2023年湖南省怀化市中考物理三模试卷
展开A. 一张试卷厚度大约1mm
B. 家用电风扇正常工作的电流约为4.2A
C. 汽车校园内的通道行驶时限速为80m/s
D. 小明同学将两个鸡蛋举高1m,克服鸡蛋重力所做的功约为1J
2. 实验室里常用验电器来检验物体是否带电,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触不带电的验电器的金属球,发现验电器的两片金属箔张开一定角度,关于该现象下列说法正确的是( )
A. 两片金属箔都带正电
B. 两片金属箔张开是同于异种电荷相互排拆
C. 实验中橡胶棒的电子转移给金属箔
D. 实验中瞬间电流方向是:橡胶棒到金属箔
3. 下列现象属于熔化的是( )
A. 初春,冰雪消融汇流成溪B. 盛夏,冰棒周围出现“白气”
C. 金秋,阳光照射迷雾散去D. 寒冬,树木枝头出现雾凇
4. 如图所示的四个事例中,由于光的反射形成的是( )
A. 日晷上呈现针的“影子”
B. 昆明湖水中的“倒影”更多优质滋源请 家 威杏 MXSJ663 C. 幕布上呈现的“皮影”
D. 雨后空中的“彩虹”
5. 如图所示是古代青铜器“鱼洗”,盆的两侧铸有铜耳,盆中注入水后,用双手摩擦铜耳时,会发出嗡嗡声,盆中形成浪花并迸溅水珠。众多“鱼洗”齐鸣时,犹如千军万马奔腾,这种工艺制作体现了古人的智慧。下列说法正确的是( )
A. “鱼洗”发出的声音,可以在真空中传播
B. “鱼洗”发出的声音,是由手的振动发出的
C. 盆中形成浪花并迸溅水珠,说明发声的“鱼洗”正在振动
D. “鱼洗”齐鸣时犹如千军万马奔腾,一定是由于其音调升高
6. 下列事例中,通过做功的方式改变内能的是( )
A. 燃气烧水B. 暖手袋暖手
C. 钻木取火D. 哈气取暖
7. 小明想探究影响液体内部压强的因素。如图所示,水平桌面上有一个调好的微小压强计和装有不同种液体的甲、乙两个圆柱形容器。他将压强计探头放入甲容器的液体内A点,压强计U形管两侧液面高度差为h1;将压强计探头放入乙容器的液体内B点,压强计U形管两侧液面高度差为h2;h1>h2,两容器内液面相平。下列说法正确的是( )
A. 液体内A点的深度小于液体内B点的深度
B. 此实验现象说明液体内部压强与液体密度有关
C. 液体内A点的压强一定大于液体内B点的压强
D. 甲容器中液体的密度一定大于乙容器中液体的密度
8. 小明用如图所示装置模拟“潜水艇”的下潜过程。“潜水艇”在水中A位置时漂浮;当水舱中再充入一部分水时,“潜水艇”逐渐下沉,稳定后停留在水中B位置。关于此过程下列说法正确的是( )
A. “潜水艇”下潜过程中浮力变小
B. “潜水艇”下潜过程中浮力大于重力
C. “潜水艇”在A位置受到的浮力小于在B位置受到的浮力
D. “潜水艇”在A位置受到的重力等于在B位置受到的重力
9. 如图所示的用具在正常使用过程中,属于省力杠杆的是( )
A. 食品夹子B. 筷子
C. 核桃夹D. 镊子
10. 如图所示是我国自主设计研发的舰载机在航空母舰上起飞的情境。下列说法正确的是( )
A. 舰载机在航空母舰的水平甲板上滑行时,不具有惯性
B. 以起飞的舰载机为参照物航空母舰是运动的
C. 舰载机加速升空的过程中,它的机械能保持不变
D. 舰载机在起飞的过程中,燃料燃烧释放的内能全部转化为舰载机的动能
11. 如图所示是一种无线门铃发射器,它不需要安装电池。发射器内部提供电能的部件是由位置固定的永磁体和可以左右滑动的绕有线圈的铁芯组成,当按下门铃按钮时就会推动铁芯向左运动,松手后弹簧又将铁芯向右弹回。下列实验中和门铃提供电能的部件工作原理相同的是( )
A.
B.
C.
D.
12. 如图所示,小区电梯门内侧的不锈钢墙面可以成像。当居民乘坐电梯时,电梯门关闭,电梯到达后,安全门向两侧打开,关于居民在左右两侧安全门中成像的情况分析正确的是( )
A. 在两侧安全门成的像会比站在电梯里的人略小一点
B. 在两侧安全门中都成完整的像,两个像的位置不重合
C. 在两侧安全门中各成半个像,合起来成一个完整的像
D. 在两侧安全门中都成完整的像,两个像的位置随安全门打开 不会发生变化
13. 在探究凸透镜成像规律时,将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏放置在光具座,调整后的位置如图,此时在光屏上得到蜡烛清晰的像,下列描述正确的是( )
A. 光屏上成倒立、放大的实像
B. 蜡烛向左移动一段距离,为了在光屏上成清晰的像,光屏应远离凸透镜
C. 随着蜡烛燃烧的越来越短,光屏上像的位置逐渐向上运动
D. 在蜡烛和光屏之间放一近视眼镜,光屏应靠近凸透镜才能成清晰的像
14. 一位“法师”在铺有塑料地毯的舞台上表演不怕电的“功夫”。他将一盏普通白炽灯泡接到两导线头A、B之间,灯泡正常发光;随后将灯泡取下,“法师”两手分别抓住两导线头A、B,如图所示,其助手用测电笔分别测试A、B及“法师”的皮肤。发现测电笔的氖管都发光。对此表演的合理解释是( )
A. “法师”有特异功能,确实不怕电
B. “法师”的两手均戴有特制绝缘手套
C. 在人、灯交替过程中,助手将零线断开了
D. 在人、灯交替过程中,助手将火线断开了
15. 小明以塑料为连接轴将自己家的两个玩具电机的转轴连接起来,如图,开关S闭合后,灯泡发光,下列说法正确的是( )
A. 甲相当于发电机,乙相当于电动机B. 灯泡发光是有电流通过连接轴
C. 增加电池的节数,小灯泡亮度不变D. 将电源正负极对调,灯泡亮度发生改变
16. 下列说法中正确的是( )
A. 将新鲜的蔬菜封装在保鲜袋中,可以加快水份的蒸发
B. 汽油机的做功冲程中,燃气对外做功,将机械能转化为内能
C. 酒精瓶的瓶塞打开后,室内弥漫着酒精味,此现象表明分子是运动的
D. 内陆地区比沿海地区昼夜温差大,原因之一是砂石的比热容比水的比热容小
17. 如图甲所示,用手施加水平方向力F,使木块沿着竖直墙面匀速下滑,不考虑手与木块之间的摩擦力。如图乙所示,用手施加同样大小的力F,使同一木块压在天花板上并处于静止状态。其中G=5N,F=15N。下列说法正确的是( )
A. 在图甲中,木块对手的作用力为15N
B. 在图甲中,木块受到的摩擦力为15N
C. 在图乙中,木块对手的作用力为10N
D. 在图乙中,天花板对木块的作用力为10N
18. 如图甲所示电路,电源电压不变,小灯泡标有“2.5V”字样,电流表A的量程为0~0.6A,电压表V1、V2的量程均为0~3V,滑动变阻器R的规格为“50Ω,2A”。滑动变阻器的滑片P在某点时,电压表V1、V2的示数之和为4V,在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片P,其中一只电压表与电流表示数的变化图像如图乙所示。下列说法错误的是( )
A. 电源电压为4V
B. 图乙为电压表V2与电流表示数的变化图像
C. 小灯泡的额定功率为0.75W
D. 滑动变阻器取值范围是3Ω~30Ω
