2022年天津市津南区中考物理一模试卷
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一、单项选择题(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,只有一项最符合题意)
1.(3分)在公共场所大声喧哗是不文明的行为,交谈时应轻声细语,不影响他人。这里的“大声”和“轻声”是指声音的( )
A.音调 B.音色 C.响度 D.频率
2.(3分)如图所示,人游泳后刚从水中出来,感觉特别冷。下列物理知识可以解释这一现象的是( )
A.熔化吸热 B.汽化吸热 C.凝华放热 D.液化放热
3.(3分)在两千多年前,《墨经》中就记录了小孔成像现象。下列诗(词)句中涉及的光现象与“小孔成像”成因相同的是( )
A.起舞弄清影 B.对镜帖花黄 C.潭清疑水浅 D.池水映明月
4.(3分)小型汽车上的四冲程汽油机中,主要把内能转化为机械能的冲程是( )
A.吸气冲程 B.做功冲程 C.压缩冲程 D.排气冲程
5.(3分)北京时间2022年4月16日9时56分,神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。飞船返回舱在距地面10千米左右区域时,自动打开降落伞,返回舱速度逐渐降低,此过程中其动能( )
A.增大 B.减小 C.不变 D.消失
6.(3分)高铁每节车厢都有两间洗手间,只有当两间洗手间的门都关上时(每扇门的插销都相当于一个开关),车厢中指示牌内的指示灯才会发光提示旅客“洗手间有人”。下列所示电路图能实现上述目标的是( )
A. B.
C. D.
7.(3分)为了缓解能源和环境压力,新能源电动汽车正在逐步成为家庭出行的首选代步工具,电动汽车使用电动机为汽车提供动力,图中能说明电动机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
8.(3分)如图所示的简单机械中,属于费力杠杆的是( )
A.剪铁丝的手钳 B.自行车的刹车
C.剪头发的剪刀 D.起瓶盖的起子
9.(3分)下列对厨房里一些物品物理量的认识中,最接近实际的是( )
A.托起两个鸡蛋的力约为10N
B.餐桌的高度约为80cm
C.自来水管流出水的温度约为70℃
D.一满瓶酱油的质量约为6kg
10.(3分)图中所示的电路中,电源两端电压保持不变,闭合开关S,电流表、电压表均有示数;若再闭合开关S1下列说法中正确的是( )
A.电压表的示数变大 B.电流表的示数变大
C.电路的总电阻变大 D.电路的总功率变大
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题3分,共9分。每小题给出的四个选项中,均有多个选项符合题意,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,不选或选错的得0分)
(多选)11.(3分)用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距,并“探究凸透镜成像规律”,当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时,在光屏上可成清晰的像。下列说法正确的是( )
A.凸透镜的焦距是30cm
B.图乙中烛焰成的是倒立放大的像
C.投影仪成像特点与图乙中所成像的特点相同
D.图乙中将蜡烛远离凸透镜,应向左移动光屏,才能再次在光屏上得到清晰的像
(多选)12.(3分)如图所示,电源电压为20V,定值电阻R0为20Ω,滑动变阻器R标有“30Ω 1A”字样,电压表选用的量程是0~15V,在该电路正常使用的情况下,则( )
A.电压表的最小示数为5V
B.电路中的最大电流为0.75 A
C.电路消耗的最小功率为8W
D.滑动变阻器接入电路的最小阻值为10Ω
(多选)13.(3分)水平桌面上放置一底面积为S的薄壁圆筒形容器,内盛某种液体,将质量分别为mA、mB、mC,密度分别为ρA、ρB、ρC的均匀实心小球A、B、C放入液体中,A球漂浮,B球悬浮,C球下沉,如图所示,它们所受的浮力分别为FA、FB、FC.下列选项正确的是( )
A.若mA=mB=mc,则FA=FB>FC
B.将C球截去部分后,剩余部分可能上浮
C.只取出A球,容器中液面的高度降低了
D.三球放入液体前后,液体对容器底部的压强变化了(mA+mB+)
三、填空题(本大题共6小题,每小题4分,共24分)
14.(4分)抗击新型冠状病毒期间,体温计成了必备之物。它是依据液体 原理制成的,如图所示体温计的示数是 ℃。
15.(4分)小芳同学站在穿衣镜前1m处,镜中的像与她相距 m.当她远离穿衣镜时,像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
16.(4分)北京冬奥会短道速滑2000米混合接力决赛中,武大靖等运动员为中国代表团摘得首金。看电视直播时,尽管运动员始终处在屏幕上,但以 为参照物,观众仍然感觉他们运动得非常快;由于物体具有 ,因此武大靖冲到终点后也不能立即停下来。
17.(4分)家庭电路中,电冰箱与电视机是 的(选填“串联”或“并联”);为了用电安全,电灯的开关应该接在 线和灯泡之间(选填“火”或“零”)。
18.(4分)在水平地面上,工人师傅用100N的力沿水平方向推着重为300N的箱子匀速直线前进,5s内移动了6m.在这个过程中,箱子的重力做功为 J,推力做功的功率为 W。
