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2021年甘肃省兰州市中考物理押题试卷(word版 含答案)
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这是一份2021年甘肃省兰州市中考物理押题试卷(word版 含答案),共15页。试卷主要包含了单选题,填空题,作图题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
2021年甘肃省兰州市中考物理押题试卷
一、单选题(本大题共16小题,共48 分)
1. 在化学实验中,常用胶头滴管吸取药液,下列现象中,“吸”的物理原理与其相同的是( )
A. 拔火罐时玻璃罐“吸”在皮肤上
B. 穿在身上的化纤衣服容易“吸“灰尘
C. 磁铁可以“吸”引钉子、大头针等铁制品
D. 若人站在安全线以内的区域候车,会被驶过的列车“吸”进铁轨
2. 成语、诗词中蕴含着很多物理知识,下面说法错误的是( )
A. “长啸一声,山鸣谷应”是指声音通过多次反射,在山谷中形成回声,经久不息
B. “路人借问遥招手,怕得鱼惊不应人”中为了不惊动鱼而招手,这是由于水能传声
C. “真金不怕火来炼”是由于火焰的温度小于金的熔点,所以金不能熔化
D. “云雾缭绕”是指河水蒸发形成的水蒸气飘在空中的现象
3. 如图所示,甲、乙、丙、丁装置中涉及的研究对象分别是:①厚玻璃筒内气体②瓶子内空气③试管内水蒸气④气缸内高温燃气。当发生图片中的物理过程时,研究对象的内能减小的有( )
A. ①②③ B. ②③④ C. ①③④ D. ①②④
4. 如图所示为某科技馆展出的“隔板推物”体验活动器材。相距较远的甲、乙两铝质线圈通过导线连接成一个闭合电路,并将两线圈分别悬挂在蹄形磁铁的磁场中,中间由隔板隔开。体验者向左推动乙线圈时,甲线圈也会向左摆动。下列分析错误的是( )
A. 此过程中乙线圈的机械能转化为电能
B. 此过程中乙线圈产生了感应电流
C. 甲线圈摆动是由于通电导线在磁场中受到了力的作用
D. 若向右推动乙线圈,甲线圈会向左摆动
5. 如图所示,物体M与上表面水平的小车以相同速度一起向右匀速运动,不计空气阻力( )
A. 物体M受到向右的摩擦力
B. 物体M受到向左的摩擦力
C. 物体M受到的支持力与重力是一对平衡力
D. 物体M对车的压力与车对物体M的支持力是一对平衡力
6. 惯性现象是非常普遍的,下列事例中利用了惯性的是( )
A. 小型客车驾驶员驾车行驶时必须使用安全带
B. 投掷铅球时运动员要先把铅球甩几圈再抛出去
C. 公路上行驶的汽车要按限速要求行驶
D. 公交车上一般都安装有供站立者使用的拉手
7. 我国首次用水下机器人在南海3000m深的海底插上一个重要标志.若不计海水密度的变化及水的阻力,机器人在匀速下潜过程中( )
A. 受到的重力逐渐减小 B. 受到海水的浮力逐渐减小
C. 受到的浮力大于重力 D. 受到海水的压强逐渐增大
8. 我们知道,电炉通电后,电炉丝热得发红,但与电炉丝串联的导线却不怎么发热,原因是( )
A. 通过导线的电流大 B. 通过电炉丝的电流大
C. 导线的电阻小 D. 电炉丝的电阻小
9. 如图所示装置,闭合开关,如果将导体ab水平向右移动,则导体cd将随之运动起来。下列设备中,与实验装置右侧产生现象的工作原理相同的是( )
A. 电动机 B. 发电机 C. 电磁铁 D. 电磁继电器
10. 如图所示的电路中,○中有一个是电流表,另外两个是电灯。下列说法中最合理的是( )
A. a为电流表,b和c为电灯
B. b为电流表,a和c为电灯
C. c为电流表,a和b为电灯
D. 以上答案均匀可能
11. 如图所示电路中,电源两端电压保持不变。开关S闭合后,灯L1、L2都发光。一段时间后,灯L1突然不亮,同时灯L2变得更亮,电流表的示数变大。产生这一现象可能是由于( )
A. 灯L1被短路 B. 灯L1断路 C. 灯L2被短路 D. 灯L2断路
12. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,开关闭合后,若滑动变阻器的滑片P向右端移动,则( )
A. 电压表的示数和电流表的示数都增大
B. 电压表的示数和电流表的示数都减小
C. 电流表的示数减小,电压表的示数增大
D. 电流表的示数增大,电压表的示数减小
13. 如图甲为盛水的烧杯,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体全部浸入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象如图乙所示,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A. 圆柱体受到的重力是6N
B. 圆柱体受到的最大浮力是3N
C. 圆柱体的密度是1.5×103kg/m3
D. 当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为800Pa
14. 有一阻值为40Ω的电热器,工作时产生热量的功率为1000W,则通过该电热器的电流和电热器两端的电压分别是
