2021年湖南省长沙市广益中学中考物理一模【试卷+答案】
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一、选择题(本大题共12小题,共36分,第1至10题为单项选择题,每小题3分第11、12题为双选题,选项全选对的得3分,选对但不全的得2分,有错选的不得分)
1.(3分)每年端午节浏阳河上的赛龙不仅是一项体育娱乐活动,更体现我国悠久历史文化传承。如图所示为某比赛场景,下列说法正确的是
A.选手听到鼓声大作,震耳欲聋,说明此时鼓声的音调高
B.鼓手敲击鼓面,鼓声是由鼓面振动产生的
C.选手从现场各种声音中听出鼓声,主要是通过鼓声的响度来辨别的
D.鼓手击鼓面越快,鼓声在空气中传播的速度也越快
2.(3分)关于生活中的光现象,下列说法正确的是
A.用激光束引导隧道掘进方向是利用了光的反射
B.看见水中的鱼比它真实的位置要浅是因为光的反射
C.雨后彩虹是因为光的色散
D.岸上景物在水中的倒影是光的折射现象
3.(3分)“霜降”是中国传统的二十四节气之一,与霜的形成相同的物态变化是
A.寒冬村上的“雾凇”
B.雷乡漠河“泼水成冰”
C.于冰周围冒出的“白气”
D.炼钢工人将回收的废铁化成铁水
4.(3分)如图所示是我国自主研制的一种中低空、长航时、多用途电动无人机。以下关于电动无人机的说法中正确的是
A.无人机在空中匀速飞行时,不受力的作用
B.无人机在加速起飞时,受到平衡力的作用
C.无人机降落后关闭发动机,速度变小,惯性变小
D.无人机机身采用的复合材料密度小可减轻自重,便于操控
5.(3分)小明要设计一款电热水壶,能实现自动抽水和加热,且抽水和加热能独立操作。下列符合要求的电路是
A. B.
C. D.
6.(3分)“从生活走向物理从物理走向社会”是我们学习物理的基本理念。根据所学的知识,图中关于家庭电路的说法正确的是
A.三脚插座对应用电器的三线插头,插头最左边的那条导线与用电器的外壳相连
B.只要拿着试电笔接触火线,其内部的氖管就会发光
C.开关和灯泡的接法是错误的
D.灯泡、两脚插座串联
7.(3分)端午佳节,人们常食用盐蛋。盐蛋的一般制作方法:在洗净的鸭蛋表面涂抹白酒,粘上盐后用纸包起来,放置一段时间。下列说法正确的是
A.鸭蛋变咸是一种扩散现象
B.鸭蛋变咸是因为内部产生了盐
C.煮盐蛋升温的过程中,盐蛋内能不变
D.盐蛋冷却降温的过程中,盐蛋内能增大
8.(3分)如图是“歼20”战斗机加速升空的过程。下列说法正确的是
A.动能增加,重力势能减小 B.动能增加,重力势能增加
C.动能减小,重力势能增加 D.机械能保持不变
9.(3分)近年来,我国在信息、能源和新材料等方面的研究都取得了巨大进步,下列说法中正确的是
A.天问一号火星探测器通过超声波传递信息
B.我国的铁基超导研究处于世界领先地位,超导体可用作输电导线、电热丝等
C.我国研制的“华龙一号”核电技术利用了核裂变原理
D.我国在南海开采的可燃冰属于可再生能源
10.(3分)将两只不同规格的灯泡、接在如图所示的电路中,闭合开关、后下列说法中正确的是
A.电流表测量干路电流
B.与的亮度一定相同
C.通过和的电流一定相等
D.只断开,发光且亮度不变
11.(3分)如图为某种吊车的工作示意图。利用伸缩撑杆可使吊臂绕点转动;伸缩撑杆为圆弧状,伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。下列关于这个吊车的有关说法正确的是
A.吊臂工作时是一个杠杆
B.使用这种吊车,好处是可以省力
C.匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力大小保持不变
D.使用这种吊车,好处是可以省功
12.(3分)小易为自己家的养牛场设计了一款补水提示器,其工作原理如图所示,水槽中的水量减少时滑片上移,水量为零时滑片处于的最上端。图中的电表可以改装成水量表,下列分析正确的是
A.如果选择电压表,水量增多时电表示数变大
B.如果选择电流表,水量减少时电表示数变大
C.如果选择电压表改装成水量表,水量表的刻度是均匀的
D.如果选择电压表改装成水量表,水量表的零刻度线不在电压表的零刻度线上
二、填空题(本大题共5小题,11空,每空2分,共26分)
13.(4分)有些绒毛玩具的外衣是采用“静电植绒”技术制作的:事先给布面上涂上带电的胶,再给绒毛带上电,绒毛就会飞向胶布,这是因为胶布和绒毛上带 种电荷互相 。如果绒毛运动方向与电流的方向相反,则说明绒毛带的是 电荷。
14.(4分)在装修房屋时,如图乙所示,工人师傅常将一根灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙壁上不同的地方,并在水面对应的墙壁处做出标记,这样做的目的是保证两处的高度 ,这是利用了 的原理。
