2023年重庆市南渝中学中考物理二模试卷
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一、单选题(本大题共8小题,共24.0分)
1. 估测是物理学习中一种非常重要的能力。下列说法符合实际的是( )
A. 中学生步行上学速度约为5.5m/s B. 九年级物理课本的质量约为2g
C. 电热水壶的额定功率约为1200W D. 重庆地区的大气压强约为1000Pa
2. 热现象与我们的生活息息相关,下列说法中正确的是( )
A. 对正在沸腾的泉水老鸭汤持续加热,温度一定升高
B. 重庆小面香气四溢说明分子在做无规则运动
C. 酸辣粉冒的“白气”是由于水蒸气升华形成的
D. 磁器口麻花被炸得酥脆是因为油的熔点高
3. 2023年5月5日,中国天舟五号货运飞船与天宫空间站成功自主对接,创造了世界空间交会对接最快的纪录,如图指挥室的科学家和工作人员拿出相机记录这一激动人心的时刻。下列各选项中光现象的原理与照相机成像原理相同的是( )
A. 金色的“日环”
B. 树荫下的光斑
C. 湖中倒影
D. 监控摄像
4. 如图所示,下列有关电与磁的知识,说法正确的是( )
A. 甲图中使用验电笔时,手应接触笔尾金属体
B. 乙图的连接方式符合家庭电路安全用电要求
C. 丙图是电动机的原理图,最早是由德国科学家欧姆提出
D. 丁图是发电机的原理图,工作时将机械能主要转化为电能
5. 如图所示的四个运动情境中,说法正确的是( )
A. 撑杆跳高运动员的手用力握住撑杆是为了减小摩擦力
B. 跳远运动员在起跳前助跑可以跳得更远,这是利用惯性
C. 若滑冰运动员正在滑行时受到的所有力突然消失,运动将立即停止
D. 举重运动员所受重力和地面对运动员的支持力是一对相互作用力
6. 小开发现,学校教育广场新安装了道闸装置,内部车辆通过时,装置可以自动识别将横杆打开,外部车辆需要门卫确认后按动按钮才能通过,若将自动识别系统看做开关S1,按钮看做开关S,以下电路符合要求的是
( )
A. B.
C. D.
7. 如图甲,盛有水的柱形容器放置在水平桌面上,木块用细线固定在容器底部且浸没,细线对木块的拉力为4N。将细线剪断,木块最终漂浮且有25的体积露出水面,如图乙。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两图中,水对容器底部的压强大小相等
B. 木块密度为0.4g/cm3
C. 乙图中容器对桌面的压力小于甲图
D. 乙图中水对容器底的压力比甲图小4N
8. 在如图所示的电路中,电源电压恒为6V,灯泡上标有“4V 2W”的字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),电流表量程为0~0.6A,电压表V1量程为0~15V,V2量程为0~3V。闭合开关在保证电路安全的情况下,滑动变阻器接入电路的最大阻值只能调到其总电阻的45,下列说法正确的是( )
A. 灯泡电阻为4Ω
B. 滑动变阻器总电阻为20Ω
C. 电路消耗总功率的变化范围为2.25W~3W
D. 电压表V1示数的变化范围为2V~3V
二、填空题(本大题共5小题,共10.0分)
9. 伽利略通过实验分析得出:物体的运动______ (选填“需要”和“不需要”)力来维持。科学家______ 在大量经验事实和前人研究成果的基础上得出:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态。
10. 同学们上音乐课时,音乐老师发出的歌声是声带______ 产生的,同学们听到的歌声是通过______ 传到人耳的。
11. 如图所示,一工人使用动滑轮装置,用竖直向上300N的拉力F,将重为540N的建材A匀速提高6m。则提升建材所做的有用功为______ J,该装置的机械效率为______ 。
12. 如图所示为电子身高测量仪原理图,定值电阻R1为10Ω,R2的规格为“50Ω 0.5A”,闭合开关S,滑片P在a端时电压表示数为2.5V,则电源电压为______ V;被测者身高越高,电压表示数越______ 。
13. 如图甲所示为小黎制作的自动注水装置示意图,杠杆OAB始终在水平位置保持平衡,O为支点,OA=2OB,竖直细杆a两端分别与杠杆A点和圆柱形浮筒M连接,竖直细杆b连接在杠杆B点和力传感器上,浮筒M底部距薄壁柱形水箱底5cm,不计杠杆、细杆及连接处的重力。某次调试时向水箱逐渐加水直至加满,力传感器的示数随水箱中水的质量变化的图像如图乙,则柱形水箱的底面积为______ cm2;调节使力传感器示数为14N时自动注水,示数为46N时停止注水,则一次注水过程水箱对地面的压强变化量为______ Pa。
三、作图题(本大题共2小题,共2.0分)
14. 如图,根据经透镜折射后的光线画出其对应的入射光线。
15. 如图是使用手机和自拍杆进行自拍时的示意图,将自拍杆看作一个杠杆,O为支点,请在图中画出杠杆受到力的F2的力臂l2。
四、实验探究题(本大题共4小题,共22.0分)
