2023年吉林省长春市朝阳区中考物理二模试卷
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1. 下列选项中尺度最大的是( )
A. 原子 B. 地球 C. 原子核 D. 银河系
2. 世界上首先测出大气压值的科学家是( )
A. 牛顿 B. 伽利略 C. 托里拆利 D. 阿基米德
3. “露从今夜白,月是故乡明”,露的形成属于下列哪种物态变化( )
A. 凝固 B. 汽化 C. 液化 D. 凝华
4. 我们能分辨出不同歌手的声音,主要是依据声音的( )
A. 频率 B. 音色 C. 音调 D. 响度
5. 汽车油箱的汽油用掉一半后,剩下汽油与原来相比,大小发生变化的物理量是( )
A. 质量 B. 热值 C. 密度 D. 比热容
6. 下列数据中符合实际情况的是( )
A. 人体的安全电压是36V B. 九年物理课本的宽度约为2.6dm
C. 两枚鸡蛋的质量约为100g D. 正常人脉搏跳动1次所用的时间约为10s
7. 能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱。下列说法错误的是( )
A. 太阳能是可再生能源 B. 超导材料不可用作输电导线
C. 能量的转化和转移具有方向性 D. “北斗卫星”利用电磁波传递信息
8. 如图所示,用同种材料制成的两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体,将它们串联在电路中并通电,则甲导体( )
A. 功率大 B. 电阻小 C. 通过的电流大 D. 两端电压高
9. 如图所示,恰好在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是( )
A. 利用这一成像原理可制成投影仪 B. 此时在光屏上成倒立、缩小的实像
C. 蜡烛向左移动,所成的像变大 D. 蜡烛越烧越短,光屏上烛焰的像向下移动
10. 我国是目前为数不多的可以生产无针注射器的国家。如图所示是一种无针注射器,工作时永磁体的磁场与通电线圈相互作用,产生强大的助推力,使药液以接近声音的速度注入皮肤。关于该注射器下列说法正确的是( )
A. 工作原理与电动机相同
B. 药液的速度大,所以惯性大
C. 工作原理与发电机相同
D. 工作时将机械能转化为电能
11. 长春地铁的开通方便了广大市民的出行。
(1)地铁严禁携带有“异味”的物品乘车,是因为“异味”会充满整个车厢,影响其他乘客。“异味”充满整个车厢,这是______ 现象。
(2)若地铁以80km/h的速度运行1.25h,则通过的路程约为______ km。
(3)地铁进站减速时,以地铁为参照物,站在站台上候车的乘客是______ 的;地铁的动能______ (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
12. 在“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验中,a、b两组同学在相同的环境中,用如图甲所示的装置分别进行实验。
(1)实验中某一时刻温度计的示数如图乙所示,此时的水温为______ ℃。
(2)图丙是两组同学根据实验数据绘制的水温随时间变化的图像。
①由图像可知,水在沸腾过程中不断吸热,温度______ ,当地的大气压______ 标准大气压。
②a、b两组同学选用的实验装置相同,水的初温不同,水从开始加热到沸腾所用的时间相同,则他们所用水的质量的大小关系为ma______ mb(选填“>”、“<”或“=”)。
(3)若a组同学的烧杯内水的质量为200g,假设加热过程中烧杯内水的质量保持不变,当水温从90℃加热到95℃的过程中,烧杯内的水吸收的热量为______ J。[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]
13. 小致同学在做“探究平面镜成像特点”的实验时,将一块玻璃板竖直立在水平台面的白纸上,再取两个完全相同的“F”字样的物体a和b,进行实验,如图甲所示。
(1)小致选择玻璃板代替平面镜进行实验,目的是便于确定______ 。
(2)小致在玻璃板前看到物体a的像,是由于光射到玻璃表面发生______ (选填“反射”或“折射”)形成的。
(3)在探究像与物的大小关系时,将b按图乙中______ (选填“①”或“②”)置于玻璃板后,不断移动,直至与物体a的像重合。
