2021年安徽省淮南市西部地区中考物理一模试卷(4月份)解析版
展开2021年安徽省淮南市西部地区中考物理一模试卷(4月份)
一、填空题:(每空2分,共20分。)
1.在中央广播电视总台举办的“2021年元宵晚会”上,我国著名女高音歌唱家张也放声歌唱《春天到万家》。女高音中的“高”是指声音的 (填“音调高”或“响度大”)。
2.“湖静映彩霞”、“潭清疑水浅”都是光的现象,其中 (填“前者”或“后者”)是光的折射现象。
3.我国3D打印技术已经广泛应用于航空、航天和军事等领域。C919飞机上的某钛合金零件的3D打印就是在高能激光的作用下,钛合金粉末吸收热量, (填物态变化名称)成液态,然后成型。
4.2020年7月23日,我国用长征五号运载火箭成功发射了“天问一号”火星探测器。当火箭推动探测器加速上升时,以火箭为参照物,探测器是 (填“静止”或“运动”)的。
5.如图是体育课上,某同学做俯卧撑时示意图,人体可看成一个杠杆。若他的重心在A点,所受重力为550N,他将身体撑起处于平衡状态时,两手掌处的支撑力共为 N。
6.据报道,我国航空母舰电磁弹射技术取得突破性进展。当飞机在航空母舰上起飞时,采用电磁弹射可迅速增大飞机起飞时的速度,从而使飞机获得了很大的 (填“重力势能”或“动能”)。
7.物理上把晶体在熔点时变成同温度的液体所吸收的热量与晶体质量的比值,叫做这种晶体的熔化热。把500g温度为0℃的冰全部熔化为0℃的水,需要吸收的热量是1.68×105J,冰的熔化热为 。
8.(如图所示,用伏安法测电阻时,若考虑电压表和电流表电阻的影响,则当图中Rx的
值 (填“较大”或“较小”)时,测量的误差小些。
9.在如图所示的电路中,灯泡L标有“3V,0.9W”的字样,R=20Ω。当灯泡正常发光时,电路消耗的总功率是 。
10.某同学家使用电热水器,平均每天需将90kg的水从18℃加热到58℃。若电热器放出热量的80%被水吸收,则电热器平均每天消耗电能 kW•h。
二、选择题:(每题只有一个正确选项。每题2分,共14分。)
11.在物理实验中,经常要进行多次测量,其目的有两个:一是为了减小误差;二是为了寻找规律。下列实验中,进行多次测量是为了减小误差的是( )
A.探究杠杆的平衡条件
B.伏安法测定值电阻的阻值
C.探究串联电路电压的规律
D.探究物体动能的大小与哪些因素有关
12.2020年12月,嫦娥五号探测器在月球表面顺利完成土壤自动取样,并携带1731g月球土壤样品成功返回地球。下列有关论述中正确的是( )
A.土壤样品在地球上质量大于1731g
B.土壤样品在加速运动时惯性将变大
C.土壤样品在加速运动时动能将变大
D.土壤样品在月球表面不受重力的作用
13.某实验小组用如图所示的装置,进行探究牛顿第一定律实验。下列有关论述中不正确的是( )
A.实验开始时,要用力轻推小车,使小车向下运动
B.让小车从斜面同一高度运动,到达不同水平面时速度相同
C.牛顿第一定律是在实验的基础上,通过科学的推理得到的
D.小车在毛巾面上运动时,受到重力、竖直向上的支持力和向左的摩擦力
14.在新冠肺炎疫情防控措施中,涉及到很多物理知识,下列叙述中不正确的是( )
A.戴口罩时,眼镜片上出现水雾,是汽化现象
B.在教室能闻到消毒液的气味,是因为分子在不停地做无规则运动
C.老师进入校园要扫“健康码”,是利用凸透镜成缩小实像原理
D.测体温的额温枪,是通过吸收人体发射的红外线辐射的能量测定体温的
15.新型智能手机无线充电技术应用了电磁感应原理,当交变电流通过充电底座中的线圈时,线圈产生磁场,带有金属线圈的智能手机靠近该磁场(如图)就能产生电流,通过“磁生电“来实现充电。下列设备也是利用“磁生电”原理工作的是( )
A.电动机 B.发电机 C.电烙铁 D.电磁起重机
16.科学家费尔和格林贝尔由于发现“巨磁电阻”效应荣获2007年诺贝尔物理学奖。研究发现,磁敏电阻的阻值随它所在空间磁场的变化而变化。图中“GMR”是一个磁敏电阻,D是电磁铁。当开关S1、S2都闭合,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,灯泡L逐渐变暗。下列判断不正确的是( )
A.电磁铁的右端为N极 B.电磁铁的磁性逐渐增强
C.小灯泡的电功率逐渐变小 D.磁敏电阻的电阻值随磁场的增强而明显减小
17.对于家庭电路,经常会遇到这样一些情况:
①开关中的两个线头相碰;②插头中的两个线头相碰;
③户外输电线绝缘皮被损坏;④电路中增加了大功率的用电器。
