2022年辽宁省葫芦岛市兴城市中考物理二模试卷(含答案)
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一、选择题(本题共12小题,共28分。1~8题为单选题,每题2分;9~12题为多选题,每题3分,漏选得2分,错选得0分)
1.(2分)实践证明,“测体温”、“勤洗手”、“要消毒”及“戴口罩”等措施可以有效防止新冠病毒的传播。对这些措施中相关数据的估测,符合实际的是( )
A.手持测温仪电池的电压约为220V
B.用“七步洗手法”每次洗手时间约为1s
C.一张消毒湿巾厚度约为2nm
D.一只医用外科口罩质量约为3g
2.(2分)日晷是我国古代劳动人民用来计时的一种工具。如图所示,通过观察直杆在太阳下影子的位置就可知道时间。下列现象与日晷工作原理相同的是( )
A.镜花水月 B.池水看起来比实际的浅
C.坐井观天 D.演员对镜子画脸谱
3.(2分)二十四节气是古代中国人的智慧结晶,它反映季节变化,指导农事活动,影响着千家万户的衣食住行。2016年11月30日,“中国二十四节气”被正式列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产名录。下列描述中发生液化现象的是( )
A.甲图中立春时节冰雪消融
B.乙图中冬至时节房檐下的冰挂
C.丙图中大雪时节地上的雪
D.图丁中白露时节草叶上的露珠
4.(2分)关于家庭电路和安全用电的说法中正确的是( )
A.正常使用试电笔检测线路时,氖管一定发光
B.发现有人触电时,应尽快用手拉开他
C.家庭电路中的保险丝可用铜丝代替
D.电水壶要用三线插头确保电水壶的金属外壳接地
5.(2分)跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中,关于运动员(不包含降落伞和绳)下列说法正确的是( )
A.动能变小,重力势能不变
B.动能不变,重力势能变小
C.动能变大,重力势能变小
D.动能不变,重力势能变大
6.(2分)“机器人餐厅”用机器人为顾客送餐,机器人接到指令后,内部的电动机会驱动其底部的轮子将美食送到指定客人桌边。下列实验原理与电动机原理相同的是( )
A. B.
C. D.
7.(2分)如图所示电路,开关闭合,向右调节滑动变阻器的滑片,下列判断正确的是( )
A.电流表A示数变大
B.电压表V1与电流表A示数之比变大
C.电压表V2与电流表A示数乘积变大
D.电压表V2的示数变大
8.(2分)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,蜡烛在光屏上恰好成清晰的像。下列说法正确的是( )
A.图中烛焰的成像特点与照相机成像特点相同
B.将蜡烛移至20cm刻度线处,移动光屏,在光屏上能观察到倒立缩小的实像
C.凸透镜的焦距范围是15cm<f<30cm
D.把蜡烛向右移动少许,光屏适当向右移动可得到小一些的实像
(多选)9.(2分)2022年冬季奥林匹克运动会主办城市是北京,北京成为第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会以及亚洲运动会主项国际赛事的城市。在某场馆建设中,采用如图所示的装置,使物体A在5s内匀速上升了1m。已知物体A重300N,不计滑轮组的绳重,滑轮组的机械效率为80%,关于该过程,下列说法正确的是( )
A.人对绳子拉力的功率为75W
B.该装置所做的有用功为125J
C.绳子自由端的速度为0.2m/s
D.拉力做的功为375J
(多选)10.(2分)2022亚洲杯女足决赛中,中国女足最终3:2击败韩国女足,继半决赛中逆袭成功战胜日本队后,再次以压哨绝杀对手,时隔16年中国女足再次问鼎亚洲杯。女足姑娘们的努力拼搏振奋人心,足球运动蕴含着许多物理知识,下列分析正确的是( )
A.踢出去的足球继续运动,是由于受到惯性的作用
B.在空中运动的足球最后会落到地面是因为受到重力作用
C.守门员接住飞向球门的足球使其运动状态发生了改变
D.踢球时脚对球的力与球对脚的力是一对平衡力
(多选)11.(2分)如图所示,水平地面上放有两个完全相同的容器,内装甲、乙两种不同的液体,实心小球A、B、C的体积关系为:VA=VB>VC,将它们分别放入两个容器中,放入小球后,两个容器中的液面相平,且A、C两个小球排开的液体体积相同。B球在甲液体中悬浮,在乙液体中沉底;C球在乙液体中悬浮,下列判断正确的是( )
A.A球的密度小于B球的密度
B.B球在两容器中所受浮力相等
C.甲液体比乙液体对容器底的压强大
D.两个容器对水平地面的压强相等
(多选)12.(3分)如图所示的电路中,电源电压恒定,R1=8Ω,滑动变阻器R2标有“20Ω 0.5A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,断开开关S2,闭合开关S、S1,电流表示数为0.5A,电压表示数为2V,灯泡L正常发光。下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V
B.断开开关S1,闭合开关S、S2,且电路安全时,R2接入电路的阻值范围是4Ω~20Ω
C.灯泡L的额定功率为1W
D.断开开关S1,闭合开关S、S2,且电路安全时,滑动变阻器的最大功率为1.125W
二、填空题(本题共9小题,每空1分,共26分)
13.(3分)为提高学生身体素质,许多学校要求学生课间走出教室参加活动,同学们漫步在花坛边,能从不同方向看到花坛中的荷花,是因为光发生了 反射,荷叶上相距很近的两滴水珠,会自动汇合成一滴较大的水珠,这说明分子之间存在 ,同学们在远处就能闻到荷花香,这是 现象。
14.(3分)端午节是中国的传统节日,人们有吃粽子和咸鸭蛋的习俗。小明妈妈为了让粽子易熟用高压锅来煮,这是由于水的沸点随气压增大而 ,煮咸鸭蛋升温的过程中,是通过 的方式,使鸭蛋的内能 (填“增加”、“减少”或“不变”)了。
15.(3分)目前,我国已经具备了风光水核电等清洁能源设备的产业链制造能力。其中,水力发电、风力发电消耗的能源——水能、风能都属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源,核电站是利用原子核 (填“裂变”或“聚变”)释放的能量来发电的。从发电站到用电地区,通常都有一段相当长的距离。为减少远距离输电中的电能损失, (填“纳米材料”、“半导体材料”或“超导材料”)的出现,为我们将来利用其零电阻特性实现远距离大功率输电提供了可能。
16.(3分)如图所示,小明在筷子的一端捆上棉花蘸水后充当活塞,插入两端开口的塑料管中,做成“哨子”。用嘴吹管的上端,可以发出悦耳的哨声,这哨声是由 的振动产生的,上下推拉活塞,改变了声音的 ,当筷子不动,用不同的力吹管时,改变了声音的 。
17.(3分)如图是探究电流通过导体产生的热量与 关系的实验装置,实验中用U形管内液面的 反映导体产生热量的多少。如果通过左侧容器中电阻丝的电流是2A,则右侧容器中电阻丝在1min内产生的热量是 J。
18.(2分)搬运砖头的独轮车,车厢和砖头所受的总重力为900N,独轮车的有关尺寸如图所示,推车时,人手向上的力F= N。若想使力F变小,则砖头在装载时应偏向车的 (填“前”或“后”)部。
