2023年湖北省武汉市蔡甸区莲花湖中学中考物理模拟试卷(3月份)(含答案)
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一、单选题(本题共11小题,共33分)
1. 小明到武汉某公园游玩(如图),站在清澈的湖边,望向平静的湖面,湖中可看到“云在水中飘,鱼在云上游,鱼戏阁楼绿树间”。这些景象中成像原理与其它景象有所不同的是( )
A. 云 B. 鱼 C. 阁楼 D. 绿树
2. 下列有关声音的说法中,不正确的是( )
A. 敲击鼓面,看到鼓面上的泡沫颗粒跳动,说明声音是由物体的振动产生的
B. 把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,音量减弱,说明空气能够传声
C. 用相同的力度拨动直尺,若直尺伸出桌面的长度越长,发出的声音音调越高
D. 发声的扬声器外,烛焰晃动,说明声音可以传递能量
3. 关于热学知识,下列说法不正确的是( )
A. 物体的内能一定不为零
B. 升高相同的温度,比热容大的物体,吸收的热量多
C. 热量可以从内能小的物体传递给内能大的物体
D. 对物体做功,物体内能不一定增加
4. 能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱,下列说法正确的是( )
A. 太阳能、石油、风能都属于可再生能源
B. 条形码扫描器中的光敏二极管使用的材料是超导材料
C. 我国的“北斗”卫星导航系统是利用超声波进行定位和导航的
D. 目前核电站都是利用链式反应来释放核能
5. 某同学利用如图甲所示的装置比较a、b两种液体吸热的情况,使用相同规格的电加热器分别对“等量”水和食用油加热,得到温度随时间变化的图象如图乙,下列说法正确的是( )
A. “等量”是指体积相同的水和食用油
B. 由图象可知,a、b液体的比热容之比是4:5
C. 实验中物质吸热的多少是通过升高的温度来衡量的
D. 图乙图象中a对应水,b对应食用油
6. 如图是一标有“3V 15mA”字样的无线光电鼠标,将接收器插入电脑,就可以用鼠标控制电脑了.下列有关说法错误的是( )
A. 鼠标正常工作时的电压是3V
B. 鼠标和接收器之间通过电磁波联系
C. 鼠标工作是将部分电能转化为光能
D. 鼠标做成“鼠”形可以增大与手掌的压力
7. 法国科学家阿尔贝⋅费尔和德国科学家彼得⋅格林格尔由于发现了巨磁电阻(GMR)效应,荣获了2007诺贝尔物理学奖。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图。实验发现,当闭合S1、S2后,使滑片P向左滑动过程中,指示灯明显变亮。描述上述过程有如下说法,其中正确的是( )
A. 滑片P向左滑动过程中电磁铁的右端为N极
B. 滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性减弱
C. 巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显增大
D. 巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小
8. 如图所示,用一根细线拴一块橡皮甩起来,使橡皮绕手做匀速圆周运动,下列说法不正确的是( )
A. 橡皮的运动状态发生了改变
B. 橡皮受力一定不平衡
C. 橡皮对细绳产生的拉力是由于细绳发生了弹性形变
D. 松手后,如果所有力都消失,由于橡皮具有惯性,其运动状态将不变
9. 学校师生就餐所用饭卡,卡内置有铜线圈、芯片、天线,当卡靠近刷卡仪器时,仪器产生的磁场会使饭卡内产生电信号,饭卡再将自身编码等信息通过饭卡内置天线发送给刷卡机。以下图片与饭卡工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
