2023年湖南省永州市零陵区柳子中学中考物理模拟试卷
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1. 弹拨弦鸣乐器——古筝,是汉民族古老的民族乐器,因音域宽广,音色优美动听,被称为“众乐之王”。如图所示是演员弹古筝的情形,下列说法正确的是( )
A. 琴声是由空气振动产生的
B. 用相同力度拨动琴弦,粗弦比细弦发声的响度大
C. 能区分古筝和二胡的声音,是因为音色不同
D. 琴声不可能成为噪声
2. 北京冬奥会首次采用二氧化碳跨临界直冷制冰技术。制冰过程中,二氧化碳气体进入压缩机后温度升高,再进入冷凝器变成高压液体,后进入低压强的蒸发器中变为二氧化碳气体,结合其他工序从而制造出优质的冰面。蒸发器中发生的物态变化是( )
A. 熔化 B. 凝华 C. 汽化 D. 凝固
3. 2021年12月24日,长沙地铁6号线试运行,西起梅溪湖片区,东至黄花国际机场,是长沙市轨道交通线网中东西走向的“城市窗口型”骨干线路。当测试员坐在平稳行驶的列车上,下列判断正确的是( )
A. 以车厢为参照物,测试员是运动的 B. 以列车为参照物,站台是静止的
C. 以测试员为参照物,列车是静止的 D. 以站台为参照物,列车是静止的
4. 《西京杂记》记录了西汉匡衡凿穿墙壁引邻居家的烛光读书的故事。下列诗句描述的现象与“凿壁偷光”原理相同的是( )
A. 潭清疑水浅 B. 池水映明月 C. 我舞影零乱 D. 明镜可鉴形
5. 学校开展“用电安全,从我做起”主题教育活动。以下做法符合安全用电原则的是( )
A. 用湿抹布擦拭带电的插座面板 B. 电冰箱的金属外壳应该与大地相连
C. 在有高压线的地方郊游 D. 保险丝可用铁丝替代
6. “飞扬”是北京2022年冬奥会、2022年冬残奥会火炬,其外壳由碳纤维及其复合材料制成,可抗风10级,并且可以在极寒天气中使用,下列说法正确的是( )
A. 圣火传递时气温最低达到−40℃,此时分子会停止运动
B. 火炬由耐高温碳纤维材料制作,因此没有热传递
C. 圣火燃烧时将燃料的内能转化为化学能
D. 液氢作为燃料可以实现零碳排放,其热值较高
7. 使用电风扇时,有时候因为忘记断开风扇开关S而浪费能源。小宁在父母指导下对风扇电路进行了改装:加装一个红外感应开关S1和指示灯L。加装后,若S断开,指示灯和风扇都不工作;当S闭合时,L工作,此时当红外感应装置感应到有人时,S1才闭合,风扇工作。小宁设计的电路图可能是( )
