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山东省烟台市龙口市西片2020-2021学年九年级下学期期中物理试题
展开2020-2021学年山东省烟台市龙口市西片九年级(下)期中物理试卷
一、选择题(共15小题,每小题2分,满分30分)
1.(2分)在班里举行的小型音乐会上,有同学在8个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水制成了“水瓶琴”。如图所示,用棒敲打其中两个发出的声音可能具有的相同特征是( )
A.音调 音色 B.响度 音色
C.音调 响度 D.只可能是音色
2.(2分)如图所示,固定在水面上方的光源S发出一束光线经水面反射后在光屏上有一个光斑A,已知光束与水面的夹角为40°,S′是光源经水面反射所成的像。下列说法正确的是( )
A.反射角的大小为40°
B.当水面升高时,反射角将变大
C.当水面升高时,光斑A将向右移动
D.当水面升高时,S′到水面的距离变小
3.(2分)甲、乙分别为两种电磁波,其部分波形如图(a)所示,其中甲是我们能看得见的红光。结合图(b)的电磁波谱,下列分析正确的是( )
A.乙一定是我们能看得见的另一种色光
B.两种电磁波在真空中的波速可能不同
C.遥控器可以利用乙电磁波遥控电视机
D.医生可以利用乙电磁波拍片诊断病情
4.(2分)小明在房间里进行探究凸透镜成像特点的情景如图所示。保持蜡烛的位置不变,只移动透镜,小明发现透镜在A、B两处时,墙壁上都能得到清晰的像,则两次所成的像( )
A.都是正立的
B.都是虚像
C.透镜在B处时墙上成的像较大
D.透镜在A处时墙上成的像较大
5.(2分)甲、乙两个质地均匀的实心正方体边长分别为10cm和5cm.用同一台电子秤分别测量它们的质量,结果如图,则甲、乙两正方体的密度之比为( )
A.1:4 B.1:2 C.1:1 D.4:1
6.(2分)一辆公交车正沿着笔直的公路向前行驶,车的水平仪表板上放着一杯水.司机张师傅发现有人横穿公路,突然一个急刹车。此时,杯中的水可能会( )
A.仍然保持水面水平
B.从行驶方向的前方一侧溅出来
C.从行驶方向的后方一侧溅出来
D.溅出来但无法判断从哪侧溅出
7.(2分)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
①容器对桌面的压力:F甲>F乙
②液体的密度:ρ甲=ρ乙
③液体对容器底部的压强:p甲>p乙
④容器对桌面的压强:p甲′=p乙′
A.只有①和③ B.只有①和④ C.只有②和③ D.只有③和④
8.(2分)一个薄壁密封饮料瓶内装有一些饮料,分别放在装有甲、乙两种液体的容器中,静止后饮料瓶的状态如图所示,饮料瓶受到的浮力分别为F浮甲、F浮乙.甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙.则( )
A.F浮甲>F浮乙,ρ甲>ρ乙 B.F浮甲<F浮乙,ρ甲<ρ乙
C.F浮甲=F浮乙,ρ甲>ρ乙 D.F浮甲=F浮乙,ρ甲<ρ乙
9.(2分)如图甲所示,物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动,0~6s内拉力随时间变化的规律如图乙,速度随时间变化的规律如图丙,则在2~4s内,物体克服摩擦力所做的功为( )
A.10J B.30J C.50J D.80J
10.(2分)在探究水沸腾时温度变化特点的实验中,某同学用如图甲所示的实验装置进行实验,并绘制了如图乙所示的图线①,现将烧杯中的水冷却至室温,倒掉约三分之一的水,保持其他条件不变,重做上述实验并绘制了图线,此图线是( )
A.① B.② C.③ D.④
11.(2分)如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,若滑片P向上移动,下列说法正确的是( )
A.A示数变小,V示数变大 B.A示数变小,V示数不变
C.A示数变大,V示数变小 D.A示数变大,V示数不变
12.(2分)如图所示家庭电路中的某一部分,电工师傅按下面的顺序进行检测:①闭合S1,灯L1亮;②断开S1,闭合S2,灯L2不亮;③再用测电笔测a、b、c、d四个接线点,发现只有在c点氖管不发光。若电路中只有一处故障,则是( )
