2023年河南省洛阳市宜阳县中考物理二模试卷
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1. 在科学探索的道路上,有众多科学巨人披荆斩棘,铺路架桥,为后人留下了丰硕的知识、科学的方法和不朽的精神在学习中,你印象最深的物理学家是______,他的主要贡献为______。
2. 高速 ETC 技术的不断成熟,提高了车辆过高速收费站的速度。ETC系统是通过安装于车辆上的车载装置和安装在收费站车道上的天线之间进行无线通信和信息交换。ETC系统是利用______ (选填“超声波”或“电磁波”)传递信息的;如图所示,车辆过ETC专用车道时,限速20 ______ (选填合适的单位);以行驶的汽车为参照物,“ETC专用”提示牌是______ 的(选填“静止”或“运动”)。
3. 某品牌空调器使用的新型制冷剂R600a是一种对臭氧层破坏较小、极容易汽化又容易液化的物质。它在室内汽化时吸热,在室外液化时______。压缩机通过使制冷剂不断发生液化和汽化,将室内的热量搬至室外。制冷剂在室外液化的方式是______(选填“降低温度”或“压缩体积”)。
4. 二胡是我国的传统乐器之一,如图所示,演奏者用弓摩擦琴弦并用手指按压琴弦不同部位,便可演奏出独具特色的曲调。二胡是由______ 振动发声的,演奏者按压琴弦的不同部位,目的是改变声音的______ 。
5. 如图所示,电源电压3V保持不变,R1=10Ω,R2=5Ω,R3=20Ω,若只闭合S2,R1与R2两端电压之比为______ ;若同时闭合三个开关,R2与R3电流之比为______ ;电路中的最大功率可达______ W。
6. 联欢会上,小明请大家做一个游戏:左脚和左侧身体紧贴墙面站立静止(如图所示),然后右脚抬离地面,若能使身体仍然保持静止不动者获胜。你认为抬起右脚后,人______(选填“能”或“不能”)保持静止不动,原因是______。
7. 下列估测数据中,最不符合实际的是( )
A. 人散步时的速度约为1.1m/s
B. 一个普通成年人身体的体积约为60dm3
C. 我国正在研制的新一代“蛟龙号”探测器,目标探测深度是1.1×104m
D. 一本人教版初三物理教科书的重力约为25N
8. 下列与热现象有关的说法,正确的是( )
A. 固体很难被压缩说明分子间没有间隙 B. 0℃的物体也有内能,但一定很小
C. 物体吸收热量后,温度不一定升高 D. 汽油机的做功冲程将机械能转化为内能
9. 在探究“凸透镜成像规律”实验中,蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示,此时光屏上出现了清晰的像(图中未画出),下列说法正确的是( )
A. 凸透镜的焦距可能是15cm
B. 投影仪利用了此成像规律
C. 蜡烛燃烧变短,光屏上的像也会向下移动
D. 保持蜡烛和光屏不动,把凸透镜移动到35cm处,光屏上仍能出现清晰的像
10. 某同学用托盘天平和量筒测量一小石块的密度,如图甲是调节天平时的情形,图乙和图丙分别是测量石块质量和体积时的情形,下列说法正确的是( )
A. 甲图中应将平衡螺母向左调,使横梁平衡
B. 乙图中测石块质量时,天平的读数是71.8g
C. 由丙图量筒的示数测得石块的体积是20m3
D. 计算出石块的密度是3.57×103kg/m3
11. 水平桌面上甲、乙两个完全相同的烧杯中分别盛有密度为ρ甲和ρ乙的两种液体,将同一个鸡蛋先后放入其中,静止时,鸡蛋所处的位置如图所示,鸡蛋在两液体中所受浮力为F甲和F乙,则( )
A. ρ甲=ρ乙 F甲>F乙 B. ρ甲<ρ乙 F甲
12. 用如图的装置“探究影响电流热效应的因素”,电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中,且R1
B. 闭合开关后,装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
C. 实验中,通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D. 将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水,可比较煤油和水的比热容大小
13. 如图所示为我国第二代核电站发电的流程图,以下说法正确的是( )
A. 核能是可再生能源
B. 核反应堆是通过可控核聚变反应释放核能的设备
C. 核电站的发电机工作原理是电磁感应现象
D. 若核电站核原料泄露会对人及其他生物造成伤害
