为AB经平面镜所成的像,如图所示:
17.【解答】解:据图可知,此时一定是异名磁极,左端是N极,右端一定是S极,故磁感线的方向是向右的,如下图所示:
18.【解答】解:
由于两盏灯之间互不影响,是并联的,开关接在干路上并且接在火线和灯之间,电路图如图所示:
19.【解答】解:(1)雕像的重力:
G=mg=4.5×103kg×10N/kg=4.5×104N;
滑轮组对雕像做的有用功:
W有=Gh=4.5×104N×3m=1.35×105J;
(2)由图可知n=3,则绳子自由端移动的距离:
s=nh=3×3m=9m,
根据v=可得,所用的时间:
t===30s;
已知拉力F的功率为6×103W,t=30s,
根据P=得,拉力做的总功:
W总=Pt=6×103W×30s=1.8×105J;
提升雕像的过程中滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%=75%。
答:(1)滑轮组对雕像做的有用功为1.35×105J;
(2)提升雕像的过程中滑轮组的机械效率为75%。
20.【解答】解:(1)灯泡L上标有“6V 3W”字样,根据P=可得灯泡的电阻为:
RL===10Ω;
(2)当闭合S、S2,R2的滑片P在b时,滑动变阻器接入电路最大阻值,灯泡L与R2串联,电流表测量电路中电流;
根据串联电路总电阻等于各部分电阻之和和欧姆定律可得,此时通过电路的电流:
I====0.12A,
10s内滑动变阻器R2消耗的电能:W2=I2R2t=(0.12A)2×40Ω×10s=5.76J;
(3)当闭合S、S1、S2,R2的滑片P在a时,R2未接入电路,由L与R1并联,电流表测干路电流,
则灯泡两端的电压为:UL=U=U额=6V,所以,PL=P额=3.6W,
R1的功率:P1===1.8W,
电路的总功率:P=PL+P1=3.6W+1.8W=5.4W。
答:(1)灯泡L的电阻为12Ω;
(2)当闭合S、S2,R2的滑片P在b时,10s内滑动变阻器R2消耗的电能为5.76J;
(3)当闭合S、S1、S2,R2的滑片P在a时,电路的总电功率为5.4W。
21.【解答】解:(1)在此实验中,为了比较水和煤油吸热本领的大小,我们可以加热相同的时间,观察升高的温度的不同;也可以让它们其升高相同温度,比较加热时间,来比较它们吸热本领的大小。为了达到实验目的前提条件是:在两个相同的烧杯中应加入初温相同、质量相同的水和煤油;
用相同的电热器对水和煤油加热相同的时间,加热器放出的热量相同,则物质吸收的热量是相同的;
(2)根据表格中的数据可知,质量相同的水和煤油,吸收相同的热量后,煤油升高的温度更高,水的温度更低;
(3)根据表中的数据可知,相同质量的水和煤油,水升高的温度小于煤油升高的温度,因此水吸热的能力更强;
由图乙知,升高相同的温度,水用的时间是煤油的2倍,即吸收的热量是煤油的2倍,根据c=,在质量、升温相同的情况下,比热容与Q成正比,故煤油的比热容是:×4.2×103J/(kg•℃=2.1×103J/(kg•℃);
(4)比较不同燃料热值的实验中,同时点燃料后,需等待燃料完全燃烧,通过观察温度计示数的示数上升来比较两种燃料热值大小;
相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热,酒精燃烧放出的热量可以将水的温度升高20℃,碎纸片燃烧放出的热量可以将水的温度升高10℃,根据Q=mq可知,酒精的热值是碎纸片的2倍,所以碎纸片的热值为1.2×106J/kg。
故答案为:(1)质量;等于;(2)低于;(3)水;2.1×103;(4)全部燃烧;1.2×106。
22.【解答】解:
(1)滑动变阻器要上、下各选一个接线柱串联接入电路,向右移动滑片时,电路中的电流变小,即滑动变阻器接入电路中的电阻变大,故将滑动变阻器左下接线柱连入电路中,如下图所示:
(2)电路正确连接后,闭合开关,发现电流表无示数,则电路可能是发生断路,同时电压表有示数,说明电压表两接线柱到电源间是通路,所以原因可能是电阻R断路;
(3)分析图丙所示的电流I随电阻R变化的图像,电流与电阻之积U=IR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V,
故可得出结论:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(4)在探究电流与电阻的关系的实验时,应控制导体两端电压U一定,则前后两次电路中的电流之比====,
又因为电源电压一定,根据串联电路电压规律,在导体两端电压U一定时,滑动变阻器两端电压U’也一定,则===,
