2023年天津市和平区中考物理三模试卷(含答案)
展开2023年天津市和平区中考物理三模试卷
1. 我们听不到蝴蝶翅膀振动的声音,却能听到讨厌的蚊子声,这主要是由于二者声音的不同。( )
A. 音色 B. 响度 C. 音调 D. 振幅
2. 人游泳后刚从水中出来,感觉特别冷,这是因为( )
A. 液化放热 B. 蒸发吸热 C. 熔化吸热 D. 升华吸热
3. 黑板反光会“晃”着一些同学的眼睛,黑板反光时发生的是( )
A. 镜面反射 B. 漫反射 C. 光沿直线传播 D. 光的折射
4. 雨后晴朗的夜晚,为了不踩到地上的积水,下列判断正确的是( )
A. 迎着月光走,地上发暗的是积水 B. 迎着月光走,地上发亮的是积水
C. 背着月光走,地上发亮的是积水 D. 背着月光走,地上发暗的地方无积水
5. 我们要珍爱生命,远离危险。下列做法符合安全用电原则的是( )
A. 高压线头掉落地上,注意到后,大步跑开
B. 同伴触电,立即用手拉他离开
C. 用湿抹布擦开着的电器
D. 同伴触电,立即切断电源,并通知医务人员
6. 2008年至今,中国高铁从无到有、从追赶到超越,如今已经成为世界上最大的高速铁路网,这体现了我们中国人民的智慧和力量。下列有关高铁的说法不符合实际的是( )
A. 高铁的正常行驶速度约为300km/h左右
B. 高铁上烟感报警器感受到烟是扩散现象
C. 高铁上按下无障碍卫生间按钮,门会自动打开,是因为按下按钮电动机通电工作
D. 高铁上未装安全带,是因为人坐上高铁后惯性小了
7. 下表中的物理知识与事例不相符的是( )
选项
事例
物理知识
A
车轴安装滚珠轴承
减小摩擦
B
跳远助跑
利用惯性
C
用力蹬地,人会跳起
物体间力的作用是相互的
D
坐沙发比硬板凳舒服
坐沙发减小了压力
A. A B. B C. C D. D
8. 如图,扬声器线圈中,通入携带声音信息、时刻变化的电流,使得它在一个瞬间和下一个瞬间受到不同的力,于是带动纸盆振动起来发出声音。扬声器原理与下列哪个装置相同( )
A. 电动机
B. 发电机
C. 电磁铁
D. 电磁继电器
9. 如图是用撬棒撬石头的情景,石头对杆的阻力作用点距O点0.2m,杆长1m,阻力大小是100N,则图中绕支点O将石头撬起所用的力为( )
A. 20N
B. 25N
C. 500N
D. 400N
10. 如图所示的实验电路,闭合开关S后,两电压表指针偏转角度相同,则L1、L2两端电压之比为( )
A. 5:1 B. 1:5 C. 4:1 D. 1:4
11. 在做“探究凸透镜成像规律”实验时,将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏调节到如图所示的位置,光屏中心正好出现清晰的像。下列说法中正确的是( )
A. 照相机成像原理与图中成像的原理相同
B. 此凸透镜的焦距范围是15cm≤f≤30cm
C. 将蜡烛远离凸透镜时,为了在光屏上得到清晰的像,应将光屏靠近凸透镜
D. 蜡烛不动,换一个焦距更小的凸透镜,将光屏缓慢远离凸透镜,可以在光屏上重新得到清晰的像
12. 如图,小烧杯中盛适量水,在水槽中水面漂浮,用刻度尺测小烧杯中水面到杯口距离为L1,水槽中水面到杯口的距离为L2;将一石块放入小烧杯内沉底后,小烧杯仍漂浮,用刻度尺测出小烧杯中水面到杯口距离为L3,水槽中水面到杯口距离为L4,已知小烧杯横截面积为S,则下列说法正确的是( )
A. 石块质量为ρ水S(L2-L4) B. 石块体积为S(L1-L3)
C. 石块密度为(L4-L2)ρ水(L1-L3) D. 石块密度为(L2-L4)ρ水(L1-L3)
13. 如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,滑片P从最左端移动到最右端的过程中,电流表示数由I1变到I2,电压表示数的变化量的绝对值为ΔU,电路总功率的变化量的绝对值为ΔP,R1、R2的功率变化量的绝对值分别为ΔP1、ΔP2,滑动变阻器的最大值R2≤R1,则以下选项正确的是( )
A. ΔP2=ΔUI2
B. ΔP2=|ΔUI2-ΔUI1|
C. ΔP2=|I22(R1+R2)-I12R1|=|I22R1+I22R2-I12R1|=|ΔP2-ΔP1|
D. ΔP1=|I22R1-I12R1|=|(I22-I12)R1|=|I1+I2|ΔU
