2023年河南省周口市商水县中考物理二模试卷
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这是一份2023年河南省周口市商水县中考物理二模试卷,共18页。
2023年河南省周口市商水县中考物理二模试卷
1. 白鹤滩水电站水轮发电机组全部投产发电,标志着我国长江上全面建成世界最大清洁能源长廊。发电机的工作原理是英国物理学家______ 发现的______ 现象。
2. 小明利用劳动课上学习的烹饪技能为家人制作美味的固墙手擀捞面,煮面时通过______ 的方式增大了面的内能,满屋飘香说明分子在不停地做______ 。制作过程中小明发现用毛料布摩擦的塑料小勺靠近胡椒粉时,胡椒粉被吸到勺子上,说明塑料勺子带了______ 。
3. 端午节赛龙舟发出的阵阵鼓声是由鼓面的______ 产生的;全体划桨手在鼓声的号令下有节奏地齐向后划水,说明声音可以传递______ 。
4. 漫步在莲湖公园里,清澈的湖水,让游人感受到“潭清疑水浅,荷动知鱼散”的意境。游人看到湖水“水浅”是由于光的______ 形成______ (选填“实像”或“虚像”)。
5. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R2=20Ω。当闭合开关S3,断开开关S1、S2时,电流表示数为0.3A;当闭合开关S2,断开开关S1、S3时,电压表示数为4V;则电源电压为______ V,定值电阻R1的阻值为______ Ω;整个电路的最大总功率为______ W。
6. 骑自行车出行既环保,又可以锻炼身体。如图所示,在自行车构造和使用方面用到了很多物理学知识。请参照示例,写出两个在自行车构造或使用方面运用的物理知识,不要与示例重复。
(示例)轮胎上凹凸不平的花纹,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。
(1)______ 。
(2)______ 。
7. 日常生活中,常用干冰(固态二氧化碳)对食品进行保鲜。保鲜过程中干冰变小发生的物态变化是( )
A. 熔化 B. 汽化 C. 升华 D. 凝华
8. 小明利用劳动课上学习的修剪技能,给自家果园里的苹果树修剪树枝。如图所示,修剪树枝时,小明应选用下列哪种剪刀最合适( )
A. B.
C. D.
9. 实践小组的同学们到工厂参观,看到车间里摆放着如图所示的高凳,工人师傅告诉大家这是电力作业安全登高凳。下列不可以用来制作这种高凳的材料是( )
A. 铝合金
B. 硬塑料
C. 竹子
D. 木头
10. 2023年3月30日,我国在太原卫星发射中心使用“长征二号”丁运载火箭,成功发射“宏图一号”01组卫星。下列说法不正确的是( )
A. 火箭发射利用了力的作用是相互的原理
B. 燃料燃烧推动火箭升空是把内能转化为机械能
C. 火箭加速上升过程中卫星的机械能不变
D. 发射成功后,火箭中剩余燃料的热值不变
11. 如图,小华利用自制喷雾器浇花。推动注射器的活塞时吸管内水面上升,这是因为吸管
上方空气( )
A. 流速大,压强大
B. 流速大,压强小
C. 流速小,压强大
D. 流速小,压强小
12. 小明测量家中菜油密度的实验步骤如下:①用电子秤测出空矿泉水瓶的质量m;②在矿泉水瓶中装满水,测出总质量m1;③倒干水后在矿泉水瓶中装满菜油,测出总质量m2。已知水的密度为ρ水,则菜油的密度为( )
A. m1-mm2ρ水 B. m2-mm1ρ水 C. m1-mm2-mρ水 D. m2-mm1-mρ水
13. 社会的发展离不开能源、信息和材料。如图所示,下列相关说法正确的是( )
A. 图甲:石油属于可再生能源 B. 图乙:核电站利用核裂变发电
C. 图丙:手机利用电磁波传递信息 D. 图丁:制成二极管的主要材料是超导体
14. 物理课外兴趣小组为农场鸡舍设计了具有加热和保温功能的电热器,其内部简化电路图如图甲所示。R3为热敏电阻,阻值随温度变化关系的图像如图乙所示。R1、R2均为电热丝且R1>R2,线圈阻值忽略不计。下列说法正确的是( )
A. 闭合开关S1,电磁铁的上端为N极
B. 热敏电阻R3的阻值随温度的升高而增大
C. 电热器加热时只有电热丝R2接入电路中
D. 增大控制电路的电源电压,电热器所控制的最高温度降低
15. “HUD”是汽车应用的一种新型技术,也叫“平行显示系统”(如图甲)。其原理是:位于仪表台后端的显示屏将车速、导航等信息投射到贴有透明反射膜的前挡风玻璃上,挡风玻璃将光反射给驾驶员,驾驶员就看到显示屏的虚像,让司机在不低头、不转头时就能看到车辆行驶信息。图乙是其工作原理的示意图,请作出人眼B通过前挡风玻璃看到显示屏上A点的像A'的光路图。
16. 少林武术历史悠久,影响深远。如图所示,请作出武术爱好者静立在水平地面上练功时受力的示意图(O点为重心)。
