2022年北京市中考物理终极押题卷2(word版含答案)
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一.选择题(共12小题,满分24分,每小题2分)
1.(2分)(2021•深圳)下列杠杆中属于费力杠杆的是( )
A.撬石头
B.船桨
C.小推车
D.修树剪刀
2.(2分)(2020秋•南宁期末)通常情况下,下列物体属于绝缘体的是( )
A.铅笔芯 B.玻璃球 C.食盐水 D.小铁钉
3.(2分)下列电器中,不是利用电流的磁效应工作的是( )
A.电磁继电器 B.电铃 C.电灯 D.电磁起重机
4.(2分)(2021秋•蒙阴县期末)如图所示的四个实例中,目的是增大摩擦的是( )
A.给自行车轴加润滑油
B.气垫船底和水面间的空气垫
C.磁悬浮列车行驶
D.鞋底有凹凸不平的花纹
5.(2分)(2021春•长汀县校级月考)如图所示的现象中,属于增大压强的是( )
A.压土机的质量较大 B.坦克宽大的履带
C.铁轨铺在枕木上 D.螺丝的垫片较大
6.(2分)(2021春•南岸区期末)在如图所示的四位科学家中,以其名字命名功率的单位的是( )
A.焦耳 B.瓦特
C.帕斯卡 D.阿基米德
7.(2分)(2021秋•兴隆县期末)下列措施中,能加快蒸发的是( )
A.将水果包上保鲜膜 B.把酱油瓶的盖子盖严
C.将蔬菜放入冰箱冷藏 D.把湿衣服晾在通风处
8.(2分)(2022•广西模拟)电给人类带来了极大的便利,但不正确用电也会带来很大的危害,甚至会危及生命下列做法符合安全用电原则的是( )
A.只用一只手接触火线,一定不会造成触电事故
B.使用试电笔时,手指要碰到笔尖的金属体
C.发生触电事故时,首先要切断电源再进行施救
D.保险丝断了,可以用铜丝替代
9.(2分)(2021•南宁三模)如图所示是中国女篮对战韩国队的精彩画面,下列说法正确的是( )
A.篮球最终落地,是由于篮球具有惯性
B.抛出去的篮球在空中飞行时受到重力和推力
C.篮球掉落过程中,其动能和势能都在减小
D.运动员用力抛出篮球,不能改变篮球的惯性
10.(2分)(2021秋•石景山区期末)小冬学习磁学知识后,想研究橄榄形磁体周围的磁场分布情况,做了如图所示的实验,其中图乙是小磁针(黑色为N极)静止时的指向,图丙是铁屑静止时的分布。图中能正确用磁感线描述以上实验现象的是( )
A. B.
C. D.
11.(2分)(2022春•重庆月考)如图所示,水平桌面上放着底面积相等的甲、乙两容器,分别装有质量相同的不同种液体且深度相同,两容器底部所受液体的压力、压强分别用F甲、F乙、p甲、p乙表示,则( )
A.F甲=F乙,p甲=p乙 B.F甲=F乙,p甲>p乙
C.F甲<F乙,p甲<p乙 D.F甲>F乙,p甲<p乙
12.(2分)(2021•沙依巴克区三模)某同学利用小试管、螺母和细线制成一个“土密度计“,用图所示的方法测量液体的密度。“土密度计“在水(ρ水=1.0×103kg/m3)中静止时露出液面的高度为h1;它在酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)中静止时露出液面的高度为h2,且h1﹣h2=1cm;它在硫酸铜溶液(ρ硫酸铜=1.25×103kg/m3)中静止时露出液面的高度为h3。则h3﹣h2为( )
A.1.2cm B.1.4cm C.1.6cm D.1.8cm
二.多选题(共3小题,满分6分,每小题2分)
(多选)13.(2分)(2021•西城区一模)关于如图所示的四个电磁实验,下列说法中正确的是( )
A.实验甲:开关S闭合,只要导体ab在磁场中运动,导体中就有电流产生
B.实验乙:开关S闭合,电动机独立工作;开关S断开,电热器独立工作
C.实验丙:开关S闭合,小磁针发生偏转,表明通电导线的周围存在磁场
D.实验丁:开关S闭合,导体ab在磁场中运动,发电机是利用这一原理制成
(多选)14.(2分)(2020•乐陵市二模)如图所示,重为8N的铁块吸附在竖直放置足够长的磁性平板上,用竖直向上的拉力F拉动铁块使其沿竖直方向向上做匀速直线运动,拉力F=10N,速度v=2m/s,下
列说法正确的是( )
A.铁块受到的摩擦力大小为 10N
B.拉力 F 做功的功率是 20W
C.向上运动的过程中,吸引力对铁块做了功
D.向上运动的过程中,铁块的机械能增大
(多选)15.(2分)(2021•石景山区一模)图甲所示,用一个动滑轮匀速竖直提升重为4500N的物体A,在卷扬机拉力F的作用下,物体A竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线a所示,卷扬机的恒定功率为1000W;用该装置匀速提升物体B时,物体B竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线b所示,不计绳重和轮与轴间的摩擦。下列说法正确的是( )
A.物体A竖直移动的速度为20cm/s
B.动滑轮的重力大小为400N
C.2秒内滑轮对物体B做的有用功为1900J
D.提升物体B时动滑轮的机械效率为95%
三.填空题(共3小题,满分6分,每小题2分)
16.(2分)(2022•南海区一模)如图是用刻度尺测量一金属片长度的情形,该金属片的长度为 。
17.(2分)(2022•昆明模拟)如图所示体温计的读数为 ℃。
18.(2分)(2021秋•平顶山期末)如图所示是小明探究水沸腾时的装置以及实验中不同时刻气泡的情形, (选填“甲”或“乙”)是水沸腾前的现象;水沸腾时,烧杯中不停地冒出“白气”,这些“白气” (选填“是”或“不是”)水蒸气。
四.实验探究题(共5小题,满分18分)
19.(2分)(2021秋•昌平区期末)小晨同学通过实验探究金属丝电阻的大小与某个预想因素是否有关,用如图所示的电路进行实验。用电路中电流的大小表示金属丝电阻的大小,电路中电流越小,说明金属丝电阻越大。闭合开关,用酒精灯给金属丝加热。在金属丝温度逐渐升高的过程中,观察到小灯泡变暗,电流表示数变小。请你根据小晨的实验现象,写出她所探究的问题: 。
20.(4分)(2019秋•涟源市期末)小玮用天平和量筒等器材测量一矿石的密度。调节天平平衡时,指针偏右,应将平衡螺母向 移动,如图所示,矿石的质量是 g,石块的体积是 cm3,石块的密度是 kg/m3.
21.(4分)(2021•顺义区一模)利用如图所示的装置研究凸透镜成像规律。设u为物距,即烛焰至透镜的距离,v为像距,即光屏上呈现最清晰的像时光屏至透镜的距离。调整u,测量相对应的v,部分实验数据如表所示。结合表中数据回答下列问题:
u/cm
40
30
20
15
12.9
v/cm
13.3
15
20
30
45
(1)此凸透镜的焦距f= cm。
(2)当u=30cm,v=15cm时,光屏上呈现的是烛焰清晰的 的像(选填“放大”或“缩小”)。这个实验现象可以说明 的成像特点。(选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”)
(3)物距从30cm减小至15cm过程中,像大小的变化情况是 。(选填选项前的字母)
A.一直变小
B.一直变大
C.先变小再变大
D.先变大再变小
22.(5分)(2021秋•西城区期末)小英想探究通过导体的电流与导体电阻的关系,她利用干电池、电流表、多个阻值不同且已知的定值电阻、开关及导线,连接电路如图所示。小英闭合开关S,读出电流表的示数,将电阻R的阻值及电流表的示数记录在实验数据表格中;断开开关S,将电阻R换为不同阻值的电阻,仿照上述步骤再做两次实验,并将每次的电阻值及电流表的示数记录在实验数据表格中。
R/Ω
5
10
15
I/A
0.42
0.24
0.18
(1)小英由实验数据得出结论:当导体的电阻增大时,通过该导体的电流减小。小英认为该实验顺利达到了探究目的;同组的小强认为:这个实验不能实现探究目的。请你写出小英的实验不能实现探究目的的原因 ;
(2)请你添加适当的实验器材,画出能够实现探究目的的电路图。
(3)利用你设计的电路图,还能进行其他的探究实验,例如:探究 的关系。
23.(3分)(2019•怀柔区二模)小明设计如图甲所示的实验装置,比较沙子和水这两种物质的吸热能力的差异,所用仪器规格完全相同,沙子和水的质量相同。请你帮他完成实验:
(1)在实验时只要控制 (选填“加热时间”或“温度变化”)相同就可以确定水和沙子吸收了相同的热量;
(2)图乙,加热完成后只要比较他们 (选填“加热时间”或“温度变化”)的多少就可以比较出沙子和水吸热能力差异;
(3)若在实验时发现,沙子温度升高得比水多,则吸热能力较强的是 (选填“沙子”或“水”)。
五.综合能力题(共1小题,满分4分,每小题4分)
24.(4分)(2022•海淀区校级模拟)
火箭起飞
在中国科技馆四层B厅,有火箭发射的模型展示、载人飞船的模型展示……还有一个小实验:
向一个气球中吹足气,然后松开气球口,气球迅速向上飞去……来,吹入气球的气体受到气球的挤压,如图1当松开气球口时,气球内的气体被挤出,力的作用是相互的,当气球向外挤压气体时,气体也对气球施加了反方向的作用力,使气球向上运动。
水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭。水火箭包括:动力舱、箭体、箭头、尾翼、降落伞。如图2动力舱由废弃塑料瓶制成,灌入三分之一的水,利用打气筒充入空气到达一定的压强后发射。压缩空气把水从火箭尾部的喷嘴向下高速喷出,在反作用力的作用下,水火箭快速上升,能在空中飞行一段距离,达到一定高度,在空中打开降落伞徐徐降落。用橡皮塞紧的瓶子,形成一个密闭的空间。发射前,把气体打入密闭的容器内,使得容器内空气的气压增大,当瓶内压强大到一定程度,瓶内水对橡皮塞向外推力大于橡皮塞和瓶口接合处的摩擦力时,橡皮塞与瓶口脱离,水箭(塑料瓶)中的水向后喷出,水火箭(塑料瓶)受到反作用力向前飞行。目前真正的火箭也是利用这个原理制成的,不同之处是真正的火箭是利用自身携带的燃料(推进剂),在发动机中燃烧产生高温高压的燃气,燃气从火箭中喷出时产生强大的推动力使火箭升空。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)向一个气球中吹足气,然后松开气球口,气球向上飞去利用了力学中的知识是 。
(2)水火箭加速竖直上升的过程中,它的合力方向 。(选填“向上”或“向下”)
(3)火箭喷出高温高压燃气时,产生强大的推力使火箭升空,这个过程中是将 能转化为机械能。
(4)水火箭飞行过程中,如果3s飞行路程大约是24m,则它飞行的平均速度是 m/s。
六.计算题(共2小题,满分12分,每小题6分)
25.(6分)(2021•贺州模拟)如图所示,定值电阻R1的阻值为10Ω,R2的阻值为30Ω,闭合开关后电流表的示数为0.1A,求:
(1)该电路的电源电压是多少伏?
(2)电阻R1的电流是多少?
(3)该电路消耗的总功率是多少瓦?
26.(6分)(2020•蒙城县模拟)如图所示,底面积S为100cm2圆柱形容器放置在水平桌面上,容器中盛有重力G为5N的液体A.当物块M漂浮在液体A中,物块M排开液体的质量m为100g,液体A对容器底部的压强为p,已知物块M的体积V为125cm3,g取10N/kg。
求:(1)物块M所受浮力F浮;
(2)物块M的密度ρ;
(3)容器底部所受压强p。
2022年北京中考物理终极押题卷2
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题,满分24分,每小题2分)
1.(2分)(2021•深圳)下列杠杆中属于费力杠杆的是( )
A.撬石头
B.船桨
C.小推车
D.修树剪刀
【考点】杠杆的分类.菁优网版权所有
【专题】应用题;简单机械;理解能力.
【分析】结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解:撬石头的撬棒、小推车、修树剪刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;船桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。故B正确 ACD错误。
故选:B。
【点评】此题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
2.(2分)(2020秋•南宁期末)通常情况下,下列物体属于绝缘体的是( )
A.铅笔芯 B.玻璃球 C.食盐水 D.小铁钉
【考点】绝缘体.菁优网版权所有
【专题】粒子与宇宙、材料世界;应用能力.
【分析】常见的导体包括:人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液、石墨等;
常见的绝缘体包括:橡胶、陶瓷、塑料、玻璃等。
【解答】解:A、铅笔芯是石墨制成的,所以铅笔芯是导体,故A不符合题意。
B、玻璃球是玻璃制成的,所以玻璃球是绝缘体,故B符合题意。
C、食盐水是盐的水溶液,所以食盐水的导体,故C不符合题意。
D、小铁钉是金属制成的,所以小铁钉是导体,故D不符合题意。
故选:B。
【点评】导体和绝缘体不能死记硬背,根据生活中用哪些材料来导电,用哪些材料来绝缘,记忆效果好,并且记忆长久。
3.(2分)下列电器中,不是利用电流的磁效应工作的是( )
A.电磁继电器 B.电铃 C.电灯 D.电磁起重机
【考点】电流的热效应、化学效应和磁效应.菁优网版权所有
【专题】应用题;电动机、磁生电;应用能力.
【分析】电流流过导体时导体周围产生磁场,这种现象是电流的磁效应。
【解答】解:电磁继电器、电铃、电磁起重机都是利用电流的磁效应工作的;电灯工作时把电能转化为内能和光能,不是利用电流的磁效应工作的。
故选:C。
【点评】本题主要考查了电流的磁效应及其应用,知道各用电器工作时能量转化的方向,是正确解题的关键。
4.(2分)(2021秋•蒙阴县期末)如图所示的四个实例中,目的是增大摩擦的是( )
A.给自行车轴加润滑油
B.气垫船底和水面间的空气垫
C.磁悬浮列车行驶
D.鞋底有凹凸不平的花纹
【考点】增大或减小摩擦的方法.菁优网版权所有
【专题】应用题;重力、弹力、摩擦力;应用能力.
【分析】增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度。
减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动摩擦代替滑动摩擦。
【解答】解:A、给自行车轴加润滑油,在接触面形成一层油膜,是通过使接触面脱离来减小摩擦力,故A不合题意;
B、气垫船底和水面间的空气垫,是通过使接触面脱离来减小摩擦力,故B不合题意;
C、磁悬浮列车行驶,是通过使接触面脱离来减小摩擦力,故C不合题意;
D、鞋底有凹凸不平的花纹,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的,故D符合题意。
故选:D。
【点评】此题考查了增大和减小摩擦力的方法在生活中的应用,生活处处有物理,我们要认真观察、思考我们生活中的物理现象。
5.(2分)(2021春•长汀县校级月考)如图所示的现象中,属于增大压强的是( )
A.压土机的质量较大 B.坦克宽大的履带
C.铁轨铺在枕木上 D.螺丝的垫片较大
【考点】增大压强的方法及其应用.菁优网版权所有
【专题】应用题;压强、液体的压强;应用能力.
【分析】增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积增大压强。在受力面积一定时,增大压力增大压强;
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积减小压强。在受力面积一定时,减小压力减小压强;
【解答】解:
A、压土机的质量较大,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强的,故A符合题意。
B、坦克宽大的履带,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B不符合题意。
C、铁轨铺在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C不符合题意。
D、螺丝的垫片较大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】本题考查了增大、减小压强的方法,考查了学生知识联系生活实际的能力,平时多观察、多思考。
6.(2分)(2021春•南岸区期末)在如图所示的四位科学家中,以其名字命名功率的单位的是( )
A.焦耳 B.瓦特
C.帕斯卡 D.阿基米德
【考点】物理量的单位及单位换算.菁优网版权所有
【专题】创新题型;理解能力.
【分析】物理量的单位用科学家名字命名的,焦耳是功和能量、热量的单位;瓦特是功率的单位;帕斯卡是压强的单位。
【解答】解:A、焦耳是功和能量、热量的单位,不符合题意;
B、瓦特是功率的单位;符合题意;
C、帕斯卡是压强的单位;不符合题意;
D、在浮力中有阿基米德原理,物理量没有用阿基米德命名的。
故选:B。
【点评】本题主要是考察物理量的命名是科学家名字的了解,
7.(2分)(2021秋•兴隆县期末)下列措施中,能加快蒸发的是( )
A.将水果包上保鲜膜 B.把酱油瓶的盖子盖严
C.将蔬菜放入冰箱冷藏 D.把湿衣服晾在通风处
【考点】影响蒸发快慢的因素.菁优网版权所有
【专题】应用题;汽化和液化、升华和凝华;应用能力.
【分析】影响液体蒸发快慢的因素有三个:液体的温度;液体的表面积;液体表面上方空气的流动速度。从这三个方面来分析选择项中提到的措施,从而可以得到答案。
【解答】解:
A、将水果包上保鲜膜,减小了空气流动,可减慢蒸发,故A错误。
B、把酱油瓶的盖子盖严,减小了蒸发的表面积和空气流动,可减慢蒸发,故B错误。
C、将蔬菜放入冰箱冷藏,降低了液体的温度,会使蒸发减慢,故C错误。
D、把湿衣服晾在通风处,加快了空气流动,可有效加快蒸发,故D正确。
故选:D。
【点评】液体蒸发的快慢是经常考查到的一个知识点,有时还以实验题的形式考查。如:探究液体蒸发的快慢与哪些因素有关,在此实验中同时也考查到了控制变量法的使用。
8.(2分)(2022•广西模拟)电给人类带来了极大的便利,但不正确用电也会带来很大的危害,甚至会危及生命下列做法符合安全用电原则的是( )
A.只用一只手接触火线,一定不会造成触电事故
B.使用试电笔时,手指要碰到笔尖的金属体
C.发生触电事故时,首先要切断电源再进行施救
D.保险丝断了,可以用铜丝替代
【考点】安全用电原则.菁优网版权所有
【专题】应用题;电与热、生活用电;理解能力.
【分析】(1)触电的实质是当有一定大小的电流通过人体,就会引起人体触电;
(2)使用试电笔时,应让手与笔尾的金属体接触,才是正确的,当氖管发光时,说明是接触的是火线;
(3)发现有人触电或电引起的火灾,首先切断电源,再实行救援措施;
(4)保险丝是用电阻率大熔点低的铅锑合金制成的,当电流过大时会熔断而保护电路。
【解答】解:A、大地是导体,站在地上的人触到火线,电流通过人体流向大地,形成回路,会触电,故A不符合安全用电原则;
B、在使用试电笔时,应用手接触笔尾的金属体,用笔尖接触导线,手指不能碰到笔尖的金属体,故B不符合安全用电原则;
C、如果用手去拉触电者,也会造成触电事故的发生,应该首先切断电源,然后再进行其他的救护措施,故C符合安全用电原则;
D、保险丝是用熔点低的材料制成的,而铜的熔点高,不能及时熔断,故D不符合安全用电原则。
故选:C。
【点评】要求掌握测电笔的使用方法、触电急救方法、保险丝等知识,是基础题。
9.(2分)(2021•南宁三模)如图所示是中国女篮对战韩国队的精彩画面,下列说法正确的是( )
A.篮球最终落地,是由于篮球具有惯性
B.抛出去的篮球在空中飞行时受到重力和推力
C.篮球掉落过程中,其动能和势能都在减小
D.运动员用力抛出篮球,不能改变篮球的惯性
【考点】惯性;力与运动的关系;动能和势能的大小变化.菁优网版权所有
【专题】应用题;运动和力;机械能及其转化;应用能力.
【分析】(1)地面附近的物体受到重力作用,重力的方向竖直向下;
(2)篮球在飞行过程中受重力和空气阻力作用;
(3)动能大小的影响因素:物体的质量、物体的速度,质量越大,速度越大,动能越大;
重力势能大小的影响因素:物体的质量、物体的高度,质量越大,所处的位置越高,重力势能越大;
(4)一切物体都有惯性,惯性只与质量有关。
【解答】解:
A.篮球最终落地,是因为篮球受到重力,不是因为惯性,故A错误;
B.抛出去的篮球在空中飞行时受重力和空气阻力的作用,不受推力的作用,故B错误;
C.篮球掉落过程中,质量不变,速度变大,高度变小,因此动能增大,重力势能减小,故C错误;
D.惯性的大小只与质量有关,用力抛出篮球,质量不变,所以惯性不变,故D正确。
故选:D。
【点评】本题综合考查了重力、惯性、动能和重力势能的影响因素以及对物体的受力分析等,注意抛出去的物体只受重力和阻力的作用。
10.(2分)(2021秋•石景山区期末)小冬学习磁学知识后,想研究橄榄形磁体周围的磁场分布情况,做了如图所示的实验,其中图乙是小磁针(黑色为N极)静止时的指向,图丙是铁屑静止时的分布。图中能正确用磁感线描述以上实验现象的是( )
A. B.
C. D.
【考点】磁感线及其特点.菁优网版权所有
【专题】图析法;磁现象、电生磁;应用能力.