A. B.
C. D.
8. 如图为小明同学自制的风力发电装置,下列说法正确的是( )
A. 风能属于不可再生能源
B. 风机中的发电机工作原理与扬声器原理相同
C. 风机中的发电机是利用电磁感应原理进行发电的
D. 风机中的发电机工作时将电能转化为机械能
9. 2023年上期,柳子中学举行了“希望杯”足球赛。关于球员踢球的过程,下列分析正确的是( )
A. 足球离开脚后继续向前运动是因为受到惯性的作用
B. 在空中飞行的足球不会受到重力的作用
C. 足球在水平地面减速滚动会慢慢停下来,说明物体的运动需要力来维持
D. 静止下来的足球对地面的压力和地面对足球的支持力是一对相互作用力
10. 甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体,静止放置在水平桌面上。将同种材料制作的实心物体A、B分别放入两容器中,静止时液面等高,如图所示,则( )
A. A的重力小于B的重力
B. A受的浮力大于B受到的浮力
C. 甲杯中液体的密度小于乙杯中液体的密度
D. 甲杯和乙杯的底部受到的压强相等
11. 工人要把一个质量为120kg的重物搬到1m高的车上。为了省力采用3m长的木板搭了一个斜面,如图所示,他在5s内用500N的力将重物匀速推到车上(g取10N/kg)。下列说法正确的是( )
A. 重物受到的摩擦力为300N B. 他做功的功率为240W
C. 他做的有用功为1500J D. 该斜面装置的机械效率为80%
12. 如图所示,电源电压恒为4.5V,电流表的量程为“0∼0.6A”,电压表的量程为“0∼3V”,灯泡L标有“2.5V、1.25W”字样(设灯丝电阻不变),滑动变阻器R的规格为“20Ω、1A”。闭合开关,在保证电路安全的情况下,移动滑片P的过程中,下列正确的是( )
A. 电流表的示数最大为0.6A B. 滑动变阻器接入电路的最小电阻为4Ω
C. 灯泡消耗的最小电功率为0.12W D. 电路消耗的最大功率为2.7W
13. 我国自主研究生产的碳纤维无人机,具有自动化、轻量化、微型化等特点,可广泛用于航拍、测绘等,其控制芯片的主要材料是“硅”。则无人机的控制芯片主要材料属于______ (选填“导体”、“半导体”或“超导体”),无人机应用的北斗导航系统利用了______ 波传递信息。
14. 如图1所示,所测物体的长度是______ cm。某同学家的电能表如图2所示,该同学观察到当他家里只有一台空调正常工作时,2min内电能表转盘转过150r,则这台空调消耗的电功率是______ W。
15. 在水平地面上工人师傅沿水平方向推重300N的木箱做直线运动,木箱速度随时间变化的图像如图所示。已知在4s∼8s内木箱受到的推力恒为100N,则在这段时间(4s∼8s)内,木箱受到的推力的功率是______ W,8s∼10s内木箱受到的摩擦力是______ N(忽略空气阻力)。
16. 如图所示,已知重为3N的长方体木块静止在水面上,露出水面的体积占木块体积的25,则木块受到的浮力为______ N,木块的体积为______ m3,木块的密度______ kg/m3;若要将木块全部浸入水中,需要施加的最小压力为______ N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
17. 如图所示,要想用最小的力拖动汽车,请用笔划线给滑轮组绕绳。
18. 如图1所示是某实验小组的小明同学探究“二力平衡条件”的实验装置。
(1)本实验中定滑轮的作用是______ ;
(2)实验时,当左右两个托盘中放入质量相等的砝码后,木块保持不动,此时木块所受两个拉力的大小相等,方向______ (选填“相同”或“相反”),木块受力平衡;
(3)实际操作中,小明同学发现当向左盘和右盘同时放入质量不相等的砝码时,木块仍然保持静止状态,产生这一现象的原因是木块与桌面间存在______ ;
(4)同组的小芳同学建议将实验器材继续进行改进,实验装置如图2所示:实验过程中,小芳同学在右侧加挂了一个钩码,由静止释放卡片发现卡片向右运动,由此可以得到二力平衡的一个条件是:相互平衡的两个力必须______ ;
(5)小芳同学下一步的操作是把小卡片剪成两半,观察小卡片能否平衡,这是为了验证只有作用在______ 上的两个力才能平衡。
19. 小明同学在物理实验室做“测量定值电阻Rx的阻值”实验,所使用的电源电压恒为3V,滑动变阻器的最大阻值为R,待测电阻Rx的阻值约为10Ω。
(1)如图甲所示是小明同学连接的实验电路,该电路中存在导线连接错误,请在接错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的实物电路连接图;
(2)正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,当电流表的示数为0.26A时,电压表的示数如图乙所示,则此次测量的待测电阻Rx的阻值为______ Ω;
(3)为了使测量值更接近真实值,需要进行多次测量并计算电阻阻值的平均值,目的是为了______ ;
(4)实验过程中,电流表突然损坏而无法正常使用,小明同学用一根导线替代电流表,利用现有器材也测出了一组数据并计算出了待测电阻的阻值,操作步骤如下:
①调节滑片P至滑动变阻器的阻值最大处,闭合开关,读出电压表示数为U1;
②调节滑片P至滑动变阻器的阻值______ 处,读出电压表示数为U2,即电源电压;
③待测电阻Rx=______ (用已知量和测量量表示)。
20. 如图所示的小型汽油耕地机的质量为80kg,静止时与水平地面的总接触面积为20cm2。在水平土地上匀速直线行驶时速度为2m/s,此时汽油机的功率为4kW。g=10N/kg。求:
(1)耕地机的重力;
(2)耕地机静止时对水平地面的压强;
(3)耕地机以2m/s匀速直线行驶时受到的阻力。
21. 新冠疫情期间,一位热心市民为小区卡点志愿者送来了一个便携式可折叠电热壶,如图甲所示。该型号电热壶额定电压为220V,具有加热、保温两挡。保温挡的额定功率为200W,内部简化电路如图乙所示,双触点开关只能在触点1和2、2和3及3和4之间切换。R1、R2是两个阻值不变的发热元件,R2=60.5Ω,现将此电热壶接到220V的家庭电路中。求:
(1)当双触点开关接触触点______(选填“2和3”或“3和4”)时为保温挡。
(2)R1的电阻是多少?加热挡的电功率是多少?