14. 如图所示,工人师傅搬运货物时,常在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面,将地面上的货物拉上车厢。若在一次工作时沿斜面匀速拉动货物用时15s,车厢高1.5m,木板长3m,货物质量为60kg,沿斜面所用的拉力为450N,g=10N/kg,则下列说法正确的是( )
A. 工作做的总功为900J B. 工人做的额外功为450J
C. 工作做功的功率为90W D. 此斜面的机械效率为75%
15. 小明驾车通过小区道路转弯处时,通过转弯处的镜子M(可看作平面镜)看到了行人,他及时采取避让措施保证了行车安全。如图为转弯时的俯视图,其中A是车内小明的眼睛,B为行人,请作出小明看到行人的光路图。
16. 小明用力沿水平方向向右拉一根轻质弹簧并保持静止如图,请画出此时手受到弹簧拉力的示意图(A点为手受力作用点)。
17. 如图所示是某物理兴趣小组利用特制水银温度计、电磁继电器、小灯泡、电铃等元件自制的温度自动报警器示意图。
(1)控制电路接通时能吸引衔铁是因为电流具有______ 。
(2)当环境温度低于设定的警戒温度时,工作电路中______ (填写元件名称)通电工作。
(3)电磁铁通电后下端是______ 极,若衔铁右端受力向下移动距离过小,右侧工作电路未能正常接通,请说出一种改进方法:______ 。
18. 在日常生活和工农业生产中,提高机械效率有着重要的意义,提高机械效率,要从研究影响机械效率的因素出发,寻求办法。为了探究影响机械效率的因素,小明选取了大小相同的滑轮,利用图甲和图乙装置进行实验,并把数据整理记录在下表中。
实验次数
滑轮材质
钩码重G/N
提升的高度h/m
有用功W有用/J
拉力F/N
绳端移
动的距
离
S/m
总共W总/J
机械效率η
1
铝
1
0.1
0.1
0.6
0.3
0.18
56%
2
铝
2
0.1
0.2
1.0
0.3
0.3
67%
3
铝
2
0.2
0.4
1.0
0.6
0.6
67%
4
塑料
2
0.2
0.4
0.8
0.6
0.48
83%
5
塑料
2
0.2
0.4
2.1
0.2
0.42
95%
(1)比较1和2两次实验发现:在所用滑轮组一定时,提升的钩码______,机械效率越高。
(2)比较3和4两次实验发现:滑轮组的机械效率还与______有关。
(3)比较______两次实验发现:在所用滑轮组一定时,机械效率与提升钩码的高度无关。
(4)第5次实验是利用了图______的装置完成的,判断依据是______。
(5)利用图甲的装置,把重6N的物体用2.5N的拉力迅速拉起,滑轮组的机械效率______。
19. 在“测定小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,琪琪和航航设计的电路如图甲所示,电源电压恒为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V。琪琪的实验过程如下:
(1)实验电路还缺一根导线,请补全实物连接图。
(2)实验时,琪琪调节滑动变阻器,发现当电压表的示数为2.5V时,小灯泡不能正常发光,而航航发现了问题,于是继续向______ (选填“左”或“右”)端调节滑动变阻器,使电压表的示数为______ V时,小灯泡才正常发光。若此时通过小灯泡的电流如图乙所示,电流为______ A,小灯泡正常发光的电阻为______ Ω。
(3)她俩重新选择实验器材,不用电压表就测出了I额=0.3A的小灯泡的额定功率,设计的电路图如图丙所示,请你将下列实验步骤补充完整,并计算出小灯泡的额定功率(电源电压恒定且未知,滑动变阻器的最大阻值为30Ω)。
①将滑动变阻器的电阻调到最大,开关S闭合,S1______ (选填“闭合”或“断开”),读出电流表的示数为0.2A,则电源电压为______ V;
②开关S闭合,S1______ (选填“闭合”或“断开”),调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为0.3A时,小灯泡正常发光;
③开关S、S1均闭合,滑动变阻器的滑片不动,读出电流表的示数为0.4A;
④小灯泡额定功率P额=______ W。
20. 自行车骑行是生活中一种环保的出行方式。如图所示,小明骑自行车出行的途中,沿直线匀速经过一段长100m的平直路面,用15s。该过程中前后轮与地面的总接触面积为25cm2。若小明的质量为55kg,自行车重150N,骑行时受到的阻力为总重的0.03倍。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)求骑行时车对水平地面的压强。
(2)该压强相当于多高水柱产生的压强?
