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黑龙江省大庆市林甸县重点学校2022-2023学年九年级(下)期中物理试卷
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黑龙江省大庆市林甸县重点学校2022-2023学年九年级(下)期中物理试卷
一、单选题(本大题共10小题,共20分)
1. 下列关于生活中的物理现象分析正确的是( )
A.夏天车内开空调时玻璃上的“水珠”出现在内表面
B.汽车水箱中加入适量酒精降低了水的凝固点,防止水凝固成冰胀破水箱
C.舞台上用干冰制造的“白雾”是空气遇冷液化成的小液滴
D.冬天,雪人没有熔化却变小了,是因为雪发生了凝华
2. 甲、乙两同学沿平直路面步行,他们运动的路程随时间变化的规律如图所示,下面说法中错误的( )
A.甲同学比乙同学晚出发4s
B.4~8s内,甲、乙都匀速直线运动、速度比为2:1
C.0~8s内,甲、乙通过的路程相等
D.8s末甲正好追上乙,此时两人的速度相等
3. 关于如图所示的四个情景,下列说法正确的是( )
A.甲图中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物,主要是由于大气压强的存在
B.乙图中红墨水在热水中比在冷水扩散快,说明分子做无规则运动的剧烈程度与温度有关
C.丙图中试管内的水沸腾后,水蒸气将软木塞推出,表明机械能可以转化为内能
D.丁图中活塞向下运动,这是内燃机的压缩冲程
4. 赛龙舟不仅是一项体育娱乐活动,更体现我国悠久历史文化传承。如图所示是划龙舟比赛的场景,运动员向后划水,龙舟向前运动。下列有关它的说法中正确的是( )
A.直接使龙舟前进的施力物体是人
B.划龙舟使用的桨是一个省力杠杆
C.龙舟漂浮在水面上是因为它受到的浮力大于重力
D.龙舟冲过终点继续运动是因为龙舟具有惯性
5. 小明将一只质量为1kg的平底水桶放在水平地面上,如图所示,已知该水桶的底面积为5×10−2m2,桶内装有50cm深的水,水对桶底的压力比桶对地面的压力小40N,g取10N/kg,下列判断中正确的是( )
A.水对桶底的压强为5×105Pa B.水对桶底的压力为280N
C.桶对地面的压力为290N D.桶内水的质量为29kg
6.下列关于物理学史的说法正确的是( )
A.卢瑟福首先发现了电子
B.物理学家马德堡第一个证明了大气压的存在
C.阿基米德发现了浮力原理
D.伽利略在实验的基础上总结得出了惯性定律
7. 如图是羽毛球运动员挥拍击球的瞬间,下列说法正确的是( )
A.羽毛球在空中运动的过程中,受到平衡力的作用
B.羽毛球在惯性的作用下,向前运动
C.羽毛球在下落的过程中,重力势能转化为动能
D.羽毛球在空中飞行时,运动员对羽毛球做功
8. 如图所示,在水槽内漂浮着一大块冰,细心的安安同学发现大冰块内有一颗小石子,请你帮他判断下,如果冰块完全融化,则水槽内的水位将(不考虑水的蒸发)( )
A.上升 B.下降 C.不变 D.都有可能
9. 如图所示,小亮在两块磁铁之间夹上塑料扇叶,通过螺丝钉吸引在干电池的负极上,再利用导线连接电池正极和磁铁,就制成了一个简易电风扇。下列说法正确的是( )
A.塑料扇叶转动是因为通电导体在磁场中受到力的作用
B.改变电流方向,扇叶的转动方向不会改变
C.同时改变电流和磁场方向,扇叶的转动方向会改变
D.导线中电荷定向移动的方向是正极流向磁铁
10. 如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开关S,移动滑片P,滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示。则下列分析正确的是( )
①电源电压为8V
②滑动变阻器的最大阻值是20Ω
③滑动变阻器消耗的电功率最大时,变阻器的阻值是20Ω
④整个电路消耗的最大电功率为14.4W
A.只有①③ B.只有①④ C.只有②③ D.只有②④
二、填空题(本大题共4小题,共20分)
11. 发声的音叉放入水中溅出水花,说明声音是由于物体 产生的;“闻其声而知其人”,说明不同的人声音的 不同。
12.1905年,英国车手多萝西莱维发明了汽车后视镜,以便于观察后方来车。目前,汽车两侧的后视镜用的是 (填“凸透镜”、“凹透镜”、“平面镜”、“凸面镜”或“凹面镜”),物体通过该光学元件成 立的 (填“实像”或“虚像”)。选用该光学元件的优势是 。
13.某公园建设过程中,用如图所示的滑轮组将一质量为5.4t汉白玉雕像由水平地面匀速吊上3m高的高台,提升雕像时,拉力F的功率为6×103W,绳子自由端移动速度为0.3m/s,滑轮组将雕像提升到高台上需要 s,滑轮组的机械效率为 。(摩擦忽略不计)
