必刷卷04——2023年中考物理考前30天冲刺必刷卷(福建专用)
展开2023年福建中考物理试题仍然比较稳定,题型仍然是14(选择题)+6(填空题)+2(作图题)+1(简答题)+5(实验题)+3(计算题),但根据最新考试说明和模拟考试信息可以发现, 在知识结构方面,需要注意以下几点:1. 注重考查物理思想方法,加强理论联系实际; 2.突出科学探究在物理学中的地位和作用;3. 体现时代性,关注我国最新科技成果,让学生在真实的问题情境中,感受祖国科技成就,体验学以致用,培育民族自信心和自豪感,激励学生努力钻研科学文化知识,为祖国强盛和民族复兴添砖加瓦,奉献力量。
通过对考试信息的梳理以及教学研究成果,预测:两个作图题仍然会是光学、力学、电学、电磁学相关知识的考查,本套试卷安排了一个力学作图题和一个电学作图题,光学作图题依托水面上方的小鸟的生活场景,考查光学综合知识,电学作图题最常考的就是家庭电路,例如本试卷第22题;实验题共5道,光学凸透镜成像是考查重点,例如第24题,杠杆平衡条件的实验题也经常出现,例如本卷第25题,热学也通常会涉及到,例如本卷第26题,电学实验题是必考项目,例如本卷第27、28题;本卷第31题是对力电的综合考查计算题。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共14小题,每小题2分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
一、单选题
1.如图所示的新型智能笔,无需连接数据线即可将获取的信息传输到手机或电脑上,并处理成文本及语音形式。下列有关信息、能源及材料的说法正确的是( )
A.智能笔和手机、电脑之间通过超声波传递信息
B.新型智能笔中的芯片主要使用了半导体材料
C.废旧手机电池能与其它普通垃圾一起处理
D.电脑使用的能源是一次能源
【答案】B。
【解析】A.智能笔和手机、电脑之间是通过电磁波传递信息的,故A错误;
B.新型智能笔中的芯片是集成电路,集成电路主要使用了半导体材料,故B正确;
C.废电池中含有重金属,乱扔会严重污染土壤或地下水,不可以与其它垃圾一起处理,故C错误;
D.电脑使用的能源是电能,电能不能从自然界直接获得,需要消耗其它能源经过加工转换获得,电能是二次能源,故D错误。
2.如图所示,通过电脑可以看2022卡塔尔世界杯足球比赛的直播。下列有关说法中正确的是( )
A.一般台式电脑的电功率约2000W
B.台式电脑的显示屏跟外置音箱是串联接在电路中的
C.电脑里面的二极管主要是由绝缘体材料制成的
D.电脑运行时温度会升高,需要用微型风扇及时散热,防止过多的电热造成安全隐患
【答案】D。
【解析】A.根据生活实际可知,一般台式电脑的电功率约为200W,故A错误;
B.台式电脑的显示屏跟外置音箱可以独立工作,互不影响,它们是并联在电路中的,故B错误;
C.电脑里面的二极管具有单向导电性,主要是由半导体材料制成的,故C错误;
D.由于电流具有热效应,电脑运行时会产生热量,温度会升高,需要用微型风扇及时散热,防止过多的电热造成安全隐患,故D正确。
3.本届冬奥会女子冰球比赛中,深圳有16名运动员代表国家出战。如图为比赛时的情景,下列说法正确的是( )
A.冰球离开球杆后能继续滑行,是由于受到球杆的推力
B.击球时,球杆对冰球的作用力与人对球杆的作用力是一对相互作用力
C.冰球滑行时,冰球所受重力与冰面对冰球的摩擦力是一对平衡力
D.运动员匀速转弯时,运动状态发生改变
【答案】D。
【解析】A.冰球离开球杆后能继续滑行,是由于冰球具有惯性,而此时冰球不再受到球杆的推力,故A错误;
B.击球时,球杆对冰球的作用力与人对球杆的作用力不是发生在一对相互作用的物体之间,不是一对相互作用力,故B错误;
C.冰球滑行时,冰球所受重力与冰面对冰球的摩擦力不是作用在一条直线上,不是一对平衡力,故C错误;
D.运动员匀速转弯时,运动方向不断改变,所以运动状态发生改变,故D正确。
4.年月日,梦天实验舱与天和核心舱成功对接并完成转体,中国空间站完成三舱(天和、问天、梦天)“T”字稳定构型建设,如图所示。此时,梦天实验舱相对哪一个参照物是静止的( )
A.天和核心舱B.地球C.月球D.太阳
【答案】A。
【解析】梦天实验舱与天和核心舱成功对接,则梦天实验舱相对于天和核心舱,位置没有发生变化,是静止的;梦天实验舱相对于地球、月球和太阳,位置发生了变化,是运动的。
5.如图是我国空间站的大机械臂,它类似于人的手臂,可以省距离,下列工具使用时与机械臂属同类型杠杆的是( )
A.用食品夹夹面包B.用羊角锤起钉子
C.用钢丝钳剪铁丝D.用瓶盖起子起瓶盖
【答案】A。
【解析】大机械臂在使用时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