在这些情况中,可能引起熔丝熔断或家中空气开关自动跳闸的是( )
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
三、实验、探究与作图题:(第18题6分,第19题4分,第20题6分,共16分。)
18.(6分)在学校组织的物理创新实验比赛中,某同学在没有量筒的情况下,只用天平、烧杯、水,测出某种食用油的密度。他进行了下列实验操作:
a.先测出空烧杯的质量为m1;
b.用烧杯装大半杯水,用天平测出烧杯和水的总质量为m2;
c.再用这只烧杯装与水体积相同的食用油,用天平测出烧杯和油的总质量为m3。(天平示数如图所示乙)。已知水的密度ρ水,试完成下列问题:
(1)若把天平放在水平桌面上,将游码移到左端的零刻度线时,天平的指针指在如图甲所示的位置,则要使天平平衡应将横梁右端的平衡嫘母向 (填“左”或“右”)移,直到指针指在中央红线。
(2)烧杯和油的总质量为m3= g。
(3)用题中已知的量和所测的物理量表达所测油的密度,ρ油= 。
19.(4分)某实验小组按如图所示的方式组装滑轮组,进行“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验。实验时,他们先用弹簧测力计测量钩码所受的重力G,再将钩码挂在滑轮组下端,向上拉动弹簧测力,使钩码缓慢匀速上升,并得到下表实验数据:
实验次数
钩码重G(N)
钩码上升
高度h(m)
绳端拉力
F(N)
绳端移动
距离S(m)
机械效率η
1
2.0
0.1
1.0
0.3
66.7%
2
3.0
0.1
0.3
3
4.0
0.1
1.8
0.3
74.1%
(1)若进行第2次测量时,弹簧测力计的示数如图所示,则此时滑轮组的机械效率为 (保留一位小数)。
(2)若实验时,弹簧测力计拉绳子移动的速度增大,仍使钩码缓慢匀速上升,则所测的机械效率将 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
20.(6分)小魏同学利用如图甲所示的器材测量小灯泡额定功率,小灯泡上标有“0.3A”字样。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整。
(2)实验时发现:当小灯泡正常发光时,电压表指针恰好在如图乙所示的位置。小灯泡的额定功率是 。
(3)小魏根据自己所测的实验数据,得出了小灯泡在不同发光状态下的电流与电压关系的图像,则图丙中 (填“a”或“b”)是他所画的图像。
四、计算与简答题:(21题6分,第22题6分,23题8分,共20分。没有公式和计算过程,直接给出答案的不得分)
21.(6分)太阳能是21世纪重点发展的能源之一。太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能,再利用电动机来驱动的一种新型汽车。有辆太阳能实验车,在晴明的天气,它的太阳能电池为电动机提供的电功率是为P0=2.5×103W,为电动机提供的电流是12.5A,汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为η=80%,试求:
(1)太阳能电池为电动机提供的电压是多大?
(2)若汽车在水平路面上匀速行驶时,汽车所受的阻力为200N,则汽车行驶的速度多大?
22.(6分)实际测量中使用的大量程电流表和电压表都是由小量程电流表改装而成。某同学设计了如图甲所示的电路,图中S是单刀双掷开关,G是灵敏电流表,满偏电流(即小量程电流表允许通过的最大电流)为Ig=30mA,内阻为Rg=100Ω,R1、R2都是定值电阻。当S接a时,A、B间相当于一个大量程的电流表,如图乙所示:当S接b时,A、C间相当于一个大量程的电压表,如图丙所示。试求:
(1)电流表G的满偏电压(允许的最大电压)是多大?
(2)当图乙中改装后电流表的量程是6A,电流表的电阻RA是多大?
(3)若图中R2=1900Ω,则图丙中改装后电压表的量程是多大?
23.(8分)如图甲所示,将一个边长为10cm的正方体物块放入盛满水的溢水杯中,静止时物块漂浮在水面,物块底部受到水的压强是800Pa,已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,试求:
(1)图甲中物块受到浮力是多大?
(2)此物块的密度是多大?
(3)如图乙所示,在物块上表面施加一个竖直向下的力F,要使物块全部浸没水中,F应为多少N?
