2024陕西省咸阳市部分学校中考模拟预测物理试题(原卷版+解析版)
展开注意事项:
1.本试卷分为第一部分(选择题)和第二部分(非选择题)。全卷共8页,总分80分。考试时间80分钟。
2.领到试卷和答题卡后,请用0.5毫米黑色墨水签字笔,分别在试卷和答题卡上填写姓名和准考证号,同时用2B铅笔在答题卡上填涂对应的试卷类型信息点(A或B)。
3.请在答题卡上各题的指定区域内作答,否则作答无效。
4.答作图题时,先用铅笔作图,再用规定的签字笔描黑。
5.考试结束,本试卷和答题卡一并交回。
第一部分(选择题 共16分)
一、选择题(共8小题,每小题2分,计16分。每小题只有一个选项是符合题意的)
1. 我国经济的飞速发展离不开能源的转变和利用,现阶段我国大力发展新能源,为可持续发展奠定坚实的基础,下列有关能源的说法中正确的是( )
A. 核电站是利用核聚变提供能量的B. 风能属于一次能源
C. 火力发电对环境无污染D. 天然气是可再生能源
【答案】B
【解析】
【详解】A.核裂变可以人为控制,核聚变不能人为控制,核电站是利用核裂变提供能量的,故A错误;
B.风能可以从自然界直接获得,属于一次能源,故B正确;
C.火力发电会产生大量有害废气,对环境有污染,故C错误;
D.天然气使用后短时间内无法得到补充,是不可再生能源,故D错误。
故选B。
2. 中国首部大型驻场观念演出《无界·长安》在西安开演,其以“和鸣、霓裳、影人、万象、长安、重圆、共生、传奇”八个不同风格、不同立意、不同维度的创意段落给观众带来不一样的视听盛宴。如图所示为“和鸣”演出中的一个片段,下列说法中正确的是( )
A. 演出中敲鼓传出的敲击声是由鼓中空气振动产生的
B. 场内观众席上观众听到的声音是由空气传播的
C. 演出中激昂的鼓点使人心潮澎湃说明声音能够传递能量
D. 整场演出赢得观众的喝彩,所以演出的音乐一定不是噪声
【答案】B
【解析】
【详解】A.演出中敲鼓传出的敲击声是由鼓面振动产生的,故A错误;
B.声音的传播需要介质,场内观众席上观众听到的声音是由空气传播的,故B正确;
C.演出中激昂的鼓点使人心潮澎湃说明声音能够传递信息,故C错误;
D.整场演出赢得观众的喝彩,但是,如果演出的音乐影响到他人正常的休息,也会成为噪声,故D错误。
故选B。
3. 如图所示的文物是陕西历史博物馆镇馆之宝之一的皇后之玺,是迄今所见两汉时期等级最高且唯一的一枚帝后玉玺,其由新疆和田羊脂白玉雕成。下列有关玉玺的说法中正确的是( )
A. 用刻刀将白玉雕成玉玺说明力能改变物体的形状
B. 制作玉玺使用的刻刀是利用了刻刀具有良好的延展性
C. 玉玺通体雪白使其能够吸收所有色光
D. 人们能够看见玉玺是因为光沿直线传播
【答案】A
【解析】
【详解】A.用刻刀将白玉雕成玉玺,白玉的形状发生了改变,说明力能改变物体的形状,故A正确;
B.制作玉玺使用的刻刀是利用了刻刀具有良好的硬度,故B错误;
C.玉玺通体雪白是因为它反射了所有的色光,故C错误;
D.人们能够看见玉玺是因为玉玺反射的光进入了人的眼睛,故D错误。
故选A。
4. 小明在“3·8妇女节”当天利用从烹饪社团学来的知识为妈妈做了一桌丰盛的晚餐,下列关于做饭过程中说法不正确的是( )
A. 小明烧水时,水底产生的气泡在上升时逐渐变大,说明水处于沸腾状态
B. 刚从冰箱冷冻室取出的肉很难切开,是因为肉中的水凝固成了冰
C. 小明在做饭过程中,厨房玻璃内侧出现的水珠是汽化形成的
D. 平时妈妈会在饭菜出锅前加盐,是因为盐中的碘受热易升华
【答案】C
【解析】
【详解】A.水沸腾时,各处的水温相同,水中形成的气泡在上升时,受到水的压强减小,所以气泡会不断变大,升到水面处破裂,故A正确,不符合题意;
B.冰箱冷冻室温度很低,空猪肉内水分凝固因此会变硬,很难切开,故B正确,不符合题意;
C.做饭过程中,厨房玻璃内侧出现的水珠是空气中的水蒸气遇冷液化形成的,故C错误,符合题意;
D.盐中的碘受热易升华,因此要在饭菜出锅前加盐,减少碘的升华,故D正确,不符合题意。
故选C。
5. 投掷实心球是陕西省中考体育考试项目之一。如图所示,一名中学生正在练习投掷实心球,下列说法中不正确的是( )
