2023年安徽省淮南市谢家集区等3地中考物理一模试卷(含答案)
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一、填空题:(每空2分,共20分。)
1.(2分)端午节赛龙舟是我国民间传统习俗。赛龙舟时,龙舟上的鼓手用力击打鼓面,是为了增大鼓声的 (填“音调”、“响度”或“音色”)。
2.(2分)2022年11月8日,我国大部分地区能看到月食现象。如图是某人在同一地点用不同焦距的相机镜头拍摄到的红月亮的照片,其中拍 (填“a”或“b”)照片时像到镜头间距离较大。
3.(2分)核酸检测是新冠疫情防控的重要措施。核酸检测时,医护人员常用冰块给核酸试剂降温,这是利用了冰块 (写物态变化名称)吸热的原理。
4.(2分)等火车时,人一定要在站在站台的安全线以外。当火车进站时,火车附近的空气流速大,而空气流速大的地方压强 (填“大”或“小”),站在安全线内的人就可能被“吸”向火车,造成安全事故。
5.(2分)在学校的植树劳动中,小林同学用如图所示的独轮车搬运泥土。已知OC=0.5m,CD=1.5m,若车体和泥土的总重G为300N,小林运泥土时,从A点提起车把手的力F至少要 N。
6.(2分)如图所示,工人沿斜面将重物从地面匀速拉上平台。已知平台的高2m,木板长5m,所用拉力F为400N,斜面的机械效率是80%,则重物受到的重力为 。
7.(2分)某太阳能热水器盛有150kg的水,阳光照晒一天,水温从20℃升高到60℃,则水共吸收了 J的热量。
8.(2分)如图所示,在通电螺线管的右边有一枚小磁针,图中箭头表示电流方向,则小磁针的N极将 转动(填“不会”、“顺时针方向”或“逆时针方向”)。
9.(2分)如图所示,电源电压保持不变,电阻R1=10Ω。只闭合开关S1时,电流表示数为0.3A;当开关S1、S2都闭合时,电流表示数为0.5A,则电阻R2= 。
10.(2分)如图所示,R是定值电阻,灯泡L标有“3V,0.9W”。当灯泡正常发光时,电压表示数为6V,则通电1min电阻R产生的热量为 J。
二、选择题:(每题只有一个正确选项。每题2分,共14分。)
11.(2分)物理观念是从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识;是物理概念和规律在头脑中的提炼与升华。下列有关物理观点中,正确的是( )
A.力是维持物体运动的原因
B.夸克是比质子和中子更小的微粒
C.温度高的物体所含的热量多
D.新冠肺炎病毒的传播是分子的无规则运动
12.(2分)2022年11月30日,我国发射的神舟十五号载人飞船与天和核心舱成功对接,下列有关说法中正确的是( )
A.火箭发射时,将燃料燃烧获得的内能转化为机械能
B.当火箭推动神舟十五号加速上升时,神舟十五号的机械能不变
C.对接成功后,以神舟十五号为参照物,天和核心舱是运动的
D.当神舟十五号与天和核心舱绕地球匀速运行时,它们受力是平衡的
13.(2分)小明骑自行车下坡时,为了安全,他握紧自行车刹车把,使自行车的速度减小些。在此过程中,下列有关说法中,不正确的是( )
A.小明通过增大压力增大摩擦
B.刹车橡皮与自行车钢圈间有滑动摩擦
C.自行车的速度越大,惯性越大
D.自行车的速度越大,人和车的动能越大
14.(2分)在2022年北京冬奥会上,我国选手隋文静、韩聪勇夺双人花样滑冰冠军。如图,当韩聪在比赛中双手托举队友在冰面上匀速滑行时,韩聪受到重力为G1,隋文静受到的重力为G2,地面对韩聪的支持力为F1,韩聪对隋文静的举力为F2,则( )
A.F1与G1是一对平衡力
B.F2与G2是一对平衡力
C.F1与F2是一对平衡力
D.F2与G2是一对相互作用力
15.(2分)如图是一款“运动手环”,其主要部分是一段内置有一小块磁铁的密闭的空心塑料管,管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时塑料管跟着手一起运动,磁铁则在管内反复运动,线圈中便会产生电流,液晶上就会显示出运动的步数。下列设备与器械中,与运动手环工作原理相同的是( )
A.发电机 B.电动机 C.电热水器 D.电磁继电器
16.(2分)如图所示电路中,电源电压和灯丝的电阻都保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器R的滑片P向左端移动时,下列说法正确的是正确的是( )
A.电流表和电压表的示数都变大,灯泡变亮
B.电流表和电压表的示数都变小,灯泡变暗
C.电压表与电流表示数的比值变小,小灯泡变亮
D.电压表与电流表示数的比值变大,小灯泡变暗
17.(2分)如图是定值电阻R与灯L的U﹣I关系的图象,由图象可知( )
