2023年湖南省娄底市中考物理三模试卷
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1. 下列估算数据最接近事实的是( )
A. 人步行的速度大约是5m/s B. 人体感觉舒适的温度约为37℃
C. 做一次眼保健操的时间约为5min D. 对人体的安全电压为36V
2. 下列关于声现象的说法正确的是( )
A. 图中人在水面下能听到岸上的说话声,表明声音的传播一定需要水作为介质
B. 图中改变试管内的水量可以改变吹气时声音的音调
C. 图中禁止鸣笛是在传播过程中减弱噪声
D. 图中B超诊断仪是利用声可以传递能量
3. 宋代范仲淹的《岳阳楼记》中蕴含了丰富的光学知识,文字词句与物理知识相符合的是( )
A. “锦鳞游泳”,看到水里的鱼是实像
B. “皓月千里”,皎洁的月亮是光源
C. “浮光跃金”,湖面波动的光闪着金色是光的折射现象
D. “静影沉璧”,如玉璧一样月亮的倒影是光的反射现象
4. 中华诗词蕴藏着丰富的物理知识,下列对古诗词中涉及的物态变化解释正确的是( )
A. 蜡烛有心还惜别,替人垂泪到天明——“泪”的形成是液化现象,需要放热
B. 可怜九月初三夜,露似真珠月似弓——露的形成是汽化现象,需要吸热
C. 欲渡黄河冰塞川,将登太行雪满山——冰的形成是凝固现象,需要吸热
D. 不知明镜里,何处得秋霜——霜的形成是凝华现象,需要放热
5. 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,他决定珍惜青春时光,努力学习科学文化知识。他收集到了以下信息,其中说法不正确的是( )
A. 太阳能、风能、天然气都是可再生能源
B. 北斗卫星导航系统传递信息利用的是电磁波
C. 发光二极管的核心部件是半导体材料
D. 能量的转化和转移具有方向性,在转化和转移过程中能量的总量总保持不变
6. 为了公民的安全,国家对骑摩托车或电瓶车的规定为:出行要戴头盔(头盔外部材料坚硬,内部材料松软),不超速行驶。下面解释不正确的是( )
A. 头盔内部材料松软,发生碰撞时增大头部的受力面积,减小压强
B. 超速行驶的摩托车惯性大,容易导致交通事故的发生
C. 摩托车在紧急刹车时,机械能转化为内能
D. 电瓶车总质量越大、速度越大时,动能越大,发生交通事故时将造成更大的伤害
7. 为了测量某金属块的密度,首先用天平测量金属块的质量,当天平平衡时,右盘中的砝码质量和游码的位置如图甲所示。然后用量筒和水测量金属块的体积如图乙所示。下列数据正确的是( )
A. 金属块的质量为39.2g B. 金属块的体积为5L
C. 金属块的密度为7.8g/cm3 D. 金属块的密度为7.8×103kg/cm3
8. 如图甲所示,一块质量为0.2kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上,在竖直方向上拉力F=3N的作用下向上运动,铁块运动速度v与时间t的关系图像如图乙所示。则下列说法正确的是(取g=10N/kg)( )
A. 铁块在前5s内运动的距离为1.2m B. 铁块受到平板的支持力为2N
C. 铁块所受摩擦力为1N D. 在前5s内拉力克服摩擦力做的功为3J
9. 如图,一个空心小铁球放在盛水的烧杯中,漂浮在水面上,将烧杯置于铁棒AB的上方,绕在铁棒上的线圈连接如图所示的电路,开关S闭合后,下列说法不正确的是( )
A. 小铁球受到的重力和浮力是一对平衡力
B. 滑片P向左滑动,小铁球所受浮力变大
C. 此时A端为电磁铁的S极
D. 滑片P向右滑动,容器底部受到水的压强变小
10. 如图所示是新能源汽车的充电桩,下列有关说法符合安全用电原则的是( )
A. 每个充电桩在安装时都要装漏电保护器
B. 有经验的电工在安装充电桩时不必断开电源
C. 安装充电桩时,不连接地线也可以
D. 万一有充电桩起火,应马上浇水扑灭
11. 小欣使用了一种可以自动加湿的电风扇。空气湿度下降到一定程度时,湿度开关S1自动闭合,加湿系统自动运行;断开总开关S2,风扇和加湿系统同时不工作。下列图中电路符合的是( )
