黑龙江省大庆外国语学校2022-2023学年九年级下学期第六次月考物理试卷
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这是一份黑龙江省大庆外国语学校2022-2023学年九年级下学期第六次月考物理试卷,共31页。试卷主要包含了单项选择题,填空题,作图题,实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。
一、单项选择题(10题,每题4分)
1.(4分)科学家和贡献不符合的是( )
A.卢瑟福通过α粒子的散射现象,提出原子的核式结构
B.法拉第提出“由磁生电”,发现了电磁感应定律
C.牛顿通过斜面实验,推断出物体如果不受外力作用将维持匀速直线运动的结论。首先提出“物体的运动并不需要力来维持”
D.莫尔斯使信息以电码的形式沿电线传送出去
2.(4分)下列情况不符合生活实际的是( )
A.人步行的速度1.1m/s
B.普通中学生跑百米成绩约15s
C.演奏中华人民共和国国歌时间约50s
D.眨一次眼睛时间大约1s左右
3.(4分)下列说法正确的是( )
A.二极管和三极管都是半导体材料,二极管能放大电信号
B.核潜艇、核电站都是利用核裂变,而太阳、原子弹、氢弹都是利用核聚变
C.军用雷达、倒车雷达、手机信号、北斗导航都应用了电磁波
D.低声细语、轻声慢语、声如洪钟、引吭高歌形容的都是响度
4.(4分)取两个相同的验电器A和B,使A带上负电荷,可以看到A的金属箔张开,B的金属箔闭合。用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来(如图所示),观察到A的金属箔张开的角度减小,B的金属箔由闭合变为张开。下列描述错误的是( )
A.金属杆是导体
B.两金属箔片能够张开是因为带上了同种电荷
C.实验中金属杆和金属球接触的一瞬间,B验电器中的金属箔带上了负电荷
D.实验中金属杆和金属球接触的一瞬间,金属杆中电流方向是自A流向B
5.(4分)课外活动时,小明和小华均在操场上沿直线跑道跑步训练,在某次训练中,他们通过的路程和时间变化图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.两人都做匀速直线运动
B.两人都不是做匀速直线运动
C.前2s内,小华跑的快
D.全程中,小华的平均速度大于小明的平均速度
6.(4分)如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块使其做直线运动,在相同水平面上两次拉动木块得到的s﹣t关系图象如图乙所示。第1、2两次弹簧测力计示数分别为F1、F2;速度分别为v1、v2;如果运动时间相同,拉力所做的功分别为W1、W2.下列判断正确的是( )
A.F1=F2;v1<v2;W1<W2B.F1<F2;v1<v2;W1<W2
C.F1>F2;v1>v2;W1>W2D.F1=F2;v1>v2;W1>W2
7.(4分)如图,工人沿斜面把一箱货物(重为G)从斜面底端缓慢匀速地拉进车厢,拉力恒为F,斜面高为h,斜面倾角为θ,用此斜面拉升货物的机械效率为η,则下列选项正确的是( )
A.总功为W总=GhB.η=
C.η=D.η=
8.(4分)如图所示,物体浸没在水中,工人用200N的拉力F在10s内将重为400N的物体匀速提升2m,物体没有露出水面,此时滑轮组的机械效率是80%,不计绳重和摩擦,g=10N/kg,则下列说法中正确的是( )
A.物体露出水面前,工人匀速提升重物时拉力的功率为40W
B.物体在水中受到的浮力为320N
C.物体的体积为8×10﹣3m3
D.物体露出水面后,此滑轮组提升该物体的机械效率将小于80%
9.(4分)如图所示,轻质弹簧的下端固定在容器底部,上端与物体A连接,现向容器内注水,当水的深度为h时,弹簧长度恰好为原长,此时物体A有的体积露出水面,已知物体A体积为V,容器内部底面积为S,水的密度为ρ水,下列计算结果正确的是( )
A.物体A受到的重力GA=ρ水gV
B.水对容器底部的压力F=ρ水ghS
C.物体A的密度为ρA=ρ水
D.若向容器中缓慢加水直到A浸没水中,则弹簧对A的拉力F′=ρ水gV
10.(4分)如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段距离,电压表V1、V2示数的变化量分别为ΔU1、ΔU2,电流表示数的变化量为ΔI,阻值相同的定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量分别为ΔP1、ΔP2.则下列判断正确的是( )
A.ΔP1+ΔP2=ΔI2(R1+R2)
B.|ΔU1|>|ΔU2|
C.||+||=R1+R2
D.|ΔU1|<|ΔU2|
二、填空题(18分,每空2分)
11.(6分)图甲中一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,看到棉花燃烧起来,这是通过 的方式使玻璃筒内空气的内能增加,温度升高。图乙是通过 的方式把试管里的水加热至沸腾。瓶口的白气是 现象。
12.(4分)由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫做 现象;用图中的 (选填“甲”或“乙”)实验可说明电动机的工作原理。
13.(6分)如图所示,圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,它们的底面积分别为0.02m2和0.01m2,容器甲中盛有0.2m高的水,容器乙中盛有0.3m高的酒精,此时水对容器甲底部的压强为 Pa.现分别从两容器中抽出质量均为m的水和酒精,使两容器中剩余的水和酒精对容器底部的压强相等,则两容器内剩余的水和酒精的高度之比为 ,m等于 kg.(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3)