(3)若电热壶内装有0.5L的水,现用加热挡使水从20℃升高到100℃,加热效率为80%,则需要加热多少秒?[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:A、美妙的钢琴声是由琴弦振动产生的,故A错误;
B、用相同力度拨动琴弦,粗弦和细弦发声的响度一样大,故B错误;
C、能区分古筝和二胡的声音,是因为音色不同,故C正确;
D、从环境保护角度看,凡是影响人们正常的生活、休息、和学习的声音都是噪声,琴声可能成为噪声,故D错误。
故选:C。
①声音是物体振动产生的,一切发声体都在振动;
②声音的三个特性:音调、响度和音色,音调指声音的高低,与发声体振动的快慢有关;响度指声音的大小,与发声体的振幅有关;通过音色能辨别不同的发声体;
③从物理学角度看,杂乱、振动无规律的声音都是噪声;从环境保护角度看,凡是影响人们正常的生活、休息、和学习的声音都是噪声。
此题考查了声音的产生、声音特性的区别,属于基础题,注意区分音调和响度。
2.【答案】C
【解析】解:制冰过程中,二氧化碳气体进入压缩机后温度升高,再进入冷凝器变成高压液体,后进入低压强的蒸发器中变为二氧化碳气体,蒸发器中发生的物态变化是汽化。
故选:C。
汽化:物质由液态转变为气态的过程,汽化时要吸收热量。
本题通过采用二氧化碳跨临界直冷制冰技术的过程,考查了汽化及汽化吸热的特点,属于基础性题目。
3.【答案】C
【解析】解:A、测试员坐在平稳行驶的列车上,以车厢为参照物测试员的位置没有发生改变,所以是静止的,故A错误;
B、以列车为参照物站台的位置发生了改变,所以是运动的,故B错误;
C、测试员坐在平稳行驶的列车上,以测试员为参照物列车的位置没有发生改变,所以是静止的,故C正确;
D、以站台为参照物列车的位置发生了改变,所以是运动的,故D错误。
故选:C。
在研究物体的运动和静止时,要看物体的位置相对于参照物是否发生改变,若改变,则是运动的,若不改变,则是静止的。
判断一个物体是运动还是静止,主要取决于所选的参照物,参照物不同,物体的运动情况可能不同,这就是运动和静止的相对性。
4.【答案】C
【解析】解:“凿壁偷光”描述的现象是因为光在同一种均匀介质中沿直线传播而形成的。
A、潭清疑水浅,是光的折射现象,故B不符合题意;
B、池水映明月,是光的反射现象,故C不符合题意;
C、我舞影零乱,影子的形成是光的直线传播,故C符合题意;
D、明镜可鉴形,是光的反射现象,故D不符合题意。
故选:C。
光在同一种均匀介质中沿直线传播。
本题主要考查了光在同一种均匀介质中沿直线传播,属于基础性题目。
5.【答案】B
【解析】解:A、因为湿抹布是导体,用湿抹布擦拭带电的插座面板,容易发生触电事故,故A不符合安全用电原则;
B、有金属外壳的电冰箱应使用三孔插座,让金属外壳接地可以防止金属外壳带电而发生触电事故,故B符合安全用电原则;
C、一般来说,不高于36V的电压对人体才是安全的,在有高压线的地方郊游,容易发生高压触电事故,故C不符合安全用电原则;
D、当用铁丝代替保险丝后,铁丝的熔点很高,温度即使升高到一定程度,它也不会自动熔断,起不到保护电路的作用,故D不符合安全用电原则。
故选:B。
(1)生活用水是导体,湿了的物体因含有水分而能够导电;
(2)用电器的金属外壳要接地;
(3)安全用电原则:不靠近高压带电体,不接触低压带电体;
(4)保险丝应选熔点低的金属。
本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识。只要同学们牢记安全用电常识,并正确规范操作,避免有危险发生。
6.【答案】D
【解析】解:A、分子在永不停息地做无规则运动,处于−40℃的分子仍然运动,故A错误;
B、耐高温碳纤维材料具备密度小、熔点高的特性,并不是没有热传递,故B错误;
C、燃料具有化学能,燃料燃烧时,将燃料的化学能转化为内能,故C错误;
D、燃料的热值是表示燃料燃烧放出热量本领的物理量,热值越大的燃料,完全燃烧相同质量时,放出热量越多,由于液态氢热值较大,完全燃烧相同质量的氢和其他燃料,液态氢放出的热量多,实现零碳排放,故D正确。