A.灯L2短路 B.灯L2所在支路开路
C.c、d两点间开路 D.c点左侧的零线开路
13.(2分)下列四幅图中的设备,与动圈式话筒工作原理相同的是( )
A.电铃 B.电动平衡车
C.电磁起重机 D.手摇发电机
14.(2分)学习了比热容的知识后,某物理课外兴趣小组绘制了如图所示的海陆风成因及流动情况示意图,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
15.(2分)如图甲所示电路中,R为定值电阻,R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端过程中变阻器的电功率与其电阻的关系图象。下列说法正确的是( )
A.电源电压为3V
B.电压表的最大示数为2V
C.整个电路功率变化了0.1W
D.电流表的示数变化了0.4A
二、填空题(每小题3分,共15分)
16.(3分)如表是参加“10公里马拉松”比赛的三名运动员发布在微信朋友圈中的成绩统计,甲跑完全程的平均速度为 m/s,小华同学通过查阅资料了解到表中马拉松“平均配速”指的是每公里所需要的时间,通过计算可知,丙参赛的平均配速为 秒,由表可知平均配速越大,平均速度越 (选填“大”或“小”)。
路程/公里
运动时间
平均配速
甲
10
53分20秒
5分20秒
乙
10
1小时3分20秒
6分20秒
丙
10
55分10秒
17.(3分)小明将一枚硬币放在碗的底部,眼睛在A处恰好看不到它(如图)。小明看不到硬币,这是因为 ;将平面镜放到碗边适当的位置,小明在A处通过平面镜看到了硬币的虚像,这是利用了光的 ;沿碗壁缓缓向碗中加水,小明在A处也能看到硬币的虚像,这是利用了光的 。
18.(3分)仿照实例,请将运用的主要物理知识填写在右侧的横线上。
例:铅垂线的应用﹣﹣重力的方向总是竖直向下的。
(1)塑料吸盘的安装﹣﹣ ;
(2)飞机升力的产生﹣﹣ ;
(3)三峡大坝的船闸的使用﹣﹣ 。
19.(3分)小金推着购物车在超市购物,如右图所示,购物车和货物的总重为100N,A点离地面距离为0.9m,B、C点为车轮与地面的接触点,当购物车前轮遇到障碍物时,小金先后两次在A点对购物车施加了最小作用力,使车的前后轮分别越过障碍物。第一次施加的力的方向为 ,此时购物车可视为 杠杆;第二次的施力大小为 N。
20.(3分)甲、乙两灯的额定电压均为8V,测得其I﹣U图象如图所示,将甲、乙两灯串联接入电路中,消耗最大电功率是 W,此时甲灯的电阻是 Ω;将甲、乙两灯并联接入8V的电路中,通电10s,电流对两灯做功 J。
三、作图、简答(21题3分,22题6分,共9分)
21.(3分)如图,光源S发出的一束光从空气射向水面,在容器壁上点P、Q处出现光点,画出上述现象的入射光线、反射光线和折射光线。
22.(6分)无叶电风扇
如图是一款新型无叶电风扇,与传统有叶风扇相比具有易清洁、气流稳、安全等特点。开始时,底座中的电动机将空气从进风口吸入,吸入的空气经压缩后进入环形空腔,再从环形空腔上的细缝中高速吹出,夹带着周边的空气一起向前流动,导致后方更多的空气流入风扇的出风口,风量被显著放大。无叶风扇的细缝结构是根据“康达效应”设计的,康达效应是指当流体(水或空气)顺着物体的凸表面流动时,有向物体吸附的趋向并沿物体的表面继续向前。阅读短文,回答问题。
(1)无叶电风扇比传统有叶电风扇更加安全的原因是什么?
(2)风扇正常运行时,相同时间内从出风口通过的空气质量与进风口流进的空气质量哪个大?
(3)在相同的时间内,无叶电风扇出风口输出的能量比进风口口输入的能量要大,这是为什么?
四、实验题(23题8分,24题6分,25题8分,共22分)
23.(8分)在探究比较不同物质的吸热能力的实验中,同学们设计了甲、乙两套实验装置,如图所示,在图甲中使用了相同的试管和温度计,装有相同体积的水和食用油,在图乙中使用了相同规格的电加热器。
(1)图甲的实验操作中存在一处错误是什么?
(2)与图甲的实验装置相比,图乙的优点是什么?
(3)某小组实验中记录了实验数据(见下表),分析第1、2次或第3、4次实验数据得到的结论是什么?分析第1、3次或第2、4次实验数据得到的结论是什么?
