2024年陕西师范大学附属中学中考物理第二次适应性试卷
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这是一份2024年陕西师范大学附属中学中考物理第二次适应性试卷,共39页。试卷主要包含了选择题,填空与作图题,实验与探究题,综合题等内容,欢迎下载使用。
1.(2分)下列对一些物理量的估测中比较贴近事实的是( )
A.托起两个鸡蛋所用的力约为10N
B.西安近几年夏天的最高气温有时候会达到40℃以上
C.物理课本的质量约为2kg
D.一名中学生站立时对地面的压强约为1000Pa
2.(2分)如图是教材中的几个物理实验插图,下列有关这几个实验的说法错误的是(
A.甲图中的实验装置可以探究气体的扩散现象
B.乙图中重物不掉落,说明分子间存在引力
C.丙图中瓶塞跳起之前,瓶内气体内能不断增加
D.丁图中塞子受到水蒸气的压力而冲出去,与热机的压缩冲程相同
3.(2分)如图所示的光现象,下列说法中正确的是( )
A.甲图中,烛焰通过小孔在光屏上成倒立的虚像,且像的形状与小孔形状有关
B.乙图中,漫反射的反射光线杂乱无章,所以漫反射不遵循光的反射定律
C.丙图中,岸上的人看到水中的鱼,是光的折射形成的实像
D.丁图中,激光笔发出的一束光入射到某种液体中,其光路表明该液体是不均匀的
4.(2分)如图所示,是一种未来可用于航空飞行器制造的“微格金属”特殊材料,这是一种合成的3D多孔开放式蜂窝聚合物材料,该材料99.99%中空结构,意味着99.99%部分都是空气,可以放置在一朵蒲公英上;如果将一枚鸡蛋包裹在该材料中,从25楼扔下,即使砸坏地面鸡蛋也不会破损;用外力将它压缩50%,外力撤销后能够完全恢复原状。下列物理属性与它无关的是( )
A.密度小B.导热性好C.硬度大D.弹性好
5.(2分)2月18日,在马来西亚沙阿兰举行的2024年亚洲羽毛球团体锦标赛男子团体决赛中,中国队3比0战胜马来西亚队,获得冠军。下列说法正确的是( )
A.打出去的羽毛球受到重力、球拍的作用力和空气阻力
B.羽毛球能被球拍击飞,说明力可以改变物体的运动状态
C.被斜向打出去的羽毛球运动到最高点时,若其所受力全部消失,羽毛球将处于静止状态
D.落在水平地面上的羽毛球所受地面的支持力与羽毛球对地面的压力是一对平衡力
6.(2分)小明尝试用所学物理知识解释生活中的物理现象,其中错误的是( )
A.冰刀鞋的刀刃做得很薄是为了增大压强
B.坐沙发比硬板凳舒服是因为沙发比较软,增大受力面积从而减小压强
C.深海中的鱼被捕捞起来常会因内脏破裂而死亡,此现象与大气压强有关
D.高铁站设置安全线是因为流体流速大的地方压强小
7.(2分)如图所示,水平桌面上放有甲、乙、丙三个完全相同的圆柱形容器,容器内水面高度相同。若甲容器内只有水;乙容器中放入木块静止时漂浮在水面上;丙容器中有一个空心小球静止时悬浮在水中。则下列四种说法正确的是( )
A.如果向乙容器中加盐水,木块静止时受到的浮力变大
B.丙容器对桌面的压强最大
C.如果将小球分成大小两块,大小两块仍悬浮在水中
D.三个容器中的水对容器底部压强一样大
8.(2分)如图是一个住宅户内的配电系统方框图。下列说法中正确的是( )
A.空气开关Q与吊灯灯泡是并联
B.当吊灯正常发光时,用试电笔接触P处的导线氖管不会发光
C.当站在地上的人不小心用手指接触到插孔M内的金属片时,漏电保护器会迅速切断电流,对人身起到保护作用
D.当N处的空气开关跳闸时,一定是空调和吊灯同时使用引起的
9.(2分)小鑫同学看到了一个悬浮地球仪摆件,于是利用选购材料制作了一个仿制品,并成功地将他的地球仪稳定地“悬浮”起来。下列说法正确的是( )
A.实现“悬浮”的磁铁A端是S极
B.M点处磁感线方向竖直向下
C.若要增加地球仪“悬浮”的高度,可将滑片P向上移动加以调节
D.地球仪在更高的位置稳定“悬浮”后,受到的磁铁对它的斥力变大
10.(2分)如图﹣1所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器上标有“20Ω,2A”,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到a点时,小灯泡恰好正常发光;在图﹣2中绘制出电流表与两电压表示数关系的图像。下列说法中正确的是( )
A.曲线甲是灯泡的电流﹣电压图像
B.小灯泡的正常发光时的电阻为25Ω
C.电路中的最小功率为4.8W
D.滑片在a点时,滑动变阻器与小灯泡的功率之比为5:1
二、填空与作图题(共8小题,每空1分,每图2分,计22分)
11.(3分)如图哈尔滨冰雪大世界开园后,数以万计的南方“小土豆”们共赴冰雪盛宴。园内城堡、滑梯等都是由冰块雕琢而成,地上还积了厚厚的雪,冰与雪形成的原因分别是 、 (填写物态变化的名称),以上过程需要 热。
12.(2分)生活中有许多“吸”的现象,如图将气球与头发摩擦后相互靠近时,气球与头发“吸在一起,是因为摩擦后的气球与头发带有 (选填“同种”或“异种”)电荷而相互吸引;腌制咸鸭蛋的过程中,鸭蛋会“吸”入盐分,这是 现象。
13.(3分)在课后托管服务中,李明参加了学校滑板运动兴趣小组,既增强了体质,又享受到体育运动的乐趣。
(1)当李明提着滑板在水平路面上匀速行走,他对滑板 (选填“做功”或“不做功”)。
(2)李明发现滑板滑行过程中,轮子发热,其内能 ,这是通过 的方式改变内能(选填“做功”或“热传递”)。
14.(3分)如图,一位摄影爱好者用频闪摄影拍摄的极限跳伞运动员从悬崖上跳下的过程。从运动员离开悬崖时开始,每隔0.3s曝光一次,得到了一张记录运动员在打开降落伞之前的一段下落情况的照片。已知从a点到d点可视为沿竖直方向运动,空气阻力不能忽略。对于运动员从a点到d点的下落过程,用时 s,运动员的机械能 (选填“守恒”或“不守恒”),bc段比cd段重力做功的功率 (选填“大”或“小”)。
15.(3分)我国海军福建舰航母配备先进的电磁弹射系统,其简化原理如甲图。金属滑块处于强磁场中,通过牵引索与飞机相连,构成电磁弹射器。当金属滑块接通强电流时,滑块会获得强大的推力,牵引飞机加速起飞。电磁弹射器的工作原理类似于 (选填“发电机”、“电动机”或“电磁铁”)。为避免下方滑轨因受金属滑块的压力过度磨损,某同学设计了乙和丙两种方案(忽略绳重和摩擦),这两种方案中较省力的是 方案,滑轮组机械效率较高的是 方案。