A.食品夹在夹面包的过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A符合题意;
B.用羊角锤起钉子的过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不符合题意;
C.用钢丝钳剪铁丝的过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D.用瓶盖起子起瓶盖的过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
6.2022年8月30日,中国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”成果正式发布,其运行于高度为517公里的太阳同步轨道,“羲和号”上搭载的望远镜可以连续对太阳进行观测。以下说法正确的是( )
A.太阳能属于不可再生能源
B.地球上所有的能量均来自太阳
C.用望远镜观测到的太阳是一个倒立放大的实像
D.太阳光是由各种色光混合而成的
【答案】D。
【解析】A.太阳能取之不尽用之不竭,是可再生能源,故A错误;
B.地球上的绝大部分能量来自太阳,化石能源是贮存的亿万年前的太阳能,水能、风能也是来源于太阳能,故B错误;
C.望远镜的物镜相当于一个照相机,成倒立缩小的实像,目镜相当于一个放大镜,将物镜所成的像进行放大,为了便于观测,将目镜的像倒过来,最后观测到的太阳是一个倒立、放大的虚像,故C错误;
D.太阳光是由各种色光混合而成的,通过三棱镜可以将七种单色光分解出来,故D正确。
7.如图所示,在2023年央视春晚的乐曲节目《百鸟归巢》表演中,演奏者用洞萧以花舌吹法模拟鸟啼声,这主要是模拟鸟啼声的( )
A.音调、音色B.响度、音调C.响度、音色D.音调、响度、音色
【答案】A。
【解析】音色反映了声音的品质和特色,音调是指声音的高低,响度是指声音的大小。演奏者用洞萧以花舌吹法模拟鸟啼声,是模拟声音的音调和音色,故A符合题意,BCD不符合题意。
8.如图甲所示是四冲程汽油机某一冲程示意图,图乙是电动机。汽油机、电动机分别是燃油汽车和电动汽车的动力装置。下列有关说法正确的是( )
A.图甲所示是汽油机的压缩冲程
B.图示冲程中主要将机械能转化为内能
C.电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力而运动
D.电动机的效率比汽油机的高,可达到100%
【答案】C。
【解析】AB.由图甲可知,此时两气门关闭,火花塞点火,活塞下行,是做功冲程,此冲程将内能转化为机械能,故AB错误;
C.电动机是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的,故C正确;
D.任何机械的效率都不可能达到100%,电动机的效率比汽油机的高,但不可能达到100%,故D错误。
9.电动独轮车(如图)是青年人追求时尚的代步工具。当电源开关S1闭合时指示灯亮起,独轮车处于待机状态;当人站在独轮车上时开关S2自动闭合,电动机才能启动,开始运动。下列电路设计符合上述要求的是( )
A.B.C.D.
【答案】A。
【解析】由题意可知,电动机和指示灯可以互不影响地工作,所以电动机和指示灯并联在电路中。
A.由电路图可知,当电源开关S1闭合时指示灯亮起,再当人站在独轮车上时开关S2自动闭合,电动机才能启动,故A符合题意;
B.由电路图可知,指示灯和电动机串联,只有两开关均闭合时,指示灯和电动机才工作,否则均不工作,故B不符合题意;
C.由电路图可知,当电源开关S1闭合时电动机工作,再当人站在独轮车上时开关S2自动闭合,指示灯才亮起,故C不符合题意;
D.由电路图可知,两开关均闭合时会造成电源短路,故D不符合题意。
10.如图所示,下列四个物态变化的实例中,属于吸热的是( )
A.山间云海的形成
B.树枝上雾凇的形成
C.初春冰雪消融
D.流水冻成冰凌
【答案】C。
【解析】A.山间云海是水蒸气液化成小水珠,液化放热,故A不符合题意;
B.树枝上形成“雾凇”是水蒸气直接凝华形成的,凝华放热,故B不符合题意;
C.冰雪化成水,是固态变为液态,是熔化现象,熔化吸热,故C符合题意;
D.流水冻成冰凌是液态变为固态,是凝固形成的,凝固放热,故D不符合题意。
11.如图所示是小倩研究并联电路电流特点的实物图,保持电源电压不变,先闭合开关S,再闭合开关S1,闭合S1后( )
A.甲表示数变大,乙表示数变大
B.甲表示数不变,乙表示数变大
C.甲表测干路的电流,乙表测L1的电流
D.甲表测L2的电流,乙表测L1的电流
【答案】C。
