2023年辽宁省鞍山市铁西区中考物理模拟试题(含答案)
展开2023年辽宁省鞍山市铁西区中考物理模拟试卷(3月份)
一、选择题(共14小题,共32分,其中1~10题为单选题,每小题2分;11~14小题为多选题,每题3分,每小题选项全对得3分,选对但不全的得1分,有错选的不得分)
1.(2分)根据你对生活中物理量的认识,指出下列数据最符合生活实际的是( )
A.空气的密度为1.29kg/m3
B.两个普通鸡蛋重约为10N
C.人正常步行的速度约为12m/s
D.珠穆朗玛峰山脚今天的大气压约1.5×105Pa
2.(2分)关于炒菜和炖菜过程中涉及到的物理知识,下列判断正确的是( )
A.炖菜时铁锅要盖锅盖,是因为气压越大,液体的沸点越低
B.用铁锅炒菜是因为铁的比热容大
C.天然气燃烧时将化学能转化为内能
D.炒菜过程中菜的内能保持不变
3.(2分)下列关于信息和能源与材料的说法中,正确的是( )
A.物体间能量的转化与转移具有方向性
B.电饭锅加热电阻用超导体材料可以提高发热高效率
C.频率越高的电磁波在空气中传播得越快
D.石油、天然气和煤属于可再生资源
4.(2分)下列说法正确的是( )
A.磁体周围的磁场是有方向的,故磁感线是磁场中实际存在的曲线
B.有磁性的甲物体可以吸引乙物体,故乙物体原来一定是有磁性的
C.电磁继电器是利用电磁铁的磁性有无来控制工作电路通断的开关
D.扬声器将电信号转化为声信号,工作过程利用的是电磁感应原理
5.(2分)书静止在水平桌面上,书受到重力和支持力的作用,下列说法正确的是( )
A.书受到的支持力是桌面的形变产生的
B.桌面受到的压力和书本受到的支持力是一对平衡力
C.书受到重力和支持力是一对相互作用力
D.压力和支持力的作用点相同
6.(2分)一个边长为10cm的正方体物块漂浮在水面,浸入水中的深度为8cm,物块不吸水。g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,则下列说法正确的是( )
A.物块受到的重力为6N
B.物块下表面受到的压力为8N
C.物块受到的浮力为10N
D.物块的密度为0.6×103kg/m3
7.(2分)取两个相同的验电器A和B,使A带正电,B不带电。如图所示,用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来,观察到A的金属箔张开角度减小,B金属箔由闭合变为张开。下列说法正确的是( )
A.两金属箔片能够张开是因为带上了同种电荷
B.金属杆是导体,容易导电的原因是其内部有可以自由移动的原子核
C.B验电器的金属箔带上正电荷的原因是:A的电子转移给了B
D.实验中金属杆和金属球接触的一瞬间,金属杆中电流方向是从B流向A
8.(2分)如图所示,水平桌面上有一长为L、质量分布均匀的木板M,右端与桌边相齐,在水平拉力F的作用下,沿直线向右匀速离开桌边,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.M对桌面的压强不变,摩擦力变小
B.M对桌面的压强变大,桌面对M的支持力不变
C.M对桌面的压强变小,摩擦力不变
D.M对桌面的压强变大,桌面对M的摩擦力变小
9.(2分)如图所示,是某同学设计的一台体重测量仪的工作原理图,当测量者站在体重测量台上时,滑片P会滑动到金属片BC上的某一位置,体重显示表就能显示出测量者的体重。下列关于这台体重测量仪分析正确的是( )
A.体重显示表是用电流表改装成的
B.体重测量仪由于缺少开关始终处于通路
C.体重越大,电路中的电流越小
D.体重越大,整个电路的电功率越大
10.(2分)如图所示,水平面上叠放着A、B两个物体,在水平方向力F1和F2的作用下保持静止,已知F1=5N,F2=11N,那么物体A、B和地面之间的摩擦力大小和方向的有关说法正确的是( )
A.A对B的摩擦力为5N,方向向左
B.地面对B的摩擦力为11N,方向向右
C.地面对B的摩擦力为6N,方向向左
D.B对A的摩擦力为5N,方向向左
(多选)11.(3分)下列关于物理概念的说法中,错误的是( )
A.燃料燃烧得越充分,热值越大
B.物体的温度升高,其内能一定增加
C.导体两端的电压越大,电阻就越大
D.某种物质温度升高1℃所吸收的热量,叫做这种物质的比热容
(多选)12.(3分)关于力和运动的关系,下列说法中正确的是( )
A.竖直向上抛出的物体运动到最高点时受到的合力不等于0
B.物体运动状态改变时,一定受到力的作用
C.物体静止在斜面上,物体对地面的压力与物体受到的重力大小相等
D.物体运动的方向和受到力的方向不一定相同
(多选)13.(3分)水平桌面上两个底面积、质量均相同的甲、乙容器中分别盛有适量的水,将两个体积相同的小球M、N分别放入两个容器中,静止时状态如图所示,两容器内水面相平,下列分析正确的是( )
A.M球的密度小于N球的密度
B.M球受到的浮力大于N球受到的浮力
C.甲容器对桌面的压力一定小于乙容器对桌面的压力
D.甲容器底受到水的压力小于乙容器底受到水的压力
(多选)14.(3分)如图甲所示的电路,电源电压保持不变,R0为定值电阻,闭合开关S,滑动变阻器R的滑片P从a端滑到b端的过程中,电流表和电压表示数变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为8V
B.定值电阻R0的阻值为10Ω
C.整个电路消耗的最大功率为4.8W
D.滑片P在b端时,通电1min变阻器消耗的电能为30J
二、填空题(共9小题,每空1分,共24分)
15.(3分)铅垂线是利用重力的方向是 的原理制成的。如图所示的水平仪可以检验一个平面是否水平,若把它东西方向放置,铅垂线锥体偏在水平仪中央刻度线的左方,说明此桌面的 边高(选填“东”或“西”)。我们推水平仪的底部,水平仪会向前运动,而推水平仪的顶部,它会向前倾倒,这是因为力的 不同,会使力的作用效果不同。
16.(2分)夜市中用燃气炉烹饪食物主要是通过 的方式增大食物的内能;现场香气四溢属于 现象。
17.(3分)在一辆向右行驶的汽车车厢的顶壁上挂着一个小球(空气阻力忽略不计)。当出现了如图所示的情景时,汽车在做 (填“加速”、“匀速”、“减速”)运动。此时绳子对球的拉力和球受到的重力 (填“是”“不是”或“可能是”)一对平衡力。此时绳子对球的拉力大小 (填“等于”或“不等于”)球对绳子的拉力大小。
18.(2分)家用台灯的LED灯泡 (是/不是)利用电流热效应工作的,它的核心元件是发光二极管,二极管是由 材料制成的。
19.(3分)生产生活中蕴含着大量的物理学知识。汛期,大坝水位达到“警戒水位”时就要泄洪降低水位,这是因为水的深度越深,压强 ;高山上用高压锅煮饭,是因为海拔高度越高,大气压 ;锅炉液位计利用了 原理,使液位计中的水面与锅炉内水面始终相平。(前两空选填“越大”或“越小”)
20.(3分)如图为悬浮式无线蓝牙音箱,该产品底座里有一个电磁铁,可使箱体悬在空中,这是根据同名磁极相互 的原理实现的。音箱内的扬声器工作原理与 原理相同(填“电动机”或“发电机”),发电机的工作原理是 。
21.(3分)北斗卫星导航系统与地面光纤通信共同组成现代通信,今年的6月23日上午9时43分许北斗三号收官之星成功发射,实现了全球覆盖。卫星利用太阳能电池板获得能量,太阳能属于 能源(选填“可再生”或“不可再生”)。卫星是使用 与地面站通信的,而光纤传递信息利用了光的 (选填“反射”或“直线传播”)原理。