19.(3分)中国新一代通用型导弹驱逐舰169号(武汉舰),它是052B型导弹驱逐舰。其满载时的排水量约为7×103t。驱逐舰在海水中满载航行时,受到的浮力为 N,排开海水的体积为 m3,舰侧距水面3m深处受到海水的压强为 Pa。(海水密度近似取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
20.(3分)如图所示是某家用电能表的表盘,表盘上显示已用电 kW•h,若将规格为“220V 1210W”某用电器单独接在该电能表上工作10min,电能表转盘转了100转,该用电器的实际功率为 W,实际工作的电压为 V。
21.(3分)如图甲所示,电源电压保持不变,R0为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由最右端滑至最左端,滑片P在最左端时小灯泡恰好正常发光,两个电压表示数与电流表示数的变化关系如图乙所示。该电路的电源电压为 V,滑动变阻器的最大阻值为 Ω,小灯泡的额定功率为 W
三、作图题(本题共3小题,每小题3分,共9分)
22.(3分)如图所示,S'是点光源S在平面镜中所成的像,S发出的一条光线经平面镜反射后射向凸透镜,反射光线恰好平行于凸透镜的主光轴。请画出:
(1)点光源S。
(2)射向平面镜的入射光线。
(3)经过凸透镜后的折射光线。
23.(3分)如图所示,物体B与小车A一起向左做匀速直线运动,当小车A与正前方的墙碰撞时,请画出:
(1)物体B受到的重力和支持力。
(2)物体B受到的摩擦力。
24.(3分)用笔画线表示导线,将图中的两盏电灯(规格为“220V 40W”)、开关和插座接入家庭电路中,要求:符合安全用电原则,开关只控制两盏电灯且两盏电灯都能正常发光。插座单独使用。
四、简答题(共3分)
25.如图所示,是载有“天问一号”的火箭发射升空时的情景,请你回答下列问题:
(1)火箭点火升空过程中机械能是如何变化的?
(2)火箭的燃料使用液态氢的原因是什么?
(3)为什么火箭向下喷射燃气,却能向上运动?
五、计算题(本题共2小题,共18分。要求写出必要的文字说明,公式,计算过程、数值、单位和答)
26.(9分)被部分外国留学生评为中国新四大发明之一的共享单车为人们的出行带来了便利。近几年,许多公司又陆续推出了如图所示的电动共享单车,使用前要先对车上的蓄电池充电,骑行时蓄电池对车上的电动机供电,电动机为车提供动力,如表是某电动自行车的一些主要技术参数。(g取10N/kg)求:
整车
整车质量
40kg
最高车速
≤36km/h
最大噪声
≤62dB
蓄电池
电压
50V
容量
10A•h
电动机
额定电压
50V
定功率
250W
(1)电动自行车蓄电池充电一次最多可储存的电能是多少?
(2)质量为60kg的小明骑着电动自行车在水平路面行驶时,轮胎与地面接触的总面积为0.005m2,则行驶的电动自行车对地面的压强为多少?
(3)电动自行车以额定功率行驶过程中受到的阻力为总重的0.02倍,在此条件下小明骑着电动自行车以最高车速在平直的公路上匀速行驶3600s,则牵引力做的功为多少?电动自行车行驶过程中的效率是多少?
27.(9分)小明家电热饮水机的简化电路图如图所示,它有加热和保温两种工作状态,R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝,饮水机部分参数如表所示。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),求:
额定电压
220V
加热功率
2000W
保温功率
440W
容量
2L
(1)电阻R2的阻值是多少?
(2)饮水机在加热状态下正常工作,将2L的水从25℃加热至100℃,水吸收的热量是多少?
(3)不计热量损失,完成(2)中的加热过程,饮水机需要正常工作多长时间?
六、实验、探究题(本题共5小题,共36分)
28.(6分)小明同学利用如图甲所示的实验装置“探究冰熔化时温度变化的规律”。(标准大气压下)
(1)该实验还需要的测量器材有 。
(2)小明某一时刻观察到温度计示数如图乙所示,该温度值为 ℃。
(3)冰在熔化过程中 (填“吸收”或“放出”)热量,温度保持不变。该物质在第7min时处于 (填“固体”、“液体”或“固液共存”)状态。
(4)根据实验数据,小明画出了温度随时间变化的图象如图丙所示,分析图象可知:
①当冰全部熔化后继续加热,其温度随时间变化的图线是 (填“CD”“CE”或“CF”)。
②若该物质在第12min时比热容c1=4.2×103J/(kg•℃),则第2min时比热容c2= J/(kg•℃)。
29.(6分)如图是彤彤“探究平面镜成像特点”的实验装置。
(1)彤彤用玻璃板代替平面镜做实验时,看到两个不重合的像,产生此现象的原因是选用的玻璃板过 (填“厚”或“薄”)。用玻璃板不仅可以成像,还便于确定像的 。
(2)将一支蜡烛点燃,放在玻璃板前3cm处,将另一支外形相同但 (填“点燃”或“不点燃”)的蜡烛放在玻璃板后,与玻璃板相距 cm,才能与前面那支蜡烛的像完全重合。
(3)当蜡烛A向玻璃板靠近时,像的大小 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)若要确认平面镜所成像是虚像还是实像,进一步操作是 。
30.(6分)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,某小组用同一物块按照图甲、乙、丙进行了三次实验。
(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,依据 的原理可知,此时物块受到的滑动摩擦力 弹簧测力计的示数(填“大于”、“等于”或“小于”)。
(2)比较甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与 是否有关;比较甲、丙两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与 是否有关。
(3)在丙实验中,若拉力增大为3N,则物块所受到的摩擦力为 N。
(4)在甲、乙两次实验中,分别以速度v1和v2(v1>v2)匀速拉动物块,通过相同的路程,两次拉力做功的关系为:W1 W2(填“>”、“<”或“=”)。
31.(7分)实验小组利用天平、量筒和烧杯等器材测量牛奶的密度。
(1)将天平放在水平台上,将 移至标尺左端的零刻度线处,调节横梁在水平位置平衡。
(2)天平调平后实验小组的同学们进行了三步操作:
①测空烧杯的质量为18g;
②用天平测烧杯和牛奶的总质量,盘中砝码及游码的位置如图甲所示,烧杯和牛奶的总质量为 g;
③将牛奶倒入量筒中,液面的位置如图乙所示,为 mL,为减小误差,以上操作合理的顺序是 (填序号)。
(3)牛奶的密度为 g/cm3。
(4)实验小组的同学还想利用牛奶(已知密度为ρ0、天平、烧杯、记号笔及其他辅助器材测量苹果的密度,实验步骤如下:
①在烧杯中加入适量的牛奶,用天平测出其总质量为m1;
②将苹果放入烧杯内的牛奶中,苹果处于漂浮状态,用天平测出其总质量为m2;
③用细铁丝(体积忽略不计)将苹果压入烧杯内的牛奶中使其刚好浸没,用记号笔在烧杯上牛奶液面的位置做个标记;
