四川省成都市龙泉驿区2021-2022学年九年级下学期期中物理试卷
展开这是一份四川省成都市龙泉驿区2021-2022学年九年级下学期期中物理试卷,共49页。试卷主要包含了选择题,填空题,作图与计算题,实验与探究题等内容,欢迎下载使用。
四川省成都市龙泉驿区2021-2022学年九年级下学期期中物理试卷(二模)(解析版)
一、选择题(每小题2分,共30分。下列各小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)
1.(2分)生活中常见的数码相机的电池电压最接近( )
A.5V B.36V C.110V D.220V
2.(2分)信用卡刷卡时其磁条经过刷卡机的卡槽(如图),剧卡机线圈中会产生感应电流。以下设备与信用卡刷卡时工作原理相同的是( )
A.排气扇 B.电烤炉 C.发电机 D.微波炉
3.(2分)下列四个实例中,为了增大压强的是( )
A.拖拉机有两条宽大的履带
B.饮料吸管的一端剪成斜口
C.书包背带一般做得较宽
D.图钉帽的面积做得较大
4.(2分)如图所示的情景中,关于声现象的描述和分析,正确的是( )
A.弹奏吉他时,我们听到优美的琴声是来自琴弦的振动
B.在汽车的排气管上安装消声器是为了在传播过程中减弱噪声
C.停止对真空罩抽气,让空气重新进入玻璃罩中,听到的铃声会逐渐变小
D.改变直尺伸出桌面的长度,用相同的力拨动直尺,声音的响度会发生变化
5.(2分)电磁波的应用已经成为人类文明的重要标志,下列关于电磁波的应用说法正确的是( )
A.军事雷达利用电磁波搜索、识别、监视军事目标
B.广播、电视、手机等设备通过电磁波来传递能量
C.医生用γ射线切割肿瘤是利用了电磁波的信息特性
D.电磁波在生活中应用广泛,电磁波对人类有利无害
6.(2分)如图所示,下列现象不能说明大气压存在的是( )
A.吸盘吸在墙上 B.用吸管喝饮料
C.纸板托水 D.注射药液
7.(2分)下列关于家庭电路及安全用电的说法,正确的是( )
A.连接家庭电路时,控制电灯的开关应该接在零线上
B.遇到家用电器着火时,应立即用大量的水将火扑灭
C.为防止保险丝被烧坏,可用铜丝替换保险丝
D.有金属外壳的用电器,其外壳需要接地保护
8.(2分)热爱劳动是中华民族的传统美德,乖巧懂事的小莉周末回家帮妈妈做饭时,惊奇地发现生活中蕴敞着很多物理知识,下列说法正确的是( )
A.炒菜时,小莉通过做功的方式改变了物体的内能
B.菜炒好后,小莉闻到菜香说明分子在不停地运动
C.小莉煮汤时,汤的温度不断升高,内能不变
D.小莉看到的细小的食盐颗粒其实是食盐分子
9.(2分)在如图所示的装置中,闭合开关,观察到导体棒ab运动,下列说法正确的是( )
A.该实验现象说明电流周围存在磁场
B.只改变电流方向,导体ab的运动方向不变
C.在此过程中,机械能转化为电能
D.电动机是利用这一原理工作的
10.(2分)小张同学为了进一步探究液体沸腾规律,设计了如图甲所示的实验装置。关于该实验下列说法正确的是( )
A.烧杯口周围冒“白气”是汽化现象
B.水在沸腾过程中,需要不断吸热,但温度不变
C.图乙是在水在沸腾过程中出现的现象
D.水沸腾后,停止加热,水会停止汽化
11.(2分)2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,载人飞行任务取得圆满成功。在返回舱减速着陆的过程中,下列说法正确的是( )
A.返回舱的机械能总量不变
B.返回舱的重力势能转化为动能
C.返回舱的重力势能减小,动能减小
D.返回舱的重力势能减小,动能增大
12.(2分)立定跳远是成都市中考体考的必考项目,如图是某同学在练习立定跳远项目时的场景,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.起跳时,脚用力向后蹬地,人受到的推力的施力物体是脚
B.脚用力蹬地时,脚对地面施加力,地面对脚也有力的作用
C.起跳后,在空中运动的过程中,该同学受到重力和推力
D.整个跳远过程中,重力的作用效果改变了该同学的形状
13.(2分)小王同学模拟设计电梯安全管控电路,防止因超载或电动自行车进入电梯而造成安全事故;当检测到电梯超载或监控到电动车进入电梯时,电机不工作电梯停止运行。若检测到电梯超载时开关S1断开,监控到电动车进入时开关S2断开,下列图中符合上述要求的电路是( )
A.
B.
C.
D.
14.(2分)如图甲所示的电路中,闭合开关,两灯泡均发光,且两个完全相同的电流表指针偏转均如图乙所示,通过灯泡L1和L2的电流分别为( )
A.1.2A 1.2A B.0.3A 0.3A
C.1.2A 0.3A D.1.5A 0.3A
15.(2分)浮力知识在生活中有非常多的应用,下列说法正确的是( )
A.民航飞机利用空气的浮力飞上天空
B.漂亮的热气球靠充入密度比空气大的气体来实现升空
C.潜水艇在水中靠改变自身受到的浮力实现上浮和下沉
D.轮船利用“空心”的办法漂浮在水面,受到的浮力等于重力
二、填空题(每空2分,共32分)
16.(4分)2021年12月9日下午,天宫课堂开讲,这是我国空间站时代的第一课。如图展示的是航天员王亚平通过水球所成的像,水球相当于我们生活中的 透镜,这种透镜对光的偏折作用是 。
17.(4分)夏天,我们要喝冰凉的饮料降暑,往往会在饮料中加入一些冰块,这是利用了冰块 吸收热量,降暑效果更好。将加有冰块的饮料放在没开空调的房间里,过一会儿看到装饮料的杯子也“热”得直“冒汗”,这是一种 现象。
18.(4分)物理课上,小明用如图甲所示的器材探究影响滑动摩擦力大小的因素。实验中,小明应该拉动木块在木板上做 运动,甲、乙两次实验中,小明记录弹簧测力计的读数分别为F1、F2,则其大小关系为F1 F2。
19.(4分)2022年2月8日,中国选手谷爱凌夺得2022年北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台金牌。在比赛中(如图),谷爱凌离开跳台后能够在空中继续向前运动是因为 ,谷爱凌在空中成功完成空翻转体1620度的高难动作,在这个过程中谷爱凌受 力(选填“平衡”或“非平衡”)。
20.(4分)如图所示,闭合开关S,通电螺线管右侧的小磁针静止时,小磁针的N极指向左。则电源的右端为 极。若要使通电螺线管的磁性增强,滑动变阻器的滑片P应向 (选填“a”或“b”)端移动。
21.(4分)在探究“重力与质量的关系”实验中,弹簧测力计在使用前应该在 方向上调零。实验后,同学们利用测得的数据绘制出如图所示的图像,由此可知,物体所受的重力跟它的质量成 。
22.(4分)物理课上,小军利用如图所示的电路来探究电阻大小与什么因素有关。A、B是材料、长度相同、横截面积不同的电阻丝,实验过程中,小军通过观察 比较电阻的大小,图中展示的器材除了可以探究导体的电阻大小与导体的横截面积的关系,还可以探究导体的电阻大小与导体的 之间的关系。
23.(4分)如图所示是一款有两个挡位的挂烫机的工作电路图,正常工作电压为220V,加热电阻R1=R2=88Ω,只闭合开关S1时,挂烫机处于 挡(选填“高温”或“低温”),挂烫机处于高温挡工作1min产生的热量为 J。
三、作图与计算题(共16分。计算题在解答时应写出公式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分)
24.(2分)如图所示,空碗的底部A处有一枚硬币,眼睛在B处恰好看不到它,慢慢往碗中倒水,眼睛在B处看到了硬币的虚像A'。请在图中画出眼睛看到硬币虚像的光路图。
25.(2分)如图甲所示是一种新式的下开式窗户,乙图为该窗户的示意图,B为转动轴,O为窗扇的重心。
(1)请画出窗扇的重力的力臂L;
(2)若要将窗扇再向外推开,画出此时在A点所用最小力F的示意图。
26.(6分)近年来,新能源电动汽车逐渐受到人们的青睐,相比于传统的燃油汽车,电动汽车具有无尾气排放、噪音小、起步快等优点。图甲所示是某品牌电动汽车正在平直公路上行驶的情景,图乙所示是该路段的一个限速路牌。该电动汽车在该路段匀速行驶5min通过的路程为6km,求:
(1)通过计算判断该电动汽车在这段时间是否超速;
(2)这段时间该电动汽车的牵引力大小为2500N,则这段时间内牵引力的功率是多少?