22.(3分)小明放学回家,看见在面积为1m2的水平桌面上放着一个盛有水的平底玻璃杯。如图所示,经测量发现,玻璃杯和水总重6N,已知杯中的水深h是15cm,杯的底面积0.002m2。水平桌面受到玻璃杯的压强为 Pa。水对杯底的压力为 N。将一质量为90g,体积为100cm3的实心小球放入水中,小球静止时所受的浮力为 N。
23.(2分)如图甲所示的电路中,电源电压恒定,两只灯泡的U﹣I图像如图乙所示。已知L2的额定功率为3.6W,当S、S1都闭合时,L2恰好正常发光,则电源电压为 ;当S闭合,S1断开时,L1恰好正常发光,L2的实际功率为 W。
三、作图题(共3小题,24题2分、25题3分、26题3分共8分)
24.(2分)如图所示,商场的电梯匀速向上运动,站在电梯上的顾客相对电梯静止,请画出顾客受力的示意图(空气阻力不计)。
25.(3分)如图所示的粗黑线框表示一个多功能插板。已知开关闭合后,两插孔都能分别供电,指示灯亮;开关断开后,插孔都不能供电,指示灯不亮;若指示灯损坏,闭合开关后,插孔仍能供电。请用笔通线代替导线完成剩余部分的接线。
26.(3分)如图所示,闭合开关S,桌面上的条形磁体保持静止不动,电磁铁右侧的小磁针会顺时针转动。请标出:(1)磁感线a的方向。(2)电源右端的极性(用“+”或“﹣”表示)。(3)条形磁体左端的极性(用“N”或“S”表示)。
四、简答题(共1小题,共4分)
27.(4分)母亲节,小雨和妈妈去看望奶奶。在高速公路上,坐在客车车窗旁的小雨感觉道路两旁的树木在疾速后退。当她推开车窗玻璃时,长长的披肩秀发被“吸”到了窗外。请你用所学的物理知识解释上述两种现象。
五、计算题(共2小题,28题9分,29题9分,共18分。要求写出必要的文字说明、公式、主要运算过程、数值和单位)
28.(9分)高速铁路的广泛应用,使人们的出行更加快捷。放假期间,铭铭与家人乘坐高铁从葫芦岛到沈阳游玩。如图是他们乘坐的“和谐号”高铁列车,如表是它的部分参数。(g=10N/kg)
(1)满载的列车停在水平轨道上时,对轨道的压强是多少?
(2)列车在水平轨道上做匀速直线运动速度是50m/s,所受阻力是其满载时重力的0.01倍,此过程中牵引力的功率是多少?
(3)“和谐号”运行1km耗电1.075×108J,若这些电能全部由燃烧柴油来获得,列车行驶1km需要消耗多少千克柴油?(q集箱=4.3×107J/kg)
满载时总质量
1200t
车轮与铁轨接触总面积
1m2
最高时速
360km/h
29.(9分)小明家有一种电热壶内部简化电路如图,额定电压为220V。电热壶具有加热、保温两挡。保温挡的额定功率为110W,转到双触点开关,其接触1、2、3和4中的一个或两个时分别为关,加热或保温挡。R1、R2是两个阻值不变的发热元件,R2=44Ω,现将电热壶接到220V的家庭电路中,求:
(1)R1的阻值;
(2)加热挡的电功率;
(3)若电热壶内装有1.1kg的水,现用加热挡使水升高55℃,加热效率为70%,则需要工作多少秒?[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
六、实验、探究题(共5小题,每空1分共34分)
30.(6分)学校走廊水平处用的是抛光的地砖,而在斜坡处却使用表面更为粗糙的地砖,如图甲所示。小杨认为地砖表面的粗糙程度可能会影响摩擦力的大小,于是小杨设计了如下实验对其进行了探究。
(1)用弹簧测力计拉动木块在图乙中的地砖上做 运动就能测出滑动摩擦力的大小,此时摩擦力的大小是 N。
(2)继续用弹簧测力计拉动上述实验中的木块在图丙中的地砖上做相同的运动,读出弹簧测力计的示数恰好和图乙中一样,由此得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度无关。你认为小杨得出的结论是否可靠? ,你的理由是 。
(3)修改了设计方案后,用弹簧测力计拉同一木块进行了正确的实验操作,实验情境如图丁、戊所示,比较丁、戊两次实验,可得到的结论是 。
(4)在操作过程中小杨还发现,弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使木块在地砖上按原运动状态运动,如图已所示(己和戊中的木块和地砖完全相同)。此过程中,木块受到的滑动摩擦力 (选填“大于”“小于”或“等于”)4N。
31.(6分)如图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)金属盒上的橡皮膜应该选用 (选填“薄”或“厚”)一些较好,压强计上的U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器。
(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,其调节的方法是 (选填“A”或“B”),使U形管左右两侧的水面相平。
A.将右侧支管中高出的水倒出
B.取下软管重新安装
(3)比较图乙和图丙,可以得到:液体的压强与 有关。
(4)比较 、 两图,可以得到:液体的压强与液体密度有关。
(5)已知图丁中U形管左右两侧水面的高度差h=10cm,则杯中的液体对橡皮膜的压强为 Pa。(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ盐水=1.1×103kg/m3,g=10N/kg)
32.(7分)学习了密度知识后,小明想知道妈妈配制的用于腌鸡蛋所用盐水的密度。利用天平、量筒进行测量。操作如下:
(1)把天平放在水平台上,游码移至 处,指针位置如图甲所示,此时应向 (填“左”或“右”)调节平衡螺母。
(2)在烧杯中倒入适量的盐水,用调节好的天平测出烧杯和盐水的总质量为234.4g;
(3)将烧杯中的部分盐水倒入量筒,液面位置如图丙所示,读出盐水的体积 mL;
(4)再用天平测出烧杯和剩余盐水的质量,砝码和游码示数如图乙所示,则烧杯和剩余盐水的质量为m= g;
(5)盐水的密度为ρ盐水= kg/m3。
(6)小明还想利用所测盐水的密度(用ρ盐水表示),来测量苹果密度,于是进行了如下操作(如图丙所示):
①在烧杯中加入适量的盐水,用刻度尺测出液面高度为h1;
②再将苹果轻轻放入烧杯中漂浮,用刻度尺测出此时液面的高度h2;
③用细长针使苹果 在盐水中,用刻度尺测出液面的高度h3;
④苹果密度表达式:ρ苹果= 。
33.(8分)小刚同学利用图甲所示的电路“探究电流与电压、电阻的关系”,所选择的器材有新干电池两节,5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一只,“30Ω,1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一只,导线若干。
(1)图乙是按照图甲连接的实物图,其中有一根导线连接错了,请你在接错的那根导线上画“×”,并用笔画线代表导线将电路连接正确(要求导线不能交叉);
(2)正确连接后,闭合开关,移动滑片,发现电流表有示数,电压表无示数。可能的故障是定值电阻R (选填“断路”或“短路”);