15.(4分)2021年4月29日,长征五号遥二运载火箭在海南文昌发射场发射升空,成功将大家伙“天和”号核心舱送入预定轨道,这标志着我国新一代空间站建设工作正式开启,火箭载着“天和”号加速升空发射过程中,“天和”号核心舱相对火箭是 的,火箭使用的燃料必须具有 大的特点。
16.(4分)如图甲所示,电源电压为,,,断开开关时,电路的总电流为 ,将甲图所示电路改变为乙图所示的电路,电源电压和不变,若小灯泡的额定功率为,闭合开关灯泡正常发光,则通电电阻产生的热量是 。
17.(6分)如图甲所示,是一个实心、均匀、硬质、不吸水工艺品,重力为,工艺品、部分均为圆柱体,如图乙所示,质量为的薄壁圆柱形溢水杯中装有的水,静止放在水平桌面上,溢水口距杯底,相关数据如表所示,,取,此时水对容器底的压强为 。用一根细线吊着工艺品,将其缓慢竖直浸入溢水杯的水中。当工艺品下表面与溢水杯底距离为时,细线对工艺品的拉力为 ,松开细线,待工艺品稳定后,将工艺品向上提升,求此时溢水杯对桌面的压强 。(工艺品始终保持竖直,且不沾水)
溢水杯
底面积
40
20
60
高度
10
10
22
三、实验探究题(本大题共5小题,第18题4分,第19题、20题、21题、22题每小题4分,共28分)
18.(4分)小军用如图所示的装置来探究感应电流产生的条件(图中灵敏电流计的指针偏转方向相反即表示通过的电流方向相反)。
序号
运动方向
电流计指针偏转情况
1
沿磁场方向运动(不切割磁感线)
不偏转
2
水平向左(切割磁感线)
向右偏转
3
水平向右(切割磁感线)
向左偏转
(1)导体静止悬挂,闭合开关,灵敏电流计的指针不偏转,说明电路中 电流产生。
(2)继续探究,记录观察到的现象如表比较1、2(或1、实验现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时电路中就会产生感应电流。
19.(6分)长沙是实验考察中,小龙采用如图甲所示的装置进行“探究水的沸特点”实验。
(1)当水温接近时,每隔记录一次水温,并绘制了如图乙所示的水温随时间变化的图像,由图像可知:该实验测得水的沸点是 。
(2)水沸腾时水中气泡的情形为图丙中的 (选填“”或“” 图。
(3)小龙发现当他做完实验并整理实验仪器后,旁边的小易依旧还在做实验,烧杯中的水还未沸腾,他们两位同学所用的酒精灯相同,都是外焰加热,小易同学烧杯中的水还未沸腾可能原因是: 。
20.(6分)利用如图所示装置研究凸透镜成像的规律。
(1)实验前,要调整凸透镜、光屏和烛焰的高度,使它们的中心在同一高度,目的是 ,具体的调整方法是 。
(2)实验数据如下表:
实验次序
物体到凸透镜的距离
光屏上像到凸透镜的距离
光屏上像的大小
1
3.0
光屏上没有像
2
5.0
光屏上没有像
3
12.0
60.0
放大
4
20.0
20.0
等大
5
25.0
16.7
缩小
6
30.0
15.0
缩小
分析数据可知,实验所用凸透镜的焦距是 。
(3)前两次实验中,光屏上没有像的原因可能是 。
(4)小明的实验记录不够全面,应该补充像的 情况。
(5)投影仪成像原理与实验次序 相似;实验次序6与望远镜中 的成像原理相似。
21.(6分)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小易按照题图所示的甲、乙、丙三种情况进行实验,其、、为相同木块,为重物,甲和乙两图中的木板接触面相同,丙图为较粗糙的木板接触面,拉力的方向均为水平方向。
(1)如图甲所示,木块在木板上做匀速直线运动时,弹簧测力计示数为,根据 知识可知此时木块受到的滑动摩擦力。
(2)由甲、乙两图可知,滑动摩擦力的大小与 有关。
(3)小易发现,实验过程中测力计读数不稳定,经过思考,小易设计了如图丁所示的实验,改进实验后拉动木板时 (选填“需要”或“不需要” 控制长木板做匀速直线运动。
22.(6分)实验室购买了一批规格为“”的小灯泡,小明同学利用其中一只小灯泡去检查小灯泡电功率是否符合标准的。实验中各元件完好,电源电压保持不变。
次数
电压
电流
电功率
1
2
0.34
0.68
2
2.5
3
2.8
0.44
1.282
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙所示的实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变暗,连接导线不能交叉);