10. 武汉市初三年级于5月20日开始返校复学,全力冲刺中考,为了保障师生健康,武汉七一(华源)中学在校门安装了图甲所示电子测温仪,当检查温度超过37.3℃时仪器会报警(电流表示数大于某一值会触发警报器),图乙是其内部简化电路图。测温仪探头内有一传感器Rt,接收人体发出的红外线信号后,Rt的阻值会发生变化(人体温度越高红外效应越明显,发出的红外线强度越大),下列说法错误的是( )
A. Rt相当于一个红外线光敏电阻,红外线强度越大,电阻越小
B. 被测温者温度越高,R0两端电压越大
C. 要使体温超过37.5℃才会触发报警,可以适当将R0换成一个稍大的电阻
D. 被测温者温度越高,电路消耗的电功率越小
11. 图甲为天然气泄漏检测电路原理图,电源电压恒定,R0为定值电阻,气敏传感器两端电压UQ随天然气浓度C变化的关系如图乙,则下列描述R0的功率P0,电路的总功率P随天然气浓度C变化的关系图线中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
二、实验探究题(本题共5小题,共21分)
12. 如图甲,是号称“平稳如地铁,30s完成充电”的武汉市首条有轨电车路线。有轨电车工程采用高铁技术,轨道经过最新的焊接工艺焊接后没有一个结点,可以实现无缝对接,电车可在轨道上平稳运行,而且采用的车轮是弹性车轮,可以降低轨道结点的撞击,从而减少 对周围生活的影响;并采用了微机控制刹车技术,在平顺较好的轨道上行驶,可以有效防止由于 带来的危害。请在图乙中画出有轨电车向右平稳前进时,铁轨对车轮的摩擦力的示意图。
13. 某同学为进一步了解“视力矫正”的原理,利用如图所示的探究凸透镜成像规律的装置做了实验。他在发光体和凸透镜之间放置不同类型的眼镜片,观察到了如下现象。
(1)将远视眼镜片放在发光体与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变模糊了;使光屏 (选填“靠近”或“远离”)透镜,又能在光屏上看到发光体清晰的像。由此可知,在远视眼得到矫正之前,物体的像成在视网膜的 (选填“前方”或“后方)。
(2)取下远视眼镜片,重新调整光屏的位置,使它上面的像再次变得清晰,然后将另一只近视眼镜片放在发光体和凸透镜之间,光屏上原来清晰的像又变模糊了;再使光屏 (选填“靠近”或“远离”)透镜,又可以在光屏上看到发光体清晰的像。这说明矫正近视眼的眼镜片对光有 作用(选填“会聚”或“发散”)。
14. 如图所示是“探究阻力对物体运动的影响”的实验装置。
(1)实验时,将棉布铺在 (选填“斜面”、“水平木板”或“斜面和水平木板”)上,让小车从斜面顶端由静止滑下,测量小车滑行的距离;去掉棉布,再次让小车从斜面顶端由静止滑下,测量小车滑行的距离。
(2)由实验可以得出初步结论:运动的小车所受的阻力越小,向前滑行的距离越 (选填“大”或“小”),速度减小得越 (选填“快”或“慢”)。
推理可知:如果在水平面上运动的小车不受阻力,它将 。
15. 在“探究影响液体内部压强的因素”实验中。
(1)压强计是通过U型管的______来显示橡皮膜所受压强大小
(2)小华实验时的情形如图所示,四幅图中烧杯内的液面相平。(不考虑实验结论的偶然性)
①比较甲和图______,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大
②保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,如图乙、丙所示,根据实验现象可以初步得出结论:______
③比较乙和图丁,能初步得出液体内部压强与液体密度有关的结论吗?______,理由是:______
