2021年江苏省盐城市盐都区、大丰区中考物理一模试卷及答案
展开2021年江苏省盐城市盐都区、大丰区中考物理一模试卷
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正确。
1.我市地处沿海,能源丰富,下列能源中属于不可再生能源的是( )
A.风能 B.石油 C.太阳能 D.潮汐能
2.珠穆朗玛峰,是喜马拉雅山脉的主峰,同时是世界海拔最高的山峰,位于中国与尼泊尔边境线上。2020年12月8日,中国国家主席习近平同尼泊尔总统班达里互致信函,共同宣布珠穆朗玛峰最新高程( )
A.8848.86分米 B.8848.86厘米
C.8848.86米 D.8848.86千米
3.如图,小明正在击打撒了纸屑的鼓面。下列有关说法正确的是( )
A.打鼓时,鼓面上的纸屑上下跳动,表明作为发声体的鼓面在振动
B.打鼓的力量越大,鼓面振动越越快,鼓声就越高
C.纸屑跳动的高度与击打的力量无关
D.人们能听到鼓声,是因为鼓面振动的频率高于20000Hz
4.如图所示为实验室研究液体压强时的某一过程图,由图可知该同学正在研究的是( )
A.液体压强与液体密度的关系
B.液体压强随深度的变化规律
C.同种液体、同一深度从不同方向的压强的大小关系
D.液体压强与容器形状之间的关系
5.很多同学喜欢吃火锅,如图所示,小明在煮鸳鸯火锅时观察到红汤比清汤先沸腾。下列说法正确的是( )
A.红汤的沸点一定比清汤的沸点低
B.红汤液面上有一层油脂,增加了热量散失
C.火锅沸腾后,继续加热,温度仍然在升高
D.火锅上方冒“白气”,是一种液化现象
6.下列关于“吸”的物理现象中,由于静电现象引起的是( )
A.穿在身上的化纤衣服容易“吸”灰尘
B.拔火罐,玻璃罐“吸”在皮肤上
C.两个表面平滑的铅块紧压后“吸”在一起
D.若人站在安全线以内的区域候车,会被驶过的列车“吸”进铁轨
7.如图所示的四种光现象中,由于光的反射形成的是( )
A.金边日食 B.树叶下的光斑
C.海市蜃楼 D.水中倒影
8.用测电笔判断家庭电路中火线和零线时,下列说法正确的是( )
A.使用时手应接触笔尖金属体
B.使用时手不能接触笔尾金属体
C.当氖管发光时有微弱电流通过人体
D.测电笔中的高电阻可以用铁丝代替
9.盐通高铁的建成极大方便了我市居民的出行,下列说法正确的是( )
A.高铁列车运行时相对于站台是静止的
B.高铁关闭动力后仍能向前滑行是因为受到惯性的作用
C.高铁关闭动力后速度会越来越慢是因为它不再受力的作用
D.高铁的重力和水平铁轨对高铁的支持力是一对平衡力
10.小明在家帮妈妈洗碗时发现,碗可以漂浮在水池里的水面上,也可以让其沉入水底,与漂浮时相比,碗沉入水底时( )
A.浮力不变 B.浮力变大
C.水池底部受到水的压强变小 D.排开水的体积不变
11.一个篮球竖直向上运动到最高处并下落,这过程中经过A、B两点,篮球在这两点的动能和重力势能如表所示,则球( )
A点
B点
动能/J
4
8
重力势能/J
7
2
A.在A点速度比在B点的大 B.在B点处于下降阶段
C.在B点机械能比在A点的大 D.在最高处受力平衡
12.小明利用如图的电路探究“导体中电流跟电阻的关系”。电源电压保持不变,更换阻值不同的电阻R2,通过调节滑动变阻器接入电路的电阻R1,正确完成实验,记录各次实验中电压表示数U和电流表示数I。描点画出下列四幅图,其中最接近实际的是( )
A. B.
C. D.
二、填空题:本题共8小题,每空1分,共24分。
13.(3分)小明和家人去黄海森林公园游玩,闻到阵阵花香:正午时分香气更浓,这是因为分子运动与 有关,他们坐在船上,用桨有节奏的向后划水,船快速前进,这说明物体间力的作用是 的,划船用的桨是 杠杆。
14.(3分)2021年3月12日,长征七号改遥二运载火箭在海南文昌航天发射场成功发射。本次发射的试验九号卫星升空后绕地球做快慢不变的圆周运动,它的运动状态 (变化/不变)。地面科技人员对卫星的控制依靠 来传递信息的,卫星上的太阳能电池板将太阳能转化为 能。
15.(3分)小明家的燃气热水器将100kg的水由20℃加热到30℃,水吸收热量为 J;若不计热损失,需要消耗 kg的天然气。已知c水=4.2×103J/(kg•℃),q天然气=4.2×107J/kg。洗澡后小明发现,浴室里热水器的两根水管中,有一根表面布满水珠,另一没有水珠,你认为布满水珠的水管中通的是 (热/冷)水。
16.(3分)小明测色拉油的密度时,将天平放在 桌面上,测出油和杯子的总质量,盘中所加砝码和游码的位置如图所示,总质量为 g.将杯中的部分油倒入量筒中,量筒中油的体积30cm3用天平测出剩余油和杯子的总质量为28g,则油的密度为 kg/m3
17.(3分)如图所示,工人用滑轮组将15N的物体匀速提高0.5m,所用时间为10s,拉力F为10N,则拉力的功率为 W,滑轮组机械效率为 。若增加所提物体的重力,滑轮组机械效率 (变大/变小/不变)。(不计绳重和摩擦)
18.(3分)如图是单缸四冲程汽油机的 冲程,此冲程中,气缸内气体内能逐渐 (增大/减小),汽油机工作过程中的效率很低,有大量的热散失到空气中而无法自动回收,这是因为能量的转化和转移具有 性。
19.(3分)在“调查家庭用电”的综合实践活动中,小明观察到如图所示的家庭供电箱,漏电保护开关在漏电时自动断开,空气开关在电路过载或短路时自动断开,这两个开关 (串联/并联)在电路中。进户线干路较其它导线特别粗,是为了 (增大/减小)电阻,防止通过大电流时发热引起安全事故。小明还了解到供电箱中所有与导线连接的接线柱都要拧紧,这是为了防止 导致发热过多的安全隐患。
20.(3分)人们在元宵节会吃汤圆,小华把汤圆放入盛有适量水的锅中,发现汤圆完全浸入水中且沉在锅底,这说明汤圆的密度 (大于/等于/小于)水的密度,此时汤圆对锅底的压力 (大于/等于/小于)汤圆受到的重力,若汤圆的体积为50cm3,则它受到的浮力为 N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
三、作图题。(6分)按题目要求作图:
21.(2分)如图,画出光从水斜射入空气时折射光线的大致位置。
22.(2分)画出如图所示斜面上木块所受重力的示意图。
23.(2分)在图中虚线上用箭头标出磁感线方向并标出电源的正极。
四、解答题:本题7小题,共46分.解答22、23题时应有解题过程。
24.(6分)如图是我市为倡导“绿色出行”提供的公共自行车,小华骑着自行车,在平直的公路上匀速行驶了1200m,用时4min,若自行车的质量为15kg,与地面的总接触面积为2.5×10﹣3m2,小华的质量为50kg,骑行时受到的阻力为20N,求小华骑行时(g=10N/kg):
(1)自行车的速度;
(2)自行车对地面的压强;