A.灯L的电阻是5Ω,保持不变
B.当电阻R两端电压为0V时,其阻值是0Ω
C.当灯L两端电压为2V时,其电功率为0.6W
D.当R与L串联,通过电流恒为0.2A时,它们的总功率为0.6W
三、实验、探究与作图题:(第18题4分,第19题6分,第20题6分,共16分。)
18.(4分)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,小亮选用了焦距为10cm的凸透镜进行实验。
(1)他将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上,并调节到如图位置时,光屏上出现了清晰的倒立、 (填“放大”“缩小”或“等大”)的烛焰的像。
(2)在完成上面的实验后,小亮将一个近视眼镜镜片放到蜡烛和凸透镜之间,光屏上的像立即变模糊了。在保持蜡烛和凸透镜位置不动的情况下,要想在光屏上再次得到一个清晰的像,他应将光屏向 (填“左”或“右”)移动适当的距离。
19.(6分)为了探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”,某同学用弹簧测力计拉着一个长方体木块在水平面上做匀速运动,如图甲所示。
(1)甲图中物体所受滑动摩擦力的大小为 N。
(2)本实验存在的一个操作上的难点是:在拉动物体的时候很难保持匀速运动,结果弹簧测力计的示数难以稳定,导致该现象的原因是 (填“滑动摩擦力”或“手对弹簧测力计拉力”)大小变化导致的。
(3)实验时,如果弹簧测力计沿图乙中F方向拉着木块在水平面上做匀速运动,则在同一水平面上,乙图中物体比甲图中物体受到的摩擦力 (填“大”、“小”或“一样大”)。
20.(6分)小祥同学用如图甲所示实验装置,测量小灯泡的电功率,所用小灯泡标有“3V”字样。
(1)小祥同学按图甲方式连接好线路,同组的小瑞发现电路中有一根导线连接错误。请你帮助小祥找出连接错误的导线(在错误的导线上打“×”),并补画出正确的连线。
(2)线路连接正确后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察灯泡的亮度变化和两电表的示数,当灯泡正常发光时,电流表指针指在如图乙所示的位置,则此小灯泡的额定功率是 。
(3)另一组的小丰同学在用同样规格的小灯泡做此实验时,按正确的方法连接好电路,闭合开关,灯泡发光,电压表的指针指在如图丙所示的位置,其原因可能是 。
四、计算与简答题:(21题6分,第22题7分,23题7分,共20分。没有公式和计算过程,直接给出答案的不得分)
21.(6分)截止2022年底,我国在南海人工造岛总面积约为30万平方公里,大型挖泥船在人工造岛中发挥着主力军作用。如图是我国自行研发的“天鲲号”大型自航绞吸式挖泥船正在进行作业,船全长140m,宽27.8m,最大挖泥深35m,其挖泥船绞刀额定功率为P2=6600kW,每小时可挖泥6000m3。该船的热机所用燃油的热值是4.5×107J/kg,热机的效率是η=40%。一次施工,“天鲲号”挖泥船30min内将6×106kg的泥沙,从挖掘到喷出共提升45m。求:
(1)30min内,“天鲲号”挖泥船克服泥沙重力做功的功率P1;
(2)挖泥船绞刀正常工作1h需要燃烧燃油的质量m油。
22.(7分)在如图所示电路中,R1=5Ω,R2是定值电阻,R3是可变电阻,R3的最大阻值为50Ω。只闭合开关S、S1时,电流表的示数为I1=0.3A;只闭合开关S、S2,调节R3,当R3=10Ω时,电流表的示数为I2=0.4A。求:
(1)电源电压U;
(2)R2的电阻值;
(3)只闭合开关S、S2时,R3的功率的最大值P3大。
23.(7分)如图所示,将一个边长为10cm的正方体物块放入盛有水的烧杯中,物块漂浮在水面,物块底部受到水的压力是7N。已知水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3,求:
(1)物块受到的浮力;
(2)物块底部受到水的压强;
(3)物块的密度。
2023年安徽省淮南市谢家集区等3地中考物理一模试卷
参考答案与试题解析
一、填空题:(每空2分,共20分。)
1.(2分)端午节赛龙舟是我国民间传统习俗。赛龙舟时,龙舟上的鼓手用力击打鼓面,是为了增大鼓声的 响度 (填“音调”、“响度”或“音色”)。
【分析】响度和发声体的振幅有关,振幅越大,响度越大,要增大鼓声的响度可以通过增大振幅的方法。
【解答】解:龙舟上的鼓手用更大的力击打鼓面,鼓面的振幅变大,则响度变大。
故答案为:响度。
【点评】此题考查的是影响响度大小的因素,是一道基础题,熟记即可。