2021年安徽省淮南市西部地区中考物理一模试卷(4月份)
参考答案与试题解析
一、填空题:(每空2分,共20分。)
1.(2分)在中央广播电视总台举办的“2021年元宵晚会”上,我国著名女高音歌唱家张也放声歌唱《春天到万家》。女高音中的“高”是指声音的 音调高 (填“音调高”或“响度大”)。
【分析】声音三个特性:音调、响度和音色。音调跟发声体的振动频率有关;响度跟发声体的振幅和距离声源的远近有关;音色跟发声体的材料和结构有关。
【解答】解:女高音中的“高”是指声带的振动频率高,发出声音的音调高。
故答案为:音调高。
【点评】本题考查了学生对音调的理解,要掌握响度、音色和音调的定义,能正确区分是解题的关键。
2.(2分)“湖静映彩霞”、“潭清疑水浅”都是光的现象,其中 后者 (填“前者”或“后者”)是光的折射现象。
【分析】在分析几个实例时,要注意区分是光的直线传播、光的反射还是光的折射。
光在自然界中存在三种光现象:光在同种均匀物质中沿直线传播,在日常生活中,激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的;
当光照射到物体界面上时,有一部分光被反射回来发生反射现象,例如:平面镜成像、水中倒影等;
当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会偏折,发生折射现象,如:看水里的鱼比实际位置浅等。
【解答】解:“前者”湖静映彩霞﹣﹣﹣﹣﹣﹣是指天上的彩霞在平静的湖面形成的虚像,属于平面镜成像的现象或者说是光的反射现象。
“后者”潭清疑水浅﹣﹣﹣﹣﹣﹣是指由于光的折射,看到的水底形成的虚像,虚像的位置比物体的实际位置要浅,是光的折射现象。
故答案为:后者。
【点评】理解语句的意思,正确的区分属于光现象中的哪种现象是解题的关键。
3.(2分)我国3D打印技术已经广泛应用于航空、航天和军事等领域。C919飞机上的某钛合金零件的3D打印就是在高能激光的作用下,钛合金粉末吸收热量, 熔化 (填物态变化名称)成液态,然后成型。
【分析】物质由固态变为液态,是熔化现象。
【解答】物质由固态变为液态,是熔化现象。
故答案为:熔化。
【点评】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;另外六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
4.(2分)2020年7月23日,我国用长征五号运载火箭成功发射了“天问一号”火星探测器。当火箭推动探测器加速上升时,以火箭为参照物,探测器是 静止 (填“静止”或“运动”)的。
【分析】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。
【解答】解:当火箭推动探测器加速上升时,以火箭为参照物,探测器与火箭之间没有位置变化,所以探测器是静止的。
故答案为:静止。
【点评】此题主要考查了运动和静止的相对性,在判断物体运动和静止时,关键看物体相对于参照物的位置是否发生了变化。
5.(2分)如图是体育课上,某同学做俯卧撑时示意图,人体可看成一个杠杆。若他的重心在A点,所受重力为550N,他将身体撑起处于平衡状态时,两手掌处的支撑力共为 330 N。
【分析】用杠杆平衡的条件可以求出双手对地面的压力。
【解答】解:
地面对手的支持力为即动力,动力臂L1=0.9m+0.6m=1.5m,阻力为人的重力,阻力臂L2=0.9m;
由FL1=GL2可得,地面对手的支持力为:F=×G=×550N=330N。
故答案为:330。
【点评】本题考查杠杆的平衡条件的运用,关键是知道力臂的大小。
6.(2分)据报道,我国航空母舰电磁弹射技术取得突破性进展。当飞机在航空母舰上起飞时,采用电磁弹射可迅速增大飞机起飞时的速度,从而使飞机获得了很大的 动能 (填“重力势能”或“动能”)。
【分析】动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大、速度越大,动能越大。
【解答】解:当飞机在航空母舰上起飞时,采用电磁弹射可迅速增大飞机起飞时的速度,从而使飞机获得了很大的动能;
故答案为:动能。
【点评】本题考查了动能大小的判断,属基础知识的考查,难度不大。
7.(2分)物理上把晶体在熔点时变成同温度的液体所吸收的热量与晶体质量的比值,叫做这种晶体的熔化热。把500g温度为0℃的冰全部熔化为0℃的水,需要吸收的热量是1.68×105J,冰的熔化热为 3.36×105J/kg 。
