2023年江苏省苏州市高新一中教育集团中考二模物理试卷(含答案)
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1. 在2022年央视元宵节晚会上,神舟十三号航天员王亚平在空间站用古筝弹奏了一曲《茉莉花》,如图所示,关于王亚平的这次太空演出,下列说法正确的是( )
A. .弹奏古筝时,手指越用力,发出声音的音调越高
B. .古筝发出的声音是通过声波直接传播到地球的
C. .古筝琴弦长短不同,发出声音的响度不同
D. 人们能根据声音的音色分辨出古筝
2. 关于材料、能源和技术的应用,下列说法正确的是( )
A. 集成电路主要是由半导体材料制成的
B. 电热毯的电阻丝是用超导材料制成的
C. 燃料在燃烧不充分时,热值会变小
D. 利用超声波的反射来测量地球到月球的距离
3. 如图所示,抗疫医护人员在佩戴护目镜时,镜片常常会起雾而变得模糊,下列四个实例中的物态变化与此相同的是( )
A. 冰冻衣服变干
B. 瓜叶上的“霜降”
C. 蜻蜓身体上的露珠
D. 冰雪的“消融”
4. 下列关于粒子和宇宙的说法中正确的是( )
A. 海绵可以被压缩,说明分子间有空隙
B. 汤姆生发现了电子,说明原子核仍可再分
C. 地球等行星绕太阳运动,说明太阳是宇宙的中心
D. 毛皮摩擦过的橡胶棒所带的负电荷是从毛皮上转移来的
5. 有关中学生的估测最接近实际的是( )
A. 完成一次引体向上做的功约为200J B. 百米赛跑的速度约为12m/s
C. 正常体温约为38.5℃ D. 游泳时受到的浮力约为50N
6. 下列做法不符合安全用电要求的是( )
A. 图甲用电器金属外壳接地
B. 图乙人同时接触火线和零线
C. 图丙测电笔使用时手要接触笔尾的金属电极
D. 图丁发现有人触电应立即切断电源,若无法切断电源,应用干木棍等绝缘体挑开电线
7. 在探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让质量相同的铁球从斜面的不同高度由静止释放,撞击同一木块,能将木块撞出一段距离,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 该实验的目的是探究铁球在水平面上滚动时动能的大小与高度的关系
B. 木块被撞击后滑行距离不同,但滑行时所受摩擦力相同
C. 该实验中研究的动能是指木块的动能
D. 用小车代替木块更便于得到实验结论
8. 小京通过焦距为10cm的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像,如图所示。下列说法正确的是( )
A. “关灯”两字放大的像是实像
B. 提示牌上“关灯”两字在凸透镜的焦点上
C. 提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10cm
D. 提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于20cm
9. 某输液警报器能在药液流完时,通过电铃发声报警。该报警器内部有一可变电阻R,其阻值随管内液体的减少而减小。通过电铃的电流需要达到一定大小时电铃才能发声。下列几个电路中符合报警要求,且当输液管内液体越少,电表的示数也越小的是( )
A. B.
C. D.
10. 如图所示,一个不能打开的盒子外面露出一段细长的导线。要在不损坏导线的情况下,判断导线中是否有电流,下列四个实验所对应的结论不能作为其判断依据的是( )
A.
B.
C.
D.
11. 如图甲电路中,电源电压不变,灯泡L标有“6V3.6W”的字样,R2为滑动变阻器。闭合开关S,将R2滑片P从位置1移到位置2,根据两表示数作出的U∼I图像如图乙中AB所示。R2滑片P分别在位置1和位置2时,灯泡L的电功率分别为P1和P2,且P1:P2=6:1下列判断正确的是( )
A. 电源电压为14V
B. R2的滑片P在位置1时对应图乙中A点的数据
C. R2滑片P从位置1移到位置2时,灯泡灯丝电阻减小8Ω
D. R2滑片P从位置1移到位置2时,灯泡的电功率减小1.25W
12. 如图所示,用细绳吊着一个物块,静止靠在墙壁上。剪断细绳的同时,用一个由零逐渐增大的水平作用力F压在物块上,墙壁足够高,则物块( )
A. 运动速度变大
B. 所受摩擦力变大
C. 动能先变大后不变
D. 机械能先减小后不变
13. 小明在春天周末和同学一起相约郊游,一路上“鸟语花香”,“鸟语”是由于鸟的发声器官______ 发出声音的,“花香”是分子的______ 造成的。小明在春日暖阳下感到很热,这是因为太阳光中的______ 热效应比较显著。
14. 2022年4月16日神舟十三号载人飞船返回舱安全返航,为保证返回舱安全着陆,控制中心通过______ 波传输数据多次联调测试。着陆后的返回舱表面有烧蚀痕迹,这是返回舱与大气层摩擦引起的,此过程的能量转化情况与汽油机的______ 冲程相同,它们都是通过______ 方式改变物体内能的。
15. 如图是小王做“观察水的沸腾”实验的情形,安装器材时先确定______ (A/B)的高度,此时水温为______ ℃。沸腾时,水中产生大量气泡,气泡在上升过程中不断______ (变大/变小/不变)。
16. 小明利用如图的压强计做“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验。实验前,需检查压强计是否漏气,方法是用手指______ ,如果观察到U形管两侧液面发生明显变化,说明压强计不漏气。实验中,先将压强计的金属盒放入水中某一深度,记录U形管两侧液面的______ ;改变金属盒在水中的深度,记录数据,其目的是为了探究液体压强和______ 的关系。
17. 图甲所示装置可探究“不同物质吸热升温现象”,图乙所示装置可比较“不同燃料燃烧放出的热量”,对比两套实验装置,容器中被加热物质的质量都需要相同的是______ (填图号,下同);热源燃料的质量都要相同是______ ;必须用到实验器材天平、温度计和秒表的是______ 。
18. 一架歼-15战机在“山东号”航母上起飞,此时机翼上方气流速度______ 下方气流速度;飞机离开甲板后,航母排开水的体积变化了25m3,则该飞机的质量为______ t,飞机匀速飞行的升力为______ N。(g=10N/kg,ρ海水=1.1×103kg/m3)
19. 如图甲所示,一实心圆柱体金属块通过细线与上端的拉力传感器相连,拉力传感器可以显示出受到的拉力大小。缓慢往空水箱中加水,直到装满(圆柱体不吸水,水的密度ρ水=1×103kg/m3)。如图乙是传感器的示数F随水箱中水面到水箱底的距离h变化的图象,则圆柱体的底面积是______ cm2。圆柱体的密度是______ g/cm3。
20. 如图所示的电能表,其示数为______kW⋅h,为测量一只“220V 10W”的节能灯的额定功率,除需要该电能表外,还需要的测量工具是______。为此,某同学设计了一个方案:将该灯接入220V的测量电路中,关闭其他用电器,测量出电能表显示消耗1kW⋅h电能所用的时间,经过小组讨论发现上述方案不合理,原因是______。
21. 图甲为热敏电阻的R-t图象,图乙为用此热敏电阻R和电磁继电器组成的一个简单箱温箱温控电路(U为恒压电源),继电器线圈的电阻为30Ω,图中的“电源”是恒温箱加热器的电源,当线圈中的电流大于或等于20mA时,衔铁被吸合,加热器停止工作,实现温控。
(1)恒温箱内的加热器应接在______ (选填“A、C”或“B、D”)端。
(2)要实现对50℃∼100℃之间任一温度的控制,该装置恒压电源U至少为______ V。若恒压电源U为4V,则滑动变阻器R'的最大阻值为______ Ω。
22. 请在图中画出两束入射光线对应的折射光线。
23. 如图中,画出箱子受到的重力G和力F的力臂L。
24. 如图所示,闭合开关,小磁针静止在通电螺线管正下方。在图中虚线上用箭头标出磁感线方向并标出电源的正极。
25. 如图所示为家庭电路,三孔插座连接正确,请在虚线框内正确画出电灯或开关的电路元件符号,闭合开关后电灯能安全正常工作。
26. 小明家有一台容量为100L的太阳能热水器,某天加满水的热水器经过一天的阳光照射水温从20℃升高到60℃。水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃),水的密度为1.0×103kg/m3。求:
(1)一天内热水器中的水吸收的热量;
(2)小明家还有一台燃气热水器,加热效率为50%,已知天然气热值q=4.2×107J/m3,求将100L水从20℃加热到60℃所需的天然气。
27. 如图所示,滑轮组在400N拉力F的作用下,将重为600N的钢材匀速提起,在20s内物体上移2m。问:
(1)拉力的功率有多大?