19.(4分)如图,当1、2都为电压表时,闭合开关S1、S2,两表示数比为2:3,则R1和R2的比值为 ,当1、2都是电流表时,只闭合开关S1,R1和R2消耗功率的比值为 。
四、综合题(本大题共6小题,共37分。解题中要求有必要的分析和说明,计算题还要有公式及数据代入过程,结果要有数值和单位)
20.(6分)一只电水壶的铭牌上标着“220V 1000W”的字样,当壶内装1kg初温为20℃的水时,将这些水加热到40℃需用时100s,已知c水=4.2×103J/(kg•℃)。
求:(1)水吸收的热量;
(2)电水壶的热效率。
21.(5分)在测量小灯泡电阻的实验中:
(1)请按照图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,完成图乙的电路连接。
(2)图丙所示是某次实验中电表的示数,电流表的示数为 A,电压表的示数,为 V,此时小灯泡灯丝的电阻值为 。
22.(6分)将图中所示的滑轮装配成最省力的滑轮组,用它向下拉绳提升重物。
(1)请在图中画出滑轮组的绕线;
(2)用400N的力将900N的重物匀速提升3m,求动滑轮的重力和滑轮组的机械效率。(忽略摩擦和绳重)
23.(5分)在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小明用完全相同的木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三个实验。
(1)将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使木块做 运动,此时木块受到的滑动摩擦力大小 (选填“大于”、“小于”或“等于”)弹簧测力计的示数。
(2)甲、丙两个实验可得出的结论是: 。
(3)小明认为滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,于是他在上述用实验的基础上,将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,将测得的数据记录在表格中,由表中数据验证了自己的猜想,这种做法 (选填“正确”或“错误”),理由是 。
次数 | 木块大小 | 接触面积S/cm2 | 摩擦力f/N |
1 | 整块 | 150 | 1.5 |
2 | 三分之二块 | 100 | 1.0 |
3 | 三分之一块 | 50 | 0.6 |
24.(6分)“线上教学”期间,老师让同学们利用身边的物品开展实践活动。小明想测量牛奶的密度,于是找来妈妈的戒指和烘焙用的电子秤(附电子秤说明书)、水(已知水的密度为ρ0)、杯子和细线。请你利用上述物品帮助小明设计一个测量牛奶密度的实验方案。
要求:(1)写出主要的实验步骤(要求使用天平的“去皮”功能);
(2)写出牛奶密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
××牌电子秤说明书(节选)
1.“去皮”功能说明:在称重前先称一下包装质量,然后按下“去皮”按键,显示数值为零,再称带包装的物品质量,显示数值就是被称物品的质量。
2.量程:0~500g;精度:0.01g。
25.(9分)如图甲是可用电流表示数显示拉力大小的测力计模型电路。电流表示数随拉力的增大而增大。ab为长10cm、阻值25Ω的电阻丝,其阻值与长度成正比,滑片P左端固定在拉杆上,弹簧处于原长时,滑片P位于a端,电源电压恒为6V,弹簧电阻恒为1Ω,R0为4Ω,其余部分电阻不计,电流表量程为0~0.6A。忽略弹簧、拉杆和拉环的重力及滑片与电阻丝的摩
(1)虚线框内接线柱“1”应与 (选填“2”或“3”)连接;
(2)闭合开关,弹簧处于原长状态时,R0消耗的功率多大;
(3)弹簧的伸长量ΔL与所受拉力F之间的关系如图乙所示,则电流表示数最大时显示的拉力多大。
2022年天津市津南区中考物理一模试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(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,只有一项最符合题意)
1.(3分)在公共场所大声喧哗是不文明的行为,交谈时应轻声细语,不影响他人。这里的“大声”和“轻声”是指声音的( )
A.音调 B.音色 C.响度 D.频率
【分析】音调是指声音的高低,响度是指声音的强弱,音色是指声音的品质与特色。声音的响度与声源振动的幅度有关,振动幅度越大,响度越大。
【解答】解:在公共场所大声喧哗,这里的“大声”是指声音的响度大。交谈时应轻声细语,这里的“轻声”说话是指声音的响度小。故“大声”和“轻声”都是指的响度。
故选:C。
【点评】本题考查了音调和响度的区分,理解各自的含义和特点是正确判断的关键。
2.(3分)如图所示,人游泳后刚从水中出来,感觉特别冷。下列物理知识可以解释这一现象的是( )
A.熔化吸热 B.汽化吸热 C.凝华放热 D.液化放热
【分析】物质由液态变为气态叫汽化,汽化包括蒸发和沸腾两种方式,汽化时要吸收热量。
【解答】解:
人从游泳池里出来后,附着在身上的水发生汽化变为水蒸气,在这一过程中水要吸收身体的热,所以从游泳池里出来的人感觉特别冷。
故选:B。
【点评】本题考查了学生对汽化吸热的了解与掌握,属于基础知识。
3.(3分)在两千多年前,《墨经》中就记录了小孔成像现象。下列诗(词)句中涉及的光现象与“小孔成像”成因相同的是( )