A. B.
C. D.
12. 如图所示的电路中,R是滑动变阻器,L是小灯泡,闭合开关S,在确保各电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片P从最左端移动到中点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数变小
B. 电流表的示数不变
C. 小灯泡L变亮
D. 电路消耗的总功率不变
13. 明代的一位诗人曾写下这样的诗句:“空手把锄头,步行骑水牛;人在桥上走,桥流水不流”,其中“桥流水不流”,诗人选择的参照物是______ (选填“流水”或“地面”);人骑水牛时,他相对于牛是______ 的(选填“运动”或“静止”)。
14. 如图甲所示是疫情期间“停课不停学”直播上课的场景,老师的电脑上的摄像头相当于一个凸透镜,若该透镜的焦距为10cm,如图乙所示,有区间“AO”“BA”或“CB”,直播老师应坐在______区间上,经凸透镜就能成清晰的______(选填“倒立”或“正立”)的影像。
15. 小明家的燃气热水器将100kg的水由20℃加热到50℃,若不计热损失,需要消耗______ kg的天然气。已知c水=4.2×103J/(kg⋅℃),q天然气=4.2×107J/kg。洗澡后小明发现,浴室里热水器的两根水管中,有一根表面布满水珠,另一没有水珠,你认为布满水珠的水管中通的是______ (“热”或“冷”)水。
16. 如图所示,一个图钉帽的面积是0.8cm2,图钉尖的面积是5×10−4m2,手指对钉帽的压力是20N,图钉尖对墙的压强为______ Pa。图钉尖做的很尖,是为了在压力一定时,通过减小受力面积达到______(填“增大”或“减少”)压强的目的。
17. 如图所示,通过滑轮沿水平方向拉动重为20N的物体A,不计滑轮重及其摩擦。当拉力F为4N时,物体A受到的拉力为______ N;用这种方法使用滑轮是为了______ 。
18. 在如图甲所示的电路中,灯泡L1标有“6V3W”,灯泡L2标有“6V 6W”,两灯泡的U−I图像如图乙所示。在a、b间接入电源,为保证两灯均不损坏,则允许接入的最大电源电压为______ V,此时电压表V2的示数为______ V。
19. 如图所示,水面下发光点A发出一条入射光线经平面镜反射后通过水面的一点B并射入空气,请画出入射光线、反射光线及折射光线的光路图。
20. 某剧组为拍摄节目需要,设计了如图所示拉力装置来改变照明灯的高度,轻质杠杆ABO可绕O点转动.请在图中画出:
(1)杠杆所受拉力的力臂l1;
(2)杠杆所受阻力F2的示意图.
21. 图1是某实验小组利用弹簧测力计、溢水杯、不吸水的石块、小桶和水“探究浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系”的情景,其中弹簧测力计的示数依次是F1、F2、F3、F4。
(1)由图1可知,石块浸没在水中时受到的浮力为F浮=______ N,排开水的重力G排=______ N,发现F浮≠G排,原因可能是______ ;
(2)在实验改进以后,将溢水杯中的水换成某种液体,将物块浸没在某液体中(如图戊),此时弹簧测力计示数为F5。则待测盐溶液的密度ρ液可表示为AF1−F3ρ水或AF4−F2ρ水,其中A=______ (用F1、F5表示)。
22. 如图甲所示是小明利用“伏安法”测量未知电阻Rx阻值的实验电路图;
(1)闭合开关前,小明发现已连接的电路有一根导线连接错误,请你在错误的连线上画“×”并改正;
(2)电路连接正确后,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,电流表的示数如图丙所示,则此次测得电阻Rx的阻值为______ Ω;
(3)小明还想测量一个阻值约为300Ω的定值电阻R1的阻值,老师说用如图甲所示的电路无法完成该实验,原因______ ,于是给小明换了一个阻值较大的滑动变阻器,其最大阻值为R0,小明设计了如图丁所示的电路,请你根据他的步骤写出定值电阻的表达式;
①闭合开关S,移动滑片P至a端,记下电压表示数为U1;
②移动滑片P至b端,记下电压表示数为U2;
③定值电阻R1的阻值表达式为R1=______ (用测量量和已知量表示)。
23. 如图1所示是一款用于锻炼握力的握力器,它的工作原理如图2所示,其中电源电压U恒定,U=6V;力量计由电流表A改装而成;小灯泡上标有“6V,0.5A”的字样(忽略温度对灯丝电阻的影响),R是一根长为9cm,阻值为18Ω的均匀电阻丝,滑片在a端时,力量计的示数为0N;C是一根弹簧,其所受压力F与压缩量ΔL的关系为:F=kΔL,k=60N/cm。求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)当力量计的示数为0N时,电路中的电流;
(3)当电压表的示数为3.6V时,力量计的示数为多少N?