(4)该实验中怎样判断物质吸收热量的多少。
物质
次数
质量m/kg
升高的温度t/℃
加热时间 t/min
水
1
0.1
10
2
水
2
0.2
10
4
食用油
3
0.1
10
1
食用油
4
0.2
10
2
24.(6分)如图,“验证阿基米德原理”的实验步骤如下:
①用弹簧测力计测出物体所受的重力G(图甲);
②将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中,用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水,读出这时测力计的示数F(图乙);
③测出接水后小桶与水所受的总重力G1(图丙);
④将小桶中的水倒出,测出小桶所受的重力G2(图丁);
⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力,并比较它们的大小是否相同。
回答下列问题:
(1)物体浸没在水中,受到水的浮力F浮= ,被排开的水所受的重力G排= 。(用上述测得量的符号表示)
(2)指出本实验产生误差的原因(写出两点):
(a) ;(b) 。
25.(8分)小华用图1所示电路来测量小灯泡的电功率(部分器材的规格已标明)。
(1)图1是小华正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处:① ;② 。
(2)闭合开关进行实验,小华发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数始终为3V,而电流表示数始终为零。已知仅导线发生故障,则图1中导线 (选填“①”、“②”或“③”)发生了 (填写故障名称)。
(3)小华进行了六次实验,记录实验数据并在U﹣I图像中描点,得到小灯泡两端的电压与电流的关系
图像如图2所示。则根据记录的数据和图像可知:
①小灯泡的额定功率为 W。
②实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为 。
A.5Ω 2A
B.10Ω 2A
C.20Ω 1A
D.30Ω 1A
(4)实验结束后,小华继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行了探究,则他画出的U﹣I图像应为图3中的虚线 (选填“①”、“②”或“③”),你选择的依据是 。
五、计算题(26题12分,27题12分,共24分)
26.(12分)某工人使用如图甲所示的滑轮组匀速提升浸没在水中的实心物体A,拉力的功率随时间的变化如图乙所示,已知动滑轮的重力为60N,物体匀速上升的速度始终为1m/s。(不计绳重,摩擦及阻力,ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
求:
(1)物体浸没在水中时受到的浮力。
(2)物体的密度。
(3)物体浸没在水中时滑轮组的机械效率。
27.(12分)如图1所示为一容积为5L的恒温水箱电路结构示意图,包括控制电路和工作电路两部分,控制电路:低压电源U,R1为热敏电阻(置于水箱中),阻值随温度变化的关系如图2所示,R0为滑动变阻器,线圈电阻不计,线圈中电流大于0.2A时衔铁被吸下,小于0.18A时衔铁被释放;工作电路:R2为电热器,上面标有“220V1000W”的字样,L1、L2为红绿指示灯,其额定电压均为220V,加热时红灯正常发光,绿灯不亮,停止加热时绿灯正常发光,红灯不亮。
(1)当温度设定在60℃﹣80℃时,某次从衔铁吸下到释放用时14分钟,求
①此过程中水吸收的热量
②电加热器的加热效率;(水的比热容为4.2×103J/(kg•℃))
(2)要将控制的温度设定在60℃﹣80℃,则应该用什么规格的低压电源,R0调节至多大?
2020-2021学年山东省烟台市龙口市西片九年级(下)期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共15小题,每小题2分,满分30分)
1.【解答】解:8个相同的玻璃瓶中灌入不同高度的水,材料相同,发出声音的音色相同;若用相同大小的力敲击时,发出声音的响度相同;瓶内水的高度不同,敲击时振动的难易程度不同,发出声音的音调不同;故B正确,ACD错误。
故选:B。
2.【解答】解:A、已知光束与水面的夹角为40°,反射角为90°﹣40°=50°,故A错误;
B、因为入射光线方向不变,当水面升高时,再次的水面是平行的,反射光线与原来的反射光线是平行的,故反射角不变,故B错误;
C、当液面升高时,由于入射角不变,所以反射光线与原来的反射光线平行,
故光屏上的光斑A向左移动到A′位置。如图所示:
D、当水面升高时,物体S到水面的距离小了,所以像到水面的距离也小了,故D正确。
故选:D。
3.【解答】解:
A、由图可知,甲的波长小,乙的波长大,则甲的频率高,乙的频率低;甲是我们能看得见的红光,根据图(b)可知,乙可能是红外线,人看不见红外线,故A错误;
B、不同频率的两种电磁波在真空中的波速是相同的,故B错误;
C、遥控器是利用红外线来遥控电视机的,由于乙可能是红外线,所以利用的是乙;故C正确;
D、医生可以利用X射线拍片诊断病情,故D错误。
故选:C。
4.【解答】解:
墙相当于凸透镜成像实验中的光屏,墙上都能接到像,则像是实像,实像都是倒立的;故AB错误。
当凸透镜在A处时,物距小,像距大,像较大,其成像原理和投影机原理相同;当凸透镜在B处时,物距大,像距小,像较小,其成像原理和照相机原理相同,故C错误,D正确。
故选:D。
5.【解答】解:由题意知m甲=500g,m乙=250g,V甲=103cm3=1000cm3,V乙=53cm3=125cm3,
甲乙密度之比为:===1:4,故A正确,BCD错误.