19. 在行驶的汽车内用细绳悬挂一小球的车厢顶部,某一时刻细绳的位置如图所示,请画出此时小球所受重力和拉力的示意图。
20. 如图是中国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环,它在1亿度超高温度下运行了近10秒。
(1)其反应原理与太阳类似,通过核______ ,释放巨大的核能,从而获得高温。
(2)“人造太阳”加热功率超过1×1012瓦,若利用“人造太阳”发电,发电效率为60%,则每小时发电量达______ 。
21. 如图甲所示,被测物体A的长度为______ cm;如图乙所示的电流方向,判断通电螺线管的A端是______ (选填“N”或“S”)极。
22. 如图甲所示,把质量相等、表面粗糙程度不同的两个长方体木块A、B置于水平木板上,水平木板放置在粗糙的地面上并用细线固定在墙壁上,用已校好零的弹簧测力计拉着木块A、B分别在木板上沿水平方向做匀速直线运动,通过改变放在木块上的砝码数量来改变压力大小,分别测出木块A、B在木板上滑动时的摩擦力,并根据实验数据描点画出二者所受的滑动摩擦力f与对应压力F关系的图象如图乙所示。
(1)分析图乙可知:木块 (选填“A”或“B”)表面更粗糙。
(2)某次实验中,弹簧测力计示数为F1,细线所受的拉力为F2,则F1 F2(选填“>”、“<”或“=”)。
23. 如图所示,在“探究感应电流产生的条件”实验中,AB棒的材料可能是______ (选填“塑料”或“铝”),闭合开关,让AB棒在磁场中竖直上下运动,灵敏电流计指针______ (选填“会”或“不会”)偏转;若将此装置中灵敏电流计换成______ 可进一步探究电动机的工作原理。
24. 如图甲所示,小明将空吊篮提升到高处,拉力F随时间t变化的图象如图乙所示,空吊篮上升的v−t图象如图丙所示,动滑轮重20N,在0~1s内空吊篮处于______(选填“平衡”或“非平衡”)状态,空吊篮重为______N(忽略绳重、摩擦和空气阻力);若绳子能承受的最大拉力为120N,则吊篮最多能装货物的质量为______kg。(g取10N/kg)
25. 在“探究水的沸腾”实验中,李明和张红选用规格完全相同的实验器材,用如图甲所示的装置进行实验。图乙是两名同学根据实验数据绘制出的水温随时间变化图像。
(1)根据如图乙所示图像可知:
①当地的大气压______ (选填“大于”“等于”或“小于”)1个标准大气压;
②水在沸腾过程中,虽然吸收热量,但是水的温度______ 。
③张红所用水的质量为200g,结合图像计算,她实验时水0~8min内吸收的热量Q= ______ J。
④李明和张红实验所用水的质量______ (选填“相同”或“不同”)。
(2)他们想探究气压对液体沸点的影响,设计了如图丙所示的装置,烧瓶的橡皮塞上从左到右依次是温度计和玻璃导管,水加热至沸腾,温度计示数为100℃,然后撤去酒精灯,待温度计示数为95℃时,由玻璃导管向外抽气,一段时间后水重新沸腾。由此可得出结论:水面上方气压越低,水的沸点______ (选填“越高”“不变”或“越低”)。
26. 用如图所示装置探究光的反射定律,白色硬纸板EF垂直于平面镜放置,能沿ON折转,ON垂直于平面镜。
(1)让入射光贴着纸板EF沿着AO射向平面镜的O点,观察反射光的方向,多次改变入射光的方向,观察并描绘光的径迹。量出入射角i和反射角r,记录如下表所示,比较入射角i和反射角r,可以得出:光发生反射时,反射角______ 入射角。当入射光线和反射光线相互垂直时,入射角是______ 。
(2)纸板EF右侧没有沿ON折转时,能观察到反射光,有折转时,观察不到反射光,说明光发生反射时,反射光线、入射光线和法线在______ 。
(3)将一束光贴着纸板EF沿BO射到O点,光沿图中的OA方向射出,说明光反射时,光路是______ (选填“可逆”或“不可逆”)的。
(4)由于光在纸板上发生了______ (选填“镜面反射”或“漫反射”),所以从不同方向都可以观察到光在纸板上传播的径迹。
(5)在水平桌面上平铺一张A4纸,在纸的中央平放一块小镜子,镜面朝上,在镜子上方用手电筒正对着镜子照射,从侧面观察,会看到镜子比A4纸______ (选填“较亮”或“较暗”),这是因为光从镜子正上方射到镜子发生了镜面反射,被镜子反射后,射入人眼的光线______ (选填“较多”或“较少”)。
27. 小华同学为“探究杠杆的平衡条件”,设计了如图所示的实验。
(1)实验前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节。
(2)调节好杠杆后,为了获取实验数据,在图乙、丙两个方案中,按 方案进行实验能更加方便地测出 。
(3)经过实验,得到的数据如下表:
由数据可初步得到的结论是 (用公式表示)。
(4)保持杠杆一直处于水平位置平衡,当弹簧测力计由图乙逐渐旋转至图丙所示位置时,弹簧测力计的示数 (选填“变小”“变大”或“不变”)。
(5)甲物体静置在水平地面上时,对地面的压强为p0。小华将甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端,把质量为m0的乙物体悬挂在杠杆的B端,如图丁所示,此时杠杆在水平位置平衡且甲物体对地面的压强为p1,AO:OB=1:3,O为支点。要使甲物体刚好被细绳拉离地面,小华设计了以下两种方案,请你帮他完成。
方案一:仅将支点O向 (选填“左”或“右”)移动适当距离。
方案二:仅增加乙物体的质量,则乙物体增加的质量为 。
28. 利用图甲电路测量未知电阻Rx的阻值。
(1)闭合开关前,应将图甲中滑动变阻器的滑片置于______ (选填“A”或“B”)端。
(2)闭合开关后,发现电流表和电压表均无示数,将图甲中E导线的F端依次与A,B、C、D四个接线柱试触,发现只有与D试触时电压表有示数,若故障只发生在开关或滑动变阻器处,则故障是______ 。
(3)排除故障后,实验测量数据如表所示,表格中M处电流值如乙图所示,数值是______ ,N处应填写的内容为______ ,Rx阻值测量的结果是______ Ω(保留一位小数)。
(4)用如图丙所示的电路将电流表改装成直接测量电阻的仪表,M、N是连接待测电阻的接线端,电流表表盘如图乙所示,量程选择为0~0.6A,电源电压恒为6V。改装步骤如下:
①将M、N直接相连,调节滑片P使电流表指针指在0.6A刻度上,此后保持滑片P位置不变。
②在M、N之间接入不同待测电阻,依据R与I的对应关系,将电流表表盘上刻度对应改为M、N之间所接电阻的阻值,从而完成将电流表改装成直接测量电阻的“电阻表”。
则该“电阻表”的刻度是______ (选填“均匀”或“不均匀”)的,在电流表0.3A刻度处应标______ Ω。
29. 如图某型号的四轮汽车,质量为1.6×103kg,每个轮子与地面的接触面积为0.02m3,当它以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶时,受到的阻力为600N,每行驶100km消耗汽油量为8L.(汽油的热值为3.7×107J/L,取g=10N/kg).求:
