2023年湖南省衡阳市衡南县中考物理三模试卷
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一、单选题(本大题共12小题,共36.0分)
1. 正在考试的你,对周围环境进行了估测,正确的是( )
A. 第一次考物理,心情激动,心跳1次的时间约是0.1s
B. 监考老师在教室巡考,步行速度约为5m/s
C. 普通课桌的高度约为12dm
D. 读完此题,心平气和,感觉此时体温大概是36.8℃
2. 下列四幅图反映的情况,与声现象都有一定的联系。其中说法正确的是( )
A. 用钟锤敲击编钟,轻敲或重敲编钟同一位置所发出声音的音调不同
B. 医生用听诊器为病人诊病,听诊器运用了声音传递能量的道理
C. 演奏排箫时,排箫的竹管参差不齐,目的是吹出音调不同的声音
D. 把塑料桶底钻个圆孔,用厚塑料膜蒙住桶口,圆孔正对几米远处叠放的纸杯,拍打塑料膜,在听到拍打声的同时,看到纸杯纷纷落下,纸杯被击落的现象说明声可以传递信息
3. 安全用电关乎人民的生命和财产安全。关于图中安全用电的图片,说法不正确的是( )
A. 图甲:空气开关既有保险丝的功能,又方便操作,发现跳闸后直接再推上即可
B. 图乙:漏电保护开关能够自动检测比较火线电流和零线电流的大小,发现漏电情况能及时切断电路
C. 图丙:使用大功率的电暖气时要注意检查连接电暖气的导线的温度
D. 图丁:电动车充电起火大多数是因为短路造成的
4. 阳春三月,绿树红花与湛蓝的天空倒映在清澈的江水中,如同美丽的油画一般。如图所示,这是小明去游玩时拍摄的一张照片,关于其中的光现象,下列说法正确的是( )
A. 波光粼粼的水面是光源
B. 湖水看起来要比实际的浅
C. 湖水越深,同一棵树在水中的倒影到水面的距离越大
D. 岸边山峰的倒影与海市蜃楼形成的原理相同
5. 2021年12月30日,中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)实现1056秒超长放电运行,中国“人造太阳”再创最长放电纪录。这其中用到了大量与能源、信息和材料的相关知识,下列说法正确的是( )
A. 太阳能、核能和潮汐能都属于可再生能源
B. 当前的核电站是利用原子核裂变释放的能量发电的
C. “超导体”用于电饭锅的发热体可提高其热效率
D. 汽车上的北斗定位导航系统是利用声波进行定位和导航的
6. 为了实现“绿色冬奥”的目标,国家速滑馆“冰丝带”采用了二氧化碳跨临界直冷制冰技术,实现了零污染制冰。原理如图所示,首先液体二氧化碳通过膨胀阀进入毛细管,在毛细管中迅速变成气体,此时在制冰管上方的平面上洒水即可完成制冰;之后气体二氧化碳在压缩机的推动下进入冷凝器,在这里变成液体,完成一个循坏。下列有关说法正确的是( )
A. 毛细管中发生的物态变化是液化
B. 制冰时水在平面上凝固吸热形成冰面
C. 二氧化碳气体在冷凝器中液化放热
D. 制冰时场地周围有很多霜,是二氧化碳凝华而成的
7. 实施“双减”后,同学们有了更多自主安排的时间。小明参加了学校的轮滑社团,如图所示是小明穿着的一款发光轮滑鞋,轮上有磁环、金属线圈和发光二极管等元件。穿轮滑鞋滑行时,金属线圈相对磁环转动使发光二极管发光。下列图中能够反映其工作原理的是( )
A. B.
C. D.
8. 2022年北京作为史无前例的双奥之城,将再次成为全世界瞩目的焦点。下列关于冬奥运会冰雪运动的说法中正确的是( )
A. 甲图中短道速滑运动员沿弯道匀速曲线滑行时,他受到平衡力的作用
B. 乙图中冰球沿水平地面匀速直线滑行时,冰球受到平衡力的作用
C. 丙图中的冰壶做的非常光滑,是为了增大与冰面的摩擦力
D. 丁图中花样滑冰运动员快速滑动时,若一切外力突然消失,她将保持静止状态
9. 小欣使用了一种可以自动加湿的电风扇。空气湿度下降到一定程度时,湿度开关S1自动闭合,加湿系统自动运行;断开总开关S2,风扇和加湿系统同时不工作。下列图中电路符合的是( )
A. B.
C. D.
10. 神舟13号航天员王亚平在机械臂(图示)的辅助下成功从天和核心舱出舱。机械臂的功能类似于人的手臂(杠杆),具有抓住、拉回、锁死等功能。如图工具在使用时与机械臂工作时属于同一类杠杆的是( )
A. 起子
B. 核桃夹
C. 钳子
D. 食品夹
11. 小明自制了一个简易投影仪如图,在暗室中将印有冬奥会吉祥物“冰墩墩”的透明胶片,贴在白光的手电筒上,并正对着焦距为10cm的凸透镜。调整手电筒、凸透镜、白色墙壁之间的位置,在墙上得到了一个清晰放大的像,下列说法错误的是( )
A. 凸透镜能成放大的像,是因为凸透镜对光线有发散作用
B. 手电筒与凸透镜的距离应大于10cm小于20cm,且胶片应倒立放置
C. 能从不同角度看到墙上“冰墩墩”的像,是因为光在墙面上发生的是漫反射
D. 保持凸透镜位置不变,将手电筒向左移动,要使墙上的像恢复清晰,可在凸透镜前放一个近视镜
12. 图甲是小灯泡L和电阻R的I−U图象。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示电路中,电源电压恒为2V。下列说法正确的是( )
A. 由图可知小灯泡两端的电压越大,电阻越小
B. 开关S1、S2都闭合时,电流表示数为0.5A
C. 开关S1、S2都闭合时,电路总功率为1.4W
D. 开关S1、S2都闭合时,在1min内电阻R产生的热量为240J
二、多选题(本大题共4小题,共12.0分)
13. 如图所示是“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置,质量不同的小车从粗糙斜面顶端由静止开始释放,撞击静止在水平木板上的木块(不计空气阻力),将木块推出一段距离。下列说法正确的是( )
A. 小车在斜面上向下运动的过程中,动能增加,势能减小,机械能守恒
B. 小车动能的大小是通过小车推动木块移动的距离来反映的
C. 降低小车释放的高度,小车推动木块时,木块受到的摩擦力不变
D. 本实验应该尽量选择表面光滑且足够长的木板
14. 如图,斜面长s为1.2m、高h为0.3m,现将重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端,若拉力F为5N,拉力的功率为3W,则( )
A. 斜面的机械效率为75% B. 拉力做的总功为4.8J
C. 物体沿斜面的运动速度是0.6m/s D. 物体在斜面上受到的摩擦力是1N
15. 如图所示,已知鸡蛋的质量为55克,体积为50立方厘米。将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里,鸡蛋沉入杯底(图甲);逐渐将食盐溶解在水中,鸡蛋恰好悬浮(图乙);继续溶解食盐,最终鸡蛋漂浮(图丙)。下列说法正确的是( )
A. 图甲中鸡蛋所受浮力为0.55牛
B. 图乙中盐水的密度是1.1×103千克/米 3
C. 图丙中鸡蛋所受浮力大于鸡蛋自身重力
D. 图中三种状态下浮力的大小关系是F甲
