2023年安徽省宿州市萧县中考物理模拟试卷(含答案)
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一、单选题(本大题共7小题,共14分)
1.(2分)下列关于甲、乙、丙、丁四幅图的说法正确的是( )
A.如图能够探究发电机的工作原理
B.如图中压缩空气做功可以将内能转化为机械能
C.如图中通电螺线管的左端为S极,右端为N极
D.如图中小磁针被铁棒吸引,说明铁棒本身具有磁性
2.(2分)某摄影师在某次利用相机拍照时,发现被拍摄人的正面照在照片中的比例太小,很不美观。为增加人在照片中的比例,摄像过程应该( )
A.摄影师不动,被拍摄人靠近摄影师,镜头向后缩
B.摄影师不动,被拍摄人远离摄影师,镜头向前伸
C.被拍摄人不动,摄影师远离被拍摄人,镜头向后缩
D.被拍摄人不动,摄影师靠近被拍摄人,镜头向前伸
3.(2分)永州市正在创建全国交通安全文明城市,遵守交通法规从我做起。交通路口安装着过斑马线的红、绿信号灯,要求:红、绿灯工作时互不影响,下列符合红、绿信号灯工作情况的电路图是( )
A. B.
C. D.
4.(2分)如图所示,灯L1与灯L2的规格相同,下列说法正确的是( )
A.S闭合后,灯L2将发生短路,L1会发光
B.要使小灯泡L1、L2串联,可去掉导线b
C.只改动一根导线,此电路不可能变为灯L1、L2并联
D.去掉导线b,在BD间接一个开关S1,S1只能控制L1
5.(2分)如图所示电路中,A、B间的电压保持不变,电阻R1、R2为定值电阻。断开开关S,甲、乙均为电流表时,甲、乙两表的示数之比为3:4.若闭合开关S,甲、乙均为电压表,则甲、乙两表的示数之比是( )
A.4:3 B.3:4 C.3:7 D.4:7
6.(2分)为了减少医护人员与新冠病人的接触,科研人员设计了如图所示的输液提示器,让护士在护士站就能观察到药液量的变化。当袋中药液量减少时( )
A.灯泡亮度变暗 B.电压表示数减小
C.电路总阻值变大 D.电路总功率变小
7.(2分)如图所示,R1、R2两电阻并联,接在4V的电源上,R1=R2=10Ω,下列说法正确的是( )
A.两条支路的电流都是0.4A
B.干路电流为1.25A
C.U1=U2=2V
D.总电阻为20Ω
二、填空题(本大题共9小题,共18分)
8.(2分)冬天水管被冻裂是由于水发生了 ;春天,地板上出现“冒汗”的现象,这是由于发生了 。(两空均填物态变化名称)
9.(2分)如图所示是汽油机的 冲程;常常用水冷却发动机是利用了水的比热容 的特性;完全燃烧0.1kg的高能汽油,放出的热量为 J.如果这些热量被质量为100kg、初温为20℃的水完全吸收,可以使水的温度升高 ℃.【q汽=4.62×107J/kg C水=4.2×103J/(kg•℃)】
10.(2分)小明同学家中有一台电冰箱、一台洗衣机、六盏照明灯,它们是 (“串联”或“并联”)连接的,如果多开一盏照明灯,那么干路上的电流大小将 (选填“变大”“不变”或“变小”);小明发现冰箱里的灯在打开冰箱门时亮起,关上冰箱门时熄灭,则冰箱门相当于简单电路中的 。
11.(2分)如图所示,在用塞子封闭的瓶内装有少量的水,用打气筒往瓶内打气,瓶内空气内能 (填增大或减少),当瓶塞跳起来时,可以看到 出现了“白雾”,说明水蒸气遇冷 (填物态变化)。在这个过程中气体内能 (填增大或减少)。
12.(2分)橡胶棒与毛皮摩擦后带电,是因为橡胶棒在摩擦过程中 (选填“得到”、“失去”、“创造”)了电子,用这个橡胶棒去接触不带电的验电器,验电器的箔片会张开,原因是同种电荷相互 (选填“吸引”或“排斥”)。
13.(2分)如图是仿生机械眼球,该装置未来将用于代替有缺陷的人眼,它内部有一块具备自动变焦功能的微型凸透镜,眼球可随意观察一定范围内的物体,并将观察到的像成在内部固定不动的微型底片上,此仿生机械眼球的成像原理与 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的工作原理相似。当眼球观察远处物体时,微型凸透镜的焦距与观察近处相比会 。
14.(2分)人类正积极开发和利用太阳能,如太阳能热水器、太阳能电池等。江涛想知道家中太阳能热水器吸收太阳能的本领,做了如下探究:天气晴朗时,江涛测得太阳能热水器1h内使质量为25kg的水从30℃升高到50℃,则水吸收的热量是 J,若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度,则至少需要燃烧 m3的液化气[c水=4.2×103J/(kg•℃),假设液化气燃烧放出的热量全部被水吸收,液化气的热值是4.2×107J/m3]。