(3)小华骑行的功率。
25.(9分)如图乙是某超声波加湿器(甲图)内部湿度监测装置的简化电路图,根据电压表的示数可以判断湿度的高低。已知电源电压为12V,定值电阻R0的阻值为30Ω,湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图像如图丙所示,其阻值最大为150Ω(图中未画出)。求:
(1)当湿度为60%时,通过R0的电流;
(2)当湿度为60%时,加湿器消耗的总功率;
(3)若电压表的量程为0~9V,装置能监测湿度的最大值。
26.(6分)如图是小明“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验:
(1)用弹簧测力计沿 方向拉着木块做匀速直线运动,此时弹簧测力计对木块的拉力 (是/不是)木块受到的滑动摩擦力;
(2)分析甲、乙,说明滑动摩擦力的大小与 有关;
(3)分析乙、丙,小明认为滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关,小明的想法 (正确/错误),理由: ;
(4)小明在探究后反思:操作中不能保证匀速拉动物体,所以弹簧测力计的示数并不稳定。经老师引导后,将实验装置改成如图丁所示,当他拉出木板的过程中,发现弹簧测力计示数仍然不稳定,你认为仍然不稳定的原因可能是 。
27.(7分)在研究凸透镜及其成像规律的实验中:
(1)如图甲所示,小华测焦距f时,将凸透镜正对太阳,在透镜下方的白纸上呈现一圆形光斑时,测得光斑到透镜的距离为L,将白纸再靠近透镜一段距离,发现白纸上又出现了相同大小的光斑,则L f(</>/=);
(2)小明将蜡烛、凸透镜和光屏按图乙所示位置放置并调节,使烛焰、光屏的中心位于凸透镜的 上。若此时光屏上恰能成清晰的像,则该像为倒立、 (放大/缩小/等大)的实像;
(3)保持透镜的位置不变,使烛焰从距离凸透镜较远处逐次靠近透镜,每次都移动 ,使烛焰在光屏上成像,会发现像 (变大/不变/变小)。当给凸透镜“戴上”近视眼镜后,为使光屏上再次呈清晰像,应将光屏向 (左/右)移动。
(4)本实验需要多次测量,以下实验中多次测量目的与其不同的是 (填字母)。
A.探究同种物质的质量和体积的关系
B.探究反射角与入射角的关系
C.用刻度尺测量物体的长度
28.(8分)小华同学利用如图所示的器材,测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变,灯泡的额定电压为2.5V(电阻约为10Ω),滑动变阻器的规格为(10Ω 1A)。
(1)如图甲所示,电路中还有一根导线没有连接,请将电路连接完整;
(2)移动滑片P到某位置,电压表示数如图丙所示,此时电压为 V;要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (A/B)端移动;
(3)该同学连接好电路后,按正确的实验步骤进行操作,得到了小灯泡的电流随其两端电压变化的图像,如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W。
(4)实验中,灯泡的电流与电压 (成/不成)正比关系,这主要是因为 。
(5)事实上,电压表与灯泡并联时也会有一定的分流作用,因此上述额定功率的测量结果要比灯泡真正的额定功率 (大/小)。
(6)小华实验结束后,同组的小明用该套器材重做实验,闭合开关发现电压表示数为6V,电流表示数为零,则故障可能情况是 。
29.(10分)阅读短文,回答问题。
空气阻力
在赛车界中有这么一句话:“谁控制好空气,谁就能赢得比赛!”。这里所说的空气,指的就是空气阻力。物体在流体(气体、液体)中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫做流线型)的物体所受阻力较小。
雨滴从高空由静止下落,速度会越来越大,所受空气阻力也越来越大,下落过程中受到的空气阻力与雨滴(可看成球形)的横截面积S成正比,与下落速度v的平方成正比,即f=kSv2(其中k为比例常数)。下落一段距离后,当阻力大到与重力相等时,将以某一速度做匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。一般而言,直径为0.5mm的雨滴的收尾速度约为2m/s。
(1)关于流体的阻力,下列说法正确的是 。
A.飞机为了减小阻力,应做成头尖尾圆的形状
B.降落伞从空中下落时因横截面积较大,更利于增大空气阻力
C.赛车要赢得比赛,应设法增大空气阻力
D.海豚等海洋动物能在水中高速前行,是因为它们的横截面积较小,阻力较小
(2)某雨滴的收尾速度为5m/s,当该雨滴的速度为4m/s时,其所受到的空气阻力 (大于/等于/小于)重力。
(3)人造地球卫星一般不需要设计成流线型,这是因为 。
(4)下列能大致反映雨滴下落速度v、所受到的空气阻力f随时间变化关系的图像为 。
(5)已知球体的体积公式为V=πr3(r为半径)。若某次下雨,最大的雨滴直径为2mm,则这次下雨,雨滴最大的落地速度约为 m/s。
2021年江苏省盐城市盐都区、大丰区中考物理一模试卷
参考答案与试题解析
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正确。
1.(2分)我市地处沿海,能源丰富,下列能源中属于不可再生能源的是( )
A.风能 B.石油 C.太阳能 D.潮汐能
【分析】不可再生能源是指短时间之内无法再生的资源,它的总量是有限的,所以要避免过度开采。常见的煤炭、石油、天然气都是不可再生能源。
【解答】解:现在人们可以通过使用可再生能源,来实现对不可再生能源的保护,例如使用风能、水能、潮汐能、太阳能等,故ACD不符合题意;
煤炭、石油、天然气都属于化石能源,是不可再生能源,故B正确。
故选:B。
【点评】本题考查学生对不可再生能源特点的了解情况,要知道常见的可再生资源。
2.(2分)珠穆朗玛峰,是喜马拉雅山脉的主峰,同时是世界海拔最高的山峰,位于中国与尼泊尔边境线上。2020年12月8日,中国国家主席习近平同尼泊尔总统班达里互致信函,共同宣布珠穆朗玛峰最新高程( )
A.8848.86分米 B.8848.86厘米
C.8848.86米 D.8848.86千米
【分析】2020年12月8日,中国和尼泊尔共同宣布珠穆朗玛峰的最新高程﹣﹣8848.86米。
【解答】解:珠穆朗玛峰的高度为8848.86m,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对珠穆朗玛峰最新高度的了解,属于常识题。
3.(2分)如图,小明正在击打撒了纸屑的鼓面。下列有关说法正确的是( )