16. 莲花湖中学某学习小组利用如图甲所示的电路探究通过电阻R的电流跟它两端电压U的关系。已知电源电压为3V且保持不变,滑动变阻力器标有“20Ω 1A”字样。
(1)小莲在实验中多次调节滑动变阻器的滑片,改变电阻R两端的电压,记下电表的示数,得到如图乙所示的U-I关系图象。上述实验中,刚闭合开关时,电压表的示数为 V,电流表的示数为 A。
(2)下表是小花另选实验器材,用如图丙所示的电路,研究通过导体的电流与电阻的关系,电源电压不变。
实验次序
1
2
3
4
5
R/Ω
10
20
30
40
50
I/A
0.6
0.3
0.2
0.12
实验过程中,当小花将电阻箱R的阻值从10Ω调为20Ω时,此时小花应该将滑动变阻器的滑片向 调节(选填“左”或“右”)。小花做第4次实验时,将电阻箱R的阻值从30Ω调为40Ω后,就直接记录电流表示数,这个示数可能是 。
A.0.14A
B.0.15A
C.0.18A
D.0.2A
三、计算题(本题共2小题,共16分)
17. 如图甲所示,是小湖做“测量额定电压为2.5V小灯泡电功率”的实验电路。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实验电路连接完整。(要求:滑动变阻器的滑片向B端滑动时,电路的电流变小)
(2)闭合开关后,小湖发现电流表和电压表均有示数但都很小,且小灯泡不亮,其原因是 。
(3)根据实验测量的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化关系的图象,如图乙所示。实验完成后,小湖利用图象还计算出了小灯泡在不同电压下的电阻,发现小灯泡在不同电压下电阻不同,出现这一现象的原因是小灯泡的电阻受到 的影响。
18. 如图甲、乙所示分别是向学同学家调温型电烤箱和其简化电路图。它工作时的额定电压为220V,R1和R2均为电烤箱中的加热元件,R2的阻值为70Ω。当只闭合S1时为低温挡,此时电烤箱的电功率为440W。
(1)如果放在水平灶台面上的该电烤箱的质量为4kg,四个底垫与灶台面的总接触面积为4cm2,计算一下该电烤箱对灶台面的压强为多少?(g=10N/kg)
(2)发热电阻R1的阻值是多少?
(3)高温挡的电功率是多少?
(4)向学同学发现傍晚用电高峰时,电烤箱内的温度比平时低些,他猜想是用电高峰时电压偏低所致,于是他想用电能表和秒表测量家庭电路的实际电压。傍晚用电高峰时,他关闭家里所有用电器,只让电烤箱以高温挡工作,发现在30s内电能表的转盘转了25转,电能表的铭牌如图丙所示,则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少?(不考虑电阻值随温度的变化)
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:水中的云、阁楼、绿树都属于平面镜成像,是由光的反射形成的;而看到的鱼是鱼的虚像,是由光的折射形成的,故B正确。
故选:B。
我们看到水中的物体,其实看到的是物体的虚像,是由光的折射形成的;平面镜成的像是与物体等大的虚像,平面镜成像是由于光的反射形成的。
本题通过同一幅画面考查了光的反射和光的折射现象,特别是看到的现象同是在水中,很容易搞错,相同之处是虚像,不同之处是成像原理不同,做题时一定要仔细、认真。
2.【答案】C
【解析】解:A、鼓面上的泡沫颗粒跳动是由于鼓皮的振动带动的,故A正确;
B、把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,空气的减少导致了音量减弱,说明空气能够传声,故B正确;
C、直尺伸出桌面的长度越长,振动频率越低,发出的声音音调越低,故C错误;
D、发声的扬声器导致了烛焰的晃动,说明声音能够传递能量,故D正确;
故选:C。
(1)声音是由物体振动产生的;
