2023年云南省昆明三中教育集团中考物理诊断试卷(含答案)
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这是一份2023年云南省昆明三中教育集团中考物理诊断试卷(含答案),共39页。试卷主要包含了选择题,填空题,作图题,实验探究题,综合题等内容,欢迎下载使用。
2023年云南省昆明三中教育集团中考物理诊断试卷
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分,每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求,全部选对得3分,选对不全的得1分,有选错的得0分)
1.(3分)下面是小明对身边一些常见物理量的估测,其中最符合实际的是( )
A.托起两枚鸡蛋用力约100N
B.考试用的2B铅笔长度约为20mm
C.骑自行车上学的速度约18m/s
D.中学生正常心脏跳动一次的时间约为0.8s
2.(3分)光形成了多彩绚丽的世界,如图所示,生活中的光现象与物理知识对应关系正确的是( )
A.手影—光的反射
B.彩虹—光的漫反射
C.日食—光的直线传播
D.倒影—光的折射
3.(3分)下列关于材料、信息及能源的说法正确的是( )
A.条形码扫描器中的光敏二极管主要使用的是半导体材料
B.同种材料制成的导体,其电阻大小只与长度有关
C.煤、石油、天然气都属于可再生能源
D.电磁波的频率越高,传播的速度就越大
4.(3分)下列有关物态变化说法正确的是( )
A.夏天,刚从冰箱拿出的饮料瓶外壁出现小水珠是液化现象,此过程中吸热
B.零下15℃北方冬天结冰的衣服慢慢变干是升华现象,此过程中吸热
C.严寒冬天,玻璃窗内壁结了一层冰花是凝固现象,此过程中放热
D.早晨,室外大雾弥漫是汽化现象,此过程中吸热
5.(3分)如图所示是电磁相关的实验现象,对应的说法正确的是( )
A.图甲,螺线管上方小磁针静止时a端是S极
B.图乙,通电导体周围存在着磁场,将小磁针移走,磁场不消失
C.图丙,电磁铁线圈匝数越多,电磁铁的磁性越弱
D.图丁,闭合开关保持电流方向不变,对调磁体的N、S极,导体棒受力方向不变
6.(3分)如图是生活中一些常见现象和常用的物体,其所应用的物理原理正确的是( )
A.如图所示,一人用力推箱子,没推动,箱子仍是静止状态,是因为推力小于箱子受到的阻力
B.如图所示,液压千斤顶的工作原理是连通器
C.如图所示,飞机机翼上凸下平是使机翼上方空气流速小于下方空气流速,产生向上的浮力
D.如图所示,压路机做成圆筒状是为了减小受力面积,增大压强
7.(3分)如图中甲所示,小明用弹簧测力计拉木块,使它沿水平木板匀速滑动,图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象。当两次木块运动的距离相同时,下列说法正确的是( )
A.木块第1次受到的拉力较大
B.木块第2次受到的摩擦力较大
C.第1次拉力做的功较多
D.第1次拉力做功的功率较大
(多选)8.(3分)下列几个物理实验或现象,如图所示,解读正确的是( )
A.如图甲所示,汽车发动机用水进行冷却是因为水的比热容较大
B.如图乙所示,冰熔化的过程中,吸热但是温度不变,此时的内能为零
C.如丙图所示,实验原理就是内燃机工作时的压缩冲程原理
D.如图丁所示,实验中玻璃板拉离水面的一瞬间,测力计示数变大说明分子间有间隙
(多选)9.(3分)实验时,小芳用如图所示的滑轮组,将重为8N的物体匀速提升0.5m,已知动滑轮的重力为2N,不计绳重和摩擦,则( )
A.拉力F为5N
B.有用功为4J
C.绳子自由端移动距离为1m
D.该滑轮组的机械效率为90%
(多选)10.(3分)如图所示,电源电压恒为4.5V,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器的规格为“15Ω 2A”,小灯泡L标有“3.0V 1.5W”的字样(灯丝电阻不变),在电路安全的情况下,下列说法不正确的是( )
A.滑片P向右移,电流表和电压表的示数均变大
B.电流表示数的最大值为0.5A
C.滑动变阻器阻值的变化范围是3Ω~15Ω
D.整个电路的最大功率为2.25W
二、填空题(本大题共6小题,11~15小题每小题2分,16题4分,共14分。)
11.(2分)“AI”技术即人工智能,正在改变世界,其中的语言合成技术,可以将特定人员的声音模仿得惟妙惟肖,让人分不出真伪,这里模仿的主要是声音的 ;如图甲所示,为一种基于超声波的手势控制技术,这种技术的要点是:使用设备扬声器发射超声波,并利用麦克风接收撞击到手掌的回声,以此来实现手势识别。图乙中,手不用接触屏幕,就可以操控手机的APP,这一技术说明声音可以传递 。
12.(2分)将塑料绳的一端扎紧,尽可能将其撕成更多的细丝,用干燥的手从上向下捋几下,观察到如图所示的现象。这是因为塑料丝带电的实质是 在物体间转移。塑料丝张开是因为 。
13.(2分)现在我国大力提们“低碳环保、绿色出行”,选择自行车出行是大家喜爱的方式之一,如图是自行车的手刹示意图,要让自行车更快地停下来,可以用力捏刹车闸,这是通过增大 来增大摩擦;刹车并停止蹬车后,自行车并没有立即停下来而是继续向前运动,这是由于自行车具有 。
14.(2分)电动汽车是绿色环保型交通工具,具有效率高、噪声小、无废气排放、无油污的优点。某品牌电动汽车满载人员时人与车总质量为2t,车静止时,轮胎与地面的磁接触面积句0.08m2,则该电动汽车静止在水平地面上对地面的压强为 Pa;该汽车在平直的公路上以20m/s的速度匀速行驶10min,通过的路程为 。
15.(2分)如图所示,长为1m的轻质缸杆OA的中点悬挂一重100N的物体,在A端施加方向竖直向上的力F,使杠杆保持水平平衡,则拉力F的大小为 N;同学们扫地时用的扫帚也是杠杆,它属于 (选填“省力”“费为”或“等臂”)杠杆。
16.(4分)阅读短文,回答问题。
无人机
如图为某品牌“无人机”,其主要用复合材料制成的,质量(含摄像机)为1.5kg,“无人机”采用4个相同的电动机带动4个旋翼转动,对下方空气施力的同时每个旋翼获得相同的升力,“无人机”上升时受到的空气阻力与上升速度的平方成正比,该“无人机”能以最大6m/s的速度上升,此时受到的空气阻力为9N。
(1)“无人机”旋翼高速旋转获得升力,该升力的施力物体是 。
(2)“无人机”以恒定的速度从地面匀速竖直上升,“无人机”受 (选填“平衡力”或“非平衡力”)。