17. 在“探究凸透镜成像规律”实验中。
(1)依次将点燃的蜡烛,凸透镜,光屏放在光具座上,调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在______ ,再改变蜡烛位置,移动光屏,进行多次实验,记录的实验数据如表所示。
实验次数
物距u/cm
像距v/m
1
30
15
2
20
20
3
15
30
4
5
(2)根据表中信息可知,凸透镜的焦距是______ cm。
(3)根据第1次实验时所成像的特点,应用此成像原理可制成______ (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。此时,小明将一个近视镜片放在凸透镜和蜡烛之间靠近透镜的位置,要在光屏上再次得到清晰的像,应将光屏______ (选填“远离”或“靠近”)凸透镜。
18. 实验小组探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验中,如图甲所示,将高均为10cm的相同形状的柱形物体挂在弹簧测力计下,并将其逐渐浸入同一薄壁柱形容器的液体中(液体不溢出),读出测力计示数F,数据记录在下表中。
实验次数
柱形物体
的重G/N
液体的种类
浸入液体
的深度h/cm
弹簧测力计
的示数F/N
1
20
水
5
19
2
20
水
10
18
3
20
水
15
18
4
20
酒精
10
18.4
5
30
酒精
10
18.4
(1)分析比较______ 两次实验数据可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;分析比较2、4两次实验数据可知,液体的______ 越大,浮力越大;分析比较4、5两次实验数据可知,浮力的大小与物重______ (选填“有关”或“无关”)。
(2)综合分析实验数据还可以计算出实验中的酒精的密度为______ kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(3)实验小组还设计了如图乙所示的实验装置探究阿基米德原理,将装满水且足够高的平底溢水杯放在水平升降台上,将实心物块用轻质细线悬挂于弹簧测力计A的正下方,调节升降台使物块下底面刚好与水面相平;再将一个空烧杯用轻质细线悬挂于弹簧测力计B的正下方;逐渐调高升降台,发现随着物体浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计A的示数______ (选填“增大”、“减小”或“不变”),且弹簧测力计A的示数变化量______ (选填“大于”、“小于”或“等于”)B的示数变化量。
19. 实验小组在“测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率”实验中,电源电压恒为3V,所测小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω,根据实验要求连接了如图甲所示的实物电路图。
(1)请用笔画线代替导线,将图1甲所示的电路连接完整。
(2)当连接好最后一根导线,小灯泡立即发光,实验中操作的不当之处是______ 。
(3)重新正确连接电路后,闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表示数如图1乙所示,为______ V;为了测量小灯泡的额定功率,此时应将滑片向______ (选填“左”或“右”)移动,直至______ 时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图1丙所示,则小灯泡的额定功率为______ W。
(4)爱思考的小明在没有电流表的情况下,从实验室里找了一个阻值已知的定值电阻R0,设计了如图2所示的电路(电源电压保持不变)来测量该小灯泡的额定功率,请将实验方案补充完整。
①闭合开关S和S1,断开开关S2,调节滑动变阻器滑片P使小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P不动,______ ,读出此时电压表示数为U;
③小灯泡额定功率的表达式:P额=______ (用U额、U、R0表示)。
20. 如图所示,这是科技博览会展示的一种服务机器人,质量为40kg,静止在水平地面时与地面的接触面积为800cm2;机器人在水平地面上运动时,由内置电动机向机器人提供水平动力。(g取10N/kg)
(1)机器人静止在水平地面时对地面的压强是多少?
(2)内置电动机所提供的水平动力为400N时,机器人以1m/s的速度在水平地面上匀速直线运动1min,则动力做的功是多少?