14.(2分)用如图所示的电路图研究“电流与电阻的关系”,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V“,滑动变阻器的规格为“50Ω 0.5A“,电源电压3伏恒定不变。在AB间分别接入阻值不同的电阻R,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持2伏不变,读出电流表示数并记录。为了使实验结论更可靠,控制AB间电压2伏不变,再多测几组数据,AB间允许接入电阻R的取值范围是 欧。
三、作图题(6分,每题3分)
15.(3分)某剧组为拍摄节目需要,设计了如图所示的拉力装置来改变照明灯的高度,轻质杠杆ABO可绕O点转动,请在图中画出:
(1)杠杆所受拉力的力臂L1;
(2)杠杆所受阻力F2的示意图。
16.(3分)某花园,花草相间,景色宜人,为了保护花草、树木,防止人畜闯入花园,请利用节能小灯泡、电铃、电池组、开关各一个,以足够长的细导线,设计一个值班人员和看护花园的报警器,要求正常情况下,值班室内灯亮铃不响,有人畜闯入花园时,碰到栅栏后会拉断细导线,灯亮同时铃响,请在下面方框内画出你设计的电路图。
四、实验题(23分)
17.(10分)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,用完全相同的木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三个实验。
(1)将木块放在水平木板上,弹簧测力计必须沿 方向拉动,使木块做匀速直线运动,此时木块受到的滑动摩擦力 弹簧测力计的示数(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(2)甲、乙两个实验说明滑动摩擦力的大小与 有关;在甲实验中,若拉力增大为2N,则木块所受到的摩擦力 2N(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)比较乙、丙两图中的测力计示数,可得出结论: .利用此结论,如果要在拔河比赛中获胜,应该选用图中的 类型的鞋。
(4)比较甲、丁实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,小明得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关,他的结论是 (选填“正确”或“错误”)的。理由是 。
18.(13分)小玉同学在“探究电流与电压和电阻的关系”实验中,选用器材如下:电压为4.5V的电源,阻值为0~50Ω的滑动变阻器,电流表,电压表,开关,5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个,导线若干。
(1)连接电路时,开关应 。实验前,调节滑动变阻器的滑片使其阻值 。
(2)请用笔画线代替导线,将图甲的实验电路连接完整。
(3)试触时,小玉同学发现电流表无示数,电压表指针超过量程,则电路的故障可能是定值电阻 (填“短路”或“断路”)。
(4)在探究电流与电压的关系时:
①多次改变滑片的位置,测出了多组实验数据,记录表格如下。当电压表示数为2.8V时,电流表的示数如图乙所示为 A。
②分析表格中的实验数据得出结论:当电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成 比。
③不能用小灯泡代替定值电阻做上述实验,原因是小灯泡灯丝的电阻是随 的变化而改变的。
(5)在探究电流与电阻的关系时:
①保持定值电阻两端电压1.5V不变,将5Ω电阻换成10Ω电阻,需要将滑动变阻器滑片向 (填“A”或“B”)端滑动。
②将15Ω电阻换成30Ω电阻时,无论怎样移动滑片,都无法使电压表的示数达到1.5V,原因是滑动变阻器的最大阻值 (填“过大”或“过小”)。
(6)完成上述实验后,小玉想测量小灯泡的额定功率(额定电流为0.2A),她经过认真思考,设计了如图丙所示的电路,并计算出小灯泡的额定功率(R的阻值为5Ω,电源电压为4.5V)。
请你帮她补全下面的实验内容:
①闭合S、S1,断开S2,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为 A。
②闭合S、S2,断开S1,滑动变阻器滑片 (填“左移”“右移”或“不动”),读出电流表示数为0.3A。
③小灯泡的额定功率为P额= W。
五、计算题(13分,19题2+2+3,20题2+2+2)
19.(7分)小明家买了一台全自动豆浆机,其部分技术参数如下表,豆浆机的核心部件是机头,它的中间部位是一个带动刀片旋转的电动机,用来将原料粉碎打浆,外部是一个环状加热管(电热丝),用来对豆浆加热(如图甲是豆浆机的机械结构图).制作豆浆的过程是加热﹣打浆﹣加热﹣打浆﹣加热,加热和打浆交替进行。图乙是该豆浆机做好一次豆浆的P﹣t图象,请根据以上信息解答下列问题:
(1)豆浆机正常打浆时,通过电动机电流是多少?
(2)豆浆机正常工作时,加热管电阻丝的阻值是多少?
(3)豆浆机做好一次豆浆,消耗的总电能是多少?
20.(6分)如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车,其满载时的质量为600kg,车轮与沙滩接触的总面积为2000cm2.卡丁车满载时在水平沙滩上匀速直线运动,10min行驶6km,它的功率为23kW.(g=10N/kg)
(1)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时,它对沙滩的压强为多少帕?
(2)此次行驶中卡丁车的牵引力为多少牛?