故选:A。
6.【解答】解:
刹车前,水和杯子是一起向前运动的,汽车突然减速时,杯子由于受到桌面的摩擦力而停止运动,水由于惯性仍然向前运动,所以水会向前溢出,即从行驶方向的前方一侧溅出来,故ACD错误,B正确。
故选:B。
7.【解答】解:①水平桌面上,甲、乙两个容器中两种液体质量相等,则重力相等,容器底面积和质量相同,故对桌面的压力F甲=F乙,由p=得,容器对桌面的压强:p甲′=p乙′,故①错误,④正确;
②因为容器底面积相同,液体同高,乙中液体的体积大于甲中液体的体积,因为质量相同,所以ρ甲>ρ乙,故②错误;
③由图知,两容器中液体的深度相同,由②知ρ甲>ρ乙,根据p=ρgh知,液体对杯底的压强p甲>p乙;故③正确。
综上所述,①②错误,③④正确。
故选:D。
8.【解答】解:由于饮料瓶漂浮,则F浮=G,所以,饮料瓶在两种液体中受到的浮力相等,都等于饮料瓶受到的重力G,即F浮甲=F浮乙=G,
由图知,饮料瓶排开液体的体积:V甲排<V乙排,根据F浮=ρ液gV排可知液体的密度:ρ甲>ρ乙。
故选:C。
9.【解答】解:由图乙可知,在2~4s内,拉力F=3N,
由图丙可知,在2~4s内,物体做匀速运动,v=5.0m/s,此时摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,f=F=3N,
由v=可得,物体运动的距离:
s=vt=5.0m/s×2s=10m,
物体克服摩擦力所做的功:
W=fs=3N×10m=30J。
故选:B。
10.【解答】解:水在沸腾过程中温度保持不变,根据图象乙中的①可知水的沸点是98℃,水的温度达到92℃开始计时;由于其他条件不变,质量为m的水单位时间内从外界获得的热量与原来一样,设为Q0,则一段时间T内吸收的热量Q=Q0T,由吸热公式Q=cm△t得Q0T=cm△t,则加热时间T与水的质量m成正比。倒掉三分之一的水后,剩余三分之二的水,温度同样从92℃加热到98℃,所需加热时间大约是原来的三分之二。从图乙可以看出,图线④符合这一规律。
故选:D。
11.【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电压表V测电源两端的电压,电流表A测干路电流。
因电源电压恒定不变,所以滑片移动时电压表V的示数不变,故AC错误;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以滑片移动时通过R2的电流不变,
若滑片P向上移动,则变阻器R1接入电路中的电阻变大,由I=可知,通过R1的电流变小,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流变小,即电流表A的示数变小,故B正确、D错误。
故选:B。
12.【解答】解:闭合S1,灯L1亮,电路中有电流,说明电路为通路,从保险丝→a→S1→L1→c以及c点左侧的零线都没有断路,故D错误;
断开S1,闭合S2,灯L2不亮,灯L2不亮的原因有两个:一个是断路、一个是短路,
若灯L2短路时,电路的电流会很大,将保险丝烧断,灯泡L1也不会发光,a、b两个接线点上,试电笔的氖管都不会发光,故A错误;
若灯L2所在支路开路,d点氖管不发光,故B错误;
若c、d两点间开路,灯泡L2与零线不能构成闭合电路,电路中没有电流,灯泡不会发光,但d点会通过灯泡L2与火线间接相连,试电笔的氖管会发光,故C正确。
故选:C。
13.【解答】解:当人对着动圈式话筒说话时,它会产生随人的声音变化而变化的电流,即:闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时能够产生感应电流。
A、电铃中含有电磁铁,利用的是电流的磁效应,故A不符合题意;
B、电动平衡车的核心是电动机,是根据通电导体在磁场中受力而转动的原理制成的,故B不符合题意;
C、电磁起重机的核心元件是电磁铁,是根据电流的磁效应制成的,故C不符合题意;
D、手摇发电机是根据电磁感应现象制成的,故D符合题意。
故选:D。
14.【解答】解:
AC、白天,地表受太阳辐射而增温,由于陆地土壤比热容比海水比热容小,且土壤容量比海水容量小得多,陆地升温比海洋快得多,因此陆地上的气温显著地比附近海洋上的气温高,陆地上空气气压低于海洋表面气压,海陆风由海洋吹向陆地;故A正确,C错误;