(2)空气能够传声,真空不能传声;
(3)频率越高,音调越高;频率越低,音调越低;
(4)声音可以传递信息和能量。
本题考查的是声音产生与传播的条件,音调的影响因素,声的利用等,属于声现象的常规考查。
3.【答案】B
【解析】解:A、一切物体都有内能,因此物体的内能不会为零,故A正确;
B、根据公式Q=cm△t可知,在质量相同、升高的温度相同时,比热容大的物体,吸收的热量多,由于不确定物体质量的关系,故B错误;
C、发生热传递的条件是存在温度差,即内能大的物体温度不一定高,故热量也可以从内能小的物体传递给能大的物体,故C正确;
D、对物体做功的同时,物体可能向外放热,因此物体内能不一定增加,故D正确。
故选:B。
(1)一切物体都有内能;
(2)根据公式Q=cm△t分析;
(3)发生热传递的条件是存在温度差;
(4)改变物体内能的方式有:做功和热传递。
本题综合考查了内能、比热容、改变内能的两种方式等知识,正确理解相关的知识点是解题的关键。
4.【答案】D
【解析】解:
A、石油是不可再生能源,太阳能、风能都属于可再生能源,故A错误;
B、条形码扫描器中的光敏二极管使用的主要是半导体材料,故B错误;
C、电磁波可以在真空中传播,故“北斗”导航是利用电磁波进行定位和导航的,故C错误;
D、目前核电站都是利用链式反应来释放核能转化为内能,再通过汽轮发电机转化为电能,故D正确。
故选:D。
(1)可再生能源可以在短时间内形成,不可再生能源不可在短时间内形成;
(2)半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间,发光二极管就是半导体制成的;
(3)声波和电磁波都可以传递信息,但是声波不能在真空中传播,而电磁波可以在真空中传播,所以对于没有空气的情况下的信息传递一般都是通过电磁波实现的;
(4)核电站是利用裂变的链式反应释放出巨大能量的原理制成的,其中在核电站中链式反应的速度和规模是人为控制的。
此题考查了能量的分类,半导体材料,信息的传递,以及核能的利用,难度不大。
5.【答案】D
【解析】解:A、“等量”是指质量相同的水和食用油,A错误;
B、由于使用相同规格的电加热器,所以a、b两种液体在相同时间内吸收热量相同,设两种液体吸收的热量为Q,质量为m,
根据比热容计算公式:c=Qm△t,可知:cacb= Qm△taQm△tb=△tb△ta=60℃-10℃60℃-20℃=5:4,B错误;
C、实验中物质吸热的多少是通过加热时间的长短来衡量的,C错误;
D、图象中a物质在吸收相同热量后,温度变化的更缓慢,说明a物质的比热容比较大,由于水的比热容大于食用油的比热容,所以a对应水,b对应食用油,D正确。
故选:D。
(1)比较两种物质吸热情况,物质的质量是需要控制的物理量;
(2)根据比热容计算公式,可以得出两种物质比热容之比;
(3)在作比较不同物质吸热情况的实验时,吸热多少是通过加热时间来衡量的;
(4)水比食用油的比热容大,比热容大的物质吸收热量温度变化较慢。
这道题考查比热容实验,属于中档难度题。
6.【答案】D
【解析】解:A、由“3V 15mA”知:鼠标正常工作时的电压是3V,故A正确;
B、鼠标和接收器之间通过电磁波联系,故B正确;
C、鼠标工作时部分电能转化成光能,故C正确;
D、鼠标做成“鼠”形可以增大与手掌的接触面积减小压强,而不是减小压力,故D错误.
故选D.
(1)由鼠标铭牌可以找出它的额定电压;
(2)无线鼠标工作时发出电磁波,接收器接收鼠标发出的电磁波,从而实现对电脑的控制;
(3)鼠标工作时把部分电能转化为光能,部分电能转化为电磁波的能量;
(4)鼠标之做成“鼠”形,可以增大与手的接触面积,从而减小压强.
本题考查了鼠标的工作电压、信号传递方式、能量的转化、减小压强的方法,是一道综合题,根据所学知识细心解答即可,是一道基础题.