(3)服务机器人采用电动机提供动力比采用燃油热机提供动力的优点有哪些?(写出一点即可)
21. 科技发展促进了家用电器的智能化。某双挡位电热足浴器智能控制面板如图甲所示,其内部简化电路如图乙所示,R1、R2均为阻值不变的电热丝。
(1)足浴器在加热状态下正常工作时的电流是多少?
(2)电热丝R2的阻值是多少?
(3)在足浴器装入质量为5kg、初温为12℃的水,加热15min后水温达到控制面板上显示的温度,则水吸收的热量是多少?[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]
(4)通过计算发现,水吸收的热量与足浴器加热消耗的电能不相等,请说明原因:______ (写出一个即可)。
答案和解析
1.【答案】法拉第 电磁感应
【解析】解:闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动,闭合电路中有了感应电流,这种现象是电磁感应现象,据此制成了发电机,法拉第最先发现了电磁感应现象。
故答案为:法拉第;电磁感应。
电磁感应现象是英国物理学家法拉第发现的。
本题考查了物理学常识,是一道基础题,平时要注意物理学常识知识的积累。
2.【答案】热传递 无规则运动 静电
【解析】解:煮面时通过热传递的方式来增大面的内能;满屋飘香说明分子在不停地做无规则运动;用毛料布摩擦的塑料小勺时,小勺带静电,所以小勺可以吸引胡椒粉。
故答案为:热传递;无规则运动;静电。
(1)内能的改变方式:做功和热传递。
(2)分子在永不停息地做无规则运动。
(3)用摩擦的方法使物体带电,叫摩擦起电,这时物体带的是静电。
本题考查了内能的改变方式、分子运动和静电现象,属于基础题。
3.【答案】振动 信息
【解析】解:鼓声是由鼓面的振动产生的;
全体划桨手在鼓声的号令下有节奏地齐向后划水,说明声音可以传递信息。
故答案为:振动;信息。
声音是由物体的振动产生的;
声音能够传递信息和能量。
本题考查了声音的产生、声与信息,属于基础知识。
4.【答案】折射 虚像
【解析】解:“水浅”是因为光线从水中射入空气时,光线的传播方向发生改变所形成的现象,故属于光的折射现象,成的是虚像。
故答案为:折射;虚像。
当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会偏折,发生折射现象,如:看水里的鱼比实际位置浅等。
本题考查光的折射现象及应用,理解光的折射的原理是解答本类题型的关键。此题与古诗相结合考查光学知识,体现了学科的整合性。
5.【答案】6105.4
【解析】解:(1)由图可知,当闭合开关S3,断开开关S1、S2时,只有R2工作,电流表测量R2的电流;
根据I=UR可得,电源电压:U=I2R2=0.3A×20Ω=6V;
(2)当闭合开关S2,断开开关S1、S3时,R1、R2串联,电压表测量R2两端的电压,
则电路中的电流:I=I1=I2=U2R2=4V20Ω=0.2A,
根据串联电路的电压特点可知,R1两端的电压:
U1=U-U2=6V-4V=2V,
根据I=UR可得R1的阻值:R1=U1I1=2V0.2A=10Ω;
(3)根据P=U2R和电阻的串并联特点可知:当闭合开关S1、S3,断开开关S2时,R1、R2并联,整个电路的总功率最大,
则最大总功率为:P=P1+P2=U2R1+U2R2=(6V)210Ω+(6V)220Ω=5.4W。
故答案为:6;10;5.4。
(1)由图可知,当闭合开关S3,断开开关S1、S2时,只有R2工作,电流表测量R2的电流;根据欧姆定律即可求出电源电压;
(2)当闭合开关S2,断开开关S1、S3时,R1、R2串联,电压表测量R2两端的电压,根据欧姆定律求出电路中的电流,根据欧姆定律和串联电路的特点求出R1的阻值;
(3)根据P=U2R和电阻的串并联特点可知:当闭合开关S1、S3,断开开关S2时,R1、R2并联,整个电路的总功率最大,根据P=U2R即可求出最大总功率。
本题考查串并联电路的特点、欧姆定律、电功率公式的应用,是一道综合题,能正确分析电路连接是解题的关键。
6.【答案】车座设计成马鞍形,通过增大臀部与车座的受力面积来减小压强 车轮的轴承上有钢珠,变滑动为滚动减小摩擦力
【解析】解:(1)车座设计成马鞍形,通过增大臀部与车座的受力面积来减小压强;
(2)车轮的轴承上有钢珠,变滑动为滚动,减小摩擦力;
(3)刹车时,人施加一个很小的力,就可以对车轮产生一个很大的摩擦力,应用了省力杠杆;
