2024年中考物理第三次模拟考试(全国卷)(解析版)
展开注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本大题共12小题,共27分。1-9小题是单选题,每题2分;10-12小题是多选题,每题3分,答对但不全的,得2分,选错不得分)
1.下列数据中,最接近生活实际的是( )。
A.人步行的速度约为1.1m/s
B.一瓶普通矿泉水的质量约为50g
C.小汽车内的汽油机效率可以达到95%
D.一台家用空调正常工作时功率约为400W
【答案】A。
【解析】A、人步行的速度约为1.1m/s,符合实际;故A正确;
B、一瓶普通矿泉水的质量约为500g;故B错误;
C、汽车内的汽油机效率在30%左右;故C错误;
D、家用空调正常工作时功率约1000W以上;故D错误;
故选:A。
2.关于声现象,下列说法错误的是( )。
A.图甲可以说明真空不能传声
B.图乙中塑料尺伸出桌面的长度越长,振动时,音调越高
C.图丙可以探究响度与振幅的关系
D.图丁的倒车雷达利用了声能够传递信息
【答案】B。
【解析】A、声音的传播需要介质,随着向外抽出空气的进行,钟罩内的空气越来越少,所以听到的声音会越来越小,可以推理得出真空不能传声,故A正确;
B、乙实验说明声音的音调与频率有关,塑料尺伸出桌面的长度越长,振动越慢,音调越低,故B错误;
C、响度指声音的强弱或大小,与振幅和距离有关;乙图中可以改变敲击音叉的力度,通过观察乒乓球被弹起的幅度,同时听声音的大小,可以探究“响度与振幅的关系”,故C正确;
D、图丁汽车上的倒车雷达,属于利用声音传递信息,故D正确。故选:B。
3.2015年5月l9日,中国羽毛球队在苏迪曼杯世界羽毛球混合团体赛决赛中实现六连冠,为国争得了荣誉。有关羽毛球运动,下列说法正确的是( )。
A.运动员的鞋底有花纹是为了减少摩擦
B.球对球拍的作用力大于球拍对球的作用力
C.羽毛球上升到最高点时受力不平衡
D.羽毛球在空中运动是因为受到惯性的作用
【答案】C。
【解析】A、运动员的鞋底有花纹是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。故A错误;
B、球对球拍的作用力与球拍对球的作用力是一对相互作用力,大小相等。故B错误;
C、羽毛球上升到最高点时,只受重力作用,因此受力不平衡。故C正确;
D、羽毛球在空中运动是因为羽毛球具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性的作用。故D错误。
故选:C。
4.寒冷的冬天,北方的室外总有很多神奇的现象,如图所示,小何发现刚产生的肥皂泡在室外会迅速结冰,掉落在地上如同散落的玻璃球,非常美丽。下列冬天室外现象与此包含的物态变化相同的是( )。
A.树枝上凝结的雾凇 B.室外冻住的衣服变干
C.流动的河水被冻住 D.路边草叶上的露珠
【答案】C。
【解析】肥皂泡在室外会迅速结冰,物质由液态变为固态,属于凝固现象;
A、雾凇是空气中温度较高的水蒸气遇到冷的树枝形成的小冰晶,属于凝华现象,故A不符合题意;
B、室外冰冻的衣服变干,冰由固态直接变成了气态,属于升华现象,故B不符合题意;
C、流动的河水被冻住,水由液态变为固态,属于凝固现象,故C符合题意;
D、露珠是空气中的水蒸气遇冷形成的小水滴,附着在植被表面,属于液化现象,故D不符合题意。
故选:C。
5.利用下列器材,不能完成的实验是( )。
A.探究压力作用效果与受力面积的关系
B.研究液体压强与液体密度的关系
C.证明大气压强的存在
D.准确测出大气压强的值
【答案】B。
【解析】A、把金属块分别平放、侧放和竖直放置在海绵上,可以验证在压力一定时,压力的作用效果与受力面积之间的关系,故能够完成实验,不符合题意;
B、液体压强的大小与液体的深度和密度有关,研究液体压强与液体密度的关系时应该控制液体深度相同,使液体密度不同,但图中只有一种液体,故不能够完成实验,符合题意;
C、用力压两个吸盘,将空气排出,向两端用力拉拉手,大气压将吸盘压到一起,很难拉开,可以证明大气压的存在,故能够完成实验,不符合题意;
D、利用一根玻璃管测出了大气压所能支持的水银柱的高度,是76cm=760mm,水银柱的上方为真空,所以当时大气压等于76cm即760mm水银柱产生的压强,这也就是后来规定的1个标准大气压的大小,故能够完成实验,不符合题意。故选:B。
6.如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S后,滑动变阻器滑片P自a端向b端移动的过程中,下列判断正确的是( )。
