2022年四川省成都市新都区中考物理二诊试卷
展开2022年四川省成都市新都区中考物理二诊试卷
一、单项选择题(每小题2分,共26分)
1.(2分)以下估测数据正确的是( )
A.教室里的普通日光灯管长度约10cm
B.人体感觉最舒适的温度是37℃
C.人的心脏每秒跳动约70次
D.一枚鸡蛋的质量约为0.05kg
2.(2分)2021年4月29日,我国成功发射空间站“天和”核心舱,“天和”核心舱和地面之间传递信息是利用了( )
A.红外线 B.电磁波 C.超声波 D.次声波
3.(2分)在“新冠”疫情期间,口罩成为防疫“神器”,戴眼镜的人常因口罩佩戴不严实,出现眼镜“起雾”的情况。“起雾”是因为发生了( )
A.液化现象 B.汽化现象 C.熔化现象 D.升华现象
4.(2分)关于现在运行的核电站,以下说法正确的是( )
A.需要把核燃料加到极高的温度
B.发生的是不可以控制的链式反应
C.核反应堆用厚重的保护层来防止放射性物质危害
D.要获得同样的电能,消耗核燃料质量与火力发电厂用煤质量相当
5.(2分)下列关于安全用电说法正确的是( )
A.漏电保护器安装时需要试验,使用中不用再试验
B.在卫生间洗手后顺便可以用湿手按开关
C.家庭装修时,三孔插座可以不连接地线
D.发现有人触电时,应先切断电源
6.(2分)“小蜜蜂”由话筒和扩音器两部分组成,下列有关说法正确的是( )
A.扩音器增大了声音的响度
B.声音的响度只与振幅有关
C.话筒利用电磁感应将电信号转化为声信号
D.扩音器利用电流的磁效应将电信号转化为声信号
7.(2分)成都一座来了不想走的城市,游客到来喜欢品尝火锅。下列描述正确的是( )
A.游客路过火锅店门口,香气四溢,说明分子只有在高温条件下才扩散
B.锅里的金属汤勺很烫手,是因为在搅拌的过程中做了功
C.刚出锅的肥牛有内能,还没入锅的虾滑没有内能
D.入锅的毛肚温度升高,内能一定增大
8.(2分)20211202完全对称日受到了网友们的热捧,小秦说,物体在水面上的倒影也是对称的呀!如图,成都安顺廊桥在锦江上的倒影是( )
A.光的折射形成的
B.光的直线传播形成的
C.这和看到水里的白云是原理相同
D.这是光的反射形成的,但是只有晚上才会反射,所以只有晚上才能看到倒影
9.(2分)2021年10月16日0时23分,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运救火箭,在酒泉卫星发射中心准时成功发射升空,如图所示,下列说法正确的是( )
A.起飞过程加速上升时,液态氢燃烧释放的内能转化为机械能
B.起飞过程加速上升时,航天员不受地球的重力作用
C.火箭选用的燃料是液态氢,因为它的比热容更大
D.长征二号F火箭性能极佳,燃料利用率达100%
10.(2分)2021年中国运动员苏炳添创造了历史,他让亚洲面孔首次出现在奥运会百米飞人的决赛赛场上。对苏炳添跑步过程中涉及的物理知识归纳正确的是( )
A.跑步过程中他受到地面的支持力对他做功
B.苏炳添整个跑步过程中,运动状态发生了改变
C.跑步过程中他用力蹬地,说明物体的运动需要力来维持
D.他跑到终点后不能马上停下来,是因为他受到惯性力的作用
11.(2分)近年来我国国防力量越来越强大,如图是我国自主研发的第一艘航母“山东舰”在海上进行科目训练的场景。下列说法正确的是( )
A.建造航母要使用大量的钢材,所以航母容易沉没
B.舰载机飞离航母后,航母船身相对于水面会下沉些
C.舰载机飞离航母后,航母所受的浮力减小而船身稍稍上浮
D.航母能漂浮在海面上是因为它受到的总重力小于它的浮力
12.(2分)测量是物理实验的基本内容,许多物理实验的结果要通过测量才能得到。下列有关说法不正确的是( )
A.使用弹簧测力计前,应先将测力计在受力方向上调零
B.在弹簧的弹性范围内,弹簧测力计的长度与所受拉力成正比
C.测平均速度:用刻度尺测路程,用秒表测时间,用v=st求速度
D.测密度:用托盘天平测质量,量筒测体积,用公式ρ=mV求密度
13.(2分)在探究串联电路中电流关系时,实验器材有两只额定电压为2.5V的灯泡,电流表1只,开关1个,干电池两节,导线若干。按照如图所示电路图连接实物,将电流表分别接入A、B、C三点,测量其电流记录数据后,发现IA=IB=IC,下一步应该做的是( )
A.整理器材,结束实验
B.分析数据,得出结论
C.更换电流表的量程,再测出一组数据
D.更换两只不同规格的小灯泡,再测出几组数据
二、填空题(每空2分,共28分)
14.(4分)定制公交“氢”装上路,助力市民低碳出行,2021年8月10日,搭载氢燃料电池发动机的新能源公交车正式投入运营,乘客普遍认为氢能源定制公交方便、舒适、快捷。以公交车为参照物,车上乘客是 的;车上座椅为宽大真皮海绵坐椅,乘客乘坐时增大了受力面积,减小了 ,坐着更舒适。
15.(4分)“飞艇”充入密度比空气小的气体以获得较大的 (填“升力”或“浮力”)升到空中;鸟在空中翱翔,是利用鸟翼上、下表面空气流速不同而产生的 (填“升力”或“浮力”)。
16.(4分)2021年5月22日,我国“祝触号”火星车在火星表面成功着陆。静止在火星表面的“祝融号”受到的重力与火星表面对它的支持力是一对 ,火星表面对它的支持力与它对火星表面的压力是一对 。
17.(4分)小明利用如图所示电路测量未知电阻,闭合开关后,电流表指针反向偏转,原因是 ;正确连接电路后,移动滑动变阻器滑片,多次测量求Rx的目的是 。
18.(4分)如图甲所示是探究“电流与电压关系”的实验电路图,电源电压恒定不变,移动滑动变阻器滑片,测出多组数据,在图乙中画出了R1的电流与电压关系的I﹣U图像,由图可得到的实验结论是 。小组又利用该电路来探究“电流与电阻的关系”,根据实验数据在丙图中作出电流与电阻关系的I﹣R图像,则实验中定值电阻两端保持不变的电压是 V。
19.(4分)如图所示,闭合开关后,小磁针静止时a端为 极,当滑动变阻器的滑片向右移动的过程中,电磁铁的磁性将变 。
20.(4分)如图是探究电流通过导体时产生的热量与 的关系,当通过R1的电流是2A时,10s内电流通过R1产生的热量是 J。
三、作图与计算题(共17分。计算题在解答时应写出公式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分)
21.(4分)一束光从玻璃砖斜射向空气时的光路如图所示,请利用相关光学知识在图中画出这束光从玻璃砖斜射向空气时发生的反射和折射的光路图。
22.如图甲是环保垃圾桶,图乙为其简化示意图,环卫工人在B点用力使其静止。若将垃圾桶看成一个杠杆,A为支点,O点为垃圾桶重心,请在图乙中画出:作用在B点的最小动力F1的示意图及F1的力臂。
23.成都将积极推动交通运输工具“油换电”,降低传统能源汽车占比,通过开展新能源汽车展销活动,实施新能源车通行和停放等优惠政策,鼓励将燃油汽车置换为新能源车。一辆国产新能源汽车从成都宽窄巷子到新都用时36min,行驶路程为24km。求:
(1)该车从成都宽窄巷子到新都的平均速度是多少km/h;
(2)已知该车质量为1600kg,静止在水平地面上,轮子与水平地面的总接触面积为100cm2,求该车对水平地面的压强。(g取10N/kg)
24.如图所示,电源电压恒为12V,小灯泡L上标有“4V 1.6W”字样且灯丝电阻保持不变,电流表A的量程为0~3A,电流表A的量程为0~3A,电流表A1的量程为0~0.6A,滑动变阻器R2可以是“10Ω 1A”和“100Ω 0.5A”两种规格的其中之一。当只闭合开关S、S1时,小灯泡正常发光,求:
(1)定值电阻R1的阻值;
(2)开关全部闭合时,在保证电路安全情况下,应选哪种规格的滑动变阻器,此时电路的最大电功率是多少。
四、实验与探究题(共14分)
25.(6分)某小组同学分别利用如图甲、乙所示的电路探究电功率跟电流、电压的关系。
(1)选择图甲进行实验,是为了探究电功率与 的关系。
(2)按照图甲连好电路,闭合开关,小明发现两只小灯泡都不亮,且灯L1两端电压表无示数,灯L2两端电压表有示数,若故障只有一处,且发生在灯泡上,则该电路发生的故障是 。
(3)接下来该小组同学根据图乙连接电路探究另一个问题,闭合开关,灯泡L1比L2亮,若两灯泡灯丝材料、长度都相同,则 的灯丝更细。
26.(8分)在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中,小李设计了如图甲、乙、丙所示实验(实验所用棉布比木板表面粗糙)
(1)实验过程中,根据 知识,可知弹簧测力计应沿着水平方向拉着木块做匀速运动,得出滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)比较 两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小是否与压力有关。
(3)有同学提出滑动摩擦力的大小还可能与接触面积有关,于是设计以下两种方案:
A.将物体竖直切去一半,如图丁,重复(1)的操作过程,比较图甲和图丁
B.将物体侧放,如图戊,重复(1)的操作过程,比较图甲和图戊
你认为比较合理的是实验方案是 (填“A”或“B”)。
(4)小李又将物块A放置在水平木板B上,加一个砝码,将弹簧测力计系在A上,用该实验装置来测量A受到的摩擦力大小,如图己所示。向左拉动B,当A处于稳定状态时,下列说法错误的是 。
A.A受到B的摩擦力方向水平向左
B.此装置可研究滑动摩擦力与压力的关系
C.增大B的速度,弹簧测力计的示数不会变
D.整个实验过程中,木板B必须做匀速直线运动
一、选择题(每题2分,共10分。有的小题只有一一个选项符合题目要求,有的小题有二个选项符合题目要求,全选对得2分,选对但不全得1分,有选错或者不答得0分)
27.(2分)我们的生产生活总离不开能量及其转化。下列说法正确的是( )
A.现代生活离不开电,电力是一次能源
B.水力、核能、地热能、生物质能都属于可再生能源
C.燃气灶烧水,只要调大火力,燃气灶的加热效率就提高
D.卫星从远地点向近地点运动的过程中,动能增大,势能减小
28.(2分)下列有关光学知识的说法中正确的是( )
A.看到池水变浅,是因为光从空气射向水面再返回到空气
B.如果平面镜的高度小于人身高的一半,仍然能成完整的像
C.如果物体与它的像大小相同,像形成原理一定是光的反射或光的折射
D.凸透镜成像实验中,当蜡烛从二倍焦距以外沿主光轴靠近透镜的过程中,像一直变大
29.(2分)用相同的加热器对甲、乙两种物质同时持续加热,其温度随时间变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两物质都是晶体
B.0~5min甲物质吸收的热量大于乙物质吸收的热量
C.甲物质ab段和cd段的比热容之比为cab:ccd=1:2
D.11~13min乙物质吸收热量,内能保持不变
(多选)30.(2分)如图所示,竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组,已知每个滑轮均重20N,滑轮组下端挂有一个物体B,滑轮组绳的末瑞通过定滑轮沿水平方向与物体A相连,物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动,此时测力计的示数为100N,滑轮组的机械效率为η。在物体B下加挂重为15N的物体C后,用水平向左的力F拉动物体A使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,此时B上升的速度为3cm/s。滑轮与轴的摩擦、绳的质量等次要因素都忽略不计,g取10N/kg,则下列说法正确的是( )
A.物体A所受的滑动摩擦力为40N
B.拉力F的大小为80N
C.拉力F做功的功率为7.65W
D.滑轮组的机械效率η为60%
(多选)31.(2分)如图甲所示的电路,电源电压为18V,现有三个不同的定值电阻R1、R2和R3可供接入电路A、B间,已知R1的阻值为55Ω,R2的阻值小于R3的阻值(R2<R3),若R1接入电路A、B间,闭合开关S后,电流表的示数如图乙所示。取下电阻R1将电阻R2和R3分别接入电路A、B间,发现每次替换后,电压表或电流表分别有一个刚好达到满刻度,电压表盘如图丙所示。电流表、电压表选取的量程始终不变,则下列结论正确的是( )
A.R0=20Ω
B.电流表选择的量程是0~3A
C.接入R2时,电压表的示数是3V
D.接入R3时,电路的总功率是2.7W
二、综合题(第6题每空1分,第7题6分,共10分)
32.小张同学为探究水流对物体的冲击力,设计了如图甲的实验装置,电源电压保持3V不变,电流表量程为0~0.6A。粗细均匀的电阻丝MN全长25cm,总电阻为50Ω,它的阻值与接入电路的长度成正比,水平光滑杆AB上套有弹簧,弹簧每受到2N的拉力伸长0.5cm;弹簧左端固定,右端连接滑块,滑块与滑片P、物体Q通过硬杆相连,且滑片P滑至N端时,滑块刚好接触B点被挡住,滑片与电阻丝始终保持良好接触,弹簧始终在弹性限度内。水流冲击力为零时,滑片P刚好与电阻丝M端相接触,此时电流表示数为0.3A,求:
(1)电阻R0的阻值为 Ω。
(2)当电流表读数为0.2A时,水流冲击力为多少 N。
(3)小张发现若把电流表改装成能直接读出水流冲击力的“冲力表”刻度不均匀,经过思考后,重新设计了如图乙所示的电路,电压表接“0~3V”的量程,当水流速度增大时,电压表的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)若把电压表的刻度盘改装成能直接读出水流冲击力的“冲力表”,则该“冲力表”的分度值为 N。
33.如图甲所示,有两个质量分布均匀,不吸水的实心长方体A和B,已知:ρA=0.6×103kg/m3,SA=100cm2,hA=10cm,SB=50cm2,hB=6cm,B的密度大于水,B的质量为mx克(mx取值不确定),A、B表面的中央用一根长为L=6cm的细线连接。如图乙所示,现将它们放入一个置于水平地面上的足够高的薄壁柱形容器中央处,容器底面积S容=300cm2。细线的质量、体积等次要因素都忽略不计,且全程未被拉断,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。
(1)求长方体A的质量。
(2)小谢同学沿容器壁缓慢加水,当加水质量为m1=2700g时,求水对容器底的压强p1。
(3)在小谢同学加水的过程中,细线拉力从0开始逐渐增大,当细线的拉力刚好不再变化时,求此时水对容器底的压强p2与mx的函数关系式。
2022年四川省成都市新都区中考物理二诊试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(每小题2分,共26分)
1.(2分)以下估测数据正确的是( )
A.教室里的普通日光灯管长度约10cm
B.人体感觉最舒适的温度是37℃
C.人的心脏每秒跳动约70次
D.一枚鸡蛋的质量约为0.05kg
【分析】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。对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换。
【解答】解:A、日光灯管的长度大约是1.2m,故A不符合实际;
B、人对外界环境感觉舒适的温度在25℃左右,故B不符合实际;
C、正常人的心脏每分钟跳动70次左右,故C不符合实际;
D、一枚鸡蛋的质量约为0.05kg,故D符合实际。
故选:D。
【点评】物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中的常见量的值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
2.(2分)2021年4月29日,我国成功发射空间站“天和”核心舱,“天和”核心舱和地面之间传递信息是利用了( )
A.红外线 B.电磁波 C.超声波 D.次声波
【分析】电磁波能够传递信息,也能传递能量;电磁波的传播不需要介质,电磁波可以在固体、液体、气体中传播,也可以在真空中传播。
【解答】解:空间站“天和”核心舱,“天和”核心舱和地面之间传递信息是利用电磁波来传递的,所以ACD错误,B正确。
故选:B。
【点评】本题考查了电磁波的传播与应用,属于基础题。
3.(2分)在“新冠”疫情期间,口罩成为防疫“神器”,戴眼镜的人常因口罩佩戴不严实,出现眼镜“起雾”的情况。“起雾”是因为发生了( )
A.液化现象 B.汽化现象 C.熔化现象 D.升华现象
【分析】物质由气态变成液态的现象叫做液化。
【解答】解:人呼出的气体中的水蒸气遇到冷的眼睛片发生液化现象变成小水珠,使眼镜变得模糊。
故选:A。
【点评】本题主要考查学生对液化现象的理解和掌握,属于基础知识的考查。
4.(2分)关于现在运行的核电站,以下说法正确的是( )
A.需要把核燃料加到极高的温度
B.发生的是不可以控制的链式反应
C.核反应堆用厚重的保护层来防止放射性物质危害
D.要获得同样的电能,消耗核燃料质量与火力发电厂用煤质量相当
【分析】(1)核能的开发和利用可以采用两种方法:一种是利用核裂变释放能量,另一种是利用核聚变释放能量,人工控制链式反应的速度和平利用核能,是核电站的原理,核聚变需要高温高压;
(2)核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的;
(3)核燃料具有放射性;
(4)核能发电消耗的燃料与火力发电相比非常少。
【解答】解:
A、核电站中进行的是核裂变,不需要把核燃料加热到极高的温度,故A错误;
B、核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的,是可控链式反应,故B错误;