16. 如图所示是小婧探究平面镜成像特点的实验装置。为了便于观察,实验最好在______ (选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行。她将点燃的蜡烛A放置在玻璃板前面,拿未点燃的蜡烛B(与A蜡烛大小完全相同)在玻璃板后面移动。多次改变蜡烛A的位置并相应移动蜡烛B,蜡烛B均能与蜡烛A的像完全重合,这说明平面镜所成的像与物体大小______ 。将蜡烛B移走,在其所在位置放上光屏,发现光屏上接收不到蜡烛A的像,说明平面镜成的是______ 像。
17. A、B两组同学进行“探究水沸腾时温度变化特点”的实验。
(1)如图甲,应______ (选填“自上而下”或“自下而上”)依次安装实验器材;
(2)A、B两组同学采用的实验装置完全相同,图乙是两个实验小组根据各自的实验数据作出的图像,两图像不同的原因可能是水的______ 不同;
(3)观察乙图,可知实验时的大气压______ 1个标准大气压。
18. 小南同学在“测量小灯泡电功率”实验中,所用电源电压恒为5V,小灯泡上标有“2.5V”字样,滑动变阻器的规格是“30Ω 1A”。
(1)根据图甲的电路图,用笔画线代替导线,帮小南将图乙中未完成的电路连接好(要求滑片向右移时灯泡变亮);
(2)连接电路时,开关应______ ;闭合开关前,应将滑片调到______ 端;
(3)连接好电路后闭合开关,小南发现电压表有示数,电流表无示数,灯泡不亮,电路的故障可能是______ (选填下列选项前的字母);
A.灯泡短路
B.滑动变阻器短路
C.灯泡断路
D.滑动变阻器断路
(4)排除故障后闭合开关,调节滑片到某一位置时,电压表示数如图丙所示,现要测定小灯泡的额定功率,应将图乙中滑片P适当地向______ 端移动,使电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图丁所示,那么灯泡的额定功率是______ W;
(5)移动滑片,小南记录了多组实验数据,由此绘制了如图戊所示的小灯泡的U−I图像;该图像不是直线的原因是灯泡的电阻随______ 升高而增大;当滑动变阻器阻值为14Ω时,灯泡的电阻为______ Ω。
19. 小开要探究“影响浮力大小的因素”,图1是他的实验过程。
(1)图1B中,物体受到的浮力为______ N:由图1A、B、C三图可知,浮力大小与______ 有关;由图1A、______ 三图可知,浮力大小与浸没深度无关;
(2)由图1A、D、E三图可知,浮力大小与______ 有关;还可以算出盐水的密度为______ g/cm3;
(3)小开受上面实验的启发,制作了一个测质量的装置,如图2甲。刻度标在底面积为100cm2透明薄壁柱形容器外壁,先加水至“0g”刻线处,再将被测物体放入水中漂浮时,水位处对应的刻度值即为被测物体的质量。则“0g”刻线上方1cm处对应的刻度值为______ g;
(4)利用该装置还可测量物体密度:将物体A放入水中,如图2乙所示,静止时示数为m1;然后将物体B放在A上方,如图2丙所示,静止时示数为m2;最后将物体B放入水中,如图2丁所示,静止时示数为m3,则物体B的密度ρB= ______ (用m1、m2、m3、ρ水表示);
(5)小南发现该装置测量质量误差较大,为提高准确度,请你提出一条可行的改进方案:______ 。
五、计算题(本大题共3小题,共22.0分)
20. 《人民日报》头版以:“比亚迪—创新为本走出去,将中国新能源汽车推向世界市场的大舞台”为题,报道比亚迪伴随改革开放从创建成长到做大做强的发展历程!如图所示新款电动车在平直公路上以120km/h速度匀速行驶了0.1h,其电动机的功率恒为20kW。求:
(1)该车在这一过程中通过的路程;
(2)该车电动机在这一过程中所做的功。
21. 小南家有一智能电热水壶,有加热挡和动态保温挡,电路如图所示,其中仅R0是加热电阻,加热挡功率为1210W。通过调节R′的阻值,可以实现一定温度范围内的动态保温。求:
(1)加热电阻R0的阻值;
(2)在保温挡调节R′的阻值为40Ω时,R0的功率;
(3)用电高峰时期,电路中只有电热水壶处于加热挡工作了6分钟,消耗电费0.06元,求此时家庭电路两端的实际电压。(已知电费单价为0.6元
/kW⋅h)
22. 小侨酷爱动手做实验,他在实验室中找到一个工件,该工件由实心圆柱体A、B紧密连接组成,hA=hB=10cm,SB=2SA=100cm2如图甲,用细线将工件与力传感器相连,如图乙为力传感器原理图,其中R为力敏电阻,其阻值与所受拉力F的关系如表1所示,电源电压为3V。重2.5N,底面积200cm2的薄壁柱形容器放在水平升降台上,其内装有15cm深的水,B的下表面刚好与水面接触。现将升降台上升使工件逐渐浸入水中,该过程中力传感器示数F与升降台上升高度h的关系如图丙。求:
R与F的关系
R/Ω
10
6
4
2
F/N
30
20
15
10
(1)工件的质量;
(2)已知细线拉力为F0时,B恰好浸没,此时乙图中电流的大小;
