2023年山东省德州市夏津县中考物理一模试卷(含答案)
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一、单选题(共12题,每小题3分,共36分)
1.(3分)下列是小明同学参加体育中考的一些测量数据,其中不合理的是( )
A.身高1.70dm
B.质量为55kg
C.1000m长跑的成绩为3min35s
D.立定跳远2.45m
2.(3分)下列有关声现象说法中正确的是( )
A.震耳欲聋——形容声音的音调很高
B.声音在空气中传播的速度是3×108m/s
C.教室内安装噪声监测装置——可以减弱噪声
D.医生利用超声波振动除去人体内的结石——是因为声能传递能量
3.(3分)周日做完作业,小明和小芳同学在风景如画的柳叶湖畔骑自行车,如图所示是他们在某段路面上做直线运动的速度随时间变化的图像。下列分析中错误的是( )
A.0~10s两人所通过的路程相等
B.以湖畔的垂柳为参照物,小芳总是运动的
C.第10s末,两人的速度相等
D.小芳做匀速直线运动
4.(3分)如图所示的四个实例中,目的是为了减小压强的是( )
A.注射器针头做得很尖 B.菜刀刃磨得很薄
C.压路机的碾盘做得很重 D.坦克装有宽大的履带
5.(3分)小明在接种新冠疫苗时发现,接种点使用了一种可以自动加湿的电风扇。风扇运行过程中,当空气湿度下降到一定时,湿度控制开关S1自动闭合,加湿系统自动运行;断开电源总开关S2,风扇和加湿系统同时停止工作。则下列电路符合上述特点的是( )
A.
B.
C.
D.
6.(3分)用塑料梳子梳头发时,头发容易被梳子“粘”起。下列现象中“粘”的原因与其相同的是( )
A.两个铅柱底面削平挤压后能“粘”在一起
B.干燥的天气里,化纤布料的衣服容易“粘”在身上
C.用湿手拿冰冻的东西,手被粘住了
D.用硬纸片盖住装满水的玻璃杯并倒置,纸片“粘”在杯口
7.(3分)人们常用“浮筒打捞法”打捞沉船,做法是将几个灌满水的浮筒沉到水底并拴在沉船两旁,把空气压进浮筒将浮筒里的水排出,沉船随着浮筒一起浮起,下列说法正确的是( )
A.沉船在河底时,受到的浮力等于其重力
B.浮筒充满气后,受到的浮力大于其重力
C.沉船在水下上浮时,受到的浮力逐渐变小
D.船和浮筒浮在水面时,受到的浮力大于其重力
8.(3分)在家庭电路中,如图所示的电灯、开关和插座的连线正确的是( )
A. B.
C. D.
9.(3分)为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标,东风汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下,发动机工作时,尾气中“汽油味”明显降低,动力更强劲。如图为其发动机某一冲程示意图,下列有关说法错误的是( )
A.尾气中“汽油味”降低,是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全
B.该冲程为做功冲程,内能转化为机械能
C.汽油在汽缸内完全燃烧,发动机效率可达100%
D.该发动机减少了碳排放,有利于节约能源和环境保护
10.(3分)生活中处处有物理。对下列生活情景,分析正确的是( )
A.飞行员跳伞时,在减速下降过程中,重力势能转化为动能
B.公交车紧急刹车时,乘客容易向前倾倒,是因为乘客具有惯性
C.水坝建造成上窄下宽利用了连通器的原理
D.用高压锅煮饭,锅内气压升高时,水的沸点降低,更容易把饭煮熟
11.(3分)如图所示,取一个不易形变的饮料瓶,用橡皮膜扎紧瓶口,在其侧面开一小孔,用插有玻璃管的橡皮塞塞紧,玻璃管中有一段红色液柱,将瓶内气体密封,橡皮膜受到的压力发生变化,红色液柱会移动,从而制成一个简易压强计。下列分析不正确的是( )
A.饮料瓶在水中的位置越深,液柱上升越高,表明同种液体的压强随深度的增加而增大
B.将饮料瓶放入不同液体相同深度处,液柱上升高度不同,表明液体的压强与液体密度有关
C.橡皮膜受到的压力相同时,玻璃管内径越粗,液柱上升越明显
D.将饮料瓶放入水中,液柱上升,表明液体内部有压强
12.(3分)花样滑冰比赛活动时,为了增加比赛的观赏性,场馆的灯光起到很重要的作用。在如图所示的某照明灯光电路中,L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡,这种灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,当开关S闭合后,电路中的总电流为0.25A,则此时( )
A.L1上的电压为L2上电压的2倍
B.L1消耗的电功率为0.75W
C.L2的电阻为12Ω
D.L1、L2消耗的电功率的比值小于4:1
二、填空题(本大题共包括6个小题,每空1分,共14分)
13.(2分)十九大报告提出:“绿水青山就是金山银山”,倡导保护环境,使用新能源势在必行,太阳能等新型能源属于 能源(填“可再生”或“不可再生”);现在人们用的“核电”源自于原子核 (选填“裂变”或“聚变”)释放的核能。
14.(2分)电饭煲、电铃、电动机、发电机这几种设备中,根据通电导体在磁场中受力作用的原理制成的是 ,利用电磁感应现象的原理制成的是 。
15.(2分)甲、乙两只电炉标有“220V 500W”和“220V 1000W”字样,把它们串联在220V的电路中,在相同时间内产生热量较多的是 (选填“甲”或“乙”),将它们并联在220V电路中,在相同时间内产生热量较多的是 (选填“甲”或“乙”)。
16.(3分)如图所示,是某同学自制的简易电磁锁原理图。闭合开关S,滑片P向左移动,使静止在水平桌面的条形磁体滑动,打开门锁。则通电后电磁铁a端为 极,条形磁体在滑动过程中受到向 (选填“左”或“右”)的摩擦力,条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
17.(3分)“西塞山前白鹭飞,桃花流水鳜鱼肥”。如图所示是白鹭在如镜的水面上飞行的情形。水中的“白鹭”是 (选填“实”或“虚”)像。当白鹭距离水面3m时,它的像距离水面 m。
18.(2分)小莹同学测量电流时,连接好电路,闭合开关,发现电流表指针向左偏转至图甲所示位置,原因是电流表 ;断开开关,纠正错误后,再闭合开关,发现指针偏转至图乙所示位置,接下来的操作是:断开开关, 继续进行实验。
三、作图与实验探究题(共6题,27分)
19.(1分)如图,请在图中画出入射光线通过凸透镜后的折射光线;
20.(1分)如图所示,用细线将小球悬挂在竖直墙壁上,请画出小球所受重力的示意图。
21.(2分)作图题,请在方框内按如图所示的定物图画出对应的电路图。
22.(7分)如图甲是小亮设计的能做“探究某物体熔化时温度的变化规律”和“探究水沸腾时温度变化的特点”实验的装置。