【解析】由图示电路图可知,闭合开关S,电路为灯L1的简单电路,两电流表均测量通过L1的电流,两电流表示数相同;再闭合S1,两灯泡并联,电流表甲测干路电流,电流表乙测通过L1的电流;因为并联电路各支路互不影响,所以通过L1的电流不变,则电流表乙示数不变;因为并联电路干路中的电流等于各支路电流之和,所以电流表甲的示数变大,故C符合题意,ABD不符合题意。
12.干燥的秋冬季节,人触碰到金属门把手有时会有“触电”感觉。为了防止“触电”,可手握如图所示的“静电消除器”去触碰墙壁释放静电。下列有关说法正确的是( )
A.若皮肤与衣物摩擦时失去电子,皮肤会带负电
B.衣物带电后,更不容易吸附灰尘
C.触电是因为人体产生了电荷
D.金属钥匙、钢尺也可以替代静电消除器
【答案】D。
【解析】A.若皮肤与衣物摩擦时失去电子,皮肤由于缺少电子,会带正电,故A错误;
B.带电体有吸引轻小物体的性质,衣物带电后,更容易吸附灰尘,故B错误;
C.触电是因为人体与金属间电荷定向移动形成了电流,故C错误;
D.金属钥匙、钢尺均为导体,电荷可以从人体定向移动到墙壁,可以替代静电消除器,故D正确。
13.下列有关电现象的四幅图的说法,正确的是( )
A.图甲中,用充电宝给手机电池充电,手机电池是电源
B.图乙中,验电器的金属箔片张开,是因为异种电荷相互排斥
C.图丙中,闭合开关,两灯泡发光,A处电流等于B处电流
D.图丁中,闭合开关,向左移动金属夹B,小灯泡变亮,说明导体长度对电阻大小有影响
【答案】D。
【解析】A.用充电宝给手机电池充电,手机电池消耗了电能,相当于用电器,故A错误;
B.用带电体接触验电器的金属球,就有一部分电荷转移到两片金属箔上,两片金属箔带同种电荷,同种电荷相互排斥而张开,故B错误;
C.图中电流有两条路径,A在支路中,B点在干路中,根据并联电路的电流规律可知,A处的电流小于B处的电流,故C错误;
D.闭合开关,向左移动金属夹B,铅笔芯接入电路中的长度变短,小灯泡变亮,这说明电路中的电流变大,铅笔芯接入电路的电阻变小,由此可知,导体长度对电阻大小有影响,故D正确。
14.如图所示,电源电压保持不变,R1=10Ω,当闭合开关S,滑动变阻器滑片P从a端移到b端,两电表示数变化关系用图乙中线段AB表示,则电源电压和滑动变阻器的最大值分别为( )
A.6V 20ΩB.4V 20ΩC.6V 10ΩD.4V 10Ω
【答案】A。
【解析】由图得,电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测量滑动变阻器R2电压,电流表测量电路电流,由图乙得,电路中最大电流为0.6A,此时滑动变阻器接入电路中电阻为0,只有R1工作,由欧姆定律得,电源电压为
当电压表示数最大为4V时,电路中电流为0.2A,此时滑动变阻器接入电路中电阻最大,由欧姆定律得,滑动变阻器的最大电阻
故A符合题意,BCD不符合题意。
二、填空题:本题共6小题,每空1分,共12分。。
15.安阳东站站台上很多旅客都被一个“神器”吸引,如下图甲所示,这个“神器”就是升降式安全门,安全门安装于白色安全线内侧,由钢化玻璃和5道阻隔绳组成,阻隔绳在旅客乘车时升起,其余时间落下,可在候车旅客与进出站列车之间形成一道安全屏障,避免列车进出站时,因空气流速快,压强______(选填“大”或“小”),将乘客“吸”向列车。如下图乙所示是一种常见的订书机,固定在钉槽内的弹簧给订书钉一个弹力,在使用过程中,随着订书钉的减少,这个力将_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 小 减小
【解析】[1]根据伯努利原理,在流体中,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
[2]固定在钉槽内的弹簧给订书钉一个弹力,在使用过程中,随着订书钉的减少,弹簧被压缩发生的形变程度越来越小,因此弹力在减小。
16.艾灸是中华医学的瑰宝,利用艾条燃烧产生的热量刺激人体穴位,能够达到防病治病的目的。如图,艾灸过程中是通过______的方式改变人体内能,若一根质量为0.05kg的艾条完全燃烧能放出1.4×106J的热量,则该艾条的热值为______J/kg。
【答案】 热传递 2.8×107
【解析】[1]进行艾灸时,艾条燃烧产生的热量传给人体,是通过热传递的方式改变了人体的内能。
[2]质量为0.05kg的艾条完全燃烧能放出1.4×106J的热量,艾条的热值
17.如图所示,水平桌面上的装水的烧杯中漂有一冰块(未接触杯底),此时水对烧杯底的压强为p1,当冰完全熔化后(不考虑物态变化造成杯中总质量变化),水对烧杯底的压强为p2,则前后两种情况下的压强大小关系p1______(选填“>”、“<”或“=”)p2;同时看到烧杯外壁有水珠附着,水珠是______(填物态变化名称)形成的。
【答案】 = 液化
【解析】[1]当冰块漂浮在水面上时,由漂浮条件和阿基米德原理可知
G冰=F浮=G排
