2023年江苏省南京市联合体中考物理二模试卷(含答案)
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这是一份2023年江苏省南京市联合体中考物理二模试卷(含答案),共49页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
2023年江苏省南京市联合体中考物理二模试卷
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分.每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题意)
1.(2分)关于声现象的描述,下列说法中正确的是( )
A.“轻声细语”指的是降低声音的音调
B.将发声的音叉触及面颊,是为了探究声音产生的原因
C.环保部门在一些主干道旁设置噪声监测设备,可以减弱噪声
D.医生利用“B超”为病人检查身体,说明声波具有能量
2.(2分)下列关于物理量的估测,符合实际的是( )
A.洗衣机的功率约为2800W
B.眨眼一次的时间约为3s
C.人正常骑自行车的功率约为150W
D.人感觉到舒适的温度约为37℃
3.(2分)发生日食时若直接观察,会对视网膜造成损伤。小明学习物理后用漏勺观测日食,太阳光透过漏勺的孔眼之后,在地面呈现出月牙形状的光斑,也正是当时日食的状态(如图甲)。图乙中光学现象原理与此相同的是( )
A.雨后彩虹 B.水中倒影 C.林间光斑 D.幻日奇观
4.(2分)“二十四节气”是中华民族智慧的结晶,有关节气的谚语,下列分析正确的是( )
A.“惊蛰云不停,寒到五月中”,云的形成是升华现象,该过程需吸热
B.“伏天三场雨,薄地长好麻”,雨的形成是液化现象,该过程需吸热
C.“霜降有霜,米谷满仓”,霜的形成是凝华现象,该过程需放热
D.“小寒冻土,大寒冻河”,河水结冰是凝固现象,该过程需吸热
5.(2分)关于“粒子和宇宙”,下列说法正确的是( )
A.汤姆生发现了电子,说明原子核是可分的
B.梧桐飘絮,不能说明分子在永不停息地无规则运动
C.摩擦起电使物体产生了电子,由于电子的转移使物体带上了正、负电荷
D.海绵容易被压缩,说明分子间有间隙
6.(2分)如图甲所示,四冲程汽油机在压缩冲程中,气缸内气体温度升高,内能增大,图乙四个示例中使物体内能增大的方式与图甲相同的是( )
A.酒精点燃后,杯中水温升高
B.空气压缩引火仪中,硝化棉温度升高
C.取暖器通电后,电热丝温度升高
D.太阳辐射后,热水器中水温升高
7.(2分)在2022年北京冬季奥运会上,某运动员参加短道速滑比赛。下列对比赛时的说法正确的是( )
A.发令枪响前,运动员静止时所受的支持力与他对冰面的压力是一对平衡力
B.发令枪响后,运动员用力向后蹬来获得向前的动力,是因为物体间力的作用是相互的
C.运动员在经过弯道时不再用力向后蹬,此时运动状态不发生改变
D.冲线后,运动员停止用力仍能滑行很远,是因为运动员不受阻力
8.(2分)4月16日“神舟十三号”载人飞船返回舱接近地面时,反推发动机点火,返回舱减速下降,安全降落在着陆场预定区域。在此过程中,对于返回舱能量变化描述正确的是( )
A.返回舱动能增加,重力势能减小,机械能不变
B.返回舱动能不变,重力势能减小,机械能减小
C.返回舱动能减小,重力势能增加,机械能不变
D.返回舱动能减小,重力势能减小,机械能减小
9.(2分)小明复习“探究动能大小的影响因素”和“探究滑动摩擦力大小的影响因素”两个实验时总结了以下结论,其中错误的是( )
A.两个实验中木块的作用不同
B.两个实验都用到了砝码,是为了改变不同的物理量
C.前者不需要改变水平面粗糙程度,而后者需要
D.前者需要改变小车到达水平面的速度,而后者需要控制木块匀速直线运动的速度相同
10.(2分)图中与磁现象有关的四个实验,其对应的判断正确的是( )
A.甲图说明磁体周围不同点的磁场方向都不同
B.乙图说明磁场对电流有力的作用,根据该原理制成了电动机
C.丙图中左边铁钉吸引大头针较多,表明电流相同时,线圈匝数越多电磁铁磁性越强
D.丁图表明通电导线周围存在着磁场,如果将小磁针移走,该磁场将消失
11.(2分)在水平桌面上有甲、乙两个完全相同的烧杯,烧杯内盛有两种不同的液体。如图所示,将质量相等的A、B两个物体分别放入两种液体中(VA<VB),静止时两烧杯内液面相平。下列说法正确的是( )
A.甲烧杯中液体的密度小于乙烧杯中液体的密度
B.物体A受到的浮力小于物体B受到的浮力
C.甲烧杯底受到液体的压强等于乙烧杯底受到液体的压强
D.甲烧杯对桌面的压强大于乙烧杯对桌面的压强
12.(2分)图甲所示的电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,电流表量程“0~3A”,电压表量程“0~15V”。闭合开关,滑片P移动过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为5V
B.该电路的最大功率为18W
C.R=15Ω时,R0消耗的功率为0.45W
D.电流表示数为0.4A时,R和R0电阻之比为1:1
二、填空题(本题共7小题,每空1分,共25分)
13.(4分)2022年5月10日,“天舟”四号货运飞船成功发射,并与“天和”核心舱完成精准对接,“太空快递”完美送达。期间地面工作人员与“天舟”四号依靠 来传递信息;若“天舟四号”轨道高度为450km,则信号需要经过 s传输到地面。货运飞船与核心舱对接前要朝同一方向等速度飞行,此时以“天舟”四号为参照物,“天和”核心舱是 的。核心舱内有许多可供航天员随时把握的固定把手,以防止航天员移位时,由于 继续运动而碰到舱壁。
14.(3分)某同学用如图所示滑轮组将重为300N的物体以0.2m/s的速度匀速向上拉动,拉力为125N(不计绳重及摩擦),则动滑轮重 N,5s内人拉绳子做的功是 J,该滑轮组的机械效率是 。
15.(4分)如图所示,竖直放置的平面镜能绕水平轴MN转动,小明站在平面镜正前方,他在镜中成的是 (选填“实”或“虚”)像;小明垂直镜面向前移动8cm,他与像的距离改变 m,像的大小 (“选填“变大”“变小”或“不变”);为了让他站着就能看到镜中脚的像,可以让平面镜绕轴沿 时针方向转动。
16.(4分)如图所示,电源电压恒为18V,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,其上标有“10Ω 2A”字样,灯泡L标有“6V 2W”,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A的量程为0~3A。当闭合S,断开S1、S2,灯泡恰好正常工作。则
(1)灯泡正常发光时的电阻为 Ω,R1的阻值为 Ω。
(2)S、S1、S2均闭合时,为保证电路安全,变阻器接入电路的阻值范围是 Ω。(3)当整个电路功率最大时,1min内整个电路产生的电热为 J。
17.(3分)额定功率为3000W的电热水器正常工作时,把质量为60kg的水从20℃加热到70℃(不计热量损失)。则水吸收的热量为 J;加热所需要的时间为 s。若这些热量由酒精完全燃烧提供,则需要消耗 kg的酒精。[c水=4.2×103J/(kg•℃),q酒精=3×107J/kg]
18.(4分)有一个暗箱,其表面有两个接线柱M、N,暗箱内有两个定值电阻R2和R3,已知R2的阻值为4Ω。小明利用如图甲所示的电路(电源电压不变)进行实验:在开关S、S1都闭合和开关S闭合、S1断开两种情况下,改变电阻箱R1的阻值,读取电流表示数,绘制了如图乙所示的电流表示数I随R1变化的曲线。
(1)图乙中曲线 (选填“A”或“B”)是根据开关S、S1都闭合时的数据绘制的。
(2)电源电压为 V,暗箱RMN的阻值为 Ω。
(3)开关S闭合、S1断开,R1的阻值调为10Ω,此时R3的电功率为 W。
19.(4分)如图1所示,RG是光敏电阻,R是阻值为10kΩ的定值电阻,电源电压U=9V。光敏电阻RG的阻值与光的照度(光照越强,照度越大)的关系如图2所示,当照度增大时,RG的阻值将 。小芳将量程为3V的电压表接入图1电路,将其改装成照度表,为使光的照度增大时电压表的示数也增大,则该电压表应并联在电阻 两端,能够测量的最大照度为 Lux。改装完成后,若小芳将电源换为电压可调电源(调节范围为12V~15V),且将R换为可调电阻(调节范围为5kΩ~20kΩ),则该装置所能测量的最大照度为 Lux。
三、解答题(本题共12小题,共51分。)