15.(2分)两电阻R1:R2=3:4,将他们串联在电路中,则U1:U总= ,消耗的功率之比P1:P2= 。
16.(2分)已知柴油的热值为4.3×107J/kg,一台效率为40%的柴油机,当输出8.6×106J的有用功时,柴油完全燃烧放出的热量为 J,消耗了 kg柴油。
三、作图题(本大题共3小题,共6分)
17.(2分)如图所示,一束光线射向平面镜,请画出它的反射光线。
18.(2分)如图所示,一个足球静止在水平地面上,请画出该足球所受重力G和支持力F的示意图。
19.(2分)完成图中三孔插座的连接。
四、实验探究题(本大题共3小题,共24分)
20.在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关
②导体的电阻与导体的横截面积有关
③导体的电阻与导体的材料有关
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如下表
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路。
为了验证上述猜想①,应该选用编号为 两根电阻丝进行实验,实验采用的方法叫 ;如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号);如果选用编号为A、D两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 (填序号).分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:长度和横截面积相同时, 。通过电流的大小比较电阻的大小利用的是 法。
21.小聪同学发现家用白炽灯总在刚开灯的瞬间烧坏,猜想白炽灯的电阻可能与灯丝的某个因素有关,于是找来与白炽灯工作原理相同的小灯泡,按图甲所示电路图进行探究。电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω。
(1)请用笔画线代替导线,把图甲中的实物电路按图乙中的电路图连接完整,使滑片P向右端移动时小灯泡的亮度变亮。
(2)连接电路后闭合开关,小灯泡闪亮一下就熄灭,检查发现小灯泡的灯丝已经烧断。分析原因可能是:闭合开关时, ,导致电流过大而造成的。
(3)断开开关,更换烧坏的电路元件,进行正确操作。调节滑片P使小灯泡逐渐变亮,记录电流表和电压表的一系列示数,在图丁中绘制U﹣I图象。当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示,小灯泡的额定电流为 A,小灯泡的额定功率为 W。
(4)小雷用一个定值电阻更换小灯泡,进行正确操作。调节滑片,记录电流表和电压表的一系列示数,在
图丁中再次绘制U﹣I图象,由图象可知,定值电阻的阻值为 Ω。
(5)根据图丁中a、b图线初步判断,小灯泡的电阻和灯丝的 有关。
22.某实验小组用如图所示的电路探究电流与电阻的关系。
实验序号
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.6
2
10
3
20
…
(1)连接电路时应 开关。
(2)小庆将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至恰当位置,并将数据记录在上表中。换用10Ω电阻后,应该使定值电阻两端的电压保持U0= V不变。
(3)将5Ω的定值电阻换为10Ω后,小庆和小丽对接下来的操作有不同看法:
小庆认为应先闭合开关,再将滑片向左移动,使电压表示数为U0。
小丽认为应先将滑片移到最左端,再闭合开关,然后将滑片向右移动,使电压表示数为U0。
请问你赞成谁的观点? 。简要说明理由: 。
五、计算题(本大题共3小题,共20分)
23.一小汽车,在平直的高速路上匀速行驶2.3km,用时100s,若行驶过程中发动机牵引力一直为1000N,则(1)汽车发动机所做的功是多少?(2)汽车发动机的功率是多少?(3)若这段过程消耗汽油0.25kg,则发动机效率为多少?(q汽=4.6×107J/kg)
24.如图19所示电路,电源电压保持不变,电阻R1=5Ω,R2=15Ω。
(1)当开关Sl、S2都断开时,电流表示数为0.5A,则电源电压多少?
(2)当开关Sl、S2都闭合时,电流表示数为2.4A,则通过电阻R3的电流是?
(3)如果只闭合Sl时,电路消耗的功率是多少?