14. 一单缸四冲程内燃机,功率为60kW,飞轮转速是3600r/min,活塞移动的距离(即冲程长)为50cm,活塞的横截面积为100cm2.则在一个工作循环中,单缸内燃机一个工作循环(活塞每次)燃气做功为 J.气缸内燃气的平均压强 Pa。
三、作图题(本大题共3小题,共6分)
15. 如图所示木块所受重力是100N,当对它施加一个水平向左的150N的压力F,将它压在竖直墙面上,它处于静止状态,画出此时木块受到的摩擦力并标出大小。
16. 如图所示,平衡杠杆AOB,O为支点,请作出物体M所受重力的示意图和动力F的力臂L。
17. 如图所示,一束光线经凹透镜折射后,射向与凹透镜主光轴平行的平面镜上,请画出:射向凹透镜的入射光线;经平面镜的反射光线。
四、实验探究题(本大题共2小题,共28分)
18. 在探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验中,实验装置如图甲所示,小明利用了物体A、烧杯、水、盐水、细线等器材进行实验,实验数据如下表。
实验次数
物体A的状态
测力计的示数F/N
1
A的13体积浸在水中
16
2
A的12体积浸在水中
15
3
A浸没在水中
12
4
A浸没在水面下不同深度
12
5
A浸没在盐水中
11.4
(1)由图甲可知,物体A受到的重力为 N。
(2)分析第1、2、3、4次实验数据可知,物体所受浮力的大小与物体 有关,分析第3、5次实验数据可知,物体所受浮力的大小与 有关。
(3)分析表格中的实验数据可知,盐水的密度为 g/cm3。
(4)小明发现,物体A浸没在不同液体中时弹簧测力计的示数不同。她又找来密度已知的多种液体,把物体A分别浸没在不同液体中进行多次实验,绘制出弹簧测力计示数F与液体密度ρ液的关系图象如图乙所示,如果将此测力计改装成测量液体密度的密度计,则待测液体的密度不应超过 kg/m3。
19. 小明同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲所示的实验电路,他在学校实验室找来了如下一些实验器材:电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只、一个开关,阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器上标有“20Ω,1A”字样,导线若干。
(1)请根据甲图把乙图中的电路连接完整(要求滑动变阻器的滑片向右移动时,电路中电流变大)。
(2)连接电路时开关应处于 状态,滑动变阻器的滑片应移至 (选填“A”或“B”)端。
(3)某次实验时,闭合开关,调节滑动变阻器,发现电压表的示数始终等于电源电压,电流表示数为零,则电路中的故障可能是电阻R 。
(4)小明先把10Ω的电阻接入电路,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,他直接拆下10Ω的电阻,改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是 V,要完成这次实验,接下来他应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表示数为 。
(5)当小明改用50Ω的电阻继续实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,都无法使电压表示数达到实验要求的值,你认为其原因可能是____(选填序号)。
A.滑动变阻器的阻值太小 B.滑动变阻器的阻值太大
C.电压表量程选小了 D.滑动变阻器烧坏了
(6)小明解决了上述问题后,完成实验。利用收集到的多组数据,作出了如图丁所示的电流Ⅰ随电阻R变化的关系图像。分析图像得出了电流与电阻的关系是 。
五、计算题(本大题共2小题,共16分)
20. 如表所示是家用电热水壶的铭牌,假设电热壶电阻丝的电阻不变,水的比热容c水=4.2×103J/(kg⋅℃),水的密度ρ水=1.0×103kg/m3。求:
产品型号
××××
额定电压
220V
额定功率
1000W
频率
50Hz
容量
1.0L
(1)电热水壶正常工作时电阻丝的阻值。
(2)若电热水壶的效率为80%,电热水壶正常工作时,把1L水从20℃加热到100℃所需要的时间。
(3)当电压为198V时,电热水壶的实际功率。
21.利用图所示装置将一正方体物件从河中打捞上岸。作业时,物件被以v=0.1m/s的速度竖直向上匀速吊离河中。以图甲所示位置为计时起点,物件竖直向上被吊离水面过程中的绳端拉力F与时间t的关系如图乙所示。忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦,已知河水的密度ρ=1.0×103kg/m3,则:
(1)物体所受到的重力多大?