A.起舞弄清影 B.对镜帖花黄 C.潭清疑水浅 D.池水映明月
【分析】(1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、影子的形成、日食和月食等;
(2)光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的;
(3)光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、筷子变弯、光的色散等都是光的折射形成的。
【解答】解:“小孔成像”,是由于光在同种均匀介质中沿直线传播形成的;
A、起舞弄清影中影子的形成说明光是沿直线传播的,故A符合题意;
B、对镜贴花黄是人在平面镜中成的像,是光的反射形成的,故B不符合题意;
C、“潭清疑水浅”指的是池底看起来要比实际的位置变浅了,看到的池底是真实池底反射的光线在由水中斜射入空气时发生折射而形成的虚像,故C不符合题意;
D、池水映明月,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】此题通过几个日常生活中的现象考查了对光的直线传播、光的反射、光的折射的理解与掌握,在学习过程中要善于利用所学知识解释有关现象,达到学以致用的目的。
4.(3分)小型汽车上的四冲程汽油机中,主要把内能转化为机械能的冲程是( )
A.吸气冲程 B.做功冲程 C.压缩冲程 D.排气冲程
【分析】汽油机的一个工作循环由四个冲程组成:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能,做功冲程是内能转化为机械能,排气和吸气冲程没有能的转化。
【解答】解:
汽油机的做功冲程中,燃料燃烧放出热量,内能转化为机械能。
故选:B。
【点评】本题考查了内燃机的工作过程和四个冲程中的能量转化,属于中考的热点题型。
5.(3分)北京时间2022年4月16日9时56分,神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。飞船返回舱在距地面10千米左右区域时,自动打开降落伞,返回舱速度逐渐降低,此过程中其动能( )
A.增大 B.减小 C.不变 D.消失
【分析】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:返回舱速度逐渐降低,质量不变,所以动能减小。
故选:B。
【点评】本题考查了物体动能大小变化分析,明确动能大小的影响因素是关键。
6.(3分)高铁每节车厢都有两间洗手间,只有当两间洗手间的门都关上时(每扇门的插销都相当于一个开关),车厢中指示牌内的指示灯才会发光提示旅客“洗手间有人”。下列所示电路图能实现上述目标的是( )
A. B.
C. D.
【分析】两间厕所的门都关上时指示灯才会发光说明两开关相互影响、不能独立工作即为串联且控制灯泡。
【解答】解:A、闭合S2时指示灯亮,再闭合S1时指示灯不亮,且会发生电源短路,故A错误;
B、闭合任意一个开关,灯泡都发光,不符合题意,故B错误;
C、闭合S2时指示灯亮,闭合S1且会发生电源短路,故C错误;
D、两开关都闭合时灯泡发光,符合题意,故D正确。
故选:D。
【点评】根据题意得出两开关的连接方式和位置是解决本题的关键。
7.(3分)为了缓解能源和环境压力,新能源电动汽车正在逐步成为家庭出行的首选代步工具,电动汽车使用电动机为汽车提供动力,图中能说明电动机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【分析】电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。分析各个选项的实验原理,找出能解释电动机原理的选项。
【解答】解:电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。
A、该实验是探究电磁感应现象,是发电机的工作原理,与电动机的工作原理不相同,故A错误;
B、该实验是奥斯特实验,说明通电导体周围存在磁场,是电流的磁效应,与电动机的工作原理不相同,故B错误;
C、该实验中,当给导体中通电时,通电导体在磁场中受力的作用而运动,与电动机的工作原理相同,故C正确;
D、此实验是探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关,与电动机的工作原理不相同,故D错误。
故选:C。
【点评】此题主要考查的是学生对通电导线在磁场中受到力的作用的原理的理解和掌握,并会应用于实际是解决该题的关键。
8.(3分)如图所示的简单机械中,属于费力杠杆的是( )
A.剪铁丝的手钳 B.自行车的刹车
C.剪头发的剪刀 D.起瓶盖的起子
【分析】结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解:A、剪铁丝的手钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A错误;
B、自行车的刹车闸在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B错误;
C、剪头发的剪刀在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C正确;
D、起瓶盖的起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D错误。
故选:C。
