精品解析:2021年江苏省苏州新草桥中学中考二模物理试题(解析版+原卷版)
展开2020-2021学年苏州新草桥中学中考二模试卷
九年级物理
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 关于能源信息与材料,下列说法不正确的是( )
A. 垃圾分类有利于环保和节约能源
B. 太阳能和核能都属于可再生能源
C. 5G和4G信号的电磁波在真空中传播的速度相等
D. 若用超导材料制造输电线可大大降低电能损耗
【答案】B
【解析】
【详解】A.垃圾分类有利于环保和节约能源,A正确,不合题意;
B.太阳能是可再生能源,核能属于不可再生能源,B错误,符合题意;
C.电磁波在真空中传播速度都为3×108m/s,速度相等,C正确,不合题意;
D.超导材料电阻为零,如果用超导材料制成输电线可以降低损耗,D正确,不合题意。
故选B。
2. 针对生活中的一些物理量的估测,下列合理的是( )
A. 课桌的高度为1.5m
B. 初中女生跑完800m所用时间约为90s
C. 中学生的体积约为50dm3
D. 温暖舒适的气温为37°C
【答案】C
【解析】
【详解】A.学生课桌约为其身高的一半,一般在80cm左右,故A不符合题意;
B.初中女生800米跑,如果能跑进3分25秒则是满分,故B不符合题意;
C.人的密度接近于水,一般中学生有50kg,所以体积为
故C符合题意;
D.人体感觉最舒适的温度为21~24℃,故D不符合题意。
故选C。
3. 下列光现象中,与小孔成像的原理相同的是( )
A. 林间光柱
B. 水中倒影
C. 彩虹形成
D. 筷子“折断”
【答案】A
【解析】
【详解】小孔成像是利用光沿直线传播形成的。
A.林间光柱是光的直线传播现象,符合题意;
B.水中倒影属于平面镜成像,是光的反射形成的,不符合题意;
C.彩虹属于光的色散现象,不符合题意;
D.筷子“折断”属于光的折射现象,不符合题意。
故选A。
4. 清华大学的研究人员发明一种新型陶瓷,既可以像海绵一样变形,也能像陶瓷一样隔热、绝缘,同时具有超轻、高韧性等特点这种材料适合用来制造下列哪种物品( )
A. 自行车的车架 B. 新型消防服 C. 输电导线 D. 便携式水果刀
【答案】B
【解析】
【详解】新型陶瓷,既可以像海绵一样变形,也能像陶瓷一样隔热、绝缘,同时具有超轻、高韧性等特点;A、自行车的车架必须用坚硬的材料来制作,故A错误;B、新型消防服的特点与该陶瓷的特点相同,故B正确;C、该陶瓷不具有电阻小的特点,故不能用来制作输电导线,故C错误;D、水果刀需要一定的硬度,故D错误.故选B.
点睛:根据陶瓷的特点分析其用途.
5. 新型冠状病毒传播方式之一为飞沫传播,飞沫一般是直径大于5微米的含水颗粒,可以通过一定距离(一般认为1~2m)进入易感粘膜表面,一般不会长时间存留在空中。为此人们要正确佩戴口罩,对易受到污染的物体表面经常进行消毒处理。根据以上介绍,请你判断下列说法中正确的是( )
A. 飞沫能飞出1m外,是因为飞沫分子在运动的缘故
B. 用紫外线可以对受病毒感染的物体进行消毒,是因为紫外线具有热效应
C. 健康人戴口罩防止被感染,其防疫策略类似于在摩托车上安装消声器以减弱噪声
D. 飞沫能附着于物体表面,是因为分子之间有吸引力的缘故
【答案】D
【解析】
【详解】A.飞沫一般是直径大于5微米的含水颗粒,是物体,不是分子,所以飞沫能飞出1m外不是因为飞沫分子在运动,故A错误;
B.用紫外线可以对受病毒感染的物体进行消毒,是因为紫外线具有杀菌的作用,故B错误;
C.健康人戴口罩防止病毒通过飞沫传播使人感染,属于在传播过程中阻断病毒的传播,而摩托车上安装消声器是在声源处减弱噪声,故C错误;
D.因为分子之间有吸引力,所以飞沫能附着于物体表面,故D正确。
故选D。
6. 无线充电原理是电流流过送电线圈产生磁场,受电线圈靠近该磁场时就会产生电流,给智能手机充电,如图所示。受电线圈处用到了下面的哪个实验的原理( )
A B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】无线充电原理是电流流过送电线圈产生磁场,受电线圈靠近该磁场时就会产生电流,是电磁感应现象;