(2)小波调节滑动变阻器的滑片得到了三组电压和电流的示数,第二组实验的电流表示数如乙图所示,则他第二组测量的小灯泡电功率为 。
(3)小波操作规范、读书正确,根据表中数据,小波认为该小灯泡不合格,假如生产这种小灯泡的钨丝粗细是一定的,则这个小灯泡不合格的原因是钨丝的长度 (填“大于”或“小于” 合格产品小灯泡钨丝的长度。
四、计算题(本大题共2小题,第23题6分、第24题8分,共14分)
23.(6分)工人用图示装置在内将质量为的货物匀速提升,此过程中拉力的功率为.取求:
(1)有用功;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)若工人用此装置匀速提升其他货物,测得拉力大小为,额外功占总功的,工人提升货物的重。
24.(8分)如图电路,电源电压恒定,电压表有多个量程可选,电流表量程为,滑动变阻器标有“”字样,总阻值未知。小灯泡标有“”字样,其两端电压与电流的5组数据如下表所示,只闭合时,电流表的示数为,电阻两端电压为,电阻消耗的功率为,所有开关都断开,变阻器滑片移到最大端时,电流表的示数为,电压表的示数为,电阻消耗的功率为,且,。
电压
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流
0.1
0.14
0.20
0.24
0.25
(1)求小灯泡正常发光时的阻值;
(2)求的大小;
(3)通过闭合或断开开关以及调整滑动变阻器的滑片,在电路安全情况下,求当电路消耗的功率最大和最小时,滑动变阻器的功率之差。
参考答案
一、选择题(本大题共12小题,共36分,第1至10题为单项选择题,每小题3分第11、12题为双选题,选项全选对的得3分,选对但不全的得2分,有错选的不得分)
1.(3分)每年端午节浏阳河上的赛龙不仅是一项体育娱乐活动,更体现我国悠久历史文化传承。如图所示为某比赛场景,下列说法正确的是
A.选手听到鼓声大作,震耳欲聋,说明此时鼓声的音调高
B.鼓手敲击鼓面,鼓声是由鼓面振动产生的
C.选手从现场各种声音中听出鼓声,主要是通过鼓声的响度来辨别的
D.鼓手击鼓面越快,鼓声在空气中传播的速度也越快
【解答】解:、鼓声大作,震耳欲聋,说明声音的响度大,故错误;
、声音由物体的振动产,鼓声是由鼓面振动产生的,故正确;
、音色指声音的品质和特色,选手能区分开鼓声和其他声音,依靠的是不同发声体音色一般不同,故错误;
、声音的传播速度与传音介质和温度有关,与发声体振动快慢无关,故错误。
故选:。
2.(3分)关于生活中的光现象,下列说法正确的是
A.用激光束引导隧道掘进方向是利用了光的反射
B.看见水中的鱼比它真实的位置要浅是因为光的反射
C.雨后彩虹是因为光的色散
D.岸上景物在水中的倒影是光的折射现象
【解答】解:、开凿隧道用激光束引导掘进机,使掘进机沿直线前进,是利用光沿直线传播。故错误;
、看见水中的鱼比它真实的位置要浅是因为鱼反射的光线射向水面,在水面处发生折射,折射光线远离法线,眼睛感觉光线是从折射光线的反向延长线上射出,看到鱼的像比实际位置偏浅,这是光的折射现象,故错误;
、雨过天晴时,常在天空出现彩虹,这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫做光的色散现象,故正确;
、岸上景物在水中的倒影是平面镜成像,平面镜成像是光的反射现象,故错误。
故选:。
3.(3分)“霜降”是中国传统的二十四节气之一,与霜的形成相同的物态变化是
A.寒冬村上的“雾凇”
B.雷乡漠河“泼水成冰”
C.于冰周围冒出的“白气”
D.炼钢工人将回收的废铁化成铁水
【解答】解:霜是空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶。
、雾凇是空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶,附着在植被表面,与霜的形成相同,故正确;
、“泼水成冰”是水的凝固现象,故错误;
、“白气”是水蒸气的液化现象,故错误;
、废铁化成铁水是熔化现象,故错误。
故选:。
4.(3分)如图所示是我国自主研制的一种中低空、长航时、多用途电动无人机。以下关于电动无人机的说法中正确的是
A.无人机在空中匀速飞行时,不受力的作用
B.无人机在加速起飞时,受到平衡力的作用
C.无人机降落后关闭发动机,速度变小,惯性变小
D.无人机机身采用的复合材料密度小可减轻自重,便于操控
【解答】解:、无人机在空中匀速直线飞行时,处于平衡状态,受平衡力作用,故错误;
、无人机在加速起飞时,处于非平衡状态,受力不平衡,故错误;
、惯性大小只与物体质量有关,无人机降落后关闭发动机,速度变小,质量不变,所以惯性不变,故错误;