A. 10A 100V B. 2A 200V C. 5A 100V D. 5A 200V
15. 甲、乙并排走在沙滩上,他们发现在沙滩上行走后留下的脚印大小不同,甲的脚印较大,乙的脚印较小,但是他们深浅相同,则他们对沙地的压力及压强相比( )
A. F甲P乙 B. F甲P乙
C. F甲>F乙 P甲=P乙 D. F甲p乙,压力作用的效果不相同,故A错误;
B、因p甲>p乙,压力作用的效果不相同,故B错误;
C、由F=PS可知:P一定时,F和S成正正比关系,因S甲>S乙,所以F甲>F乙,脚印深浅相同,可知二人压力作用效果相同,也就是压强相等,即p甲=p乙,故C正确;
D、效果相同,则压强相同(p甲=p乙),由F=PS可知:P一定时,若S甲>S乙,则F甲>F乙,故D错误.
故选C.
物理学中用压强来描述压力作用的效果,根据脚印深浅相同,可知二人压力作用效果相同,也就是压强相等,即p甲=p乙.然后利用P=FS的变形公式F=PS进行分析得出压力的大小关系.
此题考查的是压强物理意义和压强计算公式的定性分析,运用了控制变量的方法.掌握压强大小的影响因素,利用压强公式以及推导公式,进行有关计算.
16.【答案】A
【解析】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测电源两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.因串联电路中总电压等于各分电压之和,且电压表V1、V2的指针偏转情况完全相同,
所以,电压表V1的量程为0~3V,分度值为0.1A,R1两端的电压U1=1.5V,
电压表V2的量程为0~15V,分度值为0.5A,电源的电压U=7.5V,
则R2两端的电压U2=U-U1=7.5V-1.5V=6V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电流表A的示数I=U2R2=6V10Ω=0.6A,故A正确;
B.电阻R1的阻值R1=U1I=1.5V0.6A=2.5Ω,故B错误;
C.电阻R2的电功率P2=U2I=6V×0.6A=3.6W,故C错误;
D.10s内电阻R1产生的热量Q1=I2R1=(0.6A)2×2.5Ω=0.9J,故D错误。
故选:A。
由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测电源两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)根据串联电路的电压特点结合电压表V1、V2的指针偏转情况完全相同确定两电压表的量程,根据分度值读出示数并求出R2两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电流表A的示数;
(2)根据欧姆定律求出电阻R1的阻值;
(3)利用P=UI求出电阻R2的电功率;
(4)根据Q=I2R求出10s内电阻R1产生的热量。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、焦耳定律的应用,分清两电压表的量程和读出对应的示数是关键。
17.【答案】半导体 电磁波 短
【解析】解:
手机5G芯片的核心部分是由半导体制成的。
5G网络采用的电磁波频率比4G网络更高,电磁波在真空中传播速度是3×108m/s确定不变的,由于c=fλ,因此频率高的波长短、频率低的波长长,所以5G电磁波的波长比4G更短。
故答案为:半导体;电磁波;短。
(1)芯片是半导体制成的。
(2)电磁波在真空中的传播速度和光速相等,都是3×108m/s,波速一定时,波长与频率成反比。
此题主要考查电磁波的波速的应用及半导体的应用,属于基础知识的考查。
18.【答案】增加 压缩 10
【解析】解:(1)在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮,用力将活塞迅速向下压,棉絮燃烧起来;说明压缩筒内空气做功,使空气的内能增加;压火仪实验中,活塞的机械能转化为空气的内能,与内燃机的压缩冲程相似;
(2)四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min,则该飞轮每秒钟转20圈。因为一个工作循环飞轮转2圈,完成四个工作冲程,做功1次,所以飞轮转20圈,共10个工作循环,共40个冲程,共做功10次。
故答案为:增加;压缩;10。
(1)改变内能的方法有:做功和热传递;当对物体做功,物体的内能将增大,温度升高;内燃机有四个冲程,在⊋压缩冲程中,活塞压缩空气做功,将机械能转化为内能;
(2)汽油机的一个工作循环由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程组成。在一个工作循环中曲轴转2圈,飞轮转2周,做功一次。
根据改变物体内能的方法以及内燃机的工作过程和原理(能量的转化);知道在一个工作循环中曲轴转2圈,飞轮转2周,做功一次可解答此题
19.【答案】0.5A;10V
【解析】解:
通过导体的电流I=Qt=5C10s=0.5A;
由I=UR得导体两端的电压:
U=IR=0.5A×20Ω=10V.