(4)当物体a逐渐远离玻璃板时,它的像的大小将______ 。
14. 探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验时,小致设计了图示的实验。
(1)实验开始,小致用较小的力沿水平方向拉木块,木块没动,此时木块所受拉力______ (选填“大于”、“小于”或“等于”)摩擦力。
(2)实验中,为了测出滑动摩擦力的大小,必须保证弹簧测力计水平拉着木块做______ 运动,甲图中木块所受的滑动摩擦力大小为______ N。
(3)乙、丙两次实验是为了探究滑动摩擦力大小与______ 的关系。在乙图中,画出木块所受重力的示意图。
(4)甲、乙两次实验中,弹簧测力计示数的大小关系为F甲______ F乙。
15. 小致用如图所示的滑轮组,在5s内将一重为240N的木箱匀速提升2m,绳端的拉力F为100N,忽略绳重和摩擦。
(1)使用A滑轮的好处是______ ;拉力做功的功率为______ W。
(2)此滑轮组的机械效率为______ ;若增加木箱的重,滑轮组的机械效率会______ 。
16. 东汉学者王充在《论衡》中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南”。
(1)“柢”即握柄,是磁体的______ (选填“N”或“S”)极。
(2)将司南悬挂在电磁铁正上方,闭合开关,司南静止时的指向如图所示,则电源左端是______ 极(选填“正”或“负”)。
17. 在“探究液体内部压强的特点”的实验中:
(1)实验前,小致用手指轻轻按压金属盒的橡皮膜,观察到U形管内液面无明显变化,说明该装置______ (选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)小致调整好器材,继续实验。比较______ 两次实验可知,拦河大坝要做成图丁所示的形状。
(3)比较乙、丙两次实验可知:液体内部的压强与______ 有关。
(4)在图丙的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),橡皮膜受到的液体压强将______ (选填“变大”、“变小”或“无法判断”)。
18. 某型号电饭煲有加热和保温功能,如图所示为其内部电路原理图,R1、R2为电热丝,且R2=3R1。
(1)当开关S接触点1时,电饭煲处于______ 状态(选填“加热”或“保温”)。
(2)相同时间内,电饭锅在加热和保温状态下产生的热量之比Q加:Q保=______ 。
19. 图甲是“探究电流和电压的关系”的实验装置,电源电压为3V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最______ 端(选填“左”或“右”)。
(2)闭合开关,发现电压表有示数,电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片时,两块电表示数均没有变化,则电路故障可能是定值电阻______ 。
(3)小致排除故障后,根据实验数据画出I-U图像,如图乙所示。分析可知:导体电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成______ 。
(4)小致同学还想“测量小灯泡正常发光时的电阻”,于是他将上面实验中的定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡进行实验,电路连接完整后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡正常发光时电流表指针所指的位置如图丙所示,则电流表的示数为______ A,小灯泡正常发光时的电阻为______ Ω;小致也可计算出小灯泡的额定功率为______ W。
20. 小致同学为探究漂浮在水面上的物体受到的浮力大小是否遵从阿基米德原理,他进行了如图所示的实验。
(1)分析图中提供的信息可知,图丙中实心长方体A所受浮力为______ N。
(2)分析上述实验可得出:漂浮在水面上的物体受到的浮力大小______ (选填“遵从”或“不遵从”)阿基米德原理。
(3)小致同学又取来一原长为10cm的弹簧,现将弹簧与长方体A和溢水杯底部相连,如图戊所示,向溢水杯中加水,当长方体A刚好有一半浸入水中时,溢水杯中水深为16cm;继续向溢水杯中加水,直至加满(弹簧在弹性限度内)。已知长方体A的高为8cm,溢水杯口距溢水杯底部距离为20cm,弹簧每受1N的作用力其长度变化1cm(不计弹簧所受的重力、体积及所受的浮力,取g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)。