(3)当工件浸没后剪断细线,稳定时容器对升降台的压强。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:A.人的步行速度约为1.1m/s;达不到5.5m/s,故A不正确;
B.九年级物理课本质量约300g,远大于2g,故B不正确;
C.家用电热水壶的额定功率较大,在1000W左右,故C正确;
D.重庆地区大气压强约为一个标准大气压,一个标准大气压强约为1×105Pa,故D不正确。
故选:C。
解答估测选择题的方法:利用生活中我们熟悉的一些数据作为根据,进行单位换算,有时要利用基本公式求未知物理量。
新课程标准要求我们能根据日常经验或自然现象粗略估测一些物理量。例如:长度、质量、时间、温度、力、速度、电功率、电流、电压等。
2.【答案】B
【解析】解:A.液体沸腾时吸收热量、温度保持不变。所以对正在沸腾的泉水老鸭汤持续加热,温度不变,故A错误;
B.小面香气四溢,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故B正确;
C.酸辣粉冒的“白气”是小水滴,是由水蒸气液化形成的,是液化现象,故C错误;
D.由于食用油的沸点比较高,所以麻花在食用油里面炸的酥脆,故D错误。
故选:B。
(1)液体沸腾过程中吸收热量、温度保持不变,
(2)构成物质的分子在不停地做无规则运动;
(3)物质由气态变为液态的过程叫做液化;
(4)食用油的沸点比水的沸点高。
本题考查了沸腾的特点、分子动理论、液化和沸点等知识,难度不大。
3.【答案】D
【解析】解:照相机的原理:物距大于2倍焦距,成倒立缩小的实像,属于光的折射现象;
A.金色的“日环”是由光的直线传播形成的,故A不正确;
B.树荫下的光斑属于小孔成像,是由光的直线传播形成的,故B不正确;
C.湖中倒影影属于平面镜成像,其实质是光的反射现象,故C不正确;
D.监控摄像成倒立缩小的实像,属于光的折射现象,故D正确。
故选:D。
(1)光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向会发生偏折,如:透镜的应用、池水变浅了等。
(2)光在同一均匀介质中是沿直线传播的,应用的实例有:小孔成像、影子的形成、日食和月食现象;
(3)光的反射是指光线遇到障碍物被反射回来的现象,比如我们平时看到的物体,平面镜成像等。
光的反射、折射、光的直线传播等相关的现象在生活中均非常常见,且有一定的相似性,我们应把握其实质,在理解的基础上加以区分才行。
4.【答案】A
【解析】解:A.使用验电笔时,手要接触笔尾金属体,不能接触笔尖金属体,故A正确;
B.在家庭电路的连接中,开关应该接在火线和用电器之间,才能在断开开关时,避免发生触电事故,故B错误;
C.由图可知,丙图是电磁感应的原理图,根据此原理制成发电机,是法拉第发现的,故C错误;
D.由图可知,丁图是电动机的原理图,电动机工作时将电能转化为机械能,故D错误。
故选:A。
使用验电笔时,手要接触笔尾金属体;
在家庭电路的连接中,开关应该接在火线和用电器之间。
在电磁感应现象中,首先要通过外力使导体运动起来,这样就消耗了机械能,电路中产生了感应电流即得到了电能;
通电线圈在磁场中受力转动是电动机的原理。
物理学是以观察和实验为主的实验学科,很多的物理知识都来源于实验,在学习中应重视实验的学习,要牢记一些重要实验装置图。
5.【答案】B
【解析】解:A.摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关,用力握住撑杆是通过增大压力来增大摩擦的,故A错误;
B.跳远运动员在起跳前助跑,起跳后要继续保持原来的运动状态,可以跳得更远。这是利用了惯性,故B正确;
C.正在滑行时运动员具有速度,此时所有力突然消失,根据牛顿第一定律可知,运动员保持原来的运动状态不变,做匀速直线运动,故C错误;
D.举重运动员所受重力和地面对运动员作用在同一物体上,不是一对相互作用力,故D错误。
故选:B。
(1)减小有害摩擦的方法:使接触面变光滑;减小压力;用滚动代替滑动;使接触面分离;变干摩擦为湿摩擦。
(2)惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,一切物体都有惯性,其大小与物体的质量有关。
(3)物体在不受力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
(4)相互作用力的条件:大小相等,方向相反,作用在一条直线上,作用在不同的物体上。
本题考查了惯性的基本概念与应用、相互作用力的认识,明确惯性是物体的一种性质,其大小只与质量大小有关,并能用惯性来解释生活中的一些现象,是考查的重点。
6.【答案】C
【解析】解:小区内部车辆门禁系统可以自动识别将门打开,外部车辆需要门卫人员按动按钮才能将门打开,若将门禁系统看做开关S1,按钮看做开关S2,则两个开关单独都能打开大门,即两开关并联后再与电动机串联,只有C正确。
故选:C。
根据题意确定两开关的连接方式、电动机的连接方式,然后选出正确的电路图。