(4)给链条滴加润滑油,使两个互相接触的表面隔开,减小摩擦力;
(5)车把有花纹,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦;
(6)自行车铃铛,通过振动产生声音;
(7)自行车后尾灯,利用了光的反射;
(8)自行车的挡泥板,减小泥土的惯性带来的影响。
(9)刹车时捏紧车闸,是通过增大压力来增大摩擦力。
故答案为:(1)车座设计成马鞍形,通过增大臀部与车座的受力面积来减小压强;
(2)车轮的轴承上有钢珠,变滑动为滚动,减小摩擦力。
自行车上应用到物理知识的构造很多,车把上有花纹;车把是个轮轴;尾灯;车座是马鞍形;轴承;有轮子;轮胎内充气等等。
自行车上利用很多的物理知识,应从力、热、电、光、声各方面进行分析。此题将自行车的结构设计与物理理论联系起来,考查了理论联系实际的能力,体现了物理来源于生活的理念。
7.【答案】C
【解析】解:干冰吸热变成二氧化碳是升华现象。
故选:C。
升华指物质由固态直接转变成气态,升华要吸热。
本题考查了升华现象,属于基础题。
8.【答案】C
【解析】解:要剪动树枝,说明必须是省力杠杆,要求更省力。
四把剪刀中,AB是费力杠杆,CD是省力杠杆,但相比较而言,C中动力臂要比阻力臂大得更多(即刀把比刀口更长),因此要剪动树枝,只有C图所示剪刀最适合,而其它三把剪刀用来剪布、纸、头发等比较软的物体。
故选:C。
使用剪刀修剪树枝时,需要很大的力,所以要选用省力一点的剪刀,结合图片判断四种剪刀哪一种是省力杠杆就选哪一个。
本题考查了杠杆的分类,联系了学生最常见的剪刀,注重了物理和生活的联系,是一道好题。
9.【答案】A
【解析】解:为了防止人触电,电力作业安全登高凳应该用绝缘材料制作,而铝合金是导体,硬塑料、竹子、木头是绝缘体,故A符合题意。
故选:A。
容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体。
此题考查了导体和绝缘体的特点,属于基础性题目。
10.【答案】C
【解析】解:A、火箭发射时向后喷射出高温高压的燃气,由于力的作用是相互的,燃气反过来推动火箭上升,故A正确;
B、燃料燃烧,化学能转化为内能,推动火箭升空是把内能转化为机械能,故B正确;
C、火箭加速上升过程中,装载在火箭上的卫星的质量不变,速度变大,高度变大,动能和重力势能都变大,所以机械能增大,故C错误;
D、热值是燃料的一种性质,与质量、温度等无关,发射成功后,火箭中剩余燃料的热值不变,故D正确。
故选:C。
(1)物体间力的作用是相互的。
(2)火箭升空把内能转化为机械能。
(3)动能的影响因素是质量和速度,重力势能的影响因素是质量和高度;机械能等于动能与势能之和。
(4)燃料的热值与燃料的种类有关,与质量无关。
本题考查了物体间力的作用的相互性、燃料热值的相关知识,属于基础性题目。
11.【答案】B
【解析】解:在吸管的上方推动注射器的活塞时,吸管上方空气的流动速度较大,压强较小,在瓶内气压作用下水面上升。
故选:B。
气体和液体都属于流体,在流体中,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
本题考查流体压强与流速的关系,难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
12.【答案】D
【解析】解:由题意知,矿泉水瓶中水的质量m水=m1-m,水的体积V水=m1-mρ水,则菜油的体积V油=V水=m1-mρ水;
菜油的质量m油=m2-m,则菜油的密度ρ=m油V油=m2-mm1-mρ水=m2-mm1-mρ水。
故选:D。
利用同一个矿泉水瓶分别盛满水和菜油时,菜油的体积等于水的体积,根据题意知道水的质量和水的密度,可以计算出水的体积,菜油的质量可由质量差计算出来,再应用密度公式计算菜油的密度。
本题考查了测量液体密度的(缺少量筒时)特殊方法和推导液体密度表达式的能力,属于中等难度。
13.【答案】BC
【解析】解:A、石油属于不可再生能源,故A错误;
B、核电站利用核裂变发电的,故B正确;
C、手机利用电磁波传递信息,故C正确;
D、制成二极管的主要材料是半导体材料,故D错误。
故选:BC。
(1)能够短期内从自然界中得到补充的能源是可再生能源;不能够短期内从自然界中得到补充的能源是不可再生能源;
(2)核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的;
(3)手机、GPS都是用电磁波传递信息;