(3)求骑行过程中动力做的功及功率。
21. 如图所示的电暖器有“高温”“中温”“低温”三挡,铭牌见该表(“中温”挡功率未知)。其电路原理如图乙所示,R1>R2,S是自我保护开关,当电暖器倾倒时S自动断开,切断电源保证安全.
××牌电暖器
额定电压
220V
额定功率
低温挡
440W
中温挡
高温挡
1600W
频率
50Hz
(1)电暖器应使用丙图中______ (选填“上”或“下”)面的插座,当S、S2闭合,S1断开时,电暖器处于______ 挡。
(2)R1的阻值是多少?
(3)电暖器处于中温挡正常工作时,电路中的电流是多少?
(4)若室内空气质量为60kg,用该电暖器的高温挡正常工作10min,放出热量的40%被室内空气吸收,则可使室内气温升高多少?[设空气的比热容为1.1×103J/(kg⋅℃)]
答案和解析
1.【答案】法拉第 电磁感应现象
【解析】解:给我印象最深的物理学家是法拉第,他的主要贡献为电磁感应现象。
故答案为:法拉第;电磁感应现象。
记住物理学家的名字及主要贡献即可解题。
平时多了解著名物理学家及其主要贡献即可解题。
2.【答案】电磁波 km/h运动
【解析】解:(1)ETC系统是利用通过电磁波来实现的;
(2)从图中的黄色牌子上可知单位是km/h;
(3)以行驶的汽车为参照物,“ETC专用”提示牌与汽车的位置在改变,所以是运动的;
故答案为:电磁波;km/h;运动。
(1)电磁波能够在真空中传播,并且传播速度快,现代的移动电话都是利用电磁波来传递信息的。
(2)根据图就可以填写单位。
(3)判定物体是运动的还是静止的,就是看与参照物的位置是否发生变化。
电磁波的传播、判定物体的动与静,难度不大,属于基础题。
3.【答案】放热 压缩体积
【解析】解:
空调器制冷时,液态的制冷剂R600a经毛细管进入蒸发器(室内机)汽化成气体,吸热;在压缩机中将气态的R600a压缩体积而液化为的液态R600a,并经冷凝器毛细管放热,将室内的热搬到室外。
故答案为:放热;压缩体积。
空调的原理即利用制冷剂R600a一类的物质,容易汽化和液化,汽化要吸热而液化要放热,从而将室内的热量搬运到室外,起到制冷的目的。
此题是根据我们所学的物态变化知识来分析空调制冷的原理,要学会使用物理知识解释生活中的现象。
4.【答案】弦 音调
【解析】解:在二胡演奏时,用弓拉动琴弦,使琴弦振动而发声;
琴弦的长度不同,振动的频率不同,发出的音调也不同,表演中不断用手指控制琴弦长度,这样做的目的是为了改变声音的音调。
故答案为:弦;音调。
①声音是物体振动产生的,一切发声体都在振动;
②声音的高低叫音调,音调与发声体的振动频率有关:频率越大,音调越高。
此题考查的是声音产生、音调的影响因素,属于基础题。
5.【答案】2:1 4:12.25
【解析】解:(1)由图知,若只闭合S2,R1、R2串联,
因为串联电路电流处处相等,所以此时R1与R2两端的电压之比为:
U1U2=IR1IR2=R1R2=10Ω5Ω=21;
(2)若同时闭合三个开关,对R1短路,电阻R2、R3并联,
因为并联电路各支路电压相等,所以:
U2=U3;
I2R2=I3R3:
I2I3=R3R2=20Ω5Ω=41;
R2与R3电流之比:4:1;
(3)根据并联电路的总电阻越小,功率就越大,所以当若同时闭合三个开关,对R1短路,电阻R2、R3并联,此时电路求出的功率为最大功率;
P=U2R3+U2R2=(3V)220Ω+(3V)25Ω=2.25W;
故答案为:1:2;4:1;2.25。
(1)由图知,若只闭合S2,R1、R2串联,根据串联电路电流的特点和欧姆定律算出此时R1与R2两端的电压之比;
(2)若同时闭合三个开关,对R1短路,电阻R2、R3并联,根据并联电路特点进行分析;
(3)若同时闭合三个开关,对R1短路,电阻R2、R3并联,两端电压相等,根据P=U2R 可知总电阻越小,功率越大,即可求出算出通过最大电功率。