25.如图所示,灯泡L标有“8V 4W”的字样,开关S闭合,滑片P在中点时,电压表的示数为4V,灯泡正常发光(假定灯泡电阻不随温度变化而变化)。求:
(1)灯泡的电阻RL;
(2)电源电压U;
(3)滑动变阻器的最大阻值R;
(4)整个电路的最小功率。
2023年安徽省宿州市萧县中考物理模拟试卷
(参考答案与详解)
一、单选题(本大题共7小题,共14分)
1.(2分)下列关于甲、乙、丙、丁四幅图的说法正确的是( )
A.如图能够探究发电机的工作原理
B.如图中压缩空气做功可以将内能转化为机械能
C.如图中通电螺线管的左端为S极,右端为N极
D.如图中小磁针被铁棒吸引,说明铁棒本身具有磁性
【分析】A、掌握电磁感应现象及实验,知道在此实验中让闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,电路中会产生感应电流。根据这个原理制成了发电机。
B、认识内能的改变实验,对物体做功物体的内能增加。
C、掌握安培定则。
D、掌握磁极间的相互作用。
【解答】解:A、图乙是电磁感应实验,根据此原理可以制成发电机;故A正确;
B、缩空气做功可以将机械能转化为内能,故B错误;
C、用右手握住螺线管,四指指向电流的方向,拇指所指的方向左端为螺线管的N极,故C错误;
D、因为磁铁具有吸引铁钴镍等物质的性质,故磁铁吸引铁棒,铁棒有可能无磁性,故D错误;
故选:A。
2.(2分)某摄影师在某次利用相机拍照时,发现被拍摄人的正面照在照片中的比例太小,很不美观。为增加人在照片中的比例,摄像过程应该( )
A.摄影师不动,被拍摄人靠近摄影师,镜头向后缩
B.摄影师不动,被拍摄人远离摄影师,镜头向前伸
C.被拍摄人不动,摄影师远离被拍摄人,镜头向后缩
D.被拍摄人不动,摄影师靠近被拍摄人,镜头向前伸
【分析】(1)照相机成倒立、缩小的实像;
凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小;物距减小,像距增大,像变大;
(2)用照相机拍照时,物体到镜头的距离是物距,底片上能成像,底片到镜头的距离是像距。
【解答】解:照相机成倒立、缩小的实像;
为增加人在照片中的比例,需要使像变大,由凸透镜成实像的规律可知,应使像距变大,物距变小,则应使被拍摄人不动,摄影师靠近被拍摄人,同时镜头向前伸;或者摄影师不动,被拍摄人靠近摄影师,同时镜头向前伸,故D正确,ABC错误。
故选:D。
3.(2分)永州市正在创建全国交通安全文明城市,遵守交通法规从我做起。交通路口安装着过斑马线的红、绿信号灯,要求:红、绿灯工作时互不影响,下列符合红、绿信号灯工作情况的电路图是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据题意分析两个开关的作用、两灯泡的连接方式,然后选出正确的电路图。
【解答】解:根据题意以及生活经验可知,红、绿交通信号灯不能同时工作,且工作时互不影响,则两灯是并联的,且每盏灯都有各自的控制开关,故C正确。
故选:C。
4.(2分)如图所示,灯L1与灯L2的规格相同,下列说法正确的是( )
A.S闭合后,灯L2将发生短路,L1会发光
B.要使小灯泡L1、L2串联,可去掉导线b
C.只改动一根导线,此电路不可能变为灯L1、L2并联
D.去掉导线b,在BD间接一个开关S1,S1只能控制L1
【分析】(1)电路有通路、断路、短路三种状态,小灯泡只有在通路的电路中才会发光;
(2)让小灯泡发光的基本连接形式有两种:一种是串联,在串联电路中电流只有一条路径;另一种是并联,在并联电路中电流有多条流通路径;
(3)短路是指电流不经过用电器的电路,在实际电路中,如果用导线将用电器的两端直接连接,则会造成短路。
【解答】解:
A、S闭合后,L1、L2被导线b短路,灯不亮,会损坏电源,故A错误;
B、要使L1、L2串联,电路中各个元件首尾相连,可去掉导线b,故B正确;
C、将导线c从接线柱B改接到接线柱A上,则S闭合后,电流分两支,分别流向L1、L2,则L1、L2并联,故C错误;
D、去掉导线b,在BD间接一个开关S1,若S1闭合,则电源会被短路,故D错误。
故选:B。
5.(2分)如图所示电路中,A、B间的电压保持不变,电阻R1、R2为定值电阻。断开开关S,甲、乙均为电流表时,甲、乙两表的示数之比为3:4.若闭合开关S,甲、乙均为电压表,则甲、乙两表的示数之比是( )
A.4:3 B.3:4 C.3:7 D.4:7
【分析】(1)断开开关S,甲、乙均为电流表时,R1与R2并联,甲电流表测R1支路的电流,乙电流表测R2支路的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出两电阻的阻值之比;
(2)闭合开关S,甲、乙均为电压表时,R1与R2串联,甲电压表测R2两端的电压,乙电压表测R1两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出两电压表的示数之比。