(1)汽车静止时对路面的压强。
(2)汽车以90km/h的速度匀速行驶时,牵引力的功率。
(3)当汽车以90km/h的速度匀速行驶时,汽车的效率。
30. 小字给家里楼顶的水箱制作了一个自动加水装置,初步设计如图所示,将两个完全相同的实心圆柱体A、B通过细绳与一压力传感器开关相连,吊在水平放置的圆柱形水箱中,已知每个圆柱体重为6N,底面积为50cm2。当水箱储水深度降到10cm,圆柱体一半浸在水中时,压力传感器开关所受拉力达到10N,其闭合开始加水。(细绳质量与体积均忽略不计)
(1)刚开始加水时,水箱底部所受水的压强p= ______ Pa。
(2)圆柱体B一半浸在水中时受到的浮力F浮= ______ N。
(3)圆柱体B的密度ρ= ______ kg/m3。
(4)当水箱储水深度达到1.5m时,压力传感器开关所受拉力为5N,其断开停止加水,求应设计A、B间细绳的长度。
31. 3D打印机是一种可快速成型的机器,它的原理是把数据和原料放进3D打印机中,通过逐层打印的方式来构造物体,如图甲所示是一款家用3D打印机,它所使用的丝材原料是PLA塑料,该材料的比热容c=1.6×103J/(kg⋅℃)。
(1)3D打印机喷头主要是利用了电流的______ 效应;将100g的PLA塑料从30℃加热到80℃,吸收的热量为多少?
(2)将该3D打印机单独接入家庭电路中工作40min,图乙中的家用电能表指示灯闪烁了500次,则该打印机的实际功率为多少?
(3)3D打印机利用温度传感器可实现对打印机喷头温度的精确测量,其原理简图如图丙所示,图丙中U1=9V,电磁铁的线圈电阻为40Ω,当电磁铁线圈的电流达到90mA时,衔铁被吸下来。温度传感器R1的阻值随温度的变化情况如表所示。
①若设置喷头的最高温度是180℃时,应将滑动变阻器R2的阻值调至多大?
②由于滑动变阻器无法直接读出电阻大小,现用一只电阻箱对图丙中电路进行调试,使喷头最高温度为150℃。请你写出调试过程。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:A、10张试卷的厚度大约1mm,一张试卷的厚度大约0.1mm,故A不符合实际;
B、家用电风扇正常工作的电流较小,大约为0.3A,故B不符合实际;
C、为了安全,汽车校园内的通道行驶时限速不超过:30km/h≈8m/s,故C不符合实际;
D、两个鸡蛋的质量约为100g=0.1kg,将两个鸡蛋举高1m,克服鸡蛋重力所做的功约为W=Gh=mgh=0.1kg×10N/kg×1m=1J,故D符合实际。
故选:D。
首先要对选项中涉及的几种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。
本题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
2.【答案】C
【解析】解:(1)用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,当接触验电器上端的金属球时,橡胶棒上的电子会转移到验电器上,金属箔片因与金属球连接,所以金属箔片也因有多余的电子而带负电,所以两片金属箔都带上负电荷相互排斥而张开;故AB错误,C正确;
(2)由于电流的方向与电子的定向移动方向相反,所以,瞬间电流方向是:金属箔到橡胶棒,故D错误。
故选:C。
(1)自然界只存在两种电荷,正电荷和负电荷。用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电;用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。
(2)电荷间的作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
解决此类问题要理解验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
3.【答案】A
【解析】解:A、冰雪消融,冰由固态变为液态是熔化,故A正确;
B、白气是空气中的水蒸气遇冷变成的小水珠,是液化现象,故B错误;
C、雾是小水珠,被太阳的照射后,小水珠由液态变成气态,是汽化现象,故C错误;
D、雾凇是空气中的水蒸气遇冷由气态直接变成固态,是凝华现象,故D错误。
故选:A。
熔化是通过对物质加热,使物质从固态变成液态的变化过程。
此类问题是考查对物态变化过程中的熔化现象的理解与掌握情况。
4.【答案】B
【解析】解:A.日晷面上呈现晷针的影子是光的直线传播形成的,故A不符合题意;
B.昆明湖水中的“倒影”,是平面镜成像,属于光的反射现象,故B符合题意;
C.幕布上呈现的“皮影”,是光的直线传播形成的,故C不符合题意;
D.雨后空中的“彩虹”是光的折射现象,故D不符合题意。
故选:B。
(1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等;
(2)光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的;
(3)光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的。
此题通过几个日常生活中的现象考查了对光的折射、光的直线传播、光的反射的理解与掌握,在学习过程中要善于利用所学知识解释有关现象,达到学以致用的目的。
5.【答案】C
【解析】解:A、“鱼洗”发出的声音,不可以在真空中传播,真空不能传声,故A错误;
B、“鱼洗”发出的声音,是由铜耳和铜盆的振动发出的,故B错误;
C、盆中形成浪花并迸溅水珠,说明发声的“鱼洗”正在振动,故C正确;
D、“鱼洗”齐鸣时犹如千军万马奔腾,是由于它们的响度大,故D错误。
故选:C。
(1)声音的传播需要介质,真空不能传声。
(2)声音是由物体的振动产生的。
(3)溅起的水花说明鱼洗在振动。
(4)声音的大小叫响度。
知道声音的产生和传播的条件;知道音调和响度的影响因素。
6.【答案】D
【解析】解:ABD、燃气烧水、暖手袋暖手和哈气取暖都是通过热传递方式来改变物体内能,故ABD不符合题意;
C、钻木取火是通过做功的方式来改变物体内能,故D符合题意。
故选:D。
改变内能的两种方式,做功和热传递;热传递是能量的转移过程,做功是能量的转化。
本题主要考查了改变内能的方式,解题关键是掌握改变内能的两种方式,做功和热传递,注意区分两者不同。
7.【答案】C
【解析】解:A、因为两容器内液面相平,由图可知液体内A点的深度大于液体内B点的深度,故A错误;
C、在探究液体内部压强的实验中,通过观察U形管中液面的高度差来判断液体压强的大小。液体中压强越大,U形管中液面的高度差也越大,由题可知压强计U形管两侧液面高度差在两种液体中关系为h1>h2,由此说明液体内A点的压强一定大于液体内B点的压强,故C正确;