(3)排除故障后,小刚首先探究电流与电压的关系。以下实验步骤中正确且最合理的顺序是 ;
①立即闭合开关,开始实验;
②将滑片移到最右端,再闭合开关;
③缓慢移动滑片,调节电压表示数依次为1.5V、2V、3V,并记下电流表示数;
④缓慢移动滑片,调节电压表示数依次为3V、2V、1.5V,并记下电流表示数:
⑤断开开关,分析数据,得出结论;
⑥更换不同阻值的定值电阻,再次改变3次电压表示数,并记下电流表示数;
A.①③⑤
B.②③⑤
C.②③⑤⑥
D.②④⑥⑤
(4)小刚继续探究电流与电阻的关系。他首先把5Ω电阻接入电路,缓慢移动滑片,直到使电压表指针如图丙所示,则电压表示数为 ;
(5)他又分别将10Ω、15Ω和20Ω的电阻接入电路进行实验,当 Ω的电阻接入电路后,无法将电压表示数调节到用5Ω的电阻进行实验时的控制电压值,为了用以上四个电阻都能完成实验,定值电阻两端所控制不变的电压应该不低于 V;
(6)实验结束后,小刚进行了反思,如果把阻值为 Ω的电阻最先接入电路进行实验,就可以避免实验中出现电压表示数无法达到控制电压的问题;他还发现,对于某定值电阻,当它两端的电压是电源电压的 倍时,与之串联的滑动变阻器的功率会达到最大值。
34.(7分)某物理实验小组正在使用“伏安法”测量未知电阻Rx阻值,实验电路如图甲所示(电源电压3V)。
(1)闭合开关S前,应将滑动变阻器滑片P移到最 端(选填“左”或“右”)。
(2)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数且示数接近3V,则电路故障原因可能是 。
(3)排除故障后,当滑片移到某一位置时,电压表示数为1.6V,电流表示数如图乙所示,其读数为 A,则未知电阻Rx= Ω。
(4)利用图甲实验器材还能完成下列探究实验 (选填“A”或“B”)。
A.探究电流与电压的关系
B.探究电流与电阻的关系。
(5)实验中电流表突然损坏,小组同学经过讨论设计了一种实验方案也可测出Rx阻值。电路如图丙所示,电源电压未知且恒定不变,a、b为滑动变阻器左右两个端点,已知滑动变阻器最大阻值为Rmax,请你把以下测量步骤补充完整。
①闭合开关S,滑片p移到a端时,读出电压表示数为U1;
②闭合开关S, ,读出电压表示数为U2;
③待测电阻Rx= (用已知和测量出的物理量符号表示)。
2023年辽宁省鞍山市铁西区中考物理模拟试卷(3月份)
参考答案与试题解析
一、选择题(共14小题,共32分,其中1~10题为单选题,每小题2分;11~14小题为多选题,每题3分,每小题选项全对得3分,选对但不全的得1分,有错选的不得分)
1.【答案】A
【分析】首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【解答】解:A、通常情况下,1m3的空气的质量在1.29kg左右,所以密度为1.29kg/m3,故A正确;
B、两个鸡蛋的质量在100g=0.1kg左右,受到的重力大约为G=mg=0.1kg×10N/kg=1N左右,故B错误;
C、人正常步行的速度约为1.1m/s,故C错误;
D、大气压强随海拔高度的增加而减小。海平面处的气压在1.0×105Pa左右,那么珠穆朗玛峰山脚的大气压一定接近或略低于1.0×105Pa,更不可能达到1.5×105Pa,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查学生对生活中常见物体的数据的了解情况,本题告诉我们一定要对实际生活中常见的物体做到熟知,以免闹了笑话自己还不知道。
2.【答案】C
【分析】(1)液体的沸点随气压的增大而升高;
(2)铁具有良好的导热性;
(3)燃料燃烧的过程将化学能转化为内能;
(4)物体吸收热量,内能增大。
【解答】解:A、炖菜时铁锅要盖锅盖,是因为气压越大,液体的沸点越高,故A错误;
B、用铁锅炒菜是因为铁具有良好的导热性,与铁的比热容大小无关,故B错误;
C、天然气燃烧时将化学能转化为内能,故C正确;
D、炒菜过程中,菜吸收热量,菜的内能变大,故D错误。
故选:C。
【点评】本题通过生活中的现象,考查了对沸点与气压的关系、材料的性质、能量的转化、内能的改变等的理解与应用,综合性强,但难度不大。
3.【答案】A
【分析】(1)能量在转化中具有方向性,即由电能转化为内能,但内能不能全部转化成电能;能量的传递是从高温物体传向低温物体,但不能够从低温物体传递到高温物体,故能量的转移也是有方向性的;
(2)由电热公式可知电流越大、电阻越大、通电时间越长,导体发热越多;
(3)电磁波传播的速度为光速,与频率大小无关;
(4)能够源源不断的从自然界得到补充的能源叫可再生能源,如太阳能、风能、生物质能等;短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源,如煤、石油等。
【解答】解:A、能量转化和转移过程是具有方向性,故A正确;
B、由Q=I2Rt可知,超导体的电阻为零,故其发热为零,故B错误;
C、电磁波传播的速度为光速,与频率大小无关,故C错误;
D、石油、天然气和煤属于不可再生能源,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查电磁波的传播、超导材料、能量的转化和能源的分类,知识点较多,属于基础题。
4.【答案】C
【分析】(1)磁场是有方向的,磁感线实际上不存在。
(2)有磁性的物体可以吸引另一个物体,另一个物体可能是被磁化后被吸引的。
(3)电磁继电器是利用电磁铁的磁性有无来控制工作电路通断的开关。
(4)扬声器是把电信号转化为声信号,工作过程利用的是磁场对电流的作用。
【解答】解:A、磁体周围的磁场是有方向的,磁感线不是磁场中实际存在的曲线,磁场是实际存在的,故A错误;
B、有磁性的甲物体可以吸引乙物体,乙物体可能原来没有磁性,被磁化后也能吸引乙物体,故B错误;
C、电磁继电器是利用电磁铁的磁性有无来控制工作电路通断的开关,故C正确;
D、扬声器是把电信号转化为声信号,工作过程利用的是磁场对电流的作用,故D错误。
故选C。
【点评】知道磁场和磁感线;知道磁化和磁极间的相互作用规律;知道电磁继电器的基本原理;知道扬声器的基本原理。
5.【答案】A
【分析】发生弹力的条件是:直接接触且发生弹性形变;弹力的方向与施力物体的形变恢复方向相同;
力平衡的条件:大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在一个物体上;
相互作用力的条件:大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在不同的物体上。
【解答】解:A、放在水平桌面的书受到桌面的支持力,该力是弹力,弹力是施力物体形变引起的,与施力物体的形变恢复方向相同;故支持力是桌面形变产生的,故A正确;
B、桌面受到的压力和书本受到的支持力作用在两个物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C、书受到重力和支持力作用在同一物体上,不是一对相互作用力,故C错误;
D、压力的作用点在桌面,支持力的作用点在书上,两个力的作用点不相同,故D错误。
故选:A。
【点评】本题应知道二力平衡的条件和相互作用力的条件,并且会区分平衡力和相互作用力.