20.(2分)请在图中画出两束入射光线对应的折射光线。
21.(2分)如图甲所示是某景区奇观,图乙是其简化图,O点为上方巨石的重心。请在图乙画出上方巨石受到支持力的示意图。
22.(2分)图中,将插座和控制插座的开关正确接入家庭电路中。
23.(5分)小明利用空易拉罐做了几个物理小实验。
(1)如图甲所示,易拉罐底的直径为 cm。
(2)如图乙所示,在易拉罐中注入少量的水,用酒精灯对易拉罐加热,待罐口出现白雾时,将罐口堵住,撤去酒精灯,让易拉罐冷却,观察到易拉罐变瘪了,这一现象说明了 的存在。
(3)如图丙所示,向空易拉罐中插入透明吸管,接口用蜡密封,在吸管内引入一小段油柱,把罐体放在热水中,可以看到油柱 。
(4)如图丁所示,将两个易拉罐平行放置在水平桌面上,为了能让两易拉罐间距离减小,可用吸管按图中箭头 所示的方向用力吹气。
(5)如图戊所示,将易拉罐底部开一圆孔倒出饮料,放入滴有酒精的脱脂棉,把电火花发生器紧紧塞进孔中,按动按钮,观察到罐子飞出去,这个过程的能量转化是 。
24.(5分)用图甲所示装置探究水的沸腾特点。
(1)组装实验装置时,对于盛水的烧杯和测水温的温度计,应先调整 (选填“烧杯”或“温度计”)的位置。
(2)实验过程中,某时刻温度计的示数如图乙所示,此时水的温度为 ℃。
(3)观察到水沸腾的实验现象:①温度计的示数保持不变;②水中产生大量气泡,气泡不断上升且 (选填“变大”、“变小”或“不变”),到达水面破裂。
(4)水沸腾后,撤去酒精灯,还要继续观察一段时间的主要目的是
A.观察水沸腾后的体积变化
B.观察水沸腾后的温度变化
C.验证水沸腾不仅要达到沸点,还要持续吸热
D.验证水的沸点和液面上方气压大小有关
(5)由实验数据作出水的温度随时间变化的图象如图丙所示。根据图象,请给实验提一条合理化建议: 。
25.(3分)热爱劳动的津津,在家学做天津特色菜“贴饽饽熬鱼”时,一个饮料瓶不小心落到了松软的玉米面团上,在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动,利用玉米面团和装有水的饮料瓶,依次做了如图所示的实验,对如下两个问题进行了探究。
问题一:压力作用效果跟哪些因素有关。
问题二:重力势能大小跟哪些因素有关。
(1)做实验①②③是为了探究 (选填“问题一”或“问题二”);
(2)利用实验④⑤可探究重力势能大小与 是否有关;
(3)《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”,生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物”危害性大的原因,可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释,请你写出该结论 。
26.(6分)实验小组的同学利用学过的物理知识测定一块吊坠的密度。
(1)把天平放在水平桌面上,将游码调到标尺左端零刻度线处时,发现指针偏向分度盘的左侧,此时应向 调节平衡螺母,使横梁平衡。
(2)将吊坠放在天平左盘中,向右盘中加砝码并调节游码直到横梁平衡。此时,右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示,则吊坠的质量是 g。
(3)往量筒中倒入50mL水,将吊坠浸没在水中,液面位置如图乙所示,则吊坠的密度是 kg/m3。
(4)实验小组讨论后,不用砝码,只利用天平、两个相同的烧杯、量筒和水也能测出吊坠的密度。请将实验步骤补充完整。
①在两个烧杯中倒入等量的水,分别放在已调平衡的天平的左右盘中如图丙所示;
②将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中(不碰烧杯底),用量筒向右盘的烧杯中加水到A处时横梁平衡,记下加水的体积为V1,如图丁所示;
③ ,用量筒继续向右盘的烧杯中加水,直到横梁平衡,并记下再次加入水的体积为V2;
④吊坠密度的表达式为ρ= 。(用V1、V2、ρ水表示)
27.(5分)在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)将蜡烛和焦距为10cm的凸透镜甲固定在如图所示的位置,点燃蜡烛后,位于90cm刻度线处的光屏上得到烛焰清晰 (填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。
(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据该原理工作的。
(2)保持上述实验中凸透镜位置不变,将蜡烛移动到15cm刻度线处,应该向 (填“左”或“右”)移动光屏,或者在烛焰和凸透镜间加一个 (选填“近视”或“远视”)眼镜,才能再次在光屏得到烛焰清晰的像。
(3)改用焦距为20cm的凸透镜乙继续进行实验。将凸透镜乙和光屏分别固定在70cm和85cm刻度线处,再将点燃的蜡烛从15cm刻度线处缓慢地向右移动到50cm刻度线处,在光屏上得到烛焰清晰像的次数是 (填“0”“1”“2”或“3”)。
28.(2分)如图所示,用甲、乙、丙三套装置完成实验。实验一:探究不同物质吸热升温现象;实验二:比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量。三种供选择的液体分别用a、b、c表示,三种燃料分别用1、2、3表示。
(1)实验二是通过比较 来反映液体吸热的多少。
(2)为了能完成两个实验,对图中器材进行以下几种调整,其中可行的是 。
A.将甲图中的液体换成c
B.将乙图中的燃料换成1
C.将乙图中的燃料换成3
D.将丙图中的液体换成b
29.(5分)小明利用图甲所示电路测量未知电阻Rx的阻值,电源电压保持3V不变,滑动变阻器铭牌标有“30Ω 2A”字样,Rx的阻值约为10Ω。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整(要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表示数变大)。
(2)闭合开关,两电表均无示数;将电压表改接在变阻器两端时,两电表均无示数;将电压表改接在开关两端时,电压表有示数,电流表无示数。则电路故障是 。
(3)排除故障后,闭合开关,移动变阻器的滑片P至某一位置,此时电压表示数为2.7V,电流表示数如图乙所示,则未知电阻Rx= Ω。
(4)小明利用图甲电路测量另一未知电阻R'x,将R'x正确接入电路,但发现无论如何移动滑片P,电流表示数几乎为0,电压表示数接近3V,经判断得知R'x阻值较大,利用该电路无法测出R'x阻值。小明查阅资料获知,电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻,且阻值较大,于是他找了一个2kΩ的定值电阻R0,设计了如图丙所示电路,电源电压恒为3V。闭合开关S,并进行了如下操作:
①S1接1时,记录电压表示数为2.5V;
②S1接2时,记录电压表示数为2V;
③计算待测电阻R'x= Ω。
30.(6分)频闪拍摄是研究物体运动的最好方式之一。如图所示,是小亮用相机每隔0.5s曝光一次,拍摄的汽车在平直公路上行驶时的频闪照片。拍摄过程中汽车的总质量约为1.6t,所受阻力约为车重的0.3倍。搜集汽车信息得知车身长3m,静止时车轮与地面的总接触面积为0.16m2。求:(g取10N/kg)
(1)汽车静止时对水平地面的压强;
(2)拍摄过程中汽车的输出功率。
31.(8分)某学校组织体检时测量了身高和体重。小明回来回忆测量过程,自己设计了个测量身高和体重的仪器原理图。小明设定的数据如下:电源电压24V保持不变,R0为滑动变阻器,R压为压敏电阻,电阻随压力变化关系图像如图所示。1cm的R0对应阻值2Ω,R0总长为100cm。R1=40Ω。电流表量程为0﹣0.6A作为显示仪表,0.6A对应身高200cm的人,测体重电路的电压表量程选择0﹣15V,也作为显示仪表,R2阻值为280Ω(计算保留一位小数)请回答下列问题
(1)人的身高越高,R0接入电路的阻值越 ,人的体重越大,电路中电流越 。
(2)通过计算说明,当电流表示数为0.3A时,对应的人的身高是多大?
(3)通过计算说明人的体重60kg时,对应的电压表示数多大?
(4)如果男性:身高(cm)﹣95=标准体重(kg)女性:身高(cm)﹣90=标准体重(kg)(±2)是正常的,那么小明(男)测量身高和体重时电流表显示是0.3A,电压表显示是14V,通过计算判断他的身材标准么?