本题考查了串并联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,明确开关闭合前后电路的连接是解题的关键,难度不大。
6.【答案】不能 重力和支持力不在同一直线上
【解析】解:左脚和左侧身体紧贴墙面站立静止,人受力平衡,在水平方向上受到平衡力的作用,在竖直方向上人受到重力和地面的支持力的作用,地面对人的支持力分别作用在人的两只脚上,抬起一只脚,则人受力不平衡,重力和支持力不在同一直线上,所以人不能保持静止不动。
故答案为:不能;重力和支持力不在同一直线上。
人静止不动,受力平衡;在水平方向上受到平衡力的作用,在竖直方向上人受到重力和地面的支持力的作用,地面对人的支持力分别作用在人的两只脚上,抬起一只脚,则人受力不平衡,据此分析。
本题考查了物体的受力分析、力的作用效果,难度不大,属于基础题。
7.【答案】D
【解析】解:A、人散步时的速度约为1.1m/s,故A正确;
B、人的密度约等于水的密度,成年人的质量约60kg,所以根据密度公式ρ=mV,一个普通成年人身体的体积约为:
V=mρ=60kg1×103kg/m3=0.06m3=60dm3,故B正确;
C、我国正在研制的新一代“蛟龙号”探测器,目标探测深度是1.1×104m,故C正确;
D、物理课本的质量在300g=0.3kg左右,受到的重力在G=mg=0.3kg×10N/kg=3N左右,故D错误。
故选:D。
新课程标准要求我们能根据日常经验或自然现象粗略估测一些物理量。例如:长度、质量、时间、温度、力、速度、电功率、电流、电压等。解答估测选择题的方法:利用生活中我们熟悉的一些数据作为根据,进行单位换算,有时要利用基本公式求未知物理量。
本题考查对速度、体积、长度、重力的估测,注重理论与实际差异的应变能力的培养,体现新课程的基本理念。
8.【答案】C
【解析】解:
A、固体很难被压缩是由于分子间存在斥力,不是因为分子间没是间隙,故A错误;
B、0℃的物体有内能,但内能除了与温度有关外,还与质量、所处的状态有关,所以其内能不一定很小,故B错误;
C、晶体熔化时,吸收热量、温度不变,所以物体吸收热量后,温度不一定升高,故C正确;
D、汽油机的做功冲程将内能转化为机械能,故D错误。
故选:C。
(1)物体的分子间同时存在相互作用的引力和斥力,分子间存在间隙;
(2)内能是指物体内部所有分子无规则运动的分子动能和分子势能的总和,物体内能的大小与物体的质量、温度、所处的状态有关;
(3)在液体沸腾、晶体熔化时,吸收热量、温度不变;
(4)在汽油机的压缩冲程中将机械能转化为内能,在做功冲程中将内能转化为机械能。
本题考查了固体很难被压缩的原因、物体内能大小的影响因素、热量与温度的关系、汽油机四冲程中的能量转化,属于基础题目。
9.【答案】D
【解析】解:AB、由图可知,u>v时,由凸透镜成像规律可知,此时在光屏上成倒立、缩小的实像,是照相机的工作原理,故B错误;
由图可知,物距u=50cm−20cm=30cm,像距v=65cm−50cm=15cm,则30cm>2f,f<15cm<2f,解得7.5cm
D、蜡烛和光屏不动,将凸透镜放置在光具座35cm刻度线处,则u=35cm−20cm=15cm,因为折射时光路是可逆的,所以此时的像距是65cm−35cm=30cm,光屏上就会出现清晰的像,故D正确。
故选:D。
(1)根据凸透镜的成像特点可求焦距范围;
(2)u>v时,成的是倒立、缩小的实像,应用为照相机;
(3)根据通过光心的光线的传播方向不变分析;
(4)当2f>u>f,v>2f时,成倒立,放大的实像。
本题考查了凸透镜成像规律及特点的应用,理解凸透镜成像的规律是关键。
10.【答案】D
【解析】解:A、由图甲知,指针左偏,应将平衡螺母向右调使横梁平衡,故A错误;
B、对于天平来说,其标尺上的分度值是0.2g,故石块的质量是:50g+20g+1.4g=71.4g,故B错误;