故冰的质量和排开水的质量相等即m冰=m排;冰熔化成水的过程中,质量保持不变,即m冰=m熔化水;则被冰排开水的质量与由冰熔化而得的水的质量相等,即m排=m熔化水,故被冰排开水的体积与由冰熔化而得的水的体积相等,故烧杯中水面高度不变,根据p=ρgh可知容器底部受到的水的压强的大小不变,即
p1=p2
[2]烧杯外壁附着d的水珠是水蒸气液化形成的。
18.甲、乙两同学同时、同地、同向运动,他们运动的路程s和时间t的关系如图所示。甲、乙两人速度之比v甲∶v乙=_______;在运动过程中,乙同学观察到周围的树木在向后运动,这是选________为参照物。
【答案】 6:1 甲同学
【解析】[1]如图所示,甲的速度为
乙的速度为
则甲、乙两人速度之比
[2]乙同学观察到周围的树木在向后运动,树木相对于甲同学的位置发生了改变,而且甲同学的速度比乙同学的大,所以参照物可以是甲同学。
19.2022年3月,我国最大推力的氢氧发动机在北京完成首次试车。氢氧发动机为火箭腾飞提供“硬核”动力,结构简图如图。
(1)为便于运输和储存,通常采用降温和压缩体积的方式将氢气和氧气 _____(填物态变化名称)后分别储存于火箭的液氢贮箱和液氧贮箱;
(2)燃料燃烧产生的高温高压气体,使发动机对火箭持续做功,直至上升到特定轨道,该过程中能量的转化是 _____。
【答案】 液化 内能转化为机械能
【解析】(1)[1]为便于运输和储存,采用降温和压缩体积的方式,使氢气和氧气由气态变成液态,此时发生的物态变化是液化。
(2)[2]火箭发动机内燃料燃烧产生的高温、高压的气体,具有很大的内能,气体向后喷射从而使得火箭向上运动,故是将内能转化为机械能的过程。
20.如图所示电路中,由于接线柱接触不良导致电路发生了断路故障。若电路中仅有一处故障,且只发生在电阻R1、R2上。现通过接入一个电表来判断故障。
① 应选择如下方案_______________;
A.将一个电流表串联在 Q 点
B.将一个电压表并联在 Q、M 点之间
C.将一个电压表并联在 M、N 两点之间
② 请写出选择方案后,闭合开关 S 后的操作、电表的示数变化情况及其对应的故障:_____________。
【答案】 A
见解析
【解析】[1][2]A.电路中R1、R2并联,各支路用电器工作互不影响,将电流表串联接入 Q 点,Q点在干路上,闭合开关后,向左滑动变阻器的滑片P,若电流表的示数不变,则 R2 断路;若电流表示数变大,则 R1 断路。故A符合题意;
B.将电压表并联在 Q、M 点之间,电压表被电路中的导线短路,开关闭合后电压表始终没有示数,因此无法判定故障位置。故B不符合题意;
C.电路中R1、R2并联,将电压表并联在M、N 两点之间,即电压表测R2两端电压,由并联电路各支路两端电压与电源电压相等可知,开关S闭合后,电压表测电源电压,示数始终不变,因此无法判定故障位置。故C不符合题意。
故选A。
三、作图题:本题共2小题,每小题2分,共4分。
21.如图所示,水池上方有一只小鸟A,请画出人眼B通过水面看到小鸟眼睛像的光路图。
【答案】
【解析】找出小鸟关于水面的对称点,便为小鸟的像位置,连接,与水面交于点O,连接AO即为入射光线,OB为反射光线,如下图所示
22.如图甲所示是小明常用的带保险丝的插线板。他在使用中发现:插线板上的指示灯在开关断开时不发光,插孔不能提供电压;而在开关闭合时指示灯发光,插孔可以提供电压;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供电压;若保险丝断,即使开关闭合指示灯也不发光且插孔不提供电压。根据上述现象,你认为指示灯和开关是怎样连接的?请在图乙中画出保险丝、开关、指示灯和插孔的连接方式、并把接线板与电源线接通。
【答案】
【解析】由题知,在开关闭合时指示灯发光,插孔可以提供工作电压;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压,说明指示灯与插孔并联,并且开关在干路上;若保险丝断,即使开关闭合指示灯也不发光且插孔不提供电压,说明保险丝串联在干路上,这样,火线连接保险丝、开关后分开,一支路连接指示灯,另一支路连接三孔插座的右孔;三孔插座的左孔与指示灯的支路汇合后,再连接到零线上,如图所示
四、简答题:本题共1小题,共4分。
23.马路清扫车是代替环卫工人清扫马路的自动化机械,这种清扫车以汽油发动机作为动力,并配有大功率吸尘器,可将灰尘和垃圾吸进车上的垃圾箱。请回答下列有关问题:
(1)马路清扫车在作业时,灰尘和垃圾会被“吸”入车上的垃圾箱内?请运用所学的物理知识加以解释;
(2)一辆清扫车在较脏的平直马路上匀速前进实施清扫,在清扫过程中,清扫车的动能将如何变化?写出你判断及理由。