A. 定值电阻B的阻值为6Ω
B. 将A、B串联接在8V电源两端,灯泡A正常发光
C. 将A、B并联接在6V电源两端,10s内电路消耗的电能是30J
D. 将A与一个滑动变阻器串联接在6V电源两端,如图乙所示,当灯泡的功率与滑动变阻器的功率相等时,滑动变阻器的功率为0.9W
三、填空题(本大题共3小题,共8.0分)
17. 随着人们生活水平的不断提高,各种小汽车已经走进我们的家庭。小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象与物理知识有关,普通的小汽车用的是汽油机,图甲所示的是______ 冲程,为了不让汽油机在工作时温度升得太高,在设计制造时,汽缸外有一个水套,让汽缸被水包围着,用水来冷却汽缸是因为水的______ 较大。
18. 小刚发现,汽车速度越快,越不容易停下来,他想探究“滑动摩擦力大小与物体运动速度的关系”。由此,他改进探究实验的装置,如图A所示,电动传送带做匀速运动,当木块相对地面静止时,弹簧测力计的示数如题图B所示;(忽略滑轮的摩擦)
(1)木块相对地面静止时,木块受到的摩擦力大小为______ N;
(2)小刚改变传送带速度,根据实验数据绘制的速度与时间(v−t)和拉力与时间(F−t)的关系图象,如图C、D所示,分析图象可知,滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小______ (选填“有关”或“无关”)。
19. 为了抗击新冠肺炎疫情,学校采取了一系列防控措施,如用消毒灯对餐具进行消毒、用过氧乙酸溶液熏蒸对教室内的空气进行消毒、用热成像技术测量同学们的体温等。请回答下列问题:
(1)消毒灯是利用______ 线对餐具进行消毒的。
(2)教室用过氧乙酸溶液进行熏蒸消毒时。过氧乙酸气体在空气中的浓度必须大于0.1g/m3才能达到消毒要求。小明为了测出教室内过氧乙酸气体的浓度,设计了“过氧乙酸气体浓度检测仪”,如图甲是其简化的工作电路。已知电源的电压为6V,定值电阻R0=10Ω,过氧乙酸气体传感器R1的阻值随过氧乙酸气体浓度的变化关系如图乙所示。电压表的示数对应不同的过氧乙酸气体浓度,电压表的量程为0~3V。
①闭合开关,当教室内过氧乙酸气体的浓度为0.1g/m3时,电压表的示数为______ V。
②当电压表的示数为2V时,教室内过氧乙酸气体的浓度为______ g/m3;
③当电路消耗的总功率为0.72W时,教室内过氧乙酸气体的浓度______ (选填“能”或“不能”)达到消毒要求。
四、作图题(本大题共2小题,共4.0分)
20. 图甲为2022年北京冬奥会上,我国运动员苏翊明沿斜坡滑雪的示意图,请在图乙中画出他正向下滑时所受力的示意图。(忽略空气阻力)
21. 我们应养成随手关水龙头的好习惯,图甲所示的水龙头的手柄可简化为图乙所示的杠杆OA,其中O为支点,为关水龙头时手柄受到的阻力,请作出F1的力臂l2以及最小的动力的示意图。
五、实验探究题(本大题共3小题,共20.0分)
22. 李烨在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中,选择了质量不同的两个小球、斜面和木块等器材。
(1)甲图实验中,探究的“动能”是指 。
A.小球在斜面上时的动能
B.小球撞击木块时的动能
C.小球撞击木块后的动能
D.小球在刚释放时的动能
(2)为控制小球到达水平面时的速度相等,李烨应让不同质量的小球从斜面的 (选填“不同”或“相同”)高度处释放;用甲图中的装置 (选填“能”或“不能”)探究动能大小与速度的关系;实验过程中是通过 来反映小球的动能大小。
(3)被碰撞的木块在水平木板上滑行一段距离后停下,设木块克服摩擦力做功为Wf,碰撞后木块获得的动能为Ek,忽略空气阻力,则Wf Ek(选填“>”“<”或“=”)。
(4)李烨还想用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块,探究小球的动能大小与质量的关系,如乙图所示,这个设计方案 (选填“可行”或“不可行”)。
23. (1)如图1是小亮同学用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
①比较图乙和图丙,可以得出结论:同种液体,深度越深,液体的压强越______ (填“小”或“大”)。
②比较图乙和图丁,得出“液体密度越大,液体的压强越大”的结论,你认为小亮的判断是______ (填“合理”或“不合理”)。
(2)小亮还通过如图2的步骤进行了“浮力的大小可能与哪些因素有关”的实验。
①对A、C、D三图中的实验现象和数据进行分析,得出下列结论:物体浸没后,浮力的大小与深度______ (填“有关”或“无关”)。
②分析D、E两图中的实验现象和数据,可得出结论:物体受到的浮力大小还与液体的______ 有关。
③根据图中的数据计算出物体的密度为______ kg/m3,如考虑物体具有吸水性,则计算的结果比物体的真实密度偏______ (填“小”或“大”)。
24. 在“测量小灯泡额定功率”的实验中,电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V(灯丝电阻约为10Ω)。
(1)请将如图甲中电路连接完整。(要求:滑动变阻器滑片P向右移灯泡变亮)
(2)连接电路时,开关处于______(选填“闭合”或“断开”)状态,并且应将滑片P置于______(选填“A”或“B”)端。闭合开关后,移动滑片P,发现小灯泡始终不亮,电流表无示数,电压表示数始终为6V,则故障原因为______。
(3)故障排除后,调节滑动变阻器,电压表示数如图乙所示,读数为______V,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向______(填“左”或“右”)移动。
(4)调节滑动变阻器,得到多组数据,画出如图丙所示的I−U图象,从图象可算出小灯泡的额定功率为______W。
(5)小张设计了如图丁所示的电路也完成了“测量某小灯泡额定功率”的实验(电源电压不变,R阻值已知,小灯泡的额定电压为U额),请补充完整实验步骤:
①闭合开关S和S1,断开S2,并调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为U额。
②______,读出此时电压表示数为U。
③则小灯泡额定功率的表达式P额=______(用U额、R、U表示)。
六、计算题(本大题共2小题,共12.0分)
25. 空气污染指数(API)是一种反映和评价空气质量的方法,便于直观表征空气质量和空气污染的程度。某兴趣小组为了检测空气污染指数,设计了如图甲所示的检测电路。R为气敏电阻,其空气污染指数与电阻的倒数的关系如图乙所示,已知电源电压6V不变,R0=5Ω,求:
(1)当电压表示数为2V时,通过R0的电流;
(2)此时空气污染指数;
(3)若某时刻空气污染指数为100,R消耗的电功率为多少?