6.【答案】B
【分析】ACD、先计算正方体物块的体积和物块排开水的体积,根据阿基米德原理可知物块所受的浮力,物块漂浮,自身重力等于所受的浮力,根据G=mg得出物块的质量,根据密度公式得出物块的密度;
B、根据p=ρ水gh得出物块下表面受到的压强,得出物块的底面积,根据F=pS得出物块下表面受到的压力。
【解答】解:ACD、正方体物块的体积V=(10cm)3=1000cm3=10﹣3m3,
物块排开水的体积 V排=10cm×10cm×8cm=800cm3=8×10﹣4m3,
根据阿基米德原理可知物块所受的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣4m3=8N,
物块漂浮,自身重力G=F浮=8N,
物块的质量m===0.8kg,
物块的密度ρ===0.8×103kg/m3,故ACD错误;
B、物块下表面受到的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×m=800Pa,
物块的底面积S=10cm×10cm=100cm2=0.01m2,
物块下表面受到的压力F=pS=800Pa×0.01m2=8N,故B正确。
故选:B。
【点评】本题考查浮力、压强、压力、密度的有关计算,是一道综合题。
7.【答案】A
【分析】(1)电荷间的作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;
(2)容易导电的物体叫导体,金属导体容易导电的原因是其内部有大量的可以自由移动的电子;
(3)电荷的定向移动形成电流。正电荷定向移动的方向是电流的方向,自由电子的定向移动方向与电流方向相反。
【解答】解:A.验电器A的两金属箔片能够张开,是因为两箔片带上了同种电荷,同种电荷相互排斥而张开,故A正确;
B.金属杆是导体,容易导电的原因是其内部有可以自由移动的自由电子,故B错误;
CD.金属杆和金属球接触的一瞬间,B验电器上的负电荷转移到A验电器,验电器B中的金属箔片带上了正电荷,金属杆中电流方向是自A流向B,故CD错误。
故选:A。
【点评】知道导体容易导电的原因、理解电荷间的作用规律、明确电荷的转移情况以及电流方向的规定,可解答此题。
8.【答案】B
【分析】①在水平面上,压力的大小是由物体的重力产生的,而压强的大小受压力大小和受力面积的大小影响,由接触面积的变化,再利用压强公式p=可求得压强的变化。
②滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关,与受力面积无关。
【解答】解:木板被拉出一小段距离的过程中,对桌面的压力等于木板重力,大小不变,则桌面对M的支持力大小也不变;但在这一过程中,受力面积逐渐减小,由公式p=可知,对桌面的压强逐渐增大。
因为压力和接触面的粗糙程度都不变,故滑动摩擦力不变。
故ACD错误,B正确。
故选:B。
【点评】本题考查压强公式的应用和影响滑动摩擦力的因素,此题中要先分析压力的变化,明确压力是不变的,再根据压力不变时,压强与受力面积成反比,判断出压强是增大的。
9.【答案】D
【分析】(1)由图可知,R1与R2串联,体重显示表与R1并联,根据电流表和电压表的正确使用方法可知体重显示表是用什么电表改装成的;
(2)当体重测量仪的上方无物体时,滑片位于绝缘体的位置,电路断路;
(3)当测试仪所测体重越大时,滑动变阻器接入电路的电阻越小,根据欧姆定律可知电路中电流的变化;
(4)根据公式P=UI 进行分析解答。
【解答】解:A、由图可知,R1与R2串联,体重显示表与R1并联,测的是R1两端的电压,所以体重显示表是用电压表改装成的,故A错误;
B、当体重测量仪的上方无物体时,滑片位于绝缘体AB的位置,电路断路,故B错误;
C、当测试仪所测体重越大时,杠杆逆时针转动,滑片向上滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据I=可知,电路中的电流变大,故C错误;
D、体重越大时,滑动变阻器接入电路的电阻越小,电路中的电流变大,电源电压不变,根据公式P=UI可知,整个电路的电功率越大,故D正确。
故选:D。
【点评】解答本题的关键是欧姆定律的应用以及滑动变阻器的正确使用;并会将理论知识应用到实际生活当中,真正体会从物理走向生活的理念。
10.【答案】D
【分析】静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用,A相对于B保持静止状态,首先分析A的受力情况,求出A受到的摩擦力。
根据物体间力的作用是相互的,求出B的上表面受到的摩擦力。
B相对于地面处于静止状态,分析B的受力情况,求出B下表面受到的摩擦力;根据物体间力的作用是相互的,求出B对上地面的摩擦力。
【解答】解:AD、两个物体处于静止状态,A相对于B保持静止状态,水平方向上A受到拉力F1和B对A的摩擦力作用,摩擦力和拉力是一对平衡力,大小相等,方向相反,拉力F1是5N,所以B对A的摩擦力的大小是5N,方向水平向左,由于物体间力的作用是相互的,所以A对B的摩擦力为5N,方向向右,故A错误,D正确;
BC、整体处于静止状态,受到水平向右的拉力F1、水平向左的拉力F2和地面对B的摩擦力的作用;由于F1=5N,F2=11N,所以摩擦力的方向是水平向右的,摩擦力的大小为:f=F2﹣F1=11N﹣5N=6N,故BC错误。
故选:D。
【点评】本题把A和B两个物体分别进行受力分析,根据二力平衡条件和物体间力的作用是相互的进行判断,是本题的关键。
11.【答案】ACD
【分析】(1)热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量,是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与质量大小、燃烧程度无关;
(2)物体温度升高,内能一定增大;物体内能增加,温度不一定升高;
(3)电阻是导体阻碍电流的性质,与电压和电流无关;
(4)根据比热容定义分析。
【解答】解:A、热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃烧程度无关,故A错误;
B、物体的温度升高,其内能一定增加,故B正确;
C、电阻是导体阻碍电流的性质,与电压和电流无关,故C错误;
D、物理学规定,单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量为该物体的比热容,故D错误。
故选:ACD。
【点评】本题考查了热值、比热容、电阻的概念以及内能与温度的关系,是一道综合题。
12.【答案】ABD
【分析】(1)处于静止状态或匀速直线运动状态的物体受平衡力作用,平衡力合力为零;
(2)力是改变物体运动状态的原因;
(3)物体静止在水平地面上,物体对地面的压力与物体受到的重力大小相等;
(4)物体运动的方向和受到力的方向可能相同,也可能相反。
【解答】解:A.竖直向上抛出的物体,当物体运动到最高点时,物体只受重力作用,受力不平衡,受到的合力不为0,故A正确;
B.力是改变物体运动状态的原因,物体运动状态改变时,一定受到力的作用,故B正确;
C.物体只有静止在水平地面上,物体对地面的压力与物体受到的重力大小才相等,若不是水平地面,压力不等于重力,故C错误;
D.物体运动的方向和其所受力的方向不一定相同,如竖直上抛的物体,在向上运动的过程中,不计阻力,只受竖直向下的重力,其运动的方向和受到力的方向相反,即物体运动的方向和受到力的方向不一定相同,故D正确。
故选:ABD。
【点评】本题考查了力与运动的关系,明确合力不为零物体运动状态才改变。
13.【答案】AC
【分析】(1)根据p=ρ液gh比较容器底面受到的压强大小,根据F=pS比较容器底面受到的压力大小,根据容器的形状判断出压力与重力的关系,进而判断出两容器对水平桌面压力的关系;