【分析】该实验中,铁屑静止时的分布情况能反映磁体周围磁场的分布情况,且小磁针静止时N极的指向与该点磁场方向相同,据此结合图乙、丙可知橄榄形磁体周围的磁场分布情况。
【解答】解:在该实验中,铁屑静止时的分布情况能反映磁体周围磁场的分布情况,且小磁针静止时N极的指向与该点磁场方向相同;
所以,由图乙、丙可知,橄榄形磁体上端的磁感线由左侧发出、回到右侧,其下端的磁感线也是由左侧发出、回到右侧,即橄榄形磁体的左侧为N极、右侧为S极,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】本题考查了磁感线及其特点,注意橄榄形磁体与条形磁体的磁感线分布和磁极不同,能从图乙、丙中获取有用的信息是解题的关键。
11.(2分)(2022春•重庆月考)如图所示,水平桌面上放着底面积相等的甲、乙两容器,分别装有质量相同的不同种液体且深度相同,两容器底部所受液体的压力、压强分别用F甲、F乙、p甲、p乙表示,则( )
A.F甲=F乙,p甲=p乙 B.F甲=F乙,p甲>p乙
C.F甲<F乙,p甲<p乙 D.F甲>F乙,p甲<p乙
【考点】液体压强的大小比较;压力及重力与压力的区别.菁优网版权所有
【专题】定性思想;压强、液体的压强;应用能力.
【分析】液体质量相同,根据图判断出两液体的体积,根据密度公式判断出两液体的密度,根据p=ρgh判断液体对容器底压强的关系,根据公式p=可判断出两容器底部所受液体的压力。
【解答】解:因为容器底面积相同,液体同高,由图知乙中液体的体积小于甲中液体的体积,因为质量相同,根据ρ=可知ρ甲<ρ乙;
两容器中液体的深度相同,根据p=ρgh知,液体对容器底的压强p甲<p乙,又因为容器底面积相同,根据p=可知甲容器底部所受液体的压力小于乙容器底部所受液体的压力,即F甲<F乙;故C正确。
故选:C。
【点评】本题考查压力和液体压强的判断,对液体来说,先根据p=ρgh判断压强,再利用F=pS判断压力,切记压力不一定等于液体的重力,易错点。
12.(2分)(2021•沙依巴克区三模)某同学利用小试管、螺母和细线制成一个“土密度计“,用图所示的方法测量液体的密度。“土密度计“在水(ρ水=1.0×103kg/m3)中静止时露出液面的高度为h1;它在酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)中静止时露出液面的高度为h2,且h1﹣h2=1cm;它在硫酸铜溶液(ρ硫酸铜=1.25×103kg/m3)中静止时露出液面的高度为h3。则h3﹣h2为( )
A.1.2cm B.1.4cm C.1.6cm D.1.8cm
【考点】物体的浮沉条件及其应用;阿基米德原理的应用.菁优网版权所有
【专题】应用题;浮力;浮沉的应用;分析、综合能力.
【分析】土密度计无论是在水中还是在酒精、硫酸铜溶液中,始终处于漂浮状态,由物体的浮沉条件可知,浮力始终等于重力。也就是说土密度计在这三种液体中受到的浮力相等。就可以得到关于浮力的两个等式:F水=F酒;F水=F硫酸铜.从密度计露出液面高度的变化可以反映出V排的不同,利用阿基米德原理分别把浮力表示出来,代入关于浮力的两个等式。
【解答】解:
土密度计在水、酒精、硫酸铜溶液中都处于漂浮状态,所以浮力都等于重力,浮力相等。
即:F水=F酒=F硫酸铜=G﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
设密度计平底试管的横截面积为S,长度为L,螺母的体积为V螺母、
则:V排水=S(L﹣h1)+V螺母、V排酒=S(L﹣h2)+V螺母、V排硫=S(L﹣h3)+V螺母,
由阿基米德原理得:
F水=ρ水gV排水=ρ水g[S(L﹣h1)+V螺母]=1×103kg/m3×g×[S(L﹣h1)+V螺母]﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
F酒=ρ酒gV排酒=ρ酒g[S(L﹣h2)+V螺母]=0.8×103kg/m3×g×[S(L﹣h2)+V螺母]﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
F硫=ρ硫gV排硫=ρ硫g[S(L﹣h3)+V螺母]=1.25×103kg/m3×g×[S(L﹣h3)+V螺母]﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
解①②③④得:h3﹣h2=1.8cm。
故选:D。
【点评】本题考查漂浮条件和阿基米德原理的应用,关键是注意:①土密度计在水、酒精、硫酸铜溶液中浮力相等;②密度计露出液面高度的变化可以反映出V排的不同。
二.多选题(共3小题,满分6分,每小题2分)
(多选)13.(2分)(2021•西城区一模)关于如图所示的四个电磁实验,下列说法中正确的是( )
A.实验甲:开关S闭合,只要导体ab在磁场中运动,导体中就有电流产生
B.实验乙:开关S闭合,电动机独立工作;开关S断开,电热器独立工作
C.实验丙:开关S闭合,小磁针发生偏转,表明通电导线的周围存在磁场
D.实验丁:开关S闭合,导体ab在磁场中运动,发电机是利用这一原理制成
【考点】产生感应电流的条件;通电直导线周围的磁场;电磁继电器的组成、原理和特点;磁场对通电导线的作用.菁优网版权所有
【专题】应用题;磁现象、电生磁;电动机、磁生电;应用能力.
【分析】认真读图可行分辨,再结合相关的物理知识或原理做出判断;A为电磁感应实验、B为电流的磁效应、C为电流的磁效应、D为磁场对电流的作用。
【解答】解:
A、甲图,闭合开关后,只有导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中才会有感应电流,故A错误;
B、乙图,开关S闭合,电磁铁有磁性,吸引衔铁,电动机电路接通,独立工作;开关S断开,电磁铁没有磁性,衔铁在弹簧拉力作用下上移,电热器电路接通,独立工作,故B正确;
C、丙图,闭合开关,通电导线周围存在磁场,小磁针受到磁场的作用发生偏转,表明通电导线的周围存在磁场,故C正确;
D、丁图,开关S闭合,导体ab在磁场中运动,其工作原理是通电导体在磁场中受力而运动,电动机是利用这一原理制成的,故D错误。
故选:BC。
【点评】本题考查了有关磁现象、电与磁的几个常见的小实验,熟知电与磁的联系,对电生磁、磁生电、磁场对电流的作用等有一个清晰的认识,是解答的关键。
(多选)14.(2分)(2020•乐陵市二模)如图所示,重为8N的铁块吸附在竖直放置足够长的磁性平板上,用竖直向上的拉力F拉动铁块使其沿竖直方向向上做匀速直线运动,拉力F=10N,速度v=2m/s,下
列说法正确的是( )
A.铁块受到的摩擦力大小为 10N
B.拉力 F 做功的功率是 20W
C.向上运动的过程中,吸引力对铁块做了功
D.向上运动的过程中,铁块的机械能增大
【考点】摩擦力的大小;力是否做功的判断;机械能的概念.菁优网版权所有
【专题】应用题;其他综合题.
【分析】(1)铁块沿竖直方向向上做匀速直线运动,则受力平衡,对铁块进行受力分析,然后根据力的合成计算摩擦力大小;
(2)利用P===Fv计算拉力 F 做功的功率;
(3)物体不做功的三种情况之一:运动方向与受力方向垂直;
(4)械能包括动能和势能。机械能是否变化,看动能、势能是否变化。
【解答】解:A、铁块沿竖直方向向上做匀速直线运动,则受力平衡,对铁块进行受力分析可知,在竖直方向上,铁块受到的拉力与铁块的重力和铁块受到的摩擦力平衡,故铁块受到的摩擦力大小f=F﹣G=10N﹣8N=2N.故A错误;
B、拉力 F 做功的功率是P===Fv=10N×2m/s=20W.故B正确;
C、由甲图知,磁性平板对铁块的吸引力是水平方向,而铁块沿竖直方向运动,所以吸引力对铁块不做功。故C错误;
D、由图可见,物体以2m/s的速度匀速向上运动,动能不变;但高度增加,所以重力势能增加,所以机械能增加。故D正确。
故选:BD。
【点评】此题主要考查学生对物体是否做功、二力平衡条件、机械能影响因素的掌握和应用。涉及到的较多,综合性较强,有一定难度。
(多选)15.(2分)(2021•石景山区一模)图甲所示,用一个动滑轮匀速竖直提升重为4500N的物体A,在卷扬机拉力F的作用下,物体A竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线a所示,卷扬机的恒定功率为1000W;用该装置匀速提升物体B时,物体B竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线b所示,不计绳重和轮与轴间的摩擦。下列说法正确的是( )
A.物体A竖直移动的速度为20cm/s
B.动滑轮的重力大小为400N
C.2秒内滑轮对物体B做的有用功为1900J
D.提升物体B时动滑轮的机械效率为95%
【考点】滑轮(组)的机械效率;滑轮组绳子拉力的计算;有用功和额外功.菁优网版权所有
【专题】应用题;功、功率、机械效率;分析、综合能力.
【分析】(1)由图像可知,物体A移动的距离,利用速度公式求出物体A竖直移动的速度;
(2)由图可知,动滑轮绳子的有效股数,根据自由端绳子移动速度为物体上升速度的2倍得出自由端绳子移动的速度,再利用P===Fv求出拉力的大小,最后利用F=(GA+G动)求出动滑轮的重力;
(3)根据图像读出物体B在2s内移动的距离,根据速度公式求出物体B上升的速度,进一步得出自由端移动的速度;
在这两次提升物体的过程中,卷扬机拉力F的功率保持不变,利用P===Fv求升物体B时的拉力,然后利用F=(GB+G动)求物体B受到的重力;根据W有=Gh求出滑轮对物体B做的有用功;
(4)根据W总=Fs求出总功,再根据η=×100%求出机械效率。
【解答】解:
A、由图像可知,提升物体A时,2s内绳子自由端移动的距离为40cm,
物体A的速度:vA===20cm/s=0.2m/s,故A正确;
B、由图可知,动滑轮绳子的有效股数为2,则绳子自由端移动的速度:v=2vA=2×0.2m/s=0.4m/s,
在这两次提升物体的过程中,卷扬机拉力F的功率保持不变,由P===Fv可得,自由端的拉力:F===2500N,
由F=(GA+G动)可得,G动=2F﹣GA=2×2500N﹣4500N=500N,故B错误;
C、由图像可知,提升物体B时,2s内物体B上升的距离为20cm,则物体B移动的速度:vB===10cm/s=0.1m/s,
绳子自由端移动的速度:v′=2vB=2×0.1m/s=0.2m/s,
在这两次提升物体的过程中,卷扬机拉力F的功率保持不变,由P===Fv可得,
物体B时的拉力:FB===5000N,
由F=(GB+G动)可得,物体B受到的重力:GB=2FB﹣G动=2×5000N﹣500N=9500N,
2秒内滑轮对物体B做的有用:W有=GBhB=9500N×20×10﹣2m=1900J,故C正确,
D、提升物体B时,做的总功:W总=FBs=FB×2hB=5000N×2×20×10﹣2m=2000J,
滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=95%,故D正确。
故选:ACD。
【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率、机械效率的计算,关键能从图中读出有用信息,计算时注意单位统一,属于难题。
三.填空题(共3小题,满分6分,每小题2分)
16.(2分)(2022•南海区一模)如图是用刻度尺测量一金属片长度的情形,该金属片的长度为 1.60cm 。
【考点】长度的测量.菁优网版权所有
【专题】实验题;长度、时间、速度;应用能力.
【分析】刻度尺的最小刻度值(或叫分度值)为相邻的刻度线表示的长度;使用刻度尺测量物体长度时,要观察是否从0刻度线量起,起始端没从0开始,要以某一刻度当作“0”刻度,读出末端刻度值,减去前面的刻度即为物体长度,注意刻度尺要估读到分度值的下一位。
【解答】解:由图知:刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表0.1cm=1mm,即刻度尺的分度值为1mm;金属片左端与6.00cm对齐,右端与7.60cm对齐,所以物体的长度为:L=7.60cm﹣6.00cm=1.60cm。
故答案为:1.60cm。
【点评】在物理实验和日常生活中经常使用刻度尺,我们要熟练掌握其使用和读数方法。
17.(2分)(2022•昆明模拟)如图所示体温计的读数为 37.3 ℃。
【考点】体温计的使用及其读数.菁优网版权所有
【专题】温度计、熔化和凝固;实验基本能力.
【分析】体温计的读数:首先确定每一个大格和每一个小格各代表的示数,即分度值。再根据液面位置从小数字读向大数字。
【解答】【解答】解:由图知:体温计上1℃之间有10个小格,所以一个小格代表的温度是0.1℃,即此体温计的分度值为0.1℃。此时的温度为37.3℃。
故答案为:37.3。
【点评】本题考查体温计的读数,属于基本技能的考查,难度不大。
18.(2分)(2021秋•平顶山期末)如图所示是小明探究水沸腾时的装置以及实验中不同时刻气泡的情形, 甲 (选填“甲”或“乙”)是水沸腾前的现象;水沸腾时,烧杯中不停地冒出“白气”,这些“白气” 不是 (选填“是”或“不是”)水蒸气。
【考点】探究水的沸腾实验.菁优网版权所有
【专题】实验题;探究型实验综合题;实验基本能力.
【分析】(1)掌握沸腾时和沸腾前的现象:沸腾前,气泡在上升过程中体积逐渐减小,到水面消失。沸腾时,有大量气泡产生,气泡在上升过程中体积逐渐增大,最后破裂;
(2)物质由气态变成液态叫液化。
【解答】解:甲气泡在上升过程中,体积逐渐减小,所以甲是沸腾前的情况,图乙气泡在上升过程中,体积逐渐增大,是水沸腾时的现象;
“白气”是水蒸气液化成的小水滴,不是水蒸气。
故答案为:甲;不是。
【点评】探究水沸腾的实验中,有关沸腾的特点、沸腾的现象等,是此类实验经常考查的问题,要熟练掌握。
四.实验探究题(共5小题,满分18分)
19.(2分)(2021秋•昌平区期末)小晨同学通过实验探究金属丝电阻的大小与某个预想因素是否有关,用如图所示的电路进行实验。用电路中电流的大小表示金属丝电阻的大小,电路中电流越小,说明金属丝电阻越大。闭合开关,用酒精灯给金属丝加热。在金属丝温度逐渐升高的过程中,观察到小灯泡变暗,电流表示数变小。请你根据小晨的实验现象,写出她所探究的问题: 金属导体的电阻随温度如何变化? 。
【考点】影响电阻大小的因素.菁优网版权所有
【专题】应用题;电压和电阻;应用能力.
【分析】电阻大小与导体的长度、材料、横截面积和温度有关,在电压相同的情况下,电路中的电阻越大,其电流越小,则灯泡越暗,由此提出问题。
【解答】解:根据题意可知,用酒精灯给金属丝加热,在金属丝温度升高并发热的过程中,观察到电流表的示数变小了,灯泡变暗了;
因此可以提出的问题:金属导体的电阻随温度如何变化?
故答案为:金属导体的电阻随温度如何变化?
【点评】此题是探究长度对导体电阻大小的影响实验,考查了控制变量法的应用,注意根据实验中不同的条件得出探究的因素。
20.(4分)(2019秋•涟源市期末)小玮用天平和量筒等器材测量一矿石的密度。调节天平平衡时,指针偏右,应将平衡螺母向 左 移动,如图所示,矿石的质量是 17.2 g,石块的体积是 10 cm3,石块的密度是 1.72×103 kg/m3.
【考点】固体密度的测量.菁优网版权所有
【专题】定量思想;密度及其应用;应用能力.
【分析】(1)指针偏右,应该向左调节平衡螺母;
(2)平衡时物体的质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值,在读数时要注意标尺的分度值。
(3)量筒读数时视线应与凹形液面的底部相平,量筒前后两次示数之差就是矿石的体积,再根据ρ=计算出石块的密度。
【解答】解:(1)调节天平时,天平应置于水平桌面上,将游码移到标尺左端的零刻度线处,若指针指向分度盘的右侧,因此应将平衡螺母向左调节;
(2)标尺的分度值是0.2g,因此矿石的质量m=10g+5g+2.2g=17.2g;
(3)矿石的体积:V=40mL﹣30mL=10mL=10cm3;
则矿石的密度ρ===1.72g/cm3=1.72×103kg/m3。
故答案为:左;17.2;10;1.72×103。
【点评】此题是测量固体物体的密度的计算,其中有关天平的读数、量筒的读数及密度的计算是基础。
21.(4分)(2021•顺义区一模)利用如图所示的装置研究凸透镜成像规律。设u为物距,即烛焰至透镜的距离,v为像距,即光屏上呈现最清晰的像时光屏至透镜的距离。调整u,测量相对应的v,部分实验数据如表所示。结合表中数据回答下列问题:
u/cm
40
30
20
15
12.9
v/cm
13.3
15
20
30
45
(1)此凸透镜的焦距f= 10 cm。
(2)当u=30cm,v=15cm时,光屏上呈现的是烛焰清晰的 缩小 的像(选填“放大”或“缩小”)。这个实验现象可以说明 照相机 的成像特点。(选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”)
(3)物距从30cm减小至15cm过程中,像大小的变化情况是 B 。(选填选项前的字母)
A.一直变小
B.一直变大
C.先变小再变大
D.先变大再变小
【考点】凸透镜成像规律及其探究实验.菁优网版权所有
【专题】实验题;透镜及其应用;实验基本能力.
【分析】(1)当u=2f时,物体通过凸透镜成倒立等大的实像,此时v=2f,即u=v;
(2)凸透镜成实像时,物距大于二倍焦距,成的是倒立缩小的实像,其应用是照相机;
(3)凸透镜成实像时物距越小像距越大,像越大。
【解答】解:(1)由数据知,当u=20cm时,v=20cm,即u=v=20cm,说明此时物体位于u=2f=20cm处,所以凸透镜的焦距为f=u=×20cm=10cm;
(2)由图可知,此时的物距为30.0cm,像距为15.0cm,物距大于像距,成的是倒立、缩小的实像,其应用是照相机;
(3)物距从30cm减小至15cm过程中,物距变小,像距变大,像将一直变大,故选B。
故答案为:(1)10;(2)缩小;照相机;(3)B。
【点评】此题考查了凸透镜焦距的确定和成像规律的应用,确定凸透镜焦距是解答后面问题的基础。
22.(5分)(2021秋•西城区期末)小英想探究通过导体的电流与导体电阻的关系,她利用干电池、电流表、多个阻值不同且已知的定值电阻、开关及导线,连接电路如图所示。小英闭合开关S,读出电流表的示数,将电阻R的阻值及电流表的示数记录在实验数据表格中;断开开关S,将电阻R换为不同阻值的电阻,仿照上述步骤再做两次实验,并将每次的电阻值及电流表的示数记录在实验数据表格中。
R/Ω
5
10
15
I/A
0.42
0.24
0.18
(1)小英由实验数据得出结论:当导体的电阻增大时,通过该导体的电流减小。小英认为该实验顺利达到了探究目的;同组的小强认为:这个实验不能实现探究目的。请你写出小英的实验不能实现探究目的的原因 没有保持电阻两端电压不变 ;
(2)请你添加适当的实验器材,画出能够实现探究目的的电路图。
(3)利用你设计的电路图,还能进行其他的探究实验,例如:探究 导体的电流与导体两端电压 的关系。
【考点】探究电流与电压、电阻的关系实验.菁优网版权所有
【专题】实验题;欧姆定律;分析、综合能力.
【分析】(1)在探究电流与电阻关系的实验中,由于电压和电阻都会对电流产生影响,所以我们采用控制变量法来进行研究,即研究电流与电阻关系时要控制电压一定;
(2)研究电流与电阻关系时通过移动滑动变阻器的滑片使定值电阻两端的电压保持不变;
(3)利用图示装置,可以控制电阻不变,通过滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,据此分析解答。
【解答】解:(1)要探究通过导体的电流与导体电阻的关系,实验应保持定值电阻两端的电压不变,实验中并未控制定值电阻两端的电压保持不变,因此,小英的实验不能达到探究的目的。
(2)要能够实现探究目的,需要在电路中串联一个滑动变阻器,通过移动滑片使定值电阻两端的电压保持不变,电路图如图所示:
;
(3)利用图示装置,可以控制电阻不变,通过滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,可以探究导体的电流与导体两端电压的关系。
故答案为:(1)没有保持电阻两端电压不变;(2)如图所示;(3)导体的电流与导体两端电压。
【点评】本题探究电流与电阻关系,考查控制变量法及电路图的设计。
23.(3分)(2019•怀柔区二模)小明设计如图甲所示的实验装置,比较沙子和水这两种物质的吸热能力的差异,所用仪器规格完全相同,沙子和水的质量相同。请你帮他完成实验:
(1)在实验时只要控制 加热时间 (选填“加热时间”或“温度变化”)相同就可以确定水和沙子吸收了相同的热量;
(2)图乙,加热完成后只要比较他们 温度变化 (选填“加热时间”或“温度变化”)的多少就可以比较出沙子和水吸热能力差异;
(3)若在实验时发现,沙子温度升高得比水多,则吸热能力较强的是 水 (选填“沙子”或“水”)。
【考点】探究比热容的实验.菁优网版权所有
【专题】实验题;比热容、热机、热值.