C、据图甲中可看出:量筒中水的体积是60cm3,放入石块后的体积是80cm3;石块的体积为20cm3,故C错误;
D、故此时石块的密度是:ρ=mV=71.4g20cm3=3.57g/cm3=3.57×103kg/m3,故D正确。
故选:D。
(1)调节天平平衡时,平衡螺母的移动方向与指针的偏转方向相反;
(2)天平的读数等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值;
(3)石块的体积等于水和石块的总体积减水的体积;
(4)根据ρ=mV计算出石块的密度。
此题是测量石块的密度实验,考查了天平和量筒的使用及读数以及密度的计算,测固体密度,在初中物理中是重要内容,学习中必须掌握。
11.【答案】D
【解析】解:由图可知,鸡蛋在甲、乙两杯中分别处于悬浮和漂浮状态,
因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,
所以同一只鸡蛋在两杯中受到的浮力相等,都等于鸡蛋的重力,故AB错误;
由图知鸡蛋在甲中悬浮,所以ρ甲=ρ鸡蛋,鸡蛋在乙中漂浮,所以ρ乙>ρ鸡蛋,
所以乙杯中液体的密度大于甲杯中液体的密度,故C错误,D正确。
故选:D。
根据物体的浮沉条件判断两者所受浮力关系和液体密度关系。
本题考查了物体浮沉条件的应用,一定要掌握物体浮沉情况与密度的关系,同时要搞清不同状态下(漂浮、悬浮)物体所受重力与浮力的大小关系。
12.【答案】C
【解析】解:A、由图可知,两电阻丝串联,电流相同,通电时间也相同,但电阻不同,故该实验探究的是电流产生的热量与电阻的关系,故A错误;
B、由焦耳定律Q=I2Rt可知,电流和通电时间相同时,电阻越大,放出的热量越多,由于R1
D、要比较水和煤油的比热容,则应让水和煤油的质量相等、吸收的热量(加热时间)相等,由温度的变化大小得出比热容的大小关系;故用相同质量的水代替煤油,两瓶中电阻丝的阻值还要相同;故D错误。
故选:C。
(1)根据装置中的相同点、不同点,利用控制变量法分析;
(2)由焦耳定律Q=I2Rt分析放出热量的多少;
(3)通过观察烧瓶中温度计示数的变化来判断电阻丝发热的多少属于转换法;
(4)由吸热公式Q吸=cmΔt可知,要比较水和煤油的比热容大小,应让两瓶中水和煤油的质量m相等、吸收的热量相等(加热时间相等),通过比较它们升高的温度大小关系,得出比热容的大小关系。
该题考查了控制变量法和转换法在焦耳定律实验中的应用,注意两导体串联时电流相等,导体产生热量的多少是通过温度计示数的变化来反映的。
13.【答案】CD
【解析】解:A、核能消耗后短时间内不可再生是不可再生能源,故A错误;
B、核电站利用可控的核裂变释放的核能来发电,故B错误;
C、发电机的工作原理的电磁感应现象,将机械能转化为电能,故C正确;
D、核废料有放射性,发生核泄漏时,会对环境造成污染,对人及其他生物造成伤害,故D正确。
故选:CD。
(1)能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源;短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源;
(2)核电站是利用可控的核裂变来进行发电的;
(3)发电机是利用电磁感应现象的原理制成的,该过程中消耗机械能,产生电能;
(4)虽然核能发电有很多优点,但是核废料因具有放射性,故必须慎重处理。
此题通过核电站这一载体,考查了有关能源分类、核能的利用、发电机的原理以及核能的危害等知识,要认真分析。
14.【答案】BC
【解析】解:A、工人做的总功:W总=Fs=450N×3m=1350J,故A错误;
B、货物的重力:G=mg=60kg×10N/kg=600N,
工人做的有用功:W有用=Gh=600N×1.5m=900J,