故答案为:0.5A;10V.
根据I=Qt可计算通过导体的电流;根据I=UR可计算出导体两端的电压.
本题考查电流和电压定义式的应用,属于一道基础题,掌握公式即可解题.
20.【答案】减小;减小;减小
【解析】解:飞机在空中沿水平方向匀速飞行,同时往地面投放救灾物资,飞行过程中,质量不断减小,速度不变,高度不变,动能减小,重力势能减小,故机械能减小。
故答案为:减小;减小;减小。
(1)动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大。
(2)重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
(3)机械能为动能和势能的和。
(1)掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素。
(2)能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
21.【答案】2.2 13.2
【解析】解:
由欧姆定律I=UR可得R1两端的最大电压:
U1=I1R1=2A×5Ω=10V,
并联时电路中各支路电压与电源电压都相等,所以电路两端的最大电压:U'=U2=6V,
此时I2=1A,
I1'=U'R1=6V5Ω=1.2A,
干路最大电流I'=I2+I1'=1A+1.2A=2.2A,
电路消耗的最大功率:
P=U'I'=6V×2.2A=13.2W。
故答案为:2.2;13.2。
由U=IR求出电阻的额定电压,两电阻并联电压应等于较小的额定电压,然后由欧姆定律及并联电路特点求出干路电流;由P=UI计算最大功率。
本题难度不大,是一道基础题,确定电阻并联时的电路电压,熟练应用串并联电路的特点、欧姆定律是正确解题的关键。
22.【答案】(3)(5); (2)(4)(7); 直线传播
【解析】解:(1)路灯下影子是光的直线传播现象;
(2)人站在河边能看见水中的鱼是由于光的折射;
(3)人站在河边看见自己在水中的倒“影”,是光的反射;
(4)插入水中的筷子看上去向上弯折,属于光的折射现象;
(5)用平面镜制成的潜望镜可以在战壕里观察外面的景物,属于光的反射;
(6)小孔能成像属于光的直线传播;
(7)海市蜃楼属于光的折射;
(8)立竿见影的“影”属于光的直线传播;
(9)夏天天晴时,在树荫下的圆形光斑,属于光的直线传播;
综合上分析,以上现象中属于光的反射形成的是(3)(5);属于光的折射形成的是(2)(4)(7),其余的属于光的直线传播现象。
故答案为:(3)(5);(2)(4)(7);直线传播。
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。
此题考查的是我们生活中光现象原理的判断,列举的事例或现象比较全面,这是我们光现象中的重点,是中考时必考的一个知识点。
23.【答案】静止;汽化;吸收
【解析】解:(1)被研究的物体是神州八号,神州八号和天宫一号之间没有发生位置的改变,以天宫一号为参照物,神州八号是静止的.
(2)火箭的头部涂上一层特殊材料,这种材料在与空气作用升温后会熔化,并迅速汽化从而吸收大量的热,起到防止烧坏火箭的作用.