27.(6分)如图所示,电源电压恒定不变,灯泡L上标有“6V 3.6W”的字样(灯泡电阻受温度的影响忽略不计)。R1=20Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为40Ω,a、b是滑动变阻器的两个端点,电流表的量程为0~0.6A。当S、S1闭合,S2断开且滑片P在b端时,电流表的示数为0.3A。求:
(1)电源电压;
(2)断开S1,闭合S、S2,调节滑动变阻器的滑片,电阻R1消耗的电功率变化范围。
四、实验与探究题(共22分)
28.(6分)在“探究串联电路的电压规律”实验中,小东同学按如图所示的电路进行实验。
(1)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电压表的指针就发生了偏转,由此可知小东的操作存在的问题是 。
(2)在完成该图实验后,为了测量BC两点间的电压,小东将电压表接A点的接线端改接到C点,闭合开关后,会出现电压表 。
A.无示数
B.超过电压表量程
C.指针反偏
D.正确测出灯泡L2两端的电压
(3)小东继续正确操作实验,并把数据记录在表格中。他分析实验数据得出了两个实验结论:
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.8
1.8
3.5
①串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和;
②串联电路中,各部分电路两端电压相等。
(4)实验结束后,同学们对小东的实验及其结论进行了交流与评估,下列说法不正确的是 。
A.结论①可能是在误差范围内得出的
B.结论②具有普遍性,任何情况下都成立
C.还可以继续探究UAC是否等于电源电压
D.应该换用不同规格小灯泡多次实验
29.(8分)小李同学想测量一块不规则陶瓷片的密度。
(1)他用调节好的天平测量陶瓷片的质量,所用砝码的个数和游码的位置如图甲所示,则陶瓷片的质量为 g;
(2)他发现陶瓷片放不进量筒,改用如图乙、丙所示的方法测陶瓷片的体积;
①往烧杯中加入适量的水,把陶瓷片浸没,在水面到达的位置做标记,然后取出陶瓷片;
②先往量筒装入40mL的水,然后将量筒的水缓慢倒入烧杯中,让水面到达标记处,量筒里剩余水的体积如图丙所示,则陶瓷片的密度ρ= g/cm3;
(3)根据以上步骤,你认为小李同学测出的陶瓷片密度值与陶瓷片的真实密度值比较会 。
A.偏小
B.偏大
C.一样大
D.无法判断
(4)在“测量固体和液体密度”实验中,为了能更好地达到实验目的,我们需要测量多组数据,下列实验与此实验中进行多次测量的目的相同的是 。
A.探究杠杆的平衡条件
C.探究重力与质量的关系
B.探究浮力大小与哪些因素有关
D.刻度尺测物体长度
30.(8分)在“用电流表和电压表测电阻”的实验中,电路如图所示。
(1)连接电路时,应将滑动变阻器的滑片P移动到阻值最大处;
(2)连接好电路,闭合开关,发现电流表示数为零,但电压表指针发生明显偏转,则电路发生的故障可能是以下四种中的 。
A.Rx发生断路
B.滑动变阻器断路
C.Rx发生短路
D.电流表断路
(3)排除故障后闭合开关,调整滑片P到某一位置后,若两表的示数分别如图乙所示,此次测得的电阻Rx= Ω。
(4)实验中,如果电压表突然损坏,已知滑动变阻器的最大阻值为R,电源电压保持不变,但电源电压未知,电路如图丙。实验过程:
①先将滑片移至最左端,测出此时的电流I1;
②再将滑片移至最右端,测出此时的电流I2。
则Rx的表达式为Rx= 。
(5)实验小组对比了这两种方法,对后一种方法提出了自己的见解,合理的是 。
A.操作很麻烦,实验不易成功
B.只能测得一组数据,可能误差较大
C.器材不足,不能测得电阻
D.“伏安法”测电阻只需电流表,不用电压表了
E.实验原理用到了欧姆定律
一、不定项选择题(每小题2分,共10分。有的小题只有一个选项符合题目要求,有的小题有二个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全得1分,有选错的得0分。)
31.(2分)能源是人类一切物质生活、社会经济发展的基础,从古至今,人类对能量与能源的研究从未停止。下列对能量和能源的说法正确的是( )
A.能量转化效率可以提高,但不能达到100%
B.根据能量守恒定律,人们应该大力研制永动机
C.我国物产丰富,能源充足,不存在“能源危机”
D.新能源的开发和利用绝对安全且没有任何污染
32.(2分)小林在学习了光的反射知识后,想探究“怎样能把射向平面镜的光偏转180°,沿原方向反射回去?”经过分析和多次实验,他用两块平面镜相互垂直组成实验装置,其截面示意图如图,下列说法正确的是( )
A.此装置可使光沿原方向反射回去,是因为光路可逆
B.第一次反射入射角增大,则第二次反射的反射角减小
C.返回光线与射入光线不平行
D.利用此装置光的反射不遵守光的反射定律
33.(2分)用规格相同的电加热器分别给甲、乙两种液体(比热容c甲=2c乙)加热,如图所示,两种液体单位时间吸收的热量相同,这两种液体的温度与加热时间的图线如图所示,下面选项正确的是( )
A.同时加热120s,甲升高的温度大于乙
B.同时加热120s,甲吸收的热量比乙多
C.甲、乙两种液体的质量之比是3:2
D.甲的吸热能力小于乙的吸热能力
(多选)34.(2分)如图的装置,甲、乙分别表示两个滑轮组,连接滑轮和物体的细绳相同,绳子能承受的最大拉力为600N,物块重为200N,动滑轮重为20N,当甲的绳自由端拉力为500N,乙的绳自由端拉力为200N时,物块以0.1m/s匀速水平向左移动;当甲的绳端拉力为500N,乙的绳端拉力为F乙'时,物块处于静止状态,且物块与地面之间的摩擦力为0N,物块与水平地面粗糙程度均匀,忽略绳重及滑轮转轴摩擦,则下列说法正确的是( )
A.物块与地面之间的滑动摩擦力为200N
B.F乙'=260N
C.物块以0.1m/s匀速向右移动,乙绳端拉力的最小功率为14W
D.物块匀速移动时,乙的最大机械效率为83.3%
(多选)35.(2分)如图所示电路,电源电压恒定不变,定值电阻R1=20Ω,R2=2R3。电流表量程(0~0.6A),电压表量程(0~15V),任意调节开关均能保证电路安全。闭合开关S2,断开S1、S3,电流表示数I,R2的功率为P2;闭合开关S3,断开S1、S2,电流表示数I',R3的功率为P3。已知I:I'=2:3,电路工作时最大功率为P大,最小功率为P小。下列选项正确的是( )
A.电源电压不能超过8V B.R2=40Ω
C.P2:P3=4:3 D.P大:P小=9:4
二、综合题(共10分。第7题在解答时应写出公式、重要的演算步骤和必要的文字说明,只写出最后答案的不能得分。)
36.(4分)一天,小伟乘坐爸爸开的车遇到警察检查“酒驾”,一人向一个仪器的气管吹气便可检测人体是否摄入酒精及摄入酒精多少程度。这是什么原理呢?小伟对这个问题进行了探究:他上网查询,找到了一款“半导体呼气式酒精测试仪”,如图甲所示,其简化电路如图乙,图中R1为定值电阻,R2为酒精传感器。传感器采用氧化锡半导体材料制成,当传感器中的氧化物暴露在空气中时,由于氧气的吸附,使其内部的电子数量减少,电阻增大。如果空气中存在某种特定的还原性气体(如酒精气体),与吸附的氧气反应,导致氧化物电阻减小,从而引起检测仪表示数发生变化。
测试仪工作时,酒精传感器R2的阻值与周围气体中酒精浓度C1的关系如下表所示,检测仪将R1两端电压转换为呼出气体中酒精浓度C1显示在屏幕上。
浓度C1/(mg•L﹣1)
0.06
0.09
0.10
0.15
0.21
0.30
0.36
0.40
0.45
R/Ω
200
160
150
115
90
69
60
56
53
通常,人体呼气酒精浓度C1与血液酒精浓度C2的关系为:C2=2000C1,国家规定,当20mg/100mL≤C2<80mg/100mL时属于饮酒驾车,当C2≥80mg/100mL时属于醉酒驾车。请根据以上信息,回答下列问题:
(1)酒精检测仪可以把气体浓度信号转换为 信号输出;
(2)若长时间使用后电池电压下降,会导致所测酒精浓度读数比实际的 (“偏大”或“偏小”);
(3)如果图乙中电源电压U=3V,R1=100Ω,某次检测时,瞥察判定某司机属于饮酒驾驶,则R1两端的电压可能是 ;
A.1V
B.1.5V
C.2V
D.2.5V
(4)结合表中数据及题中相关参数分析,R1两端电压U1与酒精气体浓度的关系图像如图,合理的是 。
37.(6分)如图所示:足够高的圆柱形容器A放在水平桌面上,内放一个装满水的圆柱形容器B(B的厚度不计,且与A底部未紧密贴合)。容器A底面积为300cm2,容器B的质量为250g,底面积为200cm2,高度为20cm。甲、乙两个正方体物块的边长均为10cm,甲的质量为900g,乙的质量为1000g,甲、乙表面光滑,不吸附水,忽略其他次要因素。求:
(1)甲物块放入水中静止时受到的浮力;
(2)取出甲物块,将乙物块放入到B中,当物块静止时,A中水对容器底部的压强;
(3)把乙物块取出再从容器B中抽出质量为m的水倒入容器A中,当容器B刚好漂浮时,m为多少g。
参考答案与试题解析
一、选择题(每小题2分,共30分。下列各小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)
1.(2分)生活中常见的数码相机的电池电压最接近( )
A.5V B.36V C.110V D.220V
【分析】了解生活中常见的电压值,可得出答案。
【解答】解:常见的数码相机的电池电压最接近5V。
故BCD错误,A正确。
故选:A。
【点评】常识性了解常见电压值,可解答此题。
2.(2分)信用卡刷卡时其磁条经过刷卡机的卡槽(如图),剧卡机线圈中会产生感应电流。以下设备与信用卡刷卡时工作原理相同的是( )
A.排气扇 B.电烤炉 C.发电机 D.微波炉
【分析】信用卡刷卡时其磁条经过刷卡机的缝隙线圈出会产生感应电流,这是电磁感应现象,找出下列物体是电磁感应原理的即可。
【解答】解:信用卡刷卡的原理是电磁感应现象;
A、排气扇主要结构是一个电动机,是根据通电导体在磁场中受力而转动工作的,故A错误。
B、电烤炉是根据电流的热效应工作的,故B错误。
C、发电机是根据电磁感应原理工作的,故C正确。
D、微波炉的工作原理是电流的磁效应,故D错误。
故选:C。
【点评】生活中有很多电器,都要明白其工作原理,例如发电机、电动机、电风扇、电饭煲等等。
3.(2分)下列四个实例中,为了增大压强的是( )
A.拖拉机有两条宽大的履带
B.饮料吸管的一端剪成斜口
C.书包背带一般做得较宽
D.图钉帽的面积做得较大
【分析】压强大小跟压力大小和受力面积大小有关。
增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
【解答】解:A、拖拉机有两条宽大的履带,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A不合题意;
B、饮料吸管的一端剪成斜口,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B符合题意;
C、书包背带一般做得较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C不合题意;