16.(4分)如图所示,是为了搬运建筑材料而使用的简单机械。某次用该机械匀速起吊600kg的物体时,物体上升5m用时3s,滑轮组的机械效率是80%,则所做有用功是 J,总功的功率是 W,拉力F是 N。若用该装置提升质量更大的物体,其机械效率将 。
17.(2分)图甲是打开的汽车后备箱盖,它被液压杆支撑(不计后备箱盖重).关箱盖时,它可看作一个杠杆,图乙是其简化图,O是支点,F2是液压杆作用在A点的阻力。请在图乙中画出在B点关上后备盖的最小动力F1及其力臂L1。
18.(2分)请利用平面镜成像的特点在图中作出AB物体在平面镜中的像,保留作图痕迹。
三、实验与探究题(共4小题,每空1分,计22分)
19.(5分)请完成与下列实验有关的填空。
(1)小红在“探究串联电路电流特点”的实验时,闭合开关前发现电流表指针如图1所示,接下来她要对电流表进行的操作是 ;
(2)如图2,是探究不同物质吸热本领的实验装置图,采用相同的热源,通过比较 来比较水和煤油吸收热量的多少;
(3)如图3,如果选用编号A、D两根电阻丝进行实验,是为了验证导体的电阻与导体的 有关;
(4)如图4,为某同学用刻度尺测量物体长度的情境,则所测物体的长度为 cm。
20.(7分)小明观察发现,在玻璃窗中可看到室内物体的影像,在将玻璃窗外推的过程中,可看到窗里影像的位置在发生变化,如图甲。为了搞清楚原因,他进行了如下探究:
(1)如图乙,将白纸放在水平桌面上,再将茶色玻璃板竖直放置在白纸上。用玻璃板代替平面镜进行实验的目的是为了便于确定 ;
(2)如图丙:①在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B(与蜡烛A大小完全相同)竖立在玻璃板后面移动,按照眼睛 (选填“①”、“②”或“③”)的位置观察光屏,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,这说明像与物等大;
②移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块不透明的光屏,按照眼睛 (选填“①”、“②”或“③”)的位置观察光屏,光屏上不能出现蜡烛的像,说明物体通过平面镜所成的像是 (选填“虚”或“实”)像;
(3)如图丁所示,小明在实验中采用的是厚玻璃板,他观察到蜡烛A通过玻璃板成了两个清晰的像k1和k2,则像k1的像距为 (选填“v1或“v2”)。若在图丙中k1和k2两个像中间放置一块不透明的薄挡板,则小明在蜡烛A这一侧透过玻璃板能看到 。(选填“只有k1、“只有k2”或“k1和k2”);
(4)如图戊所示,保持蜡烛A不动,将图乙中玻璃板绕竖直边CD垂直纸面逆时针(俯视)转动一个小角度至虚线处,如图戊所示,则蜡烛∧的像应是在图中的 (选填“A1”、“A2”或A3)位置;
(5)小明又将一枚硬币放在竖直的玻璃板前,硬币的像在a处,将平面镜平移至如图己所示的位置时,硬币的成像情况是 (选填字母代号)。
A.硬币成像在a处
B.硬币成像在b处
C.硬币成像在c处
D.硬币无法通过平面镜成像
21.(5分)小丽想“探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间是否有关”。他设计的实验电路如图甲所示,图乙为实验电路的装置示意图,两个完全相同的烧瓶内分别装有质量和初温都相同的液体。
(1)在“探究导体产生的热量跟电阻的关系中”:
①在两个烧瓶瓶中分别接入阻值 (选填“相同”或“不同”)的电阻丝R1和R2;
②该实验是通过 来反映电流通过电阻丝产生热量的多少;
③为了使实验现象更加明显,烧瓶内的液体应选用 (选填“水”、“煤油”)。
(2)在“探究导体产生的热量跟电流的关系”中:
小丽在原有实验基础上进行了改装,烧瓶部分如图丙所示,其余均与原实验相同。在两个烧瓶中分别接入阻值相同的电阻丝R,在温度计b烧瓶外并联了一相同阻值的电阻R,目的是 ;
(3)小丽将乙图中两烧瓶内分别装入质量和初温都相同的不同液体a和b,并接入阻值大小相同的电阻,用来,“探究不同物质的吸热能力”。根据测得的实验数据绘制的图象如丁图所示,由图象可知,液体a的比热容 (选填“大于”、“小于”或“等于”)液体b的比热容。
22.(5分)2023年杭州亚运会女子单人十米台焦点对决赛中,全红婵再次以“水花消失术”勇夺金牌。观看直播的小东对运动员入水时水花大小的影响因素产生了兴趣。通过反复观看对比如图A所示的“入水”过程后,他认为“水花”大小可能与以下因素有关。
猜想1:入水角度θ;
猜想2:入水速度v;
猜想3:入水面积S;
猜想4:人体体积V。
(1)根据图B全红婵选择的入水姿势可知,入水角度 时(选填“较大”或“较小”),水花会较小;
(2)小东找来一个如图C所示的矿泉水瓶进行实验,为模拟人体密度特征,他应在矿泉水瓶内灌满 (选填“酒精”、“水”或“沙子”);
(3)为探究猜想2,小东应将矿泉水瓶从水面上方 (选填“相同”或“不同”)的高度由静止自由下落,并比较水花的大小;
(4)小东又找来如图D、E所示的两个矿泉水瓶,C、D、E三个瓶盖的横截面积关系为SC=SD<SE,他将C、D、E三个瓶子从水面上方相同高度由静止自由下落,发现水花依次变小。比较C、E可知:相同条件下,运动员体积越大,水花越 ;比较D、E可知:运动员跳水时应选择图 (选填“F”或“G”)所示的手势为好。
四、综合题(第22题7分,第23题9分,共计16分)
23.(7分)如图所示,为“国防七子”之一的西工大研发的一款仿蝠鲼柔体潜航器,和蝠鲼游动时的吻合度达到了90%。潜航器的重型版的质量大约1000﹣5000kg,翼展大约5﹣8m,可以搜集各种水面和水下目标的信息,还可以携带小型武器,下潜至1025m执行任务,这使得该潜水器能跟踪目前几乎所有的潜艇,配上吸盘可以吸附在潜艇底部而不被敌方发现。还可以在海底和无人艇协同作战。(g取10N/kg)
(1)当该潜航器通过吸盘吸附在敌方运动的潜艇底部时,潜航器以敌方潜艇为参照物是 (选填“运动”、“静止”)的。
(2)当潜水器和无人艇协同作战时,是通过 波互通信息的。
(3)当蝠鲼潜航器下潜至1025m时,其底部所受的液体压强是多少?
(4)当5000kg的潜航器悬浮在水中时,所受的浮力为多大?排开水的体积为多大?