24. 如图甲所示为小明家的电饭锅,从铭牌可知该电饭锅能效等级为三级,额定电压220V,加热功率1000W。电饭锅的简化电路图如图乙所示,有加热和保温两挡,其中R1和R2均为发热电阻,且阻值不随着温度的变化而改变。求:
(1)小明想利用如图丙所示的电能表测量电饭锅的保温功率,他关闭家中其它用电器,让电饭锅处于“保温”状态正常工作,观察到电能表转盘在5min内转了30圈。该电饭锅的保温功率为多少?
(2)电阻R1的阻值为多少?
(3)小明上网查询得知,国家标准中规定电饭锅在加热功率下正常工作时,三级能效的热效率值(电热转化效率)范围为81%≤n<86%。他用学过的知识对电饭锅进行测试:将温度为20℃、质量为2kg的水加热到100℃,电饭锅正常工作用时800s。已知c水=4.2×103J/(kg⋅℃),请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:A、人步行的速度大约是1.1m/s,故A错误;
B、人体感觉舒适的温度约为23℃,故B错误;
C、做一次眼保健操的时间约为5min,故C正确;
D、对人体的安全电压为不高于36V,故D错误。
故选:C。
不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
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。
2.【答案】B
【解析】解:A、人在水面下能听到岸上的说话声,说明空气也能传声,故A错误;
B、改变试管内的水量空气柱长度改变,振动的频率改变,音调改变,故B正确;
C、禁止鸣笛是在声源处减弱噪声,故C错误;
D、B超诊断仪能发现体内病灶信息,说明声音能够传递信息,故D错误。
故选:B。
(1)声音可以在固体、液体、气体中传播;
(2)声音的三个特征分别就是:音调、响度、音色,是从不同角度描述声音的,音调指声音的高低,由振动频率决定;响度指声音的强弱或大小,与振幅和距离有关;音色是由发声体本身决定的一个特性;
(3)减弱噪声的途径:在声源处、在传播过程中、在人耳处;
(4)声音能够传递信息和能量。
本题考查声现象的有关知识,是基础题,难度不大。
3.【答案】D
【解析】
【分析】
(1)光从一种透明介质斜射向另一种透明介质中,其传播方向会发生改变,即折射现象;
(2)本身能发光的物体称为光源;
(3)光在水面会发生反射;
(4)倒影属于光的反射现象。
该题考查了光源、光的传播、光的折射和光的反射的知识,是一道综合题。
【解答】
A、看到水中的鱼是光的折射形成的鱼的虚像,是由于光从水中斜射向空气,发生了折射的缘故,故A错误;
B、月亮本身不能发光,不是光源,故B错误;
C、“浮光跃金”,湖面波动的光闪着金色是光在水面发生的反射现象,故C错误;
D、玉璧一样月亮的倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故D正确。
故选:D。
4.【答案】D
【解析】解:A、“泪”的形成是熔化现象,需要吸热,故A错误;
B、“露”都是由水蒸气液化形成的,液化放热,故B错误;
C、“冰”的形成是由水凝固而成的,属于凝固现象,凝固放热,故C错误;
D、霜的形成是凝华现象,需要放热,故D正确。
故选:D。
分析物态变化首先看生成物是什么状态的,然后看是由什么状态的物体形成的,根据物态变化的定义来做出判断(物体由气态直接变为固态的现象是凝华;物体由气态变为液态的现象为液化),最后根据物态变化吸放热的规律(熔化、汽化和升华要吸热;凝固、液化和凝华要放热)做出解答。
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。
5.【答案】A
【解析】解:A.太阳能、风能是可再生能源,天然气是不可再生能源,故A错误;
B.卫星导航、移动通信是利用电磁波来传递信息的,故B正确;
C.发光二极管是由半导体材料制成的,故C正确;
D.根据能量守恒定律,能量既不会消灭,也不会凭空产生,在转化和转移过程中能量的总量总保持不变,但是能量的转化和转移具有方向性,故D正确。
故选:A。