C、核燃料具有较强的放射性,厚重的保护层,是为了避免核辐射,故C正确;
D、原子核发生裂变或聚变反应时产生的能量,它比化学能大几百万倍,所以要获得同样的电能,消耗燃料的质量与火力发电厂少很多,故D错误。
故选:C。
【点评】本题通过核电站考查了核能应用的相关知识,为近几年考查的热点应熟练掌握。
5.(2分)下列关于安全用电说法正确的是( )
A.漏电保护器安装时需要试验,使用中不用再试验
B.在卫生间洗手后顺便可以用湿手按开关
C.家庭装修时,三孔插座可以不连接地线
D.发现有人触电时,应先切断电源
【分析】(1)要每月对漏电保护器进行检查;
(2)生活中的水是导体;
(3)三孔插座的中间插孔应接地;
(4)当有人触电时,应先切断电源。
【解答】解:A、为确保使用安全,漏电保护器上设置了试验按钮,需要每月试按一次,如果试验按钮按下漏电保护器无动作,说明漏电保护器需要更换,故应该定期对漏电保护器进行例行试验,故A错误;
B、用湿手按开关,水容易导电,会引起人触电,故B错误;
C、三孔插座的中间插孔必须接地,故C错误;
D、发现有人触电后,应该首先切断电源,然后再进行其他的救护措施,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查安全用电的常识,解决此类题目要结合安全用电的知识进行分析解答。为防止因电带来的伤害,不能违反。
6.(2分)“小蜜蜂”由话筒和扩音器两部分组成,下列有关说法正确的是( )
A.扩音器增大了声音的响度
B.声音的响度只与振幅有关
C.话筒利用电磁感应将电信号转化为声信号
D.扩音器利用电流的磁效应将电信号转化为声信号
【分析】(1)声音的三个特征分别是:音调、响度、音色,是从不同角度描述声音的,音调指声音的高低,由振动频率决定;响度指声音的强弱或大小,与振幅和距离发声体的远近有关;音色是由发声体本身决定的一个特性;
(2)话筒的工作原理是:电磁感应现象,工作过程是:声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器;
扬扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。它主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成,当线圈中通某一方向的电流时,线圈受到磁铁的吸引向左运动;当线圈中通过相反方向的电流时,线圈受到磁铁的排斥向右运动,由于通过线圈的电流是交变电流,它的方向不断变化,线圈就不断地来回振动,带动纸盆也来回振动,于是扬声器就发出了声音,它的工作应用了通电导体在磁场中受力的原理。
【解答】解:A、扩音器的作用是增大声音的响度,故A正确;
B、响度指声音的强弱或大小,与振幅和距离发声体的远近有关,故B错误;
C、话筒是利用电磁感应现象的原理,将声信号转化为电信号,故C错误;
D、对于扩音器,变化的电流经放大器放大后,通过扬声器的线圈,由于通电导线在磁场中受力的作用,故能使线圈在磁场中受力来回振动,带动纸盆也来回振动,扬声器就能够发声了,即将电信号转化为声信号,是利用磁场对电流力的作用的原理,故D错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查了声现象和话筒和扬声器的工作原理,难度不大。
7.(2分)成都一座来了不想走的城市,游客到来喜欢品尝火锅。下列描述正确的是( )
A.游客路过火锅店门口,香气四溢,说明分子只有在高温条件下才扩散
B.锅里的金属汤勺很烫手,是因为在搅拌的过程中做了功
C.刚出锅的肥牛有内能,还没入锅的虾滑没有内能
D.入锅的毛肚温度升高,内能一定增大
【分析】(1)物质是由分子组成的,组成物质的分子在不停地做无规则运动,温度越高,分子运动越快;
(2)做功和热传递可以改变物体的内能;
(3)一切物体都有内能;
(4)温度越高,分子运动越剧烈,物体具有的内能越多。
【解答】解:A、游客路过火锅店门口,香气四溢,说明分子在不停地做无规则运动,分子在任何温度下才扩散,故A错误;
B、锅里的金属汤勺很烫手,是通过热传递的方式增大内能的,故B错误;
C、刚出锅的肥牛有内能,还没入锅的虾滑也有内能,故C错误;
D、入锅的毛肚温度升高,分子运动加剧,内能增大,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查分子热运动和内能的知识,属于基础题。
8.(2分)20211202完全对称日受到了网友们的热捧,小秦说,物体在水面上的倒影也是对称的呀!如图,成都安顺廊桥在锦江上的倒影是( )
A.光的折射形成的
B.光的直线传播形成的
C.这和看到水里的白云是原理相同
D.这是光的反射形成的,但是只有晚上才会反射,所以只有晚上才能看到倒影
【分析】倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的。
【解答】解:成都安顺廊桥在锦江上的倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的,其原理与看到水中白云的原理是相同的;不管是白天海水晚上,安顺廊桥都能反射光线,所以白天和晚上都能看见倒影;故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】本题考查了光的反射现象,属于基础题。
9.(2分)2021年10月16日0时23分,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运救火箭,在酒泉卫星发射中心准时成功发射升空,如图所示,下列说法正确的是( )
A.起飞过程加速上升时,液态氢燃烧释放的内能转化为机械能
B.起飞过程加速上升时,航天员不受地球的重力作用
C.火箭选用的燃料是液态氢,因为它的比热容更大
D.长征二号F火箭性能极佳,燃料利用率达100%
【分析】(1)判断出燃料燃烧时消耗了哪种形式的能,进而又产生了哪种形式的能是解决该题的关键;
(2)地球表面和附近的物体都要受到地球的吸收;
(3)根据氢燃料是热值最大的燃料来判断为什么选用液态氢;
(4)热机效率永远小于1。
【解答】解:A、起飞过程加速上升时,液态氢燃烧时将化学能转化成内能,而后再转化为机械能,故A正确;
B、起飞过程加速上升时,还要受到地球的吸收,所以航天员还要受到地球的重力作用,故B错误;
C、火箭的发动机选用液态氢作燃料,主要是因为氢具有较大的热值,而不是比热容,故C错误;
D、由于有能量的损失,燃料利用率永远小于100%,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查热值的概念、热机效率、重力等知识,是一道热学综合题,难度不大。
10.(2分)2021年中国运动员苏炳添创造了历史,他让亚洲面孔首次出现在奥运会百米飞人的决赛赛场上。对苏炳添跑步过程中涉及的物理知识归纳正确的是( )
A.跑步过程中他受到地面的支持力对他做功
B.苏炳添整个跑步过程中,运动状态发生了改变
C.跑步过程中他用力蹬地,说明物体的运动需要力来维持
D.他跑到终点后不能马上停下来,是因为他受到惯性力的作用
【分析】(1)做功的两个条件:有力、且在力的方向上通过距离;
(2)物体处于静止或匀速直线运动状态时,运动状态不变;
(3)力可以改变物体的运动状态;
(4)物体保持原来运动状态不变的性质称为惯性,一切物体都有惯性,惯性是物体本身的一种性质。
【解答】解:
A、跑步过程中他沿水平方向移动,受到地面的支持力是竖直向上的,他没有在支持力的方向上通过距离,所以支持力对他不做功,故A错误;
B、苏炳添整个跑步过程中,运动的速度发生了变化,运动状态发生了改变,故B正确;
C、跑步过程中他需要用力蹬地,脚对地有一个力的作用,因为物体间力的作用是相互的,地对脚也有一个力的作用使他前进,说明力可以改变物体的运动状态,而不是维持物体的运动状态,故C错误;
D、他跑到终点后还要继续前进一段距离才能停下来,这是因为他具有惯性,仍然会保持原来的运动状态,惯性是一种性质,不能说受到惯性力的作用,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了做功的条件、运动状态的判定、力与运动的关系、惯性现象,属于基础题。
11.(2分)近年来我国国防力量越来越强大,如图是我国自主研发的第一艘航母“山东舰”在海上进行科目训练的场景。下列说法正确的是( )
A.建造航母要使用大量的钢材,所以航母容易沉没
B.舰载机飞离航母后,航母船身相对于水面会下沉些
C.舰载机飞离航母后,航母所受的浮力减小而船身稍稍上浮
D.航母能漂浮在海面上是因为它受到的总重力小于它的浮力
【分析】(1)航母是采用“空心”办法,是利用“空心”的办法增大排开液体的体积,从而增大航母受到的浮力;
