2023年陕西省宝鸡市陈仓区中考物理二模试卷(含答案)
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一、选择题(共10小题,每小题2分,计20分。每小题只有一个选项是符合题意的)
1.(2分)下列微粒中带负电的是( )
A.原子核 B.电子 C.质子 D.中子
2.(2分)如图所示,艺人利用桃核雕刻后的成品放在手指上,下列说法正确的是( )
A.未雕刻的桃核质量约2kg
B.该成品长约3cm
C.雕刻后的桃核密度变小
D.雕刻过程桃核重力未发生改变
3.(2分)观看了《流浪地球2》,小帆认识到了信息、能源和材料的重要性。他收集到了以下信息,其中说法正确的是( )
A.太阳能、风能、核能都是可再生能源
B.电炉子的电热丝用超导体制作更省电
C.北斗卫星导航系统传递信息利用的是电磁波
D.火箭的外壳可以用导热能力强的新型气凝胶制作
4.(2分)鼓作为敲击乐器,在重要的节日庆典中频频登场。下列说法正确的是( )
A.铿锵的鼓声是由鼓面引起周围空气振动产生的
B.观众通过音色来辨别鼓声
C.鼓声震耳欲聋,说明鼓声的音调高
D.部分观众用手捂住耳朵,是在声源处减弱噪声
5.(2分)关于光现象的描述,下列说法错误的是( )
A.图甲中,日晷的杆影形成是由于光在均匀介质中沿直线传播
B.图乙中,建筑物在水中的倒影是光的折射形成的
C.图丙中,彩虹说明太阳光是由各种色光混合而成的
D.图丁中,海市蜃楼是由光的折射形成的
6.(2分)2022年6月17日福建舰下水。福建舰配置电磁弹射和阻拦装置。当电磁弹射的弹射车轨道与航母舰载飞机前轮接触,并处于强磁场中,弹射车内的导体通过强电流时,即可受到强大的推力,将航母舰载飞机弹出。如图所示,下列装置图能反映电磁弹射原理的是( )
A. B.
C. D.
7.(2分)如图所示是科技小组制作的内能驱动跑车,在试管内装上少许水,用塞子塞住,在试管下面的圆盒内装上固体酒精并点燃,水沸腾后,可以看到塞子向前被冲出去的瞬间,跑车向后运动,试管口出现白雾。下面关于该装置说法正确的是( )
A.该装置演示了内燃机的压缩冲程
B.塞子向前被冲出去的瞬间,跑车向后运动说明力的作用是相互的
C.使用固体酒精作为燃料是因为固体酒精比液体酒精的比热容大
D.试管口出现白雾是由于蒸气对塞子做功,温度降低,水蒸发形成的
8.(2分)如图所示,跳高是人体通过助跑、起跳、腾空、落地系列动作,跳越高度障碍的运动,下列说法正确的是( )
A.运动员的鞋底花纹较大是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦力
B.运动员静止站立时,他所受的重力和支持力是一对相互作用力
C.运动员助跑时看到跑道向后退,是以跑道旁的树为参照物
D.运动员助跑时,速度越快,受到的惯性越大
9.(2分)关于下列各图的说法正确的是( )
A.图甲中,闭合开关S,两电流表示数相等
B.图乙中,闭合开关S,向右移动滑片P,两电压表示数之和变大
C.图丙中,闭合开关S,向左移动滑片P,电流表和电压表示数均变大
D.图丁中,通电相同时间,电阻丝R1产生的焦耳热是电阻丝R2产生的焦耳热的四倍
10.(2分)如图,吊车在匀速吊起东西的过程可以等效的看成滑轮组匀速提升重物(右侧为等效简图),若所吊的重物的质量为300kg,吊车把重物提升6m所需的时间是10s,其工作期间的机械效率为60%,钢丝绳能承受的最大拉力为8000N(g=10N/kg,不计绳重与摩擦),则下列说法正确的是( )
A.动滑轮的重力为200N
B.拉力的功率为1.5×103W
C.该吊车在这段时间里所做的额外功为1.2×104J
D.该吊车能吊起的最大重物的质量为400 kg
二、填空与作图题(共8小题,计22分)
11.(3分)铅笔芯的主要成分是石墨,它是 (选填“导”或“绝缘”)体;橡皮和塑料尺放在一起,有时它们会粘在一起,说明分子之间有 力;与头发摩擦过的塑料尺能吸引碎纸屑,是因为塑料尺带了 。
13.(2分)南水北调中线工程从我省南阳丹江口水库引水,穿过黄河,直通北京,两地海拔高度差约100m,经过工程师的精心设计,实现了渠水全程自流,渠水流动的动能是由水的 转化而来的。渠水在贯穿黄河时,工程师设计了如图所示的穿黄隧洞,整个穿黄隧洞相当于一个 。
14.(3分)热熔钻工艺是在金属薄板上一次加工出孔的技术。钻头与薄板接触时,钻头高速旋转,使钻头和薄板之间剧烈摩擦,用 (选填“做功”或“热传递”)的方式,瞬间达到几千摄氏度的温度,由于温度超过金属的熔点,钻头附近的金属迅速 (填物态变化的名称),钻头继续施加向下的压力,几秒钟就在金属薄板上贯穿一个孔。热熔钻头应采用 (填属性)的材料制做。
15.(4分)如图甲所示,一个去掉瓶底、盖紧瓶口倒置的矿泉水瓶,内部装有水,挂在弹簧测力计下静止;然后取下矿泉水瓶,轻轻放入一个装满水的溢水杯中,静止时如图乙所示。矿泉水瓶在溢水杯中静止时受到的浮力为 N,溢水杯中放入矿泉水瓶后对桌面的压强 (选填“变大”“不变”或“变小”);向矿泉水瓶中再缓慢注入100g水,矿泉水瓶未装满,此过程中溢水口溢出水的质量 (选填“大于”“等于”或“小于”)100g;若将矿泉水瓶内的水抽出一部分并注入溢水杯中,则溢水口 (选填“会”或“不会”)溢出水。
16.(3分)如图甲所示,是一种自动测量油箱内油量的装置,油量表由 (选填“电压表”或“电流表”)改装而成。当油箱加满50L油时,浮标通过杠杆使滑片恰好移至变阻器的最下端;当油箱内油量减少到5L时,油量表会发出警告。油箱中油的体积V和滑动变阻器接入电路的电阻R的关系如图乙所示,电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为150Ω。闭合开关S,当油箱加满油时电路中的电流为 A;当油量表刚发出警告时,滑动变阻器R两端的电压为 V。