(3)该卡丁车以汽油为燃料,若汽油完全燃烧产生热量的25%转化为卡丁车运动的机械能,则在这次行驶中需要燃烧多少千克的汽油?(q汽油=4.6×107J/kg)
2022-2023学年黑龙江省大庆外国语学校九年级(下)第六次
月考物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(10题,每题4分)
1.(4分)科学家和贡献不符合的是( )
A.卢瑟福通过α粒子的散射现象,提出原子的核式结构
B.法拉第提出“由磁生电”,发现了电磁感应定律
C.牛顿通过斜面实验,推断出物体如果不受外力作用将维持匀速直线运动的结论。首先提出“物体的运动并不需要力来维持”
D.莫尔斯使信息以电码的形式沿电线传送出去
【分析】伽利略最早提出“物体的运动并不需要力来维持”,并用斜面实验结合推理对这一观点进行了验证,推翻了亚里士多德的观点。
【解答】解:A、卢瑟福通过α粒子的散射现象,提出原子的核式结构,故A正确。
B、法拉第提出“由磁生电”,发现了电磁感应定律,故B正确。
C、首先提出“物体的运动并不需要力来维持”是伽利略,故C错误。
D、莫尔斯使信息以电码的形式沿电线传送出去,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查了物理学史,学好物理学史不仅是初中物理学习的要求,而且能增加我们对物理的学习兴趣,平时要注意物理学史的积累。
2.(4分)下列情况不符合生活实际的是( )
A.人步行的速度1.1m/s
B.普通中学生跑百米成绩约15s
C.演奏中华人民共和国国歌时间约50s
D.眨一次眼睛时间大约1s左右
【分析】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。
【解答】解:A、人步行的速度约为4km/h≈1.1m/s,故A符合生活实际;
B、普通中学生跑100m用时约15s,故B符合生活实际;
C、演奏中华人民共和国国歌时间约50s,故C符合生活实际;
D、人正常眨一次眼睛用时约0.1s,故D不符合生活实际。
故选:D。
【点评】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。
3.(4分)下列说法正确的是( )
A.二极管和三极管都是半导体材料,二极管能放大电信号
B.核潜艇、核电站都是利用核裂变,而太阳、原子弹、氢弹都是利用核聚变
C.军用雷达、倒车雷达、手机信号、北斗导航都应用了电磁波
D.低声细语、轻声慢语、声如洪钟、引吭高歌形容的都是响度
【分析】(1)半导体可以制作二极管,三极管;三极管能放大电信号;
(2)核能分为核裂变和核聚变两种,都是原子核发生变化时所释放的能量。前者主要应用于原子弹和核能发电,后者主要应用是氢弹;
(3)军用雷达、手机信号、北斗导航接受的是卫星发射的电磁波;倒车雷达是利用超声波的回声定位工作的;
(4)响度指声音的强弱或大小,与振幅有关。
【解答】解:A、二极管和三极管都是半导体材料,二极管具有单向导电性,故A错误;
B、核潜艇、核电站都是利用核裂变,原子弹是利用核裂变,太阳、氢弹是利用核聚变,故B错误;
C、汽车的倒车雷达是利用超声波回声定位工作的,故C错误;
D、低声细语、轻声慢语、声如洪钟、引吭高歌形容的都是声音的大小,即响度,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了学生对超声波、电磁波的传播和声音的特性的掌握,属于基础知识的考查,比较简单。平时多注意观察,将其知识活学活用。
4.(4分)取两个相同的验电器A和B,使A带上负电荷,可以看到A的金属箔张开,B的金属箔闭合。用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来(如图所示),观察到A的金属箔张开的角度减小,B的金属箔由闭合变为张开。下列描述错误的是( )
A.金属杆是导体
B.两金属箔片能够张开是因为带上了同种电荷
C.实验中金属杆和金属球接触的一瞬间,B验电器中的金属箔带上了负电荷
D.实验中金属杆和金属球接触的一瞬间,金属杆中电流方向是自A流向B
【分析】(1)善于导电的物体称为导体;
(2)验电器的原理是同种电荷相斥;
(3)据带正电或负电的实质分析即可判断;
(4)电流的方向与负电荷定向移动的方向相反;
【解答】解:A、据题意可知,该金属棒能导电,所以一定是导体,故A正确;
B、验电器的原理是同种电荷相斥,故两金属箔片能够张开是因为带上了同种电荷,故B正确;
C、原来A验电器带负电,即有多余电子,B验电器不带电,即不多电子,也不少电子,所以当用金属棒连接时,一部分电子会从A运动到B,故B验电器中的金属箔由于多电子而带上了负电荷,故C正确;
D、据C可知,电子的运动方向是A到B,由于电子是负电荷,所以电流的方向是由B到A,故D错误;
故选:D。
【点评】此题考查了导体、绝缘体的判断、验电器的原理、电流方向的判断等知识点,是一道综合题。
5.(4分)课外活动时,小明和小华均在操场上沿直线跑道跑步训练,在某次训练中,他们通过的路程和时间变化图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.两人都做匀速直线运动
B.两人都不是做匀速直线运动
C.前2s内,小华跑的快
D.全程中,小华的平均速度大于小明的平均速度
【分析】(1)做匀速直线运动时,路程与时间是成正比的,在图象上表现为一条直线;
(2)判断前2s内谁跑得快,我们可采取相同时间比较路程,谁在相同时间内运动的路程长,谁就跑得快;
(3)全程的平均速度等于全部路程处于所有的总时间。
【解答】解:A、由图象可知,小明的路程和时间关系图象是一条直线,表明路程和时间成正比,所以小明做的是匀速直线运动;而小华的路程和时间关系图象是一条曲线,表明路程和时间不成正比,所以小华做的不是匀速直线运动,故AB错误;
C、由图象可知,在前2s内,小华运动的距离比小明长,所以小华跑得较快,故C正确;
D、由图象可知,两人的全程是相等的,所用的时间都是8s,两人的平均速度相同,故D错误。
故选:C。
【点评】解答本题时,可采用控制变量的思想和比较的思想去进行分析,比较时要在相同条件下去进行比较。