B、液体压强与液体的深度和密度有关,要研究液体内部压强与液体密度的关系,就要控制液体深度相同,而题中A、B两点在两种液体中的深度不同,因此不能说明液体内部压强与液体密度有关,故B错误;
D、由前面分析出液体内A点的压强一定大于液体内B点的压强,即pA>pB,而hA>hB,根据液体压强公式p=ρ液gh可知不能判断甲容器中液体的密度一定大于乙容器中液体的密度,故D错误;
故选:C。
(1)探究液体内部压强用到的是压强计,通过观察U形管中液面的高度差来判断液体压强的大小。液体中压强越大,U形管中液面的高度差也越大;
(2)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;
(3)根据两液体中A、B两点的压强大小,再结合p=ρ液gh据此分析两种液体的密度大小关系。
本题以探究影响液体内部压强的因素为背景,考查了控制变量法和转换法的运用,难度一般。
8.【答案】C
【解析】解:A、“潜水艇”下潜过程中体积不变,根据F浮=ρ水gV排可知排开水浮力不变,故A正确;
B、“潜水艇”下潜过程中浮力小于重力,故B错误;
CD、“潜水艇”在A位置排开水的体积小于在B位置受到的浮力,根据F浮=ρ水gV排可知“潜水艇”在A位置受到的浮力小于在B位置受到的浮力,故C正确;
“潜水艇”在水中A位置时漂浮,所受的浮力等于自身的重力;当水舱中再充入一部分水时,“潜水艇”逐渐下沉,稳定后停留在水中B位置,所受的浮力等于自身的重力;已知“潜水艇”在A位置受到的浮力小于在B位置受到的浮力,故“潜水艇”在A位置受到的重力小于在B位置受到的重力,故D错误。
故选:C。
A、“潜水艇”下潜过程中体积不变,根据F浮=ρ水gV排可知排开水浮力的变化情况;
B、“潜水艇”下潜过程中浮力小于重力;
CD、“潜水艇”在A位置排开水的体积小于在B位置受到的浮力,根据F浮=ρ水gV排可知“潜水艇”在A位置受到的浮力与在B位置受到的浮力的大小关系;
“潜水艇”在水中A位置时漂浮,所受的浮力等于自身的重力;当水舱中再充入一部分水时,“潜水艇”逐渐下沉,稳定后停留在水中B位置,所受的浮力等于自身的重力;已知“潜水艇”在A位置受到的浮力与在B位置受到的浮力的大小关系,可得出“潜水艇”在A位置受到的重力与在B位置受到的重力的大小关系。
本题考查浮沉条件和阿基米德原理的应用,是一道综合题。
9.【答案】C
【解析】解:A、食品夹子的动力臂比阻力臂短,是费力杠杆,故A不符合题意;
B、筷子的动力臂比阻力臂短,是费力杠杆,故B不符合题意;
C、核桃夹的动力臂比阻力臂长,是省力杠杆,故C符合题意;
D、镊子的动力臂比阻力臂短,是费力杠杆,故D不符合题意。
故选:C。
(1)动力臂比阻力臂长的杠杆是省力杠杆。
(2)动力臂比阻力臂短的杠杆是费力杠杆。
(3)动力臂和阻力臂相等的是等臂杠杆。
知道杠杆的分类;知道常见杠杆的动力臂和阻力臂的关系。
10.【答案】B
【解析】解:A、舰载机在航空母舰的水平甲板上滑行时,具有惯性,故A错误。
B、舰载机起飞时,它与航空母舰的位置发生了变化,以起飞的舰载机为参照物航空母舰是运动的,故B正确。
C、舰载机加速升空的过程中,它的动能与重力势能都增加,故它的机械能也增加,故C错误。
D、舰载机在起飞的过程中,燃料燃烧释放的内能部分转化为舰载机的动能,故D错误。
故选:B。
(1)任何时候,任何物体都具有内能。
(2)被研究物体相对于参照物,位置发生了变化,就说物体是运动的,反之,就是静止的。
(3)机械能包括动能与重力势能。
(4)内能和机械能之间可以相互转化。
本题考查了惯性、参照物和能量的转化,属于基础题。
11.【答案】D
【解析】解:当按下门铃按钮时就会推动铁芯向左运动,此时线圈在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,为门铃提供电能,则该部件的工作原理是电磁感应现象;
A、该图是奥斯特实验,说明通电导线的周围存在磁场,故A不符合题意;
B、该图是探究通电螺线管周围磁场的实验,属于电流的磁效应,故B不符合题意;
C、图中有电源,通电导体在磁场中受力的作用而运动,故C不符合题意;
D、图中导体ab在在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,是电磁感应现象,故D符合题意。
故选:D。
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,这就是电磁感应现象。
本题考查了电磁学的几个实验,要掌握这几个实验的原理,本题的难度不大。
12.【答案】D
【解析】解:A、平面镜所成的像与物大小相同,在两侧安全门中成的像大小不变,故A错误。
BD、根据平面镜成像的特点可知,像与物到镜面的距离相等,像与物的连线与镜面垂直,像与物大小相同,在安全门向两侧打开后,人到镜面的距离不变,所以像的位置不变,在两个平面镜中都能成完整的像,且两个像的位置与原来像的位置重合,故B错误,D正确;
C、平面镜所成的像与物大小相同,在两侧安全门中成的像完整的像,故C错误;
故选:D。
平面镜成像特点:平面镜所成的像是虚像,像与物体的大小相同,像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等,像与物关于平面镜对称。
平面镜成的像与物大小相同,和物到镜的距离无关,人们感觉到的近大远小是一种视觉效果,不影响真实的大小。
13.【答案】C
【解析】解:A、由图可知,物距大于像距,则u>2f,此时成倒立、缩小的实像,故A错误;
B、保持凸透镜位置不变,如果蜡烛向左移动一段距离,物距增大,像变小,像距减小,光屏向左运动,靠近凸透镜,故B错误;
C、由于蜡烛的燃烧,烛焰的高度逐渐降低,根据光线过光心不改变方向,光屏上像的位置逐渐向上运动;故C正确;
D、因凹透镜对光线有发散作用,所以此时所成的像向后移动了,光屏必须向右移动才能接到清晰的像,故光屏应远离凸透镜才能成清晰的像,故D错误。
故选:C。
(1)凸透镜成像的三种情况和应用:u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机;2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪;u
(3)根据光线过光心不改变方向,判断像的移动情况;
(4)近视眼镜片是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用;物距越大,像距越小,成的像也越小。
此题考查了有关凸透镜成像的规律,掌握凸透镜成像的特点与物距、像距之间的关系,此题需根据物距与像距的大小关系得出成像的特点及物距和像距的范围,以及凹透镜对光线的发散作用。
14.【答案】C
【解析】解:用测电笔接触“法师”,氖管发光说明此时“法师”身体带电,而他没有触电,是因为把零线断开后,加之舞台上铺有塑料地毯,电流无法形成回路,所以选项C解释正确;
故选:C。