14. 如图1所示,潜望镜是利用______ (选填“光的直线传播”、“光的反射”或“光的折射”)来观察物体的。演员对着镜子画脸谱,如图2所示,演员与平面镜的距离为25cm,镜中的像与演员的距离为______ m。
15. 学习电功率知识后,小明用家中标有“3000r/(kW⋅h)”的电能表测一用电器的电功率,他仅让这个用电器工作,观察电能表铝盘在20min内转动了300r,则此段时间内该用电器消耗的电能是______ J,该用电器的功率是______ W。
16. 我国古代科技著作《天工开物》中,对釜的铸造有“铁化如水,以泥固钝铁柄勺从嘴受注”,如图1所示,“铁化如水”是一种______ 现象;如图2所示,清晨,路边蜻蜓和小草上结有露珠属于______ 现象。(两空均填物态变化名称)
17. 如图所示,我国独立自主研制的火星探测器“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时,不考虑空气阻力,只有动能和势能的相互转化,由近火点向远火点运动时,探测器的势能______ ,机械能______ (以上两空均填“变大”、“变小”或“不变”)。
18. 一个工人用如图所示的滑轮组在4s内把重350N的货物匀速提起1m,所用的拉力是100N.则拉力做功的功率是______W,此滑轮组的机械效率是______。
19. 如图甲,电源电压保持不变,闭合开关S,变阻器滑片P从a滑到b端的整个过程中,电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙中所示,由图象可知,当I=0.4A,R1与R2消耗的电功率之比为______ ,整个电路总功率最大值和总功率最小值之比为______ 。
20. 小明新买一款电热水杯,如图,他查阅产品说明书,电热水杯额定功率是300W,该杯子正常工作时,使杯内350mL的水从20℃升高到100℃,所用时间为560s。已知c水=4.2×103J/(kg⋅℃),求:
(1)水吸收的热量;
(2)电热杯的热效率。
21. 小明同学在海边捡到了一块漂亮的鹅卵石,他用天平和量筒测量鹅卵石的密度。请你帮他完成下列内容。
(1)他设计了下列实验步骤:
①将天平放在水平台上,游码归零,调节平衡螺母使天平平衡;
②用调节好的天平测出鹅卵石的质量m;
③根据密度的公式,算出鹅卵石的密度ρ;
④向量筒中倒入适量的水,读出水的体积V1;
⑤将鹅卵石浸没在量筒内的水中,读出鹅卵石和水的总体积V2。
下列实验步骤顺序中最佳的是______ (选填字母);
A.①②③④⑤
B.①④②③⑤
C.①④⑤②③
D.①②④⑤③
(2)请你设计一个实验记录用的表格,并将图中实验数据填入表格中,并计算鹅卵石的密度。
22. 同学们在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”时,做出如下猜想:
猜想A:接触面所受的压力影响滑动摩擦力的大小。
猜想B:接触面的粗糙程度影响滑动摩擦力的大小。
为了验证上述两个猜想,同学们在水平台上做了如图所示的实验(其中甲、乙接触面都为相同木板、丙接触面为毛巾),请你补全下列实验过程:
(1)实验过程中,在水平面上沿水平方向______ 拉动弹簧测力计。
(2)通过对比甲、乙两次实验,可知猜想______ 是正确的,其结论是:______ 。
(3)通过比较甲、丙两次实验得出“接触面越粗糙,滑动摩擦力越大”的结论,这是______ (选填“正确”或“错误”)的。
(4)小明在实验中发现要保持木块匀速运动很困难,改用如图丁所示装置,在用力将木板向左拉出的过程中,弹簧测力计______ (选填“A”或“B”)的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小;木块所受滑动摩擦力的方向是水平向______ (选填“左”或“右”)。
23. 某科技小组设计了如图所示的电路图,电源电压为20V且保持不变。当只闭合开关S1时,电流表示数为0.2A,R3的电功率为P3;当只闭合开关S2时,R3的功率为P'3,R2的电功率为1.6W,P3=4P'3,求:
(1)R1的阻值;
(2)整个电路的最大电功率。
24. 小明做“伏安法测电阻”分组实验中,提供的器材有:电压约为36V的电源(电压保持不变),电压表(0∼15V、0∼3V)、电流表(0∼0.6A),滑动变阻器“100Ω,1A”,两个开关和导线若干,想测量一个约为20Ω的未知电阻Rx的阻值。