【答案】答:(1)吸尘时,打开大功率的吸尘器,吸尘器口处的空气流速大,压强小,而较远的一侧相对来说空气流速小,压强大,所以尘土在外侧比较大的压强的作用下被压入吸尘器中,从而实现将灰尘和垃圾吸入车上的垃圾箱的目的。
(2)一辆清扫车在一条较脏的平直马路上匀速前进,速度不变,实施清扫作业,不断的有垃圾进入清扫车,质量不断的在增加,动能逐渐增大。
五、实验题:本题共5小题,共30分。
24.小明利用一个纸筒、凸透镜和半透明薄膜自制了如图甲所示的模型照相机。在使用时发现,被拍摄物体和照相机的距离有变化时,像会变得不清晰。老师告诉小明,当物距改变时,照相机可通过伸缩镜头或调节镜头焦距两种方式再次得到清晰的像。为了验证老师的说法,小明选取了蜡烛、多个不同焦距的凸透镜、光具座等器材进行实验探究:
(1)实验前应将烛焰中心、凸透镜光心、光屏中心调至___________;
(2)当蜡烛、光屏、凸透镜在如图乙所示位置时,光屏上成清晰的像。将蜡烛向左调节到某一位置时,凸透镜向___________(选填“左”或“右”)调节,光屏上再次成清晰倒立缩小的像。得出:当物距改变时,伸缩镜头可以再次获得清晰的像;
(3)小明将蜡烛、光屏、凸透镜调回如图乙所示位置。将蜡烛向左调节到某一位置时,换用焦距___________(选填“更大”或“更小”)的凸透镜,光屏上再次成清晰的像。得出:当物距改变时,调节镜头焦距可以再次获得清晰的像;
(4)蜡烛燃烧一段时间后,光屏上的像位置偏高,小明将光具座左侧抬高,___________(选填“可以”或“不可以”)使像回到光屏中央;
(5)请在图丙中画出烛焰S发出的平行于主光轴的光线经过凸透镜后的折射光线。( )
【答案】 同一高度 右 更大 不可以
【解析】(1)[1]实验前需要将烛焰中心、凸透镜光心、光屏中心调至同一高度,这样做的目的是使像呈现在光屏中央。
(2)[2]如图乙所示位置时,光屏上成倒立缩小的实像。此时将蜡烛向左调节到某一位置时,物距增大,根据凸透镜成像规律,此时像距应该减小,故凸透镜应该向右移动,使得光屏上再次呈现清晰的像。
(3)[3]如图乙所示位置时,光屏上成倒立缩小的实像。此时将蜡烛向左调节到某一位置时,物距增大,根据凸透镜成像规律,此时像的位置在原来光屏的左边,故可换用焦距更大的凸透镜,会聚能力更弱,使得原本提前会聚所成的像回到原来的光屏上。
(4)[4]蜡烛燃烧一段时间后变短,可知光屏上像的位置偏高,将光具座左侧抬高,没有改变烛焰中心和凸透镜光心之间的位置关系,根据通过光心的光线传播方向不变,可知像在光屏上的位置不会发生改变,即不可以使像回到光屏中央。
(5)[5]烛焰S发出的平行于主光轴的光线经过凸透镜后会经过凸透镜右侧焦点,故连接入射点和右侧焦点,作出折射之后的光线,如图所示:
25.小明用如图装置探究杠杆的平衡条件。
(1)杠杆安装后静止在图甲所示位置,为使杠杆在水平位置平衡,应把杠杆两端的平衡螺母向右调节,这样做的目的是为了消除杠杆自身重力对实验的影响和便于______;
(2)在位置A挂上两个钩码,位置B用弹簧测力计拉,如图乙所示,沿两个方向拉弹簧测力计,使杠杆保持水平平衡,则两次施加的拉力F1______F2(选填“>”、“=”或“<”),你的依据是______;
(3)为了继续探究杠杆的平衡条件,小明直接将右侧的弹簧测力计移到左侧C点,竖直向上拉杠杆,使之在水平位置再次平衡,如图丙所示,读取弹簧测示数,请指出小明实验过程中的不足:______;
(4)回到家后,小明想用探究所得的“杠杆的平衡条件”解决问题:
①为估算金属块的质量m和密度ρ1,小明利用家中物品设计了如图丁所示装置。一把刻度均匀的均质刻度尺,用细线系于30cm刻度线处,恰能在水平位置平衡.在左侧20cm刻度线处挂上金属块,右侧挂一只质量可忽略不计的保鲜袋,袋内装有250g的矿泉水,移动保鲜袋到38cm刻度线处,刻度尺再次水平平衡。则金属块质量m=______g。将金属块浸没在装有水的杯中且不触底,移动保鲜袋位置至34.8cm刻度线处,刻度尺在水平位置平衡,则金属块密度金ρ1=______g/cm3;
②妈妈想让小明估测一下消毒水的密度ρ2。小明思考后,继续操作如下:将杯中的水换成消毒水,将金属块浸没在消毒水中且不触底,移动保鲜袋位置至35.2cm刻度线处,刻度尺在水平位置平衡,则消毒水的密度ρ2=______g/cm3。
【答案】 测量力臂 < F1的力臂大于F2的力臂 测力计未重新校零 200 2.5 0.875
【解析】(1)[1]使杠杠在水平位置平衡,支点到力的作用点的距离就是力臂,便于测量力臂的大小。
(2)[2][3]两次施加的拉力F1˂F2,依据是:左侧的力和力臂不变,右侧拉力从F1到F2,动力臂变小,即F1的力臂大于F2的力臂;根据杠杠的平衡条件F1L1=F2L2可知,动力臂变小,则动力变大,所以F1˂F2。
