2022年安徽省马鞍山市花山区成功中学中考物理一模试卷
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一、填空题(每小题2分,共20分。)
1.(2分)水烧开时,水蒸气从壶嘴口喷出。把玻璃片放在壶嘴口的上方可以看到玻璃片上有小水珠。这是由于水蒸气在玻璃片上遇冷 (填物态变化)形成的。
2.(2分)如图所示,将一把钢尺紧压在桌面上,尺的一端伸出桌面,用手拨动使其上下振动,发出声音。钢尺的振幅越大,声音的 (选填“音调”“响度”或“音色”)越大。
3.(2分)如图,取两块断面磨平、干净的铅柱,将它们紧压后,可以在它的下面吊起较重的钩码。这个现象说明 。
4.(2分)在探究凸透镜成像规律时,实验进行一段时间后,蜡烛变短,像会出现在光屏的上方。为使像回到光屏中央,合理的操作是 。
5.(2分)螺线管通电后,小磁针静止时的指向如图所示,则电源的 (左/右)端为正极。
6.(2分)如图为迷你型小电风扇。其规格参数如表中所示。这种迷你型小电风扇正常工作1min,产生的热量是 J。
型号
电池
电池容量
额定电压
额定功率
线圈电阻
LP149
18650锂电池
2500mA
5V
2.5W
1Ω
7.(2分)天然气在我国已经广泛使用。用天然气灶将质量为2kg、初温为30℃的水加热升高了50℃,消耗了16dm3天然气。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为4.2×107J/m3,则天然气灶烧水的效率为 %。
8.(2分)如图所示,小明用沿斜面向上的力F=400N,把一个重600N的木箱沿斜面推到1.8m高处,斜面长4.5m,此过程中木箱受到的摩擦力为 N。
9.(2分)如图为某种灯泡的电流Ⅰ与电压U的关系图像。该灯泡的额定电压为6V,把它与一个电阻串联接在电压为9V的电源上,灯泡正常发光,则该电阻的阻值为 Ω。
10.(2分)如图甲所示,电源为理想电源,电压恒为16V,R0为定值电阻,与滑动变阻器R串联。闭合开关S,移动滑动变阻器R的滑片P,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,则整个电路的最大功率与最小功率之比是 。
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11.(2分)法拉第在研究磁场时创造性地运用了磁感线来形象直观的描述磁场。下列做法应用了同种研究方法的是( )
A.研究声音是由物体的振动产生时,把振动的音叉与悬挂的乒乓球接触
B.研究杠杆平衡条件时,忽略杠杆自身的重力和阻力
C.探究平面镜成像规律时,在平面镜的后面放置一个大小相同的蜡烛
D.探究压力产生的效果时,使受力面积保持不变
12.(2分)下列说法正确的是( )
A.奥斯特发现了电磁感应
B.子弹从枪堂中射出后在空中飞行是因为受到了惯性的作用
C.在气体中,流速越大的位置压强越小
D.家庭电路中,开关可以安装在零线上
13.(2分)如图所示,用手握住锤子保持竖直且静止,则下列说法中正确的是( )
A.锤子的重力和手的握力是一对平衡力
B.锤子受到的摩擦力和手受到的摩擦力是一对平衡力
C.锤子的重力与手受到的摩擦力大小一定相等
D.锤子的重力与手受到的摩擦力是一对相互作用力
14.(2分)如图所示为小明和小红在玩蹦蹦床,他们离开蹦床上升的过程中( )
A.动能减小 B.重力势能不变
C.机械能增大 D.机械能不变
(多选)15.(2分)下列光现象的说法正确的是( )
A.光导纤维是利用了光的反射现象
B.人站在平面镜前,然后慢慢地远离平面镜,他在镜中所成的像逐渐变小
C.晴朗夏天,树林中地面上的小亮斑是太阳通过树叶小孔成倒立、缩小的虚像
D.人在岸边看到水中的鱼比鱼在水中的实际位置浅
16.(2分)小明将标有“3V 1W”的两个小灯泡与滑动变阻器串联接在如图中所示电路中,电源电压恒为6V。闭合S后,小明发现两个小灯泡都不亮,他检查电路发现各段导线及连接处均无问题,用电压表测得Uac=Ubd=6V。经过仔细分析,他判断电路中只有一处故障,那么电路故障是( )
A.ac段发生短路 B.bc段发生断路
C.ed段发生断路 D.ad段发生短路
17.(2分)如图所示电路中,R1<R2,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片向右滑动,电压表V1示数变化量的绝对值为ΔU1,电压表V2示数变化量的绝对值为ΔU2,滑动变阻器R两端电压变化量的绝对值为ΔU3,下列说法正确的是( )