17.(2分)如图所示的是压蒜器及其示意图。用压蒜器压蒜时ABO可以看作一个杠杆,请你在图中画出压蒜时的最小动力F1的示意图和阻力F2的力臂L2。
18.(2分)如图所示的磁悬浮地球仪,球体内有一根条形磁体,底座内的电磁铁通电后就可使地球仪悬浮在空中。右侧是其内部结构示意图,请在图中标出电磁铁左侧磁感线的方向和电源的“+、﹣”极。
三、实验与探究题(共4小题,计22分)
19.(4分)按要求完成填空:
(1)如图甲所示,测量小木块的长度,正确的视线是 。
(2)如图乙所示,将刚停止沸腾的水装入烧瓶,迅速塞上瓶塞并倒置,然后向瓶底浇冷水,发现水重新沸腾起来。这是因为水的沸点与 有关。
(3)如图丙所示,探究平面镜成像的特点实验中,蜡烛通过玻璃板所成的像是 (选填
“实”或“虚”)像,将蜡烛放置在玻璃前距玻璃4.6cm处,则蜡烛的像到玻璃板的距离是 cm。
20.(4分)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)如图甲所示,平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小、最亮的光斑,则凸透镜的焦距f= cm。
(2)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的位置如图乙所示时,在光屏上可得到一个清晰的像,生活中利用这个规律制成的光学仪器是 (选填“照相机”或“投影仪”)。
(3)实验一段时间后,蜡烛变短了,原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方,能让像重新回到光屏中心的操作是 (填序号)。
①光屏下调
②蜡烛下调
③透镜下调
(4)如图丙所示,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向凸透镜移动适当距离后,光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
21.(7分)小林同学用“伏安法”测未知电阻的阻值。
(1)该实验测量原理为 ;
(2)电路接通前,滑动变阻器的滑片P应该移至图甲中 处(选填“A”或“B”);
(3)小林闭合开关后,发现电流表示数为零,但电压表有示数,此时电路中的一处故障是待测电阻Rx (选填“短路”或“断路”);
(4)排除故障后继续实验,当电压表示数为2.8V时,电流表示数如图乙所示,读数为 A,则定值电阻Rx= Ω;移动滑动变阻器滑片,多次测量并绘出电流表随电压表变化的U﹣I图像如图丙中A所示。
(5)另外一组同学用相同的器材和电路图也做该实验时,由于接线错误,绘出电流表随电压表变化的U﹣I图像如图丙中B所示,你认为错误的原因可能是 。
(6)如果没有电流表,电源电压未知,可以用最大阻值为R0的滑动变阻器和如图丁所示的电路,来测量电阻Rx的阻值。闭合开关后,滑动变阻器的滑片在最左端时,电压表示数为U1;滑动变阻器的滑片在最右端时,电压表示数为U2,则电阻表达式Rx= (用题中所给物理量的符号表示)。
22.(7分)小睿发现在气温低于0℃的寒冷冬季,交警在积雪的路面上撒盐,路面的冰雪就会融化,并且发现撒盐多的地方雪熔化的快,他产生了疑问:含盐的冰熔化时跟纯净的冰熔化时特点有何不同?为此,他进行了下列探究过程:
(1)他用同样多的纯水、淡盐水、浓盐水制得纯冰、淡盐冰、浓盐冰,然后将这些冰弄碎放入试管中,之后每隔0.5min记录一次温度计的示数,同时观察试管中冰块状态的变化。在选择冰块的加热方式时,你认为最佳的选择方法是 (选填“A”或“B”)。
(2)在相同条件下测量三者的温度变化,得到如图乙所示的三条温度随时间变化的曲线(纯冰对应曲线M、淡盐冰对应曲线N、浓盐冰对应曲线P)。根据曲线图可知:
①利用盐水制成的冰 (选填“是”或“不是”)晶体;
②含盐浓度越大,熔点 (选填“越高”“越低”或“不变”)。
(3)小睿是个滑冰爱好者,去冰场玩时,发现滑完冰后冰刀上有许多水,冰场内的温度低于0℃,冰刀上的水是哪里来的?他认真观察冰刀的形状,发现冰刀的刀口很薄,于是猜想:冰的熔点与冰面所受到的压强大小有关。为了验证猜想,小睿找来一块长方体的冰块和铁丝,在低于0℃的冰场,把冰块架在两块砖上,把铁丝搭在冰块上,并在下面挂上物体,一段时间后发现铁丝穿进冰块里,如图丙,用刻度尺测量出铁丝陷入冰块的深度h,小睿逐渐增加物体的质量,重复实验,分别测出相同时间内铁丝陷入冰块的深度,将数据记录在下表中:
实验次数
1
2
3
4
重物质量m/kg
5
10
15
20
铁丝陷入深度h/mm
3
5
7
9
①实验中是用 表示冰的熔点高低。
②结合实验数据小睿明白了:冰鞋上的冰刀面积较小,穿上冰鞋后,对冰的压强 (选填“增大”“减小”或“不变”),使得冰的熔点 (选填“升高”或“降低”),接触面的冰熔化成水,形成一层水膜,水膜使得冰刀与冰之间的摩擦力 (选填“增大”“减小”或“不变”),所以滑冰者能够在冰面上飞快的滑动。
四、综合题(共2小题,计16分)
23.(7分)12月9日,全球首架C919大型客机交付首家用户——中国东航。该机上搭载的新一代涡扇发动机的热效率(发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比)和推进效率(发动机传递给飞机的推力所做的功与其获得的机械能之比)比一般客机高。如表是C919客机的部分技术参数。(g取10N/kg)
空载质量
60t
最大起飞质量
72.5t
巡航速度
920km/h
发动机巡航推力
3.5×104N
(1)飞行时机翼上方的压强 (选填“大于”“小于”或“等于”)机翼下方的压强。
(2)该客机空载停在机场的水平地面上时,轮胎与地面接触总面积为0.5m2,则它对地面产生的压强是多少Pa?