24.【答案】解:过O点垂直反射面作出法线,再根据反射角等于入射角,在法线的左边画出入射角,指向O点画出入射光线,如图所示:
【解析】根据光的反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,作出法线,找到反射角,从而确定入射角的大小,最后画出入射光线。
在反射现象中,入射是因,反射是果,所以要说反射角等于入射角,反射光线在入射光线和法线决定的平面内。
25.【答案】解:
(1)画出重心,然后沿重力方向(竖直向下)画一条带箭头的线段表示出这个力,并标出G=5N,如图所示:
(2)先过第一次入射点垂直镜面作出法线,再根据反射角等于入射角画出反射光线;反射光线到达第二个反射面,同理先作法线,再作反射光线,注意第二次反射的反射光线与第一次反射的入射光线平行,如图所示:
(3)根据电源的正负极可以确定电流从螺线管的左端流入,右端流出;再根据螺线管的绕向,结合安培定则即可确定螺线管的左端为N极,右端为S极;在磁体的周围,磁感线从磁体的N极出发回到S极。由此可以确定磁感线的方向,如图所示:
【解析】(1)找出物体的重心,从重心开始画一个竖直向下的带箭头的线段,并标出力的大小;
(2)首先知道入射光线要经过两次反射,然后根据反射定律:反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线、入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,完成光路图;
(3)根据电源的正负极和线圈的绕向,利用安培定则可以确定螺线管的N、S极,再利用磁感线的特点即可确定磁感线的方向。
(1)画重力的示意图首先确定重心,形状规则、质地均匀的物体,它的重心在它的几何中心上。然后沿重力方向(竖直向下)画一条带箭头的线段表示这个力。如果给出重力的大小,在图中要标出;
(2)利用了反射定律作图:反射光线、入射光线、法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角;
(3)知道安培定则的内容,并能利用安培定则判断出通电螺线管的极性是解决该题的关键。
26.【答案】解:电流表可选用小量程与灯串联,滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表示数变小,即电阻变大,故变阻器右下接线柱连入电路中,如下所示:
【解析】电流表可选用小量程与灯串联,根据滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表示数变小确定变阻器右下接线柱连入电路中。
本题考查根据要求连接实物图,关键是明确变阻器的连接。
27.【答案】10 同一高度 使像成在光屏中央 倒立 缩小 C 凹 近视眼 2
【解析】解:(1)光具座的长度是1m,根据凸透镜实验的光具座至少为凸透镜焦距的4倍,所以凸透镜选择10cm;
(2)把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在桌面上,点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上,这样做的目的是使像能在光屏的中央;
(3)由图甲可知,此时的物距大于像距,成倒立、缩小的实像;
(4)凸透镜成实像时,像与物体在蜡烛的两侧,此时应在蜡烛的异侧透过凸透镜观察实像,故应在C处;
(5)当光屏略微向右移动时,要在光屏上得到清晰的像,此时像距变大,那么应在凸透镜前放置对光线起发散作用的凹透镜;凹透镜可以矫正近视眼。
(6)如果沿直径对称切除透镜很小一部分。相当于把凸透镜分成了上下两个小凸透镜,这两个小凸透镜的焦点及焦距和光心与原来的大凸透镜是一样的,不移动时主光轴、焦点都是重合的,当把上面的小凸透镜下移后,该小凸透镜的主光轴也向下移,相当于物体向上移,当然成像要向下移。下面的小凸透镜与之相反,像向上移,故成两个像,上半截透镜A成像点下移,下半截透镜B成像点上移。
故答案为:(1)10;(2)同一高度;使像成在光屏中央;(3)倒立;缩小;(4)C;(5)凹;近视眼;(6)2。
