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2021年山东省潍坊市中考物理试卷
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一、单项选择题(本题有10个小题,共20分。每个小题给出的四个选项中,只有一个是正确的,选对的每小题得2分,多选、不选、错选均不得分)
1.(2分)(2021•潍坊)“节约用水,人人有责”,应养成随手关闭水龙头的好习惯。水龙头手柄可视为如图所示杠杆,O为支点,F为阻力,分别用力沿a、b、c、d方向关闭水龙头,其中用力最小的是( )
A.a B.b C.c D.d
2.(2分)(2021•潍坊)一款塔式多孔插座如图所示,其技术参数为:最大电压250V,最大电流10A,关于该插座的接线和使用方法正确的是( )
A.插座通电后可用湿布擦去表面灰尘
B.插座内可以只接火线和零线
C.手机充电器使用后应与插座断开
D.标有“220V 3000W”的电热水器可使用该插座
3.(2分)(2021•潍坊)积极承担家务劳动是中学生应具有的品德。小明同学从超市购买了一箱质量为5kg的鸡蛋,并进行了下列估测,其中最符合事实的是( )
A.箱内约有80个鸡蛋
B.一个鸡蛋的直径约为6dm
C.一个鸡蛋重约为5N
D.鸡蛋的密度约为2g/cm3
4.(2分)(2021•潍坊)鼓作为敲击乐器,在重要的节日庆典中频频登场。学校器乐室有一直径为1m的大鼓,质量为32kg,学校在报告厅内举行庆祝建党一百周年活动,将鼓平放在水平舞台上,下列说法正确的是( )
A.鼓静止时对舞台的压强约为400Pa
B.若将鼓侧立,鼓对舞台的压强变小
C.响鼓还需重锤敲,敲击力越大音调越高
D.鼓声余音缭绕是由于敲击力不同造成的
5.(2分)(2021•潍坊)为迎接2022年北京冬季奥运会,国家滑雪运动队积极训练。如图所示,某运动员沿斜坡滑下,获得一定速度后进入水平赛道做匀速直线运动,然后从水平赛道末端飞出,飞行一段时间后落到斜坡上,不计空气阻力,关于运动员的说法正确的是( )
A.匀速运动过程受力平衡,无惯性
B.飞行过程受力不变,惯性不变
C.飞行过程动能增加,惯性变大
D.飞行过程惯性不变,运动状态不变
6.(2分)(2021•潍坊)传感器在生产生活中有着广泛的应用,一部普通智能手机中就有十几种,传感器能感受声音、图像、压力、磁场等各种信息,压力传感器的核心部件为压敏电阻。某同学设计的压力传感器如图所示,R0为定值电阻,R为压敏电阻且阻值随压力增大而减小,闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.压力为0时,电压表示数为0
B.压力变大时,电压表示数变大
C.压力变大时,电压表示数变小
D.压力变大时,电流表示数变小
7.(2分)(2021•潍坊)用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,验电器的金属箔片张开,如图所示。下列说法正确的是( )
A.毛皮的原子核束缚电子的能力比橡胶棒强
B.摩擦过程中毛皮上的电子转移到橡胶棒上
C.验电器箔片张开是因为两箔片带了正电荷
D.金属球上的电荷与两箔片上的电荷电性相反
8.(2分)(2021•潍坊)如图所示电路中,开关S断开时,电压表,电流表均无示数;S闭合时,电流表有示数,电压表无示数,电路中仅有一处故障,下列判断正确的是( )
A.电阻R1断路 B.电阻R2断路 C.电阻R2短路 D.电阻R3断路
9.(2分)(2021•潍坊)如图所示是某同学自制的玩具电动机,一块釹铁椭圆形磁铁吸在干电池底部,将一段裸露的铜线折成矩形线框,上边与电池正极接触,下边搭接在磁铁上,观察到线框顺时针转动,则( )
A.该过程中机械能转化为电能
B.线框左右两边所受磁场力方向相同
C.若仅调换电池两极,线框将逆时针转动
D.若仅调换磁铁两极,线框仍顺时针转动
10.(2分)(2021•潍坊)体育课上小明同学进行传接篮球训练,他将球斜向上抛出,球的运动轨迹如图所示,a、b、c、d为轨迹上的点,其中a、c两点高度相同,不计空气阻力,则篮球在( )
A.a、c两点的动能相等
B.a点的机械能比d点机械能大
C.a点动能比d点动能大
D.b点的动能最大
二、多项选择题(本题有5个小题,共20分。每个小题给出的四个选项中,至少有两个是正确的,选对的每小题得4分,选对但不全的得2分,选错或不选的得0分)
11.(4分)(2021•潍坊)中国首个火星探测器“天问一号”的成功着陆,激发了很多同学的研究兴趣。某同学用无人机模拟火星着陆器的着陆过程,无人机从悬停到竖直下落至地面的v—t图象,如图所示,则无人机( )
A.在0﹣1s内不受力
B.在1﹣3s内的重力势能增加
C.在3﹣6s内下落了12m
D.在6﹣7s内做减速运动
12.(4分)(2021•潍坊)充电宝内部主要部件是锂电池,充电宝铭牌上标注了锂电池的电压和容量,民航局规定严禁携带额定能量超过160W•h的充电宝乘机,则电压为3.7V、容量为下列数值的充电宝可以带上飞机的是( )
A.10000 mA•h B.40000 mA•h C.50 A•h D.30 A•h
13.(4分)(2021•潍坊)建筑工地上常用的夹砖器(取砖工具)如图甲所示,用它夹住两块相同的砖、竖直提起后静止在空中,此时两夹片与砖面平行,如图乙所示,则( )
A.两砖之间无压力
B.两砖之间无摩擦力
C.夹砖器对砖的摩擦力向上
D.夹片对砖的压力越大,砖受到的摩擦力越大
14.(4分)(2021•潍坊)某同学利用光具座、透镜、蜡烛、光屏探究凸透镜成像规律,记录物距u、像距v得到的图象如图所示,则( )
A.当u=10cm时,成倒立、等大的像
B.当u=15cm时,成倒立、放大的像
C.当u=20cm时,成倒立、放大的像
D.当u=25cm时,成倒立、缩小的像
15.(4分)(2021•潍坊)某电热水器的工作原理如图甲所示,用电磁继电器控制加热和保温状态的转换。R1、R2为电热丝,且R2=3R1,R3为滑动变阻器,R0为热敏电阻(置于电热水器内),R0阻值随温度的变化规律如图乙所示。电源E的电压为6V,当R0中的电流I≥15mA时,衔铁被吸下,电磁继电器线圈电阻不计,下列说法正确的是( )
A.热水器的加热功率是保温功率的4倍
B.S1闭合,当衔铁吸下后,热水器处于加热状态
C.当热水温度设置为55℃时,R3连入电路的阻值为250Ω
D.若提高热水设置温度,应向左移动R3滑片
三、作图题(本题有2个小题,共5分)
16.(2分)(2021•潍坊)如图所示,一束光斜射入盛有水的容器中,在容器底形成光斑P1。保持光束和容器的位置不变,向容器中缓慢加水,光斑移到P2位置时,请在图中画出此时的折射光线及水面位置。