本题结合生活实际考查根据要求设计电路图,关键是确定两开关的连接。
7.【答案】D
【解析】解:A.乙图容器内水的深度小,根据液体压强p=ρgh可知,甲中水对容器底部的压强大于乙,故A错误;
B.图乙中,木块漂浮,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排,重力的大小计算公式G=mg,密度的计算公式ρ=mV可得:
ρ水g(1−25)V=ρ木gV,
则木块的密度:
ρ木=35ρ水gVgV=35ρ水=35×1×103kg/m3=0.6×103kg/m3,
故B错误;
C.将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,容器和容器内的水、木块的总重力不变,对桌面的压力仍等于总重力,故甲图中容器对水面的压力等于乙图中容器对水平桌面的压力,故C错误;
D.图甲中,木块用细线固定在容器底部且浸没,对木块进行受力分析,则木块所受浮力:
F浮甲=F拉+G,F浮甲=ρ水gV木,
图乙中,木块漂浮,对木块进行受力分析,则木块所受浮力:
F浮乙=G,F浮乙=35ρ水gV木=G,
因此有ρ水gV木=35ρ水gV木+4N,
则有F浮甲=ρ水gV木=10N,
两图中水对容器底的压力差等于图甲和图乙浮力之差:
F甲−F乙=25ρ水gV木=25×10N=4N,
故D正确。
故选:D。
(1)根据液体压强p=ρgh公式分析;
(2)根据F浮=ρ水gV排,G=mg,ρ=mV可以求得木块的密度;
(3)将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,容器和容器内的水、木块的总重力不变,对桌面的压力仍等于总重力;
(4)图甲中,木块用细线固定在容器底部且浸没,则木块所受浮力F浮甲=F拉+G,F浮甲=ρ水gV木,两图中水对容器底的压力差等于图甲和图乙浮力之差。
本题考查物体的浮沉条件及其应用,密度的计算与公式的应用,液体压强的比较大小,压力,阿基米德原理的应用等,知识点多,但难度不大。
8.【答案】C
【解析】解:由实物图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路中电流,电压表V1测量小灯泡L电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压。
A.灯泡的额定电流为I额=P额U额=2W4V=0.5A,
灯泡电阻为R灯=U额I额=4V0.5A=8Ω,故A错误;
B.变阻器的最大电压为3V,此时变阻器连入电路的电阻最大,由串联电路电压的规律,灯的电压为U实1=6V−3V=3V,
灯的实际电压等于变阻器分得的电压,由分压原理可知,变阻器此时连入电路的电阻等于灯的电阻,为8Ω,
由已知条件,滑动变阻器总电阻为R滑大=54×8Ω=10Ω,故B错误;
D.当灯的电压为4V,根据串联电路电压的规律,V2的电压为U实2=6V−4V=2V,
小于3V,此时灯正常发光,故D错误;
C.灯的额定电流为0.5A,电流表量程为0~0.6A,根据串联电路电流的规律,电路中的最大电流为0.5A,电路的最大功率为P大=UI额=6V×0.5A=3W,
由选项B可知,根据串联电阻的规律,电路的最大电阻为R大=8Ω+8Ω=16Ω,
故电路的最小功率为P最小=U2R大=(6V)216Ω=2.25W,
电路消耗总功率的变化范围为2.25W−3W。故C正确。
故选:C。
根据实物图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表V1测量小灯泡电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中电流。
知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI求出灯泡的额定电流,利用欧姆定律求得此时小灯泡的电阻;比较灯泡的额定电流、电流表的量程和滑动变阻器允许通过的最大电流确定电路中的最大电流,利用P=UI求得最大电功率;
当电压表V2的示数达到最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出此时灯泡两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出变阻器的最大值,根据串联电阻的规律求得电路的最大电阻,利用P=U2R求最小电功率。
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等,分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
9.【答案】不需要 牛顿
【解析】解:17世纪,意大利科学家伽利略设想了一个理想斜面实验,抓住主要因素,忽略次要因素,在实验的基础上进行合理推理,得到结论:物体的运动不需要力来维持。
