2023年山东省日照市五莲县中考物理二模试卷
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一、单选题(本大题共8小题,共24.0分)
1. 天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室顺利完成首次自动交会对接(如图所示),下列说法合理的是( )
A. 在天宫二号空间实验室能使用天平测出物体的质量
B. 天舟一号飞船在变轨过程中受到平衡力的作用
C. 天舟一号飞船在发射时,火箭向后方喷出的高温气体使飞船升空
D. 对接后,以天舟一号货运飞船为参照物,天宫二号空间实验室是运动的
2. 如图所示,朱鹮和中华凤头燕鸥都是国家一级保护动物。朱鹮有着“东方宝石”之称,中华凤头燕鸥被称为“神话之鸟”。下列说法正确的是( )
A. 我们听到朱鹮发出的声音可能是超声波
B. 只要朱鹮的发声部位振动,我们就一定能听到声音
C. 朱鹮和中华凤头燕鸥发出的声音音调相同时,它们的响度一定相同
D. 人们依据音色的不同,能区分出朱鹮和中华凤头燕鸥的声音
3. 2020年6月23日,我国完成了北斗全球卫星导航系统全部卫星的发射,全面建成了北斗系统。截止2023年1月,北斗导航系统已连接我国社会发展的各个方面,并进入全面的商用阶段。从北斗一号工程立项开始,几代北斗人接续奋斗、数十万建设者聚力托举,在强国复兴的伟大征程中,一次又一次刷新“中国速度”、展现“中国精度”、彰显“中国气度”,创造出无愧于党、无愧于人民、无愧于时代的辉煌业绩。关于如图所示的情景,下列说法正确的是( )
A. 火箭加速上升的过程中火箭的机械能守恒
B. 如果北斗卫星所受的力全部消失,将会一直绕地球做匀速圆周运动
C. 北斗卫星绕地球运行时受到非平衡力的作用
D. 北斗卫星用超声波向地面传递信号
4. 现代汽车多数采用四缸或六缸等多缸发动机,每个汽缸都进行四冲程循环。由于各个汽缸交替做功,所以发动机转动比较平稳。关于四冲程汽油机,下列说法正确的有( )
A. 做功冲程时,将燃料的化学能直接转化成机械能
B. 汽油机是将内能转化为机械能的装置
C. 随着科学的发展,汽油机的效率可以达到100%
D. 吸气冲程中,从进气门进入气缸的是空气
5. 如图是小朋友玩蹦蹦床的情景,对他们在上升和下落过程中的能量转化,下列分析正确的是( )
A. 小孩在空中上升的过程中动能转化为重力势能
B. 小孩在最高点时,受力平衡
C. 小孩从接触蹦蹦床到下落到最低处的过程中弹性势能转化为动能
D. 小孩被蹦蹦床弹起的过程中弹性势能转化为重力势能
6. 一名中学生站立在水平地面上,下列说法正确的是( )
A. 他静止时的惯性比运动时的惯性小 B. 他站立时跟蹲下时的质量相等
C. 他的体积约为0.6m3 D. 他对地面的压力就是他的重力
7. 如图所示,这是已交付使用的我国第二大半潜船——“新耀华”号,主要用于运输无法分割吊装的超大型装备。该船满载时的排水量为8万吨,配有108个压载水舱,最大下潜吃水深度为30.5m,使用卫星、激光、雷达三套系统进行精准定位。下列分析和计算正确的是(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)( )
A. 激光不能在真空中传播
B. 当“新耀华”号要上浮时,应向压载水舱中注水
C. “新耀华”号满载时所受的浮力为8×107N
D. “新耀华”号到达最大下潜吃水深度时,船底所受水的压强为3.05×105Pa
8. 如图所示,电源电压不变,同时闭合开关S、S1,待电路稳定后再断开S1,则( )
A. 电流表A的示数减小,电流表A1的示数不变,电压表V的示数不变
B. 电流表A的示数不变,电流表A1的示数增大,电压表V的示数减小
C. 电流表A的示数减小,电流表A1的示数减小,电压表V的示数不变
D. 电流表A的示数增大、电流表A1的示数不变、电压表V的示数不变
二、多选题(本大题共4小题,共16.0分)
9. 如图所示为粮袋的传送带装置,若传送带静止不动,粮袋从A由静止释放,速度可以由0m/s变成6m/s,以下情形正确的是( )
A. 若传送带顺时针转动,粮袋到达B点的速度一定小于6m/s
B. 若传送带逆时针转动,粮袋到达B点的速度一定大于6m/s
C. 若传送带逆时针转动,粮袋在AB运动的过程中所受到摩擦力方向可能先沿传送带向下再沿传送带向上
D. 若传送带逆时针转动,粮袋在AB运动的过程中所受到摩擦力方向一定一直沿传送带向下
10. 速干手消毒液主要成分是75%的酒精,用它进行消毒,下列说法中正确的是( )
A. 酒精喷到手上,感觉凉爽,是因为酒精液化吸热
B. 消毒过程中,瓶内酒精的比热容不变
C. 消毒过程中,瓶内酒精的热值不变
D. 酒精喷出后会继续向前运动,是因为受到惯性