A. 实心球的质量约为2kg
B. 投掷实心球的学生向后仰时重心下降
C. 实心球被抛出后仍能受到手的推力
D. 勾股投掷出的实心球受重力的作用最终落回地面
【答案】C
【解析】
【详解】A.中学生投掷的实心球的质量约为2kg,故A正确,不符合题意;
B.投掷实心球的学生向后仰时,身体形状发生变化,重心位置也发生变化,重心下降,故B正确,不符合题意;
C.实心球被抛出后,与手没有接触,因此手对实心球没有施加力的作用,故C错误,符合题意;
D.勾股投掷出的实心球受重力的作用,改变了实心球的运动状态,使实心球最终落回地面,故D正确,不符合题意。
故选C。
6. “安全第一,电力为先”,下列做法中符合安全用电原则的是( )
A. 在插线板上多个大功率用电器同时工作
B. 发生触电危险时,应立即拉开触电者
C. 用湿手触摸开关
D. 使用试电笔时,手应接触笔尾金属
【答案】D
【解析】
【详解】A.在插线板上多个大功率用电器同时工作,有可能导致电路过载,故A不符合题意;
B.发生触电危险时,应立即断开电源,再将触电者拉开,故B不符合题意;
C.生活中的水是导体,用湿手触摸开关有可能发生触电事故,故C不符合题意;
D.使用试电笔时,手必须接触笔尾金属体,但是不能接触笔尖的金属体,故D符合题意。
故选D。
7. 2024年世界泳联花样游泳世界杯于4月5日至7日在国家游泳中心举行。如图是某参赛选手比赛时的情景,下列关于该选手在运动过程中的说法正确的是( )
A. 该选手在水下下潜的过程中,前胸与后背受到的压强差在变大
B. 该选手用力划水才能向前游动,使该选手前进的施力物体是水
C. 该选手漂在水面上时所受的浮力大于其所受的重力
D. 该选手向后划水的力与水对该选手的力是一对平衡力
【答案】B
【解析】
【详解】A.该选手在水下下潜的过程中,深度变大,根据p=ρgh可知,选手受到水的压强变大,但选手的前胸与后背的高度差不变,所以前胸与后背受到的压强差不变,故A错误;
B.该选手用力划水,给水一个向后的力,由于力的作用是相互的,水施加给选手一个向前的力,使选手前进,此力的施力物体是水,故B正确;
C.该选手漂在水面上时,处于漂浮状态,根据漂浮条件可知,选手所受的浮力等于其所受的重力,故C错误;
D.该选手向后划水的力与水对该选手的力,这两个力分别作用在水和选手身上,是一对相互作用力,故D错误。
故选B。
8. 如图所示电路,电源电压未知,调节可变电阻得到的其中两组数据如表所示。调节可变电阻发现电流表的最大变化量为0.45 A,下列说法中正确的是( )
A. 电源电压为4 VB. 的阻值为6Ω
C. 连入电路的最大阻值为30ΩD. 将调零,工作1 min消耗的电能为36 J
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,因串联电路中各处的电流相等,串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,当R2=10Ω时,电压表示数为
当R2=10Ω时,电压表示数为
调节可变电阻R2发现电流表的最大变化量为0.45 A,由题意可得
联解上面三式得,,,故A错误,B错误,C正确。
D.将R2调零时,R1工作1 min消耗电能为
故D错误。
故选C。
第二部分(非选择题 共64分)
二、填空与作图题(共7小题,计22分)
9. 阿伏伽德罗于1811年提出了分子的概念,解释了我们能够闻到的花香是分子在__________的结果;19世纪末汤姆孙发现了________,说明原子是可以再分的;在20世纪60年代,理论物理学家盖尔—曼认为质子和中子不是基本粒子,而是由更小的________构成的。
【答案】 ①. 不停地做无规则运动 ②. 电子 ③. 夸克
【解析】
【详解】[1]我们能够闻到花香,是因为分子在不停地做无规则运动,花香分子扩散到了人鼻子里。
[2]19世纪末汤姆孙发现了电子,说明原子是可以再分的。原子由核外电子和原子核组成的。