【分析】(1)(2)水和沙子吸收了热量的多少是通过控制酒精灯的加热时间体现的,通过比较温度的变化,得出相应的结论;
(3)质量相同的不同物质,吸收相同的热量后,温度变化小的,吸热能力强。
【解答】解:(1)在实验时只要控制加热时间相同就可以确定水和沙子吸收了相同的热量;
(2)加热完成后只要比较它们温度变化△t的多少就可以比较出沙子和水吸热能力差异;
(3)由图可知,在相同的时间内,吸收相同的热量,水的温度升的低,则水的吸热能力强。
故答案为:(1)加热时间;(2)温度变化;(3)水。
【点评】本题是探究沙子和水的吸热能力实验,注意控制变量法在本实验中的应用。
五.综合能力题(共1小题,满分4分,每小题4分)
24.(4分)(2022•海淀区校级模拟)
火箭起飞
在中国科技馆四层B厅,有火箭发射的模型展示、载人飞船的模型展示……还有一个小实验:
向一个气球中吹足气,然后松开气球口,气球迅速向上飞去……来,吹入气球的气体受到气球的挤压,如图1当松开气球口时,气球内的气体被挤出,力的作用是相互的,当气球向外挤压气体时,气体也对气球施加了反方向的作用力,使气球向上运动。
水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭。水火箭包括:动力舱、箭体、箭头、尾翼、降落伞。如图2动力舱由废弃塑料瓶制成,灌入三分之一的水,利用打气筒充入空气到达一定的压强后发射。压缩空气把水从火箭尾部的喷嘴向下高速喷出,在反作用力的作用下,水火箭快速上升,能在空中飞行一段距离,达到一定高度,在空中打开降落伞徐徐降落。用橡皮塞紧的瓶子,形成一个密闭的空间。发射前,把气体打入密闭的容器内,使得容器内空气的气压增大,当瓶内压强大到一定程度,瓶内水对橡皮塞向外推力大于橡皮塞和瓶口接合处的摩擦力时,橡皮塞与瓶口脱离,水箭(塑料瓶)中的水向后喷出,水火箭(塑料瓶)受到反作用力向前飞行。目前真正的火箭也是利用这个原理制成的,不同之处是真正的火箭是利用自身携带的燃料(推进剂),在发动机中燃烧产生高温高压的燃气,燃气从火箭中喷出时产生强大的推动力使火箭升空。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)向一个气球中吹足气,然后松开气球口,气球向上飞去利用了力学中的知识是 物体间力的作用是相互的 。
(2)水火箭加速竖直上升的过程中,它的合力方向 向上 。(选填“向上”或“向下”)
(3)火箭喷出高温高压燃气时,产生强大的推力使火箭升空,这个过程中是将 内 能转化为机械能。
(4)水火箭飞行过程中,如果3s飞行路程大约是24m,则它飞行的平均速度是 8 m/s。
【考点】力作用的相互性;内能的利用及其意义;变速运动与平均速度.菁优网版权所有
【专题】应用题;运动和力;分析、综合能力.
【分析】(1)物体间力的作用是相互的;
(2)当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时,就说物体处于超重状态,此时有向上的加速度;
(3)判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是:减小的转化为增多的。
(4)利用速度公式计算水火箭飞行的平均速度。
【解答】解:(1)如图1,松开气球的口子,气球向下喷出气体的同时,空气给气球一个反作用力,气球会飞上去,故气球向上飞去的原因是物体间力的作用是相互的。
(2)水火箭加速上升过程中,受到的合力的方向竖直向上;
(3)火箭喷出高温高压燃气时,产生强大的推力使火箭升空,这个过程中内能变小,机械能变大,故是将内能转化为机械能;
(4)水火箭飞行的平均速度:v==8m/s。
故答案为:(1)物体间力的作用是相互的;(2)向上;(3)内;(4)8。
【点评】此题考查力的作用的相互性、力的方向、能量的转化,以及速度的计算,是一道综合性较强的题目,但总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
六.计算题(共2小题,满分12分,每小题6分)
25.(6分)(2021•贺州模拟)如图所示,定值电阻R1的阻值为10Ω,R2的阻值为30Ω,闭合开关后电流表的示数为0.1A,求:
(1)该电路的电源电压是多少伏?
(2)电阻R1的电流是多少?
(3)该电路消耗的总功率是多少瓦?
【考点】电功率的计算;欧姆定律的应用.菁优网版权所有
【专题】计算题;电流和电路;电压和电阻;欧姆定律;电能和电功率;分析、综合能力.
【分析】(1)首先判断电路的连接,利用欧姆定律I=可以求出R2两端的电压;
(2)根据并联电路的特点,可以知道R1两端的电压,利用I=计算出通过R1的电流;
(3)利用P=UI可以计算出电路消耗的总功率。
【解答】解:(1)由图可知,定值电阻R1、R2并联,电流表测量通过电阻R2的电流,即I2=0.1A;
由I=可知,R2两端的电压:U2=I2R2=0.1A×30Ω=3V;
根据并联电路的电压特点可知:电路的电源电压:U=U1=U2=3V;
(2)电阻R1的电流:I1===0.3A;
(3)根据并联电路的电流特点可知:干路电流:I=I1+I2=0.1A+0.3A=0.4A;
电路消耗的总功率:P=UI=3V×0.4A=1.2W。
答:(1)电路的电源电压是3V;
(2)电阻R1的电流是0.3A;
(3)电路消耗的总功率为1.2W。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是正确判断出电路的连接方式以及电流表的测量对象。
26.(6分)(2020•蒙城县模拟)如图所示,底面积S为100cm2圆柱形容器放置在水平桌面上,容器中盛有重力G为5N的液体A.当物块M漂浮在液体A中,物块M排开液体的质量m为100g,液体A对容器底部的压强为p,已知物块M的体积V为125cm3,g取10N/kg。
求:(1)物块M所受浮力F浮;
(2)物块M的密度ρ;
(3)容器底部所受压强p。
【考点】浮力大小的计算;压强的大小及其计算.菁优网版权所有
【专题】计算题;浮力.
【分析】(1)已知物块M排开液体的质量m为100g,由阿基米德原理可知物块M所受浮力F浮;
(2)物块M漂浮在液体A中,根据F浮=G可求得其密度;
(3)圆柱形容器底部受到的压力:F=G液+GM,已知圆柱形容器底面积,利用p=可求得容器底部所受压强p。
【解答】解:
(1)物块M排开液体的重力:G排=m排g=0.1kg×10N/kg=1N,
由阿基米德原理可知物块M所受浮力F浮=G排=1N;
(2)物块M漂浮在液体A中,物块的重力GM=F浮=1N,
则ρMVg=1N,
所以物块M的密度:ρM===0.8×103kg/m3=0.8g/cm3,
(3)圆柱形容器底部受到的压力:F=G液+GM=5N+1N=6N,
底面积S=100cm2=0.01m2,
容器底部所受压强:p===600Pa。
答:(1)物块M所受浮力F浮为1N;
(2)物块M的密度ρ为0.8×103kg/m3;
(3)容器底部所受压强p为600Pa。
【点评】本题关键:一是阿基米德原理公式的应用;二是物体浮沉条件中漂浮时F浮=G的应用。
考点卡片
1.体温计的使用及其读数
【知识点的认识】
体温计也是利用液体的热胀冷缩的原理制成的
(1)结构:
①体温计的玻璃管很细,读数更精确;
②侧壁呈圆弧形,相当于放大镜,便于看清液柱表面位置;
③玻璃泡和直玻璃管之间有很细的细管,即缩口,当体温计离开人体时,水银会在缩口处断开.
(2)观察:量程是35~42℃;分度值是0.1℃.
(3)使用前:甩一甩,使用其他温度计时不必甩.
(4)读数时:可以离开人体;
体温计离开人体以后温度会下降,这样水银以弯曲的管子为界(因为弯曲的管子很细,比其它地方细,管子冷却最快,收缩最快,就断开了)分开,温度下降,两边的水银向两边收缩而使水银柱断开,这样使玻璃管中的水银不会退回到玻璃泡内,所以即使离开人体,体温计显示的还是人体的温度,这样体温计才可以离开人体而读数!
【命题方向】
体温计和实验用温度计在结构和使用上的异同点,体温计的读数是近年命题热点.
例1:两支用后没甩过的体温计,示数都是38℃,用它们分别测量体温37.5℃和38.5℃的两个病人,这两支温度计的示数分别是( )
A.37.5℃和38.5℃B.37.5℃和38℃C.38℃和38℃D.38℃和38.5℃
分析:体温计有一个非常特殊的结构就是在它靠近液泡的上方有一个小的缩口,它的作用是使上方的水银无法自行回到液泡中,从而使体温计的示数不经过甩动不会下降.因此,示数为38℃的体温计,如果不甩,它的示数只能上升,不会下降.
解:用示数是38℃的体温计测量体温37.5℃的病人体温时,由于缩口的作用,示数不会下降,所以仍保持38℃;
用示数是38℃的体温计测量体温38.5℃的病人时,水银会从液泡内膨胀上升,使示数增加到38.5℃.
故选D.
点评:了解体温计缩口的作用,是判断该题的关键,正是因为有了缩口才使体温计可以离开人体读数,也正是因为有了缩口,才千万不要忘记用完甩一甩.
例2:2008年4月,常德市出现了首例“手足口”病例之后,引起了市政府的高度重视,要求各地学校每天对学生进行晨检、晚检,并报告检查情况,其中就用了到体温计.图甲是一支常见体温计的示意图,它的量程是 35~42 ℃,它的分度值为 0.1 ℃.由此可知体温计的测量结果比实验用温度计更精确,但因液柱太细难以读数,所以体温计具有特殊构造,其横截面如图乙所示,a为向外凸起的弧形玻璃面,要看清体温计中液柱的位置就应沿 A 方向观察(“A”、“B”或“C”),这是利用 凸透镜成正立放大的虚像或放大镜的原理 .
分析:(1)即便是生病,人的体温一般也不会超过35﹣﹣42℃的范围,体温计的测量范围是35﹣﹣42℃.
(2)学会温度计的读数:明确是零上还是零下,明确一个大格和一个小格代表的示数,读数时从绝对值小的向绝对值大的读.
(3)体温计的特殊构造:即很细的弯管和体温计有向外凸起的弧形玻璃面,起到放大镜的作用.
解:人的体温一般不会超过35﹣﹣42℃的范围,体温计的测量范围是35﹣﹣42℃,体温计的一个大格是1℃,一个小格是0.1℃;
体温计的读数与一般的温度计方式不同,它有特殊的结构,即很细的弯管和体温计有向外凸起的弧形玻璃面,起到放大镜的作用,便于观察体温.
故答案为:35~42,0.1,A,凸透镜成正立放大的虚像或放大镜的原理
点评:本题主要考查学生对体的特殊构造以及读数的了解和掌握,是一道基础题.
【解题方法点拨】
体温计的相关知识点多属于识记性内容,注意从结构、量程分度值、使用前和读数时等几方面记忆,注意和实验用温度计进行对比识记效果较好.由于体温计的特殊构造,即液泡上方有一很细的缩口,在离开人体读数时,液柱不下降,故使用前应用力甩一下.用没甩的体温计测体温时,如果被测的温度比原先高,则读数准确,如果被测的体温比原先低,则仍然是原先的读数.
2.影响蒸发快慢的因素
【知识点的认识】
影响蒸发快慢的因素:
(1)液体的温度.液体的温度越高蒸发越快;液体的温度越低蒸发越慢.同样湿的衣服在阳光下千得快,在树阴下干得慢.
(2)液体的表面积.液体的表面积越大蒸发越快;液体的表面积越小蒸发越慢.同样多的水,装在盘子里干得快,装在瓶子里干得慢.
(3)液面上的空气流动.液体表面上的空气流动越快蒸发越快;液体表面上的空气流动越慢蒸发越慢.同样湿的鞋子在通风的地方干得快,在没风的地方干得慢.
【命题方向】
影响蒸发快慢的因素是什么?是命题的重点.
例1:下列事例中,能使蒸发变慢的措施是( )
A.用电热吹风机将头发吹干
B.农业灌溉中用管道输水代替沟渠输水
C.将湿衣服晾到向阳、通风的地方
D.用扫帚把洒在地面上的水向周围扫开
分析:(1)影响蒸发的因素有温度、液体表面积、液体表面上方的空气流动;
(2)减慢蒸发,就是从降低温度、减小液体面积和减弱空气流动这三个方面来考虑.
解:A、电热吹风机吹湿头发,是从提高温度和加快空气流动两个方面,加快了头发上水分的蒸发,不合题意;
B、地下管道输水与传统的土筑明渠输水相比,减小了渗漏,也减小了水的表面积和水上方空气流动速度,即减慢了蒸发,符合题意.
C、湿衣服晾到向阳、通风的地方,从提高温度和加快空气流动两个方面,加快了衣服上水分的蒸发,不合题意;
D、扫帚把洒在地面的水向周围扫开,增大了水的表面积,加快了水分的蒸发.
故选B.
点评:(1)加快或减慢蒸发,都是从影响蒸发快慢的三个因素去考虑;
(2)将知识应用于生活,注意联系生活实际.
例2:在探究“影响蒸发快慢的因素”实验过程中,同学们作出了如下猜想:影响液体蒸发快慢的因素可能有:A.液体温度高低,B.液体的表面积,C.液面上气流的快慢,D.液体的种类.
(1)某同学设计了如下实验:取两只相同的烧杯,分别盛等重的酒精,把一杯放在烈日下,另一杯放在阴凉处,一段时间后观察比较两杯中酒精的多少.该同学设计这个实验的目的是为了验证猜想 A (选填“A”、“B”、“C”或“D”).
(2)请你设计一个实验来验证猜想D.要求简要写出实验的方法.
分析:题目中提到的影响液体蒸发快慢的因素可能有四个,因此研究时要用到控制变量法.
在(1)中,就要用控制变量法的思想,来确定研究的目的是哪一个猜想.
(2)验证猜想D,设计实验时,就要控制液体的种类不同,其它量相同.
解:(1)由题意知,相同的烧杯,都放在室外,所装的液体都是酒精,这样就体现了它们的表面积、液面上方空气的流动快慢、液体的种类都相同;但由于一个在阳光下,一个在阴凉处,说明两者的温度不同,由此可知是为了验证猜想A.
(2)根据控制变量法的思路可设计如下的试验方法:取两只相同的烧杯,分别盛等重的酒精和水,把两烧杯都放在烈日下,经过一段时间后观察比较两杯中剩余的酒精与水的多少.
故答案为:(1)A.
(2)取两只相同的烧杯,分别盛等重的酒精和水,把两烧杯都放在烈日下,经过一段时间后观察比较两杯中剩余的酒精与水的多少.
点评:在研究液体蒸发快慢时怎样应用控制变量法是此题的考查重点.
【解题方法点拨】
在此问题上一定要采取控制变量法去解决.控制变量:物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,而只改变其中的某一个因素,从而研究这个因素对事物影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法.它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中.
3.探究水的沸腾实验
【知识点的认识】
探究水的沸腾实验
(1)探究目的:观察水沸腾时的现象和水沸腾时的温度情况
(2)实验器材:铁架台、酒精灯、火柴、石棉网、烧杯、中间有孔的纸板、温度计、水、秒表.实验装置如图:
(3)实验步骤
①用烧杯装适量热水,按实验装置图组装 各器材;
②点燃酒精灯对烧杯加热,水温达90℃后,每隔1min记一次温度值,直到水沸腾5min为止;
③据记录的温度值,作水的沸腾图象.
(4)实验结论
①水沸腾时发生剧烈汽化现象;
②水沸腾时温度不变;
③水沸腾时需要吸热.
【命题方向】
沸腾时液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象,液体沸腾时的温度特点是命题关键.
例:在做“观察水沸腾”的实验时,
(1)A组同学用的是如图甲所示装置,他们测出的水温将偏 高 (选填“高”或“低”).
(2)图乙是B组同学在实验某时刻温度计的示数,此时水的温度是 90 ℃.
(3)B、C两组同学虽然选用的实验装置相同,但将水加热到沸腾用的时间不同,他们绘制的温度随时间变化的图象如图丙所示.分析图象可知:水的沸点是 98 ℃,当时的大气压 < (选填“<”、“>”或“=”)l标准大气压;B、C组得到b、c两种不同图象的原因可能是水的 质量 不同.
分析:(1)用温度计测量液体的温度时,温度计的玻璃泡不能碰到容器底或容器壁,其原因是容器底和容器壁的温度和液体的温度不同.
(2)温度计读数:首先确定零上还是零下,确定每一个大格和每一个小格各代表的示数,从小数字读向大数字.
(3)①根据液体沸腾的特点找到沸点:液体沸腾时不断吸收热量,温度保持不变,这个不变的温度是液体的沸点.
②1标准大气压下水的沸点是100℃.沸点跟气压有关,气压越高,沸点越高.
③从给水开始加热到水沸腾需要的时间长短不同,根据Q=cm△t知,可能是水的质量不同,可能是水的初温不同.
解:(1)如图,由于酒精灯给水加热,容器底的温度高于水的温度,此时温度计的玻璃泡碰到了容器底,所以测出的水温会偏高.
(2)零刻度在温度计的下方,液柱远离零刻度,是零上,每一个大格代表10℃,每一个小格代表1℃,示数是90℃.
(3)①由图丙知,水沸腾时,不断吸收热量,保持98℃不变,所以98℃是水的沸点.
②1标准大气压下水的沸点是100℃.沸点跟气压有关,气压越高,沸点越高.实验中水的沸点是98℃,所以实验时气压小于1标准大气压.
③如丙图,B、C组得到b、c两种不同图象,两个小组水初温相同,开始沸腾的时间不同,根据Q=cm△t知,可能是水的质量不同.
故答案为:(1)高;(2)90;(3)98;<;质量.
点评:实验时,分析实验故障排除故障是实验题常见的题型,所以实验时不要仅仅注意实验结论,更要注重实验过程中故障、故障原因、故障排除等环节.还要对实验出现的不同现象进行分析.
【解题方法点拨】
(1)加热过程中,为什么杯口盖一纸板?提示:可以减少热损失,缩短加热时间.
(2)石棉网有什么作用?提示:使烧杯均匀受热.
(3)实验中的测量工具是什么?各有什么作用?
提示:温度计、钟表;温度计用来测量水温,钟表用来计时.
(4)本实验用了什么观察法?请叙述观察到的现象.
提示:用了对比观察法.水沸腾前,水温不断升高,容器底部受热产生气泡,上升变小;水沸腾时,温度不变,水中产生大量气泡,上升变大,到水面破裂放出大量的水蒸气.
(5)实验中为了节约能源、适当缩短实验时间,可以采取的措施有哪些?
提示:适当减少烧杯中水的量,用初温较高的水加热,硬纸板应盖严等.
(6)探究过程中,如果由实验结果发现水的沸点不是100℃,你认为原因是什么?
提示:大气压小于或大于1标准大气压.水的沸点与气压有关,气压减小,沸点降低,气压升高,沸点升高.
4.固体密度的测量
【知识点的认识】
固体密度的测量关键是测出物体的质量和体积,金属块的质量可用天平直接测得,也可以用弹簧测力计测出重力来计算质量;若物体的形状规则,可用刻度尺测出相关量后根据公式算出体积,若形状不规则利用量筒或量杯“排水法”来测得,若物体不能沉入水中的,可用“压入法”或“重锤法”来测物体的体积.
【命题方向】
测密度时是先测量质量还是先测量体积,若物体不能沉入水怎么办?测量时的步骤及原理都是命题关键.
例1:测量大米密度时,小华发现米粒间有空隙,若把空隙的体积也算作大米的体积将使密度的测量结果偏 小 .于是,她用一个饮料瓶装满水,拧上盖子,用天平测出总质量为143g.又测出48g大米,放入瓶中,擦干溢出的水,再测这时的总质量.天平平衡时,右盘中的砝码和游码位置如图所示,则总质量为 151 g.由此可以算出这种大米的密度为 1.2×103 kg/m3.
分析:(1)米粒间有空隙,若把空隙的体积也算作大米的体积,则大米的体积会变大.质量一定时,体积变大,密度会变小.
(2)天平测量物体质量,读数时是砝码质量加上游码的示数;
(2)已知大米的质量,求出大米排出水的质量,可求出大米的休积,求出大米的密度.
解:(1)测大米体积时,把空隙的体积也算作大米的体积,则大米的体积会变大.大米的质量不变,由ρ=可知,在质量一定时,体积变大,密度会变小.