(4)制成二极管的主要材料是半导体材料。
本题考查了能源的分类半导体和超导体的运用、电磁波的运用等,属于基础知识的考查,难度较小。
14.【答案】AD
【解析】解:
A、闭合开关S1,电流从电磁铁的下端流入,根据安培定则可知,电磁铁的上端为N极,故A正确;
B、根据图乙可知,热敏电阻阻值随温度的的升高而减小,故B错误;
C、当温度较低时,电路处于加热状态,此时热敏电阻的阻值较大,控制电路的总电阻较大,根据欧姆定律可知,控制电路中的电流较小,电磁铁的磁性较小,衔铁不会被吸下,衔铁a与b、c接触,电热丝R2、R3接入电路中,故C错误;
D、增大控制电路的电源电压,由于吸合电路不变,根据R=UI可知,控制电路的总电阻变大,根据串联电路的电阻关系可知,热敏电阻的阻值变大,电热器所控制的最高温度降低,故D正确。
故选:AD。
(1)根据安培定则分析电磁铁的磁性;
(2)根据图乙分析热敏电阻阻值随温度的变化关系;
(3)根据图甲分析电路在加热状态时电路的连接方式;
(4)吸合电流不变,根据电源电压变大和欧姆分析电路中总电阻的变化,根据串联电路的电阻关系分析热敏电阻阻值的变化以及温度的变化。
本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用、电磁继电器的工作原理,关键是从图中获取有效的信息。
15.【答案】解:作出A点关于挡风玻璃的对称点,即为其像点A',连接BA'交平面镜于点O,连接AO画出入射光线,沿OB画出反射光线,即为人眼B通过前挡风玻璃看到显示屏上A点的像A'的光路图,如图所示:
【解析】利用平面镜成像的特点:像与物关于平面镜对称,作出A点关于挡风玻璃的对称点,即为其像点A',根据反射光线反向延长通过像点,可以由像点和B点确定反射点,最后由发光点和反射点画出入射光线和反射光线,从而完成光路。
本题主要考查光的反射光路图的画法,属于常考题目,难度不大,关键是掌握平面镜成像特点。
16.【答案】解:武术爱好者静立在水平地面上练功时,处于平衡状态,受到的重力和地面对他的支持力作是一对平衡力,二者大小相等,方向相反,作用点都画在人的重心上,从人的重心开始,分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段,并分别在线段末尾标上相应的字母,即为其所受力的示意图,注意表示力的两条线段长度要相等,如图所示:
【解析】处于平衡状态的物体受到的力是平衡力,据此对人进行受力分析,然后按照力的示意图的画法画出各个力。
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,是平衡力的长度要相等。
17.【答案】同一高度上 10 照相机 远离
【解析】解:(1)实验前,为了使像成在光屏的中央,应调整烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度;
(2)由第2次实验数据可判断,u=v=2f=20cm,成倒立、等大的实像,所以凸透镜的焦距是:f=10cm;
(3)第1次实验u=30cm>2f,成的是倒立缩小的实像,成像规律应用在照相机;
近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,如果此时把近视眼镜放在该凸透镜前,使原来会聚成像的光线推迟会聚,所以要想接到清晰的像,光屏要远离透镜。
故答案为:(1)同一高度上;(2)10;(3)照相机;远离。
(1)为使像能成在光屏的中心,应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度;
(2)u=2f,成倒立、等大的实像,一般用来测量凸透镜的焦距;
(3)物体在凸透镜的二倍焦距以外时,成的是倒立缩小的实像;
近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,由此分析像距变化情况。
本题是探究“凸透镜成像规律”的实验,要解决有关凸透镜成像的问题,首先要掌握凸透镜成像特点与物距、像距的关系,并自己进行总结一些规律性的知识。
18.【答案】2、3 密度 无关 0.8×103 减小 等于
【解析】解:(1)分析比较2、3两次实验数据可知,物块浸没在水中深度增加,弹簧测力计的示数不变,由称重法可知,柱形物体所受浮力不变,说明浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