24.(9分)小峰家新买了一款电烤箱,共有三个挡位,其简化电路如图甲所示,R1、R2均为加热电阻,可通过旋转开关实现高、中、低挡位切换。电烤箱的相关参数如表所示,
求:
(1)电烤箱在低温挡正常工作时的电流;
(2)电烤箱中R2的阻值;
(3)电烤箱的额定高温挡功率;
(4)在用电高峰期,家庭电路中的实际电压会有所改变。某次用电高峰期,单独让电烤箱在高温挡工作3min,图乙中的电能表表盘转了100圈,求用电器两端的实际电压。
2024年陕西师大附中中考物理第二次适应性试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共10小题,每小题2分,计20分.每小题只有一个选项是符合题意的)
1.(2分)下列对一些物理量的估测中比较贴近事实的是( )
A.托起两个鸡蛋所用的力约为10N
B.西安近几年夏天的最高气温有时候会达到40℃以上
C.物理课本的质量约为2kg
D.一名中学生站立时对地面的压强约为1000Pa
【分析】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,找出符合事实的答案。
【解答】解:A、两个鸡蛋的质量约100g=0.1kg,托起两个鸡蛋的力在F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N左右,故A错误;
B、健康人正常体温为37℃,西安近几年夏天的最高气温有时候会达到40℃以上,故B正确;
C、物理课本的质量约200g=0.2kg,故C错误;
D、中学生每只鞋的底面积大约为200cm2,即0.02m2,故双脚面积S=0.04m2;中学生的质量大约为50kg,压力F=G=mg=50kg×10N/kg=500N,压强p===1.25×104Pa,故D错误。
故选:B。
【点评】估测法是利用物理概念、规律、物理常数和常识对物理量的数值、数量级进行快速计算以及对取值范围合理估测的方法。
2.(2分)如图是教材中的几个物理实验插图,下列有关这几个实验的说法错误的是(
A.甲图中的实验装置可以探究气体的扩散现象
B.乙图中重物不掉落,说明分子间存在引力
C.丙图中瓶塞跳起之前,瓶内气体内能不断增加
D.丁图中塞子受到水蒸气的压力而冲出去,与热机的压缩冲程相同
【分析】(1)扩散现象指的是不同种物质自发地彼此进入对方的一种无规则运动现象;
(2)分子间同时存在相互作用的引力和斥力。
(3)对物体做功,物体的内能会增加,物体对外做功,其内能会减小。
(4)气体膨胀对外做功,将内能转化为机械能;热机的压缩冲程中,机械能转化为内能;做功冲程中,内能转化为机械能。
【解答】解:A、二氧化氮气体的密度大于空气,当撤去玻璃板后,两者混合在一起,使装空气的瓶子也变成了红棕色,可以探究气体分子的扩散现象,故A正确;
B、分子间具有引力和斥力,乙图中重物不掉落,说明分子间存在引力,故B正确;
C、丙图中活塞跳起之前,压缩瓶内气体做功,瓶内气体内能增加,故C正确;
D、丁图塞子受到水蒸气的压力而冲出去,试管内水蒸气内能转化为活塞机械能,与热机做功冲程的能量转化相同,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查了分子动理论、改变物体内能的方法等,属于综合性题目,难度不大。
3.(2分)如图所示的光现象,下列说法中正确的是( )
A.甲图中,烛焰通过小孔在光屏上成倒立的虚像,且像的形状与小孔形状有关
B.乙图中,漫反射的反射光线杂乱无章,所以漫反射不遵循光的反射定律
C.丙图中,岸上的人看到水中的鱼,是光的折射形成的实像
D.丁图中,激光笔发出的一束光入射到某种液体中,其光路表明该液体是不均匀的
【分析】(1)小孔成像的原理是光的直线传播,所以小孔所成的像一定是倒立的实像,至于成像的大小取决于像与物到小孔的距离;
(2)光发生反射时要遵循光的反射定律,漫反射也遵循光的反射定律;
(3)当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会偏折,发生折射现象,如:看水里的鱼比实际位置浅、彩虹等;
(4)光在同种均匀介质中沿直线传播。
【解答】解:A.烛焰通过小孔在光屏上成倒立的实像,且像的形状与小孔形状无关,故A错误;
B.漫反射遵循光的反射定律,故B错误;
C.我们在岸上看到水中鱼,是因为光的折射形成的,成的是虚像,故C错误;
D.光在同种均匀介质中沿直线传播,激光笔发出的一束光入射到某种液体中,光路发生了弯曲,表明该液体是不均匀的。
故选:D。
【点评】本题通过几个日常生活中的现象考查了学生对光的直线传播、光的折射以及漫反射的理解与掌握,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。
4.(2分)如图所示,是一种未来可用于航空飞行器制造的“微格金属”特殊材料,这是一种合成的3D多孔开放式蜂窝聚合物材料,该材料99.99%中空结构,意味着99.99%部分都是空气,可以放置在一朵蒲公英上;如果将一枚鸡蛋包裹在该材料中,从25楼扔下,即使砸坏地面鸡蛋也不会破损;用外力将它压缩50%,外力撤销后能够完全恢复原状。下列物理属性与它无关的是( )
A.密度小B.导热性好C.硬度大D.弹性好
【分析】从题目的条件中即可推断出与其无关的物理属性。
【解答】解:“微格金属”特殊材料可以放置在一朵蒲公英上,说明密度小;如果将一枚鸡蛋包裹在该材料中,从25楼扔下,即使砸坏地面鸡蛋也不会破损,说明硬度大;用外力将它压缩50%,外力撤销后能够完全恢复原状,说明该物质弹性好。故ACD正确、B错误。
故选:B。
【点评】本题考查了物质的基本属性,要学会分析材料进行判断。
5.(2分)2月18日,在马来西亚沙阿兰举行的2024年亚洲羽毛球团体锦标赛男子团体决赛中,中国队3比0战胜马来西亚队,获得冠军。下列说法正确的是( )
A.打出去的羽毛球受到重力、球拍的作用力和空气阻力
B.羽毛球能被球拍击飞,说明力可以改变物体的运动状态
C.被斜向打出去的羽毛球运动到最高点时,若其所受力全部消失,羽毛球将处于静止状态
D.落在水平地面上的羽毛球所受地面的支持力与羽毛球对地面的压力是一对平衡力
【分析】(1)打出去的羽毛球不再受到球拍的作用力;
(2)力可以改变物体的形状,也可以改变物体的运动状态;
(3)地面附近的一切物体都受到重力的作用;
(4)二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
【解答】解:
A.打出去的羽毛球受到重力、空气阻力,不再受到球拍的作用力,故A错误;
B.羽毛球能被球拍击飞,受到球拍的作用力,由静止变为运动,运动状态发生了变化,说明力可以改变物体的运动状态,故B正确;
C.被斜向打出的羽毛球运动到最高点时,在水平方向上具有一定的速度,若受力全部消失,根据牛顿第一定律,它将保持匀速直线运动状态,故C错误;
D.落在水平地面上的羽毛球所受地面的支持力与羽毛球对地面的压力是作用在不同物体上的两个力,所以不是一对平衡力,故D错误。
故选:B。
【点评】本题通过羽毛球比赛场景,考查了对物体受力分析、力的作用效果、牛顿第一定律等,以及对平衡力辨别的理解与掌握,有一定综合性,难度中等。