故选:D。
(1)分子质量和体积都很小;分子之间有间隔;分子是在不断运动的;
(2)耐高温碳纤维材料具备密度小、熔点高的特性;
(3)判断能量的转化,我们主要看它要消耗什么能量,得到什么能量,总是消耗的能量转化为得到的能量;
(4)燃料的热值是表示燃料燃烧放出热量本领的物理量,热值越大的燃料,完全燃烧相同质量时,放出热量越多。
本题考查了分子动理论的基本观点、热传递现象、能量转化以及燃料的热值的定义的理解,属于基础题。
7.【答案】D
【解析】解:使用电风扇时,S与电动机串联接入电路中;加装一个红外感应开关S1和指示灯L,加装后,若S断开,指示灯和风扇都不工作,则开关S控制整个电路;
当S闭合时,L工作,此时当红外感应装置感应到有人时,S1才闭合,风扇工作,这说明L与电动机是并联的,开关S1控制电动机,故该电路中S接在干路中,灯泡与电动机并联,开关S1与电动机在一条支路中,故D正确。
故选:D。
根据开关S断开和闭合时电路的工作情况判定两个开关、用电器的连接方式。
本题考查了电路图的设计,能得出两个开关的连接方式是解题的关键。
8.【答案】C
【解析】解:A、能从自然界源源不断获得的能源是可再生能源,不能从自然界源源不断获得的能源是不可再生能源。风能能从自然界源源不断地获得,属于可再生能源,故A错误;
B、发电机的工作原理是电磁感应现象,扬声器的工作原理是利用通电导体在磁场中受力的作用而转动,故B错误;
C、发电机的工作原理是电磁感应现象,故C正确;
D、风机中的发电机工作时将机械能转化为电能,故D错误;
故选:C。
A、能从自然界源源不断获得的能源是可再生能源,不能从自然界源源不断获得的能源是不可再生能源;
B、发电机的工作原理是电磁感应现象,扬声器的工作原理是利用通电导体在磁场中受力的作用而转动;
C、发电机的工作原理是电磁感应现象;
D、风机中的发电机工作时将机械能转化为电能。
本题考查了能源分类、发电机和扬声器的工作原理、发电机工作时的能量转化。
9.【答案】D
【解析】解:A、足球离开脚后继续向前运动是因为具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故A错误;
B、在空中飞行的足球受到重力的作用,故B错误;
C、足球在水平地面减速滚动会慢慢停下来,原因是足球受到阻力的作用,说明力是改变物体运动状态的原因,故C错误;
D、静止下来的足球对地面的压力和地面对足球的支持力是一对相互作用力,故D正确。
故选:D。
(1)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性;
(2)地球表面及附近的一切物体都受到重力的作用,重力的方向是竖直向下的;
(3)物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因;
(4)相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在不同物体上。
此题考查了对惯性、重力、相互作用力、力和运动的关系的理解,是一道力学综合题。
10.【答案】B
【解析】解:A、甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体,
将实心物体A、B分别放入两容器中,静止时液面等高,
则甲液体与A排开液体的体积之和等于乙液体与B排开液体的体积之和,
由图可知,A漂浮,体积大于排开液体的体积,B悬浮,体积等于排开液体的体积,
所以A的体积大于B的体积,
实心物体A、B由同种材料制作,则密度相等,
根据ρ=mV可知,A的质量大于B的质量,
根据G=mg可知,A的重力大于B的重力。故A错误;
B、由图可知,A漂浮,受到的浮力等于其重力,B悬浮,受到的浮力等于其重力,
因为A的重力大于B的重力,所以A受的浮力大于B受到的浮力,故B正确;
CD、由图可知,A漂浮,A的密度小于甲液体的密度,B悬浮,B的密度等于乙液体的密度,
实心物体A、B由同种材料制作,则密度相等,