(1)凸透镜成像实验时,光具座的长度至少为凸透镜焦距的4倍;
(2)在做凸透镜成像的实验中,为了保证所成的像呈现在光屏的中央,必须保证烛焰、凸透镜、光屏在同一高度、同一直线上;
(3)凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立、缩小的实像;
(4)凸透镜成实像时,像与物体在蜡烛的两侧;
(5)凸透镜成实像时,像距变大,像变大,物距减小;凹透镜对光线具有发散作用;
(6)由透镜成像的原理我们知道,透镜所成的实像是由光线汇聚而成的,又因为这里物距大于焦距,所以一定是成实像。因为通过透镜中心的光线其传播方向不变,其他的光线都会会聚在主光轴上,物体放出的光线不止一条,去掉透镜的一小截仍然能会聚光线成像,只是成的像暗淡一点。若我们不合拢两截透镜那么他所成的像由以上分析便可得知,像除了暗淡一点之外没有其他变化。若合拢,我们可以假想得到相当于有两个透镜在成像,上面一个下面一个,只是上面的透镜向下移,下面的透镜向上移。
掌握凸透镜成像的几种情况,这是凸透镜成像习题的基础内容,一定要掌握。本题的最后一空实际上是近视眼矫正的变相考查,学会对知识的变通,这是学习的最高境界。
28.【答案】体积与质量均相同的物体浸没在水中受到浮力的大小与物体的形状无关 重力跟质量是成正比的 密度是质量与体积的比值,质量相同而体积不同的物体,其密度就不同 浸没在水中体积相同的物体受到浮力的大小相同,跟物体的质量无关 浸没在水中的物体受到浮力的大小跟其体积成正比
【解析】解:
①由题可知,甲、乙、丙三个金属体的体积与质量均相同,但形状不同;
根据图(b)、(c)和(d)的实验现象可知,三个金属体均浸没在水中,且弹簧的压缩程度相同,说明它们受到的浮力大小相同,则得出的初步结论是:体积与质量均相同的物体浸没在水中受到浮力的大小与物体的形状无关;
②因为重力跟质量是成正比的,所以研究了浮力大小跟物体质量的关系,也就知道浮力大小跟物体的重力的关系,故不研究“物体的重力”;
因为密度是质量与体积的比值,质量相同而体积不同的物体,其密度就不同,所以不研究“物体的密度”,故实验中只需要研究浮力大小跟物体的体积、质量的关系即可。
③(a)分析比较实验序号1与2(或3与4、或5与6)可知,三个金属体的体积相同、质量不同,浸没在水中时,受到浮力的大小是相同的,故归纳得出初步结论为:浸没在水中体积相同的物体受到浮力的大小相同,跟物体的质量无关;
(b)分析比较实验序号1~6中物体受到浮力的大小与物体体积的关系可知,物体的体积增大为原来的几倍,则浮力也增大为原来的几倍,即浸没在水中的物体受到浮力的大小跟其体积成正比,故归纳得出初步结论为:浸没在水中的物体受到浮力的大小跟其体积成正比。
故答案为:
①体积与质量均相同的物体浸没在水中受到浮力的大小与物体的形状无关;
②重力跟质量是成正比的;密度是质量与体积的比值,质量相同而体积不同的物体,其密度就不同;
③(a)浸没在水中体积相同的物体受到浮力的大小相同,跟物体的质量无关;
(b)浸没在水中的物体受到浮力的大小跟其体积成正比。
①本题中没有测力计测量浮力的大小,但可以通过弹簧的压缩程度反映物体所受浮力的大小,结合题意和图示归纳得出初步结论;
②由重力公式和密度公式分析不研究“物体的重力”和“物体的密度”的理由;
③解题的关键是对表格所记录的实验数据进行分析,根据题目的要求,寻找普遍性的规律,解答过程中要注意控制变量法的运用,可结合影响浮力大小的因素进行解答。
本题是探究浮力大小的实验,解题的关键是对实验数据进行分析,要运用好控制变量法和归纳法,能根据题目要求找出有用的信息,同时还要对信息进行简单的计算、分析与比较,最后得出具有普遍性的规律。
29.【答案】木块运动的距离 控制起点高度相同 动能的大小与物体运动速度的关系
【解析】解:
(1)球对木块做功的多少反映了球的动能多少,而做功的多少可由木块被推动距离的远近来判断;
(2)起点的高度反映了小球达到底端时速度的大小,为了保证速度相同,就必须控制起点高度相同;
(3)甲图和丙图中铜球的质量相同,由于高度不同,所以它们达到底端的速度不同,因此可以研究动能的大小与物体运动速度的关系.