11. 小册同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验时,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示,这时烛焰在光屏上成清晰的像(像未在图中画出来)。下列说法不正确的是( )
A. 图中成像原理与电影放映机的成像原理完全相同
B. 取走光屏,蜡烛和凸透镜在图中位置,从凸透镜右侧适当位置可看到烛焰倒立缩小的实像
C. 将蜡烛移到25cm刻度线处,凸透镜不动,光屏向左移动到适当位置才能呈现清晰的烛焰像
D. 凸透镜的焦距可能为10cm
12. 如图所示,电源电压恒为6V,电流表量程为“0∼0.6A”,电压表量程“0∼3V”,滑动变阻器、小灯泡L(灯丝电阻不变)分别标有“20Ω 1A”、“2.5V 0.5A”字样。在保证电路安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列选项中正确的是( )
A. 电流表的示数变化范围是0.24∼0.5A
B. 电压表的示数变化范围是1.2∼3V
C. 滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是7∼20Ω
D. 滑动变阻器的最大电功率1.8W
三、填空题(本大题共3小题,共12.0分)
13. 2022年10月12日宇航员刘洋在空间站进行了太空直播授课,实现了天地互动,所需的电能主要来源于太阳能帆板。如图所示,太阳能帆板是一种把太阳能转化为电能的装置,它相当于电路中的______ (选填“用电器”或“电源”)。太阳能是通过太阳内部的核______ (选填“裂变”或“聚变”)产生的。
14. 调换座位时,小明同学用20N的水平推力将课桌匀速直线推动了3m,用时2s,课桌和书本等的总重力是80N,小明对课桌做功的功率为______ W。
15. 如图是某冷饮店推出的一种冷饮服务产品,店方为顾客推出的一种产品——一杯密度为0.95×103kg/m3的果汁饮料中放冰块,已知饮料和杯子的总质量为0.4kg,冰块的质量是20g,杯子的底面积为20cm2(不考虑杯壁厚度),桌子的表面积为2m2,杯中饮料的深度为10cm。(g=10N/kg)杯底受到液体的压力为______ N,杯底对桌面的压强为______ Pa,若未喝饮料前冰块熔化,杯中饮料的液面会______ 。(选填“上升”或“下降”或“不变”)
四、作图题(本大题共2小题,共6.0分)
16. 如图所示,一束由A发出的光射到平面镜表面O点,画出物体AB在平面镜中的像,并画出入射光线AO的反射光线。
17. 如图所示,请用笔划线代替导线将实物图补充完整。要求:①小磁针的指向满足如图所示方向;②滑动变阻器的滑片向右端滑动,通电螺线管的磁性减弱。
五、实验探究题(本大题共2小题,共20.0分)
18. 亮亮利用课外时间在老师的帮助下为“测量油的密度”进行了一些大胆尝试:
(1)亮亮在量筒中装入了适量的油,如图1甲所示,则油的体积为______ cm3,接着他将空烧杯放在天平上测出其质量为42.6g,然后将量筒中的油全部倒入烧杯中,用天平测量烧杯和油的总质量,天平平衡时的情景如图1乙所示,则烧杯中油的质量为______ g,根据以上实验数据可算出油的密度为______ g/cm3,这种方法测量的油的密度会比真实值______ (选填“大”或“小”);
(2)亮亮想借助身边不吸液体的物体A来测量油的密度,发现物体A的密度未知且无法放入量筒中,他决定用实验室里的弹簧测力计和底部固定有滑轮水槽、细线和适量水来测物体A的密度。他先用弹簧测力计测物体A的重力,如图1丙,示数为______ N;再用细线绕过滑轮将物体A与测力计连接起来,接着往水槽中倒入适量的水,使物体A浸没在水中,如图丁,物体A在水中静止时测力计示数为1.6N,物体A的密度为______ kg/m3;
(3)接着亮亮用物体A、细长针和刻度尺,用如图2所示的步骤测油的密度:
①用刻度尺量出如图2甲所示烧杯中的油的深度为h1=5cm;
②如图2乙,将干燥的物体A放入烧杯中,A漂浮,用刻度尺量出此时油的深度为h2=8cm;
③如图2丙,用细长针将物体A压至浸没在油中,用刻度尺量出此时油的深度为h3=9cm;
④油的密度为ρ油= ______ kg/m3;
⑤若将图1丁烧杯中的水全部换为油,待物体A静止且浸没时弹簧测力计的示数为______ N。
19. 在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请你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A端移动时,电流表示数变大,连线不得交叉。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,出现该状况的原因是______ 。(填字母序号)
A.电流表内部断路了
B.灯座内部出现了短路
C.灯泡的灯丝断了