④取出苹果, ,用天平测出其总质量为m3;
⑤苹果密度的表达式ρ苹果为 。
32.(11分)在“探究电流与电阻的关系”实验中。小刚选用的实验器材有定值电阻(5Ω、19Ω、15Ω、20Ω和30Ω)、规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器、电压恒为6V的电源、电压表、电流表、开关和若干导线。
(1)图甲是小刚连接的实物电路,其中有一根导线连接错误,请你在该导线上打“×”,并用笔画线代替导线正确连线。
(2)小刚改正错误后,用开关试触,发现电压表指针迅速摆到表盘最右端,而电流表的指针几乎不动,则电路故障的原因可能是定值电阻 (填“断路”或“短路”)。
(3)排除故障后,小刚进行实验时,调节滑片,电压表的示数如图乙所示,其示数为 V,断开开关,将5Ω电阻换成10Ω电阻,将滑片移到最 端,闭合开关,调节滑片,使电压表示数保持不变,此时滑动变阻器连入电路的阻值为 Ω。
(4)将30Ω电阻接入电路后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都达不到所控制的电压值,小刚和同学讨论后决定,将电源电压调至不大于 V,就可以满足实验要求,通过多次实验,可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与电阻成 。
(5)完成实验后,小刚又设计了如图丙所示的电路图,测出了额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,电源电压未知,滑动变阻器的最大阻值为35Ω。请你完成下面的步骤:
① (填三个开关的闭合与断开情况),此时电压表测量电源两端的电压,其示数为6V;
②闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑片使电压表的示数为 V,小灯泡正常发光;
③保持滑片位置不动,只闭合开关S,读出此时电压表示数为2V,再将滑片移到最上端,读出电压表示数为5V;
④小灯泡额定功率P额= W。
2022年辽宁省葫芦岛市兴城市中考物理二模试卷(参考答案与详解)
一、选择题(本题共12小题,共28分。1~8题为单选题,每题2分;9~12题为多选题,每题3分,漏选得2分,错选得0分)
1.(2分)实践证明,“测体温”、“勤洗手”、“要消毒”及“戴口罩”等措施可以有效防止新冠病毒的传播。对这些措施中相关数据的估测,符合实际的是( )
A.手持测温仪电池的电压约为220V
B.用“七步洗手法”每次洗手时间约为1s
C.一张消毒湿巾厚度约为2nm
D.一只医用外科口罩质量约为3g
【解答】解:A、手持测温仪电池的电压约为3V,故A不符合实际;
B、为保证洗手效果,除掌握正确的洗手方法外,每次洗手的时间不少于20s,故B不符合实际;
C、一张消毒湿巾的厚度约为0.5mm,故C不符合实际;
D、一只医用外科口罩质量较小,约为3g,故D符合实际。
故选:D。
2.(2分)日晷是我国古代劳动人民用来计时的一种工具。如图所示,通过观察直杆在太阳下影子的位置就可知道时间。下列现象与日晷工作原理相同的是( )
A.镜花水月 B.池水看起来比实际的浅
C.坐井观天 D.演员对镜子画脸谱
【解答】解:日晷的工作原理是光在同种均匀介质中沿直线传播;
A、镜花水月,属于平面镜成像,是光的反射现象,故A错误;
B、池水看起来比实际的浅,是由光的折射现象形成的,故B错误;
C、坐井观天,利用了光的直线传播,故C正确;
D、演员对镜子画脸谱,属于平面镜成像,是光的反射现象,故D错误。
故选:C。
3.(2分)二十四节气是古代中国人的智慧结晶,它反映季节变化,指导农事活动,影响着千家万户的衣食住行。2016年11月30日,“中国二十四节气”被正式列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产名录。下列描述中发生液化现象的是( )
A.甲图中立春时节冰雪消融
B.乙图中冬至时节房檐下的冰挂
C.丙图中大雪时节地上的雪
D.图丁中白露时节草叶上的露珠
【解答】解:A、初春,河流中冰雪消融,由固态变成液态,属于熔化,故A错误;
B、冬至时节房檐上的冰挂,水结成冰,是凝固现象,故B错误;
C、雪是空气中的水蒸气凝华形成的固态小冰晶,故C错误;
D、露珠是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故D正确。
故选:D。
4.(2分)关于家庭电路和安全用电的说法中正确的是( )
A.正常使用试电笔检测线路时,氖管一定发光
B.发现有人触电时,应尽快用手拉开他
C.家庭电路中的保险丝可用铜丝代替
D.电水壶要用三线插头确保电水壶的金属外壳接地
【解答】解:A、正常使用试电笔检测线路时,如果检测的是零线,则氖管不发光,故A错误;
B、发现有人触电时,应先切断电源再施救,如果直接用手去拉,容易使施救者也触电,故B错误;
C、家庭电路中的保险丝一般用电阻率大、熔点低的铅锑合金制成,不能用铜丝代替,故C错误;
D、电水壶要用三线插头确保电水壶的金属外壳接地,这样可防止因外壳漏电时发生触电事故,故D正确。
故选:D。
5.(2分)跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中,关于运动员(不包含降落伞和绳)下列说法正确的是( )
A.动能变小,重力势能不变
B.动能不变,重力势能变小
C.动能变大,重力势能变小
D.动能不变,重力势能变大
【解答】解:跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中,运动员的质量不变,速度不变,所以动能不变;同时质量不变,高度减小,所以重力势能减小。
故选:B。
6.(2分)“机器人餐厅”用机器人为顾客送餐,机器人接到指令后,内部的电动机会驱动其底部的轮子将美食送到指定客人桌边。下列实验原理与电动机原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:制作电动机依据是通电导体在磁场中受力运动;
A.该实验为奥斯特实验,说明通电导线周围存在着磁场,故A错误;
B.实验中,导体ab沿水平方向运动时,做切割磁感线运动,导体中会产生感应电流,这是电磁感应现象,是发电机的工作原理,故B错误;
C.该装置研究的是通电导体在磁场中受力而运动,电动机是依据此原理制成的,故C正确;
D.通电线圈具有磁性,利用的是电流的磁效应,故D错误。
故选:C。
7.(2分)如图所示电路,开关闭合,向右调节滑动变阻器的滑片,下列判断正确的是( )
A.电流表A示数变大
B.电压表V1与电流表A示数之比变大
C.电压表V2与电流表A示数乘积变大
D.电压表V2的示数变大
【解答】解:由图可知,闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表V1测量滑动变阻器两端的电压,电压表V2测量电源的电压,电流表测量电路中的电流,
ACD、开关闭合,由于电源电压不变,移动滑片时,电压表V2示数不变,故D错误;