、相同体积时,无人机机身材料密度小,质量小,自重小,便于操控,故正确。
故选:。
5.(3分)小明要设计一款电热水壶,能实现自动抽水和加热,且抽水和加热能独立操作。下列符合要求的电路是
A. B.
C. D.
【解答】解:
、电动机与并联,每个开关与一个电路元件串联,抽水和加热互不影响,正确;
、控制整个电路,只有闭合,工作时,再闭合,才能工作,不符合题意;
、控制整个电路,两用电器串联,只闭合(断开),和同时工作(停止工作);
再闭合,短路,不能工作,只有工作,不符合题意;
故选:。
6.(3分)“从生活走向物理从物理走向社会”是我们学习物理的基本理念。根据所学的知识,图中关于家庭电路的说法正确的是
A.三脚插座对应用电器的三线插头,插头最左边的那条导线与用电器的外壳相连
B.只要拿着试电笔接触火线,其内部的氖管就会发光
C.开关和灯泡的接法是错误的
D.灯泡、两脚插座串联
【解答】解:
、图中的三脚插座对应用电器的三线插头,插头最上面的那条导线与用电器的外壳相连,这样可以防止因外壳漏电而发生触电事故,故错误;
、只有测电笔使用正确(即手指接触笔尾金属体),测电笔接触火线时,氖管才能发光,如果测电笔的使用方法不正确,则氖管不能发光,故错误;
、开关应接在火线与灯泡之间,则图中开关和灯泡的接法是错误的,故正确;
、家庭电路中各用电器在工作过程中互不影响,所以用电器、插座之间都是并联连接的,故错误。
故选:。
7.(3分)端午佳节,人们常食用盐蛋。盐蛋的一般制作方法:在洗净的鸭蛋表面涂抹白酒,粘上盐后用纸包起来,放置一段时间。下列说法正确的是
A.鸭蛋变咸是一种扩散现象
B.鸭蛋变咸是因为内部产生了盐
C.煮盐蛋升温的过程中,盐蛋内能不变
D.盐蛋冷却降温的过程中,盐蛋内能增大
【解答】解:、在洗净的鸭蛋表面涂抹白酒,粘上盐后用纸包起来,放置一段时间,鸭蛋中不会产生盐,盐分子扩散到鸭蛋中,是一种扩散现象,故正确、错误。
、煮盐蛋升温的过程中,盐蛋的质量不变,状态不变,温度升高,内能增加;盐蛋冷却降温的过程中,盐蛋的质量不变,状态不变,温度降低,内能减小,故、错误。
故选:。
8.(3分)如图是“歼20”战斗机加速升空的过程。下列说法正确的是
A.动能增加,重力势能减小 B.动能增加,重力势能增加
C.动能减小,重力势能增加 D.机械能保持不变
【解答】解:在歼20飞机加速向上运动的过程中,质量不变,速度增大,其动能增大;同时高度增加,重力势能增大;机械能等于动能与势能的总和,所以机械能总量增大。故错误,正确。
故选:。
9.(3分)近年来,我国在信息、能源和新材料等方面的研究都取得了巨大进步,下列说法中正确的是
A.天问一号火星探测器通过超声波传递信息
B.我国的铁基超导研究处于世界领先地位,超导体可用作输电导线、电热丝等
C.我国研制的“华龙一号”核电技术利用了核裂变原理
D.我国在南海开采的可燃冰属于可再生能源
【解答】解:、电磁波能在真空中传播,天问一号火星探测器通过电磁波传递信息,故错误;
、超导材料没有电阻,不能应用于电热丝,但是可以应用于远距离输电线,故错误;
、我国研制的“华龙一号”核电技术利用了核裂变原理工作的,故正确;
、可燃冰开发使用后,会越来越少,不可能在短期内从自然界得到补充,所以可燃冰属于不可再生能源,故错误。
故选:。
10.(3分)将两只不同规格的灯泡、接在如图所示的电路中,闭合开关、后下列说法中正确的是
A.电流表测量干路电流
B.与的亮度一定相同
C.通过和的电流一定相等
D.只断开,发光且亮度不变
【解答】解:
由图知,灯泡、并列接在电路中,即两灯并联;电流表和在一条支路上,则电流表测量通过的电流;开关和在另一条支路上,开关只控制灯;开关在干路上,则开关控制整个电路。
、由图知,电流表和在一条支路上,电流表测量通过的电流,故错;
、灯泡、的规格不同,并联在同一电路中,则与的亮度不相同,故错;
、灯泡、的规格不同,并联在同一电路中,则通过和的电流不相等,故错;
、灯泡、并联在同一电路中,只断开,只有发光,因并联电路各支路互不影响,所以的亮度不变,故正确。
故选:。
11.(3分)如图为某种吊车的工作示意图。利用伸缩撑杆可使吊臂绕点转动;伸缩撑杆为圆弧状,伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。下列关于这个吊车的有关说法正确的是