(5)该秤的电源使用时间过长后电压会变小,这将导致体重测量值 。(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
2023年江苏省南京市联合体中考物理二模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分.每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题意)
1.(2分)关于声现象的描述,下列说法中正确的是( )
A.“轻声细语”指的是降低声音的音调
B.将发声的音叉触及面颊,是为了探究声音产生的原因
C.环保部门在一些主干道旁设置噪声监测设备,可以减弱噪声
D.医生利用“B超”为病人检查身体,说明声波具有能量
【分析】(1)声音的特征有三个:响度、音调、音色。响度指声音的大小,音调指声音的高低,音色是指声音的品质与特色,不同发声体的材料、结构不同,发出声音的音色也就不同;
(2)物体发声时一定振动,振动停止,发声停止;
(3)减弱噪声的途径:在声源处减弱,在传播过程中减弱,在人耳处减弱;
(4)声波可以传递信息,如:隆隆的雷声预示着一场可能的大雨,“声呐”的利用、医用“B超”等;声波能够传递能量,如:利用声波来清洗钟表等精细的机械,“超声波碎石”等。
【解答】解:A、轻声细语是指降低声音的响度,故A错误;
B、将发声的音叉触及面颊,面颊能感觉到音叉的振动,可以探究声音产生的原因,故B正确;
C、环保部门在一些主干道旁设置噪声监测设备,只能检测出声音响度的大小,不可以减弱噪声,故C错误;
D、医生利用“B超”为病人检查身体,说明声波可以传递信息,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了声音的特征、声音的产生、声音的利用、减弱噪声的途径,属于基础题。
2.(2分)下列关于物理量的估测,符合实际的是( )
A.洗衣机的功率约为2800W
B.眨眼一次的时间约为3s
C.人正常骑自行车的功率约为150W
D.人感觉到舒适的温度约为37℃
【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、洗衣机的功率在300W左右,故A不符合实际;
B、人们常用“眨眼之间”形容时间短,所以眨一次眼睛的时间0.5s左右,故B不符合实际;
C、正常情况下,一个成年人的功率约为0.5马力=0.5×375W=187.5W,人正常骑自行车的功率约为150W,故C符合实际;
D、人感觉到舒适的温度在25℃左右,故D不符合实际。
故选:C。
【点评】不同物理量的估测,有的需要生活经验、有的需要换算单位、有的需要简单计算,最后判断哪个选项符合实际。
3.(2分)发生日食时若直接观察,会对视网膜造成损伤。小明学习物理后用漏勺观测日食,太阳光透过漏勺的孔眼之后,在地面呈现出月牙形状的光斑,也正是当时日食的状态(如图甲)。图乙中光学现象原理与此相同的是( )
A.雨后彩虹 B.水中倒影 C.林间光斑 D.幻日奇观
【分析】首先明确发生日食现象时,太阳光透过漏勺的孔眼之后,在地面呈现出月牙形状的光斑的原理,然后对各选项进行分析,从中找出原理相同的即可。在分析几个实例时,要注意区分是光的直线传播、光的反射还是光的折射。
【解答】解:发生日食现象时,太阳光透过漏勺的孔眼之后,在地面呈现出月牙形状的光斑,是小孔成像现象,其原理是光沿直线传播。
A.雨后彩虹属于光的色散现象,其实质是光的折射,故A不符合题意;
B.水中倒影,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故B不符合题意;
C.林间光斑是太阳通过树叶间的空隙所成的像,是小孔成像现象,其原理是光沿直线传播,故C符合题意;
D.太阳光由空气斜射入这些小冰晶时,发生了光的折射现象,从而出现了罕见“幻日”奇观,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】本题主要考查学生利用光学知识解释生活中常见的物理现象,此题与实际生活联系密切,体现了生活处处是物理的理念。
4.(2分)“二十四节气”是中华民族智慧的结晶,有关节气的谚语,下列分析正确的是( )
A.“惊蛰云不停,寒到五月中”,云的形成是升华现象,该过程需吸热
B.“伏天三场雨,薄地长好麻”,雨的形成是液化现象,该过程需吸热
C.“霜降有霜,米谷满仓”,霜的形成是凝华现象,该过程需放热
D.“小寒冻土,大寒冻河”,河水结冰是凝固现象,该过程需吸热
【分析】根据物态变化的知识逐一分析:物体由固态变为液态的过程叫熔化,物体由气态变为液态的过程叫液化,物体由液态变为气态的过程叫汽化,汽化的两种方式是蒸发和沸腾;物体由气态直接变为固态的过程叫凝华,物体由固态直接变为气态的过程叫升华。
【解答】解:A、云是空气中的水蒸气变成的小水珠,由气态变为液态,属于液化现象,该过程放热。故A错误。
B、雨是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,属于液化现象,该过程放热。故B错误。
C、霜是空气中的水蒸气遇冷变成的固态小冰晶,是凝华现象,该过程放热。故C正确。
D、河水结冰是由液态变为固态,是凝固现象,该过程放热。故D错误。
故选:C。
【点评】熟悉常见的自然现象,掌握六种物态变化的状态变化是解决此题的关键。
5.(2分)关于“粒子和宇宙”,下列说法正确的是( )
A.汤姆生发现了电子,说明原子核是可分的
B.梧桐飘絮,不能说明分子在永不停息地无规则运动
C.摩擦起电使物体产生了电子,由于电子的转移使物体带上了正、负电荷
D.海绵容易被压缩,说明分子间有间隙
【分析】(1)电子的发现使人们认识到原子是由更小的粒子构成的;
(2)构成物质的分子在永不停息地无规则运动;
(3)摩擦起电的原因是电子发生了转移,并没有创造电;
(4)海绵是多孔结构的物质。
【解答】解:A、汤姆生发现了电子,这说明原子是可以再分的,故A错误;
B、梧桐飘絮,是物体的机械运动,不能说明分子在永不停息地无规则运动,故B正确;
C、摩擦起电的原因是电子发生了转移,没有创造电荷,故C错误;
D、海绵容易被压缩,是因为海绵的多孔结构,不能说明分子间有空隙,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了分子动理论、原子结构、摩擦起电实质等,所考查内容均为物理中的常见知识点,要求学生熟练掌握。
6.(2分)如图甲所示,四冲程汽油机在压缩冲程中,气缸内气体温度升高,内能增大,图乙四个示例中使物体内能增大的方式与图甲相同的是( )
A.酒精点燃后,杯中水温升高
B.空气压缩引火仪中,硝化棉温度升高
C.取暖器通电后,电热丝温度升高
D.太阳辐射后,热水器中水温升高
【分析】图甲中两个气门关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,将机械能转化为内能,通过做功的方式改变气体的内能,气体的温度升高;
改变物体内能的方式有两种:做功与热传递,逐项分析得出答案。
【解答】解:图甲中两个气门关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,将机械能转化为内能,通过做功的方式改变气体的内能,气体的温度升高;
A、酒精点燃后,通过热传递的方式使杯中水温升高,故A不符合题意;
B、空气压缩引火仪中,活塞的机械能转化为空气的内能,通过热传递增加硝化棉的内能,硝化棉温度升高,故B不符合题意;
C、取暖器在工作过程中,将电能转化内能,使电热丝的内能增加,温度升高,这是通过做功改变电热丝内能的,故C符合题意;
D、太阳辐射后,通过热传递的方式使热水器中水温升高,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】判断哪种方式改变了物体的内能,关键是看是能量的转化还是能量的转移,发生能量转化的是做功的方式,发生能量转移的是热传递的方式。
7.(2分)在2022年北京冬季奥运会上,某运动员参加短道速滑比赛。下列对比赛时的说法正确的是( )
A.发令枪响前,运动员静止时所受的支持力与他对冰面的压力是一对平衡力
B.发令枪响后,运动员用力向后蹬来获得向前的动力,是因为物体间力的作用是相互的
C.运动员在经过弯道时不再用力向后蹬,此时运动状态不发生改变
D.冲线后,运动员停止用力仍能滑行很远,是因为运动员不受阻力
【分析】(1)静止或做匀速直线运动的物体将受到平衡力的作用,当两个力满足四个条件时,才是一对平衡力,即“作用在同一个物体上、大小相等、方向相反、在同一条直线上”。
(2)物体间力的作用是相互的,物体受到力的同时,也对另一个物体施加了力。
(3)物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,其运动状态不变。
(4)两个互相接触的物体,当它们做相对运动或有运动趋势时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫摩擦力。
【解答】解:A、运动员静止时所受的支持力与他对冰面的压力作用在两个不同的物体上,不是一对平衡力,故A错误。
B、运动员用力向后蹬来获得向前的动力,是因为力的作用是相互的,脚给地面一个向后的力,同时受到地面给脚向前的力,故B正确。
C、运动员在经过弯道时,其运动方向和速度均发生变化,其运动状态改变,故C错误。
D、运动员停止用力仍能滑行很远,是因为运动员具有惯性,仍受到摩擦力作用,故D错误。
故选:B。
【点评】理解平衡力的成立条件、摩擦力的概念,知道运动状态不变的情况,理解惯性概念,可解答此题。
8.(2分)4月16日“神舟十三号”载人飞船返回舱接近地面时,反推发动机点火,返回舱减速下降,安全降落在着陆场预定区域。在此过程中,对于返回舱能量变化描述正确的是( )
A.返回舱动能增加,重力势能减小,机械能不变
B.返回舱动能不变,重力势能减小,机械能减小
C.返回舱动能减小,重力势能增加,机械能不变
D.返回舱动能减小,重力势能减小,机械能减小
【分析】(1)动能大小的影响因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大。
(2)重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大。