(1)小亮利用如图甲所示的装置进行实验,其中存在两处错误,请找出一处错误写下来 ;
(2)改正错误后重新实验,观察并记录温度计A的示数,作出如图乙所示的图像。通过图乙分析可知该物体是 (选填“晶体”或“非晶体”);
(3)图乙中,则t1~t2阶段试管中的物质处于 状态,此过程中温度不变,内能 ;
(4)观察并记录温度计B的示数,绘制出图丙的图像,根据图像可知此环境中水的沸点为 ℃,说明当地的大气压 1个标准大气压;
(5)观察到烧杯中的水已沸腾,且A、B两温度计示数相同,此时试管中的水 沸腾(选填“会”或“不会”)。
23.(5分)在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)杠杆静止时,如图甲所示,此时处于 (选填“平衡状态”或“非平衡状态”)。为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调节;
(2)如图乙所示,杠杆调节平衡后,在A处悬挂3个钩码,每个钩码重0.5N。如果在B处施加一个拉力使杠杆在水平位置再次平衡,当方向为 时,拉力最小,大小为 N;
(3)学习过杠杆知识后,同学们对托盘天平有了进一步认识,下列从杠杆的角度对托盘天平的认识不正确的是 。
A.托盘天平的实质是一个等臂杠杆
B.调节游码使天平平衡,是通过改变力的大小来实现的
C.调节游码使天平平衡,是通过改变力臂的长短来实现的
D.增减砝码使天平平衡,是通过改变力的大小来实现的
24.(4分)小明用焦距为15.0cm的凸透镜探究凸透镜的成像规律,当各器材位置如图所示时,光屏上承接到烛焰清晰的像。
(1)实验前,应调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在 。
(2)此时烛焰的成像特点与 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)的成像特点相同。
(3)实验时,若一只苍蝇落在了凸透镜上,光屏上 (选填“有”或“没有”)苍蝇的像。
(4)小明将一副远视眼镜的镜片放在蜡烛与凸透镜之间且靠近凸透镜的地方。若保持光屏的位置不变,仅将蜡烛向 移动适当距离,光屏上即可重新承接到烛焰清晰的像。
25.(7分)在探究“电流与电阻的关系”的实验过程中,老师给同学们准备了以下器材:蓄电池(6V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω各1个)、开关、滑动变阻器(1.5A,20Ω)、导线若干,如图所示。
(1)连接电路时,开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态。
(2)小明按图甲连好电路后,闭合开关发现电压表和电流表都无示数,经检查,漏接了一根导线,如图乙所示,请你帮小明补接上。
(3)补接后,小明先将5Ω电阻接入电路,调节滑动变阻器使电压表示数为2V,电流表示数如图丙所示为 A,再将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,为了使电压表示数仍为2V,应将滑动变阻器适当向 (填“左、右”)移动。
(4)当小明再换接15Ω的电阻,无论怎样调节滑动变阻器,都不能使电压表示数为2V,分析其可能的原因 。
(5)本实验采用的研究方法是 ,利用该电路还能完成的实验有: (答出1个实验名称即可)。
五、计算题(共3个小题,共23分。解答时写出必要的文字说明、公式和重要步骤,只写出答案不给分)
26.(6分)“环境小组”的同学在研究性活动中对小明家新装燃气热水器(如图甲)耗能进行测试,按表中热水器铭牌事先在热水器水箱中注满水,将与计算机相连的红外线热传感器接入热水器水箱后,开始加热。计算机显示出热水器中水的温度随时间变化的图像如图乙所示。[水的比热容为4.2×10³J/(kg•℃),天然气的热值约为4×107J/m3]求:
名称:燃气热水器
能耗等级
热效率
容量/L
适应水压/MPa
适用:天然气
Ⅱ
75%
10
0.02﹣0.8
(1)加热4min,水吸收的热量为多少?
(2)加热4min,消耗了多少m3的天然气?
27.(8分)某工人用如图所示的滑轮组匀速打捞水中的工件。已知工件的体积为30dm3,密度为3×103kg/m3。每个滑轮的重力为20N,不计绳与滑轮间的摩擦、绳重及水的阻力。(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)工件浸没在水中时所受的浮力;
(2)工件受到的重力;
(3)工件在水中上升6m的过程中(工件始终浸没在水中),工人做了多少功。
28.(9分)如图甲所示的电路,小灯泡L标有“6V 3.6W”,R为滑动变阻器,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑片P从b端移到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图乙所示。(不计温度对灯丝电阻的影响)求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)电源电压;
(3)当滑片P滑到中点时,小灯泡L的实际功率是多少。
2023年山东省德州市夏津县中考物理一模试卷
参考答案与试题解析
一、单选题(共12题,每小题3分,共36分)
1.(3分)下列是小明同学参加体育中考的一些测量数据,其中不合理的是( )
A.身高1.70dm
B.质量为55kg
C.1000m长跑的成绩为3min35s
D.立定跳远2.45m
【考点】长度的估测;时间的估测;质量的估测.
【分析】首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,找出不合理的选项。
【解答】解:A、成年人的身高在170cm左右,个别中学生的身高接近成年人,在170cm=17.0dm左右。故A不合理;
B、中学生的平均质量在50kg左右,个别同学质量略大一些,在55kg左右。故B合理;
C、中学生1000m跑的成绩一般在3min20s到4min30s之间。故C合理;
D、中学生立定跳远最好成绩在2.5m左右,2.45m属于较好成绩。故D合理。
故选:A。
【点评】物理学中,对各种物理量的估算能力,是我们应该加强锻炼的重要能力之一,这种能力的提高,对我们的生活同样具有很大的现实意义。
2.(3分)下列有关声现象说法中正确的是( )
A.震耳欲聋——形容声音的音调很高
B.声音在空气中传播的速度是3×108m/s
C.教室内安装噪声监测装置——可以减弱噪声
D.医生利用超声波振动除去人体内的结石——是因为声能传递能量
【考点】防治噪声的途径;声音在不同介质中的传播速度;音调、响度、与音色的区分;声与能量.