(3)若该客机以巡航速度飞行1h的过程中,消耗燃油3500kg,发动机的热效率为40%,则此过程中发动机的推进效率为多大?(燃油热值q取4.6×107J/kg)
24.(9分)小雨家买了一台储水式电热水器,图甲是热水器剖视图。热水器的内胆是密封的,里面有两个通到外部的水管,a是热水出水管,b是冷水进水管,c和d是两个外层包有绝缘材料的电加热管。电热水器通过面板上的两个控制开关S1、S2控制加热管,只闭合S1时电热水器的额定功率为1000W,只闭合S2时的额定功率为2000W,两个开关同时闭合时的额定功率为3000W。
(1)两个电加热管分别用R1、R2表示,用笔画线代替导线,在图乙中补全开关控制电加热管的电路,需要符合安全用电的原则。
(2)求两加热管的阻值?
(3)在220V电压下同时闭合开关S1、S2加热60kg、20℃的冷水,不计热损失,使水温升高到60℃需要多长时间?[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(4)该热水器的进、出水管口都装有防电墙。若漏电且接地线失效时,水会沿着漏电墙内部隔片螺旋流动,与普通水管相比其中的水柱变得更细更长,从而使水的电阻 ;若防电墙内螺旋水流长度为50cm,1cm的水流电阻为860Ω,人体电阻为1kΩ,若漏电且接地线失效时使用热水器洗澡,电源电压为220V,则人体承受的电压为多大?
2023年陕西省宝鸡市陈仓区中考物理二模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共10小题,每小题2分,计20分。每小题只有一个选项是符合题意的)
1.(2分)下列微粒中带负电的是( )
A.原子核 B.电子 C.质子 D.中子
【解答】解:原子核带正电、电子带负电、质子带正电、中子不带电。
故选:B。
2.(2分)如图所示,艺人利用桃核雕刻后的成品放在手指上,下列说法正确的是( )
A.未雕刻的桃核质量约2kg
B.该成品长约3cm
C.雕刻后的桃核密度变小
D.雕刻过程桃核重力未发生改变
【解答】解:A、未雕刻的桃核质量约8g,故A错误;
B、该成品长约3cm,符合实际,故B正确;
C、雕刻后的桃核密度不变,故C错误;
D、雕刻后的质量会变小,根据G=mg,则重力变小,故D错误。
故选:B。
3.(2分)观看了《流浪地球2》,小帆认识到了信息、能源和材料的重要性。他收集到了以下信息,其中说法正确的是( )
A.太阳能、风能、核能都是可再生能源
B.电炉子的电热丝用超导体制作更省电
C.北斗卫星导航系统传递信息利用的是电磁波
D.火箭的外壳可以用导热能力强的新型气凝胶制作
【解答】解:A、太阳能、风能是可再生能源,核能是不可再生能源,故A错误;
B、超导体的电阻为零,不会放热,电炉子的电热丝不能用超导体制作,故B错误;
C、北斗卫星导航系统传递信息利用的是电磁波,故C正确;
D、火箭的外壳可以用导热能力弱的新型气凝胶制作,故D错误。
故选:C。
4.(2分)鼓作为敲击乐器,在重要的节日庆典中频频登场。下列说法正确的是( )
A.铿锵的鼓声是由鼓面引起周围空气振动产生的
B.观众通过音色来辨别鼓声
C.鼓声震耳欲聋,说明鼓声的音调高
D.部分观众用手捂住耳朵,是在声源处减弱噪声
【解答】解:A、声音是由振动产生的,鼓声是由鼓面振动产生的,故A错误;
B、不同的发声体因材料和结构不同,所发出的声音的音色就不同,所以观众是通过音色来辨别鼓声的,故B正确;
C、鼓声大作,震耳欲聋,说明声音的响度大,故C错误;
D、观众用手捂住耳朵,是在人耳处减弱噪声,故D错误。
故选:B。
5.(2分)关于光现象的描述,下列说法错误的是( )
A.图甲中,日晷的杆影形成是由于光在均匀介质中沿直线传播
B.图乙中,建筑物在水中的倒影是光的折射形成的
C.图丙中,彩虹说明太阳光是由各种色光混合而成的
D.图丁中,海市蜃楼是由光的折射形成的
【解答】解:A、日晷的杆影形成是由于光在均匀介质中沿直线传播,故A正确。
B、建筑物在水中的倒影是光的反射形成的,故B错误。
C、图丙中,彩虹说明太阳光是由各种色光混合而成的,故C正确。
D、图丁中,海市蜃楼是由光的折射形成的,故D正确。
故选:B。
6.(2分)2022年6月17日福建舰下水。福建舰配置电磁弹射和阻拦装置。当电磁弹射的弹射车轨道与航母舰载飞机前轮接触,并处于强磁场中,弹射车内的导体通过强电流时,即可受到强大的推力,将航母舰载飞机弹出。如图所示,下列装置图能反映电磁弹射原理的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:由题意可知,电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通以强电流时,即可受到强大的推力,由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动;
A.图中有电源,通电导体棒在磁场中受力而运动,即与电磁弹射器工作原理相同,故A符合题意;
B.奥斯特实验,说明了电流周围存在磁场,与电磁弹射器工作原理不一致,故B不符合题意;
C.图中没有电源,闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,为电磁感应实验,与电磁弹射器工作原理不一致,故C不符合题意;