(2)由图可知排开液体体积的关系,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排判断出两小球所受浮力的关系;根据浮沉条件即可判断物体密度的大小。
【解答】解:
CD、两容器水面相平即容器底部深度h相同,根据液体压强计算公式 p=ρgh 可知,p甲=p乙,容器的底面积相同,根据F=pS可知故甲容器底受到水的压力等于乙容器底受到水的压力,故D错误;
已知水对容器底的压力相等,由于甲容器底与口面积相等,甲中水对容器底的压力等于重力,乙的开口大,有一部分液体压在了容器侧壁,液体对容器底的压力小于重力,所以乙中水和物体的总重力大于甲中物体的总重力,又因为容器质量相同,所以甲对桌面的压力小于乙对桌面的压力,故C正确;
AB、由于MN的体积相同,由图中VM排<VN排,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知两小球所受浮力 FM<FN,故B错误;
小球 M 在甲中漂浮,则密度ρM<ρ水,小球N在乙中悬浮,则密度ρN=ρ水,所以ρM<ρN,故A正确。
故选:AC。
【点评】此题综合考查了阿基米德原理、物体浮沉条件及其应用、压强的大小比较等知识点,是一道综合性较强的题目。
14.【答案】BD
【分析】(1)由电路图可知,定值电阻R0和滑动变阻器串联,电压表测量R两端的电压,电流表测量电路中的电流;闭合开关S,当滑片P位于a端时,电路为R0的简单电路,此时电路中的电流最大,根据图像读出最大电流,利用欧姆定律表示出电源电压;
当滑片P位于b端时,定值电阻R0与滑动变阻器的最大阻值串联,此时电路中的电流最小,根据图像读出电路中的最小电流,根据串联电路电压规律和欧姆定律表示出电源电压,联立关系式可求出定值电阻和电源电压;
(2)根据电路最大电流和P=UI求出电路消耗的最大功率;
(3)根据W=UIt得出滑片P在b端时,1min内R消耗的电能。
【解答】解:AB、由电路图可知,定值电阻R0和滑动变阻器串联,电压表测量R两端的电压,电流表测量电路中的电流;当滑片P位于a端时,电路为R0的简单电路,此时电路中的电流最大;
由图像可知,电路中的最大电流0.6A时,根据欧姆定律可知,电源电压:U=0.6A×R0……①
当滑片P位于b端时,定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联,此时电路中的电流最小,由图像可知,电路中的最小电流0.2A,电压表示数为5V,
根据串联电路电压特点和欧姆定律可知,电源电压:U=0.1A×R0+5V……②
联立①②可得:R0=10Ω,U=6V,故A错误、B正确;
C、由于电路的最大电流为0.6A,所以电路消耗的最大功率:Pmax=UImax=6V×0.6A=3.6W,故C错误;
D、滑片P在b端时,1min内R消耗的电能W=UIt=5V×0.1A×1×60s=30J,故D正确。
故选:BD。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据图像读出相关的信息。
二、填空题(共9小题,每空1分,共24分)
15.【答案】竖直向下;东;作用点。
【分析】(1)由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力,重力的施力物体是地球,重力的作用点叫重心,重力的方向是竖直向下的。
(2)力的三要素有:力的大小、方向、作用点,它们都影响力的作用效果。
【解答】解:铅垂线是利用重力的方向是竖直向下的原理制成的。如图所示的水平仪可以检验一个平面是否水平,若把它东西方向放置,铅垂线锥体偏在水平仪中央刻度线的左方,说明此桌面的东边高。
我们推水平仪的底部,水平仪会向前运动,而推水平仪的顶部,它会向前倾倒,这是因为力的作用点不同,会使力的作用效果不同。
故答案为:竖直向下;东;作用点。
【点评】知道重力的方向竖直向下和在生活中的应用,知道力的三要素影响力的效果,可解答此题。
16.【答案】热传递;扩散
【分析】(1)改变内能的方法有两个:做功和热传递;
(2)扩散现象说明一切物质的分子都在不停地做无规则运动。
【解答】解:用煤气炉烹饪食物,食物从锅中吸收热量,用热传递的方式增大食物的内能;
食物的香气四溢是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
故答案为:热传递;扩散。
【点评】本题考查了与热学相关的多个知识点,联系生活中的现象,能用相关热学知识做出解释是解答的关键。
17.【答案】加速;不是;等于。
【分析】(1)汽车匀速运动时绳子在竖直方向上;汽车做变速运动时,绳子倾斜;加速小球向后摆,减速小球向前摆。
(2)根据平衡力及平衡的条件分析解答此题,二力平衡条件:大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在同一个物体上,这四个条件缺一不可。
(3)相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
【解答】解:(1)当汽车加速时,由于惯性,小球要保持原来的运动状态,所以小球就向后偏;根据球向后偏可知汽车做加速运动。
(2)忽略空气阻力,小球受竖直向下的重力,沿绳子斜向上的拉力,这两个力不在同一条直线上,根据二力平衡条件可知,这两个力不是一对平衡力。
(3)绳子对球的拉力和球对绳子的拉力是一对相互作用的力,大小相等。
故答案为:加速;不是;等于。
【点评】物体具有惯性而表现出来的惯性现象以及平衡力、相互作用的力的问题,在生活中随处可见。要多观察,多实验,多体会。
18.【答案】不是;半导体。
【分析】当电流通过电阻时,电流做功而消耗电能,产生了热量,这种现象叫做电流的热效应;半导体是导电能力介于导体与绝缘体之间的材料。
【解答】解:LED灯泡不是利用电流的热效应工作,它是由半导体材料制成的。
故答案为:不是;半导体。
【点评】本题考查了半导体的特点,属于基础题。
19.【答案】越大;越小;连通器
【分析】(1)液体压强随深度的增加而增大;
(2)气压随高度的增加而减小;水的沸点随水面上方的气压减小而减小;
(3)上端开口、下部相连通的容器叫连通器,连通器内的液体不流动时,各容器中的液面就是相平的。
【解答】解:(1)液体压强随深度的增加而增大,所以大坝水位达到“警戒水位”时就要泄洪降低水位,这是因为水的深度越深,压强越大;
(2)高山上用高压锅煮饭,是因为海拔高度越高,大气压越小,水的沸点越低;
(3)锅炉液位计和锅炉就构成了一个连通器,水不流动时,液面就是相平的。
故答案为:越大;越小;连通器。
【点评】本题考查液体压强和大气压强,难度不大,是对基础知识的考查。
20.【答案】排斥;电动机;电磁感应。
【分析】(1)同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
(2)扬声器是利用通电导体在磁场中受力的原理来工作的,将电信号转化为声信号。和电动机的原理一样。发电机是根据电磁感应原理工作的,工作过程中将机械能转化为电能。
【解答】解:如图为悬浮式无线蓝牙音箱,该产品底座里有一个电磁铁,可使箱体悬在空中,这是根据同名磁极相互排斥的原理实现的。音箱内的扬声器工作原理与电动机原理相同。发电机是根据电磁感应原理工作的,工作过程中将机械能转化为电能。
故答案为:排斥;电动机;电磁感应。
【点评】知道磁极间的相互作用规律;知道扬声器和电动机的基本工作原理。
21.【答案】可再生;电磁波;反射
【分析】(1)能从自然界源源不断得到或可重复利用的能源是可再生能源,不能从自然界源源不断得到或不能重复利用的能源是不可再生能源;
(2)电磁波可以在真空中传播,移动通信是利用电磁波传输信号的;
(3)光纤传递信息利用了光的反射原理。
【解答】解:
(1)太阳能从自然界源源不得到,是可再生能源;
(2)卫星和地面传递信息主要是利用了电磁波传递信息的;
(3)光纤传递信息利用了光的反射原理。