(1)能够短时间从自然界得到补充的是可再生能源,不能得到补充的是不可再生能源;
(2)卫星是通过电磁波传递信息的;
(3)半导体材料广泛应用于商业、邮政、交通等领域,发光二极管的主要材料是半导体;
(4)根据能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中,能量的总量不变,这就是能量守恒定律进行解答。
本题考查了学生对能源的分类、电磁波的应用、半导体、能量的转化和转移的了解,属于基础知识的考查,难度不大。
6.【答案】B
【解析】解:A、头盔内部材料松软,发生碰撞时增大头部的受力面积,根据p=FS知,可以减小对头部的压强,故A正确;
B、惯性大小只与质量有关,与速度大小无关,故B错误;
C、摩托车在紧急刹车时,克服摩擦做功,机械能转化为内能,故C正确;
D、电瓶车总质量越大、速度越大时,电瓶车的动能越大,发生交通事故时对外做功越多,将造成更大的伤害,故D正确。
故选:B。
(1)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。
(2)惯性的大小由质量决定,质量越大,物体的惯性越大;
(3)物体克服摩擦做功,机械能转化为内能;
(4)动能的大小与质量和速度有关,速度越大,质量越大,动能越大。
本题考查了减小压强的方法、惯性的影响因素、影响动能大小的因素,综合性较强,熟练掌握基础知识是正确解答的关键。
7.【答案】C
【解析】解:A、由图甲知,物体的质量:m=20g+10g+5g+4g=39g,故A错误;
B、由图乙左图知,水的体积为25mL,由图乙右图知,水和金属块的总体积为30mL,则金属块的体积为:V=30mL−25mL=5mL=5cm3,故B错误;
CD、金属块的密度:ρ=mV=39g5cm3=7.8g/cm3=7.8×103kg/m3,故C正确、D错误。
故选:C。
物体的质量应等于砝码的质量加游码在标尺所对的刻度值;金属块的体积应等于水和金属块的总体积减水的体积;根据密度公式得出金属块的密度。
本题是测量金属块密度的实验,主要考查了天平读数及量筒的读数和密度的计算,都属于基础性的知识。
8.【答案】C
【解析】解:A、由乙图可知,铁块向上运动的速度为0.2m/s,物体在5s内上升的距离为:s=vt=0.2m/s×5s=1m,故A错误;
B、铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上,铁块受到平板的支持力大小无法确定,故B错误;
C、铁块在竖直方向上运动时,速度保持不变,因此铁块做匀速直线运动,铁块受到平衡力的作用;在竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力f和竖直向上的拉力F,根据平衡力的特点,故铁块受到摩擦力大小:f=F−G=3N−0.2kg×10N/kg=1N,故C正确;
D、在前5s内拉力克服摩擦力做的功为:W=fs=1N×1m=1J,D错误。
故选:C。
(1)由乙图可知铁块向上运动的速度,根据速度变形公式s=vt可求出物体在5s内上升的距离;
(2)铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上,铁块受到平板的支持力大小无法确定;
(3)铁块在竖直方向上运动时做匀速直线运动,铁块受到平衡力的作用,根据力的平衡得出铁块受到摩擦力大小;
(4)功等于力和距离的乘积,即W=Fs。
此题主要考查学生对速度公式、二力平衡条件、功和功率公式的掌握和应用。首先,我们可以判断物体是否受力平衡;其次,根据所求力的方向、以及平衡力的大小和方向准确求出力的大小和方向。
9.【答案】A
【解析】解:A、开关S闭合后,螺线管具有磁性,小铁球仍静止在水面上时受到重力、浮力、电磁铁的吸引力的作用,其重力和浮力的大小不相等,所以这两个力不是一对平衡力,故A错误;
B、当滑片向左移动时,滑动变阻器接入电阻减小,由欧姆定律可知电路中电流增大,则螺线管的磁性增强,小铁球所受吸引力增大,浸入水中的体积增大,根据阿基米德原理可知,浮力变大,故B正确;