26. 如图甲所示是在修建地铁时所搭建的龙门吊,可将建筑材料方便地吊起,并放置到指定的工作区域,横梁上装有可移动的卷扬机,其输出功率为10kW保持不变,卷扬机通过钢绳自由端与滑轮组相连,如图乙所示。某次工作时将地面上一个重为3×104N、与地面的接触面积为1.2m2的重物,以0.2m/s的速度匀速提升了15m。求:
(1)重物被吊起前对地面的压强;
(2)该过程中卷扬机输出的总功及卷扬机拉钢绳的力;
(3)该过程中滑轮组的机械效率。
七、综合题(本大题共1小题,共8.0分)
27. 烟台苹果素以香甜饱满、酥脆多汁享誉海内外,深受大家欢迎。为提高果农筛选苹果的效率,小明设计了如图甲所示自动筛选装置。电源电压不变,定值电阻R0阻值为20Ω,电压表的量程为0~3V,R为压敏电阻,阻值随压力大小的变化关系如图乙所示。当压力检测区上没有水果时,电压表的示数为1.0V。一次筛选中,小明设计了当经过压力检测区上苹果质量小于等于100g时,机械装置通过传感器操作启动,将质量不达标的小苹果推出传送带,实现自动筛选功能。(g取10N/kg)求:
(1)电路中电源电压为多少V?
(2)电压表示数小于等于多少V时机械推动装置将质量为100g以下苹果筛选出去?此时电路中消耗的总功率为多少W?
(3)在保证电路安全的情况下,这套装置可设置筛选最大质量多少g以下的苹果?
(4)小明想将装置中电压表改装成直接显示筛选苹果质量的仪表,请你通过分析计算帮助他在如图丙所示表盘上的有关数据上侧,尽可能多地对应填写筛选苹果质量的数值(单位用g表示)。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:A、心跳1次的时间约是1s,故A错误;
B、老师步行速度约为1m/s,故B错误;
C、普通课桌的高度约为8dm,故C错误;
D、人的正常体温大约是36.8℃,符合实际,故D正确。
故选:D。
首先要对选项中涉及的几种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。
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即可。
2.【答案】C
【解析】解:A、钟锤轻敲或重敲编钟同一位置,其振幅不同,发出声音的响度不同,但同一编钟的音调是相同的,故A错误;
B、用听诊器为病人诊病是运用了声音传递信息的道理,故B错误;
C、演奏时,箫管内的空气柱振动发出声音,不同长度的箫管内空气柱长短不一样,因而空气柱振动频率也不同,所以音调也会不同,故C错误;
D、把塑料桶底钻个圆孔,用厚塑料膜蒙住桶口,圆孔正对几米远处叠放的纸杯,拍打塑料膜,在听到拍打声的同时,看到纸杯纷纷落下,纸杯被击落的现象说明声可以传递能量,故D错误。
故选:C。
(1)物理学中把人耳能感觉到的声音的强弱称为响度;把声音的高低称为音调,音色反映了声音的品质与特色;结合各特性的概念的影响因素可做出判断;
(2)(4)声音既可传递信息,又可以传递能量;
(3)明确箫管中是空气柱振动发声,再进一步判断其声音的特性。
此题考查了声音的特性、声音的利用等,有一定的综合性,但难度不大,强化对课本基础知识的记忆是解决识记性题目的基础。
3.【答案】A
【解析】解:
A、家庭中的空气开关突然跳闸,是由于短路或总功率多大等原因导致电流过大形成的,所以应该先检查电路的故障,排除故障后,再将空气开关复位,故A错误;
B、家庭电路中,当进户线的火线与零线的电流不相等,且差值达到一定值时,安装在干路上的漏电保护器就会切断电路,故B正确;
C、使用大功率的电暖气时,电路中的电流较大,在相同时间内导线产生的热量较大,要注意检查连接电暖气的导线的温度,故C正确;
D、当电源电压U一定时,如果发生短路,电路的总电阻很小,电流就会很大,电线过热容易引起火灾事故,故D正确。
故选:A。
(1)家庭电路中的空气开关跳闸后,在没有排除故障之前,不能将开关复位;
(2)漏电保护器原理是当火线电流比零线电流大太多的话就说明电路的某个地方可能接地漏电,电流从大地导走了;
(3)(4)家庭电路中电流过大的原因:短路或用电器的总功率过大。
本题考查了漏电保护器的作用、家庭电路电流过大的原因、安全用电的常识,属于基础题。
4.【答案】B
【解析】解:
A、波光粼粼的水面自身不能发光,不是光源,故A错误;
B、池水看起来变浅是从池底反射的光从水中斜射入空气中时,发生折射形成的,折射光线远离法线,当人逆着折射光线的方向看时,看到的是池底的虚像,比实际位置偏高,故B正确;
C、平面镜成像时,像到镜面的距离等于物体到镜面的距离,与水的深度无关,故C错误;
D、海市蜃楼是由光的折射形成的,与倒影成像原理不同,故D错误。
故选:B。
(1)自身能发光的物体是光源;
(2)光的折射是指光线从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向发生改变的现象,比如透镜成像、水变浅了、水中的筷子折断了等;
(2)平面镜成像特点:物体在平面镜中成虚像,物像大小相等,物像连线和镜面垂直,物像到平面镜的距离相等。
本题通过几个日常生活中的现象考查了对光源、平面镜成像、光的反射的理解与掌握,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。
5.【答案】B
【解析】解:A、核能属于不可再生能源,太阳能、潮汐能是可再生能源,故A错误;
B、核裂变是可控的,故目前世界上的核电站都是利用原子核分裂时释放出的能量发电的,故B正确;
C、超导材料电阻为零,不会放热,电能无法转化为内能,故C错误;
D、我国的“北斗”卫星导航系统是利用电磁波进行定位和导航的,故D错误。
故选:B。
(1)能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源;短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源;
(2)核电站的原理是通过核裂变释放能量来发电的;
(3)超导材料是一种电阻为零的材料;超导体的电阻为0,不会放热,所以电能无法转化为内能;
(4)“北斗”卫星导航系统是利用电磁波进行定位和导航。
本题考查了能源的分类、核电站的工作原理、超导体的应用、电磁波的应用,属于基础知识。
6.【答案】C
【解析】解:A、液体二氧化碳通过膨胀阀进入毛细管,在毛细管中迅速变成气体,所以毛细管中发生的物态变化是汽化,故A错误;
B、在制冰管上方的平面上洒水即可完成制冰,此过程中水凝固成冰,水凝固时会放出热量,故B错误;