7.【答案】D
【解析】解:A.由安培定则可知,电磁铁左端为N极,故A错误;
B.滑片P向左滑动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电流变大,通电螺线管的磁性增强,故B错误;
CD.由题意可知,滑片向左滑动的过程中,指示灯明显变亮,说明右侧电路的电流增大,巨磁电阻GMR的电阻减小;
滑片向左滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值减小,左侧电路中的电流增大,电磁铁的磁性增强;
所以,当电磁铁的磁性增强时,巨磁电阻的阻值减小,即巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小,随磁场的减弱而明显增大,故C错误、D正确。
故选:D。
(1)通过电路中电流的变化结合电磁铁磁性强弱的决定因素可以确定滑片移动时,其磁性的变化。
(2)根据灯泡的亮度变化,能够确定电路中电流的变化,进而知道巨磁电阻的阻值与磁场强度的关系。
在控制电路中,滑片的移动是分析的入手点;在工作电路中,灯泡的亮度是确定电路中电流变化的一个隐含条件。
8.【答案】C
【解析】解:AB、橡皮的运动方向不断发生变化,所以其运动状态不断改变,受到的不是平衡力,故AB正确;
C、橡皮对细绳的拉力是由于橡皮发生了弹性形变而产生的,故C错误;
D、由牛顿第一定律可知,若所有力都消失,由于橡皮具有惯性,做匀速直线运动运动,运动状态不变,故D正确。
故选:C。
(1)(2)物体不受力或受平衡力作用时,运动状态不发生改变。
(3)物体发生弹性形变后能产生弹力。
(4)物体不受力时,会保持静止状态或匀速直线运动状态。
本题主要考查了对力和运动的关系、以及弹性形变等知识的理解和应用,正确分析物体受力情况是解题的关键。
9.【答案】D
【解析】解:
由题意可知,当饭卡靠近刷卡仪器时,仪器产生的磁场会使饭卡内产生感应电流,所以饭卡的工作原理是电磁感应现象;
A、该图是奥斯特实验,说明了电流的周围存在磁场,即电流的磁效应,故A不符合题意;
B、该实验是探究通电螺线管周围的磁场分布,其原理是电流的磁效应,故B不符合题意;
C、图中有电源,通电导体在磁场中受力而运动,与电磁感应现象无关,故C不符合题意;
D、图中无电源,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,是电磁感应现象,故D符合题意。
故选:D。
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中有感应电流产生,这种现象是电磁感应现象;根据题意分析得出饭卡的工作原理,再结合电磁学知识找出与饭卡工作原理相同的即可。
此题通过同学们熟悉的饭卡考查了电磁感应现象以及其他一些电磁学知识,体现了物理知识在生活中的应用。
10.【答案】D
【解析】解:由电路图可知,R0与Rt串联,电流表测电路中的电流。
A.由题意可知,当检查温度超过37.3℃即电流表示数大于某一值时仪器会报警,说明Rt相当于一个红外线光敏电阻,红外线强度越大,电阻越小,由I=UR可知,电路中的电流越大,故A正确;
B.被测温者温度越高,Rt的阻值越小,电路的总电阻越小,电路中的电流越大,由U=IR可知,R0两端电压越大,故B正确;
C.触发警报器报警时的电流一定,由R=UI可知,此时电路的总电阻一定,由37.5℃>37.3℃可知,报警时Rt的阻值减小,要使体温超过37.5℃才会触发报警,应增大R0的阻值,即适当将R0换成一个稍大的电阻,故C正确;
D.被测温者温度越高,电路中的电流越大,由P=UI可知,电路消耗的电功率越大,故D错误。
故选:D。
由电路图可知,R0与Rt串联,电流表测电路中的电流。
(1)由题意可知,当检查温度超过37.3℃即电流表示数大于某一值时仪器会报警,据此得出Rt的特点;
(2)被测温者温度越高,Rt的阻值越小,电路的总电阻越小,电路中的电流越大,根据欧姆定律可知R0两端的电压变化;
(3)触发警报器报警时的电流一定,根据欧姆定律可知此时电路的总电阻一定,比较37.5℃和37.3℃时Rt的阻值关系,然后得出R0的阻值变化;
(4)根据P=UI分析被测温者温度越高时电路消耗的电功率变化。
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,根据题意得出Rt的阻值特点是关键。