(3)机械能是动能和势能之和。
【解答】解:返回舱减速下降的过程中,质量不变,速度减小,动能减小;质量不变、高度减小,重力势能减小,机械能的总量也相应减小,故D正确。
故选:D。
【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素。根据动能、重力势能、弹性势能的影响因素能判断动能、重力势能、弹性势能的大小变化。
9.(2分)小明复习“探究动能大小的影响因素”和“探究滑动摩擦力大小的影响因素”两个实验时总结了以下结论,其中错误的是( )
A.两个实验中木块的作用不同
B.两个实验都用到了砝码,是为了改变不同的物理量
C.前者不需要改变水平面粗糙程度,而后者需要
D.前者需要改变小车到达水平面的速度,而后者需要控制木块匀速直线运动的速度相同
【分析】(1)在探究动能大小的影响因素实验中研究对象是小车,木块的作用是通过被推动距离的长短来反映动能的大小;在探究滑动摩擦力大小的影响因素实验中木块直接研究对象;
(2)探究动能大小的实验中用砝码改变小车的质量;探究滑动摩擦力大小是通过在木块上放置砝码来改变压力大小;
(3)动能大小与质量和速度有关,不需要改变水平面的粗糙程度;滑动摩擦力大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,其中接触面粗糙程度是变量之一;
(4)探究动能大小与速度有关,需要改变小车到达水面的速度;而探究滑动摩擦力大小的影响因素实验中为了得到摩擦力的值需要通过二力平衡条件读弹簧测力计的示数,故要匀速拉动木块,但不需要保持木块每次的速度相同。
【解答】解:A、在探究动能大小的影响因素实验中研究对象是小车,木块的作用是通过被推动距离的长短来反映动能的大小;在探究滑动摩擦力大小的影响因素实验中木块直接研究对象;两个实验中木块的作用不同,故A正确;
B、探究动能大小的影响因素实验中用到砝码改变小车的质量,探究滑动摩擦力大小的影响因素实验中通过在木块上放置砝码来研究滑动摩擦力大小与压力的关系,两个实验都用到了砝码,是为了改变不同的物理量,故B正确;
C、动能大小与质量和速度有关,不需要改变水平面的粗糙程度;滑动摩擦力大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,其中接触面粗糙程度是变量之一,需要改变,故C正确;
D、探究动能大小与速度有关,需要改变小车到达水面的速度;而探究滑动摩擦力大小的影响因素实验中为了得到摩擦力的值需要通过二力平衡条件读弹簧测力计的示数,故要匀速拉动木块,但不需要控制速度相同,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查两个实验的对比,把握实验的原理和控制变量的思想来分析解答。
10.(2分)图中与磁现象有关的四个实验,其对应的判断正确的是( )
A.甲图说明磁体周围不同点的磁场方向都不同
B.乙图说明磁场对电流有力的作用,根据该原理制成了电动机
C.丙图中左边铁钉吸引大头针较多,表明电流相同时,线圈匝数越多电磁铁磁性越强
D.丁图表明通电导线周围存在着磁场,如果将小磁针移走,该磁场将消失
【分析】(1)根据图示分析磁场的方向;
(2)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,这是电磁感应现象,发电机应用了这一原理;
(3)电磁铁磁性的大小与电流大小、线圈匝数有关;
(4)通电导线周围存在着磁场。
【解答】解:
A、小磁针静止时,其N极指向与该点的磁场方向相同,由图知磁体中间上下位置的磁场方向相同,故A错误;
B、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,灵敏电流计会发生偏转,这是电磁感应现象,据此制成了发电机,故B错误;
C、乙图中装置是探究影响电磁铁磁性强弱的实验,电流相同时,线圈匝数越多电磁铁磁性越强,故C正确;
D、丁图表明通电导线周围存在着磁场,如果将小磁针移走,该磁场依然存在,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了磁场的概念、磁场方向、电磁感应现象、电流的磁效应,是一道电磁学的综合题。
11.(2分)在水平桌面上有甲、乙两个完全相同的烧杯,烧杯内盛有两种不同的液体。如图所示,将质量相等的A、B两个物体分别放入两种液体中(VA<VB),静止时两烧杯内液面相平。下列说法正确的是( )
A.甲烧杯中液体的密度小于乙烧杯中液体的密度
B.物体A受到的浮力小于物体B受到的浮力
C.甲烧杯底受到液体的压强等于乙烧杯底受到液体的压强
D.甲烧杯对桌面的压强大于乙烧杯对桌面的压强
【分析】(1)根据浮沉条件,判断浮力大小关系;根据F浮=ρ液gV排分析液体密度大小关系;
(2)根据p=ρgh比较压强关系;
(3)甲、乙两容器对水平桌面的压力等于容器、容器内液体和物体的重力之和,根据p=比较烧杯对桌面的压强关系。
【解答】解:(1)两物体质量相等,其重力也相等,
甲图,物体A漂浮,浮力等于重力,即F甲=G;
乙图,物体B悬浮,浮力等于重力,即F乙=G,
所以A物体受到的浮力等于B物体受到的浮力,故B错误;
根据F浮=ρ液gV排,在浮力相同时,由图知VA排<VB排,所以ρ甲>ρ乙,故A错误;
(2)因为两容器液面相平,即h甲=h乙,而ρ甲>ρ乙,由p=ρgh可知,p甲>p乙,故C错误;
(3)放入物体AB后,两容器液面相平,VA<VB,所以VA排<VB排,说明没放物体之前甲容器中液体的体积大于乙容器中液体的体积,即V甲>V乙,ρ甲>ρ乙,由ρ=可知,m甲>m乙,G甲>G乙;
两容器质量相同,则容器的重力相同,物体质量相同,其重力也相等,但液体的重力G甲>G乙,
两容器对桌面的压力分别为F甲=G器+G物+G甲,F乙=G器+G物+G乙,所以F甲>F乙,两容器底面积相同,由p=知,甲烧杯对桌面的压强大于乙烧杯对桌面的压强,故D正确。
故选:D。
【点评】此题主要考查的是学生对液体压强计算公式、物体的浮沉条件、阿基米德原理的理解和掌握。
12.(2分)图甲所示的电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,电流表量程“0~3A”,电压表量程“0~15V”。闭合开关,滑片P移动过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电源电压为5V
B.该电路的最大功率为18W
C.R=15Ω时,R0消耗的功率为0.45W
D.电流表示数为0.4A时,R和R0电阻之比为1:1
【分析】由电路可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)读出图中滑动变阻器的电阻和其两端的电压,根据欧姆定律算出其电流,根据电源电压相等列等式算出定值电阻的阻值,进而求出电源电压;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最小为0时,根据欧姆定律计算电流,根据P=UI计算电路的总功率;
(3)当R=15Ω时,根据串联电路的特点计算电路中总电阻,根据欧姆定律计算电流,根据P=UI=I2R0计算R0消耗的功率。
(4)电流表示数为0.4A时,根据欧姆定律计算电路中总电阻,根据串联电路电阻规律求出总R的阻值,得出电阻之比。
【解答】解:由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
A、由图乙可知,当滑动变阻器的电阻为5Ω时,其两端的电压为3V,通过电路的电流为:I1===0.6A,则电源电压为:U=U1+I1R0=3V+0.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
滑动变阻器的电阻为10Ω时,其两端的电压为4V,通过电路的电流为:I2===0.46,则电源电压为:U=U2+I2R0=4V+0.4A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;
联立①②得,R0=5Ω,U=3V+0.6A×5Ω=6V,故A错误;
B、当滑动变阻器接入电路中的电阻最小为0时,电路中的电流最大为I大===1.2A,小于电流表的量程,
此时电路的电功率最大为P=UI大=6V×1.2A=7.2W;故B错误;
C、当R=15Ω时,电路中总电阻为:R总=R+R0=15Ω+5Ω=20Ω,
电路中的电流最大为I'===0.3A,
R0消耗的功率为P=UI=I2R0=(0.3A)²×5Ω=0.45W,故C正确;
D、电流表示数为0.4A时,电路中总电阻为:R'总===15Ω,
根据串联电路的电阻特点知,R=R'总﹣R0=15Ω﹣5Ω=10Ω;R和R0电阻之比为10Ω:5Ω=2:1,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了电路的动态分析、欧姆定律、电功率及串联电路的特点,从图像中获取有用的信息是关键。
二、填空题(本题共7小题,每空1分,共25分)
13.(4分)2022年5月10日,“天舟”四号货运飞船成功发射,并与“天和”核心舱完成精准对接,“太空快递”完美送达。期间地面工作人员与“天舟”四号依靠 电磁波 来传递信息;若“天舟四号”轨道高度为450km,则信号需要经过 1.5×10﹣3 s传输到地面。货运飞船与核心舱对接前要朝同一方向等速度飞行,此时以“天舟”四号为参照物,“天和”核心舱是 静止 的。核心舱内有许多可供航天员随时把握的固定把手,以防止航天员移位时,由于 惯性 继续运动而碰到舱壁。
【分析】(1)电磁波可以传递信息。
(2)根据速度公式进行计算。
(3)物体相对于参照物的位置改变了,物体是运动的,物体相对于参照物的位置不变,物体是静止的。
(4)惯性是物体保持运动状态不变的性质。
【解答】解:,“天舟”四号货运飞船成功发射,并与“天和”核心舱完成精准对接,“太空快递”完美送达。期间地面工作人员与“天舟”四号依靠电磁波来传递信息;若“天舟四号”轨道高度为450km,则信号需要经过的时间为:;
货运飞船与核心舱对接前要朝同一方向等速度飞行,此时以“天舟”四号为参照物,“天和”核心舱与“天舟”四号的位置不变,是静止的。