(2)(3)航母上的舰载机飞离后,航母自重减小,因航母仍漂浮,受到的浮力减小,根据阿基米德原理判断上浮还是下沉;
(4)物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等。
【解答】解:
A、航母是采用空心的办法增大排开液体的体积,从而增大可以利用的浮力,所以航母不容易沉没,故A错误;
BC、舰载机飞离后,航母仍漂浮,但自重G减小,因为F浮′=G′,所以航母所受浮力减小;由F浮=ρ水V排g可知,因为浮力减小,所以排开水的体积要减小,航母将上浮一些,故B错误,C正确;
D、当“航母”漂浮在水面上时,它所受浮力等于重力,故D错误。
故选:C。
【点评】此题考查了物体浮沉条件及阿基米德原理的应用,难度不大。
12.(2分)测量是物理实验的基本内容,许多物理实验的结果要通过测量才能得到。下列有关说法不正确的是( )
A.使用弹簧测力计前,应先将测力计在受力方向上调零
B.在弹簧的弹性范围内,弹簧测力计的长度与所受拉力成正比
C.测平均速度:用刻度尺测路程,用秒表测时间,用v=st求速度
D.测密度:用托盘天平测质量,量筒测体积,用公式ρ=mV求密度
【分析】(1)测量前要检查指针是否指在零刻度线。如果没有指在零刻度线,要进行调节使指针指在零刻度线;
(2)在弹性范围内弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长的长度就越长;
(3)测量小车在斜面上的平均速度,需要测量斜面长度和运动时间,从而确定测量工具;
(4)量筒测体积,天平测物体的质量。
【解答】解:A、弹簧测力计使用前先在测力计受力方向上调零,使指针对准零刻度线,这样测量才准确。故A正确;
B、在一定弹性限度范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧伸长就越长,弹簧所受的拉力与弹簧的伸长成正比,不是与弹簧的总长度成正比,故B不正确;
C、用v=st求速度时用刻度尺测路程,用秒表测时间,故C正确;
D、用公式ρ=mV求密度时用托盘天平测质量,量筒测体积,故D正确。
故选:B。
【点评】本题考查了弹簧测力计的使用、测速度、测密度的原理等知识,要求平时学习时注意掌握每个实验的原理和相应的条件。
13.(2分)在探究串联电路中电流关系时,实验器材有两只额定电压为2.5V的灯泡,电流表1只,开关1个,干电池两节,导线若干。按照如图所示电路图连接实物,将电流表分别接入A、B、C三点,测量其电流记录数据后,发现IA=IB=IC,下一步应该做的是( )
A.整理器材,结束实验
B.分析数据,得出结论
C.更换电流表的量程,再测出一组数据
D.更换两只不同规格的小灯泡,再测出几组数据
【分析】用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件:一是样本要有代表性,二是样本数量足够多。
【解答】解:实验中只测量了一组实验数据,根据一组实验数据得出结论具有偶然性;为得出普遍性的结论,要换用不同规格的灯泡多次测量,故D正确。
故选:D。
【点评】本题是探究并联电路电流规律,考查了归纳法的运用,难度不大。
二、填空题(每空2分,共28分)
14.(4分)定制公交“氢”装上路,助力市民低碳出行,2021年8月10日,搭载氢燃料电池发动机的新能源公交车正式投入运营,乘客普遍认为氢能源定制公交方便、舒适、快捷。以公交车为参照物,车上乘客是 静止 的;车上座椅为宽大真皮海绵坐椅,乘客乘坐时增大了受力面积,减小了 压强 ,坐着更舒适。
【分析】(1)在研究物体运动时,要选择参照的标准,即参照物,物体的位置相对于参照物发生变化,则运动,不发生变化,则静止。
(2)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
【解答】解:以公交车为参照物,车上乘客与公交车之间没有位置变化,所以车上的乘客是静止的;
车上座椅为宽大真皮海绵坐椅,乘客乘坐时增大了受力面积,在压力一定时,减小了压强,坐着更舒适。
故答案为:静止;压强。
【点评】此题主要考查了运动和静止的相对性、减小压强的方法,在判断物体运动和静止时,关键看物体相对于参照物的位置是否发生了变化。
15.(4分)“飞艇”充入密度比空气小的气体以获得较大的 升力 (填“升力”或“浮力”)升到空中;鸟在空中翱翔,是利用鸟翼上、下表面空气流速不同而产生的 升力 (填“升力”或“浮力”)。
【分析】(1)热气球是靠改变球内的气体密度来实现上浮和下沉的,直到球内气体密度小于球外空气的密度时,气球上浮;
(2)在流体中,流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大。
【解答】解:(1)“飞艇”是靠改变自身的重力来实现上浮和下沉的,“飞艇”排开的空气的体积不变,受到的浮力不变,“飞艇”充入密度比空气小的气体,会使得自身的重力减小,从而获得较大的升力来升到空中;
(2)飞机的机翼上方突起,下方平直。这样的结构决定了当飞机启动后,机翼上方空气流速快,空气压强小,空气压力方向向下;机翼下方空气流速慢,空气压强大,空气压力方向向上。两个压力形成一个向上的合力,这个合力就是升力,当合力达到一定程度后,飞机就可以腾空而起。
故答案为:升力;升力。
【点评】本题考查物体浮沉条件的应用以及流体压强与流速的关系,难度不大。
16.(4分)2021年5月22日,我国“祝触号”火星车在火星表面成功着陆。静止在火星表面的“祝融号”受到的重力与火星表面对它的支持力是一对 平衡力 ,火星表面对它的支持力与它对火星表面的压力是一对 相互作用力 。
【分析】(1)处于平衡状态的物体受到的力是平衡力;二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
(2)物体间力的作用是相互的。相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
【解答】解:静止在火星表面的“祝融号”处于平衡状态,受到的重力与火星表面对它的支持力符合二力平衡条件,是一对平衡力;
火星表面对它的支持力与它对火星表面的压力同时作用在“祝触号”火星车和火星表面上,符合相互作用力的条件,是一对相互作用力。
故答案为:平衡力;相互作用力。
【点评】此题考查平衡力的辨别、平衡力与相互作用力的区分,熟练掌握二力平衡和相互作用力的条件是关键。
17.(4分)小明利用如图所示电路测量未知电阻,闭合开关后,电流表指针反向偏转,原因是 电流表接线柱接反 ;正确连接电路后,移动滑动变阻器滑片,多次测量求Rx的目的是 减小误差 。
【分析】(1)电流表使用时,电流要从正接线柱流入,负接线柱流出,否则指针将反转;
(2)实验中为减小测量误差,应多次测量求平均值。
【解答】解:闭合开关后,发现电流表的指针反向偏转,则原因是电流表接线柱接反了,应采取的措施是将电流表“+”“﹣”接线柱对调;
实验中需要多次测量求平均值减小误差。
故答案为:电流表接线柱接反;减小误差。
【点评】本题测电阻的大小,考查实验故障分析、多次实验的目的,难度不大。
18.(4分)如图甲所示是探究“电流与电压关系”的实验电路图,电源电压恒定不变,移动滑动变阻器滑片,测出多组数据,在图乙中画出了R1的电流与电压关系的I﹣U图像,由图可得到的实验结论是 导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 。小组又利用该电路来探究“电流与电阻的关系”,根据实验数据在丙图中作出电流与电阻关系的I﹣R图像,则实验中定值电阻两端保持不变的电压是 2.5 V。
【分析】(1)根据绘制出电阻R1的I﹣U图像为过原点的直线得出结论;
(2)由绘制的电流随电阻变化的图像,根据欧姆定律得出定值电阻两端的电压。
【解答】解:(1)由图乙可知,绘制出电阻R1的I﹣U图像为过原点的直线,据此可得结论:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(2)根据绘制的电流随电阻变化的图像,定值电阻两端的电压为:
UV=IR=0.5A×5Ω=……=0.1A×25Ω=2.5V,即定值电阻两端的电压始终保持2.5V。
故答案为:导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;2.5。
【点评】本题探究电流与电压、电阻关系的实验,考查了数据分析以及控制变量法的应用。
19.(4分)如图所示,闭合开关后,小磁针静止时a端为 N 极,当滑动变阻器的滑片向右移动的过程中,电磁铁的磁性将变 增强 。
【分析】由右手螺旋定则可得出电磁铁的磁极,则由磁极间的相互作用可知小磁针的磁极;由滑片的移动可知滑动变阻器接入电阻的变化,则由欧姆定律可知通过电磁铁的电流的变化,从而判定电磁铁磁性的变化。