A.电压表V1的示数变大
B.电流表A的示数变小
C.电压表V1的示数与电流表A的示数之比变小
D.电压表V2的示数与电压表V1的示数之差变小
【答案】C。
【解析】B.由电路图可知,闭合开关S后,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测R2两端的电压,电压表V2测电源两端的电压;因电源的电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表V2的示数不变,滑动变阻器滑片P自a端向b端移动的过程中,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,即电流表A的示数变大,故B错误;
A.由U=IR可知,R1两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R2两端的电压变小,即电压表V1的示数变小,故A错误;
D.因电压表V2的示数与电压表V1的示数之差等于R1两端的电压,所以,电压表V2与电压表V1之差变大,故D错误;
C.由电压表V1的示数变小、电流表A的示数变大可知,其比值变小,故C正确。故选C。
7.电视节目《舌尖上的中国2》中推出了扬州烫干丝:大白干切成细丝,反复洗烫,去尽豆腥味,浇上精制卤汁及芝麻油,佐以姜丝、虾米而成.下列有关烫干丝的说法中错误的是( )。
A.用热水洗烫干丝时通过热传递的方式增加了干丝的内能
B.切成细丝的干丝“藕断丝连”是由于分子间存在斥力
C.烫干丝香味四射说明分子在永不停息地做无规则运动
D.烫干丝的温度越高越能入味说明分子运动快慢与温度有关
【答案】B。
【解析】A.改变物体的内能的方法有做功和热传递,用热水洗烫干丝时通过热传递的方式增加了干丝的内能,正确,不符合题意;
B.分子是肉眼看不见的,只能利用电子显微镜来观看,切成细丝的干丝“藕断丝连”不是分子,错,符合题意;
C.烫干丝香味四射说明分子在永不停息地做无规则运动,正确,不符合题意;
D.烫干丝的温度越高越能入味说明分子运动快慢与温度有关,这是分子的热运动.正确,不符合题意。
故选B。
8.家庭电路中有时出现这样的现象,原来各用电器都在正常工作,当把手机充电器的插头插入插座时,家用所有的用电器都停止了工作,其原因可能是( )。
A.这个插座的火线和零线原来就相接触形成了短路
B.插头插入这个插座时,导致火线和零线相接触形成了短路
C.插头与这个插座接触不良形成了断路
D.同时工作的用电器过多,导致干路电流过大,保险开关跳闸
【答案】B。
【解析】A.若是插座处原来有短路,则在没有插入手机充电器之前,电路就已经出现了短路,室内用电器不会正常工作,故A错误;
B.若是插头插入这个插座时,导致火线和零线相接触形成了短路,室内所有的用电器全部停止了工作,若不及时断电会发生火灾,故B正确;
C.若是用电器的插头与插座断路状态,则用电器不工作,不会影响室内其它用电器,故C错误;
D.手机充电器的功率很小,使用后不会导致干路中总电流过大、保险开关跳闸,故D错误。
9.底面积为100cm2的平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上。现将体积为500cm3,重为3N的木块A轻放入容器内的水中,静止时如图甲,若将一重为6N的物体B用细绳系于A的下方,使其恰好浸没在水中,如图乙(水未溢出),不计绳重及其体积。则下列说法正确的( )。
A.物体B的体积为900cm3
B.物体B的密度为1.2×103kg/m3
C.从甲到乙,容器对桌面的压强增加600Pa
D.绳子受到的拉力为4N
【答案】C。
【解析】A、因为A漂浮在水中,所以F浮=GA=3N,
根据F浮=ρ水gV排得V排=F浮ρ水g=3N1.0×103kg/m3×10N/kg=3×10﹣4m3
图A、B共同悬浮:F浮A+F浮B=GA+GB
公式展开:ρ水g(VA+VB)=GA+GB
VA+VB=GA+GBρ水g=3N+6N1.0×103kg/m3×10N/kg=9×10﹣4m3
其中VA=500cm3=5×10﹣4m3,
故VB=4×10﹣4m3,故A错误;
B、B的质量为:mB=GBg=6N10N/kg=0.6kg;
B的密度为:ρB=mBVB=0.6kg4×10−4m3=1.5×103kg/m3;故B错误;
C、容器对桌面的压力增加量△F=GB=6N,
容器对桌面增加的压强△p=△FS=6N1×10−2m2=600Pa;故C正确;