(1)使用测电笔时,手要接触笔尾金属体,笔尖金属体接触电线,氖管发光的是火线;
(2)只有当人体通过的电流达到一定值时,才会发生触电事故。
此题主要考查人体触电的原因。触电有两种情况:单相触电、双相触电。单相触电是站在地上,直接接触火线发生的触电事故。双相触电是同时接触零线和火线,发生的触电事故。
15.【答案】A
【解析】解:
AB、闭合开关,乙中的通电导体在磁场中受力运动,所以乙相当于电动机;通过连接轴,使甲中的线圈转动,甲中的线圈在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,感应电流流经小灯泡,小灯泡会发光,所以甲相当于发电机,故A正确、B错误;
C、增加电池的节数,通过乙的电流变大,乙转动变快,则甲中的线圈切割磁感线的速度变大,产生的感应电流变大,通过小灯泡的电流变大,小灯泡实际功率变大,小灯泡变亮,故C错误;
D、将电源正负极对调,通过乙的电流不变,乙的转速不变,甲的转速不变,产生的感应电流大小不变,灯泡亮度不变,故D错误。
故选:A。
(1)电动机是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理制成的。发电机是利用电磁感应的原理制成的。
(2)感应电流的大小与线圈的转动方向无关。
本题考查了电动机和发电机的工作原理,熟练掌握基础是解题关键。
16.【答案】CD
【解析】解:A.将新鲜的蔬菜封装在保鲜袋中,控制了液体的表面积,避免了空气流动的影响,可减慢蒸发,故A错误;
B.汽油机在做功冲程里,高温、高压的燃气膨胀推动活塞做功,将燃气的内能转化为机械能,故B错误;
C.酒精瓶的瓶塞打开后,室内弥漫着酒精味,属于扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故C正确;
D.沿海地区多水,内陆地区多砂石,水的比热容比砂石的比热容大,同样受冷和受热时温度变化小,所以沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小,故D正确。
故选:CD。
(1)影响蒸发快慢的因素有:液体的温度、液体的表面积、液体表面上方的空气流动速度;
(2)汽油机在做功冲程里,高温、高压的燃气膨胀推动活塞做功,将燃气的内能转化为机械能;
(3)分子永不停息地做无规则运动;
(4)水的比热容比砂石的较大,因此在同样受冷和受热时,水的温度变化较小,砂石的温度变化较大。
本题主要考查学生对影响蒸发的因素、比热容、扩散现象、汽油机做功冲程等的掌握,难度不大。
17.【答案】AD
【解析】解:A、在图甲中,手施加水平方向力F为15N,根据力的作用是相互的,则木块对手的作用力也是15N,故A正确;
B、在图甲中,木块处于静止状态,受平衡力作用,在竖直方向上它的重力和墙面对它的摩擦力是一对平衡力,木块受到的摩擦力等于它的重力为5N,故B错误;
C、图乙中,手对木块的作用力为15N,由于力的作用是相互的,因此木块对手的作用力也为15N,故C错误;
D、在图乙中,木块受到竖直向上的压力F、竖直向下的重力G、天花板向下的作用力F′,由力的平衡条件可得:F=F′+G,
所以,天花板对木块的作用力F′=F−G=15N−5N=10N,故D正确。
故选:AD。
(1)根据力的作用是相互的可做出判断;
(2)处于静止的物体或匀速直线运动状态的物体受平衡力作用;
(3)(4)先对图乙中物体进行受力分析,然后结合平衡力和力的合成做出判断。
本题考查了相互作用力、二力平衡条件,以及力的合成与应用,关键是明确物体的状态以及受力情况。
18.【答案】C
【解析】解:由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测L两端的电压,电压表V2测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
A、滑动变阻器的滑片P在某点时,电压表V1、V2的示数之和为4V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压U=4V,故A正确;
BCD、当R接入电路中的电阻变大时,其分得的电压变大,电压表V2的示数变大,此时电路中的总电阻变大,电路中的电流变小;
由图乙可知,电路中的电流最小I小=0.1A时,电压表的示数最大为3V,则对应的电压表应为V2,即图象为滑动变阻器R的I−U图象,故B正确;
由I=UR可得,滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R2大=U2大I小=3V0.1A=30Ω;
由图乙可知,电路中的电流最大I大=0.5A时,电压表V2的示数U2小=1.5V,
此时灯泡两端的电压:UL=U−U2小=4V−1.5V=2.5V,
此时灯泡两端的电压小于V1的量程,则此时灯泡应正常发光恰好达到额定功率,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路消耗的总功率最大,
滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R2小=U2小I大=Ω,
所以,滑动变阻器取值范围是3Ω~30Ω,故D正确;
灯泡的额定功率:PL=ULI大=2.5V×0.5A=1.25W,故C错误。
故选:C。
由电路图可知,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测L两端的电压,电压表V2测R两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)滑动变阻器的滑片P在某点时,电压表V1、V2的示数之和为4V,根据串联电路的电压特点求出电源的电压;
(2)当R接入电路中的电阻变大时,其分得的电压变大,电路中的电流变小,据此判断出图乙对应的电压表为V2,根据欧姆定律求出变阻器接入电路中的电阻;由图乙可知电路中的电流最大时电压表V2的示数,根据串联电路的电压特点求出V1的示数,然后与电压表的量程判断出此时灯泡应正常发光达到额定功率,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路消耗的总功率最大,根据欧姆定律求出变阻器接入电路中的最小阻值,根据P=UI求出灯泡的额定功率。
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,正确的判断出图乙对应的电压表和判断出灯泡正常发光时的电压是关键。
19.【答案】解:过球心作竖直向下的重力和沿绳子斜向上的拉力,如图所示:
【解析】(1)重力是物体由于受到地球的吸引而产生的力,方向竖直向下,作用在物体的重心上;
(2)绳子的拉力作用在小球上,方向沿绳子向上。
本题考查了力的示意图的画法,要注意所画力的作用点和方向,并注意在线段末端标明所画的力。
20.【答案】聚变 2.16×1015J