A.打鼓时,鼓面上的纸屑上下跳动,表明作为发声体的鼓面在振动
B.打鼓的力量越大,鼓面振动越越快,鼓声就越高
C.纸屑跳动的高度与击打的力量无关
D.人们能听到鼓声,是因为鼓面振动的频率高于20000Hz
【分析】(1)声音是由物体的振动发出的,振动停止,发声停止;
(2)响度的大小与振幅有关;
(4)人能听到的频率范围是20﹣20000Hz。
【解答】解:A、在鼓面上撒上一些纸屑,轻敲鼓时看到纸屑上下跳动,是鼓面把纸屑弹起,这个现象说明,发声的物体都在振动,故A正确;
BC、人打鼓的力量越大鼓面的振幅越大,纸屑跳动的越高,声音的响度越大,故BC错误;
D、人能听到的频率范围是20﹣20000Hz,因为人能听到鼓声,所以鼓面振动的频率高于20 Hz且低于20000Hz,故D错误。
故选:A。
【点评】此题主要结合生活中的实际问题,考查学生应用物理知识解决实际问题的能力,体现了物理来源于生活,服务于社会的新课程理念。
4.(2分)如图所示为实验室研究液体压强时的某一过程图,由图可知该同学正在研究的是( )
A.液体压强与液体密度的关系
B.液体压强随深度的变化规律
C.同种液体、同一深度从不同方向的压强的大小关系
D.液体压强与容器形状之间的关系
【分析】液体内部的压强和液体密度、在液体中的深度有关,在实验中注意控制变量法的运用。
【解答】解:由图知,杯中液体都是水,则液体的密度相同,压强计探头在水中的深度相同,只有橡皮膜的朝向不同,所以该实验是在探究同种液体、同一深度从不同方向的压强的大小关系。
故选:C。
【点评】此题主要考查的是学生对液体内部压强实验的理解和掌握,注意控制变量法在实验中的应用。
5.(2分)很多同学喜欢吃火锅,如图所示,小明在煮鸳鸯火锅时观察到红汤比清汤先沸腾。下列说法正确的是( )
A.红汤的沸点一定比清汤的沸点低
B.红汤液面上有一层油脂,增加了热量散失
C.火锅沸腾后,继续加热,温度仍然在升高
D.火锅上方冒“白气”,是一种液化现象
【分析】液体的沸点跟气压有关,气压增大,沸点升高;气压减小,沸点降低,但液体沸腾时温度保持不变;液体沸腾时要不断吸收热量,但温度保持在沸点不变;
物质由气态转变为液态的过程叫做液化。
【解答】解:AC、红汤和清汤主要都是水,其沸点是一样的,水沸腾时,继续加热,但温度保持不变,故AC错误;
B、红汤液面上有一层油脂,减少了热量散失,所以先沸腾,故B错误;
D、火锅上方冒“白气”,这些“白气”是水蒸气遇冷后液化成的小水滴,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查物态变化及沸点有关知识,属于简单题,要注重课本基础知识的理解。
6.(2分)下列关于“吸”的物理现象中,由于静电现象引起的是( )
A.穿在身上的化纤衣服容易“吸”灰尘
B.拔火罐,玻璃罐“吸”在皮肤上
C.两个表面平滑的铅块紧压后“吸”在一起
D.若人站在安全线以内的区域候车,会被驶过的列车“吸”进铁轨
【分析】(1)带电体具有吸引轻小物体的性质;
(2)大气压的应用大多是利用内外的气压差,如:吸管喝饮料、离心式水泵抽水、钢笔吸墨水等;
(3)分子间存在相互作用的引力和斥力;
(4)流体流速大的地方、压强小,流速小的地方、压强大。
【解答】解:
A、化纤衣服容易因摩擦而带电,会吸引轻小的灰尘,属于静电现象。故A符合题意;
B、拔火罐使用时,先把酒精在罐内烧一下,罐内空气受热排出,此时迅速把罐扣在皮肤上,使罐内气体温度升高,等到罐内的空气冷却后压强降低,小于外面的大气压,外面的大气压就将罐紧紧地压在皮肤上,所以这是由于大气压强引起的,故B不符合题意;
C、两个表面平滑的铅块紧压后“吸”在一起,是利用分子间的引力。故C不符合题意;
D、人站在安全线以内的区域候车,会被驶过的列车“吸”进铁轨,是由于流速大的地方压强小。故D不符合题意。
故选:A。
【点评】此类题举出的例子一般都是学生平时生活中接触过的,所以要在平时学习中多留心这类与物理有关的生活现象。体现了物理来源于生活,服务于社会的新课程理念。
7.(2分)如图所示的四种光现象中,由于光的反射形成的是( )
A.金边日食 B.树叶下的光斑
C.海市蜃楼 D.水中倒影
【分析】(1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等;
(2)光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的;
(3)光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、凸透镜成像等都是光的折射形成的。
【解答】解:
A.当月球转到地球和太阳之间,月球挡住了太阳照向地球的光,我们就看不到太阳,这就是日食,日食是由于光的直线传播形成的,故A不符合题意;
B.树叶下的光斑是光沿直线传播形成的太阳的实像,故B不符合题意;
C.海市蜃楼是光经过不均匀的大气层时,发生折射形成的,属于光的折射现象,故C不符合题意;
D.水中倒影属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故D符合题意。
故选:D。
【点评】此题主要考查身边本题通过几个日常生活中的现象考查了对光的折射、光的直线传播的理解,考查了学生理论联系实际的能力,在学习过程中要善于利用所学知识解释有关现象。
8.(2分)用测电笔判断家庭电路中火线和零线时,下列说法正确的是( )
A.使用时手应接触笔尖金属体
B.使用时手不能接触笔尾金属体
C.当氖管发光时有微弱电流通过人体
D.测电笔中的高电阻可以用铁丝代替
【分析】(1)使用测电笔辨别火线时,一定要用手触及笔尾的金属部分,否则容易造成误判,认为带电体不带电是十分危险的。使用测电笔时,不能用手触及试电笔前端的金属探头,这样会造成人身触电事故;
(2)测电笔的内部有一个阻值很大的电阻,当人接触测电笔的笔尾金属体,人和测电笔是串联在电路中,如果两者串联在零线和大地之间,加在两者之间的电压是0V,氖管不发光;如果两者串联在火线和大地之间,加在两者之间的电压是220V,此时测电笔的阻值很大分担的电压很大,人体分担的电压很小,不会超过人体的安全电压,氖管发光,但是不会对人造成伤害。
【解答】解:
AB、手不要接触测电笔前端的金属体,必须接触测电笔末端的金属体,使电源和大地之间形成通路,故AB错误;
CD、在使用测电笔时,测电笔的高值电阻和人串联在火线和大地之间,加在两者之间的电压是220V,此时测电笔的高值电阻分担的电压很大,人体分担的电压很小,通过人体的电流很小,氖管发光,不会发生触电事故,因此不能用铁丝代替测电笔中的电阻,故D错误,C正确。
故选:C。
【点评】本题考查了测电笔的使用方法,手指一定要接触笔尾的金属体,不会触电的!