分析比较2、4两次实验数据可知,液体密度越大,弹簧测力计的示数减小,由称重法可知,柱形物体所受浮力也增大,说明液体的密度越大,浮力越大;
分析比较4、5两次实验数据,由称重法可知,两次柱形物体所受的浮力分别为:F浮4=G-F示4=20N-18.4N=1.6N,F浮5=G'-F示5=30N-28.4N=1.6N,即两次柱形物体所受的浮力不变,说明浮力大小与物体的重力无关;
(2)柱形物体浸没在水中受到的浮力为:F浮=G-F示=20N-18N=2N;
柱形物体排开水的体积为:V排=F浮ρ水g=2N1.0×103kg/m3×10N/kg=2×10-4m3,
柱形物体浸没在酒精受到的浮力为:F浮4=G-F示4=20N-18.4N=1.6N,
酒精的密度:ρ酒精=F浮4gV排=1.6N10N/kg×2×10-4m3=0.8×103kg/m3;
(3)随着柱形物体没入水中的体积越来越大,则柱形物体所受浮力越来越大,由称重法可知,弹簧测力计A的示数在减小,弹簧测力计A的示数的减小量等于柱形物体受到的浮力;溢出的水流到烧杯中,使得弹簧测力计B的示数变大,弹簧测力计B的示数增加量等于柱形物体排开液体的重力,由阿基米德原理可知,弹簧测力计A的示数变化量等于B的示数变化量。
故答案为:(1)2、3;密度;无关;(2)0.8×103;(3)减小;等于。
(1)根据控制变量法,找出不变的量和变化的量,确定浮力大小与变化量之间的关系;
(2)根据称重法F浮=G-F示计算出浸没在水中受到的浮力,利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排求物块的体积;根据称重法F浮=G-F示计算出浸没在酒精中受到的浮力,根据阿基米德原理求出酒精的密度;
(3)根据阿基米德原理可知,柱形物体浸入水中的体积越来越大时受到的浮力变大,根据称重法可知弹簧测力计A示数的变化;此时柱形物体排开水的体积变大即溢出水的体积变大,据此可知弹簧测力计B示数的变化;再根据阿基米德原理判断弹簧秤A的示数变化量和弹簧秤B的示数变化量之间的关系。
本题探究“浮力的大小与什么因素有关”、考查控制变量法、称重法测浮力和阿基米德原理的应用以及分析数据归纳结论的能力,是一道综合题。
19.【答案】连接电路时,开关没有断开 2 左 电压表示数为2.5V0.6闭合开关S和S2,断开开关S1 U额⋅U-U额R0
【解析】解:(1)小灯泡额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端;小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω,由欧姆定律可知,灯泡正常发光时的电流约为:
I'=ULR=2.5V10Ω=0.25A,故电流表选用小量程与开关串联在电路中,如下图所示:
;
(2)当连接好最后一根导线,小灯泡立即发光,说明连接电路时,开关没有断开;
(3)由(1)可知,两表选用小量程;闭合开关,移动滑片至某位置时,电压表示数如图1乙所示,电压表分度值0.1V,其示数为2V,小于灯泡额定电压2.5V,为了测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑片向左移动,直至电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图1丙所示,电流表分度值0.02A,其示数为0.24A,则小灯泡额定功率为:
PL=ULIL=2.5V×0.24A=0.6W;
(4)实验步骤:
①闭合开关S和S1,断开开关S2,调节滑动变阻器滑片P使小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P不动,闭合开关S和S2,断开开关S1,读出此时电压表示数为U;
③在步骤①中,灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,调节滑动变阻器滑片P使小灯泡正常发光;
在步骤②中,灯泡、定值电阻和滑动变阻器仍串联,电压表测灯泡和定值电阻两端的总电压,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电压规律,定值电阻两端电压为U0=U-U额,
由欧姆定律可得,灯泡的额定电流:
I额=I0=U0R0=U-U额R0,
所以小灯泡额定功率的表达式:
P额=U额I额=U额⋅U-U额R0。