【解析】解:(1)东方超环的反应原理与太阳类似,通过核聚变释放巨大的核能,此过程中能量转化是,原子核能转化为内能,因其能量巨大、污染小等优点,被认为是人类未来最有希望的能源之一。
(2)人造太阳”每小时发电量为:
W=ηPt=60%×1×1012W×3600s=2.16×1015J。
故答案为:(1)聚变;(2)2.16×1015J。
(1)太阳内部进行着核聚变,由氢原子核聚变成氦原子核,释放出核能;
(2)已知功率和发电效率,利用公式W=ηPt可计算每小时发电量
本题考查了核能和电功的计算,属于基础题。
21.【答案】2.20 N
【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0.00cm对齐,右侧与2.20cm对齐,所以物体的长度为:L=2.20cm;
(2)由图2可知,电流从螺线管的右侧流入、左侧流出,用右手握住螺线管,四指的方向和电流方向相同,那么大拇指所指的A端即为螺线管的N极。
故答案为:2.20;N。
(1)使用刻度尺测量物体长度时,先观察刻度尺的分度值,再观察是否从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)知道螺线管中的电流方向,根据安培定则,用右手握住螺线管,四指的方向和电流方向相同,那么大拇指所指的一端即为螺线管的N极。
本题考查了刻度尺的读数方法、安培定则的应用,属于基础题目。
22.【答案】A <
【解析】解:(1)横轴表示压力大小,纵轴表示滑动摩擦力大小,由图乙可知,当压力大小一定时,A中对应的滑动摩擦力大于B中对应的滑动摩擦力,根据影响滑动摩擦力大小的因素,在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,故A木板更粗糙;
(2)木块受到向左的摩擦力,木板受到木块向右的摩擦力,且大小相同,木板还受到地面向右的摩擦力,故则F1
(1)影响滑动摩擦力的大小两个因素:压力大小和接触面的粗糙程度;根据图像分析,由影响滑动摩擦力大小的两个因素分析;
(2)对木板和木块进行受力分析,判断两个力的大小。
本题考查摩擦力以及受力分析的有关知识,难度不大。
23.【答案】铝 不会 电源
【解析】解:(1)在探究电磁感应现象的实验中,我们必须保证处于磁场中的这部分是导体。两种物质中,塑料是绝缘体,铝是导体,所以AB棒的材料可能是铝;
(2)闭合开关,让AB棒在磁场中竖直上下运动,AB的运动方向与磁感线平行,不能切割磁感线,没有感应电流产生,灵敏电流计指针不会偏转;
(3)电动机工作时,是将电能转化为机械能,由此可知,我们需要在电路中添加电源,即将灵敏电流计换成电源。
故答案为:铝;不会;电源。
(1)在探究电磁感应现象的实验中,我们必须保证处于磁场中的这部分是导体;
(2)闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动,导体中有感应电流;
(3)发电机是将机械能转化为电能的装置;电动机是将电能转化为机械能的装置。
本题是对于电磁感应现象的考查,需要学生对于电磁感应现象有一个清晰的认识,是一道好题。
24.【答案】非平衡 30 19
【解析】解:(1)由图丙可知,在0~1s内空吊篮的速度在变大,所以在0~1s内空吊篮处于非平衡状态;
(2)由图甲知,吊起动滑轮绳子的股数n=2,由图丙可知,1~2s时,吊篮匀速运动,此时绳子的拉力F=25N;
忽略绳重、摩擦和空气阻力,由公式F=1n(GA+G动)可知,空吊篮重力GA=nF−G动=2×25N−20N=30N;
(3)忽略绳重、摩擦和空气阻力,当F大=120N时,由公式F=1n(G+GA+G动)可知,吊篮最多能装货物的重力G=nF大−GA−G动=2×120−30N−20N=190N;
由G=mg可知,货物的质量m=Gg=190N10N/kg=19kg。
故答案为:非平衡;30;19。
(1)平衡状态是是指物体处于静止状态或匀速直线运动状态;
(2)由图甲知,吊起动滑轮绳子的股数,由图丙可知,1~2s时,吊篮匀速运动;忽略绳重、摩擦和空气阻力,利用公式F=1n(GA+G动)求空吊篮重力;
(3)忽略绳重、摩擦、空气阻力,根据F=1n(G+GA+G动)求出吊篮最多能装货物的重力,利用G=mg求出货物的质量。
本题考查了使用滑轮组时绳子拉力的计算和所提物体重力的计算、物体运动状态的判断以及重力公式的灵活运用,有一定难度。
25.【答案】等于 不变 16800 相同 越低
【解析】解:(1)①1标准大气压下水的沸点是100℃,从图乙可以看出,水的沸点为100℃,故此时大气压等于1标准大气压;
②水沸腾时,不断吸收热量,温度保持不变;
③由图乙可知,张红实验时,0~4min水温的变化为:Δt=100℃−90℃=10℃,
则他实验时0~4min水吸收的热量为:Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.2kg×10℃=8400J,
水0~8min内吸收的热量Q=2Q吸=2×8400=16800J;
④由图乙可知,李明和张红实验所用水在0~2min水温的变化均为5℃,水吸收相同的热量,温度变化相同,可以判断她们实验所用水的质量相同;
(2)撤去酒精灯,待温度计示数为95℃时,由玻璃导管向外抽气,一段时间后水重新沸腾,由此可得出结论:水面上方气压越低,说明水的沸点沸点越低,因此可初步得出结论:气压越低,液体沸点越低。
故答案为:(1)①等于;②不变;③16800;④相同;(2)越低。
(1)①1标准大气压下水的沸点是100℃,液体沸点随气压的升高而升高;
②水沸腾时,不断吸收热量,温度保持不变;
③由图乙读出0~4min水温的变化,根据Q吸=c水mΔt求出水吸收的热量,相同时间水吸收的热量相同,据此求得0~8min内吸收的热量;
④相同质量的水,吸收相同的热量,温度变化相同;
(2)液体的沸点与气压有关,气压越低,沸点越低。
本题考查探究水的沸腾实验以及气压对液体沸点的影响的实验,难度不大。
26.【答案】等于 45° 同一平面内 可逆 漫反射 较暗 较少
【解析】解:(1)根据表格中的数据可知,光反射时,反射角等于入射角;
因为反射光线与入射光线垂直,即反射光线跟入射光线的夹角是90°所以入射角为90°2=45°。
(2)在实验过程中,将纸板向前或向后折,是为了验证反射光线与入射光线在同一平面内,此时把半面纸板F向前或向后折,不能看到反射光线,说明反射光线与入射光线及法线ON在同一平面内;
(3)将一束光贴着纸板EF沿BO射到O点,光沿图中的OA方向射出,这表明在光的反射中,光路是可逆的;
(4)在不同方向都可以看到纸板上入射光AO的径迹,这是因为光在纸板上发生了漫反射的缘故;
(5)当手电筒垂直照射白纸和平面镜,平面镜发生镜面反射,反射光线垂直反射,从侧面看时,几乎没有光线进入人眼,人眼感觉平面镜是暗的。
故答案为:(1)等于;45°;(2)同一平面内;(3)可逆;(4)漫反射;(5)较暗;较少。
(1)根据表格中的数据得出结论;