(2)滑轮组提升该重物时的机械效率有多大?
(3)如果不计绳重和摩擦,将重为400N的钢材匀速提起时,机械效率有多大?(计算结果保留1位小数)
28. 在抗击新冠肺炎疫情期间,中医为诊疗发挥了积极作用,成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。袁伯伯家购买了如图甲所示的智能电热中药壶(具有“加热”和“保温”两种工作状态),它的内部简化电路如图乙所示,其中只有R1为加热管(放出的热量能被水吸收),R2为限流电阻。已知该壶的额定电压为220V,其加热时的额定功率为1210W,且保温时R1的功率和加热时R1的功率之比为4:25。求:
(1)在加热状态正常工作时,通过R1的电流;
(2)电阻R2的阻值;
(3)某傍晚用电高峰期,实际电压为200V,他只让家中电热中药壶通电工作,使其处于“保温”状态6min。他家电能表表盘如图丙所示。求该过程中电能表指示灯闪烁的次数n。
29. 在探究“凸透镜成像规律”实验中。
(1)如图甲,平行光正对凸透镜照射时,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f=______ cm。
(2)实验前调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度,目的是______ 。
(3)当该透镜位于图乙中刻度对应的位置时,光屏上能否观察到烛焰清晰的像?______ (选填“能”或“不能”)。
①若能,请在下面横线上写出像的性质;
②若不能,请在下面横线上说明仅在蜡烛和凸透镜之间加什么透镜才能在光屏上看到清晰的像。
答:______ 。
30. 为比较甲、乙两种液体的密度,同学们进行了实验。
(1)第一组同学用电子秤完成了以下几个实验:
①小明在两个完全相同的烧杯中分别装入等体积的两种液体,并用电子秤测出了液体和烧杯的总质量,电子秤的示数如图1所示,则这两种液体的密度关系是ρ甲______ρ乙;
②小华想通过图像比较甲、乙两种液体的密度大小。她用量筒测出液体的体积V,并用电子秤测出了量筒和液体的总质量m,用甲、乙两种液体各测两组数据后,在如图2所示的m-V图像上描出了四个点。但是小华忘记标注这四个点的数据分别属于哪种液体。根据小明实验测出的数据分析可知:属于甲液体的两点是______;
③小红在小明实验的基础上添加了一个边长为3cm的正方体金属块,测量出了甲液体的密度,实验步骤如图3所示。则甲液体的密度为______g/cm3。为了减小该实验的误差,她应该选择图4中的______(选填“a”或“b”)烧杯。
(2)第二组同学准备用如图5所示压强计来比较两种液体的密度大小,图6是他们设计的几种方案(压强计的U形管未画出),其中最佳方案是______。
31. 如图所示,用细线、长木板、两个完全相同的木块A、B和一个弹簧测力计,在水平台上探究“影响滑动摩擦力大小的因素”。
(1)实验过程中每次应水平拉动木块使它沿长木板做______ 运动。
(2)比较甲、乙两次实验,可得结论:当接触面的粗糙程度相同时,______ 越大,滑动摩擦力越大。
(3)图乙和图丙实验过程中,B物体两次所受摩擦力的大小关系是fB乙______ fB丙(选填“<”、“>”或“=”)。
32. 某实验小组探究“电流与电压、电阻”的关系。实验中电源电压恒为3V,滑动变阻器最大阻值为20Ω。
(1)他们先用5Ω的定值电阻探究电流与电压的关系,实验电路图如图甲所示。
①为了探究电流与电压的关系,请你用笔画线代替导线,添加两根导线将电路实物图补充完整。(导线不允许交叉)
②连接电路前,小明发现电流表指针如图乙所示,接下来的操作是______ 。
③检查完毕后,闭合开关,调节滑动变阻器,记录了5组数据。测第6组数据时,电压表的示数为2.6V,电流表的示数如图丙所示。请在图丁的坐标系中描绘出第6组数据对应的点,并根据描出的6个数据点画出定值电阻的I-U图像。
④分析画出的I-U图像可得出结论:在电阻一定时,______ 。
(2)实验结束后,小明想继续探究“电流与电阻”的关系,他将电源电压改为4V且不变,其余连接方式不变。将图中的定值电阻逐个依次换为5Ω、10Ω、20Ω、35Ω的四个定值电阻,使定值电阻两端的电压一直为2V不变。
①闭合开关试触时,发现电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,造成这一现象的原因可能是______ 。
②根据实验数据,小明作出了如图戊所示的I-R图像,由于此图线为曲线,小强认为不便直观判断I与R的定量关系,于是对图像中的坐标进行了巧妙变换,从而直观判断出了I与R的关系。你认为小强的改进方法是:______ 。
③完成了前三个电阻的实验后,小明又把R换为35Ω的电阻接入电路,闭合开关,无论怎样移动滑片,电压表都不能达到所控制的电压值,此时他发现电压表示数始终______ (选填“大于”、“小于”或“等于”)2V。为能够完成最后一个电阻的实验,在不增加原有实验器材、也不改变定值电阻两端预设电压的前提下,请你写出合适的操作______ 。
33. 闯红灯、压实线都是违反交通规则的驾驶行为,为引导文明驾驶、保障交通安全,某十字路口设有红绿灯及压实线拍照系统,红绿灯内部的发光板上排列着由150个LED灯所组成的发光点阵,该型号的LED灯在不同电压下发出不同颜色的光,从而交替发出红灯、黄灯、绿灯等交通信号,已知该型号LED灯的工作电流是20mA,当两端电压为1.5V时发红光,当两端电压为2V时发黄光,当两端电压为2.5V时发绿光,压实线拍照系统的简化电路如图甲所示,由感应器(电阻忽略不计)、压敏电阻Rx、电阻箱R、滑动变阻器R'、单刀双掷开关等组成,其中电源电压为24V,压敏电阻的阻值随压力变化的关系如图乙所示。当通过感应器的电流达到或超过10mA时,感应器报警,并触发抓拍设备工作进行拍照取证:当通过感应器的电流达到或超过24mA时,感应器会被损坏。
(1)在一次信号周期中,红灯亮30s、黄灯亮5s、绿灯亮30s,则一个信号周期中该盏信号灯共消耗的电能______ J;
(2)现要求压敏电阻受到的压力达到或超过1×104N时,感应器触发抓拍设备进行拍照,以下是调试该电路的步骤:
①电路接通前,滑动变阻器的滑片P置于最左端,根据实验要求,应将电阻箱调到一定的阻值,这一阻值为______ Ω;
②______ ,直至感应器报警;
③保持滑片的位置不变,将开关向另一端闭合,感应拍照系统即可正常使用。
(3)在(2)已调试好的电路中,保持滑动变阻器滑片位置不变,为避免感应器被损坏,压敏电阻所受压力不得超过______ N;
(4)在调试过程中,改变滑动变阻器的接入阻值R',即可改变报警时的压力。则设定报警压力F与滑动变阻器的接入阻值R'之间的关系图像为______ 。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:A、弹奏古筝时,手指越用力,发出声音的响度越大,故A错误;