6.(4分)如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块使其做直线运动,在相同水平面上两次拉动木块得到的s﹣t关系图象如图乙所示。第1、2两次弹簧测力计示数分别为F1、F2;速度分别为v1、v2;如果运动时间相同,拉力所做的功分别为W1、W2.下列判断正确的是( )
A.F1=F2;v1<v2;W1<W2B.F1<F2;v1<v2;W1<W2
C.F1>F2;v1>v2;W1>W2D.F1=F2;v1>v2;W1>W2
【分析】弹簧测力计拉动木块在水平面上匀速直线运动时,水平方向上木块受到拉力和滑动摩擦力作用,拉力和滑动摩擦力是一对平衡力;滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关;根据W=Fs判断功的大小。
【解答】解:
由图乙可知,木块两次都做匀速直线运动,同一木块放在同一水平面上,压力不变、接触面的粗糙程度不变,所以两次木块受到的滑动摩擦力相等,则两次对应的弹簧测力计示数相等,即F1=F2;
由图乙可知,相同时间内第1次木块运动的距离较小,则第1次木块的运动速度小于第2次木块的运动速度,即v1<v2;
由前面分析可知,两次木块受到的拉力相等,运动时间相同时第1次木块运动的距离较小,由W=Fs可知,第1次拉力所做的功较少,即W1<W2;
综上所述,BCD错误,A正确。
故选:A。
【点评】本题的关键是通过图象可以判断木块做匀速直线运动,匀速直线运动的物体受到平衡力作用,根据平衡力条件判断拉力和滑动摩擦力大小关系,根据W=Fs判断功的大小关系。
7.(4分)如图,工人沿斜面把一箱货物(重为G)从斜面底端缓慢匀速地拉进车厢,拉力恒为F,斜面高为h,斜面倾角为θ,用此斜面拉升货物的机械效率为η,则下列选项正确的是( )
A.总功为W总=GhB.η=
C.η=D.η=
【分析】根据W=Gh求出有用功;根据W=Fs求出总功;根据三角函数关系找出s、h、θ的关系,根据η=求出机械效率。
【解答】解:有用功:W有用=Gh;
总功:W总=Fs;
拉力沿直角三角形的斜边,重力沿竖直向下,因此由三角函数可知s、h、θ的关系为:h=sinθs;
机械效率:η===,故ABC错误,D正确。
故选:D。
【点评】此题主要考查的是学生对有用功、总功、机械效率计算公式的理解和掌握,关键会根据三角函数关系得出s、h、θ的关系。
8.(4分)如图所示,物体浸没在水中,工人用200N的拉力F在10s内将重为400N的物体匀速提升2m,物体没有露出水面,此时滑轮组的机械效率是80%,不计绳重和摩擦,g=10N/kg,则下列说法中正确的是( )
A.物体露出水面前,工人匀速提升重物时拉力的功率为40W
B.物体在水中受到的浮力为320N
C.物体的体积为8×10﹣3m3
D.物体露出水面后,此滑轮组提升该物体的机械效率将小于80%
【分析】(1)由图知,使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2,拉力端移动距离s=2h,知道时间利用速度公式求拉力端移动的速度,再利用P=Fv求拉力的功率;
(2)滑轮组的机械效率η====,据此求浮力大小;
(3)知道浮力,利用阿基米德原理的推导公式F浮=ρ水V排g求排开水的体积,物体浸没,物体的体积等于排开水的体积;
(4)增大滑轮组机械效率的方法:增大提升物重,减小摩擦、减小动滑轮重。
【解答】解:
A、由图知,n=2,拉力端移动的距离:s=2h=2×2m=4m,
拉力端移动的速度:v===0.4m/s,
拉力的功率:P=Fv=200N×0.4m/s=80W,故A错;
B、滑轮组的机械效率:
η======80%,
解得:F浮=80N,故B错;
C、由F浮=ρ水V排g得物体的体积:
V=V排===8×10﹣3m3,故C正确;
D、物体露出水面后,没有了浮力,相当于增加了提升物体的重,增大了有用功,不计绳重和摩擦,额外功不变,有用功和总功的比值变大,此滑轮组提升该物体的机械效率将大于80%,故D错。
故选:C。
【点评】本题为力学综合题,考查了速度公式、功率公式、阿基米德原理、机械效率公式的应用,计算滑轮组机械效率时注意W有用=(G﹣F浮)h,易错点!
9.(4分)如图所示,轻质弹簧的下端固定在容器底部,上端与物体A连接,现向容器内注水,当水的深度为h时,弹簧长度恰好为原长,此时物体A有的体积露出水面,已知物体A体积为V,容器内部底面积为S,水的密度为ρ水,下列计算结果正确的是( )
A.物体A受到的重力GA=ρ水gV
B.水对容器底部的压力F=ρ水ghS
C.物体A的密度为ρA=ρ水
D.若向容器中缓慢加水直到A浸没水中,则弹簧对A的拉力F′=ρ水gV
【分析】A、当A有的体积露出水面,弹簧为原长,说明此时物体漂浮在水面上,受到的浮力与重力相等,利用阿基米德原理求解;
B、知道水深,利用p=ρgh求水对容器底部的压强,再利用p=求水对容器底部的压力;
C、求出物体A的质量,利用密度公式求物体A的密度;
D、若向容器中缓慢加水直到A完全浸没,A受竖直向下的重力、竖直向下的拉力及浮力作用,据此求拉力。
【解答】解:
A、当A有的体积露出水面,即的体积浸入水中时,弹簧为原长,则说明此时物体漂浮在水面上,受到的浮力与重力相等,物体重力GA=F浮=ρ水gV排=ρ水gV=ρ水gV,故A错误;
B、水对容器底部的压强为p=ρ水gh,由p=得,水对容器底部的压力为F=pS=ρ水ghS,故B错误;
C、物体A的质量m===ρ水V,物体A的密度:ρA==ρ水,故C错误;
D、若向容器中缓慢加水直到A完全浸没,A受竖直向下的重力、竖直向下的拉力及浮力作用,所以F浮=G+F拉,则F拉=F浮﹣G=ρ水gV﹣ρ水gV=ρ水gV,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查重力公式、密度公式、阿基米德原理、物体漂浮条件的应用,本题难度较大,解题时一定要认真仔细。关键是能够正确进行受力分析。
10.(4分)如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段距离,电压表V1、V2示数的变化量分别为ΔU1、ΔU2,电流表示数的变化量为ΔI,阻值相同的定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量分别为ΔP1、ΔP2.则下列判断正确的是( )
A.ΔP1+ΔP2=ΔI2(R1+R2)
B.|ΔU1|>|ΔU2|
C.||+||=R1+R2
D.|ΔU1|<|ΔU2|