C、气体二氧化碳在压缩机的推动下进入冷凝器,在这里变成液体,此过程二氧化碳气体在冷凝器中液化放热,故C正确;
D、制冰时场地周围的霜主要由空气中的水蒸气凝华而成,故D错误。
故选:C。
(1)物质由液态变成气态的过程叫做汽化;
(2)物体由液态变为固态的过程叫做凝固;
(3)物质由气态变为液态的过程叫做液化,液化是放热过程;
(4)物质由气态直接变成固态的过程叫做凝华,凝华过程要放出热量。
判断物态变化现象主要看物体由什么状态变为了什么状态,然后根据物态变化的定义来判断。
7.【答案】B
【解析】解:观察轮子部分构造可知,溜冰时磁环随轮周转动,相当于金属线圈做切割磁感线运动,电路中产生感应电流,使二极管发光,属于电磁感应现象;
A、该实验是奥斯特实验,说明通电导体周围存在磁场,故A错误;
B、该实验是电磁感应实验,说明闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动会产生感应电流,能反映轮滑鞋中二极管发光的工作原理,故B正确;
C、该实验是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验,故C错误;
D、实验中闭合开关后导体ab运动,说明通电导体在磁场中受力运动,故D错误。
故选:B。
产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动,就会产生感应电流;电磁感应现象中消耗了机械能,得到了电能。
本题考查了电磁感应现象、电流的磁效应、通电导体在磁场中受力运动的装置图,属于基础题。
8.【答案】B
【解析】解:A、甲图中短道速滑运动员沿弯道匀速曲线滑行时,运动方向不断变化,处于非平衡状态,他受到非平衡力的作用,故A错误;
B、乙图中冰球沿水平地面匀速直线滑行时,处于平衡状态,冰球受到平衡力的作用,故B正确;
C、冰壶做的非常光滑,是为了在压力一定时,减小接触面的粗糙程度,减小与冰面的摩擦力,故C错误;
D、丁图中花样滑冰运动员快速滑动时,若一切外力突然消失,她将保持匀速直线运动,故D错误。
故选:B。
(1)处于平衡状态的物体受到的力是平衡力;处于非平衡状态的物体受到的力是非平衡力;
(2)在压力一定时,减小接触面的粗糙程度可减小摩擦力;
(3)根据牛顿第一定律,当物体所受的外力突然消失时,物体将保持原来的运动状态不变;原来做匀速直线运动的物体,在外力突然消失后,将仍保持匀速直线运动状态。
本题是事例都是与冰雪运动相关的现象,利用生活现象考查物理知识,体现物理和生活的密切关系,体现了学以致用的目的。
9.【答案】A
【解析】解:由题意可知,湿度开关S1闭合时加湿系统运行,断开总开关S2,风扇和加湿系统同时不工作,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,加湿系统和风扇的连接方式是并联,故CD错误;
又因并联电路中干路上的开关控制整个电路,支路上的开关只控制本支路,
所以,湿度开关S1位于加湿系统所在支路,总开关S2位于干路,故A正确、B错误。
故选:A。
由题意可知,湿度开关S1闭合时加湿系统运行,断开总开关S2,风扇和加湿系统同时不工作,说明加湿系统和风扇可以独立工作、互不影响即为并联,且湿度开关S1控制加湿系统,总开关S2位于干路,据此进行解答。
本题考查了串并联电路的设计,根据题意得出各电路元件的连接方式和位置是关键。
10.【答案】D
【解析】解:机械臂在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;起子、核桃夹、钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,都是省力杠杆;食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D符合题意、ABC不合题意。
故选:D。
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。
此题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
11.【答案】A
【解析】解:A、凸透镜对光线有会聚作用;当物距小于一倍焦距时,凸透镜能成正立、放大的像,当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,凸透镜成倒立、放大的实像,故A错误;
B、因为凸透镜的焦距f=10cm,所以发白光的手电筒上透明冰墩墩胶片,到凸透镜的距离应满足10cm C、光在墙面上发生的是漫反射,反射光线向各个方向传播,能从不同角度看到墙上冰墩墩的像,故C正确;
D、保持凸透镜位置不变,将手电筒向左移动,物距变大,像距变小,由于凹透镜对光线具有发散作用,要使墙上的像恢复清晰,可在凸透镜前放一个凹透镜,凹透镜可以矫正近视眼,故D正确。
故选:A。
(1)凸透镜对光线具有会聚作用;
(2)投影仪的成像原理:f (3)漫反射使我们能从不同角度看到物体;
(4)凸透镜成实像时,物距变大,像距减小,像变小;凹透镜对光线具有发散作用。
本题主要考查了凸透镜成像的规律、光的反射现象在生活中的应用,属于中档题。
12.【答案】C
【解析】解:A、由图象知,L的I−U图象是条曲线,且电压的变化大于电流的变化,由欧姆定律可知,其两端电压越大时,其阻值为会变大,故A错误;
BC、由图乙知,开关S1、S2都闭合时,L与R并联,电流表测干路电流,
根据并联电路的电压规律知,UL=UR=U=2V,由图象知,此时IL=0.5A,IR=0.2A,
根据并联电路的电流规律知,电压表示数I=IL+IR=0.5A+0.2A=0.7A,故B错误;
此时电路总功率P=UI=2V×0.7A=1.4W,故C正确;
D、开关S1、S2都闭合时,在1min内电阻R产生的热量QR=WR=URIRt=2V×0.2A×60s=24J,故D错误。
故选:C。
(1)由灯泡的电流与电压关系图象,根据欧姆定律分析解答;
(2)(3)由图乙知,两开关都闭合时,L与R并联,电流表测干路电流,根据并联电路的电压特点结合图象读出通过L和R电流,再根据并联电路的电流规律分析判断电流表的示数大小;
根据P=UI计算两开关都闭合时电路的总功率;
(4)根据焦耳定律计算两开关都闭合时1min内电阻R产生的热量。
本题考查了并联电路电流和电压规律的认识、欧姆定律、电功率以及焦耳定律公式的灵活应用,关键是能从图象中获取有用的信息。
13.【答案】BC
【解析】解:A、小车在斜面上向下运动的过程中,速度变大,动能变大,高度减小,势能减小,但是斜面粗糙,需要克服阻力做功,机械能减小,故A错误;