向右调节滑动变阻器的滑片,滑动变阻器接入电路的电阻变大,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以电路总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流变小,即电流表示数变小,故A错误;
电源电压不变,电路中的电流变小,根据P=UI可知,电路的总功率变小,电压表V2与电流表A示数乘积变小,故C错误;
B、根据R=可知,电压表V1与电流表A示数之比为滑动变阻器接入电路的电阻,滑动变阻器接入电路的电阻变大,所以电压表V1与电流表A示数之比变大,故B正确。
故选:B。
8.(2分)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,蜡烛在光屏上恰好成清晰的像。下列说法正确的是( )
A.图中烛焰的成像特点与照相机成像特点相同
B.将蜡烛移至20cm刻度线处,移动光屏,在光屏上能观察到倒立缩小的实像
C.凸透镜的焦距范围是15cm<f<30cm
D.把蜡烛向右移动少许,光屏适当向右移动可得到小一些的实像
【解答】解:A、由图可知,物距小于像距,成的是倒立、放大的实像,其应用是投影仪,故A错误;
BC、由图可知,此时的物距为15cm,像距为30cm,此时物体在一倍焦距和二倍焦距之间,像在二倍焦距以外,即f<15cm<2f、30cm>2f,所以焦距的范围为7.5cm<f<15cm,将蜡烛移至20cm刻度线处,此时物距为30cm,大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,故B正确,C错误;
D、把蜡烛向右移动少许,此时物距变小,像距变大,像变大,所以光屏适当向右移动可得到大一些的实像,故D错误。
故选:B。
(多选)9.(2分)2022年冬季奥林匹克运动会主办城市是北京,北京成为第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会以及亚洲运动会主项国际赛事的城市。在某场馆建设中,采用如图所示的装置,使物体A在5s内匀速上升了1m。已知物体A重300N,不计滑轮组的绳重,滑轮组的机械效率为80%,关于该过程,下列说法正确的是( )
A.人对绳子拉力的功率为75W
B.该装置所做的有用功为125J
C.绳子自由端的速度为0.2m/s
D.拉力做的功为375J
【解答】解:B、该装置所做的有用功:W有=Gh=300N×1m=300J,故B错误;
D、由η=×100%可知,拉力做的功:W总===375J,故D正确;
A、拉力做功的功率:P===75W,故A正确;
C、由图可知n=3,绳子自由端移动的距离:s=nh=3×1m=3m,
绳子自由端的速度:v===0.6m/s,故C错误。
故选:AD。
(多选)10.(2分)2022亚洲杯女足决赛中,中国女足最终3:2击败韩国女足,继半决赛中逆袭成功战胜日本队后,再次以压哨绝杀对手,时隔16年中国女足再次问鼎亚洲杯。女足姑娘们的努力拼搏振奋人心,足球运动蕴含着许多物理知识,下列分析正确的是( )
A.踢出去的足球继续运动,是由于受到惯性的作用
B.在空中运动的足球最后会落到地面是因为受到重力作用
C.守门员接住飞向球门的足球使其运动状态发生了改变
D.踢球时脚对球的力与球对脚的力是一对平衡力
【解答】解:A、踢出去的足球继续运动,是由于足球具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故A错误;
B、由于地球周围的一切物体都受重力作用,而重力的方向总是竖直向下的,所以在空中运动的足球最后会落回地面,故B正确;
C、守门员接住飞向球门的足球,足球由运动变为静止,说明足球的运动状态发生了改变,故C正确;
D、踢球时,脚对球的力和球对脚的力作用在不同的物体上,不是平衡力,而是一对相互作用力,故D错误。
故选:BC。
(多选)11.(2分)如图所示,水平地面上放有两个完全相同的容器,内装甲、乙两种不同的液体,实心小球A、B、C的体积关系为:VA=VB>VC,将它们分别放入两个容器中,放入小球后,两个容器中的液面相平,且A、C两个小球排开的液体体积相同。B球在甲液体中悬浮,在乙液体中沉底;C球在乙液体中悬浮,下列判断正确的是( )
A.A球的密度小于B球的密度
B.B球在两容器中所受浮力相等
C.甲液体比乙液体对容器底的压强大
D.两个容器对水平地面的压强相等
【解答】解:A、由图知,A球在甲液体中漂浮,则ρA<ρ甲,
B球在甲液体中悬浮,则ρB=ρ甲;
所以ρA<ρB,即A球的密度小于B球的密度,故A正确;
B、B球在甲液体中悬浮,则FB浮甲=GB;
B球在乙液体中沉底,则FB浮乙<GB;、
则B球在两容器中所受浮力不相等,故B错误;
C、B球在甲液体中悬浮,则ρB=ρ甲;B球在乙液体中沉底,则ρB>ρ乙,故ρ甲>ρ乙,已知两个容器中的液面相平,即液体深度h相同,由液体压强公式p=ρgh可知p甲>p乙,故C正确;
D、A球在甲液体中漂浮,C球在乙液体中悬浮,已知两球排开液体的体积相同,且液体的密度ρ甲>ρ乙,根据G=F浮=ρ液gV排可知GA>GC;
由题意可知甲、乙两液体的体积相等,而ρ甲>ρ乙,根据m=ρV可知m甲>m乙,根据G=mg可知G甲>G乙,又GA>GC,且两容器重力相同,对地面的压力F=G容+G液+G球,所以第一个容器对地面的压力大于第二个容器对地面的压力,
已知两容器的底面积相同,由压强公式p=可知,第一个容器对地面的压强大于第二个容器对地面的压强,故D错误。
故选:AC。
(多选)12.(3分)如图所示的电路中,电源电压恒定,R1=8Ω,滑动变阻器R2标有“20Ω 0.5A”的字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,断开开关S2,闭合开关S、S1,电流表示数为0.5A,电压表示数为2V,灯泡L正常发光。下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V
B.断开开关S1,闭合开关S、S2,且电路安全时,R2接入电路的阻值范围是4Ω~20Ω
C.灯泡L的额定功率为1W
D.断开开关S1,闭合开关S、S2,且电路安全时,滑动变阻器的最大功率为1.125W
【解答】解:(1)断开开关S2,闭合开关S、S1,灯泡和电阻R1串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电压表测灯泡两端的电压,
串联电路各处电流相等,由欧姆定律可得电阻R1两端的电压:U1=ILR1=0.5A×8Ω=4V,
串联电路总电压等于各部分电压之和,所以电源电压:U=UL+U1=2V+4V=6V,故A正确;
(2)电流表示数为0.5A,电压表示数为2V,灯泡L正常发光,灯泡L的额定功率:P=ULIL=2V×0.5A=1W,故C正确;
(3)断开开关S1,闭合开关S、S2,定值电阻和滑动变阻器串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,根据串联电路分压原理可知当电压表示数最大时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,由电阻的串联和欧姆定律可知此时通过电路的电流最小,