D、图钉帽的面积做得较大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D不合题意。
故选:B。
【点评】这是一道与生活联系非常密切的物理题,在我们日常生活中经常需要根据实际情况来增大或减小压强,要学会学以致用,活学活用,这才是学习物理的真正意义。解答时,要注意使用控制变量法。
4.(2分)如图所示的情景中,关于声现象的描述和分析,正确的是( )
A.弹奏吉他时,我们听到优美的琴声是来自琴弦的振动
B.在汽车的排气管上安装消声器是为了在传播过程中减弱噪声
C.停止对真空罩抽气,让空气重新进入玻璃罩中,听到的铃声会逐渐变小
D.改变直尺伸出桌面的长度,用相同的力拨动直尺,声音的响度会发生变化
【分析】(1)声音是由物体的振动产生的;
(2)减弱噪声的途径有三种:即在声源处减弱、在人耳处减弱、在传播过程中减弱;
(3)声音的传播需要介质,气体、液体和固体都能够传播声音;
(4)声音的特性有三个:音调、响度和音色。音调是指声音的高低,响度是指声音的大小,音色是指声音的感觉特性。
【解答】解:A、优美的琴声是来由琴弦的振动产生的,故A正确;
B、在汽车的排气管上安装消声器是为了在声源处控制噪声的产生,故B错误;
C、当空气重新进入玻璃罩中,听到的铃声会逐渐变大,故C错误;
D、改变直尺伸出桌面的长度,用相同的力拨动直尺,声音的音调会发生变化,响度不变,故D错误。
故选:A。
【点评】此题主要考查了声音的产生、声音的传播、声音的特征及减弱噪声的途径,难度不大。
5.(2分)电磁波的应用已经成为人类文明的重要标志,下列关于电磁波的应用说法正确的是( )
A.军事雷达利用电磁波搜索、识别、监视军事目标
B.广播、电视、手机等设备通过电磁波来传递能量
C.医生用γ射线切割肿瘤是利用了电磁波的信息特性
D.电磁波在生活中应用广泛,电磁波对人类有利无害
【分析】(1)电磁波可以传递信息。
(2)电磁波可以传递能量。
(3)电磁波有利有害。
【解答】解:A、军事雷达利用电磁波搜索、识别、监视军事目标,利用电磁波传递信息,故A正确;
B、广播、电视、手机等设备通过电磁波来传递信息,故B错误;
C、医生用γ射线切割肿瘤是利用了电磁波传递能量的特性,故C错误;
D、电磁波在生活中应用广泛,电磁波对人类有利,也有害,比如电磁辐射对人体有害,故D错误。
故选:A。
【点评】知道电磁波的特性及应用;知道电磁波的利害关系。
6.(2分)如图所示,下列现象不能说明大气压存在的是( )
A.吸盘吸在墙上 B.用吸管喝饮料
C.纸板托水 D.注射药液
【分析】大气压是客观存在的,生活中许多现象都是利用了大气压,如:吸管吸饮料、钢笔吸墨水等等,结合选项中的实例可逐一判断;
要解决此题,首先要对大气压有一个正确的认识,将大气压与液体的压强区别开来。
【解答】解:A、吸盘式挂衣钩向墙上按时,是里面的压强小于外界大气压,是大气压把吸盘压在墙上,能说明大气压的存在,故A不合题意;
B、用吸管吸饮料是利用大气压的作用将饮料压入嘴中,能说明大气压的存在,故B不合题意;
C、水悬空在纸杯中,纸片没有掉下来,利用的是大气压,故C不合题意;
D、注射器向外推针管中药液是利用了液体可以传递压强,与大气压无关,故D符合题意。
故选:D。
【点评】明确大气压的概念及大气压在生活中的应用,是解答此题的关键。
7.(2分)下列关于家庭电路及安全用电的说法,正确的是( )
A.连接家庭电路时,控制电灯的开关应该接在零线上
B.遇到家用电器着火时,应立即用大量的水将火扑灭
C.为防止保险丝被烧坏,可用铜丝替换保险丝
D.有金属外壳的用电器,其外壳需要接地保护
【分析】(1)为了用电的安全,开关应控制火线;
(2)生活用水是导电的;
(3)家庭电路要安装符合安全要求的保险丝,不能用铁丝或铜丝代替保险丝;
(4)家用电器的金属外壳接地可以避免人体接触漏电的金属外壳时发生触电事故。
【解答】解:A、为了用电的安全,控制电灯的开关应该接在火线上,故A错误;
B、发生电火灾时,如果用水来灭火,由于生活用水是导电的,很容易造成救火人员触电,故B错误;
C、当电路电流过大时,保险丝容易熔断而保护电路,如果用铁丝或铜丝代替保险丝后,就起不到保护作用了,故C错误;
D、将家用电器的金属外壳接地,可以在金属外壳漏电的情况下将电倒入地下,避免人接触金属外壳时发生触电事故,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了学生对安全用电知识的了解与应用,平时学习时多了解、多积累,提高安全意识,不能违反。
8.(2分)热爱劳动是中华民族的传统美德,乖巧懂事的小莉周末回家帮妈妈做饭时,惊奇地发现生活中蕴敞着很多物理知识,下列说法正确的是( )
A.炒菜时,小莉通过做功的方式改变了物体的内能
B.菜炒好后,小莉闻到菜香说明分子在不停地运动
C.小莉煮汤时,汤的温度不断升高,内能不变
D.小莉看到的细小的食盐颗粒其实是食盐分子
【分析】(1)做功和热传递可以改变物体的内能;
(2)组成物质的分子在永不停息地做无规则运动;
(3)物体的内能与温度有关,温度升高,内能增加,但是内能增加,温度不一定升高;
(4)分子是肉眼看不见的微观粒子。
【解答】解:A、炒菜时,菜从锅体吸收热量,温度升高,内能增加,是通过热传递的方式改变菜的内能,故A错误;
B、小莉闻到菜香说明分子在不停地运动,故B正确;
C、煮汤时,汤的温度不断升高,内能增加,故C错误;
D、小莉看到的细小的食盐颗粒不是食盐分子,因为分子是人们肉眼看不见的微观粒子,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查改变物体的方式、分子动理论的内容以及温度、热量与内能的关系,是一道热学基础题。
9.(2分)在如图所示的装置中,闭合开关,观察到导体棒ab运动,下列说法正确的是( )
A.该实验现象说明电流周围存在磁场
B.只改变电流方向,导体ab的运动方向不变
C.在此过程中,机械能转化为电能
D.电动机是利用这一原理工作的
【分析】(1)闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动,导体中有感应电流产生,这是电磁感应,如发电机和动圈式话筒;发电机工作时机械能转化为电能。
(2)通电导体在磁场中受力而运动,如电动机和扬声器等。电动机工作时电能转化为机械能。
(3)通电导体在磁场中受力运动方向跟电流方向和磁场方向有关,只改变一者,导体运动方向改变,同时改变两者导体运动方向不变。
【解答】解:ACD、如图,闭合开关,导体ab中有电流通过,通电导体在磁场上受力而运动,是电动机原理图,此过程中,电能转化为机械能,故AC错误,D正确;
B、通电导体在磁场中受力运动方向跟电流方向和磁场方向有关,只改变电流方向,导体ab的运动方向会改变,故B错误。
故选:D。
【点评】发电机和电动机的原理图重要的区别在于电动机有电源,发电机没有电源。
10.(2分)小张同学为了进一步探究液体沸腾规律,设计了如图甲所示的实验装置。关于该实验下列说法正确的是( )
A.烧杯口周围冒“白气”是汽化现象
B.水在沸腾过程中,需要不断吸热,但温度不变
C.图乙是在水在沸腾过程中出现的现象
D.水沸腾后,停止加热,水会停止汽化
【分析】(1)物质由气态变成液态的过程叫液化;
(2)水在沸腾过程中,不断吸热,但温度不变;
(3)沸腾前气泡在上升过程中,体积减小,到液面时消失;沸腾时产生大量气泡,气泡在上升过程中体积增大,最后破裂;
(4)蒸发可以在任何温度下进行。
【解答】解:A、烧杯口周围冒“白气”是水蒸气遇冷液化形成的,故A错误;
B、水在沸腾过程中,需要不断吸热,但温度不变,故B正确;
C、沸腾前气泡在上升过程中,体积减小,到液面时消失,所以乙图是沸腾前的现象,故C错误;
D、水沸腾后,停止加热,蒸发可以在任何温度下进行,水会汽化,故D错误。
故选:B。
【点评】在探究“沸腾的规律”的实验中,应学会观察水沸腾时的现象。
11.(2分)2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,载人飞行任务取得圆满成功。在返回舱减速着陆的过程中,下列说法正确的是( )
A.返回舱的机械能总量不变
B.返回舱的重力势能转化为动能
C.返回舱的重力势能减小,动能减小
D.返回舱的重力势能减小,动能增大
【分析】(1)分析返回舱动能和重力势能大小的变化,从动能和重力势能大小的影响因素考虑。
动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大。
重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
(2)不计空气阻力时,机械能守恒,考虑空气阻力时,克服阻力做功,机械能转化为内能,机械能减小,内能增加。
【解答】解:在返回舱减速着陆的过程中,质量不变,速度减小,高度减小,因此动能减小,重力势能也减小,返回舱克服阻力做功,机械能减小,内能增大,一部分机械能转化为内能,故ABD错误,C正确。
故选:C。
【点评】(1)掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素。
(2)能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
12.(2分)立定跳远是成都市中考体考的必考项目,如图是某同学在练习立定跳远项目时的场景,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.起跳时,脚用力向后蹬地,人受到的推力的施力物体是脚
B.脚用力蹬地时,脚对地面施加力,地面对脚也有力的作用
C.起跳后,在空中运动的过程中,该同学受到重力和推力
D.整个跳远过程中,重力的作用效果改变了该同学的形状
【分析】(1)一个物体是受力物体,同时也是施力物体力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的;
(2)地面及其附近的一切物体都要受到重力的作用;
(3)推力属于弹力,接触的物体间才有弹力;
(4)力的作用效果:力能改变物体的形状;力能改变物体的运动状态。
【解答】解:立定跳远时,脚用力向后蹬地,对地施加向后的力,由于物体间力的作用是相互的,因此地同时对人施加向前的力,人才会向前跳起。
A、起跳时,脚用力向后蹬地,人受到的推力的施力物体是地面,故A错误;
B、由于物体间力的作用是相互的,脚用力蹬地时,脚对地面施加力,地面对脚也有力的作用,故B正确;
C、起跳后,在空中运动的过程中,该同学受到重力,没有推力的作用,故C错误;
D、整个跳远过程中,重力的作用效果改变了该同学的运动状态,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了力的作用的相互性、力的作用效果的知识,属于力学基础知识的考查,比较简单。
13.(2分)小王同学模拟设计电梯安全管控电路,防止因超载或电动自行车进入电梯而造成安全事故;当检测到电梯超载或监控到电动车进入电梯时,电机不工作电梯停止运行。若检测到电梯超载时开关S1断开,监控到电动车进入时开关S2断开,下列图中符合上述要求的电路是( )
A.