2.(2分)2022年11月8日,我国大部分地区能看到月食现象。如图是某人在同一地点用不同焦距的相机镜头拍摄到的红月亮的照片,其中拍 b (填“a”或“b”)照片时像到镜头间距离较大。
【分析】在焦距一定时,像较大时,像距大,物距小。
【解答】解:根据图示可知,b照片中的像更大一些,在焦距不变的情况下,像距更大,即b照片时像到镜头间距离较大。
故答案为:b。
【点评】本题考查了凸透镜成像规律的应用,属于基础题。
3.(2分)核酸检测是新冠疫情防控的重要措施。核酸检测时,医护人员常用冰块给核酸试剂降温,这是利用了冰块 熔化 (写物态变化名称)吸热的原理。
【分析】熔化是物质从固态变成液态的过程;熔化要吸收热量。
【解答】解:冰块在熔化过程要吸收热量,所以医护人员常用冰块给核酸试剂降温。
故答案为:熔化。
【点评】此题是一道联系实际的应用题,考查了及熔化吸热,属于简单题。
4.(2分)等火车时,人一定要在站在站台的安全线以外。当火车进站时,火车附近的空气流速大,而空气流速大的地方压强 小 (填“大”或“小”),站在安全线内的人就可能被“吸”向火车,造成安全事故。
【分析】流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小。比较人和列车之间的压强以及人外侧的压强的大小。
【解答】解:人离高速列车比较近时,高速列车的速度很大,人和高速列车之间的空气流动速度很大,压强小,人外侧的压强不变,人受到外侧压强大于人内侧受到的压强,人在较大的压强差作用下很容易被压向列车,发生交通事故,所以为避免候车乘客被“吸”向火车,人必须站在距站台边缘一定距离的安全线以外的区域候车。
故答案为:小。
【点评】掌握流体压强跟流速的关系,能用流体压强知识解释有关的问题。
5.(2分)在学校的植树劳动中,小林同学用如图所示的独轮车搬运泥土。已知OC=0.5m,CD=1.5m,若车体和泥土的总重G为300N,小林运泥土时,从A点提起车把手的力F至少要 75 N。
【分析】根据生活经验判断独轮车是什么杠杆,然后找出动力臂和阻力臂,动力和阻力,根据杠杆的平衡条件进行计算。
【解答】解:独轮车的车辆轮轴处是支点,其中重力G是阻力,支点到重力作用线的距离是阻力臂,故阻力臂是0.5m;
力F是动力,支点到力F作用线的距离是动力臂,故动力臂是1.5m+0.5m=2m;
由杠杆的平衡条件F×L动=G×L阻可得:
F===75N。
故答案为:75。
【点评】此题考查了杠杆平衡条件的应用,要掌握杠杆的平衡条件,确定杠杆受到的力及对应的力臂,根据杠杆的平衡条件进行求解。
6.(2分)如图所示,工人沿斜面将重物从地面匀速拉上平台。已知平台的高2m,木板长5m,所用拉力F为400N,斜面的机械效率是80%,则重物受到的重力为 800N 。
【分析】已知拉力的大小和拉力移动的距离(斜面长),根据公式W总=Fs可求拉力做的总功;利用公式η=计算出有用功,由W有用=Gh可求得重物受到的重力。
【解答】解:拉力做的总功W总=Fs=400N×5m=2000J,
由η=可得,有用功:
W有用=η×W总=80%×2000J=1600J,
由W有用=Gh可得,重物受到的重力:
G===800N。
故答案为:800N。
【点评】本题考查有用功、总功和重物重力的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,本题相对比较简单。
7.(2分)某太阳能热水器盛有150kg的水,阳光照晒一天,水温从20℃升高到60℃,则水共吸收了 2.52×107 J的热量。
【分析】知道水的质量、比热容、初温和末温,利用Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量。
【解答】解:水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×150kg×(60℃﹣20℃)=2.52×107J。
故答案为:2.52×107。
【点评】本题考查热量的简单计算,是一道基础题。
8.(2分)如图所示,在通电螺线管的右边有一枚小磁针,图中箭头表示电流方向,则小磁针的N极将 顺时针方向 转动(填“不会”、“顺时针方向”或“逆时针方向”)。
【分析】根据安培定则判断通电螺线管的磁极,根据磁极间的相互作用规律判断小磁针的N极的转动方向。
【解答】解:电流从通电螺线管的左前侧流入,从右后侧流出,根据安培定则可知,通电螺线管的右端为N极,又因同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引,因此小磁针的N极将顺时针方向转动。
故答案为:顺时针方向。