英国物理学家牛顿在大量经验事实和前人研究成果的基础上得出:一切物体在没有受到力的作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态,这是著名的牛顿第一定律。
故答案为:不需要;牛顿。
结合牛顿第一定律的内容解答即可。
此题考查了牛顿第一定律的认识,属于基础知识。
10.【答案】振动 空气
【解析】解:一切声音都是由物体振动产生的,音乐老师发出的歌声是声带振动产生的。
声音的传播需要介质,同学们听到的歌声是通过空气传到人耳的。
故答案为:振动;空气。
声是由物体振动产生的。固体、液体和气体都能传声,大多数的声音都是通过空气传播的。
本题考查了声的产生、声的传播等,属于比较基础的习题。
11.【答案】3240 90%
【解析】解:由图可知n=2,
提升建材所做的有用功为W有=Gh=540N×6m=3240J,
滑轮组的机械效率为η=W有W总=GhFs═GhF×2h=G2F=540N2×300N=90%。
故答案为:3240;90%。
由图可知n=2,利用W有=Gh求出有用功,绳子自由端移动的距离s=nh,根据W总=Fs求出拉力F做的总功,利用η=W有W总×100%求出机械效率。
本题考查使用动滑轮时总功和机械效率的计算,是一道基础题。
12.【答案】3 大
【解析】解:定值电阻和R2串联在电路中,电压表测量R2两端的电压,电压表示数为2.5V,电路中的电流I=U2R2=2.5V50Ω=0.05A,
则定值电阻两端的电压U1=IR1=0.05A×10Ω=0.5V,
则电源电压U=U1+U2=0.5V+2.5V=3V;
由图可知,被测者身高越高,R2接入电路中的阻值越大,根据串联电路分压原理可知,R2两端的电压越大,即电压表的示数越大。
故答案为:3;大。
滑片P在a端时,定值电阻和R2的最大阻值串联在电路中,电压表测量R2两端的电压,利用欧姆定律求得电路中的电流及定值电阻两端的电压,利用串联电路的电压关系求得电源电压;
被测者身高越高,R2接入电路中的阻值越大,根据串联电路分压原理可知,R2两端的电压变化情况,即电压表示数变化情况。
此题考查了欧姆定律的应用,属于基础知识。
13.【答案】400 1600
【解析】解:由图乙可得,水的质量为2kg时,浮筒底部刚好接触液面,有ρ=mV可得,水的体积为
V1=m1ρ=2kg103kg/m3=2×10−3m3=2000cm3,
由V=Sh得水箱底面积为
S=V1h1=2000cm35cm=400cm2;
由图乙可知,水箱中没有水时,即水的质量问题为0,压力传感器受到的拉力F0=12N,由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得:F0⋅OB=GM⋅OA,则GM=OBOA⋅F0=12×12N=6N,
物体M的质量mM=GMg=6N10N/kg=0.6kg,
设M的底面积为S,压力传感器示数为0时M浸入水中的深度为h1,M的高度为h,当压力传感器的压力为零时,M受到的浮力等于M的重力6N,由阿基米德原理可得
F浮=ρ水gV排=ρ水gSh1=6N——————————————①,
由图乙可知,当M完全浸没时,压力传感器的示数为48N,由杠杆的平衡条件可得FA⋅OA=FB⋅OB,
则FA=OBOA⋅FB=12×48N=24N,
对M受力分析可知,受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和杆的作用力,则此时M受到的浮力F浮=GM+FB=6N+24N=30N,
由阿基米德原理可得F浮=ρ水gV排=ρ水gSh=30N——————————②
由①②可得h=5h1,由图乙可知,加水2kg时水面达到M的下表面(此时浮力为0),加水11kg时M刚好浸没 (此时浮力为30N),该过程中增加水的质量为9kg,浮力增大了30N所以,每加0.3kg水,物体M受到的浮力增加1N,
当力传感器示数为14N时,由杠杆的平衡条件可得,杆的作用力FA1=OBOA⋅FB1=12×14N=7N,
此时加入水的质量为2.1kg,水的总质量为m总1=2kg+2.1kg=4.1kg,
水的总重力G总1=m总1g=4.1kg×10N/kg=41N,
水箱对地面的压力等于水箱的重力、水的总重力、物体M的重力和杆的作用力之和,即F压1=G水箱+G总1+GM+FA1,
当力传感器示数为46N时,由杠杆的平衡条件可得,杆的作用力
FA2=OBOA⋅FB2=12×46N=23N,
此时加入水的质量为6.9kg,水的总质量为m总1=2kg+6.9kg=8.9kg,
水的总重力G总1=m总1g=8.9kg×10N/kg=89N,
水箱对地面的压力等于水箱的重力、水的总重力、物体M的重力和杆的作用力之和,即F压2=G水箱+G总2+GM+FA2,
增加的压力ΔF=F压2−F压1=G水箱+G总2+GM+FA2−(G水箱+G总1+GM+FA1)=G总2+FA2−G总1−FA1=89N+23N−41N−7N=64N,
水箱对地面的压强变化量
Δp=ΔFS=64N400×10−4m2=1600Pa
故答案为:400;1600。
(1)首先根据密度公式计算水的体积,在根据V=Sh计算水箱的底面积;