B.
C.
D.
【分析】由题知,电梯超载时开关S1将断开,电动车进入时开关S2将断开,电机不工作而使电梯停止运动,据此分析两开关的连接情况。
【解答】解:根据题意知,开关S1将断开或开关S2将断开,都能使电动机停止工作,说明两开关相互影响,即两开关串联起来控制电动机。由各选项图知,A符合要求,BCD不符合要求。
故选:A。
【点评】本题考查电路的设计,关键是根据题意分析两开关的连接方式。
14.(2分)如图甲所示的电路中,闭合开关,两灯泡均发光,且两个完全相同的电流表指针偏转均如图乙所示,通过灯泡L1和L2的电流分别为( )
A.1.2A 1.2A B.0.3A 0.3A
C.1.2A 0.3A D.1.5A 0.3A
【分析】分析电路可知:两灯并联,电流表A1测的是干路电流,电流表A2测的是L2所在支路的电流;由于并联电路中,干路中的电流等于各支路电流之和,所以电流表A1选用的应该是大量程(0~3A),A2选用的是小量程(0~0.6A);然后根据相应量程下的分度值和指针位置来进行读数。结合并联电路的电流特点即可求出通过各灯的电流大小。
【解答】解:分析电路可知:两灯并联,电流表A1测的是干路电流,电流表A2测的是L2所在支路的电流;由于并联电路中,干路中的电流等于各支路电流之和,所以A1选择的量程是0~3A,分度值为0.1A,所以电流表A1的示数为I总=1.5A,即干路电流为1.5A;电流表A2选择的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,所以电流表的示数为I2=0.3A,即通过灯L2的电流为0.3A;那么通过灯L1的电流大小为:I1=I总﹣I2=1.5A﹣0.3A=1.2A。
故选:C。
【点评】对于这类题目要先分析电路的构成,然后结合串、并联电路的特点和电表的读数方法进行分析。
15.(2分)浮力知识在生活中有非常多的应用,下列说法正确的是( )
A.民航飞机利用空气的浮力飞上天空
B.漂亮的热气球靠充入密度比空气大的气体来实现升空
C.潜水艇在水中靠改变自身受到的浮力实现上浮和下沉
D.轮船利用“空心”的办法漂浮在水面,受到的浮力等于重力
【分析】(1)飞机起飞时,利用了上下表面的空气流速不同,产生向上的压力差,即产生升力而升空;
(2)气球里所充气体的密度小于空气的密度;
(3)潜水艇是靠改变自身的重力来实现上浮或下潜的;
(4)采用空心的办法可以增大浮力。
【解答】解:
A、飞机靠机翼的升力升空,应用的是流体压强与流速的关系,故A错误;
B、热气球是利用在空气中的浮力来工作的,当气体的密度小于空气的密度时,浮力大于重力,才可以升空,故B错误;
C、潜水艇浸没在水中时,潜水艇的体积不变(排开水的体积不变),由F浮=ρgV排可知,受浮力不变,通过让水进、出压力舱改变潜水艇受到的重力来实现在水中上浮或下沉的,故C错误;
D、轮船利用“空心”的办法增大了浮力,当其漂浮在水面上时,受到的浮力等于重力,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、增大浮力的方法、物体浮沉条件的理解与掌握,是一道浮力应用的综合题。
二、填空题(每空2分,共32分)
16.(4分)2021年12月9日下午,天宫课堂开讲,这是我国空间站时代的第一课。如图展示的是航天员王亚平通过水球所成的像,水球相当于我们生活中的 凸 透镜,这种透镜对光的偏折作用是 会聚 。
【分析】凸透镜成实像时,物距大于2倍焦距,成倒立缩小的实像;凸透镜对光线具有会聚作用。
【解答】解:图中所成的像为倒立、缩小的实像,水球相当于是一个凸透镜,凸透镜对光线具有会聚作用。
故答案为:凸;会聚。
【点评】本题考查了凸透镜成像、凸透镜对光线的作用,属于基础题。
17.(4分)夏天,我们要喝冰凉的饮料降暑,往往会在饮料中加入一些冰块,这是利用了冰块 熔化 吸收热量,降暑效果更好。将加有冰块的饮料放在没开空调的房间里,过一会儿看到装饮料的杯子也“热”得直“冒汗”,这是一种 液化 现象。
【分析】物质由气态变为液态的过程叫液化,物质由固态变为液态的过程叫熔化,熔化吸热。
【解答】解:在饮料中加入冰块,冰块熔化时,不断吸热,从而使饮料温度降低。用冰块来给饮料降温,是利用了冰熔化吸热的原理。
将加有冰块的饮料放在没开空调的房间里,过一会儿看到装饮料的杯子也“热”得直“冒汗”,是水蒸气遇冷液化形成的。
故答案为:熔化;液化。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化,关键要看清物态变化前后,物质各处于什么状态;另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
18.(4分)物理课上,小明用如图甲所示的器材探究影响滑动摩擦力大小的因素。实验中,小明应该拉动木块在木板上做 匀速直线 运动,甲、乙两次实验中,小明记录弹簧测力计的读数分别为F1、F2,则其大小关系为F1 < F2。
【分析】(1)根据二力平衡的条件分析;
(2)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,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,根据图中现象得出结论。
【解答】解:(1)只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上才受到平衡力的作用,根据二力平衡条件,拉力大小才等于摩擦力的大小;
(2)滑动摩擦力的大小与压力的大小有关,当接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大,所以F1<F2。
故答案为:匀速直线;<。
【点评】本题考查滑动摩擦力与压力的大小关系以及二力平衡知识的运用,难度不大。
19.(4分)2022年2月8日,中国选手谷爱凌夺得2022年北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台金牌。在比赛中(如图),谷爱凌离开跳台后能够在空中继续向前运动是因为 惯性 ,谷爱凌在空中成功完成空翻转体1620度的高难动作,在这个过程中谷爱凌受 非平衡 力(选填“平衡”或“非平衡”)。
【分析】(1)物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性,一切物体都有惯性;
(2)物体在平衡力的作用下,只能处于平衡状态。平衡状态就包括两种:静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解:
(1)物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性,谷爱凌离开跳台后能够在空中继续向前运动是因为惯性;(2)运动员在空翻转体过程中沿曲线运动,处于非平衡状态,此时她受非平衡力的作用。
故答案为:惯性;非平衡。
【点评】本题考查平衡力的辨别、惯性,知道处于平衡状态的物体受到的力是平衡力,处于非平衡状态的物体受到的力是非平衡力是解答此题关键。
20.(4分)如图所示,闭合开关S,通电螺线管右侧的小磁针静止时,小磁针的N极指向左。则电源的右端为 正 极。若要使通电螺线管的磁性增强,滑动变阻器的滑片P应向 b (选填“a”或“b”)端移动。
【分析】由小磁针的指向可判出电磁铁的极性,根据安培定则判断电源的正负极;由磁性的变化可知电流的变化,从而判断滑片的移动情况。
【解答】解:
小磁针静止时N极向左,则由磁极间的相互作用可知,通电螺线管右端为S极,则左端为N极,根据安培定则可以判断电源的右端为正极,左端为负极;如图所示:
若使通电螺线管的磁性增强,需增大电路中电流,由欧姆定律可知要减小电路中电阻,故滑片向b端移动。
故答案为:正;b。
【点评】通电螺线管磁极的判定要利用安培定则,安培定则中涉及三个方向:电流方向与线圈绕向即四指的指向;磁场方向即大拇指的指向。在关于安培定则的考查中,往往是知二求一。
21.(4分)在探究“重力与质量的关系”实验中,弹簧测力计在使用前应该在 竖直 方向上调零。实验后,同学们利用测得的数据绘制出如图所示的图像,由此可知,物体所受的重力跟它的质量成 正比 。
【分析】重力的方向是竖直向下的,据此进行解答;
分析图象,得出图中物体所受的重力跟质量的关系。
【解答】解:测量物体重力时,由于重力是竖直向下的,应将弹簧测力计在竖直方向调零;
根据图像可知,物体所受的重力跟质量的比值是一个定值,满足正比例函数关系,由此可知物体所受的重力跟质量成正比。
故答案为:竖直;正比。
【点评】本题考查了重力的方向、物体所受的重力跟质量关系,属于基础知识。
22.(4分)物理课上,小军利用如图所示的电路来探究电阻大小与什么因素有关。A、B是材料、长度相同、横截面积不同的电阻丝,实验过程中,小军通过观察 灯泡亮度 比较电阻的大小,图中展示的器材除了可以探究导体的电阻大小与导体的横截面积的关系,还可以探究导体的电阻大小与导体的 长度 之间的关系。
【分析】灯泡与电阻丝串联在电路中,电源电压一定,导体电阻越大,电路电流越小,可以通过灯泡亮度判断导体电阻大小。