D.实验探究的是电磁铁的磁性与线圈匝数的关系,匝数越多,磁性越强,与电磁弹射器工作原理不一致,故D不符合题意。
故选:A。
7.(2分)如图所示是科技小组制作的内能驱动跑车,在试管内装上少许水,用塞子塞住,在试管下面的圆盒内装上固体酒精并点燃,水沸腾后,可以看到塞子向前被冲出去的瞬间,跑车向后运动,试管口出现白雾。下面关于该装置说法正确的是( )
A.该装置演示了内燃机的压缩冲程
B.塞子向前被冲出去的瞬间,跑车向后运动说明力的作用是相互的
C.使用固体酒精作为燃料是因为固体酒精比液体酒精的比热容大
D.试管口出现白雾是由于蒸气对塞子做功,温度降低,水蒸发形成的
【解答】解:
A、水沸腾后,水蒸气体积膨胀做功,将内能转化为塞子的机械能,塞子被冲出去,跑车向后运动,这个过程中水蒸气的内能转化为机械能,与内燃机的做功冲程的能量转化相同,故A错误;
B、塞子向前被冲出去的瞬间,由于物体间力的作用是相互的,塞子给跑车一个向后的力,跑车向后运动,故B正确;
C、使用固体酒精作为燃料是因为固体酒精的热值大,便于盛放,与比热容无关,故C错误;
D、水蒸气内能减少,温度降低,水蒸气会液化成小水滴,出现白雾,故D错误。
故选:B。
8.(2分)如图所示,跳高是人体通过助跑、起跳、腾空、落地系列动作,跳越高度障碍的运动,下列说法正确的是( )
A.运动员的鞋底花纹较大是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦力
B.运动员静止站立时,他所受的重力和支持力是一对相互作用力
C.运动员助跑时看到跑道向后退,是以跑道旁的树为参照物
D.运动员助跑时,速度越快,受到的惯性越大
【解答】解:A、运动员的鞋底花纹较大是在压力一定时,通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦力,故A正确;
B、运动员静止站立时,他所受的重力和支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故B错误;
C、运动员助跑时看到跑道向后退,是以自己为参照物,跑道相对于运动员的位置发生了改变,故C错误;
D、惯性的大小只与物体的质量有关,与运动速度无关,故D错误。
故选:A。
9.(2分)关于下列各图的说法正确的是( )
A.图甲中,闭合开关S,两电流表示数相等
B.图乙中,闭合开关S,向右移动滑片P,两电压表示数之和变大
C.图丙中,闭合开关S,向左移动滑片P,电流表和电压表示数均变大
D.图丁中,通电相同时间,电阻丝R1产生的焦耳热是电阻丝R2产生的焦耳热的四倍
【解答】解:A、由图甲可知,闭合开关,灯泡L1、L2并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量通过R2的电流,根据并联电路的电流特点可知,干路的电流大于任一支路的电流,故电流表A1的示数大于电流表A2的示数,故A错误;
B、由图乙可知,闭合开关,R1、R2串联,电压表V1串联R1两端的电压,电压表V2测量滑动变阻器R2两端的电压,根据串联电路的电压特点可知,两电压表示数之和等于电源电压,而电源电压是不变,所以两电压表示数之和不变,故B错误;
C、由图丙可知,闭合开关,定值电阻和滑动变阻器并联,电流表测量通过定值电阻的电流,电压表测量电源电压,根据并联电路的特点可知,各支路之间互不影响,向左移动滑片P,滑动变阻器的阻值接入电路的阻值变小,通过滑动变阻器的电流变大,但是通过定值电阻的电流不变,所以电流表示数不变,电源电压不变,所以电压表的示数不变,故C错误;
D、由图丁可知,R2、R3并联后再与R1串联,根据串并联电路的电流特点可知,通过R1的电流等于通过R2、R3的电流之和,由于R2、R3阻值相等,由欧姆定律可知通过R2、R3的电流相等,则通过R1的电流是通过R2电流的两倍,即I1=2I2,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,通电相同时间,电阻丝R1产生的焦耳热是电阻丝R2产生的焦耳热的四倍,故D正确。
故选:D。
10.(2分)如图,吊车在匀速吊起东西的过程可以等效的看成滑轮组匀速提升重物(右侧为等效简图),若所吊的重物的质量为300kg,吊车把重物提升6m所需的时间是10s,其工作期间的机械效率为60%,钢丝绳能承受的最大拉力为8000N(g=10N/kg,不计绳重与摩擦),则下列说法正确的是( )
A.动滑轮的重力为200N
B.拉力的功率为1.5×103W
C.该吊车在这段时间里所做的额外功为1.2×104J
D.该吊车能吊起的最大重物的质量为400 kg
【解答】解:
A、重物的重力G=mg=300kg×10N/kg=3000N,
不计绳重与摩擦,滑轮组的机械效率η====,
60%=,
解得动滑轮重力:G动=2000N,故A错误;
B、物体提升的速度v物===0.6m/s,
由图知,n=2,拉力端移动的速度:v=nv物=2×0.6m/s=1.2m/s,
不计绳重和摩擦,拉力F=(G+G动)=×(3000N+2000N)=2500N,
拉力做功的功率:P===Fv=2500N×1.2m/s=3×103W,故B错误;
C、不计绳重与摩擦,该吊车在这段时间里所做的额外功:W额=G动h=2000N×6m=1.2×104J,故C正确;
D、钢丝绳能承受的最大拉力为8000N,最大拉力F最大=8000N,