A.V1示数变小,V2示数变大
B.V1示数变大,ΔU1<ΔU2
C.V2示数变小,ΔU1=ΔU3
D.V2示数变小,ΔU1<ΔU3
三、实验题(第18小题4分,第19小题4分,第20小题8分,共16分)
18.(4分)小明利用托盘天平和量筒测量某种液体的密度。他的测量步骤如下:
A.用天平测出烧杯和剩余液体的总质量。
B.将待测液体倒入烧杯中,用天平测出烧杯和液体的总质量。
C.将烧杯中液体的一部分倒入量筒,测出倒入到量筒中液体的体积。
D.将天平放在水平桌面上,游码移到零刻度线,调节天平的横梁平衡。
(1)请根据以上步骤,写出正确的操作顺序: (填字母代号);
(2)若在步骤B中测得烧杯和液体的总质量为55.8g,其余步骤数据如图所示,则该液体的密度是 kg/m3。
19.(4分)小明在做“串联电路的电压”实验时,如图所示,不慎把电路中L1灯泡的玻璃打碎了。此时他惊奇地发现:L1灯泡几乎不发光了,L2反而更亮了。就此现象,回答:
(1)通过两灯的电流 (选填“相等”或“不相等”)。
(2)L1灯几乎不发光的原因是 。
20.(8分)小明想知道灯泡不发光时的灯丝电阻与发光时的灯丝电阻是否一样,他找来了一只标明“30V 10W”灯泡,设计了图甲所示电路原理图,并动手实验。实验中他发现电压表损坏了,不能使用。在老师的指导下,他找来了一只定值电阻R0=12Ω和另一只电流表,按图乙所示电路原理图进行实验。
(1)小明连接电路并检查无误后闭合开关S,调节滑动变阻器R,电流表A1示数如图丙所示,其值为 A,电流表A2的示数为0.9A,此时灯泡的电阻RL= Ω。
(2)小明计算出灯泡正常发光时的电阻,发现比上述实验测量的电阻大得多,请你给出合理的解释 。
(3)小明计算了此时灯泡实际消耗的电功率与灯泡额定功率相差 W。
四、计算与推导题(第21小题5分,第22小题7分,第23小题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程)
21.(5分)如图甲所示,物体重500N,小明用F=400N的水平拉力使物体做匀速直线运动,其路程随时间变化的图像如图乙所示。求:
(1)物体运动的速度多大?
(2)10s内人对物体做了多少功?功率多大?
22.(7分)如图所示,电源的电压恒定不变,R1、R2和R3都是定值电阻,其中R1=10Ω,R2=30Ω,S1为单刀单掷开关,S2为单刀双掷开关。闭合S1,将,2掷于1端,电流表的示数为0.6A;闭合S1,将S2掷于2端,电流表的示数为0.5A。求:
(1)电源电压U的大小;
(2)电阻R3的阻值。
23.(8分)边长为0.1m的正方体木块用细线固定在容器的底部,向容器中加入水至木块有15的体积露出水面,如图甲所示。将容器中的水倒出,倒入另一种液体,并在木块表面上放一重2N的铁块。静止时,木块上表面恰好与液面相平,此时细线无拉力,如图乙所示。已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,木块的密度ρ木=0.6×103kg/m3,求:
(1)图甲中细线的拉力大小;
(2)图乙中液体的密度;
(3)图乙中木块下表面受到液体的压强。
2022年安徽省马鞍山市花山区成功中学中考物理一模试卷
参考答案与试题解析
一、填空题(每小题2分,共20分。)
1.(2分)水烧开时,水蒸气从壶嘴口喷出。把玻璃片放在壶嘴口的上方可以看到玻璃片上有小水珠。这是由于水蒸气在玻璃片上遇冷 液化 (填物态变化)形成的。
【分析】物质由气态变为液态的过程叫液化。
【解答】解:把玻璃片放在壶嘴口的上方可以看到玻璃片上有小水珠。这是由于水蒸气在玻璃片上遇冷液化形成的。
故答案为:液化。
【点评】本题考查液化现象,难度不大。
2.(2分)如图所示,将一把钢尺紧压在桌面上,尺的一端伸出桌面,用手拨动使其上下振动,发出声音。钢尺的振幅越大,声音的 响度 (选填“音调”“响度”或“音色”)越大。
【分析】响度指声音的强弱,是由发声体振动的振幅和距离决定的,振幅越大,距离越近,响度越大。
【解答】解:保持钢尺伸出桌面的长度不变,用大小不同的力去拨动钢尺,会使钢尺振动的幅度不同,振幅越大,发出的声音响度越大,相反,响度会越小。
故答案为:响度。
【点评】本题考查了声音的特性,属于基础题。
3.(2分)如图,取两块断面磨平、干净的铅柱,将它们紧压后,可以在它的下面吊起较重的钩码。这个现象说明 分子间存在着引力 。