则工人做的额外功:W额外=W总−W有用=1350J−900J=450J,故B正确。
C、工人做功的功率:P=W总t=1350J15s=90W,故C正确。
D、斜面的机械效率:η=W有用W总×100%=900J1350J×100%≈66.7%,故D错误。
故选:BC。
工人沿斜面用力拉货物上升,由货物的质量根据重力公式求出货物的重力;知道货物的重和斜面的高度,根据W=Gh求出有用功;知道拉力和斜面的长度,根据W=Fs求出工人做的总功;额外功等于总功与有用功之差;根据机械效率公式求出斜面的机械效率;工人做功的功率等于总功与时间的比值。
本题通过工人向车厢上拉货物,考查了有用功、总功、额外功、机械效率和功率的计算,是一道常见题。
15.【答案】解:根据平面镜中像与物关于平面镜对称,作出点B的像点B′,连接AB′,与镜面的交点为入射点O,OA为反射光线,连接BO,画上箭头即为入射光线,如图所示:
【解析】根据平面镜成像的特点可知,物与像关于镜面对称,首先作出点B的像点B′,连接AB′,与镜面的交点为入射点,再分别画出入射光线和反射光线。
注意平面镜成像时像与物关于平面镜的对称;关键用好反射光线的反向延长线过像点。
16.【答案】解:小明用力沿水平方向向右拉一根轻质弹簧,由于物体间力的作用是相互的,则弹簧对手的拉力作用在手上,方向指向弹簧;过拉力的作用点,沿指向弹簧的方向画一条有向线段,用F表示即可,如图所示:
【解析】根据物体间力的作用是相互的,分析出手受到的拉力的大小、方向和作用点,再按照力的示意图的画法画出这个力即可。
本题考查了力的示意图,属于基础知识。
17.【答案】磁效应 灯泡 S 增大电源电压(增加电磁铁线圈的匝数或使用弹性较小的弹簧)
【解析】解:(1)控制电路接通时,通过电磁铁有电流,电磁铁会产生磁性,能吸引衔铁,这说明电流具有磁效应;
(2)当环境温度低于设定的警戒温度时,控制电路是断开的,电路中无电流,衔铁会被拉起,使得工作电路中灯泡接入电路中,灯泡工作;
(3)由图可知,电磁铁中的电流是从下端流入,上端流出,根据安培定则可知,电磁铁的上端为N极,下端为S极;
若衔铁右端受力向下移动距离过小,这说明电磁铁的磁性较小,若要增大磁性,可以通过增大电源电压来增大电路中的电流,也可以增加电磁铁线圈的匝数;在电磁铁的吸引力不变的情况下,可以使用弹性较小的弹簧。
故答案为:(1)磁效应;(2)灯泡;(3)S;增大电源电压(增加电磁铁线圈的匝数或使用弹性较小的弹簧)。
(1)电流的周围存在磁场;
(2)根据控制电路的工作情况分析工作电路的工作情况;
(3)根据安培定则判定电磁铁的极性;电磁铁磁性的大小与电流大小、线圈的匝数有关。
本题考查了电磁继电器的工作原理、安培定则的应用、影响电磁铁磁性大小的因素,难度不大。
18.【答案】重力越大 动滑轮的重力 2、3 乙 第5次实验中提升钩码的高度和绳端移动的距离相等,绳子的有效段数为180%
【解析】解:(1)比较1和2两次实验可知,当提升钩码的高度相同,提升钩码重力不同时,钩码的重力越大,滑轮组的机械效率就越高,即所用滑轮组一定时,提升的钩码重力越大,机械效率越高;
(2)比较3和4两次实验知,提升物体的重力相同,两滑轮的材质不同,而体积相同,根据G=mg=ρVg,两滑轮的重力不同,导致滑轮组的机械效率不同,故滑轮组的机械效率还与动滑轮的重力有关;
(3)比较2和3两次实验可知,当提升钩码的重力相同,提升高度不同时,同一滑轮组的机械效率相同,故滑轮组的机械效率与提升钩码的高度无关;
(4)第5次实验中提升钩码的高度和绳端移动的距离相等,所以n=sh=0.2m0.2m=1,绳子的有效段数为1,所以第5次实验是利用了定滑轮完成的,故是利用了图乙完成的。
(5)图甲中的绳子段数n=3,由题知,G物=6N,F拉=2.5N,则滑轮组的机械效率为:η=W有用W总=GhFs×100%=GhF×3h×100%=6N3×2.5N×100%=80%.