不计绳重与摩擦,最大拉力F最大=(G最大+G动),
吊起最大物重:G最大=nF最大﹣G动=2×8000N﹣2000N=14000N,
其质量:m最大===1400kg,故D错误。
故选:C。
二、填空与作图题(共8小题,计22分)
11.(3分)铅笔芯的主要成分是石墨,它是 导 (选填“导”或“绝缘”)体;橡皮和塑料尺放在一起,有时它们会粘在一起,说明分子之间有 引 力;与头发摩擦过的塑料尺能吸引碎纸屑,是因为塑料尺带了 电 。
【解答】解:铅笔芯的主要成分是石墨,石墨容易导电,是导体;
橡皮和塑料尺放在一起,有时它们会粘在一起,说明分子之间有引力;
与头发摩擦过的塑料尺能吸引碎纸屑,是因为塑料尺带了电,具有了吸引轻小物体的性质。
故答案为:导;引;电。
13.(2分)南水北调中线工程从我省南阳丹江口水库引水,穿过黄河,直通北京,两地海拔高度差约100m,经过工程师的精心设计,实现了渠水全程自流,渠水流动的动能是由水的 重力势能 转化而来的。渠水在贯穿黄河时,工程师设计了如图所示的穿黄隧洞,整个穿黄隧洞相当于一个 连通器 。
【解答】解:
重力势能的大小与高度有关,渠水有一定的高度,具有重力势能,向下流动时,渠水的重力势能转化为动能;
渠水在贯穿黄河时,工程师设计了图所示的穿黄隧洞,隧洞两端开口,底部连通,相当于一个连通器。
故答案为:重力势能;连通器。
14.(3分)热熔钻工艺是在金属薄板上一次加工出孔的技术。钻头与薄板接触时,钻头高速旋转,使钻头和薄板之间剧烈摩擦,用 做功 (选填“做功”或“热传递”)的方式,瞬间达到几千摄氏度的温度,由于温度超过金属的熔点,钻头附近的金属迅速 熔化 (填物态变化的名称),钻头继续施加向下的压力,几秒钟就在金属薄板上贯穿一个孔。热熔钻头应采用 硬度大、熔点高 (填属性)的材料制做。
【解答】解:当铝件与铜件相互摩擦时,两者的内能都会增大,温度急剧升高;即摩擦生热是通过做功的方法改变物体的内能的。
由于温度超过金属的熔点,钻头附近的金属迅速由固态变为液态,即金属被熔化,钻头继续施加向下的压力,几秒钟就在金属薄板上贯穿一个孔。热熔钻头应采用硬度大、熔点高的材料制做。
故答案为:做功;熔化;硬度大、熔点高。
15.(4分)如图甲所示,一个去掉瓶底、盖紧瓶口倒置的矿泉水瓶,内部装有水,挂在弹簧测力计下静止;然后取下矿泉水瓶,轻轻放入一个装满水的溢水杯中,静止时如图乙所示。矿泉水瓶在溢水杯中静止时受到的浮力为 3 N,溢水杯中放入矿泉水瓶后对桌面的压强 不变 (选填“变大”“不变”或“变小”);向矿泉水瓶中再缓慢注入100g水,矿泉水瓶未装满,此过程中溢水口溢出水的质量 等于 (选填“大于”“等于”或“小于”)100g;若将矿泉水瓶内的水抽出一部分并注入溢水杯中,则溢水口 不会 (选填“会”或“不会”)溢出水。
【解答】解:(1)由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3N,则矿泉水瓶的重力为3N;
由图乙可知,矿泉水瓶处于漂浮状态,受到的浮力等于自身的重力,所以浮力为3N;
溢水杯中放入矿泉水瓶后,根据阿基米德原理可知,矿泉水瓶的重力等于排开的水的重力,即溢水杯的总重力不变,对桌面的压力不变,受力面积不变,根据p=可知,溢水杯对桌面的压强不变;
(2)向矿泉水瓶中缓慢注入100g水,矿泉水瓶未装满,矿泉水瓶的质量增大,重力增大,仍然处于漂浮状态,增大的浮力等于增大的重力,多排开的水的重力也等于增大的重力,多排开的水的质量等于增大的质量,所以溢水口溢出水的质量等于100g;
将矿泉水瓶内的水抽出一部分,矿泉水瓶和内部水的总重减小,所受浮力变小,减小的浮力等于抽出水所受重力,故排开水的体积等于抽出水的体积,将抽出的水轻轻倒入溢水杯中,不会溢出。
故答案为:3;不变;等于;不会。
16.(3分)如图甲所示,是一种自动测量油箱内油量的装置,油量表由 电流表 (选填“电压表”或“电流表”)改装而成。当油箱加满50L油时,浮标通过杠杆使滑片恰好移至变阻器的最下端;当油箱内油量减少到5L时,油量表会发出警告。油箱中油的体积V和滑动变阻器接入电路的电阻R的关系如图乙所示,电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为150Ω。闭合开关S,当油箱加满油时电路中的电流为 0.04 A;当油量表刚发出警告时,滑动变阻器R两端的电压为 5.14 V。
【解答】解:(1)由图甲可知:闭合开关,定值电阻R0和滑动变阻器串联,根据油量表串联在电路中确定是电流表,电流表测量电路中的电流;
(2)由题意可知,当油箱加满油时,浮标通过杠杆使滑片恰好移至变阻器的最下端,则变阻器接入电路的电阻等于零,
根据欧姆定律可得此时电路中的电流:
I===0.04A;
由图乙可知R与V的关系为一次函数,设为R=kV+b,把V=0L、R=1000Ω和V=50L,R=0Ω代入可得:
1000Ω=k×0L+b,0Ω=k×50L+b,
解得:k=﹣20Ω/L,b=1000Ω,
即:R=﹣20Ω/L×V+1000Ω;
当油量表刚报警时,油箱油量减少到5L,此时R的阻值:R1=﹣20Ω/L×5L+1000Ω=900Ω;
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的电流:I2===A;