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为______ W。
(4)小芳在使用上面这组器材进行实验时发现电流表已损坏,无法使用。老师给她一个已知电阻为R0的定值电阻,同学们设计了如图丙所示的电路,并正确测出小灯泡的额定功率,已知电源电压不变,实验步骤如下:
①闭合开关S、S1,断开S2,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表读数为______ ;
②闭合开关S,断开开关S1,再闭合S2,保持______ 不动,读出此时电压表的示数为U;
③小灯泡额定功率的表达式P额= ______ 。(用U额、U、R0表示)
六、计算题(本大题共2小题,共22.0分)
20. 图甲所示的电路中,灯泡L的额定功率为3.6W(灯丝电阻不变),开关S闭合,S1断开,变阻器的滑片移动到最左端时,灯泡L正常发光。图乙是变阻器的滑片从最右端移动到最左端过程中,电压表示数随电流表示数变化的图像。求:
(1)电源电压;
(2)变阻器R的最大阻值;滑片在变阻器的最右端时,灯泡L的实际功率;
(3)什么情况下电路消耗的功率最大;此时变阻器1min消耗的电能。
21. 如图所示的一套从水中打捞物体的简单滑轮组装置,动滑轮的重力为50N,物体A的密度为1.5×103kg/m3,体积为0.04m3;通过滑轮组把A从水中匀速提升(A始终未露出水面),不计绳重、摩擦及水的阻力,ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg。求:
(1)A浸没在水中所受浮力;
(2)A露出水面前,滑轮组的机械效率;
(3)若人的质量为70kg,与水平地面的接触面积为500cm2,人对地面的压强。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:A、在天宫二号空间,为失重状态,物体没有重力,实验室不能使用天平测出物体的质量,故A错误;
B、天舟一号飞船在变轨过程中,由于运动状态发生变化,故受到非平衡力的作用,故B错误;C、天舟一号飞船在发射时,根据物体间力的作用是相互的可知,火箭向后方喷出的高温气体使飞船升空,故C正确;D、对接后,以天舟一号货运飞船为参照物,天宫二号空间实验室与天舟一号之间的位置没有变化,因此是静止的,故D错误。故选:C。
(1)在太空中的物体处于失重状态;(2)物体处于静止或匀速直线运动的状态叫平衡状态;(3)当受力物体受到一个力的作用时,同时也给施力物体一个力,这两个力互称为作用力与反作用力;(4)研究物体的运动情况时,首先要选取一个物体作为标准,这个被选作标准的物体叫做参照物。研究对象的运动情况是怎样的,就看它与参照物的相对位置是否变化。
本题考查的知识点较多,解答此题的关键是熟记课本知识点。
2.【答案】D
【解析】解:A、超声波的频率在人耳听觉频率范围之外,是人听不到的声音,故A错误;
B、声音是由物体的振动产生的,但物体振动的频率过高或过低,高于或低于人耳的感知范围,人类不能听到,故B错误;
C、音调和响度无关,朱鹮和中华凤头燕鸥发出的声音音调相同时,它们的响度不一定相同,故C错误;
D、不同物体发出的声音的音色一般不同,所以可依据两种鸟发出声音的音色来区分它们的声音,故D正确。
故选:D。
(1)(2)声音是由物体的振动产生的;人耳能听到的声音的频率范围是20~20000Hz,低于20Hz的叫次声波,高于20000Hz叫超声波;超声波和次声波都是人耳听不到的;
(3)音调与振动的频率有关,响度与振幅和距发声体的远近有关,音调与响度无关;
(4)不同物体发出的声音的音色一般不同。
本题考查了超声波、人耳的听觉范围、音色、音调与响度的区别,是一道综合题。
3.【答案】C
【解析】解:A、火箭加速上升的过程中,质量不变,速度增大,高度增大,所以动能和重力势能都增大,机械能增大,故A错误;
B、如果北斗卫星所受的力全部消失,根据牛顿第一定律可知,将做匀速直线运动,故B错误;
C、北斗卫星绕轨道运行时,运动的方向和速度发生了变化,受到非平衡力的作用,故C正确;
D、太空中没有空气,真空不能传声,因此卫星不能用超声波向地面传递信号,电磁波可以传递信息,且电磁波的传播不需要介质,北斗卫星用电磁波向地面传递信号,故D错误。
故选:C。
(1)物体由于运动而具有的能叫动能,影响因素是质量与速度;物体由于被举高而具有的能叫重力势能,影响因素是质量与高度;动能和势能统称机械能;
(2)物体不受力时,会保持静止状态或匀速直线运动状态;
(3)物体受平衡力的作用处于平衡状态;
(4)真空不能传声;电磁波可以传递信息,且电磁波的传播不需要介质。
此题考查了机械能守恒条件、平衡状态的判断、力与运动的关系、电磁波的传播与应用,涉及知识点较多但难度不大,属基础题目。
4.【答案】B
【解析】解:A、四冲程内燃机的做功冲程将内能转化为机械能,故A错误;