【点评】此题考查的是杠杆的分类和特点,主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂,省力但费距离;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂,费力但省距离;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,既不省距离也不省力。
9.(3分)下列对厨房里一些物品物理量的认识中,最接近实际的是( )
A.托起两个鸡蛋的力约为10N
B.餐桌的高度约为80cm
C.自来水管流出水的温度约为70℃
D.一满瓶酱油的质量约为6kg
【分析】此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项。
【解答】解:A、两个鸡蛋的质量在100g=0.1kg左右,托起两个鸡蛋的力约F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N,故A不符合实际;
B、中学生的身高在160cm左右,餐桌的高度大约是中学生身高的一半,在80cm左右,故B符合实际;
C、人体正常体温在37℃左右,自来水管流出水的温度不高于体温,更不可能达到70℃,故C不符合实际;
D、酱油的密度略大于水,一瓶酱油的体积在500mL=500cm3左右,其质量略大于m=ρV=1.0g/cm3×500cm3=500g=0.5kg,故D不符合实际。
故选:B。
【点评】物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中的常见量的值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
10.(3分)图中所示的电路中,电源两端电压保持不变,闭合开关S,电流表、电压表均有示数;若再闭合开关S1下列说法中正确的是( )
A.电压表的示数变大 B.电流表的示数变大
C.电路的总电阻变大 D.电路的总功率变大
【分析】开关闭合前,只有电阻R1接入电路,电流表测R1电流,开关闭合后,两电阻并联,电流表测干路电流;闭合前后电压表都测量电源电压。
【解答】解:A、由图示电路图可知,电压表测电源两端电压,开关S1闭合前后,电源电压不变,电压表示数不变,A错误;
B、闭合S后,只有电阻R1接入电路,电流表测R1电流,闭合S1后,两电阻并联,电流表仍测量R1的电流,电流表示数不变,B错误;
C、根据公式R=可知,电路的总电阻减小,C错误;
D、根据公式P=UI可知,电路消耗的总功率变大,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了电表示数变化情况,分析清楚电路结构是正确解题的前提与关键,应用并联电路特点即可正确解题。
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题3分,共9分。每小题给出的四个选项中,均有多个选项符合题意,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,不选或选错的得0分)
(多选)11.(3分)用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距,并“探究凸透镜成像规律”,当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时,在光屏上可成清晰的像。下列说法正确的是( )
A.凸透镜的焦距是30cm
B.图乙中烛焰成的是倒立放大的像
C.投影仪成像特点与图乙中所成像的特点相同
D.图乙中将蜡烛远离凸透镜,应向左移动光屏,才能再次在光屏上得到清晰的像
【分析】(1)根据凸透镜对光线的折射作用知:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,然后可知其焦距;
(2)(3)当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立放大的实像,应用于投影仪;
(4)凸透镜成实像时,物近像远像变大,物远像近像变小。
【解答】解:A、由图可知此透镜的焦距为30.0cm﹣20.0cm=10.0cm,故A错误;
BC、图乙中,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,由凸透镜成像规律可知,图乙中烛焰成的是倒立、放大的实像,根据这个原理制成了幻灯机或投影仪,故B、C正确;
D、将蜡烛远离凸透镜时,物距变大,像距变小,则需要将光屏向左移动才能承接到像,故D正确。
故选:BCD。
【点评】本题主要考查了测量焦距的方法和凸透镜的成像规律。凸透镜成实像时如果物距变小,那么像距变大,像的大小也变大,凸透镜成虚像时,如果物距变小,那么像距变小,像的大小也变小。
(多选)12.(3分)如图所示,电源电压为20V,定值电阻R0为20Ω,滑动变阻器R标有“30Ω 1A”字样,电压表选用的量程是0~15V,在该电路正常使用的情况下,则( )
A.电压表的最小示数为5V
B.电路中的最大电流为0.75 A
C.电路消耗的最小功率为8W
D.滑动变阻器接入电路的最小阻值为10Ω
【分析】由图可知,R和R0串联,电压表测R0两端的电压;
(1)当滑动变阻器接入电路阻值最大时,电路总电阻最大,由欧姆定律可知电路中的电流最小,串联电路的总电阻等于各个用电器的电阻之和,根据欧姆定律求出电路的最小电流;再根据I=求出R0两端的最小电压,即电压表的最小示数;