变阻器R两端的电压:U2=I2R2=A×900Ω≈5.14V。
故答案为:电流表;0.04;5.14。
17.(2分)如图所示的是压蒜器及其示意图。用压蒜器压蒜时ABO可以看作一个杠杆,请你在图中画出压蒜时的最小动力F1的示意图和阻力F2的力臂L2。
【解答】解:
图中的压蒜器在压蒜时,支点在O点,
由图知,阻力F2的方向向上,阻力有绕着O点逆时针转动的效果,为使杠杆平衡,则动力F1应绕着O点按顺时针方向转动,故动力F1的方向斜向下方,作用点在A点,根据杠杆平衡条件,当动力F1垂直OA时,OA为最大动力臂,动力最小,如下图所示:
由支点O向阻力F2的作用线作垂线段,即为阻力臂L2,如下图所示:
18.(2分)如图所示的磁悬浮地球仪,球体内有一根条形磁体,底座内的电磁铁通电后就可使地球仪悬浮在空中。右侧是其内部结构示意图,请在图中标出电磁铁左侧磁感线的方向和电源的“+、﹣”极。
【解答】解:已知条形磁体的上端为S极,则下端为N极,地球仪就可以悬浮在空中,受到排斥力的作用,根据同名磁极相互排斥可知,电磁铁的下端为S极,上端为N极,
磁体周围的磁感线从N极出发,回到S极,根据安培定则可知,电流从电磁铁的下端流入,上端流出,所以电源的下端为正极,上端为负极;如图所示:
三、实验与探究题(共4小题,计22分)
19.(4分)按要求完成填空:
(1)如图甲所示,测量小木块的长度,正确的视线是 B 。
(2)如图乙所示,将刚停止沸腾的水装入烧瓶,迅速塞上瓶塞并倒置,然后向瓶底浇冷水,发现水重新沸腾起来。这是因为水的沸点与 水面上方气压大小 有关。
(3)如图丙所示,探究平面镜成像的特点实验中,蜡烛通过玻璃板所成的像是 虚 (选填
“实”或“虚”)像,将蜡烛放置在玻璃前距玻璃4.6cm处,则蜡烛的像到玻璃板的距离是 4.6 cm。
【解答】解:(1)使用刻度尺读数时视线要与刻度尺尺面垂直,由图甲可知,B正确、A错误;
(2)水停止沸腾后,迅速塞上瓶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水,会看到烧瓶中的水重新沸腾。因为当向瓶底浇冷水时,瓶内气体温度突然降低,瓶内的水蒸气遇冷液化,瓶内液面上方气压降低,导致沸点降低,所以水重新沸腾起来;
(3)蜡烛通过玻璃板所成的像是虚像;像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等,将蜡烛放置在玻璃前距玻璃4.6cm处,则蜡烛的像到玻璃板的距离是4.6cm。
故答案为:( 1 ) B;
(2)水面上方气压大小;
(3)虚;4.6。
20.(4分)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)如图甲所示,平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小、最亮的光斑,则凸透镜的焦距f= 10.0 cm。
(2)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的位置如图乙所示时,在光屏上可得到一个清晰的像,生活中利用这个规律制成的光学仪器是 投影仪 (选填“照相机”或“投影仪”)。
(3)实验一段时间后,蜡烛变短了,原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方,能让像重新回到光屏中心的操作是 ③ (填序号)。
①光屏下调
②蜡烛下调
③透镜下调
(4)如图丙所示,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向凸透镜移动适当距离后,光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜是 远视 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
【解答】解:(1)图甲中测量焦距的方法是平行光聚焦法,最小、最亮的光斑即为焦点,焦点到光心的距离就是焦距,由此可以确定该凸透镜的焦距是10.0cm。
(2)由图乙可得,此时的物距u=15.0cm,此时f<u<2 f,凸透镜成倒立放大的实像,由此可知,生活中利用这个规律制成的光学仪器是投影仪。
(3)实验一段时间后,像移动到光屏的上方,根据过光心的光线传播方向不变,要让像重新回到光屏中央,可将蜡烛向上移动、将光屏向上移动、将凸透镜向下移动,能让像重新回到光屏中心的操作是③;
(4)在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向凸透镜移动适当距离后,光屏上再次呈现清晰的像,说明放了眼镜以后所成的像的位置提前了,也就是该眼镜对光的作用是会聚作用,因此该眼镜的透镜是凸透镜,是用来矫正远视眼的。
故答案为:(1)10.0;(2)投影仪;(3)③;(4)远视。
21.(7分)小林同学用“伏安法”测未知电阻的阻值。
(1)该实验测量原理为 R= ;
(2)电路接通前,滑动变阻器的滑片P应该移至图甲中 B 处(选填“A”或“B”);
(3)小林闭合开关后,发现电流表示数为零,但电压表有示数,此时电路中的一处故障是待测电阻Rx 断路 (选填“短路”或“断路”);
(4)排除故障后继续实验,当电压表示数为2.8V时,电流表示数如图乙所示,读数为 0.28 A,则定值电阻Rx= 10 Ω;移动滑动变阻器滑片,多次测量并绘出电流表随电压表变化的U﹣I图像如图丙中A所示。