(3)当“无人机”携带摄像机悬停在空中进行地面图像拍摄时,每个旋翼获得的升力大小是 N;“无人机”在参与某次火情的勘测时,假设它以2m/s的速度从地面匀速竖直上升至50米高处,然后悬停(整个过程4个电动机同时工作),“无人机”匀速上升过程中受到的空气阻力为 N。
三、作图题(本大题共2小题,每小题2分,共4分)
17.(2分)请在图中画出物体AB在平面镜中所成的像A′B′。
18.(2分)请在图中用笔画线代替导线将电灯、开关和插座正确接入家庭电路。
四、实验探究题(本大题共4小题,第18题8分,第19题4分,第20题8分,第21题4分,共24分)
19.(8分)同学们利用压强计等装置“探究液体内部压强的规律”,进行了如下的操作:
(1)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差(如图所示),接下来的操作是(选填字母) 。
A.直接从U形管右侧中倒出适量液体
B.拆除胶管重新安装
(2)把调好的U形管压强计放在空气中时,U形管两边的液面应该 ,组装完好的压强计中的U形管 (选填“是”或“不是”)连通器。
(3)正确操作后,分析乙、丙两图的实验现象,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而 ,因此拦河大坝要做成 (选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
(4)玲玲保持丙图中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,她发现U形管两侧液面的高度差又变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。她的操作不可靠,原因是加入盐水后液面位置改变了,正确操作是应将探头适当 (选填“上移”或“下移”)。
(5)红红用图丁装置测量未知液体的密度:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,测出左侧水面到橡皮膜中心的深度为h1,还需要测量的物理量有 。
A.右侧待测液体液面到容器底的深度h2
B.右侧待测液体液面到橡皮膜中心的深度h3
根据你选用的物理量推导出待测液体密度的表达式ρ= (用题中字母和ρ水表示)。
20.(4分)物理兴趣小组的同学利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凸凹程度可改变的液体透镜,如图所示。
(1)在探究“凸透镜对光线的作用”时,首先在两个透明玻璃长方体容器中充入蚊香烟雾,其目的是 ,然后将水注入橡皮膜,制成如图甲所示形状的水透镜,再将水透镜放置在两个玻璃容器之间,使其保持在如图甲所示的位置,让平行光束沿图示方向先射入左边的玻璃容器,再经水透镜折射后的光线将会聚。
(2)在用水透镜探究“凸透镜成像规律”时,蜡烛、光屏和水透镜的位置如图乙所示,光屏上出现清晰的烛焰像,此时成的是 (表达清楚像的正立或倒直、放大或缩小和虚或实)像。
(3)水透镜可以模拟眼睛的晶状体,如果再用注射器向橡皮膜内注水,加大水透镜的凸起程度,则此水透镜的焦距会缩短,代表了近视眼模型,这种情况下物体所成的像在光屏的 (选填“上方”、“下方”“前方”或“后方”),若要娇正近视眼成像,应在水透镜和物体之间放置 (选填“凸面镜”、“凹面镜”、“凸透镜”或“凹透镜”)。
21.(8分)小明同学在“探究电流取电阻的关系”的实验中,实验器材有:4节新的干电池,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻R,滑动变阻器,电流表,电压表,开关,导线。
(1)请用笔画线代替导线将如图1所示的电路连接完整(要求滑片P向右移时电压表标数减小,导线不允许交叉)。
(2)正确连接电路后,闭合开关,观察到电流表有示数,而电压表无示数,则可能出理的故障是以下选项中的 (选填字母)。
A.定值电阻开路
B.滑动变阻器开路
C.定值电阻短路
D.滑动变阻器短路
(3)排除故障后,继续实验,实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持3V不变,分析表一中的数据可以得出结论 。
表一:
U/V
3
R/Ω
5
10
15
30
I/A
0.6
0.3
0.2
0.1
(4)实验中,将10Ω的定值电阻换成15Ω的定值电阻后,闭合开关S,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“阻值增大”或“阻值减小”)的一端移动,直至电压表的示数为3V。
(5)为了完成本次实验,滑动变阻器的最大值至少应为 Ω。
(6)接着小明同学又用图1所示的电路探究“通过导体的电流跟导体两端电压的关系”,实验数据记录如表二所示:
表二:
实验序号
1
2
3
4
电阻R/Ω
R
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.10
0.15
0.20
①第4次实验时的电流表的示数如图2所示,此时电流为 A。
②根据表中的数据,可得出结论 。
③第4次实验做完后,小明没有及时的断开开关,1min后,电阻产生的热量为 J。
22.(4分)为了探究水的沸点与气压的关系,小明同学在老师的指导下做了如下实验:
如图所示,用酒精灯将烧瓶中的水加热至沸腾,待水沸腾后,撤去酒精灯,发现水还继续沸腾了几秒钟,老师让同学们分析原因是 。又过了几秒钟,水停止了沸腾,老师让同学们讨论,此时如果不允许再对烧瓶中的水进行加热,有没有其它的办法可以让烧瓶中的水再次沸腾?你的方法是 。
五、综合题(本大题共2小题,每小题9分,共18分)
23.(9分)如图所示,图甲是一款紫砂电饭锅,其简化电路如图乙所示,R1、R2是电热丝,R1的阻值为110Ω,通过单独或同时闭合S1、S2实现低温、中温、高温三个挡位间的切换,其铭牌如表所示,求:
加热效率
80%
额定电压
220V
电功率
低温挡
440W
中温挡
880W
高温挡
(1)低温挡加热时电流的大小。
(2)电热丝R2的阻值。
(3)已知粥的比热容c粥=4.0×103J/(kg•℃),将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃需要的时间。
24.(9分)如图所示,一个底面积为2m2的圆柱状容器,装有适量的水,现在将一个体积为5m3的长方体物体A放入其中,最终物体漂浮于水面上。现在将虚线以上的部分截取走(截走部分的体积等于露出水面体积的一半),待剩余部分再次静止后水面下降了0.3m。则:
(1)容器底部受到的压强减少了多少?
(2)容器底部受到的压力减少了多少?
(3)物体A的密度为多少?