17.(3分)(2021•潍坊)在内壁光滑的汽缸内,用重为G的活塞封闭一定质量的气体,把活塞和汽缸按图所示悬挂,静止在空中,图中已标出缸内气体对活塞的作用力F气,请画出活塞所受其它力的示意图。
四、科普阅读题(本题有1个小题,共5分)
18.(5分)(2021•潍坊)阅读短文,回答问题:
“长五”助力,“天和”巡天
2021年4月29日,搭载中国空间站天和核心舱的长征五号B遥二运载火箭,在我国文昌航天发射场点火升空。长征五号B遥二运载火薪是新一代运载火箭,它使用的是冷藏液氢、液氧低温燃料,液氢温度为﹣253℃,液氧为183℃。在塔架上未起飞前,这些燃料在与外界空气接触时,火箭侧壁会冒出“白雾”,在“点火”口令下达后,重达800多吨的火箭拔地而起,火箭尾部发出又长又亮的蓝白色火焰,约490s后离开视野。将天和核心舱送入预定轨道后,末级火箭与核心舱分离,末级火箭再入大气层,与大气剧烈摩擦使火箭绝大部分烧蚀销毁。
进入预定轨道的天和核心舱使用的是大功率LT﹣100型霍尔电推系统,该设备将太阳能先转化为电能,再将电能转化为机械能。天和核心舱使用的是目前世界上最先进的砷化钾太阳能电池翼,它的光电转换效率高达50%以上,而传统的晶硅电池只有20%左右,此外,砷化钾电池还具有很好的耐温性,在250℃高温下也能正常工作。天和号核心舱目前翼展长是13m,未来将发射升空的“问天”号和“梦天”号两个实验舱的太阳翼单侧翼展将达到30m!到那时,“天宫”号空间站的供电能力将达到100kW。
(1)火箭在塔架上未起飞前,侧壁冒出的“白雾”是由水蒸气 产生的;
(2)末级火箭绝大部分烧蚀销毁过程,火箭的机械能一部分转化 ;
(3)“点火”发射时,使“长五”火箭起飞需要的最小推力大小为 N;
(4)建成后的“天宫”号空间站,太阳能电池接收太阳能的最大功率为 kW。
五、实验题(本题有4个小题,共24分)
19.(4分)(2021•潍坊)某同学用身边的器材验证平面镜成像特点,实验操作如下:
①在水平桌面上铺一张白纸,在白纸上竖立一透明玻璃板,在白纸上沿透明玻璃板画一条直线;
②取两个相同的矿泉水瓶盖a、b,盖的边缘涂上印泥,在玻璃板一侧放置瓶盖a且用力按一下,观察a在玻璃板中的像。手持瓶盖b移至与a像重合。稍用力按下b记录a像的位置;
③多次改变a的位置,重复步骤②,白纸上得到对应的物、像痕迹。
请回答下列问题:
(1)为保证实验效果,下列操作正确的是
A.实验过程中玻璃板底边必须与所画直线重合
B.实验过程中玻璃板底边与直线平行即可
C.玻璃板必须垂直纸面
D.玻璃板可适当倾斜
E.应选用较厚的玻璃板
(2)若不使用直尺和三角板,要验证物、像是否对称,接下来进行的实验操作是 。
20.(6分)(2021•潍坊)一同学从实验室借来带密封条的玻璃罩、抽气泵等器材,分别进行了下列探究,请你根据观察到的实验现象,选择“变大”、“变小”或“不变”填入空格中。
(1)将图甲所示正在响铃的闹钟放入玻璃罩内,抽走罩内气体,闹铃的声音 ;
(2)将图乙所示盛有少量热水的烧杯放入玻璃罩内,抽走罩内气体,杯内的水沸腾,杯内水的温度值 ;
(3)将图丙所示的装置放入玻璃罩内,抽走罩内气体,试管内外水面的高度差 。
21.(6分)(2021•潍坊)某同学到海边游玩时捡到一块鹅卵石,他利用身边的细线、弹簧测力计、量杯进行了下列操作:
①用细线系住石块,悬挂在测力计下,记录测力计示数为F1。
②量杯中装入海水,记录此时水面刻度为Va。
③将测力计悬挂的石块完全浸没在海水中(不接触杯底且海水不溢出),石块静止时,记录水面刻度值为V,测力计示数为F2。
请回答下列问题(已知重力与物体质量的比值为g)。
(1)鹅卵石的质量为 ,鹅卵石的密度为 。
(2)海水的密度为 。
22.(8分)(2021•潍坊)现有下列实验器材:
①额定电压为2.5V的小灯泡;
②电压约为6V的直流电源;
③量程为6V的电压表;
④最大阻值为99.99Ω的电阻箱R;
⑤开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干。
要测量小灯泡的额定功率,请将下列实验步骤补充完整。
(1)按电路图甲将图乙所示的实物图连接完整。
(2)先将电阻箱阻值调到 (选填“最大”、“最小”或“任意值”)再闭合开关S1;
(3)将S2掷向a,调节电阻箱阻值,使电压表示数U1=2.5V,再将S2掷向b,电压表示数U2及电阻箱示数R如图丙所示,U2= V,R= Ω,则该小灯泡的额定功率为 W。
六、计算题(本题有4个小题,共26分。解答时应写出必要的文字说明、公式和重要计算步骤,只写出最后答案的不能得分)
23.(4分)(2021•潍坊)某同学估算煤气灶烧水时的效率,他在烧水壶中装入V=2.5L水,烧水前的水为20℃,将水加热至100℃,立即关闭煤气,烧水前、后燃气表的示数变化“△V=0.105m3”,该同学查得煤气的热值q=4×107J/m3,水的密度ρ=1.0×103kg/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),求:
(1)水吸收的热量;
(2)煤气灶烧水效率。
24.(5分)(2021•潍坊)楼房装修常用如图所示装置将物料吊运到楼上。已知该装置电动机的额定功率P=2.2kW,电动机将电能转换为机械能的效率η=50%,某次吊运过程中将物料匀速提升h=16m,所用时间t=40s,求:
(1)电动机拉绳的速度大小,
(2)电动机对绳的拉力大小。
25.(8分)(2021•潍坊)某电动三轮车坐垫加热装置的简化电路如图所示,电路中R0、R1、R2均为发热电阻,已知,R1=3Ω,R2=9Ω,仅闭合S1时,加热功率P1=24W;仅闭合S2时,加热功率P2=12W,求:
(1)电源电压U及R0的电阻值;
(2)该装置的最大加热功率。
26.(9分)(2021•潍坊)如图甲所示,原长x0=16cm的弹簧,下端固定在容器的底部,上端与一正方体相连,正方体重G=48N,向容器中慢慢注入某种液体,弹簧的长度x随液体深度h的变化关系如图乙所示,正方体有一半浸没在液体中时,弹簧恰好处于原长。在弹性限度内,弹簧的弹力F与其形变量△x间的关系为F=k△x,忽略弹簧的质量和体积,g取10N/kg,求
(1)k的值;
(2)正方体的密度;
(3)正方体上表面刚好与液面相平时,容器底部所受液体的压强。
2021年山东省潍坊市中考物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(本题有10个小题,共20分。每个小题给出的四个选项中,只有一个是正确的,选对的每小题得2分,多选、不选、错选均不得分)