B、汽油机是在气缸内燃烧汽油,生成高温高压的燃气,使燃气推动活塞做功,是将内能转化为机械能的装置,故B正确;
C、由于热机在工作过程中总有能量损失,所以汽油机的效率不可能达到100%,故C错误;
D、汽油机吸气冲程时,吸入的是空气和汽油的混合物,故D错误。
故选:B。
(1)热机的四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,压缩冲程中机械能转化为内能;做功冲程中内能转化为机械能;
(2)热机的原理是燃料燃烧产生的内能转化为机械能,内燃机是热机的一种,是燃料在汽缸内燃烧的热机。内燃机分为汽油机和柴油机;
(3)任何能量转化过程都伴随能量的损失,所以转化效率不可能达到100%;
(4)汽油机的吸气冲程中吸入的是空气和汽油的混合物。
本题考查了汽油机的四个冲程、能量转化及汽油机和柴油机的不同点,要熟记汽油机和柴油机的区别。
5.【答案】A
【解析】解:A.小孩在空中上升的过程中重力势能增加,动能减小,故动能转化为重力势能,故A正确;
B.小孩在最高点时只受重力作用,受力不平衡,故B错误;
C.小孩从接触蹦蹦床到下落到最低处的过程中,小孩的速度先变大后变小,动能先变大后变小,小孩的机械能转化为蹦床的弹性势能,故C错误;
D.小孩被蹦蹦床弹起的过程中,小孩离开蹦床前,动能增大,蹦床的弹性势能减小,是弹性势能转化为动能;离开蹦床后,小孩的重力势能增大,动能减小,动能转化为重力势能,故D错误。
故选:A。
(1)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。
(2)重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
(3)弹性势能大小的影响因素:弹性形变的程度。物体弹性形变的程度越大,弹性势能越大。
(4)小孩在最高点时只受重力作用。
解决此类问题的关键是要知道各能量跟哪些因素有关,根据各因素的变化情况分析能量的变化情况。
6.【答案】B
【解析】解:A、惯性的大小与物体的质量有关,质量不变,惯性不变,因此他静止时的惯性和运动时的惯性相等,故A错误;
B、他站立时跟蹲下时,所含物质的多少没有变化,因此质量是相等,故B正确;
C、一个中学生质量为50kg,密度与水的密度差不多,约为1.0×103kg/m3,体积为V=mρ=50kg1.0×103kg/m3=0.05m3,故C错误;
D、压力和重力是两个不同的力,施力物体和受力物体均不相同,因此压力不是重力,故D错误。
故选:B。
(1)惯性是物体的固有属性,取决于物体的质量,与物体的运动状态及受力情况无关;
(2)质量是指物体所含物质的多少;
(3)根据中学生的质量和密度(人的密度和水的密度差不多),利用密度公式ρ=mV可以求出他的体积;
(4)压力属于弹力,弹力和重力是两种不同性质的作用力。
本题考查学生对人体的各种数据的了解。
7.【答案】D
【解析】解:
A、激光可以在真空中传播,故A错误;
B、“新耀华”要上浮时,在浮力不变的情况下,应将压载水舱的水排出舱外,此时“新耀华”的重力变小,重力小于浮力,会上浮,故B错误;
C、船满载时,船受到的浮力F浮=G排=m排g=8×107kg×10N/kg=8×108N,故C错误;
D、“新耀华“号达到最大下潜吃水时,船底所受水的压强为:p=ρ液gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30.5m=3.05×105Pa,故D正确。
故选:D。
(1)光的传播不需要介质;
(2)根据物体的浮沉条件分析;
(3)根据G=mg算出满载时排开水的重力,即满载时该船受到的浮力;
(4)根据液体压强的计算公式p=ρ液gh就可以计算出水下30.5m处的压强。
本题考查了物体浮沉条件的应用、阿基米德原理的应用、液体内部压强的计算、电磁波的应用,难度不大。
8.【答案】A
【解析】解:电源电压不变,同时闭合开关S、S1,两电阻并联,电流表A测的是干路电流,电流表A1测R2支路的电流,电压表V测的是电源电压;
待电路稳定后再断开S1,断开R1所在的支路,只有R2接在电源两端工作,且并联电路中各支路互不影响,因此在干路的电流表A的示数减小,电流表A1的示数不变,电压表V的示数不变,故A正确,BCD错误。
故选:A。
并联电路干路电流等于各支路电流之和,并联电路中,各支路的用电器可以独立工作,互不影响;
电源电压不变,同时闭合开关S、S1,两电阻并联;待电路稳定后再断开S1,断开R1所在的支路,只有R2接在电源两端工作。
本题其实考查了学生对并联电路特征的辨别能力,了解并联电路的连接方式、电流规律、电压规律是解答本题的基础。
9.【答案】BC
【解析】解:A、若传送带静止不动,粮袋从A由静止释放,受到沿传送带向上的摩擦力作用,速度可以由0m/s变成6m/s,若传送带顺时针转动,粮袋仍受到沿传送带向上的摩擦力作用,运动情况不变,故到达B点时,速度一定是6m/s,故A错误;