(5)另外一组同学用相同的器材和电路图也做该实验时,由于接线错误,绘出电流表随电压表变化的U﹣I图像如图丙中B所示,你认为错误的原因可能是 电压表并联在变阻器的两端了 。
(6)如果没有电流表,电源电压未知,可以用最大阻值为R0的滑动变阻器和如图丁所示的电路,来测量电阻Rx的阻值。闭合开关后,滑动变阻器的滑片在最左端时,电压表示数为U1;滑动变阻器的滑片在最右端时,电压表示数为U2,则电阻表达式Rx= (用题中所给物理量的符号表示)。
【解答】解:(1)测未知电阻阻值的原理为:R=;
(2)为了保护电路,电路接通前,滑动变阻器的滑片P应该移至图中阻值最大处,即B端;
(3)闭合开关后,发现电流表示数为零,说明电路可能断路;电压表有示数,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,即待测电阻Rx断路;
(4)电流表的指针如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其示数为0.28A;
定值电阻的阻值为:
Rx===10Ω;
(5)待测电阻与变阻器串联,当变阻器连入电路的电阻变小时,由欧姆定律I=可知,电路的电流变大,根据U=IR得到待测电阻的电压变大,由串联电路电压的规律可知,变阻器两端的电压变小,根据绘制的如图丙所示的U﹣I图像可知,电压表并联在变阻器的两端了;
(6)闭合开关后,滑动变阻器的滑片在最左端时,电压表测量电源电压,即电压表示数为U1;滑动变阻器的滑片在最右端时,电压表测量Rx两端的电压,电压表示数为U2,根据串联电路电流相等知=,
则电阻表达式为:
Rx=。
故答案为:(1)R=;(2)B;(3)断路;(4)0.28;10;(5)电压表并联在变阻器的两端了;(6)。
22.(7分)小睿发现在气温低于0℃的寒冷冬季,交警在积雪的路面上撒盐,路面的冰雪就会融化,并且发现撒盐多的地方雪熔化的快,他产生了疑问:含盐的冰熔化时跟纯净的冰熔化时特点有何不同?为此,他进行了下列探究过程:
(1)他用同样多的纯水、淡盐水、浓盐水制得纯冰、淡盐冰、浓盐冰,然后将这些冰弄碎放入试管中,之后每隔0.5min记录一次温度计的示数,同时观察试管中冰块状态的变化。在选择冰块的加热方式时,你认为最佳的选择方法是 A (选填“A”或“B”)。
(2)在相同条件下测量三者的温度变化,得到如图乙所示的三条温度随时间变化的曲线(纯冰对应曲线M、淡盐冰对应曲线N、浓盐冰对应曲线P)。根据曲线图可知:
①利用盐水制成的冰 是 (选填“是”或“不是”)晶体;
②含盐浓度越大,熔点 越低 (选填“越高”“越低”或“不变”)。
(3)小睿是个滑冰爱好者,去冰场玩时,发现滑完冰后冰刀上有许多水,冰场内的温度低于0℃,冰刀上的水是哪里来的?他认真观察冰刀的形状,发现冰刀的刀口很薄,于是猜想:冰的熔点与冰面所受到的压强大小有关。为了验证猜想,小睿找来一块长方体的冰块和铁丝,在低于0℃的冰场,把冰块架在两块砖上,把铁丝搭在冰块上,并在下面挂上物体,一段时间后发现铁丝穿进冰块里,如图丙,用刻度尺测量出铁丝陷入冰块的深度h,小睿逐渐增加物体的质量,重复实验,分别测出相同时间内铁丝陷入冰块的深度,将数据记录在下表中:
实验次数
1
2
3
4
重物质量m/kg
5
10
15
20
铁丝陷入深度h/mm
3
5
7
9
①实验中是用 铁丝陷入的深度h 表示冰的熔点高低。
②结合实验数据小睿明白了:冰鞋上的冰刀面积较小,穿上冰鞋后,对冰的压强 增大 (选填“增大”“减小”或“不变”),使得冰的熔点 降低 (选填“升高”或“降低”),接触面的冰熔化成水,形成一层水膜,水膜使得冰刀与冰之间的摩擦力 减小 (选填“增大”“减小”或“不变”),所以滑冰者能够在冰面上飞快的滑动。
【解答】解:(1)在选择冰块的加热方式时,最佳的选择方法是水浴法加热,故A正确,B错误;
(2)①根据图像可知:用盐水制成的冰在一定的温度下熔化,是晶体;
②根据图像可知:含盐浓度越大,熔点越低。
(3)①实验中是用铁丝陷入的深度h表示冰的熔点高低。
②结合实验数据小睿明白了:冰鞋上的冰刀面积较小,穿上冰鞋后,对冰的压强增大,使得冰的熔点降低,接触面的冰熔化成水,形成一层水膜,水膜使得冰刀与冰之间的摩擦力减小,所以滑冰者能够在冰面上飞快的滑动。
故答案为:(1)A;(2)①是;越低;(3)①铁丝陷入深度h;②增大;降低;减小。
四、综合题(共2小题,计16分)
23.(7分)12月9日,全球首架C919大型客机交付首家用户——中国东航。该机上搭载的新一代涡扇发动机的热效率(发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比)和推进效率(发动机传递给飞机的推力所做的功与其获得的机械能之比)比一般客机高。如表是C919客机的部分技术参数。(g取10N/kg)
空载质量
60t
最大起飞质量
72.5t
巡航速度
920km/h
发动机巡航推力
3.5×104N
(1)飞行时机翼上方的压强 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)机翼下方的压强。
(2)该客机空载停在机场的水平地面上时,轮胎与地面接触总面积为0.5m2,则它对地面产生的压强是多少Pa?