所以,甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度;
甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度,静止时液面等高,
根据p=ρ液gh可知,甲容器底部所受液体压强大于乙容器底部所受液体压强。故C、D错误。
故选:B。
(1)首先根据题目中给出的条件判断,判断实心物体A、B的体积关系,又知实心物体A、B由同种材料制作,利用密度公式判断其质量关系,再利用重力公式判断其重力关系;
(2)根据物体浮沉条件,结合图示判断两种液体的密度关系;
(3)已知两种液体的密度关系,又知高度关系,根据p=ρ液gh判断两容器底部所受液体压强关系。
此题考查物体浮沉条件,密度、质量、液体压强公式的应用,涉及到的知识点较多,综合性很强,属于难题。
11.【答案】D
【解析】解:(1)工人做的有用功:W有用=Gh=mgh=120kg×10N/kg×1m=1200J,故C错误;
(2)工人做的总功:W总=Fs=500N×3m=1500J,
斜面的机械效率:η=W有用W总=1200J1500J×100%=80%,故D正确;
(3)克服摩擦力所做的额外功:
W额=W总−W有用=1500J−1200J=300J,
由W额=fs可得物体与斜面间的摩擦力:
f=W额s=300J3m=100N,故A错误;
(4)工人做功功率:P=W总t=1500J5s=300W,故B错误。
故选:D。
(1)已知物体的质量和提升的高度(斜面高),利用W=Gh=mgh求工人做的有用功;
(2)已知拉力的大小和拉力移动的距离(斜面长),利用W=Fs求工人做的总功,斜面的机械效率等于有用功与总功之比;
(3)推力做的额外功等于总功与有用功之差,利用W=fs求重物受到的摩擦力;
(4)利用P=Wt求工人做功功率。
本题考查了使用斜面时有用功、总功、功率、机械效率、摩擦力的计算,明确有用功、总功、额外功之间的关系以及额外功为克服摩擦力所做的功是关键。
12.【答案】B
【解析】解:由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)根据P=UI可得,灯的额定电流:
IL额=PL额UL额=1.25W2.5V=0.5A,
因串联电路中各处的电流相等,电流表的量程为0∼0.6A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,
所以,电路中的最大电流为Imax=IL额=0.5A,因此电流表的最大示数为0.5A,故A错误;
由I=UR可得,灯泡的电阻:
RL=UL额IL额=2.5V0.5A=5Ω,
电流最大时,电路中的总电阻:
R=UImax=4.5V0.5A=9Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
R滑=R−RL=9Ω−5Ω=4Ω,故B正确;
该电路的最大功率:
Pmax=UImax=4.5V×0.5A=2.25W,故D错误;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中电流最小,灯泡的功率最小,
则电路中的最小电流:
Imin=URL+R滑′=4.5V5Ω+20Ω=0.18A,
灯泡的最小功率:
PLmin=Imin2RL=(0.18A)2×5Ω=0.162W,故C错误。
故选:B。
由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI求出灯泡的额定电流,然后结合电流表的量程和滑动变阻器的规格确定电路中的最大电流,根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电路中的最小电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值,再根据P=UI求出该电路的最大功率;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,灯泡的功率最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,利用P=I2R求出灯泡的最小功率。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据灯泡的额定电压和电流表的量程确定电路中的最大电流。