【解答】解:由图可知电流由左侧流入,则由右手螺旋定则可知,螺线管右端为S极,左端为N极;因同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,故小磁极静止时a端应为N极;
当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电阻减小,则由欧姆定律可知电路中电流增大,故电磁铁的磁性增强。
故答案为:N;增强。
【点评】本题考查右手螺旋定则的应用、影响电磁铁磁性大小的因素,解题的关键在于准确应用右手螺旋定则判电磁铁的磁极。
20.(4分)如图是探究电流通过导体时产生的热量与 电流大小 的关系,当通过R1的电流是2A时,10s内电流通过R1产生的热量是 200 J。
【分析】根据并联电路的电流特点和图中两电阻的阻值关系得出实验探究的问题,再根据Q=I2Rt求出电流通过R1产生的热量。
【解答】解:(1)由图可知,R1与R2的阻值相等,且通电时间相同,
由并联电路干路电流等于各支路电流之和可知,通过两电阻的电流不同,
所以,实验是探究的是电流通过导体时产生热量与电流大小的关系;
(2)通过R1的电流是2A时,10s内电流通过R1产生的热量:
Q1=I2R1t=(2A)2×5Ω×10s=200J。
故答案为:电流大小;200。
【点评】本题考查了焦耳定律的实验探究和公式的应用,分析好两电阻的电流关系和电阻关系是关键。
三、作图与计算题(共17分。计算题在解答时应写出公式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分)
21.(4分)一束光从玻璃砖斜射向空气时的光路如图所示,请利用相关光学知识在图中画出这束光从玻璃砖斜射向空气时发生的反射和折射的光路图。
【分析】光从一种介质斜射入另一种介质时,既要发生反射又要发生折射;发生反射时,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角;
光由水或其它透明介质斜射进入空气中时,折射光线远离法线偏折,折射角大于入射角。
【解答】解:根据反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,再画出左侧反射光线的位置;
光从水中斜射入空气中时,入射角等于30°,则折射角大于30°,据此确定折射光线的位置;如图所示:
【点评】此题考查了光的反射定律作图,光的折射定律作图等知识点,作图题是近几年来中招常见题型,也是热点题型,一定要熟练掌握。
22.如图甲是环保垃圾桶,图乙为其简化示意图,环卫工人在B点用力使其静止。若将垃圾桶看成一个杠杆,A为支点,O点为垃圾桶重心,请在图乙中画出:作用在B点的最小动力F1的示意图及F1的力臂。
【分析】杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1L1=F2L2),在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小。
【解答】解:AB为动力臂是最长的力臂L1,根据杠杆平衡条件可知,此时动力最小;从B点作垂直于AB向上的作用力,即最小的动力F1。如图所示:
【点评】本题的解题关键是通过杠杆的平衡条件得出:在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小的结论.
23.成都将积极推动交通运输工具“油换电”,降低传统能源汽车占比,通过开展新能源汽车展销活动,实施新能源车通行和停放等优惠政策,鼓励将燃油汽车置换为新能源车。一辆国产新能源汽车从成都宽窄巷子到新都用时36min,行驶路程为24km。求:
(1)该车从成都宽窄巷子到新都的平均速度是多少km/h;
(2)已知该车质量为1600kg,静止在水平地面上,轮子与水平地面的总接触面积为100cm2,求该车对水平地面的压强。(g取10N/kg)
【分析】(1)根据v=st可求出该车从成都宽窄巷子到新都的平均速度;
(2)根据F=G=mg求出车对水平地面的压力,再由p=FS求出车对水平地面的压强。
【解答】解:(1)该车从成都宽窄巷子到新都的平均速度为:
v=st=24km3660ℎ=40km/h;
(2)车对水平地面的压力为:
F=G=mg=1600kg×10N/kg=16000N,
车对水平地面的压强为:
p=FS=16000N100×10−4m2=1.6×106Pa。
答:(1)该车从成都宽窄巷子到新都的平均速度是40km/h;
(2)车对水平地面的压强为1.6×106Pa。
【点评】本题主要考查了速度、压力与压强的计算,难度不大。
24.如图所示,电源电压恒为12V,小灯泡L上标有“4V 1.6W”字样且灯丝电阻保持不变,电流表A的量程为0~3A,电流表A的量程为0~3A,电流表A1的量程为0~0.6A,滑动变阻器R2可以是“10Ω 1A”和“100Ω 0.5A”两种规格的其中之一。当只闭合开关S、S1时,小灯泡正常发光,求:
(1)定值电阻R1的阻值;
(2)开关全部闭合时,在保证电路安全情况下,应选哪种规格的滑动变阻器,此时电路的最大电功率是多少。
【分析】(1)当只闭合开关S、S1时,小灯泡正常发光,灯L与R1串联,根据P=UI可求出此时电路中的电流,根据串联电路中电压规律和欧姆定律可求出电源电压,根据欧姆定律可知R1的阻值;
(2)当开关全部闭合时,R1与R2并联,电流表A1测通过R1的电流,电流表A测干路电流,根据欧姆定律可求出此时通过R1的电流,由P=UI可知,要使电路总功率达到最大,则应使通过R2的电流达到最大,根据变阻器的最大阻值和允许通过的最电流可判断选用的变阻器。从而求出通过变阻器R2的电流,根据并联电路电流规律可求出干路电流,根据P=UI可求此时电路的大电功率P2。
【解答】解:(1)当只闭合开关S、S1时,小灯泡正常发光,灯L与R1串联,
则电路中的电流为:I=IL=PLUL=1.6W4V=0.4A,
根据串联电路的电压特点可知R1两端的电压U1=U﹣UL=12V﹣4V=8V,
根据欧姆定律可知R1=U1I=8V0.4A=20Ω;
(2)当开关全部闭合时,R1与R2并联,电流表A1测通过R1的电流,电流表A测干路电流,
此时通过R1的电流为:I1=UR1=12V20Ω=0.6A,则电流表A1安全,
由P=UI可知,要使电路总功率达到最大,则应使通过R2的电流达到最大,
若滑动变阻器R2选“10Ω 1A”,当通过变阻器全部连入电路时,电流最小,最小电流为:I滑1=UR滑1=12V10Ω=1.2A>1A,超过变阻器的允许通过的最大电流,则不能选“10Ω 1A”,
若滑动变阻器R2选“100Ω 0.5A”,当变阻器通过的最大电流为I滑2=0.5A,变阻器连入电路的最小电阻为:R2=UI滑2=12V0.5A=24Ω<100Ω,故“100Ω 0.5A”符合要求。
此时电路中的最大电流为:I=I1+I滑2=0.6A+0.5A=1.1A,
此时电路中的最大功率:P2=UI=12V×1.1A=13.2W。
答:(1)定值电阻R1的阻值为20Ω;
(2)开关全部闭合时,在保证电路安全情况下,应选“100Ω 0.5A”规格的滑动变阻器,此时电路的最大电功率是13.2W。
【点评】本题是有关电功率的综合计算题目,该题难度较大,关键能够正确分析电路,并熟练掌握功率和欧姆定律的公式,同时掌握串并联电路的特点,能够确定电路中的最大电流值是解决问题的关键。
四、实验与探究题(共14分)
25.(6分)某小组同学分别利用如图甲、乙所示的电路探究电功率跟电流、电压的关系。
(1)选择图甲进行实验,是为了探究电功率与 电压 的关系。
(2)按照图甲连好电路,闭合开关,小明发现两只小灯泡都不亮,且灯L1两端电压表无示数,灯L2两端电压表有示数,若故障只有一处,且发生在灯泡上,则该电路发生的故障是 灯泡L2断路 。
(3)接下来该小组同学根据图乙连接电路探究另一个问题,闭合开关,灯泡L1比L2亮,若两灯泡灯丝材料、长度都相同,则 灯泡L2 的灯丝更细。
【分析】(1)两个灯泡串联在电路中,则通过两个小灯泡的电流相等,据此分析;
(2)连好电路,闭合开关,两只小灯泡都不亮,则电路可能断路,灯L2两端电压表有示数,则电压表和电源接通,据此分析;
(3)灯的亮度取决于灯的实际功率,根据并联电路的规律和P=U2R分析;
影响电阻大小的因素为材料、长度和横截面积,在材料横截面积相同时,横截面积越小,电阻越大。
【解答】解:(1)两个灯泡串联在电路中,则通过两个小灯泡的电流相等,所以探究电功率与电压的关系;
(2)连好电路,闭合开关,两只小灯泡都不亮,则电路可能断路,且灯L1两端电压表无示数,灯L2两端电压表有示数,则灯L2两端电压表和电源接通,若故障只有一处,且发生在灯泡上,则该电路发生的故障是灯泡L2断路;
(3)并联电路各支路电压相等,根据P=U2R可知,实验中灯泡L1比L2亮,则灯泡L1的电阻比灯泡L2的电阻小,若两灯泡灯丝材料、长度都相同,则L2的灯丝更细。