(2)已知电压表的量程,由此可知R0两端的最大电压,再根据欧姆定律求出通过R0的最大电流,即电路中的最大电流;
(3)由上述分析可知电路中的最小电流,根据P=UI可求出电路消耗的最小功率;
(4)根据欧姆定律的变形式求出电路的最小总电阻,进而可得出滑动变阻器接入电路的最小阻值。
【解答】解:由图可知,R和R0串联,电压表测R0两端的电压;
A、当滑动变阻器接入电路的阻值最大为R=30Ω时,电路总电阻最大,此时电路中的电流最小;
则最小电流为:I小===0.4A,
由I=可知R0两端的最小电压为:U0小=I小R0=0.4A×20Ω=8V,即电压表最小示数为8V,故A错误;
B、已知电压表的量程0~15V,即R0两端的最大电压U0大=15V,
电路中的最大电流为:I大===0.75A,故B正确;
C、电路消耗的最小功率为:P小=UI小=20V×0.4A=8W,故C正确;
D、由I=可知电路中的总电阻最小为:R总小===,
则滑动变阻器接入电路的最小阻值为:R小=R总小﹣R0=﹣20Ω≈6.7Ω,故D错误。
故选:BC。
【点评】本题考查了欧姆定律和电功率计算公式的应用,熟练掌握串联电路的电流和电阻特点是解题的关键。
(多选)13.(3分)水平桌面上放置一底面积为S的薄壁圆筒形容器,内盛某种液体,将质量分别为mA、mB、mC,密度分别为ρA、ρB、ρC的均匀实心小球A、B、C放入液体中,A球漂浮,B球悬浮,C球下沉,如图所示,它们所受的浮力分别为FA、FB、FC.下列选项正确的是( )
A.若mA=mB=mc,则FA=FB>FC
B.将C球截去部分后,剩余部分可能上浮
C.只取出A球,容器中液面的高度降低了
D.三球放入液体前后,液体对容器底部的压强变化了(mA+mB+)
【分析】由图可知,小球A漂浮,小球B悬浮,小球C沉底。
(1)当mA=mB=mc时三小球的重力相等,物体悬浮或漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,物体下沉时受到的浮力小于自身的重力,据此判断三小球受到的浮力关系;
(2)物体的密度大于液体的密度时,物体沉底,将C球截去部分后,剩余部分的密度不变,据此判断剩余部分在液体中的状态;
(3)由物体的密度和液体的密度相等时悬浮可知液体的密度,小球A漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,根据阿基米德原理求出小球A排开液体的体积,根据V=Sh求出只取出A球时容器中液面的高度降低的高度;
(4)物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,根据ρ=求出B球和C球排开液体的体积,进一步求出三球放入液体后排开液体的总体积,利用V=Sh求出容器内液体上升的高度,利用p=ρgh求出三球放入液体前后液体对容器底部的压强的变化量。
【解答】解:由图可知,小球A漂浮,小球B悬浮,小球C沉底。
(1)若mA=mB=mc,则GA=GB=Gc=G,
因物体悬浮或漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,物体下沉时受到的浮力小于自身的重力,
所以,小球A和B受到的浮力等于自身的重力,小球C受到的浮力小于自身的重力,
则FA=FB=G,FC<G,即FA=FB>FC,故A正确;
(2)因物体的密度大于液体的密度时,物体沉底,
所以,将C球截去部分后,剩余部分的密度不变,剩余部分一定仍沉底,故B错误;
(3)由物体的密度和液体的密度相等时悬浮可知,液体的密度为ρB,
小球A漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,即F浮A=GA=mAg,
由F浮=ρgV排可得,小球A排开液体的体积:
V排A===,
只取出A球,容器中液面的高度降低的高度:
Δh===,故C正确;
(4)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由ρ=可得,B球和C球排开液体的体积分别为:
V排B=VB=,V排C=VC=,
三球放入液体后,排开液体的总体积:
V排=V排A+V排B+V排C=++,
容器内液体上升的高度:
Δh′==(++),
三球放入液体前后,液体对容器底部的压强的变化量:
Δp=ρ液gΔh′=ρBg(++)=(mA+mB+),故D正确。
故选:ACD。
【点评】本题考查了物体浮沉条件和阿基米德原理、密度公式、液体压强公式的应用,熟练的应用物体浮沉条件是关键,要注意物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等。
三、填空题(本大题共6小题,每小题4分,共24分)
14.(4分)抗击新型冠状病毒期间,体温计成了必备之物。它是依据液体 热胀冷缩 原理制成的,如图所示体温计的示数是 37.3 ℃。
【分析】常用的液体温度计是利用液体热胀冷缩的性质制成的;体温计的分度值为0.1℃,量程为35~42℃。
【解答】解:常用的液体温度计是利用液体热胀冷缩的性质制成的,如图所示的体温计的分度值是0.1℃,对应的读数为37.3℃。
故答案为:热胀冷缩;37.3。
【点评】此题考查了体温计的使用,属于基础知识。