A.图中演示的是通电导体周围存在磁场,是电流的磁效应,故A不符合题意;
B.图中演示的是电磁感应现象,故B符合题意;
C.图中演示的是通电导体在磁场中受到力的作用,故C不符合题意;
D.图中演示的是电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系,故D不符合题意。
故选B。
7. 水平台上放有两个完全相同的烧杯,分别盛有甲、乙两种液体。将质量相等、体积不等的正方体物块M、N分别放入两杯中,静止时如图所示,液面刚好相平。则( )
A. M受到的浮力大于N受到的浮力
B. M密度小于N的密度
C. 甲液体对杯底的压强大于乙液体对杯底的压强
D. 若将N也放入甲液体中静止时,N沉在杯底
【答案】C
【解析】
【详解】A.物块M在甲中漂浮,则
F浮M=GM
物块N在乙中悬浮,则
F浮N=GN
而两物块质量相等,由G=mg可知
GM=GN
所以M受到的浮力等于N受到的浮力,不符合题意;
B.M的体积小于N的体积,两物块质量相等,根据ρ=可知,M的密度大于N的密度,不符合题意;
C.M排开液体的体积小于N排开液体的体积,又知M受到的浮力等于N受到的浮力;根据F浮=ρ液gV排可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,即
ρ甲>ρ乙
两液面相平,深度相等,根据p=ρ液gh可知,甲液体对杯底的压强大于乙液体对怀底的压强,符合题意;
D.物块N在乙中悬浮,则
ρN=ρ乙
又因为
ρ甲>ρ乙
所以
ρN<ρ甲
故将N放入甲液体中静止时,N漂浮,不符合题意。
故选C。
8. 如图所示,四旋翼无人机下方用细线悬挂一个重物,通过四个螺旋桨的高速转动改变运动姿态,不考虑空气阻力,则无人机在空中( )
A. 悬停时,重物受到的重力与它对细线的拉力是一对平衡力
B. 悬停时,利用了相互作用力的原理
C. 匀速下降时,重物所受的重力大于细线对重物的拉力
D. 水平匀速飞行时,悬挂重物的细线会偏离竖直方向
【答案】B
【解析】
【详解】A.悬停时,重物受到的重力与它对细线的拉力,作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故A错误;
B.四个螺旋桨的高速转动,使空气向下运动,由于物体间力的作用是相互的,空气也会给飞机一个向上的力,故B正确;
C.匀速下降时,处于平衡状态,重物所受的重力等于细线对重物的拉力,故C错误;
D.水平匀速飞行时,不计空气阻力,重物的重力和细线对重物的拉力是一对平衡力,重力的方向竖直向下,则细线对重物的拉力方向竖直向上,所以悬挂重物的细线不会偏离竖直方向,故D错误。
故选B。
9. 图中的电加热眼罩,可以缓解上网课时间较长的眼睛疲劳,它有两个发热电阻。当开关S1闭合时,只有R2工作,为低温状态;再闭合S2,R1、R2同时工作,为高温状态;若断开S1,眼罩停止发热。下面电路图符合以上要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.经分析可知,R1、R2并联,开关S1位于干路,开关S2位于R1支路。由电路图可知,开关S1闭合时,R1与R2同时工作,再闭合S2后,只有R2工作,故A不符合题意;
B.由电路图可知,开关S1闭合时,R1与R2同时工作,再闭合S2后,只有R1工作,故B不符合题意;
C.由电路图可知,开关S1闭合时,只有R2工作,电路的总电阻最大,总功率最小,为低温状态;再闭合S2后,R1、R2并联同时工作,电路的总电阻最小,总功率最大,为高温状态;若断开S1,电路断路,眼罩停止发热,故C 符合题意;
D.由电路图可知,开关S1闭合时,只有R1工作,再闭合S2后,R1与R2同时工作,故D不符合题意。
故选C。
10. 如图所示,一个木块A放在长木板B上,弹簧测力计一端接A,另一端固定在墙壁上,长木板B放在水平地面上,在恒力F的作用下,长木板B以速度v匀速运动,水平弹簧测力计的示数为T,下列关于摩擦力的说法正确的是( )
A. 木块受到的摩擦力大小等于F
B. 长木板受到的摩擦力大小等于T