核心舱内有许多可供航天员随时把握的固定把手,以防止航天员移位时,由于惯性继续运动而碰到舱壁。
故答案为:电磁波;1.5×10﹣3;静止;惯性。
【点评】本题考查了电磁波、惯性、运动和静止的相对性;会利用速度公式进行简单的计算。本题的关键是牢记电磁波的传播速度,理解惯性的概念。
14.(3分)某同学用如图所示滑轮组将重为300N的物体以0.2m/s的速度匀速向上拉动,拉力为125N(不计绳重及摩擦),则动滑轮重 75 N,5s内人拉绳子做的功是 375 J,该滑轮组的机械效率是 80% 。
【分析】根据动滑轮上有三股绳子,不计绳重及摩擦,所以F=(G物+G动),知道物重,据此即可求出动滑轮的重;
根据s=vt求出物体上升的高度h,绳子自由端移动的距离s=3h,然后根据W=Fs计算即可;
最后根据η=×100%计算滑轮组的机械效率即可。
【解答】解:动滑轮上有三股绳子,n=3,不计绳重及摩擦,所以F=(G物+G动),
所以G动=3F﹣G物=125N×3﹣300N=75N;
物体上升的高度:h=vt=0.2m/s×5s=1m,绳子自由端移动的距离s=3h=3m
拉力F做的总功:W总=Fs=125N×3m=375J;
滑轮组的有用功为:W有=Gh=300N×1m=300J,
η=×100%=×100%=80%。
故答案为:75;375;80%。
【点评】此题考查的知识点是滑轮组绳子拉力的计算和滑轮组机械效率的计算,解答此题的关键是首先分清定滑轮和动滑轮,然后再根据其工作特点作出判断。
15.(4分)如图所示,竖直放置的平面镜能绕水平轴MN转动,小明站在平面镜正前方,他在镜中成的是 虚 (选填“实”或“虚”)像;小明垂直镜面向前移动8cm,他与像的距离改变 16 m,像的大小 不变 (“选填“变大”“变小”或“不变”);为了让他站着就能看到镜中脚的像,可以让平面镜绕轴沿 顺 时针方向转动。
【分析】物体在平面镜中成虚像,物像大小相等,像的大小跟物体的大小有关,跟物体距离平面镜的远近没有关系。像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离。
【解答】解:据平面镜所成像的特点可知,平面镜所成的像是虚像,所以小明同学在镜中的像是虚像;
小明垂直镜面移动8cm,由于像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离,所以小明镜中的像也垂直镜面移动8cm,那么他与像的距离变化量为8cm+8cm=16cm;
小明垂直镜面向前移动过程中,像的大小不变,
为了让他站着就能看到镜中脚的像,应让平面镜绕轴沿顺时针方向转动,使来自脚的光被平面镜反射后能进入人眼。
故答案为:虚;16;不变;顺。
【点评】本题考查了平面镜成像的特点及其应用,难度不大。
16.(4分)如图所示,电源电压恒为18V,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,其上标有“10Ω 2A”字样,灯泡L标有“6V 2W”,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A的量程为0~3A。当闭合S,断开S1、S2,灯泡恰好正常工作。则
(1)灯泡正常发光时的电阻为 18 Ω,R1的阻值为 36 Ω。
(2)S、S1、S2均闭合时,为保证电路安全,变阻器接入电路的阻值范围是 9~10Ω Ω。(3)当整个电路功率最大时,1min内整个电路产生的电热为 2700 J。
【分析】(1)由图可知,当闭合S,断开S1、S2时,R1与L串联,灯泡正常发光,根据P=UI求出电路中的电流,根据欧姆定律求出灯泡正常发光时的电阻;根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压,根据串联电路的电阻特点求出R1的阻值;
(2)当S、S1、S2均闭合时,R1与滑动变阻器R2并联,电流表A1测量通过R1的电流,电流表A测量干路电流;根据并联电路电压特点可知R1、R2两端电压,根据欧姆定律求出通过R1的电流;根据R2的规格和电流表A的量程可知求出R2的最大电流,根据欧姆定律求R2的最小阻值,据此得到滑动变阻器R2接入电路的阻值范围;
(3)根据Q=W=UIt求出当整个电路功率最大时,1min内整个电路产生的电热。
【解答】解:(1)由图可知,当闭合S,断开S1、S2时,R1与L串联,灯泡正常发光,
由P=UI可知,此时通过电路中的电流:I=IL===A;
由I=可知,灯泡的电阻:RL===18Ω;
根据串联电路的电压特点可知,R1两端的电压:U1=U﹣UL=18V﹣6V=12V,
由I=可知,定值电阻R1的阻值为:R1===36Ω;
(2)当S、S1、S2均闭合时,R1与滑动变阻器R2并联,电流表A1测量通过R1的电流,电流表A测量干路电流;
根据并联电路电压特点可知,R1、R2两端电压等于电源电压18V,
通过R1的电流:I1′===0.5A,
根据题意可知,滑动变阻器R2允许通过的最大电流为2A,电流表A的路程为0~3A,
当通过滑动变阻器R2的电流为2A时,干路的最大电流:I大=IR1+I2大=0.5A+2A=2.5A<3A,不超过A的量程,符合题意,
所以通过滑动变阻器R2的最大电流I2大=2A,
由I=可知,滑动变阻器R2的最小阻值:R2小===9Ω,
滑动变阻器接入电路的阻值越大,电路中的电流越小,电路越安全,所以滑动变阻器接入电路的阻值范围:9~10Ω;
(3)当电路中的总电流最大时,电路中的总功率最大,
当整个电路功率最大时,1min内整个电路产生的电热:Q=W=UI大t=18V×2.5A×1×60s=2700J。
故答案为:(1)18;36;(2)9~10Ω;(3)2700。
【点评】本题考查串并联电路的特点、欧姆定律、电功率公式以及焦耳定律的应用,有一定的难度。
17.(3分)额定功率为3000W的电热水器正常工作时,把质量为60kg的水从20℃加热到70℃(不计热量损失)。则水吸收的热量为 1.26×107 J;加热所需要的时间为 4200 s。若这些热量由酒精完全燃烧提供,则需要消耗 0.42 kg的酒精。[c水=4.2×103J/(kg•℃),q酒精=3×107J/kg]
【分析】(1)根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量;
(2)不计热量损失,电热水器消耗的电能等于水吸收的热量;根据P=求出加热所需的时间;
(3)根据题意可知酒精完全燃烧放出的热量,根据Q放=mq求出需要消耗酒精的质量。
【解答】解:
水吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×60kg×(70℃﹣20℃)=1.26×107J;
不计热量损失,电热水器消耗的电能:W=Q吸=1.26×107J,
由P=可知,加热所需的时间:t′===4200s;
根据题意可知,酒精完全燃烧放出的热量:Q放=Q吸=1.26×107J,
由Q放=mq可知,需要消耗酒精的质量:m===0.42kg。
故答案为:1.26×107;4200;0.42。
【点评】本题是一道电热综合题,主要考查吸热公式、电功率公式以及燃料完全燃烧放热公式的应用,难度不大。
18.(4分)有一个暗箱,其表面有两个接线柱M、N,暗箱内有两个定值电阻R2和R3,已知R2的阻值为4Ω。小明利用如图甲所示的电路(电源电压不变)进行实验:在开关S、S1都闭合和开关S闭合、S1断开两种情况下,改变电阻箱R1的阻值,读取电流表示数,绘制了如图乙所示的电流表示数I随R1变化的曲线。
(1)图乙中曲线 B (选填“A”或“B”)是根据开关S、S1都闭合时的数据绘制的。
(2)电源电压为 6 V,暗箱RMN的阻值为 10 Ω。
(3)开关S闭合、S1断开,R1的阻值调为10Ω,此时R3的电功率为 0.9 W。
【分析】(1)在开关S、S1都闭合时,电路为R1的简单电路,R1两端的电压即为电源电压;开关S闭合、S1断开时,RMN与R1串联,分析图乙中两种情况,根据串联电路的电压特点分析判断出根据开关S、S1都闭合时的数据绘制的曲线;
(2)根据在开关S、S1都闭合时,电路为R1的简单电路,此时R1两端的电压即为电源电压求出电源电压;开关S闭合、S1断开时,RMN与R1串联,根据串联电路电压规律和欧姆定律可求出RMN的值;
(3)根据串联电路的特点和欧姆定律求出通过R3的电流,根据P=UI=I2R求出此时R3的电功率。
【解答】解:(1)在开关S、S1都闭合时,电路为R1的简单电路,此时R1两端的电压即为电源电压,开关S闭合、S1断开时,RMN与R1串联,
由图乙可知,当电流为0.2A时,两种情况下R1两端的电压分别为:U1=IR1=0.2A×20Ω=4V,U1'=IR1'=0.2A×30Ω=6V,
因为串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和,所以U1=4V是RMN与R1串联时,R1两端的电压;U1'=6V是电路为R1的简单电路时R1两端的电压,
因此开关S、S1都闭合,且电流为0.2A时,R1的阻值为30Ω,所以图乙中曲线B是根据开关S、S1都闭合时测得的实验数据绘制的;
(2)因为在开关S、S1都闭合时,电路为R1的简单电路,此时R1两端的电压即为电源电压,所以电源电压U=U1'=6V;
开关S闭合、S1断开时,RMN与R1串联,此时RMN两端电压为:UMN=U﹣U1=6V﹣4V=2V,
由欧姆定律可知,暗箱RMN的阻值:RMN===10Ω;
(3)由串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻:R=RMN+R1=10Ω+10Ω=20Ω,
由串联电路的电流特点可知,通过R3的电流:I3=I===0.3A,
此时R3的电功率:P3=U3I3=R3=(0.3A)2×10Ω=0.9W。
故答案为:(1)B;(2)6;10;(3)0.9。
【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,关键是根据图像读出相关的信息。