【分析】(1)音调指声音的高低,由振动频率决定;响度指声音的强弱或大小,与振幅和距离有关;音色是由发声体本身决定的一个特性。
(2)标准大气压、常温情况下,声音在空气中传播的速度是340m/s;
(3)防止噪声的途径:在声源处减弱、在传播过程中减弱、在人耳处减弱。
(4)声可以传递信息和能量。
【解答】解:A、震耳欲聋形容声音大,即声音的响度大,故A错误;
B、标准大气压、常温情况下,声音在空气中传播的速度是340m/s,故B错误;
C、在教室内安装噪声监测装置,只能检测出噪声的大小,不能减弱噪声,故C错误;
D、医生利用超声波振动除去人体内的结石,是因为声能传递能量,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了音调与响度的区别、声速、防治噪声的途径及声的应用等知识,属于声学基础知识的考查。
3.(3分)周日做完作业,小明和小芳同学在风景如画的柳叶湖畔骑自行车,如图所示是他们在某段路面上做直线运动的速度随时间变化的图像。下列分析中错误的是( )
A.0~10s两人所通过的路程相等
B.以湖畔的垂柳为参照物,小芳总是运动的
C.第10s末,两人的速度相等
D.小芳做匀速直线运动
【考点】速度的计算和公式的应用;匀速直线运动;运动图像;参照物及其选择.
【分析】(1)在v﹣t图像中,与时间轴平行的直线表示物体做匀速直线运动,过原点的斜线表示物体做匀加速直线运动,据此判断两人的运动状态,并利用速度公式判断0~10s两人所通过的路程是否相等;
(2)在研究物体运动时,要选择参照的标准,即参照物,物体的位置相对于参照物发生变化,则运动,不发生变化,则静止。
【解答】解:ACD、由v﹣t图像可知,小芳的运动图像是一条平行于时间轴的直线,说明小芳做匀速直线运动,速度为3m/s,小明的运动图像是一条过原点的斜线,说明小明做匀加速直线运动,第10s末,两人的速度相等,均为3m/s,根据v=可知,0~10s小芳通过的路程大于小明通过的路程,故A错误、CD正确;
B、由v﹣t图像可知,小芳做匀速直线运动,以湖畔的垂柳为参照物,小芳与垂柳之间的位置始终在变化,所以以湖畔的垂柳为参照物,小芳总是运动的,故B正确。
故选:A。
【点评】此题要求学生从速度与时间图像中获取相关信息,然后再来判断物体的运动状态、通过的路程、速度等相关物理量,关键是明白图像所表示的物理意义。
4.(3分)如图所示的四个实例中,目的是为了减小压强的是( )
A.注射器针头做得很尖 B.菜刀刃磨得很薄
C.压路机的碾盘做得很重 D.坦克装有宽大的履带
【考点】增大和减小压强的方法和应用.
【分析】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。
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,减小压力来减小压强。
【解答】解:
A、注射器针头做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A不符合题意。
B、菜刀刃磨得很薄,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B不符合题意。
C、压路机的碾盘做得很重,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强,故C不符合题意。
D、坦克上装有宽大的履带,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的,故D符合题意。
故选:D。
【点评】知道压强大小的影响因素,掌握增大、减小压强的方法,分析时利用好控制变量法,本题解释生活中有关增大和减小压强的问题,有意义!
5.(3分)小明在接种新冠疫苗时发现,接种点使用了一种可以自动加湿的电风扇。风扇运行过程中,当空气湿度下降到一定时,湿度控制开关S1自动闭合,加湿系统自动运行;断开电源总开关S2,风扇和加湿系统同时停止工作。则下列电路符合上述特点的是( )
A.
B.
C.
D.
【考点】串、并联电路的设计与应用.
【分析】串联电路特点:各用电器的工作互相影响,开关与用电器是串联的,开关控制所有用电器;
并联电路特点:各支路中的用电器的工作互不影响,干路上的开关控制整个电路的用电器,支路上的开关只控制本支路上的用电器。由此分析解题。
【解答】解:
由题知,风扇运行过程中,当空气湿度下降到一定时,湿度控制开关S1自动闭合,加湿系统自动运行,所以风扇与加湿系统互不影响,即是并联的,且S1只加湿系统;断开电源总开关S2,风扇和加湿系统同时停止工作,所以S2应在干路上同时控制风扇和加湿系统,由各选项电路可知,A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查了电路的设计,掌握并联和串联电路特点以及开关作用是设计电路的关键。
6.(3分)用塑料梳子梳头发时,头发容易被梳子“粘”起。下列现象中“粘”的原因与其相同的是( )
A.两个铅柱底面削平挤压后能“粘”在一起
B.干燥的天气里,化纤布料的衣服容易“粘”在身上
C.用湿手拿冰冻的东西,手被粘住了
D.用硬纸片盖住装满水的玻璃杯并倒置,纸片“粘”在杯口
【考点】摩擦起电.
【分析】(1)组成物质的分子之间有吸引力;
(2)摩擦起电现象生活中很常见,晚上睡觉前脱衣服时有火花,衣服上易沾有灰尘,梳子梳头发,头发随梳子飘起来;
(3)物质从液态变成固态的过程叫做凝固;
(4)我们周围存在大气压,空气内部向各个方向都有压强。
【解答】解:用塑料梳子梳头发时,头发容易被梳子“粘”起,这是摩擦起电现象。
A、两个铅柱底面削平挤压后能粘在一起,这是分子引力作用的结果,故A不符合题意;
B、在干燥的天气里,化纤布料的衣服容易“粘”在身上,这是摩擦起电现象(化纤布料的衣服与人体摩擦),故B符合题意;
C、湿手上有水,水遇到冷的冰冻的东西,放出热量,水变成了冰后手被粘住了,是凝固过程,故C不符合题意;
D、用硬纸片盖住装满水的玻璃杯,倒置后,在大气压的作用下纸片“粘”在杯口上,故D不符合题意;
故选:B。
【点评】此题考查了摩擦起电现象、大气压的存在、分子作用力的存在以及凝固现象,一个“粘”字,包含不同的物理规律,要注意区分。
7.(3分)人们常用“浮筒打捞法”打捞沉船,做法是将几个灌满水的浮筒沉到水底并拴在沉船两旁,把空气压进浮筒将浮筒里的水排出,沉船随着浮筒一起浮起,下列说法正确的是( )
A.沉船在河底时,受到的浮力等于其重力
B.浮筒充满气后,受到的浮力大于其重力
C.沉船在水下上浮时,受到的浮力逐渐变小
D.船和浮筒浮在水面时,受到的浮力大于其重力
【考点】物体的浮沉条件及其应用.