【分析】分子之间存在着作用力,同时存在着引力和斥力。
【解答】解:两块表面平整干净的铅块压紧就结合在一起,说明分子间存在着引力。
故答案为:分子间存在着引力。
【点评】本题利用了分子之间存在作用力来解释现象,相对比较简单,属于基础题。
4.(2分)在探究凸透镜成像规律时,实验进行一段时间后,蜡烛变短,像会出现在光屏的上方。为使像回到光屏中央,合理的操作是 将凸透镜向下移动,或将光屏向上移动,或将蜡烛向上移动 。
【分析】根据过光心的光线不改变方向,分析得出操作方法。
【解答】解:在探究凸透镜成像规律时,实验进行一段时间后,蜡烛变短,像会出现在光屏的上方。为使像回到光屏中央,根据过光心的光线不改变方向可知,凸透镜向下移动,或光屏向上移动,蜡烛向上移动都可以使像呈在光屏的中央。
故答案为:将凸透镜向下移动,或将光屏向上移动,或将蜡烛向上移动。
【点评】本题考查了凸透镜的成像的特点,能知道通过光心的光线的传播方向不变是解题的关键。
5.(2分)螺线管通电后,小磁针静止时的指向如图所示,则电源的 右 (左/右)端为正极。
【分析】由小磁针静止时的指向和磁极间的相互作用可知螺线管的磁极,由右手螺旋定则可知电流的方向及电源的正、负极。
【解答】解:由图可知,小磁针静止时N极向左,由异名磁极间相互吸引可知,通电螺线管左端为S极,右端为N极;
根据右手螺旋定则:用右手握住通电螺线管,大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极,使四指弯曲与电流方向一致;则可知电流由右侧流入螺线管,则电源的右端为正极。
故答案为:右。
【点评】此题主要考查对磁极间的相互作用以及右手螺旋定则的掌握情况。右手螺旋定则:用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
6.(2分)如图为迷你型小电风扇。其规格参数如表中所示。这种迷你型小电风扇正常工作1min,产生的热量是 15 J。
型号
电池
电池容量
额定电压
额定功率
线圈电阻
LP149
18650锂电池
2500mA
5V
2.5W
1Ω
【分析】根据P=UI计算电风扇工作时的电流,再由Q=I2Rt计算产生的热量。
【解答】解:由表表格数据知,电风扇的额定电压和额定功率,
由P=UI可得,电风扇正常工作时的电流:I=PU=2.5W5V=0.5A,
电风扇正常工作1min产生的热量为:Q=I2Rt=(0.5A)2×1Ω××60s=15J。
故答案为:15。
【点评】本题考查电功率和焦耳定律公式的应用,注意电风扇工作时将电能转化为内能和机械能,注意公式的选择要合理。
7.(2分)天然气在我国已经广泛使用。用天然气灶将质量为2kg、初温为30℃的水加热升高了50℃,消耗了16dm3天然气。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为4.2×107J/m3,则天然气灶烧水的效率为 62.5 %。
【分析】(1)利用公式Q放=Vq计算天然气完全燃烧放出的热量(总能量)。
(2)知道水的比热容、水的质量、水升高的温度,利用公式Q吸=cmΔt计算水吸收的热量(有用能量)。
(3)求出了水吸收的热量和天然气完全燃烧放出的热量,利用公式η=Q吸Q放×100%计算天然气灶烧水的效率。
【解答】解:这些天然气完全燃烧放出的热量:
Q放=Vq=16×10﹣3m3×4.2×107J/m3=6.72×105J;
水吸收的热量:
Q吸=cm水Δt=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×50℃=4.2×105J;
天然气灶烧水的效率:
η=Q吸Q放×100%=4.2×105J6.72×105J×100%=62.5%。
故答案为:62.5。
【点评】本题考查学生对热传递过程中的吸热公式、燃料完全燃烧放出热量公式、热效率公式的理解和灵活运用,知道哪些是有用能量、哪些是总能量是关键。
8.(2分)如图所示,小明用沿斜面向上的力F=400N,把一个重600N的木箱沿斜面推到1.8m高处,斜面长4.5m,此过程中木箱受到的摩擦力为 160 N。
【分析】根据功的计算公式W总=Fs可求出推力做的功,即总功,根据W有=Gh求出有用功,根据总功与有用功的差得出额外功,再根据W额=fs可求摩擦力。
【解答】解:推力做的总功:W总=Fs=400N×4.5m=1800J,