故答案为:可再生;电磁波;反射。
【点评】本题考查了能源的分类、电磁波的运用以及光纤通信的原理,属于基础知识的考查,难度较小。
22.【答案】3000;3;0.9。
【分析】(1)桌面受到的压力等于玻璃杯和水总重,根据p=求出桌面受到的压强;
(2)知道杯内水深和水的密度,根据p=ρgh求出杯底受到水的压强,利用F=pS求出杯底受到水的压力;
(3)将实心小球浸没在水中,利用阿基米德原理求实心小球受到的浮力;知道实心小球的质量,利用重力公式求受到的重力,再利用物体的浮沉条件判断小球的浮沉,最后据此求出小球受到的浮力。
【解答】解:(1)桌面受到的压力:F=G=6N,
桌面受到的压强:p===3000Pa。
(2)杯底受到水的压强:p′=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa,
由p=可得,杯底受到水的压力:F=pS=1500Pa×0.002m2=3N;
(2)将实心小球浸没在水中,V排=V=100cm3=1×10﹣4m3,
实心小球受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=1N;
实心小球的重力:
G=mg=0.09kg×10N/kg=0.9N,
因为F浮>G,所以实心小球将上浮,最后处于漂浮,则浮力F浮′=G=0.9N。
故答案为:3000;3;0.9。
【点评】本题考查了学生对液体压强计算公式和压强定义式的掌握与运用,对于液体对容器底的压力,要先求出液体对容器底的压强,再根据F=pS求液体对容器底的压力;固体对支持面的压强,要先求固体对支持面的压力,再根据压强定义式求固体对支持面的压强,这是解题的关键。
23.【答案】6V;0.8。
【分析】由图乙知当电压为6V时,通过小灯泡L2的电流为0.6A,其功率符合小灯泡L2的额定功率,进而判断出小灯泡的额定电压;
当S、S1都闭合时,只有灯泡L2接入电路,L2恰好正常发光,则小灯泡两端的电压等于电源电压;
当S闭合,S1断开时,两灯泡串联,L1恰好正常发光,由图像判断出此时通过L1的电流和L1、L2两端的电压,由P=UI算出L2的实际功率。
【解答】解:L2的额定功率为3.6W,由图乙知当电压为6V时,通过小灯泡L2的电流为0.6A,其功率P2=U2I2=6V×0.6A=3.6W,所以小灯泡的额定电压为6V;
当S、S1都闭合时,只有灯泡L2接入电路,L2恰好正常发光,则电源电压等于L2两端的电压,即U=U2=6V;
当S闭合,S1断开时,两灯泡串联,L1恰好正常发光,由图像可知此时通过L1的电流为0.4A,L1两端的电压为4V,L2两端的电压为2V,L2的实际功率为:P2实=U2实I2=2V×0.4A=0.8W。
故答案为:6V;0.8。
【点评】本题考查了的电功率公式的应用,从图像中得到有用的信息是解题的关键。
三、作图题(共3小题,24题2分、25题3分、26题3分共8分)
24.【答案】见解答
【分析】先对此人进行受力分析,然后确定此人的重心,最后根据力的示意图的画法表示出此人所受的力。
【解答】解:因为此人站在匀速上升的电梯上,所以此人受重力和支持力的作用;然后过此人的重心作竖直向下的力(即重力)和竖直向上的力(即支持力)注意两条线段长度要相等,如图所示:
。
【点评】作力的示意图,要用一条带箭头的线段表示力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,起点或终点表示力的作用点,是平衡力的长度要相等。
25.【答案】
【分析】根据题意判断出指示灯与两个插座为并联,且都由开关来控制,再结合两孔插座和三孔插座的接法进行连接。
【解答】解:由题意可知,开关断开时指示灯不亮,插孔不能提供工作电压;开关闭合时指示灯亮,插孔能提供工作电压;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压,说明指示灯、两个插座都能独立工作,所以指示灯、三孔插座、两孔插座是并联的,且都由开关来控制,则开关应串联在干路中;三孔插座采用“左零右火上地”的接法、两孔插座采用“左零右火”的接法;如图所示:
【点评】本题主要考查了接线板的连接,能正确判断指示灯与两个插座的连接方式是正确解答的关键。
26.【答案】
【分析】首先根据小磁针的转动方向判断通电螺线管的磁极,根据通电螺线管的磁极判断电路方向,根据磁感线a判断条形磁体的磁极。
【解答】解:(1)闭合开关S,电磁铁右侧的小磁针会顺时针转动,说明通电螺线管周围的磁感线从右端出发,回到左端,可以判断通电螺线管的左端是S极,右端是N极,a磁感线方向如图。
(2)通电螺线管的左端是S极,右端是N极,根据安培定则可以判断电流从通电螺线管的左端进入,从右端流出,可以判断电源的左端是正极,右端是负极,如图。
(3)a磁感线从左端进入螺线管,可以判断条形磁体的右端是N极,左端是S极,如图。
【点评】知道螺线管的电流方向、磁极、小磁针的磁极、磁感线中的任意一者,都可以根据磁感线特点和安培定则判断另外几者。
四、简答题(共1小题,共4分)
27.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)选择参照物时,一般以地面为参照物判断物体是否运动,但相对地面静止的物体,如果以相对地面运动的物体为参照物,就是运动的,可根据题意进行判断。
(2)流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。
【解答】解:(1)因为小雨是以自己所乘坐的客车(车内的乘客、司机、坐椅等)为参照物,道路两旁的树木相对所乘坐的客车(参照物)的位置发生了变化,所以感觉到道路两旁的树木在向后运动。
(2)由于客车疾速行驶,客车外空气流动速度大,压强小,车内空气流动速度较小,压强大,车内的气体压强大于车外的气体压强,所以小雨的头发被“吸”到窗外。
【点评】选择不同的参照物,物体的运动情况是不一样的,凡是选作参照物的物体都认为其是静止的,而参照物的选取又是任意的,注意灵活选择参照物。
掌握流体压强跟流速的关系,能用流体压强解释有关的问题,知道汽车经过时,汽车带动空气的流动使车外空气流动的速度加快是解决此题的关键。
五、计算题(共2小题,28题9分,29题9分,共18分。要求写出必要的文字说明、公式、主要运算过程、数值和单位)
28.【答案】(1)满载的列车停在水平轨道上时,对轨道的压强是1.2×107Pa:
(2)设列车在水平轨道上做匀速直线运动其速度是50米/秒,所受阻力是其满载时重力的0.01倍,此过程中牵引力的功率是6×106W;
(3)列车行驶1km需要消耗2.5kg的柴油。
【分析】(1)满载的列车停在水平轨道上时,对轨道的压力和自身的重力相等,根据F=G=mg求出其大小,再根据p= 求出对轨道的压强;
(2)列车在水平轨道上做匀速直线运动时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,根据F=f=0.01G求出牵引力的大小,利用P===Fv求出此过程中牵引力的功率;
(3)根据题意可知柴油完全燃烧释放的热量,根据Q=mq求出所需柴油的质量。
【解答】(1)满载的列车停在水平轨道上时,对轨道的压力:
F=G=mg=1200×103kg×10N/kg=1.2×107N,
对轨道的压强:p===1.2×107Pa,
(2)因列车在水平轨道上做匀速直线运动时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,列车受到的牵引力:
F′=f=0.01G=0.01×1.2×107N=1.2×105N,
此过程中牵引力的功率:
P===F'v=1.2×105N×50m/s=6×106W:
(3)列车行驶1km需要完全燃烧柴油释放的热量:
Q放=W′=1.075×108J,
由Q放=mq可得,所需柴油的质量:
m2===2.5kg.