1.(2分)(2021•潍坊)“节约用水,人人有责”,应养成随手关闭水龙头的好习惯。水龙头手柄可视为如图所示杠杆,O为支点,F为阻力,分别用力沿a、b、c、d方向关闭水龙头,其中用力最小的是( )
A.a B.b C.c D.d
【分析】此题是求杠杆最小力的问题,已知点A是动力作用点,那么只需找出最长动力臂即可,可根据这个思路进行求解。
【解答】解:在A点施加动力,当动力的方向与支点和力的作用点的连线垂直时,动力臂最大,此时最省力,即沿b方向用动力最小。
故选:B。
【点评】此题主要考查了学生对杠杆平衡条件的应用,要使动力最小,则力臂应最长,找到动力作用点A到支点O的最长动力臂是解决问题的关键。
2.(2分)(2021•潍坊)一款塔式多孔插座如图所示,其技术参数为:最大电压250V,最大电流10A,关于该插座的接线和使用方法正确的是( )
A.插座通电后可用湿布擦去表面灰尘
B.插座内可以只接火线和零线
C.手机充电器使用后应与插座断开
D.标有“220V 3000W”的电热水器可使用该插座
【分析】(1)湿物体是导体,接触带电体容易发生触电;
(2)大功率或带有金属外壳的用电器,其金属外壳一定要接地;
(3)为了安全,手机充电器使用后要拔离插座;
(4)不能在插线排上同时使用大功率用电器,否则电路中电流过大,容易引起火灾。
【解答】解:A、湿抹布是导体,用湿布擦通电的插座时,容易发生触电,故不能用湿抹布擦灰尘,故A错误;
B、大功率或带有金属外壳的用电器,其金属外壳一定要接地,可防止金属外壳漏电时发生触电事故,所以插座内除了接火线和零线外,还要接地线,故B错误;
C、为了安全,手机充电器使用后要拔离插座,故C正确;
D、标有“220V 3000W”的电热水器属于大功率用电器,正常工作时的电流I==≈13.6A>10A,应该使用专用插座;若使用多孔插座,容易因电路中电流过大,引起火灾,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了安全用电的要求,我们在生活中要严格遵守安全用电原则,预防发生危险。
3.(2分)(2021•潍坊)积极承担家务劳动是中学生应具有的品德。小明同学从超市购买了一箱质量为5kg的鸡蛋,并进行了下列估测,其中最符合事实的是( )
A.箱内约有80个鸡蛋
B.一个鸡蛋的直径约为6dm
C.一个鸡蛋重约为5N
D.鸡蛋的密度约为2g/cm3
【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、一箱质量为5kg的鸡蛋,一个鸡蛋的质量约60g,所以鸡蛋的个数约为83个,故A正确;
B、一个蛋的直径约为6cm,故B错误;
C、一个鸡蛋重约为0.6N,故C错误;
D、水的密度是1.0×103kg/m3,鸡蛋密度与水的密度差不多,在1.0×103kg/m3左右,故D错误。
故选:A。
【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。
4.(2分)(2021•潍坊)鼓作为敲击乐器,在重要的节日庆典中频频登场。学校器乐室有一直径为1m的大鼓,质量为32kg,学校在报告厅内举行庆祝建党一百周年活动,将鼓平放在水平舞台上,下列说法正确的是( )
A.鼓静止时对舞台的压强约为400Pa
B.若将鼓侧立,鼓对舞台的压强变小
C.响鼓还需重锤敲,敲击力越大音调越高
D.鼓声余音缭绕是由于敲击力不同造成的
【分析】(1)根据压强公式估算其对舞台的压强;
(2)根据压强公式分析侧立时鼓对舞台的压强变化;
(3)音调与频率高低有关,响度与振幅有关;
(4)余音缭绕是声音的反射造成的回声现象。
【解答】解:A、鼓平放时,对舞台的压力为:F=G=mg=32kg×10N/kg=320N,受力面积为:S=πr2=3.14×(0.5m)2=0.785m2,
鼓对舞台的压强为:,故A正确;
B、由压强公式可知:鼓侧立,鼓对舞台的压力不变,受力面积变小,则压强变大,故B错误;
C、敲鼓时,用力越大,鼓面的振幅越大,鼓声的响度就越大,而音调随振动频率增大而升高,故C错误;
D、余音缭绕是声音的反射造成的回声现象,故D错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查压强公式的应用以及声音特征的基础知识,难度不大。
5.(2分)(2021•潍坊)为迎接2022年北京冬季奥运会,国家滑雪运动队积极训练。如图所示,某运动员沿斜坡滑下,获得一定速度后进入水平赛道做匀速直线运动,然后从水平赛道末端飞出,飞行一段时间后落到斜坡上,不计空气阻力,关于运动员的说法正确的是( )
A.匀速运动过程受力平衡,无惯性
B.飞行过程受力不变,惯性不变
C.飞行过程动能增加,惯性变大
D.飞行过程惯性不变,运动状态不变
【分析】(1)惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质,一切物体都具有惯性;惯性大小只与物体的质量有关,质量不变时,惯性不变。
(2)物体保持静止或匀速直线运动时,处于平衡状态,不受力或受平衡力的作用;
(3)影响动能大小的因素是质量和速度。
【解答】解:
A、运动员匀速运动过程(即在水平赛道上做匀速直线运动),处于平衡状态,则运动员受力平衡;因一切物体都具有惯性,所以此时运动员仍然有惯性,故A错误;
BCD、惯性大小只与物体的质量有关,运动员飞行过程中,其质量不变,则惯性不变;
不计空气阻力,运动员飞行过程中只受到重力作用,即受力不变,故B正确;
运动员飞行过程中质量不变,因速度变大,则动能变大,故C错误;
运动员飞行过程中,其运动方向和速度大小不断改变,所以运动员的运动状态发生改变,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查了对惯性大小、平衡状态以及影响动能大小的因素的理解,涉及的知识点较多,但难度不大。
6.(2分)(2021•潍坊)传感器在生产生活中有着广泛的应用,一部普通智能手机中就有十几种,传感器能感受声音、图像、压力、磁场等各种信息,压力传感器的核心部件为压敏电阻。某同学设计的压力传感器如图所示,R0为定值电阻,R为压敏电阻且阻值随压力增大而减小,闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.压力为0时,电压表示数为0
B.压力变大时,电压表示数变大
C.压力变大时,电压表示数变小
D.压力变大时,电流表示数变小
【分析】由电路图可知,闭合开关S,定值电阻R0和压敏电阻R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)根据压敏电阻R的阻值随压力增大而减小可知,压力为0时,R的阻值不为零,根据串联电路的分压特点可知R两端的电压是否为0,从而得出电压表的示数是否为0;