15.(4分)小芳同学站在穿衣镜前1m处,镜中的像与她相距 2 m.当她远离穿衣镜时,像的大小 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【分析】平面镜成的像与物体是等大的,像和物距离平面镜的距离是相等的。
【解答】解:根据平面镜成像特点可知,像和物距离平面镜的距离是相等的,物到像的距离是物到平面镜距离的两倍,
因为小华距平面镜的距离是1m,像与他之间的距离是1m×2=2m;
平面镜所成的像与物体是等大的,当人远离平面镜时,视觉上感觉像在变小,但实际上像的大小并没有变。所以若他远离平面镜后退1m,他在平面镜中像的大小不变。
故答案为:2;不变。
【点评】人的视觉感觉总是近大远小,即离像近感觉大,离像远感觉小,像的真实大小总与物相同。
16.(4分)北京冬奥会短道速滑2000米混合接力决赛中,武大靖等运动员为中国代表团摘得首金。看电视直播时,尽管运动员始终处在屏幕上,但以 跑道 为参照物,观众仍然感觉他们运动得非常快;由于物体具有 惯性 ,因此武大靖冲到终点后也不能立即停下来。
【分析】(1)研究物体的运动情况时,看被研究的物体与参照物之间的相对位置是否发生了改变,如果发生改变,则物体是运动的;如果未发生变化,则物体是静止的;
(2)物体具有保持原来运动状态不变的性质叫做惯性,任何物体都具有惯性。
【解答】解:(1)看电视直播时,尽管运动员始终处在屏幕上,但以跑道为参照物,运动员与跑道之间的位置不断发生改变,所以观众仍然感觉他们运动得非常快;
(2)由于物体具有惯性,因此运动员冲到终点后仍会保持原来的运动状态,不能立即停下来。
故答案为:跑道;惯性。
【点评】本题以运动场景为内容,考查了运动和静止的相对性,惯性的理解等,属力学综合题。
17.(4分)家庭电路中,电冰箱与电视机是 并联 的(选填“串联”或“并联”);为了用电安全,电灯的开关应该接在 火 线和灯泡之间(选填“火”或“零”)。
【分析】(1)家庭电路中,各用电器之间、用电器和插座之间都是并联的;
(2)开关控制用电器或插座时,开关和用电器是串联的。
【解答】解:家庭电路中,各用电器为了相互不影响,因此电冰箱与电视机之间都是并联;
控制电灯的开关应与电灯串联,当开关断开时,为了使用电器不带电,所以开关应该与火线相连;
故答案为:并联;火。
【点评】此题考查了有关安全用电原则、家庭电路的连接以及用电器功率的变化等知识,一定要学以致用。
18.(4分)在水平地面上,工人师傅用100N的力沿水平方向推着重为300N的箱子匀速直线前进,5s内移动了6m.在这个过程中,箱子的重力做功为 0 J,推力做功的功率为 120 W。
【分析】(1)物理学中的做功的两个必要条件:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上移动一段距离,二者缺一不可;
(2)已知推力和物体前进的距离,根据公式W=Fs可求推力做的功,然后利用P=可求推力做功的功率。
【解答】解:重力的方向是竖直向下的,物体在重力的方向上没有移动距离,所以重力没有做功,即重力做功为0J;
推力做功为:
W=Fs=100N×6m=600J,
推力做功的功率:
P===120W。
故答案为:0;120。
【点评】此题主要考查的是学生对功和功率的计算的理解和掌握,明确做功的两个必要因素是解答此题的关键。
19.(4分)如图,当1、2都为电压表时,闭合开关S1、S2,两表示数比为2:3,则R1和R2的比值为 2:3 ,当1、2都是电流表时,只闭合开关S1,R1和R2消耗功率的比值为 3:2 。
【分析】(1)当1、2都为电压表时,闭合开关S1、S2,两电阻串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出R1和R2的比值;
(2)当1、2都是电流表时,只闭合开关S1,两电阻并联,电流表A1测R2支路的电流,电流表A2测R1支路的电流,根据并联电路的电压特点和P=UI=求出R1和R2消耗功率的比值。
【解答】解:(1)当1、2都为电压表时,闭合开关S1、S2,两电阻串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,由I=可得,R1和R2的阻值之比:
====;
(2)当1、2都是电流表时,只闭合开关S1,两电阻并联,电流表A1测R2支路的电流,电流表A2测R1支路的电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
由P=UI=可知,R1和R2消耗的功率之比:
===;
故答案为:2:3;3:2。
【点评】本题考查了串联电路和并联电路的特点、欧姆定律的应用和电功率的计算,关键是电路连接方式的判断和电表所测电路元件的判断。
四、综合题(本大题共6小题,共37分。解题中要求有必要的分析和说明,计算题还要有公式及数据代入过程,结果要有数值和单位)
20.(6分)一只电水壶的铭牌上标着“220V 1000W”的字样,当壶内装1kg初温为20℃的水时,将这些水加热到40℃需用时100s,已知c水=4.2×103J/(kg•℃)。
求:(1)水吸收的热量;
(2)电水壶的热效率。
【分析】(1)水的比热容、质量以及升高的温度已知,根据Q吸=c水mΔt可求水吸收的热量;
(2)电水壶的功率以及加热时间已知,根据P=可求加热时电热水壶消耗的电能,最后根据η==可求出电水壶的热效率。
【解答】解:(1)将1kg水从20℃加热到40℃,水吸收的热量为:
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(40℃﹣20℃)=8.4×104J;