答:(1)满载的列车停在水平轨道上时,对轨道的压强是1.2×107Pa:
(2)设列车在水平轨道上做匀速直线运动其速度是50米/秒,所受阻力是其满载时重力的0.01倍,此过程中牵引力的功率是6×106W;
(3)列车行驶1km需要消耗2.5kg的柴油。
【点评】本题考查了重力公式、压强公式、功率公式、燃料完全燃烧释放热量公式以及二力平衡条件的应用,关键是知道物体对水平面的压力和自身的重力相等,计算过程要注意单位的换算。
29.【答案】(1)R1的阻值为440Ω;
(2)加热挡的电功率为1210W;
(3)需要工作300s。
【分析】(1)由电路图可知,双触点开关连接触点2和3时,电路为R1的简单电路,为保温状态,根据P=求出R1的阻值;
(2)双触点开关连接触点3和4时,R1与R2并联,为加热状态,根据电路的总功率等于各用电器功率之和以及P=求出加热挡的电功率;
(3)知道水的比热容,根据Q吸=cmΔt求出把1.1kg的水用加热挡使水升高55℃所吸收的热量,利用η=求出消耗的电能,根据P=求出需要工作的时间。
【解答】解:
(1)由电路图可知,双触点开关连接触点2和3时,电路为R1的简单电路,为保温状态;
由P=可得,R1的阻值:
R1===440Ω;
(2)双触点开关连接触点3和4时,R1与R2并联,为加热状态,
则加热时电阻R2的功率:
P2===1100W,
加热挡的电功率为:
P加热=P1+P2=110W+1000W=1210W;
(3)用加热挡把1.1kg的水升高55℃,水所吸收的热量:
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×1.1kg×55℃=2.541×105J;
由η=可得,消耗的电能为:
W===3.63×105J,
由P=可得,需要工作的时间为:
t===300s。
答:(1)R1的阻值为440Ω;
(2)加热挡的电功率为1210W;
(3)需要工作300s。
【点评】本题考查了电功率公式和吸热公式、电功公式、效率公式的应用等,分清电热壶处于不同状态时电路的连接方式和从图像中获取有用的信息是关键。
六、实验、探究题(共5小题,每空1分共34分)
30.【答案】(1)匀速直线;3.2。(2)不可靠;接触面的粗糙程度不同,木块对支持面的压力也不同。(3)在压力一定的情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。(4)小于。
【分析】(1)根据二力平衡,只有在拉力方向与摩擦力方向相反且匀速拉动木块时,弹簧测力计对木块的拉力才与木块所受的摩擦力大小相等;
(2)物体所受滑动摩擦力的大小与接触面间的压力、接触面的粗糙程度有关。
【解答】解:(1)用弹簧测力计水平拉动木块在图乙中的地砖上做匀速直线运动时,根据二力平衡可知,此时木块所受的摩擦力与拉力是一对平衡力,所以此时我们可以通过弹簧测力计读出木块所受的摩擦力。由图乙可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,指针在“3”“4”之间第1小格处,则弹簧测力计的示数为3.2N。
(2)比较图乙、丙可知,两次实验中,地砖的粗糙程度不同,且在斜面上拉动时,木块对地砖的压力小于其重力,实验中存在两个变量,所以我们无法通过比较图乙、丙所示的实验来得出结论。
(3)比较丁、戊两次实验可知,两次实验中压力相同、接触面的粗糙程度不同,弹簧测力计的示数不同,则我们可以得出结论:在一定的情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(4)弹簧测力计不沿水平方向拉动时,会对木块有一个向上的作用,使得木块对地砖的压力变小,在接触面粗糙程度相同的情况下,压力减小,则木块所受的摩擦力将减小。
故答案为:(1)匀速直线;3.2。(2)不可靠;接触面的粗糙程度不同,木块对支持面的压力也不同。(3)在压力一定的情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。(4)小于。
【点评】在这类题中,我们一定要注意控制变量法的应用。
31.【答案】(1)薄;不属于;(2)B;(3)液体深度;(4)乙、丙;(5)1000。
【分析】(1)橡皮膜越薄,橡皮膜越容易发生形变;上端开口底部连通的仪器是连通器;
(2)U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;U形管右端液面比较高,就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压;只要取下软管,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的;
(3)要探究液体的压强与液体深度的关系,应控制探头同种液体中,改变橡皮膜在液体中的深度,据此分析应选的实验图;
(4)要探究液体的压强与液体密度的关系,应控制探头在液体中的深度不变,改变液体的密度,据此分析应选的实验图;
(5)根据p=ρ液gh进行计算。
【解答】解:(1)U形管压强计是利用液体对金属盒上的橡皮膜施加压力,橡皮膜受力发生形变后挤压了橡胶管内的空气,管内的空气挤压了U形管左侧的液面,由于U形管内左右两侧的液面受到的压力不同,所以左侧液面下降,右侧液面上升,从而产生液面的高度差,我们通过液面的高度差的变化判断橡皮膜的受力大小变化,如果橡皮膜太厚,则受力不容易发生形变,使管内液面高度差变化不明显,不利于观察,故橡皮膜应该选用薄一些的较好;
连通器是上端开口,下端连通的,而U形管压强计的U形管左侧与橡胶管相连,是密封的,并没有开口,所以不是连通器;
(2)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,则B正确;
故选B;
(3)由U形管压强计的工作原理可知,通过U形管内液面的高度差的变化判断橡皮膜的受到液体压力大小变化,比较图乙、丙两次实验可知,橡胶膜在液体内部的深度变大,U形管内液面的高度差变大,说明橡胶膜受到液体的压力变大,同种液体内部压强随深度的增加而增大;
(4)比较丙、丁两次实验可知,橡胶膜在液体内部的深度相同,液体的密度变化了,U形管内液面的高度差变变化不同,说明橡胶膜受到液体的压力不同,同一深度液体内部压强与液体密度有关;
(5)U形管左右两侧水面的高度差h=10cm=0.1m;则液体对橡皮膜的压强压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
故答案为:(1)薄;不属于;(2)B;(3)液体深度;(4)乙、丙;(5)1000。
【点评】本题考查了液体内部压强特点的实验探究以及连通器的原理、液体压强公式应用,利用好控制变量法分析实验并得出结论是关键。
32.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)把天平放在水平台上,先将游码调零,再由平衡螺母向指针偏转的方向,根据左偏右调,右偏左调确定平衡螺母的调节方向;
(3)量筒中盐水的体积等于盐水凹形底部对应的刻度值;
(4)物体的质量等于砝码质量和游码所对的刻度值之和;
(5)求出量筒中盐水的质量,根据密度公式求出盐水的密度;
(6)测量苹果的密度时,要测量苹果的质量和体积,测量苹果的质量:利用漂浮条件和阿基米德原理进行测量;
测量苹果的体积:采用等效替代的方法。