9.(2分)盐通高铁的建成极大方便了我市居民的出行,下列说法正确的是( )
A.高铁列车运行时相对于站台是静止的
B.高铁关闭动力后仍能向前滑行是因为受到惯性的作用
C.高铁关闭动力后速度会越来越慢是因为它不再受力的作用
D.高铁的重力和水平铁轨对高铁的支持力是一对平衡力
【分析】(1)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;
(2)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性;
(3)力是改变物体运动状态的原因;
(4)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
【解答】解:A、高铁列车运行时,相对于站台来说,高铁与站台之间发生了位置变化,所以高铁是运动的,故A错误;
B、高铁关闭动力后仍能向前滑行是因为高铁具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故B错误;
C、高铁关闭动力后速度会越来越慢是因为它受到摩擦阻力的作用,是阻力改变了它的运动状态,故C错误;
D、高铁的重力和水平铁轨对高铁的支持力大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上,所以是一对平衡力,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查运动和静止的相对性、惯性、平衡力的辨别、力与运动的关系等,是一道综合性较强的题目,但总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
10.(2分)小明在家帮妈妈洗碗时发现,碗可以漂浮在水池里的水面上,也可以让其沉入水底,与漂浮时相比,碗沉入水底时( )
A.浮力不变
B.浮力变大
C.水池底部受到水的压强变小
D.排开水的体积不变
【分析】(1)下沉时,物体所受的浮力小于自身的重力;物体漂浮时,浮力等于自身的重力;
(2)据阿基米德原理分析出排开液体的体积的变化,而后判断出液面的高度变化即可知水池底部受到水的压强变化。
【解答】解:(1)据浮沉条件可知,碗沉入水底时,浮力小于重力;碗漂浮时,浮力等于自身的重力,由于重力不变,所以漂浮时的浮力大于下沉时的浮力,故碗受到的浮力将变小,故AB错误;
(2)漂浮时的浮力大于下沉时的浮力,即据V排=可知,碗浸没后,排开的水的体积减小,水面则下降,根据p=ρgh可知:水池底受到水的压强变小,故C正确,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查阿基米德原理和浮沉条件的应用,关键是知道碗倾斜后沉入水底排开水的体积变小了,碗重力是不变的。
11.(2分)一个篮球竖直向上运动到最高处并下落,这过程中经过A、B两点,篮球在这两点的动能和重力势能如表所示,则球( )
A点
B点
动能/J
4
8
重力势能/J
7
2
A.在A点速度比在B点的大
B.在B点处于下降阶段
C.在B点机械能比在A点的大
D.在最高处受力平衡
【分析】(1)动能大小与物体的质量和速度有关,重力势能大小与物体的质量和所处的高度有关;
(2)篮球在上升过程中,动能转化为重力势能,速度减慢;在下降过程中,重力势能转化为动能,速度增大;据此结合动能的大小关系可判断篮球是处于上升过程还是下降过程;
(3)机械能等于动能与势能的总和,根据表中数据可比较机械能的大小关系。
【解答】解:
A、同一篮球的质量不变;由表中数据可知,篮球在A点的动能较小,所以在A点的速度较小,故A错误;
B、篮球在上升过程中,速度减慢,动能减小;篮球在下降过程中,速度增大,动能增大;
由表中数据可知,A点的动能为4J,到B点时动能大于A点的动能,且小球先后经过A、B两点,说明在B点处于下降阶段,故B正确;
C、由表中数据可得,在B点的机械能等于8J+2J=10J,在A点的机械能等于4J+7J=11J,所以在B点的机械能比A点的小,故C错误;
D、在最高处时篮球的速度为零,此时仅受竖直向下的重力作用,所以受力不平衡,故D错误。
故选:B。
【点评】本题主要考查了动能和重力势能大小的影响因素、机械能的概念,分析表格数据是解题的关键。
12.(2分)小明利用如图的电路探究“导体中电流跟电阻的关系”。电源电压保持不变,更换阻值不同的电阻R2,通过调节滑动变阻器接入电路的电阻R1,正确完成实验,记录各次实验中电压表示数U和电流表示数I。描点画出下列四幅图,其中最接近实际的是( )