【分析】晶体在熔点时变成同温度的液体所吸收的热量与晶体质量的比值,叫做这种晶体的熔化热。冰熔化成水时吸收热量与冰的质量之比等于冰的熔化热。
【解答】解:晶体熔化成液体时吸收热量与晶体的质量之比等于该固体的熔化热,“熔化热”的单位是J/kg;
冰的熔化热:
λ冰===3.36×105J/kg。
故答案为:3.36×105J/kg。
【点评】本题考查了晶体熔化热的概念,增强自学能力。
8.(2分)如图所示,用伏安法测电阻时,若考虑电压表和电流表电阻的影响,则当图中Rx的值 较小 (填“较大”或“较小”)时,测量的误差小些。
【分析】考虑电压表和电流表电阻的影响时,应分析两表示数和真实值之间的关系,再根据欧姆定律分析Rx测量值和真实值的关系。
【解答】由图可知,若考虑电压表和电流表电阻的影响时,电压表测Rx两端的电压,即电压表的测量值是准确的,电流表测量的是通过Rx和电压表的总电流,即电流表的示数为I=+,通过电压表的电流一定,Rx越小,越接近电流表的示数。
故答案为:较小。
【点评】本题考查实验误差的分析,正确判断电表考虑内阻时测量的电路元件是关键。
9.(2分)在如图所示的电路中,灯泡L标有“3V,0.9W”的字样,R=20Ω。当灯泡正常发光时,电路消耗的总功率是 2.7W 。
【分析】从图中可知灯泡和电阻R串联。
当灯泡正常发光时,根据灯泡铭牌数据可知灯泡消耗的电功率为0.9W,根据P=UI可知电路中的电流,根据P=I2R得出电阻R消耗的功率,根据P=PL+PR得出出电路消耗的总功率。
【解答】解:从图中可知灯泡和电阻R串联。
当灯泡正常发光时,根据灯泡铭牌数据可知灯泡消耗的电功率为0.9W,根据P=UI可知电路中的电流为I===0.3A,
电阻R消耗的功率为PR=I2R=(0.3A)2×20Ω=1.8W,
电路消耗的总功率P=PL+PR=0.9W+1.8W=2.7W。
故答案为:2.7W。
【点评】本题考查串联电路的特点和电功率的计算,关键是得出灯泡正常发光时电路中的电流。
10.(2分)某同学家使用电热水器,平均每天需将90kg的水从18℃加热到58℃。若电热器放出热量的80%被水吸收,则电热器平均每天消耗电能 5.25 kW•h。
【分析】知道水的质量和初温、末温以及比热容,根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量,利用η=×100%求出电热器平均每天消耗的电能。
【解答】解:水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×90kg×(58℃﹣18℃)=1.512×107J,
由η=×100%可得,电热器平均每天消耗的电能:
W===1.89×107J=5.25kW•h。
故答案为:5.25。
【点评】本题考查了吸热公式和效率公式的应用,要注意1kW•h=3.6×106J。
二、选择题:(每题只有一个正确选项。每题2分,共14分。)
11.(2分)在物理实验中,经常要进行多次测量,其目的有两个:一是为了减小误差;二是为了寻找规律。下列实验中,进行多次测量是为了减小误差的是( )
A.探究杠杆的平衡条件
B.伏安法测定值电阻的阻值
C.探究串联电路电压的规律
D.探究物体动能的大小与哪些因素有关
【分析】解决此题要知道初中物理实验进行多次测量目的是什么,一是为了求平均值,提高精确度,减小误差;二是为了寻找普遍规律。
【解答】解:A、在探究杠杆的平衡条件的实验中进行多次测量,改变杠杆两边钩码的位置和个数,为了寻找规律;
B、在伏安法测定值电阻的阻值的实验中进行多次测量,测量的是定值电阻的阻值,测量值是个定值,多次测量求平均值可以减小误差;
C、在探究串联电路的电压规律时要进行多次测量,选用不同规格的灯泡做几次实验,是为了寻找规律;
D、探究物体动能的大小与哪些因素有关,是为了寻找规律。
故选:B。
【点评】测量性实验为了减小误差或者寻找规律进行多次测量,如果物理量是个恒量,多次测量求平均值可以减小实验误差;如果不是测量具体的物理量,而是寻找规律也采取多次测量,寻找普遍性。
12.(2分)2020年12月,嫦娥五号探测器在月球表面顺利完成土壤自动取样,并携带1731g月球土壤样品成功返回地球。下列有关论述中正确的是( )
A.土壤样品在地球上质量大于1731g
B.土壤样品在加速运动时惯性将变大
C.土壤样品在加速运动时动能将变大
D.土壤样品在月球表面不受重力的作用