2023年云南省昆明三中教育集团中考物理诊断试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分,每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求,全部选对得3分,选对不全的得1分,有选错的得0分)
1.(3分)下面是小明对身边一些常见物理量的估测,其中最符合实际的是( )
A.托起两枚鸡蛋用力约100N
B.考试用的2B铅笔长度约为20mm
C.骑自行车上学的速度约18m/s
D.中学生正常心脏跳动一次的时间约为0.8s
【分析】(1)一枚鸡蛋的质量约为50g;
(2)铅笔的长度与手掌长度相近;
(3)骑自行车的速度约为5m/s;
(4)中学生心脏1min跳75次。
【解答】解:A、一枚鸡蛋的质量约为50g,两枚鸡蛋的重力为G=mg=2×0.05kg×10N/kg=1N,故A不符合实际;
B、考试用的2B铅笔的长度与手掌长度相近,约为20cm,故B不符合实际;
C、骑自行车上学时的速度约为5m/s,故C不符合实际;
D、中学生心脏1min跳75次,则跳动一次的时间为0.8s,故D符合实际。
故选:D。
【点评】本题考查我们对身边事物物理量的估测、估算能力,难度不大。
2.(3分)光形成了多彩绚丽的世界,如图所示,生活中的光现象与物理知识对应关系正确的是( )
A.手影—光的反射
B.彩虹—光的漫反射
C.日食—光的直线传播
D.倒影—光的折射
【分析】(1)光在同种均匀介质中是沿直线传播的。小孔成像、日食、月食、激光准直、影子的形成都是光的直线传播的实例。
(2)太阳光经过三棱镜折射后分解出七种单色光的现象叫光的色散,雨后彩虹属于光的色散现象。
(3)光射到物体的表面,改变传播方向回到原来介质中的现象叫光的反射,平面镜成像属于光的反射的应用。
(4)光从一种透明介质斜射进入另一种透明介质时,传播方向通常会发生变化,这种现象叫光的折射。海市蜃楼、池水变浅、插入水中的筷子向上弯折等都属于光的折射现象。
【解答】解:A、手影是由于光的直线传播形成的,故A不符合题意;
B、彩虹是由于光的色散形成的,故B不符合题意;
C、日食是由于光的直线传播形成的,故C符合题意;
D、水中倒影是由于光的反射形成的,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】知道光的直线传播、光的反射、光的折射、光的色散以及对应的实例。
3.(3分)下列关于材料、信息及能源的说法正确的是( )
A.条形码扫描器中的光敏二极管主要使用的是半导体材料
B.同种材料制成的导体,其电阻大小只与长度有关
C.煤、石油、天然气都属于可再生能源
D.电磁波的频率越高,传播的速度就越大
【分析】(1)二极管是利用半导体材料制成的;
(2)导体的电阻与其长度、横截面积、材料、温度等有关;
(3)可再生能源是指可以源源不断从自然界直接获取的能源;不可再生能源是指从自然界获取无法在短时间内获得补充的能源;
(4)不同频率的电磁波在真空中的传播速度相同。
【解答】解:A、二极管主要使用半导体材料制成的,光敏二极管也不例外,故A正确;
B、同种材料制成的导体,其电阻大小与导体的长度、横截面积等有关,故B错误;
C、煤、石油、天然气属于不可再生能源,故C错误;
D、不同频率的电磁波在真空中的传播速度相同,故D错误。
故选:A。
【点评】本题是对物理基础知识的考查,难度较低,但综合性很强。
4.(3分)下列有关物态变化说法正确的是( )
A.夏天,刚从冰箱拿出的饮料瓶外壁出现小水珠是液化现象,此过程中吸热
B.零下15℃北方冬天结冰的衣服慢慢变干是升华现象,此过程中吸热
C.严寒冬天,玻璃窗内壁结了一层冰花是凝固现象,此过程中放热
D.早晨,室外大雾弥漫是汽化现象,此过程中吸热
【分析】物质由气态直接变为固态的过程叫凝华,物质由固态直接变为气态的过程叫升华;物质由气态变为液态的过程叫液化,物质由液态变为气态的过程叫汽化;物质由固态变为液态的过程叫熔化,物质由液态变为固态的过程叫凝固;
(2)吸收热量的物态变化过程有:熔化、汽化和升华;放出热量的物体变化过程有:凝固、液化和凝华。
【解答】解:A、刚从冰箱中拿出的饮料瓶温度很低,空气中的水蒸气遇冷凝结成小水滴,由气态变为液态,属于液化现象,液化放热,故A错误;
B、零下15℃北方冬天结冰的衣服慢慢变干,冰由固态直接变成气态,属于升华现象,升华吸热,故B正确;
C、严寒冬天,玻璃窗内壁结冰花是气态的水蒸气直接变成了固态的冰,是凝华现象,凝华放热,故C错误;
D、雾是水蒸气遇冷发生的液化现象,液化放热,故D错误。
故选:B。
【点评】此题考查的是我们对于生活中物态变化的分析能力,物态变化是中考必考的一个知识点。
5.(3分)如图所示是电磁相关的实验现象,对应的说法正确的是( )
A.图甲,螺线管上方小磁针静止时a端是S极
B.图乙,通电导体周围存在着磁场,将小磁针移走,磁场不消失
C.图丙,电磁铁线圈匝数越多,电磁铁的磁性越弱
D.图丁,闭合开关保持电流方向不变,对调磁体的N、S极,导体棒受力方向不变
【分析】(1)根据安培定则和磁极间的相互作用进行判断。
(2)根据奥斯特实验进行分析。
(3)影响电磁铁磁性强弱的因素。知道电磁铁的磁性与电流的大小和线圈匝数有关。
(4)通电导体在磁场中受到力的作用,受力方向与磁场方向和电流方向有关,当其中一个方向变化时,受力方向变化,但当两个方向同时变化时,受力方向不变。
【解答】解:A、由安培定则可知,螺线管的右端为N极,根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知,小磁针的a端为N极,故A错误;
B、图示是奥斯特实验,说明通电导体周围存在磁场,即电生磁,将小磁针移走,磁场不消失,故B正确;
C、图中两电磁铁的电流相同,匝数不同,研究的是电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,电磁铁线圈匝数越多,电磁铁的磁性越弱,故C错误;
D、图中,若电流方向不变,对调N、S极即改变了磁感线方向,导体棒ab运动方向将改变,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了电与磁现象中的重要实验的识别。解题的关键是牢记一些重要实验装置图,记清实验装置和实验原理。
6.(3分)如图是生活中一些常见现象和常用的物体,其所应用的物理原理正确的是( )
A.如图所示,一人用力推箱子,没推动,箱子仍是静止状态,是因为推力小于箱子受到的阻力
B.如图所示,液压千斤顶的工作原理是连通器
C.如图所示,飞机机翼上凸下平是使机翼上方空气流速小于下方空气流速,产生向上的浮力
D.如图所示,压路机做成圆筒状是为了减小受力面积,增大压强
【分析】(1)物体处于静止状态时,受到的力是平衡力;
(2)液压千斤顶的工作原理是帕斯卡原理:密闭液体上的压强,能够大小不变地向各个方向传递,在一个小面积的活塞上施加一个较小的力,因为传递的是压强,根据压强公式得出在另一边的面积大的活塞上就会产生较大的力,即:用小力产生大力;
(3)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;
(4)增大压强的方法:在受力面积一定时,增大压力;在压力一定时,减小受力面积。