C、开关S闭合后,电流由A流向B,则由右手螺旋定则可知螺线管的A端为S极,故C正确;
D、滑片P向右滑动,滑动变阻器接入电阻增大,由欧姆定律可知电路中电流减小,则螺线管中的磁性减弱,小铁球所受吸引力减小;此过程中小铁球受到重力、浮力、电磁铁的吸引力的作用,当小球重新平衡后,向下的吸引力与重力之和应等于向上的浮力,因吸引力减小,所以铁球所受浮力也将减小,排开的水的体积减小,液面下降,根据p=ρgh可知,容器底部受到的压强变小,故D正确。
故选:A。
(1)根据小铁球的受力情况进行分析;
(2)已知电流方向则由右手螺旋定则可知螺线管A的磁极。
(3)当滑片向左滑动时,滑动变阻器接入电阻变小,则由欧姆定律可知螺线管中磁性的变化;则由力的合成可知小铁球所受的浮力和底部压强的变化。
本题根据力的合成考查了右手螺旋定则、滑动变阻器的使用,平衡力、以及浮力,是一道综合题。
10.【答案】A
【解析】解:A、为了安全,电路中必须要有保险丝或空气开关,每个充电桩在安装时都要装漏电保护器,故A符合安全用电原则;
B、安装充电桩时必须断开电源,故B不符合安全用电原则;
C、安装充电桩时,为了安全,要接地线,故C不符合安全用电原则;
D、万一有充电桩起火,应先关闭电源再施救,故D不符合安全用电原则。
故选:A。
(1)电路漏电时,漏电保护器能切断电源,起到保护作用;
(2)检修电路及更换元件时,应在停电的情况下工作,不能带电工作;
(3)对于有金属外壳的用电器,金属外壳一定要接地,防止外壳漏电,发生触电事故;
(4)用电器起火,先切断电源再救火。
本题借助充电桩的安装考查安全用电的有关知识,难度不大。
11.【答案】A
【解析】解:由题意可知,湿度开关S1闭合时加湿系统运行,断开总开关S2,风扇和加湿系统同时不工作,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,加湿系统和风扇的连接方式是并联,故CD错误;
又因并联电路中干路上的开关控制整个电路,支路上的开关只控制本支路,
所以,湿度开关S1位于加湿系统所在支路,总开关S2位于干路,故A正确、B错误。
故选:A。
由题意可知,湿度开关S1闭合时加湿系统运行,断开总开关S2,风扇和加湿系统同时不工作,说明加湿系统和风扇可以独立工作、互不影响即为并联,且湿度开关S1控制加湿系统,总开关S2位于干路,据此进行解答。
本题考查了串并联电路的设计,根据题意得出各电路元件的连接方式和位置是关键。
12.【答案】C
【解析】解:
由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端电压,电流表测量电路电流;
闭合开关S,在确保各电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片P从最左端移动到中点的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变小,则电路的总电阻变小,由欧姆定律可知,电路电流变大,即电流表示数的变大,故B错误;
由U=IR可知,灯泡两端电压变大,即电压表示数变大,故A错误;
由P=UI可知,灯泡的实际功率变大,因此灯泡变亮,故C正确;
由于电源电压不变,由P=UI可知,电路的总功率变大,故D错误。
故选:C。
根据电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端电压,电流表测量电路电流;根据滑片移动的方向确定滑动变阻器接入电路阻值的变化,进一步确定电路总电阻的变化,再根据欧姆定律可知电流表示数的变化和灯泡两端电压的变化,根据P=UI可知灯泡实际功率和电路总功率的变化,灯泡的实际功率决定灯泡的明暗。
本题考查了串联电路的特点、欧姆定律和电功率计算公式的应用,关键明确灯泡的实际功率决定灯泡的明暗。
13.【答案】流水 静止
【解析】解:“桥流水不流”可以理解为“桥动水不动”,这句话的意思是说桥在运动,研究对象应该是桥,以流水为参照物(即假设水是不动的),桥的位置发生了变化,则桥是运动的;
人骑水牛时,以水牛为参照物,人相对于水牛的位置没有发生变化,故人是静止的。