【分析】解决此题要知道物体的沉浮条件:当浮力大于物体重力﹣﹣物体上浮;
当浮力等于物体重力﹣﹣物体悬浮可停在液体内部任意一位置;
当浮力小于物体重力﹣﹣物体下沉。
【解答】解:A、沉船在河底时,受到的浮力小于其重力,故A错误;
B、浮筒充满气后,浮筒绑在沉船两侧时使整体体积增大,根据F浮=ρ液gV排可知,总的浮力增大,排出浮筒中的水,浮筒的重力减小,当浮力大于重力时,沉船就会浮上来。故B正确;
C、沉船在水下上浮时,船排开水的体积不变,水的密度不变,根据F浮=ρ液gV排可知,受到的浮力不变,故C错误;
D、船和浮筒浮在水面时,受到的浮力等于其重力,故D错误。
故选:B。
【点评】解决此类题目要结合物体的沉浮条件进行分析解答,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。
8.(3分)在家庭电路中,如图所示的电灯、开关和插座的连线正确的是( )
A. B.
C. D.
【考点】家庭电路的组成与连接.
【分析】(1)两孔插座的接法:左孔接零线,右孔接火线。
(2)电灯的接法:火线首先进开关,再入灯泡顶端的金属点;零线直接接入灯泡的螺旋套。
(3)三孔插座接法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线。
【解答】解:A、如图,两孔插座的左孔接地线,右孔接零线是错误的,应该左孔接零线,右孔接火线,故A错。
B、如图,三孔插座的上孔接零线,左孔接地线是错误的,应该上孔接地线,左孔接零线,故B错。
C、如图,火线直接接入灯泡顶端的金属点,断开开关时更换灯泡很危险,故C错。
D、如图,火线首先进开关,再入灯泡顶端的金属点;零线直接接入灯泡的螺旋套。操作正确。
故选:D。
【点评】掌握两孔插座、三孔插座、灯泡、开关的接法,明白连接的原因,记忆长久。
9.(3分)为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标,东风汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下,发动机工作时,尾气中“汽油味”明显降低,动力更强劲。如图为其发动机某一冲程示意图,下列有关说法错误的是( )
A.尾气中“汽油味”降低,是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全
B.该冲程为做功冲程,内能转化为机械能
C.汽油在汽缸内完全燃烧,发动机效率可达100%
D.该发动机减少了碳排放,有利于节约能源和环境保护
【考点】四冲程内燃机的工作过程;热机的效率.
【分析】(1)汽油在燃烧的过程中,燃烧的越充分,尾气中的“汽油味”越低;
(2)根据气门的闭合情况、活塞的运动情况分析是哪个冲程及能量的转化;
(3)任何机器都不可避免的做额外功,效率不可能达到100%;
(4)根据发动机工作的特点分析。
【解答】解:
A、尾气中“汽油味”明显降低,这说明汽油的燃烧率较高,燃烧的较完全,故A正确;
B、两个气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,为做功冲程,此冲程中内能转化为机械能,故B正确;
C、汽车在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功,机械效率一定小于100%,故C错误;
D、该发动机的尾气中“汽油味”明显降低,动力更强劲,在做相同有用功时,消耗的燃料少,减少了碳排放,有利于节约能源和环境保护,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查了内燃机的工作过程、新型发动机的特点、发动机的效率,属于基础题。
10.(3分)生活中处处有物理。对下列生活情景,分析正确的是( )
A.飞行员跳伞时,在减速下降过程中,重力势能转化为动能
B.公交车紧急刹车时,乘客容易向前倾倒,是因为乘客具有惯性
C.水坝建造成上窄下宽利用了连通器的原理
D.用高压锅煮饭,锅内气压升高时,水的沸点降低,更容易把饭煮熟
【考点】动能和势能的转化;沸点及沸点与气压的关系;惯性与惯性现象;液体压强的概念和特点.
【分析】(1)动能的大小跟质量和速度有关,重力势能的大小跟质量和高度有关;
(2)公交车紧急刹车时,乘客向前倾倒说明乘客具有保持原来运动状态不变的性质;
(3)液体内部压强随着深度的增加而增大;
(4)液体的沸点与气压有关,气压越大,沸点越高,据此解答。
【解答】解:A、飞行员跳伞时,在减速下降过程中,质量不变,高度变小,重力势能变小,速度变小,动能变小,不是重力势能转化为动能,故A错误;
B、公交车紧急刹车时,乘客向前倾倒说明乘客具有保持原来运动状态不变的性质,具有惯性,故B正确;
C、水坝建造成上窄下宽是因为液体压强随着深度的增加而增大,与连通器无关,故C错误;
D、高压锅内气压升高时,水的沸点升高,这样饭更容易煮熟,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查机械能的转化、惯性、沸点与气压的关系、液体压强特点等多个知识点,属于综合题,难度不大。
11.(3分)如图所示,取一个不易形变的饮料瓶,用橡皮膜扎紧瓶口,在其侧面开一小孔,用插有玻璃管的橡皮塞塞紧,玻璃管中有一段红色液柱,将瓶内气体密封,橡皮膜受到的压力发生变化,红色液柱会移动,从而制成一个简易压强计。下列分析不正确的是( )
A.饮料瓶在水中的位置越深,液柱上升越高,表明同种液体的压强随深度的增加而增大
B.将饮料瓶放入不同液体相同深度处,液柱上升高度不同,表明液体的压强与液体密度有关
C.橡皮膜受到的压力相同时,玻璃管内径越粗,液柱上升越明显
D.将饮料瓶放入水中,液柱上升,表明液体内部有压强
【考点】液体压强的概念和特点.
【分析】液体的压强与深度和液体密度有关;橡皮膜相当于压强计的探头,通过液柱上升的高度显示压强大小,对各个因素采用控制变量法进行分析。
【解答】解:A、饮料瓶在水中的位置越深,液柱上升越高,说明橡皮膜处压强越大,表明同种液体的压强随深度的增加而增大,故A正确;
B、将饮料瓶放入不同液体相同深度处,深度相同,液体密度不同,液柱上升高度不同,说明液体的压强不同,表明液体的压强与液体密度有关,故B正确;
C、橡皮膜受到的压力相同时,橡皮膜受到的压强相同,密封气体体积变化量相同,玻璃管内径越细液柱上升高度越明显,故C错误;
D、将饮料瓶放入水中,液柱上升,说明橡皮膜受压发生形变,因而表明液体内部有压强,故D正确。
故选:C。
【点评】本题是压强计的实验拓展,要类比用压强计探究液体压强的实验进行分析。
12.(3分)花样滑冰比赛活动时,为了增加比赛的观赏性,场馆的灯光起到很重要的作用。在如图所示的某照明灯光电路中,L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡,这种灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,当开关S闭合后,电路中的总电流为0.25A,则此时( )
A.L1上的电压为L2上电压的2倍
B.L1消耗的电功率为0.75W
C.L2的电阻为12Ω
D.L1、L2消耗的电功率的比值小于4:1
【考点】电功率的计算;欧姆定律的应用.