则5Ω的电阻接入电路时滑动变阻器连入电路的阻值R1的电功率P1与10Ω的电阻接入电路时滑动变阻器连入电路的阻值R1的电功率P2之比===
(5)在①中,待测电阻、电阻箱和滑动变阻器串联,电流表测电路的电流;在②中,电阻箱与滑动变阻器串联,因保持滑动变阻器滑片位置不变,即滑动变阻器连入的电阻不变,且电流表示数不变,由等效替代法可得R2=R1+Rx,
则未知电阻Rx=R2﹣R1;
若开关接b时,滑动变阻器滑片不小心向右移动了少许,即增大了滑动变阻器接入电路中电阻,则为了保证电流表示数仍为I,调节电阻箱接入电路中的电阻比R2更小,所以测出的待测电阻值将偏小。
故答案为:(1)见解答图;(2)断路;(3)在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;(4)1:2;2:1;(5)R2﹣R1;偏小。
23.【解答】解:(1)实验前需要将杠杆调节到水平位置平衡;
(2)杠杆的平衡条件是:F1L1=F2L2,杠杆水平平衡时,力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来,
2×0.5N×3=F2×2,解得F2=1.5N,
当弹簧测力计斜向下拉时,动力臂变小,根据杠杆的平衡条件,在阻力和阻力臂都相同的情况下,动力臂变小动力越大,所以,弹簧测力计变大;
(3)只有一次实验总结实验结论是不合理的,一次实验很具有偶然性,所以需要多进行几次实验,避免偶然性;
[拓展]
根据杠杆平衡的条件,F1L1=F2L2,当阻力和阻力臂相同,动力臂L甲小于L乙,动力F甲大于动力F乙,
所以小红的方案更省力,
已知AO1的距离为30cm,O1O2间距离为30cm,则AO2=60cm,
购物车的重力的力臂为O1O2的中点,为15cm,
F1===125N;
故答案为:(1)在水平位置平衡;(2)1.5;变大;(3)C;(拓展)小红;125。
24.【解答】解:(1)已知智能洁具为确保安全,插头带漏电保护装置,所以该智能洁具应选用两线插头即可;
当图甲电磁铁线圈中电流从a流向b时,由右手沿着电流方向抓住螺线管,则大拇指朝下,即螺线管下端为N极,上端为S极,
(2)A、红外线感应水龙头是通过红外线反射原理,故A错误;
B、暖风烘干,有热风吹,使水的温度升高,水上方的空气流动速度增大,从而加快了水的蒸发,很快变干,故B错误。
C、纳米银(直径为纳米级的银单质)材料,具有良好的导电性,但纳米银不是银分子,故C错误;
D、漏电保护装置是在火线和零线中电流不等的情况下工作,因而短路时虽然电流很大,但是火线和零线中的电流相等,漏电保护装置不会工作,则开关S不会被吸起,故D正确。
(3)由ρ=可得,每分钟喷出水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.2×10﹣3m3=1.2kg,
水吸收的热量:
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×1.2kg×(38℃﹣18℃)=1.008×105J,
由P=可得:
W电=Pt=2100W×60s=1.26×105J,
加热效率:
η=×100%=×100%=80%;
由P=可得,暖风烘干机工作40s,消耗的电能:
W=P烘干t=180W×40s=7200J=7200×kW•h=0.002kW•h,
电能表指示灯闪烁次数n=0.002kW•h×3000imp/(kW•h)=6,
(4)根据表格中的数据可知,当流量增大为2倍时,扬程增大为原来的4倍,说明扬程与流量的平方成正比,因而当流量为0.8×10﹣4m3/s时,为1.2×10﹣4m3/s的,则扬程为7.20m×=3.2m,
由ρ=可得,当水泵的流量为1.0×10﹣4m3/s时,
每秒钟流过水的质量m′=ρV=1.0×103kg/m3×1.0×10﹣4m3=0.1kg,
重力G=m′g=0.1kg×10N/kg=1N,
当水泵的流量为1.0×10﹣4m3/s时,输出的水达到对应的扬程为5m,水泵做功W=Fs=Gh=1N×5m=5J,
则功率P===5W,
(5)①当设定的温度升高时,则热敏电阻的阻值减小,要保持电阻R1的电压不变,则必须保持电路中的电流不变,因而必须减小电源电压;
②当R1=6Ω时的电压U1,电路中的电流为I=,热敏电阻的电压U2=U﹣U1=10V﹣U1,
电功率P=U2I,则有4W=(10V﹣U1)×,
解得U1=4V或U1=6V,由于要使得水温度较高,则R2的电阻较小,电路中的电流较大,则必须使得U1较大,设计为6V。
故答案为:(1)两;N;(2)D;(3)80;6;(4)3.20 5;(5)减小;6。
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