BD、夜间,由于陆地土壤比热容比海水比热容小,且土壤容量比海水容量小得多,陆地降温比海洋快,海上气温高于陆地,陆地上空气压比海洋上空气压高,就出现与白天相反的风向,海陆风由陆地吹向海洋;故BD错误。
故选:A。
15.【解答】解:由电路图可知,R1与R串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
A、由图乙可知,当R1=10Ω时,P1=0.9W,当R1′=20Ω时,P1′=0.8W,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由P=UI=I2R可得,电路中的电流分别为:
I1===0.3A,I2===0.2A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,且电源的电压不变,
所以,由I=可得,电源的电压:
U=I1(R+R1)=I2(R+R1′),即0.3A×(R+10Ω)=0.2A×(R+20Ω),
解得:R=10Ω,
电源的电压U=I1(R+R1)=0.3A×(10Ω+10Ω)=6V,故A错误;
B、当R1′=20Ω时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电压表的示数最大,
则电压表的最大示数U1′=I2R1′=0.2A×20Ω=4V,故B错误;
C、当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路的总电阻最小,整个电路的总功率最大,
则P大===3.6W,
当R1′=20Ω时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,整个电路的总功率最小,
则P小=UI2=6V×0.2A=1.2W,
所以,整个电路功率变化了:△P=P大﹣P小=3.6W﹣1.2W=2.4W,故C错误;
D、当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路的总电阻最小,电路中电流表的示数最大,
则I大===0.6A,
当R1′=20Ω时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,即电流表的示数最小,
所以,电流表的示数变化了:△I=I大﹣I2=0.6A﹣0.2A=0.4A,故D正确。
故选:D。
二、填空题(每小题3分,共15分)
16.【解答】解:因为v=,t甲=53min20s=3200s,
所以,甲跑完整个过程的平均速度:
v甲===3.125m/s,
“平均配速”指的是每公里所需要的时间,
则丙参赛的平均配速v配速==331s;
由“平均配速”的含义可知,平均配速越大,即跑相同路程所用的时间越长,由速度公式可知,平均速度越小;
故答案为:3.125;331;小。
17.【解答】解:(1)小明看不到硬币,是由于碗的边缘部分挡住了来自硬币的光线,光线进入不到眼睛,所以眼睛看不到硬币,这说明了光在均匀介质中是沿直线传播的;
(2)来自硬币的光经过平面镜会发生反射,反射光线进入人眼,人眼逆着反射光线看去,感觉光线好像是从镜子的后面射来的,这便是硬币的虚像(虚像是反射光线反向延长线的交点),所以小明通过平面镜看到了硬币的虚像,这是利用了光的反射;
(3)当沿碗壁缓缓向碗中加水时,来自硬币的光线会从水中斜射入空气中从而发生折射,当折射光线进入人眼时,人眼逆着折射光线看去,看到的便是由于光的折射而形成的虚像(虚像的位置比物体的实际位置偏高),所以小明在A处也能看到硬币的虚像,这是利用了光的折射。
故答案为:光在均匀介质中沿直线传播;反射;折射。
18.【解答】解:
(1)塑料吸盘能吸附于墙面上,这种吸附作用是由于吸盘外部的大气压强大于内部的大气压所产生的;
(2)飞机的机翼“上凸下平”,使下方空气流速小、压强大,从而产生向上的压强差,即产生向上的升力;
(3)三峡大坝的船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,即三峡大坝的船闸是利用连通器原理工作的;
故答案为:(1)外部大气压大于内部大气压;(2)流体在流速越大的地方,压强越小;机翼上方的空气流速大于下方,机翼上方的气体压强小于下方,所以机翼上下表面存在向上压强差,因而有向上压力差;(3)连通器原理。