【分析】由图甲可知,L2和L3并联后与L1串联;
L1、L2和L3为三个相同规格的小灯泡,并联电路中各支路两端的电压相等,所以L2和L3的电压和电流均相等;根据并联电路的分流规律可知,通过L2的电流是通过L1的电流的,然后再结合图乙,根据欧姆定律和电功率公式判断各个选项是否正确。
【解答】解:由图甲可知,L2和L3并联后与L1串联;
A、当开关S闭合后,电路中的总电流为0.25A,即流过L1的电流为0.25A,由乙图可知此时L1两端的电压为3V;
L2和L3并联后与L1串联,已知L1、L2和L3的规格相同,由并联电路的电压特点和欧姆定律可知,L2和L3的电压和电流均相等,根据并联分流的规律可知L2和L3的电流都为×0.25A=0.125A,由乙图可知,此时L2和L3的电压大约都为0.3V,所以L1上的电压大约为L2上电压的10倍,故A错误;
B、流过L1的电流为0.25A,此时L1两端电压为3V,则L1的电功率为:P1=U1I=3V×0.25A=0.75W,故B正确;
C、由A可知通过L2的电流为0.125A,此时L2的电压大约为0.3V,
根据欧姆定律可知,L2的电阻约为R2===2.4Ω,故C错误;
D、通过L2的电流为0.125A,此时L2的电压大约为0.3V,则L2的电功率约为:P2=U2I2=0.3V×0.125A=0.0375W,由B可知L1的电功率为P1=0.75W,
所以,此时L1、L2的电功率的比值约为P1:P2=0.75W:0.0375W=20:1,即大于4:1,故D错误。
故选:B。
【点评】该题考查了电路连接方式的判断、欧姆定律以及电功率公式的应用,从I﹣U图像中获取有用的信息是解题的关键,注意灯泡的电阻受温度的影响,不能当作定值电阻来解答。
二、填空题(本大题共包括6个小题,每空1分,共14分)
13.(2分)十九大报告提出:“绿水青山就是金山银山”,倡导保护环境,使用新能源势在必行,太阳能等新型能源属于 可再生 能源(填“可再生”或“不可再生”);现在人们用的“核电”源自于原子核 裂变 (选填“裂变”或“聚变”)释放的核能。
【考点】能源及其分类;核能、核裂变和核聚变.
【分析】(1)可再生能源的特点是可以重复利用,取之不尽用之不竭,例如风能、水能、太阳能等;
(2)核电站是通过核裂变来获取能量的。
【解答】解:
(1)太阳能是能够源源不断的从自然界得到的能源,是可再生能源;
(2)核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。
故答案为:可再生;裂变。
【点评】本题考查了学生对核能利用的两种方式的判断及能源分类的判断,属于基础性的知识。
14.(2分)电饭煲、电铃、电动机、发电机这几种设备中,根据通电导体在磁场中受力作用的原理制成的是 电动机 ,利用电磁感应现象的原理制成的是 发电机 。
【考点】直流电动机的原理;发电机的构造和原理.
【分析】(1)电饭煲是利用电流的热效应来工作的。
(2)电铃是利用电流的磁效应来工作的。
(3)电动机是利用通电导体在磁场中受力作用的原理制成的。
(4)发电机是利用电磁感应现象来工作的。
【解答】解:电饭煲、电铃、电动机、发电机这几种设备中,根据通电导体在磁场中受力作用的原理制成的是电动机,利用电磁感应现象的原理制成的是发电机。
故答案为:电动机;发电机。
【点评】知道电动机、发电机的基本原理;知道电流的热效应、磁效应。
15.(2分)甲、乙两只电炉标有“220V 500W”和“220V 1000W”字样,把它们串联在220V的电路中,在相同时间内产生热量较多的是 甲 (选填“甲”或“乙”),将它们并联在220V电路中,在相同时间内产生热量较多的是 乙 (选填“甲”或“乙”)。
【考点】焦耳定律的计算及其应用.
【分析】(1)由P=比较两电炉的电阻,由串联电路特点和Q=I2Rt比较产生热量的多少;
(2)已知两电炉的额定功率,由Q=W=Pt比较相同时间产生热量的多少。
【解答】解:
(1)由P=可得R=,所以甲、乙两只电炉的电阻:R甲>R乙,因为串联电路中电流处处相等,即:I甲=I乙,所以根据Q=I2Rt可知,在相同时间内产生的热量Q甲>Q乙,即串联时相同时间内产生热量较多的是甲;
(2)由题知,两电炉的额定电压相同(均为220V),且额定功率P甲<P乙,并联在220V电路中时都能正常工作,即实际功率达到额定功率,由Q=W=Pt知,在相同时间内产生热量较多的是乙。
故答案为:甲;乙。
【点评】本题考查了串联和并联电路的特点以及焦耳定律公式的应用,关键是公式及其变形的灵活运用,还要知道实际电压等于额定电压时,实际功率等于额定功率。
16.(3分)如图所示,是某同学自制的简易电磁锁原理图。闭合开关S,滑片P向左移动,使静止在水平桌面的条形磁体滑动,打开门锁。则通电后电磁铁a端为 N 极,条形磁体在滑动过程中受到向 右 (选填“左”或“右”)的摩擦力,条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【考点】安培定则;摩擦力的方向;磁极间的相互作用.
【分析】(1)由题意可得出,通电后,电磁铁会吸引条形磁体,据此判断电磁铁的极性;
(2)摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反;滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关。
【解答】解:(1)由图知,闭合开关S,滑片P向左移动,使静止在水平桌面的条形磁体滑动,打开门锁,说明电磁铁的b端与条形磁体的N极相互吸引;
因此,电磁铁的b端为S极,a端为N极;
(2)条形磁体向左滑动,所以受到向右的摩擦力,条形磁体在滑动过程中,压力大小和接触面粗糙程度不变,所以受到的摩擦力不变。
故答案为:N;右;不变。
【点评】本题考查了对电路的分析、磁极间的相互作用、摩擦力方向的判断和摩擦力影响因素等的理解与掌握,有一定综合性。
17.(3分)“西塞山前白鹭飞,桃花流水鳜鱼肥”。如图所示是白鹭在如镜的水面上飞行的情形。水中的“白鹭”是 虚 (选填“实”或“虚”)像。当白鹭距离水面3m时,它的像距离水面 3 m。
【考点】平面镜成像的特点.