B、太空没有空气,不能传播声音,故B错误;
C、改变弦的长短,从而改变弦振动的频率,改变了发声的音调,故C错误;
D、不同发声体的结构不同,发出声音的音色不同,人们能根据声音的音色分辨出古筝,故D正确。
故选:D。
(1)响度指声音的强弱或大小,与振幅和距离发声体的远近有关;
(2)声音的传播需要介质,真空不能传声;固体、液体、气体都可作为传播声音的介质;
(3)音调指声音的高低,与振动频率有关;
(4)音色是由发声体本身决定的一个特性。
本题考查声音的传播以及声音的特性,难度不大。
2.【答案】A
【解析】解:A、集成电路主要是由半导体材料制成的,故A正确;
B、电热毯是利用电流的热效应工作的,而超导体的电阻为零,不会产生电热,因此电阻丝不能用超导体制作,故B错误;
C、热值与燃料的种类有关,与燃烧是否充分无关,故C错误;
D、声音的传播需要介质,真空不能传声,人们不可以利用超声波来测量地球到月球的距离,故D错误。
故选:A。
(1)集成电路主要是由半导体材料制成的;
(2)电热毯是利用电流的热效应工作的;
(3)1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫热值,热值是燃料的特性,其大小与燃料的种类有关,而与质量大小、燃烧程度无关;
(4)超声波的传播需要介质,真空不能传播。
此题考查对热值、电流的热效应、声音的传播、半导体和超导体的特点等,属于识记的内容,比较简单。半导体和超导体是不同的,要注意区分。
3.【答案】C
【解析】解:护目镜在使用一段时间后,会出现起雾的现象,这是护目镜和面部之间的水蒸气遇冷液化形成的小水滴;
A.冰冻的衣服变干,冰由固态直接变为气态是升华现象,故A不符合题意;
B.瓜叶上的“霜降”,霜水蒸气遇冷发生的凝华现象,故B不符合题意;
C.蜻蜓身体上的露珠是水蒸气遇冷发生的液化现象,故C符合题意;
D.冰雪的“消融”,冰雪由固态变为液态是熔化现象,故D不符合题意。
故选:C。
物质由气态直接变为固态叫凝华,物质由固态直接变为气态叫升华;由气态变为液态叫液化,由液态变为气态叫汽化;由固态变为液态叫熔化,由液态变为固态叫凝固。
分析生活中的热现象属于哪种物态变化,关键要看清物态变化前后,物质各处于什么状态;另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
4.【答案】D
【解析】解:A、海绵是宏观的物质,手捏海绵,海绵体积变小,不能说明分子间有空隙,故A错误;
B、汤姆生发现了电子,从而说明原子是可以再分的,故B错误;
C、宇宙有层次之分,是由无数天体组成,太阳是宇宙中的一颗恒星,不地球等行星绕太阳转动,是宇宙的中心,故C错误;
D、毛皮摩擦过的橡胶棒所带的负电荷是从毛皮上转移来的,电荷只是发生了转移,故D正确。
故选:D。
(1)根据分子的基本特征:分子质量和体积都很小;分子之间有间隔;分子是在不断运动的;
(2)汤姆生发现了电子,从而说明原子是可以再分的;
(3)整个宇宙都是运动的;宇宙有层次之分,是由无数天体组成,太阳是宇宙中的一颗恒星,不是宇宙的中心;
(4)擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,并没有创造电荷。
本题考查了物理学史、分子的无规则运动、摩擦起电的实质等,属于基础题。
5.【答案】A
【解析】解:A、中学生的质量一般50kg左右,根据重力与质量的关系可得重力G=mg=50kg×10N/kg=500N,中学生每次引体向上身体向上运动40cm。引体向上是克服人体重力做功,根据公式W=Gh=500N×0.4m=200J,故A符合实际;
B、男子百米世界纪录的平均速度略大于10m/s,中学生百米赛跑平均速度远小于此数值,一般在7m/s左右,故B不符合实际;
C、人体的正常体温一般为36.8℃,感觉最舒适的气温约为25℃,故C不符合实际;
D、中学生在游泳池里游泳时,处于漂浮状态,中学生受到的浮力等于其重力,即F浮=G,中学生的质量一般50kg左右,根据重力与质量的关系可得重力G=mg=50kg×10N/kg=500N,故浮力大约为500N左右,故D不符合实际。
故选:A。
首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
估测是一种科学的近似计算,它不仅是一种常用的解题方法和思维方法,而且是一种重要的科学研究方法,在生产和生活中也有着重要作用。
6.【答案】B
【解析】解:A、用电器金属外壳接地可防止由于外壳漏电而可能造成的触电事故,故A符合安全用电要求;
B、图乙人同时接触火线和零线,会造成人体触电,故B不符合安全用电要求;
C、图丙测电笔使用时手要接触笔尾的金属电极,故C符合安全用电要求;
D、图丁发现有人触电应立即切断电源,若无法切断电源,应用干木棍等绝缘体挑开电线,故D符合安全用电要求。
故选:B。
(1)有金属外壳的用电器在使用时外壳要接地;
(2)触电是人体直接或间接接触火线造成的;
(3)使用测电笔时,用要接触笔尾的金属体,不能接触笔尖的金属体;
(4)当人触电时,应先切断电源或使人尽快脱离带电体。
本题考查了安全用电的常识在生活中的应用,是我们应该熟知的。
7.【答案】B
【解析】解:A、实验中,让质量相同的铁球从斜面的不同高度由静止释放,使小球到达斜面底端的速度不同,是探究铁球动能的大小与速度的关系,故A错误;
B、木块被撞击后滑行距离不同,但木块对水平面的压力和接触面的粗糙程度都相同,木块对滑行时所受摩擦力相同,故B正确;
C、该实验中研究的动能是铁球的动能,故C错误;
D、小车与接触面的摩擦属于滚动摩擦力,摩擦力较小,不容易停下来,不便于得到实验结论,故D错误。
故选:B。
(1)该实验中研究的动能是铁球的动能实验过程要采用控制变量法,当研究动能大小与质量的关系时,要让铁球沿斜面的同一高度下落,这样保证下落速度相同;当研究动能大小与速度的关系时,应选择同一铁球,这样可以保证铁球的质量相同;
(2)影响摩擦力的因素:压力和接触面的粗糙程度;
(3)滚动摩擦小于滑动摩擦。
本题考查了控制变量法和转换法的应用以及影响摩擦力的因素等知识,是一道难题。
8.【答案】C
【解析】解:A、由图可知,物体通过凸透镜成正立放大的虚像,故A错误;
BCD、当物体通过凸透镜成正立放大的虚像时,物距小于焦距,即提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10cm,故BD错误、C正确。
凸透镜成像规律及其应用之一,u
9.【答案】D
【解析】解:
(1)当输液管内液体越少,R的阻值越小,能使通过电铃的电流增大,所以R与电铃应串联在电路,而C图中电铃与R并联,故C图不符合题意;
(2)R与电铃串联,R的阻值越小,电路总电阻变小,电源电压一定,由I=UR知电路中电流变大,故A图不符合题意;