19.(4分)如图1所示,RG是光敏电阻,R是阻值为10kΩ的定值电阻,电源电压U=9V。光敏电阻RG的阻值与光的照度(光照越强,照度越大)的关系如图2所示,当照度增大时,RG的阻值将 变小 。小芳将量程为3V的电压表接入图1电路,将其改装成照度表,为使光的照度增大时电压表的示数也增大,则该电压表应并联在电阻 R 两端,能够测量的最大照度为 1.2 Lux。改装完成后,若小芳将电源换为电压可调电源(调节范围为12V~15V),且将R换为可调电阻(调节范围为5kΩ~20kΩ),则该装置所能测量的最大照度为 1.4 Lux。
【分析】(1)根据图2可判断当照度增大时,RG的阻值变化情况;
(2)根据串联分压,结合“为使光的照度增大时电压表的示数也增大”的目的,可判断电压表的测量对象;
(3)电压表量程为3V,根据欧姆定律可求出电路中的最大电流;再根据串联分压,得出RG两端的电压,同样利用欧姆定律可计算RG的阻值,从图2中找出对应的照度即可;
(4)根据题意和图像可知,要想使照度增大,则RG对应的阻值应变小,且电压表的最大示数不变,则由串联分压原理可知应选择较小的电源电压和较小的定值电阻;当电源电压为12V,电阻调至5kΩ时,电压表仍并联在可调电阻的两端;根据欧姆定律计算当电压表示数达到3V时电路中的电流,根据串联电路电压规律计算RG两端的电压,根据欧姆定律计算RG的阻值,对照图2可得此时能测量的最大照度。
【解答】解:
(1)由图2可知,光敏电阻RG的阻值随光的照度的增大而变小;
(2)由图1可知,两电阻串联,又知道光敏电阻RG的阻值随光的照度的增大而变小,根据串联分压原理可知当照度增大时,光敏电阻分得的电压变小,而定值电阻R分得的电压变大,为使光的照度增大时电压表的示数也增大,应将电压表并联在定值电阻R的两端;
当电压表示数最大为3V时,电路中的电流为:I===0.0003A,
根据串联电路电压规律可知RG两端的电压为:=U﹣UR=9V﹣3V=6V,
RG的阻值:RG===20000Ω=20kΩ,
对照图2可得,此时的最大照度为1.2Lux;
(3)因光敏电阻RG的阻值随光的照度的增大而变小,且电压表的最大示数不变,则换成可调电源和可调电阻后,根据串联分压原理可知,为提高最大照度,应选择较小的电源电压和较小的定值电阻,
当电源电压为12V,电阻调至5kΩ时,电压表仍并联在可调电阻的两端,
当电压表示数最大为3V时,电路中的电流:I′===0.0006A,
RG两端的电压为:=U′﹣UR′=12V﹣3V=9V,
RG的阻值:RG′===15000Ω=15kΩ,
对照图2可得,此时能测量的最大照度为1.4Lux。
故答案为:变小;R;1.2;1.4。
【点评】本题考查串联电路特点和欧姆定律的灵活运用,能从图象中得出光敏电阻阻值随光的照度的变化规律,并结合电路进行相应的计算,有一定难度。
三、解答题(本题共12小题,共51分。)
20.(2分)请在图中画出两束入射光线对应的折射光线。
【分析】仔细观察入射光线的特点,根据凹透镜的光学特点作图。
【解答】解:平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点;
过凹透镜光心的光线传播方向不改变,如图所示:
【点评】凹透镜的三条特殊光线:①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴;②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点;③过凹透镜光心的光线传播方向不改变。
21.(2分)如图甲所示是某景区奇观,图乙是其简化图,O点为上方巨石的重心。请在图乙画出上方巨石受到支持力的示意图。
【分析】先分析上方巨石受到支持力的方向和作用点,再按力的示意图的要求作图即可。
【解答】解:上方巨石处于静止状态,受到的竖直向下的重力及下方石块对其的支持力为一对平衡力,这两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,故上方巨石受到支持力方向竖直向上,可以画在其重心上,方向竖直向上,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。本题关键是正确分析力的方向。
22.(2分)图中,将插座和控制插座的开关正确接入家庭电路中。
【分析】家庭电路中接入用户的电线一般有两条:火线和零线,三孔插座的接法是上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线,简称“上地左零右火”;为了用电的安全,开关要接在用电器和火线之间。
【解答】解:为了安全,开关接在插座与火线之间,三孔插座的上面的孔接地线,左孔接入零线,右孔通过开关接火线,如图所示:
【点评】本题考查了家庭电路中开关以及三孔插座的接法,要注意安全用电的原则。
23.(5分)小明利用空易拉罐做了几个物理小实验。
(1)如图甲所示,易拉罐底的直径为 6.60 cm。
(2)如图乙所示,在易拉罐中注入少量的水,用酒精灯对易拉罐加热,待罐口出现白雾时,将罐口堵住,撤去酒精灯,让易拉罐冷却,观察到易拉罐变瘪了,这一现象说明了 大气压 的存在。
(3)如图丙所示,向空易拉罐中插入透明吸管,接口用蜡密封,在吸管内引入一小段油柱,把罐体放在热水中,可以看到油柱 上升 。
(4)如图丁所示,将两个易拉罐平行放置在水平桌面上,为了能让两易拉罐间距离减小,可用吸管按图中箭头 A 所示的方向用力吹气。
(5)如图戊所示,将易拉罐底部开一圆孔倒出饮料,放入滴有酒精的脱脂棉,把电火花发生器紧紧塞进孔中,按动按钮,观察到罐子飞出去,这个过程的能量转化是 内能转化为机械能 。
【分析】(1)根据易拉罐底左右两侧对应的刻度之差得出易拉罐底的直径;
(2)在罐内灌少许水进行加热会使实验现象明显的原因:水吸热汽化,变成水蒸气,排出罐内空气;
(3)根据气体热胀冷缩的性质进行分析;
(4)液体和气体都称为流体,生活中常见的流体是水和空气,流体的流速越大,压强越小;流体的流速越小,压强越大;
(5)内燃机的工作原理是燃气的内能转化为机械能,对外做功。
【解答】解:(1)如图甲所示,易拉罐底的直径为:7.60cm﹣1.00cm=6.60cm;
(2)水吸热汽化生成水蒸气,水蒸气把易拉罐内的空气排出,封住罐口,停止加热,罐内气体温度降低,气体压强减小,小于大气压,大气压将易拉罐压瘪。易拉罐被压瘪可以表明大气压的存在;
(3)在吸管内引入一小段油柱,把罐体放在热水中,罐内气体受热膨胀,可以看到油柱上升,这是利用气体的热胀冷缩现象制作简易温度计;
(4)流体的流速越大,压强越小;流体的流速越小,压强越大,所以让两易拉罐间距离减小,必须通过最大易拉罐内侧的空气流速来减小压强,故可用吸管按图中箭头A所示的方向用力吹气。
(5)电火花打火时,酒精气体燃烧对外做功,使罐子飞出去,因此酒精燃烧后产生的燃气的内能转化为罐子的机械能,故这个过程的能量转化是内能转化为机械能。
故答案为:(1)6.60;(2)大气压;(3)上升;(4)A;(5)内能转化为机械能。
【点评】此题涉及到简易温度计的制作原理、流体压强与流速的关系、大气压的存在、内燃机的工作过程等多个知识点,是一道综合性很强的题目。
24.(5分)用图甲所示装置探究水的沸腾特点。
(1)组装实验装置时,对于盛水的烧杯和测水温的温度计,应先调整 烧杯 (选填“烧杯”或“温度计”)的位置。
(2)实验过程中,某时刻温度计的示数如图乙所示,此时水的温度为 94 ℃。
(3)观察到水沸腾的实验现象:①温度计的示数保持不变;②水中产生大量气泡,气泡不断上升且 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”),到达水面破裂。
(4)水沸腾后,撤去酒精灯,还要继续观察一段时间的主要目的是 C
A.观察水沸腾后的体积变化
B.观察水沸腾后的温度变化
C.验证水沸腾不仅要达到沸点,还要持续吸热
D.验证水的沸点和液面上方气压大小有关
(5)由实验数据作出水的温度随时间变化的图象如图丙所示。根据图象,请给实验提一条合理化建议: 减少水的质量 。
【分析】(1)因为外焰温度最高,用酒精灯外焰加热可以提高加热效率。所以加热时要用酒精灯的外焰进行加热,据此分析即可;
(2)由图乙可知温度计的分度值是1℃,且在90℃~100℃之间,根据液柱上表面所对应数值可得温度值;
(3)水沸腾前产生的气泡在上升过程中会因为温度降低,气泡里面的水蒸气液化进入水中,使气泡逐渐变小。水沸腾时不断有水汽化为水蒸气进入气泡,气泡在上升过程中逐渐变大,到水面破裂开来;
(4)水沸腾的条件是要达到沸点,并持续吸热;
(5)可考虑从减小水的质量或提高水的初温等方面缩短加热时间。
【解答】解:(1)因为外焰温度最高,用酒精灯外焰加热可以提高加热效率。所以加热时要用酒精灯的外焰进行加热,所以安装器材时,酒精灯需要点燃,以便确定铁圈的位置。所以应先调整烧杯的位置;
(2)由图乙可知温度计的分度值是1℃,且在90℃~100℃之间,根据液柱上表面所对应数值可知温度值94℃;
(3)水沸腾后观察到的实验现象:①温度计的示数保持不变;②水中产生大量气泡,气泡不断上升且变大,到达水面破裂;
(4)本实验是探究水沸腾的特点及现象,水沸腾后,撤去酒精灯,目的是验证水沸腾不仅要达到沸点,还要持续吸热,故选C;
(5)为了缩短加热时间,可采取的措施有:减小水的质量、用热水实验、给烧杯加盖等。
故答案为:(1)烧杯;(2)94;(3)变大;(4)C;(5)减少水的质量。
【点评】本题考查实验器材的安装顺序、温度计的读数、水沸腾时的气泡特点等知识,属于综合题目。
25.(3分)热爱劳动的津津,在家学做天津特色菜“贴饽饽熬鱼”时,一个饮料瓶不小心落到了松软的玉米面团上,在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动,利用玉米面团和装有水的饮料瓶,依次做了如图所示的实验,对如下两个问题进行了探究。
问题一:压力作用效果跟哪些因素有关。
问题二:重力势能大小跟哪些因素有关。
(1)做实验①②③是为了探究 问题一 (选填“问题一”或“问题二”);
(2)利用实验④⑤可探究重力势能大小与 质量 是否有关;
(3)《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”,生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物”危害性大的原因,可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释,请你写出该结论 在质量一定时,高度越高,重力势能越大 。