B、在研究动能大小与什么因素有关时,我们是通过观察小车推动木块移动的距离来反映小球动能大小的,采用的是转换法的思想,故B正确;
C、木块在水平面上运动时,对水平面的压力和接触面的粗糙程度不变,则摩擦力不变,故C正确;
D、若水平面绝对光滑,根据牛顿第一定律,小车和木块将永远一直运动下去,没有运动距离的远近之分,就不能达到通过比较距离来比较动能的目的了,故D错误。
故选:BC。
(1)让小车从某一高度由静止释放,使小车获得动能;动能的大小与物体的质量和速度有关,探究动能与质量关系时,控制速度不变;
(2)该实验采用了转换法,通过比较小车推动木块移动的距离来反映小车动能的大小;
(3)滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关;
(4)据牛顿第一定律分析即可判断。
本题考查探究影响动能大小因素实验,关键是将课本知识内容记忆清楚,仔细分析即可。
14.【答案】CD
【解析】解:(1)拉力做总功:W总=Fs=5N×1.2m=6J,故B错误;
(2)拉力做的有用功:W有=Gh=16N×0.3m=4.8J,
斜面的机械效率:η=W有W总=4.8J6J×100%=80%,故A错误;
(3)拉力做的额外功:W额=W总−W有=6J−4.8J=1.2J,
由W额=fs得物体在斜面上受到的摩擦力:f=W额s=1.2J1.2m=1N,故D正确;
(4)由P=Fv得物体沿斜面的运动速度:v=PF=3W5N=0.6m/s,故C正确。
故选:CD。
(1)知道拉力、斜面长,利用W=Fs求出拉力做的总功;
(2)知道物体重力、斜面高,利用W=Gh求拉力做的有用功,斜面的机械效率等于有用功与总功之比;
(3)总功减去有用功可得拉力做的额外功,再根据W额=fs求物体在斜面上受到的摩擦力;
(4)知道拉力做功功率,利用P=Wt=Fst=Fv求物体沿斜面的运动速度。
本题考查了使用斜面时有用功、总功、额外功、机械效率的计算,明确额外功是用来克服斜面上的摩擦是解答此题的关键。
15.【答案】BD
【解析】解:
A、图甲中鸡蛋处于沉底状态,则浮力小于重力,鸡蛋的重力为G=mg=0.055kg×10N/kg=0.55N,即浮力小于0.55N,故A错误;
B、鸡蛋的密度为:ρ=mV=55g50cm3=1.1g/cm3=1.1×103kg/m3,图乙中,鸡蛋悬浮在液体中时,鸡蛋的密度等于液体的密度,所以盐水的密度是1.1×103kg/m3,故B正确;
C、图丙中鸡蛋漂浮,所受浮力等于鸡蛋自身重力,故C错误;
D、图甲中鸡蛋处于沉底状态,则浮力小于重力;图乙中鸡蛋悬浮在液体中时,浮力等于重力;图丙中鸡蛋漂浮,所受浮力等于鸡蛋自身重力,所以三种状态下浮力的大小关系是F甲
(1)根据物体的浮沉条件分析浮力的大小;
(2)根据密度公式求出鸡蛋的密度,物体悬浮在液体中时,物体的密度等于液体的密度;
(3)物体漂浮时,浮力等于自身的重力;
(4)根据浮沉条件比较浮力的大小。
本题考查了密度的计算和物体浮沉条件的应用,计算过程要注意单位的换算。
16.【答案】AD
【解析】解:A、由图象B知,当电压为6V时通过定值电阻的电流为1.0A,由I=UR可得,定值电阻B的阻值RB=UBIB=6V1.0A=6Ω,故A正确;
B、A与B串联时,通过它们的电流相等,由图象知,当通过它们的电流为0.5A时,UA=6V,UB=3V,且它们的电压之和等于9V,此时UA=U额=6V,故B错误;
C、将A,B并联接在6V电源两端时,UA=UB=6V,由图象知,此时IA=0.5A,IB=1A,所以干路电流I=IA+IB=0.5A+1A=1.5A,10s内电路消耗的电能:W=UIt=6V×1.5A×10s=90J,故C错误;
D、A与滑动变阻器串联时的电流相等,且A与滑动变阻器功率相等,由P=UI可知UA=U滑,而UA+U滑=6V,所以UA=3V,
由图象知,此时通过A的电流为0.3A,所以P滑=PA=UAIA=3V×0.3A=0.9W,故D正确。
故选:AD。
(1)由图读出B图象中一组电压和对应电流值,由欧姆定律计算其阻值;
(2)串联时的电流相等,由图象找到A、B电压和等于8V时,即可知灯泡A的电压,与其额定电压比较可知其是否正确发光;
(3)并联时A、B电压相等,由图象读出通过它们的电流,从而得到干路电流,由W=UIt计算电能;
(4)串联时电流相等,由P=UI知,A与滑动变阻器电压也相等,由图象读出此时A的电流,由P=UI计算A的电功率,即变阻器的功率。
本题考查了串联和并联电路特点、欧姆定律以及电功率公式的应用,关键是能从图象中获取有用信息。
17.【答案】做功 比热容
【解析】解:内燃机的一个工作循环有四个冲程,即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,在做功冲程中,活塞由上向下气缸内的高压高温物质,即对活塞做功,使得内能转化为机械能;
同时为了避免汽油机在工作时温度升得太高,在设计制造时,汽缸外有一个水套,让汽缸被水包围着,在这里我们之所以选择用水作为冷却剂,源于水的比热容较大,即相同质量的水和其他的液体相比较时,升高相同温度时,水能吸收的热量较多,故用水冷却效果最好。
故答案为:做功;比热容。
内燃机的一个工作循环有四个冲程,即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程;压缩冲程即进气门和排气门都关闭,活塞由下向上运动,压缩空气做功,使气缸内气体内能增加温度升高;对于做功冲程,即气缸内的混合物被引燃,导致气缸内产生高温高压燃气,这些燃气推动活塞做功,使活塞由上向下运动;
在自然界中水的比热容较大,这也是我们选用水作为取暖或冷却物体的物质的根本原因。
本题以汽车为背景,考查了多个物理知识点,包括能量的转化、热机冲程、比热容等,综合性较强,有一定的难度。
18.【答案】4.0 无关
【解析】解:(1)木块相对地面静止时,木块在水平方向上受到弹簧测力计的拉力、水平向左的摩擦力的作用,这两个力时一对平衡力,大小相等;由图可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为4.0N,所以此时木块受到的摩擦力大小为4.0N;
(2)根据图像可知,在速度不同时,摩擦力的大小是相同的,即滑动摩擦力的大小与物体运动速度大小无关,当速度发生变化时,压力和接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力的大小不变。
故答案为:(1)4.0;(2)无关。
①对木块受力分析,根据二力平衡得出滑动摩擦力的大小;