①弹簧在力的作用下,长度发生改变,说明力可以改变物体的______ 。
②长方体A的密度为______ kg/m3。
③溢水杯中加满水时,水对长方体A底部的压强为______ Pa。
21. 小致在乘坐飞机时了解到,经济舱乘客的免费托运行李限重200N,而商务舱的乘客允许携带更重的免费托运行李。如图所示,是小致设计的一套模拟行李超重报警装置,杠杆OP始终处于水平位置,电源电压恒为12V,R0是定值电阻,Rx是力敏电阻,它的阻值随压力变化的规律如表所示,当电压表的示数U0大于或等于3V时,电路外的检测装置会自动报警(杠杆、支架及托盘的质量均忽略不计,取g=10N/kg)。
压力F/N
0
50
100
150
200
阻值Rx/Ω
30
25
20
15
10
(1)经济舱乘客可以携带免费托运行李的最大质量为______ kg。
(2)当托盘上放置的行李质量增大时,电流表的示数______ 。
(3)如图所示的杠杆上有两个托盘,O为支点,A、B是杠杆上的两个承重点,已知AP=OB=0.2m,OP=0.5m。小致闭合开关,将200N重的经济舱的模拟行李放在某一托盘上时,电路外的检测装置恰好报警,取下模拟行李,当他将商务舱的模拟行李放在另一托盘上时,检测装置也恰好报警。商务舱乘客的行李限重为______ N。
(4)商务舱免费托运行李的限重不变,仅将经济舱免费托运行李的限重增大为250N,在承重点A位置不变的情况下,需同时改变承重点B的位置及定值电阻R0的阻值,实现自动报警。则与调整前相比,定值电阻R0的阻值变化量为多少?(写出必要的文字说明、表达式及最后的结果)
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:原子是由原子核和电子组成的,它们都属于微观粒子,尺度非常小;
地球是太阳系中的一颗行星,太阳系是银河系众多星系中的一个,所以各选项中,尺度最大的是银河系。
故选:D。
根据对物质微观结构和宏观世界的认识解答。
本题考查了微观和宏观结构及其尺度,属于基础知识的考查。
2.【答案】C
【解析】解:A、牛顿发现了万用引力定律,故A不符合题意。
B、伽利略用实验证实了日心说。故B不符合题意。
C、托里拆利第一次测出大气压,故C符合题意。
D、阿基米德发现了阿基米德原理,故D不符合题意。
故选:C。
按物理学家的贡献、主要成就,逐一分析各选项然后选出正确的。
本题考查了物理规律及其对应的科学家,考查的是物理学史,属于基础知识,平时在学习过程中应加强记忆。
3.【答案】C
【解析】解:露是地面附近的水蒸气液化成的小水珠。
故选:C。
物质由气态直接变为固态叫凝华,物质由固态直接变为气态叫升华;由气态变为液态叫液化,由液态变为气态叫汽化;由固态变为液态叫熔化,由液态变为固态叫凝固。
分析生活中的热现象属于哪种物态变化,关键要看清物态变化前后,物质各处于什么状态;另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
4.【答案】B
【解析】解:音色是声音的一种特性,与发声体的材料和结构有关,不同歌手发出声音的音色不相同,故可用音色来辨别。
故选:B。
音色反映了声音的品质和特色,不同发声体的材料、结构不同,发出声音的音色也就不同。
本题考查了音色的特点,不同的乐器发出的声音的音色不同。
5.【答案】A
【解析】解:
A.质量是物体所含物质的多少,汽油用去一半后,箱内的汽油减少,故质量就减少,故A符合题意;
B.热值是燃料的一种特性,是燃料完全燃烧放出的热量与质量(或体积)的比值,与燃料的种类有关,与质量无关。故B不符合题意;
C.密度是物质的一种特性,是物体质量与体积的比值,与物体的种类和状态有关,与物体的质量和体积无关;故剩下的汽油密度不会变化。故C不符合题意;
D.比热容是物质的一种特性,反映了物体吸热和放热能力的大小;与物体种类和状态有关,与质量无关。故D不符合题意。
故选:A。
①密度和比热容都是物体的特性,热值是燃料的特性,由物体本身确定,这些特性是不变的。
②质量也是物体的特性,它与物体所含物质的多少有关。
此题考查的是我们对质量、比热容、热值和密度的理解:质量表示物体所含物质的多少,由物质的多少决定;密度、热值、比热容是物质的特性,与物体的质量无关。
6.【答案】C