【分析】(1)质量是物体的一种属性,与其形状、状态、温度和所处的空间位置无关;
(2)惯性大小只与物体的质量有关,与其他因素无关;
(3)动能大小与物体的质量和速度有关;
(4)月球附近的一切物体都受到月球引力的作用
【解答】解:
A、质量是物体的一种属性,不随位置、状态、形状等因素的改变而改变,所以土壤样品在地球上的质量等于1731g,故A错;
B、惯性大小只与物体的质量有关,土壤样品在加速运动时,其质量不变,惯性大小不变,故B错;
C、土壤样品在加速运动时,其质量不变,速度变大,则动能将变大,故C正确;
D、月球附近的一切物体都受到月球引力的作用,重力就是引力产生的,因此土壤样品在月球表面同样受到重力的作用,故D错;
故选:C。
【点评】本题考查了质量、动能、重力、惯性等知识点,是一道基础题。
13.(2分)某实验小组用如图所示的装置,进行探究牛顿第一定律实验。下列有关论述中不正确的是( )
A.实验开始时,要用力轻推小车,使小车向下运动
B.让小车从斜面同一高度运动,到达不同水平面时速度相同
C.牛顿第一定律是在实验的基础上,通过科学的推理得到的
D.小车在毛巾面上运动时,受到重力、竖直向上的支持力和向左的摩擦力
【分析】(1)每次实验让同一小车的同一高度由静止滑下是为了当它们滑到水平面上时,具有一个相同的速度;
(2)探究“阻力对物体运动影响”的实验时,要控制小车到达水平面时速度相等,据此分度答题;
(3)外力消失,运动物体将保持原来的运动状态;
(4)小车在毛巾面上运动时竖直方向上受重力和支持力,水平方向上受向左的摩擦力。
【解答】解:AB、根据控制变量法的思想;让小车从同一个斜面的同一高度位置由静止开始滑下,是为了使小车滑到斜面底端时具有相同速度,不能用力轻推下小车,故A错误,B正确;
C、牛顿第一定律是在实验的基础上,通过科学的推理得到的,故C正确;
D、小车在毛巾面上运动时,受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力和水平向左的摩擦力,故D正确。
故选:A。
【点评】本实验应用了控制变量法与科学推理法,掌握该方法的应用是正确解题的关键。
14.(2分)在新冠肺炎疫情防控措施中,涉及到很多物理知识,下列叙述中不正确的是( )
A.戴口罩时,眼镜片上出现水雾,是汽化现象
B.在教室能闻到消毒液的气味,是因为分子在不停地做无规则运动
C.老师进入校园要扫“健康码”,是利用凸透镜成缩小实像原理
D.测体温的额温枪,是通过吸收人体发射的红外线辐射的能量测定体温的
【分析】(1)物质从气态变为液态的过程是液化;
(2)物质是由分子组成的,组成物质的分子都在不停地做无规则运动;
(3)照相机是利用物体在凸透镜2倍焦距以外成倒立、缩小的实像的原理制成的;
(4)额温枪可以接收人体辐射的红外线。
【解答】解:
A、戴口罩时,眼镜片上出现水雾,这是口中呼出的水蒸气遇到温度低的镜片变成的小水珠,是液化现象,故A错误;
B、在教室能闻到消毒液的气味,是由于消毒液分子在不停地做无规则运动发生了扩散现象,故B正确;
C、扫“健康码”是手机上的照相机利用物体在凸透镜2倍焦距以外成倒立、缩小的实像的原理工作的,故C正确;
D、额温枪是通过吸收人体发射的红外线辐射的能量来测定体温的,故D正确。
故选:A。
【点评】本题考查了液化现象、分子运动、凸透镜成像以及额温枪的工作原理,属于综合性题目。
15.(2分)新型智能手机无线充电技术应用了电磁感应原理,当交变电流通过充电底座中的线圈时,线圈产生磁场,带有金属线圈的智能手机靠近该磁场(如图)就能产生电流,通过“磁生电“来实现充电。下列设备也是利用“磁生电”原理工作的是( )
A.电动机 B.发电机 C.电烙铁 D.电磁起重机
【分析】(1)电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力而运动。
(2)发电机的工作原理是电磁感应。
(3)电烙铁的工作原理是电流的热效应。
(4)电磁起重机的工作原理是电流的磁效应。
【解答】解:
A、电动机工作原理是通电导体在磁场中受力而运动,故A错误。
B、发电机的工作原理是电磁感应,即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中有感应电流产生,所以发电机也是利用“磁生电”原理工作的,故B正确。
C、电流通过电烙铁时产生热量,所以电烙铁是根据电流的热效应来工作,故C错误。
D、电磁起重机在有电流通过时具有磁性,其工作原理是电流的磁效应,故D错误。
故选:B。