根据入射光线和反射光线的夹角等于入射角与反射角之和,可求出入射角;
(2)反射光线、入射光线和法线在同一平面内;
(3)若沿反射光线的方向入射,则反射光线沿入射光线的方向射出;
(4)在不同方向都能看到光的传播路径,是由于光在光屏上发生了漫反射而进入我们的眼里;
(5)人看物体的条件是物体发出的光线或反射的光线进入人的眼睛,进入眼睛的光越多,感觉越亮,进入的越少感觉越暗。
此题是探究光的反射定律的内容,要掌握光的反射定律的内容,知道反射光线、入射光线、法线在同一平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。同时考查了光路的可逆性。
27.【答案】平衡 右 乙 力臂 F1L1=F2L2 变大 左 p1m0p0−p1
【解析】解:(1)如图甲所示,杠杆在此位置静止,所以此时杠杆处于平衡状态;要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向右调节;
(2)力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来,图乙所示实验,测力计拉力与杠杆垂直,可以直接从杠杆上读取测力计拉力力臂,图丙所示实验,拉力与杠杆不垂直,不便于测量测力计拉力力臂,图乙中竖直向上拉动实验操作更方便;
(3)由表中实验数据可知,F1L1=F2L2,此时杠杆平衡,由此可得:杠杆平衡条件是:F1L1=F2L2;
(4)当弹簧测力计逐渐由图乙位置向右倾至图丙的位置时,弹簧测力计拉力的力臂在减小,根据杠杆的平衡条件,弹簧测力计的示数变大;
(5)方案一:将支点O向左移动适当的距离,OA减小,OB增大,由FA×OA=m0g×OB可知,FA变大,当FA=G甲时,甲物体刚好拉离地面;
方案二:甲静止在地面,G甲=F甲=p0S,
如图丁所示,当杠杆在水平位置平衡且甲物体对地面的压强为p1,此时物体对地面的压力F1=p1S,杠杆A端受到的拉力FA=G甲−F1=p0S−p1S,
由杠杆平衡条件可知,FA×OA=G0×OB,即(p0S−p1S)×1=m0g×3,则S=3m0gp0−p1,
当甲物体刚好被细绳拉离地面时,由杠杆平衡条件可知:
G甲×OA=G总×OB,
即有p0S×1=(m0g+Δmg)×3,
则:p0×3m0gp0−p1=3(m0g+Δmg),
所以Δm=p1m0p0−p1。
故答案为:(1)平衡;(2)乙;力臂;(3)F1L1=F2L2;(4)变大;(5)左;p1m0p0−p1。
(1)杠杆平衡状态:静止或者匀速转动;为使杠杆在水平位置平衡,应调节螺母向上翘的一端移动;
(2)探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡,此时力的方向与杠杆垂直,力臂的长度可以直接从杠杆上读出来;
(3)分析表中数据可得出结论;
(4)据图示判断弹簧测力计拉力力臂的大小关系;
(5)根据杠杆平衡条件进行分析。
本题考查探究杠杆平衡条件的实验,关键是将实验操作要求及结论掌握清楚,仔细分析即可。
28.【答案】B 开关断路 0.48 电阻R/Ω 5.1 不均匀 10
【解析】解:(1)为了保护电路,闭合开关前,应将图甲中滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,即B端;
(2)电压表正接线柱E导线的F端接D接线柱时,电压表有示数,说明D与电源正极间电路连接完好,不存在断路;电压表正接线柱与A、B、C接触时电压表无示数,说明这些点与电源正极间存在断路,而电路只有一处故障,所以电路在C与D两点间出现了断路,如故障只发生在开关或滑动变阻器处,则故障是开关断路;
(3)电流值如乙图所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.48A;该实验是测量未知电阻Rx的阻值,测出了未知电阻Rx两端的电压和通过的电流,下一步需要计算未知电阻Rx的阻值,故N处应填写的内容为电阻R/Ω;
由表中数据可知,
R1=U1I1=Ω,R2=U2I2=≈5.3Ω,R3=U3I3=Ω,
故Rx阻值测量的结果为:
Rx=R1+R2+R33=5Ω+5.3Ω+5Ω3=5.1Ω;
(4)将M、N直接用导线相连,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表满偏(示数为0.6A),由欧姆定律,此时滑动变阻器接入电路的阻值为:
R滑=UI=6V0.6A=10Ω;
若通过电流表的电流为I,由欧姆定律和电阻的串联规律,M、N之间接入电阻的阻值表达式为:
R=UI−10Ω=6VI−10Ω-----①,
由①知,R与I是一次函数关系,故将电流表改装成直接测量电阻的仪表后,仪表盘上的刻度是不均匀的;
在电流表0.3A刻度处应标:R=UI−10Ω=6VI−10Ω=6V0.3A−10Ω=10Ω。
故答案为:(1)B;(2)开关断路;(3)0.48;电阻R/Ω;5.1;(4)不均匀;10。
(1)为了保护电路,闭合开关前,应将图甲中滑动变阻器的滑片置于阻值最大处;
(2)用电压表判断电路故障,电压表有示数,说明电路与电压表所接触位置与电源正极间是连通的,电压表无示数,说明该点与电源正极间断路;
(3)根据电流表选用量程确定分度值读数;根据实验目的进行分析回答;根据表中数据结合R=UI分别求出三次实验的电阻值,然后取平均值;
(4)当电流表满偏时,根据欧姆定律求出此时滑动变阻器接入电路的阻值;由欧姆定律和串联电阻的规律得出M、N之间接入电阻的阻值表达式,据此表达式分析仪表盘上的刻度是否均匀;根据电流表的分度值利用电阻的阻值表达式求出电流表0.3A刻度处的阻值。
本题测量未知电阻Rx的阻值实验,考查了注意事项、电流表读数、表格的设计、电阻的计算、串联电路的规律及欧姆定律的运用,体现了与高中知识的衔接。
29.【答案】解:(1)汽车对地面的压力:
F=G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N,
S=0.02m2×4=0.08m2,
汽车对地面压强:
p=FS=1.6×104N0.08m2=2×105Pa;
(2)汽车行驶距离:
s=vt=60km/h×1h=60km,
由于汽车在平直路面上匀速行驶,则汽车的牵引力F=f=600N,
汽车牵引力做的功:
W=Fs=600N×60×103m=3.6×107J;
牵引力做功功率:
P=Wt=3.6×107J3.6×103s=1×104W=10kW。
(3)汽车行驶100km,牵引力做的有用功:
W=Fs=600N×1×105m=6×107J,
汽油完全燃烧放出的能量:
Q放=Vq=8L×3.7×107J/L=2.96×108J,
汽车的效率:
η=WQ放×100%=6×107J2.96×108J×100%≈20.3%。
答:(1)汽车静止时对路面的压强为2×105Pa。
(2)汽车以90km/h的速度匀速行驶时,牵引力的功率为10kW。