(2)根据P=加热100s消耗的电能为:
W=Pt=1000W×100s=1×105J,
电水壶的热效率为:
η====0.84=84%。
答:(1)水吸收的热量为8.4×104J;
(2)电水壶的热效率为84%。
【点评】本题是一道电学与热学的综合应用题,与生活息息相关,使学生觉得学了物理有用,在应用时要注意结合题意选择合适的计算公式。
21.(5分)在测量小灯泡电阻的实验中:
(1)请按照图甲所示的电路图,以笔画线代替导线,完成图乙的电路连接。
(2)图丙所示是某次实验中电表的示数,电流表的示数为 0.2 A,电压表的示数,为 1.6 V,此时小灯泡灯丝的电阻值为 8Ω 。
【分析】(1)根据图丙确定电压表和电流表的量程,将电流表、被测电阻以及滑动变阻器串联连接,电压表并联在被测电阻两端,滑动变阻器按上下各选一个接线柱串联在电路中;
(2)根据两表选用的量程确定分度值读数;根据R=算出小灯泡灯丝的电阻值。
【解答】解:(1)由图丙可知,电压表的量程为0~3V,电流表的量程为0~0.6A;
将电流表、被测电阻以及滑动变阻器串联连接,电压表并联在被测电阻两端,滑动变阻器按上下各选一个接线柱串联在电路中,且接左下接线柱,如下图所示:
;
(2)图丙所示是某次实验中电表的示数,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.2A;电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为1.6V,小灯泡灯丝的电阻值为:
R===8Ω。
故答案为:(1)见解答图;(2)0.2;1.6;8Ω。
【点评】本题是伏安法测量定值电阻的阻值实验,主要考查实物图的连接、电压表、电流表的读数以及电阻的计算等,难易程度适中。
22.(6分)将图中所示的滑轮装配成最省力的滑轮组,用它向下拉绳提升重物。
(1)请在图中画出滑轮组的绕线;
(2)用400N的力将900N的重物匀速提升3m,求动滑轮的重力和滑轮组的机械效率。(忽略摩擦和绳重)
【分析】(1)由图可知,人用力往下拉绳子使重物升起,此时绕滑轮组时应从绳子自由端开始绕起,由外及内、交替进行;
(2)由图可知n=3,利用不计绳重和摩擦时F=(G+G动)求动滑轮的重力;利用η=×100%=×100%=×100%=×100%求滑轮组的机械效率。
【解答】解:(1)因为人站在地面上向下拉绳提升重物,拉力方向向下,所以此时绕应从绳子自由端开始绕起,由外及内、交替进行,如图所示:
;
(2)由图可知n=3,因为不计绳重和摩擦时F=(G+G动),所以动滑轮的重力:
G动=nF﹣G=3×400N﹣900N=300N;
滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=75%。
答:(1)如图所示;
(2)动滑轮的重力为300N,滑轮组的机械效率为75%。
【点评】本题考查滑轮组的绕法、动滑轮重力的计算和机械效率的计算,关键是根据绳子自由端拉力的方向确定滑轮组绳子的绕法。
23.(5分)在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小明用完全相同的木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三个实验。
(1)将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使木块做 匀速直线 运动,此时木块受到的滑动摩擦力大小 等于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)弹簧测力计的示数。
(2)甲、丙两个实验可得出的结论是: 在压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 。
(3)小明认为滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,于是他在上述用实验的基础上,将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,将测得的数据记录在表格中,由表中数据验证了自己的猜想,这种做法 错误 (选填“正确”或“错误”),理由是 没有控制压力大小相同 。
次数 | 木块大小 | 接触面积S/cm2 | 摩擦力f/N |
1 | 整块 | 150 | 1.5 |
2 | 三分之二块 | 100 | 1.0 |
3 | 三分之一块 | 50 | 0.6 |
【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;
(3)研究滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,要控制压力和接触面粗糙程度相同,据此分析。
【解答】解:(1)将木块放在水平木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉动,使木块做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)甲、丙两个实验,压力大小相同,接触面粗糙程度不相同,测力计示数不同,且越粗糙的毛巾表面弹簧测力计的示数大,滑动摩擦力大,说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,且在压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(3)研究滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,要控制压力和接触面粗糙程度相同,将木块沿竖直方向切成两部分继续进行实验,压力大小改变了,将测得的数据记录在表格中,由表中数据验证了自己的猜想,这种做法是错误的,理由是没有控制压力大小相同。