在实验中小明发现滑动变阻器已损坏,于是又增加了三个阻值已知的电阻R1(80Ω)、R2(50Ω)、R3(10kΩ),请合理选择器材设计实验,比较精确地测出约为20Ω的未知电阻Rx的阻值。要求:
(1)画出实验电路图。(电路不可拆改)
(2)写出主要的实验步骤和需要测量的物理量。
(3)写出待测电阻Rx的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
25. 小明在研究物体的浮沉问题时,制作了一个空腔“浮沉子”,已知浮沉子总体积为V,用一个横截面积忽略不计的细杆将其压入一个底面积为S、装有液体质量为m1的薄壁柱形容器内,容器质量为m2,如图所示。撤去细杆浮沉子静止后容器内液面深度变化了h1;一段时间后,由于渗漏空腔内开始进水,最后空腔充满了液体,浮沉子沉底且完全浸没,此时容器内液面的深度又变化了h2。已知液体的密度为ρ0,求:
(1)浮沉子的质量。
(2)浮沉子材料的密度。
(3)撤去细杆前液体对容器底的压力和容器对桌面的压力。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:蝴蝶和蚊子煽动翅膀的频率不同,音调与频率有关,我们能听到蚊子声,听不到蝴蝶声是由于音调不同。
故选:C。
要解答本题需掌握:音调指声音的高低,声音尖而刺耳的音调较高,声音宽厚的音调较低。次声波是振动频率小于20赫兹的声波,人耳的听觉范围是20赫兹到20000赫兹。
本题考查音调的概念及应用,属于基础题。
2.【答案】B
【解析】解:人从游泳池出来后,附着在身上的水发生汽化变为水蒸气,汽化吸热,所以从游泳池里出来的人感觉特别冷。
故选:B。
物质由液态变成气态的过程叫汽化,汽化是吸热过程。
此题考查了汽化吸热的应用,是一道联系实际的应用题。
3.【答案】A
【解析】解:当黑板表面太光滑,光射到这里发生了镜面反射,反射光线朝着同一方向射出,位于反射光线方向的同学则看不清黑板上的字,这就是黑板反光问题,故A正确,BCD错误。
故选:A。
光照在凹凸不平的物体表面,反射光线向着四面八方反射,这种反射叫漫反射;物体照在光滑的物体表面,反射光线向着同一方向射出,这种反射叫镜面反射。
此题主要通过学生亲身体会的事例考查了镜面反射和漫反射的区别,很具有实际意义。
4.【答案】B
【解析】解:人眼看到物体明亮或阴暗,是由物体有多少反射光进入人眼决定的。
如图,由于光在水面上发生镜面反射,在地面上发生漫反射,故迎着月光走,地上明亮处是积水,背着月光走,地上发暗的地方是水。
故选:B。
人眼看到物体明亮或阴暗,是由物体有多少反射光进入人眼决定的。光射到水面上时发生镜面反射,射到土地上是漫反射,据此结合选项的描述做出判断。
本题镜面反射和漫来解释现象。人背面月光走时,光在水面上是镜面反射,光线不能进到人眼里,故看到的水面是较暗的,光在土地上发生的是漫反射,看到亮的地方是土地。
5.【答案】D
【解析】解:A.高压线头掉落地上,若此人大步跑开或大步走开,或将电线拿起,都会触电,所以应当双脚并列,轻轻跳开,故A不符合安全用电原则;
BD.发生触电事故时应该先切断电源,再施救,故B不符合安全用电原则、D符合安全用电原则;
C.湿布是容易导电的物体,用湿布擦拭开着的电器,容易引起人体触电,故C不符合安全用电原则。
故选:D。
(1)对于高压带电体,我们不仅不能接触,也不能靠近,因为高压触电有两种方式:一是高压电弧触电,二是跨步电压触电;
(2)当有人触电、电线或用电器着火后,先切断电源,再施救;
(3)生活用水是导体,用湿布擦正在工作的用电器,容易造成触电。
本题旨在考查安全用电的知识,考查学生对安全用电常识的记忆和应用。同学们要牢记安全用电常识,并正确规范操作,避免危险发生。
6.【答案】BD
【解析】解:
A、高铁的正常行驶速度约为300km/h左右,故A符合实际;
B、高铁上烟感报警器感受到烟是固体小颗粒,不是扩散现象,故B不符合实际;
C、按下无障碍卫生间按钮,通过电动机有电流,电动机转动,门会自动打开,故B符合实际;
D、人坐上高铁后,人的质量不变,惯性大小不变,故D不符合实际。
故选:BD。
(1)高铁正常运行时的速度较大;
(2)分子都在不停地做无规则运动,不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散现象;