【分析】(1)压力的作用效果与压力的大小、受力面积的大小有关;根据控制变量法分析;
(2)(3)重力势能的大小与质量、高度有关,根据控制变量法分析。
【解答】解:(1)实验①②受力面积相同,压力不同,所以探究的是压力的作用效果与压力大小的关系;②③的压力相同,受力面积不同,探究的是压力的作用效果与受力面积的关系;所以①②③探究的是问题一;
(2)实验④⑤中,物体落下的高度相同,物体的质量不同,质量越大,下陷的深度越深,具有的重力势能越大,所以实验④⑤探究重力势能大小与质量是否有关;
(3)实验⑤⑥中,物体的质量相同,物体落下的高度不同,高度越高,物体下陷的深度越深,具有的重力势能越大,故结论为:在质量一定时,高度越高,重力势能越大。
故答案为:(1)问题一;(2)质量;(3)在质量一定时,高度越高,重力势能越大。
【点评】本题考查了影响物体势能大小的因素的探究实验、压力的作用效果跟什么因素有关的实验,利用好控制变量法是解题的关键。
26.(6分)实验小组的同学利用学过的物理知识测定一块吊坠的密度。
(1)把天平放在水平桌面上,将游码调到标尺左端零刻度线处时,发现指针偏向分度盘的左侧,此时应向 右 调节平衡螺母,使横梁平衡。
(2)将吊坠放在天平左盘中,向右盘中加砝码并调节游码直到横梁平衡。此时,右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示,则吊坠的质量是 32.2 g。
(3)往量筒中倒入50mL水,将吊坠浸没在水中,液面位置如图乙所示,则吊坠的密度是 2.3×103 kg/m3。
(4)实验小组讨论后,不用砝码,只利用天平、两个相同的烧杯、量筒和水也能测出吊坠的密度。请将实验步骤补充完整。
①在两个烧杯中倒入等量的水,分别放在已调平衡的天平的左右盘中如图丙所示;
②将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中(不碰烧杯底),用量筒向右盘的烧杯中加水到A处时横梁平衡,记下加水的体积为V1,如图丁所示;
③ 将吊坠直接放在左盘烧杯的水中 ,用量筒继续向右盘的烧杯中加水,直到横梁平衡,并记下再次加入水的体积为V2;
④吊坠密度的表达式为ρ= 。(用V1、V2、ρ水表示)
【分析】(1)使用天平之前,首先把天平放在水平台上,游码移到标尺左端的零刻度线处,然后调节平衡螺母使天平的横梁平衡,平衡螺母向上翘的一端移动;
(2)用天平来测量物体的质量时,物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值;
(3)吊坠的体积等于量筒中增加水的体积,根据密度的计算公式ρ=即可求出吊坠的密度;
(4)根据阿基米德原理可知,将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中时,吊坠受到的浮力浮力大小,根据F浮=ρ液gV排求出吊坠浸没在水中时排开水的体积;
将吊坠直接放在左盘烧杯的水中时,用量筒继续向右盘的烧杯中加水,直到天平平衡,再次加入水的体积为V2,此时天平两侧的重力大小相等,右侧增加的水的重力等于吊坠的重力,据此求出吊坠受到的重力,根据G=mg求出吊坠的质量,根据密度公式求出吊坠的密度。
【解答】解:(1)使用天平之前,首先把天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端的零刻度线处,由题意可知,天平向右端上翘,所以平衡螺母向右调节,使天平平衡;
(2)由图甲可知,吊坠的质量:
m=20g+10g+2.2g=32.2g;
(3)吊坠的体积等于量筒中水增加的体积:V=64mL﹣50mL=14mL=14cm3,
吊坠的密度:
ρ===2.3g/cm3=2.3×103kg/m3;
(4)②将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中(不碰烧杯底),用量筒向右盘的烧杯中加水到A处时横梁平衡,记下加水的体积为V1,此时天平两侧的重力大小相等,右侧增加的水的重力等于吊坠排开水的重力,
由阿基米德原理可知,将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中时,吊坠受到的浮力:
F浮=G排水=m排水g=ρ水V1g,
因为F浮=ρ液gV排,
所以有ρ液gV排=ρ水V1g,
即V排=V1,
因为此时吊坠浸没在水中,所以吊坠的体积:
V=V排=V1,
③将吊坠直接放在左盘烧杯的水中,用量筒继续向右盘的烧杯中加水,直到天平平衡,再次加入水的体积为V2,此时天平两侧的重力大小相等,右侧增加的水的重力等于吊坠的重力,
则吊坠的重力:G=G水=m水g=ρ水gV水=ρ水g(V1+V2),
吊坠的质量:m===ρ水(V1+V2),
④吊坠的密度:ρ==。
故答案为:(1)右;(2)32.2;(3)2.3×103;(4)将吊坠直接放在左盘烧杯的水中;(5)。
【点评】本题用两种方法测定一块吊坠的密度,考查天平的使用与读数、量筒的读数、密度公式、重力公式和阿基米德原理的应用,通过此题我们应该学会一种利用等效替代来间接求物体体积的方法。
27.(5分)在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)将蜡烛和焦距为10cm的凸透镜甲固定在如图所示的位置,点燃蜡烛后,位于90cm刻度线处的光屏上得到烛焰清晰 放大 (填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。
投影仪 (填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据该原理工作的。
(2)保持上述实验中凸透镜位置不变,将蜡烛移动到15cm刻度线处,应该向 左 (填“左”或“右”)移动光屏,或者在烛焰和凸透镜间加一个 近视 (选填“近视”或“远视”)眼镜,才能再次在光屏得到烛焰清晰的像。
(3)改用焦距为20cm的凸透镜乙继续进行实验。将凸透镜乙和光屏分别固定在70cm和85cm刻度线处,再将点燃的蜡烛从15cm刻度线处缓慢地向右移动到50cm刻度线处,在光屏上得到烛焰清晰像的次数是 0 (填“0”“1”“2”或“3”)。
【分析】(1)当物距处于f和2f之间时,凸透镜成倒立、放大的实像,投影仪、幻灯机都是根据这个原理制成的;
(2)凸透镜成实像时,物远像近像变小;若不移动光屏,则像会成在光屏前面,故与近视眼的成像相似,可配戴凹透镜来矫正;
(3)凸透镜成实像时,物距变大,像距变小,像变小;物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像。
【解答】解:(1)由图可知,物距小于像距,物距处于f和2f之间,成倒立、放大的实像。应用是投影仪或幻灯机;
(2)凸透镜位置不变,将蜡烛移动到15cm刻度线处,物距变大,像距会变小,应该向左移动光屏,才能再次得到烛焰清晰的像;不移动光屏,则像会成在光屏前面,故应在烛焰和凸透镜间放一凹透镜,对光线有发散作用,使像成在光屏上,故与近视眼的成像相似;
(3)当凸透镜乙和光屏分别固定在70cm和85cm刻度线处,即像距为15cm,小于1倍焦距,在光屏上不能得到烛焰清晰像,在光屏上得到烛焰清晰像的次数是为0。
故答案为:(1)放大;投影仪;(2)左;近视;(3)0。
【点评】本题考查学生动手操作实验的能力以及学生对凸透镜成像规律的掌握,要求学生能根据凸透镜成像规律分析实际问题。
28.(2分)如图所示,用甲、乙、丙三套装置完成实验。实验一:探究不同物质吸热升温现象;实验二:比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量。三种供选择的液体分别用a、b、c表示,三种燃料分别用1、2、3表示。
(1)实验二是通过比较 温度计的示数变化 来反映液体吸热的多少。
(2)为了能完成两个实验,对图中器材进行以下几种调整,其中可行的是 BC 。
A.将甲图中的液体换成c
B.将乙图中的燃料换成1
C.将乙图中的燃料换成3
D.将丙图中的液体换成b
【分析】(1)探究不同燃料燃烧放热能力时,要保证选取相同质量的相同物质和相同质量的不同燃料进行实验;
(2)探究不同物质吸热升温的实验时,要保证选取相同质量的同种燃料和相同质量的不同液体;据此分析找出符合条件的选项。
【解答】解:(1)实验二是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量,要保证选取相同质量的相同液体和相同质量的不同燃料进行实验,所以,为了完成实验二,应选用甲、丙两套装置,通过比较温度计的示数变化来反映液体吸热的多少;
(2)实验一是探究不同物质吸热升温的现象,需要选取相同质量的相同燃料、相同质量的不同液体进行实验;实验二是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量,需要选取相同质量的相同液体和相同质量的不同燃料进行实验。
A、将甲图中的液体换成c,甲、乙、丙三套装置的燃料都不相同,不能完成实验一;故A错误;
B、将乙图中的燃料换成1,甲、乙两套装置中,燃料的质量相同、种类相同,液体的种类不同,可以完成实验一;甲、丙两套装置中,燃料的质量相同、种类不同,液体的质量、种类相同,可以完成实验二;故B正确;
C、将乙图中的燃料换成3,乙、丙两套装置中,燃料的质量相同、种类相同,液体的种类不同,可以完成实验一;甲、丙两套装置中,燃料的质量相同、种类不同,液体的质量、种类相同,可以完成实验二;故C正确;
D、将丙图中的液体换成b,甲、乙、丙三套装置的燃料都不相同,不能完成实验一;故D错误;
故选:BC。
故答案为:(1)温度计的示数变化;(2)BC。
【点评】本题考查了探究燃料的热值和物质的比热容的实验,重点考查控制变量法的应用,同时要理解通过加热时间可以反映燃料燃烧放出的热量。
29.(5分)小明利用图甲所示电路测量未知电阻Rx的阻值,电源电压保持3V不变,滑动变阻器铭牌标有“30Ω 2A”字样,Rx的阻值约为10Ω。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整(要求滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电流表示数变大)。