[3]在20世纪60年代,理论物理学家盖尔—曼认为质子和中子不是基本粒子,而是由更小的夸克构成的。即,物质由分子组成,分子由原子核和核外电子组成,原子核由质子和中子组成,而质子和中子由夸克组成。
10. 西安马拉松比赛是西安最具国际知名度和美誉度的赛事,赛事路线途经西安各景点、高校。配速是在马拉松运动训练中常使用的一种概念,指的是每公里所需要的时间,西安马拉松全程为42.195km,一名运动员的平均配速为4min/km,则其跑完全程所需的时间为________h,该运动员在马拉松赛场上与路边站着的观众是相对________(选填“运动”或“静止”)的。
【答案】 ①. 2.813 ②. 运动
【解析】
【详解】[1]运动员的平均配速为4min/km,则跑完全程所需的时间
t=42.195km×4min/km=168.78min=2.813h
[2]运动员在马拉松赛场上与路边站着的观众之间的位置不断发生变化,所以以观众为参照物,运动员是运动的。
11. 冬季,我们通常用如图甲所示的搓手方式使自身感到暖和,这一现象是利用了________(选填“做功”或“热传递”)的方式增加了内能,还有一些人准备了如图乙所示的充电暖水袋,给暖水袋充电加热是利用了电流的________效应,充电暖水袋中装水是因为水的________(选填“热值”或“比热容”)大。
【答案】 ①. 做功 ②. 热 ③. 比热容
【解析】
【详解】[1]搓手取暖时,克服摩擦做功,机械能转化为内能,是通过做功的方式改变物体内能的。
[2]电取暖器是利用电流的热效应工作的。
[3]因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以暖水袋中装水。
12. 在大风天时,窗帘会被吹出窗外,这一现象说明了流体流速大的地方,压强________;我们在关窗户时,会选择如图所示的________(选填“A”“B”或“C”)点关闭窗户最省力;我们在关窗时感觉有些费力,会在合页部分涂抹润滑油,这是利用________(选填“减小压力”“减小接触面的粗糙程度”或“使接触面分离”)的方式来减小摩擦力的。
【答案】 ①. 小 ②. A ③. 使接触面分离
【解析】
【详解】[1]流体流速大的地方压强小,流速小的地方压强大,窗帘外侧空气流速大,压强小,内侧空气流速小,压强大,窗帘受到向外的压强大于向内的压强,把窗帘压向窗户外面。
[2]由杠杆的平衡条件可知,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力,所以选择A点关闭窗户最省力。
[3]在合页部分涂抹润滑油,这是利用使接触面分离的方式来减小摩擦力的。
13. 如图甲是一款能够快速挑选合格小工件的内部设计电路,控制电路中电源电压为6V,电磁铁自身电阻为10Ω,为可变电阻,其阻值随压力的变化如图乙所示,闭合开关S,电磁铁上端为________(选填“N”或“S”)极,现调节阻值为20Ω,当电磁铁流过的电流为75 mA时,衔铁吸下使得发光,则认为工件不合格,所以工件的质量必须小于________g;现在为了使质量更大的工件能够通过检测,则需要将滑动变阻器的滑片向________(选填“左”或“右”)移动。(g取10 N/kg)
【答案】 ①. N ②. 22 ③. 右
【解析】
【详解】[1]当开关S闭合,电流从电磁铁的下端流入,根据安培定则可知,电磁铁的上端为N极。
[2]由题意得,当电磁铁流过的电流为75mA时,电路总电阻为
根据串联电路电阻规律得,R1电阻为
由图乙可知,当电阻为50Ω时,压力为0.22N,所以此时质量为
所以当电磁铁流过的电流为75 mA时,要使衔铁不被吸下,则工件的质量必须小于22g。
[3]当工件质量一定时,由于电磁铁流过电流越小,磁性越弱,衔铁越不会被吸下,所以为了使质量更大的工件能够通过检测,应增大电路中的电阻,减小通过电路的电流,因此需要将滑动变阻器R2向右端移动。