D、A受到的浮力F浮A=ρ水gVA排=ρ水gVA=1×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣4m3=5N,
对A进行受力分析,A在向上的浮力、向下的重力和向下的拉力下保持静止,
故绳子受到的拉力F=F浮A﹣GA=5N﹣3N=2N,故D错误。故选:C。
10.如图为直流电动机的基本构造示意图。下列相关的分析中正确的是( )。
A.电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的
B.电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能
C.同时改变电流方向和磁场方向可以改变线圈转动方向
D.线圈能连续转动是靠A、B两个电刷来实现的
【答案】AD。
【解析】A.电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的,故A正确;
B.电动机工作过程中,消耗的电能只有部分转化为机械能,还有发热发声等能量耗散,故B错误;
C.同时改变电流方向和磁场方向时,线圈转动方向不变,故C错误;
D.线圈能连续转动是靠A、B两个电刷来实现的,每当线圈刚转过平衡位置时,换向器自动改变线圈中电流的方向,使线圈连续不停地转动下去,故D正确。故选AD。
11.一名游客蹦极时下落过程的v﹣t图象(忽略空气阻力)如图所示。已知t1时,弹性绳处于自然伸直状态;t3时,游客达到最低点。则下列说法正确的是( )。
A.在 0﹣t1时间段内,弹性绳的弹力等于游客所受重力
B.在 t1﹣t2时间段内,弹性绳弹性势能逐渐增加
C.在 t2﹣t3时间段内,重力不做功
D.在 t3时,弹性绳弹性势能最大
【答案】BD。
【解析】A、由题意可知,t1时,弹性绳处于自然伸直状态,在0﹣t1时间段内,弹性绳没有发生形变,没有弹力,故此时弹力不等于重力,故A错误;
B、在 t1﹣t2时间段内,弹性绳的伸长量变大,则弹性绳的弹性势能变大,故B正确;
C、在 t2﹣t3时间段内,游客是向下运动的,在重力的方向上通过了距离,所以重力做了功,故C错误;
D、在 t3时,游客的速度为0,此时游客到达最低点,此时弹性绳的伸长量是最大的,弹性势能是最大的,故D正确。
故选:BD。
12.图甲是小灯泡的电流﹣电压图象。将此灯泡L与滑动变阻器R串联在电压为4.5V的电路中(如图乙),闭合开关,移动滑片P,当电流表的示数为0.3A时,( )。
A.小灯泡的功率为0.6W
B.电路消耗的总功率为1.35W
C.滑动变阻器R接入电路中的电阻为15Ω
D.10s内滑动变阻器R产生的热量为6J
【答案】BD。
【解析】A、当电流表的示数为0.3A时,由甲图知,对应灯的电压为2.5V,灯的功率:
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W时,故A错误;
B、电源电压为4.5V,当通过的电流为0.3A时,
电路消耗的总功率:P总=U总I=4.5V×0.3A=1.35W,故B正确;
C、根据图甲可知,灯泡L两端的电压为2.5V,通过灯泡的电流为I=0.3A,即流表的示数为0.3A,根据串联电路电压的规律,变阻器两端的电压:U滑=U﹣UL=4.5V﹣2.5V=2V,
由I=可得,滑动变阻器R接入电路中的电阻:R滑==≈6.7Ω,故C错误;
D、变阻器R在10s产生的热量:Q=W滑=U滑It=2V×0.3A×10s=6J,故D正确。故选:BD。
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空与作图题(本大题共10小题,每空1分,作图题每题2分,共22分)
13.2020年6月23日我国北斗三号最后一颗全球组网卫是成功发射。卫星使用大阳能电池板供电,大阳能属于 能源;北斗卫星导航系统通过发射和接收 ,将为全球用户提供全天候、全天时的定位,导航和授时服务。
【答案】可再生;电磁波。
【解析】(1)大阳能属于可以从自然界直接获取的,属于可再生能源;
(2)电磁波可以在真空真空中传播,并且能传递信息,我国研发的北斗卫星导航系统是利用电磁波提供导航服务的。
14.一根筷子在水和空气的界面处,发生弯折的情况如图1所示,根据光的折射规律,可以知道上方是_____(选填“空气”或“水”)。图2是光从玻璃斜射入空气的光路图,折射角大小为_____度。
【答案】空气;46。