(3)电动机通电后会转动;
(4)惯性的大小只与质量有关。
本题考查了速度的估算、电动机、惯性和扩散现象,属于综合题。
7.【答案】D
【解析】解:①车轴安装滚珠轴承,是用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力,故①正确;
②跳远助跑是利用惯性,使运动员取得好的成绩,故②正确;
③用力蹬地,给地面一个向下的力,力的作用是相互的,地面同时给人一个向上的力,所以人会跳起,故③正确;
④坐沙发比硬板凳舒服,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故④错误。
故选:D。
①减小摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动代替滑动;
②惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,一切物体都有惯性;
③物体间力的作用是相互的;
④减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
本题考查减小压强和摩擦力的方法、惯性和力的作用的相互性,要求知识点掌握准确。这也体现了生活中时时处处都蕴含着物理知识的思想。
8.【答案】A
【解析】解:扬声器是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理来工作的。
A、电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理来工作的,和扬声器的原理相同,故A符合题意;
B、发电机是利用电磁感应现象来工作的。和扬声器的原理不同,故B不符合题意;
CD、电磁铁和电磁继电器是利用电流的磁效应来工作的,和扬声器的原理不同,故CD不符合题意。
故选:A。
(1)扬声器是把电信号转变为声信号的装置,是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理来工作的,和电动机的原理相同。
(2)发电机是利用电磁感应现象来工作的。
(3)电磁铁和电磁继电器是利用电流的磁效应来工作的。
本题主要考查了扬声器的工作原理,关键是能够正确分辨电流的磁效应、通电导体在磁场中受到力的作用、电磁感应现象以及它们对应的应用。
9.【答案】B
【解析】解:阻力F2=100N,L2:L1=0.2m:(1m-0.2m)=1:4,根据F1L1=F2L2可得F1=F2L2L1=100N×14=25N。
故选:B。
已知阻力,根据相似三角形的比例关系,可得阻力臂:动力臂=O点到阻力作用点的距离:O点到动力作用点的距离,根据杠杆平衡条件求动力。
本题考查利用相似三角形求阻力臂与动力臂之比,在根据杠杆平衡条件求动力。
10.【答案】C
【解析】解:由电路图可知,闭合开关S,L1与L2串联,电压表V右测电源电压,电压表V左测L2两端的电压。因串联电路中总电压等于各分电压之和,且两个电压表指针偏转角度相同,所以,V右用的是大量程,V左用的是小量程,且电压表V右的示数是电压表V左示数的5倍,即U=5U2,
则L1两端的电压U1=U-U2=5U2-U2=4U2,
所以L1和L2两端的电压之比U1:U2=4U2:U2=4:1。
故选:C。
两灯泡串联,电压表V右测电源的电压,电压表V左测L2两端的电压,根据串联电路的电压特点和两电压表指针偏转相同判断它们的量程,并根据分度值读出示数,进一步求出L1两端的电压,进一步求出电压之比。
本题考查了串联电路的特点和电压表的读数,会确定两电压表的量程是关键。
11.【答案】AC
【解析】解:由图可得物距u=40.0cm,像距v=30.0cm,u>v此时光屏上出现清晰的像,故u>2f,f
B、u=40.0cm>2f,f
D、蜡烛不动,换一个焦距更小的凸透镜,为了重新得到清晰的像,应将光屏靠近凸透镜,故D错误。
故选:AC。
由图分别读出物距和像距的大小,再根据凸透镜成像规律逐一判断。
本题考查凸透镜成像规律,需熟练掌握透镜成像规律并灵活应用。
12.【答案】ABD
【解析】解:B.设杯子由杯底到杯口的长度为L,石块的体积V=S(L-L3)-S(L-L1)=S(L-L3-L+L1)=S(L1-L3),故B正确;
A.将石块放入小烧杯中,石块的重力G=ρ水g△V排=ρ水gS(L2-L4),