6.(2分)小明尝试用所学物理知识解释生活中的物理现象,其中错误的是( )
A.冰刀鞋的刀刃做得很薄是为了增大压强
B.坐沙发比硬板凳舒服是因为沙发比较软,增大受力面积从而减小压强
C.深海中的鱼被捕捞起来常会因内脏破裂而死亡,此现象与大气压强有关
D.高铁站设置安全线是因为流体流速大的地方压强小
【分析】(1)压强大小跟压力大小和受力面积大小有关;增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;
(2)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。
(3)深海处,水产生的压强比较大,而海面上压强较小。
(4)当火车驶过站台时会带动周围空气流动速度加快,从而造成人周围空气流速不同,结合流体压强与流速的关系即可解决此题。
【解答】解:A、冰刀鞋的刀刃做得很薄,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A正确;
B、坐沙发比硬板凳舒服是因为沙发比较软,增大受力面积从而减小压强,故B正确;
C、因为液体的压强随深度的增加而增大,所以深海中有着相当大的水给予的压强。鱼要生活在压强极大的深海中,就要保持身体内部压强和海水压强相当,所以内部压强比外界大很多,当捕捞上岸后,就会由于内外的压强差使内脏被涨破,故C错误;
D、当列车驶进站台时,会带动人和车之间的空气流动速度加快,此时人外侧的空气流动速度慢,根据流体压强与流速的关系可知:人外侧空气流速慢压强大,而内侧流速快压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,易出现危险,故D正确。
故选:C。
【点评】这是一道与生活联系非常密切的物理题,要学会学以致用,活学活用,这才是学习物理的真正意义。
7.(2分)如图所示,水平桌面上放有甲、乙、丙三个完全相同的圆柱形容器,容器内水面高度相同。若甲容器内只有水;乙容器中放入木块静止时漂浮在水面上;丙容器中有一个空心小球静止时悬浮在水中。则下列四种说法正确的是( )
A.如果向乙容器中加盐水,木块静止时受到的浮力变大
B.丙容器对桌面的压强最大
C.如果将小球分成大小两块,大小两块仍悬浮在水中
D.三个容器中的水对容器底部压强一样大
【分析】(1)木块漂浮在乙容器中,向乙容器中加入盐水后,液体密度增大,木块仍然漂浮在液面上,受到的浮力和自身的重力相等;
(2)物体漂浮或悬浮时受到的浮力和自身的重力相等,根据阿基米德原理可知物体漂浮或悬浮时受到的浮力和自身的重力相等,据此可知三容器内液体和物体的总重力的关系,水平面上物体的压力和自身的重力相等,据此得出三个容器对水平桌面的压力关系,再根据p=判断压强大小;
(3)空心的小球,分开后可能是实心的;
(4)三个容器水面高度相同,根据p=ρgh可知三个容器的底部受到水的压强关系。
【解答】解:A.木块漂浮在水面上,说明ρ木块<ρ水,且木块受到的浮力等于重力。
如果向乙容器中加盐水,则液体的密度变大,木块的密度仍小于液体密度,所以木块静止时,仍处于漂浮,木块受到的浮力仍等于重力,木块重力不变,所以木块静止时受到的浮力不变,故A错误;
B.图乙中木块漂浮,图丙中小球悬浮在水中,由浮沉条件可知它们受到的浮力都等于各自的重力,根据阿基米德原理可知这两个物体受到的浮力等于各自排开水的重力,所以乙、丙两图中物体的重力等于各自排开水的重力(与浸入部分等体积水的重力),为此,我们可以将物体取出,加入与浸入部分等体积的水,则原来水的重力+加入水的重力等于物体和原来水的总重力;
因三个容器中水的深度相同,且三个容器完全相同,所以根据上面分析可知甲容器中水的重力等于乙容器中水的重力与木块重力之和,也等于丙容器中水的重力与小球重力之和;因容器对桌面的压力等于容器、水和物体的总重力,且三个容器的总重力相同,底面积也相同,则由得容器对桌面的压强相等,故B错误;
C.如果将小球分成大小两块,小球由空心变成两个大小的两块的碗状,大小两块密度大于小球的密度,大于水的密度,所以大小两块最终沉底,故C错误;
D.三个容器中的水的深度相同,由p=ρgh得,水对容器底部压强一样大,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了物体浮沉条件和阿基米德原理、液体压强公式的应用,正确的比较木块和小球受到的浮力与排开水的重力关系是关键。
8.(2分)如图是一个住宅户内的配电系统方框图。下列说法中正确的是( )
A.空气开关Q与吊灯灯泡是并联
B.当吊灯正常发光时,用试电笔接触P处的导线氖管不会发光
C.当站在地上的人不小心用手指接触到插孔M内的金属片时,漏电保护器会迅速切断电流,对人身起到保护作用
D.当N处的空气开关跳闸时,一定是空调和吊灯同时使用引起的
【分析】(1)开关与被控制的电路串联;
(2)家庭电路的两根线分别是火线和零线,测电笔和火线接触时,氖管会发光,接触零线时,氖管不会发光;
(3)三孔插座的连接方法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线;漏电保护器原理是当火线电流比零线电流大太多的话就说明电路的某个地方可能接地漏电,电流从大地导走了,从而切断电路;
(4)电路电流过大的原因:一是短路;二是用电器的总功率过大。
【解答】解:A、由图可知,空气开关Q控制吊灯灯泡,因此空气开关Q与吊灯灯泡是串联,故A错误;
B、图中P处为火线,正常状况下,用试电笔接触P点氖管会发光,故B错误;
C、三孔插座的连接方法:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线,因此图中M点为火线;
漏电保护器只有在电路发生漏电或有人触电时才会切断电源,当站在地上的人不小心用手指接触到插孔M内火线,电流会从大地导走,此时漏电保护器会迅速切断电流,对人身起到保护作用,故C正确;
D、当N处的空气开关跳闸时,可能是用电器的总功率过大,也可能是电路中发生了短路,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了对家庭电路的了解、以及漏电保护器、空气开关、试电笔的特点及应用,属安全用电的常识,应熟知。
9.(2分)小鑫同学看到了一个悬浮地球仪摆件,于是利用选购材料制作了一个仿制品,并成功地将他的地球仪稳定地“悬浮”起来。下列说法正确的是( )
A.实现“悬浮”的磁铁A端是S极
B.M点处磁感线方向竖直向下
C.若要增加地球仪“悬浮”的高度,可将滑片P向上移动加以调节
D.地球仪在更高的位置稳定“悬浮”后,受到的磁铁对它的斥力变大
【分析】本装置利用了磁极间的相互作用规律,根据同名磁极相互排斥,结合安培定则可判断出磁极;螺线管磁性的大小与电流大小和线圈的匝数有关,磁体外部的磁场方向从N极出发回到S极。
【解答】解:A、“地球仪”稳定地“悬浮”起来,电磁铁的上端是S极,磁铁的下端是S极,根据同名磁极相互排斥可知,磁铁的B端为S极,磁铁A端是N,故A错误;
B、磁体外部的磁场方向从N极出发回到S极,故M点磁感线方向大致向上,故B错误;