【解析】[1]入射光线、法线、折射光线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线两侧,当光线从空气斜射入其它透明介质时,折射角小于入射角;并且折射角随着入射角的增大而增大,但折射角总小于入射角。图中光线靠近法线,属于光从空气斜射入水中,折射角小于入射角,则界面的上方是空气,下方是水。
[2]由图2可知,折射光线与界面的夹角是44°,因此折射角是。
15.如图甲,小明用刻度尺测量物体的长度,被测物体的长度是___________cm;如图乙所示,停表的读数是___________s。
【答案】31.0;217.5。
【解析】[1]由图可知,刻度尺的分度值为1cm,物体始端对应刻度是40.0cm,物体末端对应的刻度是71.0cm,所以物体的长度即为两刻度值之差,即物体的长度为
L=71.0cm-40.0cm=31.0cm
[2]停表小盘的分度值是0.5min,指针在3min和4min之间,读3min;大盘的分度值是0.1s,大盘指针在37.5s处,因此停表读数为3min37.5s=217.5s。
16.小明家中一周前、后电能表示数如图所示,小明家所在地区每度电的电费是0.5元,则本周小明家应付电费____元。1度电可使一盏“220V 20W”的灯正常工作____h;这盏灯正常工作10h,电能表的铝盘转____转。
【答案】20;50;120。
【解析】由图知道,小明家这周共消耗的电能是:W=781.5kW•h-741.5kW•h=40kW•h,由于小明家所在地区每度电的电费是0.5元,所以他家这一周需要付的电费是:40kW•h×0.5元/kW•h=20元;
1度电能供一盏“220V 20W”的灯正常工作时间是:;
该灯正常工作10h消耗的电能是:W″=Pt=20×10-3 kW×10h=0.2kW•h,由“600r/kW•h”知道电能表的铝盘转数是:n=600r/kW•h×0.2kW•h=120r。
17.质量为1.4kg的干木柴完全燃烧,所放出的热量为______J,如果这些热量的50%被质量为50kg,初温为20C的水吸收,则水的温度将升高______C。[已知干木柴的热值为1.2×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg•C)]
【答案】1.68×107;40。
【解析】[1]干木柴放出的热量
[2]由得,水吸收的热量
由得,水升高温度。
18.用带电体接触验电器的金属球,验电器的两金属箔片由于带_____电荷互相排斥而张开;用带负电荷的橡胶棒接触金属球的瞬间,橡胶棒上多余的一部分电子转移到金属球上,继而通过金属杆转移到金属箔上,此时验电器中存在瞬间电流,电流的方向是_____[选填序号(1)金属球过金属杆再到金属箔或(2)金属箔过金属杆再到金属球]:金属杆和外罩连接处垫的材料是用_____(选填“导体”或“绝缘体”)制成的。
【答案】同种;(2);绝缘体。
【解析】[1]电荷间的作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,验电器的两金属箔片张开就是因为同种电荷互相排斥。
[2]正电荷定向移动的方向是电流的方向,电子的定向移动方向与电流方向相反,所以橡胶棒上多余的一部分电子转移到金属球上,继而通过金属杆转移到金属箔上,此时验电器中存在瞬间电流,且电流的方向是金属箔过金属杆再到金属球,故选(2)。
[3]金属杆和外罩连接处垫的材料是用绝缘体制成的,防止电荷通过外罩导入大地。
19.如图所示独轮车属于 杠杆(选填“省力”或“费力”。设车箱和泥土的总重G=1000N,运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F,F的大小至少是 N。
【答案】省力;250。
【解析】独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
由图可知动力作用在A点时,最长力臂是L1=1.6m,L2=0.4m。
由F×L1=G×L2得:F=G×L2L1=1000N×。
故答案为:省力;250。
20.如图15,电源电压不变,R1为滑动变阻器,R2为阻值10Ω的定值电阻。当滑片在a、b两点间移动时,电压表示数变化范围为4.5V~1.5V,R2功率的变化量为3.6W,则电流表示数变化范围为 A,电源电压为 V。
【答案】0.45A~0.75;9。
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,
当滑片在a、b两点间移动时,电压表示数变化范围为4.5V~1.5V,