故答案为:流水;静止。
若物体相对于参照物的位置发生变化,则物体是运动的;若物体相对于参照物的位置不发生变化,则物体是静止的。
本题考查运动和静止的相对性,难度不大。
14.【答案】CB 倒立
【解析】解:摄像头成倒立、缩小的实像,根据凸透镜成像规律可知物距应大于二倍焦距,所以直播老师到摄像头的距离应满足大于二倍焦距的条件,已知该透镜的焦距为10cm,则由图可知直播老师应坐在CB区间上。
故答案为:CB;倒立。
摄像头是一个凸透镜,当物距大于二倍焦距时,摄像头成倒立、缩小的实像。
本题考查了凸透镜成像规律及其应用,属于基础题。
15.【答案】0.3冷
【解析】解:水吸收的热量为:Q吸=c水m(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×100kg×(50−20)℃=1.26×107J,
不计热损失,据Q放=mq得,需要消耗的天然气的质量:m天然气=Q放q天然气=Q吸q天然气=1.26×107J4.2×107J/kg=0.3kg
洗澡后,热的水蒸气遇到冷的水管液化成小水珠附在水管表面上,所以表面布满水珠的是冷水管,没有水珠的是热水管。
故答案为:0.3;冷。
(1)知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温,利用吸热公式Q吸=cm(t−t0)求出水吸收的热量;不计热损失,Q放=Q吸,再利用Q放=mq求出需要消耗天然气的质量;
(3)水管表面布满水珠是液化现象,水蒸气遇冷时,放出热量,发生液化。
本题考查了吸热公式Q吸=cm(t−t0)、燃料燃烧放热公式Q放=mq的应用,同时考查了液化现象,属于基础题目,难度不大。
16.【答案】4×104 增大
【解析】解:(1)图钉尖对墙的压强为:
p=FS=20N5×10−4m2=4×104Pa;
(2)图钉尖制作得很尖锐,是在压力一定时,减小受力面积来达到增大压强的目的。
故答案为:4×104;增大。
(1)知道手对顶帽施加的压力和图钉尖的受力面积,根据压强公式求出图钉尖对墙的压强;
(2)增大压强的方法:在压力一定时,可以通过减小受力面积的方法来增大压强;在受力面积一定时,可以通过增大压力来增大压强;还可以同时改变压力和受力面积的大小来增大压强。
本题考查了压强的计算和增大压强的方法,是一道较为简单的应用题。
17.【答案】8 省力
【解析】解:由图可知,绕在动滑轮上绳子的有效股数n=2,
则物体A受到的拉力F′=2F=2×4N=8N;
动滑轮可以省一半的力,但不可以改变动力方向。
故答案为:8;省力。
由图知,使用的是动滑轮,n=2,不计滑轮重及其摩擦,物体A受到的拉力F′=2F;
轴随物体一起运动的滑轮叫做动滑轮,动滑轮可以省一半的力,但不可以改变动力方向。
本题主要考查有关动滑轮的拉力计算和特点,关键是水平使用滑轮组时绳子有效股数n的确定。
18.【答案】8 6
【解析】解:由电路图可知,两灯泡串联接入电路,电压表V1测电源电压,电流表V2测灯泡L1两端的电压,电流表测电路中的电流;
灯泡L1标有“6V3W”,灯泡L2标有“6V6W”,由图乙可知灯泡L1的额定电流为0.5A,灯泡L2的额定电流为1A,
因串联电路中各处电流相等,所以为了保证电路的安全,电路的最大电流为0.5A,由乙图可知,此时灯泡L1两端的电压为6V,即电压表V2的示数为6V,灯泡L2两端的电压为2V,
因串联电路总电压等于各部分电压之和,则允许接入的最大电源电压为:U=U1+U2=6V+2V=8V。
故答案为:8;6。
由电路图可知,两灯泡串联接入电路,电压表V1测电源电压,电流表V2测灯泡L1两端的电压,电流表测电路中的电流;灯泡L1标有“6V3W”,灯泡L2标有“6V6W”,由图乙可知两灯泡的额定电流,根据串联电路的电流特点确定电路中的最大电流,由图乙可知此时两灯泡两端的电压,据此确定此时电压表V2的示数,根据串联电路的电压规律计算允许接入的最大电源电压。
本题考查串联电路特点,正确读取图中信息是解题的关键。
19.【答案】解:(1)作出发光点A关于平面镜的对称点,即为像点A′,连接A′B点交平面镜于点O,沿OB画出反射光线,连接AO画出入射光线,如图所示;