由U=IR知,此时电铃两端电压变大,由串联电路的电压特点知,R两端电压变小,故B错误,D正确。
故选:D。
可变电阻R阻值随管内液体的减少而减小,电流需要达到一定大小时电铃才能发声,当输液管内液体越少,电表的示数也越小,由此分析解答。
本题是电路的设计,考查了电路串联电路特点、欧姆定律的应用,利用好可变电阻R的阻值随管内液体的减少而减小是关键。
10.【答案】A
【解析】解:A、图中实验对应的结论是:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流,这是电磁感应现象,在不损坏导线的情况下,不能判断导线中是否有电流,故A符合题意;
B、图中实验对应的结论是:通电导体周围存在磁场。将导线平行于小磁针的正上方,通过观察小磁针是否发生偏转来进行判断导线中有无电流,若小磁针会发生偏转,就能说明导线中有电流,不偏转,说明导线中无电流,故B不符合题意;
C、图中实验对应的结论是:通电导体在磁场中受到力的作用。据此结论将导线放入磁场中,通过观察导线是否运动来进行判断导线中是否有电流;若导线在磁场中运动说明导线中有电流,若在磁场中不动说明导线没有电流,故C不符合题意;
D、图中实验对应的结论是:电流有磁效应。将导线缠在一根铁钉上,通过观察铁钉是否吸引大头针来判断导线中有无电流,若铁钉吸引大头针,就能说明导线中有电流,不吸引,说明导线中无电流,故D不符合题意。
故选:A。
判断电路中是否有电流通过,通常的做法有:用电流表测电流或串联一个灯泡观察亮度,由于不能断开导线,因此可用电流的磁效应及磁场对电流的作用来设计实验:
通电导体在磁场中受到力的作用,将导线放入磁场中,通过观察导线是否运动来进行判断;通电导体周围存在磁场,也可将导线平行于小磁针的正上方,通过观察小磁针是否发生偏转来进行判断,也可以绕在铁钉上制成电磁铁判断。
本题利用了电流的磁效应及磁场对电流有力的作用来判断导线中是否有电流通过,能将所学知识应用于解决实际问题,是我们应该重视的。
11.【答案】D
【解析】解:由图甲可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;
AB、根据P1:P2=6:1可知,R2滑片P在位置1时,灯泡L的电功率较大;根据P=UI可知,此时通过灯泡的电流较大;结合图乙可知,R2的滑片P在位置1时对应图乙中B点的数据;
设电源电压为U,当滑动变阻器滑片P位于1时,此时通过小灯泡的电流为0.5A,滑动变阻器两端的电压为9V,则小灯泡两端的电压为:UL1=U-U滑1=U-9V,
小灯泡的电功率为:P1=UL1I1=(U-9V)×0.5A,
当滑动变阻器滑片P位于2时,对应图乙中A点,通过小灯泡的电流为0.25A,滑动变阻器两端的电压为11V,则小灯泡两端的电压为:UL2=U-U滑2=U-11V,
此时小灯泡的电功率为:P2=UL2I2=(U-11V)×0.25A,
根据P1:P2=6:1可知,
P1P2=(U-9V)×0.5A(U-11V)×0.25A=61,
解得,电源电压为:U=12V,故AB错误;
C、R2滑片P在位置1时,小灯泡的电压为:UL1=U-U滑1=12V-9V=3V,
则此时小灯泡的电阻为:R1=UL1I1=3V0.5A=6Ω,
移到位置2时,小灯泡的电压为:UL2=U-U滑2=12V-11V=1V,
则此时小灯泡的电阻为:R2=UL2I2=1V0.25A=4Ω,
灯泡灯丝电阻减小,减小的电阻是:ΔR=R1-R2=6Ω-4Ω=2Ω,故C错误;
D、R2滑片P在位置1时,小灯泡的功率为:P1=UL1I1=3V×0.5A=1.5W,
移到位置2时,小灯泡的功率为:P2=UL2I2=1V×0.25A=0.25W,
灯泡的电功率减小值为:ΔP=P1-P2=1.5W-0.25W=1.25W,故D正确。
故选:D。
由图甲可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;
(1)根据P1:P2=6:1可知,R2滑片P在位置1时,灯泡L的电功率较大;根据P=UI可知,此时通过灯泡的电流较大;结合图乙可知,R2的滑片P在位置1时对应图乙中B点的数据;
由图乙可知滑动变阻器滑片P位于1和2时,通过小灯泡的电流,滑动变阻器两端的电压,根据P=UI和串联电路的电压特点表示出小灯泡的电功率,结合P1:P2=6:1求出电源电压;
(2)根据欧姆定律和串联电路的电压特点求出滑动变阻器的滑片在1和2两个位置时小灯泡的电阻,进而求出灯丝电阻的变化量;
(3)根据P=UI求出滑动变阻器的滑片在1和2两个位置时小灯泡的电功率,进而求出灯泡的电功率的变化量。
本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,关键是根据图像读出相关的信息。
12.【答案】D
【解析】
【分析】
此题通过一个场景,综合考查了摩擦力大小的影响因素、动能和势能的大小变化等多个物理知识点,本题关键是通过对物块进行正确的受力分析,对物块在滑落过程中的运动状态作出准确判断,有一定难度。
【解答】
用细绳吊着一个物块,静止靠在墙壁上,此时重力与拉力是一对平衡力;
当剪断细绳时,拉力消失,但同时用一个由零逐渐增大的水平作用力F压在物块上,则木块对墙面产生压力,进而产生沿墙壁向上的摩擦力,且摩擦力随着压力的增大而变大;开始时摩擦力较小,小于重力,物块向下做加速运动;随着摩擦力的增大,摩擦力大于重力后,向下做减速运动;所以,摩擦力先逐渐增大,当速度减小为0,摩擦力突然减小,减小到与重力相等后不再变化。
则:
A、物块的速度先变大再变小后不变,故A错误;
B、物块所受摩擦力先变大再变小后不变,故B错误;
C、物块的动能先变大再变小后不变,故C错误;
D、物块向下滑落的过程中,需要克服摩擦力做功,机械能减小;当物块静止后,机械能不再变化,故机械能先减小后不变,故D正确。
故选:D。
13.【答案】振动 无规则运动 红外线
【解析】解:(1)声音是由物体振动产生的,“鸟语”是由于鸟的发声器官振动发出声音的;
(2)闻到花的香味,是扩散现象,表明分子在不停地做无规则运动;
(3)小明在春日暖阳下感到很热,这是因为太阳光中的红外线热效应比较显著;
故答案为:振动;无规则运动;红外线。
(1)声音是由物体振动产生的;
(2)物质由分子组成,分子永不停息地做无规则运动;
(3)红外线具有热效应。
本题考查了声音的产生、分子热运动、红外线,综合性强,难度不大。
14.【答案】电磁 压缩 做功
【解析】解:电磁波可以在真空中传播,控制中心通过电磁波传输数据多次联调测试。
汽油机的压缩冲程工作时将机械能转化为内能;返回舱与大气层摩擦,机械能转化为内能,返回舱内能增大,温度升高,着陆后的返回舱表面有烧蚀痕迹;此过程的能量转化与汽油机的压缩冲程相同,它们都是通过做功的方式改变物体的内能。
故答案为:电磁;压缩;做功。
电磁波可以在真空中传播;
汽油机的做功冲程中,内能转化为机械能,压缩冲程中,机械能转化为内能;改变物体内能的方法有两种:做功和热传递。