(2)根据压敏电阻R的阻值随压力增大而减小可知,压力变大时R的阻值变化,从而得出电路的总电阻变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R0两端的电压变化,利用串联电路的电压特点可知R两端的电压变化,从而得出电压表示数的变化。
【解答】解:由电路图可知,闭合开关S,定值电阻R0和压敏电阻R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.由压敏电阻R的阻值随压力增大而减小可知,压力为0时,R的阻值不为零,
由串联电路的分压特点可知,R两端的电压不为0,即电压表的示数不为0,故A错误;
BCD.由压敏电阻R的阻值随压力增大而减小可知,压力变大时,R的阻值减小,电路的总电阻减小,
由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故D错误;
由U=IR可知,R0两端的电压变大,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R两端的电压变小,即电压表的示数变小,故B错误、C正确。
故选:C。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到串联电路的特点和欧姆定律的应用,要注意电压表不测带电源用电器两端的电压。
7.(2分)(2021•潍坊)用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,验电器的金属箔片张开,如图所示。下列说法正确的是( )
A.毛皮的原子核束缚电子的能力比橡胶棒强
B.摩擦过程中毛皮上的电子转移到橡胶棒上
C.验电器箔片张开是因为两箔片带了正电荷
D.金属球上的电荷与两箔片上的电荷电性相反
【分析】(1)摩擦可以使物体带电,其实质是电子发生了转移;
(2)验电器是检验物体是否带电的仪器,其制作原理是:同种电荷相互排斥。
【解答】解:AB、用毛皮摩擦橡胶棒,由于橡胶棒的原子核束缚核外电子的本领强,会从毛皮夺得电子,即一部分电子从毛皮转移到橡胶棒,所以橡胶棒因有多余的电子带负电,故A错误,B正确;
CD、验电器的金属箔片由于带同种电荷相互排斥而张开,金属球上的电荷与两箔片上的电荷电性相同,故CD错误。
故选:B。
【点评】知道实验室中如何取得正电荷和负电荷,且明白验电器的制作原理是解决该题的关键。
8.(2分)(2021•潍坊)如图所示电路中,开关S断开时,电压表,电流表均无示数;S闭合时,电流表有示数,电压表无示数,电路中仅有一处故障,下列判断正确的是( )
A.电阻R1断路 B.电阻R2断路 C.电阻R2短路 D.电阻R3断路
【分析】电路故障有两种:断路和短路,根据电流表、电压表的示数分析故障的原因。
【解答】解:开关S断开时,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量R2两端的电压;电流表无示数,说明电路出现了断路现象;电压表无示数,说明电压表与电源之间是断开的,所以故障可能是R3断路或R1断路;
S闭合时,只有R1接入电路中,电流表测量电路中的电流,有示数,说明R1是通路,电压表被短路,电压表无示数,所以故障是电阻R3断路。
故选:D。
【点评】电路故障短路和断路的判断,短路时电路中有电流,断路时电路中无电流。特别是电压表所测的用电器断路,电压表与电路串联。要会辨别不同故障所出现的不同情况。
9.(2分)(2021•潍坊)如图所示是某同学自制的玩具电动机,一块釹铁椭圆形磁铁吸在干电池底部,将一段裸露的铜线折成矩形线框,上边与电池正极接触,下边搭接在磁铁上,观察到线框顺时针转动,则( )
A.该过程中机械能转化为电能
B.线框左右两边所受磁场力方向相同
C.若仅调换电池两极,线框将逆时针转动
D.若仅调换磁铁两极,线框仍顺时针转动
【分析】(1)电动机在工作的过程中会消耗电能;
(2)(3)(4)通电导体在磁场中受力的方向与磁场的方向、电流的方向有关。
【解答】解:
A、玩具电动机在通电后会消耗电能,电能转化为机械能,故A错误;
B、线框左右两边导线的电流的方向相同,磁场的方向不同,所以受到的磁场力方向不相同,故B错误;
C、若仅调换电池两极,磁场的方向不变,电流的方向改变,则磁场力的方向改变,线框将逆时针转动,故C正确;
D、若仅调换磁铁两极,磁场的方向改变,电流方向不变,线框将逆时针转动,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了能量的转化、影响通电导体在磁场中所受磁场力方向的因素,难度不大。
10.(2分)(2021•潍坊)体育课上小明同学进行传接篮球训练,他将球斜向上抛出,球的运动轨迹如图所示,a、b、c、d为轨迹上的点,其中a、c两点高度相同,不计空气阻力,则篮球在( )
A.a、c两点的动能相等
B.a点的机械能比d点机械能大
C.a点动能比d点动能大
D.b点的动能最大
【分析】(1)动能大小跟质量和速度有关,质量越大,速度越大,动能越大;
重力势能与质量和高度有关,质量越大,高度越高,重力势能越大。
(2)不计空气阻力,篮球在运动过程中机械能保持不变;篮球在空中运动时没有发生弹性形变,不考虑弹性势能,则机械能等于动能与重力势能之和;据此解答。
【解答】解:A、a点的高度与c点的高度相同,重力势能相等,因机械能守恒,故a点的动能与c点的动能相等,故A正确;
B、不计空气阻力,篮球从a到d的过程中,只有的动能和势能转化,故篮球的机械能守恒,篮球在a、b、c、d各点的机械能相等,故B错误;
C、a点的高度比d点的高度高,故a点的重力势能大,因机械能守恒,故a点的动能比d点的动能小,故C错误;
D、a、b、c、d各点中,b点的高度最高,故b点的重力势能最大,因机械能守恒,故b点的动能最小,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了动能和重力势能大小的影响因素,关键要知道:在不计空气阻力的情况下,篮球的机械能是守恒的。
二、多项选择题(本题有5个小题,共20分。每个小题给出的四个选项中,至少有两个是正确的,选对的每小题得4分,选对但不全的得2分,选错或不选的得0分)
11.(4分)(2021•潍坊)中国首个火星探测器“天问一号”的成功着陆,激发了很多同学的研究兴趣。某同学用无人机模拟火星着陆器的着陆过程,无人机从悬停到竖直下落至地面的v—t图象,如图所示,则无人机( )