C. 若长木板以2v的速度运动时,长木板受到的摩擦力大小等于2F
D. 若用2F的力作用在长木板上,木块受到的摩擦力大小仍等于T
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于木块A处于平衡状态,所以此时木块A所受的摩擦力大小等于T,故A错误;
B.长木板做匀速运动,也处于平衡状态,此时长木板所受的拉力和摩擦力是一对平衡力,故此时长木板所受的摩擦力也是F,故B错误;
C.若长木板以2v的速度运动时,长木板仍处于平衡状态,故长木板受到的摩擦力大小仍等于拉力F,故C错误;
D.若用2F的力作用在长木板上,此时木块A仍处于平衡状态,所以此时木块A受到的摩擦力大小仍等于T,故D正确。
故选D。
11. 某同学在粗细均匀的木棒上缠绕一些细铜丝,制作简易密度计A,如图甲所示。将A依次放入一系列密度已知的液体中,每次当A在液体中处于竖直漂浮状态时,在木棒上标出与液面位置相平的刻度线及相应密度值ρ,并测量木棒浸入液体的深度h,再利用收集的数据画出ρ-h图像,如图乙中图线①所示。该同学继续选用了与A完全相同的木棒,并缠绕了不同质量的铜丝制作简易密度计B。将B同样依次放入一系列密度已知的液体中进行实验,得到图乙中图线②。他进一步研究发现对同一密度计浸入液体的深度h和对应密度ρ的乘积不变。铜丝的体积可以忽略,下列说法正确的是( )
A. 上述实验中密度计A在不同液体中漂浮时,浸入的深度h越大,受到的浮力越大
B. 密度计B上越靠近铜丝的位置,其刻度线对应的密度值越小
C. 密度计A上缠绕铜丝的质量小于密度计B上缠绕铜丝的质量
D. 若图乙中ρ3-ρ2=ρ2-ρ1,则密度计A上ρ3与ρ2刻度线的间距大于ρ2与ρ1刻度线的间距
【答案】C
【解析】
【详解】A.密度计A的重力不变,不同的液体中,处于竖直漂浮状态,浮力等于重力,重力不变,浮力不变,故A错误;
B.对同一密度计浸入液体的深度h和对应密度ρ的乘积不变,密度计B上越靠近铜丝的位置,浸入液体的深度越小,对应密度越大,故B错误;
C.由图乙可知,密度计浸入液体深度相同,密度计B对应的密度较大,根据F浮=ρ液gV排可知,V排相同,密度计B受到的浮力较大,由漂浮条件可知密度计B的重力较大,由G=mg可知密度计B的质量较大,故C正确;
D.如图所示:
密度计A上三个密度和对应的深度的乘积相等,即
,,
ρ3与ρ2刻度线的间距
①
ρ2与ρ1刻度线的间距
因为
ρ3-ρ2=ρ2-ρ1
所以
②
比较①②,由于
h2>h3,ρ2>ρ1
所以
h2-h3<h1-h2
密度计A上ρ3与ρ2刻度线的间距小于ρ2与ρ1刻度线的间距,故D错误。
故选C。
12. 如图甲所示,电源电压可调,定值电阻R与额定电压为6V的新型灯泡L串联,多次调节电源电压,读出电压表示数,画出小灯泡电压UL与电源电压U总的关系图像如图乙。下列描述电路中的电流I、电路总功率P总、R的功率PR和灯泡的功率PL分别随电压表示数UL和电源电压U总变化关系的图像中,可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图甲可知,R与L串联,电压表测L两端电压;由图乙可知,定值电阻R两端电压为
UR=U总-UL=2V
从图像中可得,R两端的电压始终是2V不变,与U总和UL无关,则电路的电流为:I=,因为 R是定值电阻,所以电流 I是一个定值,不随UL变化而变化,故A错误;
B.由图乙知,小灯泡L两端的电压与电源电压的关系为一次函数关系,根据P=UI知,小灯泡的功率
PL=ULI=UL×
因为是定值,所以小灯泡的功率PL与UL成正比,小灯泡的功率 PL与U总成一次函数关系,故B错误;
C.根据P=I2R得,R的功率
PR=()2×R
可得
PR=
PR仍是定值,即PR不随UL的变化而变化,图象应该是与横轴平行的直线,故C错误;
D.根据P=UI知,电路的总功率
P总=(UL+2V)×
由关系式可知,P总是关于UL的一次函数,故D正确。
故选D。
二、填空题(本题共12小题,每空1分,共 29 分)
13. 用刻度尺测量物体的长度,如图甲所示,人眼所在位置正确的是________(A/B),该物体的长度是________cm.