本题考查了信息的传递、内燃机的工作过程、改变物体内能的方法,属于基础题。
15.【答案】B 91 变大
【解析】解:(1)在实验中需要用酒精灯的外焰加热,所以应先确定铁圈的高度,即安装器材时先确定B的高度;
(2)温度计的每一个大格代表10℃,每一个小格代表1℃,由图乙可知,水的温度是91℃。
(3)水沸腾时,气泡在上升过程中体积变大,这时候继续对水加热,温度不变。
故答案为:B;91;变大。
(1)因为在实验中需要用酒精灯的外焰加热,所以应从下向上固定实验器材的位置;
(2)温度计的读数:首先确定零上还是零下,确定每一个大格和每一个小格各代表的示数;
(3)分析水沸腾时气泡特点。
此题是探究水的沸腾实验,实验中主要考查了温度计的读数和液体沸腾的条件,同时考查了液体的沸腾特点,考查学生的分析归纳能力。
16.【答案】按压橡皮膜,观察U形管两端的液面是否能灵活升降 高度差 液体深度
【解析】解:用手轻按金属盒橡皮膜,U形管液面能灵活升降说明仪器不漏气;
压强计是通过U形管两侧液面的高度差来反映液体内部压强的大小;
在同种液体中,改变金属盒在水中的深度,可以探究液体压强和液体深度的关系。
故答案为:按压橡皮膜,观察U形管两端的液面是否能灵活升降;高度差;液体深度。
用手轻按金属盒橡皮膜,U形管液面能灵活升降说明仪器不漏气;
压强计是通过U形管两侧液面的高度差来反映液体内部压强的大小;
在同种液体中,改变金属盒在水中的深度,可以探究液体压强和液体深度的关系。
本题利用转换法和控制变量法探究液体压强大小的影响因素,是探究液体压强的典型实验,要熟练掌握。
17.【答案】甲、乙 乙 甲
【解析】解:根据比较“不同燃料燃烧放出的热量”大小和探究“不同物质吸热升温现象”两实验的要求,容器中被加热物质的质量都要相同;
探究“不同物质吸热升温现象”,需要燃烧相同的燃料,确保相同时间放出的热量相同即可,而酒精灯中燃料的质量不一定相同,比较“不同燃料燃烧放出的热量”时,要求酒精和碎纸片的质量相同;
甲实验中需要控制沙子和水的质量相同、乙实验中需要控制酒精和碎纸片的质量相同,所以需要用到天平;
根据转换法,甲组实验是通过加热时间的多少来反映物质吸收热量的多少,通过温度变化反应吸热本领的大小;乙组实验,燃料放出的热量被质量相同的同种液体吸收,故通过温度计示数变化来反映燃料放出热量的多少,故甲需要温度计和秒表,乙需要温度计,不需要秒表,所以必须用到实验器材天平、温度计和秒表的是甲。
故答案为:甲、乙;乙;甲。
为比较不同燃料燃烧放出的热量大小,要用不同的燃料,加热质量相同的同种液体,根据Δt=Qcm,液体升温越高,则燃料放出的热量越多;
探究“不同物质吸热升温现象”,需要用相同的加热装置,燃烧相同的燃料(根据转换法,确保相同时间放出的热量相同),加热相同的时间,比较质量和初温相同的液体升高的温度。
本题将“比较不同燃料燃烧放出的热量大小”和探究“不同物质吸热升温现象”两个实验作比较,考查相同和不同之处及转换法和控制变量法,为易错题。
18.【答案】大于 252.5×105
【解析】解:一架歼-15战机在“山东号”航母上起飞,此时机翼上方气流速度大于下方气流速度;
飞机离开甲板后,航母排开水的体积变化了25m3,航母所受浮力的变化量ΔF浮=ρ水gV排=103kg/m3×10N/kg×25m3=2.5×105N,
则该飞机的重力G=ΔF浮=2.5×105N,
质量为m=Gg=2.5×105N10N/kg=2.5×104kg=25t;
飞机匀速飞行的升力F升=G=2.5×105N。
故答案为:大于;25;2.5×105。
一架歼-15战机在“山东号”航母上起飞,此时机翼上方气流速度大于下方气流速度;
飞机离开甲板后,航母排开水的体积变化了25m3,根据ΔF浮=ρ水gV排得出航母所受浮力的变化量,根据G=ΔF浮得出该飞机的重力,根据G=mg得出质量;根据F升=G得出飞机匀速飞行的升力。
本题考查阿基米德原理的应用,是一道综合题。
19.【答案】10 5
【解析】解:由图乙可知,当水箱中水面到水箱底的距离小于10cm时,传感器的示数为圆柱体金属块的重力G=F1=5N,当水箱中水面到水箱底的距离h2=20cm时,传感器的示数F2=4N,所以圆柱体金属块浸没时受到的浮力为:F浮=G-F2=5N-4N=1N,
由阿基米德原理可知,此时物体的体积为:V=V排=F浮ρ水g=1N1.0×103kg/m3×10N/kg=1×10-4m3,
由图乙可知,当水箱中水面到水箱底的距离h1=10cm时,圆柱体金属块下表面刚好与水面接触,当水箱中水面到水箱底的距离h2=20cm时,圆柱体金属块刚好浸没在水中,所以圆柱体金属块的高度为:h=h2-h1=20cm-10cm=10cm,
所以圆柱体金属块的底面积为:S=Vh=1×10-4m30.1m=1×10-3m2=10cm2,
根据G=mg=ρVg可知,圆柱体金属块的密度为:ρ=GVg=5N1×10-4m3×10N/kg=5×103kg/m3=5g/cm3。
故答案为:10;5。
(1)由图乙可知圆柱体金属块的高度;
(2)由图乙可知,当水箱中水面到水箱底的距离小于10cm时,传感器的示数为圆柱体金属块的重力G=F1=5N,当水箱中水面到水箱底的距离h2=20cm时,传感器的示数F2=4N,根据F浮=G-F2可求出圆柱体金属块浸没时受到的浮力;
(3)由阿基米德原理可求出此时排开液体的体积即物体的体积,从而求出圆柱体金属块的底面积;
(4)根据G=mg=ρVg可求出圆柱体金属块的密度。
本题考查了重力、密度、浮力的计算以及受力分析,读懂右边图像是解题的关键,是一道难题。
20.【答案】1285.6秒表 所需时间太长
【解析】解:电能表示数的最后一位为小数点后第一位,单位为kW⋅h,示数为1285.6kW⋅h;
根据P=Wt可知,还需要测量时间,故还需要的测量工具是秒表;
将该灯接入220V的测量电路中,关闭其他用电器,
测量出电能表显示消耗1kW⋅h电能所用的时间t=WP=1kW⋅h10×10-3W=100h,所需时间太长,故不合理。
故答案为:1285.6;秒表;所需时间太长。
电能表示数的最后一位为小数点后第一位,单位为kW⋅h,据此读数;
根据P=Wt可知,还需要测量时间,据此得出还需要的测量工具;
根据P=Wt可得出消耗1kW⋅h电能所用的时间,据此分析。
本题考查电能表的读数和电功率的测量的有关知识,是一道较为简单的应用题。
21.【答案】A、C2.4120
【解析】解:(1)当温度较低的时候,热敏电阻的电阻较大,电路中的电流较小,此时继电器的衔铁与AC部分连接,此时是需要加热的,恒温箱内的加热器要工作,所以该把恒温箱内的加热器接在A、C端。
(2)由图甲可知:50℃时热敏电阻的阻值为90Ω,要实现对50℃-100℃之间任一温度的控制,已知控制电路的电流要到达20mA=0.02A,
则根据串联电路的特点和欧姆定律可知:
需要的最小电源电压U=IR=0.02A×(30Ω+90Ω)=2.4V;