②根据图像判定摩擦力与速度的关系。
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。
19.【答案】紫外 1.5 0.15 不能
【解析】解:(1)消毒灯是利用紫外线对餐具进行消毒的;
(2)①由图甲可知,定值电阻R0和过氧乙酸气体传感器Rt串联,电压表测R0两端的电压;
由图乙可知,当教室内过氧乙酸气体的浓度为0.1g/m3时,过氧乙酸气体传感器Rt=30Ω,
根据串联电路的定值特点可知电路中的总电阻R=R0+Rt=10Ω+30Ω=40Ω,
电路中的电流:I=UR=6V40Ω=0.15A,
根据欧姆定律可知R0两端的电压:U0=IR0=0.15A×10Ω=1.5V;
②当电压表示数U0′=2V时,根据串联电路的电流特点结合欧姆定律可知通过电路中的电流I′=U0′R0=2V10Ω=0.2A,
根据串联电路电压的特点可知过氧乙酸气体传感器Rt两端的电压为:Ut=U−U0′=6V−2V=4V,
由欧姆定律可知过氧乙酸气体传感器的阻值为:Rt=UtI′=4V0.2A=20Ω,
由图乙可知过氧乙酸气体的浓度值是0.15g/m3;
③当电路消耗的总功率为0.72W时,
根据P=UI可求出此时电路的电流为:I″=PU=0.72W6V0.12A,
由欧姆定律可知,R0两端的电压为:U0″=I″R0=0.12A×10Ω=1.2V,
根据串联电路电压的规律以及欧姆定律可求出传感器Rt的阻值为:,
由图乙可知,此时过氧乙酸气体的浓度小于0.1g/m3,故没有达到消毒要求。
故答案为:(1)紫外;(2)①1.5;②0.15;③不能。
(1)紫外线可以消毒;
(2)①由图甲可知,定值电阻R0和过氧乙酸气体传感器Rt串联,电压表测量R0两端的电压;由图乙可知,过氧乙酸气体传感器Rt的阻值随过氧乙酸气体浓度的关系;据此可求出当教室内过氧乙酸气体的浓度为0.1g/m3时过氧乙酸气体传感器Rt的阻值;利用串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电路中的电流,利用欧姆定律求出R0两端的电压,即电压表示数;
②已知电源电压和R0两端电压,根据串联电路的电流特点结合欧姆定律计算通过电路中的电流,根据串联电路电压特点可求出Rt两端电压,再利用欧姆定律求出Rt的阻值,结合图乙便可知道过氧乙酸气体的浓度值;
③已知电路消耗的总功率,根据P=UI求出电路的电流,由欧姆定律求出R0两端的电压,根据串联电路电压的规律以及欧姆定律求出传感器Rt的阻值,由图乙便可知道过氧乙酸气体的浓度,据此判断即可。
本题考查紫外线的应用、串联电路的特点、欧姆定律以及电功率公式的应用,综合性较强,从图中获取有效的信息是解题的关键。
20.【答案】解:忽略空气阻力,人在滑雪过程中,受到三个力的作用:竖直向下的重力,作用点在重心;与斜坡垂直向上的支持力,作用点在双脚与地面的接触处(一般画在重心);与斜坡平行向上的摩擦力,作用点在接触面处(画在重心)。示意图如下:
【解析】首先对人进行受力分析,忽略空气阻力,人在滑雪过程中,受到三个力的作用,明确各个力的作用点和方向、大小,然后作出力的示意图。
画力的示意图,首先要对物体进行受力分析,看物体受几个力,要先分析力的大小、方向和作用点,再按照画图的要求画出各个力。
21.【答案】解:反向延长力F2的作用线,过支点O作阻力F2作用线的垂线段,即为阻力F2的力臂L2;
根据杠杆平衡条件,阻力与阻力臂不变时,要动力最小,则动力臂应最长,连接支点O与A点,则OA为最长的动力臂L1;阻力的方向已标出,所以动力的方向应该向下,从A点作OA的垂线就得到在A点施加的最小动力F1,如下图所示:
【解析】(1)力臂是支点到力的作用线的垂线;
(2)根据杠杆平衡的条件,F1×L1=F2×L2,在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长。而在通常情况下,连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长,据此可解决此题。
根据杠杆的平衡条件,要使杠杆上的动力最小,必须使该力的力臂最大,而动力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远,所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点,这两点的连线就是最长的动力臂,过力的作用点作垂线就是最小的动力。
22.【答案】B 相同 能 木块移动的距离 = 不可行
【解析】解:(1)小钢球的动能大小是通过小木块移动的距离大小来反映的,所以探究的动能指的是小球撞击木块时的动能,故选B;
(2)要探究动能大小与物体质量的关系,应使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下,保持小球到达水平面的速度相同;
图甲中可以让相同小球从不同高度滑下,从而改变速度大小,故图甲中的装置能探究动能大小与速度的关系;
实验中通过观察木块被撞击后移动的距离来判断小球动能的大小;
(3)木块在运动过程中,克服摩擦做功,机械能转化为内能,所以木块克服摩擦做的功等于木块的动能大小,即Wf=Ek;
(4)观察图乙的装置可知,若用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放,撞击同一木块,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,故弹簧弹性势能相同,转化出的动能相同,质量不同,则速度不同,因而不能探究与质量的关系;如果按此方案操作,可以观察到的现象是木块最终移动的距离相同。
故答案为:(1)B;(2)相同;能;木块移动的距离;(3)=;(4)不可行。
(1)实验中通过观察木块被撞击后移动的距离来判断小球动能的大小;
(2)动能大小跟质量和速度有关;
在探究动能大小跟质量关系时,控制速度大小不变;在探究动能大小跟速度关系时,控制质量不变;影响动能大小的因素有物体的质量与速度,因此,在探究和分析结论时,一定要注意控制变量法的运用,并据此得出结论;
(3)木块滑动过程中,克服摩擦力做功;
(4)结合控制变量法的要求,看是否合理的控制了相关变量,并改变了要研究的变量,这样才能知道是否符合实验要求。
本题探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验,考查控制变量法、转换法的运用。
23.【答案】大 不合理 无关 密度 4×103 大