14. 小明的妈妈买来了一个金首饰,小明想帮妈妈测定一下该首饰是否为空心,于是便用家里的电子秤、一次性水杯来进行检测。小明先测量了金首饰的质量为20 g,现将装有水的一次性水杯放在电子秤上,称得质量为50 g;随后用细线悬挂该金首饰放入杯中,此时电子秤上显示的质量为55 g,如图所示。则金首饰排开水的体积为________,该金首饰的密度为________,所以该金首饰为________(选填“空心”或“实心”)(g取10 N/kg,,);实际情况下重力常数g应小于10N/kg,则求得该金饰品的密度________(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
【答案】 ①. 5 ②. 10 ③. 空心 ④. 偏大
【解析】
【详解】[1]金首饰排开水的质量
m排=m2−m1=55g−50g=5g
由可得,金首饰排开水体积
[2][3]金首饰的实际密度为
所以,该金首饰为空心。
[4]实际情况下重力常数g应小于10N/kg,则重力测量值偏大,根据F浮=G−F可知浮力测量值偏小,根据F浮=ρ水gV排可知排开水的体积偏小,即金首饰的体积偏小,根据可知求得该金饰品的密度偏大。
15. 如图甲所示是一名钓鱼爱好者钓鱼时的情景,图乙是其钓鱼的简化图,钓鱼爱好者以右手握点为支点O,请画出钓鱼爱好者在鱼竿A点施加的最小力F的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】根据杠杆平衡条件可知,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小;当施力点为A点时,OA即为最长的动力臂,与之垂直的力即为最小的动力,阻力使杠杆顺时针转动,所以动力应使杠杆逆时针转动,即动力应向上,故作图如下:
16. 学校走廊上有一盏灯,只有在环境变暗的时候,我们发出声音灯才会亮起,用笔画线代替导线,将图中两个开关、电灯接入家庭电路中。
【答案】
【解析】
【详解】只有在光线很暗且有声音时灯才亮说明两开关不能独立工作、相互影响即为串联;故灯泡与两个开关串联,且火线要先过开关,再接入灯泡尾部的金属点,零线接入螺旋套,如图所示:
三、实验与探究题(共4小题,计22分)
17. (1)如图甲所示,温度计的示数为________℃。
(2)如图乙所示,在探究杠杆的平衡条件实验中,先调节杠杆在水平位置平衡是为了________。
(3)如图丙是探究电流产生的热量与________有关的实验装置。若在B容器中换上等质量的水,则________(选填“能”或“不能”)用该装置探究“不同物质的吸热能力”。
【答案】 ①. 94 ②. 见解析 ③. 电阻 ④. 不能
【解析】
【详解】(1)[1]温度计的分度值是1℃,液柱在0刻度线以上,示数为94℃。
(2)[2]杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小,同时消除杠杆重对杠杆平衡的影响。
(3)[3]探究电流产生的热量跟电阻关系时,控制通电时间和电流不变,改变电阻大小,观察产生的热量多少,所以该装置探究电流产生的热量与电阻的关系。
[4]探究不同物质的吸热能力,需要控制质量相同的不同物质吸收相同的热量,比较升高的温度,而该装置中,电阻丝产生的热量无法测量,所以不能用该装置探究“不同物质的吸热能力”。
18. 小明所在的实验小组利用如图所示装置探究感应电流的产生条件。
(1)闭合开关,观察到将AB棒沿水平方向移动时,灵敏电流计的指针发生偏转,而将AB棒沿竖直方向移动时,此时灵敏电流计的指针并未偏转,则发现要产生感应电流,AB棒需要做________磁感线运动;
(2)将AB棒换成不同材料进行实验,记录现象如表一所示。分析表一得出结论:AB棒需为________(选填“导体”或“绝缘体”);
表一
表二
(3)小明做实验时发现,每次水平移动AB棒时,灵敏电流计指针偏转的角度略有不同,同小组的同学提出可能是移动速度影响产生感应电流的大小,于是他们设计了表二,①中应填________;
(4)小明同学结合生活实际考虑,生活中的发电站是利用这一原理发电的,发电站每日发电量可达2400万度,小明想改进自己小组的实验,使得产生感应电流增大,则需要________________________(写出一点即可)。