故答案为:(1)木块运动的距离;
(2)控制起点高度相同;
(3)动能的大小与物体运动速度的关系.
(1)此实验是把动能的大小转化为球把木块推出距离的远近,这是一种转换的研究问题方法;
(2)起始点的高度在这个题中代表了速度的大小,高度相同则到达底端时的速度相同;
(3)因动能的决定因素有两个:质量和速度,应该根据控制变量法去分析.
在本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法,反映动能多少时运用了转换法.
30.【答案】左 在电压不变的情况下,电流与电阻成反比 左 2.5 2.5V×3.5V×U(6V-U)×R0
【解析】解:(1)滑动变阻器应串联接入电路中,采用一上一下的接法,如图:
;
(2)如果将10Ω的电阻换成20Ω的电阻后,电路中的电阻变大,根据串分压的知识可知电压表的示数会变大,此时应增大滑动变阻器的阻值,将滑片向左端滑动,保持定值电阻两端的电压不变;
由图乙可知:
UV=IR=0.4A×5Ω=---0.1A×20Ω=2V,为一定值,故得出:在电压不变的情况下,电流与电阻成反比;
(3)①断开开关S,拆去电流表,用小灯泡替换定值电阻,重新连接好电路,并移动滑片P至最大值左端;
②闭合开关S,移动滑片P,直至电压表的示数为灯泡额定电压2.5V时,小灯泡正常发光;
③保持滑片P的位置不变,断开开关,用定值电阻替换小灯泡,闭合开关,读出电压表的示数U;
④则定值电阻替代灯泡后,电路中电流I=UR0,根据欧姆定律和串联电阻的规律,滑动变阻器接入电路的阻值:
R滑=U滑I=6V-UR0-----①
灯泡正常发光时电路中电流:
I额=I滑=6V-2.5VR滑-----②,
将①代入②得:I额=3.5V×U(6V-U)×R0;
小灯泡的额定功率的表达式:
P额=ULI=2.5V×3.5V×U(6V-U)×R0。
故答案为:(1)如图;(2)左;在电压不变的情况下,电流与电阻成反比;(3)①左;②2.5;④2.5V×3.5V×U(6V-U)×R0。
(1)滑动变阻器应串联接入电路中,采用一上一下的接法;
(2)如果将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,运用控制变量法可知,研究电流与电阻的关系,需控制电压为定值;根据图象求了电流与电阻之积得出结论。
(3)根据题意完成实验步骤,用定值电阻替代灯泡,然后应用串联电路特点、欧姆定律计算滑动变阻器此时连入的阻值,再根据电功率公式分析答题
本题考查了连接实物电路图、实验注意事项、实验数据处理等,难点是第(3)问,要能根据串联电路特点,灵活运用欧姆定律计算出灯泡正常发光的电流是关键。
31.【答案】解:
卷筒纸的横截面积的大小为:π(R2-r2);
被拉开的部分卷筒纸横截面积的大小为:π(R2-R02);
因为纸的厚度为d=π(R2-R02)L0;
所以纸的总长度(L)的计算表达式:
L=π(R2-r2)π(R2-R02)L0=(R2-r2)L0(R2-R02)。
答:卷筒纸的总长度为(R2-r2)L0(R2-R02)。
【解析】因为纸很薄且卷绕得很紧,所以从紧密地卷成筒状纸的横截面积的形成来分析,应是由纸的厚度和长度叠加而成的。
本题考查长度测量的特殊方法,对于微小的长度、质量等物理量采用累积法,认识到纸的厚度为d与纸的总长度为L的乘积等于横截面积π(R2-r2)是关键。
32.【答案】解:(1)动滑轮的机械效率:η=W有W总=GhF1s=4000N×3m2500N×6m=80%;
(2)起重机对地面的压力:F压=G总=8000kg×10N/kg+4000N=84000N,
起重机对地面的压强:p=F压S=84000N1.2m2=70000Pa;
(3)读图可得,阻力臂=OA×cos30°=12m×0.87,货物与动滑轮的总重=2500N×2=5000N,
由杠杆的平衡原理可得,
支撑臂给起重臂的支持力:F支=5000N×12m×0.874m=13050N;
(4)动滑轮的重力:G动=2F1-G=2500N×2-4000N=1000N,
动滑轮上钢绳自由端拉力:F2=12(4000N×2+1000N)=4500N,
钢绳自由端的速度:V=0.2m/s×2=0.4m/s,
钢绳自由端拉力的功率:p=F2V=4500N×0.4m/s=1800W.