【答案】 ①. B
②. 1.55
【解析】
【详解】[1]读数时视线要与尺面垂直,故B正确。
[2]刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm,则刻度尺的分度值为1mm;物体左侧与2.00cm对齐,右侧在3.5cm和3.6cm中间,估读为3.55cm,所以物体的长度为
3.55cm-2.00cm=1.55cm
14. 如图,用餐巾纸摩擦后的吸管置于矿泉水瓶上方,再把毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管时橡胶棒排斥吸管说明吸管带上了______电荷(选填“正”或“负”),餐巾纸______了电子(选填“得到”或“失去”)。
【答案】 ①. 负 ②. 失去
【解析】
【分析】
【详解】[1]与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,而靠近吸管时,橡胶棒排斥吸管,由此可知橡胶棒和吸管带同种电荷,即吸管带负电。
[2]吸管与餐巾纸摩擦后带负电,是因为吸管得到了电子,而餐巾纸失去了电子。
15. 如图所示,两手指用力压住铅笔的两端使它保持静止。左手指受到铅笔的压力为F1、压强为p1,右手指受到铅笔的压力为F2、压强为p2.则F1______F2,p1______p2(填“>”、“=”、“<”)。
【答案】 ①. = ②. <
【解析】
【分析】
【详解】[1]铅笔处于静止状态,受到的两手指的压力是一对平衡力,所以两手指对铅笔的压力相等,由于手指对铅笔的压力与铅笔对手的压力是一对相互作用力,所以铅笔对手的压力也相等,即F1=F2。
[2]由图可知,右手指的受力面积比较小,根据压强公式,右手指受到的压强比较大,即p1<p2。
16. 小强站在竖直放置悬挂的平面镜前2m,他与平面镜所成像的距离是________m,他后退0.5m后,所成像的大小________(填写:“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】 ①. 4 ②. 不变
【解析】
【详解】[1]因平面镜成像时物距等于像距,所以小强同学站在竖直放置的平面镜前2m处时,此时物距为2m,则像距也为2m,他与平面镜所成像的距离是
2m+2m=4m
[2]他后退0.5m后,因为平面镜所成的像和物体形状、大小相同,所以像的大小将不会改变。
17. 端午节赛龙舟,船员用桨整齐地向后划水,龙舟却快速地向前行驶,说明桨受到了向___(前/后)的作用力,这个作用力的施力物体是___,这证明了力的作用是__的。
【答案】 ①. 前 ②. 水 ③. 相互
【解析】
【详解】[1][2][3]向后划水龙舟加速前进,船桨给水一个向后的力,水给船桨一个向前的力,体现了力的作用是相互的。
18. 如图所示,沿斜面把质量为12kg的一个物体匀速拉到最高处,沿斜面向上的 拉力是F=100N,斜面长2m、高1m,则其机械效率是______________%,物体所受摩擦力__________________N. (g=10N/kg)
【答案】 ①. 60 ②. 40
【解析】
【详解】有用功:;
拉力做的总功:;
斜面的机械效率:;
额外功:,
由可得,物体所受的摩擦力:
.
【点睛】求摩擦力是本题的一个难点,应先根据有用功和总功求出额外功,额外功即克服摩擦力所做的功,所以根据额外功可求摩擦力的大小.
19. 如图甲所示,把一个硬质塑料瓶装满水,把乒乓球放在瓶口处按住倒置,松开手后,乒乓球在______的作用下不会下落;如图乙所示,去掉瓶底,把乒乓球放入瓶内,若从瓶口处用力向上吹气,由于气体流速越大的位置,压强越_______,所以乒乓球不会上升.
【答案】 ①. 大气压 ②. 小
【解析】
【详解】图甲的实验中,将一个硬质塑料瓶装满水,把乒乓球放在瓶口处按住并倒置,松开手后,乒乓球不会落下,是大气压将乒乓球和水托住的,该现象说明了大气压强的存在;
图乙的实验中,从瓶口处用力向上吹,流速大的地方压强小,因此瓶口处压力变小,瓶内的大气压就会产生一个力把乒乓球往下压,所以乒乓球不会上升.
20. 一架战斗机巡航的速度为500 m/s,军演地点距军用机场的距离为3600km,则战斗机从机场起飞到达军演地点至少需要______h。战斗机飞行过程中需要加油机适时加油,那么,当加油机在空中给战斗机加油时,以加油机为参照物,战斗机是______的。
【答案】 ①. 2 ②. 静止
【解析】
【详解】[1]战斗机巡航的速度为
v=500m/s=500×3.6km/h=1800km/h
根据v=可得,战斗机从机场起飞到达军演地点至少需要的时间
t===2h
[2]当加油机在空中给战斗机加油时,以加油机为参照物,战斗机与加油机之间没有位置的变化,所以战斗机是静止的。
21. 家庭电路中“超负荷”是指电路中的电流过大,出现上述情况时,电路中的熔断器或空气开关会自动切断电路,熔断器中的熔丝熔断是电流的______效应引起的;而空气开关(如图所示)切断电路是电流的______效应引起的;如果只让家庭电路中的一个用电器正常工作0.5h,使标有3000r/(kw·h)的电能表表盘转动1500r,则此用电器功率是________W。
【答案】 ①. 热 ②. 磁 ③. 1000
【解析】
【详解】(1)[1]电流通过导体时电能转化成内能,这种现象叫电流的热效应。熔断器中的熔丝就是保险丝,它之所以被熔断是由于电流过大,通过熔丝时产生的热量过多,使得熔丝的温度升高而被熔断,所以熔丝熔断是电流的热效应引起的。
(2)[2]通电导线周围存在磁场,这种现象叫电流的磁效应。由图可知,空气开关中有一个电磁铁(电磁铁的原理是电流的磁效应),当电流过大时,电磁铁会产生较强的磁性从而吸引衔铁,使开关断开,切断电路,所以空气开关切断电路是电流的磁效应引起的。
(3)[3]电能表表盘转动1500r消耗的电能
W==0.5kW•h
用电器的功率
P===1kW=1000W
22. 小美用手把一个重为0.4N,体积是2.7×10﹣5m3的玩具球完全浸没到水中,玩具球受到的浮力是________N,放手后玩具球将________(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3).