【解析】解:A.人体的安全电压是不高于36V,不一定是36V,故A不符合实际;
B.九年物理课本的宽度约为18cm=1.8dm,故B不符合实际;
C.每个鸡蛋的质量约50g,两枚鸡蛋的质量约为100g,故C符合实际;
D.人正常脉搏每分钟60次左右,脉搏跳动1次所用的时间约为1s,故D不符合实际。
故选:C。
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,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中的常见量的值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
7.【答案】B
【解析】解:A、太阳能是可再生能源,故A正确;
B、超导材料可用作输电导线,故B错误;
C、能量的转化和转移具有方向性,故C正确;
D、“北斗卫星”利用电磁波传递信息,故D正确。
故选:B。
(1)像水能、风能、太阳能、生物质能等都是能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源;像化石能源、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源;
(2)超导体的电阻为零,电流通过时几乎不产生热量,可用作输电导线;
(3)能量的转化、能量的转移、都是有方向性的,要逆向转化或转移能量,就会消耗其他的能量;
(4)电磁波的传播不需要介质,电磁波能够传递信息。
本题综合考查了能源的分类、超导体、信息传输的相关知识,属于基础内容的考查,比较简单。
8.【答案】B
【解析】解:B、甲、乙导体的材料、长度相等,由于甲导体的横截面积比乙的大,所以甲导体的电阻比乙导体的电阻小,故B正确;
C、甲、乙导体串联在电路中,根据串联电路的电流特点可知,甲导体通过的电流等于乙导体通过的电流,故C错误;
D、甲、乙导体通过的电流相等,由于甲导体的电阻小于乙导体的电阻,由I=UR的变形公式U=IR可知,甲导体两端的电压小于乙导体两端的电压,故D错误;
A、甲、乙导体通过的电流相等,由于甲导体两端的电压小于乙导体两端的电压,由P=UI可知,甲导体的电功率小于乙导体的电功率,故A错误。
故选:B。
(1)导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,当材料、长度和温度相同时,导体越长,导体的电阻越大;
(2)根据串联电路的电流特点分析比较通过两导体电流的大小关系;
(3)根据欧姆定律分析比较导体两端电压的大小关系;
(4)根据P=UI分析比较两导体电功率的大小关系。
本题考查导体电流的影响因素、串联电路的电阻特点、欧姆定律和电功率公式的应用,是一道电学综合题,难度不大。
9.【答案】B
【解析】解:
AB、图中物距大于像距,凸透镜成倒立、缩小的实像,照相机是利用该原理制成,故A错误、B正确;
C、成实像时,蜡烛向左移动,物距变大,像距变小,所成的像变小,故C错误;
D、蜡烛越烧越短,根据经过光心的光线的传播方向不变可知,光屏上烛焰的像就应该越向上移动,故D错误。
故选:B。
(1)由图可以看出像距和物距,根据像距和物距的关系判断成像的特点;
(2)凸透镜成实像时,物远像近像变小;
(3)光线过凸透镜的光心不改变方向,根据这个规律判断蜡烛或凸透镜移动的位置。
此题主要考查了凸透镜成像规律的应用,关键是记熟成像规律并能做到举一反三。
10.【答案】A
【解析】解:ACD、根据题意可知,电动式无针注射器是依靠磁场对通电导体有力的作用,将药液快速“注入”皮肤的,这与电动机的原理相同,工作时将电能转化为机械能,故A正确,CD错误;
B、惯性是物体本身的一种性质,只与质量有关,与速度无关,故B错误。
故选:A。
(1)磁场对通电导体会产生力的作用,这与电动机的原理相同,工作时将电能转化为机械能;
(2)惯性是物体本身的一种性质,只与质量有关,与速度无关。
本题以新型的“无针注射器”为内容,考查了相关知识在其中的应用,体现了物理与高科技的联系。
11.【答案】扩散 100 运动 减小
【解析】解(1)地铁严禁携带有“异味”的物品乘车,是因为“异味”会充满整个车厢,影响其他乘客。“异味”充满整个车厢,这是扩散现象。
(2)若地铁以80km/h的速度运行1.25h,则通过的路程约为:s=vt=80km/h×1.25h=100km;
(3)地铁进站减速时,以地铁为参照物,站在站台上候车的乘客与地铁的位置在不断变化,乘客是运动的;质量不变,速度减小,地铁的动能减小。