推力做的有用功为:W有=Gh=600N×1.8m=1080J,
克服摩擦力做的额外功:W额=W总﹣W有=1800J﹣1080J=720J,
由W额=fs得,物体所受斜面的摩擦力:f=W额s=720J4.5m=160N。
故答案为:160。
【点评】此题考查功的计算公式的应用,熟练运用计算功、功率公式,明确额外功是用来克服斜面上的摩擦是解答此题的关键。
9.(2分)如图为某种灯泡的电流Ⅰ与电压U的关系图像。该灯泡的额定电压为6V,把它与一个电阻串联接在电压为9V的电源上,灯泡正常发光,则该电阻的阻值为 12 Ω。
【分析】根据图像得出灯泡正常发光时电路中的电流,根据串联电路的电压关系求出电阻两端的电压,根据欧姆定律求出电阻的阻值。
【解答】解:灯泡的额定电压为6V,灯泡正常发光时,灯泡两端的电压为6V,由图可知,此时通过灯泡的电流为0.25A;串联电路中电流处处相同,通过电阻的电流为0.25A;
根据串联电路的电压关系可知,电阻两端的电压为:UR=U﹣UL=9V﹣6V=3V;
根据欧姆定律可知,电阻的阻值为:R=URI=3V0.25A=12Ω。
故答案为:12。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,从图象中获取有用的信息是关键。
10.(2分)如图甲所示,电源为理想电源,电压恒为16V,R0为定值电阻,与滑动变阻器R串联。闭合开关S,移动滑动变阻器R的滑片P,电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示,则整个电路的最大功率与最小功率之比是 8:1 。
【分析】由图象可知电路中的最大电流和最小电流,根据P=UI求出整个电路的最大功率与最小功率之比。
【解答】解:由乙图可知,电路中的最大电流I大=1.6A,电路中的最小电流I小=0.2A,
由题意可知,电源电压不变,
则整个电路的最大功率与最小功率之比:
P大:P小=UI大:UI小=I大:I小=1.6A:0.2A=8:1。
故答案为:8:1。
【点评】本题考查电功率的计算,关键是从图象中找到有用的信息。
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11.(2分)法拉第在研究磁场时创造性地运用了磁感线来形象直观的描述磁场。下列做法应用了同种研究方法的是( )
A.研究声音是由物体的振动产生时,把振动的音叉与悬挂的乒乓球接触
B.研究杠杆平衡条件时,忽略杠杆自身的重力和阻力
C.探究平面镜成像规律时,在平面镜的后面放置一个大小相同的蜡烛
D.探究压力产生的效果时,使受力面积保持不变
【分析】模型法借助于与原型相似的物质模型或抽象反映原型本质的思想模型,间接地研究客体原形的性质和规律的研究方法。
【解答】解:由于磁感线是不存在的,所以通过磁感线来形象直观描述磁场的分布,这是模型法。
A、研究声音是由物体的振动产生时,把振动的音叉与悬挂的乒乓球接触,乒乓球在实验中起的作用是显示音叉的振动,把不容易看到的现象转换成便于观察的现象,这种研究物理问题的方法是转换法,故A错误;
B、研究杠杆平衡条件时,忽略杠杆自身的重力和阻力,应用了模型法,故B正确;
C、探究平面镜成像规律时,在平面镜的后面放置一个大小相同的蜡烛,以此判断像和物体大小是否相等,这种方法称为等效替代法,故C错误;
D、探究压力产生的效果时,使受力面积保持不变,应用了控制变量法,故D错误。
故选:B。
【点评】掌握物理研究方法的一般含义和特征,是解决此类问题的基础。
12.(2分)下列说法正确的是( )
A.奥斯特发现了电磁感应
B.子弹从枪堂中射出后在空中飞行是因为受到了惯性的作用
C.在气体中,流速越大的位置压强越小
D.家庭电路中,开关可以安装在零线上
【分析】A、奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第发现了电磁感应现象;
B、物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性;
C、液体和气体都称为流体,生活中常见的流体是水和空气,流体流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大;
D、家庭电路中开关和开关控制的用电器之间是串联的,开关必须与火线相连。
【解答】解:A、法拉第发现了电磁感应现象,故A错误;