A.在0﹣1s内不受力
B.在1﹣3s内的重力势能增加
C.在3﹣6s内下落了12m
D.在6﹣7s内做减速运动
【分析】(1)无人机悬停时受力平衡;
(2)重力势能的大小与质量和高度有关;
(3)根据图像得出在3﹣6s内无人机下落的速度,根据速度公式求出该过程中通过的路程;
(4)根据图像分析在6﹣7s内无人机的速度变化。
【解答】解:
A、由图像可知,在0﹣1s内无人机的速度为0,处于悬停状态,此时无人机受到竖直向下的重力、竖直向上的升力的作用,且二力平衡,故A错误;
B、在1﹣3s内无人机下落过程中,高度变小,质量不变,其重力势能变小,故B错误;
C、由图像可知在3﹣6s内无人机匀速下落的速度为4m/s,运动的时间为3s,
则无人机下落的高度为:h=vt=4m/s×3s=12m,故C正确;
D、由图像可知,在6﹣7s内无人机的速度变小,即在做减速运动,故D正确。
故选:CD。
【点评】本题考查了对v﹣t图像的分析、速度公式的应用、影响重力势能大小的因素、受力分析,难度不大。
12.(4分)(2021•潍坊)充电宝内部主要部件是锂电池,充电宝铭牌上标注了锂电池的电压和容量,民航局规定严禁携带额定能量超过160W•h的充电宝乘机,则电压为3.7V、容量为下列数值的充电宝可以带上飞机的是( )
A.10000 mA•h B.40000 mA•h C.50 A•h D.30 A•h
【分析】根据公式W=UQ的变形计算电池的容量,比较可知正确答案。
【解答】解:由题意可知额定能量超过160W•h的充电宝不能带上飞机,则充电宝的最大容量为:Q==≈43.24A•h=43240mA•h,凡是小于该容量的都可以带上飞机。
故选:ABD。
【点评】本题考查能量公式W=UQ的灵活运用,计算比较可知正确答案。
13.(4分)(2021•潍坊)建筑工地上常用的夹砖器(取砖工具)如图甲所示,用它夹住两块相同的砖、竖直提起后静止在空中,此时两夹片与砖面平行,如图乙所示,则( )
A.两砖之间无压力
B.两砖之间无摩擦力
C.夹砖器对砖的摩擦力向上
D.夹片对砖的压力越大,砖受到的摩擦力越大
【分析】先对两块砖整体分析,根据力的平衡求出摩擦力的大小;根据二力平衡判定砖受到的摩擦力的变化。
【解答】解:A、用夹子夹住两块相同的砖,两块砖之间存在压力,故A错误;
B、两块砖之间存在压力,两块砖静止,受到竖直向下的重力、夹子对砖竖直向上的摩擦力的作用,两块砖之间没有发生相对运动的趋势,不存在摩擦力,故B正确;
C、对两块砖整体分析,其受力平衡,受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力的作用,故C正确;
D、夹片对砖的压力变大,砖受力平衡,摩擦力等于砖的重力,摩擦力保持不变,故D错误。
故选:BC。
【点评】本题考查了摩擦力的大小和方向、二力平衡条件的应用,难度不大。
14.(4分)(2021•潍坊)某同学利用光具座、透镜、蜡烛、光屏探究凸透镜成像规律,记录物距u、像距v得到的图象如图所示,则( )
A.当u=10cm时,成倒立、等大的像
B.当u=15cm时,成倒立、放大的像
C.当u=20cm时,成倒立、放大的像
D.当u=25cm时,成倒立、缩小的像
【分析】要解决此题,需先根据u=2f,成倒立、等大的实像,v=2f,并结合图像判断该凸透镜的焦距;
再根据凸透镜成像的几种情况进行判断:u>2f,成倒立、缩小的实像;u=2f,成倒立、等大的实像;2f>u>f,成倒立、放大的实像;u=f,不成像;u<f,成正立、放大的虚像。
【解答】解:因为当u=v=2f时,凸透镜成倒立、等大的实像,即=时,凸透镜成倒立、等大的实像,如下图,在图像中找出=的点,
由图像可知==5.0m﹣1,则u=v=2f==0.2m=20cm,所以f=10cm,
A、当u=10cm时,f=10cm,即u=f,不成像,故A错误;
B、当u=15cm时,即2f>u>f,成倒立、放大的实像,故B正确;
C、当u=20cm时,即u=2f,成倒立、等大的实像,故C错误;
D、当u=25cm时,即u>2f,成倒立、缩小的实像,故D正确。
故选:BD。
【点评】此题考查了凸透镜成像规律的探究及应用,关键是熟记成像规律的内容,并做到灵活运用。
15.(4分)(2021•潍坊)某电热水器的工作原理如图甲所示,用电磁继电器控制加热和保温状态的转换。R1、R2为电热丝,且R2=3R1,R3为滑动变阻器,R0为热敏电阻(置于电热水器内),R0阻值随温度的变化规律如图乙所示。电源E的电压为6V,当R0中的电流I≥15mA时,衔铁被吸下,电磁继电器线圈电阻不计,下列说法正确的是( )
A.热水器的加热功率是保温功率的4倍
B.S1闭合,当衔铁吸下后,热水器处于加热状态
C.当热水温度设置为55℃时,R3连入电路的阻值为250Ω
D.若提高热水设置温度,应向左移动R3滑片
【分析】(1)衔铁与上触点接触时工作电路为R1的简单电路,衔铁与下触点接触时工作电路为R1、R2串联,根据电阻的串联比较两种情况下电路的总电阻关系,电源的电压一定时,根据P=UI=可知,工作电路的电阻小,处于加热状态,反之处于保温状态;根据电阻的串联和P=UI=求出热水器的加热功率和保温功率的比值即可得出两者的功率关系;
(2)当热水温度设置为55℃时,电路中的电流为15mA,此时衔铁被吸下,工作电路处于保温状态,根据欧姆定律求出电路的总电阻,根据图乙读出此时热敏电阻的阻值,电磁继电器线圈电阻不计,利用电阻的串联求出R3连入电路的阻值;
(3)电磁铁被吸下时控制电路的电流为15mA不变,此时控制电路的总电阻不变,根据图乙可知温度越高时热敏电阻的阻值越小,利用电阻的串联可知提高热水设置温度时R3的阻值变化,从而得出滑片移动的方向。
【解答】解:
AB.衔铁与上触点接触时工作电路为R1的简单电路,衔铁与下触点接触时工作电路为R1、R2串联,
因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻,
所以,衔铁与上触点接触时电路的总电阻小,由P=UI=可知,工作电路的总功率大,处于加热状态,
同理可知,衔铁与下触点接触时,处于保温状态,故B错误;
热水器的加热功率和保温功率的比值:
=====,即热水器的加热功率是保温功率的4倍,故A正确;
C.当热水温度设置为55℃时,电路中的电流I=15mA=0.015A,此时衔铁被吸下,工作电路处于保温状态,
由I=可得,电路的总电阻:R总′===400Ω,
由图乙可知,此时热敏电阻的阻值R0=150Ω,
因继电器线圈电阻不计,
所以,R3=R总′﹣R0=400Ω﹣150Ω=250Ω,故C正确;
D.因电磁铁被吸下时控制电路的电流为15mA不变,即此时控制电路的总电阻不变,