由图甲可知:温度达到100℃,热敏电阻R=50Ω,
若恒压电源U为4V,根据欧姆定律可得:I=UR线圈+R+R',
即:0.02A=4V30Ω+50Ω+R',
解得:R'=120Ω。
故答案为:(1)A、C;(2)2.4;120。
(1)当温度低的时候,电路与AB相连,此时加热器要工作,所以加热器的电路要与AC相连;
(2)分析不同温度下热敏电阻的阻值,根据串联电路的特点和欧姆定律明确应采用的电源电压;
要使恒温箱内的温度保持100℃,当温度达到100℃时,电路就要断开,即电路要达到20mA.根据闭合电路欧姆定律即可求得电阻的大小。
在解答本题的时候要分析清楚,控制电路和加热电路是两个不同的电路,只有当温度较低,需要加热的时候,加热电路才会工作,而控制电路是一直通电的。
22.【答案】解:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点;过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;如图所示:
【解析】先确定所给的入射光线的特点,然后根据凸透镜的光学特点(三条特殊光线)作图。
熟记凸透镜的三条特殊光线:过凸透镜光心的光线其传播方向不变;过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点。
23.【答案】解:(1)箱子受到的重力G作用在重心上,方向竖直向下;
(2)图中杠杆O为支点,反向延长F的作用线,然后从O向F的作用线画垂线,垂线段的长就是力F的力臂。如图所示;
【解析】(1)重力始终作用在物体的重心,方向竖直向下;
(2)画力臂要先明确支点和力的作用线,再由支点向力的作用线画垂线,垂线段的长就是力臂。
(1)画重力的示意图要先明确力的三要素;(2)画力臂时要找准支点,从支点向力的作用线画垂线,再标注出来即可。
24.【答案】解:①由图可知,小磁针静止时的左端为N极,根据异名磁极相互吸引,同名磁极相互排斥,则通电螺线管的右端为N极,左端为S极。
②因为在磁体外部,磁感线总是从N极发出,回到S极,所以磁感线的方向是指向左的。
③根据安培定则,伸出右手使大拇指指示螺线管的右端N极,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电流从螺线管的左端流入,则电源的左端为正极,右端为负极。如图所示:
。
【解析】①知道小磁针静止时N极的指向,根据磁极间的相互作用判断出通电螺线管的磁极。
②根据通电螺线管的磁极判断出磁感线的方向。在磁体外部,磁感线总是从N极发出,回到S极。
③根据右手定则判断出电流的方向,确定电源的正负极。
①本题考查了磁极间的相互作用规律,磁感线的特点以及利用手安培定则判断螺线管极性或电流方向的重要方法,应能做到灵活应用;同时还要注意小磁针静止时N极所指的方向为该点磁感线的方向。
②对于安培定则,共涉及三个方向:电流方向、磁场方向、线圈绕向,告诉其中的两个可以确定第三个。
25.【答案】解:三孔插座的上面的孔接地线,左孔接入零线,右孔接火线;火线先过开关再入灯泡,由灯泡连到零线。因此右边的方框内应为灯泡,左边的方框内应为开关;如图所示:
【解析】家庭电路中,根据三孔插座的连接方式判断火线与零线,开关控制灯泡时和灯泡是串联的。火线过开关入灯座,零线直接入灯座。
掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座、两孔插座、保险丝的接法,同时考虑使用性和安全性。
26.【答案】解:(1)热水器中水的体积:V=100L=100dm3=0.1m3,
由ρ=mV可得,热水器中水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg;
一天内热水器中的水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×100kg×(60℃-20℃)=1.68×107J。
(3)天然气完全燃烧释放热量:Q放=Q吸η=1.68×107J50%=3.36×107J;
由Q放=Vq可得需要天然气的体积:
V=Q放q=3.36×107J4.2×107J/m3=0.8m3。
答:(1)一天内热水器中的水吸收的热量1.68×107J;
(2)所需的天然气的体积为0.8m3。
【解析】(1)知道热水器中水的体积,利用m=ρV求水的质量;
知道水的质量、初温和末温以及比热容,根据Q吸=cm(t-t0)求出一天内热水器中的水吸收的热量;
(3)天然气完全燃烧释放热量有50%被水吸收,利用效率公式可求天然气完全燃烧放出的热量,再利用Q放=qV求所需天然气的体积。
本题考查了密度公式、吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的应用,考查学生的综合应用能力及应用物理知识解决实际问题的能力。
27.【答案】解:(1)由图可知n=2,绳子自由端移动的距离s=nh=2×2m=4m,
拉力做的总功:W总=Fs=400N×4m=1600J,
拉力做功的功率:P=W总t=1600J20s=80W;
(2)拉力做的有用功:W有=Gh=600N×2m=1200J,
滑轮组的机械效率:η=W有用W总×100%=1200J1600J×100%=75%;
(3)因为不计绳重和摩擦时,拉力F=1n(G+G动),所以动滑轮的重力:G动=nF-G=2×400N-600N=200N,
不计摩擦及绳重,滑轮组的机械效率η=W有用W总=W有用W有用+W额=GhGh+G动h=GG+G动,
则将重为400N的钢材匀速提起时,滑轮组的机械效率:
η'=G'G'+G动×100%=400N400N+200N×100%≈66.7%。
答:(1)拉力的功率为80W;
(2)滑轮组提升该重物时的机械效率为75%;
(3)如果不计绳重和摩擦,将重为400N的钢材匀速提起时,机械效率约为66.7%。
【解析】(1)由图可知n=2,绳子自由端移动的距离s=nh,利用W总=Fs求拉力做的总功,利用P=Wt求拉力做功的功率;
(2)利用W有=Gh求有用功,滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比;
(3)不计绳重和摩擦时,拉力F=1n(G+G动),据此求动滑轮的重力;不计摩擦及绳重,提升动滑轮做的功为额外功,滑轮组的机械效率η=W有用W总=W有用W有用+W额=GhGh+G动h=GG+G动,据此求将重为400N的钢材匀速提起时滑轮组的机械效率。
本题考查了使用滑轮组时绳子的拉力、有用功、总功、功率和机械效率的计算,利用好两个关系式:不计绳重和摩擦时,拉力F=1n(G+G动)、滑轮组的机械效率η=W有用W总=W有用W有用+W额=GhGh+G动h=GG+G动。
28.【答案】解:(1)电热中药壶加热时,R2被短路。额定功率为1210W,由P=UI可知,电热中药壶正常工作时,通过加热管R1的电流为:
I加=P加U=1210W220V=5.5A;
(2)根据欧姆定律的计算公式可得,R1加热的电阻为:
R1=UI加=220V5.5A=40Ω,
当开关S闭合,S1断开,两电阻串联,电热管处于保温状态,正常工作时加热管R1的保温功率和加热功率之比为4:25,则保温功率为:
P保=425P加=425×1210W=193.6W,
由P=I2R可知,此时电路的电流为:
I保=P保R1=193.6W40Ω=2.2A,
根据欧姆定律可得电路中的总电阻为:
R总=UI保=220V2.2A=100Ω,
根据串联电路的电阻规律可得,R2的电阻为:
R2=R总-R1=100Ω-40Ω=60Ω;
(3)当实际电压为200V时,只让家中电热中药壶通电工作,使其处于“保温”状态6min消耗的电能为:
W=UIt=U实2R总t=(200V)2100Ω×6×60s=144000J=0.04kW⋅h,
1200r/(kW⋅h)表示电路中的用电器每消耗1kW⋅h电能,电能表的转盘转过1200转,故电能表闪烁的次数为:
n=0.04kW⋅h×1200imp/(kW⋅h)=48次。
答:(1)在加热状态正常工作时,通过R1的电流为5.5A;
(2)电阻R2的阻值60Ω;
(3)该过程中电能表指示灯闪烁的次数n为48。
【解析】(1)电热中药壶加热时,R2被短路。额定功率为1210W,由P=UI可知,电热中药壶正常工作时,根据P=UI可求出通过加热管R1的电流;
(2)根据欧姆定律的计算公式可求出R1加热的电阻,当开关S闭合,S1断开,两电阻串联,电热管处于保温状态,正常工作时加热管R1的保温功率和加热功率之比为4:25,从而可求出保温功率,根据=I2R可求出此时电路的电流,根据欧姆定律和串联电路电阻规律可求出R2的电阻;
(3)根据电功的计算公式求出,实际电压为200V时,只让家中电热中药壶通电工作,使其处于“保温”状态6min消耗的电能,1200r/(kW⋅h)表示电路中的用电器每消耗1kW⋅h电能,电能表的转盘转过1200转,从而求出该过程中电能表指示灯闪烁的次数n。
本题考查了欧姆定律的应用、电功、电功率的计算,明白电能表参数的含义是解题的关键。
29.【答案】10.0使像成在光屏的中央 能 倒立等大的实像
【解析】解:(1)由图甲知,焦点到凸透镜的距离为30.0cm-20.0cm=10.0cm,所以凸透镜的焦距为f=10.0cm;
(2)实验前应调节烛焰中心、透镜中心和光屏中心位于同一高度,目的是使像成在光屏的中央;
(3)当该透镜位于图乙中刻度对应的位置时,u=v=2f时,在光屏上能成倒立等大的实像。
故答案为:(1)10.0;(2)使像成在光屏的中央;(3)能;倒立等大的实像。
(1)图中测量凸透镜焦距的方法:平行光聚焦法,亮点为焦点,焦点到光心的距离为焦距,由此可以确定其焦距是多少;
(2)在做凸透镜成像的实验中,为了使烛焰的像成在光屏上,在依次放置好蜡烛、凸透镜、光屏后,就需要对三者的高度进行调节;
(3)根据u=v=2f时,在光屏上成倒立等大的实像。
此题主要考查了凸透镜成像的规律及应用,要熟记规律,此题为常见的考题。
30.【答案】>A和C1.1bC
【解析】解:
(1)①由图1可知,甲液体和烧杯的总质量大于乙液体和烧杯的总质量,且两个烧杯完全相同,两种液体的体积相等,由ρ=mV 可知,则这两种液体的密度关系是ρ甲>ρ乙。
②当量筒中液体的体积为零时,量筒和液体的总质量是个定值;只有把A、C和B、D两点分别相连,它们的延长线才能交于竖轴(质量轴)一点,且质量不为零,如下图所示:
;
由图可知,当体积一定时,上面直线所代表的物质的质量大,说明密度较大。由此可知:属于甲液体的两点是A和C。
③图3中,补入甲液体的质量为162.3g和132.6g之差(而不是162.3g和129.9g之差,因为取出金属块的过程会带出一部分水),则金属块的质量为:m=162.3g-132.6g=29.7g;
补入液体的体积为:V=(3cm)3=27cm3;
甲液体的密度为:ρ=mV=29.7g27cm3=1.1g/cm3。
为了减小该实验的误差,她应该选择图4中的b烧杯。因为图4中的b烧杯底面积较小,当金属块放入烧杯时,液面高度变化明显,补充液体时更精准一些。
(2)利用液体的压强来比较两种液体的密度大小,原理是ρ=pgh,在两种液体的深度相同时,压强越大,密度越大;所以,应把压强计的橡皮膜放在相同深度处;A图中深度太浅,两种液体产生的压强较小,效果不明显,C图中深度较深,两种液体产生的压强较大,效果明显;故选C。
故答案为:(1)①>;②A和C;③1.1;b;(2)C。
(1)①根据电子秤示数分析液体质量的大小,根据密度公式判定密度的大小关系;
②根据图线连线,根据m=ρV分析密度的大小关系;
③根据边长可以知道金属块的体积;根据电子秤示数读出补入的液体的质量,根据密度公式求出液体的密度的大小;液面高度变化越明显,读数越精确;
(2)液体产生的压强的大小与液体的密度、深度有关,深度越深,压强越大,实验效果越明显。
本题考查了液体密度的测量实验,设计到密度公式和液体内部压强公式的应用,有一定的难度。
31.【答案】匀速直线 压力 <
【解析】解:(1)实验时,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡知识,拉力大小才等于滑动摩擦力的大小;
(2)比较甲、乙两图可知,接触面的粗糙程度相同,压力不同,弹簧测力计示数不同,滑动摩擦力不同,说明:当接触面的粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;
(3)图乙实验过程中,A、B两物体一起向右做匀速直线运动,由于A、B直接没有相对运动趋势,故B物体不受摩擦力,即摩擦力大小为0N;图丙实验中,滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关,B物体受到长木板的滑动摩擦力,即:fB乙
(1)根据二力平衡的条件分析;
(2)(3)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,根据图中现象得出结论。
本题考查探究摩擦力大小与什么因素有关,考查控制变量法、转换法以及二力平衡原理和影响摩擦力大小因素的运用等知识。
32.【答案】将电流表调零 通过导体的电流与导体两端的电压成正比 定值电阻断路 将I-R图像的横坐标R变为R-1 大于 在电路中串联一个20欧的电阻
【解析】解:(1)①电源、开关、电阻、电流表、滑动变阻器串联接入电路,电压表与电阻并联接入电路,如图:
;
②图中电流表没有通电,指针不在0刻度,因而电流表使用前需调零,
③由图丙可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.5A,根据描出的6个数据点连线,如下所示:
;