A.吊臂工作时是一个杠杆
B.使用这种吊车,好处是可以省力
C.匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力大小保持不变
D.使用这种吊车,好处是可以省功
【解答】解:
、由图知吊臂在力的作用下绕固定点转动,是一个杠杆,故正确;
、如下图,画出动力臂和阻力臂,由图可知,动力臂小于阻力臂,根据杠杆平衡条件,动力大于阻力,是费力杠杆,但可以省距离;故错误。
、吊车吊起货物的过程中,阻力不变,阻力臂减小,动力臂不变(因为支持力始终与吊臂垂直),由杠杆平衡条件可知,动力减小,即支持力逐渐变小。故错误。
、杠杆是一种机械,使用任何机械都不省功。故错误。
故选:。
12.(3分)小易为自己家的养牛场设计了一款补水提示器,其工作原理如图所示,水槽中的水量减少时滑片上移,水量为零时滑片处于的最上端。图中的电表可以改装成水量表,下列分析正确的是
A.如果选择电压表,水量增多时电表示数变大
B.如果选择电流表,水量减少时电表示数变大
C.如果选择电压表改装成水量表,水量表的刻度是均匀的
D.如果选择电压表改装成水量表,水量表的零刻度线不在电压表的零刻度线上
【解答】解:、如果选择电压表,与串联,电压表测滑片上方电阻丝两端的电压,由电压表的内阻很大、在电路中相当于断路可知,滑片移动时,变阻器接入电路中的电阻不变,总电阻不变,由可知,电路中的电流不变;滑片处于的最上端时水量为零,与电压表并联部分的电阻为零,电压表的示数为零,即水量表的零刻度线在电压表的零刻度线上,由题意可知当水量增多时,滑片下移,滑片上方电阻丝的长度变长、其阻值变大,由可知,滑片上方电阻丝两端的电压与电阻丝的电阻成正比,即选择电压表改装水量表,水量表刻度均匀,故错误、正确;
、如果选择电流表,滑片上方电阻丝被短路,变阻器下方的电阻丝与串联,电流表测电路中的电流,当水量减少时,滑片上移,变阻器接入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,由可知,在电源电压不变时,电流与不成比例,水量表刻度不均匀,故错误。
故选:。
二、填空题(本大题共5小题,11空,每空2分,共26分)
13.(4分)有些绒毛玩具的外衣是采用“静电植绒”技术制作的:事先给布面上涂上带电的胶,再给绒毛带上电,绒毛就会飞向胶布,这是因为胶布和绒毛上带 异 种电荷互相 。如果绒毛运动方向与电流的方向相反,则说明绒毛带的是 电荷。
【解答】解:给绒毛带上电,绒毛就会飞向胶布,这是因为胶布和绒毛上带异种电荷相互吸引的缘故。
因为自由电子的定向移动方向与电流方向相反,绒毛运动方向与电流的方向相反,则说明绒毛带的是负电荷。
故答案为:异;吸引;负。
14.(4分)在装修房屋时,如图乙所示,工人师傅常将一根灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙壁上不同的地方,并在水面对应的墙壁处做出标记,这样做的目的是保证两处的高度 相同 ,这是利用了 的原理。
【解答】解:透明软管的两端开口、底部连通正符合连通器的特点,所以工人师傅这样做的目的是保证两处的高度相同。
故答案为:相同;连通器。
15.(4分)2021年4月29日,长征五号遥二运载火箭在海南文昌发射场发射升空,成功将大家伙“天和”号核心舱送入预定轨道,这标志着我国新一代空间站建设工作正式开启,火箭载着“天和”号加速升空发射过程中,“天和”号核心舱相对火箭是 静止 的,火箭使用的燃料必须具有 大的特点。
【解答】解:火箭载着“天和”号加速升空发射过程中,“天和”号核心舱相对火箭之间没有发生位置的变化,是静止的;
运载火箭常选用液氢作燃料,选择依据主要是液氢的热值大,由公式可知,在质量相同时,与其它燃料相比,液氢完全燃烧时放出的热量更多。
故答案为:静止;热值。
16.(4分)如图甲所示,电源电压为,,,断开开关时,电路的总电流为 0.5 ,将甲图所示电路改变为乙图所示的电路,电源电压和不变,若小灯泡的额定功率为,闭合开关灯泡正常发光,则通电电阻产生的热量是 。
【解答】解:(1)如图甲所示,电源电压为,,,断开开关时,两电阻串联,根据欧姆定律可知电路的总电流为;