(2)OB又斜射到空气和水的界面时,根据光的折射定律:折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线与入射光线分居法线两侧,光从水斜射入空气中,折射角大于入射角,据此作图如下:
【解析】(1)平面镜成像的特点:像与物关于平面镜对称,作出发光点A的像点A′,根据反射光线反向延长通过像点,可以由像点和B点确定反射光线所在的直线,从而画出反射光线,并确定反射点,最后由发光点和反射点画出入射光线,从而完成光路。
(2)光的折射定律的内容,知道光从水斜射入空气中时,折射角大于入射角。
平面镜成像特点与光的反射定律相结合来作图,比较直观、简捷、准确;在光路图中,实线虚线要分清,一般情况下只有实际光线化成实线,实际光线的反向延长线、法线都要画虚线表示。
20.【答案】解:
(1)由图可知,杠杆所受拉力的方向沿绳子向右上方,而不是绳端拉力的方向,过支点O作垂直于该拉力作用线的垂线段,即动力臂L1;
(2)杠杆所受阻力F2的作用点在A点,方向竖直向下,过A点沿竖直向下的方向画一条有向线段,即阻力F2的示意图;如图所示:
【解析】先确定阻力作用点(即B点),然后过阻力作用点表示阻力的方向(即竖直向上);已知支点和动力的方向,过支点作力的作用线的垂线段(即力臂).
此题的关键是掌握杠杆五要素,然后根据杠杆的五要素作出相应的作用力或力臂,并且作图要求规范.
21.【答案】21.8实验开始时,溢水杯未装满水 F1−F5
【解析】解:(1)石块浸没在水中的浮力F浮=G−F示=F1−F3=5N−3N=2N;排开水的重力G排=F4−F2=2.8N−1N=1.8N;F浮>G排,故排开液体偏小,可能的原因是实验开始时,溢水杯未装满水;
(2)石块浸没在水中,故V排=F浮ρ水g=F1−F3ρ水g;石块浸没在其他液体中,则V排不变,V排=F浮′ρ液g=F1−F5ρ液g;即可得:F1−F3ρ水g=F1−F5ρ液g,所示ρ液=F1−F5F1−F3ρ水,故A=F1−F5。
故答案为:(1)2;(2)1.8;(3)实验开始时,溢水杯未装满水;(4)F1−F5。
(1)根据称重法计算石块浸没在水中的浮力F浮=G−F示;水和桶的总重力减去空桶的重力即为排开水的重力,比较浮力和排开水的重力的关系,若F浮≠G排,原从排开水的重力分析原因;
(2)同一石块浸没在不同液体中,其排开液体的体积不变,故根据阿基米德原理求V排=F浮ρg可得。
本题考查阿基米德原理的探究过程及公式的灵活应用,找出题中隐含的等量关系是解题关键。
22.【答案】4 通过电路的电流太小,电流表无法直接测出 U1R0U2−U1
【解析】解:(1)分析实验电路,首先从电源正极出发,依次连接到电源负极,电压表和未知电阻Rx并联,滑动变阻器采用一上一下的连接方式,电路中连接错误的导线为滑动变阻器C接线柱与待测电阻右端的连线,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2V,如图丙所示,电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.5A,根据欧姆定律可得此次测得电阻Rx的阻值为:Rx=UI=2V0.5A=4Ω;
(3)定值电阻R1的阻值约为300Ω,电源电压不超过3V,由欧姆定律可知通过电路的电流太小,电流表无法直接测出;
③Rx与滑动变阻器串联,电压表测量Rx两端的电压,实验时,闭合开关S,移动滑片P至a端,滑动变阻器以最大阻值R0接入电路,R1两端电压为U1,移动滑片P至b端,滑片位于最小阻值处,变阻器接入电路的电阻为0,R1两端电压为U2,为电源电压;当滑动变阻器的滑片调到阻值最大处时,根据串联电路中的电流规律,通过R1的电流为:
I1=U2−U1R0,
则待测电阻为:
R1=U1I1=U1U2−U1R0=U1R0U2−U1。
故答案为:(1)如上图所示;(2)4;(3)通过电路的电流太小,电流表无法直接测出;③U1R0U2−U1。
(1)伏安法测量电阻的电路中,首先从电源正极出发,依次连接到电源负极,电压表和小灯泡并联,滑动变阻器采用一上一下的连接方式;