根据G=mg得出石块的质量m=Gg=ρ水gS(L2-L4)g=ρ水S(L2-L4),
故A正确;
CD.根据密度公式可知石块的密度ρ=mV=ρ水S(L2-L4)S(L1-L3)=ρ水(L2-L4)(L1-L3),
故D正确,C错误。
故选ABD。
B.设杯子由杯底到杯口的长度为L,由V=S(L-L3)-S(L-L1)得出石块的体积;
A.将石块放入小烧杯中,小烧杯增加的浮力等于石块的重力,根据G=ρ水g△V排=ρ水gS(L2-L4)得出石块的重力,根据G=mg得出石块的质量;
CD.根据密度公式得出石块的密度。
本题考查浮沉条件的应用,是一道综合题。
13.【答案】AD
【解析】解:滑片P在最左端时,电压表示数为0,电流为I1,
滑片P在最右端时,电压表示数为U2,电流为I2,
可得出电压表示数的变化量为ΔU=U2,
AB、在第2次操作中,R2的电功率为:P2=U2I2,
在第1次操作中,R2的电功率为0,
则R2的功率变化量为ΔP2=U2I2=ΔUI2,故A正确,B错误;
C、在第2次操作中,电路总功率P总=I22(R1+R2),
R1的电功率为:P1=I22R1
ΔP2=|I22(R1+R2)-I22R1|=|I22R1+I22R2-I22R1|=|ΔP2|,故C错误;
D、在第1次操作中,R1的电功率为:P1=I12R1,其电压为U1=I1R1,
在第2次操作中,R1的电功率为:P'1=I22R1,其电压为U1'=I2R1,
则R1的功率变化量为:
ΔP1=|I12R1-I22R1|=|(I12-I22)R1|=|I1+I2|ΔU,故D正确。
故选:AD。
滑片P在最左端时,电压表示数为0,电流为I1,
滑片P在最右端时,电压表示数为U2,电流为I2,
可得出电压表示数的变化量为ΔU=U2,
R2的功率变化量为ΔP2=U2I2=ΔUI2,也可用第2次操作中电路的总功率减去第2次操作中的R1功率求得;
R1的功率变化量为ΔP1可用第一次操作中的R1的电功率减去第2次操作中R1的电功率求得。
本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用,难度较大。
14.【答案】光的反射 0.5
【解析】解:潜望镜是由两块平面镜组成的,是利用光的反射来观察物体的。
平面镜成的像与物到镜面的距离相等。演员对着镜子画脸谱,演员与平面镜的距离为25cm,镜中的像与镜面的距离也为25cm,故镜中的像与演员的距离为
l=25cm+25cm=50cm=0.5m。
故答案为:光的反射;0.5。
潜望镜是由两块平面镜组成的,是利用光的反射来观察物体的。
平面镜成像的特点是:物体在平面镜中所成的像是虚像,像和物体的大小相等,上下(或左右)相反,它们的连线垂直于镜面,它们到镜面的距离相等;简记为:正立、等大、对称、虚像。
此题考查了平面镜成像的特点,属于基础知识。
15.【答案】3.6×105 300
【解析】解:“3000r/(k⋅Wh)”表示每消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘转3000转,电能表的转盘转300转,用电器消耗的电能为W=3003000kW⋅h=0.1kW⋅h=3.6×105J,
用电时间为t=20min=2060h=13h
则用电器的电功率为P=Wt=0.1kW⋅h13h=0.3kW=300W。
故答案为:3.6×105;300。
3000r/(kW⋅h)表示每消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘转3000转,据此求出20min内消耗的电能,再根据P=Wt求出该用电器的功率。
本题考查了消耗电能、电功率的计算,关键是电能表参数含义的理解与掌握。
16.【答案】熔化 液化
【解析】解:铁由固态变为液态,发生了熔化现象。
露珠是液态的小水滴,是水蒸气液化形成的。
故答案为:熔化;液化。
物质由固态变为液态的过程叫熔化,由液态变为固态的过程叫凝固;由液态变为气态的过程叫汽化,由气态变为液态的过程叫液化;物质由固态直接变为气态的过程叫升华,由气态直接变为固态的过程叫凝华。
判断一种现象是什么物态变化以及吸热放热情况,一定要分析现象原来和现在的状态,然后根据六种物态变化的定义进行判断。
17.【答案】变大 不变