【点评】初中电磁学部分包括三部分内容:电流磁效应、电磁感应、通电导体在磁场中受力而运动,需要掌握电动机、发电机、电磁铁、扬声器、话筒等设备的工作原理。
16.(2分)科学家费尔和格林贝尔由于发现“巨磁电阻”效应荣获2007年诺贝尔物理学奖。研究发现,磁敏电阻的阻值随它所在空间磁场的变化而变化。图中“GMR”是一个磁敏电阻,D是电磁铁。当开关S1、S2都闭合,将滑动变阻器的滑片P向左滑动时,灯泡L逐渐变暗。下列判断不正确的是( )
A.电磁铁的右端为N极
B.电磁铁的磁性逐渐增强
C.小灯泡的电功率逐渐变小
D.磁敏电阻的电阻值随磁场的增强而明显减小
【分析】(1)根据安培定则分析判断确定通电螺线管的极性;
(2)根据滑片的移动判断电流变化,确定电磁铁磁场强弱的变化;
(3)灯泡的亮度取决于其实际功率的大小;
(4)由灯泡变暗,判断其所在电路的电流变小,由此可知磁敏电阻的增大,由于电磁铁磁性的增强,导致了磁敏电阻的阻值增大,从而可知磁敏电阻的电阻值随磁场的变化。
【解答】解:A、当开关闭合后,电磁铁中的电流是从右端流入,左端流出,根据安培定则可知,电磁铁的右端为N极,左端为S极,故A正确;
B、若滑片P向左移动,接入电路中的电阻变小,电路中的电流增大,电磁铁的磁性增强,故B正确;
C、灯泡L逐渐变暗,说明小灯泡的电功率逐渐变小,故C正确;
D、灯泡变暗,说明其所在电路的电流变小,由于磁敏电阻的增大,导致了其所在电路的电流变小,由于电磁铁磁性的增强,导致了磁敏电阻的阻值增大,因为磁敏电阻(GMR)的阻值随所处空间磁场的增强而增大,故D错误。
故选:D。
【点评】本题的实验借助于探究巨磁电阻的特性,考查的知识有:欧姆定律、影响电磁铁磁性强弱的因素,是一道基础题。
17.(2分)对于家庭电路,经常会遇到这样一些情况:
①开关中的两个线头相碰;
②插头中的两个线头相碰;
③户外输电线绝缘皮被损坏;
④电路中增加了大功率的用电器。
在这些情况中,可能引起熔丝熔断或家中空气开关自动跳闸的是( )
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
【分析】电路中电流过大的原因:①短路。②电路中接入大功率的用电器。
【解答】解:熔丝熔断或家中空气开关自动跳闸,是因为电流通过导体时,产生的电热引起的。电热在电阻、通电时间一定时,电流越大,产生的电热越大。
①开关中的两个线头相碰相当于开关是闭合的,不会引起电流过大;
②插座的两个线头,分别是火线和零线,火线和零线相连是短路现象,会引起电流过大;
③户外输电线绝缘皮被损坏,不会出现电流过大;
④电路中接入大功率的用电器,会使电路总功率更大,根据I=,功率变大,电压不变,电流变大。
故选:C。
【点评】掌握家庭电路中电流过大的原因,本题的难度不大。
三、实验、探究与作图题:(第18题6分,第19题4分,第20题6分,共16分。)
18.(6分)在学校组织的物理创新实验比赛中,某同学在没有量筒的情况下,只用天平、烧杯、水,测出某种食用油的密度。他进行了下列实验操作:
a.先测出空烧杯的质量为m1;
b.用烧杯装大半杯水,用天平测出烧杯和水的总质量为m2;
c.再用这只烧杯装与水体积相同的食用油,用天平测出烧杯和油的总质量为m3。(天平示数如图所示乙)。已知水的密度ρ水,试完成下列问题:
(1)若把天平放在水平桌面上,将游码移到左端的零刻度线时,天平的指针指在如图甲所示的位置,则要使天平平衡应将横梁右端的平衡嫘母向 右 (填“左”或“右”)移,直到指针指在中央红线。
(2)烧杯和油的总质量为m3= 57.8 g。
(3)用题中已知的量和所测的物理量表达所测油的密度,ρ油= •ρ水 。
【分析】(1)天平是测量物体质量的工具,使用之前要进行调节:把天平放在水平桌面上,游码与标尺左端的0刻度线对齐,调节平衡螺母使指针指在分度盘的中央。
(2)(3)只有天平,没有量筒,可以利用等体积的水和油,称量水和油的质量,根据体积相等列出等式求出油的密度。
【解答】解:
(1)在调节托盘天平时,首先将其放在水平桌面上,游码放在标尺的左端零刻度线处,此时,若发现指针指在分度盘的中央零刻度线的左边,说明右侧质量略大,应旋动横梁右端的螺母,使之向右移动;
(2)(3)①调好天平,用天平测出空烧杯质量为m1。
②用烧杯装大半杯水,用天平测出烧杯和水的总质量为m2。
则水的质量m水=m2﹣m1,由ρ=可求得,水的体积V=,
③再用这只烧杯装与水体积相同的食用油,用天平测出烧杯和油的总质量为m3,标尺的分度值为0.2g,则m3=50g+5g+2.8g=57.8g;