【答案】 ①. 0.27 ②. 下沉
【解析】
【详解】根据阿基米德原理计算浮力为:
;
球重0.4N,可见,即浮力小于重力,根据浮沉条件知,放手后玩具球将下沉.
点睛:根据阿基米德计算出浮力的大小,浮力与重比较利用浮沉条件知,当浮力小于重力时,物体下沉.
23. 使用太阳能汽车是开发新能源的途径之一,有一款太阳能汽车,太阳光照射到该车电池板上的总功率为8×103W时,电池产生的电压是120V,该电压对车上电动机提供的电流是8A,该电动机的机械效率为80%,电动机的工作原理是______,此时电动机1min消耗的电能是______J,该电动机线圈电阻______Ω(不计机械摩擦损耗的能量)。
【答案】 ①. 通电导体在磁场中受到力的作用 ②. 57600 ③. 3
【解析】
【分析】
【详解】[1]电动机是利用通电导体在磁场中受力转动的原理工作的。
[2]此时电动机1min消耗的电能是
[3]电动机1min产生的热量是
由焦耳定律可得电动机线圈电阻为
24. 趋肤效应
当导体中有交流电通过时,导体内部的电流分布不均匀,电流集中在导体的“皮肤”部分,也就是说电流集中在导体外表的薄层,越靠近导体表面,电流密度越大(电流密度大小等于通过导体单位面积的电流大小),导体内部的电流较小,结果使导体的电阻增加,使它的损耗功率也增加,这一现象称为趋肤效应。且交流电频率越高,这种现象越明显,当交流电频率达到一定程度时,导体中央的电流几乎为零;而导体中通过直流电时没有这种现象。
(1)电流密度的定义方法和下列选项中_____________物理量的定义方法不同;
A.功 B.功率 C.热值 D.比热容
(2)趋肤效应使得导体的电阻随着交流电的频率增加而增大,相当于改变了导体的__________(横截面积/长度);
(3)如图甲所示装置,两支在底部中央打有小孔的圆形铁筒;两根与筒高度相同,横截面较小的铁质圆杆,可固定在铁筒内底部:固定支架用于固定铁筒及铁杆;两个插头连接电源;两个完全相同的小灯泡连接方式如图乙所示;
a.固定支架两个插头应选用___________材料制作;(选填“导体”或“绝缘体”)
b.当插头接交流电源时,两个灯泡的亮度关系是:________。(选填“一样亮”、“A比B亮”或“B比A亮”)
【答案】 ①. A ②. 横截面积 ③. 绝缘体 ④. B比A亮
【解析】
【详解】(1)[1]电流密度大小等于通过导体单位面积的电流大小;功率是指物体在单位时间内所做的功的多少;热值表示单位质量(或体积)的燃料完全燃烧时所放出的热量;一定质量的物质在温度升高时,所吸收的热量与该物质的质量和升高的温度乘积之比称作这种物质的比热容;功的大小等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积,定义方法不同,故A符合题意。
(2)[2]趋肤效应使得导体的电阻随着交流电的频率增加而增大,而电流密度大小等于通过导体单位面积的电流大小,故相当于改变了导体的横截面积。
(3)[3][4]固定支架连接两个插头,应选用绝缘体材料制作;当插头接交流电源时,由趋肤效应导体内部的电流较小、导体的电阻增加可知,B灯泡比A灯泡亮。
三、解答题(本题共7小题,共47分)
25. 按题目要求作图:
(1)在图甲中画出一束光线射向水面时的反射光线和折射光线的大致位置 _________ ;
(2)如图乙、小球静止漂浮在水面上,请在图中画出小球受力的示意图 _________ ;
(3)如图丙所示为“一开三孔”开关(即一个开关和一个三孔插座连在一起),部分电路已接好,请你用笔画线代替导线将电路补充完整,要求开关控制插座 _________ ;
(4)请利用如图丁给出的信息,在图中标出小磁针的N极磁感线的方向 _________ 。
【答案】 ①. ②. ③. ④.