(2)砝码的质量是:150g,游码的质量是1g,所以物质的质量是:150g+1g=151g;
(3)瓶子和水的总质量m=143g,大米质量m1=48g,则它们的总质量m2=143g+48g=191g,当把大米放入瓶子中时,水会被排除一部分.则它们最后质量为m3=151g,则溢出水的质量m4=m2﹣m3=191g﹣151g=40g;
则水的体积为V===40cm3;大米的体积和水的体积相等,
则大米的密度ρ1===1.2g/cm3=1.2×103kg/m3;
故答案为:小;151; 1.2×103;
点评:此题中因为大米的体积不好直接测量,因此用到间接测量法.本题测量颗粒的体积,体现的是一种探究实验的科学方法:等效替代法.利用排水法测量不规则固体体积属于等效替代.同时考查了密度公式的应用.
例2:某同学要测定一个不沉入水的木块的密度,设计了如下的实验步骤:
A、用细线打拴住小角铁块,浸没在量筒里的水中,记下此时水面的刻度V1;
B、在量筒中倒入适量的水,记下水面的刻度V2;
C、把木块和铁块系在一起,并让它们全部浸入量筒里的水中,记下水面的刻度V3;
D、用天平测出木块质量为m1;
E、用天平测出铁块质量为m2.
(1)请选择必要的步骤,并将正确顺序的步骤序号填在横线上: DAC ;
(2)用上述有关的实验步骤中的数据表示木块的密度ρ木= .
分析:(1)实验的原理依据了密度的计算公式,需要求出物体的质量与体积.根据物体不能沉入水中的特点,采用助沉法使之浸没,间接测出其体积.其基本操作步骤为:在待测物体上悬挂一个重物,先将重物浸没在水中,读出量筒中水面读数V1,再将物体与悬挂重物全部浸没在水中,读出量筒中水面读数V2,则待测物体的体积V=V2﹣V1,在这一过程中,小重物的质量和量筒中水的体积是无须测量的.
(2)将所测得的有效数据代入公式ρ=可得出其表达式.
解:(1)根据实验的基本要求可知,在测量木块的体积时,借助小铁块,采用助沉法,须将小铁块挂在木块之下,先将铁块浸没在水中,读出量筒中水面读数,再将铁块与木块全部浸没在水中,读出量筒中水面读数,则木块的体积等于两次示数之差,在这一过程中,小铁块的质量和量筒中水的体积是无须测量的.故必要且正确的步骤序号应为:DAC.
(2)对照步骤可知,木块的质量为m1,木块的体积为V3﹣V1,代入密度的公式得:ρ==.
故答案为:
(1)DAC; (2)ρ=.
点评:在本实验的过程中,我们重点掌握利用量筒测不下沉的物体的体积的方法,这里用到的方法称为“助沉法”,即借助一个密度大的物块帮助其下沉.在这一过程中,为了简化步骤、减小误差,量筒中水的体积和重物的质量是不需要测量的,这一点值得我们关注.
【解题方法点拨】
先用天平测出该物质的质量,再用量筒(量杯)测出该物质的体积,然后根据密度公式求出它的密度.在实验中应注意:
(1)关于量筒(量杯)的使用
①弄清所用的量筒(量杯)的量程和最小刻度值.以选择适合实验所用的量筒(量杯).
②测量时将量筒(量杯)放在水平台面上,然后将液体倒入量筒(量杯)中.
③观察量筒(量杯)里液面到达的刻度时,视线要跟液面相平.若液面是凹形的(例如水),观察时要以凹形的底部为准.若液面是凸形的(例如水银),观察时要以凸形的上部为准(可记为凸顶凹底).
(2)测固体体积的方法
①对形状规则的固体,可用刻度尺测出有关数据,然后根据公式算出体积.
②对形状不规则的固体,可采用“排水法”来测它的体积.具体做法是:
A.在量筒(量杯)内倒入适量的水(以浸没待测固体为准),读数体积V1;
B.用细线栓好固体,慢慢放入量筒(量杯)内,待物体浸没在水中后,读出这时水和待测固体的总体积V2;
C.待测物体的体积就是V2﹣V1.
5.物理量的单位及单位换算
【知识点的认识】
(1)有具体含义的量,通称为物理量.体现这种“含义”的手段往往就是在数据的后面都带着对应的单位,如10公里,5公斤,3小时等就是例子.这些数据也只有在后面附有单位的情况下我们才明确知道它前面的数据的具体含义.物理量不是仅限与物理学中的量,10公里、5公斤、3小时是物理量,25元人民币、10双鞋、8辆车也是物理量.
(2)常见的物理量的单位及其换算
序号
名称
国际单位
换算
1
时间
S
1h=60min=3600s 1min=60s
2
电流
A
1A=103mA=106uA 1mA=103uA
3
电压
V
1V=103mV 1kV=103V
4
电阻
Ω
1kΩ=103Ω 1MΩ=103kΩ=106Ω
5
功率
W
1kW=103W
6
电能
J
1kW•h=3.6×106J 1度=1kW•h
7
长度
m
1m=10dm=100cm=103mm=106um=109nm 1km=103m
8
面积
m2
1m2=100dm2=104cm2=106mm2
9
体积
m3
1m3=103dm3=106cm3=109mm3
10
容积
L
1L=103mL 1L=1dm3=103m3 1mL=1cm3=106m3
11
质量
kg
1kg=103g=106mg 1g=103mg 1t=103kg
12
密度
kg/m3
1g/cm3=103kg/m3
13
速度
m/s
1m/s=3.6km/h
14
压强
P
P=1.01×105Pa=760mmHg( 毫米水银柱)
(3)需要记住的几个数值:
①声音在空气中的传播速度340m/s
②光在真空或空气中的传播速度3×108m/s;
③水的密度1.0×103kg/m3;
④水的比热容4.2×103J/(kg℃);冰的为熔点0℃; 水的沸点100℃
【命题方向】
单位的换算过程,物理量对应的单位是什么,给数据配上单位这些都是常见的命题方法
例1:下列长度的单位换算正确的是( )
A.9.6nm=9.6×10﹣3=9.6×10﹣3μm
B.9.6cm=9.6×10mm=96mm
C.9.6cm=9.6cm×10=96mm
D.9.6cm=9.6÷100dm=0.096m
分析:解此题的关键是掌握好各个单位之间的进率及换算过程中单位的统一.
解:A、此项换算过程中,应是9.6nm=9.6×1×10﹣3μm=9.6×10﹣3μm,故此选项错误;
B、此项换算过程中符合单位换算格式,故此选项正确;
C、此项换算过程中应是9.6cm=9.6×10mm=96mm,故此选项错误;
D、此项换算过程中应是9.6cm=9.6×0.01m=0.096m,故此选项错误;
故选B.
点评:此题主要考查学生对长度单位之间的换算这一知识点的理解与掌握,此题难度不大,但审题时一定要仔细,特别是各个单位.
例2:请在下列数值后写上合适的单位:
(1)一本书的质量约为300 g ;(2)一只鸡蛋的质量约为5×104 mg ;
(3)氧气的密度是1.43 kg/m3 ; (4)铅的密度是11.3 g/cm3 .
分析:根据实际估计一本书的质量、一只鸡蛋的质量
气体的密度很小,1立方米的气体的质量大约只有1、2千克;1立方米的铅的质量是11.3×103 kg左右.
1g/cm3=1000kg/m3.
解:(1)一本书的质量约为300g左右,结合单位前的数字300,可知单位应该填g;
故答案为:g.
(2)一只鸡蛋的质量约50g左右,结合单位前的数字5×104,可知单位应该填mg;
故答案为:mg.
(3)通常情况下氧气的密度是1.43kg/m3;
故答案为:kg/m3.
(4)铅的密度是11.3×103kg/m3合11.3g/cm3.
故答案为:g/cm3.
点评:本题考查了几种物质的密度.本题的易错点是氧气密度1.43的后面不能乘以103,因为我们平时说的一些物体的密度都是数字后面乘以103,所以要注意.计算时,注意各物理量单位的统一.估测是一种科学的近似计算,它不仅是一种常用的解题方法和思维方法,而且是一种重要的科学研究方法,在生产和生活中也有着重要作用.
【解题方法点拨】
(1)在单位换算过程中,无论什么物理量的单位换算,前面的数都表示倍数,不进行换算,只是把后面的单位进行换算.这才是真正意义上的单位换算.
(2)熟记常见的物理单位及单位间的换算,了解生活中物理量的数值有那些.
6.长度的测量
【知识点的认识】
(1)长度的测量是最基本的测量,最常用的工具是刻度尺,游标卡尺,螺旋测微器,米尺,激光测距等.国际单位制中长度的主单位是米(m),比米大的单位有千米(km),比米小的单位有分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(um)、纳米(nm)等,长度测量的准确程度是由刻度尺的最小刻度(刻度尺上两条相邻刻线间的距离)决定的,测量的实际要求选择合适的测量工具.会正确使用刻度尺测量物体的长度(包括直接测量和间接测量).
(2)测量长度的几种特殊方法:
①积累取平均值法:利用测多求少的方法来间接地测量.如:测量一张纸的厚度、细铁丝的直径等.
(h=(其中h是每张纸的厚度,n是纸张数目,注意不是书的页码数,纸张数目=,H是n页书总厚度)
②滚轮法:测较长曲线的长度时,可先测出一个轮子的周长.当轮子沿着曲线从一端滚到另一端时,记下轮子滚动的圈数.长度=周长×圈数.如:测量操场的周长.
③化曲为直法:测量一段较短曲线的长,可用一根没有弹性或弹性不大的柔软棉线一端放在曲线的一端处,逐步沿着曲线放置,让它与曲线完全重合,在棉线上做出终点记号.用刻度尺量出两点间的距离,即为曲线的长度.
④组合法:有些长度很难直接测量,如球的直径,圆锥体的高度等,这时可以使用辅助器材配合测量.
【命题方向】
测量长度的工具是什么,测量长度选择什么合适的工具,一般物体及特殊物体长度的测量都是命题方向.
例1:在学校“运用物理技术破案”趣味游戏活动中,小明根据“通常情况下,人站立时身高大约是脚长的7倍”这一常识,可知留如图中脚印的“犯罪嫌疑人”的身高约为( )
A.1.65m B.1.75m C.1.85m D.1.95m
分析:由图读出脚印的长度,根据“人站立时身高大约是脚长的7倍”这一常识计算身高.
解:“犯罪嫌疑人”的脚印的长度约为:25.10cm;
“犯罪嫌疑人”的身高约为:25.10cm×7=175.70cm=1.7570m;
由此分析可知选项B是正确的;
故选B.
点评:此题主要考查长度的测量和计算,属于基础知识.
例2:要想比较准确的量出地图上两点间铁路的长度,比较好的办法是( )
A.用直尺直接去测量
B.用准确度较高的直尺直接去测量
C.不能测量
D.用弹性不大的软棉线跟曲线重合,拉直后测出线的长度
分析:由于地图上铁路线是一条弯弯曲曲的曲线,不是一条直线,所以我们不能用刻度尺去直接测量铁路线的长度,所以我们就需要用特殊的方法﹣“化曲为直”法来进行测量.
测出地图上两点间铁路线长度以后,用长度乘以比例尺就是铁路线的实际长度.
解:找一段棉线与地图上的铁路线逐段重合,记下起点和终点的位置,拉直后用刻度尺测出长度,乘以比例尺就是铁路线的长度,所以选项A、B、C不符合要求.
故选D.
点评:本题主要考查对特殊测量方法的了解.长度的测量分精确测量和估测等两大类,在测量时遵循比较准确且简单易行的测量原则.
【解题方法点拨】
知道测量长度的工具,熟记刻度尺的使用,在刻度尺的选择要注意联系实际.
7.变速运动与平均速度
【知识点的认识】
(1)变速运动的快慢就是速度变化的快慢(速度不断变化的运动,包括大小和方向),速度的变化用加速度来描述!匀变速运动呢就是速度在单位时间的增加(减少)是固定的!加速度有正负,正代表速度是增加的,负代表速度是降低的!非匀变速运动呢就是速度在单位时间内的变化不固定!
(2)平均速度是指在某段时间内,物体运动的位移,与所用时间的比值,反映的是某段路程中物体运动的平均快慢.用表示平均速度,用s表示路程,用t表示时间,则平均速度的公式是=.
【命题方向】
平均速度的求法,平均速度不是速度的平均的区别题目是中考的命题方向.
例1:晓燕在学校春季运动会百米赛跑中以16s的成绩获得冠军,测得她在50m处的速度是6m/s,到终点时的速度为7.5m/s,则全程内的平均速度是( )
A.6m/s B.6.25m/s C.6.75m/s D.7.5m/s
分析:由题意可知晓燕百米赛的路程与运动时间,由平均速度公式可以求出她的平均速度.
解:晓燕的百米平均速度:===6.25m/s;
故选B.
点评:本题考查了求晓燕的百米平均速度,是一道基础题;要求平均速度只要找出路程与所对应的运动时间,代入平均速度公式计算即可,解题时不要受题干所说的两个速度的影响,题中所提的速度为瞬时速度,与平均速度无关.
例2:如图,为一小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片,若频闪照相机每隔0.2s闪拍一次,分析可知:小球从A点到F点作的是 变速直线 运动(选“匀速直线”或“变速直线”).小球从B点到F点运动的路程是 12.00 cm,平均速度是 0.15 m/s.
分析:通过观察相同的时间间隔内,小球通过的路程,判断小球做何种性质的运动.
通过读刻度尺确定小球运动的路程,数小球间隔个数确定小球的运动时间.
根据公式=,求出小球的平均速度.
解:通过观察相同的时间间隔内,小球通过的路程越来越大,所以小球做变速直线运动.
小球从B点到F点通过的路程为12.00cm,运动时间为0.8s
小球的平均速度===0.15m/s
故答案为:变速直线,12.00,0.15
点评:此题考查了平均速度的计算以及长度测量、运动性质的判断,属于最基本的计算题型,要求学生熟练掌握课本知识,认真计算.
【解题方法点拨】
(1)平均速度只能用来粗略地描述做变速直线运动的物体的平均快慢程度,它不能精确描述物体在某一时刻或某一位置的运动快慢.
(2)平均速度是指某段路程或某段时间内物体运动的平均快慢,所以求平均速度时一定要指明是哪一段路程或哪一段时间内的平均速度,路程和时间要一一对应.即平均速度等于这段路程与通过这段路程所用的总时间的比值.
(3)平均速度不是速度的算术平均值,全程的平均速度也不是各段平均速度的算术平均值.这一点在计算时千万要注意.
8.力作用的相互性
【知识点的认识】
(1)力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的.
(2)由于力是一个物体对另一个物体的作用,因此力不能脱离物体而存在.当我们讨论某一个力时,一定涉及两个物体,一个是施力物体,另一个是受力物体.施力物体在施力的同时也受到受力物体对它的作用,即施力物体同时也是受力物体.
(3)当受力物体受到一个力的作用时,同时也给施力物体一个力,这两个力互称为作用力与反作用力.
【命题方向】
找出施力物体及受力物体,相互作用力与平衡力的区别是中考命题点.
例1:在湖水中划船时,使船前进的动力是( )
A.桨对水的推力 B.水直接对船的推力 C.人对船的推力 D.水对桨的推力
分析:依据力的相互作用去解释,即一个物体对另一个物体有力的作用时,另一个物体也同时对这个物体有力的作用.
解:在湖水中划船时,浆向后拨水,对水有一个向后的力,同时水也会对浆有一个向前的推力,使船前进;
故A、B、C都不符合题意,只有D符合题意;
故选D.
点评:此类题目考查两个物体间力的作用总是相互的,即一个物体对另一个物体有力的作用时,另一个物体也同时对这个物体有力的作用,即力的作用是相互的.
例2:我们常用“鸡蛋碰石头”来形容对立双方的势力悬殊非常大,鸡蛋(弱者)很容易被碰的“头破血流”,而石头(强者)却完好无损,对此现象的正确解释是( )
A.鸡蛋受到力的作用,而石头没有受到力的作用
B.鸡蛋受到较大的力的作用,石头受到较小力的作用
C.它们相互作用力大小一样,只是石头比鸡蛋硬
D.以上说法都不对
分析:当一个物体对另一个物体有力的作用时,另一个物体也同时对这个物体有力的作用,即力的作用是相互的;且一对相互作用力的大小是相等的.
解:物体间力的作用是相互的;两个相互作用力的大小是相等、方向相反的;
A、力的作用是相互的,鸡蛋受力的同时,石头也受到鸡蛋对它的作用力;故A错误;
B、一对相互作用力的大小是相等、方向相反的;即鸡蛋和石头受的力是相等的;故B错误;
C、鸡蛋和石头受的力是一对相互作用力,其大小是相等的,之所以鸡蛋破是因为石头比鸡蛋硬;故C正确;
D、因为C是正确的;故D错误;
故选C
点评:解决此类题目要结合作用力和反作用力考虑,即一个物体在施力的同时必然也受力,另一个物体在受力的同时必然也是施力物体;且相互作用力的大小是相等的.
【解题方法点拨】
(1)两个物体间的作用力与反作用力有以下特点:
①大小相等,方向相反,作用在同一直线上,但是作用在两个物体上.
②同时产生,同时消灭,同时增大,同时减小.
③性质相同,如小孩对墙的力是推力,墙对小孩的力也是推力.
④施力物体和受力物体必须成对出现
(2)力是物体对物体的作用.只要有力的作用,就一定有施力物体和受力物体.一个物体对别的物体施加了力,它同时也受到其他物体对它的反作用力.
9.惯性
【知识点的认识】
(1)惯性是一切物体的固有属性,无论是固体、液体或气体,无论物体是运动还是静止,都具有惯性.一切物体都具有惯性.
(2)惯性定义:我们把物体保持运动状态不变的属性叫做惯性.惯性代表了物体运动状态改变的难易程度.惯性的大小只与物体的质量有关.质量大的物体运动状态相对难于改变,也就是惯性大;质量小的物体运动状态相对容易改变,也就是惯性小.
(3)当你踢到球时,球就开始运动,这时,因为这个球自身具有惯性,它将不停的滚动,直到被外力所制止.任何物体在任何时候都是有惯性的,它要保持原有的运动状态.
(4)惯性的应用与防止:在日常生活中惯性现象对我们既有有益的一面,又有有害的一面.有益的要加以利用,例如利用惯性使锤头套紧;有害的要加以防止,例如汽车不能超速超载.
【命题方向】
命题方向有以下方面:(1)惯性的认识;(2)影响惯性的因素;(3)惯性的应用与防止.
例1:下列说法中正确的是( )
A.物体运动的速度越大,它受到的动力越大,惯性也越大
B.骑自行车的人上坡前加紧蹬几下,这是为了增大惯性
C.足球越滚越慢,是因为受到了球场对它施加的力的作用
D.若运动的物体不受任何力的作用,它的速度将慢慢变小,最终停下来
分析:根据:惯性的知识及力的作用效果分析解答此题.
解:A、物体的惯性取决于物体的质量,与物体速度无关,故A错误.
B、骑自行车的人上坡前加紧蹬几下,是为了获得更大的速度,自行车惯性不变,故B错误.
C、足球越滚越慢,是因为受到了球场对它施加的阻力作用,阻力改变了足球的运动状态,使它停下来,故C正确.
D、若运动的物体不受任何力的作用,则物体由于惯性要继续运动下去,不会停止,故D错误.
故选C.
点评:本题考查了:物体的惯性、力的作用效果.应记住:惯性是物体的固有属性,取决于物体的质量,与物体的运动状态及受力情况无关;力的作用效果有:使物体发生形变;改变物体的运动状态.
例2:由于不遵守交通法规酿成的交通事故频繁发生,国家加大了对违反交通法规的处罚力度.关于汽车安全行驶的规定和措施,下列说法正确的是( )
A.限制汽车最大行驶速度,是为了减小汽车的惯性
B.安全带主要是在汽车突然启动时对驾乘人员起到保护作用
C.冬天汽车在冰雪路面上行驶时,轮胎上装防滑链,是为了减小摩擦
D.严禁酒后驾车.主要是因为饮酒后驾驶员反应迟钝,更容易出现交通事故
分析:(1)惯性是物体的固有属性,其大小只取决于物体的质量;
(2)安全带是为了防止在紧急刹车时人会前冲而带来的伤害;
(3)冰雪天因为路面结冰,而使摩擦力减小,故为了增大摩擦可以在轮胎上装防滑链;
(4)汽车的刹车距离取决于汽车的运行速度及人的反应时间,而酒后人的反应时间增长,故可以分析为什么不能酒后驾驭.
解:A、惯性是物体的固有属性,惯性大小与速度大小无关;限制速度的目的是为了减小刹车距离,故A错误;
B、根据惯性可知突然启动时人是向后仰的,安全带不起任何作用,故B错误;
C、防滑链可以增大轮子与地面间的摩擦力,防止交通事故的产生,故C错误;
D、人饮酒后,由于反应变慢,则反应时间变长,则刹车距离变大,极易造成交通事故,故D正确;
故选D.
点评:本题考查物理知识在交通法规中的应用,在生活中要注意体会物理知识的应用.
【解题方法点拨】
(1)惯性不等同于惯性定律.惯性是物体本身的性质,而惯性定律讲的是运动和力的关系(力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动的原因).
(2)惯性是物体固有的一种属性,不能说“由于惯性的作用”“获得惯性”.正确的是“具有惯性”.