【解答】解:(1)断开开关S,甲、乙均为电流表时,R1与R2并联,甲电流表测R1支路的电流,乙电流表测R2支路的电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=可得,两电阻的阻值之比:
===;
闭合开关S,甲、乙均为电压表时,R1与R2串联,甲电压表测R2两端的电压,乙电压表测R1两端的电压,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,两电压表的示数之比:
====。
故选:B。
6.(2分)为了减少医护人员与新冠病人的接触,科研人员设计了如图所示的输液提示器,让护士在护士站就能观察到药液量的变化。当袋中药液量减少时( )
A.灯泡亮度变暗 B.电压表示数减小
C.电路总阻值变大 D.电路总功率变小
【分析】由电路图可知,滑动变阻器R与灯泡L串联,电压表测R两端的电压,当袋中药液量减少时,药液袋的重力减小,弹簧的伸长量减小,滑片上移,据此可知变阻器R接入电路中的电阻变化,从而得出电路的总电阻变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,利用串联电路的分电压特点可知滑动变阻器两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知灯泡两端的电压变化,利用P=UI判断灯泡实际功率的变化,进一步得出灯泡亮暗的变化,再利用P=UI判断电路总功率的变化。
【解答】解:由电路图可知,滑动变阻器R与灯泡L串联,电压表测R两端的电压,
当袋中药液量减少时,药液袋的重力减小,弹簧的伸长量减小,滑片上移,变阻器R接入电路中的电阻减小,电路的总电阻减小,故C错误;
由I=可知,电路中的电流变大,
由串联电路的分压特点可知,滑动变阻器R两端分得的电压减小,即电压表的示数减小,故B正确;
由串联电路的电压特点可知,灯泡两端的电压变大,
因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,
所以,由P=UI可知,灯泡的实际功率变大,灯泡变亮,故A错误;
电源的电压不变,电路中的电流变大,由P=UI可知,电路总功率变大,故D错误。
故选:B。
7.(2分)如图所示,R1、R2两电阻并联,接在4V的电源上,R1=R2=10Ω,下列说法正确的是( )
A.两条支路的电流都是0.4A
B.干路电流为1.25A
C.U1=U2=2V
D.总电阻为20Ω
【分析】AC、两电阻并联接入电路,根据并联电路电压特点可知两电阻两端电压相等,都等于电源电压;根据欧姆定律可得通过各支路的电流,
BD、根据并联电路电流规律计算干路电流,进一步根据欧姆定律计算电路总电阻。
【解答】解:AC、闭合开关,R1、R2两电阻并联接入电路,并联电路各并联支路两端电压相等,所以U1=U2=4V,故C错误;
R1=R2=10Ω,由欧姆定律可得通过支路的电流为:I===0.4A,故A正确;
B、并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以I′=I+I=0.4A+0.4A=0.8A,故B错误;
D、由欧姆定律可得电路总电阻为:R===5Ω,故D错误。
故选:A。
二、填空题(本大题共9小题,共18分)
8.(2分)冬天水管被冻裂是由于水发生了 凝固 ;春天,地板上出现“冒汗”的现象,这是由于发生了 液化 。(两空均填物态变化名称)
【分析】物质由液态变成固态的过程叫凝固;物质由气态变成液化的过程叫液化。
【解答】解:冬天气温低于0℃时,水管中的水结冰,状态发生变化,物质多少没有变化,所以水结冰后质量不变,体积变大;
春天,地板上出现“冒汗”的现象,水蒸气遇冷液化形成的。
故答案为:(1)凝固; (2)液化。
9.(2分)如图所示是汽油机的 做功 冲程;常常用水冷却发动机是利用了水的比热容 大 的特性;完全燃烧0.1kg的高能汽油,放出的热量为 4.62×106 J.如果这些热量被质量为100kg、初温为20℃的水完全吸收,可以使水的温度升高 11 ℃.【q汽=4.62×107J/kg C水=4.2×103J/(kg•℃)】
【分析】(1)在内燃机的四个冲程中,进气阀和排气阀均关闭的只有压缩冲程和做功冲程,而在压缩冲程中活塞向上运动,做功冲程中活塞向下运动;
(2)水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;
(3)知道汽油的质量和热值,利用燃料完全燃烧放热公式Q放=mq求放出的热量;
(4)再由Q放=Q吸=cm△t,得到△t=后计算水升高的温度。
【解答】解:
(1)图中,两个气阀关闭,火花塞喷出电火花,活塞向下运动,是做功冲程;
(2)因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以人们用冷水冷却发动机;
(3)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量:
Q放=qm煤油=4.62×107J/kg×0.1kg=4.62×106J;
(4)∵Q吸=cm△t=Q放,
∴水温度升高值:
△t===11℃。
故答案为:做功;大;4.62×106;11。
10.(2分)小明同学家中有一台电冰箱、一台洗衣机、六盏照明灯,它们是 并联 (“串联”或“并联”)连接的,如果多开一盏照明灯,那么干路上的电流大小将 变大 (选填“变大”“不变”或“变小”);小明发现冰箱里的灯在打开冰箱门时亮起,关上冰箱门时熄灭,则冰箱门相当于简单电路中的 开关 。
【分析】并联电路中各支路用电器互不影响;根据并联电路干路电流等于各支路电流之和判断干路电流的变化;一个完整的电路由电源、导线、用电器和开关组成。
【解答】解:
由生活经验知,家庭电路中的一台电冰箱、一台洗衣机、六盏照明灯工作时互不影响,因此它们之间是并联的;
由于干路电流等于各支路电流之和,所以当家中多开一盏照明灯时,干路上的电流将变大;
电冰箱冷藏室空内照明用的灯,总是在打开冰箱门时亮,关上冰箱门时灭,即说明冰箱门相当于开关。
故答案为:并联;变大;开关。
11.(2分)如图所示,在用塞子封闭的瓶内装有少量的水,用打气筒往瓶内打气,瓶内空气内能 增大 (填增大或减少),当瓶塞跳起来时,可以看到 瓶内 出现了“白雾”,说明水蒸气遇冷 液化 (填物态变化)。在这个过程中气体内能 减少 (填增大或减少)。
【分析】(1)做功可以改变物体的内能,外界对物体做功,物体的内能增大,其它形式的能转化为内能;物体对外界做功,物体本身的内能减小,内能转化为机械能;
(2)液化是指物质由气态变成液态的过程。
【解答】解:用打气筒往瓶里打气,压缩气体做功,则瓶内空气的内能增大;
当瓶塞跳起来时,瓶内的空气对瓶塞做功,使瓶内空气的内能减少、温度降低,瓶内水蒸气遇冷液化形成小水滴,所以可看到瓶内出现白雾。
故答案为:增大;瓶内;液化;减少。
12.(2分)橡胶棒与毛皮摩擦后带电,是因为橡胶棒在摩擦过程中 得到 (选填“得到”、“失去”、“创造”)了电子,用这个橡胶棒去接触不带电的验电器,验电器的箔片会张开,原因是同种电荷相互 排斥 (选填“吸引”或“排斥”)。
【分析】(1)与丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷,与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷称为负电荷。两个束缚电子的能力不同的物体相互摩擦时,束缚电子能力强的得到电子,因电子比质子数量多而带负电,束缚电子能力弱的失去电子,因电子比质子数量少而带正电,一种物质失去多少电子,另一种物质就得到多少电子;
(2)验电器的原理:同种电荷相互排斥。
【解答】解:
毛皮与橡胶棒摩擦,橡胶棒束缚电子的能力强,得到电子而带负电;毛皮束缚电子的能力弱,失去电子而带正电;
把摩擦过的橡胶棒(带负电)接触不带电的验电器时,电子通过验电器的金属球传给金属杆传给两片金属箔,两片金属箔带同种电荷,同种电荷相互排斥,所以金属箔片张开。
故答案为:得到;排斥。
13.(2分)如图是仿生机械眼球,该装置未来将用于代替有缺陷的人眼,它内部有一块具备自动变焦功能的微型凸透镜,眼球可随意观察一定范围内的物体,并将观察到的像成在内部固定不动的微型底片上,此仿生机械眼球的成像原理与 照相机 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的工作原理相似。当眼球观察远处物体时,微型凸透镜的焦距与观察近处相比会 变大 。
【分析】物距大于二倍焦距时,凸透镜成倒立缩小实像,其应用是照相机;
与人眼类似,当该眼球观察远处物体时,凸透镜对光的偏折能力应变小,据此可知其焦距变化。
【解答】解:仿生机械眼球相当于一个凸透镜,与人眼的成像特点相同,即成倒立、缩小的实像,其成像原理与照相机的成像原理相同;
与人眼类似,当该眼球观察远处物体时,在像距不变的情况下,凸透镜应自动变薄,对光的偏折能力变小,焦距变大,远处物体射来的光刚好会聚在底片上,眼球可以看清远处的物体【另解:该眼球的像距不变,根据凸透镜成像公式+=可知,物距u变大时,焦距f应变大,才能看清远处的物体】。
故答案为:照相机;变大。
14.(2分)人类正积极开发和利用太阳能,如太阳能热水器、太阳能电池等。江涛想知道家中太阳能热水器吸收太阳能的本领,做了如下探究:天气晴朗时,江涛测得太阳能热水器1h内使质量为25kg的水从30℃升高到50℃,则水吸收的热量是 2.1×106 J,若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度,则至少需要燃烧 0.05 m3的液化气[c水=4.2×103J/(kg•℃),假设液化气燃烧放出的热量全部被水吸收,液化气的热值是4.2×107J/m3]。
【分析】(1)已知水的质量、初温和末温度,由吸热公式Q吸=cm(t﹣t0)可以求出水吸收的热量;
(2)液化气完全燃烧放出的热量全部被水吸收,可知液化气放出的热量,由热值公式可以求出液化气的体积。
【解答】解:
(1)水吸收的热量:
Q=cm(t﹣t0)=4.2×103 J/(kg•℃)×25kg×(50℃﹣30℃)=2.1×106J;
(2)液化气燃烧放出的热量全部被水吸收,则Q放=Q吸=2.1×106J,
由Q放=qV可知,需要燃烧的液化气的体积:
V===0.05m3;
故答案为:2.1×106;0.05。
15.(2分)两电阻R1:R2=3:4,将他们串联在电路中,则U1:U总= 3:7 ,消耗的功率之比P1:P2= 3:4 。
【分析】两电阻串联时通过它们的电流相等,根据欧姆定律求出两电阻两端的电压之比,根据串联电路的电压特点求出U1:U总,根据P=UI求出消耗的功率之比P1:P2。
【解答】解:因串联电路中各处的电流相等,且R1:R2=3:4,
所以,两电阻串联时,它们两端的电压之比:
===,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,===,
由P=UI可得,两电阻消耗的功率之比:
===。
故答案为:3:7;3:4。
16.(2分)已知柴油的热值为4.3×107J/kg,一台效率为40%的柴油机,当输出8.6×106J的有用功时,柴油完全燃烧放出的热量为 2.15×107 J,消耗了 0.5 kg柴油。
【分析】知道柴油机输出的有用功,利用热机效率公式求出柴油完全燃烧放出的热量,再利用Q放=mq求消耗柴油的质量。
【解答】解:热机效率公式为η=,
所以柴油完全燃烧放出的热量:
Q放===2.15×107J,
由Q放=mq可得,消耗柴油的质量:
m===0.5kg。
故答案为:2.15×107;0.5。
三、作图题(本大题共3小题,共6分)
17.(2分)如图所示,一束光线射向平面镜,请画出它的反射光线。
【分析】光的反射定律的内容:反射光线与入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角。可归纳为:“三线共面,两线分居,两角相等”。
【解答】解:首先垂直于镜面作出法线,然后根据反射角等于入射角,反射光线和入射光线分居法线两侧,在法线的右侧画出对应的反射光线,如图所示:
18.(2分)如图所示,一个足球静止在水平地面上,请画出该足球所受重力G和支持力F的示意图。
【分析】物体静止,则受平衡力,这两个力是竖直向下的重力G和竖直向上的支持力F,大小相等,方向相反,且作用在同一直线上,作用点在物体的重心。
【解答】解:足球静止在水平地面上,请画出该足球所受重力G和支持力F是一对平衡力,重力从重心竖直向下画,标出符号G,支持力从重心竖直向上画,标出符号F,注意所画线段的长度要相等。如图所示:
19.(2分)完成图中三孔插座的连接。
【分析】三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线。
【解答】解:左孔接零线;孔接地线。如下图所示:
四、实验探究题(本大题共3小题,共24分)
20.在探究影响导体电阻大小的因素时,小兵、小红两位同学作出了如下猜想:
①导体的电阻与导体的长度有关
②导体的电阻与导体的横截面积有关
③导体的电阻与导体的材料有关
实验室提供了4根电阻丝,规格、材料如下表
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
为了验证上述猜想,他们设计了如图所示的实验电路。
为了验证上述猜想①,应该选用编号为 AB 两根电阻丝进行实验,实验采用的方法叫 控制变量法 ;如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 ② (填序号);如果选用编号为A、D两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想 ③ (填序号).分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电流表示数不相同,由此,初步得到的结论是:长度和横截面积相同时, 导体的电阻与导体的材料有关 。通过电流的大小比较电阻的大小利用的是 转换 法。
【分析】为了验证①导体的电阻与导体的长度有关,应保证导体的材料与横截面积相等,分析所给电阻丝,找出符合要求的电阻丝编号;编号为A、C的两根电阻丝材料与长度都相同,而横截面积不同,利用A、C可验证电阻与横截面积的关系;A、D两电阻丝长度、横截面积相等,而材料不同,利用它们可以研究导体电阻与材料的关系。
【解答】解:
由表中信息可知:电阻丝A与B的材料、横截面积相同而长度不同,可用A、B两根电阻丝验证①导体的电阻与导体的长度有关;即在该实验中控制了材料、横街面积相同,改变长度,故是采用的控制变量法;
A、C两根电阻丝,材料与长度相同而横截面积不同,可用A、C两根电阻丝验证②导体的电阻与导体的横截面积有关;
A、D两根电阻丝,长度与横截面积相同而材料不同,用A、D两根电阻丝可验证③导体的电阻与导体的材料有关;
分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N两点间时,电流表示数不相同,由此,初步结论是:长度和横截面积相同时,导体的电阻与导体的材料有关。