故答案为:(1)重力越大;(2)动滑轮的重力;(3)2、3;(4)乙,第5次实验中提升钩码的高度和绳端移动的距离相等,绳子的有效段数为1;(5)80%。
(1)比较1和2两次实验找出相同的量和不同的量,分析得出机械效率与变化量的关系;
(2)比较3和4两次实验找出相同的量和不同的量,分析得出机械效率与变化量的关系;
(3)比较2、3两次实验找出相同的量和不同的量,分析得出机械效率与变化量的关系;
(4)根据n=sh确定绳子的效段数分析;
(5)根据η=W有用W总=GhFs×100%求出滑轮组的机械效率。
本题考查控制变量法、数据分析、n=sh的运用、滑轮组的机械效率的求法和减小摩擦的方法及实验推理法的运用。
19.【答案】左 20.46.25闭合 6 断开 0.45
【解析】解:(1)电流表串联在电路中,如图:
(2)由图甲可知,电压表测滑动变阻器两端的电压,当电压表的示数为2.5V时,
此时小灯泡两端的电压为4.5V−2.5V=2V<2.5V,所以小灯泡不能正常发光,
需要减小滑动变阻器两端的电压,根据串联分压规律可知应减小滑动变阻器接入电路的阻值,
故应向左端调节滑动变阻器,使电压表的示数为2V时,小灯泡两端的电压为2.5V,小灯泡正常发光。
由图乙可知,电流表选择的量程为0∼0.6A,分度值为0.02A,电流表的示数为0.4A;
小灯泡的电阻为:R=UI=2.5V0.4A=6.25Ω;
(3)①将滑动变阻器的电阻调到最大,开关S闭合,S1闭合,灯泡被短路,电路为滑动变阻器的简单电路,读出电流表的示数为I=0.2A,则电源电压为U=IR最大=0.2A×30Ω=6V;
②开关S闭合,S1断开,灯泡与滑动变阻器串联,要使小灯泡正常发光,调节滑动变阻器的滑片使电流等于其额定电流0.3A;
③关S、S1均闭合,保持滑动变阻器的滑片位置不变,读出电流表的示数为I′=0.4A;灯泡被短路,电路为滑动变阻器的简单电路,此时滑动变阻器接入电路的阻值:R滑=UI′=6V0.4A=15Ω;
④小灯泡正常发光时,灯泡与滑动变阻器串联,滑动变阻器两端的电压:U滑=I额R滑=0.3A×15Ω=4.5V,
根据串联电路电压规律可知,小灯泡的额定电压:U额=U−U滑=6V−4.5V=1.5V,则小灯泡额定功率P额=U额I额=1.5V×0.3A=0.45W。
故答案为:(1)见解析;(2)左;2;0.4;6.25;(3)①闭合;6;②断开;④0.45。
(1)电流表串联在电路中。
(2)根据实物电路可知电压表测滑动变阻器两端的电压,根据串联分压可知滑动变阻器的滑片移动方向;根据图乙所示电压表的量程确定其分度值,读出电压表示数;根据欧姆定律算出灯泡的电阻;
(3)小灯泡与滑动变阻器串联,用电流表测流过电路的电流,由串联电路特点及欧姆定律求出流过灯泡电流为灯泡额定电流时,灯泡两端电压,然后由P=UI求出灯泡额定功率。
本题考查了滑动变阻器的调节、电流表读数、求灯泡功率、实验的设计等问题,综合性较强,有一定的难度,最后一问设计实验电路、实验步骤的表述是本题的难点。
20.【答案】解:(1)小明的重力为:G小明=mg=55kg×10N/kg=550N,
小明和自行车对地面的压力为:F=G小明+G自行车=550N+150N=700N,
自行车前后轮与地面的总接触面积为:S=25cm2=2.5×10−3m2;
骑行时自行车对地面的压强为:p=FS=700N2.5×10−3m2=2.8×105Pa;