【解答】解:(1)把天平放在水平台上,游码移至标尺左端的零刻度线处,由图甲知指针右偏,将平衡螺母向左移动,使天平横梁平衡;
(3)由图丙知,量筒分度值为2mL,盐水的体积V盐水=60mL=60cm3;
(4)由图乙知,烧杯与剩余盐水的质量:m=100g+50g+10g+1.8g=161.8g;
(5)量筒中盐水的质量:m=234.4g﹣161.8g=72.6g,
盐水的密度:ρ盐水=;
(6))①假设烧杯的底面积为s,由题意知,苹果放在盐水中时漂浮在盐水面上,苹果排开盐水的体积V排=s(h2﹣h1),
由阿基米德原理和漂浮的条件可知,苹果的重力G=F浮=ρ盐水gV排=ρ盐水gs(h2﹣h1),
所以,苹果的质量:;
③由题意可知,苹果完全浸没在盐水中时,苹果排开盐水的体积为V排′=s(h3﹣h1),即苹果体积V苹果=V排′=s(h3﹣h1),
苹果的密度为:=。
故答案为:(1)零刻线;左;(3)60;(4)161.8;(5)1.21×103;(6)③浸没;④。
【点评】本题考查了天平的使用与读数、量筒的读数、密度的计算、利用浮力测固体密度等,是一道综合题,有一定难度。
33.【答案】(1)如上图所示;(2)短路;(3)C;(4)1V;(5)20;1.2;(6)20;0.5。
【分析】(1)原电路中,电流表与电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,电阻应与电流表串联,电压表与电阻并联;
(2)电流表有示数,说明电路不是断路,电压表无示数,可能是与电压表并联的支路短路,或电压表断路了,据此分析;
(3)为了保护电路,且使实验结论具有普遍性,设计正确且最合理的顺序;
(4)根据电压表选用量程确定分度值读数;
(5)研究电流与电阻的关系时,要控制电阻的电压不变,根据串联电路电压和分压原理得出变阻器的最大电阻连入电路中时对应的最大的电阻值;
由串联电路电压的规律及分压原理得出电压值应该不低于多少;
(6)研究电流与电阻的关系时,要控制电阻的电压不变,根据串联电路分压规律可知,当定值电阻连入电路的电阻越大时,变阻器连入电路的电阻越大,电阻的电压越小,滑动变阻器两端的电压越大,据此分析;
根据P=I2R分析滑动变阻器何时具有最大功率,根据串联分压原理得到它两端的电压是电源电压的几倍。
【解答】解:(1)原电路中,电流表与电阻串联,电压表串联在电路中是错误的,电阻应与电流表串联,电压表与电阻并联,如下图所示:
;
(2)电流表有示数,说明电路不是断路,电压表无示数,可能是与电压表并联的支路短路,或电压表断路了,结合题意可知,故障可能是与电压表并联的定值电阻R短路了;
(3)排除故障后,小刚首先探究电流与电压的关系,将滑动变阻器滑片移到阻值最大处,再闭合开关,根据串联电路分压规律可知,在减小变阻器接入阻值时其两端电压减小,定值电阻电压变大,缓慢移动滑片,调节电压表示数依次为1.5V、2V、3V,并记下电流表示数;为了避免实验结果的偶然性,更换不同阻值的定值电阻,再次改变3次电压表示数,并记下电流表示数;最后断开开关,分析数据,得出结论;故实验步骤中正确且最合理的顺序是②③⑥⑤,故选C;
(4)根据图乙可知,电压表选用小量程,分度值0.1V,电压表指针如图丙所示,电压表示数为 1V;
(5)电源为干电池两节,电压3V,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=U﹣U定=3V﹣1V=2V,定值电阻的电压为变阻器分得的电压的0.5倍,将变阻器的最大电阻连入电路中时,对应的定值电阻的最大值为:R大=0.5×30Ω=15Ω,当20Ω的电阻接入电路后,无法将电压表示数调节到1V,故当20Ω的电阻接入电路后,无法将电压表示数调节到用5Ω的电阻进行实验时的控制电压值;
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:=,
UV=1.2V,所以调节后的电压值应该不低于1.2V;
(6)研究电流与电阻的关系时,要控制电阻的电压不变,由分压原理,当定值电阻连入电路的电阻越大时,变阻器连入电路的电阻越大,故为避免实验中存在的问题(因定值电阻的电压过小,导致用较大的定值电阻时,因变阻器的最大电阻过小而无法完成实验):
合理的顺序是:先将20Ω电阻连入电路,变阻器的滑片从阻值最大处向阻值较小处滑动,控制定值电阻两端的电压不变,进行实验,可以避免实验中存在的问题;
对于某定值电阻,滑动变阻器的功率表达式为:
P=I2R=R滑=,
当变阻器接入电阻与定值电阻相同时有最大功率,此时根据串联分压原理可知,变阻器两端电压是电源电压的0.5倍。
故答案为:(1)如上图所示;(2)短路;(3)C;(4)1V;(5)20;1.2;(6)20;0.5。
【点评】本题是探究电流与电压、电阻的关系实验,考查电路的连接、注意事项、操作过程、控制变量法和对器材的要求以及电路最大功率问题。
34.【答案】(1)右;(2)Rx断路;(3)0.16;10;(4)A;(5)②滑片P移到b端时;③•Rmax。
【分析】(1)为保护电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处;
(2)电流表无示数可能是电路断路;电压表示数接近3V,等于电源电压,说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源两端相连,电压表并联电路之外,不存在断路,据此判断出故障;
(3)根据电流表选用小量程确定分度值读数,由欧姆定律得出未知电阻大小;
(4)根据控制变量法可知探究电流与电压的关系需控制电阻不变;
(5)用电压表分别测量出电源电压和变阻器的最大电阻连入电路中时定值电阻的电压,根据串联电路的规律和欧姆定律求出定值电阻的大小。
【解答】解:(1)为保护电路,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处,即最右端;
(2)电流表无示数可能是电路断路;电压表示数接近3V,等于电源电压,说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源两端相连,所以故障为定值电阻Rx断路;
(3)由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,电流为0.16A,
由欧姆定律I=得未知电阻:
Rx===10Ω;
(4)根据控制变量法可知利用本实验器材还能完成探究电流与电压的关系,故选:A;
(5)①闭合开关S,滑片P移到a端时,读出电压表示数为U1;
②闭合开关S,滑片P移到b端时,读出电压表示数为U2;
③在①中,电压表测电源电压U1;
在②中,变阻器的最大电阻与定值电阻串联,由串联电路电压的规律,变阻器的电压为:
U滑=U1﹣U2,由欧姆定律,电路中的电流:
I==,
根据串联电路的规律和欧姆定律得待测电阻:
Rx===•Rmax。
故答案为:(1)右;(2)Rx断路;(3)0.16;10;(4)A;(5)②滑片P移到b端时;③•Rmax。
【点评】此题是“测量未知电阻Rx阻值”的实验,考查了电路连接、注意事项、电路故障、电流表的读数、电阻的计算以及特殊的方法测量电阻等,考查的知识点多,综合性强,这些都是经常考查问题,需熟练掌握。
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