所以,若提高热水设置温度(即R0的阻值更小),应增大R3的阻值,则滑片应向右移动,故D错误。
故选:AC。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的综合应用等,明白电热水器的工作原理和从图象中获取有用的信息是关键。
三、作图题(本题有2个小题,共5分)
16.(2分)(2021•潍坊)如图所示,一束光斜射入盛有水的容器中,在容器底形成光斑P1。保持光束和容器的位置不变,向容器中缓慢加水,光斑移到P2位置时,请在图中画出此时的折射光线及水面位置。
【分析】折射规律的内容:折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线与入射光线分居法线两侧,光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角。
【解答】解:光线从空气中斜射入水中时,折射光线会靠近法线,保持入射光线不变,向容器中缓慢加水,折射点发生了变化,但折射光线的方向不变,即P2位置的折射光线与P1位置的折射光线是平行的,据此做出折射光线,该折射光线与入射光线的交点为折射点,也是水面的位置,如图所示:
【点评】此题主要通过作图考查了学生对光的折射规律的掌握,特别要注意折射角与入射角之间的关系。
17.(3分)(2021•潍坊)在内壁光滑的汽缸内,用重为G的活塞封闭一定质量的气体,把活塞和汽缸按图所示悬挂,静止在空中,图中已标出缸内气体对活塞的作用力F气,请画出活塞所受其它力的示意图。
【分析】活塞处于静止状态,受到的合力为0,对活塞受力分析,然后作出力的示意图。
【解答】解:根据题意可知,活塞处于静止状态,受到的合力为0,活塞受到竖直向下的重力、缸内气体对活塞竖直向上的作用力F气、外界大气对活塞竖直向下的压力F、绳子对活塞竖直向上的拉力F拉的共同作用;这四个力的作用点在活塞的中心上,力的示意图如下:
。
【点评】本题考查了力的示意图的画法,明确活塞的受力情况是解题的关键。
四、科普阅读题(本题有1个小题,共5分)
18.(5分)(2021•潍坊)阅读短文,回答问题:
“长五”助力,“天和”巡天
2021年4月29日,搭载中国空间站天和核心舱的长征五号B遥二运载火箭,在我国文昌航天发射场点火升空。长征五号B遥二运载火薪是新一代运载火箭,它使用的是冷藏液氢、液氧低温燃料,液氢温度为﹣253℃,液氧为183℃。在塔架上未起飞前,这些燃料在与外界空气接触时,火箭侧壁会冒出“白雾”,在“点火”口令下达后,重达800多吨的火箭拔地而起,火箭尾部发出又长又亮的蓝白色火焰,约490s后离开视野。将天和核心舱送入预定轨道后,末级火箭与核心舱分离,末级火箭再入大气层,与大气剧烈摩擦使火箭绝大部分烧蚀销毁。
进入预定轨道的天和核心舱使用的是大功率LT﹣100型霍尔电推系统,该设备将太阳能先转化为电能,再将电能转化为机械能。天和核心舱使用的是目前世界上最先进的砷化钾太阳能电池翼,它的光电转换效率高达50%以上,而传统的晶硅电池只有20%左右,此外,砷化钾电池还具有很好的耐温性,在250℃高温下也能正常工作。天和号核心舱目前翼展长是13m,未来将发射升空的“问天”号和“梦天”号两个实验舱的太阳翼单侧翼展将达到30m!到那时,“天宫”号空间站的供电能力将达到100kW。
(1)火箭在塔架上未起飞前,侧壁冒出的“白雾”是由水蒸气 液化 产生的;
(2)末级火箭绝大部分烧蚀销毁过程,火箭的机械能一部分转化 内能 ;
(3)“点火”发射时,使“长五”火箭起飞需要的最小推力大小为 8×106 N;
(4)建成后的“天宫”号空间站,太阳能电池接收太阳能的最大功率为 200 kW。
【分析】(1)空气中的水蒸气遇冷会液化成小水滴;
(2)末级火箭大气剧烈摩擦使火箭绝大部分烧蚀销毁,摩擦生热,机械能转化为内能;
(3)要使火箭升空,给它施加的推力至少等于自身的重力,根据G=mg计算即可;
(4)根据太阳能电池光电转换效率高达50%是指供电能力与接收太阳能的比值是50%。
【解答】解:(1)运载火线使用的是冷藏液氢、液氧低温燃料,当他们与外界空气接触时,空气中的水蒸气遇冷会液化成小水滴,即产生“白雾”;
(2)末级火箭进入入大气层,与大气剧烈摩擦使火箭绝大部分烧蚀销毁,在该过程中,与大气剧烈摩擦,火箭的机械能一部分会转化成内能;
(3)火箭的质量为:m=800t=8×105kg,则火箭的重力为:G=mg=8×105kg×10N/kg=8×106N,
要使火箭升空,给它施加的推力至少等于自身的重力,即F=8×106N;
(4)太阳能电池光电转换效率高达50%,供电能力为100kW,
则接受太阳能的最大功率为:P==200kW。
故答案为:(1)液化;(2)内能;(3)8×106;(4)200。
【点评】本题考查了物态变化、能量转化、力的分析及效率公式的应用,是一道综合性较强的题目。
五、实验题(本题有4个小题,共24分)
19.(4分)(2021•潍坊)某同学用身边的器材验证平面镜成像特点,实验操作如下:
①在水平桌面上铺一张白纸,在白纸上竖立一透明玻璃板,在白纸上沿透明玻璃板画一条直线;
②取两个相同的矿泉水瓶盖a、b,盖的边缘涂上印泥,在玻璃板一侧放置瓶盖a且用力按一下,观察a在玻璃板中的像。手持瓶盖b移至与a像重合。稍用力按下b记录a像的位置;
③多次改变a的位置,重复步骤②,白纸上得到对应的物、像痕迹。
请回答下列问题:
(1)为保证实验效果,下列操作正确的是 AC
A.实验过程中玻璃板底边必须与所画直线重合
B.实验过程中玻璃板底边与直线平行即可
C.玻璃板必须垂直纸面
D.玻璃板可适当倾斜
E.应选用较厚的玻璃板
(2)若不使用直尺和三角板,要验证物、像是否对称,接下来进行的实验操作是 将白纸沿着所画直线对折 。
【分析】(1)在探究平面镜成像特点的实验中,需要控制玻璃板与纸面垂直,这样像才能成在水平面上;为了减小玻璃板的两个反射面成像带来的影响,应选用较薄的玻璃板;
(2)平面镜所成的像关于镜面是对称的。
【解答】解:(1)AB.实验过程中玻璃板底边必须与所画直线重合,这样便于测量物距和像距的大小,故A正确,B错误;
CD.为了使蜡烛与前面蜡烛的像完全重合,玻璃板要与纸面垂直,故C正确,D错误;
E.由于像是由光的反射形成的,而普通玻璃的两面都能反射光,能成两个像,所以通过玻璃板该同学看到了同一个蜡烛的两个像;故实验时应换用较薄的玻璃板,故E错误;
故选AC;
(2)若不使用直尺和三角板,要验证物、像是否对称,可以将白纸沿着所画直线对折,若像与物体重合,则表明物、像关于镜面是对称的。
故答案为:(1)AC;(2)将白纸沿着所画直线对折。