BCD、若传送带逆时针转动,粮袋相对于传送带向上运动,受到沿传送带向下的摩擦力作用,可能一直运动到B点;
也可能运动过程中与传送带速度相等后,相对于传送带向下运动,此时摩擦力方向沿传送带向上,两种情况下,速度增加的快,到达B点的速度一定大于6m/s,故BC正确,D错误;
故选:BC。
相互接触的物体间有相对运动时,两个物体间会产生摩擦力;
摩擦力的方向是与相对运动的方向相反。
本题考查了摩擦力的方向,解题的关键是分清粮袋与传送带间的相对运动,摩擦力的方向是与相对运动方向相反的。
10.【答案】BC
【解析】解:A、用酒精消毒的地方有凉凉的感觉,是因为酒精蒸发(汽化)时要吸热,故A错误;
BC、热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关。比热容是物质的一种特性,它与物质的种类和状态有关,瓶内酒精明显减少,剩下的酒精的热值和比热容大小均不变,故BC正确;
D、酒精喷出后会继续向前运动是因为酒精具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性,故D错误。
故选:BC。
(1)由液态变为气态叫汽化,其变化过程中伴随着吸热;
(2)(3)比热容、热值是物质的一种特性,与质量的大小无关;
(4)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性。
本题主要考查了学生对汽化、比热容、热值以及惯性的理解,需要从生活现象结合物理定义来进行分析。
11.【答案】AC
【解析】解:A、由图可知,物距u=30.0cm,v=12.8cm,物距u>v,成倒立缩小的实像,照相机就是利用该原理制成的,故A错误;
B、据图可知,当取走光屏后,所成像的情况是不变的,故取走光屏,蜡烛和凸透镜在图中位置,从凸透镜右侧适当位置可看到烛焰倒立缩小的实像,故B正确;
CD、据A可知,此时物体应该处于2f之外,故30.0cm>2f;像处于另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间,即2f>12.8cm>f,故可得焦距的范围是:15cm>f>6.4cm,故将蜡烛移到25cm刻度线处,此时的物距是25cm,即一定处于1倍焦距以外,一定成实像,所以此时的物距变小,像距应该变大,像变大,所以应该将光屏向右移动,故C错误、D正确。
故选:AC。
(1)光屏上能承接到的像是实像。凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像;物距等于像距时,成倒立等大的实像;物距小于像距时,成倒立放大的实像。
(2)凸透镜成实像时,物距变小,像距变大,像变大。
根据物距和焦距,像距和焦距能判断凸透镜成像情况:
u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f。
2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f。
u
12.【答案】AC
【解析】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡L两端的电压。
A.由I=UR可得,灯泡的电阻RL=ULIL=2.5V0.5A=5Ω,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,即电流表的示数最小,
则I小=UR总=URL+R大=6V5Ω+20Ω=0.24A,
因串联电路中各处的电流相等,且电流表量程为0∼0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,小灯泡L的额定电流为0.5A,
所以,电路中电流表的最大电流I大=0.5A,
则电流表的示数变化范围是0.24∼0.5A,故A正确;
B.当电路中的电流为0.5A时,灯泡正常发光,此时灯泡两端的电压为2.5V,即电压表的最大示数为2.5V,
当电路中的电流最小时,灯泡两端的电压最小,即电压表的最小示数UL′=I小RL=0.24A×5Ω=1.2V,
所以,电压表的示数变化范围是1.2∼2.5V,故B错误;
C.当电路中的电流最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,此时电路的总电阻R总=UI大=6V0.5A=12Ω,
由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可知,滑动变阻器接入电路中的最小阻值R小=R总−RL=12Ω−5Ω=7Ω,
所以,滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是7∼20Ω,故C正确;
D.当电路中的电流为I时,滑动变阻器消耗的电功率PR=URI=(U−IR)I=(6V−I×5Ω)I=5(1.2V×I−I2×1Ω)