(2)首先根据杠杆的平衡条件计算物体M的重力,根据G=mg计算M的质量,由阿基米德原理压力为0时,物体M的浮力,再根据杠杆平衡条件计算压力FA,再根据图乙计算物体完全浸没时的浮力,由此计算出浮力增加量,计算出水的总质量及总重力,由此计算出增加的压力,最后根据压强公式计算压强的变化量。
本题主要考察浮力和杠杆的综合应用,需要学生能够熟练掌握体积和杠杆平衡条件的应用,难度大。
14.【答案】解:由图可知,折射光线过焦点,所以入射光线平行于主光轴,如图所示:
【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后经过焦点。
此题考查了透镜的光路图,属于基础知识。
15.【答案】解:首先画出阻力F2的延长线,然后过支点O做阻力的垂线即为阻力臂l2,如下图所示:
【解析】力臂是从支点到力的作用线的距离。
作力臂首先找到支点和力的作用线,再从支点向力的作用线引垂线,支点到垂足之间的距离为力臂的大小。
16.【答案】较暗 相等 虚
【解析】解:为使像更清晰,便于观察,实验最好在较暗的环境中进行。
她将点燃的蜡烛A放置在玻璃板前面,拿未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动。多次改变蜡烛A的位置并相应移动蜡烛B,蜡烛B均能与蜡烛A的像完全重合,可知B与A的像大小相等,因蜡烛B与A蜡烛大小完全相同,故说明平面镜所成的像与物体大小相等。
将蜡烛B移走,在其所在位置放上光屏,发现光屏上接收不到蜡烛A的像,说明平面镜成的是虚像。
故答案为:较暗;相等;虚。
成像的物体和环境的对比度越大,成像越清晰;实验时,选择两根完全相同的蜡烛,用蜡烛B代替蜡烛A,和蜡烛A的像进行比较,便于得到物像大小关系;虚像不能成在光屏上。
本题考查学生动手操作实验的能力并能合理解决实验中出现的问题。只要熟练掌握平面镜的成像特点,解答此类题目就很容易。
17.【答案】自下而上 质量 小于
【解析】解:(1)实验中酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度;再调节温度计的高度,使温度计不能碰到容器的底或壁,因此安装实验器材时应按照自下而上的顺序进行。
(2)A、B两组同学采用的实验装置完全相同,但将水加热至沸腾所用的时间不同,原因可能是水的质量不同。质量越多,将水加热至沸腾所用的时间越长。
(3)1个标准大气压下,水的沸点为100℃,而由图乙可知,实验时水的沸点为97℃,因此实验时的大气压小于1个标准大气压。
故答案为:(1)自下而上;(2)质量;(3)小于。
(1)因为需要用外焰加热,石棉网的高度需要根据外焰的高度来定;
(2)从给水开始加热到水沸腾需要的时间长短不同,根据Q=cmΔt知,因为初温相同,所以可能是水的质量不同;
(3)水的沸点随气压的增大而升高。
本题探究水的沸腾,考查器材的组装、液体的沸点与气压的关系和实验图像的解读,难度适中。
18.【答案】断开 A C B 0.75 温度 6
【解析】解:(1)小灯泡上标有“2.5V”字样,故电压表选用小量程并联在小灯泡两端,变阻器按一上一下接入电路中与灯串联,滑片向右移时灯泡变亮,说明电路中电流变大,滑动变阻器的有效阻值减小,故右下接线柱接入电路,连接电路如下图:
(2)闭合开关前,为保护电路,开关应断开,应将滑片P调到阻值最大处的A端。
(3)闭合开关后,灯泡不亮,可能是灯泡短路、或灯泡断路、或灯泡之外电路存在断路;电流表指针不动,说明电路断路;电压表有示数,说明电压表、电流表、滑动变阻器、开关之间是通路,所以电路故障是灯泡断路,故C符合题意。
(4)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B移动,直到电压表示数为额定电压2.5V;
此时电流表示数如图丁所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,那么灯泡的额定功率是P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(5)由图乙知道,当灯泡两端电压增大时,通过灯泡的电流也随之增大,由P=UI知道,灯泡的功率变大,温度升高,灯泡的电阻随温度的升高而增大。
调节滑动变阻器阻值为14Ω,由图知道,当电路中的电流为0.25A时,灯泡两端的电压为1.5V,此时滑动变阻器两端的电压UR=I′R滑=0.25A×14Ω=3.5V,
总电压U=3.5V+1.5V=5V等于电源电压,
故可确定此时电路中的电流为0.25A,根据欧姆定律知道,此时灯泡的电阻RL=ULI′=1.5V0.25A=6Ω。
故答案为:(1)见解析;(2)断开;B;(3)C;(4)A;0.75;(5)温度;6。
(1)小灯泡上标有“2.5V”字样,故电压表选用小量程并联在小灯泡两端,变阻器按一上一下接入电路中与灯串联,滑片向右移时灯泡变亮,说明电路中电流变大,滑动变阻器的有效阻值减小,据此连接电路图;
(2)闭合开关前,为保护电路,开关应断开,应将滑片P调到阻值最大处;