【解析】解:“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时,因不考虑空气阻力,只有动能和势能的相互转化,所以我们可以认为其机械能是守恒的,即大小不变。
当“天问一号”从近火点向远火点运动时,高度逐渐增大,即其重力势能逐渐增大。由“物体的机械能=物体的动能+物体的势能”可知,其动能会减小。即在“天问一号”从近火点向远火点运动的过程中,“天问一号”的动能转化为重力势能。
故答案为:变大;不变。
(1)影响物体动能的因素:质量、速度。
(2)影响物体重力势能大小的因素:质量、高度。
(3)物体的机械能=物体的动能+物体的势能。
(4)在不需要对外做功的情况下,物体的机械能守恒。
我们在解答这类试题时,要注意题中给出的条件,如本题中的“不考虑空气阻力,只有动能和势能的相互转化”,若题中没有给出这类条件,我们就需要考虑物体是否会因克服摩擦等而对外做功,导致其机械能减小。
18.【答案】12570%
【解析】解:从图可知,由五段绳子吊着物体,
而h=1m,
故S=5h=5×1m=5m,
∵F=100N,G=350N,
∴拉力做的总功为:W总=FS=100N×5m=500J,
对货物做的有用功为:W有用=Gh=350N×1m=350J,
而t=4s,
∴拉力做功的功率为:P=W总t=500J4s=125W
该滑轮组的机械效率为:η=W有用W总=350J500J=70%。
故答案为:125,70%。
已知物体升高的高度以及动滑轮上绳子的段数,从而可以计算出绳子末端移动的距离S,
从题可知,提起货物做的功是有用功,可利用公式W有用=Gh计算有用功,拉力做的功是总功,可利用公式W总=FS计算总功,又知道做功的时间,可利用公式P=Wt计算拉力做功的功率,最后再利用公式η=W有用W总计算机械效率。
本题考查总功、有用功、功率以及机械效率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是对动滑轮上绳子段数的判断。
19.【答案】2:1 3:1
【解析】解:由电路图可知:R1与R2串联,电压表测量电阻R1两端的电压,电流表测量串联电路的电流;
(1)由电路图可知:当滑片P位于a端时,电路为R1的简单电路,此时电路中的电流最大,电压表测电源的电压,由图象可知,电路中的最大电流0.6A时,电压表的示数为6V,即电源的电压为6V,
当电路中的电流为0.4A时,根据图象读出电阻R1两端电压U1'=4V,
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知:
R2两端电压U2'=U-U1'=6V-4V=2V;
R1与R2消耗的电功率P1:P2=U1'I:U2'I=U1':U2'=4V:2V=2:1;
(2)由图象可知整个电路的最大电流和最小电流分别是0.6A,0.2A,
则整个电路总功率最大值和总功率最小值之比为:
P最大:P最小=UI最大:UI最小=I最大:I最小=0.6A:0.2A=3:1。
故答案为:2:1;3:1。
由电路图可知:R1与R2串联,电压表测量电阻R1两端的电压,电流表测量串联电路的电流;
(1)当滑片P位于a端时,电路为R1的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,此时电路中的电流最大,根据图象读出最大电流和电压表的示数,据此可知电源的电压;
当电路中的电流为0.4A时,根据图象读出电阻R1两端电压,根据串联电路的电压特点求出R2两端电压,根据P=UI即可求出电功率之比;
(2)由图象可知整个电路的最大电流和最小电流,根据P=UI即可求出整个电路总功率最大值和总功率最小值之比。
本题考查了串联电路的特点和电功率公式的应用,关键是根据图象读出电流和电压的对应值。
20.【答案】解:(1)根据ρ=mV的水的质量为:
m=ρ水V=1.0×103kg/m3×350×10-6m3=0.35kg,
水吸收的热量为:
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.35kg×(100℃-20℃)=1.176×105J;
(2)电热杯消耗的电能:
W=Pt=300W×560s=1.68×105J;
电热杯的热效率为:
η=Q吸W×100%=1.176×105J1.68×105J×100%=70%。
答:(1)水吸收的热量为1.176×105J;