故答案为:(1)电压;(2)灯泡L2断路;(3)灯泡L2。
【点评】本题探究电功率跟电流、电压的关系,考查了串联电路的规律、实验故障及影响电阻大小的因素。
26.(8分)在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中,小李设计了如图甲、乙、丙所示实验(实验所用棉布比木板表面粗糙)
(1)实验过程中,根据 二力平衡 知识,可知弹簧测力计应沿着水平方向拉着木块做匀速运动,得出滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)比较 甲、乙 两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小是否与压力有关。
(3)有同学提出滑动摩擦力的大小还可能与接触面积有关,于是设计以下两种方案:
A.将物体竖直切去一半,如图丁,重复(1)的操作过程,比较图甲和图丁
B.将物体侧放,如图戊,重复(1)的操作过程,比较图甲和图戊
你认为比较合理的是实验方案是 B (填“A”或“B”)。
(4)小李又将物块A放置在水平木板B上,加一个砝码,将弹簧测力计系在A上,用该实验装置来测量A受到的摩擦力大小,如图己所示。向左拉动B,当A处于稳定状态时,下列说法错误的是 D 。
A.A受到B的摩擦力方向水平向左
B.此装置可研究滑动摩擦力与压力的关系
C.增大B的速度,弹簧测力计的示数不会变
D.整个实验过程中,木板B必须做匀速直线运动
【分析】(1)摩擦力无法直接进行测量,因此这里采用转换法,通过拉力与摩擦力是一对平衡力的原理,测出拉力间接得出摩擦力的大小;
(2)分析实验的相同量和不同的量,得出探究的影响因素;
(3)探究滑动摩擦力大小跟接触面积关系时,要控制压力大小和接触面粗糙程度不变,才能得出正确结论;
(4)滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反;滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,若两者都不发生变化,则滑动摩擦力不变。
【解答】解:
(1)实验过程中,弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动,此时,由二力平衡条件可知,滑动摩擦力的大小就等于弹簧测力计的示数;
(2)甲、乙两次实验,接触面的粗糙程度相同,压力不同,是为了探究滑动摩擦力的大小是否与压力有关;
(3)探究摩擦力跟接触面积的关系时,将木块切去一半,则木块对桌面的压力也变为一半,只控制接触面粗糙程度不变,没有控制压力大小不变,实验结论是不可靠的;
将物体侧放,如图戊,重复(1)的操作过程,比较图甲和图戊,控制压力大小和接触面的粗糙程度不变,改变接触面面积,故B正确;
(4)A、A处于平衡状态,由平衡条件可知,A受到的滑动摩擦力f=F,A相对于B向右运动,A受到的滑动摩擦力方向水平向左,故A正确;
B、两物体间接触面的粗糙程度不变,在A上加减钩码可以改变物体间的压力大小,该实验装置可以探究滑动摩擦力大小与压力的关系,故B正确;
CD、滑动摩擦力与物体间接触面的粗糙程度和物体间的压力有关,与物体的运动速度无关,如果增大拉动B的速度,A、B间接触面的粗糙程度、物体间的压力保持不变,物体间的滑动摩擦力不变,由平衡条件可知,测力计的示数不变,实验过程中,木板B不必做匀速直线运动,故C正确,D错误。
故选:D。
故答案为:(1)二力平衡;(2)甲、乙;(3)B;(4)D。
【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和影响滑动摩擦力大小的两个因素,体现了对过程和方法的考查。
一、选择题(每题2分,共10分。有的小题只有一一个选项符合题目要求,有的小题有二个选项符合题目要求,全选对得2分,选对但不全得1分,有选错或者不答得0分)
27.(2分)我们的生产生活总离不开能量及其转化。下列说法正确的是( )
A.现代生活离不开电,电力是一次能源
B.水力、核能、地热能、生物质能都属于可再生能源
C.燃气灶烧水,只要调大火力,燃气灶的加热效率就提高
D.卫星从远地点向近地点运动的过程中,动能增大,势能减小
【分析】(1)电力是二次能源;
(2)能够源源不断地从自然界获得或可重复利用的能源是可再生能源,不能够源源不断地从自然界获得或不可重复利用的能源是不可再生能源;
(3)热效率是指有效利用的能量占燃料完全燃烧释放总能量的百分比;
(4)动能大小的影响因素是物体的质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大;
重力势能大小的影响因素是物体的质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大。
【解答】解:A、电力是二次能源,故A错误;
B、核能不能够源源不断地从自然界获得或不可重复利用,是不可再生能源,但水力、地热能、生物能可以从自然界源源不断的获得,属于可再生能源,故B错误;
C、用燃气灶烧水时,调大火力,散失的热量也会增加,而水吸收的热量占燃气完全燃烧释放总能量的百分比不一定增大,因此燃气灶的加热效率不一定会提高,故C错误;
D、卫星在运行过程中机械能保持不变,从远地点向近地点运动过程中,速度变大,动能变大,同时高度变小,重力势能小,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查能源、能量的有关知识,属于基础知识,难度不大。
28.(2分)下列有关光学知识的说法中正确的是( )
A.看到池水变浅,是因为光从空气射向水面再返回到空气
B.如果平面镜的高度小于人身高的一半,仍然能成完整的像
C.如果物体与它的像大小相同,像形成原理一定是光的反射或光的折射
D.凸透镜成像实验中,当蜡烛从二倍焦距以外沿主光轴靠近透镜的过程中,像一直变大
【分析】(1)光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时,就会出现光的折射现象;
(2)物体在平面镜成像时,物像等大;
(3)凸透镜成像时u=2f,成倒立、等大的实像,平面镜成正立等大的虚像,小孔成像也可以成放大的、缩小的,等大的实像;
(4)首先判断出物体在凸透镜的焦点以外所成像的性质,再判断出物体从2倍焦距外向焦点移动的过程中物距的变化,从而可以判断出像距和像的变化。
【解答】解:A、看到池水变浅是因为光从水斜射向空气时发生了折射,故A错误;
B、无论平面镜大小如何,一定能成完整的像,只是有时我们看不到完整的像,故B正确;
C、当物体与它的像大小相同时,可以是通过光的折射形成的,例如凸透镜成像时u=2f,成倒立、等大的实像;也可以是光的反射形成的,例如平面镜成正立等大的虚像;也可以是光的直线传播形成的,例如小孔成像可以成等大的实像;故C错误;
D、物体从2倍焦距外沿主光轴移向焦点的过程中,物距大于一倍焦距,所以成实像,而移动时,物距逐渐变小,则像距逐渐变大,像逐渐变大;当物距小于一倍焦距时,移动时,物距逐渐变小,则像距逐渐变小,像逐渐变小,故D错误。
故选:B。
【点评】本题主要考查光的知识,是一道综合题,题目不难。
29.(2分)用相同的加热器对甲、乙两种物质同时持续加热,其温度随时间变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两物质都是晶体
B.0~5min甲物质吸收的热量大于乙物质吸收的热量
C.甲物质ab段和cd段的比热容之比为cab:ccd=1:2
D.11~13min乙物质吸收热量,内能保持不变
【分析】(1)晶体和非晶体的重要区别就是晶体有一定的熔点,而非晶体没有熔点。反映在熔化图象上:晶体的熔化图象有一水平线段,而非晶体的图象呈逐渐上升趋势,没有水平线段;
(2)根据热源分析吸热的多少;
(3)从图像可知ab、cd段的加热时间和各自的变化温度,质量相等,根据吸热之比、温度变化之比,可求比热容之比;
(4)由图可知,甲物质11~13min内吸热不升温,但是内能增加。
【解答】解:A、在加热一定时间后,甲的温度不变,熔化完毕,温度继续升高,故能判断甲是晶体,乙物质不能确定其本身的状态,不知道是晶体的熔化还是液体的沸腾,故A错误;
B、用相同的加热器对甲、乙两种物质同时持续加热,所以0~5min甲物质吸收的热量等于乙物质吸收的热量,故B错误;
C、ab段加热时间与cd段加热时间之比:5min:(13min﹣11min)=5:2,即t甲:t乙=5:2,
因为加热器相同,所以Q甲吸:Q乙吸=5:2,即cabmabΔtab:ccdmcdΔtcd=5:2,
又因为:mab=mcd,Δtab:Δtcd=(80℃﹣30℃):(90℃﹣80℃)=5:1,
所以:cab:ccd=1:2,故C正确。