B、子弹从枪堂中射出后在空中飞行是因为子弹具有惯性,惯性不是力,不能说受到了惯性的作用,故B错误;
C、在气体中,流速越大的位置压强越小,故C正确;
D、为了安全用电,开关断开后,用电器应与火线断开,则控制用电器的开关必须接在火线上,故D错误。
故选:C。
【点评】此题考查电磁感应、流体压强和流速的关系、家庭电路的连接和惯性等,涉及到的知识点多,综合性强,但总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
13.(2分)如图所示,用手握住锤子保持竖直且静止,则下列说法中正确的是( )
A.锤子的重力和手的握力是一对平衡力
B.锤子受到的摩擦力和手受到的摩擦力是一对平衡力
C.锤子的重力与手受到的摩擦力大小一定相等
D.锤子的重力与手受到的摩擦力是一对相互作用力
【分析】(1)物体保持静止或匀速直线运动状态时,处于平衡状态,受到的力为平衡力;
(2)二力平衡条件:作用在同一个物体上的两个力大小相等,方向相反,且作用在同一直线上。
【解答】解:A、锤子的重力和手的握力大小不等,方向不相反,不在同一直线上,不是一对平衡力,故A错误;
B、锤子受到的摩擦力和手受到的摩擦力是一对相互作用力,故B错误。
CD、锤子静止,竖直方向受到的摩擦力与重力是一对平衡力,摩擦力等于重力,即使手对瓶子的握力增大,则瓶子所受的摩擦力不变,故D错误,C正确;
故选:C。
【点评】此题主要考查了平衡力的有关知识,要注意只要瓶子静止,摩擦力与重力就平衡。
14.(2分)如图所示为小明和小红在玩蹦蹦床,他们离开蹦床上升的过程中( )
A.动能减小 B.重力势能不变
C.机械能增大 D.机械能不变
【分析】(1)影响动能大小的因素是质量和速度;质量越大,速度越大,动能越大。
(2)影响重力势能大小的因素:质量、高度。质量越大,高度越高,重力势能越大;弹性势能大小与弹性形变程度的大小有关。
(3)机械能是动能与势能的和。
【解答】解:离开蹦床上升的过程中,质量不变,高度变大,重力势能变大;速度变小,动能变小;上升过程中受到空气阻力的作用,机械能转化为内能,所以机械能会减小,故A正确。
故选A。
【点评】此题主要考查动能、重力势能的变化,关键是判断机械能的大小变化。
(多选)15.(2分)下列光现象的说法正确的是( )
A.光导纤维是利用了光的反射现象
B.人站在平面镜前,然后慢慢地远离平面镜,他在镜中所成的像逐渐变小
C.晴朗夏天,树林中地面上的小亮斑是太阳通过树叶小孔成倒立、缩小的虚像
D.人在岸边看到水中的鱼比鱼在水中的实际位置浅
【分析】(1)光导纤维是利用了光的反射现象;
(2)物体在平面镜中成像,像的大小跟物体大小有关,跟物体到平面镜的距离、平面镜的大小都没有关系;
(3)小孔成像是光的直线传播;
(4)当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象叫做光的折射。
【解答】解:A、光导纤维是利用了光的反射现象,故A正确;
B、由于物体在平面镜中成像,像的大小跟物体大小相等,所以慢慢地远离平面镜时,人的大小不变,则他在平面镜中的像大小也不变,故B错误;
C、太阳通过树叶小孔所成的像是倒立、缩小的实像,故C错误;
D、光由水斜射入空气时发生折射,折射角大于入射角,折射光线向水面偏折;我们看到的水中的鱼,是由光的折射形成的虚像,在折射光线的反向延长线上,由于折射光线向水面偏折,折射光线相对于入射光线位置升高了,所以看到的水中的鱼位置比实际位置浅,故D正确。
故选:AD。
【点评】本题考查了光的反射、平面镜成像、小孔成像和折射的应用,要求熟练掌握。
16.(2分)小明将标有“3V 1W”的两个小灯泡与滑动变阻器串联接在如图中所示电路中,电源电压恒为6V。闭合S后,小明发现两个小灯泡都不亮,他检查电路发现各段导线及连接处均无问题,用电压表测得Uac=Ubd=6V。经过仔细分析,他判断电路中只有一处故障,那么电路故障是( )
A.ac段发生短路 B.bc段发生断路
C.ed段发生断路 D.ad段发生短路
【分析】闭合开关灯泡不亮,原因有两个:断路或短路。其中若一个灯泡短路,另一只灯泡会发光,此题中两灯都不亮,只能发生断路,根据电压表示数分析电路故障的原因。
【解答】解:将由图可知,该电路为串联电路;闭合S后,小明发现两个小灯泡都不亮,这说明电路出现了断路现象;
电压表接在ac两点之间时,示数为6V,说明除灯泡L1、L2以外的电路是通路;