(3)根据题意,依次分析个选项;
(4)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,据此分析滑片移动的方向;
此时电流表示数如图丁所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,读出电流值,根据P=UI建设灯泡的额定功率;
(5)调节滑动变阻器阻值为25Ω,根据串联电路的特点从图中找出符合条件的电流值和电压值,根据欧姆定律可知此时灯泡的电阻
本题测小灯泡的电功率,考查注意事项、故障分析、操作过程、电流表读数、额定功率计算、欧姆定律的运用灯知识,同时也考查了电流与电阻的关系,难度较大。
19.【答案】1.4 排开液体的体积 C、D 液体的密度 1.1 100 m2−m1m3−m1ρ水 减小容器的底面积
【解析】解:(1)由图A可知,物体的重力是4N,由图B知道,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.6N,根据称量法知道,此时物体在水中时受到的浮力:
F浮=G−FC=4N−2.6N=1.4N;
由B、C两图知道,液体的密度相同,排开水的体积不同,弹簧测力计的示数不同,浮力也不同,故由A、B、C三图知道,浮力大小与排开液体的体积有关;
要探究浮力大小与浸没深度的关系,需要控制液体的密度相同、排开液体的体积相同,改变深度,故图A、C、D符合题意;
(2)由D、E两图知道,排开液体的体积相同,液体的密度不相同,弹簧测力计的示数不同,浮力也不同,故由A、D、E三图知道,浮力大小与液体的密度有关。
由D图知道,物体受到水的浮力:
F浮水=G−FD=4N−2N=2N=ρ水V排g,
由E图知道,物体受到盐水的浮力:
F浮盐水=G−FE=4N−1.8N=2.2N=ρ盐水V排g,
由以上两式解得:
ρ盐水=1.1ρ水=1.1g/cm3;
(3)物体放入水中漂浮时,S=100cm2=10−2m2,则物体受到的浮力:
F浮=G=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/ kg×1×10−2m×10−2m2=1N,
由G=mg 知道,此时“0g”刻线上方1cm处对应的刻度值:
m=Gg=1N10N/ kg=0.1kg=100g;
(4)由图乙可知,物体A的质量为m1,由图丙可知,物体A和B总质量为m2,则物体B的质量为m2−m1,由图丙可知,物体B的体积为增加的水的体积,即
VB=V水=m水ρ水=m3−m1ρ水,
则物体B的密度为:
ρB=mBVB=m2−m1m3−m1ρ水=m2−m1m3−m1ρ水;
(5)为了使测量结果更准确,可以减小容器的底面积,测量时液面变化更明显,测量更准确。
故答案为:(1)1.4;排开液体的体积;C、D;
(2)液体的密度;1.1;
(3)100;
(4)m2−m1m3−m1ρ水;
(5)减小容器的底面积。
(1)由图A可知,物体的重力是4N,由图B知道,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.6N,根据称量法知道,可知此时物体在水中时受到的浮力;由B、C两图知道,液体的密度相同,排开水的体积不同,弹簧测力计的示数不同,浮力也不同,故由A、B、C三图知道,浮力大小与排开液体的体积有关;要探究浮力大小与浸没深度的关系,需要控制液体的密度相同、排开液体的体积相同,改变深度,故图A、C、D符合题意;
(2)由D、E两图知道,排开液体的体积相同,液体的密度不相同,弹簧测力计的示数不同,浮力也不同,故由A、D、E三图知道,浮力大小与液体的密度有关。
由D图知道,物体受到水的浮力,由E图知道,物体受到盐水的浮力,可以求得盐水的密度;
(3)由图可知物体放入水中漂浮时,受到的浮力,由G=mg 知道,此时“0g”刻线上方1cm处对应的刻度值;
(4)由图乙可知,物体A的质量为m1,由图丙可知,物体A和B总质量为m2,则物体B的质量为m2−m1,由图丙可知,物体B的体积为增加的水的体积,可以求得物体B的密度;
(5)为了使测量结果更准确,可以减小容器的底面积,测量时液面变化更明显,测量更准确。
本题探究影响浮力大小的因素,密度的计算,根据阿基米德原理求密度的方法,难度不大。
20.【答案】解:(1)由速度公式可得该车在这一过程中通过的路程为:s=vt=120km/h×0.1h=12km;
(2)该车电动机在这一过程中所做的功为:W=Pt=20×103W×0.1×3600s=7.2×106J。
答:(1)该车在这一过程中通过的路程为12km;
(2)该车发动机在这一过程中所做的功为7.2×106J。
【解析】(1)已知该车的速度和所用的时间,根据s=vt求出该车在这一过程中通过的路程;
(2)根据W=Pt求出该车电动机在这一过程中所做的功。
本题主要考查速度公式及功率公式的应用,要注意单位的换算。