10.力与运动的关系
【知识点的认识】
(1)物体在不受力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,即原来运动的物体在不受力时,总保持匀速直线运动状态;原来静止的物体不受力时,总保持静止状态.
(2)物体在平衡力作用下总保持匀速直线运动状态或静止状态,力不是维持物体运动的原因.
(3)物体如果受到力的作用,且受到的力不平衡,物体的运动状态就会发生改变.
(4)如果物体处于静止状态或匀速直线运动状态,那么,它可能不受外力作用,也可能受平衡力作用.
【命题方向】
物体的运动状态的变化与平衡力结合是命题的方向,学生往往理解物体的运动需要力来维持这个误区也是命题的知识点.
例1:关于力和运动的关系,下列说法中正确的是( )
A.物体受到力的作用就会运动
B.做匀速直线运动的物体一定不受力的作用
C.物体受到力的作用,运动状态一定改变
D.物体运动状态改变时,一定受到力的作用
分析:(1)物体不受力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态;
(2)物体受到平衡力作用时,其运动状态不变,即处于静止状态或匀速直线运动状态;
(3)物体受非平衡力作用时,其运动状态会发生变化,体现在速度大小及方向的变化.
解:A、物体受到力的作用不一定就会运动,当物体受到平衡力作用时,其运动状态不变,即处于静止状态或匀速直线运动状态;故A错误;
B、做匀速直线运动的物体,可能不受力,也可能受到平衡力的作用;故B错误;
C、只有物体受到非平衡力作用时,其运动状态才会发生变化;故C错误;
D、物体运动状态改变时,一定受到力的作用,且是非平衡力的作用;因为力是改变物体运动状态的原因;故D正确;
故选D.
点评:明确物体的受力情况,及在不同受力情况下所处的运动状态是解答此题的关键;还要深刻理解力与运动状态之间的关系.
例2:对于“力与运动的关系”问题,历史上经历了漫长而又激烈的争论过程.著名的科学家伽利略在实验的基础上推理得出了正确的结论,其核心含义是( )
A.力是维持物体运动的原因
B.物体只要运动就需要力的作用
C.力是物体运动状态改变的原因
D.没有力的作用运动物体就会慢慢停下来
分析:牛顿第一定律的得来经历了三个阶段:
(1)亚里士多德认为有力作用在物体上物体运动,停止用力物体停止运动.他认为力是维持物体运动的原因.
(2)伽利略通过斜面小车实验,接触面越来越光滑,摩擦力越来越小,物体速度改变的越慢,物体运动越远.推理:如果没有摩擦,速度不会改变,永远运动下去.
(3)牛顿总结前人经验并加以概括,得到牛顿第一定律.
解:(1)物体只要运动就需要力的作用,没有力的作用运动物体就会慢慢停下来,力是维持物体运动的原因,都和亚里士多德的观点是相同的.
(2)斜面小车实验,接触面越来越光滑,摩擦力越来越小,物体运动越来越远,没有摩擦,物体永远运动下去.没有力就不能改变物体的运动状态.
故选C.
点评:(1)正确理解力是改变物体运动状态的原因,维持物体运动不需要力的作用,依靠的是物体的惯性.
(2)掌握研究牛顿第一定律这种在实验的基础上,经过科学的推理得到结论的方法.
【解题方法点拨】
力与运动的关系是力学中的一个重点和难点,正确理解力与运动的关系是学好力学的关键.知道什么是物体运动状态的改变,物体受力不平衡时运动状态如何改变.
11.滑轮组绳子拉力的计算
【知识点的认识】
用滑轮组来拉升重物时,绳子拉力的计算,就是看有几段绳子拉着重物,拉力就是重物重力的几分之一.关系:(1)如果不考虑动滑轮的重和绳子的摩擦力:F拉=G物/n (2)如果考虑动滑轮的重,不考虑摩擦力公式为F拉=(G动+G物)/n;其中:F拉﹣﹣﹣﹣拉力,G动﹣﹣﹣动滑轮的重力,G物﹣﹣﹣﹣﹣﹣被提升物体的重力,n﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣吊住动滑轮绳子的段数.
【命题方向】
命题的关键是拉力与物重的关系:已知拉力求物重或已知重力求绳头的拉力,要注意:考虑不考虑动滑轮的重,不考虑摩擦力,这样简单的题目以填空形式出现,最主要的是与机械效率的内容结合.
【解题方法点拨】
滑轮组计算拉力的题目实际就是有几段绳子在拉重物,关键在于这“几段”是怎么看是几段的,要抓住“在拉重物”这几个字,只有拉重物的绳子才能算进去,也就是在拉动滑轮(或直接拉重物)的段数,拉定滑轮的是不算的.
12.摩擦力的大小
【知识点的认识】
对于初中摩擦力的大小不需要利用公式计算,摩擦力大小只要求求出静摩擦力和滑动摩擦力,这两种摩擦力一般与平衡力相结合出题,例如:静摩擦力,要根据受力的情况来分析,而不要想当然或跟着思维定势走.
例:用手握住一个瓶子静止不动,随着手的握力的增大,瓶子受到的摩擦力的大小如何变化?
讲解:此时瓶子处于静止状态,在竖直方向上除受一个重力之外,还受到一个竖直向上的摩擦力作用,且摩擦力的大小与重力大小相等.由于瓶子的重力大小是不变的,所以瓶子静止不动时摩擦力的大小是不变的,它不随握力的变化而变化.不能认为所有情况都是“压力越大,摩擦力越大”.
例:一木块放在水平桌面上,某人用10牛的力拉木块在桌面上做匀速直线运动,若改用15牛的水平拉力拉木块,仍使木块在水平桌面上运动,此时木块受到的摩擦力大小应如何变化?
讲解:当木块受10牛的力在做匀速直线运动时,摩擦力与拉力二力平衡,大小为10牛.当木块受15牛的拉力作用时,压力、接触面的粗糙程度都没改变,所以摩擦力的大小不变,只是此时,也正是摩擦力没有改变而拉力变大,所以导致的结果必然是木块在做加速运动,这也跟生活经验相吻合.不少同学认为“拉力越大,摩擦力越大”是没有根据的.
【命题方向】
静摩擦力和滑动摩擦力与平衡力相结合出题是中考命题方向.
例1:一物体以1m/s的速度在水平桌面上做匀速直线运动时受到的摩擦力为40N,若物体运动的速度增加到3m/s时仍在该桌面上做匀速直线运动,此时它受到的摩擦力( )
A.大于40N B.小于40N C.等于40N D.无法确定
分析:(1)首先根据二力平衡知识判断出摩擦力的大小;
(2)掌握影响摩擦力大小的因素:压力大小和接触面的粗糙程度,根据影响因素判断摩擦力的变化情况.
解:一物体以1m/s的速度在水平桌面上做匀速直线运动,所以摩擦力与拉力是一对平衡力,f=F=40N,方向与拉力方向相反;
物体运动的速度增加到3m/s时仍在该桌面上做匀速直线运动,此时压力和接触面的粗糙程度都未变化,所以摩擦力仍不变,为40N.
故选C.
点评:此题考查了二力平衡条件的应用及影响摩擦力大小的因素,在解析摩擦力的变化时,关键是分析影响因素是否变化,与物体的运动速度无关.
例2:如图所示,叠放在一起的物体A和B,在大小为F的恒力作用下沿水平面做匀速直线运动,则下列结论中正确的是( )
A.甲、乙两图中A物体所受的摩擦力大小均为F
B.甲、乙两图中B物体受到地面对它的摩擦力均为F
C.甲图中物体A受到的摩擦力为0,物体B受到地面对它的摩擦力为F
D.乙图中物体A受到的摩擦力为F,物体B受到地面对它的摩擦力为F
分析:在分析时,分别以整体、A、B为研究对象进行分析,且物体处于匀速直线运动状态时,受平衡力的作用.
解:乙图,AB同时向前做匀速直线运动,所以AB之间没有相对运动的趋势,A不受摩擦力的作用,AD错误;
以AB整体为研究对象,在水平方向受地面的摩擦和拉力F,这两个力相互平衡,则f=F,两种情况下B受到的摩擦力相等,B正确;
甲图以A为研究对象,A做匀速直线运动,在水平方向受拉力F和B对它的静摩擦力作用,且f=F,C错误.
故选B.
点评:此题考查了摩擦力大小的判定,将甲乙两图相互对比,关键是能够对整体和部分进行受力分析,根据平衡力的知识进行判断,对学生来说应属于难题.
【解题方法点拨】
摩擦力的大小计算应当联系二力平衡的知识与力的合成(当物体静止或做匀速直线运动时物体受力一定受平衡力).
13.增大或减小摩擦的方法
【知识点的认识】
增大有益摩擦的方法:
(1)增大接触面的粗糙程度,如汽车轮胎做上花纹;
(2)增大压力,如骑自行车捏闸的力越大,摩擦力越大;
(3)变滚动为滑动,如汽车急刹车时车只滑不滚;
(4)变湿摩擦为干摩擦.
减小有害摩擦的方法:
(1)使接触面变光滑;
(2)减小压力;
(3)用滚动代替滑动;
(4)使接触面分离;
(5)变干摩擦为湿摩擦.
【知识拓展】
①加润滑油,可以在摩擦面间形成一层油膜,使摩擦面不接触,运动部件只在油膜上滑过,大大减小了摩擦;
②利用压缩气体在摩擦面间形成一层气垫,使摩擦面脱离接触,可以使摩擦变得更小,如气垫船;
③利用磁悬浮使摩擦面脱离,可以大大减小摩擦,如磁悬浮列车.
【命题方向】
怎样增大摩擦力或减小摩擦力,生活中的现象使用的是增大还是减少摩擦都是命题方向.
例1:下列做法属于减小摩擦的是( )
A.冬天,在结冰的马路上撒一些细沙以方便路人的行走
B.在生锈的自行车轴上滴一些油,骑车就会感觉轻松一些
C.当汽车后轮陷入泥坑打滑时,司机会就近寻找石块等物垫在车轮下
D.体操运动员进行双杠表演前,在手上涂抹滑石粉以防止人从杠上滑落
分析:(1)摩擦力大小的影响因素:压力和接触面粗糙程度.压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大;接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大.
(2)增大摩擦力的方法:增大压力,增大接触面的粗糙程度.
(3)减小摩擦力的方法:减小压力,减小接触面的粗糙程度,使接触面脱离,用滚动代替滑动.
解:A、冬天,在结冰的马路上撒一些细沙以方便路人的行走,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力.不符合题意.
B、在生锈的自行车轴上滴一些油,使接触面脱离,减小摩擦力,骑车就会感觉轻松一些.符合题意.
C、当汽车后轮陷入泥坑打滑时,司机会就近寻找石块等物垫在车轮下,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力.不符合题意.
D、体操运动员进行双杠表演前,在手上涂抹滑石粉以防止人从杠上滑落,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力.不符合题意.
故选B.
点评:(1)掌握摩擦力大小的影响因素,增大和减小摩擦力的方法.
(2)能用摩擦力的知识解释生活中的问题.
例2:如图所示的四个实例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A. B. C. D.
旅行箱下装有小轮 在轴承中加滚珠 给车轮的轴中加润滑油 轮胎上制有花纹
分析:影响摩擦力大小的因素有压力和接触面的粗糙程度两个因素,
减小摩擦的方法有:减小压力、使接触面变光滑即减小接触面的粗糙程度、变滑动为滚动、加润滑油、使两接触面分开.
增大摩擦的方法有:增大压力、增大接触面的粗糙程度.
据此分析判断.
解:A、轮胎上制有花纹,增大了接触面的粗糙程度,从而增大了摩擦,符合题意;
B、轴承中装有滚珠,是将滑动摩擦变为滚动摩擦,是减小摩擦的一种方法,不符合题意;
C、给车轮的轴中加润滑油,使两接触面分开,减小摩擦,不符合题意;
D、旅行箱下面的小轮可以变滑动为滚动,即减小了摩擦力,不符合题意.
故选A.
点评:增大、减小摩擦的现象在我们的日常生活中随处可见,学习中要注意理论联系实际,用所学物理知识对生活中的物理现象作出解释,这样才能做到举一反三,活学活用.
【解题方法点拨】
解答此类题目时,分析操作前后的摩擦力变化即可.例如,锁生锈不好开时,将少量食用油注入锁孔就易开了,起初开锁难说明摩擦力大;操作后,开锁容易说明摩擦力减小.前后对比说明注入食油使摩擦力减小了,或者,直接分析操作符合增大或减小摩擦的哪一项,这需要我们熟练应用增大或减小摩擦的方法与途径.
14.杠杆的分类
【知识点的认识】
(1)人类发明各种杠杆应用于生活,其目的有三:省力、省距离和改变用力的方向.因此我们把杠杆分为三类:省力杠杆(动力臂大于阻力臂,省力费距离)、费力杠杆(动力臂小于阻力臂,费力省距离)和等臂杠杆(动力臂等于阻力臂,不省力不费力,不省距离不费距离).
(2)天平是等臂杠杆.关于天平的使用,我们已学过,天平是支点在中间的等臂杠杆,它是根据物体的重力跟质量成正比和杠杆平衡条件来工作的,天平平衡时,砝码加游码的总质量等于被称物体的质量.
〔3)秤是用来称量物体的质量的工具,它是根据杠杆平衡条件制成的,使用时,可以是等臂杠杆,也可以是不等臂杠杆.
(4)生活中常见的省力杠杆:羊角锤头撬钉子、手推独轮车、剪树枝的剪刀、瓶盖起子、核桃夹等.生活中常见的费力杠杆:人的前臂、钓鱼竿、裁缝用的剪刀、筷子、镊子等.
【命题方向】
判断生活中的杠杆式什么杠杆是命题的关键,例如:人体的运动系统相当复杂,但最基本的运动形式是,骨骼在肌肉提供的动力作用下绕关节转动.如图所示是手端起茶杯的情景,其前臂骨骼相当于杠杆,肱二头肌收缩提供动力.由图可以看出,这是一个杠杆.
例1:如图所示的器具,属于省力杠杆的是( )
A. B.
镊子 独轮车
C. D.
托盘天平 筷子
分析:结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆.
解:
A、镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A错误;
B、独轮车动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B正确;
C、天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故C错误;
D、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D错误.
故选:B.
点评:此题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种:
①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂.
例2:如图所示,一直杆可绕O点转动,杠杆下端挂一重物,为了提高重物,用一个始终跟杠杆垂直的力使杠杆由竖直位置慢慢转到水平位置,在这个过程中直杆( )
A.始终是省力杠杆
B.始终是费力杠杆
C.先是省力的,后是费力的
D.先是费力的,后是省力的
分析:本题主要考查两个方面的知识:
(1)力臂的概念:从支点到力的作用线的距离叫做力臂.
(2)运用杠杆的平衡条件F1l1=F2l2分析动力的大小变化.
解;由图可知动力F1的力臂始终保持不变,物体的重力G始终大小不变,在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中,重力的力臂逐渐增大,在L2<L1之前杠杆是省力杠杆,在L2>L1之后,杠杆变为费力杠杆.
故选C.
点评:能否正确分析重力的阻力臂与动力臂的大小关系是本题的解题关键.
【解题方法点拨】
解题的关键是要看动力臂与阻力臂之间的大小关系.要与生活实际相联系,例如上面的例题由于人的前臂相当于杠杆,动力臂和阻力臂已经固定,且阻力臂大于动力臂,是一个费力杠杆.根据杠杆平衡条件可知:在动力臂和阻力臂确定的情况下,手托起的物体越重,肌肉提供的动力越大,感觉越累.
15.压力及重力与压力的区别
【知识点的认识】
(1)压力:垂直作用在物体表面上的力叫做压力.
(2)产生的条件:压力是相互接触的物体因相互挤压使物体发生形变时在接触面之间产生的力.
(3)方向:压力的方向与受力物体的表面垂直且指向受压物体.例如按图钉,其方向可以与墙面垂直,与天花板垂直,也可以与水平桌面垂直,无论这个面如何放置,压力的方向总是要与接触面垂直的.
(4)作用点:压力的作用点在受压物体的表面上.
(5)辨析:重力和压力的区别
重力
压力
定义
由于地球的吸引而使物体受到的力
垂直作用在物体表面上的力
产生原因
由于地球的吸引而产生
由于物体对物体的挤压而产生
方向
总是竖直向下
垂直于受压面且指向被压物体
作用点
物体的重心
在受压物体的表面上
施力物体
地球
对受力物体产生挤压作用的物体
联系
在通常情况下,静止在水平地面上的物体,其重力等于物体对地面的压力
注意点
压力不一定是由于物体受到重力而引起的
物体由于受到重力的作用,可以产生压力,但压力的大小不一定等于物体的重力
(6)影响压力作用效果的因素:压力和受力面积.受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显.
【命题方向】
主要从这几个方面命题:(1)压力与重力的区别方面出选择题;(2)利用压力的作用效果方面来体现控制变量法;(3)作图题:重力、压力的示意图
例1:放在水平桌面上的茶杯,对桌面有压力,下列有关“茶杯对桌面压力”的说法中,正确的是( )
A.茶杯对桌面的压力就是重力
B.茶杯对桌面的压力是作用在茶杯上的
C.茶杯对桌面的压力是由于茶杯发生形变而产生的
D.茶杯对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的
分析:物体静止在水平桌面上,物体对水平桌面的压力大小等于物体的重力,但不能说就是重力.压力是由于物体的形变而产生的.
解:A、茶杯对桌面的压力,施力物体是茶杯,受力物体是桌面;茶杯受到的重力的施力物体是地球,受力物体是茶杯.两个力的施力物体和受力物体都不相同,所以这两个力不是同一个力,但两者大小相等;故A错误;
B、茶杯对桌面的压力,是茶杯对桌面施加了一个作用,故施力物体是茶杯,受力物体是桌面.故B错误.
CD、当茶杯放在水平桌面上时,由于桌面对茶杯施加了一个向上的支持力,使茶杯底部发生微小的弹性形变,从而使茶杯对桌面产生了向下的弹力,即茶杯对桌面的压力.故C正确.D错误.
故选C.
点评:(1)此题考查了弹力的产生、压力与重力的区别、力的定义等知识点.
(2)放在水平面上的物体对水平面的压力等于物体的重力,但压力永远不会是重力.
(3)哪个物体对别的物体施加了压力,该物体就发生了弹性形变.
例2:如图所示,水平桌面上放着甲、乙、丙三个底面积相同的容器,若在三个容器中装入质量相等的水,三个容器底部所受水的压力( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
分析:由图可知,知道装入水的质量相等,可知各容器内水的深度关系,然后根据液体压强的公式分析容器底部受到水的压强的大小关系;然后利用p=分析三个容器底部所受水的压力关系.
解:如图三容器装入相同质量的水,
∵容器的底面积相同,
∴三容器内水的深度:h甲>h乙>h丙,
又∵p=ρgh,
∴容器底部受到水的压强p甲>p乙>p丙;
∴由p=得F=pS可知,三个容器底部所受水的压力甲最大.
故选A.
点评:本题考查了学生对压强公式和液体压强公式的掌握和运用,对液体压强大小变化分析关键是确定深度大小,对固体压强的大小情况分析关键是确定压力和受力面积的大小.
【解题方法点拨】
注意压力的概念,理解压力与重力的区别于联系,学会控制变量法分析问题,控制变量法:物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法.它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中.
16.增大压强的方法及其应用
【知识点的认识】
利用公式:p=来分析增大压强方法:
(1)压力一定,减小受力面积;
(2)受力面积一定,增大压力;
(3)同时增大压力,减小受力面积.
应用:①速滑运动员的冰鞋装有冰刀;②投向靶盘的飞镖;③用力刹车.
【命题方向】
生活中那些是增大压强的现象,是命题方向.
例1:如图所示的事例中,属于增大压强的是( )
A. B. C. D.
书包背带做得较宽 切苹果器的刀片做得较薄 铁轨铺在枕木上“好奇”号火星车模型轮子大而宽
分析:(1)压强大小的影响因素:压力大小和受力面积大小.
(2)增大压强的方法:在受力面积一定时,增大压力;在压力一定时,减小受力面积.
(3)减小压强的方法:在受力面积一定时,减小压力;在压力一定时,增大受力面积.
解答:解:A、书包带子做的宽一些,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,不符合题意;
B、切苹果器的刀片做得较薄,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积,增大压强,符合题意;
C、轨道铺在枕木上,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,不符合题意;
D、“好奇”号火星车模型轮子大而宽,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,不符合题意.
故选B.
点评:这是一道与生活联系非常密切的物理题,在我们日常生活中经常需要根据实际情况来增大或减小压强,要学会学以致用,活学活用,这才是学习物理的真正意义.解答时,要注意使用控制变量法.
例2:在一些公共汽车上配备逃生锤,遇到紧急情况时,乘客可以用逃生锤打破玻璃逃生,为了更容易打破玻璃,逃生锤外形应选择图中的( )
A. B. C. D.
分析:(1)压强大小跟压力大小和受力面积大小有关;
(2)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积来增大压强;在受力面积一定时,增大压力来增大压强.