(2)闭合开关,两电表均无示数;将电压表改接在变阻器两端时,两电表均无示数;将电压表改接在开关两端时,电压表有示数,电流表无示数。则电路故障是 开关断路或接触不良 。
(3)排除故障后,闭合开关,移动变阻器的滑片P至某一位置,此时电压表示数为2.7V,电流表示数如图乙所示,则未知电阻Rx= 9 Ω。
(4)小明利用图甲电路测量另一未知电阻R'x,将R'x正确接入电路,但发现无论如何移动滑片P,电流表示数几乎为0,电压表示数接近3V,经判断得知R'x阻值较大,利用该电路无法测出R'x阻值。小明查阅资料获知,电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻,且阻值较大,于是他找了一个2kΩ的定值电阻R0,设计了如图丙所示电路,电源电压恒为3V。闭合开关S,并进行了如下操作:
①S1接1时,记录电压表示数为2.5V;
②S1接2时,记录电压表示数为2V;
③计算待测电阻R'x= 5000 Ω。
【分析】(1)向左移动滑动变阻器的滑片P使电流表示数变大,说明滑动变阻器的滑片P在向左移动过程中接入电路的电阻在减小;
(2)闭合开关,两电表均无示数,电路可能断路,将电压表接在某超元件两端时,若有示数,则这个元件是断路的,若无示数,则电压表之外的电路有断路;
(3)根据电流表的量程为0~0.6A确定分度值读数,由欧姆定律得出未知电阻;
(4)分析开关转换时电路连接,由串联电路电压的规律求出定值电阻与电压表串联时定值电阻的电压,由分压原理得出电压表内阻;
由待测电阻与电压表串联和电压表示数,根据串联电路电压的规律求出定值电阻的电压,由分压原理求出R'x。
【解答】解:(1)向左移动滑动变阻器的滑片P使电流表示数变大,说明滑动变阻器的滑片P在向左移动过程中接入电路的电阻在减小,故滑动变阻器应接左下接线柱,电路中的最大电流为:I===0.3A,所以电流表选用小量程,如图所示:
(2)闭合开关,两电表均无示数,电路可能断路,将电压表接在变阻器两端时也无示数,说明变阻器之外的电路存在断路,但接在开关两端时有示数,则说明开关的之外的电路为通路,故电路故障是开关断路或接触不良;
(3)电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,由图乙知:电流表的示数为0.3A,
由I=得未知电阻的阻值为:
Rx===9Ω;
(4)电源电压恒为3V,S2接1时,定值电阻与电压表串联,电压表示数为2.5V,由串联电路电压的规律,定值电阻的电压为:U0=3V﹣2.5V=0.5V,由分压原理,电压表内阻为:
RV=×2000Ω=10000Ω;
S1闭合,S2接1时,待测电阻与电压表串联,电压表示数为2V;由串联电路电压的规律,待测电阻的电压为:U′x=3V﹣2V=1V,由分压原理,
R'x=×10000Ω=5000Ω。
故答案为:(1)见解答图;(2)开关断路或接触不良;(3)9;(4)5000。
【点评】本题测电阻的大小,考查电路的连接、故障分析、电流表的读数、电阻的计算以及特殊额方法测量电阻。
30.(6分)频闪拍摄是研究物体运动的最好方式之一。如图所示,是小亮用相机每隔0.5s曝光一次,拍摄的汽车在平直公路上行驶时的频闪照片。拍摄过程中汽车的总质量约为1.6t,所受阻力约为车重的0.3倍。搜集汽车信息得知车身长3m,静止时车轮与地面的总接触面积为0.16m2。求:(g取10N/kg)
(1)汽车静止时对水平地面的压强;
(2)拍摄过程中汽车的输出功率。
【分析】(1)汽车静止时对水平地面的压力等于汽车的总重力,根据F=G=mg求出其大小,又知道车轮与地面的总接触面积,根据p=计算汽车对地面的压强;
(2)汽车在一段平直路面匀速行驶时处于平衡状态,牵引力和受到的阻力是一对平衡力,二力大小相等,根据F=f=0.3G求出其大小;然后根据W=Fs、P=计算汽车在这段运动过程中汽车的输出功率。
【解答】解:(1)汽车静止时对水平地面的压力:
F=G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N,
汽车对水平地面的压强:
p===1×105Pa;
(2)因汽车在平直公路上每0.5s通过的路程均为两个车长,即6m,在拍摄过程中做匀速直线运动,牵引力和受到的阻力是一对平衡力,
所以,汽车受到的牵引力:
F牵引=f=0.3G=0.3×1.6×104N=4800N;
拍摄过程中汽车的输出功率:
P====5.76×104W。
答:(1)汽车静止时对地面的压强为1×105Pa;
(2)拍摄过程中汽车的输出功率为5.76×104W。
【点评】本题考查了压力、压强和功率的计算,同时考查二力平衡条件的应用,灵活运用相关公式,并知道汽车静止时对地面的压力等于校车的总重力是解答此题关键。
31.(8分)某学校组织体检时测量了身高和体重。小明回来回忆测量过程,自己设计了个测量身高和体重的仪器原理图。小明设定的数据如下:电源电压24V保持不变,R0为滑动变阻器,R压为压敏电阻,电阻随压力变化关系图像如图所示。1cm的R0对应阻值2Ω,R0总长为100cm。R1=40Ω。电流表量程为0﹣0.6A作为显示仪表,0.6A对应身高200cm的人,测体重电路的电压表量程选择0﹣15V,也作为显示仪表,R2阻值为280Ω(计算保留一位小数)请回答下列问题
(1)人的身高越高,R0接入电路的阻值越 小 ,人的体重越大,电路中电流越 大 。
(2)通过计算说明,当电流表示数为0.3A时,对应的人的身高是多大?
(3)通过计算说明人的体重60kg时,对应的电压表示数多大?
(4)如果男性:身高(cm)﹣95=标准体重(kg)女性:身高(cm)﹣90=标准体重(kg)(±2)是正常的,那么小明(男)测量身高和体重时电流表显示是0.3A,电压表显示是14V,通过计算判断他的身材标准么?
(5)该秤的电源使用时间过长后电压会变小,这将导致体重测量值 偏小 。(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
【分析】(1)闭合开关,定值电阻R1和滑动变阻器R0串联接入电路,电流表测通过电路的电流,由图可知人的身高越高时R0接入电路的长度的变化,进一步判断R0接入电路的的阻值的变化;
闭合开关,压敏电阻R压和定值电阻R2串联接入电路,电压表测R2两端的电压,由图可知压敏电阻的阻值随人的体重的增大而减小,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可得通过电路的电流变化;
(2)电流表量程为0~0.6A,0.6A对应身高200cm的人,根据欧姆定律计算通过电路的电流为0.6A时测高电路的总电阻,根据串联电路电阻规律计算此时滑动变阻器接入电路的电阻,
根据欧姆定律计算当电流表为0.3A时测高电路的总电阻,根据串联电路电阻个计算此时滑动变阻器接入电路的阻值,1cm的R0对应阻值2Ω,进一步计算滑动变阻器接入电路的长度和对应的人的身高;
(3)根据重力公式计算体重60kg的人的重力,压敏电阻受到的压力等于人的重力,由图可知此时压敏电阻接入电路的阻值,根据串联电路电阻规律结合欧姆定律计算此时通过测重电路的电流,根据U=IR计算此时电压表的示数;
(4)根据欧姆定律计算电压表示数为14V时通过测重电路的电流,根据串联电路电压规律计算此时压敏电阻两端的电压,
根据欧姆定律计算此时压敏电阻接入电路的阻值,由图可知压敏电阻受到的压力,据此可知人的重力,根据重力公式计算人的质量,
由(2)可知小明的身高,根据题意计算身高180cm的男性标准体重,进一步判断他的身材是否标准;
(3)根据该称的原理可知是通过电压表测量R2两端的电压来判断的,所以根据串联电路的特点和欧姆定律分析出R2两端的电压即可得出结论。
【解答】解:(1)闭合开关,定值电阻R1和滑动变阻器R0串联接入电路,电流表测通过电路的电流,人的身高越高,R0接入电路的长度越小,所以R0接入电路的阻值越小;
闭合开关,压敏电阻R压和定值电阻R2串联接入电路,电压表测R2两端的电压,人的体重越大,压敏电阻受到的压力越大,由图可知压敏电阻接入电路的阻值越小,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以电路总电阻变小,根据欧姆定律可得此时通过电路的电流变大;
(2)电流表量程为0~0.6A,0.6A对应身高200cm的人,
通过电路的电流为0.6A时,测高电路的总电阻:R′===40Ω,
此时滑动变阻器接入电路的电阻:R0′=R′﹣R1=40Ω﹣40Ω=0Ω,
当电流表为0.3A时,根据欧姆定律可得:R″===80Ω,
滑动变阻器接入电路的阻值:R0″=R″﹣R1=80Ω﹣40Ω=40Ω,
1cm的R0对应阻值2Ω,则滑动变阻器接入电路的长度为=20cm,对应的人的身高是200cm﹣20cm=180cm;
(3)体重60kg的人的重力:G=m1g=60kg×10N/kg=600N,
压敏电阻受到的压力等于人的重力,由图可知此时压敏电阻接入电路的阻值为240Ω,
此时通过测重电路的电流:IA1==≈0.0461A,
此时电压表的示数:U2′=IA1R2=0.0461A×280Ω≈12.9V;
(4)电压表示数为14V时,通过测重电路的电流:IA′===0.05A,
串联电路总电压等于各部分电压之和,此时压敏电阻两端的电压:U压=U﹣U2″=24V﹣14V=10V,
此时压敏电阻接入电路的阻值:R压′===200Ω,
由图可知压敏电阻受到的压力为900N,则人的重力为900N,
人的质量:m′===90kg,
由(2)可知小明的身高为180cm,身高180cm的男性标准体重=180cm﹣95=85kg<90kg,所以他的身材不标准;
(5)根据该称的原理可知是通过电压表测量R2两端的电压来判断的,由I=可知,当电源电压降低后,
电路中的电流,R2两端的电压减小,所以导致测量值将偏小。
答:(1)小;大;
(2)当电流表为0.3A时,对应的人的身高是180cm;
(3)人的体重60kg时对应的电压表示数为12.9V;
(4)他的身材不标准;
(5)偏小。
【点评】本题考查串联电路特点和欧姆定律的灵活运用,正确读取图中信息是解题的关键。
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