【分析】水中倒影属于平面镜成像,所成像为虚像,物体到平面镜的距离和像到平面镜的距离相等。
【解答】解:水中的“白鹭”属于倒影,所以是反射所成虚像;物体到平面镜的距离和像到平面镜的距离相等,水面相当于平面镜,当白鹭距离水面3m时,它的像距离水面3m。
故答案为:虚;3。
【点评】本题考查了平面镜的成像特点,属于基础题。
18.(2分)小莹同学测量电流时,连接好电路,闭合开关,发现电流表指针向左偏转至图甲所示位置,原因是电流表 正负接线柱接反了 ;断开开关,纠正错误后,再闭合开关,发现指针偏转至图乙所示位置,接下来的操作是:断开开关, 换接0~0.6A的量程 继续进行实验。
【考点】电流表的使用.
【分析】测量电流时,电流要从电流表正接线柱流入,从负接线柱流出,否则电流表指针会反向偏转;
用电流表测量电流时,电流表要选用合适的量程,否则,指针偏转角度过大或过小。
【解答】解:连接好电路,闭合开关,发现电流表指针向左偏转至图甲所示位置,说明电流表正负接线柱接反;
断开开关,纠正错误后,再闭合开关,发现指针偏至图乙所示位置,指针偏转角度太小,说明所选的量程太大,接下来的操作是:断开开关,换接0~0.6A的量程,继续进行实验。
故答案为:正负接线柱接反了;换接0~0.6A的量程。
【点评】本题考查了电流表的使用规则,属于基础题。
三、作图与实验探究题(共6题,27分)
19.(1分)如图,请在图中画出入射光线通过凸透镜后的折射光线;
【考点】透镜的光路图.
【分析】在作凸透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点(三条特殊光线)来作图。
【解答】解:通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,如图所示:
【点评】凸透镜的三条特殊光线:①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴;②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点;③过凸透镜光心的光线传播方向不改变。
20.(1分)如图所示,用细线将小球悬挂在竖直墙壁上,请画出小球所受重力的示意图。
【考点】重力示意图.
【分析】在做重力示意图时,一定要注意重力的作用点重心及重力的方向是竖直向下的。此物体的重心在它的几何中心处。
【解答】解:首先找到物体的重心,即球心。然后过球心沿重力的方向即竖直向下的方向画一条线段并标出箭头。如图所示:
【点评】本题主要考查学生对:力的示意图的画法的了解和掌握。是一道基础题。
21.(2分)作图题,请在方框内按如图所示的定物图画出对应的电路图。
【考点】根据实物图画电路图.
【分析】根据实物图分析电路的连接方式和电流表的作用,然后画出电路图。
【解答】解:根据实物图可知,L1与L2并联,开关在干路中控制整个电路,电流表测量灯泡L1的电流;根据实物图画出电路图,如下所示:
【点评】本题考查根据实物图画电路图,正确分析电路的连接方式以及电表的位置是关键。
22.(7分)如图甲是小亮设计的能做“探究某物体熔化时温度的变化规律”和“探究水沸腾时温度变化的特点”实验的装置。
(1)小亮利用如图甲所示的装置进行实验,其中存在两处错误,请找出一处错误写下来 温度计B的玻璃泡接触到烧杯底部 ;
(2)改正错误后重新实验,观察并记录温度计A的示数,作出如图乙所示的图像。通过图乙分析可知该物体是 晶体 (选填“晶体”或“非晶体”);
(3)图乙中,则t1~t2阶段试管中的物质处于 固液共存 状态,此过程中温度不变,内能 增加 ;
(4)观察并记录温度计B的示数,绘制出图丙的图像,根据图像可知此环境中水的沸点为 95 ℃,说明当地的大气压 低于 1个标准大气压;
(5)观察到烧杯中的水已沸腾,且A、B两温度计示数相同,此时试管中的水 不会 沸腾(选填“会”或“不会”)。
【考点】探究水沸腾时温度变化的特点;探究固体熔化时温度的变化规律.
【分析】(1)温度计测量固体温度时,尽量将固体处理成碎渣,将玻璃泡浸没在固体碎渣之间;温度计测量液体温度时,玻璃泡完全浸没在被测液体中,但不能接触到容器底部和侧壁;
(2)晶体在熔化过程中温度不变,持续吸热;
(3)晶体在熔化过程中处于固体共存状态,由于此过程持续吸热,因此液体内能会增加;
(4)水沸腾时温度不变,该不变的温度就是沸点;在1个标准大气压下水的沸点是100℃,气压越大,沸点越高,据此分析当地的气压与标准大气压之间的关系;
(5)水沸腾的条件:达到沸点和持续吸热,据此分析。
【解答】解:(1)由图可知,图甲中的温度计B的玻璃泡接触了烧杯底部,存在错误,因为烧杯底部的温度高于水的温度,会使得温度计所测水温偏高;
另一处错误是温度计A的玻璃泡没有浸没在碎冰中,不能测量碎冰块的温度;
(2)由图乙可知,冰在熔化过程中温度不变,持续吸热,因此该物体是晶体;
(3)图乙中,t1~t2阶段试管中的物质在熔化过程中,处于固液共存状态;此过程中温度不变,但持续加热,因此内能增加;
(4)水沸腾后温度不变,由图丙可知,水的沸点为95℃;在1个标准大气压下水的沸点是100℃,气压越高,水的沸点越高,因此当地气压低于1个标准大气压;
(5)水沸腾时要满足两个条件:达到沸点和持续吸热;由于水沸腾时温度不变,且A、B两温度计示数相同,则试管中的水虽然可以到达沸点,但无法从烧杯中的水吸收热量,因此试管中的水不会沸腾。
故答案为:(1)温度计B的玻璃泡接触到烧杯底部;(2)晶体;(3)固液共存;增加;(4)95;低于;(5)不会。
【点评】本题考查了对温度计的使用、晶体熔化的特点和水沸腾的条件和特点的掌握,题目较综合,难度不大。
23.(5分)在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)杠杆静止时,如图甲所示,此时处于 平衡状态 (选填“平衡状态”或“非平衡状态”)。为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 右 调节;
(2)如图乙所示,杠杆调节平衡后,在A处悬挂3个钩码,每个钩码重0.5N。如果在B处施加一个拉力使杠杆在水平位置再次平衡,当方向为 竖直向下 时,拉力最小,大小为 2 N;
(3)学习过杠杆知识后,同学们对托盘天平有了进一步认识,下列从杠杆的角度对托盘天平的认识不正确的是 B 。
A.托盘天平的实质是一个等臂杠杆
B.调节游码使天平平衡,是通过改变力的大小来实现的
C.调节游码使天平平衡,是通过改变力臂的长短来实现的
D.增减砝码使天平平衡,是通过改变力的大小来实现的
【考点】探究杠杆的平衡条件.