【分析】由电路图可知,R1与R0、R2串联,电压表V1测R0与R2两端的电压之和,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段距离,设出移动前后电路中的电流,根据欧姆定律表示出电压表V2示数的变化量,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电压表V1示数的变化量,然后结合R1、R2的阻值相同比较|ΔU1|、|ΔU2|的大小关系,进一步得出||+||与R1+R2的关系;
(2)根据P=I2R表示出定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量。
【解答】解:由电路图可知,R1与R0、R2串联,电压表V1测R0与R2两端的电压之和,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)将滑动变阻器的滑片P从中点向b端移动一段距离,设移动前后电路中的电流分别为I1、I2,
由I=可得,电压表V2示数的变化量:
ΔU2=U2﹣U2′=I1R2﹣I2R2=(I1﹣I2)R2=ΔIR2,则|ΔU2|=|ΔIR2|,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电压表V1示数的变化量:
ΔU1=U1﹣U1′=(U﹣I1R1)﹣(U﹣I2R1)=(I2﹣I1)R1=﹣ΔIR1,则|ΔU1|=|ΔIR1|,
因R1、R2的阻值相同,
所以,|ΔU1|=|ΔU2|,故BD错误;
由||=R1、||=R2可知,||+||=R1+R2,故C正确;
(2)定值电阻R1、R2消耗电功率的变化量分别为ΔP1、ΔP2,
则ΔP1+ΔP2=(﹣)(R1+R2)=(I1﹣I2)(I1+I2)(R1+R2)=ΔI(I1+I2)(R1+R2),故A错误。
故选:C。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,正确的表示出两电压表示数的变化量是关键。
二、填空题(18分,每空2分)
11.(6分)图甲中一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,看到棉花燃烧起来,这是通过 做功 的方式使玻璃筒内空气的内能增加,温度升高。图乙是通过 热传递 的方式把试管里的水加热至沸腾。瓶口的白气是 液化 现象。
【分析】改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程,而做功过程是能量的转化过程;物质由气态变成液态的过程叫液化。
【解答】解:图甲中,把活塞迅速压下去,看到棉花燃烧起来,这是通过压缩空气做功的方式使玻璃筒内空气的内能增加,温度升高。
图乙中火焰的热量传递给水,是通过热传递的方式把试管里的水加热至沸腾。
白气是水蒸气遇冷液化形成的。
故答案为:做功;热传递;液化。
【点评】本题主要考查了做功与热传递在改变物体内能方面的实际应用和液化现象,属基本的热学实验。
12.(4分)由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫做 电磁感应 现象;用图中的 甲 (选填“甲”或“乙”)实验可说明电动机的工作原理。
【分析】电动机的原理是通电导体在磁场中受力,通电是原因,受力运动是结果;发电机的原理是电磁感应现象,运动是原因,产生电流是结果。
【解答】解:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动会产生感应电流,这叫电磁感应现象;
甲图有电池,是研究通电导体在磁场中受力的装置;乙图没有电池,是研究电磁感应现象的装置。
故答案为:电磁感应;甲。
【点评】要记清两装置图的实验名称、典型应用,这是电与磁常考的知识点。
13.(6分)如图所示,圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,它们的底面积分别为0.02m2和0.01m2,容器甲中盛有0.2m高的水,容器乙中盛有0.3m高的酒精,此时水对容器甲底部的压强为 2000 Pa.现分别从两容器中抽出质量均为m的水和酒精,使两容器中剩余的水和酒精对容器底部的压强相等,则两容器内剩余的水和酒精的高度之比为 4:5 ,m等于 0.8 kg.(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3)
【分析】(1)已知水的深度,根据公式p水=ρ水gh水 可求甲容器中水对容器底部的压强;
(2)使两容器中剩余的水和酒精对容器底部的压强相等,利用p=ρgh即可得出高度之比;
(3)因为容器形状规则,液体对容器底部的压力等于自身的重力,当p水=p酒精时,由公式p=列出一个压强的等式求出抽出液体的质量。
【解答】解:
(1)p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;
(2)∵p水=p酒精,
∴由p=ρgh得:ρ水gh水=ρ酒精gh酒精,
∴h水:h酒精=ρ酒精:ρ水=0.8×103kg/m3:1.0×103kg/m3=4:5。
(3)∵ρ=,
∴m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.2m×0.02m2=4kg,
m酒精=ρ酒精V酒精=0.8×103kg/m3×0.3m×0.01m2=2.4kg,
设抽出液体的质量为Δm,
则甲抽出水后剩余水对容器甲底部的压力F水=G水﹣Δmg=m水g﹣Δmg,
乙抽出酒精水后剩余酒精对容器乙底部的压力F酒精=G酒精﹣Δmg=m酒精g﹣Δmg,
∵甲和乙放在水平桌面上是圆柱形容器,
∴则甲抽出水后剩余水对容器甲底部的压强:
p水==,
乙抽出酒精水后剩余酒精对容器乙底部的压强:
p酒精==,
∵p水=p酒精
∴=
∴=
解得:m=0.8kg。
故答案为:2000;4:5;0.8。
【点评】本题考查液体压强和密度公式的应用,难点是根据压强关系求出抽取液体的质量,关键是知道容器形状规则,液体对容器底部的压力等于自身的重力。