(3)当汽车以90km/h的速度匀速行驶时,汽车的效率为20.3%。
【解析】(1)知道汽车的质量,汽车对地面的压力等于汽车重,求出受力面积(四个轮子与地面的接触面积),利用压强公式求汽车对地面压强;
(2)利用速度公式求汽车行驶距离,由于汽车在平直路面上匀速行驶,汽车的牵引力等于受到的阻力,利用功的公式求汽车牵引力做的功;利用功率公式求牵引力做功功率
(3)利用W=Fs求出有用功,利用Q放=Vq求出汽油完全燃烧放出的能量,根据效率公式求效率。
本题考查了学生对压强公式、速度公式、功的公式、功率、效率公式、二力平衡条件的掌握和运用,计算固体压强时,注意受力面积的计算(四个轮子与地面的接触面积),另外功率还可以用P=Fv计算。
30.【答案】1×103 2 1.5×103
【解析】解:(1)刚开始加水时,水的深度h=10cm=0.1m,
水箱底部所受水的压强:p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa;
(2)圆柱体B一半浸在水中时,把2个圆柱体看作一个整体,B受向上的浮力、压力传感器对整体向上的拉力和整体竖直向下的总重力,
根据力的平衡条件可知,F浮+F拉=G总,
则圆柱体受到的浮力:F浮=G总−F拉=2×6N−10N=2N;
(3)由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,圆柱体B排开水的体积:V排=F浮ρ水g=2N1×103kg/m3×10N/kg=2×10−4m3,
则圆柱体B的体积:VB=2V排=2×2×10−4m3=4×10−4m3,
由G=mg可知,圆柱体B的质量:mB=GBg=6N10N/kg=0.6kg,
圆柱体B的密度:ρ=mBVB=0.6kg4×10−4kg/m3=1.5×103kg/m3;
(4)当水箱储水深度达到h2=1.5m时,压力传感开关所受拉力为5N,
此时AB受到的总浮力:F浮′=G−F拉′=2×6N−5N=7N,
由F浮=ρ水gV排得,AB浸入水中的总体积:V排′=F浮′ρ水g=7N1×103kg/m3×10N/kg=7×10−4m3,
圆柱体的底面积为50cm2=5×10−3m2,
AB浸入水中的总深度:hAB=V排′S=7×10−4m35×10−3m2=0.14m,
当水深为h1=10cm时,B浸入水中的深度:hB=V排S=2×10−4m350×10−4m2=0.04m,
则AB浸入水中增加的深度:
Δh=hAB−hB=0.14m−0.04m=0.1m,
AB间细线的长度:
h=h2−h1−Δh=1.5m−0.1m−0.1m=1.3m。
答:(1)1×103;
(2)2;
(2)1.5×103;
(3)A、B间细线的长度1.3m。
(1)根据p=ρ水gh求出水箱底部所受水的压强;
(2)把2个圆柱体看作一个整体,B受向上的浮力、压力传感器对整体向上的拉力和整体向下的总重力,根据力的平衡条件求出圆柱体B受到的浮力;
(3)根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排求出B排开水的体积,据此求出B的体积;根据G=mg求出B的质量,根据密度公式求出圆柱体B的密度;
(4)当水箱储水深度达到1.5m时,压力传感开关所受拉力为5N,求出此时AB受到的浮力,进而求出AB浸在水中的体积,再求出浸入水中的深度,再求出AB浸入水中增加的深度,进而求出A、B间细线的长度。
本题考查浮力、体积、高度等的计算,难点是求AB在开始注水和停止注水时浸入水中的深度,本题难度很大,解题时一定要认真分析。
31.【答案】热
【解析】解:
(1)3D打印机喷头工作时需要对PLA塑料加热,主要是利用了电流的热效应。
100g的PLA塑料从30℃加热到80℃,吸收的热量:
Q吸=cm(t−t0)=1.6×103J/(kg⋅℃)×0.1kg×(80℃−30℃)=8000J;
(2)图乙中,3000imp/(kW⋅h)表示电路中用电器每消耗1kW⋅h的电能,电能表的指示灯闪烁3000次,
指示灯闪烁500次时,打印机消耗的电能:
W=500imp3000imp/(kW⋅h)=16kW⋅h,
打印机的实际功率:P=Wt=16kW⋅h4060h=0.25kW=250W。
(3)①当设置喷头的最高温度是180℃时,此时电路中的总电阻:R=U1I=9V0.09A=100Ω,此时温度传感器R1的阻值R1=30Ω;所以滑动变阻器连入电路的电阻为:R2=R−R1−R线圈=100Ω−30Ω−40Ω=30Ω。
②为使喷头最高温度为150℃,调试过程:
第一步:断开开关,将滑动变阻器调到阻值最大处,用电阻箱替换温度传感器R1,并将电阻箱的阻值调为35Ω;
第二步:闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到电流表的示数为90mA。
故答案为:(1)热;100g的PLA塑料从30℃加热到80℃,吸收的热量为8000J;
(2)该打印机的实际功率为250W;
(3)①若设置喷头的最高温度是180℃时,应将滑动变阻器R2的阻值调至30Ω;
②调试过程见解答。
(1)电流通过导体产生热量的现象叫电流的热效应;知道PLA塑料的质量、比热容、初温和末温,利用Q吸=cm(t−t0)求吸收的热量。
(2)3000imp/(kW⋅h)表示电路中用电器每消耗1kW⋅h的电能,电能表的指示灯闪烁3000次,据此求指示灯闪烁500次时,打印机消耗的电能,再利用P=Wt计算打印机的实际功率。
(3)①当设置喷头的最高温度是180℃时,知道电源电压、电路中电流,利用欧姆定律求此时电路中的总电阻,知道此时温度传感器R1的阻值;可求滑动变阻器连入电路的电阻。
②为使喷头最高温度为150℃,调试过程:第一步:断开开关,将滑动变阻器调到阻值最大处,用电阻箱替换温度传感器R1,并将电阻箱的阻值调为35Ω;第二步:闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到电流表的示数为90mA。
本题考查了电流热效应、吸热公式、欧姆定律、电功率公式的应用,以及对电能表相关参数的理解,难点在第三问,明确调试原理是关键。实验次数
1
2
3
4
5
6
入射角i(°)
15
30
45
60
70
80
反射角r(°)
15
30
45
60
70
80
实验序号
动力F1/N
动力臂动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
1.5
0.10
1.0
0.15
2
10
0.30
2.0
0.15
3
2.0
0.15
1.5
0.20
实验序号
1
2
3
电压表示数U/V
0.8
1.6
2.4
电流表示数I/A
0.16
0.30
M
N
温度/℃
30
60
90
120
150
180
电阻/Ω
140
90
58
40
35
30
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