【分析】(1)杠杆静止就说明是杠杆平衡状态;
探究“杠杆的平衡条件”实验中,需要杠杆在水平位置平衡,调节时将螺母向上翘的一端移动,让杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂大小;
(2)根据杠杆的平衡条件,可得出可使杠杆保持水平平衡的最小力;
(3)根据天平的知识分析解答。
【解答】解:(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,杠杆静止,此时杠杆处于平衡状态;
为了便于测量力臂,应使杠杆在水平位置平衡,由图甲可知,杠杆右端偏高,为使杠杆在水平位置平衡,需要将平衡螺母向右调节;
(2)根据杠杆的平衡条件,F1l1=F2l2知要使力最小,需要使力臂最大,当力的方向竖直向下时,力臂最长,力最小;
在A点悬挂3个钩码,则由杠杆的平衡条件得:3G×4l=FB×3l,
解得:最小的力FB=4G=4×0.5N=2N;
(3)A.测量物体的质量等于砝码加上游码的质量,托盘天平的实质是一个等臂杠杆,故A正确;
BC、调节游码使天平平衡,是通过改变力臂的长短来实现的,没有改变力的大小,故B错误,C正确;
D、通过增减砝码使天平平衡,是在力臂不变的情况下,通过改变力的大小来实现的,故D正确。
故选B。
故答案为:(1)平衡状态;右;(2)竖直向下;2;(3)B。
【点评】此题是“探究杠杆的平衡条件”实验,考查了杠杆的调平及目的,杠杆平衡条件的应用,都是杠杆平衡条件中的常见知识。
24.(4分)小明用焦距为15.0cm的凸透镜探究凸透镜的成像规律,当各器材位置如图所示时,光屏上承接到烛焰清晰的像。
(1)实验前,应调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在 同一高度上 。
(2)此时烛焰的成像特点与 照相机 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)的成像特点相同。
(3)实验时,若一只苍蝇落在了凸透镜上,光屏上 没有 (选填“有”或“没有”)苍蝇的像。
(4)小明将一副远视眼镜的镜片放在蜡烛与凸透镜之间且靠近凸透镜的地方。若保持光屏的位置不变,仅将蜡烛向 右 移动适当距离,光屏上即可重新承接到烛焰清晰的像。
【考点】探究凸透镜成像的规律.
【分析】(1)为使像能成在光屏的中央,应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度;
(2)物距大于2f时,凸透镜成倒立缩小的实像,照相机根据这个原理制成;
(3)根据像的形成原理和凸透镜成像规律分析;
(4)远视眼眼镜是一个凸透镜,对光线有会聚作用。
【解答】解:(1)点燃蜡烛后,调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上,这样才能使像成在光屏的中央;
(2)由图可知,物距u=50cm﹣10cm=40cm,像距v=73.5cm﹣50cm=23.5cm,已知f=15.0cm,此时u>2f,成倒立、缩小的实像,能够说明照相机的成像原理;
(3)有一只苍蝇落在透镜上,透镜的其他部分仍能透过光线,则光屏烛焰所成的像完整,由于经过透镜的光线减少,像的亮度变暗,由于苍蝇在凸透镜的一倍焦距之内,成的是虚像,虚像不能成在光屏上,所以光屏上没有苍蝇的像;
(4)远视眼眼镜是一个凸透镜,对光线有会聚作用,使光提前汇聚小明将一副远视眼镜的镜片放在蜡烛与凸透镜之间且靠近凸透镜的地方。若保持光屏的位置不变,此时清晰的像成在光屏左侧,若保持透镜和光屏的位置不变,要在光屏上重新承接到烛焰清晰的像。根据凸透镜成像特点,物近像远像变大可知,就要减小物距来使像距增大,所以应将蜡烛向右移动适当距离,光屏上即可重新承接到烛焰清晰的像。
故答案为:(1)同一高度上;(2)照相机;(3)没有;(4)右。
【点评】此题主要考查的是学生对凸透镜成像规律的应用理解和掌握,基础题目。
25.(7分)在探究“电流与电阻的关系”的实验过程中,老师给同学们准备了以下器材:蓄电池(6V)、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω各1个)、开关、滑动变阻器(1.5A,20Ω)、导线若干,如图所示。
(1)连接电路时,开关应处于 断开 (选填“断开”或“闭合”)状态。
(2)小明按图甲连好电路后,闭合开关发现电压表和电流表都无示数,经检查,漏接了一根导线,如图乙所示,请你帮小明补接上。
(3)补接后,小明先将5Ω电阻接入电路,调节滑动变阻器使电压表示数为2V,电流表示数如图丙所示为 0.4 A,再将5Ω的电阻更换为10Ω的电阻,为了使电压表示数仍为2V,应将滑动变阻器适当向 右 (填“左、右”)移动。
(4)当小明再换接15Ω的电阻,无论怎样调节滑动变阻器,都不能使电压表示数为2V,分析其可能的原因 滑动变阻器最大阻值太小 。
(5)本实验采用的研究方法是 控制变量法 ,利用该电路还能完成的实验有: 测量电阻的阻值 (答出1个实验名称即可)。
【考点】探究电流与电压、电阻的关系.
【分析】(1)为了保护电路,连接电路时开关应断开;
(2)根据甲图,变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联;
(3)根据电流表选用小量程确定分度值读数;
根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,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结合分压原理确定滑片移动的方向;
(4)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入15Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻,据此分析;
(5)根据实验中保持电阻两端的电压不变分析实验所用的研究方法;根据图甲电路图中电压表测定值电阻两端的电压、电流表测电路中的电流结合欧姆定律分析解答。
【解答】解:(1)为了保护电路,连接电路时开关应断开;
(2)根据甲图,变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联,如下所示:
;
(3)小明先将5Ω电阻接入电路,调节滑动变阻器使电压表示数为2V,电流表示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.4A;
根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V;
(4)由题意知,电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=6V﹣2V=4V,变阻器分得的电压为电压表示数的=2倍,根据分压原理,当接入15Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻应为:R滑=2×15Ω=30>20Ω,故当小明再换接15Ω电阻时,无论怎样调节滑动变阻器,都不能使电压表示数为2V(大于2V),分析其可能的原因是:滑动变阻器最大阻值太小(或电源电压太高,其它答案合理也可);
(5)该实验中始终保持电阻两端的电压不变,用到的是控制变量法,由图甲电路图可知,电压表测定值电阻两端的电压、电流表测电路中的电流,由欧姆定律的变形式R=可知,该电路还可测量电阻的阻值。
故答案为:(1)断开;(2)如上图所示;(3)0.4;右;(4)滑动变阻器最大阻值太小;(5)控制变量法;测量电阻的阻值。
【点评】本题探究“电流与电阻的关系”实验,考查电路连接、电流表读数、操作过程、控制变量法和对实验的要求。
五、计算题(共3个小题,共23分。解答时写出必要的文字说明、公式和重要步骤,只写出答案不给分)
26.(6分)“环境小组”的同学在研究性活动中对小明家新装燃气热水器(如图甲)耗能进行测试,按表中热水器铭牌事先在热水器水箱中注满水,将与计算机相连的红外线热传感器接入热水器水箱后,开始加热。计算机显示出热水器中水的温度随时间变化的图像如图乙所示。[水的比热容为4.2×10³J/(kg•℃),天然气的热值约为4×107J/m3]求:
名称:燃气热水器
能耗等级
热效率
容量/L
适应水压/MPa
适用:天然气
Ⅱ
75%
10
0.02﹣0.8
(1)加热4min,水吸收的热量为多少?