【解答】解:A、推箱子但没推动,是因为推力等于箱子受到的摩擦力,物体处于平衡状态,故A错误;
B、液压千斤顶的工作原理是帕斯卡原理,故B错误;
C、飞机的机翼的凸起的,空气在相等的时间内,空气经过上方比下方的路程长,上方比下方的空气速度大,上方比下方的压强小,产生了向上的升力作用,故C错误;
D、压路机的做成圆筒状,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强,故D正确。
故选:D。
【点评】此题主要考查的是液体压强与流速的关系、二力平衡的条件、增大压强的方法和帕斯卡原理的应用等,是一道综合题,在平时的学习过程中,要擅于运用物理知识来解释一些日常现象,从而为解答此类题积累经验。
7.(3分)如图中甲所示,小明用弹簧测力计拉木块,使它沿水平木板匀速滑动,图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象。当两次木块运动的距离相同时,下列说法正确的是( )
A.木块第1次受到的拉力较大
B.木块第2次受到的摩擦力较大
C.第1次拉力做的功较多
D.第1次拉力做功的功率较大
【分析】(1)滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关;先判断两次运动过程中滑动摩擦力的大小,然后根据图象判断木块两次的运动状态,然后根据二力平衡的条件分析拉力和摩擦力的关系;
(2)根据作用在物体上的拉力和在拉力方向上通过的距离,利用公式W=FS比较两次做功的多少。
(3)根据决定功率的因素即木块的拉力和木块的速度进行分析。
【解答】解:
AB、由于滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关,上述两个过程中,木块对木板的压力没有变,接触面的粗糙程度没有变,所以两次运动过程中滑动摩擦力相等,故B错误;
从图象上可以看出,木块两次都是做匀速直线运动,而做匀速直线运动的物体受平衡力作用,所以两次木块受到的拉力和摩擦力相等,因为摩擦力相等,所以拉力也相等,故A错误;
C、两次的拉力相同,两次运动距离也相等,所以两次做的功相等,故C错误;
D、从图中可以看出第一次木块运动的速度较大,而木块所受的拉力相同,根据公式P===Fv可知,第1次拉力做功的功率较大;故D正确。
故选:D。
【点评】要结合物体受力与运动状态的关系以及相关的计算公式,根据平衡力的知识和对图象的理解来解决此题。
(多选)8.(3分)下列几个物理实验或现象,如图所示,解读正确的是( )
A.如图甲所示,汽车发动机用水进行冷却是因为水的比热容较大
B.如图乙所示,冰熔化的过程中,吸热但是温度不变,此时的内能为零
C.如丙图所示,实验原理就是内燃机工作时的压缩冲程原理
D.如图丁所示,实验中玻璃板拉离水面的一瞬间,测力计示数变大说明分子间有间隙
【分析】(1)水的比热容较大,质量相同的水与其它物质相比,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多。
(2)一切物体都具有内能。
(3)做功冲程中内能转化为机械能,在压缩冲程中是机械能转化为内能。
(4)分子间存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解:A、汽车发动机用水进行冷却是因为水的比热容较大,与其他物质相比,升高相同温度吸收较多的热量,起到冷却发动机的作用,故A正确;
B、冰熔化的过程中,吸热但是温度不变,内能增加,故B错误;
C、用力将活塞压下,活塞对空气做功,空气的内能增大,温度升高,达到了棉花的着火点,棉花就会燃烧。该过程将机械能转化为内能,与内燃机的压缩冲程能量转化形式相同,故C正确;
D、实验中玻璃板拉离水面的一瞬间,测力计示数变大说明分子间有引力,故D错误。
故选:AC。
【点评】本题考查了分子间作用力、内燃机的工作原理、内能等知识,考查我们对物理知识的综合理解能力。
(多选)9.(3分)实验时,小芳用如图所示的滑轮组,将重为8N的物体匀速提升0.5m,已知动滑轮的重力为2N,不计绳重和摩擦,则( )
A.拉力F为5N
B.有用功为4J
C.绳子自由端移动距离为1m
D.该滑轮组的机械效率为90%
【分析】(1)图中使用的滑轮组承担物重的绳子股数n=2,不计绳重和摩擦,利用F=(G物+G动)求拉力大小;
(2)根据W有用=Gh求拉力做的有用功;
(3)由图知,n=2,则绳子自由端移动距离s=2h;
(4)利用W总=Fs求拉力做的总功,利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率。
【解答】解:A、由图可知,n=2;不计绳重和摩擦时,拉力F=(G物+G动)=×(8N+2N)=5N,故A正确;
B、拉力做的有用功:W有用=Gh=8N×0.5m=4J,故B正确;
C、绳子自由端移动距离s=2h=2×0.5m=1m,故C正确;
D、拉力做的总功:W总=Fs=5N×1m=5J,
滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=80%,故D错误。
故选:ABC。
【点评】本题考查了学生对有用功、总功、机械效率公式、滑轮组s=nh的理解和运用,本题关键是利用好不计绳重和摩擦时拉力F=(G物+G动)。
(多选)10.(3分)如图所示,电源电压恒为4.5V,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器的规格为“15Ω 2A”,小灯泡L标有“3.0V 1.5W”的字样(灯丝电阻不变),在电路安全的情况下,下列说法不正确的是( )
A.滑片P向右移,电流表和电压表的示数均变大
B.电流表示数的最大值为0.5A
C.滑动变阻器阻值的变化范围是3Ω~15Ω
D.整个电路的最大功率为2.25W
【分析】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;
(1)滑片P向右移,分析滑动变阻器接入电路的阻值变化和总电阻的变化,由欧姆定律可知电路中电流的变化和灯泡两端电压的变化,再由串联电路的电压特点分析变阻器两端电压的变化;
(2)根据P=UI算出小灯泡正常发光时的电流,并与电流表的量程、滑动变阻器允许通过的最大电流相比,判断得出电路的最大电流;
当电路中电流最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律求出此时电路的总电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;
由串联分压的规律可知,当电压表示数最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,由串联电路电压的规律算出此时小灯泡两端的电压,根据P=算出小灯泡的电阻;根据欧姆定律求出电路中的最小电流和滑动变阻器连入电路的最大阻值,进而判断出滑动变阻器的变化范围;
(3)根据P=UI可知,当电路中电流最大时,总功率最大,根据P=UI算出最大总功率。
【解答】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;