=5(1.2V×I−I2×1Ω−0.36W+0.36W)=1.8W−(I−0.6A)2×5Ω,
因电流表的示数变化范围是0.24∼0.5A,
所以,当I=0.5A时,滑动变阻器的功率最大,
则PR大=1.8W−(I−0.6A)2×5Ω=1.8W−(0.5A−0.6A)2×5Ω=1.75W,故D错误。
故选:AC。
由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡L两端的电压。
(1)根据欧姆定律求出灯泡的电阻,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的最小电流;比较电流表的量程和滑动变阻器允许通过的最大电流以及小灯泡L的额定电流确定电路中的最大电流,然后得出电流表的示数变化范围;
(2)当电路中的电流为0.5A时,灯泡正常发光,此时电压表的示数最大,其最大示数等于灯泡的额定电压;当电路中的电流最小时,灯泡两端的电压最小,根据欧姆定律求出电压表的最小示数,然后得出电压表的示数变化范围;
(3)当电路中的电流最大时,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,然后得出滑动变阻器连入电路的阻值变化范围;
(4)当电路中的电流为I时,根据串联电路的电压特点和P=UI表示出滑动变阻器消耗的电功率,然后结合电流表的示数变化范围得出滑动变阻器的最大功率。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的综合应用,正确得出滑动变阻器消耗电功率最大时电路中的电流是关键。
13.【答案】电源 聚变
【解析】解:太阳能帆板将太阳能转化为电能;由于太阳能帆板提供了电能,所以作用相当于电路中的电源;
太阳能是在太阳内部氢原子核发生核聚变,从而产生很大的能量。
故答案为:电源;聚变。
太阳能帆板将太阳能转化为电能;由于太阳能帆板提供了电能,所以作用相当于电路中的电源;
核反应分为裂变和聚变两种,裂变分为两种:可控链式反应和不可控链式反应,前者主要应用在核反应堆中,后者应用在原子弹中;聚变主要应用在氢弹上。
本题考查太阳能的转化,太阳内部进行的核反应类型,是一道基础题。
14.【答案】30
【解析】解:推力做功:W=Fs=20N×3m=60J;
推力的功率:P=Wt=60J2s=30W。
故答案为:30。
知道推力大小、课桌在推力方向上移动的距离,利用W=Fs求推力做的功;知道做功时间,利用功率公式P=Wt得到小明对课桌做功的功率。
本题考查功和功率的计算,易错点是判断推力和重力做功情况。
15.【答案】1.9 2100 下降
【解析】解:(1)饮料的深度h=10cm=0.1m,
饮料对杯底的压强为:
p=ρgh=0.95×103kg/m3×10N/kg×0.1m=950Pa,
杯子底面积S=20cm2=2×10−3m2,
饮料对杯底的压力为:
F=pS=950Pa×2×10−3m2=1.9N;
(2)饮料、冰块和杯子的总质量m总=0.4kg+0.02kg=0.42kg,
杯子对桌面的压力为:
F′=G总=m总g=0.42kg×10N/kg=4.2N,
杯子对桌面的压强为:
p′=F′S=4.2N20×10−4m2=2100Pa;
(3)当冰熔化成水之后,状态变化,质量不变,所以,m冰=m水,
由于冰块漂浮在饮料面上,所以,F浮=G冰=G化水,即:ρ饮料gV排=ρ水gV化水,
因为ρ饮料<ρ水,
所以V排>V化水,
所以,若冰完全熔化,杯中液面下降。
故答案为:1.9;2100;下降。
(1)已知饮料深度,利用液体压强公式求杯底受到的液体压强,再利用压强定义式求杯底受到的压力。
(2)根据G=mg求出杯子的总重力,水平桌面受到的压力等于杯子的总重力,然后利用p=FS即可求出杯子对桌面的压强;
(3)当冰熔化成水之后,状态变化,质量不变,冰漂浮在果汁饮料中,根据F浮=G表示出排开饮料的体积与冰化成水体积的关系判断出液面的变化。
本题考查液体压强和压力的计算,关键是公式及其变形的灵活运用;解题过程中要注意单位的换算。
16.【答案】
【解析】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;
过入射点O作与镜面垂直的直线即为法线,根据光的反射定律反射角等于入射角作出反射光线,如图所示:
(1)平面镜成像的特点是:像与物关于平面镜对称,可以先作出物体A、B端点的像点A′、B′,连接A′、B′即为物体AB在平面镜中所成的像。
(2)先画法线,法线与镜面垂直,再依据光的反射定律画出反射光线。
作光路图一定要仔细规范,法线要用虚线,光线的传播方向要标准确。
17.【答案】解:①如图,根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,所以螺线管的右端是S极,左端是N极;根据安培定则判断电流从螺线管的右端进入,从左端流出。