则滑片在a点时电压表的示数Ua=4.5V,滑片在b点时电压表的示数Ub=1.5V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R2两端的电压分别为:
U2=U﹣Ua=U﹣4.5V,U2′=U﹣Ub=U﹣1.5V,
因滑片在a、b两点间移动时,R2功率的变化量为3.6W,
所以,△P2=(U2')2R2−U22R2=(U−1.5V)210Ω−(U−4.5V)210Ω=3.6W,
解得:U=9V,
滑片在a点时电路中的电流Ia=U2R2=U−4.5VR2=9V−4.5V10Ω=0.45A,
滑片在b点时电路中的电流Ib=U2'R2=U−1.5VR2=9V−1.5V10Ω=0.75A,
所以,电流表示数变化范围为0.45A~0.75A。
故答案为:0.45A~0.75;9。
21.下图中已标出了反射光线OB,请画出对应的入射光线AO和折射光线的大致方向OC。
【解析】根据平面镜成像原理入射角等于反射角,故过入射点作垂直于水面的法线,然后作出入射光线OA,并标好入射光的方向。根据折射规律可知从空气中射入水中的发生折射,折射角将小于入射角,折射光线将更靠近法线,由此可作出折射光线OC,如下图:
22.如图,用笔画线代替导线将部分家庭电路连接完整。
【解析】灯泡接法:火线进入开关,这样断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡,又能更安全。
三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。如图所示:
三、实验题(本大题共5小题,满分24分)
23.(5分)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、透镜和光屏的位置如图甲所示,光屏中心呈现一清晰等大烛焰的像。
(1)该透镜的焦距为 cm;
(2)如图甲所示,当蜡烛燃烧一段时间后,烛焰的像将位于光屏中心的 ;
(3)如图乙所示,保持蜡烛位置不变,移动透镜至36cm刻度处,则人眼在 (选填“1”“2”或“3”)处能观察到蜡烛的像;
(4)在图甲中,将一眼镜片放在透镜和蜡烛之间,光屏上的像变模糊了,将光屏向右移动,光屏上再次呈现清晰的像,该眼镜片可以矫正 眼。
(5)实验得到了凸透镜成像的规律,发现在图丙中左边的蜡烛通过凸透镜不可能形成的像是 (选填“A”“B”“C”或“D”)。
【答案】(1)10.0;(2)上方;(3)2;(4)近视;(5)B。
【解析】(1)由图甲知,光屏中心呈现一清晰等大烛焰的像,则u=20.0cm=v=20.0cm=2f,则f=10.0cm;
(2)由过光心光线传播方向不变可知,蜡烛燃烧,变短,光屏上的像逐渐向上移动;
(3)蜡烛位置不变,移动透镜至36cm刻度线处时,u=36cm﹣30cm=6cm<f,此时成正立、放大的虚像,像与物在同侧,则人眼在2处能观察到蜡烛的像;
(3)将一个眼镜片放在透镜和烛焰之间,光屏上的像变模糊了,将光屏向右移动,光屏上再次呈现清晰的像,说明该眼镜片对光具有发散作用,故放置的是凹透镜,凹透镜能矫正近视眼,即该眼镜片是近视眼镜的镜片
(5)凸透镜成像时,u>2f时,光屏上能得到倒立、缩小的实像;f<u<2f时,光屏上能得到倒立、放大的实像;u=2f时,光屏上能得到倒立、等大的实像;u<f时成正立放大的虚像;凸透镜不可能成正立缩小的像,故B不可能。
故答案为:(1)10.0;(2)上方;(3)2;(4)近视;(5)B。
24.(5分)在做“观察水沸腾”的实验时,甲、乙、丙三组同学分别从A、B两套器材中任选一套来完成实验。(实验室已准备多套A、B装置)
(1)除了图A、B中所给的实验器材外,完成本实验还需要添加的器材有 。
(2)甲组同学发现所测水的沸点高于100℃,他们选择的是 (填A或B)套装置。
(3)乙、丙两组同学选用的实验装置相同,根据实验记录的数据,他们绘制的沸腾图象如图C所示,得到a、b两种不同图象的原因是水的 不同。实验时,他们观察到沸腾时水中有大量的气泡产生,如图 (填“D”或“E”)所示。
(4)通过分析图象C和观察水的沸腾过程,归纳出水沸腾的特点是: 。
【答案】(1)秒表;(2)B;(3)质量;D;(4)吸热,温度不变。
【解析】(1)要探究水的沸腾,还需要测量加热的时间,要用秒表;
(2)B装置有盖,水面上气压大,沸点高,所以甲组同学发现所测水的沸点高于100℃,他们选择的是B装置;
(3)读图C可知,a、b两条曲线当呈水平时所对应的温度值都是100℃,说明它们沸腾时的温度是100℃,b图线中温度上升的慢一些,这是由于水的质量较大造成的;