D.甲图像是晶体的熔化图像,且11﹣13min是熔化过程,此过程中吸热温度不变,内能增加,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查学生从图像中获取信息分析内能、比热容大小的判定、吸热多少的判定,属于中档题。
(多选)30.(2分)如图所示,竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组,已知每个滑轮均重20N,滑轮组下端挂有一个物体B,滑轮组绳的末瑞通过定滑轮沿水平方向与物体A相连,物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动,此时测力计的示数为100N,滑轮组的机械效率为η。在物体B下加挂重为15N的物体C后,用水平向左的力F拉动物体A使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,此时B上升的速度为3cm/s。滑轮与轴的摩擦、绳的质量等次要因素都忽略不计,g取10N/kg,则下列说法正确的是( )
A.物体A所受的滑动摩擦力为40N
B.拉力F的大小为80N
C.拉力F做功的功率为7.65W
D.滑轮组的机械效率η为60%
【分析】(1)由图可知,两段绳子向下拉测力计,测力计的示数等于绳子上拉力的2倍加上一个滑轮重力,由此可得滑轮组上每段绳子的拉力;
由图可知,n=3,不计绳重及滑轮的摩擦,滑轮组绳子自由端受到的拉力F1=13(GB+G动),可求出B的重力;因A物体向右做匀速直线运动,则由二力平衡条件可得A物体所受滑动摩擦力的大小;
(2)用水平向左的力F拉动A可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,因A对桌面的压力不变、接触面的粗糙程度不变,则A受到的摩擦力大小不变,此时水平向左的拉力F=f+13(GB+GC+G动);
(3)拉力端移动速度等于物体升高速度的3倍,利用P=Fv求拉力做功功率;
(4)匀速提升物体B时,利用η=W有用W总=GℎFs=GℎF⋅3ℎ=G3F计算出滑轮组的机械效率。
【解答】解:
A、由图可知,两段绳子向下拉测力计,滑轮组上每段绳子拉力为F1,则F示=2F1+G滑轮,即:100N=2F1+20N,所以F1=40N,
由图知,以物体B为研究对象,通过动滑轮绳子的段数n=3,绳重及滑轮转轴处的摩擦等次要因素忽略不计,
所以滑轮组绳子自由端受到的拉力F1=13×(GB+G动),所以GB=3F1﹣G动=3×40N﹣20N=100N,
此时物体A向右做匀速直线运动,水平方向受到向右的拉力(大小等于滑轮组绳子自由端拉力)与水平桌面对它水平向左的摩擦力是一对平衡力,
所以物体A受到的摩擦力f=F1=40N,故A正确;
B、在物体B下加挂重为15N的物体C后,用水平向左的力F拉动物体A使其沿水平桌面向左做匀速直线运动,
滑轮组绳子自由端受到的拉力F2=13(G动+GB+GC)=13×(20N+100N+15N)=45N,
此时水平方向物体A受到向左的拉力F与向右的拉力F2、摩擦力f'平衡,且由于物体A对桌面的压力,接触面的粗糙程度不变,所以物体A受到的摩擦力大小不变,还是40N,
F=F2+f'=45N+40N=85N,故B错误;
C、B上升的速度为3cm/s,
则物体A左移的速度:v=3vB=3×3cm/s=9cm/s=0.09m/s,
拉力做功的功率:P=Fv=85N×0.09m/s=7.65W,故C正确;
D、物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动时,滑轮组的机械效率:
η=W有用W总=GB3F1=100N3×40N≈83.3%,故D错误。
故选:AC。
【点评】本题为力学综合题,考查使用滑轮组拉力的计算、力的平衡知识的运用、影响滑动摩擦力的因素、物体的受力分析、功率的计算等,两种情况下对物体A做正确的受力分析是关键。
(多选)31.(2分)如图甲所示的电路,电源电压为18V,现有三个不同的定值电阻R1、R2和R3可供接入电路A、B间,已知R1的阻值为55Ω,R2的阻值小于R3的阻值(R2<R3),若R1接入电路A、B间,闭合开关S后,电流表的示数如图乙所示。取下电阻R1将电阻R2和R3分别接入电路A、B间,发现每次替换后,电压表或电流表分别有一个刚好达到满刻度,电压表盘如图丙所示。电流表、电压表选取的量程始终不变,则下列结论正确的是( )
A.R0=20Ω
B.电流表选择的量程是0~3A
C.接入R2时,电压表的示数是3V
D.接入R3时,电路的总功率是2.7W
【分析】(1)读出电流表的示数;根据欧姆定律求出总电阻,根据串联电路的电阻规律求出R0的阻值;
(2)将电阻R2、R3先后替换R1接入AB间,电压表或电流表分别有一个达到满刻度,与根据R2与R3阻值大小可以判定满偏的电表,再根据电流表示数和欧姆定律求出R2的阻值,根据欧姆定律求出电路总电阻,再根据串联电路电阻特点求出R2的阻值,进一步求出R2两端电压,进而判断出电压表的量程,再根据串联电路特点和欧姆定律求出电路电流,最后根据P=UI求出接入R2时电路总功率。
【解答】解:
①由图可知,电流表的量程为0﹣0.6A,分度值为0.02A,则电流表示数为0.24A;
由I=UR可知,电路的总电阻为:R=UI=18V0.24A=75Ω;
根据串联电路的电阻规律可知R0的阻值为:R0=R﹣R1=75Ω﹣55Ω=20Ω,故A正确;
②不改变两电表的量程,由图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,故B错误;
取下电阻R1,将电阻R2、R3先后替换R1接入AB间,已知R2阻值小于R3阻值,由I=UR可知电阻越大,电路中的电流越小;根据串联电路的分压规律可知,电阻越小分担的电压越小;故接入R3电阻时,电压表满偏,接入R2电阻时,电流表满偏;
①接入电阻R2时,电路中的电流为:I'=0.6A;此时电路的总电阻为:R'=UI′=18V0.6A=30Ω;
根据串联电路的电阻规律可知R3的阻值为:R2=R'﹣R0=30Ω﹣20Ω=10Ω,
电压表的示数:U2=I′R2=0.6A×10Ω=6V,故C错误;
②由上述计算电压表示数可知,电压表的量程应选择0~15V,当接入电阻R3时,电压表示数为15V;
因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以此时R0两端电压:U0=U﹣U3=18V﹣15V=3V,
此时电路电流:I″=U0R0=3V20Ω=0.15A,
电路的总功率:P=UI″=18V×0.15A=2.7W,故D正确。
故选:AD。
【点评】此题主要考查的知识点比较多,有欧姆定律的运用,串联电路中的电阻特点以及电功率公式的应用,对初学者来说,解这种题目,有一定难度。
二、综合题(第6题每空1分,第7题6分,共10分)
32.小张同学为探究水流对物体的冲击力,设计了如图甲的实验装置,电源电压保持3V不变,电流表量程为0~0.6A。粗细均匀的电阻丝MN全长25cm,总电阻为50Ω,它的阻值与接入电路的长度成正比,水平光滑杆AB上套有弹簧,弹簧每受到2N的拉力伸长0.5cm;弹簧左端固定,右端连接滑块,滑块与滑片P、物体Q通过硬杆相连,且滑片P滑至N端时,滑块刚好接触B点被挡住,滑片与电阻丝始终保持良好接触,弹簧始终在弹性限度内。水流冲击力为零时,滑片P刚好与电阻丝M端相接触,此时电流表示数为0.3A,求:
(1)电阻R0的阻值为 10 Ω。
(2)当电流表读数为0.2A时,水流冲击力为多少 10 N。
(3)小张发现若把电流表改装成能直接读出水流冲击力的“冲力表”刻度不均匀,经过思考后,重新设计了如图乙所示的电路,电压表接“0~3V”的量程,当水流速度增大时,电压表的示数 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)若把电压表的刻度盘改装成能直接读出水流冲击力的“冲力表”,则该“冲力表”的分度值为 4 N。
【分析】(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,根据欧姆定律求出水流冲击力为零时R0的阻值;
(2)由串联电路电阻规律及欧姆定律得出电阻丝接入电路的电阻大小;根据电阻丝规格和弹簧的形变量计算得出水流冲击力;
(3)根据欧姆定律可知通过电路的电流不变,电压表测滑片以左电阻丝的电压,当水流速度增大时,根据串联分压原理可知电压表示数变化;
(4)根据U=IR可知电压表示数与变阻器连入电路的电阻成正比,由分压原理得出电压表的最大示数,结合已知条件得出该“冲力表”分度值。
【解答】解:(1)闭合开关,两电阻串联接入电路,电流表测通过电路的电流,
水流冲击力为零时,滑片P刚好与电阻丝左端M相接触,此时只有R0接入电路,由欧姆定律可得:R0=UI0=3V0.3A=10Ω;