(2)根据电表的量程读出电表的示数,根据欧姆定律计算电阻;
求出三电阻测量值的平均值,以减小误差;
(3)根据串联电路中电流和电压的规律以及欧姆定律进行分析和计算。
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、电压表的读数、串联电路中电压规律和欧姆定律的计算等知识。
23.【答案】解:(1)根据欧姆定律可知RL=ULIL=6V0.5A=12Ω;
(2)当力量计的示数为0N时,变阻器R接入的电阻最大,R=18Ω,根据串联电路的电阻规律可知,电路的总电阻:R总=RL+R=12Ω+18Ω=30Ω,
由欧姆定律可得电路中的电流:I=UR总=6V30Ω=0.2A;
(3)当电压表的示数为UL′=3.6V时,变阻器R两端的电压为:
UR=U−UL′=6V−3.6V=2.4V,
根据串联电路电压的分配与电阻成正比,可得:R′=URUL⋅RL=2.4V3.6V×12Ω=8Ω,
R接入电路的长度:L=8Ω18Ω×9cm=4cm,
所以:△L=L0−L=9cm−4cm=5cm,
根据F与压缩量ΔL的关系有:F=kΔL=k=60N/cm×5cm=300N。
答:(1)小灯泡的电阻为12Ω;
(2)当力量计的示数为0N时,电路中的电流为0.2A;
(3)当电压表的示数为3.6V时,力量计的示数为300N。
【解析】(1)根据欧姆定律可知小灯泡的电阻;
(2)当力量计的示数为0N时,变阻器R接入的电阻最大,R=18Ω,根据串联电路的电阻规律可知电路的总电阻,由欧姆定律可得电路中的电流;
(3)当电压表的示数为UL′=3.6V时,根据串联电路的电压特点可知变阻器R两端的电压,根据串联电路电压的分配与电阻成正比可得R的阻值,进而得出R接入电路的长度及力量计的示数。
本题考查欧姆定律的应用和电能的计算,是一道综合题。
24.【答案】解:(1)“3000r/(kW⋅h)”表示每消耗1kW⋅h电能,电能表转盘转3000圈,
只让电饭煲在“保温”状态下工作,转盘在5min内转了30转,则电饭锅消耗的电能为:
W=30r3000r/(kW⋅h)=0.01kW⋅h,
电饭锅处于“保温”状态时的功率为:
P保温=Wt=0.01kW⋅h5×160h=0.12kW=120W;
(2)由电路图知,S断开时两电阻串联,电路中电阻较大,由P=UI=U2R可知,功率较小,电饭锅为保温状态,
当S闭合时,只有R1接入电路中,电阻较小,由P=UI=U2R可知,功率较大,电饭锅为加热状态,
由P=UI=U2R可得,R1的电阻:
R1=R加热=U2P加热=(220V)21000W=48.4Ω;
(3)水吸收的热量为:
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(100℃−20℃)=6.72×105J;
用时800s消耗的电能为:
W′=P加热t′=1000W×800s=8×105J,
该电饭锅的热效率为:
η=Q吸W′×100%=6.72×105J8×105J×100%=84%,
则该电饭锅的热效率值达到三级能效。
答:(1)该电饭锅的保温功率为120W;
(2)电阻R1的阻值为48.4Ω;
(3)该电饭锅的热效率值达到三级能效。
【解析】(1)根据电能表的转数求出电饭锅处于“保温”状态下正常工作消耗的电能,再根据P=Wt得出实际功率;
(2)由P=UI=U2R可知,当电源电压一定时,电路电阻越大,功率越小,根据电路图分析电路结构,结合串并联电路电阻规律和P=UI=U2R可知各挡位时电路的连接;由P=UI=U2R算出加热时的电阻,即为R1的电阻;
(3)根据Q吸=c水mΔt算出水吸收的热量,由W=Pt算出用时820s消耗的电能,由η=Q吸W×100%算出该电饭锅的热效率,进而判断出该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。
本题考查了串联电路特点、电能的计算、电功率计算公式的应用以及效率公式的应用,对电能表
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