解:在压力一定时,减小逃生锤和玻璃的受力面积,可以增大逃生锤对玻璃的压强,以便打破玻璃顺利逃生.
故选C.
点评:掌握压强大小的影响因素,利用控制变量法解释生活中有关增大和减小压强的问题.
【解题方法点拨】
利用公式:p=采用控制变量法(控制变量法﹣﹣物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法.它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中)来分析增大压强方法.
17.压强的大小及其计算
【知识点的认识】
(1)压强定义或解释
①垂直作用于物体单位面积上的力叫做压力.
②物体的单位面积上受到的压力的大小叫做压强.
(2)单位
在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕,即牛顿/平方米.压强的常用单位有千帕、标准大气压、托、千克力/厘米2、毫米水银柱等等.(之所以叫帕斯卡是为了纪念法国科学家帕斯卡)
(3)公式:p=F/S
p表示压强,单位帕斯卡(简称帕,符号Pa) F表示压力,单位牛顿(N) S表示受力面积,单位平方米
(4)补充说明:
对于(3)所写的为定义式,任何压强都可以用.但是对于液体和气体压强,还有推导公式:
【命题方向】
压强的计算,主要是运用公式及其变形解决有关问题.题型常见的有填空、选择、计算及探究题.压强的定义式p=F/S,经验表明,不少学生在学习了这一部分内容后,一般会记住公式,但理解往往是片面的,有时甚至是错误的.因此,学习中要注意对压强公式的理解,除明确各物理量间的数学关系(学生往往重视这一点),明确各量的单位,最重要的是要明确公式所表达的物理意义(学生往往忽略这一点).进行计算时,要能正确地确定压力、确定受力面积.除此以外,还要明确,由于固体不具有流动性,而液体具有流动性,造成了计算固体对水平支持面的压力压强的方法,与计算液体对容器底部的压力压强的方法一般不同.另外,压强的计算常常与密度公式,重力公式相联系,体现了知识的综合性,所以常成为中考的热点.
例1:如图为站在沙地上的一名初三同学要搬走木箱,已知他一只鞋底的面积为200cm2,请你估计木箱对地面的压强约为( )
A.1000Pa B.7000Pa C.10000Pa D.20000Pa
分析:求木箱对地面的压强,而没有告知木箱对地面的压力和受力面积的大小,因此只有通过比较人和木箱在沙地上的凹陷程度来间接判断.那么就必须先求出人对地面的压强,首先估算人的重力,然后算出两个鞋底的面积,再由压强公式可得出人对沙地的压强,至此题目的未知量就已求出.
解:人的质量大约为60kg,那么其重力约为:G=mg=60kg×10N/kg=600N;
人和地面的接触面积为:S=2×200cm2=400cm2=400×10﹣4m2;
那么人对地面的压强约为:p人===12500Pa;
由图片知:木箱在沙地中的凹陷程度要大于人在沙地中的凹陷程度,因此木箱对地面的压强要远大于人对地面的压强,即:p木箱>p人;
在给出的四个选项中,只有D选项符合这个条件,故选D.
点评:在此题中,与所求内容相关的物理量没有直接给出,所以能够从人和木箱在沙地中的不同凹陷程度入手来得出两个压强的大小关系,是解答此题的突破口,也是难点所在.
例2:一长方体木块平放和侧放在水平地面上时,其受力面积之比为3:1,则平放和侧放时,对地面的压强之比是 1:3 ,压力之比是 1:1 .
分析:木块平放和侧放时对水平地面的压力和自身的重力相等,重力不变,压力不变;根据压强公式求出两者对地面的压强之比.
解:∵木块平放和侧放时,对水平地面的压力和自身的重力相等,
∴木块的重力G不变时,压力F不变,即两种情况下对地面的压力之比为1:1;
∵p=,且S平:S侧=3:1,
∴====.
故答案为:1:3;1:1.
【解题方法点拨】
压强的计算,需要确定压力、面积.要注意面积的计算与单位,其中压力的确定是难点.正确判断物体间的压力,进行受力分析是关键;物体间接触部分的面积,一般与较小的物体面积相同.
18.阿基米德原理的应用
【知识点的认识】阿基米德定律是物理学中力学的一条基本原理。浸在液体(或气体)里的物体受到向上的浮力作用,浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力。其公式可记为F浮=G排=ρ液•g•V排液。
【命题方向】
直接用阿基米德原理来解题,用阿基米德原理分析解决与浮力有关的问题。
例:将一铁块第一次浸没于水中,第二次浸没于煤油中,比较铁块在两种液体中所受到的浮力,正确的是( )
A.铁块浸没于水中受到的浮力大
B.铁块浸没于煤油中受到的浮力大
C.两次铁块受到的浮力一样大
D.无法比较两次铁块所受到的浮力大小
分析:同一铁块浸没于水中和煤油中,排开液体的体积相同,根据阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排判断铁块所受浮力大小关系。
解:∵铁块浸没于水和煤油中,
∴铁块排开水和煤油的体积相同,
∵F浮=ρgV排,水的密度大于煤油的密度,
∴浸没在水中的铁块受到的浮力大。
故选A。
点评:本题关键是知道影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积,本题的影响因素是液体的密度,本题隐含的条件是铁块排开液体的体积相同。
【解题方法点拨】
解题时注意找物理量,分析问题时要注意控制变量法:物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中)来分析增大压强方法。
19.浮力大小的计算
【知识点的认识】
浮力大小的计算方法:
(1)两次称量求差法 F浮=F1﹣F2
(2)二力平衡法 F浮=G物
(3)阿基米德原理法 F浮=G排
【命题方向】
利用公式计算或综合性题目,即浮力与密度、压强、二力平衡条件和杠杆等相结合类题目。
例:一个边长为a的立方体铁块从图(甲)所示的实线位置(此时该立方体的下表面恰与水面齐平),下降至图中的虚线位置,则能正确反映铁块所受水的浮力的大小F和铁块下表面在水中的深度h关系的图象是( )
A. B.
C. D.
分析:根据公式F浮=ρgV排可知,物体排开水的体积越大,受到的浮力越大,完全浸没后物体排开水的体积不再变化,所受浮力不再变化。
解:铁块在没有完全浸没时,根据公式F浮=ρgV排可知,物体所受浮力随浸没深度的增加而增大,因为浸没的深度越大,排开水的体积越大;当完全浸没后,排开水的体积不再变化,不管浸入多深,所受浮力将不再改变。
故选A。
点评:本题考查浮力大小与物体浸入深度的关系,关键知道完全浸没前和完全浸没后的区别,还要知道影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积。
【解题方法点拨】
要灵活运用以上各种方法例如:
1.两次称量求差法
由上面的分析知道,浮力的方向是竖直向上的,与重力的方向刚好相反,所以先用弹簧测力计称出物体在空气中的重力F1,然后把物体浸入液体中,这时弹簧测力计的读数为F2,则。
2.二力平衡法
把一个物体浸没在液体中让其从静止开始自由运动,它的运动状态无非有三种可能:下沉、不动或上浮。物体浸没在液体中静止不动,叫做悬浮,上浮的物体最终有一部分体积露出液面,静止在液面上,叫做漂浮。下沉的物体最终沉入液体的底部。根据物体的受力平衡可知,悬浮和漂浮的物体,浮力等于重力,
3.阿基米德原理法
阿基米德原理的内容是:浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
20.物体的浮沉条件及其应用
【知识点的认识】
物体在液体中的浮沉条件
上浮:F浮>G 悬浮:F浮=G 漂浮:F浮=G
下沉:F浮<G 沉底:F浮+N=G
理解:研究物体的浮沉时,物体应浸没于液体中(V排=V物),然后比较此时物体受到的浮力与重力的关系。如果被研究的物体的平均密度可以知道,则物体的浮沉条件可变成以下形式:①ρ物<ρ液,上浮 ②ρ物=ρ液,悬浮 ③ρ物>ρ液,下沉
浮沉条件的应用
潜水艇是通过改变自身的重来实现浮沉的;热气球是通过改变空气的密度来实现浮沉的;密度计的工作原理是物体的漂浮条件,其刻度特点是上小下大,上疏下密;用硫酸铜溶液测血液的密度的原理是悬浮条件。此外,轮船、气球、飞艇等都是利用了沉浮条件的原理而设计的。
【命题方向】
主要以选择题、计算题的形式考查:物理的浮沉,如何控制物体的浮沉,怎样运用物体的浮沉原理解释问题等。
例1:质量相同的甲、乙、丙、丁4个小球,分别静止在水中的不同深度处,如图所示,则这4个小球在水中所受浮力最小的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
分析;由图知,甲、乙球为漂浮,丙球为悬浮,丁球沉入容器底部,根据浮沉条件得出球受到的浮力与重力的关系,而4个小球的质量相同、重力相同,可得4个小球受到的浮力大小关系。
解:由图知,甲、乙球为漂浮,丙球为悬浮,丁球沉入容器底部,
∵漂浮和悬浮时,F浮=G=mg,4个小球的质量相同
∴甲、乙、丙球受到的浮力:
F浮甲=F浮乙=F浮丙=G,
丁球沉入容器底部时,F浮丁<G,
∴F浮甲=F浮乙=F浮丙>F浮丁,
则丁球的浮力最小。
故选D。
点评:本题考查了重力的公式、物体的浮沉条件,利用好漂浮和悬浮条件是本题的关键。
例2:一艘远洋轮船装上货物后,发现船身下沉了一些,则它受到的浮力 变大 (填“变大”、“变小”“不变”)。当船由内河驶入大海后,船受到的浮力 不变 (填“变大”、“变小”“不变”),船身相对于水面将 上浮 (填“上浮”、“下沉”“不变”)。
分析:货轮在装上货物后,船身下沉,说明排开水的体积变大,根据阿基米德原理分析船受到浮力的变化情况;
当船由长江驶入大海后,都是漂浮,根据漂浮条件分析船受到浮力的变化情况,再根据阿基米德原理判断排开水的体积的变化,从而得出船是上浮还是下沉。
解:由题知,货轮在装上货物后,船身下沉,排开水的体积V排变大,
∵F浮=ρ水V排g,
∴船受到水的浮力变大;
当船由内河驶入大海后,都是漂浮,
船受到的浮力:F浮=G,
∵船受到的重力不变,
∴船受到的浮力不变;
∵F浮=ρ液V排g,ρ河水<ρ海水,
∴排开河水的体积大于排开海水的体积,船将上浮一些。
故答案为:变大,不变,上浮。
点评:本题关键有二,一是漂浮条件的使用,二是利用阿基米德原理时要同时考虑影响浮力的两个因素(液体的密度和排开液体的体积)。
【解题方法点拨】
判断物体浮沉(状态)有两种方法:比较F浮与G或比较ρ液与ρ物。
21.液体压强的大小比较
1
22.凸透镜成像规律及其探究实验
【知识点的认识】
(1)凸透镜成像规律:是指物体放在焦点之外,在凸透镜另一侧成倒立的实像,实像有缩小、等大、放大三种.物距越小,像距越大,实像越大.物体放在焦点之内,在凸透镜同一侧成正立放大的虚像.物距越小,像距越小,虚像越小.
(2)设计并进行实验:
一、提出问题:凸透镜成像,像的大小、正倒、虚实跟物距有什么关系?
二、实验器材:带刻度的光具座、蜡烛、光屏、透镜(焦距在10~20 cm之间)、刻度尺.见实验装置图.
三、实验步骤:
1、先测出透镜的焦距:让凸透镜在阳光下来回移动,找着最小、最亮的点,用刻度尺量出亮点与凸透镜的距离,这就是这个凸透镜的焦距.
2、实验探讨像的大小、正倒、虚实跟物距的关系:
[方案]①把透镜放在光具座标尺中央,从透镜的位置开始在左右两边的标尺上用粉笔标出等于焦距和2倍焦距的位置.
②点燃蜡烛,调整它们的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度.
③把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置上,调整光屏到透镜的距离,使烛焰在屏上成一个清晰的像,观察像的大小、正倒,测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏间的距离.把数据记录在表格中.
④继续把蜡烛向凸透镜靠近,观察像的变化是放大还是缩小,是正立还是倒立,蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏的距离测出,将数据记录在表格中.
⑤当蜡烛到一定位置上时,光屏没有像,用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像,把蜡烛与凸透镜、像与凸透镜的距离,像是放大还是缩小的,像的正倒,填入表格中.
物距(u)
像距(v)
正倒
大小
虚实
应用
特点
物,像的位置关系
u>2f
2f>v>f
倒立
缩小
实像
照相机、摄像机
﹣
物像异侧
u=2f
v=2f
倒立
等大
实像
精确测焦仪
成像大小的分界点
物像异侧
2f>u>f
v>2f
倒立
放大
实像
幻灯机、电影、投影仪
﹣
物像异侧
u=f
﹣
﹣
﹣
不成像
强光聚焦手电筒
成像虚实的分界点
﹣
f>u
v>u
正立
放大
虚像
放大镜
虚像在物体同侧
虚像在物体之后
物像同侧
.
【命题方向】
凸透镜成像规律及其探究实验是中考命题的热点.
例:小明同学用一个焦距未知的凸透镜、蜡烛、光屏、光具座探究凸透镜成像规律:
(1)如图a可知,该凸透镜的焦距是 11 cm.
(2)如图b所示,若在光屏上(光屏未画出)能得到清晰放大的烛焰的像,则蜡烛可能置于凸透镜左边a、b、c、d四点中的 c 点上(P是该凸透镜的2倍焦距处),此成像特点可应用在 投影仪 上.
(3)通过实验,小明发现蜡烛离凸透镜越远,光屏上得到的清晰像越 小 (填“大”或“小”).把蜡烛向凸透镜靠近时,要在光屏上成清晰的像,光屏应 远离 凸透镜(填“靠近”或“远离”),此时在光屏上成的清晰像是 倒立 的(填“倒立”或“正立”).
(4)实验中,光屏上已成清晰的、缩小的像,此时小明固定蜡烛和凸透镜,在光屏和凸透镜间放上自己所配戴的近视眼镜,若仍要在光屏上成清晰的像,则需将光屏向 远离 (填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动,此时所成的清晰像为 实 像(填“实”或“虚”).
分析:(1)凸透镜的焦距是使平行于主光轴的光会聚的点到光心的距离;
(2)根据凸透镜成像的三种情况进行判断:u>2f,成倒立、缩小的实像.2f>u>f,成倒立、放大的实像.u<f,成正立、放大的虚像.
(3)搞清像距和物距之间的关系.知道物距越大,像距越小,成的像也越小;物距越小,像距越大,成的像也越大
解:(1)根据焦距的定义,此时光屏到凸透镜的距离为焦距,f=41cm﹣30cm=11cm;
(2)要想在光屏上得到清晰放大的烛焰的像,蜡烛应放在凸透镜的二倍焦距与焦距之间,即图中的c点,图中的此成像特点可应用在投影仪上.
(3)根据物距与像距的变化规律可知,蜡烛离凸透镜越远,光屏上得到的清晰像越小.把蜡烛向凸透镜靠近时,要在光屏上成清晰的像,光屏应远离,此时在光屏上成的清晰像是倒立的.
(4)近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,实验中,光屏上已成清晰的、缩小的像,此时固定蜡烛和凸透镜,在光屏和凸透镜间放上凹透镜,若仍要在光屏上成清晰的像,由于光线发散,会延迟会聚,则需将光屏向远离凸透镜的方向移动,此时所成的清晰像仍为实像.
故答案为:(1)11;(2)c;投影仪;(3)小;远离;倒立;(4)远离;实.
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.
【解题方法点拨】
识记凸透镜成像的规律,实验探究中注意物理学方法.
23.磁感线及其特点
【知识点的认识】
(1)用带箭头的曲线来形象、方便地描述磁场,这叫磁感线.
为了便于研究磁场,我们引入了磁感线的概念,磁感线是假想的分布在磁体周围的曲线,这种研究方法叫建立理想模型法.
(2)磁感线的疏密表示磁性强弱;箭头方向表示磁场方向.
(3)在磁体外部,磁感线从N极出发,到S极进入;在磁体内部是从S到N.磁感线没有交叉的.
【命题方向】
(1)磁感线和磁场的概念辨析,常出判断类的选择题.
(2)画图或判断画图的正确性.
【解题方法点拨】
知道所用的物理学方法:模型法:通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法称为模型法.模型法借助于与原型相似的物质模型或抽象反映原型本质的思想模型,间接地研究客体原形的性质和规律.
通俗的说既是通过引入模型(能方便我们解释那些难以直接观察到的事物的内部构造,事物的变化以及事物之间的关系的符号、公式、表格、实物等)将物理问题实际化.
记住几种磁感线画法:
24.通电直导线周围的磁场
【知识点的认识】
(1)奥斯特实验说明:通电导线周围存在磁场;磁场方向和电流方向有关.
(2)这一现象叫电流的磁效应,也就是所说的电生磁.
(3)奥斯特是历史上第一个揭示了电与磁之间联系的科学家.
【命题方向】(1)物理学史:奥斯特贡献、国籍.
(2)奥斯特实验、电磁感应现象实验、磁场对通电导线作用实验是电与磁的三个重要基本实验,要掌握它的实验装置、实验现象、说明的问题,多进行对比记忆.
【解题方法点拨】
(1)甲乙两图对比说明通电导线周围存在磁场,甲丙两图对比说明磁场方向与电流方向有关.
(2)为了使磁性增强,人们把直导线改成螺线管形,又叫线圈;在通电线圈中再插入铁芯,磁性会更加增强.
25.电磁继电器的组成、原理和特点
【知识点的认识】
(1)电磁继电器的构成:由电磁铁、衔铁、簧片、触点(静触点、动触点)组成.其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成.低压控制电路是由电磁铁、低压电源和开关组成;工作电路由机器(电动机等)、高压电源、电磁继电器的触点部分组成.
(2)工作原理和特性:电磁继电器一般由 电磁铁、衔铁、弹簧片、触点等组成的,其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成.电磁继电器还可以实现远距离控制和自动化控制.只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合.当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置,使动触点与原来的静触点(常闭触点)释放.这样吸合、释放,从而达到了在电路中的导通、切断的目的.对于继电器的“常开、常闭”触点,可以这样来区分:继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点,称为“常开触点”;处于接通状态的静触点称为“常闭触点”.
【命题方向】
防讯报警器水位报警器、温度自动报警器、电铃制造等这些电磁继电器的工作原理,一般以选择题、简答题的形式出现.例如:防讯报警器:K是接触开关,B是一个漏斗形的竹片圆筒,里面有个浮子A,水位上涨超过警戒线时,浮子A上升,使控制电路接通,电磁铁吸下衔铁,于是报警器指示灯电路接通,灯亮报警.
【解题方法点拨】
关键是理解工作原理:用电磁继电器控制电路的好处:用低电压控制高电压;远距离控制;自动控制.
26.磁场对通电导线的作用
【知识点的认识】
(1)磁场对通电导线有力的作用.(2)其作用方向与电流的方向、磁场的方向有关.
【命题方向】
在初中段主要考查:电动机为什么会转动、原理是什么?
【解题方法点拨】
解题是要知道电动机的工作原理.
27.产生感应电流的条件
【知识点的认识】
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生电流,这种电流叫感应电流,这一现象叫电磁感应现象.这是由英国科学家法拉第最先发现的.
由这一知识点可以知道产生感应电流的条件有三点:①闭合电路;②一部分导体;③切割磁感线运动.
【命题方向】
磁生电是电与磁重要理论之一.中考考查的重点是电磁感应现象、感应电流产生的条件、发电机的工作原理等.
【解题方法点拨】
(1)如何理解“切割磁感线运动”
我们把磁感线理解成从N极出发到S极进入的直线,如果导体运动方向会穿过直线,我们就说切割了磁感线.
例如:a是垂直于纸面的通电导线横截面,磁感线从N到S方向分布,甲图运动方向与磁感线方向平行,不切割;乙图导线垂直于纸面运动也不切割;丙图运动方向与磁感线垂直,切割;丁图尽管斜向运动,但运动方向穿过磁感线,切割.
(2)导线切割磁感线的运动是相对的
如果导体静止不动,磁感线在运动,也可以切割磁感线.
例如:条形磁体在线圈中迅速穿过时,磁体周围的磁感线在运动,也可以认为线圈是在切割这个磁感线,所以会产生感应电流.
28.力是否做功的判断
【知识点的认识】
力学里所说的功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离.力学里规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积.公式:.在国际单位制中,功的单位是焦耳,简称焦,符号是J.我们要注意不做功的三种情况:
(1)物体受力,但物体没有在力的方向上通过距离,此情况叫“劳而无功”.
(2)物体移动了一段距离,但在此运动方向上没有受到力的作用(如物体因惯性而运动),此情况叫“不劳无功”.
(3)物体既受到力,又通过一段距离,但两者方向互相垂直(如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动),此情况叫“垂直无功”.
【命题方向】
力是否做功的判断是中考命题的热点,一般以选择题、填空题的形式出现.
【解题方法点拨】
判断一个力对物体是否做功,关键要看物体是否在这个力的方向上移动一段距离.(即理解功的计算公式中力与物体移动距离的关系是解题的关键.)