(3)[4]小明将右侧的弹簧测力计移动到左侧C点就直接测量,没有对弹簧测力计重新校零,这样弹簧测力计的弹簧自重会影响测量结果,导致测量不准确,所以测量前要重新对弹簧测力计校零,即不足之处是:没有对弹簧测力计重新校零。
(4)①[5]水的重力为
G水=m水g=250×10-3kg×10N/kg=2.5N
由丁图可知,
水受重力的力臂为
L2=38cm-30cm=8cm
金属块的重力的力臂
L1=30cm-20cm=10cm
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知
GL1=G水L2
即金属块的重力为
则金属块的质量为
[6]将金属块浸没在装有水的杯中且不触底,移动保鲜袋位置至34.8cm刻度线处,刻度尺在水平位置平衡,此时水重力的力臂为
L水′=34.8cm-30cm=4.8cm
根据杠杆平衡条件,此时金属块对刻度尺的拉力为
金属块在水中受竖直向下的重力、竖直向上的浮力及刻度尺对金属块的拉力,而金属块对刻度尺的拉力与刻度尺对金属块的拉力是相互作用力,所以金属块受到的浮力为
F浮=G-F拉=2N-1.2N=0.8N
因为金属块浸没在水中,则金属块的体积等于排开水的体积,根据F浮=ρ水gV排可知,即金属块的体积为
则金属块的密度为
[7]将杯中的水换成消毒水,将金属块浸没在消毒水中且不触底,移动保鲜袋位置至35.2cm刻度线处,刻度尺在水平位置平衡,此时保鲜袋中水受重力的力臂
L′=35.2cm-30cm=5.2cm
同理根据杠杆的平衡条件可得,此时金属块对刻度尺的拉力为
金属块在消毒液中受到的浮力为
F浮消毒液=G-F拉′=2N-1.3N=0.7N
根据F浮=ρgV排可得,消毒液的密度为
26.究物质的吸热本领:某实验小组用如图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。
(1)加热前,在一个烧杯中倒入200mL的水,需要在另一个相同烧杯中倒入 ________mL的煤油(ρ水=1g/cm3,ρ煤油=0.8g/cm3);
(2)用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油,每隔1min记录一次温度,整个实验操作无误。图乙中,若图线b反映水的温度随时间的变化规律,则图线 _____可以反映煤油的温度随时间的变化规律;
(3)同时停止加热,在相同质量的水和煤油温度降低的过程中,水放出的热量与降低的温度之比 _______(填“大于”、“等于”或“小于”)煤油放出的热量与降低的温度之比;
(4)某小组实验完毕后没有将加热水的加热器断电,继续加热并绘制水的温度随时间变化的图像如图丙所示,此时图像中 _______段表示水的沸腾过程,这一过程水的温度 _______,但需要继续 _______(填“吸收”或“放出”)热量。
【答案】 250 a 大于 BC 不变 吸收
【解析】(1)[1]比较物质吸热能力的大小时采用的是控制变量法,实验中需要控制物质的质量相同,加入烧杯中的水的质量
所以需要在另一个相同烧杯中倒入200g的煤油。则煤油的体积为
(2)[2]可观察图象,在加热时间相同时,吸收的热量相同,a的温度变化量大,c的温度变化量最小,故a的吸热能力弱,c的吸热能力最强,又因b是水的温度随时间的变化规律图象,水的比热容又大于煤油的比热容,故a为煤油。
(3)[3]由Q吸=cmΔt可知:放出的热量与降低的温度之比
所以在质量和放出热量相同的情况下,比热容与降低的温度成反比,故水放出的热量与降低的温度之比大于煤油放出的热量与降低的温度之比。
(4)[4][5][6]由图可知,水在BC段吸收热量,但温度保持不变,所以BC段为水的沸腾过程。
27.小明在“探究通过导体中的电流与电阻的关系”的实验中,实验器材有电源(6V)、电流表、电压表、定值电阻R1(5Ω、10Ω、20Ω各一个)、开关、滑动变阻器R2(“50Ω 1A”)、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将如图甲所示电路连接完整。要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变大_______;
(2)小明先将5Ω的定值电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压,电流表始终无示数,造成这一现象的原因可能是_______。排除故障后继续实验,移动滑动变阻器的滑片,电流表示数如图乙所示,为________A;
(3)根据实验数据,小明作出电流I与电阻倒数的图像如图丙所示,由图像可得结论:_______;
(4)实验过程中,电源电压不变,更换阻值不同的定值电阻R1,并调节滑动变阻器R2接入电路的阻值,记录每次实验中电压表示数U和电流表示数I,下列关于I、U、R1和R2的关系图像正确的是( )