11.【答案】C
【解析】解:由题图可知,R0与气敏传感器串联,电压表测气敏传感器两端的电压。
由图乙可得,气敏传感器两端的电压与天然气浓度C成正比,即根据串联电路的电阻分压特点可知:气敏传感器的阻值变大,
所以,气敏传感器的阻值(R气)与天然气浓度C也成正比。
A和B、R0的功率P0=U02R0=(U-UQ)2R0,故P0与U0是一个二次函数关系,因U0与C是一个一次函数关系(成正比),所以P0与C项是二次函数关系。故A、B错误;
C和D、电路总功率P=U2R0+R气,R气随C的增大而增大,所以P随C的增大而减小,故C正确,D错误。
故选:C。
由甲电路图可知,定值电阻R0和气敏传感器串联,电压表测气敏传感器两端的电压,根据图乙可知气敏传感器两端的电压与天然气浓度C的关系,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出R两端的电压U与c的关系,根据P=UI表示出电路消耗的总功率P与温度c的关系,然后结合选项得出答案。
本题考查了串联电路的特点和电功率公式的灵活应用,图象题是中考的难题之一。
12.【答案】噪声 惯性
【解析】解:(1)轨道经过最新的焊接工艺焊接后没有一个结点,可以实现无缝对接,电车可在轨道上平稳运行,而且采用的车轮是弹性车轮,可以降低轨道结构的撞击,是在声源处减弱噪声,从而减少噪声对周围生活的影响;
由于惯性,有轨电车在行驶过程中刹车时需要向前运动一段路程,采用微机控制制动技术,在平顺较好的轨道上行驶,可以有效制动,大大减少由于惯性带来的危害;
(2)有轨电车向右平稳前进时,车轮给铁轨向后的摩擦力,根据力的作用是相互的,铁轨就给车轮向前的摩擦力;故该车轮受到铁轨摩擦力是水平向右的,过作用点作一条水平向右的线段,用符号f表示,如下图所示:
故答案为:(1)噪声;惯性;(2)见解答。
(1)减弱噪声的途径:从声源处减弱、从传播过程中减弱,从人耳处减弱;
惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质,一切物体都具有惯性;
(2)力的示意图是用一条带箭头的线段把力的大小、方向、作用点三个要素表示出来,线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,线段起点或终点表示力的作用点。
本题考查了噪声的防止和惯性带来的危害以及摩擦力的示意图的画法等,涉及到的知识点较多,综合性强,有一点难度。
13.【答案】靠近 后方 远离 发散
【解析】解:(1)远视眼镜是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用;将远视眼镜片放在发光体与凸透镜之间,远视眼镜片使原来会聚成像的光线提前会聚,像距变小,所以光屏应靠近凸透镜,才能得到清晰的像;
远视眼镜片可以使像靠近凸透镜,故远视眼得到矫正之前,物体的像成在视网膜的后方;
(2)取下远视镜片,重新调整光屏的位置,使它上面的像再次变得清晰,然后将另一个近视眼镜片(凹透镜)放在发光体和凸透镜之间,光屏上原来清晰的像又变模糊了;近视眼镜片(凹透镜)对光线有发散作用,会使原来会聚成像的光线推迟会聚,所以应使光屏远离凸透镜,才能在光屏上看到发光体清晰的像。
故答案为:(1)靠近;后方;(2)远离;发散。
(1)凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用;近视眼镜是凹透镜,远视眼镜是凸透镜。
(2)近视眼的晶状体太厚或眼球前后径太长,像成在视网膜的前方;远视眼的晶状体太薄或眼球前后径太短,像成在视网膜的后方。
本题考查了凸透镜和凹透镜对光线的作用、远视眼和近视眼的成因以及矫正方法,属于常考题。
14.【答案】水平木板 大 慢 做匀速直线运动
【解析】解:(1)实验时,要控制小车下滑到水平面的速度相同,故使小车从斜面的高一高度处由静止自由下滑;本实验要探究阻力对物体运动的影响,故将棉布铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,测量小车滑行的距离;去掉棉布,再次让小车从斜面顶端由静止滑下,测量小车滑行的距离;
(2)小车下滑到水平面的速度相同,最终的速度为0,由实验现象可以得出初步结论:运动的小车所受的阻力越小,向前滑行的距离越大,速度减小得越慢。