【点评】本题考查了平面镜成像的特点。注意要使平面镜与桌面垂直,这样才能确定出像的位置,探究平面镜成像特点的实验是中考出题的一个热点。
20.(6分)(2021•潍坊)一同学从实验室借来带密封条的玻璃罩、抽气泵等器材,分别进行了下列探究,请你根据观察到的实验现象,选择“变大”、“变小”或“不变”填入空格中。
(1)将图甲所示正在响铃的闹钟放入玻璃罩内,抽走罩内气体,闹铃的声音 变小 ;
(2)将图乙所示盛有少量热水的烧杯放入玻璃罩内,抽走罩内气体,杯内的水沸腾,杯内水的温度值 变小 ;
(3)将图丙所示的装置放入玻璃罩内,抽走罩内气体,试管内外水面的高度差 变小 。
【分析】(1)声音的传播需要介质,真空不能传声。、
(2)液体的沸点与气压有关,气压越低,沸点越低。
(3)当水柱上方是真空时,水柱对液面的产生的压强等于大气压;当水柱上方有空气时,水柱上方的空气产生的气压与水柱对液面的压强之和等于大气压。
【解答】解:(1)声音的传播需要介质,真空不能传声。声音在空气中传播时,空气越稀薄,传声效果越差。所以抽走罩内气体后,闹铃的声音会变小。
(2)液体的沸点与气压有关,气压越低,沸点越低。抽走空气后,水的沸点降低,所以水又开始沸腾并产生大量的水蒸气。水的沸腾需要吸热,这将导致水的内能减少、温度降低。
(3)一般情况下,大气压能支撑的水柱约为10m,而试管的高度远低于10m,所以试管内水柱上方存在空气,此时“水柱上方的空气产生的气压与水柱对液面的压强之和等于大气压”。将图丙所示的装置放入玻璃罩内,抽气的过程中,管外水面处的气压逐渐降低,由“水柱上方的空气产生的气压与水柱对液面的压强之和等于大气压”可知,水柱的高度将降低。当管内外气压相等时,管内外水面相平。当管外气压低于管内气压时,管内水面将低于管外水面。当时不论如何抽气,相比于未抽气前,试管内外水面的高度差都小了。
故答案为:(1)变小;(2)变小;(3)变小。
【点评】本题的难点在于第(2)问。若忽略水的沸腾需要吸收热量,可能会得出“不变”的结论。
21.(6分)(2021•潍坊)某同学到海边游玩时捡到一块鹅卵石,他利用身边的细线、弹簧测力计、量杯进行了下列操作:
①用细线系住石块,悬挂在测力计下,记录测力计示数为F1。
②量杯中装入海水,记录此时水面刻度为Va。
③将测力计悬挂的石块完全浸没在海水中(不接触杯底且海水不溢出),石块静止时,记录水面刻度值为V,测力计示数为F2。
请回答下列问题(已知重力与物体质量的比值为g)。
(1)鹅卵石的质量为 ,鹅卵石的密度为 。
(2)海水的密度为 。
【分析】(1)用细线系住石块,悬挂在测力计下,记录测力计示数为F1,此时G=F1,由此可求得的鹅卵石的质量;
(2)读出弹簧测力计示数,由称重法计算浮力,由排水法可求得鹅卵石排开水的体积,由ρ=可求得鹅卵石的密度;
(3)因为石块完全浸没在海水中,V排=V石,F浮=ρ海水gV排公式变形可求得海水的密度。
【解答】解:(1)记录测力计示数为F1,此时G=F1,由G=mg可得,鹅卵石的质量;
m==;
鹅卵石的体积V石=V﹣Va,
鹅卵石的密度ρ====;
(2)鹅卵石在海水中受到的浮力F浮=G﹣F2=F1﹣F2,
由F浮=ρ海水gV排可得,海水的密度为
ρ海水==。
故答案为:(1);;(2)。
【点评】本题是固体密度测量的实验,主要考查了密度的计算以及称重法计算浮力和阿基米德原理的应用,有一定的难度。
22.(8分)(2021•潍坊)现有下列实验器材:
①额定电压为2.5V的小灯泡;
②电压约为6V的直流电源;
③量程为6V的电压表;
④最大阻值为99.99Ω的电阻箱R;
⑤开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干。
要测量小灯泡的额定功率,请将下列实验步骤补充完整。
(1)按电路图甲将图乙所示的实物图连接完整。
(2)先将电阻箱阻值调到 最大 (选填“最大”、“最小”或“任意值”)再闭合开关S1;
(3)将S2掷向a,调节电阻箱阻值,使电压表示数U1=2.5V,再将S2掷向b,电压表示数U2及电阻箱示数R如图丙所示,U2= 5.8 V,R= 6.6 Ω,则该小灯泡的额定功率为 1.25 W。
【分析】测量小灯泡电功率的原理是P=UI,在闭合开关之前,为了保障电路安全,需要将电阻箱的组织调到最大,此时电路中的电流最小。当S2掷向a端时,小灯泡两端的电压为它的额定电压2.5V,此时小灯泡正常发光;当S2掷向b端时,小灯泡仍然正常发光,此时小灯泡和电阻箱串联,电压表测灯泡和电阻箱两端的电压,即电源电压。可知,只需求出小灯泡的额定电流即可得出小灯泡的额定电压。而小灯泡和电阻箱串联,因此求出电阻箱的电流即为小灯泡的额定电流。最后,根据P=UI可得出小灯泡的额定功率。
【解答】解:(1)按电路图连接实物图如下:
(2)当S2掷向a时,小灯泡正常发光,此时的电压为小灯泡的额定电压,即U额=2.5V,
当S2掷向b端时,小灯泡仍然正常发光,此时小灯泡和电阻箱串联,电压表测灯泡和电阻箱两端的电压,
(3)那么电阻箱两端的电压为UR=5.8V﹣2.5V=3.3V,
通过电阻箱的电流为IR===0.5A,
小灯泡的额定电流I额=IR=0.5A,
所以小灯泡的额定功率P额=I额=2.5V×0.5A=1.25W。
故答案为:(1)如上图所示;(2)最大;(3)5.8;6.6;1.25。
【点评】此题的难点在于如何求出小灯泡的额定电流,当然,需要熟练的运用公式
六、计算题(本题有4个小题,共26分。解答时应写出必要的文字说明、公式和重要计算步骤,只写出最后答案的不能得分)
23.(4分)(2021•潍坊)某同学估算煤气灶烧水时的效率,他在烧水壶中装入V=2.5L水,烧水前的水为20℃,将水加热至100℃,立即关闭煤气,烧水前、后燃气表的示数变化“△V=0.105m3”,该同学查得煤气的热值q=4×107J/m3,水的密度ρ=1.0×103kg/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),求:
(1)水吸收的热量;
(2)煤气灶烧水效率。
【分析】(1)由密度公式变形可求得水的质量,根据Q吸=c水m△t算出烧开这壶水,水吸收的热量;
(2)根据Q放=Vq算出煤气燃烧放出的热量;根据η=×100%算出燃气灶烧水效率。
【解答】解:(1)已知V=2.5L=2.5dm3=2.5×10﹣3m3,
由ρ=可得,水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×2.5×10﹣3m3=2.5kg,
烧开这壶水,水吸收的热量为:
Q吸=c水m△t=4.2×103J/(kg•℃)×2.5kg×(100℃﹣20℃)=8.4×105J;