电压表的量程为0~3V,当电压表的示数为3V时,电阻R1两端的电压:U1′=U﹣U2=6V﹣3V=3V,
由欧姆定律可得=,即 =,解得:R2=8Ω,
电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,当通过电路的电流为0.5A时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,此时电路的电阻最小为:R′===12Ω,
根据串联电路电阻规律可得滑动变阻器接入电路的最小阻值:R2′=R′﹣R1=12Ω﹣8Ω=4Ω,
所以滑动变阻器接入电路的阻值范围为4Ω~8Ω,故B错误;
(4)滑动变阻器的电功率等于电路总功率与定值电阻的功率之差,即P=UI﹣I2R1=6V×I﹣I2×8Ω,
根据抛物线的性质可知当I===0.375A时,滑动变阻器的电功率最大,最大为:P===1.125W,故D正确。
故选:ACD。
二、填空题(本题共9小题,每空1分,共26分)
13.(3分)为提高学生身体素质,许多学校要求学生课间走出教室参加活动,同学们漫步在花坛边,能从不同方向看到花坛中的荷花,是因为光发生了 漫 反射,荷叶上相距很近的两滴水珠,会自动汇合成一滴较大的水珠,这说明分子之间存在 引力 ,同学们在远处就能闻到荷花香,这是 扩散 现象。
【解答】解:能从不同方向看到荷花,是因为光照到花上发生了漫反射;
荷叶上相距很近的两滴水珠,会自动汇合成一滴较大的水珠,这说明分子之间存在相互作用的引力;
人在远处就能闻到花香,这是扩散现象。
故答案为:漫;引力;扩散。
14.(3分)端午节是中国的传统节日,人们有吃粽子和咸鸭蛋的习俗。小明妈妈为了让粽子易熟用高压锅来煮,这是由于水的沸点随气压增大而 升高 ,煮咸鸭蛋升温的过程中,是通过 热传递 的方式,使鸭蛋的内能 增加 (填“增加”、“减少”或“不变”)了。
【解答】解:(1)水的沸点随气压增大而升高,高压锅内部的气压大,所以水的沸点高,所以高压锅煮粽子更容易熟;
(2)煮咸鸭蛋升温的过程中,是通过热传递的方式,使鸭蛋的内能增加了。
故答案为:升高;热传递;增加。
15.(3分)目前,我国已经具备了风光水核电等清洁能源设备的产业链制造能力。其中,水力发电、风力发电消耗的能源——水能、风能都属于 可再生 (填“可再生”或“不可再生”)能源,核电站是利用原子核 裂变 (填“裂变”或“聚变”)释放的能量来发电的。从发电站到用电地区,通常都有一段相当长的距离。为减少远距离输电中的电能损失, 超导材料 (填“纳米材料”、“半导体材料”或“超导材料”)的出现,为我们将来利用其零电阻特性实现远距离大功率输电提供了可能。
【解答】解:水力发电、风力发电消耗的能源——水能、风能可以在自然界里源源不断地得到,都属可再生能源,核电站是利用原子核裂变释放的能量来发电的。超导材料电阻为零,有电流通过时不会发热,为减少远距离输电中的电能损失,超导材料的出现,为我们将来利用其零电阻特性实现远距离大功率输电提供了可能。
故答案为:可再生;裂变;超导材料。
16.(3分)如图所示,小明在筷子的一端捆上棉花蘸水后充当活塞,插入两端开口的塑料管中,做成“哨子”。用嘴吹管的上端,可以发出悦耳的哨声,这哨声是由 空气柱 的振动产生的,上下推拉活塞,改变了声音的 音调 ,当筷子不动,用不同的力吹管时,改变了声音的 响度 。
【解答】解:哨声是由于空气柱振动而产生的;
上下推拉活塞改变了空气柱的长度,振动频率也会发生变化,从而改变哨声的音调;
活塞不动,用不同的力吹哨子,空气柱的振幅发生改变,所以改变了哨声的响度。
故答案为:空气柱;音调;响度。
17.(3分)如图是探究电流通过导体产生的热量与 电流 关系的实验装置,实验中用U形管内液面的 高度差 反映导体产生热量的多少。如果通过左侧容器中电阻丝的电流是2A,则右侧容器中电阻丝在1min内产生的热量是 300 J。
【解答】解:(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,根据转换法,实验中通过观察U形管液面的高度差反映密闭空气温度的变化;
(2)由图知,装置中两个5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联,根据串联电路的电流特点可知,右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等,即I右=I左,两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点知I右=I内+I外,所以,I左>I内,容器内的电阻值都是5Ω,通电相同时间,所以探究的是电流产生热量与电流的关系;
(3)如果通过左侧容器中电阻丝的电流是2A,根据并联电路的电流特点,通过右侧容器中电阻丝的电流是I=×2A=1A,
在1min内产生的热量是Q=I2Rt=(1A)2×5Ω×60s=300J。
故答案为:电流;高度差;300。
18.(2分)搬运砖头的独轮车,车厢和砖头所受的总重力为900N,独轮车的有关尺寸如图所示,推车时,人手向上的力F= 270 N。若想使力F变小,则砖头在装载时应偏向车的 前 (填“前”或“后”)部。
【解答】解:独轮车在使用过程中,车辆轮轴处是支点,其中重力G是阻力,人手向上的力F是动力,支点到力的作用线的距离是力臂,则由图可知动力臂长1m,阻力臂长0.3m;
根据杠杆平衡条件可得:FL1=GL2,即:F×1m=900N×0.3m,解得F=270N;
根据杠杆平衡条件,当动力臂和阻力大小不变时,减小阻力臂可以减小动力,砖头在装载时偏向车的前方,使得重心前移,则阻力臂减小,动力减小。
故答案为:270;前。
19.(3分)中国新一代通用型导弹驱逐舰169号(武汉舰),它是052B型导弹驱逐舰。其满载时的排水量约为7×103t。驱逐舰在海水中满载航行时,受到的浮力为 7×107 N,排开海水的体积为 7×103 m3,舰侧距水面3m深处受到海水的压强为 3×104 Pa。(海水密度近似取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【解答】解:(1)满载时,驱逐舰受到浮力:
F浮=G排=m排g=7×103×103kg×10N/kg=7×107N;
(2)由F浮=ρ海水V排g可得驱逐舰排开海水的体积:
V排===7×103m3;
(3)舰侧距水面3m深处受到海水的压强:
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa。
答故答案为:7×107;7×103;3×104。
20.(3分)如图所示是某家用电能表的表盘,表盘上显示已用电 201.8 kW•h,若将规格为“220V 1210W”某用电器单独接在该电能表上工作10min,电能表转盘转了100转,该用电器的实际功率为 1000 W,实际工作的电压为 200 V。
【解答】解:(1)该表盘上显示数字为02018,因为最后一位是小数、单位是kW•h,所以显示已用电201.8kW•h;
(2)600r/(kW•h)表示每消耗1kW•h的电能,电能表表盘转600圈,电能表转盘转了100转,该用电器消耗的电能:W=kW•h=kW•h=600000J,