【解析】解:(1)①因为液体压强大小是通过压强计的U形管中两侧液体的高度差来显示的,且高度差越大说明液体压强越大,比较图乙和图丙可知液体密度相同,而探头所处液体深度不同,因此由图可知同种液体,深度越深,液体的压强越大;
②液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,比较图乙和图丁可知液体密度不同且探头所处液体深度也不同,因此得出“液体密度越大,液体的压强越大”的结论是不合理的;
(2)①观察A、C、D图的实验数据可知,弹簧测力计示数相同,根据称重法F浮=G−F示可知F浮C=G−F示C=4N−3N=1N,F浮D=G−F示D=4N−3N=1N,浮力相同,即浮力的大小与深度无关;
②观察D、E两图的实验数据可知,物体排开的液体的体积相同,深度相同,液面的密度不同,弹簧测力计示数不相同,根据称重法F浮=G−F示可知F浮D=G−F示D=4N−3N=1N,F浮E=G−F示E=4N−3.2N=0.8N,浮力不相同,即可得出结论:物体受到的浮力大小还与液体的密度有关;
③由图A、C可知,物体完全浸没在水中受到的浮力:F浮C=G−F示C=4N−3N=1N;
由F浮=ρ液gV排可得物体的体积为V=V排=F浮Cgρ水=1N10N/kg×1.0×103 kg/m3=1×10−4m3;
又根据G=mg=ρVg可得ρ物体=GgV=4N10N/ kg×1×10−4 m3=4×103kg/m3,
如考虑物体具有吸水性,则在物体被完全浸入水中后,由于吸水性,最后弹簧测力计的示数将变大,根据称重法F浮=G−F示可知浮力将偏小,由F浮=ρ液gV排可得物体的体积为V=V排=F浮gρ水将偏小;最后根据ρ物体=G gV求出物体的密度比物体的真实密度偏大。
故答案为:(1)①大;②不合理;(2)①无关;②密度;③4×103;大。
(1)液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,据此解答;
(2)①观察A、C、D图的实验数据,根据称重法F浮=G−F示可得出结论;
②由阿基米德原理知道物体受液体浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关,要探究浮力与其中一个因素的关系,根据控制变量法原则,要控制另外的因素相同;
③由图A、C可知,根据称重法F浮=G−F示物体完全浸没在水中受到的浮力大小;再由F浮=ρ液gV排可得物体的体积为V=V排=F浮gρ水;最后根据G=mg=ρVg可得ρ物体=G gV求出物体的密度;
如考虑物体具有吸水性,则在物体被完全浸入水中后,由于吸水性,最后弹簧测力计的示数将变大,根据称重法F浮=G−F示可知浮力将偏小,由F浮=ρ液gV排可得物体的体积为V=V排==F浮gρ水将偏小;最后根据ρ物体=G gV求出物体的密度比物体的真实密度之间的大小关系。
本题考查了“影响液体内部压强大小的因素”以及“浮力的大小可能与哪些因素有关”两个探究实验,涉及了数据的分析处理和控制变量法的运用,难度一般。
24.【答案】断开 A 小灯泡断路 2.2 右 0.75 闭合开关S和S2,断开S1 U额×U−U额R
【解析】解:(1)滑动变阻器滑片P向右移灯泡变亮,即电流变大电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中,如下图所示:
;
(2)为了保护电路,连接电路时,开关处于断开状态,并且应将滑片P置于阻值最大处,即A端;闭合开关后,移动滑片P,发现小灯泡始终不亮,电流表无示数,电路可能断路,电压表示数始终为6V,电压表与电源连通,则故障原因为小灯泡断路;
(3)灯在额定电压下正常发光,图中电压选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.2V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向右移动,直到电压表示数为额定电压;
(4)根据如图丙所示的I−U图象知,灯在额定电压下的电流为0.3A,从图象可算出小灯泡的额定功率为:
P=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W;
(5)实验步骤:
①闭合开关S和S1,断开S2,并调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为U额;
②闭合开关S和S2,断开S1,读出此时电压表示数为U;
③在①中,电压表测灯两端的电压,灯正常发光;
在②中,电压表测灯与定值电阻两端的电压,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:
UR=U−U额,
由欧姆定律可求出灯的额定电流:
I=U−U额R,
则小灯泡额定功率的表达式:
P额=U额I=U额×U−U额R。
故答案为:(1)如上图所示;(2)断开;A;小灯泡断路;(3)2.2;右;(4)0.75;(5)②闭合开关S和S2,断开S1;③U额×U−U额R。
(1)根据滑动变阻器滑片P向右移灯泡变亮,确定变阻器右下接线柱连入电路中;
(2)为了保护电路,连接电路时,开关处于断开状态,并且应将滑片P置于阻值最大处;小灯泡始终不亮,电流表无示数,说明电路可能断路,电压表示数始终为6V,说明电压表与电源两极连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;
(3)根据电压表选用量程确定分度值读数;比较电压表示数与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向;
(4)根据如图丙所示的I−U图象知灯在额定电压下的电流,根据P=UI算出小灯泡的额定功率;
(5)实验步骤:
要测灯的额定功率,首先使灯正常发光,先将电压表与灯并联,通过移动滑片的位置,使灯的电压为额定电压;保持滑片位置不动,通过开关的转换,使电压表测灯与定值电阻两端的电压,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,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。
本题测量小灯泡额定功率,考查电路连接、注意事项、故障分析、操作过程、电压表读数、功率的计算及设计方案测额定功率的能力。
25.【答案】解:由电路图可知,R0与R串联,电压表测R0两端的电压。
(1)当电压表示数U0=2V时,通过电阻R0的电流:
I0=U0R0=2V5Ω=0.4A,