将电压表接在bd两点之间时,示数为6V,说明除灯泡L2和滑动变阻器以外的电路是通路。由上知滑动变阻器是完好的,所以故障原因为灯泡L2灯丝断了。
故选B。
【点评】使用电压表检验电路故障时,如果电压表有示数,说明与之串联的导体是通路;电压表无示数,说明与之串联的导体有断路或与之并联的导体发生短路。
17.(2分)如图所示电路中,R1<R2,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片向右滑动,电压表V1示数变化量的绝对值为ΔU1,电压表V2示数变化量的绝对值为ΔU2,滑动变阻器R两端电压变化量的绝对值为ΔU3,下列说法正确的是( )
A.V1示数变小,V2示数变大
B.V1示数变大,ΔU1<ΔU2
C.V2示数变小,ΔU1=ΔU3
D.V2示数变小,ΔU1<ΔU3
【分析】由电路图可知,闭合开关S,定值电阻R1和R2以及滑动变阻器R串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压。根据滑片的移动可知变阻器接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化以及定值电阻R1和R2两端的电压变化;设出滑片移动前后电路中的电流,根据欧姆定律求出两电压表示数的变化量的绝对值,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出滑动变阻器R两端电压变化量的绝对值,然后结合R1<R2比较两电压表示数变化量的绝对值以及滑动变阻器R两端电压变化量的绝对值的大小关系。
【解答】解:由电路图可知,闭合开关S,定值电阻R1和R2以及滑动变阻器R串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压。
将滑动变阻器的滑片向右滑动,接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,
由I=UR可知,电路中的电流变小,定值电阻R1和R2两端的电压均变小,即V1示数和V2示数均变小,故AB错误;
设滑片移动前后电路中的电流分别为I1、I2,则两电压表示数的变化量的绝对值分别为:
|ΔU1|=|U1﹣U1′|=|I1R1﹣I2R1|=|I1﹣I2|R1,|ΔU2|=|U2﹣U2′|=|I1R2﹣I2R2|=|I1﹣I2|R2,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器R两端电压变化量的绝对值为:
|ΔU3|=|(U﹣U1﹣U2)﹣(U﹣U1′﹣U2′)|=|I1R1+I1R2﹣I2R1﹣I2R2|=|I1﹣I2|(R1+R2),
由R1<R2可知,|ΔU1|<|ΔU2|<|ΔU3|,故C错误、D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到串联电路的特点和欧姆定律的应用,正确表示出滑动变阻器R两端电压变化量的绝对值是关键。
三、实验题(第18小题4分,第19小题4分,第20小题8分,共16分)
18.(4分)小明利用托盘天平和量筒测量某种液体的密度。他的测量步骤如下:
A.用天平测出烧杯和剩余液体的总质量。
B.将待测液体倒入烧杯中,用天平测出烧杯和液体的总质量。
C.将烧杯中液体的一部分倒入量筒,测出倒入到量筒中液体的体积。
D.将天平放在水平桌面上,游码移到零刻度线,调节天平的横梁平衡。
(1)请根据以上步骤,写出正确的操作顺序: DBCA (填字母代号);
(2)若在步骤B中测得烧杯和液体的总质量为55.8g,其余步骤数据如图所示,则该液体的密度是 0.92×103 kg/m3。
【分析】(1)用天平和量筒测量液体的密度时,先用天平测量烧杯和液体的总质量,再把一部分液体倒入量筒中,测量液体的体积,再用天平测量剩余的液体和烧杯的总质量,求出量筒中液体的质量,根据密度公式求出液体的密度。
(2)烧杯和剩余液体的质量等于砝码的质量和游码对应刻度值之和;知道烧杯和液体的总质量,知道烧杯和剩余液体的总质量,求出量筒中液体的质量;从量筒中读出液体的体积,根据密度公式求出液体的密度。
【解答】解:(1)用天平和量筒测量液体的密度的步骤:
D.将天平放在水平桌面上,游码移到零刻度线,调节天平的横梁平衡;
B.将待测液体倒入烧杯中,用天平测出烧杯和液体的总质量;
C.将烧杯中液体的一部分倒入量筒,测出倒出到量筒的这部分液体的体积;
A.用天平测出烧杯和剩余液体的总质量;