13.【答案】半导体 电磁
【解析】解:无人机的控制芯片主要材料属于半导体,无人机应用的北斗导航系统利用了电磁波传递信息。
故答案为:半导体;电磁。
(1)芯片的主要材料是由半导体制成的。
(2)电磁波可以传递信息。
知道半导体材料的特点及应用;知道电磁波可以传递信息。
14.【答案】2.101500
【解析】解:(1)由图知:刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表1mm,即刻度尺的分度值为1mm;物体左侧与1.00cm对齐,右侧与3.10cm对齐,所以物体的长度为:L=3.10cm−1.00cm=2.10cm;
(2)空调工作2min实际消耗的电能:W=150r3000r/(kW⋅h)=0.05kW⋅h,
则空调的实际功率:P=Wt=0.05kW⋅h260h=1.5kW=1500W。
故答案为:2.10;1500。
(1)使用刻度尺测量物体长度时,要观察是否从0刻度线量起,起始端没从0开始,要以某一刻度当作“0”刻度,读出末端刻度值,减去前面的刻度值即为物体长度,注意刻度尺要估读到分度值的下一位;
(2)先求出2min消耗的电能,再W=Pt求出实际功率。
本题考查了物体长度的测量、电功和电功率的计算,属于基础性题目。
15.【答案】100 100
【解析】解:
(1)由题知,在4s∼8s内,推力F=100N;由图可知这段时间内木箱做匀速直线运动,且v=1m/s,
则推力做功的功率:P=Wt=Fst=Fv=100N×1m/s=100W;
(2)由图知,在4s∼8s内,木箱做匀速直线运动,忽略空气阻力,木箱受到的推力、摩擦力是一对平衡力,大小相等,则木箱受到的摩擦力f=F=100N;
由图可知,木箱在8s∼10s内做减速运动,由于压力大小、接触面的粗糙程度不变,则木箱受到滑动摩擦力的大小不变,还是100N。
故答案为:100;100。
(1)由题知,在4s∼8s内木箱受到的推力大小;由图可知,这段时间内木箱做匀速直线运动的速度大小,利用P=Fv求推力做功的功率;
(2)由图知,在4s∼8s内,木箱做匀速直线运动,木箱受到的推力、摩擦力是一对平衡力,大小相等,可求此时木箱受到的摩擦力大小;
由图可知木箱在8s∼10s内做减速运动,由于压力大小、接触面的粗糙程度不变,则木箱受到的滑动摩擦力不变。
本题考查了功率公式的应用以及影响滑动摩擦力大小的因素,能从图象上得到有用的物理信息是解题的关键。
16.【答案】35×10−4 0.6×103 2
【解析】解:由题意可知,木块静止时处于漂浮状态,所以,木块所受到的浮力:F浮=G木=3N;
由F浮=ρ水gV排可知,物体漂浮时浸入水中的体积:
V排=F浮ρ水g=3N1.0×103kg/m3×10N/kg=3×10−4m3,
因此时露出水面的体积占木块总体积的25,
所以,木块的总体积:
V木=53V排=53×3×10−4m3=5×10−4m3,
由G=mg=ρVg可知,木块的密度为:
ρ=G木V木g=3N5×10−4m3×10N/kg=0.6×103kg/m3,
木块全部浸没时受到水的浮力:
F浮′=ρ水gV木=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10−4m3=5N,
因木块静止时受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、施加的压力作用处于平衡状态,
所以,由木块受到的合力为零可得:F浮′=G木+F,
则至少需要施加的压力:
F=F浮′−G木=5N−3N=2N。
故答案为:3;5×10−4;0.6×103;2。