【答案】 ①. 切割 ②. 导体 ③. 0.03 ④. 见详解
【解析】
【详解】(1)[1]闭合开关,将导体棒AB水平向左或向右运动,切割磁感线,会产生感应电流,电流表指针发生偏转;导体棒AB竖直向上或向下运动,不切割磁感线,不会产生感应电流,电流表指针不发生偏转。
(2)[2]将AB棒换成不同材料进行实验,分析表格数据可知,当AB棒为导体时,导体棒切割磁感线时,会产生感应电流;当AB棒为绝缘体时,导体棒切割磁感线时,不会产生感应电流,因此AB棒需为导体。
(3)[3]分析表格数据可知,导体棒AB切割磁感线运动的速度增加到原来的几倍,产生的感应电流就增大到原来的几倍;分析表中四组数据可知①中应填0.03。
(4)[4]发电站是利用电磁感应现象发电的,发电站每日发电量可达2400万度,小明想改进自己小组的实验,使得产生感应电流增大,可以增强磁场、增大导体棒切割磁感线的速度、增大导体棒的横截面积等。
19. 在“探究凸透镜成像的规律”实验中。
(1)让凸透镜正对平行光,调整凸透镜到光屏的距离,光屏上出现一个最小、最亮的光斑,如图甲所示,该凸透镜的焦距f=________cm;
(2)为了方便从不同方向观察光屏上的像,光屏应选用较________(选填“粗糙”或“光滑”)的材质;
(3)如图乙所示,此时在光屏上有一个清晰的像,保持蜡烛和光屏位置不变,只要将凸透镜移动到________cm位置处,此时光屏能再次出现清晰的像,这是因为光路是________的;
(4)实验中在蜡烛与凸透镜之间又加入一个透镜,此时将光屏向左移动后再次出现清晰的像,则加入的透镜能够矫正________(选填“近视眼”或“远视眼”);
(5)照相时,要使拍到的像变大,物体应该________(选填“靠近”或“远离”)镜头。现在使用的数码相机能自动调节镜头的焦距,但老式胶片相机无法调节焦距,无论拍照时人离镜头远还是近,都能拍摄出清晰的照片,这是因为老式胶片相机镜头的焦距________(选填“大”或“小”)。
【答案】 ①. 10.0 ②. 粗糙 ③. 75 ④. 可逆 ⑤. 远视眼 ⑥. 靠近 ⑦. 小
【解析】
【详解】(1)[1]平行光线经过凸透镜后会聚于一点,这一点就是焦点,焦点到光心的距离是焦距,根据图示中光屏在刻度尺上的位置,可以读出该凸透镜的焦距是
f=40.0cm﹣30.0cm=10.0cm
(2)[2]光屏粗糙不平,光线射到上面后,会发生漫反射,漫反射时反射光线射向各个方向,所以我们能从各个不同方向看到本身不发光的物体。
(3)[3][4]由图乙可知,f<u<2f,成倒立、放大的实像,此时成倒立缩小的实像;保持蜡烛和光屏位置不变,根据光路是可逆的,只要将凸透镜移动到75cm处,此时物距等于原来的像距,像距等于原来的物距,光屏上能再次承接到清晰的像。
(4)[5]实验中在蜡烛与凸透镜之间又加入一个透镜,此时将光屏向左移动后再次出现清晰的像,说明该透镜对光线有会聚作用,凸透镜对光有会聚作用,可以矫正远视眼。
(5)[6]照相时,要使拍到的像变大,应减小物距,增大像距,即物体应该靠近镜头。
[7]老式胶片相机无法调节焦距,无论拍照时人离镜头远还是近,都能拍摄出清晰的照片,这是因为老式胶片相机镜头的焦距小,物距都远大于二倍焦距,像距接近焦距,所以像距变化的范围小,在不调节镜头和底片的距离的情况下,仍可以拍出清晰的照片。
20. LED灯是一种新型的环保节能灯,物理兴趣小组的同学发现相同功率的LED灯要比其他类型灯泡的亮度高,便设计了如图甲所示的装置图:一个尺寸为30cm×20cm×20cm的黑盒,上方插入电子温度计,侧面安装了光照传感器,当光照强度增大时,电流表示数增大。实验时,将“220V 15W”的普通白炽灯接入灯座,闭合开关和,通电10 min,分别读出电子温度计和电流表的示数。再分别将相同规格的节能灯、LED灯接入灯座中,重复上述实验步骤,测得的数据如表所示。
(1)为了实验的准确性,我们应该控制电子温度计和光照传感器到灯泡的________相同;物理兴趣小组的同学通过观察_________,判断出相同规格的LED灯的亮度更大。
(2)分析表格数据可知,白炽灯主要将电能转化为光能和________。