由于电阻的大小不好比较,所以这里通过电流的大小比较电阻的大小,即我们所说的转换法;
故答案为:AB;控制变量法;②;③;导体的电阻与导体的材料有关;转换;
21.小聪同学发现家用白炽灯总在刚开灯的瞬间烧坏,猜想白炽灯的电阻可能与灯丝的某个因素有关,于是找来与白炽灯工作原理相同的小灯泡,按图甲所示电路图进行探究。电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω。
(1)请用笔画线代替导线,把图甲中的实物电路按图乙中的电路图连接完整,使滑片P向右端移动时小灯泡的亮度变亮。
(2)连接电路后闭合开关,小灯泡闪亮一下就熄灭,检查发现小灯泡的灯丝已经烧断。分析原因可能是:闭合开关时, 没有将变阻器的最大电阻连入电路 ,导致电流过大而造成的。
(3)断开开关,更换烧坏的电路元件,进行正确操作。调节滑片P使小灯泡逐渐变亮,记录电流表和电压表的一系列示数,在图丁中绘制U﹣I图象。当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示,小灯泡的额定电流为 0.26 A,小灯泡的额定功率为 0.65 W。
(4)小雷用一个定值电阻更换小灯泡,进行正确操作。调节滑片,记录电流表和电压表的一系列示数,在
图丁中再次绘制U﹣I图象,由图象可知,定值电阻的阻值为 10 Ω。
(5)根据图丁中a、b图线初步判断,小灯泡的电阻和灯丝的 温度 有关。
【分析】(1)根据滑片P向右端移动时小灯泡的亮度变亮,确定变阻器右下接线柱连入电路中与灯串联,根据灯的额定电压为2.5V确定电压表选用小量程与灯并联;
(2)闭合开关小灯泡闪亮一下就熄灭,说明灯泡实际电压大于其额定电压,电流过大,将灯烧坏,据此分析;
(3)根据电流表的量程确定分度值读数,根据P=UI求出灯的额定功率;
(4)图线a是一条直线,说明电流与电压成正比,由欧姆定律得出定值电阻的阻值;
(5)导体电阻与温度有关,一般说,温度升高电阻增大。
【解答】解:(1)滑片P向右端移动时小灯泡的亮度变亮,即电流变大电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中与灯串联,灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联,
如下所示:
(2)闭合开关小灯泡闪亮一下就熄灭,说明灯泡实际电压大于其额定电压,电流过大,原因是闭合开关时,没有将变阻器的最大电阻连入电路,导致电流过大而造成的;
(3)由图丙可知,电流表的量程0﹣0.6A,分度值0.02A,灯泡正常工作时的电流为0.26A,
则灯的额定功率为:
P=UI=2.5V×0.26A=0.65W;
(4)图线a是一条直线,说明电流与电压成正比,由欧姆定律,定值电阻的阻值为:
R===10Ω;
(5)图线a是一条直线,说明电流与电压成正比,电压与电流比值一定,也就是定值电阻阻值一定;而灯泡电流与电压图线是曲线b,并且电流增大的程度小于电压,说明其电阻是变化的,并且随电压的增大而增大,原因是电压越高灯泡越亮,功率越大,电阻越大,小灯泡的电阻和灯丝的温度有关。
故答案为:(1)如图;(2)没有将变阻器的最大电阻连入电路;(3)0.26;0.65;(4)10;(5)温度。
22.某实验小组用如图所示的电路探究电流与电阻的关系。
实验序号
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.6
2
10
3
20
…
(1)连接电路时应 断开 开关。
(2)小庆将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片至恰当位置,并将数据记录在上表中。换用10Ω电阻后,应该使定值电阻两端的电压保持U0= 3 V不变。
(3)将5Ω的定值电阻换为10Ω后,小庆和小丽对接下来的操作有不同看法:
小庆认为应先闭合开关,再将滑片向左移动,使电压表示数为U0。
小丽认为应先将滑片移到最左端,再闭合开关,然后将滑片向右移动,使电压表示数为U0。
请问你赞成谁的观点? 小丽 。简要说明理由: 若先闭合开关,由于定值电阻阻值变大,则两端电压变大,会超过3V,超过电压表的量程,会损坏电压表 。
【分析】(1)连接电路时应断开开关;
(2)探究电流与电阻的关系应保持定值电阻两端电压不变,通过实验1可得电压大小;
(3)在操作过程中,要保护电路的安全,确保所有用电器和电表在安全范围内,从而判断两人的观点。
【解答】解:(1)连接电路时应断开开关;
(2)探究电流与电阻的关系应保持定值电阻两端电压不变,对于实验1,U=5Ω×0.6A=3V,故更换电阻时,要保持定值电阻两端的电压是3V不变;
(3)若先闭合开关,由于定值电阻阻值变大,则两端电压变大,会超过3V,超过电压表的量程,会损坏电压表,而小丽先将滑片移到最左端,再闭合开关,保护了电路的安全;所以小庆的方法不妥当,小丽的方法妥当;