29.有用功和额外功
【知识点的认识】
(1)有用功:利用机械做功的时候,对人们有用的功就叫做有用功.
(2)额外功:并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功.
(3)总功:有用功与额外功的和叫总功.
(4)总功的计算:W总=Fs;W总=W有用+W额外
(5)有用功的计算方法:W有用=Gh;W有用=W总﹣W额外
(6)额外功的计算方法:W额外=G′h,W额外=f摩s;W额外=W总﹣W有用
【命题方向】
此考点主要考察有用功与额外功的区别及功之间的简单计算,主要以选择、填空题为主.
例1:下列说法正确的是( )
A.用水桶从井中提水的时候,对桶做的功是有用功
B.用水桶从井中提水的时候,对水做的是总功
C.桶掉到井里,从井里把桶捞上来的时候,对桶做的功是有用功
D.桶掉到井里,从井里把桶捞上来的时候,桶里带了一些水,对桶和水做的功是有用功
分析:(1)有用功就是人们为达到某一目的而需要做的功;额外功是指人们在做功时,并不需要做,但是为了达到目的而不得不做的功.
(2)区分有用功和额外功关键是要看目的是什么.
解:A、用水桶从井中提水的时候,目的是提水,所以对水做的功是有用功,对桶做的功是额外功,故A错误.
B、用水桶从井中提水的时候,对水做的功是有用功,对桶做的功是额外功,有用功和额外功之和是总功.故B错误.
C、桶掉到井里,从井里把桶捞上来,目的是捞桶,所以对桶做的功是有用功,故C正确.
D、桶掉到井里,从井里把桶捞上来,目的是捞桶,所以对桶做的功是有用功,桶里带了一些水,对水做的功是额外功.故D错误.
故选C.
点评:区分有用功和额外功关键是要看目的是什么.为达到目的做的功就是有用功,对达到目的没有用,但又不得不做的功就是额外功.
例2:把一桶水从5m深的井里提到地面上,桶重4N,水重16N,提水过程中,做的有用功为 80 J;若刚才是把不慎落入井里的水桶打捞上来,则所做的有用功为 20 J.
分析:要解决此题,需要掌握有用功、额外功、总功及机械效率的概念,并能将各个功区别开.
有用功是指对人们有用的功.
额外功是没有用但又不得不做的功.
总功是有用功与额外功之和.
解:在提水的过程中,对水做的功是有用功,所以W有用=G水h=16N×5m=80J
对水桶做的功是额外功,所以额外功为W额=G桶h=4N×5m=20J
若是把不慎落入井里的水桶打捞上来,则对水桶做的功为有用功,则此时的有用功为20J.
故答案为:80;20.
点评:此题通过对有用功的计算考查了学生对有用功的理解,在做功时对人们有用的功是有用功,没有用但不得不做的功是额外功,额外功与有用功的和是总功.
【解题方法点拨】
要弄清有用功、额外功和总功的概念.针对不同的题意确定有用功和额外功.举例来说,用水桶打水,提起水桶自身做功是额外功,提出水做的功是有用功.但把水中的桶捞上来,提起水桶自身做的功是有用功,把桶里的水提出来做的功成了额外功.
30.滑轮(组)的机械效率
【知识点的认识】
(1)滑轮组提升重物时有η=,因为W有用=Gh,W总=Fs,所以有η=,又因为s=nh,所以有η=,如果不计摩擦和绳重,则有F=,所以η=。
(2)①滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关,G物相同时,G动越大、η越小;
②滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关,G动相同时,G物越大、η越大;
③同一滑轮组的机械效率与绕绳方式无关。
【命题方向】
第一类常考题:公式简单运用
如图所示,用滑轮组把重力G为400N的石块匀速提高6m,所用拉力F为250N,则滑轮组的机械效率为( )
A.60% B.70% C.80% D.90%
分析:用滑轮组提升重物,则重物被提升的功为有用功,而人的拉力所做的功为总功,故机械效率可用η==来求解。
解:已知G=400N;h=6m;F=250N.从图中看出有两段绳子在拉重物,故s=2h=2×6m=12m
故机械效率η====80%
故选C。
点评:本题考查滑轮组的机械效率,属于求滑轮组机械效率中最基础的题目。
第二类常考题:
如图所示,是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形。某次操作中,工人用400N的拉力F在1分钟内将总重为900N的泥土匀速提升5m。在这段时间内:
(1)拉力F所做的有用功是多少?
(2)拉力F做功的功率是多少?
(3)滑轮组的机械效率是多大?
分析:(1)克服泥土的重力所做的功是有用功;
(2)拉力F所做的功是总功,总功与时间的比值等于功率;
(3)有用功与总功的比值是机械效率。
点评:本题考查的知识点多,用到的公式多,难点是求拉力所做的总功,由滑轮组的特点知:绳子自由端移动的距离与物体上升高度之间的关系是s=nh;从而求出拉力方向上移动的距离。
【解题方法点拨】
(1)根据滑轮组装形式,确定承担物重的绳子股数,求出物体上升高度,然后利用公式W总=Fs计算总功、W有用=Gh计算有用功,最后用有用功除以总功得出滑轮组的机械效率。
(2)滑轮的机械效率取决于动滑轮的质量和物体的质量,如果动滑轮质量越小,物体质量越大,则效率越高。
31.动能和势能的大小变化
【知识点的认识】
动能
①概念:物体由于运动而具有的能,叫做动能.一切物体都具有动能.
②影响动能大小的因素:物体的质量和速度.物体的质量越大,速度越大,物体具有的动能就越大.
势能:弹性势能和重力势能统称为势能
(1)重力势能
①概念:物体由于被举高而具有的能量,叫做重力势能.
②影响重力势能大小的因素:物体的质量和物体所处的高度.物体的质量越大,所处的高度越高,物体的重力势能就越大.
(2)弹性势能
①概念:物体由于发生弹性形变而具有的能,叫做弹性势能.
②影响弹性势能大小的因素:弹性形变程度.同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大,弹性势能就越大.
【命题方向】
第一类常考题:
草原发生大面积蝗灾时,农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗虫.当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时,它的( )
A.动能不变,势能不变 B.动能减少,势能增加 C.动能增加,势能减少 D.动能减少,势能减少
分析:动能的影响因素是质量和速度,重力势能的影响因素是质量和高度,动能和势能统称机械能.据此结合题目描述可做出判断.
解:当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时,其质量在不断减小,高度和速度不变,因此,由动能和重力势能的影响因素可知,其动能和重力势能均减少.故只有选项D的说法正确,符合题意.
故选D.
点评:本题主要考查了动能和重力势能的影响因素,本题中注意飞行喷洒农药时其质量在不断减小是解答中的易错点.
第二类常考题:
如图所示,滑板运动员从高处平台的末端水平飞出,落在水平地面上,若不计空气阻力,则运动员在下落过程中( )
A.重力势能转化为动能,机械能增大
B.重力势能转化为动能,机械能不变
C.动能转化为重力势能,机械能增大
D.动能转化为重力势能,机械能减小
分析:动能大小与质量和速度有关,重力势能的大小与质量和高度有关.
解:不计空气阻力,运动员在下落过程中质量不变,速度增大,高度减小故重力势能减小动能增大,重力势能转化为动能,机械能不变;
故选B
点评:此题考查了动能和势能的转化,要注意不考虑空气阻力机械能守恒.
【解题方法点拨】
判断一个物体的动能、势能(重力势能和弹性势能)的变化情况,关键在于深入理解影响它们大小的因素.动能(势能)的大小不仅与物体的速度大小(所处高度)有关,而且还与物体的质量大小有关.判断一个物体的动能(势能)是否发生变化或发生了怎样的变化,首先要确定速度(所处高度)或质量这两个因素中哪一个因素是不变的,然后再根据另一个因素的变化情况来判断物体动能(势能)的变化情况.
32.机械能的概念
【知识点的认识】
(1)动能和势能之和称为机械能。
动能和势能都属于机械能,动能是物体运动时具有的能量,势能是存储着的能量,动能和势能是机械能的两种表现形式。
(2)大小:物体具有的机械能是指动能和势能的总和。
【命题方向】
第一类常考题:机械能的概念
海啸具有巨大的破坏力,主要是因为海啸形成的海浪具有强大的( )
A.电能 B.机械能 C.核能 D.内能
分析:要解决此题,需要掌握机械能的概念,知道机械能包括动能和势能,运动的物体具有动能;被举高的物体具有重力势能。
解:海啸产生后,推动了海波,使海浪具有较大的动能,从而产生了极大的破坏力,机动能属于机械能,故产生破坏性的原因是海浪具有机械能。
故选B。
点评:本题考查机械能概念,应明确动能及势能都属于机械能。
第二类常考题:机械能的大小判断
下列关于机械能的说法中,正确的是( )
A.气球匀速上升时,它的动能减小,势能增加,它的机械能保持不变
B.卫星在远地点时,势能最大,动能为零
C.两辆相同的汽车,运动速度相同,具有的机械能一定相等
D.水平路面上匀速前进的洒水车,在洒水的过程中,它的动能减小
分析:(1)动能大小的影响因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大。
(2)重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大。
(3)机械能等于动能和势能之和。
解:A、气球匀速上升时,质量不变,速度不变,动能不变。高度不断增大,重力势能增大,故它的机械能增大。说法错误。
B、人造地球卫星在远地点时,卫星和地球的相对距离最大,速度最小,故人造地球卫星在远地点时势能最大,动能最小但不是零。说法错误。
C、两辆相同的汽车运动速度相同时,故其动能相同,但不能判断重力势能的大小。说法错误。
D、匀速前进的洒水车,在洒水过程中,速度不变,但质量变小,故它的动能逐渐减小。说法正确。
故选D。
点评:掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素,根据影响因素能判断动能、重力势能、弹性势能的变化。卫星和地球的相对距离很远,已经脱离的地球引力范围,不再受重力,具有的不是重力势能,而是势能。此处学生容易出现错误。
【解题方法点拨】
机械能的大小可能是物体的动能与势能的和,可能全部都是物体的动能,也可能全部是物体的势能,在分析机械能的大小时,应该综合考虑动能、重力势能和弹性势能。
33.内能的利用及其意义
【知识点的认识】
(1)利用内能来加热﹣﹣热传递
内能一个重要应用就是直接用它来加热物体.物体在获得内能以后,温度会升高.我们家里每天都要生火煮饭,我国北方的冬天还要生火取暖,工厂里常常要加热各种零件,所有这些,都是直接利用内能来加热的常见例子.其实质是利用热传递,将内能从高温物体转移到低温物体.
(2)利用内能来做功
在试管内装些水,用软木塞塞住,加热使水沸腾,水蒸气会把软木塞冲出.
在这个实验中,燃料的化学能转化为内能,传给水和水蒸气,水蒸气把塞子冲出去,内能转化为塞子的机械能.
所以利用内能做功的实质是内能转化为其他形式能的过程.
【命题方向】
生活中的哪些现象是内能的利用是中考的主要命题方式.
例1:如图所示实验或事例,属于内能转化为机械能的是( )
A. B.
由滑梯滑下臀部会有灼热感 搓手取暖
C. D.
钻木取火 水蒸气将木塞冲出
分析:在一定的条件下,各种能量都可以相互转化.内能转化为机械能就是利用内能来做功的过程.
分析清楚图示物理情景即可正确解题.
解:A、由滑梯上滑下,臀部会有灼热感,机械能转化为内能,不符合题意,故A错误;
BC、搓手取暖,钻木取火,都是机械能转化为内能,不符合题意,故B、C错误;
D、水蒸气顶开软木塞,是利用水蒸气的内能来做功,把内能转化为机械能,符合题意,故D正确;
故选D.
点评:此题主要考查的是对内能的利用的了解和掌握,是一道基础题.主要体现物理来源于生活,又服务于社会的新理念.
例2:冬天,火炉把自己的 内 能传递给房间里的空气,供人们取暖;到了春天,我们不能把这些能量重新收集起来供来年再用,一般情况下, 内 能只能从高温物体转移到低温物体,不能相反,上述事例说明:能量的转化、能量的转移,都是有 方向 性的.
分析:要解答本题需掌握:能量的传递是从高温物体传向低温物体;能量的转化、能量的转移,都是有方向性的.
解:冬天,火炉把自己的内能传递给房间里的空气,供人们取暖;到了春天,我们不能把这些能量重新收集起来供来年再用,这是因为能量的传递是有方向性的,只能由高温物体传向低温物体.
故本题答案为:内,内,方向
点评:本题主要考查学生对能量的转移和转化是有方向性的理解和掌握.是中考的热点.
题方法点拨】
知道内能与其他形式的能可以相互转化,内能的利用就是把内能转化为其他能的应用.
34.探究比热容的实验
【知识点的认识】
为了比较水和煤油的吸热能力,小王做了如图所示的实验,在2个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和煤油,用两个相同的酒精灯对其加热,并用相同的两支温度计分别同时测量水和煤油的温度变化,实验数据如下:
液体
质量(g)
初温(℃)
末温(℃)
加热时间(min)
水
300
20
30
12
煤油
300
20
30
6
(1)在此实验中,为比较水和煤油吸热能力的大小,我们可以加热相同的时间,观察 升高温度 的不同;也可以 升高相同的温度,比较加热时间的长短 .
(2)分析下表中的实验数据可知:质量相同的水和煤油,升高相同的温度时, 水 吸收的热量多,表明 水 的吸热能力大.
(3)如果加热相同的时间,质量相同的水和煤油, 煤油 升高的温度更高.
(4)由于物体吸收热量的多少不使用仪器测量,本实验中把吸收热量的多少转换成加热时间的长短,这种科学方法叫 转换 法.
分析:(1)判断水与煤油的吸热本领的大小,有两种方法:
①可判断两种物质在升高相同温度的情况下,所用时间的多少.用时较多的,说明吸收的热量多,则比热较大.
②可判断两种物质在吸收相同热量的情况下,升高温度的多少.温度升高较多的,则比热较小.
(2)根据表中实验数据进行分析,然后答题.
(3)加热相同的时间,质量相同的水和煤油,由于煤油的吸热本领小,所以煤油升高的温度更高;
(4)本实验中把吸收热量的多少转换成加热时间的长短,所用的方法为转换法.
解:(1)在此实验中,为了比较水和煤油吸热本领的大小,我们可以加热相同的时间,观察升高的温度的不同;也可以让它们其升高相同温度,比较加热时间,来比较它们吸热本领的大小.
(2)由实验数据知,质量相同的水和煤油,升高相同温度时,水需要的加热时间更长,说明水吸收的热量更多,表明水的吸热本领大.
(3)因为煤油比水的吸热本领小,所以加热相同的时间,它们吸收相等热量时,质量相同的水和煤油,煤油升高的温度更高;
(4)由于物体吸收热量的多少不使用仪器测量,本实验中把吸收热量的多少转换成加热时间的长短,这种科学方法叫转换法.
故答案为:(1)升高温度;升高相同的温度,比较加热时间的长短;(2)水;水;(3)煤油;(4)转换.
点评:本题主要考查如何用转换法和控制变量法来比较不同物质比热容(吸热能力)的大小,本题有一定的难度,解题时要注意控制变量法的应用.
35.电流的热效应、化学效应和磁效应
【知识点的认识】
一、电流的热效应:
(1)定义:
当电流通过电阻时,电流作功而消耗电能,产生了热量,这种现象叫做电流的热效应
(2)影响因素:
与通电的时间、电流、电阻有关,通过导体的电流越大,导体的电阻越大,通电时间越长,导体产生的热量越多;
(3)公式:
Q=I2Rt(普遍适用)
Q=W=UIT(只适用于电热器)
式中:I﹣通过导体的电流,单位是安培(A); R﹣﹣导体的电阻,单位是欧姆; t﹣﹣电流通过导体的时间,单位是秒(S);Q﹣﹣电流在电阻上产生的热量,单位是焦(J).
二、电流的化学效应:
(2)定义:电流通过导电的液体会使液体发生化学变化,产生新的物质.电流的这种效果叫做电流的化学效应.
(2)原理:主要是电流中的带电粒子(电子或离子)参与而使得物质发生了化学变化.化学变化中往往是这个物质得到了电子,那个物质失去了电子而产生了的变化.最典型的就是氧化还原反应.而电流的作用使得某些原来需要更加苛刻的条件才发生的反应发生了,并使某些反应过程可逆了(比如说电镀、电极化).
三、电流的磁效应.
任何通有电流的导线,都可以在其周围产生磁场的现象,称为电流的磁效应.给绕在软铁心周围的导体通电,软铁心就产生磁性,这种现象就是电流的磁效应.如电铃、蜂鸣器、电磁扬声器等都是利用电流的磁效应制成的.
【命题方向】
第一类常考题:电流的热效应
如图所示的家用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A. B. C. D.
电饭锅 笔记本电脑 电风扇 电视机
分析:电流流过导体时,导体要发热,这种现象是电流的热效应,发生电流的热效应时,电能转化为内能;
分析各用电器工作时能量的转化方向、根据用电器的工作原理逐一分析做出选择.
解:
A、电饭锅工作时电能转化为内能,电饭锅是利用电流热效应工作的,故A正确;
B、电脑主要把电能转化为光能,不是利用电流热效应工作的,故B错误;
C、电风扇工作时电能主要转化为机械能,利用了通电导体在磁场中受到力的作用而工作的,故C错误;
D、电视机工作时主要把电能转化为光能,不是利用电流热效应工作的,故D错误.
故选:A.
点评:本题主要考查学生对:电流的热效应,知道电流热效应的概念及利用电流热效应工作的用电器能量转化的方向,是正确解题的关键.
第二类常考题:电流的磁效应
如图所示的四个图的装置可以用来演示物理现象,则下列表述正确的是( )
A.图甲可用来演示电磁感应现象
B.图乙可用来演示磁场对电流的作用
C.图丙可用来演示电流的磁效应
D.图丁可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系
分析:本题考查电磁感应、电流的磁效应,可根据实验装置及实验的现象进行判断.
解:A、甲图中开关闭合后,导体棒内通以电流,则导体在磁场力的作用下发生运动,故演示的为磁场对电流的作用,故A错误;
B、乙图中导体棒ab在磁场中做切割磁感线运动时,电流表中会产生感应电流,故演示的为电磁感应,故B错误;
C、放在小磁针上方的导线中有电流通过时,小磁针会发生偏转,说明通电导体周围产生了磁场,即演示了电流的磁效应,故C正确;
D、通电后串联的两绕有线圈的铁钉都可吸引小铁钉,但左边吸引的个数要多,说明通电螺线管的磁极强弱与线圈匝数有关,故D错误;
故选C.
点评:物理为实验学科,很多知识来自于实验,故应注意对实验学习的重视,掌握好实验的原理及现象.
【解题方法点拨】
要熟悉相关知识,了解各电流效应所对应的应用.
36.绝缘体
【知识点的认识】
定义:不容易导电的物体叫做绝缘体,如:橡胶、玻璃、塑料等;
【命题方向】
此考点较为基础,在中考中主要考查导体和绝缘的分类,一般以选择题和填空题出现.
例1:下列学习用品中,通常情况下属于绝缘体的是( )
A.铅笔芯 B.塑料尺 C.铁质铅笔盒 D.金属小刀片
分析:不容易导电物体是绝缘体,例如:橡胶、玻璃、陶瓷等.容易导电的叫导体,例如:金属、人体、大地、酸碱盐的水溶液等.
解:铅笔芯、铁、刀片是导体;塑料是绝缘体.
故选B.
点评:本题考查学生对导体和绝缘体的识别,属于识记内容,注意区分.
例2:小东在安装如图所示的电路装置时,发现导线不够长.他用下列哪个物体将A、B两点连接后,按下开关,灯泡却始终无法发亮( )
A.塑料直尺 B.石墨圆棒 C.钢制刀叉 D.银制筷子
分析:(1)不容易导电的物体叫绝缘体.常见绝缘体中包括:玻璃、陶瓷、塑料、各种油等;
(2)容易导电的物体叫导体.常见的导体:各种金属、石墨、以及酸碱盐的溶液等.
解:由于石墨、钢、银是导体,塑料是绝缘体,所以他用石墨圆棒、钢制刀叉、银质筷子将A、B两点连接后,按下开关,灯泡发亮;而接入塑料直尺,灯不亮.
故选A.
点评:记住绝缘体包括哪些物质、导体包括哪些物质是解决此题的关键.因此可知记住课本中的基础知识对于解决此类识记性的基础题非常重要.
【解题方法点拨】
导体与绝缘体之间没有绝对的界限,一般情况下,不容易导电的物体,当条件改变时,也有可能导电,变为导体.例如:常温下玻璃是绝缘体,而在高温达到红炽状态时,也就变成导体了.
37.影响电阻大小的因素
【知识点的认识】
(1)影响电阻大小的因素是:材料、长度、横截面积、温度.
(2)控制变量法:物理学中对于多因素的问题,常常采用控制因素的办法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法.
【解题方法点拨】
(1)因为电阻是受多个因素影响的,两段导体比较电阻大小时,没有一定的前提条件,是无法比较的.
(2)通常情况下,导体的温度都是与室温相同,所以在不提温度时,认为温度是相同的.