(2)将甲图所示电路改变为乙图所示的电路,电源电压和不变,若小灯泡的额定功率为,闭合开关,灯泡和串联,灯泡正常发光,设此时电路中的电流为,灯泡两端的电压为,两端的电压为,
则①
电源电压②
联立①②得:,,;
则通电电阻产生的热量。
故答案为:0.5;40。
17.(6分)如图甲所示,是一个实心、均匀、硬质、不吸水工艺品,重力为,工艺品、部分均为圆柱体,如图乙所示,质量为的薄壁圆柱形溢水杯中装有的水,静止放在水平桌面上,溢水口距杯底,相关数据如表所示,,取,此时水对容器底的压强为 1200 。用一根细线吊着工艺品,将其缓慢竖直浸入溢水杯的水中。当工艺品下表面与溢水杯底距离为时,细线对工艺品的拉力为 ,松开细线,待工艺品稳定后,将工艺品向上提升,求此时溢水杯对桌面的压强 。(工艺品始终保持竖直,且不沾水)
溢水杯
底面积
40
20
60
高度
10
10
22
【解答】解:(1)水对容器底的压强:;
(2)当工艺品下表面与溢水杯底距离为时,设水面上升的高度为△,因为物体排开水的体积和物体浸在水中的体积相等,即,
则有:△△,
则水面上升的高度△,
工艺品受到的浮力:△,
则细线对工艺品的拉力:;
(3)工艺品的质量:,
工艺品的体积:,
工艺品的密度:;
因为,所以松开细线,待工艺品稳定后,工艺品漂浮在水面上,
工艺品受到的浮力为:,
由得,工艺品排开水的体积为:,
工艺品部分的体积为:,所以,
因此浸没在水中、只有部分浸入水中,
工艺品浸入水中的深度(即工艺品下表面距水面的高度)为:,
设工艺品下表面距溢水杯底的高度为,因溢水杯中水的体积不变,
所以,,
代入数据得:,
解得:,
则溢水杯中水的深度:,故水会溢出一部分,溢水杯中水的深度为,
所以工艺品下表面距溢水杯底的高度为:,
溢水杯中剩余水的体积为:,
溢水杯中剩余水的重力为:,
将工艺品向上提升,则工艺品下表面距溢水杯底的高度为,
此时工艺品浸入水中的深度(即工艺品下表面距水面的高度)为:
则工艺品排开水的体积为:,
工艺品受到的浮力为:,
则工艺品对水的压力等于水对工艺品的浮力,
溢水杯的重力为:,
溢水杯对桌面的压力为:,
溢水杯对桌面的压强为:。
故答案为:(1)1200;(2);(3)1800。
三、实验探究题(本大题共5小题,第18题4分,第19题、20题、21题、22题每小题4分,共28分)
18.(4分)小军用如图所示的装置来探究感应电流产生的条件(图中灵敏电流计的指针偏转方向相反即表示通过的电流方向相反)。
序号
运动方向
电流计指针偏转情况
1
沿磁场方向运动(不切割磁感线)
不偏转
2
水平向左(切割磁感线)
向右偏转
3
水平向右(切割磁感线)
向左偏转
(1)导体静止悬挂,闭合开关,灵敏电流计的指针不偏转,说明电路中 无 电流产生。
(2)继续探究,记录观察到的现象如表比较1、2(或1、实验现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时电路中就会产生感应电流。
【解答】解:(1)当导体静止悬挂起来后,闭合开关,灵敏电流计指针不偏转,说明电路中无电流产生;
(2)比较1、2(或1、实验现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中沿水平方向移动时,做切割磁感线运动,此时电路中就会产生感应电流。
故答案为:(1)无;(2)切割磁感线。
19.(6分)长沙是实验考察中,小龙采用如图甲所示的装置进行“探究水的沸特点”实验。
(1)当水温接近时,每隔记录一次水温,并绘制了如图乙所示的水温随时间变化的图像,由图像可知:该实验测得水的沸点是 97 。
(2)水沸腾时水中气泡的情形为图丙中的 (选填“”或“” 图。
(3)小龙发现当他做完实验并整理实验仪器后,旁边的小易依旧还在做实验,烧杯中的水还未沸腾,他们两位同学所用的酒精灯相同,都是外焰加热,小易同学烧杯中的水还未沸腾可能原因是: 。
【解答】解:(1)如图乙可知,水的沸点为;
(2)水沸腾之前,水下层的温度高于上层的水温,气泡上升过程中,气泡中的水蒸气遇冷液化成水,气泡变小;水沸腾时,整个容器中水温相同,水内部不停的汽化,产生大量的水蒸气进入气泡,气泡变大,故水沸腾时气泡上升的情况是图;
(3)实验中,小龙组实验中的水比同时开始实验的小易组的水先沸腾,分析小易组是还没沸腾的原因可能是:用的水的质量大。