影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度、横截面积和温度,在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法的思想,要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系,需要保持其它量不变。
【解答】解:灯泡与电阻丝串联在电路中,电阻丝的阻值发生变化时,通过灯泡的电流发生变化,灯泡的亮度会改变,通过观察灯泡亮度比较电阻的大小;
A、B是材料、长度相同、横截面积不同的电阻丝,实验中可以通过改变电阻丝接入电路中的长度来探究导体的电阻大小与导体的长度之间的关系。
故答案为:灯泡亮度;长度。
【点评】本题探究影响导体电阻大小的因素,主要考查了控制变量法和转换法的应用。
23.(4分)如图所示是一款有两个挡位的挂烫机的工作电路图,正常工作电压为220V,加热电阻R1=R2=88Ω,只闭合开关S1时,挂烫机处于 低温 挡(选填“高温”或“低温”),挂烫机处于高温挡工作1min产生的热量为 6.6×104 J。
【分析】(1)根据电路图可知,只闭合开关S1时,电路为R1的基本电路;同时闭合S1、S2时,两电阻并联;根据P=分析挂烫机的挡位;
(2)先根据并联电阻规律求出总电阻,然后根据W=t求出挂烫机处于高温挡工作1min产生的热量。
【解答】解:(1)由电路图可知,只闭合开关S1时,电路为R1的基本电路;同时闭合S1、S2时,两电阻并联;
因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,所以,只闭合开关S1时,电路的总电阻较大,由P=可知,电源的电压一定时,电路的总功率最小,挂烫机处于低温挡;同时闭合S1、S2时,两电阻并联,挂烫机处于高温挡。
(2)高温挡时,电路的总电阻:R===44Ω,
挂烫机处于高温挡工作1min产生的热量:Q=W=t=×60s=6.6×104J。
故答案为:低温;6.6×104。
【点评】本题考查了电功公式的灵活应用,分清挂烫机处于不同挡位时电路的连接方式是关键。
三、作图与计算题(共16分。计算题在解答时应写出公式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分)
24.(2分)如图所示,空碗的底部A处有一枚硬币,眼睛在B处恰好看不到它,慢慢往碗中倒水,眼睛在B处看到了硬币的虚像A'。请在图中画出眼睛看到硬币虚像的光路图。
【分析】光从水中斜射入空气中进入人眼,折射角大于入射角,人逆着折射光线的方向看去,看到的是折射光线的反向延长线会聚成的虚像,虚像的位置比实际位置高一些,据此作图。
【解答】解:连接眼睛位置的B点和硬币的虚像A'点(水中用虚线,空气中用实线)与水面相交,交点即为入射点,再连接A点和入射点,根据光的传播方向是从水中到空气中,标上箭头,如下图所示:
【点评】本题考查了根据光的折射规律作图,属于基础题。
25.(2分)如图甲所示是一种新式的下开式窗户,乙图为该窗户的示意图,B为转动轴,O为窗扇的重心。
(1)请画出窗扇的重力的力臂L;
(2)若要将窗扇再向外推开,画出此时在A点所用最小力F的示意图。
【分析】(1)从重心作出竖直向下的重力并画出重力作用线,从支点作重力作用线的垂线,可得重力的力臂;
(2)杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1L1=F2L2),在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小。
【解答】解:(1)已知AB的重心为O,从重心作出竖直向下的重力,反向延长重力作用线,从支点B作重力作用线的垂线,可得重力的力臂L;
(2)支点为B,由杠杆的平衡条件可知,AB为最长动力臂时,动力最小,连接AB,从A点作垂直于OB向上的有向线段,即为最小力F的示意图。如图所示:
如图所示:
【点评】本题考查了力臂的画法、杠杆最小的力的画法,明确力臂的概念,在作图中要注意力的方向。
26.(6分)近年来,新能源电动汽车逐渐受到人们的青睐,相比于传统的燃油汽车,电动汽车具有无尾气排放、噪音小、起步快等优点。图甲所示是某品牌电动汽车正在平直公路上行驶的情景,图乙所示是该路段的一个限速路牌。该电动汽车在该路段匀速行驶5min通过的路程为6km,求:
(1)通过计算判断该电动汽车在这段时间是否超速;
(2)这段时间该电动汽车的牵引力大小为2500N,则这段时间内牵引力的功率是多少?
【分析】(1)根据v=求得该电动汽车在该路段的平均速度,然后与限速80km/h比较即可;
(2)由W=Fs可求得这段时间内牵引力做功,由P=可求得这段时间内牵引力的功率。
【解答】解:(1)电动汽车在这段时间内的平均速度v===72km/h,
因为72km/h<80km/h,所以该电动汽车在这段时间不超速;
(2)这段时间内牵引力做功W=Fs=2500N×6×103m=1.5×107J,
这段时间内牵引力的功率P===5×104W。
答:(1)该电动汽车在这段时间不超速;
(2)这段时间内牵引力的功率是5×104W。
【点评】本题考查速度公式及其应用、功、功率的有关计算,属于对基础知识的考查,难度不大。
27.(6分)如图所示,电源电压恒定不变,灯泡L上标有“6V 3.6W”的字样(灯泡电阻受温度的影响忽略不计)。R1=20Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为40Ω,a、b是滑动变阻器的两个端点,电流表的量程为0~0.6A。当S、S1闭合,S2断开且滑片P在b端时,电流表的示数为0.3A。求:
(1)电源电压;
(2)断开S1,闭合S、S2,调节滑动变阻器的滑片,电阻R1消耗的电功率变化范围。
【分析】(1)当S、S1闭合,S2断开且滑片P在b端时,L与变阻器的最大电阻串联,电流表测电路的电流,根据P=UI=求出灯泡的电阻,根据串联电阻的规律及欧姆定律求出电源电压;
(2)断开S1,闭合S、S2,R1与变阻器串联,电流表测电路的电流,当变阻器滑片移动到b时,变阻器连入电路的电阻最大,由电阻的串联和欧姆定律得出通过R1的最小电流,根据P=UI=I2R得出电阻R1消耗的最小电功率;
根据电流表的量程分析出电路中的最大电流,P=UI=I2R得出电阻R1消耗的最大电功率,进而得出电阻R1消耗的电功率变化范围。
【解答】解:(1)当S、S1闭合,S2断开且滑片P在b端时,L与变阻器的最大电阻串联,电流表测电路的电流,电流表的示数为0.3A,
由P=UI=可知,灯泡的电阻:R===10Ω
根据串联电阻的规律及欧姆定律,电源电压为:
U=I(RL+R2)=0.3A×(10Ω+40Ω)=15V;
(2)断开S1,闭合S、S2,R1与变阻器串联,电流表测电路的电流,
当变阻器滑片移动到b时,变阻器连入电路的电阻最大,由电阻的串联和欧姆定律,通过R1的电流最小为:
I小====0.25A,
故电阻R1消耗的最小电功率:
P小=I小2R1=(0.25A)2×20Ω=1.25W;
当变阻器滑片移动到a端时,为R1的简单电路,通过R1的电流为:
I1===0.75A>0.6A,超过了电流表的量程,
滑动变阻器的滑片不能移动a端,因此电路中的最大电流为:I大=0.6A,
故电阻R1消耗的最大电功率:
P大=I大2R1=(0.6A)2×20Ω=7.2W;
电阻R1消耗的电功率变化范围为1.25W~7.2W。
答:(1)电源电压为15V;
(2)断开S1,闭合S、S2,调节滑动变阻器的滑片,电阻R1消耗的电功率变化范围为1.25W~7.2W。
【点评】本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用,关键是电路的分析。
四、实验与探究题(共22分)
28.(6分)在“探究串联电路的电压规律”实验中,小东同学按如图所示的电路进行实验。
(1)在连接电路时发现,刚接好最后一根导线,电压表的指针就发生了偏转,由此可知小东的操作存在的问题是 没有断开开关 。
(2)在完成该图实验后,为了测量BC两点间的电压,小东将电压表接A点的接线端改接到C点,闭合开关后,会出现电压表 C 。
A.无示数
B.超过电压表量程
C.指针反偏
D.正确测出灯泡L2两端的电压
(3)小东继续正确操作实验,并把数据记录在表格中。他分析实验数据得出了两个实验结论:
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.8
1.8
3.5
①串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和;
②串联电路中,各部分电路两端电压相等。
(4)实验结束后,同学们对小东的实验及其结论进行了交流与评估,下列说法不正确的是 B 。
A.结论①可能是在误差范围内得出的
B.结论②具有普遍性,任何情况下都成立
C.还可以继续探究UAC是否等于电源电压
D.应该换用不同规格小灯泡多次实验
【分析】(1)为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态;
(2)电压表接入电路时,应正进负出;