故答案为:(1)扩散;(2)100;(3)运动;减小。
(1)不同物质的分子在互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散。
(2)根据s=vt计算地铁通过的路程。
(3)物体相对于参照物的位置改变了,物体是运动的;物体相对于参照物的位置不变,物体是静止的。
本题考查了扩散、速度的计算和运动、静止的相对性;知道影响动能大小的因素。
12.【答案】92 不变 低于 >4.2×103J
【解析】解:(1)温度计的分度值是1℃,此时是零上,读作92℃;
(2)①水在沸腾过程中不断吸热,温度不变;由丙图可知,水的温度升高到98℃后,吸热温度不再升高,沸点为98℃,低于100℃,此时周围环境的大气压低于一标准大气压;
②水从开始加热到沸腾所用的时间相同,水吸收相同的热量,温度变化不同,根据公式Q=cmΔt可以判断所用水的质量不同,a初温高,所以a的质量大;
(3)已知水的质量m=200g=0.2kg,则水吸收的热量Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.2kg×(95℃-90℃)=4.2×103J。
故答案为:(1)92;(2)①不变;低于;②>;(3)4.2×103J。
(1)温度计读数时,先确定是零上还是零下,认清分度值,再读数;
(2)根据水沸腾的特点解答;液体的沸点与气压有关,液体表面的气压越大、沸点越高;根据公式Q=cmΔt判断;
(3)根据公式Q=cmΔt计算。
本题考查了“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验,难度不大,属于基础性题目。
13.【答案】像的位置 反射 ① 不变
【解析】解:(1)玻璃板有透光性,既能成像又能确定像的位置,小致选择玻璃板代替平面镜进行实验,目的是便于确定像的位置。
(2)平面镜成的像属于光的反射,小致在玻璃板前看到物体a的像,是由于光射到玻璃表面发生反射形成的。
(3)平面镜成的像与物关于镜面对称,所以b的方向要与a一致,将b按图乙中①置于玻璃板后,不断移动,直至与物体a的像重合。
(4)平面镜成的像与物大小相等,当物体a逐渐远离玻璃板时,它的像的大小将不变。
故答案为:(1)像的位置;(2)反射;(3)①;(4)不变。
(1)玻璃板有透光性,既能成像又能确定像的位置;
(2)平面镜成的像属于光的反射;
(3)平面镜成的像与物关于镜面对称;
(4)平面镜成的像与物大小相等。
本题探究平面镜成像特点的实验,考查对器材的要求、操作过程及成成像规律的运用。
14.【答案】等于 匀速直线 2.2接触面粗糙程度 小于
【解析】解:(1)实验开始,小致用较小的力沿水平方向拉木块,木块没动,处于静止状态,此时木块在水平方向上受到的拉力与摩擦力为一对平衡力,大小相等,所受拉力等于摩擦力;
(2)实验中,为了测出滑动摩擦力的大小,必须保证弹簧测力计水平拉着木块做匀速直线运动,甲图中木块所受的滑动摩擦力大小为2.2N。
(3)乙、丙两次实验中压力相同,接触面粗糙程度不同,是为了探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。重力的方向竖直向下,作用点在物体的重心,木块所受重力的示意图如下所示:
(4)甲、乙两次实验中,接触面粗糙程度相同,乙中压力大,滑动摩擦力也大,故弹簧测力计示数的大小关系为F甲小于F乙。
故答案为:(1)等于;(2)匀速直线;2.2;(3)接触面粗糙程度;;
(4)小于。
(1)根据二力平衡的条件分析;
(2)根据二力平衡的条件分析;根据测力计分度值读数;
(3)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,据此分析回答;重力的方向竖直向下,作用点在物体的重心,据此画出重力的示意图;
(4)接触面粗糙程度相同,压力越大,滑动摩擦力越大。
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和力的示意图的画法,体现了对过程和方法的考查。
15.【答案】省力 12080%变大
【解析】解:(1)A为动滑轮,使用A滑轮的好处是省力;
由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=3,则绳子自由端移动的距离:
s=nh=3×2m=6m;
拉力做的总功:
W总=Fs=100N×6m=600J,
拉力做功的功率为;