则油的质量:m油=m3﹣m1,
烧杯内水的体积等于油的体积;
则油的密度表达式ρ油===•ρ水。
故答案为:(1)右;(2)57.8;(3)•ρ水
【点评】测量液体密度时,只有量筒没有天平,可以采用被测液体和水的质量相同进行测量;只有天平没有量筒,可以采用被测液体和水的体积相同进行测量。酱油体积的测量是本实验的难点,巧妙地利用等效替代法,是解决此题的关键。
19.(4分)某实验小组按如图所示的方式组装滑轮组,进行“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验。实验时,他们先用弹簧测力计测量钩码所受的重力G,再将钩码挂在滑轮组下端,向上拉动弹簧测力,使钩码缓慢匀速上升,并得到下表实验数据:
实验次数
钩码重G(N)
钩码上升
高度h(m)
绳端拉力
F(N)
绳端移动
距离S(m)
机械效率η
1
2.0
0.1
1.0
0.3
66.7%
2
3.0
0.1
0.3
3
4.0
0.1
1.8
0.3
74.1%
(1)若进行第2次测量时,弹簧测力计的示数如图所示,则此时滑轮组的机械效率为 74.1% (保留一位小数)。
(2)若实验时,弹簧测力计拉绳子移动的速度增大,仍使钩码缓慢匀速上升,则所测的机械效率将 不变 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
【分析】(1)由图示测力计确定其分度值,读出其示数;根据机械效率的公式η==进行计算;
(2)根据η==分析。
【解答】解:
(1)测力计的分度值为0.2N,测力计示数为1.4N;
第2次测量时滑轮组的机械效率为:η===≈71.4%;
(2)根据机械效率的计算公式η==可知,机械效率的大小与物体移动的速度无关,故弹簧测力计拉绳子移动的速度增大,仍使钩码缓慢匀速上升,则所测的机械效率将不变。
故答案为:(1)74.1%;(2)不变。
【点评】此题是测量滑轮组的机械效率,主要考查了η==的运用,还考查了影响滑轮组机械效率的因素。
20.(6分)小魏同学利用如图甲所示的器材测量小灯泡额定功率,小灯泡上标有“0.3A”字样。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整。
(2)实验时发现:当小灯泡正常发光时,电压表指针恰好在如图乙所示的位置。小灯泡的额定功率是 0.75W 。
(3)小魏根据自己所测的实验数据,得出了小灯泡在不同发光状态下的电流与电压关系的图像,则图丙中 (填“a”或“b”)是他所画的图像。
【分析】(1)测量小灯泡额定功率时,电流表、滑动变阻器与灯串联,电压表并联到灯泡的两端;
(2)根据电压表选用小量程确定分度值读数,由P=UI得出小灯泡正常发光的电功率;
(3)灯丝电阻受温度的影响是变化的,温度越高,电阻越大。
【解答】解:(1)小灯泡上标有“0.3A”字样,电流表选用小量程与灯串联,电压表选用小量程与灯并联,如下所示:
;
(2)实验中,当小灯泡正常发光时,电压表指针恰好在如图乙所示的位置,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.5V;
小灯泡正常发光的电功率为:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(3)灯丝电阻随温度的升高而增大,随着电压的增大,电阻也会变大,根据I=可知,电流的变化量会逐渐变小,故B正确。
故答案为:(1)如上所示;(2)0.75W;(3)b。
【点评】本题测量小灯泡电功率实验,考查电路连接、电流表读数、功率计算、影响电阻大小的因素。
四、计算与简答题:(21题6分,第22题6分,23题8分,共20分。没有公式和计算过程,直接给出答案的不得分)
21.(6分)太阳能是21世纪重点发展的能源之一。太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能,再利用电动机来驱动的一种新型汽车。有辆太阳能实验车,在晴明的天气,它的太阳能电池为电动机提供的电功率是为P0=2.5×103W,为电动机提供的电流是12.5A,汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为η=80%,试求:
(1)太阳能电池为电动机提供的电压是多大?
(2)若汽车在水平路面上匀速行驶时,汽车所受的阻力为200N,则汽车行驶的速度多大?