D图气泡在上升过程中气泡体积增大,所以是沸腾时的情况。E图气泡在上升过程中,体积逐渐减小,所以是沸腾前的情况;
(4)通过分析图象C,归纳出水沸腾的特点是:①吸热;②温度不变。
故答案为:(1)秒表;(2)B;(3)质量;D;(4)吸热,温度不变。
25.(8分)(1)小明学习了“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验后,做了如下实验,把两同种材料且体积相等、质量都为600g的A、B两个木块,放在一长木板上进行实验,每次实验均保证水平匀速直线拉动弹簧测力计,实验过程及结果如图所示。
①比较甲、乙两图可得出的结论是:在接触面粗糙程度相同的情况下, 。
②图甲中物体运动的速度大小为v1,图乙中物体运动的速度大小为v2,实验过程中。关于v1和v2的大小,下列说法正确的是 。
A.v1一定大于v2 B.v1一定小于v2 C.v1一定等于v2 D.v1可以大于、等于或小于v2
③比较甲、丙,可以得出:B的表面比A的表面更 (选填“光滑”或“粗糙”)。
(2)研究性学习小组要测量一种矿石的密度。
①调节天平平衡后,小明用天平测量矿石的质量,如图甲所示,指出实验操作中的错误 。
②改正错误后,天平重新平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示,矿石的质量m为
g;量筒量出矿石的体积如图乙所示,矿石的密度ρ= kg/m3。
③图乙中,把矿石浸没与水中时,若不小心有水溅出,则测得的矿石的密度偏 (选填“大”
或“小”)。
④同组的小华想利用此矿石、弹簧测力计、台秤等测量某种液体的密度:①先在台秤上放置一个装有适量待测液体的烧杯,记下台秤示数为F1;②在将此矿石用细线吊着,并浸没于烧杯的液体中,记下台秤示数F2.如图丙所示。则该液体密度ρ液= (用“m、ρ、F1、F2、g”等表示)。
【答案】(1)滑动摩擦力的大小与压力大小成正比;D;粗糙;(2)用手取砝码;27;27×103;大;(F2−F1)×ρmg。
【解析】(1)由甲乙图可知,接触面的粗糙程度是相同的,由于物体在水平方向上做匀速直线运动,滑动摩擦力等于测力计示数,当压力变为原来的二倍时,弹簧测力计示数也变为原来的二倍,滑动摩擦力也变为原来的二倍,即滑动摩擦力的大小与压力大小成正比;
图甲和乙都拉物体在水平方向做匀速运动,而摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,与物体的运动速度无关,故v1可以大于、等于或小于v2,故选D;
比较如图甲、丙可知,压力是相同,丙图中的示数更大,这表明木块B的表面更粗糙。
(2)小明用天平测量矿石的质量,如图甲所示,实验操作中的错误是用手取砝码。
天平重新平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示,标尺分度值为0.2g,矿石的质量:
m=20g+5g+2g=27g,
水的体积为30mL,矿石和水的总体积为40mL,则矿石的体积:
V=V2﹣V1=40mL﹣30mL=10mL,矿石的密度ρ=mV=27g10cm3=2.7g/cm3=2.7×103kg/m3;
图乙中,把矿石浸没与水中时,若不小心有水溅出,则量筒内水的体积变小,根据V=V2﹣V1得出水的体积变小,由ρ=mV,则测得的矿石的密度偏大;
①先在台秤上放置一个装有适量待测液体的烧杯,记下台秤示数为F1;
②在将此矿石用细线吊着,并浸没于烧杯的液体中,记下台示秤数F2;
矿石浸没于烧杯的液体中,受到液体施加的竖直向上的浮力作用,由力的相互性,浮力大小即台秤增加的示数:△F=F2﹣F1,
由阿基米德原理,△F即为排开液体的重力:△F=F2﹣F1=ρ液gV排=ρ液gV,
而矿石的体积V=mρ,△F=F2﹣F1=ρ液gV=ρ液g×mρ,
故该液体密度:ρ液=(F2−F1)×ρmg。
故答案为:(1)滑动摩擦力的大小与压力大小成正比;D;粗糙。(2)用手取砝码;27;27×103;大;(F2−F1)×ρmg。
26.(6分)实验室要测量一只未知阻值的电阻Rx的阻值,提供的器材有:由两节干电池串联成的电源,学生用电流表(0~0.6A,0~3A)一只,学生用电压表(0~3V,0~15V)一只,滑动变阻器R一只,电阻箱R0一只,开关和导线若干。
(1)图甲是小明设计的电路图,请按图甲用笔画线代替导线将图乙中实物电路连接完整;
(2)按该电路图测电阻的原理是 ;
(3)若Rx的阻值约为400Ω,该方案能否完成实验?