②在匝数一定时,电流越小,磁性越弱。滑片向右端移动后,通电螺线管的磁性减弱,螺线管的电流减小,滑动变阻器接入电路的电阻增大,所以滑动变阻器一定接入左端下面接线柱。如图。
。
【解析】(1)根据磁极间的作用判断螺线管的磁极;根据安培定则判断电流方向。
(2)通电螺线管的磁性强弱跟电流大小和匝数有关。在匝数一定时,电流越小,磁性越弱;
滑动变阻器有四个接线柱,选择一上一下接入电路,滑动变阻器接入电路的电阻越大,电流越小。
本题把磁极间的作用、滑动变阻器的使用、欧姆定律、螺线管磁性强弱的影响因素有机的结合起来。综合性很强,是一个好题。
18.【答案】30 23.4 0.78 小 2.4 0.6×103 0.8×103 0.8
【解析】解:(1)由图1甲可知,量筒的分度值为2mL,量筒中油的体积:V=30mL=30cm3;
由图1乙可知,烧杯和油的总质量为50g+10g+5g+1g=66g,烧杯中油的质量:m=66g−42.6g=23.4g;
油的密度:ρ=mV=23.4g30cm3=0.78g/cm3;
将量筒中的油全部倒入烧杯中时,量筒中残留部分油,使得油的质量测量值偏小,由公式ρ=mV可知,这种方法测量的油的密度会比真实值小;
(2)由图1丙可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,物体A的重力即弹簧测力计的示数为2.4N;
图1丁所示的物体A浸没水中时物体A受到重力、拉力、浮力三个力的作用,
图1丁中弹簧测力计的拉力F拉=1.6N,物体A受到的浮力:F浮=G+F拉=2.4N+1.6N=4N,
由F浮=ρ水gV排得物体A的体积:VA=V排=F浮ρ水g=4N1.0×103kg/m3×10N/kg=4×10−4m3,
物体A的质量:mA=Gg=2.4N10N/kg=0.24kg
物体A的密度:ρA=mAVA=0.24kg4×10−4m3=0.6×103kg/m3;
(3)④设图2中烧杯的底面积为S,由图2甲和丙可知,物体A完全浸没在油中时,物体A排开油的体积等于物体A的体积,故物体A的体积:V′=S(h3−h1),
由图2甲和乙可知,物体A漂浮在油中所受浮力:F浮油=ρ油gS(h2−h1),
物体A的重力G=mAg=ρAgV′=ρAgS(h3−h1),
物体A漂浮在油中时物体A所受浮力等于物体重力,即ρ油gS(h2−h1)=ρAgS(h3−h1),
整理得:ρ油=h3−h1h2−h1⋅ρA=0.09m−0.05m0.08m−0.05m×0.6×103kg/m3=0.8×103kg/m3;
⑤将图1丁烧杯中的水全部换为油,待物体A静止且浸没时物体A所受浮力:
F浮′=ρ油gVA=0.8×103kg/m3×10N/kg×4×10−4m3=3.2N,
弹簧测力计的示数为:F拉′=F浮′−G=3.2N−2.4N=0.8N。
故答案为:(1)30;23.4;0.78;小;
(2)2.4;0.6×103;
(3)④0.8×103;⑤0.8。
(1)利用量筒测量油的体积,先确定量筒的分度值,再根据液面位置读出数值;
烧杯中油的质量等于烧杯和油的总质量减去烧杯的质量;
已知油的质量和体积,根据密度公式计算得出油的密度;
将量筒中的油全部倒入烧杯中时,量筒中残留部分油,使得油的质量测量值偏小,由此分析油的密度变化;
(2)明确弹簧测力计的分度值,再根据指针位置来读数;
根据二力平衡知识可知图丁中物体A所受浮力:F浮=G+F拉,根据F浮=ρ水gV排求出排开水的体积,即物体A的体积;根据G=mg=ρ木gV求出物体A的密度;
(3)④物体浸没时排开液体体积等于物体体积得出物体A的体积,再根据物体漂浮时,物体所受浮力等于物体重力计算出油的密度;
⑤将图1丁烧杯中的水全部换为油,待物体A静止且浸没时弹簧测力计的示数为物体A所受浮力减去物体A的重力。
本题考查了液体密度的测量、天平和量筒的读数、误差分析、特殊方法测密度等,是一道综合题,有一定难度。
19.【答案】B 0.75 U额 滑片位置 U额×U−U额R0
【解析】解:(1)结合乙图可知电流表选小量程,滑动变阻器的滑片P向A端移动时,电流表示数变大,说明滑动变阻器的有效阻值减小,则左下接线柱接入电路;
(2)A.若电流表内部断路了,则整个电路断路,两表都没有示数,不符合题意;
B.若灯座内部出现了短路,电压表没有示数,电路为通路,电流表有示数,符合题意;
C.若灯泡的灯丝断了,电流表没有示数,电压表串联在电路中测电源电压,有示数,不符合题意;
故选:B;
(3)由图乙可知,当电压表的示数为2.5V,电流表选用的量程是0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,小灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(4)实验步骤:
①闭合开关S、S1,断开S2,调节滑片P使电压表读数为U额,此时小灯泡正常发光;