A、当滑片向右移动时,滑动变阻器连入电路的电阻变大,电路的总电阻变大,由I=知电路中的电流变小,即电流表示数变小;
由U=IR知,小灯泡L两端的电压变小,由串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大,故A错误;
BC、灯泡正常发光时的电压为3V,功率为1.5W,
由P=UI可得,灯泡正常发光时电路中的电流:I=IL===0.5A,
因串联电路中各处的电流相等,且电流表量程为0~0.6A,变阻器允许通过的最大电流为2A,
所以电路中的最大电流(电流表示数的最大值):Imax=0.5A,故B正确;
此时变阻器接入电路中的电阻最小,由串联电路的电压特点可知此时变阻器两端的电压:URmin=U﹣UL=4.5V﹣3V=1.5V,
滑动变阻器接入电路中的最小阻值:Rmin===3Ω,
由串联分压的规律可知,当电压表的示数最大为3V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,
此时小灯泡两端的电压:UL′=U﹣URmax=4.5V﹣3V=1.5V,
小灯泡的电阻:RL===6Ω,
则电路中的最小电流为:Imin===0.25A,
滑动变阻器接入电路的最大阻值:Rmax===12Ω,
所以滑动变阻器阻值的变化范围为3Ω~12Ω,故C错误;
D、电路中的最大电流Imax=0.5A,则整个电路的最大功率:P最大=UImax=4.5V×0.5A=2.25W,故D正确。
故选:AC。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是根据灯泡的额定电流确定电路中的最大电流和根据电压表的最大示数确定电路中的最小电流。
二、填空题(本大题共6小题,11~15小题每小题2分,16题4分,共14分。)
11.(2分)“AI”技术即人工智能,正在改变世界,其中的语言合成技术,可以将特定人员的声音模仿得惟妙惟肖,让人分不出真伪,这里模仿的主要是声音的 音色 ;如图甲所示,为一种基于超声波的手势控制技术,这种技术的要点是:使用设备扬声器发射超声波,并利用麦克风接收撞击到手掌的回声,以此来实现手势识别。图乙中,手不用接触屏幕,就可以操控手机的APP,这一技术说明声音可以传递 信息 。
【分析】(1)音色由发声体的材料和结构决定,语言合成技术模仿的主要是声音的音色。
(2)声音可以传递信息。
【解答】解:“AI”技术即人工智能,正在改变世界,其中的语言合成技术,可以将特定人员的声音模仿得惟妙惟肖,让人分不出真伪,这里模仿的主要是声音的音色;如图甲所示,为一种基于超声波的手势控制技术,这种技术的要点是:使用设备扬声器发射超声波,并利用麦克风接收撞击到手掌的回声,以此来实现手势识别。图乙中,手不用接触屏幕,就可以操控手机的APP,这一技术说明声音可以传递信息。
故答案为:音色;信息。
【点评】本题考查的关键是音色和声音可以传递信息;本题属于基础性题目。
12.(2分)将塑料绳的一端扎紧,尽可能将其撕成更多的细丝,用干燥的手从上向下捋几下,观察到如图所示的现象。这是因为塑料丝带电的实质是 电子 在物体间转移。塑料丝张开是因为 同种电荷相互排斥 。
【分析】(1)摩擦起电不是创造了电,是电子的转移。
(2)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【解答】解:(1)摩擦起电的实质是电子的转移。
(2)手和塑料绳之间摩擦,使这些塑料绳带上同种电荷,根据同种电荷相互排斥,所以塑料丝张开。
故答案为:电子;同种电荷相互排斥。
【点评】利用生活中的小实验考查了电荷间的作用和摩擦起电的实质。
13.(2分)现在我国大力提们“低碳环保、绿色出行”,选择自行车出行是大家喜爱的方式之一,如图是自行车的手刹示意图,要让自行车更快地停下来,可以用力捏刹车闸,这是通过增大 增大压力 来增大摩擦;刹车并停止蹬车后,自行车并没有立即停下来而是继续向前运动,这是由于自行车具有 惯性 。
【分析】增大摩擦力的方法有:一是增大压力;二是增大接触面积的粗糙程度;三是用滑动摩擦代替滚动摩擦;
根据任何物体都有保持原来运动状态的性质(惯性)进行分析。
【解答】解:自行车行驶中,用力捏闸,是在接触面的粗糙程度一定时,通过增大压力的方法来增大摩擦力的;
因为用力蹬脚踏时,自行车就会向前运动,当停止蹬脚踏时,由于惯性,自行车还要保持原来向前运动的状态,因此还会继续向前运动。
故答案为:增大压力;惯性。
【点评】此题主要考查增大摩擦力的方法和惯性,考查了学生知识联系生活实际的能力,平时多观察、多思考。
14.(2分)电动汽车是绿色环保型交通工具,具有效率高、噪声小、无废气排放、无油污的优点。某品牌电动汽车满载人员时人与车总质量为2t,车静止时,轮胎与地面的磁接触面积句0.08m2,则该电动汽车静止在水平地面上对地面的压强为 2.5×105 Pa;该汽车在平直的公路上以20m/s的速度匀速行驶10min,通过的路程为 1.2×104m 。
【分析】(1)驾驶员与车的总质量为2t,对地面的压力等于重力,根据G=mg求出压力大小;已知车静止时轮胎与地面接触的总面积,根据p=求静止在水平地面上对地面的压强;
(2)根据v=得电动汽车行驶的时间。
【解答】解:(1)车的总质量为2t,静止在水平地面上对地面的压力等于重力:
F=G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N,
车静止时轮胎与地面接触的总面积为S=0.08m2,
对地面的压强:
p===2.5×105Pa;
(2)根据v=得,汽车行驶的路程为:
s=vt=20m/s×10×60s=1.2×104m。
故答案为:2.5×105;1.2×104m。
【点评】本题考查了压强、速度公式、重力公式的应用,涉及到的知识点较多,难度不大。
15.(2分)如图所示,长为1m的轻质缸杆OA的中点悬挂一重100N的物体,在A端施加方向竖直向上的力F,使杠杆保持水平平衡,则拉力F的大小为 50 N;同学们扫地时用的扫帚也是杠杆,它属于 费力 (选填“省力”“费为”或“等臂”)杠杆。
【分析】(1)在A位置如图,OA、OC为动力F和阻力G的力臂,知道C是OA的中点,也就知道两力臂的大小关系,知道阻力G的大小,利用杠杆的平衡条件求动力F的大小;
(2)根据动力臂和阻力臂的大小关系的关系判定杠杆的种类。
【解答】解:(1)如图,杠杆在A位置,LOA=2LOC,
因为杠杆平衡,
所以FLOA=GLOC,
所以F==G=×100N=50N;
(2)扫帚在使用过程中,动力臂小于阻力臂,为费力杠杆。
故答案为:50;费力。
【点评】本题考查了学生对杠杆平衡条件的了解和掌握,能画出杠杆在B位置的力臂并借助三角形相似确定其关系是本题的关键。
16.(4分)阅读短文,回答问题。
无人机
如图为某品牌“无人机”,其主要用复合材料制成的,质量(含摄像机)为1.5kg,“无人机”采用4个相同的电动机带动4个旋翼转动,对下方空气施力的同时每个旋翼获得相同的升力,“无人机”上升时受到的空气阻力与上升速度的平方成正比,该“无人机”能以最大6m/s的速度上升,此时受到的空气阻力为9N。
(1)“无人机”旋翼高速旋转获得升力,该升力的施力物体是 空气 。
(2)“无人机”以恒定的速度从地面匀速竖直上升,“无人机”受 平衡力 (选填“平衡力”或“非平衡力”)。