(2)串联电路中,各处的电流相等,电路电流:I=I0=0.4A,
此时电路总电阻:R串=UI=6V0.4A=15Ω;
根据串联电路电阻的规律知气敏电阻的阻值为:
R=R串−R0=15Ω−5Ω=10Ω,
则1R=110Ω=0.1Ω−1,由图乙可知,此时空气质量指数为25;
(3)当空气污染指数为100时,1R=0.4Ω−1,
解得R=2.5Ω,
根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知:
R总=R+R0=2.5Ω+5Ω=7.5Ω,
此时电路中的电流:
I′=IR=UR总=6V7.5Ω=0.8A,
气敏电阻的功率为:PR=IR2R=(0.8A)2×2.5Ω=1.6W。
答:(1)当电压表示数为2V时,通过电阻R0的电流为0.4A;
(2)此时空气污染指数为25;
(3)若某时刻空气污染指数为100,R消耗的电功率为1.6W。
【解析】由电路图可知,R0与R串联,电压表测R0两端的电压;
(1)当电压表示数为2V时,根据P=U2R得出R0消耗的电功率;
(2)当电压表示数为2V时,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流,根据欧姆定律求出电路的总电阻,由串联电路电阻的规律算出气敏电阻R的阻值,然后求出1R,根据图乙可知此时的空气污染指数;
(3)当空气污染指数为100时,根据乙图求出1R,求出此时R的阻值,根据欧姆定律和电阻的串联得出此时电路中的电流,然后根据P=UI可求R消耗的功率。
本题考查了串联电路的特点、电功率公式以及欧姆定律的灵活运用,关键是从图中得出有用信息。
26.【答案】解:(1)重物被吊起前对地面的压力F=G=3×104N,
对地面的压强:p=FS=3×104N1.2m2=2.5×104Pa;
(2)提升重物的时间:t=hv物=15m0.2m/s=75s,
由P=Wt可得,卷扬机输出的总功:W总=Pt=10×103W×75s=7.5×105J;
由图知,承担重物绳子的段数n=4,
绳端移动距离:s=nh=4×15m=60m,
由W=Fs可得,卷扬机拉钢绳的力:F=W总s=7.5×105J60m=1.25×104N;
(3)该过程中滑轮组的机械效率:
η=W有W总=GhFs=GnF=3×104N4×1.25×104N=60%。
答:(1)重物被吊起前对地面的压强为2.5×104Pa;
(2)该过程中卷扬机输出的总功及卷扬机拉钢绳的力为1.25×104N;
(3)该过程中滑轮组的机械效率为60%。
【解析】(1)重物被吊起前对地面压力大小等于物重,根据p=FS计算此时重物对地面的压强;
(2)由速度公式先计算提升重物的时间,再根据P=Wt计算卷扬机输出的总功;根据s=nh和W=Fs计算卷扬机拉钢绳的力;
(3)根据η=W有W总=GhFs=GnF计算滑轮组的机械效率。
本题考查了固体压强的计算、滑轮组特点、功率、机械效率的计算以及滑轮组机械效率大小变化的分析,考查知识点多,综合性强。
27.【答案】解:(1)当检测区没有物品时,压力为0,由图可知,R=100Ω,电压表的示数为1.0V,
电路中的电流I=I0=U0R0=1V20Ω=0.05A;
根据串联电阻规律和欧姆定律I=UR知,
电源电压U=I(R+R0)=0.05A×(20Ω+100Ω)=6V;
(2)物体质量为100g时,压力F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N,由图可知,R′=60Ω,
电路中的电流I′=UR0+R′=6V20Ω+60Ω=0.075A;
电压表示数U′0=I′R0=0.075A×20Ω=1.5V;
电路中消耗的总功率P=UI′=0.075A×6V=0.45W;
(3)为保证电路安全,电压表示数最大为3V,
电路中的电流I′′=U′0R0=3V20Ω=0.15A,
根据串联电压规律和欧姆定律I=UR知,
压敏电阻,
由乙图知,此时压力为5N,则筛选的苹果最大质量m=Gg=Fg=5N10N/kg=0.5kg=500g;
(4)当电压表示数最大为2V,
电路中的电流I′′=U′0R0=2V20Ω=0.1A,
根据串联电压规律和欧姆定律I=UR知,
压敏电阻,
由乙图知,此时压力为2.5N,则筛选的最大质量m=Gg=Fg=2.5N10N/kg=0.25kg=250g;
当电压表示数最大为2.5V,
电路中的电流I“=U′0R0=2.5V20Ω=0.125A,
根据串联电压规律和欧姆定律I=UR知,
压敏电阻R“=U−U0′I0=6V−2.5V0.125A=28Ω,
由乙图知,此时压力无法准确确定;
当F=3.5N时,电阻R的阻值为30Ω,根据串联电压分压关系,U06−U0=20Ω30Ω,解得U0=2.4V,电压表示数2.4V时,质量m=Gg=3.5N10N/kg=0.35kg=350g。
图像上其他没有整数点,不可以再确定电压表的示数。
答:(1)电路中电源电压为6V;
(2)电压表示数小于等于1.5V时机械推动装置将质量为100g以下苹果筛选出去,此时电路中消耗的总功率为0.45W;
(3)在保证电路安全的情况下,这套装置可设置筛选最大质量500g以下的苹果;
(4)小明想将装置中电压表改装成直接显示筛选苹果质量的仪表,1.5V处标100g;
2V处标250g;2.4V处标350g;3V处标500g。
【解析】(1)根据图像乙可知不放物品时电阻R的阻值,根据电压表示数计算电路中的电流,根据串联电路的电流特点和电压特点求出R两端的电压和电源电压;
(2)根据剔除物品的最小质量计算重力,由乙图知压敏电阻R的阻值,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律得出电路中的电流,根据U=IR可求出R0两端的电压,即可求出电压表的示数;根据P=UI求出此时电路中消耗的总功率;
(3)当水果质量越大,压敏电阻R的阻值越小,根据串联电路电阻规律可知电路中的总电阻越小,电流越大,电压表示数越大,根据电压表的量程知R0的最大电压,根据电压表示数计算电路中的电流,根据串联电路的电流特点和电压规律计算压敏电阻的最小值,确定水果的最大质量;
(4)根据电压表上的2V和2.5V计算电流,确定压敏电阻的电阻值,找出对应的压力计算质量,再从图像上找出整数点进行计算,确定电压。
本题串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是能够从图像中得出相关的信息。有较大难度。
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