故正确的实验步骤是:DBCA。
(2)烧杯和剩余液体的质量:m1=20g+10g+5g+2.4g=37.4g,
量筒中液体的质量:m=m2﹣m1=55.8g﹣37.4g=18.4g,
量筒中液体的体积:V=20mL=20cm3;
液体的密度是:ρ=mV=18.4g20cm3=0.92g/cm3=0.92×103kg/m3。
故答案为:(1)DBCA;(2)0.92×103。
【点评】本题考查了用天平和量筒测量液体密度的实验步骤、质量测量、体积测量和密度计算等,是比较典型的液体密度测量的习题。
19.(4分)小明在做“串联电路的电压”实验时,如图所示,不慎把电路中L1灯泡的玻璃打碎了。此时他惊奇地发现:L1灯泡几乎不发光了,L2反而更亮了。就此现象,回答:
(1)通过两灯的电流 相等 (选填“相等”或“不相等”)。
(2)L1灯几乎不发光的原因是 L1灯丝温度较低,灯丝电阻较小,灯泡L1两端电压较小,灯泡A的实际功率较小 。
【分析】(1)串联电路中电流处处相等;
(2)灯丝温度较低,灯丝电阻较小,灯泡L1两端电压较小,灯泡A的实际功率较小。
【解答】解:(1)把电路中L1灯泡的玻璃打碎了。此时他惊奇地发现:L1灯泡几乎不发光了,L2反而更亮了,此时两灯泡串联,串联电路中电流处处相等,通过两灯的电流相等;
(2)L1灯几乎不发光的原因是L1灯丝温度较低,灯丝电阻较小,灯泡L1两端电压较小,灯泡A的实际功率较小。
故答案为:(1)相等;(2)L1灯丝温度较低,灯丝电阻较小,灯泡L1两端电压较小,灯泡A的实际功率较小。
【点评】本题考查了灯泡玻璃外壳的作用,知道玻璃外壳能起保温作用、灯丝电阻随温度升高而变大是正确解题的关键。
20.(8分)小明想知道灯泡不发光时的灯丝电阻与发光时的灯丝电阻是否一样,他找来了一只标明“30V 10W”灯泡,设计了图甲所示电路原理图,并动手实验。实验中他发现电压表损坏了,不能使用。在老师的指导下,他找来了一只定值电阻R0=12Ω和另一只电流表,按图乙所示电路原理图进行实验。
(1)小明连接电路并检查无误后闭合开关S,调节滑动变阻器R,电流表A1示数如图丙所示,其值为 0.3 A,电流表A2的示数为0.9A,此时灯泡的电阻RL= 6 Ω。
(2)小明计算出灯泡正常发光时的电阻,发现比上述实验测量的电阻大得多,请你给出合理的解释 正常发光灯丝温度比不发光时高的多,灯丝温度越高电阻越大 。
(3)小明计算了此时灯泡实际消耗的电功率与灯泡额定功率相差 7.84 W。
【分析】(1)根据电流表A1选用量程确定分度值读数;根据并联电路电流和电压特点得到灯泡两端的电压和通过的电流,根据R=UI算出灯泡的电阻;
(2)根据灯丝温度越高电阻越大分析;
(3)根据P=UI算出灯泡的实际功率与灯泡额定功率进行比较。
【解答】解:(1)小明连接电路并检查无误后闭合开关S,调节滑动变阻器R,电流表A1示数如图丙所示,电流表A1选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A;
由图乙可知,R0与L并联,电流表A1测R0的电流,电流表A2测干路电流,其示数为0.9A,则通过灯泡的电流为IL=I2﹣I1=0.9A﹣0.3A=0.6A,
R0两端电压为U0=I1R0=0.3A×12Ω=3.6V,则UL=U0=3.6V,所以此时灯泡的电阻为:
RL=ULIL=3.6V0.6A=6Ω;
(2)小明计算出灯泡正常发光时的电阻,发现比上述实验测量的电阻大得多,这是因为正常发光灯丝温度比不发光时高的多,灯丝温度越高电阻越大;
(3)根据(1)可知灯泡的实际功率为:
P=ULIL=3.6V×0.6A=2.16W,
灯泡的额定功率为10W,则此时灯泡实际消耗的电功率与灯泡额定功率相差10W﹣2.16W=7.84W。
故答案为:(1)0.3;6;(2)正常发光灯丝温度比不发光时高的多,灯丝温度越高电阻越大;(3)7.84。
【点评】本题测灯泡电阻实验,考查了电流表读数、电阻的计算、功率的计算以及影响电阻的大小因素等知识。
四、计算与推导题(第21小题5分,第22小题7分,第23小题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程)
21.(5分)如图甲所示,物体重500N,小明用F=400N的水平拉力使物体做匀速直线运动,其路程随时间变化的图像如图乙所示。求:
(1)物体运动的速度多大?
(2)10s内人对物体做了多少功?功率多大?