(3)电阻是导体本身的一种性质,它的大小只与材料、长度、横截面积、温度四个因素有关,与电压无关,与电流也无关.
(4)只有一根电阻线,其他器材足够时,可以研究电阻与长度、横截面积、温度的关系,不能研究电阻与材料的关系.
(5)下面两个实验装置很类似,现象和结论是不同的.
甲图实验现象是:灯泡变亮,说明:导体和绝缘体之间没有明确的分界,当玻璃加热到红炽状态时,由绝缘体变成导体;
乙图实验现象是:灯泡逐渐变暗,说明:灯丝的电阻随温度的升高而增大.
【命题方向】
以探究影响电阻大小的因素为题材,考查控制变量法思想的应用,是考题热点.常见错误为:比较导体电阻在小时,没有考虑全各个因素的影响;描述实验结论时,没有考虑其他因素一定的前提条件,即“当…一定时”.
例1:如果不考虑温度的影响,导体的电阻的大小与下列哪个因素无关(
A.导体的材料 B.导体的长度 C.导体的横截面积 D.导体两端的电压
分析:如果把导体比作一条公路,电阻比作堵车事故:水泥路面比土道畅通,即材料影响电阻;宽敞的路比窄路畅能,即横截面积影响电阻;路越长堵车机会越大,即长度影响电阻.
解:电阻是导体本身的一种性质,电阻大小的影响因素有材料、长度、横截面积、温度,与电压、电流等外界因素无关.
根据影响电阻大小的因素来判断,A、B、C都影响电阻,D不影响.
故选D.
点评:导体的电阻是导体本身的一种性质,其决定因素与其本身的材料、长度、横截面积有关,若说与外界有关,也只与外界的温度这个因素有关.导体一定,则电阻一定.与导体两端电压的高度,导体中电流的大小等都没有关系.
例2:在温度一定时,比较两根铜导线的电阻的大小,下列说法中正确的是( )
A.长导线的电阻大
B.细导线的电阻大
C.长度相同,粗导线的电阻大
D.粗细相同,长导线的电阻大
分析:导体电阻的大小由温度、材料、长度和横截面积四方面因素共同决定.所以在比较两根导线电阻大小关系时,一定要在其他三个因素都相同的情况下,通过比较其中的某一个因素,才能比较出两根电阻的大小关系,否则是很难比较出来的.
解:
AB、电阻的大小不仅跟导体的材料有关,还跟材料的长度和横截面积大小有关,所以选项A、B都不正确;
C、在长度和材料相同时,导体的横截面积越小,即导线越细,电阻越大,故C选项错误;
D、在横截面积和材料相同,长的铜丝电阻大,故D正确.
故选D.
点评:本题考查了决定电阻大小的因素,用好控制变量法正确分析是本题的关键.
38.欧姆定律的应用
【知识点的认识】
(1)相关基础知识链接:
①电流规律:
串联:I=I1=I2.串联电路电流处处相等。
并联:I=I1+I2.并联电路干路电流等于各支路电流之和。
②电压规律:
串联:U=U1+U2.串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。
并联:U=U1=U2.并联电路各支路两端电压相等,等于总电压。
③电阻规律:
串联:R=R1+R2.串联电路总电阻等于分电阻之和。
并联:=+.并联电路总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和。
④比例规律:
串联:=.串联电路中电压与电阻成正比。
并联:I1R1=I2R2.并联电路中电流与电阻成反比。
⑤欧姆定律:
I=.导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。
【解题方法点拨】
(一)比例问题
解决这类问题一要掌握规则,二要弄清是哪两部分相比。
①串联电路电流处处相等,即电流之比为:I1:I2=1:1;根据I=可知电压与电阻成正比,=。
②并联电路各支路电压相等,即电压之比为U1:U2=1:1;根据U=IR可知电流与电阻成反比,I1R1=I2R2。
例一:R1=3Ω,R2=5Ω,如图甲,由于是串联电路,所以电流之比I1:I2=1:1;电压之比等于电阻之比,所以电压之比U1:U2=3:5;如果电路变式成乙图,则两电压表示数比为U1:U2=(3+5):5=8:5。
例二:R1=3Ω,R2=5Ω,如图甲,由于是并联电路,所以电压之比U1:U2=1:1;电流之比等于电阻之反比,所以电流之比I1:I2=5:3;如果电路变成乙图,则两电流表示数之比为I1:I2=5:(3+5)=5:8。
(二)电表示数变化问题
(1)解决这类问题最重要的是弄清电路是串联还是并联,不同的连接方式有不同的判断规则。
①串联电路:
电流与电阻的变化相反,即电阻变大时电流变小,电阻变小时电流变大;按电阻的正比例来分配电压。
例如如图:当滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电阻变大,所以电流变小;电阻R1尽管大小没变,但它占总电阻的比例变小了,所以R1两端电压变小,R2占总电阻的比例增大了,所以R2两端电压变大。
②并联电路:
各支路的电压都与电源电压相等,所以电压是不变的;阻值变化的支路电流随之变化,阻值不变的支路电流也不变。
例如如图:当滑片向右滑动时,尽管R2的阻值在变,但它两端的电压总等于电源电压,所以R2两端电压不变,R1两端电压当然也不变;R2所在支路电阻变大,所以电流变小,R1所在支路电阻不变,所以电流也不变,干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流变小。
③电压表与电流表示数的比值:
根据导出式R=可知,电压表与电流表示数的比值代表了某个电阻的大小,只要电阻不变化,两表比值是不变的。
例如如图甲,电压表与电流表的比值代表了电阻R1的阻值,所以当滑片移动时,两表示数的比值不变;如图乙,电压表与电流表的比值代表了电阻R2的阻值,所以两表示数的比值在变大。
(但需要注意的是,当滑片移动时,R2两端电压的变化量与R1两端电压的变化量相等,所以电压表的变化量与电流表的变化量之比代表了电阻R1的阻值,是不变的。)
(2)解决这类电表示数变化的问题时,常在第一步判断串并联时出错。请注意下面的电路,例如图甲是串联电路,图乙是并联电路。
(滑片向右滑时,图甲:A变小,V变大;图乙A1变小,A2变小,V不变。)
(3)滑动变阻器连入电路的是哪一部分,没有判断清楚,也是解决电表示数变化问题常出现的错误。图甲滑动变阻器接入电路的是全部,图乙接入电路的是左半部分。注意滑片移动时对电流的影响有何不同。
(滑片向右滑动时,甲:A不变,V1不变,V2变大;乙:A变小,V1变小,V2变大)
综上所述,解决电表示数变化的问题要按照下面的程序进行:
①判断电路是串联还是并联;
②分析滑动变阻器接入的是哪一部分;
③找准各个表所测量的对象是哪里;
④按照串并联各自的规则来判断电流、电压的变化。
【命题方向】
欧姆定律的综合应用是电学部分的核心,也是最基础的内容,这一节知识是难点也是中考必考点。常结合日常生活生产中遇到的电路问题考查欧姆定律的应用,计算题多与后面的电功率计算结合在一起,作为中考的压轴题出现。训练时应足够重视。
例1:在图甲所示的电路中,当滑片P由b移到a的过程中,电压表示数U及滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电阻R1的阻值为20Ω
B.滑片P移到b端时,R2两端的电压为6V
C.滑片P移到a端时,R1消耗的功率为0.2W
D.当滑片P移到中点时,通过R1的电流为0.3A
分析:(1)当滑片P移到b端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为0,电路为R1的简单电路,电压表的示数为电源的电压,根据图象读出电源的电压;
(2)滑片P移到a端时,R1与滑动变阻器的最大阻值串联,根据图象读出电压表的示数和滑动变阻器的最大阻值,根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律和电路中的电流特点得出等式即可求出R1的阻值,根据P=求出滑片P移到a端时R1消耗的功率;
(3)根据图象得出滑片P移到中点时电压表的示数,根据欧姆定律求出通过R1的电流。
解:(1)当滑片P移到b端时,电路为R1的简单电路,电压表的示数为电源的电压,此时滑动变阻器接入电路中的电阻为0,两端的电压为0,故B不正确;
由图象可知,电压表的示数为6V即电源的电压U=6V;
(2)滑片P移到a端时,R1与滑动变阻器的最大阻值串联,
由图象可知,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,电压表的示数U1=2V,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴滑片P移到a端时,滑动变阻器两端的电压:
U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V,
∵串联电路中各处的电流相等,
∴=,即=,
解得:R1=10Ω,故A不正确;
R1消耗的功率:
P1===0.4W,故C不正确;
(3)由图象可知,当滑片P移到中点即R2′=10Ω时,U1′=3V,
通过R1的电流:
I1===0.3A,故D正确。
故选D。
点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据图象读出滑片接入电路中不同电阻时对应电压表的示数。
例2:如图所示的电路,电源电压为12V,R1=R3=4Ω,R2=6Ω,求:
(1)当S1、S2都断开时,电流表和电压表的示数各是多少?
(2)当S1、S2都闭合时,电流表和电压表的示数各是多少?
分析:(1)当S1、S2都断开时,R2与R3串联,电压表测R3两端的电压,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联特点和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出R3两端的电压;
(2)当S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电压表被短路,电流表测干路电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出各支路的电流,利用并联电路的电流特点求出干路电流。
解:(1)当S1、S2都断开时,R2与R3串联,电压表测R3两端的电压,电流表测电路中的电流,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴根据欧姆定律可得,电流表的示数:
I===1.2A,
电压表的示数:
U3=IR3=1.2A×4Ω=4.8V;
(2)当S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电压表被短路即示数为0,电流表测干路电流,
∵并联电路中各支路两端的电压相等,
∴通过两电阻的电流分别为:
I1===3A,I2===2A,
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
∴电流表的示数:
I′=I1+I2=3A+2A=5A。
答:(1)当S1、S2都断开时,电流表的示数为1.2A,电压表的示数为4.8V;
(2)当S1、S2都闭合时,电流表的示数为5A,电压表的示数为0V
点评:本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律的应用,关键是开关闭合、断开时电路串并联的辨别和电表所测电路元件的判断。
39.探究电流与电压、电阻的关系实验
【知识点的认识】
(1)探究电流与电压关系
①控制不变的量:电阻.
怎样控制:采用同一个定值电阻实验.
②改变的量:电压.
怎样改变:改变电池节数;调节学生电源的旋钮;串联滑动变阻器,调节滑片.
③滑动变阻器在实验中的作用:保护电路;改变定值电阻两端的电压.
④电路图:
⑤结论:当导体的电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比.
(2)探究电流与电阻的关系
①控制不变的量:电压.
怎样控制:串联滑动变阻器,调节滑片.
②改变的量:电阻.
怎样改变:更换定值电阻.(不能用滑变阻器来代替定值电阻)
③滑动变阻在实验中的作用:保护电路;使定值电阻两端的电压保持不变.
④结论:当导体两端的电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比.
【解题方法点拨】
(1)理解实验方法:在探究电流与电压、电阻关系的实验中,由于两个因素都会对电流产生影响,所以我们采用控制变量法来进行研究,即研究电流与电压关系时要控制电阻一定,研究电流与电阻关系时要控制电压一定.
(2)理解探究过程:研究电流与电压关系时移滑动变阻器的滑片目的是改变定值电阻两端的电压;研究电流与电阻关系时移滑片的目的是使定值电阻两端的电压保持一定.
(3)理解结论描述:
①两个实验的结论前面都要加上条件:“当导体的电阻一定时”、“当导体两端的电压一定时”.
②注意用词先后顺序:“电流与电压”、“电流与电阻”不能说成“电压与电流”、“电阻与电流”.
③“电压”“电流”“电阻”每个词前的修饰语都是不同的:“导体中的电流”,“导体两端的电压”,“导体的电阻”.
【命题方向】
这是电学三个重点实验之一,所涉及的知识点较多,综合性强,是中考电学实验中较为重要的实验.
例:在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中,有如下器材:电压表、电流表、滑动变阻器、开关、两节干电池、定值电阻R(分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、导线若干.小明在实验时连接的电路如图1所示.
(1)在探究“电流与电压的关系”实验中:
①闭合开关前,要将滑动变阻器滑片移至 A (填“A”或“B”)端;电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和 改变电阻两端电压,进行多次测量 的作用;
②闭合开关S,无论如何移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数几乎为零,电压表示数约为3V,此时,电路出现的故障可能是 R处断路 ;小明排除故障后继续实验.
(2)在探究“电流与电阻的关系”实验中:
①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和 控制电阻R两端电压不变 的作用;
②小明先将R﹦10Ω的电阻接入,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V,记下电流表示数;接着在滑动变阻器的滑片位置不变,把R换为15Ω的电阻时,应向 A (填“A”或“B”)方向移动滑动变阻器的滑片P,才能使电压表示数为2.5V,同时记下电流表的示数;
③若要使所给的5个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验,应该选取至少标有 5 Ω的滑动变阻器;
④根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图2所示,小明由图象得出的结论是: 电压一定时,电流与电阻成反比 .
(3)若继续使用该实验电路,还可以进行的实验有 伏安法测电阻 (只要求填写一个实验名称).
分析:探究电流与电压、电阻关系实验,应采用控制变量法,根据实验目的与题意分析答题.
解:(1)在探究“电流与电压的关系”实验中:
①闭合开关前,要将滑动变阻器滑片移至A端;电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和改变电阻两端电压,进行多次测量的作用;
②闭合开关S,无论如何移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数几乎为零,电压表示数约为3V,此时,电路出现的故障可能是 R处断路;
(2)在探究“电流与电阻的关系”实验中:
①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和控制电阻R两端电压不变的作用;
②小明先将R﹦10Ω的电阻接入,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V,记下电流表示数;接着在滑动变阻器的滑片位置不变,把R换为15Ω的电阻时,应向A方向移动滑动变阻器的滑片P,才能使电压表示数为2.5V,同时记下电流表的示数;
③由图示电路图可知,电源电压为1.5V×2=3V,由图示图象可知,电阻两端电压为U=0.5A×5Ω=2.5V,滑动变阻器两端电压为:U滑=U﹣UR=3V﹣2.5V=0.5V,由串联电路电流I处处相等,定值电阻与滑动变阻器接入电路的阻值之比:====,则R滑=R,即:定值电阻阻值是滑动变阻器接入电路阻值的5倍,
使所给的5个定值电阻“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω”分别接入电路中都能正常进行实验,当定值电阻为25Ω时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,为:R滑最大=R=×25Ω=5Ω,若要使所给的5个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验,滑动变阻器最大阻值至少为5Ω,则应该选取至少标有5Ω的滑动变阻器;
④根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图2所示,小明由图象得出的结论是:电压一定时,电流与电阻成反比.
(3)若继续使用该实验电路,还可以进行的实验有伏安法测电阻.
故答案为:(1)①A;改变电阻两端电压,进行多次测量;②R处断路;(2)①控制电阻R两端电压不变;②A;5;③电压一定时,电流与电阻成反比;(3)伏安法测电阻.
点评:本题考查了实验分析,探究电流与电压、电阻关系实验,要采用控制变量法,应用控制变量法分析即可正确解题.
40.安全用电原则
【知识点的认识】
(1)不接触低压带电体.
(2)不靠近高压带电体.
【解题方法点拨】
①不用湿手触摸开关,不用湿布擦拭正在使用的用电器;
②三孔插座应接地,带金属外壳的用电器用三脚插头;
③不要在电线上晾衣物,不在高压线附近放风筝;
【命题方向】
安全用电方法的判断是中考命题热点.
例1:如图所示的做法中符合安全原则的是( )
A. B.
雷天站在大树下避雨 用手指触碰插座的插孔
C. D.
用湿抹布擦发光的灯泡 将冰箱的金属外壳接地
分析:从安全用电的角度进行分析,注意触电有直接触电和间接触电两种.
解:A、雷雨天里,大树也是很好的导体,电流会沿大树传到大地,所以雷雨天千万不要在大树下避雨,故A错;
B、小孩用手指直接插入插座的孔内,直接接触火线而触电,不符合安全用电的要求,故B错;
C、因为湿抹布是导体,当用湿抹布接触带电体时,可能会使电源通过人体与大地形成通路,使人触电,不符合安全用电的要求,故C错;
D、洗衣机、电冰箱等家用电器都使用三孔插座,是由于这些用电器的外壳是金属,金属是导体,当用电器漏电时,会使金属外壳带电,若接上地线,电流就通过地线,流入大地,而防止了触电事故的发生,符合安全用电的要求,故D正确.
故选D.
点评:本题考查了安全用电的原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体.特别注意水容易导电,不要把衣服挂在电线上和用湿手拨开关,雷雨时不要在树下避雨.
例2:洗衣机、电冰箱这些家用电器使用三线插头的目的是( )
A.插头的造型美观 B.节约用电 C.插入插座更稳固 D.防止触电
分析:对于金属外壳的用电器为了防止外壳带电,外壳要通过三线插头中的地线与大地相通.
解:当有金属外壳的用电器火线漏电时,可能会造成触电事故的发生,故要使用三线插头和三孔插座,使电流通过地线导入大地,防止触电的发生.
故选D.
点评:本题考查了学生对安全用电常识的了解和掌握,明白使用三孔插头和三孔插座原因.
41.电功率的计算
【知识点的认识】
(1)定义式:P=UI.即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积,该公式是电功率的普适公式,适用于所有的用电器。
P表示电功率,单位是W;U表示某段电路两端的电压,单位是V;I表示通过这段电路的电流,单位是A
(2)导出式:P=I2R,P=.这两个公式只适用于纯电阻电路,即能将电能全部转化为内能的用电器,如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。
【解题方法点拨】
(1)分析比较用电器的电功率:
首先考虑公式P=UI分析,如果不好使,可以考虑:
①对于串联电路,因为电流到处相等,用P=I2R较为利便;
串联电路中电功率与电压、电阻的关系:串联电路:==(电功率之比等于它们所对应的电压、电阻之比)
②对于并联电路,因为各并联电路两端电压相等,用P=较为利便。并联电路中电功率与电流、电阻的关系:==(电功率之比等于它们所对应的电流之比、等于它们所对应电阻的反比)
(2)计算用电器的电功率:计算每个用电器的电功率,无论串联、并联电路,都可以用P=I2R计算,也都可以用P=计算。选用哪个公式就看题目已知的是哪些量。
【命题方向】
第一类常考题:电功率计算公式的简单运用
标有“6V3W”的小灯泡,通过它的电流与电压的关系如图所示。若把它与一只阻值为8Ω的电阻并联接在电压为4V的电路中,则整个电路消耗的功率为( )
A.3W B.3.3W C.3.6W D.5W
分析:从图象上可以看出当电源电压为4V时,通过灯泡的电流为I1=0.4A,根据公式I=可求通过电阻的电流,进一步求出总电流,根据公式P=UI可求整个电路消耗的功率。
解:通过电阻的电流I2===0.5A,电路总电流I=I1+I2=0.4A+0.5A=0.9A,
则整个电路消耗的功率为P=UI=4V×0.9A=3.6W。
故选C。
点评:本题考查并联电流和电功率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,重点是并联电路电流的规律,还要学会从题目所给信息中找到有用的数据。
第二类常考题:变形公式的综合应用
如图所示,R1=20欧,R2=40欧,电源电压保持不变。
(1)当S1、S2都闭合时,电流表A1的示数是0.6安,小灯泡L恰好正常发光,求电源电压和小灯泡的额定电压;
(2)当S1、S2都断开时,电流表A2的示数是0.2安,求小灯泡的实际功率;
(3)小灯泡的额定功率是多少?
分析:(1)当当S1、S2都闭合时,R1和灯泡L并联,R2被短路。电流表A1的测R1的电流。由电流表A1的示数是0.6安,R1=20欧可算出电源电压。小灯泡L恰好正常发光,电源电压和小灯泡的额定电压相等。
(2)当S1、S2都断开时,R2与L串联,R1被断路。由R2=40欧,电流表A2的示数是0.2安,可算出R2的电压,由电源电压减去R2的电压,可算出灯泡实际电压,由电压和电流可由公式P=UI算出灯泡功率。由R=可算出灯泡电阻。
(3)小灯泡的额定电压已算出,再由电阻通过P=算出额定功率。
解:(1)当S1、S2都闭合时,R1与L并联,R2被短路
U=U额=U1=I1•R1=0.6A×20Ω=12V
(2)当S1、S2都断开时,R2与L串联,R1被断路
IL=I2=0.2A
UL=U﹣U2=U﹣I2•R2=12V﹣0.2A×40Ω=4V
RL===20Ω
P实=U实•IL=4V×0.2A=0.8W
(3)P额===7.2W
答:(1)电源电压12V,小灯泡的额定电压12V;
(2)小灯泡的实际功率0.8W;
(3)小灯泡的额定功率7.2W。
点评:本题综合性较强,考查的内容较多。会辨别串、并联,会用欧姆定律计算,会用电功率公式计算,知道串、并联电路的电压规律,电流规律。需要注意的是:P=I2R和P=这两个公式在电功率计算题里要经常用到。
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2022年北京市中考物理终极押题密卷(含答案): 这是一份2022年北京市中考物理终极押题密卷(含答案),共23页。
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