故答案为:(1)断开;(2)3;(3)小丽,若先闭合开关,由于定值电阻阻值变大,则两端电压变大,会超过3V,超过电压表的量程,会损坏电压表。
五、计算题(本大题共3小题,共20分)
23.一小汽车,在平直的高速路上匀速行驶2.3km,用时100s,若行驶过程中发动机牵引力一直为1000N,则(1)汽车发动机所做的功是多少?(2)汽车发动机的功率是多少?(3)若这段过程消耗汽油0.25kg,则发动机效率为多少?(q汽=4.6×107J/kg)
【分析】(1)由W=Fs计算发动机做的功;
(2)由P=计算发动机的功率;
(3)求出汽油完全燃烧释放的能量,然后求出发动机的效率。
【解答】解:(1)汽车的发动机所做的功:
W=Fs=1000N×2.3×103m=2.3×106J;
(2)汽车发动机的功率:
P===2.3×104W;
(3)汽油完全燃烧释放的能量:
Q=mq=0.25kg×4.6×107J/kg=1.15×107J,
发动机的效率:
η=×100%=×100%=20%。
答:(1)汽车的发动机所做的功是2.3×106J;
(2)汽车发动机的功率是2.3×104W;
(3)发动机效率为20%。
24.如图19所示电路,电源电压保持不变,电阻R1=5Ω,R2=15Ω。
(1)当开关Sl、S2都断开时,电流表示数为0.5A,则电源电压多少?
(2)当开关Sl、S2都闭合时,电流表示数为2.4A,则通过电阻R3的电流是?
(3)如果只闭合Sl时,电路消耗的功率是多少?
【分析】(1)当开关Sl、S2都断开时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压;
(2)当开关Sl、S2都闭合时,R1和R3并联,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R1的电流,根据并联电路的电流特点求出通过电阻R3的电流;
(3)根据欧姆定律求出电阻R3的阻值,只闭合Sl时,R1和R3并联后再与R2串联,根据电阻的串联和并联求出电路的总电阻,利用P=UI=求出电路消耗的功率。
【解答】解:(1)当开关Sl、S2都断开时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,由I=可得,电源的电压:
U=I(R1+R2)=0.5A×(5Ω+15Ω)=10V;
(2)当开关Sl、S2都闭合时,R1和R3并联,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过R1的电流:
I1===2A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过电阻R3的电流:
I3=I′﹣I1=2.4A﹣2A=0.4A;
(3)电阻R3的阻值:
R3===25Ω,
只闭合Sl时,R1和R3并联后再与R2串联,
因并联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R1和R3并联后的总电阻:
R13===Ω,
则电路消耗的功率:
P==≈5.2W。
答:(1)当电源电压为10V;
(2)当开关Sl、S2都闭合时,通过电阻R3的电流是0.4A;
(3)如果只闭合Sl时,电路消耗的功率是5.2W。
25.如图所示,灯泡L标有“8V 4W”的字样,开关S闭合,滑片P在中点时,电压表的示数为4V,灯泡正常发光(假定灯泡电阻不随温度变化而变化)。求:
(1)灯泡的电阻RL;
(2)电源电压U;
(3)滑动变阻器的最大阻值R;
(4)整个电路的最小功率。
【分析】(1)根据R=求出灯泡的电阻;
(2)根据串联电路电压特点求出电源的电压;
(3)灯泡在额定电压下的实际功率和额定功率相等,根据I=求出电路中的电流,最后根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的电阻,即可求出变阻器的最大阻值R;
(4)根据串联电路电阻规律可求出电路的最大电阻,由公式P=知,电路电阻最大时消耗的电功率最小。
【解答】解:(1)由P=得灯泡的电阻为:RL===16Ω;
(2)当滑片P在中点时,R′与灯泡L串联,
因为灯泡正常发光,
所以UL=U额=8V,
因为串联电路的电压等于各分电压之和,
所以电源电压U=UR+UL=4V+8V=12V。
(3)因为灯泡正常发光,
所以电路中的电流:
I′===0.5A;
滑动变阻器接入电路的电阻为:
R′===8Ω,
所以变阻器的最大阻值R=2R′=2×8Ω=16Ω。
(4)当滑片位于最大阻值处时,电路的最大总电阻:R串=RL+R最大=16Ω+16Ω=32Ω,
则电路消耗的最小功率为:P最小===4.5W。
答:(1)灯泡的电阻RL为16Ω。
(2)电源电压为12V;
(3)滑动变阻器的最大阻值为16Ω;
(4)电路消耗的最小功率为4.5W。
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