【分析】(1)根据图象读出4s时物体运动的路程,利用v=st可求速度;
(2)知道拉力、速度和时间,利用W=Fs=Fvt计算10s内人对物体做的功,再利用P=Wt计算功率。
【解答】解:(1)由图可知,物体运动的图象是一条斜线,表明物体做匀速直线运动,并且4s时,运动的路程是6m,
则物体运动的速度为:v=st=6m4s=1.5m/s;
(2)10s内人对物体做的功:W=Fs=Fvt'=400N×1.5m/s×10s=6000J;
功率为:P=Wt=6000J10s=600W。
答:(1)物体运动的速度为1.5m/s;
(2)10s内人对物体做了2400J功;功率为600W。
【点评】此题考查速度、功和功率的计算,是一道简单的计算题。
22.(7分)如图所示,电源的电压恒定不变,R1、R2和R3都是定值电阻,其中R1=10Ω,R2=30Ω,S1为单刀单掷开关,S2为单刀双掷开关。闭合S1,将,2掷于1端,电流表的示数为0.6A;闭合S1,将S2掷于2端,电流表的示数为0.5A。求:
(1)电源电压U的大小;
(2)电阻R3的阻值。
【分析】(1)闭合S1,将S2掷于1端,电路为R1的简单电路,电流表测通过电路的电流,由欧姆定律可得电源电压;
(2)闭合S1,将S2切换到2端,R2、R3并联接入电路,电流表测通过电路的电流,根据并联电路电压特点结合欧姆定律可得通过R2的电流,根据并联电路电流规律计算通过R3的电流,根据欧姆定律可得R3的阻值。
【解答】解:(1)闭合S1,将S2掷于1端,电路为R1的简单电路,电流表测通过电路的电流,
由欧姆定律可得电源电压:U=I1R1=0.6A×10Ω=6V;
(2)闭合S1,将S2切换到2端,R2、R3并联接入电路,电流表测通过电路的电流,
并联电路各支路两端电压相等,根据欧姆定律可得通过R2的电流:I2=UR2=6V30Ω=0.2A,
并联电路干路电流等于各支路电流之和,则通过R3的电流:I3=I﹣I2=0.5A﹣0.2A=0.3A,
根据欧姆定律可得R3的阻值:R3=UI3=6V0.3A=20Ω。
答:(1)电源电压为6V;
(2)电阻R3的阻值为20Ω。
【点评】本题考查串联电路特点、并联电路特点、欧姆定律的灵活运用。
23.(8分)边长为0.1m的正方体木块用细线固定在容器的底部,向容器中加入水至木块有15的体积露出水面,如图甲所示。将容器中的水倒出,倒入另一种液体,并在木块表面上放一重2N的铁块。静止时,木块上表面恰好与液面相平,此时细线无拉力,如图乙所示。已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,木块的密度ρ木=0.6×103kg/m3,求:
(1)图甲中细线的拉力大小;
(2)图乙中液体的密度;
(3)图乙中木块下表面受到液体的压强。
【分析】(1)根据F浮=ρ液gV排求出木块受到的浮力,再由F浮=G木+F求出细线的拉力;
(2)把铁块和木块看作一个整体,它们漂浮在水面,根据F浮=G木+G铁可求出浮力的大小,根据F浮=ρ液gV排求出液体的密度;
(3)根据p=ρgh求出乙中木块下表面受到液体的压强。
【解答】解:(1)木块的体积为:V木=(0.1m)3=10﹣3m3,
则此时木块受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=ρ水g(1−15)V木=1.0×103kg/m3×10N/kg×(1−15)×10﹣3m3=8N,
而木块受到的重力为:G木=m木g=ρ木V木g=0.6×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=6N,
所以甲中细线的拉力为:F=F浮﹣G木=8N﹣6N=2N;
(2)将容器中的水倒出,倒入另一种液体,并在木块表面上放一重2N的铁块。静止时,木块上表面恰好与液面相平,
则木块受到的浮力为:F浮'=G木+G铁=6N+2N=8N,
根据F浮=ρ液gV排可知,液体的密度为:
ρ液=F浮′gV排′=F浮′gV木=8N10N/kg×10−3m3=0.8×103kg/m3;
(3)图乙中木块下表面受到液体的压强为:p=ρ液gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.1m=800Pa。
答:(1)图甲中细线的拉力大小为2N;
(2)图乙中液体的密度为0.8×103kg/m3;
(3)图乙中木块下表面受到液体的压强为800Pa。
【点评】此题涉及到物体浮沉条件、阿基米德原理等相关知识的应用,是一道综合性较强的题目,有一定难度。本题关键:一是漂浮条件的应用,二是对物体受力分析,根据力的平衡条件计算拉力的大小。
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