由题意可知,木块静止时处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,根据木块的重力求出受到的浮力;根据F浮=ρ水gV排求出物体漂浮时浸入水中的体积,根据露出水面的体积占木块总体积的25求出木块的总体积,木块全部浸没时排开水的体积和自身的体积相等,根据F浮=ρgV排求出受到水的浮力,木块静止时受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、施加的压力作用处于平衡状态,根据木块受到的合力为零求出至少需要施加的压力。
本题考查了密度公式、重力公式、物体浮沉条件、阿基米德原理的应用等,要注意物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等。
17.【答案】解:只有一个动滑轮,要求最省力,绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,然后绕过左边的定滑轮,再绕过动滑轮,如下图:
【解析】左侧为定滑轮,右侧为动滑轮,让尽可能多的绳子段数与动滑轮连接,便是最省力的绕绳方法。
省力多少和绳子的绕法,决定与动滑轮相连的绳子段数,绳子段数越多、越省力。
18.【答案】改变力的方向 相反 木块与桌面间存在摩擦力 大小相等 同一物体
【解析】解:(1)实验中利用左右两个托盘对木块的拉力使木块运动,由于左右两个托盘在竖直方向运动,所以实验中需要用定滑轮来改变拉力的方向;
(2)实验时,兴趣小组的同学向两端的托盘中同时各加质量相等的砝码,木块处于静止状态,木块两边所受的拉力大小相等、方向相反;
(3)若两边拉力不相等,则木块相对于桌面具有相对运动趋势,此时桌面对木块产生摩擦力的作用,木块在两个拉力及摩擦力的作用下保持静止;
(4)右侧加挂了一个钩码,使卡片所受到向右的力大于向左的力,两个力大小不同,故卡片没有静止(平衡)。由此可以得出二力平衡的一个条件是:相互平衡的两个力必须大小相等;
(5)把卡片从中间剪开,卡片会分开,说明相互平衡的两个力必须作用在同一物体上。
故答案为:(1)改变力的方向;(2)相反;(3)木块与桌面间存在摩擦力;(4)大小相等;(5)同一物体。
(1)定滑轮可以改变力的方向;
(2)实验时,兴趣小组的同学向两端的托盘中同时各加质量相等的砝码,木块处于静止状态,木块两边所受的拉力大小相等、方向相反;
(3)物体间相互挤压且发生相对运动或者具有相对运动趋势,便会产生摩擦力;
(4)(5)二力平衡的条件为:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
此题考查了探究二力平衡实验中选择实验器材需要注意问题及实验中的一些重要步骤,掌握好二力平衡的四个条件,用好控制变量法是关键。
19.【答案】10 减小误差 最小 U1RU2−U1
【解析】解:(1)①由图可知,闭合开关,电压表与电流表串联后并联在待测电阻Rx的两端,电压表测量待测电阻Rx两端的电压,有示数;因电压表内阻很大,可视为断路,故电流表无示数;
该实验中,电压表应与Rx并联,故连接与滑动变阻器之间的导线接错,应与电压表的正接线柱相连,正确的电路连接如图所示:
(2)如图乙所示,电压表选用的是小量程,分度值为0.1V,电压表的示数为2.6V,此时通过的电流为0.26A,
根据欧姆定律可得待测电阻Rx的阻值为:
Rx=UI=2.6V0.26A=10Ω;
(3)为了使测量值更接近真实值并保护电路安全,应增大滑动变阻器接入电路的电阻,故滑片向C端移动,进行多次测量并计算电阻阻值的平均值,以减小实验误差;
(3)用一根导线替代电流表,Rx与滑动变阻器串联,电压表测量Rx两端的电压,实验时,应先将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处,闭合开关,滑动变阻器以最大阻值R接入电路,Rx两端电压为U1,再调节滑片,当滑片位于最小阻值处时,变阻器接入电路的电阻为0,Rx两端电压为U2,为电源电压;
当滑动变阻器的滑片调到阻值最大处时,通过Rx的电流为:
Ix=IR=U2−U1R,则待测电阻为:Rx=U1Ix=U1U2−U1R=U1RU2−U1。