(2)煤气完全燃烧放出的热量:
Q放=△Vq=0.105m3×4×107J/m3=4.2×106J,
煤气灶烧水效率为:
η=×100%=×100%=20%。
答:(1)水吸收的热量为8.4×105J;
(2)煤气灶烧水效率为20%。
【点评】本题考查了密度公式、吸热公式、放热公式以及热效率公式的应用,知识点多、联系实际生活,属于中考常见题型。
24.(5分)(2021•潍坊)楼房装修常用如图所示装置将物料吊运到楼上。已知该装置电动机的额定功率P=2.2kW,电动机将电能转换为机械能的效率η=50%,某次吊运过程中将物料匀速提升h=16m,所用时间t=40s,求:
(1)电动机拉绳的速度大小,
(2)电动机对绳的拉力大小。
【分析】(1)图中使用滑轮组提升物体,n=2,则自由端移动的距离s=2h,知道时间,根据v=计算电动机拉绳的速度;
(2)根据W=Pt计算电动机消耗的电能,根据效率公式的变形计算电动机做功,根据做功公式的变形F=计算电动机对绳的拉力。
【解答】解:(1)图中使用滑轮组提升物体,n=2,
则自由端移动的距离:s=2h=2×16m=32m,
电动机拉绳的速度:v===0.8m/s;
(2)电动机的额定功率P=2.2kW=2200W,电动机消耗的电能:W=Pt=2200W×40s=88000J,
电动机做功:W′=Wη=88000J×50%=44000J,
电动机对绳的拉力:F===1375N。
答:(1)电动机拉绳的速度大小为0.8m/s;
(2)电动机对绳的拉力大小为1375N。
【点评】本题考查滑轮组的使用、速度公式、做功公式、功率公式、效率公式的灵活运用,属于常考题,难度不大。
25.(8分)(2021•潍坊)某电动三轮车坐垫加热装置的简化电路如图所示,电路中R0、R1、R2均为发热电阻,已知,R1=3Ω,R2=9Ω,仅闭合S1时,加热功率P1=24W;仅闭合S2时,加热功率P2=12W,求:
(1)电源电压U及R0的电阻值;
(2)该装置的最大加热功率。
【分析】(1)仅闭合S1时,R0、R1串联接入电路,根据串联电路电阻规律结合电功率公式的变形P=可表示加热功率P1,仅闭合S2时,R0、R2串联接入电路,根据串联电路电阻规律结合电功率公式的变形P=可表示加热功率P2,列出方程可得电源电压U及R0的电阻值;
(2)闭合所有开关,R1、R2并联接入电路,根据并联电路电阻特点结合欧姆定律可知此时通过电路的电流最大,由P=UI可知此时电路的总功率最大,电路总功率等于各部分功率之和,根据P=可进一步计算该装置的最大加热功率。
【解答】解:(1)仅闭合S1时,R0、R1串联接入电路,串联电路总电阻等于各分电阻之和,加热功率P1===24W﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
仅闭合S2时,R0、R2串联接入电路,串联电路总电阻等于各分电阻之和,加热功率P2===12W﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
①②两式联立,解得:R0=3Ω,U=12V;
(2)全部开关闭合,R1、R2并联接入电路,并联电路总电阻小于任何一个分电阻,由欧姆定律可得此时通过电路的电流最大,则电路的总功率最大,
电路总功率等于各部分功率之和,所以该装置的最大加热功率:P=+=+=48W+16W=64W。
答:(1)电源电压U为12V,R0的电阻值为3Ω;
(2)该装置的最大加热功率为64W。
【点评】本题考查串联电路特点、并联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用,利用P=列出方程是解题的关键。。
26.(9分)(2021•潍坊)如图甲所示,原长x0=16cm的弹簧,下端固定在容器的底部,上端与一正方体相连,正方体重G=48N,向容器中慢慢注入某种液体,弹簧的长度x随液体深度h的变化关系如图乙所示,正方体有一半浸没在液体中时,弹簧恰好处于原长。在弹性限度内,弹簧的弹力F与其形变量△x间的关系为F=k△x,忽略弹簧的质量和体积,g取10N/kg,求
(1)k的值;
(2)正方体的密度;
(3)正方体上表面刚好与液面相平时,容器底部所受液体的压强。
【分析】(1)由F=k△x计算得;
(2)已知正方体的重力,根据m=求质量;当水深为26cm时,弹簧长度为16cm,正方体浸入水中的深度为:26cm﹣16cm=10cm,正方体的边长为20cm,正方体体积为V物=(20cm)3,再由ρ=计算正方体的密度;
(3)正方体上表面刚好与液面相平,正方体全部浸没在水中,F浮=G+F,计算弹簧伸长的长度△x′,从而得出液体的深度,由p=ρ液gh计算液体压强。
【解答】解:(1)由乙图可知,液体深度h=0时,弹簧的长度x=6cm,弹簧压缩的长度:△x=16cm﹣6cm=10cm,此时F=G=48N,
k===4.8N/cm;
(2)正方体的质量:m===4.8kg,
当水深为26cm时,弹簧长度为16cm,正方体浸入水中的深度为:26cm﹣16cm=10cm,正方体的边长为20cm,正方体体积为:V物=(20cm)3=8000cm3=8×10﹣3m3;
正方体的密度:ρ===0.6×103kg/m3;
(3)正方体有一半浸没在液体中时,V排=V物,弹簧恰好处于原长,此时F浮=G=48N,由ρ液gV排=ρ物gV物,ρ液=2ρ物=2×0.6×103kg/m3=1.2×103kg/m3,
正方体上表面刚好与液面相平,正方体全部浸没在水中,此时F′浮=ρ液gV物=1.2×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣3m3=96N,对正方体受力分析得:F′浮=G+F′,F′=F′浮﹣G=96N﹣48N=48N,弹簧伸长的长度为:△x′===10cm,此时弹簧的长度为:16cm+10cm=26cm,则液体的深度为:26cm+20cm=46cm=0.46m;
液体的压强为:p=ρ液gh=1.2×103kg/m3×10N/kg×0.46m=5520Pa。
答:(1)k的值为4.8N/cm;
(2)正方体的密度为:0.6×103kg/m3;
(3)液体的压强为:5520Pa。
【点评】本题考查密度的计算、浮力的计算和液体压强的计算,比较综合,难度较大。
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日期:2021/9/30 14:57:32;用户:周达;邮箱:sjhzxyh13@xyh.com;学号:37802003
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