(2)图甲所示位置时,河水对物件上表面的压力多大?
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】液化及液化放热;升华及升华吸热
【解析】【解答】A.夏天车内开空调时,车内空气温度低,车外空气温度高,则外面高温的水蒸气在车窗玻璃表面放热而液化,因此水珠出现在玻璃外表面,故A错误;
B.汽车水箱中加入适量酒精降低了水的凝固点,防止水凝固成冰胀破水箱,故B正确;
C.白雾是空气中的水蒸气遇冷液化而成的小水滴,故C错误;
D.雪人变小了,即从固态变成气态发生升华现象,故D错误。
故选B。
【分析】(1)根据液化的特点判断;
(2)根据混合物的特点判断;
(3)根据液化的知识判断;
(4)根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称。
2.【答案】D
【知识点】速度公式及其应用
【解析】【解答】A.由图可知,甲同学是在4s时才开始行走,乙同学在0s开始行走,则甲比乙同学晚出发4,故A正确不合题意;
BD.4s~8s内,甲、乙的图象都是一条直线,表明他们的路程与时间成正比,都做匀速直线运动。
甲同学从4s开始行走,到8s末行走了5m,用时4s,
则甲的速度v甲=st甲=5m4s=1.25m/s;
乙同学从0s开始行走,到8s末行走了5m,用时8s,
则乙的速度v乙=st乙=5m8s=0.625m/s,
则速度比为v甲:v乙=1.25m/s:0.625m/s=2:1,8s末两人的速度不相等,故B正确不合题意,D错误符合题意;
C.0s~8s内,甲、乙通过的路程都是5m,故C正确不合题意;
故选D。
【分析】从图像中提取信息,结合速度公式v=st分析判断即可。
3.【答案】B
【知识点】热机;分子热运动;分子间相互作用力
【解析】【解答】A.甲图中两个底面削平的铅块紧压在一起后能吊住重物,主要是分子之间存在引力,故A错误;
B.乙图中红墨水在热水中比在冷水扩散快,说明分子做无规则运动的剧烈程度与温度有关,故B正确;
C.丙图中试管内的水沸腾后,水蒸气将软木塞推出,表明内能可以转化为机械能,故C错误;
D.丁图中活塞向下运动,;两个气门关闭,则这是内燃机的做功冲程,故D错误。
故选B。
【分析】A.根据分子之间存在作用力判断;
(2)根据分子运动和温度的关系判断;
(3)根据能量转化的知识判断;
(4)根据气门的开合和活塞的运行方向判断冲程名称。
4.【答案】D
【知识点】惯性及其现象;物体的浮沉条件及其应用;杠杆的分类
【解析】【解答】A.直接使龙舟前进的施力物体是水,故A错误;
B.划龙舟使用的桨,与船身连接的位置为支点,阻力作用在桨头上,动力作用在手柄上。动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,故B错误;
C.龙舟漂浮在水面上是因为它受到的浮力等于重力,故C错误;
D.龙舟冲过终点继续运动是因为龙舟具有惯性,故D正确。
故选D。
【分析】A.对龙舟进行受力分析即可;
B.比较动力臂和阻力臂的大小,从而确定杠杆的分类;
C.根据漂浮条件判断;
D.物体保持运动状态不变的性质叫惯性。
5.【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】A.水对桶底的压强为:p=ρ液gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa,故A错误;
B.水对桶底的压力F=pS=5×103Pa×5×10-2m2=250N,故B错误;
C.地面受到水桶的压力大小为:F′=F+40N=250N+40N=290N,故C正确;
D.水和水桶的总重力为:G总=F′=290N;
水和水桶的总质量为:m总=G总g=290N10N/kg=29kg;
水的质量为:m水=m总-m桶=29kg-1kg=28kg,故D错误。
故选C。
【分析】A.根据液体压强公式p=ρ液gh计算水对桶底的压强;
B.根据公式F=pS计算水对桶底的压力;
C.根据F′=F+40N计算地面对水桶的压力;