(4)小华设计了另一种实验方案,电路图如图丙所示,请你帮她补完实验操作步骤:
①按照电路图连接好电路,将电阻箱阻值调至最大;
②闭合开关,将电阻箱调到适当阻值,记下 、 ;(用文字和物理量的符号说明)
③将电阻箱阻值调为0Ω,记下电压表示数U;
④待测电阻Rx的表达式:Rx= 。
【答案】(1)见上图;(2)R=UI;(3)不能;(4)电阻箱上的阻值R;并读出电压表的示数记为U1;U1RU−U1。
【解析】(1)连接实物图时,需要注意和电路图一一对应,另外是电压表和电流表的连接一定要注意正负接线柱,电流表串联、电压表并联,根据电路图知滑动变阻器接左下接线柱。如下图所示:
(2)伏安法测电阻的原理是:R=UI;
(3)根据题中提供的器材:电源电压是两节干电池,电源电压是3V;
定值电阻约为400Ω,滑动变阻器接入电路中的阻值为零时,电路中的电流:I=UR=3V400Ω=0.0075A,小于电流表的分度值,难以测出电流,所以不能完成实验;
(4)根据电阻箱接入电路中阻值的可知性,我们可以测出电阻箱接入不同阻值时,电压表的示数。
可先测出R0一定阻值时,电压表的示数U1;再调节电阻箱阻值为0时,电压表的示数U,即电源电压的值;
那么当电压表示数为U1时,即Rx两端的电压为U1时,电阻箱两端的电压为U﹣U1,已知此时电阻箱的阻值为R;
电路中的电流I=U−U1R,
Rx的阻值表达式:Rx=U1U−U1R=U1RU−U1。
故答案为:(1)见上图;(2)R=UI;(3)不能;(4)电阻箱上的阻值R;并读出电压表的示数记为U1;U1RU−U1。
四、计算题(本大题共3小题,满分18分)
27.(6分)有一个用超薄超硬度材料制成的圆柱形容器,下端封闭上端开口,底面积S=250cm2,高度h=10cm,如图甲所示:另有一个实心匀质圆柱体物块,密度ρ=0.8×103kg/m3,底面积S1=150cm2,高度与容器高度相同,如图乙所示。(已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,且g収10N/kg计算)
(1)现将圆柱体物块竖直放置容器内,则物块对容器底部的压强是多大?
(2)再向容器内缓慢注入水,圆柱体物块不会倾斜,当圆柱体对容器底的压力刚好为零时,试计算注入水的深度?
(3)在第(2)问叙述的情景中,水对容器底部的压强是多大?
【解析】(1)因为容器底是水平放置,
所以对容器压力:F=G=mg=ρVg=ρS1hg=0.8×103kg/m3×150×10﹣4m2×0.1m×10N/kg=12N,
物块对容器底部的压强:p1===800Pa;
(2)当圆柱体对容器底的压力刚好为零时,圆柱体刚好漂浮状态:所以,F浮=G=12N,
圆柱体排开液体体积:V排===1.2×10﹣3m3,
圆柱体浸入水中的深度:h1===0.08m;
(3)水对容器底部的压强:p2=ρ水gh1=1×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa;
答:(1)物块对容器底部的压强是800pa;(2)注入水的深度是0.08m;(3)水对容器底部的压强800pa。
28.(6分)2022年珠海航展上,换装“中国心”的歼-20搏击长空,霸气十足。它的发动机是一种热机,通过航空煤油在气室中燃烧,从喷口向后高速喷出气体,使发动机获得向前的推力。若歼-20在高空中飞行时在恒定的水平推力F作用下,以800m/s的速度沿水平方向匀速航行1min,需要燃烧的航空煤油80kg。若此时飞机发动机提供的机械功率为2.0×107W,航空煤油的热值为4×107J/kg。试求:
(1)80kg的航空煤油完全燃烧放出的热量;
(2)此时发动机获得水平推力F是多大?
(3)该战机发动机的热机效率是多大?