故答案为:(1)97;(2);(3)用的水的质量大。
20.(6分)利用如图所示装置研究凸透镜成像的规律。
(1)实验前,要调整凸透镜、光屏和烛焰的高度,使它们的中心在同一高度,目的是 使像成在光屏的中央 ,具体的调整方法是 。
(2)实验数据如下表:
实验次序
物体到凸透镜的距离
光屏上像到凸透镜的距离
光屏上像的大小
1
3.0
光屏上没有像
2
5.0
光屏上没有像
3
12.0
60.0
放大
4
20.0
20.0
等大
5
25.0
16.7
缩小
6
30.0
15.0
缩小
分析数据可知,实验所用凸透镜的焦距是 。
(3)前两次实验中,光屏上没有像的原因可能是 。
(4)小明的实验记录不够全面,应该补充像的 情况。
(5)投影仪成像原理与实验次序 相似;实验次序6与望远镜中 的成像原理相似。
【解答】解:
(1)实验前,为了使像成在光屏的中央,应调节凸透镜、烛焰和光屏三者的中心大致在同一高度;其中最方便合理的调整方法是把蜡烛、透镜和光屏在光具座上移到一起,调整“三心”在同一高度,然后再分开;
(2)由表格中数据可知,物距为时,成倒立、等大的实像,此时,故凸透镜焦距;
(3)前两次实验中,物距均小于凸透镜的焦距,成正立放大的虚像,虚像不能在光屏上呈现;
(4)根据表格可知,缺少的像的正倒;
(5)投影仪成倒立放大的实像,投影仪成像原理与实验次序3相似;实验次序6成倒立缩小的实像,所以与望远镜的物镜相似。
故答案为:(1)使像成在光屏的中央;把蜡烛、透镜和光屏在光具座上移到一起,调整“三心”在同一高度,然后再分开;(2)10.0;(3)物距均小于凸透镜的焦距,成正立放大的虚像,虚像不能在光屏上呈现;(4)正倒;(5)3;物镜。
21.(6分)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小易按照题图所示的甲、乙、丙三种情况进行实验,其、、为相同木块,为重物,甲和乙两图中的木板接触面相同,丙图为较粗糙的木板接触面,拉力的方向均为水平方向。
(1)如图甲所示,木块在木板上做匀速直线运动时,弹簧测力计示数为,根据 二力平衡 知识可知此时木块受到的滑动摩擦力。
(2)由甲、乙两图可知,滑动摩擦力的大小与 有关。
(3)小易发现,实验过程中测力计读数不稳定,经过思考,小易设计了如图丁所示的实验,改进实验后拉动木板时 (选填“需要”或“不需要” 控制长木板做匀速直线运动。
【解答】解:(1)在实验中,小明用弹簧测力计在水平方向上匀速直线拉动木块,此时拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以当弹簧测力计示数为时木块受到的滑动摩擦力大小也为;
(2)观察甲乙两图,由控制变量法可知,控制接触面的粗糙程度不变,压力的大小改变,所以是要研究滑动摩擦力与压力大小的关系;
由控制变量法可知,要研究滑动摩擦力与压力的关系,应控制接触面粗糙程度不变,故应观察甲乙两图;
(3)如图丁所示的实验装置,拉动长木板向左运动,相对长木板处于静止状态,受到的测力计的拉力与长木板施加的摩擦力为一对平衡力,大小相等,故该装置的优点是不需要长木板做匀速直线运动。
故答案为:(1)二力平衡;(2)压力大小;(3)不需要。
22.(6分)实验室购买了一批规格为“”的小灯泡,小明同学利用其中一只小灯泡去检查小灯泡电功率是否符合标准的。实验中各元件完好,电源电压保持不变。
次数
电压
电流
电功率
1
2
0.34
0.68
2
2.5
3
2.8
0.44
1.282
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙所示的实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变暗,连接导线不能交叉);
(2)小波调节滑动变阻器的滑片得到了三组电压和电流的示数,第二组实验的电流表示数如乙图所示,则他第二组测量的小灯泡电功率为 1 。
(3)小波操作规范、读书正确,根据表中数据,小波认为该小灯泡不合格,假如生产这种小灯泡的钨丝粗细是一定的,则这个小灯泡不合格的原因是钨丝的长度 (填“大于”或“小于” 合格产品小灯泡钨丝的长度。