【分析】(1)根据P=UI可知太阳能电池为电动机提供的电压;
(2)汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为η=80%,可得出汽车的机械功率,因为汽车匀速行驶,根据二力平衡条件可知,牵引力F=f=200N,由P===Fv得,汽车的行驶速度。
【解答】解:(1)根据P=UI可知太阳能电池为电动机提供的电压U===200V;
(2)汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为η=80%,
则汽车的机械功率:P机=P0×η2=2.5×103W×80%=2000W,
因为汽车匀速行驶,根据二力平衡条件可知,牵引力F=f=200N,
由P===Fv得,汽车的行驶速度:
v===10m/s。
答:(1)太阳能电池为电动机提供的电压是220V;
(2)若汽车在水平路面上匀速行驶时,汽车所受的阻力为200N,则汽车行驶的速度是10m/s。
【点评】本题考查太阳能的相关计算问题,重点考查了电功率、效率和功率的计算,有一定难度。
22.(6分)实际测量中使用的大量程电流表和电压表都是由小量程电流表改装而成。某同学设计了如图甲所示的电路,图中S是单刀双掷开关,G是灵敏电流表,满偏电流(即小量程电流表允许通过的最大电流)为Ig=30mA,内阻为Rg=100Ω,R1、R2都是定值电阻。当S接a时,A、B间相当于一个大量程的电流表,如图乙所示:当S接b时,A、C间相当于一个大量程的电压表,如图丙所示。试求:
(1)电流表G的满偏电压(允许的最大电压)是多大?
(2)当图乙中改装后电流表的量程是6A,电流表的电阻RA是多大?
(3)若图中R2=1900Ω,则图丙中改装后电压表的量程是多大?
【分析】(1)知道电流表G的满偏电流和内阻,根据欧姆定律求出电流表G的满偏电压;
(2)当S接a时,灵敏电流表G与R1并联,A、B间相当于一个大量程的电流表,图乙中改装后电流表的量程是6A即电流表测量的最大电流为6A,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出电流表的电阻RA;
(3)当S接b时,灵敏电流表G与R2串联,A、C间相当于一个大量程的电压表,根据电阻的串联和欧姆定律求出图丙中改装后电压表的量程。
【解答】解:(1)电流表G的满偏电流Ig=30mA=0.03A,内阻Rg=100Ω,
由I=可得,电流表G的满偏电压:Ug=IgRg=0.03A×100Ω=3V;
(2)当S接a时,灵敏电流表G与R1并联,A、B间相当于一个大量程的电流表,
当图乙中改装后电流表的量程是6A,即电流表测量的最大电流I大=6A,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,电流表的电阻:RA===0.5Ω;
(3)当S接b时,灵敏电流表G与R2串联,A、C间相当于一个大量程的电压表,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,图丙中改装后电压表的量程:U大=Ig(Rg+R2)=0.03A×(100Ω+1900Ω)=60V。
答:(1)电流表G的满偏电压是3V;
(2)当图乙中改装后电流表的量程是6A,电流表的电阻RA是0.5Ω;
(3)若图中R2=1900Ω,则图丙中改装后电压表的量程是60V。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用,明白电表改装的原理是关键。
23.(8分)如图甲所示,将一个边长为10cm的正方体物块放入盛满水的溢水杯中,静止时物块漂浮在水面,物块底部受到水的压强是800Pa,已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,试求:
(1)图甲中物块受到浮力是多大?
(2)此物块的密度是多大?
(3)如图乙所示,在物块上表面施加一个竖直向下的力F,要使物块全部浸没水中,F应为多少N?
【分析】(1)根据S=L2求出物块的底面积,根据p=求出物块底部受到水的压力,利用F浮=F向上﹣F向下求出物块受到浮力;
(2)物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,根据G=mg求出物块的质量,利用V=L3求出正方体物块的体积,利用ρ=求出正方体物块的密度;
(3)物块全部浸没水中时排开水的体积和自身的体积相等,根据F浮=ρ液gV排求出此时物块受到的浮力,然后减去物块的重力即为在物块上表面施加的竖直向下的力。
【解答】解:(1)物块的底面积:
S=L2=(10cm)2=100cm2=10﹣2m2,
由p=可得,物块底部受到水的压力:
F向上=pS=800Pa×10﹣2m2=8N,
物块受到浮力:
F浮=F向上﹣F向下=8N﹣0N=8N;
(2)因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,
所以,物块的重力G=F浮=8N,
由G=mg可得,物块的质量:
m===0.8kg,
正方体物块的体积:
V=L3=(10cm)3=1000cm3=10﹣3m3,
正方体物块的密度:
ρ===0.8×103kg/m3;
(3)物块全部浸没水中时排开水的体积:
V排=V=10﹣3m3,
此时物块受到的浮力:
F浮′=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=10N,
在物块上表面施加的竖直向下的力:
F=F浮′﹣G=10N﹣8N=2N。
答:(1)图甲中物块受到浮力是8N;
(2)此物块的密度是0.8×103kg/m3;
(3)如图乙所示,在物块上表面施加一个竖直向下的力F,要使物块全部浸没水中,F应为2N。
【点评】本题考查了压强公式和浮力产生的原因、物体浮沉条件、密度公式、阿基米德原理的综合应用等,解题时要注意方法的灵活性。
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