CD、若要增加地球仪“悬浮”的高度,必须增强磁性,可将滑片P向上移动加以调节,使电路中的电阻变小,电流变大,电磁铁磁性增强。增加地球仪“悬浮”的高度后,电磁铁对地球仪的斥力仍等于地球仪的重力,故斥力大小不变,故C正确,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查磁极间的作用规律和电磁铁的磁性强弱有关因素以及二力平衡条件的应用,属于中档题。
10.(2分)如图﹣1所示的电路,电源电压保持不变,滑动变阻器上标有“20Ω,2A”,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使其从最右端向左滑动到a点时,小灯泡恰好正常发光;在图﹣2中绘制出电流表与两电压表示数关系的图像。下列说法中正确的是( )
A.曲线甲是灯泡的电流﹣电压图像
B.小灯泡的正常发光时的电阻为25Ω
C.电路中的最小功率为4.8W
D.滑片在a点时,滑动变阻器与小灯泡的功率之比为5:1
【分析】由电路图可知,变阻器R与灯泡L串联,电压表V1测R两端的电压,电压表V2测L两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于最右端时,变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,根据图乙读出电路中的最小电流且灯泡和滑动变阻器两端的电压相等,根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出电源的电压,利用P=UI求出此时电路的最小总功率;
(2)当滑片从最右端向左滑动到a点时,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的电流变大,根据串联电路的分压特点判断出R两端的电压变小,灯泡两端的电压变大,当小灯泡恰好正常发光时,电路中的电流最大,根据图乙读出灯泡正常发光时的电流和变阻器两端的电压,根据欧姆定律即可求出滑片在a点时的电阻;
根据串联电路的电压特点求出此时小灯泡两端的电压,利用P=UI求出小灯泡的额定功率和小灯泡与滑动变阻器的功率之比。
【解答】解:由电路图可知,变阻器R与灯泡L串联,电压表V1测R两端的电压,电压表V2测L两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于最右端时,变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,
由图乙可知,电路中的最小电流I=0.3A,此时灯泡和滑动变阻器两端的电压相等,即:UL=UR,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,由I=可得电源的电压:
U=UL+UR=2UR=2IR=2×0.3A×20Ω=12V;
此时电路的总功率最小,则:
P小=UI=12V×0.3A=3.6W,故C错误;
(2)当滑片从最右端向左滑动到a点时,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的电流变大,
由串联电路的分压特点可知,变阻器R两端的电压变小,灯泡两端的电压变大,则图乙中甲曲线是变阻器R的I﹣U图像,乙曲线是灯泡的I﹣U图像,故A错误;
当小灯泡恰好正常发光时,电路中的电流最大,
由图乙可知,灯泡正常发光时的电流I′=0.4A,灯泡两端的电压UL′=10V,
根据串联电路的电压特点可知变阻器两端的电压UR′=U﹣UL′=12V﹣10V=2V,
由I=可得滑片在a点时变阻器的电阻为:
Ra===5Ω,
小灯泡的额定功率:
PL=UL′I′=10V×0.4A=4W,
小灯泡的正常发光时的电阻为=25Ω,故B正确;
滑片在a点时,滑动变阻器与小灯泡的功率之比:====,故D错误。
故选:B。
【点评】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,从图象中获取有用的信息是关键。
二、填空与作图题(共8小题,每空1分,每图2分,计22分)
11.(3分)如图哈尔滨冰雪大世界开园后,数以万计的南方“小土豆”们共赴冰雪盛宴。园内城堡、滑梯等都是由冰块雕琢而成,地上还积了厚厚的雪,冰与雪形成的原因分别是 凝固 、 凝华 (填写物态变化的名称),以上过程需要 放 热。
【分析】(1)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。
(2)六种物态变化过程中,都伴随着吸热或放热;其中放出热量的物态变化有:凝固、液化、凝华;吸热的有:熔化、汽化、升华。
【解答】解:园内城堡、滑梯等都是由冰块雕琢而成,地上还积了厚厚的雪,冰是水凝固形成的,是凝固现象,需要放热,雪是空气中水蒸气遇冷形成的小冰晶,是凝华现象,需要放热;
故答案为:凝固;凝华;放。
【点评】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。
12.(2分)生活中有许多“吸”的现象,如图将气球与头发摩擦后相互靠近时,气球与头发“吸在一起,是因为摩擦后的气球与头发带有 异种 (选填“同种”或“异种”)电荷而相互吸引;腌制咸鸭蛋的过程中,鸭蛋会“吸”入盐分,这是 扩散 现象。
【分析】同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;
一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动。
【解答】解:将气球与头发摩擦后相互靠近时,气球与头发“吸”在一起,是因为摩擦后的气球与头发带有异种电荷;
腌制咸鸭蛋的过程中,鸭蛋会“吸”入盐分,这是分子不停地做无规则运动引起的,属于扩散现象。
故答案为:异种;扩散。
【点评】本题目考查了电荷间的相互作用、分子热运动等,看学生能否将所学知识灵活运用到实际生活中。
13.(3分)在课后托管服务中,李明参加了学校滑板运动兴趣小组,既增强了体质,又享受到体育运动的乐趣。
(1)当李明提着滑板在水平路面上匀速行走,他对滑板 不做功 (选填“做功”或“不做功”)。
(2)李明发现滑板滑行过程中,轮子发热,其内能 变大 ,这是通过 做功 的方式改变内能(选填“做功”或“热传递”)。
【分析】(1)做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离;
(2)改变物体内能的方式有做功和热传递。
【解答】解:(1)提着滑板在水平路面上匀速前行,此时力的方向竖直向上,滑板在力的方向上没有通过距离,故他对滑板不做功;
(2)滑板滑行过程中,轮子发热,这是克服摩擦做功,机械能转化为内能,内能变大,是通过做功的改变内能的。
故答案为:(1)不做功;(2)变大;做功。
【点评】本题考查做功改变物体的内能、力是否做功的判断,属于基础题目,难度不大。
14.(3分)如图,一位摄影爱好者用频闪摄影拍摄的极限跳伞运动员从悬崖上跳下的过程。从运动员离开悬崖时开始,每隔0.3s曝光一次,得到了一张记录运动员在打开降落伞之前的一段下落情况的照片。已知从a点到d点可视为沿竖直方向运动,空气阻力不能忽略。对于运动员从a点到d点的下落过程,用时 1.8 s,运动员的机械能 不守恒 (选填“守恒”或“不守恒”),bc段比cd段重力做功的功率 小 (选填“大”或“小”)。