(2)加热4min,消耗了多少m3的天然气?
【考点】热量的计算;燃料的热值及其计算.
【分析】(1)知道水的体积、密度,利用m=ρV求水的质量;由图象可知,加热4min水温由20℃升高到70℃,又知道水的比热容,利用Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量;
(2)知道燃气热水器的热效率,利用η=求天然气完全燃烧放出的热量,再利用Q放=Vq求需要完全燃烧多少天然气。
【解答】解:
(1)水的体积V水=10L=10dm3=10×10﹣3m3,
由ρ=可知水的质量:
m水=ρ水V水=1×103kg/m3×10×10﹣3m3=10kg;
由图象可知,加热4min,水的温度从20℃升高到70℃,
水吸收的热量:
Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×10kg×(70℃﹣20℃)=2.1×106J;
(2)由η=得天然气完全燃烧放出的热量:
Q放===2.8×106J,
由Q放=Vq可得需要完全燃烧天然气的体积:
V气===0.07m3。
答:(1)加热4min时,水吸收的热量为2.1×106J;
(2)加热4min时,消耗0.07m3的天然气。
【点评】本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用,解题时需要根据密度公式求出水的质量、由图象得出水的温度变化量。
27.(8分)某工人用如图所示的滑轮组匀速打捞水中的工件。已知工件的体积为30dm3,密度为3×103kg/m3。每个滑轮的重力为20N,不计绳与滑轮间的摩擦、绳重及水的阻力。(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)工件浸没在水中时所受的浮力;
(2)工件受到的重力;
(3)工件在水中上升6m的过程中(工件始终浸没在水中),工人做了多少功。
【考点】功的计算和公式的应用;浮力大小的计算.
【分析】(1)根据F浮=ρ水gV排计算浮力;
(2)已知工件的体积和密度,利用密度公式计算质量,由G=mg可求得其重力;
(3)工件在水中上升受到的拉力F拉=G﹣F浮,工件在水中上升h=6m,则绳子移动距离s=2h,再根据滑轮组拉力与动滑轮重和动滑轮处绳子拉力求出工人拉绳子的力,由W=F拉s可求得工人做了多少功。
【解答】解:(1)工件浸没在水中时,排开水的体积V排=V=30dm3=0.03m3,
受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.03m3=300N;
(2)根据ρ=可得,工件的质量:
m=ρV=3×103kg/m3×0.03m3=90kg;
工件的重力G=mg=90kg×10N/kg=900N;
(3)工件在水中上升受到的拉力F拉=G﹣F浮=900N﹣300N=600N,
绳子移动距离s=2h=2×6m=12m,
工人拉绳子的力F=(F拉+G动)=(600N+20N)=310N,
工人做功W总=Fs=310N×12m=3720J。
答:(1)工件浸没在水中时所受的浮力为300N;
(2)工件受到的重力为900N;
(3)工件在水中上升6m的过程中(工件始终浸没在水中),工人做了3720J功。
【点评】此题为力学综合题,涉及到重力、密度、功的计算公式的应用,浮力大小的计算、滑轮组绳子拉力的计算等知识点,关键是各种公式的灵活运用。
28.(9分)如图甲所示的电路,小灯泡L标有“6V 3.6W”,R为滑动变阻器,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑片P从b端移到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图乙所示。(不计温度对灯丝电阻的影响)求:
(1)小灯泡正常发光时的电阻;
(2)电源电压;
(3)当滑片P滑到中点时,小灯泡L的实际功率是多少。
【考点】欧姆定律的应用;电功率的计算.
【分析】(1)根据小灯泡L标有“6V 3.6W”字样的含义,根据P=求灯正常发光时的电阻;
(2)滑片P从b端移到a端的过程中,分析变阻器连入电路中的电阻大小,根据分压原理确定电压表示数,根据图乙找出对应的电压和电流大小,由欧姆定律求出电源电压;
(3)根据欧姆定律和电阻的串联求出变阻器的最大电阻;当滑片P滑到中点时求出变阻器连入电路中的电阻,根据电阻的串联和欧姆定律求此时电路中的电流,根据P=I2×RL求灯的实际功率。
【解答】解:(1)小灯泡L标有“6V 3.6W”,表示灯的额定电压为6V,灯的额定功率为3.6W,根据P=,灯正常发光时的电阻:
RL===10Ω;
(2)滑片P从b端移到a端的过程中,变阻器连入电路中的电阻从最大到为0,根据分压原理,电压表示数从最大到变为0,
由图乙知,P在b点时,电压表示数为4V,对应的电流为0.2A;
P在a点时,电压表示数为0V,对应的电流为0.6A,
P在a点时,为灯的简单电路,由欧姆定律,电源电压:
U=IaRL=0.6A×10Ω=6V;
(3)P在b点时,根据欧姆定律和电阻的串联,变阻器的最大电阻:
R滑=﹣RL=﹣10Ω=20Ω,
当滑片P滑到中点时,变阻器连入电路中的电阻:
R中=0.5R滑=0.5×20Ω=10Ω,根据电阻的串联和欧姆定律,此时电路中的电流:
I中===0.3A,
灯的实际功率:
P灯=I中2×RL=(0.3A)2×10Ω=0.9W。
答:(1)小灯泡正常发光时的电阻为10Ω;
(2)电源电压为6V;
(3)当滑片P滑到中点时,小灯泡L的实际功率是0.9W。
【点评】本题考查串联电路的规律、欧姆定律和电功率公式的运用,根据滑片的位置从图乙中找出对应的电压和电流值是关键。
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