(3)综合分析表中数据可知,15 W的LED灯的发光亮度与________W的白炽灯发光亮度相当。
(4)同小组的同学在分析LED灯灯光亮度受什么因素影响时,查阅资料发现,LED灯灯光的亮度与占空比有关。(占空比为通电时间与周期T之比)
①分析图乙可知,LED灯在________(选填“”或“”)时段内不发光。
②随即小组同学找来了额定电流为0.1 A的LED灯进行了实验,分别用图丙三种电流对此LED灯供电,得到光照传感器电流表示数分别为0.008 A、0.006 A、0.009 A。
③分析图丙数据可知,LED灯光的亮度(光照传感器电流表示救)与占空比成________(选填“正比”或“反比”)。
(5)LED灯在生活中有丰富的应用,请举出一例:____________。
【答案】 ①. 距离 ②. 电流表示数 ③. 内能 ④. 150 ⑤. t0~T ⑥. 正比 ⑦. 见详解
【解析】
【详解】(1)[1]根据控制变量法可知,为了实验的准确性,要探究灯泡亮度与灯泡类型的关系,应控制灯泡的功率相同,且电子温度计和光照传感器到灯泡的距离相同。
[2]根据表格数据,相同规格的三种灯泡,在相同时间内,LED灯使光照传感器中的电流最大,判断出相同规格的LED灯的亮度更大。
(2)[3]根据表格数据可知,白炽灯电流表示数最小,光照强度最小,盒内温度升高最多,说明白炽灯主要将电能转化为光能和内能。
(3)[4]根据表格数据可知,LED灯通电10min后,15W普通白炽灯,电流表示数为0.006A,15W的LED灯,电流表示数为0.060A,则需要与一个LED灯的发光亮度相当的15W的白炽灯的个数是
即白炽灯的功率为
(4)[5]①根据图乙可知,t0发光,t0~T不发光,T~t0+T发光,t0+T~2T不发光,所以LED灯在t0~T时段内不发光。
[6]③由题意及图丙数据可知,占空比b<a<c,光照传感器电流表示数也是b<a<c,所以LED灯光的亮度(光照传感器电流表示数)与占空比成正比。
(5)[7]LED灯在生活中有丰富的应用,如:手电筒、台灯、汽车灯等。
四、综合题(共3小题,计20分)
21. 如图所示为一款简易的卷发棒简易电路图,该卷发棒有两个挡位,高温挡为90W、低温挡为50W。
(1)、的阻值分别为多少?
(2)卷发时,先用高温挡加热5 min,随后再用低温挡卷发10 min,卷发棒总共消耗电能为多少?
【答案】(1)968Ω,1210Ω;(2)
【解析】
【详解】解:(1)当开关S1闭合、S2断开时,电路中只有R2工作,此时电路电阻较大,根据可知,此时电功率较小,电路处于低温挡;由可得,的阻值
当开关S1、S2都闭合时,电路中R1、R2并联,此时电路电阻较小,根据可知,此时电功率较大,电路处于高温挡;根据总功率等于各用电器功率之和可得,R1的功率
由可得,的阻值
(2)高温挡消耗的电能
低温挡消耗的电能
卷发棒总共消耗电能
答:(1)的阻值为968Ω,的阻值1210Ω;
(2)卷发棒总共消耗电能为。
22. 如图甲所示是在修建地铁时所搭建的龙门吊,可将建筑材料方便地吊起,并放置到指定的工作区域,其简化装置如图乙所示,横梁AB上装有可移动的卷扬机,其额定功率为90kW,下方动滑轮重5000N。(不计绳重及摩擦,g取10N/kg)
(1)龙门吊安装有宽大的底座,其目的是________________;
(2)以额定功率提升10 t的货物,货物上升的速度为0.3 m/s,此次提升货物过程中滑轮组的机械效率是多少?(结果精确到0.1%)____
(3)卷扬机拉动绳子的速度范围是0.3~2 m/s,为了保证卷扬机不超负荷工作,日常使用中使其拉力不超过最大拉力的80%,求该龙门吊所能提升的最大物重是多少?___试分析实际生活中龙门吊能否提起最大的重物?____
【答案】 ①. 在压力一定时,通过增大受力面积来减小对地面的压强 ②. 95.2% ③. ④. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1]龙门吊安装有宽大的底座,这样是为了在压力一定时,通过增大受力面积来减小对地面的压强。