(4)为得出普遍结论,应使用不同规格的实验器材进行多次实验,测出多组实验数据。
【解答】解:(1)为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态,刚接好最后一根导线,电压表的指针就发生了偏转,由此可知在连接电路时,他没有断开开关了;
(2)在测量L2电压时,若电压表所接的B点不动。只断开A接点,并改接到C接点上,此时电流从电压表的负接线柱流入、正接线柱流出,不符合电压表正进负出的连接方法,故小东不能测出L2两端的电压,原因是电压表的正负接线柱接反了,故选:C;
(4)A、在实验的过程中会存在误差,在误差允许的范围内可知,串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和,所以结论①是正确的,故A正确
BD、由实验数据可知,各部分电路两端电压相等,该结论是错误的,不具有普遍性;造成结论错误的原因是选用了规格相同的灯泡做实验;由实验数据可知,只测出了一组实验数据,实验次数太少,得出的实验结论具有偶然性和片面性,为得出普遍结论,应换用不同规格的灯泡进行多次实验,故错误,D正确;
C、还可以继续探究串联电路两端的总电压UAC是否等于电源电压,故C正确。故选:B。
故答案为:(1)没有断开开关;(2)C;(4)B。
【点评】本题为探究串联电路中的电压规律实验,考查电压表的正确使用以及串联电路的电压特点,还考查了学生对实验数据的归纳、总结能力。
29.(8分)小李同学想测量一块不规则陶瓷片的密度。
(1)他用调节好的天平测量陶瓷片的质量,所用砝码的个数和游码的位置如图甲所示,则陶瓷片的质量为 32 g;
(2)他发现陶瓷片放不进量筒,改用如图乙、丙所示的方法测陶瓷片的体积;
①往烧杯中加入适量的水,把陶瓷片浸没,在水面到达的位置做标记,然后取出陶瓷片;
②先往量筒装入40mL的水,然后将量筒的水缓慢倒入烧杯中,让水面到达标记处,量筒里剩余水的体积如图丙所示,则陶瓷片的密度ρ= 2 g/cm3;
(3)根据以上步骤,你认为小李同学测出的陶瓷片密度值与陶瓷片的真实密度值比较会 偏小 。
A.偏小
B.偏大
C.一样大
D.无法判断
(4)在“测量固体和液体密度”实验中,为了能更好地达到实验目的,我们需要测量多组数据,下列实验与此实验中进行多次测量的目的相同的是 D 。
A.探究杠杆的平衡条件
C.探究重力与质量的关系
B.探究浮力大小与哪些因素有关
D.刻度尺测物体长度
【分析】(1)在读数时,待测物体的质量等于天平上所有砝码的质量加上游码所对的数值;
(2)根据实验步骤知,陶瓷片等于量筒倒入烧杯中水的体积,由密度公式计算陶瓷片的密度;
(3)从烧杯中取出陶瓷片时会带走部分水,据此分析测得体积的误差,从而可知密度测量值的误差情况;
(4)测量固体和液体密度时,进行多次测量的目的是为了减小误差,据此分析判断。
【解答】解:(1)由图甲知,标尺的分度值是0.2g,
陶瓷片的质量:m=20g+10g+2g=32g;
(2)由实验步骤知,陶瓷片的体积等于量筒倒入到烧杯中水的体积,由图丙知,量筒里剩余水的体积为24mL,
陶瓷片的体积:V=40mL﹣24mL=16mL=16cm3,
所以陶瓷片的密度ρ===2g/cm3;
(3)从实验步骤看,从烧杯中取出陶瓷片时会带走部分水,倒入到烧杯的水偏多,这样使用得量筒里剩余水的体积偏小,测得陶瓷片的体积偏大,质量测量准确,由ρ=可知,所测陶瓷片密度值比陶瓷片的真实密度值偏小;
(4)测量固体和液体密度时,进行多次测量的目的是为了减小误差。
A.探究杠杆的平衡条件、B.探究浮力大小与哪些因素有关、C.探究重力与质量的关系,这三个实验多次测量的目的都是为了使得到结论具有普遍性;
D.刻度尺测物体长度时,多次测量的目的是为了减小误差。故选D。
故答案为:(1)32;(2)2;(3)偏小;(4)D。
【点评】本题是固体密度测量的实验,考查了天平和量筒的使用、密度的计算、误差分析以及多次测量目的的分析,难度适中。
30.(8分)在“用电流表和电压表测电阻”的实验中,电路如图所示。
(1)连接电路时,应将滑动变阻器的滑片P移动到阻值最大处;
(2)连接好电路,闭合开关,发现电流表示数为零,但电压表指针发生明显偏转,则电路发生的故障可能是以下四种中的 A 。
A.Rx发生断路
B.滑动变阻器断路
C.Rx发生短路
D.电流表断路
(3)排除故障后闭合开关,调整滑片P到某一位置后,若两表的示数分别如图乙所示,此次测得的电阻Rx= 8 Ω。
(4)实验中,如果电压表突然损坏,已知滑动变阻器的最大阻值为R,电源电压保持不变,但电源电压未知,电路如图丙。实验过程:
①先将滑片移至最左端,测出此时的电流I1;
②再将滑片移至最右端,测出此时的电流I2。
则Rx的表达式为Rx= •R 。
(5)实验小组对比了这两种方法,对后一种方法提出了自己的见解,合理的是 B、E 。
A.操作很麻烦,实验不易成功
B.只能测得一组数据,可能误差较大
C.器材不足,不能测得电阻
D.“伏安法”测电阻只需电流表,不用电压表了
E.实验原理用到了欧姆定律
【分析】(2)连接好电路,闭合开关,发现电流表示数为零,说明电路可能断路;电压表指针发生明显偏转,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,则与电压表并联的支路断路了;
(3)根据两表选用量程确定分度值读数,根据R=算出Rx的阻值;
(4)根据实验步骤,分析电路的连接,由欧姆定律和串联电路的规律得出电源电压表达式;由电源电压不变列方程得出待测电阻的表达式;
(5)逐一分析各选项进行回答。
【解答】解:(2)连接好电路,闭合开关,发现电流表示数为零,说明电路可能断路;电压表指针发生明显偏转,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,则与电压表并联的支路断路了,即Rx发生断路,故选A;
(3)排除故障后闭合开关,调整滑片P到某一位置后,若两表的示数分别如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为2.4V,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,Rx的阻值为:
Rx===8Ω;
(4)实验过程:
①先将滑片移至最左端,测出此时的电流I1;
②再将滑片移至最右端,测出此时的电流I2;
在①中,先将滑片移至最左端,此时电路为待测电阻Rx的简单电路,测出此时的电流I1,
由欧姆定律可得,电源电压:U=I1Rx;
在②中,将滑片移至最右端,待测电阻Rx与变阻器的最大阻值串联,测出此时的电流I2,
根据电阻的串联和欧姆定律可得,则电源电压:U=I2(Rx+R);
因电源电压不变,故有:U=I1Rx=I2(Rx+R),
则待测电阻的表达式:Rx=•R;
(5)实验小组对比了这两种方法,对后一种方法提出了自己的见解,合理的是:
A.操作很麻烦,实验不易成功;在实验中,通过移动变阻器滑片分别至两个端点,操作很简单,实验容易成功,故A不合理;
B.只能测得一组数据,可能误差较大;本实验通过移动滑片分别到变阻器两个端点,由欧姆定律和串联电路的规律得出电源电压表达式,由电源电压不变列方程得出待测电阻的表达式,所以只能测得一组数据,可能误差较大,故B合理;
C.器材不足,不能测得电阻;利用本实验器材可以测得电阻,故C不合理;
D.“伏安法”测电阻只需电流表,不用电压表了;“伏安法”测电阻的实验中,需要用电压表测电阻的电压,电流表测通过电阻的电流,根据R=算出电阻的阻值,故D不合理;
E.实验原理用到了欧姆定律;在本实验中,利用欧姆定律和串联电路的规律得出电源电压表达式,由电源电压不变列方程得出待测电阻的表达式,故E合理。
故选:B、E。
故答案为:(2)A;(3)8;(4)•R;(5)B、E。
【点评】本题用伏安法测电阻,考查电路故障、电表读数、电阻计算及在没有电压表情况下测量电阻的方法。
一、不定项选择题(每小题2分,共10分。有的小题只有一个选项符合题目要求,有的小题有二个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全得1分,有选错的得0分。)
31.(2分)能源是人类一切物质生活、社会经济发展的基础,从古至今,人类对能量与能源的研究从未停止。下列对能量和能源的说法正确的是( )
A.能量转化效率可以提高,但不能达到100%
B.根据能量守恒定律,人们应该大力研制永动机
C.我国物产丰富,能源充足,不存在“能源危机”
D.新能源的开发和利用绝对安全且没有任何污染
【分析】(1)能量转化效率不可能达到100%。
(2)根据守恒定律,永动机是不存在的。
(3)我国物产丰富,存在能源危机。
(4)新能源的开发和利用比较安全、污染较小。
【解答】解:A、能量转化效率可以提高,但是不可能达到100%,故A正确;
B、根据能量守恒定律,不能制造出永动机,故B错误;
C、我国物产丰富,能源不足,存在能源危机,故C错误;
D、新能源的开发和利用比较安全、污染较小,故D错误。
故选:A。
【点评】知道能量转化和守恒定律;知道新能源的特点;知道我国的能源现状。