据此推理可知:如果在水平面上运动的小车不受阻力,小车的速度不会减小,即小车做匀速直线运动。
故答案为:(1)水平木板;(2)大;慢;做匀速直线运动。
(1)实验时,根据控制变量法,要控制小车下滑到水平面的速度相同;根据实验目的改变小车在水平面上受到的大小;
(2)小车下滑到水平面的速度相同,最终的速度为0,由实验现象分析回答;
根据实验现象推理得出结论。
本题探究阻力对物体运动的影响,主要考查控制变量法、推理法的运用。
15.【答案】(1)两侧液面高度差;
(2)乙; 同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强相等;
(3)能;丁图中金属盒所处液体中较浅,而U型管高度差大
【解析】解:(1)压强计测量液体压强时,就是靠U形管两侧液面高度差来体现压强大小的,液面高度差越大,说明液体压强越大;
(2)①想探究液体压强大小与深度的关系,应控制液体的密度相同、金属盒的方向相同,而深度不同,故选甲、乙两次实验即可;
②在乙、丙两次实验中,液体的密度相同,深度相同,但是金属盒的方向不同,根据实验现象可以初步得出结论:同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强相等;
③结合乙、丁两图可知,丁图中金属盒所处液体中较浅,而U型管高度差大,说明该处的压强更大,由此可知丁图中液体的密度更大,所以能初步得出液体内部压强与液体密度有关。
故答案为:(1)两侧液面高度差;
(2)乙; 同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强相等;
(3)能;丁图中金属盒所处液体中较浅,而U型管高度差大。
(1)液体压强计就是利用U形管中液面的高度差来体现压强的,压强越大,U形管液面高度差越大;压强计测量液体压强时,就是通过橡皮膜来感知压强的,通过橡胶管中气体压强的变化来改变U形管中液面高度差的。
(2)液体内部的压强与液体的深度和密度都有关系,在实验中,应控制其中的一个量保持不变,才能观察压强与另一个量的关系,从控制变量法的角度可判断此题的实验过程。
掌握液体压强大小的影响因素,利用控制变量法和转换法探究液体压强大小的影响因素。
16.【答案】0.6 0.12 右 C
【解析】解:(1)由图丙可知,电流与电压的关系为一直线,电阻为一定值,电阻阻值R=UI=2.0V0.4A=5Ω,闭合开关前滑片应置于阻值最大处,根据电阻的串联及欧姆定律,闭合开关时,电路电流:I=
UR+R滑大=3V5Ω+20Ω=0.12A,此时,电压表的示数为UR=IR=0.12A×5Ω=0.6V;
(2)将电阻箱R的阻值从10Ω调为20Ω时,电阻阻值变大,此时电压表示数会变大,为了保证电阻两端电压不变,应减小电阻两端电压,增大滑动变阻器分压,由图示电路图可知,此时滑动变阻器的滑片应该向右调节;
由表中数据可知,当电阻为30Ω时,通过的电流为0.2A;换上40Ω电阻时,若不移动变阻器滑片,由电阻的串联,则电路中的总电阻变大,根据欧姆定律,电流变小,此时的电流
I不移动<0.2A……①;
因研究通过导体的电流与电阻的关系要保持导体两端的电压不变,
由表中数据,电阻箱两端的电压U电阻箱=I3R3=0.2A×30Ω=6V,
当电阻箱R的阻值为40Ω时,电路中的电流应该为:I'=U电阻箱R4=6V40Ω=0.15A,
小花将电阻箱R的阻值从30Ω调为40Ω后,要保持电阻箱两端电压不变,
由前面分析可知当换用较大电阻式,应向右移动滑动变阻器滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值变大;
因此,当未向右移动滑动变阻器时,电阻箱分得的电压将大于6V,而电路的总电阻较正确的操作要小,
由欧姆定律,此时电路中的电流I不移动>0.15A……②,
由①②得:换上40Ω的电阻不移动滑片马上读数的电流应大于0.15A而小于0.2A,故选C。
故答案为:(1)0.6;0.12;(2)右;C。
(1)由图示图象应用欧姆定律求出电阻阻值,闭合开关前滑片置于最大阻值处,应用串联电路特点与欧姆定律求出电流表与电压表示数;
(2)研究电流与电阻的关系时,要保持电压不变,先根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律再确定滑片移动的方向;