P=W总t=600J5s=120W
(2)有用功:
W有=Gh=240N×2m=480J,
此滑轮组的机械效率为:
η=W有W总=480J600J×100%=80%;
忽略绳重和摩擦,动滑轮的重不变,根据η'=W有'W总'=G'hG'h+G动h=G'G'+G动=11+G动G'可知,
若增加木箱的重,滑轮组的机械效率会变大。
故答案为:(1)省力;120;(2)80%;变大。
(1)使用动滑轮的可省力;
由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据s=nh得出绳子自由端移动的距离,由W=Fs得出拉力做的总功,根据功率公式得出拉力做功的功率;
(2)根据W有=Gh得出有用功,根据η=W有W总×100%得出此滑轮组的机械效率;
根据η'=W有'W总'=G'hG'h+G动h=G'G'+G动=11+G动G'分析若增加木箱的重滑轮组的机械效率的变化。
本题考查动滑的特点、功、功率、机械效率公式的运用。
16.【答案】S 负
【解析】解:(1)“其柢指南”意思是握柄指向南,由此可知,握柄是磁体的S极;
(2)根据磁极间的相互作用知,电磁铁的左端为N极,右端为S极,根据安培定则判断出电源的左端为电源负极。
故答案为:(1)S;(2)负。
(1)磁极间的作用规律是:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;
(2)根据电磁铁的磁极,用安培定则判断电源正负极。
此题考查了安培定则、磁极间的相互作用等,属于基础知识。
17.【答案】漏气 甲、乙 液体的密度 变大
【解析】解:(1)实验前,小致用手指轻轻按压金属盒的橡皮膜,观察到U形管内液面无明显变化,说明该装置漏气。
(2)比较甲、乙实验可知,液体密度相同,乙中液体深度大,根据转换法,产生的压强也大;拦河大坝要做成图丁所示的形状,是因为同种液体,液体产生的压强随深度的增大而变大,比较甲、乙两次实验可知,拦河大坝要做成图丁所示的形状;
(3)比较乙、丙两次实验可知:液体的深度相同,丙中盐水密度大,产生的压强也大,故得出液体内部的压强与液体的密度有关。
(4)图丙中实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),容器底部受到液体压力增大,压强增大;容器底压强可以分成金属盒以上和金属盒以下两部分,金属盒以下部分深度不变,加清水后液体密度变小,由p=ρgh知,金属盒以下部分液体压强变小,而容器底压强变大,所以金属盒(橡皮膜)以上的压强变大。
故答案为:(1)漏气;(2)甲、乙;(3)液体的密度;(4)变大。
(1)用手指轻轻按压探头的橡皮膜,发现U形管两边的液面高度差变化都很小,这说明该压强计的气密性很差;若液面灵活升降,则装置不漏气,压强计的气密性好;
(2)(3)液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;
液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
(4)容器中加入适量清水与其均匀混合后,水不溢出,容器底压强变大,容器底压强等于金属盒以上和以下液体压强的和,而加清水后液体密度减小,由此分析判断橡皮膜受到的液体压强的变化;
本题探究影响液体压强大小的因素,考查转换法、控制变量法及p=ρgh的运用。
18.【答案】加热 4:1
【解析】解:(1)根据串联电路的的阻特点可知,当开关S接触点2时,R1、R2串联,电路中的总电阻最大,由P=U2R可知,电路中的总功率最小,电饭煲处于保温状态;
当开关S接触点1时,只有R1工作,电路中的总电阻最小,总功率最大,电饭煲处于加热状态;
(1)电源电压相同,在相同时间内,电饭锅在加热和保温状态下产生的热量之比:Q加:Q保=W加:W保=U2R加t:U2R保t=R保:R加=(R1+R2):R1=4R1:R1=4:1。
故答案为:(1)加热;(2)4:1。
(1)由图可知,当开关S接触点1时,只有R1工作,当开关S接触点2时,R1、R2串联,根据串联电路的电阻特点和P=U2R可知电饭煲加热状态和保温状态的电路连接;
(2)电源电压相同,根据Q=W=U2Rt求出相同时间内,电饭锅在加热和保温状态下产生的热量之比。
本题考查串联电路的特点、电功率公式以及焦耳定律的应用,能正确分析不同状态下的电路连接是解题的关键。
19.【答案】右 断路 正比 0.212.50.5
【解析】解:(1)电源电压为3V,故电压表选用小量程并联在定值电阻两端,如下图所示:
;
为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处,即最右端;
(2)闭合开关,发现电流表无示数,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,即电路故障可能是定值电阻断路;
(3)由图乙可知,图线为一条过原点的斜线,故可得出结论:导体电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比;
(4)小灯泡正常发光时电流表指针所指的位置如图丙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.2A,则小灯泡正常发光时的电阻为:
R=UI=2.5V0.2A=12.5Ω,
小灯泡的额定功率为:
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
故答案为:(1)见解答图;右;(2)断路;(3)正比;(4)0.2;12.5;0.5。
(1)根据电源电压确定电压表量程,将电压表并联在定值电阻两端;为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处;
(2)闭合开关,发现电流表无示数,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;
(3)根据图乙分析得出结论;
(4)根据电流表选用量程确定分度值读数;利用R=UI与P=UI分别求出小灯泡正常发光时的电阻和额定功率。
本题探究电流和电压的关系实验,考查了电路连接、电路故障、数据分析、电流表读数、电阻的计算和功率的计算等知识。
20.【答案】2 遵从 形状 0.25×103 600
【解析】解:(1)木块漂浮时木块的重力等于木块漂浮时受到的浮力,由图乙可知,此时木块的重力为2N,故浮力为2N;
(2)由甲、丁图知排开液体的重力为:G排=F丁-F丙=2.5N-0.5N=2N;由于浮力等于2N,排开水的重力等于2N,则遵从阿基米德原理;
(3)①弹簧受到力的作用,长度发生改变,说明力可以改变物体的形态;
②A刚好有一半浸入水中,此时弹簧长为12cm,由题意可知,此时弹簧被拉伸,对A产生的弹力为对A竖直向下拉力,
由题意可知,当弹簧长为12cm时,弹簧的拉力:F1=(12cm-10cm)×1N/cm=2N;
此时A受到竖直向下的重力、拉力和竖直向上的浮力,由力的平衡条件可知,A的一半浸入水中时受到的浮力:F浮=G+F1=2N+2N=4N;
由F浮=ρ液gV排可知,A刚好有一半浸入水中时排开水的体积:V排=F浮ρ水g=4N1.0×103kg/m3×10N/kg=4×10-4m3,
则A的体积:V=2V排=2×4×10-4m3=8×10-4m3;
由m=Gg=2N10N/kg=0.2kg,
因此A的密度:ρ=mV=0.2kg8×10-4m3=0.25×103kg/m3;
③向溢水杯加水,当水面到达溢水口时,继续加水,弹簧不再发生变化,假设此时弹簧的伸长量为△Lcm,弹簧每伸长1cm,弹簧受到的弹力为1N,则此时弹簧对A的拉力F2=ΔLN,
根据题意可知,A下面的深度为h'=20cm-10cm-△Lcm=(10-ΔL)cm,
A此时受到的浮力:F浮 ' '=ρ水gV排 ' '=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×(10-ΔL)×10-6m3=(10-ΔL)N,
A受到浮力、弹簧的拉力和自身重力作用,并在三个力的作用下保持平衡,则F浮 ' '=F2+G,即(10-ΔL)N=ΔLN+2N,
解得:ΔL=4;
则A下面的深度为h'=(10-4)cm=6cm=0.06m,
水对长方体A的底部压强:p'=ρ水gh'=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa。
故答案为:(1)2;(2)遵从;(3)①形状;②0.25×103;③600。
(1)物块漂浮,浮力等于重力可得;
(2)由甲、丁算出排开水的重力,比较浮力与排开水的重力得出结论;
(3)①力使物体发生形变,改变物体的运动状态;
②根据“A刚好有一半浸入水中,此时弹簧长为12cm”求出弹簧对A的拉力,然后对A进行受力分析,根据力的平衡条件求出A的一半浸入水中时受到的浮力;