【解答】解:(1)滑动变阻器采用一上一下的连接方式,滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变暗,说明滑动变阻器接入电路的电阻增大,故选择左下接线柱,连接电路如图所示:
(2)如乙图所示,电流表选用的是小量程,分度值为,电流表的示数为,此时灯泡电压为额定电压,根据功率公式计算灯泡的额定功率为:;
(3)根据功率公式,在额定电压不变的情况下,电功率变大,是因为灯丝的电阻变小导致的,又根据影响电阻大小的因素,在钨丝的粗细是一定的情况下,灯丝的电阻变小是因为钨丝的长度变小所致,故这个小灯泡不合格的原因是钨丝的长度小于合格产品小灯泡钨丝的长度;
故答案为:(1)如图所示;(2)1;(3)小于。
四、计算题(本大题共2小题,第23题6分、第24题8分,共14分)
23.(6分)工人用图示装置在内将质量为的货物匀速提升,此过程中拉力的功率为.取求:
(1)有用功;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)若工人用此装置匀速提升其他货物,测得拉力大小为,额外功占总功的,工人提升货物的重。
【解答】解:
(1)货物的重力:;
有用功:;
(2)拉力做的总功:;
滑轮组的机械效率:;
(3)由图可知,
已知额外功占总功的,则此时的机械效率;
此时的机械效率:,
所以提升物体的重力:。
答:(1)有用功为;
(2)滑轮组的机械效率为;
(3)工人提升货物的重为。
24.(8分)如图电路,电源电压恒定,电压表有多个量程可选,电流表量程为,滑动变阻器标有“”字样,总阻值未知。小灯泡标有“”字样,其两端电压与电流的5组数据如下表所示,只闭合时,电流表的示数为,电阻两端电压为,电阻消耗的功率为,所有开关都断开,变阻器滑片移到最大端时,电流表的示数为,电压表的示数为,电阻消耗的功率为,且,。
电压
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流
0.1
0.14
0.20
0.24
0.25
(1)求小灯泡正常发光时的阻值;
(2)求的大小;
(3)通过闭合或断开开关以及调整滑动变阻器的滑片,在电路安全情况下,求当电路消耗的功率最大和最小时,滑动变阻器的功率之差。
【解答】解:(1)灯泡正常发光时的阻值;
(2)当只闭合时,定值电阻与灯泡串联,电流表测电路中的电流,电压表测量电源电压,电压表测量两端的电压,电路图如图1所示;
由已知电流表示数为,根据表格数据可知此时灯泡两端的电压,定值电阻两端的电压为,定值电阻的功率,由串联电路电压规律可知电源电压,所以①;
当所有开关都断开时,变阻器滑片移到端,灯泡与定值电阻、滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡和定值电阻两端的总电压,电压表测量定值电阻和滑动变阻器两端的总电压,电路图如图2所示;定值电阻的功率;
又因为,,得;由表格数据可知,此时灯泡两端的电压,由串联电路电压规律可知电源电压,所以②;
又因为③,联立①②③得:电源电压;
(3)当只闭合时,电路中的电流是,此时定值电阻两端的电压,定值电阻的阻值;
当所有开关都断开时,变阻器滑片移到端,由上述分析可知,电路中的电流是,灯泡两端的电压为,此时定值电阻和滑动变阻器两端的总电压,定值电阻和滑动变阻器的总电阻,所以滑动变阻器的最大阻值;
由于电源电压一定,根据可知,当电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电路消耗的功率最小;当电路中的电阻最小时,电路中的电流最小,电路消耗的功率最大;
所以当开关同时断开时,滑片移到最大阻值端时,电路中的电阻最大,电路消耗的功率最小,此时电路中的电流为,滑动变阻器两端的电压,滑动变阻器的功率;
当闭合开关,断开开关,移动滑片,电路中的电流为时,电路消耗的功率最大,此时灯泡两端的电压为,滑动变阻器两端的电压,此时滑动变阻器的功率;当电路消耗的功率最大和最小时,滑动变阻器的功率之差是。
答:(1)灯泡正常发光时的阻值是;
(2)电流的大小是;
(3)当电路消耗的功率最大和最小时,滑动变阻器的功率之差。
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