(3)若该客机以巡航速度飞行1h的过程中,消耗燃油3500kg,发动机的热效率为40%,则此过程中发动机的推进效率为多大?(燃油热值q取4.6×107J/kg)
【解答】解:(1)由于机翼上凸下平,在相同是时间内,空气经过上方的路程长,速度大;经过下方的路程短,速度小。上方空气流速越大,压强越小;下方空气流速越小,压强越大。所以机翼上方的气流对机翼的压强小于机翼下方的气流对机翼的压强;
(2)客机空载时的质量:m=60t=6×104kg,客机受到的重力是G=mg=6×104kg×10N/kg=6×105N;该客机静止在水平地面上时,对地面的压力F压=G=6×105N,轮胎与地面接触总面积为0.5m2,则对地面的压强是p===1.2×106Pa。
(3)燃料完全燃烧放出的热量:Q放=mq=3500kg×4.6×107J/kg=1.61×1011J;
根据η=得到发动机获得的机械能:W机械=ηQ放=40%×1.61×1011J=6.44×1010J;
发动机巡航的距离为:s=vt=920km/h×1h=920km=920000m
客机的推进功(推力所做的功):W推力=Fs=3.5×104N×920000m=3.22×1010J
发动机的推进效率:η′==×100%=50%。
故答案为:(1)小于;
(2)客机静止在水平地面上时,对地面的压强是1.2×106Pa;
(3)发动机的推进效率为50%。
24.(9分)小雨家买了一台储水式电热水器,图甲是热水器剖视图。热水器的内胆是密封的,里面有两个通到外部的水管,a是热水出水管,b是冷水进水管,c和d是两个外层包有绝缘材料的电加热管。电热水器通过面板上的两个控制开关S1、S2控制加热管,只闭合S1时电热水器的额定功率为1000W,只闭合S2时的额定功率为2000W,两个开关同时闭合时的额定功率为3000W。
(1)两个电加热管分别用R1、R2表示,用笔画线代替导线,在图乙中补全开关控制电加热管的电路,需要符合安全用电的原则。
(2)求两加热管的阻值?
(3)在220V电压下同时闭合开关S1、S2加热60kg、20℃的冷水,不计热损失,使水温升高到60℃需要多长时间?[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(4)该热水器的进、出水管口都装有防电墙。若漏电且接地线失效时,水会沿着漏电墙内部隔片螺旋流动,与普通水管相比其中的水柱变得更细更长,从而使水的电阻 变大 ;若防电墙内螺旋水流长度为50cm,1cm的水流电阻为860Ω,人体电阻为1kΩ,若漏电且接地线失效时使用热水器洗澡,电源电压为220V,则人体承受的电压为多大?
【解答】解:(1)根据题意可知,S1单独控制R1,S2单独控制R2,两个开关同时闭合时R1与R2同时加热,这说明是并联的,且S1、R1在一条支路中,S2、R2在另一条支路中;在家庭电路中,为了用电的安全,开关接在用电器和火线之间,如图所示:
;
(2)由图知只闭合S1时电阻R1工作,电热水器的额定功率为1000W,
根据P=得R1的阻值为:
R1===48.4Ω;
只闭合S2时电阻R1工作,电热水器的额定功率为2000W,
根据P=得R2的阻值为:
R2===24.2Ω;
(3)水吸收的热量:
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×60kg×(60℃﹣20℃)=1.008×107J;
因不计热损失,故W=Q吸,
由W=Pt可得,加热时间:
t===3360s;
(4)电阻的大小与材料、长度、横截面积有关,体积相同的水变细变长,会使水的电阻变大,从而使漏电电流变小,以降低人触电的危险;
热水器中水流的电阻R水=50cm×860Ω/cm=43kΩ,
由串联分压原理知U人:U总=R人:(R人+R水),
即U人:220V=1kΩ:(1kΩ+43kΩ),
解得:U人=5V。
答:(1)见解答图;
(2)两加热管的阻值分别为48.4Ω和24.2Ω;
(3)在220V电压下同时闭合开关S1、S2加热60kg、20℃的冷水,不计热损失,使水温升高到60℃需要3360s;
(4)变大;人体承受的电压为5V。
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