(2)电热杯的热效率为70%。
【解析】(1)根据ρ=mV算出水的质量,利用Q吸=cmΔt可以计算出水吸收的热量;
(2)根据W=Pt求电热杯消耗的电能,根据η=Q吸W×100%求电热杯的热效率。
本题考查吸热公式、电功公式和热效率公式的应用,属于电热综合题,有一定难度。
21.【答案】D
【解析】解:(1)用天平和量筒测量固体密度时,为了减去因沾水而产生的误差,应该先用天平测量物体的质量;用排水法测量鹅卵石体积;利用密度公式计算出鹅卵石的密度;故正确的实验步骤是①将天平放在水平台上,游码归零,调节平衡螺母使天平平衡,②用调节好的天平测出鹅卵石的质量m,④向量筒中倒入适量的水,读出水的体积V1,⑤将鹅卵石浸没在量筒内的水中,读出鹅卵石和水的总体积V2,③根据密度的公式,算出鹅卵石的密度ρ,顺序为①②④⑤③,故选:D;
(2)根据实验步骤中所需测量的物理量,可设计如下记录数据的表格;
其中鹅卵石的质量m=20g+5g+2g=27g;
鹅卵石的体积V=40mL-30mL=10mL=10cm3;
鹅卵石的密度ρ=mV=27g10cm3=2.7g/cm3。
鹅卵石的质量m(g)
量筒内水的体积V1(mL)
量筒内水和鹅卵石的体积V2(mL)
鹅卵石的体积V(mL)
鹅卵石的密度ρ(g/cm3)
27
30
40
10
2.7
故答案为:(1)D;(2)见上图;鹅卵石的密度为2.7g/cm3。
(1)用天平和量筒测量固体密度时,为了减去因沾水而产生的误差,应该先用天平测量物体的质量;用排水法测量鹅卵石体积;利用密度公式计算出鹅卵石的密度;
(2)根据测量的要求,需将所测的数据全部记录,并最终通过密度的公式计算结果,据此来设计记录数据的表格。
测固体的密度是初中物理比较基本的实验,本题考查用天平和量筒的读数以及密度的计算,考查了学生的实验能力。
22.【答案】匀速直线 A 接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大 错误 B 左
【解析】解:(1)实验过程中,在水平面上沿水平方向匀速拉动弹簧测力计,此时拉力与摩擦力是一对平衡力,据此可得出摩擦力的大小。
(2)通过对比甲、乙两图,可以看出接触面相同,乙图中压力较大,弹簧测力计的示数较大,摩擦力较大,说明滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关,因此可知猜想A是正确的,其结论是:接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)甲、丙两图中接触面的粗糙程度与压力的大小均不同,不能通过比较得出正确结论,其错误的原因就是没有控制压力相同。
(4)图丁所示装置中,木块相对地面处于静止状态,受到的测力计B的拉力与木块受到的摩擦力为一对平衡力,大小相同,故在用力将木板向左拉出的过程中,弹簧测力计B的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小。由于木块相对于木板向右运动,则木块所受滑动摩擦力的方向是水平向左。
故答案为:(1)匀速直线;(2)A;接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;(3)错误;(4)B;左。
(1)根据二力平衡的条件分析;
(2)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,根据图中现象得出结论;
(3)研究滑动摩擦力的大小可能跟接触面的面积有关,要控制压力和接触面粗糙程度相同
(4)木块相对地面是静止的,由二力平衡分析。
本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,考查实验原理及控制变量法的运用及对实验方案的改进,体现了对过程和方法的考查。
23.【答案】解:(1)只闭合开关S1时,等效电路图如图甲所示,
I=0.2A
只闭合开关S2时,等效电路图如图乙所示,
根据P=UI,I=UR,P3P'3=41,P3=I2R3,P'3=I'2R3,
所以,
P3P'3=I2I'2=41,
则
II'=21,
因为I=0.2A所以I'=0.1A,根据P=UI可知U2=P2I'=1.6W0.1A=16V,
U3=U-U2=20V-16V=4V,
R2=U2I'=16V0.1A=160Ω,