A. B.
C. D.
【分析】(1)探究“导体中电流跟电阻的关系”时应控制R2两端电压保持不变,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压不变,据此分析;
(2)由图知,R1、R2、电流表串联在电路中,电压表测R2两端电压,电流表测电路中的电流,根据电压不变时,导体中电流跟电阻的关系成反比,据此分析;
(3)由B知,R1随R2的增大而变大,由电阻的串联和欧姆定律分析;
(4)探究“导体中电流跟电阻的关系”时应控制R2两端电压保持不变,据此回答。
【解答】解:A、探究“导体中电流跟电阻的关系”时应控制R2两端电压保持不变,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压也不变,由分压原理,两电阻之比为一定值,故图像为过原点的直线(或延长线过原点),故A正确;
B、由图知,R1、R2、电流表串联在电路中,电流表测电路中的电流;电压表测R2两端电压,因电压不变时,导体中电流跟电阻的关系成反比,故B错误;
C、由B知,R1随R2的增大而变大,由电阻的串联和欧姆定律,当R1增大时,电路中的电流变小,故C错误;
D、由控制变量法知,探究“导体中电流跟电阻的关系”时应控制R2两端电压保持不变,故D错误。
故选:A。
【点评】本题探究“导体中电流跟电阻的关系”,考查控制变量法和串联电路的规律及欧姆定律的运用,有一定难度。
二、填空题:本题共8小题,每空1分,共24分。
13.(3分)小明和家人去黄海森林公园游玩,闻到阵阵花香:正午时分香气更浓,这是因为分子运动与 温度 有关,他们坐在船上,用桨有节奏的向后划水,船快速前进,这说明物体间力的作用是 相互 的,划船用的桨是 费力 杠杆。
【分析】物质是由分子组成的,组成物质的分子在不停地做无规则运动,温度越高,分子无规则运动越快;
物体间力的作用是相互的;
动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆。
【解答】解:正午时分香气更浓,说明温度越高,说分子无规则运动越快;
用桨有节奏的向后划水,船快速前进,这说明物体间力的作用是相互的;
划船用的桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,为费力杠杆。
故答案为:温度;相互;费力。
【点评】本题属于基础知识的考查,知识点较多,但难度不大。
14.(3分)2021年3月12日,长征七号改遥二运载火箭在海南文昌航天发射场成功发射。本次发射的试验九号卫星升空后绕地球做快慢不变的圆周运动,它的运动状态 变化 (变化/不变)。地面科技人员对卫星的控制依靠 电磁波 来传递信息的,卫星上的太阳能电池板将太阳能转化为 电 能。
【分析】(1)运动状态保持不变,指的是物体速度的大小和方向都不能发生变化,否则物体的运动状态就变了;
(2)声波可以传递信息,但声音在传播时需要介质;电磁波也可以传递信息,电磁波能在真空中传播;
(3)太阳能电池工作时把太阳能转化为电能。
【解答】解:(1)升空后卫星绕地球做圆周运动,它的运动方向不断发生变化,所以它的运动状态是变化;
(2)真空不能传声,因此太空不可以用声波传递信息,地面科技人员对卫星的控制依靠电磁波来传递信息的;
(3)太阳能电池板能将太阳能转化为电能。
故答案为:变化;电磁波;电。
【点评】本题考查了学生对电磁波的传播、物体运动状态是否变化的理解、以及对太阳能电池能量转化的了解和掌握,属于基础性题目,比较简单。
15.(3分)小明家的燃气热水器将100kg的水由20℃加热到30℃,水吸收热量为 4.2×106 J;若不计热损失,需要消耗 0.1 kg的天然气。已知c水=4.2×103J/(kg•℃),q天然气=4.2×107J/kg。洗澡后小明发现,浴室里热水器的两根水管中,有一根表面布满水珠,另一没有水珠,你认为布满水珠的水管中通的是 冷 (热/冷)水。
【分析】(1)知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温,利用吸热公式Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量;
(2)不计热损失,Q放=Q吸,再利用Q放=mq求出需要消耗天然气的质量;
(3)水蒸气遇冷会发生液化现象。
【解答】解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(30℃﹣20℃)=4.2×106J;
(2)不计热损失,天然气完全燃烧放出的热量Q放=Q吸=4.2×106J,
由Q放=mq得,需要消耗天然气的质量:
m′===0.1kg。
(2)空气中的水蒸气遇冷会液化成小水珠,小水珠分布在冷水管上。
故答案为:4.2×106;0.1;冷。
【点评】本题考查了吸热公式Q吸=cm(t﹣t0)、燃料燃烧放热公式Q放=mq的应用,同时考查了液化现象,属于基础题目,难度不大。
16.(3分)小明测色拉油的密度时,将天平放在 水平 桌面上,测出油和杯子的总质量,盘中所加砝码和游码的位置如图所示,总质量为 52 g.将杯中的部分油倒入量筒中,量筒中油的体积30cm3用天平测出剩余油和杯子的总质量为28g,则油的密度为 0.8×103 kg/m3
【分析】调节天平平衡时,应把天平放在水平桌面上,把游码调到横梁标尺的零刻度线处,然后调节平衡螺母使天平平衡;
天平砝码与游码示数之和是天平所测物体的质量;利用密度公式求液体的密度。
【解答】解:
使用天平时,应将天平放在水平桌面上;
由图可知,标尺分度值为0.2g,油和杯子的总质量m总=50g+2g=52g;
量筒中液体的质量:m=m总﹣m剩=52g﹣28g=24g,
液体的密度:ρ===0.8g/cm3=0.8×103kg/m3。
故答案为:水平;52;0.8×103。
【点评】本题测色拉油的密度,考查天平的使用及密度的计算,难度不大。
17.(3分)如图所示,工人用滑轮组将15N的物体匀速提高0.5m,所用时间为10s,拉力F为10N,则拉力的功率为 1 W,滑轮组机械效率为 75% 。若增加所提物体的重力,滑轮组机械效率 变大 (变大/变小/不变)。(不计绳重和摩擦)
【分析】(1)由图可知,动滑轮上绳子的有效股数n=2,拉力端移动距离s=2h,利用W=Fs求总功,根据P=可求拉力的功率;利用W=Gh求有用功,再利用效率公式求滑轮组的机械效率;
(2)增加所提物体的重力,有用功变大,额外功不变,则有用功在总功中所占的比例变大,据此可知滑轮组机械效率的变化情况。
【解答】解:
(1)由图可知n=2,则拉力端移动的距离:s=2h=2×0.5m=1m。
拉力做的总功为:W总=Fs=10N×1m=10J;
则拉力的功率为:P===1W;
有用功为:W有用=Gh=15N×0.5m=7.5J;
滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%=75%;
(2)若增加所提物体的重力,有用功变大,额外功不变,则有用功在总功中所占的比例变大,滑轮组机械效率将变大。
故答案为:1;75%; 变大。
【点评】本题考查使用滑轮组有用功、总功、机械效率的计算以及分析机械效率的变化情况,关键是承担物重的绳子股数的确定(直接从动滑轮上引出的绳子股数)。
18.(3分)如图是单缸四冲程汽油机的 压缩 冲程,此冲程中,气缸内气体内能逐渐 增大 (增大/减小),汽油机工作过程中的效率很低,有大量的热散失到空气中而无法自动回收,这是因为能量的转化和转移具有 方向 性。
【分析】判断冲程可以看气阀门的开关情况和活塞运动情况,结合规律总结进行判断内燃机的冲程;
能量的转化和转移具有方向性。
【解答】解:
图中的两个气门闭合,活塞上行,所以是压缩冲程;活塞对空气做功,气缸内的气体内能增大;
散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动车子,这是因为能量的转移和转化具有方向性。
故答案为:压缩;增大;方向。
【点评】本题考查了内燃机的工作过程和能量转化和转移的方向性,都是基础知识,要熟记。
19.(3分)在“调查家庭用电”的综合实践活动中,小明观察到如图所示的家庭供电箱,漏电保护开关在漏电时自动断开,空气开关在电路过载或短路时自动断开,这两个开关 串联 (串联/并联)在电路中。进户线干路较其它导线特别粗,是为了 减小 (增大/减小)电阻,防止通过大电流时发热引起安全事故。小明还了解到供电箱中所有与导线连接的接线柱都要拧紧,这是为了防止 电阻过大 导致发热过多的安全隐患。
【分析】开关与用电器是串联的;影响电阻大小的因素有导体的材料、长度、横截面积、温度;接线不牢固,则接线处的电阻会变大。
【解答】解:为了用电的安全,漏电保护开关和空气开关应串联在干路中,一个开关断开,整个电路就会断开;
进户线干路较其它导线特别粗,是通过增大横截面积的方法来减小电阻的,能防止进户线干路上通过大电流时发热引起安全事故;
供电箱中所有与导线连接的接线柱都要拧紧,若不拧紧,则连接处的电阻会变大,根据焦耳定律可知,相同时间内产生的热量多,存在安全隐患。
故答案为:串联;减小;电阻过大。
【点评】本题考查了家庭电路的连接方式、影响电阻大小的因素、焦耳定律的应用,属于基础知识。
20.(3分)人们在元宵节会吃汤圆,小华把汤圆放入盛有适量水的锅中,发现汤圆完全浸入水中且沉在锅底,这说明汤圆的密度 大于 (大于/等于/小于)水的密度,此时汤圆对锅底的压力 小于 (大于/等于/小于)汤圆受到的重力,若汤圆的体积为50cm3,则它受到的浮力为 0.5 N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
【分析】(1)物体在液体中的浮沉条件:
①ρ物<ρ液,G<F浮,上浮 ②ρ物=ρ液,G=F浮,悬浮 ③ρ物>ρ液,G>F浮,下沉,
沉底:F浮+N=G;
(2)知道汤圆排开水的体积,利用阿基米德原理求汤圆受到的浮力。
【解答】解:(1)物体在水中下沉,说明此时汤圆的密度大于水的密度;此时物体所受浮力小于物体的重力,
汤圆沉在水底时,受到浮力的作用,所以对底部的压力小于重力;
(2)汤圆受到的浮力:
F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×50×10﹣6m3×10N/kg=0.5N。
故答案为:大于;小于;0.5。
【点评】本题考查了对物体浮沉条件的应用和阿基米德原理公式的应用等知识,需熟练掌握有关基础知识。
三、作图题。(6分)按题目要求作图:
21.(2分)如图,画出光从水斜射入空气时折射光线的大致位置。
【分析】光发生折射时,折射光线、入射光线、法线在同一平面内,折射光线、入射光线分居法线两侧,当光由水或其它透明介质斜射进入空气中时,折射光线远离法线偏折,折射角大于入射角;由此画出折射光线。
【解答】解:图中法线已画出,光从水斜射入空气时,折射角大于入射角,据此在法线左侧的空气中画出折射光线的大致位置,如图所示:
【点评】本题考查了根据光的折射规律作图,关键是明确折射角和入射角的大小关系。
22.(2分)画出如图所示斜面上木块所受重力的示意图。
【分析】从物体的重心,用一条带箭头的线段表示出重力的作用点和方向,注意重力的方向竖直向下。
【解答】解:
从木块的重心开始,沿竖直向下的方向画一条有向线段,用G表示物体所受的重力,如图所示:
【点评】本题考查了重力的示意图的作法.不管物体怎样运动,重力的方向总是竖直向下的。
23.(2分)在图中虚线上用箭头标出磁感线方向并标出电源的正极。
【分析】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根据安培定则判断出电流的方向,确定电源的正负极。
【解答】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下端流入,则电源的左端为正极。如图所示:
【点评】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。
四、解答题:本题7小题,共46分.解答22、23题时应有解题过程。
24.(6分)如图是我市为倡导“绿色出行”提供的公共自行车,小华骑着自行车,在平直的公路上匀速行驶了1200m,用时4min,若自行车的质量为15kg,与地面的总接触面积为2.5×10﹣3m2,小华的质量为50kg,骑行时受到的阻力为20N,求小华骑行时(g=10N/kg):
(1)自行车的速度;
(2)自行车对地面的压强;
(3)小华骑行的功率。
【分析】(1)知道自行车行驶的路程、所用时间,根据v=求自行车的速度;
(2)利用G=mg求自行车和人的总重力,小华骑行时自行车对地面的压力等于自行车和人的总重力;知道与地面的总接触面积(受力面积),利用p=求自行车对地面的压强;
(3)小华匀速骑行时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,二力大小相等,根据P===Fv求小华骑行的功率。
【解答】解:(1)自行车的速度:
v===5m/s;
(2)自行车和人的总重力:
G总=m总g=(50kg+15kg)×10N/kg=650N,
自行车对地面的压力:
F压=G总=650N,
与地面的总接触面积,即受力面积S=2.5×10﹣3m2,
自行车对地面的压强:
p===2.6×105Pa;
(3)因自行车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,牵引力的大小:F=f=20N,
小华骑行功率:
P=Fv=20N×5m/s=100W。
答:(1)自行车的速度为5m/s;
(2)自行车对地面的压强为2.6×105Pa;
(3)小华骑行功率为100W。
【点评】本题考查了速度公式、重力公式、压强公式、二力平衡条件、功率公式的灵活运用,要注意:物体对水平面的压力和自身的重力相等。
25.(9分)如图乙是某超声波加湿器(甲图)内部湿度监测装置的简化电路图,根据电压表的示数可以判断湿度的高低。已知电源电压为12V,定值电阻R0的阻值为30Ω,湿敏电阻R的阻值随湿度RH变化的关系图像如图丙所示,其阻值最大为150Ω(图中未画出)。求:
(1)当湿度为60%时,通过R0的电流;
(2)当湿度为60%时,加湿器消耗的总功率;
(3)若电压表的量程为0~9V,装置能监测湿度的最大值。
【分析】由图可知:定值电阻R0与湿敏电阻R串联,电压表测量湿敏电阻R两端的电压,电流表测量电路中的电流;
(1)当装置显示湿度为60%时,由图丙可知此时R的阻值,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出通过R0的电流;
(2)由(1)可知电路中的电流值,根据P=UI可得出加湿器消耗的总功率;
(3)由于串联电路中电阻两端的电压随电阻值的增大而变大,所以根据电压表的最大示数,利用串联电路的电阻特点和欧姆定律求出此时R的电阻,由图丙即可判断得出能监测湿度的最大值。
【解答】解:由图可知,定值电阻R0与湿敏电阻R串联,电压表测量湿敏电阻R两端的电压,电流表测量电路中的电流;
(1)当装置显示湿度为60%时,图丙可知此时R=70Ω,
则R总=R+R0=70Ω+30Ω=100Ω,
所以,通过R0的电流:
I===0.12A;
(2)当湿度为60%时,通过R0的电流为0.12A,则电路中的电流为0.12A,加湿器消耗的总功率P总=UI=12V×0.12A=1.44W;