【点评】此题考查了安培定则、磁极间的相互作用规律,难度不大,属基础题目。
9.(2分)如图所示,电源电压保持不变,电阻R1=10Ω。只闭合开关S1时,电流表示数为0.3A;当开关S1、S2都闭合时,电流表示数为0.5A,则电阻R2= 15Ω 。
【分析】只闭合开关S1时,只有R1连入电路,电流表测通过R1的电流,知道电流表的示数和R1的阻值,根据U=IR求出电源电压;
当开关S1、S2都闭合时,R1和R2并联,电流表测量干路电流,根据并联电路的电流特点求出通过电阻R2的电流;根据I=求出电阻R2的阻值。
【解答】解:只闭合开关S1时,只有R1连入电路,电流表测通过R1的电流,
根据I=可得电源电压:U=I1R1=0.3A×10Ω=3V;
当开关S1、S2都闭合时,R1和R2并联,电流表测量干路电流,
根据并联电路的电流特点,通过电阻R2的电流:
I2=I﹣I1=0.5A﹣0.3A=0.2A;
根据I=可得,电阻R2的阻值:
R2===15Ω。
故答案为:15Ω。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,是一道基础题。
10.(2分)如图所示,R是定值电阻,灯泡L标有“3V,0.9W”。当灯泡正常发光时,电压表示数为6V,则通电1min电阻R产生的热量为 108 J。
【分析】由图可知,R与L串联,电压表测量R两端的电压;根据P=UI求出灯泡正常发光时通过L的电流,根据串联电路的电流特点可知通过R的电流,根据Q=W=UIt求出通电1min电阻R产生的热量。
【解答】解:由图可知,R与L串联,电压表测量R两端的电压;
当灯泡正常发光时,由P=UI可知,通过灯泡的电流:IL===0.3A,
根据串联电路的电流特点可知,通过R的电流:IR=IL=0.3A,
通电1min电阻R产生的热量:Q=W=URIRt=6V×0.3A×1×60s=108J。
故答案为:108。
【点评】本题考查串联电路的特点、电功率公式以及焦耳定律的应用,难度不大。
二、选择题:(每题只有一个正确选项。每题2分,共14分。)
11.(2分)物理观念是从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识;是物理概念和规律在头脑中的提炼与升华。下列有关物理观点中,正确的是( )
A.力是维持物体运动的原因
B.夸克是比质子和中子更小的微粒
C.温度高的物体所含的热量多
D.新冠肺炎病毒的传播是分子的无规则运动
【分析】(1)力是改变物体运动状态的原因;
(2)质子和中子都是由被称为夸克的更小粒子组成的;
(3)热量是过程量,热量不能说含有;
(4)分子无规则运动是一种微观现象。
【解答】解:A、力是改变物体运动状态的原因,故A错误;
B、质子和中子都是由被称为夸克的更小粒子组成的,所以夸克是比质子和中子更小的微粒,故B正确;
C、热量是过程量,热量不能说含有,故C错误;
D、新冠肺炎病毒的传播是物体的机械运动,不是分子的无规则运动,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了力的作用效果、物质组成、惯性以及分子的热运动,属于综合性题目。
12.(2分)2022年11月30日,我国发射的神舟十五号载人飞船与天和核心舱成功对接,下列有关说法中正确的是( )
A.火箭发射时,将燃料燃烧获得的内能转化为机械能
B.当火箭推动神舟十五号加速上升时,神舟十五号的机械能不变
C.对接成功后,以神舟十五号为参照物,天和核心舱是运动的
D.当神舟十五号与天和核心舱绕地球匀速运行时,它们受力是平衡的
【分析】(1)热机是利用内能做功的机器,火箭属于热机。
(2)影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度,影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度,其中动能和势能统称为机械能。
(3)在研究物体的运动和静止时,要看物体的位置相对于参照物是否发生改变,若改变,则是运动的,若不改变,则是静止的。
(4)物体受平衡力的作用时,总保持静止或者匀速直线运动状态;物体受非平衡力的作用时,物体的运动状态发生改变。
【解答】解:A、火箭的燃料燃烧时化学能转化为内能,产生的燃气膨胀做功,内能转化为机械能,故A正确;
B、神舟十五号加速升空阶段,其速度增大,动能增大;高度升高,重力势能增大;所以机械能增大,故B错误;
C、对接成功后,以神舟十五号为参照物,天和核心舱的位置没有发生改变,所以是静止的,故C错误;