(2)当电流表读数为0.2A时,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得电阻丝电阻:R1=R总﹣R0=UI′−R0=3V0.2A−10Ω=5Ω,
因为粗细均匀的电阻丝MN全长25cm,总电阻为50Ω,它的阻值与其接入电路的长度成正比,1Ω的电阻丝长0.5cm,故接入电路的长度为2.5cm,
因弹簧每受到2N的拉力伸长0.5cm,故水流冲击力为2.5cm0.5cm×2N=10N;
(3)图乙中电压表接在滑片上,因电压表内阻很大,故电流要经过全部电阻丝,即电路的电流不发生变化,电压表测滑片以左电阻丝的电压,当水流速度增大时,根据串联分压原理可知电压表示数变大;
(4)根据U=IR可得电压表示数与变阻器连入电路的电阻成正比;
当变阻器的最大电阻连入电路中时,因定值电阻与变阻器的电阻之为10Ω:50Ω=1:5,
由分压原理可得,变阻器两端的最大电压为:51+5×3V=2.5V;
因粗细均匀的电阻丝MN全长25cm,总电阻为50Ω,它的阻值与其接入电路的长度成正比,弹簧每受到2N的拉力伸长0.5cm,故受到水的最大冲力为100N,变阻器两端的电压最大为2.5V,而电压表上“0~2.5V”范围内有25个小格,故该“冲力表”的分度值为100N25=4N。
答:(1)10;(2)10;(3)变大;(4)4。
【点评】本题考查对欧姆定律的应用及图像的分析能力,了解滑片在不同位置时电路所处的状态,并转化成拉力所对应的示数是本题的解题关键。
33.如图甲所示,有两个质量分布均匀,不吸水的实心长方体A和B,已知:ρA=0.6×103kg/m3,SA=100cm2,hA=10cm,SB=50cm2,hB=6cm,B的密度大于水,B的质量为mx克(mx取值不确定),A、B表面的中央用一根长为L=6cm的细线连接。如图乙所示,现将它们放入一个置于水平地面上的足够高的薄壁柱形容器中央处,容器底面积S容=300cm2。细线的质量、体积等次要因素都忽略不计,且全程未被拉断,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。
(1)求长方体A的质量。
(2)小谢同学沿容器壁缓慢加水,当加水质量为m1=2700g时,求水对容器底的压强p1。
(3)在小谢同学加水的过程中,细线拉力从0开始逐渐增大,当细线的拉力刚好不再变化时,求此时水对容器底的压强p2与mx的函数关系式。
【分析】(1)根据V=Sh求出长方体A的体积,利用m=ρV求出A的质量;
(2)根据物体浮沉条件判断物体A和B的状态,当加入水的质量为2700g时,根据ρ=mV求出加入水的体积,根据题意求出当物体A恰好漂浮时容器内水的体积,然后与所给水的体积相比较判断出A是否漂浮,然后求出此时容器内水的深度,利用p=ρgh求出水对容器底部的压强;
(3)细线的拉力刚好不再变化时,有两种可能:要么整体浸没,要么漂浮。
①把A、B看成整体,假设总重力大于或等于浮力,整体沉底或悬浮,加水使A刚好浸没时,浮力就不再变化,如果继续加水,绳子拉力将不再发生变化,此时GA+GB≥F总浮,从而求出此种情况mx的最小值,根据h2=hA+L+hB求出A刚好浸没时水到容器底部的深度,根据p=ρgh求出此时水对容器底的压强p2与mx的函数关系式;
②因为整体沉底或悬浮时,mx≥700(g),所以漂浮时,mx<700(g)。又因为B的密度大于水,根据ρ=mV求出此种情况mx的最小值,从而求出漂浮时mx的变化范围,分别以A恰好漂浮时和AB整体恰好漂浮时两种情况分析出水对容器底部增加的压强,根据p=ρgh求出此时水对容器底的压强p2与mx的函数关系式。
【解答】解:(1)VA=SA×hA=100cm2×10cm=1000cm3=1×10﹣3m3,
A的质量:mA=ρAVA=0.6×103kg/m3×1×10﹣3m3=0.6kg;
(2)当小谢沿容器壁缓慢加水2700g时,
加入水的体积为:V水=m1ρ水=2700g1g/cm3=2700cm3,
VB=SB×hB=50cm2×6cm=300cm3,
B恰好浸没的需水的体积为:V1=S容hB﹣VB=300cm2×6cm﹣300cm3=1500cm3,
所以加水2700g时,B已浸没,假设此时A恰好漂浮,
则FA浮=GA=mAg=0.6kg×10N/kg=6N;
根据FA浮=ρ水gVA排=ρ水gSAhA排可得,则物体A浸入水中的深度为:
hA排=GAρ水gSA=6N1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10−4m2=0.06m=6cm;
已知B的密度大于水,则B沉底,若A刚好处于漂浮状态,AB仍接触,细线拉力为0,则容器中水的深度为:
h1=hA排+hB=6cm+6cm=12cm,
容器中水的体积为:
V水1=S容×h1﹣VB﹣VA排=300cm2×12cm﹣50cm2×6cm﹣100cm2×6cm=2700cm3;
容器中应加水的质量为:
m水=ρ水V水1=1g/cm3×2700cm3=2700g;
所以此假设与题意已知条件符合,故假设成立。则水对容器底部压强为:
p1=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa;
(3)细线的拉力刚好不再变化时,有两种可能:要么整体浸没,要么整体漂浮。
①把A、B看成整体,假设总重力大于或等于浮力,整体沉底或悬浮,加水使A刚好浸没时,浮力就不再变化,如果继续加水,绳子拉力将不再发生变化。整体受三个力的作用且平衡:
GA+GB=F总浮+F支;
因为GA+GB≥F总浮,即GA+GB≥ρ水gV总排,
即(600+mx)×10﹣3kg×10N/kg≥1.0×103kg/m3×10N/kg×(1000+300)×10﹣6m3,即:mx≥700(g);
A刚好浸没时,水到容器底部的深度:h2=hA+L+hB=10cm+6cm+6cm=22cm,
则水对容器底部压强为:当mx≥700(g)时,p2=ρ水gh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.22m=2200Pa;
②因为整体沉底或悬浮时,mx≥700(g),所以漂浮时,mx<700(g)。又因为B的密度大于水,即 mx300cm3>1g/cm3,则mx>300(g),所以当300(g)<mx<700(g)时,A、B整体漂浮后,B虽然与容器底接触,但对容器底部无压力,A和B受到的总浮力等于总重力:F总浮2=GA+GB,
又因为当A处于恰好处于漂浮状态,且绳子刚好拉直时,F总浮1=GA+FB浮,相对于A漂浮时,A、B整体漂浮后增加的浮力为:
△FA浮=F总浮2﹣F总浮1=GA+GB﹣(GA+FB浮)=GB﹣FB浮=mxg﹣ρ水gVB=mx×10﹣3kg×10N/kg﹣1.0×103kg/m3×10N/kg×300×10﹣6m3=mx×10﹣3kg×10N/kg﹣3N;
增加的排开水的体积为:ΔVA排=ΔFA浮ρ水g,
增加的排开水深度为:ΔhA排=ΔVA排SA=ΔFA浮ρ水gSA=mx×10−3kg×10N/kg−3N1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m2=mx×10−2−3100(m);
水对容器底部增加的压强为:Δp2=ρ水gΔhA排=1.0×103kg/m3×10N/kg×mx×10−2−3100m=(mx﹣300)Pa;
又因为A处于漂浮状态,且绳子刚好拉直时,水的深度为:h0=hA排+hB+L=6cm+6cm+6cm=18cm,
水对容器底部的压强为p0=ρ水gh0=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.18m=1800Pa;
则当300(g)<mx<700(g)时,
p2=p0+Δp2=1800Pa+(mx﹣300)Pa=(mx+1500)Pa;
故水对容器底的压强p2与mx的关系式为:
①当mx≥700(g)时,p2=1900Pa;②当300(g)<mx<700(g)时,p2=(mx+1500)Pa。
答:(1)长方体A的重力为6N;
(2)小谢同学沿容器壁缓慢加水,当加水质量为m1=2700g时,水对容器底的压强为1200Pa;
(3)在小谢同学加水的过程中,细线拉力从0开始逐渐增大,当细线的拉力刚好不再变化时,水对容器底的压强p2与mx的函数关系式为①当mx≥700(g)时,p2=1900Pa;②当300(g)<mx<700(g)时,p2=(mx+1500)Pa。
【点评】本题考查了密度公式和重力公式、液体压强公式、阿基米德原理、物体浮沉条件的综合应用等,正确得出容器内水的质量与物体A和B对应的状态是关键。
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