A. B.
C. D.
(5)为了增加实验结论的可靠性,小明又拿来了一个30Ω的电阻接入电路,它发现无论如何调节滑片都无法使电压表达到预设值,小华建议可以串联一个阻值不低于_____Ω的定值电阻即可完成实验。
【答案】 定值电阻断路 0.4 电压不变时,电流与电阻成反比 D 10
【解析】(1)[1]滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变大,由可知电路的总电阻变小,由电阻的串联可知变阻器连入电路的电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中,如图所示:
(2)[2]闭合开关后,电流表没有示数,电路可能断路,电压表有示数,则电压表与电源连通,故原因可能是R断路。
[3]由图乙可知,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,电流表的示数是0.4A。
(3)[4]根据图丙可知,电流与电阻倒数关系为一过原点的直线,即电流与电阻倒数成正比,故得出:电压一定时,电流与电阻成反比。
(4)[5]A.探究“导体中电流跟电阻的关系”时应控制R1两端电压保持不变,根据串联电路电压的规律,变阻器R2两端的电压也不变,由欧姆定律可知I和R2乘积不变,是反比例函数,故A错误;
B.由图可知,R1、R2、电流表串联在电路中,电流表测电路中的电流;电压表测R1两端电压,因电压不变时,导体中电流跟电阻的关系成反比,故B错误;
C.探究“导体中电流跟电阻的关系”时应控制R1两端电压保持不变,根据串联电路电压的规律,变阻器R2两端的电压也不变,故C错误;
D.探究“导体中电流跟电阻的关系”时应控制R1两端电压保持不变,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压也不变,由分压原理,两电阻之比为一定值,故图像为过原点的直线(或延长线过原点),故D正确。
故选D。
(5)[6]由欧姆定律可知,本实验中控制的定值电阻两端的电压为
UV=I1R1=0.2A×10Ω=2V
由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30Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=3×20Ω=60Ω
故为了完成整个实验,所用的滑动变阻器的最大阻值应不小于60Ω,滑动变阻器R2的最大阻值是50Ω,所以串联一个阻值不低于
60Ω-50Ω=10Ω
28.在“测定小灯泡的额定功率”的实验中,某实验小组选择的实验器材如图所示:额定电压为2.5V的小灯泡、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、滑动变阻器(60Ω,1A)、开关各一个,1.5V的干电池四节,导线若干。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路补充完整;(要求:滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表的示数变大)______
(2)若连好电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表的指针有偏转,电压表的指针几乎未动,则故障的原因可能是 _____(只有一个选项正确,将正确选项的序号填写到横线上);
A.小灯泡被短接
B.电流表断路
C.小灯泡断路
D.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 _____W;
(4)小明认为不使用电流表也可以测出额定电流为I的小灯泡的额定功率,他利用已知阻值的定值电阻R,设计了如图丙所示的电路图。他先闭合开关S1和S,断开开关S2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为IR;再闭合开关S和S2,断开开关S1,保持滑片的位置不动,读出此时电压表的示数为U。则小灯泡的额定功率的表达式为P=_____(用已知量和测量量表示);
(5)小亮还想探究“导体两端的电压一定时,导体中的电流跟电阻的关系”。他利用原有的实验器材,又找来三个阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻,设计了如图丁所示的电路图。在实验过程中,他需要地控制电压表的示数不低于 _____V才能完成实验探究。
【答案】 A 0.75 (U﹣IR)I 2
【解析】(1)[1]小灯泡的额定电压为2.5V,故电压表的量程应选0~3V,并与小灯泡并联,滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表的示数变大,说明滑动变阻器的电阻变小,故滑动变阻器应接左下接线柱,如图所示