小花将电阻箱R的阻值从30Ω调为40Ω后,就直接记录电流表示数(没有移动滑片),根据电阻的串联判断电路中的电阻变化,根据欧姆定律确定电路中的电流变化;
由表中数据结合欧姆定律求出保持不变的电压,
研究通过导体的电流与电阻的关系要保持导体两端的电压不变,
在前一次实验的基础上,分析当换上40Ω的电阻时应进行的操作,求出对应的电流;
再根据没有移动滑片就直接读数了,判断电路总电阻的变化,从而确定此时的电流的取值范围,最终确定正确答案。
本题是探究电流和电压、电阻的关系,考查从图中获取有效信息的能力和串联电路的规律和欧姆定律的灵活运用,挖掘隐含的已知条件是解题的关系。最后一问是本题的难点,要求灵活运用相关知识及较强的推理的能力。
17.【答案】小灯泡的实际功率太小 温度
【解析】解:
(1)滑动变阻器的滑片向B端滑动时,电路的电流变小,故变阻器连入电路的电阻变大,故变阻器左下接线柱连入电路中,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)闭合开关后,小湖发现电流表和电压表均有示数但都很小,电路为通路,灯的两端有电压,且小灯泡不亮,其原因是小灯泡的实际功率太小;
(3)根据实验测量的数据绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化关系的图象为一曲线,可知通过灯泡的电流与其两端的电压不成正比,说明小灯泡在不同电压下电阻不同,出现这一现象的原因是小灯泡的电阻受到温度的影响。
故答案为:(1)见解析中的图;
(2)小灯泡的实际功率太小;
(3)温度。
(1)根据滑动变阻器的滑片向B端滑动时,电路的电流变小确定变阻器的连接;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)闭合开关后,小湖发现电流表和电压表均有示数但都很小,电路为通路,灯的两端有电压,有电流通过小灯泡,据此分析回答;
(3)小灯泡的电阻受到温度的影响。
本题测量额定电压为2.5V小灯泡电功率,考查电路连接、电路分析及影响电阻大小的因素。
18.【答案】解:(1)该电烤箱对水平灶台面的压力:
F=G=mg=4kg×10N/kg=40N,
该电烤箱对灶台面的压强为:
p=FS=40N4×10-4m2=1×105Pa;
(2)由图乙可知,当只闭合S1时,两电阻串联,为低温挡,低温挡的电功率为440W,由P=U2R得,电路的总电阻:
R=U2P=(220V)2440W=110Ω,
因为R=R1+R2,
所以R1=R-R2=110Ω-70Ω=40Ω;
(3)两开关S1、S2闭合时,为R1的简单电路,此时的电阻小于两电阻串联的电阻,根据P=U2R可知此时为高温挡,
高温挡的电功率:
P高=U2R1=(220V)240Ω=1210W;
(4)电能表盘中标有3000r/kW⋅h,表示每消耗1kW⋅h的电能,电能表转盘转3000圈,
电能表转盘转25转时,消耗的电能为:
W=13000×25kW⋅h=1120kW⋅h=1120×3.6×106J=3×104J,
实际功率为:
P实=Wt=3×104J30s=1000W;
不考虑电阻值随温度的变化,根据P=U2R得,用电高峰时家庭电路的实际电压为:
U实= PR= 1000W×40Ω=200V。
答:(1)该电烤箱对灶台面的压强为1×105Pa;
(2)发热电阻R1的阻值是40Ω;
(3)高温挡的电功率是1210W;
(4)用电高峰时家庭电路的实际电压为200V。
【解析】(1)该电烤箱对水平灶台面的压力和自身的重力相等,根据F=G=mg求出其大小,受力面积等于四个底垫与灶台面的总接触面积,利用p=FS求该电烤箱对灶台面的压强;
(2)当只闭合S1时,两电阻串联,为低温挡,已知低温挡电烤箱的电流,由串联电阻的规律结合欧姆定律求出R1;
(3)两开关S1、S2闭合时,为R1的简单电路,由电阻的串联规律结合P=U2R,可知此时为高温挡,根据P=U2R得出高温挡的电功率;
(4)电能表盘中标有3000r/kW⋅h,表示每消耗1kW⋅h的电能,电能表转盘转3000圈,据此求出电能表的转盘转了25转消耗的电能,根据P=Wt求出实际功率;不考虑电阻值随温度的变化,根据P=U2R求出电高峰时家庭电路的实际电压。
本题考查压强的计算、串联电路的规律及电功率公式和利用电能表参数求电功的方法,关键是分析不同挡位电路的连接。
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