故答案为:(1)匀速直线;等于;(2)在压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;(3)错误;没有控制压力大小相同。
【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。
24.(6分)“线上教学”期间,老师让同学们利用身边的物品开展实践活动。小明想测量牛奶的密度,于是找来妈妈的戒指和烘焙用的电子秤(附电子秤说明书)、水(已知水的密度为ρ0)、杯子和细线。请你利用上述物品帮助小明设计一个测量牛奶密度的实验方案。
要求:(1)写出主要的实验步骤(要求使用天平的“去皮”功能);
(2)写出牛奶密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
××牌电子秤说明书(节选)
1.“去皮”功能说明:在称重前先称一下包装质量,然后按下“去皮”按键,显示数值为零,再称带包装的物品质量,显示数值就是被称物品的质量。
2.量程:0~500g;精度:0.01g。
【分析】用电子秤测出戒指浸没水中和牛奶中时排开水的质量,根据排开液体的体积相等列等式表示出牛奶的密度。
【解答】解:(1)①向杯子内倒入适量的水放在电子秤上,按去皮键;
②将戒指用细线吊着浸没水中,且不与杯子底和壁接触,记下电子秤示数为m1;
③将杯中水倒出,再向杯子内倒入适量的牛奶放在电子秤上,按去皮键;
④将戒指用细线吊着浸没在牛奶中,且不与杯子底和壁接触,记下电子秤示数为m2;
(2)戒指受到水(或牛奶)对它竖直向上的浮力,由力的作用是相互的可知,电子秤受到压力增大量等于戒指受到的浮力,由阿基米德原理知,戒指在水中受到的浮力为,F浮水=G排水=m排水g=m1g
即排开水的质量为m排水=m1;
在牛奶中受到的浮力为F浮牛奶=G排牛奶=m排牛奶g=m2g,
即排开牛奶的质量为m排牛奶=m2;
因此戒指的体积为V=V排水=V排牛奶=,
因此牛奶的密度为。
故答案为:(1)见解析;(2)。
【点评】本题考查密度的特殊测量,关键知道物体浸没在水中或牛奶中时,电子秤增大的压力大小等于物体受到的浮力。
25.(9分)如图甲是可用电流表示数显示拉力大小的测力计模型电路。电流表示数随拉力的增大而增大。ab为长10cm、阻值25Ω的电阻丝,其阻值与长度成正比,滑片P左端固定在拉杆上,弹簧处于原长时,滑片P位于a端,电源电压恒为6V,弹簧电阻恒为1Ω,R0为4Ω,其余部分电阻不计,电流表量程为0~0.6A。忽略弹簧、拉杆和拉环的重力及滑片与电阻丝的摩
(1)虚线框内接线柱“1”应与 3 (选填“2”或“3”)连接;
(2)闭合开关,弹簧处于原长状态时,R0消耗的功率多大;
(3)弹簧的伸长量ΔL与所受拉力F之间的关系如图乙所示,则电流表示数最大时显示的拉力多大。
【分析】(1)根据欧姆定律可知电流表示数增大时电路的总电阻变化,根据图甲可知拉力增大时滑片移动的方向,然后结合电流表示数随拉力的增大而增大判断虚线框内接线柱“1”应哪与接线柱连接;
(2)闭合开关,弹簧处于原长状态时,电阻丝接入电路中的电阻最大,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,利用P=UI=I2R求出R0消耗的功率;
(3)根据电流表量程确定电流表的最大示数,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此时电阻丝接入电路中的电阻,然后求出弹簧的伸长量,根据图乙读出电流表示数最大时显示的拉力。
【解答】解:(1)由I=的变形式R=可知,当电流表的示数增大时,电路的总电阻减小,
由图甲可知,拉力增大时,滑片下移,
因电流表示数随拉力的增大而增大,
所以,拉力增大时,电阻丝接入电路中的电阻应减小,则虚线框内接线柱“1”应与“3”连接;
(2)闭合开关,弹簧处于原长状态时,电阻丝接入电路中的电阻最大,即Rab=25Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:I====0.2A,
R0消耗的功率:P0=I2R0=(0.2A)2×4Ω=0.16W;
(3)由电流表量程为0~0.6A可知,电流表的最大示数I大=0.6A,
此时电路的总电阻:R总'===10Ω,
此时电阻丝接入电路中的电阻:RPb=R总'﹣R0﹣R弹簧=10Ω﹣4Ω﹣1Ω=5Ω,
弹簧的伸长量:ΔL=L﹣L=10cm﹣×10cm=8cm,
由图乙可知,电流表示数最大时显示的拉力F=400N。
故答案为:(1)3;
(2)闭合开关,弹簧处于原长状态时,R0消耗的功率为0.16W;
(3)弹簧的伸长量ΔL与所受拉力F之间的关系如图乙所示,则电流表示数最大时显示的拉力为400N。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,正确从图中获取有用的信息是关键。
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