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]入射光线与法线的夹角为入射角,根据光的反射定律,在法线的右侧作一条线使它与法线的夹角,即反射角,等于入射角;已知入射光线是从空气中斜射入水中,根据光的折射定律知,折射光线靠近法线方向偏折,如下图所示
(2)[2]小球静止漂浮在水面上,受竖直向下的重力和竖直向上的浮力作用而处于平衡状态,如下图所示
(3)[3]由图知,最上端的导线为火线,中间的导线为零线,下端的导线为接地线,根据三孔插座接线原则,左接零线,上接接地线,右接火线,因开关要控制插座,故开关的左接线柱应与插座的右接线柱相连,如下图所示
(4)[4]由图知电流从通电螺线管的右端入,左端出,根据安培定则知,通电螺线管的左端为N极,右端为S极,根据磁极的性质知,小磁针的左端为N极;在磁极的外部磁场方向是从磁体的N极出发,回到S极,如下图所示
26. 建筑工地上,起重机吊臂上的滑轮组如图所示,在匀速起吊重4.2×103N的物体时,物体5s内上升了6m。若滑轮组所做的额外功为1.08×104J,求:
(1)滑轮组所做的有用功。
(2)拉力做功的功率。
(3)滑轮组的机械效率。
【答案】(1)2.52×104J;(2)7.2×103W;(3)70%
【解析】
【详解】(1)滑轮组所做的有用功
(2)拉力所做的功
拉力做功的功率由 得
(3)滑轮组的机械效率
27. 如图甲所示,是一款家用电火锅,容量4L,额定电压220V,它能实现发热电阻丝R1在160W~1210W之间无极调温,图乙是它的电路简化图。
(1)为了保护发热电阻丝,开关刚刚闭合时,电火锅处于保温状态,滑片应位于电阻丝R2的_________端。(选填“A”或“B”)
(2)当滑片从R2的最右端移到最左端时能够实现R1电功率从160W~1210W的无极调温,则R1的阻值为多大( ),R2的最大阻值为多大?( )
(3)当R2的滑片调到中间时,电火锅的电功率是多少?( )
【答案】 ①. B ②. 40Ω ③. 70Ω ④. 645.33W
【解析】
【详解】解:(1)为了保护发热电阻丝,开关刚刚闭合时,电火锅处于保温状态,功率较小,根据P=知,在电压一定时,电阻较大,则滑片应位于电阻丝R2的 B端;
(2)当滑片在最左端时,滑动变阻器的电阻最小为零,电路只有电阻R1工作,此时R1功率最大为1210W,R1的阻值为
R1===40Ω
当滑片在最右端时,滑动变阻器的电阻最大,电阻R1和R2串联,此时R1的功率最小为160W,根据P=I2R知,此时电路的电流为
I== =2A
电路的总电阻为
R===110Ω
由电阻串联可得,变阻器R2的最大阻值为
R2大=R-R1=110Ω-40Ω=70Ω
(3)当R2的滑片调到中间时,R1的阻值为40Ω,R2的阻值为35Ω;此时电路中的电流为
I'=== A
根据P=UI知,此时电火锅的电功率为
P中=UI'=220V×A=645.33W
答:(1)B;(2)R1的阻值为40Ω,R2的最大阻值为70Ω;(3)当R2的滑片调到中间时,电火锅的电功率是645.33W。
28. 小明用如图所示的实验装置做“探究冰熔化特点”实验。
(1)将装有适量_____(选填“碎冰”或“大冰块”)的试管置于烧杯内的温水中,在冰中在插入温度计,图中温度计示数为_____℃。
(2)小明设计了一个记录实验过程的表格,表格中(a)处应填的内容是_____。
时间/min
…
温度/℃
…
(a)
…
(3)下图是小明根据实验数据绘制的冰熔化时温度随时间变化的图象。根据图象发现第0~4min内比第8~12min内温度升高得快,这是因为_____。
(4)实验中,内能从温水传递给冰,却不会反过来传递,说明能量的转移具有_____性。
【答案】 ①. 碎冰 ②. -6 ③. 状态 ④. 冰的比热容比水小(或水的比热容比冰大) ⑤. 方向
【解析】
【详解】(1)[1]为了让冰与温度计充分接触,应选择碎冰。
[2]由图可知,温度计的分度值为1℃,温度在0℃以下,所以读数为-6℃。
(2)[3]在对冰不断加热的过程中,冰的温度不断升高,最终会全部熔化成水,所以在实验中应不断观察冰的状态,所以表格中(a)处应填的内容是状态。
(3)[4]第0~4min内与第8~12min内加热时间相等,即吸收热量相同,第0~4min内升温快,温度变化大,比热容小,第8~12min内升温慢,温度变化小,比热容大,第0~4min内比第8~12min内温度升高得快,是因为冰的比热容比水小。
(4)[5]内能只能由高温物体传递到低温物体,实验中,内能从温水传递给冰,却不会反过来传递,说明能量的转移具有方向性。
29. 用如图所示的实验器材做“探究凸透镜成像规律”实验。