D.根据G总=F′计算地面对水桶的总重力,根据m总=G总g计算水和水桶的总质量,最后根据m水=m总-m桶计算水的质量。
6.【答案】C
【知识点】惯性及其现象;大气压强的测量方法;阿基米德原理;原子结构
【解析】【解答】A.汤姆逊首先发现了电子,卢瑟福提出了原子的核式结构模型,A不符合题意;
B.德国马德堡市市长奥托·格里克第一个证明了大气压的存在,B不符合题意;
C.阿基米德结合生活现象及实验,发现浸入液体中的物体受到的浮力等于排开液体所受的重力,这个规律叫阿基米德原理,即浮力原理,C符合题意;
D.牛顿在实验的基础上通过进一步的推理总结得出了牛顿第一定律,又叫惯性定律,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】汤姆逊首先发现了电子;马德堡半球实验证明了大气压的存在;阿基米德探究了浮力原理;牛顿总结了牛顿第一定律,就是惯性定律。
7.【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化;惯性及其现象;平衡状态的判断;是否做功的判断
【解析】【解答】A.羽毛球在空中运动的过程中,运动轨迹和速度大小不断改变,没有处于平衡状态,不受平衡力,故A错误;
B.羽毛球具有惯性,因此向前运动,故B错误;
C.羽毛球在下落的过程中,质量不变,高度减小,则重力势能减小;速度增大,则动能增大,那么重力势能转化为动能 ,故C正确;
D.羽毛球在空中飞行时,运动员对羽毛球不再施加力的作用,因此对羽毛球不做功,故D错误。
故选C。
【分析】A.平衡状态包括:静止状态或匀速直线运动状态;
B.惯性是物体的一种性质,而不是力的作用;
C.根据能量转化的知识判断;
D.做功的要素:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过距离。
8.【答案】B
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】冰块熔化前在水面漂浮,则它受到的浮力等于总重力,
那么它排开水的体积:V排=F浮ρ液g=G石+G冰ρ水g;
冰块熔化后质量不变,熔化成水的体积:V水=G冰ρ水g;
石块在水中下沉,则它受到的浮力小于重力,它排开水的体积:V石排=F浮石ρ水g;
因此水和石块排开水的总体积:V排'=V水+V石排=V水=G冰+F浮石ρ水g;
比较可知,V排'
【分析】比较冰块熔化前后排开水的体积大小变化即可。
9.【答案】A
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】A.塑料扇叶转动是因为通电导体在磁场中受到力的作用,故A正确;
B.改变电流方向,电动机线圈的受力方向改变,则扇叶的转动方向会改变,故B错误;
C.同时改变电流和磁场方向,扇叶的转动方向不会改变,故C错误;
D.导线中电流方向从正极流向磁铁,而自由电子移动方向与电流方向相反,那么电荷定向移动的方向聪哥负极到正极,故D错误。
故选A。
【分析】(1)根据电动机的工作原理判断;
(2)(3)通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关;
(4)根据电流的形成和电流方向的知识判断。
10.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】根据甲图可知,R和R0的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表测R两端的电压;
②当滑动变阻器接入的阻值最大时,电路总电阻最大,由欧姆定律可知电路中的电流最小,
由图乙可知,电路中的电流最小为I1=0.4A,此时滑动变阻器的功率为P1=3.2W,
由P=I2R可知滑动变阻器的最大阻值为:R=P1I12=3.2W(0.4A)2=20Ω,故②正确;
①当电路中的电流为0.4A时,由欧姆定律可知滑动变阻器两端的电压为:U1=I1R=0.4A×20Ω=8V,
由串联电路的电压特点可知电源电压为:U=U0+U1=I1R0+U1=0.4A×R0+8V;
由图乙可知,当电路中的电流为I2=0.6A时,滑动变阻器的功率为P2=3.6W,