该用电器的实际电功率:P===1kW=1000W,
该用电器的电阻:R===40Ω,
该用电器的实际工作的电压:U===200V。
故答案为:201.8;1000;200。
21.(3分)如图甲所示,电源电压保持不变,R0为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P由最右端滑至最左端,滑片P在最左端时小灯泡恰好正常发光,两个电压表示数与电流表示数的变化关系如图乙所示。该电路的电源电压为 6 V,滑动变阻器的最大阻值为 35 Ω,小灯泡的额定功率为 0.6 W
【解答】解:由电路图可知,闭合开关,灯泡L、定值电阻R0和滑动变阻器R串联,电压表V1测灯L和R0两端的电压,电压表V2测滑动变阻器R和R0两端的电压,电流表测电路中的电流;
当滑片P从最右端向最左端滑动时,滑动变阻器连入电路的阻值变小,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可知电路中的电流变大,
由U=IR可知灯L和R0两端的电压变大,滑动变阻器R和R0两端的电压变小,即图乙中的上升曲线代表电压表V1示数与电流表示数的变化关系,下降曲线代表电压表V2的示数与电流表示数的变化关系;
当滑动变阻器的滑片滑到最左端时,滑动变阻器连入电路的阻值为0,电路为灯L和R0的串联电路,则此时电压表V1的示数为电源电压,由图乙可知,此时V1的示数为6V,即电源电压U=6V;
当滑片P在最左端时,灯泡正常发光,此时电路中的电流为I2=0.2A,电压表V2的示数为3V,即电阻R0两端的电压为U0=3V,
由串联电路的电压特点可知灯泡L两端的电压为:UL=U﹣U0=6V﹣3V=3V,
则灯泡的额定功率为:PL=ULI2=3V×0.2A=0.6W;
电阻R0的阻值为:R0===15Ω;
当滑片P在最右端时,滑动变阻器连入电路的阻值最大,此时由图乙可知,电压表V2的示数为U2′=5V,电路中的电流为I1=0.1A,
根据欧姆定律可得U2′=I1(R0+R),即0.1A×(15Ω+R)=5V,
解得R=35Ω。
故答案为:6;35;0.6。
三、作图题(本题共3小题,每小题3分,共9分)
22.(3分)如图所示,S'是点光源S在平面镜中所成的像,S发出的一条光线经平面镜反射后射向凸透镜,反射光线恰好平行于凸透镜的主光轴。请画出:
(1)点光源S。
(2)射向平面镜的入射光线。
(3)经过凸透镜后的折射光线。
【解答】解:(1)作S′关于平面镜的对称点S,即为光源S的位置;
(2)连接S与入射点O,则SO为光线OA的入射光线;
(3)由图可知,光线OA平行于凸透镜的主光轴,该光线经凸透镜折射后将过凸透镜的焦点,如图所示:
23.(3分)如图所示,物体B与小车A一起向左做匀速直线运动,当小车A与正前方的墙碰撞时,请画出:
(1)物体B受到的重力和支持力。
(2)物体B受到的摩擦力。
【解答】解:(1)重力的方向是竖直向下的,过B的重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示,即为其所受重力示意图:
支持力的方向是竖直向上的,过B的重心画一条带箭头的竖直向上的有向线段,用F表示,即为其所受支持力示意图:
(2)小车A与B一起向左做匀速直线运动,当小车A与正前方的墙碰撞时,小车停止运动,但B因为具有惯性,所以B会向左运动,则B受到的摩擦力方向水平向右,如图所示:
24.(3分)用笔画线表示导线,将图中的两盏电灯(规格为“220V 40W”)、开关和插座接入家庭电路中,要求:符合安全用电原则,开关只控制两盏电灯且两盏电灯都能正常发光。插座单独使用。
【解答】解:(1)由题意知,两灯都能正常工作,故应并联,开关要控制两盏灯,则开关应串联在干路中;火线首先进入开关,然后进入灯泡顶端的金属点,零线直接接在灯泡的螺旋套上。
(2)三孔插座的上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线。如图所示:
。
四、简答题(共3分)
25.如图所示,是载有“天问一号”的火箭发射升空时的情景,请你回答下列问题:
(1)火箭点火升空过程中机械能是如何变化的?
(2)火箭的燃料使用液态氢的原因是什么?
(3)为什么火箭向下喷射燃气,却能向上运动?
【解答】答:(1)火箭点火升空过程中,火箭的质量不变、速度增大,动能增大;质量不变、高度增大,重力势能增大,动能和势能统称为机械能,所以火箭的机械能增大;
(2)液态氢的热值比较大,完全燃烧相同质量的液态氢与其他燃料相比,液态氢可以放出更多的热量,所以火箭的燃料使用液态氢;
(3)火箭向下喷射燃气,火箭给燃气向下的力,由于力的作用是相互的,燃气给火箭向上的作用力,使得火箭向上运动。
五、计算题(本题共2小题,共18分。要求写出必要的文字说明,公式,计算过程、数值、单位和答)
26.(9分)被部分外国留学生评为中国新四大发明之一的共享单车为人们的出行带来了便利。近几年,许多公司又陆续推出了如图所示的电动共享单车,使用前要先对车上的蓄电池充电,骑行时蓄电池对车上的电动机供电,电动机为车提供动力,如表是某电动自行车的一些主要技术参数。(g取10N/kg)求:
整车
整车质量
40kg
最高车速
≤36km/h
最大噪声
≤62dB
蓄电池
电压
50V
容量
10A•h
电动机
额定电压
50V
定功率
250W
(1)电动自行车蓄电池充电一次最多可储存的电能是多少?
(2)质量为60kg的小明骑着电动自行车在水平路面行驶时,轮胎与地面接触的总面积为0.005m2,则行驶的电动自行车对地面的压强为多少?
(3)电动自行车以额定功率行驶过程中受到的阻力为总重的0.02倍,在此条件下小明骑着电动自行车以最高车速在平直的公路上匀速行驶3600s,则牵引力做的功为多少?电动自行车行驶过程中的效率是多少?
【解答】解:(1)电动自行车蓄电池充电一次最多可储存的电能W=UIt=50V×10A×1×3600s=1.8×106J;
(2)行驶的电动自行车对地面的压力F=G总=m总g=(60kg+40kg)×10N/kg=1000N,
行驶的电动自行车对地面的压强p===2×105Pa;
(3)电动自行车运动的路程s=vt=36km/h×h=36km=36000m,
因为电动自行车匀速直线行驶时,受到的牵引力与阻力平衡,大小相等,
所以电动自行车所受的牵引力F牵=f=0.02G=0.02×1000N=20N,
牵引力做的功W=F牵s=20N×36000m=7.2×105J,
消耗的电能W′=Pt=250W×3600s=9×105J,
电动自行车行驶过程中的效率η===80%。
答:(1)电动自行车蓄电池充电一次最多可储存的电能是1.8×106J;
(2)行驶的电动自行车对地面的压强为2×105Pa;
(3)牵引力做的功为7.2×105J,电动自行车行驶过程中的效率是80%。
27.(9分)小明家电热饮水机的简化电路图如图所示,它有加热和保温两种工作状态,R1和R2均为用来加热且阻值不变的电热丝,饮水机部分参数如表所示。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),求:
额定电压
220V
加热功率
2000W
保温功率
440W
容量
2L
(1)电阻R2的阻值是多少?