(1)当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座标尺上的位置如图所示时,光屏上出现一个清晰像,这是一个倒立、________的实像,生活中应用该原理制作的光学仪器是________(照相机/幻灯机、放大镜)。
(2)根据图中信息可推断出此凸透镜焦距f的范围是________;
(3)实验过程中,燃烧的蜡烛变短了,可将凸透镜的高度调_______(高/低),使像再次呈现在光屏中央。
(4)把蜡烛向左移动一小段距离,发现光屏上烛焰的像变模糊了.若不移动光屏,将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间,发现光屏上的像又变清晰了,则该眼镜片是________(近视/远视)眼镜的镜片。
【答案】 ①. 缩小 ②. 照相机 ③. 10cm
【详解】(1)[1][2]当烛焰、凸透镜、光屏在光具座标尺上位置如图所示时,光屏上出现一个清晰倒立、的实像,此时物距大于像距,成缩小的实像,是照相机的原理。
(2)[3]此时物距为
u=50cm-20cm=30cm
此时u>2f,即
30cm>2f ①
像距
v=70cm-50cm=20cm
此时
2f>20cm>f ②
综合①②得
10cm<f<15cm
(3)[4]蜡烛变短了,光屏上的像会向上移动,要使像成在光屏的中央,根据经过光心的光线传播方向不变的特点,凸透镜应向下移动,即将凸透镜的高度调低。
(4)[5]若将蜡烛向左移动一小段距离,物距变大,像距应减小,若要成清晰像,光屏应向左移动,若不移动光屏,应使光线发散一些,所以在蜡烛和透镜之间放置一个合适的凹透镜,光屏上的像又变清晰,近视眼的矫正原理与此相同。
30. 小明和小华一起探究电流与电阻的关系。器材有新干电池两节,5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一只,“20Ω 1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一只,导线若干。
(1)用笔画线代替导线将甲图中电路补充完整,使滑动变阻器滑片向左移动时电阻减小,电压表测电阻R两端电压;________
(2)将滑动变阻器滑片移动到最______端。闭合开关,小明发现电压表示数接近电源电压,可能是定值电阻R出现了______故障;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片,直至电压表示数为1V,此时电流表示数如图乙所示,大小为______A;
(4)小明逐一将10Ω和20Ω的电阻接入电路,继续进行实验。当______Ω的电阻接入电路后,无法将电压表示数调节到1V。于是,他改变定值电阻两端电压,重新依次进行实验。调节后的电压值应该不低于______V。
【答案】 ① ②. 右 ③. 断路 ④. 0.2 ⑤. 20 ⑥. 1.5
【解析】
【详解】(1)[1]滑动变阻器滑片向左移动时电阻减小,故应将变阻器左下接线柱连入电路中并与电阻串联,电源电压为3V,故电压表选用小量程与电阻并联,如下图所示:
(2)[2][3]为了保护电路,变阻器的滑片移动到阻值最大处,将滑动变阻器滑片移动到最右端;闭合开关,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阻之外的电路是连通的,与电压表并联的电阻断路了。
(3)[4]由图乙可知,电流表选用小量程,分度值是0.02A,电流表的示数是0.2A。
(4)[5]若电压表示数为1V,根据串联电路电压的特点,变阻器分得的电压为
U滑1=3V-1V=2V
变阻器分得的电压是电阻电压的2倍,将20Ω的电阻接入电路后,为保持电压不变,根据分压原理,变阻器连入电路中的阻值为
R滑=2×20Ω=40Ω
而题中变阻器的最大阻值为20Ω,所以,滑动变阻器连入电路中的电阻最大时,也不能使电压表示数为1V。
[6]由串联电路电压的规律及分压原理有
=
方程左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器连入电路的电阻最大时,对应的定值电阻应最大,此时,电阻的电压最小,即
解得:UV=1.5V,所以调节后的电压值应该不低于1.5V。