(3)当“无人机”携带摄像机悬停在空中进行地面图像拍摄时,每个旋翼获得的升力大小是 3.75 N;“无人机”在参与某次火情的勘测时,假设它以2m/s的速度从地面匀速竖直上升至50米高处,然后悬停(整个过程4个电动机同时工作),“无人机”匀速上升过程中受到的空气阻力为 1 N。
【分析】(1)根据力的作用是相互的,可得出升力的施力物体;无人机匀速上升,无人机受受平衡力的作用;
(2)无人机悬停在空中,升力与重力相平衡,即可获得的升力;由题意可知,以最大6m/s的速度上升,此时受到的空气阻力为9N,由于上升时受到的空气阻力与上升速度的平方成正比,可计算出当以2m/s的速度的空气阻力。
【解答】解:
(1)无人机旋翼高速旋转时对空气施力,由于力的作用是相互的,所以获得空气对无人机施加的升力;
无人机匀速上升,无人机匀速上升,无人机受受平衡力的作用;
(2)无人机悬停在空中,升力与重力相平衡,即可获得的升力;
根据F=G=mg=1.5kg×10N/kg=15N,
而无人机一共有4个旋翼,则每个旋翼获得的升力:F1=F=×15N=3.75N;
由题意可知,以最大6m/s的速度上升,此时受到的空气阻力为f1=9N,由于上升时受到的空气阻力与上升速度的平方成正比,即f=kv2,
则f1==9N
当以2m/s的速度的空气阻力:f2=,
===,解得f2=1N。
故答案为:(1)空气;平衡力;(2)3.75;1。
【点评】本题考查平衡力、平衡状态的判断、对应的受力分析,难度不是很大,但是综合性还是比较强。
三、作图题(本大题共2小题,每小题2分,共4分)
17.(2分)请在图中画出物体AB在平面镜中所成的像A′B′。
【分析】平面镜成像的特点是:像物大小相等、到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直、左右互换,即像物关于平面镜对称,利用这一对称性作出AB的像。
【解答】解:先作出端点A.B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′即为物体AB的像,如图所示:
【点评】在平面镜成像作图中,若作出物体在平面镜中所成的像,要先根据像与物关于平面镜对称,先作出端点和关键点的像点,再用虚线连接各点即为物体的像。
18.(2分)请在图中用笔画线代替导线将电灯、开关和插座正确接入家庭电路。
【分析】(1)灯泡的接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点;零线直接接入灯泡的螺旋套。
(2)三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。
【解答】解:
首先辨别图中三根线地线、火线、零线。
(1)灯泡接法:火线进入开关,经灯泡连到零线,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡,又能更安全。
(2)三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。
如图所示:
【点评】掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座、两孔插座、保险丝的接法,同时考虑使用性和安全性。
四、实验探究题(本大题共4小题,第18题8分,第19题4分,第20题8分,第21题4分,共24分)
19.(8分)同学们利用压强计等装置“探究液体内部压强的规律”,进行了如下的操作:
(1)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差(如图所示),接下来的操作是(选填字母) B 。
A.直接从U形管右侧中倒出适量液体
B.拆除胶管重新安装
(2)把调好的U形管压强计放在空气中时,U形管两边的液面应该 相平 ,组装完好的压强计中的U形管 不是 (选填“是”或“不是”)连通器。
(3)正确操作后,分析乙、丙两图的实验现象,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而 增大 ,因此拦河大坝要做成 上窄下宽 (选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
(4)玲玲保持丙图中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,她发现U形管两侧液面的高度差又变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。她的操作不可靠,原因是加入盐水后液面位置改变了,正确操作是应将探头适当 上移 (选填“上移”或“下移”)。
(5)红红用图丁装置测量未知液体的密度:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,测出左侧水面到橡皮膜中心的深度为h1,还需要测量的物理量有 B 。
A.右侧待测液体液面到容器底的深度h2
B.右侧待测液体液面到橡皮膜中心的深度h3
根据你选用的物理量推导出待测液体密度的表达式ρ= ×ρ水 (用题中字母和ρ水表示)。
【分析】(1)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;
(2)液体压强与深度和液体的密度有关,研究液体压强与其中一个因素的关系,要控制另外一个因素不变;分析实验中相同量和不同量,根据转换法得出结论;
由实验结论分析回答;
(3)研究液体压强与密度的关系,要控制液体的深度相同,据此分析;
(4)①观察到橡皮膜相平,则左右液体产生的压强相同,根据p=ρ液gh,可求出液体的密度的表达式;
深度是液体内部一点到液体自由面的距离;
②根据①回答。
【解答】解:(1)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差(如图甲所示),接下来的操作是,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,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;选B;
(2)正确操作后,分析乙、丙两图知,液体密度相同,乙中深度较大,液体产生的压强较大,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增大,因此拦河大坝要做成上窄下宽的形状;
(3)研究液体压强与密度的关系,要控制液体的深度相同;
保持丙图中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,密度增大的同时,液体深度也增大了,没有控制液体的深度不变;为控制深度相同,正确操作是应将探头适当上移;
(4)①在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,则左右液体产生的压强相同,即ρ水gh1=ρ液gh3;
ρ液=×ρ水,故需要测量的物理量是:
右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h3;
选B;