(3)由图丙可知,湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大,由串联分压规律可知,湿敏电阻两端的电压也越大(即电压表示数越大),
由于电压表量程为0~9V,所以湿敏电阻R两端的电压最大为9V时,此时监测的湿度最大;
当电压表示数为9V时,由串联电路的电压特点可得,R0两端的电压:
U0=U﹣UR=12V﹣9V=3V,
电路中的电流:I最小===0.1A,
根据欧姆定律可知,R的最大电阻为:
R最大===90Ω,
由图丙可知,装置能监测湿度的最大值为80%。
答:(1)通过R0的电流为0.12A;
(2)R消耗的电功率为1.44W;
(3)若电压表的量程为0~9V,装置能监测湿度的最大值为80%。
【点评】本题是一道综合应用题,认真审题、根据题意获取所需信息,熟练应用串联电路特点、欧姆定律即可正确解题,难度不大。
26.(6分)如图是小明“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验:
(1)用弹簧测力计沿 水平 方向拉着木块做匀速直线运动,此时弹簧测力计对木块的拉力 不是 (是/不是)木块受到的滑动摩擦力;
(2)分析甲、乙,说明滑动摩擦力的大小与 压力大小 有关;
(3)分析乙、丙,小明认为滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关,小明的想法 错误 (正确/错误),理由: 两图中A物体对接触面的压力不相等 ;
(4)小明在探究后反思:操作中不能保证匀速拉动物体,所以弹簧测力计的示数并不稳定。经老师引导后,将实验装置改成如图丁所示,当他拉出木板的过程中,发现弹簧测力计示数仍然不稳定,你认为仍然不稳定的原因可能是 木板表面的粗糙程度不均匀 。
【分析】(1)实验时,注意应使物体做匀速直线运动,根据二力平衡可知滑动摩擦力等于拉力;根据力的三要素分析弹簧测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力的关系;
(2)根据甲乙两图的相同量和不同量,根据控制变量法分析解答;
(3)要探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,需要控制压力大小相同,改变接触面的粗糙程度;
(4)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,根据题目中的变化量和不变量分析解答。
【解答】解:(1)用弹簧测力计拉着木块沿水平方向做匀速直线运动,此时木块处于平衡状态,受到的滑动摩擦力大小等于测力计的拉力,但由于两个力的方向不同、作用点不同,所以弹簧测力计对木块的拉力不是木块受到的滑动摩擦力;
(2)比较甲、乙两图,接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,测力计的示数不同,滑动摩擦力不同,说明滑动摩擦力的大小与压力大小有关;
(3)要探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关,需要控制压力大小相同,而乙、丙两图,接触面的粗糙程度不相同,压力大小也不同,所以不能探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系;
(4)根据影响摩擦力的因素可知,在压力不变的情况下,弹簧测力计的示数不稳定,即摩擦力是变化的,是由于木板表面的粗糙程度不同造成的。
故答案为:(1)水平;不是;(2)压力大小;(3)错误;两图中A物体对接触面的压力不相等;(4)木板表面的粗糙程度不均匀。
【点评】本题考查探究摩擦力大小与什么因素有关,要掌握实验中测量摩擦力的方法及实验的研究方法。在利用控制变量法时,要注意分析控制的变量和改变的量,根据实验结果得出研究因素是否与改变量有关。
27.(7分)在研究凸透镜及其成像规律的实验中:
(1)如图甲所示,小华测焦距f时,将凸透镜正对太阳,在透镜下方的白纸上呈现一圆形光斑时,测得光斑到透镜的距离为L,将白纸再靠近透镜一段距离,发现白纸上又出现了相同大小的光斑,则L > f(</>/=);
(2)小明将蜡烛、凸透镜和光屏按图乙所示位置放置并调节,使烛焰、光屏的中心位于凸透镜的 同一高度 上。若此时光屏上恰能成清晰的像,则该像为倒立、 放大 (放大/缩小/等大)的实像;
(3)保持透镜的位置不变,使烛焰从距离凸透镜较远处逐次靠近透镜,每次都移动 光屏 ,使烛焰在光屏上成像,会发现像 变大 (变大/不变/变小)。当给凸透镜“戴上”近视眼镜后,为使光屏上再次呈清晰像,应将光屏向 右 (左/右)移动。
(4)本实验需要多次测量,以下实验中多次测量目的与其不同的是 C (填字母)。
A.探究同种物质的质量和体积的关系
B.探究反射角与入射角的关系
C.用刻度尺测量物体的长度
【分析】(1)平行光线经过凸透镜折射后可会聚在焦点,此时成一个最小最亮的光斑,成等大的光斑,光屏可能在焦点前后位置;
(2)探究凸透镜成像的实验时,在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏,三者在同一条直线上,三者的中心大致在同一高度,即使应烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,像才能呈在光屏的中央位置;
物距小于像距,成倒立放大的实像;
(3)物距变小,像距变大,像变大;近视镜是凹透镜,对光线有发散作用;
(4)此实验中多次测量,是为了得出凸透镜的成像规律,使结论更具普遍性。
【解答】解:(1)凸透镜正对太阳,白纸上呈现一光斑时,光斑到透镜的距离为L,将白纸再靠近透镜一段距离,发现白纸上又出现了相同大小的光斑,如图:
说明开始时白纸在一倍焦距以外,后一次在一倍焦距以内,即L大于f;
(2)实验时应先调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一直线上,并且大致在同一高度,即使应烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,像才能成在光屏的中央位置;
由图可知,此时物距小于像距,成倒立放大的实像;
(3)烛焰从距离凸透镜较远处逐次靠近透镜,物距变小,像距变大,所以需要每次移动光屏,此时像不断变大;
给凸透镜戴上近视眼镜后,近视镜是凹透镜,对光线有发散作用,为使光屏上再次呈清晰像,应将光屏向右移动;
(4)本实验需要多次测量,是为了通过探究得出成像的规律,使结论更具普遍性;
A、探究质量和体积的关系,多次测量,是为了得出质量和体积的关系,得出普遍性的规律;
B.探究反射角和入射角的关系,多次测量,反射角和入射角的关系,得出普遍性的规律;
C.用刻度尺测物体长度,都是为了多次测量求平均值,减小误差。
故选C。
故答案为:(1)>;(2)同一高度;放大;(3)光屏;变大;右;(4)C。
【点评】本题主要考查了凸透镜成像规律的应用及凸透镜及凹透镜对光线的作用,要能够应用所学知识解释有关现象。
28.(8分)小华同学利用如图所示的器材,测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变,灯泡的额定电压为2.5V(电阻约为10Ω),滑动变阻器的规格为(10Ω 1A)。
(1)如图甲所示,电路中还有一根导线没有连接,请将电路连接完整;
(2)移动滑片P到某位置,电压表示数如图丙所示,此时电压为 2.2 V;要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (A/B)端移动;