31. 主动式空气净化器。净化器的工作原理为:机器内的马达带动风扇使室内空气循环流动,污染的空气,通过机内的空气过滤网后将各种污染物吸附。主动式空气净化器还会在出风口加装负离子发生器,将空气不断电离,产生大量负离子,被微风扇送出,形成负离子气流,达到清洁、净化空气的目的。下表为某型号的主动式空气净化器的参数。CADR是反映其净化能力的性能指标,CADR值越大,其净化效率越高。利用CADR值,可以评估其在运行一定时间后,去除室内空气污染物的效果。可按下列公式计算CADR=,(V:房间容积;t:空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间)能效比是空气净化器洁净空气体积与输入功率之比;净化效率等于净化前后空气中有害气体浓度的差与净化前有害气体浓度的百分比。
额定功率
60W
CADR
600m3/h
声强范围
34~64dB
模式
睡眠
静音
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
强劲
净化效率
>90%
能效比
11
工作挡位
待机
1挡
2挡
3挡
4挡
5挡
6挡
功率(W)
0.9
23
44
75
103
123
148
净化空气量(m3/h)
﹣
120
240
360
500
610
760
噪音(dB)/声压级
﹣
23
32
39
47
49
55
(1)空气净化器工作时,以机内的过滤网为参照物,空气中的污染物的运动状态是______。颗粒物接近带有负电荷的金属网时受到强烈的吸引力,这主要是因为______;
(2)如果室内面积为50m2,房间的高度为3m,则该空气净化器理论上使房间污染物的浓度下降90%需要消耗电能______kW·h;
(3)下列说法错误的是______;
A.进风口流速大,气流外侧的颗粒物也被吸入净化器
B.输入净化器中的功率越大,消耗的电能越多
C.净化器工作时发出的声音不会对人的听力造成损伤
D.净化器的能效比越大,说明该净化器CADR值越大,越节能
E.气流外侧的颗粒物也被吸入净化器,是因为气流处流速大压强小的缘故
F.机器内的马达工作时将电能主要转化成了机械能
(4)该空气净化器工作挡位为3挡时,出风口的面积为0.25m2,则风速为______m/s;
(5)单独使用该净化器10min,规格为2400imp/(kW·h)的电能表指示灯闪烁30次,则该空气净化器在______挡位工作,此时该空气净化器的能效比为______m3/(h·W);
(6)利用气敏电阻可以检测空气质量,如图乙所示为检测电路,定值电阻R0=10Ω,电源电压恒为28V;如图丙所示为气敏电阻阻值随空气中有害气体浓度β的变化曲线。现用此电路检测该型号净化器的净化效率:净化器启动前,检测电路中电流表的示数为0.7A,此时空气中有害气体浓度是______μg/m3,净化器正常使用30min后,检测电路的电流变为0.1A,则该空气净化器的实际净化效率为______%。
【答案】 ①. 运动 ②. 带电体具有吸引轻小物体的性质 ③. 0.036 ④. B ⑤. 0.4 ⑥. 3 ⑦. 4.8 ⑧. 2.0 ⑨. 95
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]以机内的过滤网为参照物,空气中的污染物相对于过滤网位置发生变化,是运动的。
[2]带电体具有吸引轻小物体的性质,故颗粒物接近带有负电荷的金属网时会受到强烈的吸引力。
(2)[3]如果室内面积为50m2,房间的高度为3m,则该空气净化器理论上使房间污染物的浓度下降90%需要时间为
消耗的电能为
(3)[4]A.进风口流速大,压强越小,气流外侧的颗粒物也被吸入净化器,故A正确,不符合题意;
B.输入净化器中的功率越大,时间不确定,消耗的电能不确定,故B错误,符合题意;
C.净化器工作时发出的声音为34~64dB,不会对人的听力造成损伤,故C正确,不符合题意;
D.净化器的能效比越大,说明该净化器CADR值越大,越节能,故D正确,不符合题意;
E.气流外侧的颗粒物也被吸入净化器,是因为气流处流速大压强小的缘,故E正确,不符合题意;
F.机器内的马达工作时将电能主要转化成了机械能,故F正确,不符合题意;
故选B。
(4)[5]空气净化器工作挡位为3挡时,净化空气量为360m3/h,出风口的面积为0.25m2,则风速为
(5)[6]单独使用该净化器10min,规格为2400imp/(kW·h)的电能表指示灯闪烁30次,则该空气净化器的功率为
查表可知该空气净化器在3挡位工作。
[7]此时该空气净化器的能效比为
(6)[8]检测电路中电流表的示数为0.7A,此时电路总电阻为
气敏电阻阻值为
查表可知,此时空气中有害气体浓度是2.0μg/m3。
[9]净化器正常使用30min后,检测电路的电流变为0.1A,此时气敏电阻阻值为
查表可知,此时空气中有害气体浓度是0.1μg/m3,该空气净化器的实际净化效率为
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