【答案】(1)3.2×109J;(2)2.5×104 N;(3)37.5%。
【解析】(1)80kg的航空煤油完全燃烧放出的热量Q=qm=4×107J/kg×80kg=3.2×109J
(2)此时飞机发动机提供的机械功率P=2.0×107W,飞机匀速航行的速度v=800m/s,由
得,此时发动机获得水平推力
(3)该飞机发动机所做的功W=Pt=2.0×107W×60s=1.2×109J
该战机发动机的热机效率
答:(1)航空煤油完全燃烧放出的热量是3.2×109J;(2)发动机获得水平推力F是2.5×104 N;(3)发动机的热机效率是37.5%。
29.(6分)在如图甲的电路中,电源电压为15V且保持不变,滑动变阻器上标有“30Ω 2A”字样,小灯泡额定电压是6V,灯泡电流随电压变化关系如图乙所示。求
(1)小灯泡的额定功率;
(2)为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的最小阻值;
(3)用阻值为22Ω的定值电阻R0替换小灯泡接入电路,移动滑片使电流表和电压表分别在某个量程下满偏,滑动变阻器接入电路的阻值范围。
【解析】(1)如图乙所示,小灯泡额定电压UL=6V,额定电流IL=1A,小灯泡的额定功率为:
PL=ULIL=6V×1A=6W;
(2)灯泡与滑动变阻器R串联,为保证灯泡和滑动变阻器的安全,由串联电路的电压规律可得,滑动变阻器两端最小电压为:U2=U﹣UL=15V﹣6V=9V,
此时滑动变阻器接入电路的最小阻值为:R滑小===9Ω;
(3)要使电压表能达的最大值,若选0﹣15V量程,因电压表并联在R两端,总电压为15V,则无论R电阻多大都不能使电压值达到15V,故电压表量程只能为0﹣3V;
因R0=22Ω,电路中的电流为:I'最大===0.68A,
即电路中能达到的最大值只能为0.68A,故电流表量程只能选0﹣0.6A;
当电流表的最大电流为I最大=0.6A,由欧姆定律可得电路中的最小电阻为:R最小===25Ω,
滑动变阻器接入最小电阻为:R小=25Ω﹣22Ω=3Ω,
电压表最大电压为U最大=3V,则此时电阻两端电压为:U最小=U﹣U最大=15V﹣3V=12V,
此时电路中电流为:I2===A,
滑动变阻器接入最大电阻为:R大===5.5Ω。
故滑动变阻器的接入范围为3﹣5.5Ω。
答:(1)小灯泡的额定功率为6W;(2)为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的最小阻值为9Ω;(3)滑动变阻器连入电路的阻值范围为3﹣5.5Ω。
五、综合题(本大题共2小题,满分9分)
30.(5分)如图是提升货物的某升降机示意图,货厢内所装货物的重力是6000N,货厢电动机的重力是2000N,若不计钢丝绳和动滑轮的重力,不计摩擦求:
(1)若升降机在30s内将货厢和货物匀速提升6m,则钢丝绳自由端拉力的功率是______?
(2)在(1)的情景中,若电动机的功率为2kW,则该装置的效率为______
(3)若用此装置提升的货物质量变大时,它的机械效率将______(选填“变大”“变小”或“不变”),请说明理由______。
【答案】1600W;60%;变大;见解析。
【解析】(1)[1]钢丝绳的拉力为
钢丝绳的拉力做的功为
拉力的功率为
(2)[2]有用功为
总功为
该装置的机械效率为
(3)[3][4]该装置的机械效率为
所以该货箱的机械效率和所提升物体重力即货箱的重力有关,所提升物体质量越大,重力越大,效率越高。
31.(4分)如图甲所示,这是一台智能体重秤的电路结构图,电源电压为6V保持不变,定值电阻R0=200Ω,秤盘(质量不计)下方的电阻R为压敏电阻,其阻值随所受压力大小的变化关系图像如图乙所示。
(1)压敏电阻R所受压力增大,压敏电阻R的阻值 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。定值电阻R0在电路中的作用是 。
(2)当所测人的质量为60kg时,通过定值电阻R的电流是多少? (g取10N/kg)
(3)此体重计表盘是由电压表改装而成,请简单分析一下改装后的体重计的刻度不均匀的理由 。
【答案】变小;保护电路;0.012A;见解析。
【解析】(1)[1]由图乙可知,压敏电阻的阻值随所受压力的增大而变小;
[2]由电路图可知,电阻R0与压敏电阻R串联接入电路,电阻R0起保护电路的作用;
(2)[3]人的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N
人对水平秤盘的压力大小等于人的重力大小,由图丙R﹣F图像可知,当F=G=600N
时,R=300Ω,根据串联电路中电流处处相等可知,通过R0的电流为
(3)[4]电压表的示数可表示为
两电阻串联接入电路,电阻R0的阻值不变,由欧姆定律可知通过电路的电流为随压敏电阻R的阻值的改变而改变,所以压敏电阻的阻值与所受的压力不成正比,所以将电压表改为体重计,改装后的体重计刻度是不均匀的。
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