(2)[2]货物的重力
G货=m货g=10×103kg×10N/kg=1×105N
货物和滑轮的总重力
G总=G货+G动=1×105N+5×103N=1.05×105N
因为不计绳重及摩擦,由乙图知,提起动滑轮的绳子段数n=4,所以滑轮组对货物的拉力
而拉力做功功率等于滑轮组的机械功率,所以滑轮组的机械效率
(3)[3]当卷扬机以最大速度 2m/s 且拉力为最大拉力的 80%工作时,卷扬机的功率为额定功率 90kW=90000W。
设最大拉力为 Fmax,则由
可得
80%Fmax×2m/s =90000W
解得 Fmax=56250N,龙门吊所能提升的最大物重
Gmax=4Fmax-5000N=4×56250-5000=2.2×105N
[4]实际生活中龙门吊不一定能提起最大的重物。因为从理论计算上龙门吊虽然可以提起一个较大的重物,但在实际操作中,还需要考虑到其他因素,如龙门吊的横梁、支架的承重能力、结构强度、稳定性、安全性等,可能会对提升重物的重量有所限制。
23. 为了直观地了解火箭的发射原理,模拟火箭的发射方式,老师带领同学们制作了水火箭,水火箭是一种简易的火箭系统,通常由塑料汽水瓶作为火箭的箭身,并把水当作喷射剂。我们向水火箭内加水并用打气筒打气加压,汽水瓶内能承受的压力为大气压强的三倍,打开水火箭的排气发射钮。巨大的气压差将瓶内的水向后喷射排出,产生了较大的反作用力,将水火箭向前快速推进。(,g取10 N/kg)
(1)在制作过程中,向汽水瓶中加入了质量不等的水,测得上升高度记录如表所示。
根据表格所得数据可知,水火箭上升的高度随水量的增加________(选填“增大”“减小”“先增大后减小”或“先减小后增大”);
(2)将一个汽水瓶制成了一个简易水火箭,其净重为120 g,到达最高点距离地面75 m,此时瓶内的水全部排尽,在其下落过程中简易水火箭重力做功为多少?___
(3)①查阅资料可知,水火箭起飞过程中做加速直线运动,其初始质量和起飞速度的乘积与将水排尽后的质量和此时速度的乘积相等。一个质量为120 g的水火箭中加入总容积的水,其瓶底喷出水流的流量Q稳定为,1.5 s全部喷出,水火箭的起飞速度为8 m/s,求当水火箭中的水排尽时,水火箭的速度为多少?____
②水火箭发射速度很快,受空气阻力影响,泼水火箭上升到最高点所需的能量相当于燃烧0.08 g的汽油,水火箭上升到最高点时消耗的能量为多少?(____
【答案】 ①. 先增大后减小 ②. 90J ③. 28m/s ④. 3.76×103J
【解析】
【详解】(1)[1]根据表格数据可知,水火箭上升的高度随水量的增加先增大后减小。
(2)[2]简易水火箭重力做功
W=Gh=mgh=0.12kg×10N/kg×75m=90J
(3)[3]设水火箭的初始质量为m1,起飞速度为v1,将水排尽后的质量为m2,此时速度为v2,由题意可知,水火箭起飞过程中做加速直线运动,其初始质量和起飞速度的乘积与将水排尽后的质量和此时速度的乘积相等,即:m1v1=m2v2,所以有
t=1.5s,Q=2×10−4 m3/s,,代入数据解得:v2=28m/s。
[4]汽油完全燃烧放出的热量
Q放=mq=0.08×10−3kg×4.7×107J/kg=3.76×103J
水火箭上升到最高点时消耗的能量
E=Q放=3.76×103J10
20
电压表示数/V
3
2
AB棒材质
AB棒运动方向
有无感应电流
铁
水平
有
铁
竖直
无
塑料
水平
无
塑料
竖直
无
铜
水平
有
铜
竖直
无
橡胶
水平
无
橡胶
竖直
无
AB棒移动速度
感应电流/A
0.08
0.02
0.12
①
0.16
0.04
0.2
0.05
灯泡类型
盒内初温/℃
电子温度计示数/℃
电流表示数/A
白炽灯
20
78
0.006
节能灯
20
50
0.015
LED灯
20
35
0.060
水量占瓶身总体积的百分比/%
3
15
30
45
60
水火箭上升高度/m
40
70
80
78
56
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