【分析】(1)根据每隔0.3s曝光一次,数出从a点到d点的曝光间隔次数可知时间;
(2)空气阻力不能忽略,要克服摩擦力做功,机械能转化为内能;
(3)运动员重力不变,根据W=Gh,判断距离的变化,即可判断做功的情况;根据相同时间做功的多少,分析判断做功的快慢。
【解答】解:(1)每隔0.3s曝光一次,数出从a点到d点的曝光间隔次数为6次,故时间为0.3s×6=1.8s;
(2)空气阻力不能忽略,要克服摩擦力做功,机械能转化为内能,运动员的机械能不守恒;
(3)由图知,运动员在bc段比cd段通过的距离小,且运动员的重力不变,由公式W=Gh可知,其所受的重力在bc段所做的功小于在cd段所做的功,但时间相同,根据P=可知bc段的功率较小。
故答案为:1.8;不守恒;小。
【点评】本题以极限跳伞为内容,考查了对物体运动时间、路程、做功快慢的比较以及机械能的转化,有一定综合性,但难度不大。
15.(3分)我国海军福建舰航母配备先进的电磁弹射系统,其简化原理如甲图。金属滑块处于强磁场中,通过牵引索与飞机相连,构成电磁弹射器。当金属滑块接通强电流时,滑块会获得强大的推力,牵引飞机加速起飞。电磁弹射器的工作原理类似于 电动机 (选填“发电机”、“电动机”或“电磁铁”)。为避免下方滑轨因受金属滑块的压力过度磨损,某同学设计了乙和丙两种方案(忽略绳重和摩擦),这两种方案中较省力的是 丙 方案,滑轮组机械效率较高的是 乙 方案。
【分析】通电导体在磁场中受到磁场力的作用;根据动滑轮和定滑轮的特点分析。
【解答】解:电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通以强电流时,即可受到强大的推力,由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动,其原理与电动机相同;
根据图乙可知,乙方案中是定滑轮,使用定滑轮不省力也不费力;丙方案中是滑轮组,可以省力;丙方案中由于需要克服动滑轮的重力做功,在有用功相同的情况下,丙方案中的总功大,机械效率低,所以省力的是丙方案,机械效率较高的是乙方案。
故答案为:电动机;丙;乙。
【点评】本题考查了电动机的工作原理、动滑轮和定滑轮的特点的应用,难度不大。
16.(4分)如图所示,是为了搬运建筑材料而使用的简单机械。某次用该机械匀速起吊600kg的物体时,物体上升5m用时3s,滑轮组的机械效率是80%,则所做有用功是 3×104 J,总功的功率是 1.25×104 W,拉力F是 2.5×103 N。若用该装置提升质量更大的物体,其机械效率将 变大 。
【分析】(1)根据W有=Gh=mgh求出有用功;
(2)根据η=求出总功,利用P=求出总功的功率;
(3)根据滑轮组装置确定绳子股数,利用W总=Fs=Fnh求出拉力F;
(4)提高滑轮组机械效率的方法:增大提升的物重,减小动滑轮重力和减小摩擦。
【解答】解:有用功为:
W有=Gh=mgh=600kg×10N/kg×5m=3×104J;
根据η=可知,总功为:
W总===3.75×104J,
总功的功率为:
P===1.25×104W;
由图可知,n=3,
根据W总=Fs=Fnh可知,拉力F为:
F===2.5×103N;
若用该装置提升质量更大的物体时,额外功不变、有用功增大,有用功与总功的比值变大,机械效率变大。
故答案为:3×104;1.25×104;2.5×103;变大。
【点评】本题考查了做功公式和功率公式以及滑轮组机械效率公式的应用,明确滑轮组绳子的有效股数是关键。
17.(2分)图甲是打开的汽车后备箱盖,它被液压杆支撑(不计后备箱盖重).关箱盖时,它可看作一个杠杆,图乙是其简化图,O是支点,F2是液压杆作用在A点的阻力。请在图乙中画出在B点关上后备盖的最小动力F1及其力臂L1。
【分析】(1)力臂的概念:力臂是指从支点到力的作用线的距离;
(2)杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1 L1=F2 L2),在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小。
【解答】解:由杠杆平衡条件F1 L1=F2 L2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在O点,因此OB作为动力臂L1最长;关上后备盖时,动力的方向应该向下,过点B垂直于OB向下作出最小动力F1的示意图,如下图所示:
【点评】本题的解题关键是通过杠杆的平衡条件得出:在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小的结论。
18.(2分)请利用平面镜成像的特点在图中作出AB物体在平面镜中的像,保留作图痕迹。
【分析】平面镜成像的特点是:像与物关于平面镜对称,可以先作出物体A、B端点AB的像点A′、B′,连接A′、B′即为物体AB在平面镜中所成的像。
【解答】解:先作出端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′即为物体AB的像,如图所示:
。
【点评】本题考查了如何作出物体在平面镜中的像。在作出物体在平面镜中所成的像时,注意先作出端点或关键点的像点,用虚线连接就能得到物体在平面镜中的像,一定要掌握这种技巧。
三、实验与探究题(共4小题,每空1分,计22分)
19.(5分)请完成与下列实验有关的填空。
(1)小红在“探究串联电路电流特点”的实验时,闭合开关前发现电流表指针如图1所示,接下来她要对电流表进行的操作是 调零 ;
(2)如图2,是探究不同物质吸热本领的实验装置图,采用相同的热源,通过比较 加热时间 来比较水和煤油吸收热量的多少;
(3)如图3,如果选用编号A、D两根电阻丝进行实验,是为了验证导体的电阻与导体的 材料 有关;
(4)如图4,为某同学用刻度尺测量物体长度的情境,则所测物体的长度为 2.80 cm。
【分析】(1)电流表使用前要进行的操作是调零;
(2)我们使用相同的热源通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
(3)影响电阻大小的因素有材料、长度、横截面积、温度,根据控制变量法分析;
(4)使用刻度尺时要明确量程和分度值,起始端从0刻度线开始,读出末端刻度值,就是物体的长度;起始端没有从0刻度线开始的,要以某一刻度线为起点,读出末端刻度值,用末端刻度值减去起始端所对刻度即为物体的长度,注意刻度尺要估读到分度值的下一位。
【解答】解:(1)发现为接入电路的电流表指针如图1所示是指针没有对齐零刻度,接下来她要对电流表进行的操作是调零;
(2)我们使用相同的热源,加热相同时间,物质吸收的热量相同,实验中通过加热时间的长短来比较吸热多少,
(3)选用编号为A、D两根电阻丝进行实验,即是选择了长度和横截面积相同,材料不同的两根电阻丝进行实验,故是探究导体的电阻与导体材料的关系;
(4)刻度尺上1cm之间有10小格,所以每个小格代表的长度是0.1cm,即此刻度尺的分度值是1mm;物体左侧与5.50cm对齐,右侧与8.30cm对齐,所以物体的长度L=8.30cm﹣5.50cm=2.80cm。
故答案为:(1)调零;(2)加热时间;(3)材料;(4)2.80.