(2)饮水机在加热状态下正常工作,将2L的水从25℃加热至100℃,水吸收的热量是多少?
(3)不计热量损失,完成(2)中的加热过程,饮水机需要正常工作多长时间?
【解答】解:(1)由图可知,开关S接加热挡时,只有R1工作,
由P=可知,R1的阻值:R1===24.2Ω,
开关S接保温挡时,R1、R2串联,
由P=可知,R1、R2的串联总电阻:R===110Ω,
根据串联电路的电阻特点可知,R2的阻值:R2=R﹣R1=110Ω﹣24.2Ω=85.8Ω;
(2)水的体积V=2L=2dm3=2×10﹣3m3,
由ρ=可知,水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3=2kg,
水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃﹣25℃)=6.3×105J;
(3)不计热量损失,消耗的电能:W=Q吸=6.3×105J,
由P=可知,饮水机需要正常工作的时间:t′===315s。
答:(1)电阻R2的阻值是85.8Ω;
(2)饮水机在加热状态下正常工作,将2L的水从25℃加热至100℃,水吸收的热量是6.3×105J;
(3)不计热量损失,完成(2)中的加热过程,饮水机需要正常工作的时间为315s。
六、实验、探究题(本题共5小题,共36分)
28.(6分)小明同学利用如图甲所示的实验装置“探究冰熔化时温度变化的规律”。(标准大气压下)
(1)该实验还需要的测量器材有 秒表 。
(2)小明某一时刻观察到温度计示数如图乙所示,该温度值为 ﹣3 ℃。
(3)冰在熔化过程中 吸收 (填“吸收”或“放出”)热量,温度保持不变。该物质在第7min时处于 固液共存 (填“固体”、“液体”或“固液共存”)状态。
(4)根据实验数据,小明画出了温度随时间变化的图象如图丙所示,分析图象可知:
①当冰全部熔化后继续加热,其温度随时间变化的图线是 CD (填“CD”“CE”或“CF”)。
②若该物质在第12min时比热容c1=4.2×103J/(kg•℃),则第2min时比热容c2= 2.1×103 J/(kg•℃)。
【解答】解:(1)本实验需要的测量仪器是温度计和秒表,由图甲可知,已有温度计,所以还需要的测量器材是秒表;
(2)由图乙可知温度计的分度值是1℃,此时是零下,液柱上表面对准了0℃下面第3个小格处读作﹣3℃;
(3)冰在熔化过程中,持续吸热,温度保持不变;
由图可知,该物质在第7min时处于熔化过程中,是固液共存状态;
(4)①因为水的比热容大于冰的比热容,冰全部熔化成水后,质量不变,继续加热,吸收相同的热量,水的温度变化小,所以其温度随时间变化的图线是CD。
③根据比热容公式图丙可知,该物质在第2min时是冰,比热容为c2,第12min时是水,比热容为c1,因为AB段和CD段物质的质量m相同,加热的时间相同都是4min,升高的温度比为Δt2:Δt1=4℃:2℃=2:1,吸收的热量之比为1:1,由可得:,
所以c2=×c1=×4.2×103J/(kg•℃)=2.1×103J/(kg•℃)。
故答案为:(1)秒表;(2)﹣3;(3)固液共存;(4)①CD;②2.1×103。
29.(6分)如图是彤彤“探究平面镜成像特点”的实验装置。
(1)彤彤用玻璃板代替平面镜做实验时,看到两个不重合的像,产生此现象的原因是选用的玻璃板过 厚 (填“厚”或“薄”)。用玻璃板不仅可以成像,还便于确定像的 位置 。
(2)将一支蜡烛点燃,放在玻璃板前3cm处,将另一支外形相同但 不点燃 (填“点燃”或“不点燃”)的蜡烛放在玻璃板后,与玻璃板相距 3 cm,才能与前面那支蜡烛的像完全重合。
(3)当蜡烛A向玻璃板靠近时,像的大小 不变 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)若要确认平面镜所成像是虚像还是实像,进一步操作是 在蜡烛B处放置光屏,观察光屏上是否能承接到像 。
【解答】解:(1)因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面,会出现两个像,影响到实验效果,所以应选用薄玻璃板;将玻璃板垂直放置在水平桌面上,这样能透过玻璃板观察到像,便于确定像的位置;
(2)如果点燃玻璃板后方的蜡烛B,则因为光太亮而几乎无法分清镜中的烛焰是像的烛焰还是对面B的烛焰,难以确定像的位置,从而对实验造成影响,所以实验过程中蜡烛B不需要点燃;将一支蜡烛点燃,放在玻璃板前3cm处,像和物体到平面镜的距离相等,像到平面镜的距离是3m。
(3)平面镜中的像的大小跟物体大小有关,跟物体到平面镜的距离无关,所以蜡烛A靠近玻璃板时,像的大小不变;
(4)虚像不能用光屏承接,实像可以用光屏承接,要确定平面镜所成的像是虚像还是实像,可以在蜡烛B处放置光屏,观察光屏上是否能承接到像。
故答案为:(1)厚;位置;(2)不点燃;3;(3)不变;(4)在蜡烛B处放置光屏,观察光屏上是否能承接到像。
30.(6分)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,某小组用同一物块按照图甲、乙、丙进行了三次实验。
(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,依据 二力平衡 的原理可知,此时物块受到的滑动摩擦力 等于 弹簧测力计的示数(填“大于”、“等于”或“小于”)。
(2)比较甲、乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与 压力大小 是否有关;比较甲、丙两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与 接触面粗糙程度 是否有关。
(3)在丙实验中,若拉力增大为3N,则物块所受到的摩擦力为 2.2 N。
(4)在甲、乙两次实验中,分别以速度v1和v2(v1>v2)匀速拉动物块,通过相同的路程,两次拉力做功的关系为:W1 < W2(填“>”、“<”或“=”)。
【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,此时物块处于平衡状态,即拉力与滑动摩擦力为一对平衡力,由平衡条件可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)由图甲、乙所示实验可知,接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,可以应用甲、乙所示实验探究滑动摩擦力大小与大小与压力大小是否有关;
由图甲、丙所示实验可知,物体间的压力相等而接触面的粗糙程度不同,甲、丙所示实验可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度是否有关;
(3)在丙实验中,若拉力增大为3N,因压力和接触面粗糙不变,则木块所受到的摩擦力不变,仍为2.2N;
(4)用弹簧测力计两次水平拉同一物块使它在同一水平木板上做匀速直线运动,不论其速度大小如何,都受到平衡力的作用,在水平方向上滑动摩擦力和拉力是一对平衡力,则拉力和滑动摩擦力大小相等,两次拉力大小不相等,F1<F2,通过相同的路程,所以由W=Fs可知,两次拉力所做功的关系为:W1<W2。
故答案为:(1)二力平衡;等于;(2)压力大小;接触面粗糙程度;(3)2.2;(4)<。
31.(7分)实验小组利用天平、量筒和烧杯等器材测量牛奶的密度。
(1)将天平放在水平台上,将 游码 移至标尺左端的零刻度线处,调节横梁在水平位置平衡。
(2)天平调平后实验小组的同学们进行了三步操作:
①测空烧杯的质量为18g;
②用天平测烧杯和牛奶的总质量,盘中砝码及游码的位置如图甲所示,烧杯和牛奶的总质量为 62 g;
③将牛奶倒入量筒中,液面的位置如图乙所示,为 40 mL,为减小误差,以上操作合理的顺序是 ②③① (填序号)。
(3)牛奶的密度为 1.1 g/cm3。
(4)实验小组的同学还想利用牛奶(已知密度为ρ0、天平、烧杯、记号笔及其他辅助器材测量苹果的密度,实验步骤如下:
①在烧杯中加入适量的牛奶,用天平测出其总质量为m1;
②将苹果放入烧杯内的牛奶中,苹果处于漂浮状态,用天平测出其总质量为m2;
③用细铁丝(体积忽略不计)将苹果压入烧杯内的牛奶中使其刚好浸没,用记号笔在烧杯上牛奶液面的位置做个标记;
④取出苹果, 向烧杯里加牛奶,直到牛奶面再次到达标记处 ,用天平测出其总质量为m3;
⑤苹果密度的表达式ρ苹果为 。
【解答】解:(1)使用天平的时候,要将天平放在水平台面上,把游码移到横梁标尺的零刻度线处,移动平衡螺母,使天平横梁在水平位置平衡;
(2)②如图甲所示,游码标尺的分度值是0.2g,烧杯和牛奶的总质量为:m=50g+10g+2g=62g;
③由图可知,量筒的分度值为1mL,示数为V=40mL=40cm3;
为了减小误差,合理的测量液体密度的步骤为:用天平测烧杯和牛奶的总质量;再把烧杯中的牛奶倒入量筒中,记下量筒中牛奶体积;最后用天平称出空烧杯的质量;所以合理的实验顺序是②③①;
(3)牛奶的质量m′=62g﹣18g=44g,
牛奶的密度ρ===1.1g/cm3;
(4)④为了使最初牛奶和苹果的体积等于最后全部牛奶的体积,取出苹果后,向烧杯里加牛奶,直到牛奶面再次到达标记处;
⑤加牛奶的质量Δm=m3﹣m1,由ρ=可知,加牛奶的体积V牛奶=;
所以苹果的体积V苹果=V牛奶=;
由①②可知苹果的质量m苹果=m2﹣m1,
利用密度公式可得苹果的密度ρ苹果===。
故答案为:(1)游码;(2)②62;③40;②③①;(3)1.1;(4)④向烧杯里加牛奶,直到牛奶面再次到达标记处;⑤。
32.(11分)在“探究电流与电阻的关系”实验中。小刚选用的实验器材有定值电阻(5Ω、19Ω、15Ω、20Ω和30Ω)、规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器、电压恒为6V的电源、电压表、电流表、开关和若干导线。
(1)图甲是小刚连接的实物电路,其中有一根导线连接错误,请你在该导线上打“×”,并用笔画线代替导线正确连线。
(2)小刚改正错误后,用开关试触,发现电压表指针迅速摆到表盘最右端,而电流表的指针几乎不动,则电路故障的原因可能是定值电阻 断路 (填“断路”或“短路”)。
(3)排除故障后,小刚进行实验时,调节滑片,电压表的示数如图乙所示,其示数为 2.5 V,断开开关,将5Ω电阻换成10Ω电阻,将滑片移到最 右 端,闭合开关,调节滑片,使电压表示数保持不变,此时滑动变阻器连入电路的阻值为 14 Ω。
(4)将30Ω电阻接入电路后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都达不到所控制的电压值,小刚和同学讨论后决定,将电源电压调至不大于 5 V,就可以满足实验要求,通过多次实验,可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与电阻成 反比 。
(5)完成实验后,小刚又设计了如图丙所示的电路图,测出了额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,电源电压未知,滑动变阻器的最大阻值为35Ω。请你完成下面的步骤:
① 闭合开关S、S1和S2 (填三个开关的闭合与断开情况),此时电压表测量电源两端的电压,其示数为6V;
②闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑片使电压表的示数为 3.5 V,小灯泡正常发光;
③保持滑片位置不动,只闭合开关S,读出此时电压表示数为2V,再将滑片移到最上端,读出电压表示数为5V;
④小灯泡额定功率P额= 0.625 W。
【解答】解:(1)原电路图中,电流表与电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,在“探究电流与电阻的关系”实验中,电阻、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在电阻两端,如下图所示:
;
(2)用开关试触,电流表的指针几乎不动,说明电路可能断路;电压表指针迅速摆到表盘最右端,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即电路故障的原因可能是定值电阻断路;
(3)调节滑片,电压表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为2.5V;
断开开关,将5Ω电阻换成10Ω电阻,为了保护电路,更换电阻后,应将滑动变阻器滑片移动阻值最大处,即最右端,然后闭合开关;
研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压不变,即2.5V,根据串联电路电压规律,此时滑动变阻器两端电压为U滑=U﹣UV=6V﹣2.5V=3.5V,滑动变阻器分得的电压为电压表示数的=倍,根据分压原理,当接入10Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为:R滑=×10Ω=14Ω;
(4)小刚把30Ω电阻接入电路中,为了达到所要控制的电压2.5V,此时电路中的电流为:
I'===A,
滑动变阻器全部接入时的电源电压为:
U'=I'(R'+R滑大)=A×(30Ω+30Ω)=5V,
故将电源电压调至不大于5V,就可以满足实验要求;
多次实验后,根据数据可知,定值电阻两端电压保持2.5V不变,故可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(5)实验步骤:
①闭合开关S、S1和S2,此时电压表测量电源两端的电压,其示数为6V;
②闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑片使电压表的示数为3.5V,小灯泡正常发光;
③保持滑片位置不动,只闭合开关S,读出此时电压表示数为2V,再将滑片移到最上端,读出电压表示数为5V;
④在步骤①中,电源电压为U=4.5V;
在步骤②中,灯与滑片以下电阻丝R滑下的电阻串联,电压表测其电压,当电压表示数为3.5V,根据串联电路电压的规律,灯两端的电压:
U额=U﹣U滑下=6V﹣3.5V=2.5V,灯正常发光;
在步骤③中,只闭合开关S,灯泡与滑动变阻器最大阻值串联,电压表接在滑动变阻器的滑臂上;保持滑片位置不动,读出此时电压表示数为2V,再将滑片移到最上端,读出电压表示数为5V,根据串联分压原理,R滑下:R滑大=U滑下':U滑大=2:5,因滑动变阻器的最大阻值为35Ω,故R滑下=14Ω,由欧姆定律和串联电路电流的规律,通过滑动变阻器的电流即灯的额定电流:
I额=I滑===0.25A,
小灯泡的额定功率:
P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W。
故答案为:(1)见解答图;(2)断路;(3)2.5;右;14;(4)5;反比;(5)①闭合开关S、S1和S2;②3.5;④0.625。
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