故答案为:(1)见解答图;(2)连接电路时,开关没有断开;(3)2;左;电压表示数为2.5V;0.6;(4)②闭合开关S和S2,断开开关S1;③U额⋅U-U额R0。
(1)已知灯泡的额定电压,据此确定电压表量程,将电压表并联在灯泡两端;小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω,根据欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流,据此确定电流表量程,将电流表串联在电路中;
(2)为了保护电路,连接电路时,开关应断开;
(3)根据(1)确定两表量程,由图1乙确定电压表分度值读数,比较电压表示数与灯泡额定电压大小,根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向;当灯泡两端电压为额定电压时,灯泡正常发光;由图1丙确电流表定分度值读数,利用P=UI求出灯泡额定功率;
(4)为测灯泡的额定功率需先使灯泡正常发光,利用电压表和已知阻值的定值电阻,根据串联电路特点和欧姆定律计算出灯泡正常发光的电流,由P=UI计算灯泡的额定功率。
本题测量小灯泡的额定功率实验,考查了电路连接、注意事项、电压表读数、实验操作、功率的计算及设计实验方案测功率的能力。
20.【答案】解:(1)该机器人静止时对地面的压力:F=G=mg=40kg×10N/kg=400N,
该机器人静止时对地面的压强:
p=FS=400N800×10-4m2=5000Pa;
(2)由v=st可得,匀速直线运动通过的路程:s1=v1t1=1m/s×60s=60m,
此时水平推力做的功:W=F1s1=400N×60m=2.4×104J;
(3)服务机器人采用电动机提供动力比采用燃油热机提供动力的优点:节能环保。
答:(1)机器人静止在水平地面时对地面的压强是5000Pa;
(2)动力做的功是2.4×104J;
(3)服务机器人采用电动机提供动力比采用燃油热机提供动力的优点:节能环保。
【解析】(1)该机器人静止时对地面的压力和自身的重力相等,根据F=G=mg求出其大小,利用p=FS求出该机器人静止时对地面的压强;
(2)知道速度和时间,根据v=st可求出匀速直线运动通过的路程,利用W=Fs求出此时水平推力做的功;
(3)从能耗和环保方面考虑。
本题考查了重力公式和压强公式、速度公式、做功公式以及功率公式的综合应用。
21.【答案】加热过程中由于存在热量的损失,足浴器消耗的电能会大于水吸收热量
【解析】解:(1)由图甲可知,足浴器加热状态下的额定功率P加热=880W,
由P=UI可知,足浴器在加热状态下正常工作时的电流:I=P加热U=880W220V=4A;
(2)由图乙可知,当开关S、S1都闭合时,R1、R2并联,根据并联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最小,由P=U2R可知,电路中的总功率最大,足浴器处于加热状态;
当开关S闭合,S1断开时,只有R1工作,电路中的总电阻最大,总功率最小,足浴器处于保温状态;
R2的电功率:P2=P加热-P保温=880W-480W=400W,
由P=U2R可知,电热丝R2的阻值:R2=U2P2=(220V)2400W=121Ω;
水吸收热量:Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×5kg×(42℃-12℃)=6.3×105J;
(4)加热过程中由于存在热量的损失,足浴器消耗的电能会大于水吸收热量。
答:(1)足浴器在加热状态下正常工作时的电流是4A;
(2)电热丝R2的阻值是121Ω;
(3)水吸收的热量是6.3×105J;
(4)加热过程中由于存在热量的损失,足浴器消耗的电能会大于水吸收热量。
(1)由图甲可知足浴器加热状态下的额定功率,根据P=UI求出足浴器在加热状态下正常工作时的电流;
(2)由图乙可知,当开关S、S1都闭合时,R1、R2并联,当开关S闭合,S1断开时,只有R1工作;根据并联电路的电阻特点和P=U2R可知足浴器加热状态和保温状态下的电路连接;根据P2=P加热-P保温求出R2的电功率,根据P=U2R可求出电热丝R2的阻值;
(3)根据Q吸=cm(t-t0)求出水吸收热量;
(4)加热过程中由于存在热量的损失,足浴器消耗的电能会大于水吸收热量。
本题考查并联电路的特点、加热过程中的能量损失、电功率公式吸热公式的应用,难度不大。
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