由P=UI可知此时滑动变阻器两端的电压为:U2=P2I2=3.6W0.6A=6V,
由串联电路的电压特点可知电源电压为:U=U0′+U2=I2R0+U2=0.6A×R0+6V;
立即可得:R0=10Ω,U=12V,故①错误;
③由图乙可知滑动变阻器的最大功率为P2=3.6W,
由P=I2R可知此时滑动变阻器的电阻为:R2=P2I22=3.6W(0.6A)2=10Ω,故③错误;
(4)当滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω时,电路中只有R0,
则电路最大总功率为:P=U2R0=(12V)210Ω=14.4W,故④正确。
故选D。
【分析】②当滑动变阻器全部接入时阻值最大,此时电流最小,根据乙图确定此时变阻器的功率和对应的电流,然后根据P=I2R计算变阻器的最大阻值;
①根据图乙,利用变阻器两组对应的功率和电流,再结合串联电路的分压规律U总=U变+U0列出两个方程,联立计算电源电压和定值电阻R0的阻值即可;
③根据图乙确定变阻器的最大功率和对应电流,然后根据P=I2R计算此时变阻器的阻值;
④当变阻器的阻值为0时阻值最小,此时总功率最大,此时只有R0自己,根据P=U2R0计算即可。
11.【答案】振动;音色
【知识点】声音的产生;音调、响度与音色的区分
【解析】【解答】(1)发声的音叉放入水中溅出水花,说明声音是由于物体振动产生的;
(2)“闻其声而知其人”,说明不同的人声音的音色不同。
【分析】(1)根据声音产生的知识解答;
(2)声音的大小叫响度,声音的高低叫音调,声音的特点叫音色。
12.【答案】凸面镜;正立;虚像;增大了驾驶员的观察视野
【知识点】凸面镜和凹面镜
【解析】【解答】目前,汽车两侧的后视镜用的是凸面镜,物体通过该光学元件成正立、缩小的虚像,选用该光学元件的优势是:增大了驾驶员的观察视野。
【分析】根据凸面镜的特点和应用的知识分析解答。
13.【答案】30;90%
【知识点】速度公式及其应用;机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【解答】由图可知,n=3,则绳子自由端移动的距离s=3h=3×3m=9m
所用的时间t=sv=9m0.3m/s=30s
有用功W有=Gh=mgh=5.4×103kg×10N/kg×3m=1.62×105J
总功W总=Pt=6×103W×30s=1.8×105J
机械效率为η=W有W总×100%=1.62×105J1.8×105J×100%=90%
【分析】根据路程和速度的比值, 计算时间,根据重力和高度的好乘积计算有用功,利用拉力和距离的乘积,计算总功,有用功和总功的比值, 计算机械效率。
14.【答案】2000;4×105
【知识点】热机;压强的大小及其计算;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)飞轮转速3600r/min=3600r60s=60r/s,
每秒飞轮转动60转,内燃机经过30个工作循环,燃气对活塞做功30次;
内燃机每秒做功:W=Pt=6×104W×1s=6×104J,
单缸内燃机一个工作循环(活塞每次)燃气做功:W′=W30=6×104J30=2000J;
(2)燃气对活塞的平均压力:F=W's=2000J0.5m=4000N,
燃气对活塞的平均压强:p=FS=4000N100×10−4m2=4×105Pa。
【分析】(1)一个工作循环中,飞轮转动2圈,活塞往复2次,做功1次。根据飞轮转速计算每秒内做功次数,再根据W=Pt计算1s内做的功,最后用功除以次数即可。
(2)根据F=W's计算燃气对活塞的压力,再根据p=FS燃气对活塞的平均压强。
15.【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图
【解析】【解答】木块在竖直墙壁上保持静止状态,它受到的摩擦力与重力相互平衡,即二者大小相等,方向相反,即摩擦力竖直向上,大小为100N,作用在木块的重心上,如下图所示:
【分析】对木块进行受力分析,根据平衡力的知识计算木块受到的摩擦力大小,确定摩擦力的作用点,最后沿力的方向画一条带箭头的线段即可。
16.【答案】
【知识点】重力示意图;力臂的画法
【解析】【解答】①物体M的重力作用在它的重心上,方向竖直向下;
②通过B点将力F的作用线反向延长,再通过支点O作作用线的垂线,从支点到垂足之间的距离为动力臂L1,如下图所示:
【分析】①确定重力的三要素,然后沿力的方向画一条带箭头的线段即可;
②力臂是从杠杆的支点到力的作用线的垂直距离。
17.【答案】
【知识点】平面镜成像的相关作图;透镜的光路图
【解析】【解答】①与主轴平行的光,经过凹透镜后,折射光线的反向延长线通过入射光线同侧的虚焦点;
②通过平面镜中的入射点作垂直镜面的法线,再根据“反射角等于入射角”在法线右侧画出对应的反射光线,如下图所示:
【分析】根据凹透镜的特殊光线和光的反射定律分析解答。
18.【答案】(1)18
(2)排开液体的体积;液体密度
(3)1.1
(4)3×103
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】(1)根据甲图可知,弹簧测力计的分度值为2N,则物体A受到的重力为18N。
(2)①根据表格可知,第1、2、3、4次实验中,液体密度相同,物体排开液体的体积不同,那么得到:物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关;
②第3、5次实验中,物体排开液体的体积相同,液体密度不同,那么得到:物体所受浮力的大小与液体密度有关。
(3)物体浸没水中和浸没在盐水中时,排开液体的体积相等,即V水排=V盐排,
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可得:F水ρ水gg=F盐浮ρ盐g;
F水ρ水=F盐浮ρ盐;
18N−12N1×103kg/m3=18N−11.4Nρ盐;
解得:ρ盐=1.1×103kg/m3=1.1g/cm3。
(4)物体A的体积为:V=F水浮ρ水g=18N−12N1×103kg/m3×10N/kg=6×10−4m3;
由图乙可知,当弹簧测力计示数为0时,液体密度最大,
此时物体所受浮力为:F浮=GA=18N;
此时液体密度为:ρ液=F浮gV=18N10N/kg×6×10−4m3=3×103kg/m3。
【分析】(1)根据甲图确定测力计的分度值,根据指针位置读出物体A的重力;
(2)①根据表格数据分析实验1、2、3、4中哪个因素不同即可;
②根据表格数据分析实验3、5中哪个因素不同即可;
(3)物体浸没水中和浸没在盐水中时,排开液体的体积相等,即V水排=V盐排,代入阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算即可;
(4)根据浮力公式V=F水浮ρ水g计算出物体A的体积,由图乙可知,当弹簧测力计示数为0时,液体密度最大,此时物体所受浮力F浮=GA=18N,然后利用浮力公式ρ液=F浮gV计算出此时液体密度
19.【答案】(1)
(2)断开;A
(3)2.4
(4)2.4;左;2V
(5)A
(6)电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)当滑动变阻器的滑片向右移动时电流变大,则变阻器的阻值变小,即将右下角的接线柱B与开关右端相连,如下图所示:
(2)连接电路时开关应处于断开状态;变阻器的滑片在A端时阻值最大,则闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至A端。
(3)某次实验时,闭合开关,调节滑动变阻器,发现电压表的示数始终等于电源电压,电流表示数为零,则电路中的故障可能是电阻发生断路。
(4)①根据丙图可知,电压表选择量程0~3V,分度值为0.1V,则示数为2.4V;
②在探究电流与电阻关系的实验中,定值电阻和变阻器两端的电压保持不变,则二者电压的比值不变。根据串联电路电压与电阻成正比可知,当定值电阻阻值增大时,变阻器的阻值也要增大,即滑片向左滑动。根据丁图可知,电压表的示数为U=IR=0.1A×20Ω=2V。