14.(2分)用如图所示的电路图研究“电流与电阻的关系”,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~3V“,滑动变阻器的规格为“50Ω 0.5A“,电源电压3伏恒定不变。在AB间分别接入阻值不同的电阻R,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持2伏不变,读出电流表示数并记录。为了使实验结论更可靠,控制AB间电压2伏不变,再多测几组数据,AB间允许接入电阻R的取值范围是 4~100 欧。
【分析】电路中电流最大时定值电阻和滑动变阻器接入电路中的电阻都最小,根据欧姆定律求出电路中的定值电阻的最小值;
滑动变阻器的最大电阻为50Ω,当滑动变阻器的电阻最大时,定值电阻阻值也最大,根据串联分压原理算出定值电阻的最大值。
【解答】解:因电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,所以,为了保证电路的安全,电路中的最大电流为0.5A,此时定值电阻和滑动变阻器接入电路中的电阻都最小,根据欧姆定律可知,此时电路中的定值电阻最小为:R小===4Ω;
根据控制变量法,在探究电流与电阻的关系实验中,应控制定值电阻两端电压UV=2V不变,根据串联电路电压规律,变阻器两端电压为U滑=U﹣UV=3V﹣2V=1V,定值电阻两端电压是变阻器两端电压的2倍;因为滑动变阻器的最大电阻为50Ω,当滑动变阻器的电阻最大时,定值电阻阻值也最大;根据串联分压原理,定值电阻阻值为R大=2R滑大=2×50Ω=100Ω。
故AB间允许接入电阻R的取值范围是4~100Ω。
故答案为:4~100。
【点评】本题探究电流与电阻关系的实验,考查了数据分析和定值电阻的取值范围,其中定值电阻的取值范围有一定的难度,是一道难题。
三、作图题(6分,每题3分)
15.(3分)某剧组为拍摄节目需要,设计了如图所示的拉力装置来改变照明灯的高度,轻质杠杆ABO可绕O点转动,请在图中画出:
(1)杠杆所受拉力的力臂L1;
(2)杠杆所受阻力F2的示意图。
【分析】先确定动力作用点(即B点),然后过动力作用点表示动力的方向(即竖直向上);已知支点和动力的方向,过支点作力的作用线的垂线段(即力臂)。
【解答】解:过A点作竖直向下的力,即阻力F2;过支点O作垂直于动力作用线的垂线段,即动力臂L1。如图所示
【点评】此题的关键是掌握杠杆五要素,然后根据杠杆的五要素作出相应的作用力或力臂,并且作图要求规范。
16.(3分)某花园,花草相间,景色宜人,为了保护花草、树木,防止人畜闯入花园,请利用节能小灯泡、电铃、电池组、开关各一个,以足够长的细导线,设计一个值班人员和看护花园的报警器,要求正常情况下,值班室内灯亮铃不响,有人畜闯入花园时,碰到栅栏后会拉断细导线,灯亮同时铃响,请在下面方框内画出你设计的电路图。
【分析】无论导线是否断开,电灯都会发光,导线断开后,铃响灯亮,所以导线与电铃并联后,与灯泡串联连接。
【解答】解:用导线将电源、开关、灯泡以及电铃串联连接,然后用导线与电铃并联,如图所示:
【点评】会分析串并联电路,会根据要求设计出正确的电路。
四、实验题(23分)
17.(10分)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,用完全相同的木块分别做了如图所示的甲、乙、丙三个实验。
(1)将木块放在水平木板上,弹簧测力计必须沿 水平 方向拉动,使木块做匀速直线运动,此时木块受到的滑动摩擦力 等于 弹簧测力计的示数(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(2)甲、乙两个实验说明滑动摩擦力的大小与 压力的大小 有关;在甲实验中,若拉力增大为2N,则木块所受到的摩擦力 小于 2N(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)比较乙、丙两图中的测力计示数,可得出结论: 压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 .利用此结论,如果要在拔河比赛中获胜,应该选用图中的 A 类型的鞋。
(4)比较甲、丁实验,发现甲实验弹簧测力计的示数大于丁实验弹簧测力计的示数,小明得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关,他的结论是 错误 (选填“正确”或“错误”)的。理由是 没有控制压力大小相同 。
【分析】(1)弹簧测力计拉动物体时,弹簧测力计显示拉力大小,要使滑动摩擦力大小等于拉力大小,要保持物体进行匀速直线运动;
(2)(3)滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,跟接触面积大小无关。当接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。当压力大小一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(4)根据控制变量法的要求分析答题。
【解答】解:(1)弹簧测力计拉动木块时,弹簧测力计显示拉力大小,木块水平方向上受到水平向左的滑动摩擦力和水平向右的拉力,木块进行匀速直线运动时,这两个力是一对平衡力,大小相等,所以其目的是使滑动摩擦力等于弹簧测力计示数;
(2)甲、乙两图接触面粗糙程度相同,压力不同、弹簧测力计的示数不同,滑动摩擦力大小不相同,可探究滑动摩擦力大小跟压力大小的关系。在甲实验中,由弹簧测力计的示数可知滑动摩擦力为1.5N,若拉力增大为2N,根据滑动摩擦力与压力大小和接触面粗糙程度有关,则木块所受到的摩擦力还是1.5N,小于2N;
(3)比较乙、丙两图中的测力计示数,压力相同,接触面粗糙程度不同,丙表面粗糙程度较大,丙弹簧测力计的示数大于乙实验中弹簧测力计的示数,所以丙的滑动摩擦力更大,由此可以得出结论:压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。利用此结论,如果要在拔河比赛中获胜应选用鞋底有较深花纹的A鞋;
(4)观察实验,比较甲图和丁图所示实验可知,作用在物体表面的压力不同,接触面的面积不同,摩擦力不同,这个结论是错误的,没有控制压力大小相同。
故答案为:(1)水平;等于;(2)压力的大小;小于;(3)压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;A;(4)错误;没有控制压力大小相同。
【点评】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。