故答案为:(1)见上图;(2)10;(3)减小误差;(4)②最小;③U1RU2−U1。
(1)电流表应与待测电阻Rx串联,电压表与待测电阻Rx并联,且电压表和电流表均采用“正进负出”的连接方式,分析错误导线并进行正确连接;
(2)电压表的读数方法,根据欧姆定律计算电阻;
(3)为了使测量值更接近真实值并保护电路安全,应增大滑动变阻器接入电路的电阻,分析滑片移动方向;
多次测量并计算电阻阻值的平均值可以减小误差;
(4)分析电路图,补充实验步骤,根据串联电路电压特点和欧姆定律计算电阻;
本题考查了伏安法测量电阻的实验,主要考查电路的连接、滑动变阻器的连接方式、电流表的读数方法、串联电路中电压规律和欧姆定律的计算等知识,属中考的热点题。
20.【答案】解:(1)耕地机的重力:
G=mg=80kg×10N/kg=800N;
(2)耕地机静止时对水平地面的压力:
F=G=800N,
受力面积S=20cm2=2×10−3m2,
耕地机静止时对水平地面的压强:
p=FS=800N2×10−3m2=4×105Pa;
(3)由P=Wt=Fst=Fv可得牵引力:
F牵=Pv=4×103W2m/s=2×103N,
因为耕地机匀速直线行驶,所以耕地机受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,
耕地机以2m/s匀速直线行驶时受到的阻力:
f=F牵=2×103N。
答:(1)耕地机的重力为800N;
(2)耕地机静止时对水平地面的压强为4×105Pa;
(3)耕地机以2m/s匀速直线行驶时受到的阻力为2×103N。
【解析】(1)利用G=mg求耕地机的重力;
(2)耕地机静止时对水平地面的压力等于耕地机的重力,知道受力面积,利用p=FS求耕地机对水平地面的压强;
(3)利用P=Wt=Fst=Fv可求牵引力,由于耕地机匀速直线行驶,耕地机受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,可求耕地机以2m/s匀速直线行驶时受到的阻力。
本题考查了重力公式、压强公式、功率公式的综合应用,要注意物体对水平面的压力和自身的重力相等。
21.【答案】2和3
【解析】解:(1)由电路图可知,双触点开关连接触点2和3时,电路为R1的简单电路,由P=U2R可知此时为保温状态;
双触点开关连接触点3和4时,R1与R2并联,并联电路总电阻小于任何一个分电阻,由P=U2R可知为加热状态;
(2)由P=U2R可知R1的阻值:R1=U2P保温=(220V)2200W=242Ω;
加热时电阻R2的功率:P2=U2R2=(220V)260.5Ω=800W,
加热挡的电功率为:P加热=P保温+P2=200W+800W=1000W;
(3)0.5L=0.5dm3,
水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×0.5×10−3m3=0.5kg,
0.5kg的水从20℃升高到100℃,水所吸收的热量:Q吸=c水m(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.5kg×(100℃−20℃)=1.68×105J;
由η=Q吸W×100%可得,消耗的电能:W=Q吸η=1.68×105J80%=2.1×105J,
根据P=Wt可知,需要工作的时间:t=WP加热=2.1×105J1000W=210s。
答:(1)2和3;
(2)R1的阻值为242Ω;加热挡的电功率为1000W;
(3)需要工作210s。
(1)由电路图可知双触点开关连接触点2和3时,电路为R1的简单电路,双触点开关连接触点3和4时,R1与R2并联,根据并联电路电阻规律结合P=U2R可知电热壶状态;
(2)根据P=U2R计算R1的阻值;根据P=U2R计算加热时电阻R2的功率,并联电路总功率等于各部分功率之和,据此计算加热挡的电功率;
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