21.【答案】解:(1)只闭合开关S1时,R1与R2串联,电路的总电阻较大,根据P=UI=U2R可知电路的总功率最小;闭合开关S1、S2时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻最小,根据P=UI=U2R可知电路的总功率最大,电热水壶处于加热状态,
电阻R0的阻值R0=U2P加热=(220V)21210W=40Ω;
(2)当R′的阻值为40Ω时,电路的电流为I=UR0+R′=220V40Ω+40Ω=2.75A,
R0的功率P0=I2R0=(2.75A)²×40Ω=302.5W;
(3)实际消耗的电能W=0.060.6kW⋅h=0.1kW⋅h=3.6×105J,
实际功率P实=Wt=3.6×105J6×60s=1000W,
实际电压为U实= P实R0= 1000W×40Ω=200V。
答:(1)加热电阻R0的阻值40Ω;
(2)在保温挡调节R′的阻值为40Ω时,R0的功率为302.5W;
(3)此时家庭电路两端的实际电压为200V。
【解析】(1)只闭合开关S1时,R1与R2串联,电路的总电阻较大,根据P=UI=U2R可知电路的总功率最小;闭合开关S1、S2时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻最小,根据P=UI=U2R可知电路的总功率最大,电热水壶处于加热状态,根据表格数据可知电热水壶的加热挡功率,然后根据P=UI=U2R可求出加热电阻R0的阻值;
(2)当R′的阻值为40Ω时,利用欧姆定律求得电路的电流,利用P=I²R求得R0的功率;
(3)先求出消耗的电能,利用P=Wt求出电热水壶的实际功率,然后根据P=UI=U2R可求出此时电路中的实际电压。
本题考查了电功率公式和电功公式的灵活运用,明白电热水壶处于不同状态时电路的连接方式是解答本题的关键。
22.【答案】解:(1)由题意知,当升降台上升高度h为0cm时,工件的重力为G=F=30N,
工件的质量m=Gg=30N10N/kg=3kg;
(2)由乙图像可知,当h=0cm时,绳子的拉力为30N,则工件的重力为G=30N,当细绳的拉力为F1且不变时,B恰好浸没,
此时工件排开水的体积为V排=VB=SBhB=100cm2×10cm=1000cm3,
工件受到浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1000×10−6m3=10N,
对工件受力分析可知,此时工件受到重力G、细线的拉力F1和浮力,工件在三个力的作用下,保持平衡,G=F1+F浮,
可得F1=G−F浮=30N−10N=20N,
当拉力F1=20N时,R阻值为6Ω,由图乙和欧姆定律知电流的大小I=UR=3V6Ω=0.5A;
(3)随着工件B、A两部分逐渐浸入水中时,所受浮力变大,细绳的拉力逐渐变小,水面逐渐上升。由乙图像可知,当升降台上升高度h升=8.75cm时,水面刚好到达容器口,此时B部分全部浸没于水中,A部分有一部分浸入水中,
则AB浸入水中的高度等于水面上升的高度与工件下降距离之和,即AB浸入水中的高度为hB+hA浸=V排2S容+8.75cm,
即10cm+hA浸=1000cm3+50cm2×hA浸200cm2+8.75cm,
解得hA浸=5cm,
此时A露出水面的体积为VA露=SA(hA−hA浸)=50cm2×(10cm−5cm)=250cm3,
当A露出水面部分全部浸入水中时,溢出水的重力为G溢=G排=ρ水gVA露=1.0×103kg/m3×10N/kg×250×10−6m3=2.5N,
此时容器对升降台的压强压力等于F压=G容+ρ水V水g−G溢+G=2.5N+1.0×103kg/m3×200×15×10−6m3×10N/kg−2.5N+30N=60N,
稳定时容器对升降台的压强p=F压S容=60N200×10−4m2=3000Pa。
答:(1)工件的质量3kg;
(2)B恰好浸没,此时乙图中电流为0.5A;
(3)当工件浸没后剪断细线,稳定时容器对升降台的压强3000Pa。
【解析】(1)由图乙可知物体工件的重力,利用G=mg的变形公式计算出工件的质量;
(2)当升降台上升高度为8cm时,水对工件下表面的压强为500Pa,利用p=FS的变形公式可以求出工件下表面受到的压力,即水对工件的浮力,根据称重法可知此时细线对工件的拉力,即F1;由图乙和欧姆定律求得乙图中电流的大小;
(3)随着工件B、A两部分逐渐浸入水中时,所受浮力变大,细绳的拉力逐渐变小,水面逐渐上升。由乙图像可知,当升降台上升高度h升=8.75cm时,水面刚好到达容器口,此时B部分全部浸没于水中,A部分有一部分浸入水中,则AB浸入水中的高度等于水面上升的高度与工件下降距离之和,进一步求得A露出水面的体积;当A露出水面部分全部浸入水中时,利用G=mg计算出水的重力,据此可求出溢水杯对升降台的压力,利用压强公式计算出溢水杯对升降台的压强。
本题考查重力公式的应用、固体压强和液体压强的计算、欧姆定律的应用,能从图乙中获取相关有用信息是解题的关键,题目难度较大。
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