答:(1)动滑轮的机械效率为80%;
(2)起重机工作时对地面的压强为70000Pa;
(3)支撑臂给起重臂的支持力为13050N;
(4)加快施工速度后,动滑轮是钢绳自由端的拉力的功率为1800W.
【解析】(1)动滑轮由两段绳子吊着重物,明确了这一点,再将相关数据代入机械效率的公式进行计算即可;
(2)起重机对地面的总压力等于自身的重力加设备的重力,再代入压强的公式进行计算求出对地面的压强;
(3)利用三角函数可表示出阻力力臂的长,再利用杠杆的平衡条件可求出支撑臂给起重臂支持力的大小;
(4)提升的物重增加,但动滑轮的重没有变,因此,要先求出动滑轮的重,再求出钢绳的拉力,最后求出功率的大小.
33.【答案】解:(1)要求施力方向向下,从绳子末端开始,依次绕过定滑轮、动滑轮,这样反复完成,绕法如图所示:
(2)滑轮组的机械效率:
η=W有W总×100%=GhF1s×100%=800N×5m500N×10m×100%=80%;
(3)由图可知,n=2,
挂800N重物时,绳重及摩擦不计,
因为F1=12(G物+G动),
所以G动=2F1-G物=2×500N-800N=200N,
挂600N重物时,拉力:
F2=12(G物'+G动)=12(600N+200N)=400N,
s=2h=2×5m=10m,
拉力做功:
W=Fs=400N×10m=4000J。
答:(1)绳子的绕法见解答图;
(2)滑轮组的机械效率80%;
(3)拉力做的功为4000J。
【解析】(1)滑轮组绳子的绕法:要求施力方向向下,也就是说最后绳子必须从定滑轮绕出来,从而再往回画,绕过上面定滑轮,再绕过下面的动滑轮,这样反复完成;
(2)利用滑轮组做功时,对物体所做的功为有用功,计算公式为W=Gh;动力(手的拉力)做的功为总功,计算公式为W=Fs.而根据拉重物的绳子有几段,s就是h的几倍;
(3)机械效率是有用功占总功的比率,而总功是由有用功(对重物做的功)和额外功(机械损耗带来的)组成。本题绳重及摩擦不计,额外功就是提升动滑轮所做的功,从上面(重物为500N时拉力为F1)求出动滑轮重,再求出重物为600N时的拉力F2,根据滑轮组的结构求出s的大小,利用功的公式求拉力做的功。
本题综合考查了滑轮组的绕法、有用功、额外功、总功、机械效率的计算,涉及到滑轮组承担物重绳子股数n的确定及利用,知识点多,属于难题。
34.【答案】解:
(1)补充条件:电源电压为12V,求电路中的总电流。
因为两电阻并联,根据并联电路特点:
1R=1R1+1R2,
得总电阻R=R1R2R1+R2=6Ω×3Ω6Ω+3Ω=2Ω,
电路中的总电流:
I=UR=12V2Ω=6A。
答:若电源电压为12V,电路中的电流为6A。
(2)补充条件:R1电阻的电功率是6W,求电阻R2两端的电压。
根据P=UI=I2R可知,通过电阻R1的电流为:
I1=P1R1=6W6Ω=1A,
电阻R1两端的电压为U1=I1R1=1A×6Ω=6V,
因为两电阻并联,
所以电阻R2两端的电压U2=U1=6V。
答:若R1电阻的电功率是6W,电阻R2两端的电压为6V。
【解析】知道两电阻的阻值,再知道电源电压,根据欧姆定律可以求电路中的电流;
知道两个电阻并联,若再知道一个电阻的电功率,可求另一个电阻的电压。
本题考查了并联电路的特点,本题是一道开放题,只要提出的问题合理即可。
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