④因为绘制出电阻R的I-U图象为过原点的直线,所以可得结论:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(2)①电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,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,与电压表并联的定值电阻断路了;
②小强做出了如图丁所示的I-R图像,由于此图线为曲线,不便直观判断I与R的定量关系,
根据I=UR=U⋅1R可知,电压不变时,电流I与电阻的倒数1R成正比,故将横坐标R变为1R(或R-1),从而直观判断出了I与R的关系;
③完成了前三个电阻的实验后,把R换为35Ω的电阻接入电路,闭合开关,无论怎样移动滑片,电压表都不能达到所控制的电压值,根据串联分压原理可知电压表示数始终大于2V;
定值电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U-UV=4V-2V=2V,变阻器分得的电压为电压表示数的2V2V=1倍,根据分压原理,当接入35Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:R滑=1×35Ω=35Ω>20Ω,
根据串联电路电阻规律可知需在电路中串联一个阻值为35Ω-20Ω=15Ω的电阻,在不增加原有实验器材时,在电路中串联一个20欧的电阻。
故答案为:(1)①见解答图;②将电流表调零;③见解答图;④通过导体的电流与导体两端的电压成正比;(2)①定值电阻断路;②将I-R图像的横坐标R变为R-1;③大于;在电路中串联一个20欧的电阻。
(1)①电源、开关、电阻、电流表、滑动变阻器串联接入电路,电压表与电阻并联接入电路;
②实验前需要对电流表校零;
③根据电流表选用小量程确定分度值读数,根据描点法作图;
④根据所画图像为一条过原点的直线分析得出结论;
(2)①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;
②根据欧姆定律可知,电压保持不变时,电流与电阻成反比关系,故I=U⋅1R,即电压保持不变时,电流I与电阻的倒数成正比,据此分析改进方法;
③探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;
根据串联分压原理可知把R换为35Ω的电阻接入电路时电压表示数的变化;
根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理求出当接入35Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻,进而确定滑动变阻器的规格。
本题探究电流跟电阻、电压的关系,考查电路电流表的使用、图象的画法、分析图象归纳结论、故障分析、控制变量法、操作过程和器材的选择,综合性强。
33.【答案】390 1500 将开关拨至2闭合,调节滑动变阻器的滑片 1.5×105 B
【解析】解:(1)在一次信号周期中,红灯亮30s、黄灯亮5s、绿灯亮30s,
所以红灯亮30s消耗的电能为W1=U1I1t1=1.5V×20×10-3A×30s=0.9J;
黄灯亮5s消耗的电能为W2=U2I2t2=2V×20×10-3A×5s=0.2J;
绿灯亮30s消耗的电能为W3=U3I3t3=2.5V×20×10-3A×30s=1.5J;
一个LED灯在一次信号周期中所消耗的电能W=W1+W2+W3=0.9J+0.2J+1.5J=2.6J;
一个信号周期中该盏信号灯共消耗的电能W总=150W=150×2.6J=390J;
(2)①由图乙可知,压敏电阻的阻值与受到的压力大小是一次函数关系,设压敏电阻R与压力F之间的函数关系为R=kF+b,
当F=0N时,R=1600Ω;当F=16×104N时,R=0Ω;求得k=-1×10-2Ω/N,b=1600Ω;
所以压敏电阻R与压力F之间的函数关系为R=-1×10-2Ω/N×F+1600Ω,
当F=1.0×104N时,压敏电阻的阻值R压=-1×10-2Ω/N×1.0×104N+1600Ω=1500Ω;
(3)由于压敏电阻R与压力F之间的函数关系为R=-1×10-2Ω/N×F+1600Ω,由此可知,压敏电阻受到压力越大,压敏电阻的阻值越小,电路中的电流越大,所以电路中的电流最大时,压敏电阻受到压力最大;
当通过感应器的电流为10mA时,电路中的总电阻R总=U总I总=24V10×10-3A=2400Ω,
滑动变阻器的阻值R滑=R总-R压=2400Ω-1500Ω=900Ω;
当通过感应器的电流为24mA时,电路中的总电阻R总'=U总I总'=24V24×10-3A=1000Ω,
压敏电阻接入电路的阻值R压'=R总'-R滑'=1000Ω-900Ω=100Ω,
由于压敏电阻R与压力F之间的函数关系为R=-1×10-2Ω/N×F+1600Ω,当压敏电阻R压'=100Ω时,压力F=1.5×105N,
压敏电阻所受压力不得超过1.5×105N;
(4)由于通过感应器达到报警时的电流I=10mA不变,
所以R总=U总I总=24V10×10-3A=2400Ω,又R总=R压+R'=-1×10-2Ω/N×F+1600Ω+R',
得F=100N/Ω×R'-8×104Ω,所以压敏电阻受到的压力F与滑动变阻器接入电路中的电阻R'之间的关系是一次函数关系,故选B
故答案为:(1)390;(2)1500;将开关拨至2闭合,调节滑动变阻器的滑片;(3)1.5×105;(4)B。
(1)在一次信号周期中,红灯亮30s、黄灯亮5s、绿灯亮30s,根据W=UIt分别求解出一个LED灯,红灯亮30s消耗的电能为W1,黄灯亮5s消耗的电能为W2,绿灯亮30s消耗的电能为W3,根据W=W1+W2+W3求解出一个LED灯在一次信号周期中所消耗的电能;一个信号周期中该盏信号灯共消耗的电能W总=150W可得出结论;
(2)①由图乙可知,压敏电阻的阻值与受到的压力大小是一次函数关系,求出压敏电阻R与压力F之间的函数关系,再把F=1.0×104N时,求出压敏电阻的阻值;
②将开关拨至2闭合,调节滑动变阻器的滑片,直至感应器报警;
(3)当通过感应器的电流为10mA时,利用R=UI求出总电阻,根据串联电路电阻规律可求出滑动变阻器的阻值;当通过感应器的电流为24mA时,利用R=UI求出总电阻,根据串联电路电阻规律可求出压敏电阻接入电路的阻值,代入到压敏电阻R与压力F之间的函数关系式中求出压力的大小;
(4)由于通过感应器达到报警时的电流不变,根据欧姆定律求出压力F与滑动变阻器接入电路的阻值R'之间的函数关系,可得出结论。
本题主要考查欧姆定律,串联电路电流、电压、电阻规律,其中解出压敏电阻的阻值R与压敏电阻受到的压力F之间的函数关系是解题的关键,求解报警压力F与滑动变阻器的接入阻值R'之间的关系是本题的难点。
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