D、在神舟十四号飞船与天和核心舱对接后绕地球匀速运转的过程中,神舟十五号飞船与天和核心舱的运动状态发生变化,所以受力不平衡,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查物体的热机的工作原理、机械能的概念、运动和静止的相对性以及对平衡状态的判断,是一对综合题,难度不大。
13.(2分)小明骑自行车下坡时,为了安全,他握紧自行车刹车把,使自行车的速度减小些。在此过程中,下列有关说法中,不正确的是( )
A.小明通过增大压力增大摩擦
B.刹车橡皮与自行车钢圈间有滑动摩擦
C.自行车的速度越大,惯性越大
D.自行车的速度越大,人和车的动能越大
【分析】(1)增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度。
(2)根据物体的运动状态对摩擦力进行分类,即静止时,受到的摩擦力叫静摩擦;滚动时,受到的摩擦力叫滚动摩擦;滑动时,受到的摩擦力叫滑动摩擦。
(3)惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系。
(4)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。
【解答】解:A、握紧自行车刹车把,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故A正确。
B、刹车时,刹车橡皮是在钢圈上滑动,故刹车橡皮与自行车钢圈间有滑动摩擦,故B正确。
C、惯性大小跟物体的运动速度无关,故C错误。
D、人和车的质量一定,自行车的速度越大,人和车的动能越大,故D正确。
故选:C。
【点评】此题考查摩擦力的分类及增大摩擦的方法、惯性和动能大小的影响因素,属于力学综合题目,难度中等,熟练掌握相关基础知识是关键。
14.(2分)在2022年北京冬奥会上,我国选手隋文静、韩聪勇夺双人花样滑冰冠军。如图,当韩聪在比赛中双手托举队友在冰面上匀速滑行时,韩聪受到重力为G1,隋文静受到的重力为G2,地面对韩聪的支持力为F1,韩聪对隋文静的举力为F2,则( )
A.F1与G1是一对平衡力
B.F2与G2是一对平衡力
C.F1与F2是一对平衡力
D.F2与G2是一对相互作用力
【分析】平衡力的判断,两个力必须同时满足四个条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。缺一不可。
【解答】解:A.F1=G1+G2,所以F1与G1大小不相等,不是一对平衡力,故A错误。
BD.F2与G2大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故B正确、D错误;
C.F1与F2大小不同、方向相同,不是一对平衡力,故C错误。
故选:B。
【点评】本题考查了平衡力的辨别,明确二力平衡的四个条件是关键。
15.(2分)如图是一款“运动手环”,其主要部分是一段内置有一小块磁铁的密闭的空心塑料管,管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时塑料管跟着手一起运动,磁铁则在管内反复运动,线圈中便会产生电流,液晶上就会显示出运动的步数。下列设备与器械中,与运动手环工作原理相同的是( )
A.发电机 B.电动机 C.电热水器 D.电磁继电器
【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,这就是电磁感应;这一过程中,可将机械能转化为电能。
【解答】解:根据“运动手环”的特点可知,当塑料管运动时,磁铁在管中反复运动,线圈切割磁感线而产生电流。因此,运动手环的基本原理是电磁感应;
A、发电机的原理是电磁感应现象,机械能转化为电能,故A正确;
B、电动机的原理是通电导体在磁场中受力运动,电能转化为机械能,故B错误;
C、电热水器是利用电流的热效应来工作的,故C错误;
D、电磁继电器的主要部件是电磁铁,电磁铁的原理是电流的磁效应,故D错误。
故选:A。
【点评】了解电磁感应现象,知道产生感应电流的条件是解答本题的关键。
16.(2分)如图所示电路中,电源电压和灯丝的电阻都保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器R的滑片P向左端移动时,下列说法正确的是正确的是( )
A.电流表和电压表的示数都变大,灯泡变亮
B.电流表和电压表的示数都变小,灯泡变暗
C.电压表与电流表示数的比值变小,小灯泡变亮
D.电压表与电流表示数的比值变大,小灯泡变暗
【分析】由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;