【点评】本题考查了电流表的使用、转换法和控制变量法在探究实验中的应用、刻度尺的读数,难度不大。
20.(7分)小明观察发现,在玻璃窗中可看到室内物体的影像,在将玻璃窗外推的过程中,可看到窗里影像的位置在发生变化,如图甲。为了搞清楚原因,他进行了如下探究:
(1)如图乙,将白纸放在水平桌面上,再将茶色玻璃板竖直放置在白纸上。用玻璃板代替平面镜进行实验的目的是为了便于确定 像的位置 ;
(2)如图丙:①在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的蜡烛B(与蜡烛A大小完全相同)竖立在玻璃板后面移动,按照眼睛 ① (选填“①”、“②”或“③”)的位置观察光屏,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,这说明像与物等大;
②移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块不透明的光屏,按照眼睛 ② (选填“①”、“②”或“③”)的位置观察光屏,光屏上不能出现蜡烛的像,说明物体通过平面镜所成的像是 虚 (选填“虚”或“实”)像;
(3)如图丁所示,小明在实验中采用的是厚玻璃板,他观察到蜡烛A通过玻璃板成了两个清晰的像k1和k2,则像k1的像距为 v2 (选填“v1或“v2”)。若在图丙中k1和k2两个像中间放置一块不透明的薄挡板,则小明在蜡烛A这一侧透过玻璃板能看到 k1和k2 。(选填“只有k1、“只有k2”或“k1和k2”);
(4)如图戊所示,保持蜡烛A不动,将图乙中玻璃板绕竖直边CD垂直纸面逆时针(俯视)转动一个小角度至虚线处,如图戊所示,则蜡烛∧的像应是在图中的 A3 (选填“A1”、“A2”或A3)位置;
(5)小明又将一枚硬币放在竖直的玻璃板前,硬币的像在a处,将平面镜平移至如图己所示的位置时,硬币的成像情况是 A (选填字母代号)。
A.硬币成像在a处
B.硬币成像在b处
C.硬币成像在c处
D.硬币无法通过平面镜成像
【分析】(1)利用玻璃板透明的特点,可以观察到玻璃板的另一侧,便于找到像的位置;
(2)(3)(4)(5)平面镜成的像是光的反射形成的;像与物大小相等;像与物的连线与平面镜垂直,像与物到平面镜的距离相等;物体在平面镜中成虚像;像与物关于平面镜对称。
【解答】解:(1)在实验中用茶色玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃透明的特点,便于确定像的位置;
(2)平面镜成的像是光的反射形成的,A蜡烛发出的光线经玻璃板反射,被人眼接收,才能看到像,故眼睛在①位置观察蜡烛B;接着缓慢移动蜡烛B,直到与蜡烛A的像重合,从而探究像与物的大小关系;
虚像不能成在光屏上,在探究平面镜所成的是实像还是虚像时,小明移去后面的蜡烛B,在其所在位置放一光屏,然后在②位置直接观察光屏,不能在光屏上看到像,说明平面镜所成的像是虚像
平面镜成像的特点之一是:像与物体等大,与物距大小无关,所以如果把蜡烛A逐渐靠近玻璃板时,它的像的大小将不变;
(3)如图丙所示,小明在实验中采用的是厚玻璃板,他观察到蜡烛A通过玻璃板成了两个清晰的像k1和k2,k1是P面所成的像,k2是Q面所的像,根据像与物到平面镜的距离相等可知,像k1到P面的距离与蜡烛A到P面的距离相等,则像k1的像距为v2。
平面镜成的像为光的反射,若在图丙中k1和k2两个像中间放置一块不透明薄挡板,则小明在蜡烛A这一侧通过玻璃板能看到k1和k2;
(4)像与物关于平面镜对称,保持蜡烛A不动,将图乙中玻璃板绕竖直边CD垂直纸面逆时针转动一个小角度,则蜡烛A的像应是在图中的A3位置;
(5)平面镜所成的像与物关于平面镜对称,硬币位置不变,将平面镜平移,平面镜仍在原来像与成像物体对称轴上,像的位置不变,故选:A。
故答案为:(1)像的位置;(2)①;②;虚;(3)v2;k1和k2;(4)A3;(5)A。
【点评】本题考查了平面镜成像的特点、原理、现象等知识,是初中光学重点内容,也是中考常考题型。
21.(5分)小丽想“探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间是否有关”。他设计的实验电路如图甲所示,图乙为实验电路的装置示意图,两个完全相同的烧瓶内分别装有质量和初温都相同的液体。
(1)在“探究导体产生的热量跟电阻的关系中”:
①在两个烧瓶瓶中分别接入阻值 不同 (选填“相同”或“不同”)的电阻丝R1和R2;
②该实验是通过 温度计的示数的变化 来反映电流通过电阻丝产生热量的多少;
③为了使实验现象更加明显,烧瓶内的液体应选用 煤油 (选填“水”、“煤油”)。
(2)在“探究导体产生的热量跟电流的关系”中:
小丽在原有实验基础上进行了改装,烧瓶部分如图丙所示,其余均与原实验相同。在两个烧瓶中分别接入阻值相同的电阻丝R,在温度计b烧瓶外并联了一相同阻值的电阻R,目的是 使通过两瓶内电阻丝的电流不同 ;
(3)小丽将乙图中两烧瓶内分别装入质量和初温都相同的不同液体a和b,并接入阻值大小相同的电阻,用来,“探究不同物质的吸热能力”。根据测得的实验数据绘制的图象如丁图所示,由图象可知,液体a的比热容 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)液体b的比热容。
【分析】(1)①探究导体产生的热量跟电阻的关系,要控制电流、通电时间相同,改变电阻;
②电流产生热量的多少不能直接观察,而是通过温度计的示数的变化反映电流产生热量的多少,这是转换法;
③为了在较短的时间内达到明显升温的实验效果,应该选择比热容较小的液体;
(2)电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外两个因素不变,结合串联电路电流的规律分析;分析1图中电路的连接,根据并联和串联电路电流的规律结合控制变量法分析回答;
(3)吸收相同热量,比热容小的,温度变化大。
【解答】解:(1)①探究导体产生的热量跟电阻的关系,要控制电流、通电时间相同,改变电阻,故两个烧瓶接入阻值不同的电阻;
②电流产生热量的多少不能直接观察,而是通过温度计的示数的变化反映电流产生热量的多少,这是转换法;
③为了在较短的时间内达到明显升温的实验效果,应该选择比热容较小的液体,故选择煤油实验现象更明显;
(2)根据并联和串联电路电流的规律,通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流,而通电时间相同,根据控制变量法,为达到实验目的,选用两段电阻丝阻值应相同,电阻R的作用是使通过两瓶内电阻丝的电流不同;
(3)如图可知,加热6min,质量相等的两种液体吸收热量相同,液体a的温度升高得快,故a的比热容小。
故答案为:(1)①不同;②温度计示数的变化;③煤油;
(2)使通过两瓶内电阻丝的电流不同;
(3)小于。
【点评】探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”的实验考查了控制变量法、转换法、对实验的分析能力、焦耳定律、比热容的计算等,我们要能够根据相关的实验数据得出我们需要的知识,并能够将这些知识应用于生活。
22.(5分)2023年杭州亚运会女子单人十米台焦点对决赛中,全红婵再次以“水花消失术”勇夺金牌。观看直播的小东对运动员入水时水花大小的影响因素产生了兴趣。通过反复观看对比如图A所示的“入水”过程后,他认为“水花”大小可能与以下因素有关。