18.(13分)小玉同学在“探究电流与电压和电阻的关系”实验中,选用器材如下:电压为4.5V的电源,阻值为0~50Ω的滑动变阻器,电流表,电压表,开关,5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各一个,导线若干。
(1)连接电路时,开关应 断开 。实验前,调节滑动变阻器的滑片使其阻值 最大 。
(2)请用笔画线代替导线,将图甲的实验电路连接完整。
(3)试触时,小玉同学发现电流表无示数,电压表指针超过量程,则电路的故障可能是定值电阻 断路 (填“短路”或“断路”)。
(4)在探究电流与电压的关系时:
①多次改变滑片的位置,测出了多组实验数据,记录表格如下。当电压表示数为2.8V时,电流表的示数如图乙所示为 0.28 A。
②分析表格中的实验数据得出结论:当电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成 正 比。
③不能用小灯泡代替定值电阻做上述实验,原因是小灯泡灯丝的电阻是随 温度 的变化而改变的。
(5)在探究电流与电阻的关系时:
①保持定值电阻两端电压1.5V不变,将5Ω电阻换成10Ω电阻,需要将滑动变阻器滑片向 B (填“A”或“B”)端滑动。
②将15Ω电阻换成30Ω电阻时,无论怎样移动滑片,都无法使电压表的示数达到1.5V,原因是滑动变阻器的最大阻值 过小 (填“过大”或“过小”)。
(6)完成上述实验后,小玉想测量小灯泡的额定功率(额定电流为0.2A),她经过认真思考,设计了如图丙所示的电路,并计算出小灯泡的额定功率(R的阻值为5Ω,电源电压为4.5V)。
请你帮她补全下面的实验内容:
①闭合S、S1,断开S2,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为 0.2 A。
②闭合S、S2,断开S1,滑动变阻器滑片 不动 (填“左移”“右移”或“不动”),读出电流表示数为0.3A。
③小灯泡的额定功率为P额= 0.5 W。
【分析】(1)连接电路时,开关应断开;实验前,调节滑动变阻器的滑片使其阻值最大。
(2)本实验中,电压表应与定值电阻并联;
(3)电流表无示数,电路可能发生了断路,再根据电压表指针超过量程分析故障的原因;
(4)①由图乙,根据电流表量程和分度值读出其的示数;②分析表中数据可得出绪论;③探究电流与电压的关系时要保护电阻不变,由此分析解答;
(5)①保持定值电阻两端电压不变,将5Ω电阻换成10Ω电阻,根据电路特点分析变阻器滑片的移动方向;
②根据串联电路电压的规律和分压原理,求出变阻器连入电路中的阻值大小,并与题中变阻器的最大阻值作比较;
(6)由图丙知,没有电压表,根据串联电路特点和欧姆定律计算出灯泡正常发光时变阻器连入电路的阻值,从而得到其额定电压,由P=UI计算出灯泡功率。
【解答】解:(1)连接电路时,为保护电路,开关应断开,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处。
(2)“探究电流与电压和电阻的关系”实验中,电压表应与定值电阻并联,由此连接实物如图所示:
(3)试触时,电流表无示数,电路可能发生了断路,电压表指针超过量程,说明电压表两接线柱到电源间是通路,所以电路的故障可能是定值电阻断路;
(4)①由图乙知,电流表使用0﹣0.6A量程,分度值0.02A,示数为0.28A;
②由表中数据知,定值电阻两端电压与通过它的电流的比值为定值,所以可得结论:当电阻一定时,导体中的电流与导体两端电压成正比;
③探究电流与电压的关系时要保持电阻不变,不能用小灯泡代替定值电阻做上述实验,原因是小灯泡电压越大时,电流也越大,功率越大,温度越高,而灯丝的电阻是随温度的变化而改变的;
(5)①将5Ω电阻换成10Ω电阻时,串联电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中电流变小,滑动变阻器分得的电压变小,电阻分得的电压增大,所以应调节滑片向B端移动,增大滑动变阻器接入电路的电阻,使电压表的示数仍为1.5V;
②因电压表示数为1.5V,根据串联电路电压的特点,变阻器分得的电压为4.5V﹣1.5V=3V,变阻器分得电压是电阻电压的=2倍,当小明将30Ω的电阻接入电路后,为保持电压不变,根据分压原理,变阻器连入电路中的阻值为2×30Ω=60Ω,而题中变阻器的最大阻值为50Ω,所以滑动变阻器连入电路 中的电阻最大,也不能使电压表示数为1.5V;
(6)小灯泡的额定电流为0.2A,R的阻值为5Ω,电源电压为4.5V。
实验步骤:
①闭合S、S1,断开S2,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为0.2A,此时灯泡正常发光。
②闭合S、S2,断开S1,滑动变阻器滑片不动,读出电流表示数为0.3A。
③由步骤②知,变阻器与R串联在电路中,R的两端电压UR=IR=0.3A×5Ω=1.5V,
则变阻器两端电压:U滑=U﹣UR=4.5V﹣1.5V=3V,
所以变阻器此时连入电路的阻值:R滑===10Ω,
则在步骤①中滑动变阻器两端电压:U滑′=I额R滑=0.2A×10Ω=2V,
则灯泡的额定电压:U额=U﹣U滑′=4.5V﹣2V=2.5V,
所以小灯泡的额定功率为P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W。
故答案为:(1)断开;最大;(2)见上图;(3)断路;(4)①0.28;②正;③温度;(5)①B;②过小;(6)①0.2;②不动;③0.5。
【点评】本题是探究电流与电压和电阻的关系实验,考查了电路连接、实验注意事项、电路故障判断,实验操作等,还考查了特殊方法测灯泡功率,关键是根据电路特点得到灯泡的额定电压。本题考查内容多,综合性强,有一定难度。
五、计算题(13分,19题2+2+3,20题2+2+2)
19.(7分)小明家买了一台全自动豆浆机,其部分技术参数如下表,豆浆机的核心部件是机头,它的中间部位是一个带动刀片旋转的电动机,用来将原料粉碎打浆,外部是一个环状加热管(电热丝),用来对豆浆加热(如图甲是豆浆机的机械结构图).制作豆浆的过程是加热﹣打浆﹣加热﹣打浆﹣加热,加热和打浆交替进行。图乙是该豆浆机做好一次豆浆的P﹣t图象,请根据以上信息解答下列问题:
(1)豆浆机正常打浆时,通过电动机电流是多少?