32.(2分)小林在学习了光的反射知识后,想探究“怎样能把射向平面镜的光偏转180°,沿原方向反射回去?”经过分析和多次实验,他用两块平面镜相互垂直组成实验装置,其截面示意图如图,下列说法正确的是( )
A.此装置可使光沿原方向反射回去,是因为光路可逆
B.第一次反射入射角增大,则第二次反射的反射角减小
C.返回光线与射入光线不平行
D.利用此装置光的反射不遵守光的反射定律
【分析】(1)在光的反射现象中,反射光线、入射光线、法线在同一平面内,反射角等于入射角,反射光线与入射光线分居法线两侧;
(2)在光的反射现象中,光路是可逆的,逆着反射光线的方向入射,光路将重合在一起。
【解答】解:A、根据光的反射定律,我们可以作出如由图所示的光路图。由图可知,第二次的反射光线与入射光线并不重合,即该装置不是利用光路的可逆性将光反射回去的,故A错误。
D、设入射角为∠1,则反射角∠2=∠1。根据三角函数关系可知,第二次反射时的入射角∠3=90°﹣∠2,则第二次的反射角∠4=90°﹣∠2。由此可判断出,第二次反射时反射光线与镜面的夹角∠5=90°﹣∠4=∠2=∠1,则可以判断出第二次的反射光线与入射光线平行,故D错误。
B、由以上分析可知,第二次的反射角∠4=90°﹣∠2=90°﹣∠1。第一次反射时的入射角∠1增大,则第二次反射的反射角∠4就会减小,故B正确。
C、在光的反射现象中,每一条光的反射都遵循光的反射定律,故C错误。
故选:B。
【点评】本题考查我们对光的反射定律的理解,若能作出光路图,本题将不难解答。
33.(2分)用规格相同的电加热器分别给甲、乙两种液体(比热容c甲=2c乙)加热,如图所示,两种液体单位时间吸收的热量相同,这两种液体的温度与加热时间的图线如图所示,下面选项正确的是( )
A.同时加热120s,甲升高的温度大于乙
B.同时加热120s,甲吸收的热量比乙多
C.甲、乙两种液体的质量之比是3:2
D.甲的吸热能力小于乙的吸热能力
【分析】(1)由图像可得同时加热120s,甲升高温度和乙升高温度的大小关系;
(2)根据已知条件,两种液体相同时间吸收热量相同;
(3)根据Q=cmΔt可知m=,在图象中找到相同的时间内甲、乙温度的变化并结合c甲=2c乙得到甲、乙质量之比;
(4)根据比热容的物理意义分析。
【解答】解:A、由图知同时加热120s,甲的温度变化量Δt甲=80℃﹣60℃=20℃,乙的温度变化量Δt乙=60℃﹣0℃=60℃,所以甲升高的温度小于乙升高的温度,故A错误;
B、题干中有“两种液体每秒吸收的热量相同”,所以在相同的时间内甲液体和乙液体吸收的热量相同,故B错误;
C、在0~120s时间内,相同的时间,甲、乙吸收相同的热量,即Q甲=Q乙,因为c甲=2c乙,
根据Q=cmΔt可得,m=,
则甲液体的质量为m甲====,
乙液体的质量为m乙==,
所以,故C正确;
D、比热容是表示物质吸热能力的物理量,甲的比热容大,说明甲的吸热能力强,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查对比热容概念和含义的理解,解题关键是会利用Q=cmΔt解决问题。
(多选)34.(2分)如图的装置,甲、乙分别表示两个滑轮组,连接滑轮和物体的细绳相同,绳子能承受的最大拉力为600N,物块重为200N,动滑轮重为20N,当甲的绳自由端拉力为500N,乙的绳自由端拉力为200N时,物块以0.1m/s匀速水平向左移动;当甲的绳端拉力为500N,乙的绳端拉力为F乙'时,物块处于静止状态,且物块与地面之间的摩擦力为0N,物块与水平地面粗糙程度均匀,忽略绳重及滑轮转轴摩擦,则下列说法正确的是( )
A.物块与地面之间的滑动摩擦力为200N
B.F乙'=260N
C.物块以0.1m/s匀速向右移动,乙绳端拉力的最小功率为14W
D.物块匀速移动时,乙的最大机械效率为83.3%
【分析】(1)由图知,甲滑轮组中,两个滑轮都是定滑轮,乙滑轮组通过动滑轮绳子的段数n=2;
设甲、乙滑轮组对物体的拉力分别为F1和F2,忽略绳重及滑轮转轴摩擦,由F1=F甲,2F乙=F2+G动计算出F1和F2的大小,物体水平向左移动,此时物体受到的拉力F1与F2、水平向右的摩擦力平衡,据此计算出物块与水平地面之间的滑动摩擦力;
(2)物块处于静止状态,且物块与地面之间的摩擦力为0N时,物体受到甲、乙滑轮组的拉力平衡,F1=F甲=500N,根据F乙=(F2′+G动)计算F2的大小;
(3)物块以0.1m/s匀速向右移动时,受到水平地面的摩擦力向左,当甲滑轮组对物体拉力为0时,乙滑轮组对物体的拉力最小,乙绳端拉力也最小,由F乙小=(F2小+G动)计算乙绳端的最小拉力,根据P===F乙小v=F乙小×2v物计算乙绳端的最小功率;
(4)当乙滑轮组拉拉物体的力达到最大600N时,乙滑轮组的机械效率达到最大值,根据η===计算物块匀速移动时乙的最大机械效率。
【解答】解:
A、忽略绳重及滑轮转轴摩擦,
甲滑轮组由物体向左的拉力F1=F甲=500N,
乙滑轮组对物体向右的拉力为F2,2F乙=F2+G动,
所以F2=2F乙﹣G动=2×200N﹣20N=380N,
物块以0.1m/s匀速水平向左移动时,物体水平方向受到的拉力F1与F2、水平地面对它向右的摩擦力f平衡,所以F1=F2+f,
则物块与地面之间的滑动摩擦力f=F1﹣F2=500N﹣380N=120N,故A错误;
B、物块处于静止状态,且物块与地面之间的摩擦力为0N时,物体受到甲、乙滑轮组的拉力平衡,
F1=F甲=500N,所以F2′=F1=500N,
此时乙的绳端拉力F乙'=(F2′+G动)=×(500N+20N)=260N,故B正确;
C、物块以0.1m/s匀速向右移动时,受到水平地面的摩擦力水平向左,此时甲滑轮组对物体拉力F1、水平地面对它的摩擦力f与乙滑轮组对物体拉力F2平衡,即F1+f=F2,
当甲滑轮组对物体拉力F1=0时,乙滑轮组对物体拉力F2最小,所以F2小=f=120N,
乙绳端的最小拉力F乙小=(F2小+G动)=×(120N+20N)=70N,
乙绳端拉力的最小功率P小=F2小v=F2小×2v物=70N×2×0.1m/s=14W,故C正确;
D、当乙滑轮组拉拉物体的力达到最大600N时,乙滑轮组的机械效率达到最大值,
η=====≈96.8%,故D错误。
故选:BC。
【点评】本题考查了平衡力知识的应用、功率计算、滑轮组拉力的计算以及滑轮组机械效率的计算,过程复杂,难度较大。
(多选)35.(2分)如图所示电路,电源电压恒定不变,定值电阻R1=20Ω,R2=2R3。电流表量程(0~0.6A),电压表量程(0~15V),任意调节开关均能保证电路安全。闭合开关S2,断开S1、S3,电流表示数I,R2的功率为P2;闭合开关S3,断开S1、S2,电流表示数I',R3的功率为P3。已知I:I'=2:3,电路工作时最大功率为P大,最小功率为P小。下列选项正确的是( )
A.电源电压不能超过8V B.R2=40Ω
C.P2:P3=4:3 D.P大:P小=9:4
【分析】(1)由图可知,闭合开关S2,断开S1、S3,R1、R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流,利用欧姆定律表示出电路中的电流I,利用电功率公式P=I2R表表示出R2的功率为P2;闭合开关S3,断开S1、S2,R1、R3串联,电压表测量R1两端电压,电流表测量电路中的电流,利用欧姆定律表示电路中的电流I′,利用电功率公式P=I2R表表示出R3的功率为P3;根据I:I'=2:3可求出R2、R3的阻值;据此可求出P2与P3之比;
(2)根据电流表量程可知,电路中的总电流最大为0.6A,当三个开关都闭合时,R2、R3并联时,根据并联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻最小,为了使任意调节开关均能保证电路安全,利用欧姆定律求出电源电压的最大值;
(4)根据串并联电路的电阻特点可知,当三个开关都闭合时,R2、R3并联时,电路中的总电阻最小,根据P=可知,当电路中的电阻最小时,电路工作时电功率最大,并据此表示出最大电功率P大,当R1、R2串联时,电路中的总电阻最大,电功率最小,并据此表示出最小电功率P小,然后求出最大电功率与最小电功率之比。
【解答】解:BC、由图可知,闭合开关S2,断开S1、S3,R1、R2串联,电压表测量R1两端的电压,电流表测量电路中的电流,
此时电路中的电流:I=,
R2的功率为:P2=I2R2,
闭合开关S3,断开S1、S2,R1、R3串联,电压表测量R1两端电压,电流表测量电路中的电流,
电路中的电流:I′=,
R3的功率为:P3=I′2R3,
则====,
解得:R2=40Ω,故B正确;
由于R2=2R3,则R3=R2=×40Ω=20Ω;
则==×=×=,故C错误;
A、根据电流表量程可知,电路中的总电流最大为0.6A,
当三个开关都闭合时,R2、R3并联时,根据并联电路的特点可知,电路中的总电阻最小,并联的总电阻:R并===Ω,
为了使任意调节开关均能保证电路安全,由I=可知,电源电压的最大值:U=I大R并=0.6A×Ω=8V,故A正确;
D、当三个开关都闭合时,R2、R3并联时,根据并联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻最小,此时电路中的总功率最大,最大的电功率:P大=,