②不改变滑动变阻器滑片P的位置,闭合开关S、S2,断开S1,记录电压表此时读数为U;
③在①中,电压表测灯的电压,灯正常发光,在②中,电压表测灯与定值电阻的电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,
根据串联电路电压的规律,此时定值电阻的电压:U0=U−U额,
由欧姆定律可得,灯泡的额定电流:IL=I0=U−U额R0,
所以小灯泡额定功率的表达式:P额=U额IL=U额×U−U额R0。
故答案为:(1)见解析;(2)B;(3)0.75;(4)U额;滑片位置;U额×U−U额R0。
(1)结合乙图可知电流表选小量程,滑动变阻器的滑片P向A端移动时,电流表示数变大,说明滑动变阻器的有效阻值减小,据此连接;
(2)逐一分析每个选项,找出符合题意的答案;
(3)根据电流表选用的量程和分度值读出电流值,再利用P=UI求出电功率;
(4)由实验步骤,根据串联电路电压的规律,可求出此时定值电阻的电压,由欧姆定律可求出灯的额定电流,根据P=UI可求出灯的额定功率。
本题是测小灯泡电功率的实验,考查了电路故障分析、串联电路特点和欧姆定律的应用、电功率的计算以及特殊方法测灯泡功率等,知道灯泡正常发光时两端电压等于额定电压,实际功率越大灯泡越亮。
20.【答案】解:(1)开关S闭合,S1断开,变阻器在左端时,变阻器与灯泡串联,因额定电压下灯泡正常发光,电路中的电流最大,最大值为0.6A,所以,由灯泡正常发光可知,电源电压U=PI=3.6W0.6A=6V
(2)
Rmax=URImin=4V0.2A=20Ω
滑片在变阻器的最右端时,灯泡L的实际功率
PL=(U−UR)Imin=(6V−4V)×0.2A=0.4W;
(3)电源电压一定,开关S,S1都闭合,滑片滑到最左端时,电路消耗的功率最大,此时变阻器1min的电能为
W=U2Rt=(6V)220Ω×60s=108J。
答:(1)电源电压为6V;
(2)变阻器R的最大阻值为20Ω,滑片在变阻器的最右端时,灯泡L的实际功率为0.4W;
(3)开关S,S1都闭合,滑片滑到最左端时,电路消耗的功率最大,此时变阻器1min的电能为108J。
【解析】(1)由甲图可知:开关S闭合,S1断开,变阻器的滑片移动到最左端时,滑动变阻器短路,回路中只有灯泡L,所以灯泡两端的电压就是电源电压,结合乙图分析判断。
(2)由乙图可知:当滑片滑到最右端时电阻最大,电路中电流最小为0.2A,变阻器R的最大阻值,根据R=UI即可求出变阻器的阻值;再根据P=UI求出灯泡的实际功率;
(3)根据P=U2R可知,变阻器和灯泡并联时R最小,电路消耗的功率越大,,根据W=U2R变t即可求出变阻器1min消耗的电能。
本题考查了电功与电能的计算、欧姆定律的应用、电功率的计算,是一对电学的综合题,难度较大。
21.【答案】解:(1)因为A浸没在水中,所以A排开水的体积:
V排=V=0.04m3,
则A所受的浮力:
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.04m3=400N;
(2)由ρ=mV可知,A的质量:
m=ρV=1.5×103kg/m3×0.04m3=60kg;
A的重力:
G=mg=60kg×10N/kg=600N,
由力的平衡条件可知,A浸没在水中时受到的拉力:
F拉=G−F浮=600N−400N=200N,
由图可知n=2,因为不计绳重和摩擦及水的阻力,所以A露出水面前,绳子自由端的拉力:
F=1n(F拉+G动)=12×(200N+50N)=125N,
则滑轮组的机械效率:
η=W有W总=F拉hFs=F拉hFnh=F拉nF=200N2×125N×100%=80%;
(3)人对水平地面的压力:
F压=G人−F=m人g−F=70kg×10N/kg−125N=575N,
人对地面的压强:
p=F压S=575N500×10−4m2=1.15×104Pa。
答:(1)A浸没在水中所受浮力为400N;
(2)A露出水面前,滑轮组的机械效率为80%;
(3)人对地面的压强为1.15×104Pa。
【解析】(1)根据F浮=ρ液gV排求出A浸没在水中所受浮力;
(2)根据密度公式求出A的质量,根据G=mg求出A的重力,根据力的平衡条件求出A浸没在水中时受到的拉力,
由图可知n=2,利用不计绳重和摩擦时F=1n(F拉+G动)求出绳子自由端的拉力,利用η=W有W总=F拉hFs=F拉hFnh=F拉nF求A露出水面前,滑轮组的机械效率;
(3)人对水平地面的压力等于人的重力减去绳子自由端的拉力,根据p=FS求人对地面的压强。
本题考查了浮力公式、密度公式、压强公式的应用以及使用滑轮组时绳子的拉力和机械效率的计算,关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。
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