②液体的密度的表达式:ρ液=×ρ水。
故答案为:(1)B;(2)增大;上窄下宽;(3)上移;(4)B;×ρ水。
【点评】本题利用压强计等装置“探究液体内部压强”的规律,考查器材调试、控制变量法和转换法及p=ρ液gh的运用与对深度的理解。
20.(4分)物理兴趣小组的同学利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凸凹程度可改变的液体透镜,如图所示。
(1)在探究“凸透镜对光线的作用”时,首先在两个透明玻璃长方体容器中充入蚊香烟雾,其目的是 显示出光路 ,然后将水注入橡皮膜,制成如图甲所示形状的水透镜,再将水透镜放置在两个玻璃容器之间,使其保持在如图甲所示的位置,让平行光束沿图示方向先射入左边的玻璃容器,再经水透镜折射后的光线将会聚。
(2)在用水透镜探究“凸透镜成像规律”时,蜡烛、光屏和水透镜的位置如图乙所示,光屏上出现清晰的烛焰像,此时成的是 倒立、放大、实 (表达清楚像的正立或倒直、放大或缩小和虚或实)像。
(3)水透镜可以模拟眼睛的晶状体,如果再用注射器向橡皮膜内注水,加大水透镜的凸起程度,则此水透镜的焦距会缩短,代表了近视眼模型,这种情况下物体所成的像在光屏的 前方 (选填“上方”、“下方”“前方”或“后方”),若要娇正近视眼成像,应在水透镜和物体之间放置 凹透镜 (选填“凸面镜”、“凹面镜”、“凸透镜”或“凹透镜”)。
【分析】(1)当光照到烟雾时,烟雾颗粒对光的反射方向是不同的,会发生漫反射现象,所以我们从各角度可以看到光的路径;
(2)当物距满足f<u<2f时,成倒立放大的实像,像距v>2f,此时u<v;
(3)近视眼像成在视网膜前方,近视镜是凹透镜。
【解答】解:(1)在玻璃容器中充入蚊香烟雾,当光照到烟雾时,烟雾颗粒对光的反射方向是不同的,会发生漫反射现象,所以我们从各角度可以看到光的路径;
(2)由图乙可知像距大,物距小,此时成倒立、放大、实像;
(3)用注射器向橡皮膜内注水,加大水透镜的凸起程度,则此水透镜的焦距会缩短,代表了近视眼模型,这种情况下物体所成的像在光屏的前方,若要娇正近视眼成像,应在水透镜和物体之间放置凹透镜。
故答案为:(1)显示出光路;(2)倒立、放大、实;(3)前方;凹透镜。
【点评】此题考查了有关凸透镜成像的规律,掌握凸透镜成像的特点与物距、像距之间的关系,此题需根据物距与像距的大小关系得出成像的特点。
21.(8分)小明同学在“探究电流取电阻的关系”的实验中,实验器材有:4节新的干电池,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻R,滑动变阻器,电流表,电压表,开关,导线。
(1)请用笔画线代替导线将如图1所示的电路连接完整(要求滑片P向右移时电压表标数减小,导线不允许交叉)。
(2)正确连接电路后,闭合开关,观察到电流表有示数,而电压表无示数,则可能出理的故障是以下选项中的 C (选填字母)。
A.定值电阻开路
B.滑动变阻器开路
C.定值电阻短路
D.滑动变阻器短路
(3)排除故障后,继续实验,实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持3V不变,分析表一中的数据可以得出结论 电压不变时,导体中的电流与导体的电阻成反比 。
表一:
U/V
3
R/Ω
5
10
15
30
I/A
0.6
0.3
0.2
0.1
(4)实验中,将10Ω的定值电阻换成15Ω的定值电阻后,闭合开关S,应将滑动变阻器的滑片P向 阻值增大 (选填“阻值增大”或“阻值减小”)的一端移动,直至电压表的示数为3V。
(5)为了完成本次实验,滑动变阻器的最大值至少应为 30 Ω。
(6)接着小明同学又用图1所示的电路探究“通过导体的电流跟导体两端电压的关系”,实验数据记录如表二所示:
表二:
实验序号
1
2
3
4
电阻R/Ω
R
电压U/V
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.10
0.15
0.20
①第4次实验时的电流表的示数如图2所示,此时电流为 0.24 A。
②根据表中的数据,可得出结论 当导体电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比 。
③第4次实验做完后,小明没有及时的断开开关,1min后,电阻产生的热量为 34.56 J。
【分析】(1)滑片P向B端滑动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,根据串联分压原理,滑片P向右移时电压表标数减小,故应将滑动变阻器右下接线柱连入电路中;
(2)闭合开关后,若电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路;
(3)电压不变时,电流与电阻成反比;
(4)根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
(5)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入30Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻;
(6)①看清电流表的量程和分度值,然后读数。
②当导体电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;
③根据欧姆定律,由表二的数据,求出前3次实验的电阻并求平均值,得出电阻的阻值,再根据W=Pt=求出电阻产生的热量。
【解答】解:(1)滑片P向B端滑动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,根据串联分压原理,滑片P向右移时电压表标数减小,故应将滑动变阻器左下接线柱连入电路中,如下图所示:
(2)闭合开关后,若电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路,故选:C;
(3)实验得出的结论是:电压不变时,导体中的电流与导体的电阻成反比;
(4)根据串联分压原理可知,将定值电阻由10Ω改接成15Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数为3V;
(5)电阻两端的电压始终保持UV=3V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=4×1.5V﹣3V=3V,定值电阻和滑动变阻器分得的电压之比为1:1,根据分压原理,当接入30Ω电阻时,R:R滑=1:1,滑动变阻器连入电路中的电阻为:R滑=30Ω;
(6)①由图2知,电流表的量程为小量程,分度值为0.02A,其示数为0.24A,此时电流为0.24A;
②由表中数据知,当导体电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;
③根据欧姆定律,由表二的数据,前3次实验的电阻分别为:,,,
其平均值为:,
1min后,电阻产生的热量为:Q=I2R't=(0.24A)2×10Ω×60s=34.56J。