(2)[2]电流表的指针有偏转,说明电路短路,电压表的指针几乎未动,说明小灯泡两端无电压,故电路故障为小灯泡被短路,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(3)[3]电流表的量程为0~0.6A,故由图乙得出小灯泡的额定电流为0.3A,小灯泡的额定功率
(4)[4]闭合S和S1,断开S2,移动滑动变阻器滑片,使电压表的示数为,闭合S和S2,断开S1,滑片静止不动,此时电压表测量小灯泡和定值电阻两端的电压,读出电压表的示数U;此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,灯的额定电压为,,小灯泡额定功率的表达式
(5)[5]当定值电阻为30Ω,变阻器的阻值为60Ω,此时定值电阻两端的电压最小,此时电路中电流
最小电压
由于变阻器的阻值已到最大,所以不能使电阻两端的电压更小。
六、计算题:本题共3小题,共22分。
29.如图所示,闭合开关后,电流表的示数为0.5A,电压表V1的示数为6V,电压表V2的示数为2V。求:
(1)通过灯L1的电流;
(2)灯L2两端的电压;
(3)灯L1两端的电压。
【答案】(1)通过L1的电流为0.5A;
(2)L2两端电压为2V;
(3)L1两端电压为4V。
【解析】解:(1)由电路图可知,闭合开关后,两灯泡串联,电压表V1测电源电压,V2测L2两端的电压,电流表测电路中的电流。电流表的示数为0.5A,串联电路中电流处处相等,则通过L1的电流为0.5A。
(2)电压表V2测L2两端的电压,已知电压表V2的示数为2V,则L2两端电压U2=2V。
(3)由于电压表V1测电源的电压,已知电压表V1的示数为6V,即电源电压U=6V,串联电路中总电压等于各分电压之和,则L1两端电压为
U1=U-U2=6V-2V=4V
30.小明家新买来一台燃气热水器,如图所示,该燃气热水器主要是利用天然气燃烧来加热水的,假设该燃气热水器每秒能放出100mL、末温为50℃的热水,水的初温为15℃,某次洗漱时小明放了10s的水,该过程消耗了0.014m3的天然气(只有有水流出时,该热水器才会工作)[q天然气=4.2×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃)]。求:
(1)10s内放出的水吸收的热量;
(2)该过程中热水器加热水的效率;(假设该过程中天然气完全燃烧)
(3)若天然气完全燃烧产生的热量全部由干木柴来提供,需要完全燃烧0.049kg干木柴,则干木柴的热值。
【答案】(1)10s内放出的水吸收的热量为1.47×105J;
(2)该过程中热水器加热水的效率为25%;
(3)干木柴的热值为1.2×107J/kg。
【解析】解:(1)燃气热水器10s内放出水的体积
V=100mL/s×10s=1000mL=1L=1×10﹣3m3
由知道,燃气热水器10s内放出水的质量
m=ρV=1×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg
10s内放出的水吸收的热量
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(50℃﹣15℃)=1.47×105J
(2)天然气完全燃烧放出的热量
Q放=Vq天然气=0.014m3×4.2×107J/m3=5.88×105J
该过程中热水器加热水的效率
(3)由题意可知,干木柴完全燃烧放出的热量
Q干木柴=Q放=5.88×105J
则干木柴的热值
31.一力敏电阻通过轻质细杆与圆柱形物体A连接,力敏电阻所在电路图如图甲虚线框所示,其中电源电压为10V。R2为定值电阻。研究所得力敏电阻R1的阻值与所受力大小之间的关系如图乙所示。现将物体A缓慢放入高15cm,底面积为40cm2的圆柱形容器中,容器内装有深度为9cm的水。还未进入水中时,电流表示数I0=0.2A。当物体A一半体积浸入液体中时,电流为I1=0.4A。在物体缓慢下降到完全浸没过程中,发现电流先增大后减小,且此过程中电流表最大示数为I2=0.5A(整个过程水未溢出,细杆足够长,g取10N/kg)。求:
(1)未放入物体时,水对容器底的压强:
(2)R2的阻值:
(3)物体A的密度。
【答案】(1)未放入物体时,水对容器底的压强为900Pa;
(2)R2的阻值为10Ω:
(3)物体A的密度为0.6×103kg/m3。
【解析】解:(1)未放入物体时,水深为9cm,水对容器底的压强为
(2)由电流先增大后减小可知,当时,杆子受到的力,此时电流最大,由乙图可知,此时,R2的阻值为
(3)还未进入水中时,A的重力等于杆子的受到的力,此时I0=0.2A,此时R1的阻值为
由图乙可知,此时A的重力为
当I1=0.4A时,此时R1的阻值为
由图乙可知,此时杆子受到的力为
若此时杆给的力为向下的压力,则物体的重力和压力的大小等于浮力,即
则A的体积为
物体和水的总体积为
依题意
因为,所以A的体积不为。
若此时杆给的力为向上的压力,则物体的重力等于压力和浮力的和,即
则A的体积为
物体和水的总体积为
依题意,因为,所以A的体积为
物体A的密度为
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