根由阿基米德原理原理可知,当A浸没后A受到的浮力不再发生变化,根据阿基米德原理求出A浸没时受到的浮力,根据力的平衡条件求出弹簧对A的拉力,根据弹簧每受1N的作用力其长度变化1cm求出弹簧的长度,进而求出水面的高度,与溢水口离其底部距离比较可知,A不可能浸没,所以溢水杯中水最深20cm,根据p=ρgh可以求得此时水对溢水杯底压强,据阿基米德原理求出A刚好有一半浸入水中时排开水的体积,进而求出A的体积,根据G=mg求出A的质量,根据密度公式求出A的密度;
③向溢水杯加水,当水面到达溢水口时,继续加水,弹簧不再发生变化;假设此时弹簧的伸长量为△Lcm,根据图乙可知弹簧对A的拉力F';此时A下面的深度为h'=20cm-10cm-△Lcm=(10-ΔL)cm,根据F浮=ρ液gV排表示出A此时受到的浮力;对物体A受力分析可列出关系式,据此求出弹簧的伸长量x,然后求出A下面的深度为h',根据p=ρgh求出水对长方体A的底部压强。
本题考查力的平衡条件、重力公式、密度公式、阿基米德原理和压强定义式的应用,本题综合性强,难度较大。
21.【答案】20 变大 300
【解析】解:(1)经济舱乘客的免费托运行李限重200N,
则经济舱乘客行李的最大质量为:m=Gg=200N10N/kg=20kg;
(2)闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测通过电路的电流,由表格数据可知力敏电阻的阻值随压力的增大而减小,当检测装置所放物体的质量增大时,力敏电阻的阻值减小,电路的总电阻变小,由欧姆定律可知电路中电流变大;
(3)由题知,两种情况下检测装置都恰好报警,即电压表示数U0都等于3V,则两种情况下Rx的阻值相同,其受到的压力相同,则杠杆P端受到的支持力FP相同;
行李对水平托盘的压力等于行李的重力大小,由杠杆平衡条件可得:FPLP=G行L行,在FP、LP一定时,G行越大,L行就要越小;由装置图示可知,A托盘离支点远,应为经济舱乘客的行李托盘,B托盘离支点近,为商务舱乘客的行李托盘;
将200N重的经济舱的模拟行李放在A托盘上时,由杠杆平衡条件可得FP⋅OP=GA⋅OA=GA⋅(OP-AP),
即FP×0.5m=200N×(0.5m-0.2m),
解得:FP=120N;
当他将商务舱的模拟行李放在B托盘时,由杠杆平衡条件可得FP⋅OP=GB⋅OB,
即120N×0.5m=GB×0.2m,
解得:GB=300N;
(4)由表中数据可知,Rx与F满足数学关系Rx=-110F+30;
当FP=120N时,Rx=18Ω,
因检测装置恰好报警,即电压表的示数U0=3V,由串联电路电压规律和分压原理可知,
U-U0U0=RXR0,即12V-3V3V=18ΩR0,
解得:R0=6Ω;
将经济舱免费托运行李的限重增大为250N,承重点A位置不变,由杠杆平衡条件可得FP'⋅OP=GA'⋅(OP-AP),
即FP'×0.5m=250N×(0.5m-0.2m),
解得:FP'=150N,
由表中数据可知,Rx=15Ω;
因检测装置恰好报警,即电压表的示数U0=3V,由串联电路电压规律和分压原理可知,
U-U0U0=Rx'R0',即12V-3V3V=15ΩR0',
解得:R0'=5Ω;
故与调整前相比,定值电阻R0的阻值变化量为ΔR=R0-R0'=6Ω-5Ω=1Ω。
故答案为:(1)20;(2)变大;(3)300;(4)定值电阻R0的阻值变化量为1Ω。
(1)经济舱乘客的免费托运行李限重200N,根据公式G=mg可求得行李的最大质量;
(2)闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测通过电路的电流,由表格数据可知力敏电阻的阻值随压力的增大而减小,根据串联电路电阻规律可知电路总电阻的变化,根据欧姆定律可知通过电路的电流变化;
(3)根据报警时Rx的阻值可知杠杆P端对Rx的压力,由力作用的相互性可知P端受到的支持力大小,再根据杠杆平衡条件分析两种行李的托盘位置及商务舱乘客行李的最大质量;
(4)根据表中数据得出Rx与F数学关系,求出当FP=120N时Rx的阻值,根据串联电路电压规律和分压原理求出R0的阻值;经济舱免费托运行李的限重增大为250N时由杠杆平衡条件可得杠杆P端受到的支持力FP',由表中数据确定Rx的阻值大小,根据串联电路电压规律和分压原理求出此时R0的阻值,然后得到R0的阻值变化。
本题考查了杠杆平衡条件、串联电路的特点和欧姆定律的综合应用,其中4小题的难度较大。
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