故答案为:(1)见解答图;(2)C;(3)电压不变时,导体中的电流与导体的电阻成反比;(4)阻值增大;(5)30;(6)①0.24;②当导体电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比;③34.56。
【点评】本题(1)~(5)考查探究电流与电压关系的实验,注意电路的连接、实验注意事项、故障分析等,属于基本实验考查,一定要熟练基本实验;(6)用图1所示的电路探究“通过导体的电流跟导体两端电压的关系”,考查了电流表读数、分析数据得出结论、电功率公式的应用等。
22.(4分)为了探究水的沸点与气压的关系,小明同学在老师的指导下做了如下实验:
如图所示,用酒精灯将烧瓶中的水加热至沸腾,待水沸腾后,撤去酒精灯,发现水还继续沸腾了几秒钟,老师让同学们分析原因是 石棉网的温度仍高于水的沸点 。又过了几秒钟,水停止了沸腾,老师让同学们讨论,此时如果不允许再对烧瓶中的水进行加热,有没有其它的办法可以让烧瓶中的水再次沸腾?你的方法是 将烧瓶倒置,往烧瓶底部浇冷水 。
【分析】(1)水的沸腾条件:温度达到沸点、能继续吸热;
(2)液体的沸点与其表面气压有关,气压越高,沸点越高。
【解答】解:待水沸腾后,撤去酒精灯,因石棉网的温度仍高于水的沸点,所以水仍可以继续吸热,所以水还继续沸腾一段时间。
水停止沸腾后,在不允许加热的情况下,我们应设法降低水的沸点,如将烧瓶倒置,往烧瓶底部浇冷水来降低水面气压,使得水沸点低于此时水的温度,这样水就会重新开始沸腾。
故答案为:石棉网的温度仍高于水的沸点;将烧瓶倒置,往烧瓶底部浇冷水。
【点评】本题考查水的沸腾条件与水的沸点与气压的关系,看似简单,却有一定的难度。
五、综合题(本大题共2小题,每小题9分,共18分)
23.(9分)如图所示,图甲是一款紫砂电饭锅,其简化电路如图乙所示,R1、R2是电热丝,R1的阻值为110Ω,通过单独或同时闭合S1、S2实现低温、中温、高温三个挡位间的切换,其铭牌如表所示,求:
加热效率
80%
额定电压
220V
电功率
低温挡
440W
中温挡
880W
高温挡
(1)低温挡加热时电流的大小。
(2)电热丝R2的阻值。
(3)已知粥的比热容c粥=4.0×103J/(kg•℃),将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃需要的时间。
【分析】(1)根据P=UI求出低温挡加热时的电流;
(2)由电路图可知,只闭合S1时电路为R1的简单电路,只闭合S2时电路为R2的简单电路,同时闭合S1、S2时R1、R2并联,根据电阻的并联特点结合P=UI=判断出电饭锅不同挡位时电路的结构,根据P=UI=求出低温挡或高温挡的电阻,然后结合R1的阻值为110Ω得出电热丝R2的阻值;
(3)并联电路中各支路独立工作、互不影响,且电路的总功率等于各用电器功率之和,据此求出电饭锅高温挡的功率,利用Q吸=cm(t﹣t0)=求出将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃时粥吸收的热量,利用η=×100%求出消耗的电能,利用P=求出需要工作的时间。
【解答】解:(1)由P=UI可得,低温挡加热时的电流:
I低===2A;
(2)由电路图可知,只闭合S1时电路为R1的简单电路,只闭合S2时电路为R2的简单电路,同时闭合S1、S2时R1、R2并联,
因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,
所以,同时闭合S1、S2时,电路的总电阻最小,由P=UI=可知,电源的电压一定时,电路的总功率最大,处于高温挡,
则只闭合S1或只闭合S2时,电饭锅处于低温挡或高温挡,对应的电阻分别为:
R低===110Ω,R中===55Ω,
由R1的阻值为110Ω可知,电热丝R2的阻值为55Ω;
(3)因并联电路中各支路独立工作、互不影响,且电路的总功率等于各用电器功率之和,
所以,电饭锅高温挡的功率:
P高=P低+P中=440W+880W=1320W,
将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃时粥吸收的热量:
Q吸=c粥m(t﹣t0)=4.0×103J/(kg•℃)×2.2kg×(74℃﹣20℃)=4.752×105J,
由η=×100%可得,消耗的电能:W===5.94×105J,
由P=可得,需要工作的时间:t′===450s。
答:(1)低温挡加热时电流的大小为2A;
(2)电热丝R2的阻值为55Ω;
(3)将2.2kg的粥用高温挡从20℃加热到74℃,加热效率为80%,则需要工作的时间为450s。
【点评】本题考查了电功率公式、吸热公式、效率公式、电功公式的应用等,正确判断出电饭锅不同挡位时电路的连接情况是关键。
24.(9分)如图所示,一个底面积为2m2的圆柱状容器,装有适量的水,现在将一个体积为5m3的长方体物体A放入其中,最终物体漂浮于水面上。现在将虚线以上的部分截取走(截走部分的体积等于露出水面体积的一半),待剩余部分再次静止后水面下降了0.3m。则:
(1)容器底部受到的压强减少了多少?
(2)容器底部受到的压力减少了多少?
(3)物体A的密度为多少?
【分析】(1)已知水面高度的变化量,根据p=ρgh即可求出容器底部受到的压强减少量;
(2)根据F=pS即可求出容器底部受到的压力减少量;
(3)根据V=Sh求出物体A排开水的体积变化量;由于物体截走部分的体积,则物体的重力变小,浮力也减小,则液体对容器底部的压力变小,所以,液体对容器底部的压力的减小量与物体截走部分的重力相等,据此表达式,然后整理即可求出物体A的密度。
【解答】解(1)已知Δh=0.3m,则容器底部受到的压强减少量:
Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3×103Pa;
(2)根据p=可得:
容器底部受到的压力减少量ΔF=ΔpS=3×103Pa×2m2=6×103N;
(3)由ρ= 得:物体A的质量mA=ρAVA,则GA=mAg=ρAVAg,
当物体A漂浮于水面上时,则:F浮1=GA=ρAVAg,
由F浮=ρ水gV排得:
V排1===VA﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
已知截走部分的体积ΔVA=V露1=(VA﹣V排1)=(VA﹣VA),
由于物体截走部分的体积,则物体的重力变小,浮力也减小,则液体对容器底部的压力变小,
所以,液体对容器底部的压力的减小量与物体截走部分的重力相等,
即:ρAΔVg=ρ水gΔhS,
所以,ρA×(VA﹣VA)g=ρ水gΔhS,
整理可得:ρA2﹣ρ水ρA+×ρ水2=0,
代入数据可得:
ρA2﹣1.0×103kg/m3×ρA+×(1.0×103kg/m3)2=0,
解得:ρA=0.4×103kg/m3,或ρA=0.6×103kg/m3。
答:(1)容器底部受到的压强减少了3×103Pa;
(2)容器底部受到的压力减少了6×103N;
(3)物体A的密度为0.4×103kg/m3或0.6×103kg/m3。
【点评】本题考查阿基米德原理的应用和压强的计算,本题的关键是物体漂浮时受到的浮力与物体的重力相等和阿基米德原理得出浸没体积的变化量的表达式。
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