根据滑片的移动方向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和灯泡两端的电压变化,利用P=UI可知灯泡实际功率的变化,进一步可知亮暗的变化;根据串联电路的电压规律可知滑动变阻器两端的电压变化,即电压表的示数变化;
根据R=分析电压表示数与电流表示数的比值的变化。
【解答】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;
闭合开关S,将滑动变阻器R的滑片P向左端移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;
电路中的电流变大,灯丝的电阻不变,由U=IR可知,灯泡两端的电压变大,因灯泡的亮暗取决于灯泡实际功率的大小,所以,由P=UI可知,灯泡的实际功率变大,灯泡变亮;
电源电压不变,灯泡两端的电压变大,由串联电路的电压规律可知,滑动变阻器两端的电压变小,所以电压表的示数变小;
根据R=可知,电压表示数与电流表示数的比值等于滑动变阻器接入电路的电阻,所以电压表示数与电流表示数的比值变小;
综上所述,C正确。
故选:C。
【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、电功率公式的应用,分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
17.(2分)如图是定值电阻R与灯L的U﹣I关系的图象,由图象可知( )
A.灯L的电阻是5Ω,保持不变
B.当电阻R两端电压为0V时,其阻值是0Ω
C.当灯L两端电压为2V时,其电功率为0.6W
D.当R与L串联,通过电流恒为0.2A时,它们的总功率为0.6W
【分析】(1)根据定值电阻的I﹣U图像是过原点的直线,灯泡的I﹣U是曲线分析解答;
(2)电阻是导体阻碍电流的性质,与电压电流无关;
(3)根据图象读出当灯泡两端电压为2V时通过的电流,根据P=UI计算电功率;
(3)将R和L串联后接到电源两端,通过R中的电流是0.2A时,根据串联电路的电流特点求出通过L的电流,根据图象读出R和L两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源的电压,根据P=UI计算总功率。
【解答】解:A、根据定值电阻的I﹣U图像是过原点的直线,灯泡的电阻随温度改变,则I﹣U是曲线,因而灯泡的电阻是变化的,故A错误;
B、电阻是导体阻碍电流的性质,与电压电流无关,当电阻R两端电压为0V时,其阻值不是0Ω,故B错误;
C、根据图象知,当灯泡两端电压为2V时通过的电流不等于0.3A,根据P=UI知,电功率不等于0.6W;故C错误;
D、将R和L串联后接到电源两端,通过R中的电流是0.2A时,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,通过L的电流IL′=IR=0.2A,
由图象可知,R两端的电压UR=2V,灯泡两端的电压UL′=1V,
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'=UR+UL′=2V+1V=3V,
电路的总功率P'=U'I'=3V×0.2A=0.6W,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律和电功率公式的应用,从图象中获取有用的信息是关键。
三、实验、探究与作图题:(第18题4分,第19题6分,第20题6分,共16分。)
18.(4分)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,小亮选用了焦距为10cm的凸透镜进行实验。
(1)他将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上,并调节到如图位置时,光屏上出现了清晰的倒立、 缩小 (填“放大”“缩小”或“等大”)的烛焰的像。
(2)在完成上面的实验后,小亮将一个近视眼镜镜片放到蜡烛和凸透镜之间,光屏上的像立即变模糊了。在保持蜡烛和凸透镜位置不动的情况下,要想在光屏上再次得到一个清晰的像,他应将光屏向 右 (填“左”或“右”)移动适当的距离。
【分析】(1)当f>2u时,成倒立、缩小的实像,应用于照相机;
(2)近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用。
【解答】解:(1)由图可知,此时u=30cm,大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像;