(2)根据液体压强公式p=ρ液gh可知:h=pρ水g=2.8×105Pa1×103kg/m3×10N/kg=28m;
(3)骑行时自行车受到的阻力为:f=0.03×(G小明+G自行车)=0.03×700N=21N,
由于自行车在做匀速直线运动,所以自行车受到的牵引力与阻力为一对平衡力,即:F=f=21N,
所以骑行过程中动力做的功为:W=Fs=21N×100m=2100J,
骑行过程中动力做的功的功率为:P=Wt=2100J15s=140W。
答:(1)骑行时车对水平地面的压强为2.8×105Pa;
(2)该压强相当于28m高水柱产生的压强;
(3)骑行过程中动力做的功为2100J,功率为140W。
【解析】(1)小明和自行车对水平地面的压力等于他们的重力;由压强公式p=FS可以求出自行车对地面的压强;
(2)根据液体压强公式p=ρ液gh进行计算;
(3)自行车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,二力大小相等,根据W=Fs求出此过程中动力做的功;再根据功率公式P=Wt求出功率。
本题主要考查了压强公式、液体压强公式以及做功公式和功率公式的应用,难度不大。
21.【答案】下 中温
【解析】解:(1)电暖器应使三孔插座,用丙图中下面的插座;
当S、S1闭合,S2断开时,电路为R2的简单电路,R1>R2,此时总电阻较小,根据P=U2R可知总功率较大,电暖器处于中温挡;
(2)低温挡的功率为440W,根据P=U2R可知R1的阻值R1=U2P低=(220V)2440W=110Ω;
(3)当S、S1、S2都闭合时,两电阻并联,总电阻最小,根据P=U2R可知总功率最大,电暖器处于高温挡;
故中温挡的功率P中=P高−P低=1600W=440W=1160W,
根据P=UI可知电暖器处于中温挡正常工作时,电路中的电流I=P中U=1160W220V≈5.3A;
(4)用该电暖器的高温挡正常工作10min,放出的热量Q放=W=P高t=1600W×10×60s=9.6×105J,
空气吸收的热量Q吸=Q放×40%=9.6×105J×40%=3.84×105J,
室内气温升高的温度Δt=Q吸c空气m=3.84×105J1.1×103J/(kg⋅℃)×60kg≈5.8℃。
故答案为:(1)下;中温;
(2)R1的阻值是110Ω;
(3)电暖器处于中温挡正常工作时,电路中的电流是5.3A;
(4)可使室内气温升高5.8℃。
(1)电暖器等家用电器都使用三孔插座,是由于这些用电器的外壳是金属,金属是导体,当用电器漏电时,会使外壳带电,若接上地线,电流就通过地线,流入大地,从而防止了触电事故的发生;
当S、S1闭合,S2断开时,电路为R2的简单电路,R1>R2,根据P=U2R可知电暖器所处挡位;
(2)低温挡的功率为440W,根据P=U2R可知R1的阻值;
(3)当S、S1、S2都闭合时,两电阻并联,总电阻最小,根据P=U2R可知总功率最大,电暖器处于高温挡;根据P中=P高−P低得出中温挡的功率,
根据P=UI可知电暖器处于中温挡正常工作时,电路中的电流;
(4)用该电暖器的高温挡正常工作10min,根据Q放=W=P高t得出放出的热量,根据Q吸=Q放×40%得出空气吸收的热量,根据Δt=Q吸c空气m得出室内气温升高的温度。
本题考查电功与热量的综合计算,综合性强,难度较大。
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