19.【解答】解:当购物车前轮遇到障碍物时,支点为B轮,故应在A端施加一个垂直AB所在直线向下的力时,所用的力是最小的;此时的动力臂大于阻力臂,为省力杠杆;
当购物车后轮B遇到障碍物时,小明应竖直向上提扶把,车体是绕着C点转动的,故C点就是支点,由图知,此时L动==1.5m,L阻′=0.3m,
由杠杆平衡条件可知:F′L动′=GL阻′,
即;F′×1.5m=100N×0.3m,
解得F=20N。
故答案为:垂直AB所在直线向下;省力;20。
20.【解答】解:(1)由题意可知,甲、乙两灯的额定电压均为8V,
由图象可知,两灯泡的额定电流分别为I甲=0.8A、I乙=0.6A,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,将甲、乙两灯串联接入电路中时,电路中的最大电流I=I乙=0.6A,
由图象可知,此时两灯两端的电压分别为U甲=4V、U乙=8V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源的电压:
U=U甲+U乙=4V+8V=12V,
则电路消耗最大电功率:
P=UI=12V×0.6A=7.2W。
此时甲灯的电阻:
R甲==≈6.67Ω。
(2)因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,将甲、乙两灯并联接入8V的电路中,两灯泡两端的电压均为8V,
由图象可知,两灯泡的电流分别为I甲=0.8A、I乙=0.6A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流:
I′=I甲+I乙=0.8A+0.6A=1.4A,
通电10s,电流对两灯做功:
W=U′I′t=8V×1.4A×10s=112J。
故答案为:7.2;6.67;112。
三、作图、简答(21题3分,22题6分,共9分)
21.【解答】解:
根据平面镜成像的规律,作出点光源S的对称点S′,即为S的像,由于反射光线的反向延长线要过像点S′,连接PS′,其与水面的交点就是入射点O.则SO 为入射光线,OP为反射光线,OQ为折射光线,如图所示:
22.【解答】答:(1)比较无叶电风扇与传统有叶电风扇的构造可知,无叶电风扇比传统有叶电风扇更加安全,是因为无扇叶;
(2)电动机将空气从进风口吸入,吸入的空气经压缩后进入圆环空腔,再从圆环空腔上的细缝中高速吹出,夹带着周边空气一起向前流动,导致后方更多的空气流入风扇的出风口,风量被显著放大,据此可知,风扇正常运行时,相同时间内从出风口通过的空气质量大于进风口流进的空气质量。
(3)压缩空气从圆环空腔上的细缝中高速吹出,空气流速大,压强小,后方空气夹带着周边的空气一起向前流动,后方空气对流入气体做功,能量增加。
四、实验题(23题8分,24题6分,25题8分,共22分)
23.【解答】解:(1)由图可知水和食用油的体积相同,由于水和食用油的密度不同,则水和食用油的质量不同;所以错误为没有控制水和食用油的质量不变。
(2)与图乙的实验装置相比,图甲的优点是用同一酒精灯加热时,更容易控制水和食用油吸收的热量相同;
(3)由表中第1、2 次或第3、4次实验数据可知,液体的种类和升高的温度相同而液体的质量不同,液体吸收的热量不同,由此可知:同种物质升高相同温度时,吸收的热量与物质的质量有关;
由第1、3 次或第2、4 次实验数据可知,液体的质量和升高的温度相同而液体种类不同,液体吸收的热量不同,由此可知:质量相同的水和煤油升高相同的温度,吸收的热量与物质的种类有关;
(4)用两个完全相同的加热器,加热时间长的液体吸收热量就多。故用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少。
故答案为:(1)没有水和食用油的质量相同;(2)容易控制水和食用油吸收的热量相同;(3)同种物质升高相同温度时,吸收的热量与物质的质量有关;质量相同的水和煤油升高相同的温度,吸收的热量与物质的种类有关;(4)用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少。
24.【解答】解:
(1)根据称重法测浮力可知,物体浸没在水中,受到水的浮力:F浮=G﹣F;
由题意可知,被排开的水所受的重力:G排=G1﹣G2;
(2)实验产生误差的原因:
(a)测力计的精度不够,测量时测力计未保持静止、测力计使用前没有调零等,都会引起测力计的示数不准;