(5)根据(4)中分析可知,要保持定值电阻的电压不变,要求定值电阻和变阻器接入的阻值要满足一定比例。当定值电阻阻值增大时,如果变阻器的最大阻值不能满足要求,就会导致电压表的示数偏大,故选A。
(6)根据丁图可知,通过导体的电流与电阻的变化图像为一条双曲线,那么得到:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【分析】(1)根据题目描述分析滑动变阻器的接线方法即可;
(2)连接电路中,为了避免电路时通时断造成短路,要求开关必须断开。闭合开关前,为了防止电路电流过大而烧毁用电器,要求变阻器的滑片调到阻值最大的位置。
(3)在探究电流与电阻关系的实验中,如果定值电阻发生断路,那么电压表串联在电路中,此时电压表测电源电压。由于电压表的内阻很大,因此电流表的示数几乎为零,据此分析解答。
(4)①根据丙图确定电压表的量程和分度值,然后根据指针的位置读出示数;
②探究电流与电阻的关系的实验中,电压表的示数要保持不变,则变阻器两端电压也保持不变,根据串联电路中电压与电阻成正比分析变阻器的阻值变化即可。
(5)根据串联电路的分压规律分析判断;
(6)根据图像的形状分析通过导体的电流与电阻的数量关系。
20.【答案】(1)解:由电热水壶的铭牌可知,额定功率P=1000W,额定电压U=220V,电热水壶电阻丝的电阻:R=U2P=(220V)21000W=48.4Ω;
答:电热水壶电阻丝的电阻为48.4Ω;
(2)解: 水的体积:V=1L=1×10−3m3,
水的质量:m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1×10−3m3=1kg,
水吸收的热量:Q吸=c水m(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(100℃−20℃)=3.36×105J,
电热水壶消耗的电能:W=Q吸η=3.36×105J80%=4.2×105J,
加热时间:t'=WP=4.2×105J1000W=420s;
答:把1L水从20℃加热到100℃需要420s;
(3)解:当电压为198V时,电热水壶的实际功率:P实=U实2R=(198V)248.4Ω=810W。
答:当电压为198V时,电热水壶的实际功率为810W。
【知识点】电功率的计算;电功与热量的综合计算
【解析】【分析】(1)根据公式 R=U2P 计算电热水壶的电阻;
(2)首先根据 m=ρ水V计算水的质量,再根据 Q吸=c水m(t−t0) 计算水吸收的热量,接下来根据 W=Q吸η计算电水壶消耗的电能,最后根据 t'=WP 计算加热时间。
(3)根据公式 P实=U实2R 计算电热水壶的实际效率。
21.【答案】(1)解:由根据物件的运动情况及图乙可知,物件在第30s时,物件刚好完全吊离水面。物件离开水面后,绳端的拉力F=20000N,有两股绳,所以物重G=2F=2×20000N=40000N
答:物体所受到的重力40000N;
(2)解:由根据物件的运动情况及图乙可知,物件在第20s时,其上表面刚好出水面,在第30s时,物件刚好完全吊离水面。图甲所示位置时,上表面到水面的距离h=νt1=0.1m/s×20s=2m
水对物件上表面的压强 p=ρgℎ=1.0×103kg/m3×10N/kg×2m=2×104Pa
物件的棱长 a=vt2=0.1m/s×(30s−20s)=1m
物件上表面的面积 S=a2=1m2
物件在图甲位置时,河水对其上表面的压力 F水=pS=2×104Pa×1m2=2×104N
答:图甲所示位置时,河水对物件上表面的压力 2×104N 。
【知识点】力与图象的结合;液体压强的计算;滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】 (1)、两段绳子承担重物,每段绳子承担重物的一半。
(2)、由图像可知水面到上表面的深度,根据公式 p=ρgℎ求得对上表面的压强,从图中看出物体的边长,求得底面积,根据公式
F水=pS求得对上表面的压力。
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