由于R2>R3,所以闭合开关S2,断开S1、S3,R1、R2串联,电路中的总电阻最大,总功率最小,
此时电路中的总电阻:R串=R1+R2=20Ω+40Ω=60Ω,电路中的最小电功率:P小=,
则电路工作时最大功率P大与最小功率P小之比:P大:P小=:=R串:R并=60Ω:Ω=9:2,故D错误。
故选:AB。
【点评】本题考查了串并联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,能正确分析各种状态下的电路连接方式是解题的关键。
二、综合题(共10分。第7题在解答时应写出公式、重要的演算步骤和必要的文字说明,只写出最后答案的不能得分。)
36.(4分)一天,小伟乘坐爸爸开的车遇到警察检查“酒驾”,一人向一个仪器的气管吹气便可检测人体是否摄入酒精及摄入酒精多少程度。这是什么原理呢?小伟对这个问题进行了探究:他上网查询,找到了一款“半导体呼气式酒精测试仪”,如图甲所示,其简化电路如图乙,图中R1为定值电阻,R2为酒精传感器。传感器采用氧化锡半导体材料制成,当传感器中的氧化物暴露在空气中时,由于氧气的吸附,使其内部的电子数量减少,电阻增大。如果空气中存在某种特定的还原性气体(如酒精气体),与吸附的氧气反应,导致氧化物电阻减小,从而引起检测仪表示数发生变化。
测试仪工作时,酒精传感器R2的阻值与周围气体中酒精浓度C1的关系如下表所示,检测仪将R1两端电压转换为呼出气体中酒精浓度C1显示在屏幕上。
浓度C1/(mg•L﹣1)
0.06
0.09
0.10
0.15
0.21
0.30
0.36
0.40
0.45
R/Ω
200
160
150
115
90
69
60
56
53
通常,人体呼气酒精浓度C1与血液酒精浓度C2的关系为:C2=2000C1,国家规定,当20mg/100mL≤C2<80mg/100mL时属于饮酒驾车,当C2≥80mg/100mL时属于醉酒驾车。请根据以上信息,回答下列问题:
(1)酒精检测仪可以把气体浓度信号转换为 电 信号输出;
(2)若长时间使用后电池电压下降,会导致所测酒精浓度读数比实际的 偏小 (“偏大”或“偏小”);
(3)如果图乙中电源电压U=3V,R1=100Ω,某次检测时,瞥察判定某司机属于饮酒驾驶,则R1两端的电压可能是 B ;
A.1V
B.1.5V
C.2V
D.2.5V
(4)结合表中数据及题中相关参数分析,R1两端电压U1与酒精气体浓度的关系图像如图,合理的是 D 。
【分析】(1)酒精检测仪将气体浓度对电阻的影响转换为电压表示数显示,把气体浓度信号转换为电信号;
(2)根据表格数据可知,当R2减小时,酒精浓度在增加,又R2减小时,其两端分得的电压减小,根据串联电路分压原理可知R1两端分得的电压增大,则R1两端电压增加即电压表示数增大时,表明酒精浓度在增加,据此分析电池电压下降导致所测量的酒精浓度的变化;
(3)先分别求出C2=20mg/100mL和C2=80mg/100mL时对应C1的取值,结合表格数据并利用欧姆定律分别求出两个临界值对应的电压表的示数,确定出电压表的示数范围,据此分析哪个选项的符合题意;
(4)根据表格数据可知C1增大时,R2减小的幅度变慢,则根据欧姆定律可知电流增加得变慢,电压表示数增加得也变慢,又当C1为0时,电压表测R1两端的电压不会为0,据此分析哪个选项中R1两端电压U1与酒精气体浓度的关系图像符合题意。
【解答】解:(1)酒精检测仪将气体浓度对电阻的影响转换为电压表示数显示,故是把气体浓度信号转换为电信号输出
(2)根据表格数据可知,当R2减小时,酒精浓度在增加,又R2减小时,其两端分得的电压减小,根据串联电路分压原理可知R1两端分得的电压增大,则R1两端电压增加即电压表示数增大时,表明酒精浓度在增加,故当电池电压下降时,并且R1不变,由I=可知,电路中的电流变小,R1两端的电压减小,电压表示数显示减小,因此所测量的酒精浓度偏小;
(3)根据题意,国家规定,当20mg/100mL≤C2<80mg/100mL时属于饮酒驾车;
当C2≥20mg/100mL时,因为C2=2000C1
所以C1≥==0.01mg/100mL==0.1mg/L;
根据表格数据可知,当C1=0.1mg/L时,R2=150Ω,又R1=100Ω,则此时电压表示数为
U1=I1R1=×R1=×100Ω=1.2V;
当C2<80mg/100mL时,因为C2=2000C1
所以C1<==0.04mg/100mL==0.4mg/L;
根据表格数据可知,当C1=0.4mg/L时,R2′=56Ω,又R1=100Ω,则此时电压表示数为
U1′=I1′R1=×R1=×100Ω=1.92V;
所以电压表的示数范围为1.2V~1.92V之间,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选:B。
(4)根据题意C1增大时,R2减小的幅度变慢,总电阻增加得变慢,则电路中的电流增加得变慢,R1不变,根据欧姆定律可知则电压表示数增加得也变慢,故AB不符合题意,D符合题意;
当C1为0时,电压表测R1两端的电压不会为0,故C不符合题意。
故选:D。
故答案为:(1)电;(2)偏小;(3)B;(4)D。
【点评】本1题考查了串联电路的特点和欧姆定律公式的应用,从文字和表格中获取有用的信息是解题的关键。
37.(6分)如图所示:足够高的圆柱形容器A放在水平桌面上,内放一个装满水的圆柱形容器B(B的厚度不计,且与A底部未紧密贴合)。容器A底面积为300cm2,容器B的质量为250g,底面积为200cm2,高度为20cm。甲、乙两个正方体物块的边长均为10cm,甲的质量为900g,乙的质量为1000g,甲、乙表面光滑,不吸附水,忽略其他次要因素。求:
(1)甲物块放入水中静止时受到的浮力;
(2)取出甲物块,将乙物块放入到B中,当物块静止时,A中水对容器底部的压强;
(3)把乙物块取出再从容器B中抽出质量为m的水倒入容器A中,当容器B刚好漂浮时,m为多少g。
【分析】(1)根据ρ=求出甲物块的密度,比较甲物块和水的密度,根据物体的浮沉条件判断甲物块在水中的状态,根据G=mg求出甲物块的重力,根据漂浮条件求出甲物块静止在水中时受到的浮力;
(2)根据ρ=求出乙物块的密度,比较乙物块和水的密度,根据物体的浮沉条件判断乙物块在水中的状态,进而求出乙物块静止在水中时排开水的体积,比较两物块静止时排开水的体积,根据体积公式求出A容器中水的深度,根据p=ρgh求A中水对容器底部的压强;
(3)物块排开的水和从B中抽出的水都存在于A容器中,当B刚好漂浮时,B所受的浮力等于剩余水和容器B的总重力,再结合阿基米德原理求得浮力,即可求出需要在B中抽出水的质量。
【解答】解:(1)甲物块的体积:
V甲=(10cm)3=1000cm3=0.001m3,
甲物块的密度:
ρ甲===0.9g/cm3,
因为ρ甲<ρ水,所以甲物块在水中静止时处于漂浮状态,因此甲物块静止在水中时受到的浮力:
F浮=G甲=m甲g=900×10﹣3kg×10N/kg=9N;
(2)由题意可知,乙物块的体积:
V乙=V甲=1000cm3,
乙物块的密度:
ρ乙===1g/cm3,
因为ρ甲=ρ水,所以甲物块在水中静止时处于悬浮状态,此时乙浸没在水中,
因此乙物块排开水的体积大于甲物块排开水的体积,则溢出到A容器中水的体积:
V排=V乙=1000cm3,
因此A容器中水的深度:
h===10cm,
此时A中的水对容器底部的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×0.01m=1×103Pa;
(3)容器B中装满水时水的体积:
VB=SBhB=200cm2×20cm=4000cm3,
由ρ=可知,容器B中装满水时水的质量为:
m水=ρ水VB=ρ水SBhB=1.0g/cm3×200cm2×20cm=4000g;
由ρ=可知,乙排开水的质量:
m排=1g/cm3×1000cm3=1000g=1kg,
把乙物块取出,B容器中水和容器的总质量为:
mB总=m水+mB﹣m排=4000g+250g﹣1000g=3250g=3.25kg;
再从容器B中抽出质量为m的水倒入容器A中,则此时容器B的总质量为:
m′B总=3.25kg﹣m;
当容器B刚好漂浮时,此时B所受浮力等于B容器的总重力,即:
F浮B=m'B总g=(3.25kg﹣m)g;
容器A中水的质量为:
m+m排=m+1kg,
结合密度公式可知在容器A中水的体积为:
hA(SA﹣SB)=;
当容器B刚好漂浮时,B容器排开水的体积:
V排′=hASB;
此时B容器受到的浮力:
F浮B=ρ水gV排′,
整理后得:(3.25kg﹣m)g=ρ水gV排′=×SBg=×200cm2g=(2m+2kg)g;
所以有:3.25kg﹣m=2kg+2m,
解得:m≈0.417kg=417g。
答:(1)甲物块放入水中静止时受到的浮力为9N;
(2)A中水对容器底部的压强为1×103Pa;
(3)当容器B刚好漂浮时,从容器B中抽出质量为417g。
【点评】本题考查液体压强、密度公式、阿基米德原理和物体的浮沉条件的应用,抓住B刚好漂浮满足的条件是解答本题的难点。
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