(2)近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用,会延迟光线的会聚,所以在保持蜡烛和凸透镜位置不动的情况下,要想在光屏上再次得到一个清晰的像,他应将光屏向右移动适当的距离。
故答案为:(1)缩小;(2)右。
【点评】此题是探究凸透镜成像规律的实验,考查了凸透镜成像规律及应用,不仅要掌握成像特点与物距像距之间的关系,而且要善于总结规律。
19.(6分)为了探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”,某同学用弹簧测力计拉着一个长方体木块在水平面上做匀速运动,如图甲所示。
(1)甲图中物体所受滑动摩擦力的大小为 1.3 N。
(2)本实验存在的一个操作上的难点是:在拉动物体的时候很难保持匀速运动,结果弹簧测力计的示数难以稳定,导致该现象的原因是 手对弹簧测力计拉力 (填“滑动摩擦力”或“手对弹簧测力计拉力”)大小变化导致的。
(3)实验时,如果弹簧测力计沿图乙中F方向拉着木块在水平面上做匀速运动,则在同一水平面上,乙图中物体比甲图中物体受到的摩擦力 小 (填“大”、“小”或“一样大”)。
【分析】(1)根据测力计分度值读数;
(2)控制木块做匀速直线运动比较困难,难于控制手对弹簧测力计的拉力大小保持不变;
(3)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,在接触面粗糙程度不变时,压力变小,滑动摩擦变小。
【解答】解:(1)甲图中测力计分度值为0.1N,物体所受滑动摩擦力的大小为1.3N。
(2)实验中他们发现很难保持弹簧测力计示数的稳定性,很难读数,原因是:难于控制木块做匀速直线运动,手对弹簧测力计拉力大小变化导致的;
(3)实验时,如果弹簧测力计沿图乙中F方向拉着木块在水平面上做匀速运动,因力的方向斜向上,故物体对支持面的压力变小,在接触面粗糙程度不变的条件下,乙图中物体比甲图中物体受到的摩擦力小。
故答案为:(1)1.3;(2)手对弹簧测力计拉力;(3)小。
【点评】本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,考查实验原理及控制变量法的运用,体现了对过程和方法的考查。
20.(6分)小祥同学用如图甲所示实验装置,测量小灯泡的电功率,所用小灯泡标有“3V”字样。
(1)小祥同学按图甲方式连接好线路,同组的小瑞发现电路中有一根导线连接错误。请你帮助小祥找出连接错误的导线(在错误的导线上打“×”),并补画出正确的连线。
(2)线路连接正确后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察灯泡的亮度变化和两电表的示数,当灯泡正常发光时,电流表指针指在如图乙所示的位置,则此小灯泡的额定功率是 0.84W 。
(3)另一组的小丰同学在用同样规格的小灯泡做此实验时,按正确的方法连接好电路,闭合开关,灯泡发光,电压表的指针指在如图丙所示的位置,其原因可能是 电压表选择了0﹣15V的量程 。
【分析】(1)根据测量“探究电流与电阻关系”的实验原理可知,电压表与电阻并联测其两端的电压,电流表与电阻串联测通过的电流,据此进行解答;
(2)根据电流表接入电路的量程和分度值读数,根据P=UI计算灯泡的额定功率;
(3)根据电压表的量程分析。
【解答】解:(1)电压表与灯泡并联接入电路,电流表需串联接入电路,如图:
;
(2)由图可知电流表接入电路的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.28A;
则此小灯泡的额定功率P=UI=3V×0.28A=0.84W;
(3)闭合开关,灯泡发光,电压表的指针指在如图丙所示的位置,电压表有示数,指针偏转的角度较小,可能是电压表选择了0﹣15V的量程。
故答案为:(1)见上图;(2)0.84W;(3)电压表选择了0﹣15V的量程。
【点评】测量小灯泡的电功率考查电路连接、电表读数、电功率公式的灵活运用以及故障分析。
四、计算与简答题:(21题6分,第22题7分,23题7分,共20分。没有公式和计算过程,直接给出答案的不得分)
21.(6分)截止2022年底,我国在南海人工造岛总面积约为30万平方公里,大型挖泥船在人工造岛中发挥着主力军作用。如图是我国自行研发的“天鲲号”大型自航绞吸式挖泥船正在进行作业,船全长140m,宽27.8m,最大挖泥深35m,其挖泥船绞刀额定功率为P2=6600kW,每小时可挖泥6000m3。该船的热机所用燃油的热值是4.5×107J/kg,热机的效率是η=40%。一次施工,“天鲲号”挖泥船30min内将6×106kg的泥沙,从挖掘到喷出共提升45m。求:
(1)30min内,“天鲲号”挖泥船克服泥沙重力做功的功率P1;
(2)挖泥船绞刀正常工作1h需要燃烧燃油的质量m油。
【分析】(1)根据G=mg计算30min内挖泥船挖出的泥沙重力,根据W=Gh计算挖泥船克服泥沙重力做的功,根据P=计算挖泥船克服泥沙重力做功的功率;
(2)根据W=Pt计算挖泥船绞刀正常工作1h做的功,根据Q放=计算燃油完全燃烧放出的热量,根据m=计算需要燃烧燃油的质量。
【解答】解:(1)30min内,“天鲲号”挖泥船挖出的泥沙重力为G=mg=6×106kg×10N/kg=6×107N,
挖泥船克服泥沙重力做的功为W1=Gh=6×107N×45m=2.7×109J,
挖泥船克服泥沙重力做功的功率P1===1.5×106W;
(2)挖泥船绞刀正常工作1h做的功W2=P2t2=6600×103W×3600s=2.376×1010J,
燃油完全燃烧放出的热量Q放===5.94×1010J,
需要燃烧燃油的质量m油===1320kg。
答:(1)30min内,“天鲲号”挖泥船克服泥沙重力做功的功率为1.5×106W;
(2)挖泥船绞刀正常工作1h需要燃烧燃油的质量为1320kg。
【点评】本题考查了功、功率的计算,燃料完全燃烧放出的热量的计算,要求学生能够灵活运用公式解决实际问题。
22.(7分)在如图所示电路中,R1=5Ω,R2是定值电阻,R3是可变电阻,R3的最大阻值为50Ω。只闭合开关S、S1时,电流表的示数为I1=0.3A;只闭合开关S、S2,调节R3,当R3=10Ω时,电流表的示数为I2=0.4A。求:
(1)电源电压U;
(2)R2的电阻值;
(3)只闭合开关S、S2时,R3的功率的最大值P3大。
【分析】(1)根据电路图可知,只闭合开关S、S2时,R1、R3串联,电流表测电路中的电流,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电源电压;
(2)根据电路图可知,只闭合开关S、S1时,R1、R2串联,电流表测电路中的电流,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出R2的电阻值;
(3)根据P=I2R3=()2R3表示出R3消耗的电功率,利用数学知识求出R3的最大功率。
【解答】解:(1)由电路图可知,只闭合开关S、S2时,R1、R3串联,电流表测电路中的电流,
由串联电路的电阻特点和欧姆定律可知,电源电压:U=I2(R1+R3)=0.4A×(5Ω+10Ω)=6V;
(2)由电路图可知,只闭合开关S、S1时,R1、R2串联,电流表测电路中的电流,
由欧姆定律可知,此时电路的总电阻:R===20Ω,
由串联电路的电阻特点可知,R2的阻值:R2=R﹣R1=20Ω﹣5Ω=15Ω;
(3)只闭合开关S、S2时,R1、R3串联,R3消耗的电功率:P=I2R3=()2R3===,
所以,当R3=R1=5Ω时,R3消耗的电功率最大;
R3消耗电功率的最大值:P3大===0.3W。
答:(1)电源电压为6V;
(2)R2的电阻值为15Ω;
(3)只闭合开关S、S2时,R3的功率的最大值为0.3W。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,分清开关闭合、断开时电路的连接方式是关键。
23.(7分)如图所示,将一个边长为10cm的正方体物块放入盛有水的烧杯中,物块漂浮在水面,物块底部受到水的压力是7N。已知水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3,求:
(1)物块受到的浮力;
(2)物块底部受到水的压强;
(3)物块的密度。
【分析】(1)利用F浮=F向上﹣F向下求出物块受到浮力;
(2)根据p=可知物块底部受到水的压强;
(3)根据物体沉浮条件可求出物块的重力,根据G=mg=ρVg可求出物块的密度。
【解答】解:(1)由浮力产生的原因可知物块受到浮力为:
F浮=F向上﹣F向下=7N﹣0N=7N;
(2)物块底部受到水的压强为:
p===700Pa;
(3)由物体沉浮条件可知,物块受到的重力为:
G=F浮=7N,
由G=mg=ρVg可知,物块的密度为:
ρ===0.7×103kg/m3。
答:(1)物块受到的浮力为7N;
(2)物块底部受到水的压强为700Pa;
(3)物块的密度为0.7×103kg/m3。
【点评】本题考查了压强公式和浮力产生的原因、物体浮沉条件、密度公式的综合应用等,解题时要注意方法的灵活性。
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