(2)豆浆机正常工作时,加热管电阻丝的阻值是多少?
(3)豆浆机做好一次豆浆,消耗的总电能是多少?
【分析】(1)豆浆机正常打浆时的功率和额定功率相等,根据P=UI求出电流;
(2)根据P=求出豆浆机正常加热时电热管的电阻;
(3)由乙图可知,加热时间和电动机工作的时间,根据W=Pt求出各自消耗的电能,两者之和即为豆浆机正常工作做一次豆浆总共消耗的电能。
【解答】解:(1)由P=UI可得,豆浆机正常打浆时的电流:
I1===0.5A;
(2)由P=可得,豆浆机正常加热时电热管的电阻:
R===40Ω;
(3)由乙图可知:加热时间t1=9min=540s,电动机工作时间t2=2min=120s,
加热消耗的电能:
W1=P1t1=1210W×540s=6.534×105J,
电动机工作消耗的电能:
W2=P2t2=110W×120s=1.32×104J,
豆浆机正常工作做一次豆浆总共消耗的电能:
W=W1+W2=6.534×105J+1.32×104J=6.666×105J。
答:(1)豆浆机正常加热时的电流是0.5A;
(2)豆浆机正常加热时电热管的电阻是40Ω;
(3)豆浆机正常工作做一次豆浆,总共消耗的电能是6.666×105J。
【点评】本题考查了电功率公式和欧姆定律,电功公式的灵活应用,关键是从乙图中读出加热时间和电动机工作的时间。
20.(6分)如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车,其满载时的质量为600kg,车轮与沙滩接触的总面积为2000cm2.卡丁车满载时在水平沙滩上匀速直线运动,10min行驶6km,它的功率为23kW.(g=10N/kg)
(1)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时,它对沙滩的压强为多少帕?
(2)此次行驶中卡丁车的牵引力为多少牛?
(3)该卡丁车以汽油为燃料,若汽油完全燃烧产生热量的25%转化为卡丁车运动的机械能,则在这次行驶中需要燃烧多少千克的汽油?(q汽油=4.6×107J/kg)
【分析】(1)知道卡丁车满载时的质量,利用G=mg求其重力大小,卡丁车满载时对地面的压力大小等于其重力,知道受力面积,利用p=求卡丁车满载时对地面的压强;
(2)求出卡丁车的行驶速度,利用P=Fv求此次行驶中卡丁车的牵引力大小;
(3)利用W=Pt求牵引力做的功,即汽油完全燃烧产生热量转化的机械能,根据η=求完全燃烧汽油放出的热量,再利用Q放=mq求完全燃烧汽油的质量。
【解答】解:
(1)卡丁车满载时的重力大小:
G=mg=600kg×10N/kg=6000N,
卡丁车满载时对地面的压力大小:
F=G=6000N,
受力面积S=2000cm2=0.2m2,
卡丁车满载时对地面的压强:
p===3×104Pa;
(2)卡丁车的行驶速度:
v===10m/s,
由P=Fv得牵引力大小:
F===2300N;
(3)牵引力做的功:
W=Pt=23000W×600s=1.38×107J,
由η=得完全燃烧汽油放出的热量:
Q放===5.52×107J,
由Q放=mq得完全燃烧汽油的质量:
m===1.2kg。
答:(1)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时,它对沙滩的压强为3×104Pa;
(2)此次行驶中卡丁车的牵引力大小为2300N;
(3)在这次行驶中需要燃烧1.2千克的汽油。
【点评】本题为力学和热学综合题,要求灵活应用相关公式,要利用好推导公式P===Fv,计算时注意单位统一。实验组次
1
2
3
电阻R/欧
5
10
20
电流I/安
0.4
0.2
0.1
电压U/V
1.0
1.4
2.0
2.4
2.8
电流I/A
0.1
0.14
0.20
0.24
型号
SYL﹣624
额定电压
220V
频率
50Hz
电动机功率
110W
加热功率
1210W
容量
1000mL
实验组次
1
2
3
电阻R/欧
5
10
20
电流I/安
0.4
0.2
0.1
电压U/V
1.0
1.4
2.0
2.4
2.8
电流I/A
0.1
0.14
0.20
0.24
型号
SYL﹣624
额定电压
220V
频率
50Hz
电动机功率
110W
加热功率
1210W
容量
1000mL
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