(3)该同学连接好电路后,按正确的实验步骤进行操作,得到了小灯泡的电流随其两端电压变化的图像,如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 0.625 W。
(4)实验中,灯泡的电流与电压 不成 (成/不成)正比关系,这主要是因为 灯丝的电阻随温度的升高而增大 。
(5)事实上,电压表与灯泡并联时也会有一定的分流作用,因此上述额定功率的测量结果要比灯泡真正的额定功率 大 (大/小)。
(6)小华实验结束后,同组的小明用该套器材重做实验,闭合开关发现电压表示数为6V,电流表示数为零,则故障可能情况是 灯泡断路 。
【分析】(1)电流表应串联接入电路中;根据灯泡的额定电压和电阻的估计值求出额定电流,然后判断电流表的量程;
(2)确定电压表的量程和分度值读出电压表的示数;要测量小灯泡的额定功率,若灯泡两端的电压低于额定电压,则需减小滑动变阻器的阻值,减小变阻器分得的电压;若灯泡两端的电压高于额定电压,则需增大变阻器的阻值增加其分得的电压;
(3)从图像中查得灯泡在额定电压下的额定电流,根据P=UI计算其额定功率;
(4)根据灯丝的电阻随温度的升高而增大的特点进行分析;
(5)实验中电压表与灯泡并联,电压表的测量值准确;而电流表测电压表与灯泡并联的总电流,根据并联电路电流的规律,判断通过灯泡的电流与电流示数的大小关系,根据P=UI确定额定功率的测量值与真实值的大小;
(6)若电流表示数为0,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,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,说明与电压表并联的部分断路了。
【解答】解:
(1)实验中,电流表要测量电路中的电流,故电流表应串联接入电路中;
灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω,则灯泡正常发光时的电流约为:
I额===0.25A,小于0.6A,故电流表选用小量程串联接入电路中,如图所示:
;
(2)由图甲可知电压表使用0~3V的量程,分度值为0.1V,此时灯泡的电压为2.2V;要使灯泡正常发光,灯泡两端电压应从2.2V增大到2.5V,由串联电路的分压规律可知,应减小变阻器分得的电压,则滑动变阻器接入电路的电阻要减小,故滑片应向B端移动,使电压表的示数为2.5V;
(3)从图像可知,灯泡在2.5V下的电流为0.25A,灯泡的额定功率为:P额=U额I=2.5V×0.25A=0.625W;
(4)由图像可以看出,通过小灯泡的电流与电压不成正比;这是因为灯泡两端的电压越高,灯泡的实际功率越大,灯丝的温度越高,而灯丝电阻随温度的升高而增大而造成的;
(5)实验中电压表与灯泡并联,电压表的测量值准确;而电流表测电压表与灯泡并联的总电流,根据并联电路电流的规律,通过灯泡的电流小于电流表示数,即测得的电流偏大;所以,若考虑电压表的分流作用,根据P=UI可知,那么额定功率的测量结果要比灯泡真正的额定功率大;
(6)该实验中变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,连好电路后闭合开关,发现电流表示数为零,电路可能断路,而电压表示数为6V,则电压表与电源连通,所以故障的原因可能是灯泡断路。
故答案为:(1)如上图;(2)2.2;B;(3)0.625;(4)不成;灯丝的电阻随温度的升高而增大;(5)大;(6)灯泡断路。
【点评】本题考查了实物图的连接、电压表的读数、电功率计算、电路故障的判断等,同时考查了从图像获取信息的能力,难度适中。
29.(10分)阅读短文,回答问题。
空气阻力
在赛车界中有这么一句话:“谁控制好空气,谁就能赢得比赛!”。这里所说的空气,指的就是空气阻力。物体在流体(气体、液体)中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫做流线型)的物体所受阻力较小。
雨滴从高空由静止下落,速度会越来越大,所受空气阻力也越来越大,下落过程中受到的空气阻力与雨滴(可看成球形)的横截面积S成正比,与下落速度v的平方成正比,即f=kSv2(其中k为比例常数)。下落一段距离后,当阻力大到与重力相等时,将以某一速度做匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。一般而言,直径为0.5mm的雨滴的收尾速度约为2m/s。
(1)关于流体的阻力,下列说法正确的是 。
A.飞机为了减小阻力,应做成头尖尾圆的形状
B.降落伞从空中下落时因横截面积较大,更利于增大空气阻力
C.赛车要赢得比赛,应设法增大空气阻力
D.海豚等海洋动物能在水中高速前行,是因为它们的横截面积较小,阻力较小
(2)某雨滴的收尾速度为5m/s,当该雨滴的速度为4m/s时,其所受到的空气阻力 小于 (大于/等于/小于)重力。
(3)人造地球卫星一般不需要设计成流线型,这是因为 太空中没有空气 。
(4)下列能大致反映雨滴下落速度v、所受到的空气阻力f随时间变化关系的图像为 D 。
(5)已知球体的体积公式为V=πr3(r为半径)。若某次下雨,最大的雨滴直径为2mm,则这次下雨,雨滴最大的落地速度约为 4 m/s。
【分析】(1)流体阻力的大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫做流线型)的物体的受到的阻力较小;
(2)流体阻力的大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;当物体以收尾速度运动时,阻力等于重力;
(3)太空中没有空气;
(4)物体从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,下落一段距离后,将以某一速度做匀速直线运动;
(5)已知雨点做匀速运动,所以阻力等于重力,还知道f=kSv2,以及球的体积公式,已知两个雨滴的半径之比,根据等式f=mg可求这两个雨点的落地速度之比,mg为雨点的重力.
【解答】解:(1)A、飞机做成头圆尾尖的形状可以减小空气的阻力,故A错误;
B、降落伞从空中下落时因横截面积较大,可以增大空气阻力,故B正确;
C.赛车要赢得比赛,应设法减小空气阻力,增大汽车的速度,故C错误;
D.海豚等海洋动物头圆尾尖,是流线型,阻力较小,能在水中高速前行,故D错误;
故选B;
(2)某雨滴的收尾速度为5m/s,当该雨滴的速度为4m/s时,小于收尾速度,则其所受到的空气阻力小于重力;
(3)太空中没有空气,不需要减小阻力,所以人造地球卫星不需要设计成流线型;
(4)雨滴从高空由静止下落,随着时间的增长,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,下落一段距离后,将以某一速度做匀速直线运动,阻力等于重力,阻力保持不变,故雨滴先做加速运动,再做匀速直线运动,所受空气阻力先增大后不变,故D正确;
(5)雨滴最终匀速下落时,受到的阻力与其重力平衡,设雨水的密度为ρ,根据题意有:mg=kSv2,其中:m=ρ•πr3,
横截面积为:S=πr2,
解得:v=,故雨滴的收尾速度与雨滴半径的平方根成正比,
直径为0.5mm的雨滴的收尾速度约为2m/s,则最大直径为2mm的雨滴的收尾速度为:
v=2m/s×=4m/s。
故答案为:(1)B;(2)小于;(3)太空中没有空气;(4)D;(5)4。
【点评】此题是阅读材料信息题目,主要考查了流体的阻力产生及防止,首先根据题目中给出的信息判断影响阻力的因素的实验,并能根据影响因素解决有关问题。
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