猜想1:入水角度θ;
猜想2:入水速度v;
猜想3:入水面积S;
猜想4:人体体积V。
(1)根据图B全红婵选择的入水姿势可知,入水角度 较大 时(选填“较大”或“较小”),水花会较小;
(2)小东找来一个如图C所示的矿泉水瓶进行实验,为模拟人体密度特征,他应在矿泉水瓶内灌满 水 (选填“酒精”、“水”或“沙子”);
(3)为探究猜想2,小东应将矿泉水瓶从水面上方 不同 (选填“相同”或“不同”)的高度由静止自由下落,并比较水花的大小;
(4)小东又找来如图D、E所示的两个矿泉水瓶,C、D、E三个瓶盖的横截面积关系为SC=SD<SE,他将C、D、E三个瓶子从水面上方相同高度由静止自由下落,发现水花依次变小。比较C、E可知:相同条件下,运动员体积越大,水花越 大 ;比较D、E可知:运动员跳水时应选择图 G (选填“F”或“G”)所示的手势为好。
【分析】(1)根据图中姿势确定入水角度θ;
(2)根据人的密度与水差不多分析解答;
(3)(4)根据控制变量法分析得出结论。
【解答】解:(1)根据图B全红婵选择的入水姿势可知,入水角度θ=90° 时,水花会较小,说明入水角度较大时,水花会较小。
(2)小东找来一个如图C所示的矿泉水瓶进行实验,为模拟运动员的身体特征,人体的密度与水差不多,他应在矿泉水瓶内灌满水;
(3)为探究猜想2,探究与入水速度v关系,必须改变速度,因而小明应将矿泉水瓶从水面上方不同高度由静止下落,比较水花大小。由矿泉水瓶形状可知,只利用该矿泉水瓶不能探究猜想3,因为无法改变入水面积S。
(4)小明又找来如图D、E所示的两个矿泉水瓶,C、D、E三个瓶盖的横截面积关系为SC=SD<SE,他将C、D、E三个瓶子从水面上方相同高度由静止下落,发现水花依次变小,CD相比,速度和入水面积相同时,C体积大,水花大,由此可知:相同条件下,运动员体积越大,水花越大;CE相比,速度和体积相同,入射面积小的水花大,因而运动员跳水时应选择图G所示的手势为好。
故答案为:(1)较大;(2)水;(3)不同;(4)大;G。
【点评】本题考查控制变量法的应用,属于中档题。
四、综合题(第22题7分,第23题9分,共计16分)
23.(7分)如图所示,为“国防七子”之一的西工大研发的一款仿蝠鲼柔体潜航器,和蝠鲼游动时的吻合度达到了90%。潜航器的重型版的质量大约1000﹣5000kg,翼展大约5﹣8m,可以搜集各种水面和水下目标的信息,还可以携带小型武器,下潜至1025m执行任务,这使得该潜水器能跟踪目前几乎所有的潜艇,配上吸盘可以吸附在潜艇底部而不被敌方发现。还可以在海底和无人艇协同作战。(g取10N/kg)
(1)当该潜航器通过吸盘吸附在敌方运动的潜艇底部时,潜航器以敌方潜艇为参照物是 静止 (选填“运动”、“静止”)的。
(2)当潜水器和无人艇协同作战时,是通过 电磁 波互通信息的。
(3)当蝠鲼潜航器下潜至1025m时,其底部所受的液体压强是多少?
(4)当5000kg的潜航器悬浮在水中时,所受的浮力为多大?排开水的体积为多大?
【分析】(1)在研究机械运动时,假定不动的物体叫参照物;判断一个物体相对于哪一个物体在运动,就要看这个物体相对于哪个物体位置发生变化;
(2)电磁波能够传递信息,广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的;
(3)根据p=ρgh求出其底部所受的液体压强;
(4)根据悬浮时,浮力等于重力即可求出浮力,然后根据F浮=ρ水gV排即可求出排开水的体积。
【解答】解:(1)当该潜航器通过吸盘吸附在敌方运动的潜艇底部时,潜航器以敌方潜艇为参照物,潜航器的位置没有发生变化,潜航器是静止的;
(2)当潜水器和无人艇协同作战时,是通过电磁波互通信息的;
(3)其底部所受的液体压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1025m=1.025××107Pa;
(4)因潜航器悬浮在水中,所以,所受的浮力:F浮=G总=m总g=5000kg×10N/kg=5×104N;
根据F浮=ρ水gV排可得排开水的体积:
V排===5m3。
故答案为:(1)静止;(2)电磁;(3)其底部所受的液体压强是1.025××107Pa;(4)所受的浮力为5×104N;排开水的体积为5m3。
【点评】本题考查运动与静止的相对性、电磁波的应用、压强公式和浮力公式的运用等,难度适中。
24.(9分)小峰家新买了一款电烤箱,共有三个挡位,其简化电路如图甲所示,R1、R2均为加热电阻,可通过旋转开关实现高、中、低挡位切换。电烤箱的相关参数如表所示,
求:
(1)电烤箱在低温挡正常工作时的电流;
(2)电烤箱中R2的阻值;
(3)电烤箱的额定高温挡功率;
(4)在用电高峰期,家庭电路中的实际电压会有所改变。某次用电高峰期,单独让电烤箱在高温挡工作3min,图乙中的电能表表盘转了100圈,求用电器两端的实际电压。
【分析】由图甲可知,旋转开关连接1、接2、接3时,电路的组成、总电阻的大小关系,电源电压一定,利用P=可得电功率的大小关系,进而得出是处于低温挡、中温挡、高温挡;
(1)知道低温挡功率,利用P=UI可求电烤箱在低温挡正常工作时的电流;
(2)知道低、中温挡功率,利用P=可求低、中温挡时电路中电阻,进而求R2的阻值;
(3)电烤箱高温挡时的功率等于R1、R2并联在电路中时的电功率之和;
(4)2000r/(kW•h)表示的是电路中每消耗1kW•h的电能,电能表表盘转了2000r,据此求电能表表盘转100圈时,电烤箱消耗的电能,利用P=求电烤箱的实际功率,再利用P=求实际电压。
【解答】解:由图甲可知,旋转开关连接1时,R1、R2串联,总电阻最大,电源电压一定,由P=可知,此时电功率最小,处于低温挡;旋转开关连接2时,电路只连接R1,电源电压一定,由P=可知,此时电功率较大,为中温挡;旋转开关连接3时,R1,R2并联,总电阻最小,电源电压一定,由P=可知,此时电功率最大,为高温挡;
(1)由P=UI可得,电烤箱在低温挡正常工作时的电流:
I低温===1.375A;
(2)中温挡时,电路中电阻:R中温=R1===80Ω;
低温挡时电阻R低温=R1+R2===160Ω,
R2=R低温﹣R中=160Ω﹣80Ω=80Ω;
(3)电烤箱高温挡时的功率:
P高温=P1+P2=+=+=1210W;
(4)2000r/(kW•h)表示的是电路中每消耗1kW•h的电能,电能表表盘转了2000r,
t=3min=180s、电能表表盘转100圈时,电烤箱消耗的电能:
W实=kW•h=0.05kW•h=0.05×3.6×106J=1.8×105J,
电烤箱的实际功率:
P实===1000W;
由P=可得实际电压:
U实===200V;
答:(1)电烤箱在低温挡正常工作时的电流为1.375A;
(2)电烤箱中R2的阻值为80Ω;
(3)电烤箱的额定高温挡功率为1210W;
(4)用电器两端的实际电压为220V。
【点评】本题考查了串并联电路的特点、电功率公式的应用,分清电烤箱处于不同档时电路的连接方式是关键。额定电压
220V
高温挡功率
中温挡功率
605W
低温挡功率
302.5W
额定电压
220V
高温挡功率
中温挡功率
605W
低温挡功率
302.5W
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