(b)小桶中的水未倒净,排开的水未全部流入小桶,会引起测得排开水的重力与真实值之间有误差。
故答案为:(1)G﹣F;G1﹣G2;
(2)(a)测力计的精度不够;(b)小桶中的水未倒净(合理即可)。
25.【解答】解:
(1)两个不妥之处:①开关闭合;②没有将变阻器最大电阻连入电路;
(2)电流表示数始终为零,电路可能断路,电压表示数始终为3V,说明电压表与电源连通,已知仅导线发生故障,则图1中导线①发生了断路,导致电压表串联在电路中了;
(3)根据U﹣I图像知,灯在额定电压下的电流为0.3A,
①小灯泡的额定功率为:
P=ULI=2.5V×0.3A=0.75W。
②根据U﹣I图像知,灯的电压为0.5V时,电流为0.1A,由串联电路的规律及欧姆定律,此时,实验中所使用的滑动变阻器连入电路的电阻为:
R滑===25Ω,故变阻器的规格可能为30Ω 1A,选D;
(4)因灯泡的电阻随温度的升高而增大,则可知灯泡的U﹣I图像是一条向上的曲线(图3中的实线);灯泡和变阻器串联,由串联电路的电压规律可知,灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变,或灯泡两端电压的变化量等于滑动变阻器两端电压的变化量,故他画出的变阻器的U﹣I图像应为图3中的①。
故答案为:(1)①开关闭合;②没有将变阻器最大电阻连入电路;
(2)①;断路;
(3)①0.75;②D;
(4)①;灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变(或灯泡两端电压的变化量等于滑动变阻器两端电压的变化量)。
五、计算题(26题12分,27题12分,共24分)
26.【解答】解:
(1)由图甲可知,n=2,则拉力F拉绳的速度v=2vA=2×1m/s=2m/s;
由图乙可知,圆柱体A离开水面后拉力F的功率P′=420W,
由P=Fv得,绳子自由端的拉力:
F′===210N;
不计绳重、摩擦及阻力,拉力F′=(GA+G轮)
A的重力:
GA=2F′﹣G轮=2×210N﹣60N=360N;
由图乙可知,圆柱体A在水中拉力F的功率P=300W,
由P=Fv得,绳子自由端的拉力:
F===150N,
不计绳重、摩擦及阻力,拉力F=(GA﹣F浮+G轮)
150N=(360N﹣F浮+60N)
解得:F浮=120N;
(2)由F浮=ρ水gV排得A的体积:
V=V排===1.2×10﹣2m3;
A的质量:
mA===36kg,
A的密度:
ρA===3×103kg/m3;
(3)物体浸没水的机械效率:
η====×100%=80%。
答:(1)物体浸没在水中时受到的浮力为120N;
(2)物体的密度为3×103kg/m3;
(3)物体浸没在水中时滑轮组的机械效率为80%。
27.【解答】解:(1)①水的体积:
V=5L=5dm3=5×10﹣3m3,
由ρ=可得,水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×5×10﹣3m3=5kg,
水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×(80℃﹣60℃)=4.2×105J;
②由P=可得,消耗的电能:
W=Pt=1000W×14×60s=8.4×105J,
电加热器的加热效率:
η=×100%=×100%=50%;
(2)由题意可知,当温度为60℃时,线圈中电流等于0.2A时衔铁被吸下,
由图像可知,R1的阻值为32Ω,
由I=可得,电源的电压:
U=I1(R1+R0)=0.2A×(32Ω+R0),
当温度为80℃时,线圈中的电流等于0.18A时衔铁被释放,
由图像可知,R1′的阻值为40Ω,
则电源的电压:
U=I1′(R1+R0)=0.18A×(40Ω+R0),
因电压电源的电压不变,
所以,0.2A×(32Ω+R0)=0.18A×(40Ω+R0),
解得:R0=40Ω,
电源的电压U=I1(R1+R0)=0.2A×(32Ω+40Ω)=14.4V。
答:(1)①此过程中水吸收的热量为4.2×105J;②电加热器的加热效率为50%;
(2)要将控制的温度设定在60℃﹣80℃,则应该用14.4V的低压电源,R0调节至40Ω。
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