R3=U3I'=4V0.1A=40Ω,
当R1、R3串联时,根据欧姆定律可知电路的总电阻为
R=UI=20V0.2A=100Ω,
根据电阻串联的特点可得
R1=R-R3=100Ω-40Ω=60Ω;
(2)当S1、S2、S3同时闭合时R1和R2并联,总电阻最小,电路总功率最大。
根据并联电路的电流特点得出此时干路电流为
Im=I1+I2=UR1+UR2=2060A+20160A=1124A,
根据P=UI得出最大功率
Pm=UIm=20V×1124A≈9.17W。
答:(1)R1的阻值为60Ω;
(2)电路最大功率为9.17W。
【解析】(1)只闭合开关S1时,等效电路图如图甲所示,
I=0.2A,
只闭合开关S2时,等效电路图如图乙所示,
因为P=UI,欧姆定律得出R1、R3串联时,电路的总电阻,进而得出R1的阻值;
(2)当S1、S2、S3同时闭合时R1和R2并联,电路总功率最大。
根据并联电路的电流特点得出此时干路电流,根据P=UI得出最大功率。
本题考查欧姆定律的应用和电功率的计算,是一道综合题。
24.【答案】解:(1)根据伏安法测电阻的实验原理,已知,滑动变阻器已损坏,将电流表接在干路中,R2和Rx串联后与R1并联接入电路,两条支路分别用两个开关控制,实验电路图如图所示:
(2)实验步骤:
①断开开关,按电路图连接实验电路;
②只闭合S1,记下电流表示数I1,可知电源的电压为
U=I1R1
③只闭合S2,记下电流表示数I2;可知此时R2和Rx串联之后的总电阻为R=UI1=I1R1I1;
(3)根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可知R=R1+Rx
则待测电阻Rx的数学表达式Rx=I1R1I1-R2。
答:(1)如图;(2)见解析;(3)I1R1I1-R2。
【解析】(1)根据伏安法测电阻的实验原理,已知,滑动变阻器已损坏,将电流表接在干路中,R2和Rx串联后与R1并联接入电路,两条支路分别用两个开关控制,据此得出实验电路图;
(2)实验步骤:
①断开开关,按电路图连接实验电路;
②只闭合S1,记下电流表示数I1,根据欧姆定律可知可知电源的电压;
③只闭合S2,记下电流表示数I2;根据欧姆定律可知此时R2和Rx串联之后的总电阻;
(3)根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可知总电阻,进而得出待测电阻Rx的数学表达式。
本题考查伏安法测电阻的实验,有一定难度。
25.【答案】解:(1)撤去细杆浮沉子静止后液面深度变化了h1,即浮沉子露出液面的体积为Sh1,此时浮沉子是漂浮状态:
F浮=G,
根据ρ=mV和G=mg得:
F浮=G材=m材g=ρ0V排g,
m材g=ρ0V排g,V排=V-Sh1,
m材=ρ0V排=ρ0(V-Sh1),
(2)由题意可知,撤去细杆浮沉子静止后液面下降h1;浮沉子沉底后液面又下降h2。浮沉子空心部分的体积为:
V空=S(h1+h2),
浮沉子材料的体积为:
V材=V-V空=V-S(h1+h2),
由密度公式ρ=mV可得材料的密度:
ρ材=m材V材=ρ0(V-Sh1)V-S(h1+h2);
(3)撤去细杆前液体的深度:
h=V液+VS=m1ρ0+VS=m1+ρ0Vρ0S,
液体对容器底的压力:
F=pS=ρ0ghS=(m1+ρ0V)g,
此时容器对桌面的压力:
F总=G容+G液+G浮沉子=m1g+m2g+ρ0 gV。
答:(1)浮沉子的质量ρ0(V-Sh1);
(2)浮沉子材料的密度ρ0(V-Sh1)V-S(h1+h2);
(3)撤去细杆前液体对容器底的压力为(m1+ρ0V)g;容器对桌面的压力m1g+m2g+ρ0gV。
【解析】(1)撤去细杆浮沉子静止后液面深度变化了h1,即浮沉子露出液面的体积为Sh1,此时浮沉子是漂浮状态,所以F浮=G,可以求得浮沉子的质量;
(2)由题意可知,撤去细杆浮沉子静止后液面下降h1;浮沉子沉底后液面又下降h2,浮沉子空心部分的体积,可得浮沉子材料的体积,由密度公式ρ=mV可得材料的密度;
(3)根据题意求得撤去细杆前液体的深度,可以得到液体对容器底的压力,容器对桌面的压力。
本题考查根据浮力求质量,物体体积的方法,此题考查公式的应用,字母多,易错。
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