2021年安徽省滁州市全椒县中考物理一模试卷
展开1.(2分)天然气具有清洁、热值大等特点,日常生活中常采用液化天然气作燃料。天然气属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
2.(2分)如图所示,这是小明在课余活动中用相同的吸管自制的口琴,小明用相同的力吹长度不同的吸管 (选填“音调”“响度”或“音色”)不同。
3.(2分)阳春三月,清晨时荷塘中荷叶上有晶莹透明的露珠,如图所示 (填物态变化名称)形成的。
4.(2分)如图所示,这是一演员正对着镜子(平面镜)画脸谱。画脸谱时,镜中像的大小 (选填“变大”,“变小”或“不变”)。
5.(2分)在干燥的天气里,当手接触金属物体时偶尔会有被“电”一下的感觉。为了消除静电现象带来的危害,人们制作了静电消除器,静电消除器接触汽车能够消除静电。静电消除器前端应是 (选填“导体”“半导体”或“绝缘体”)。
6.(2分)为确保学校师生安全,严格做好学校防疫工作,我校购买了小型消毒车进行校园消毒。每天清晨,需用时20min,则消毒车进行消毒作业时的平均速度为 m/s。
7.(2分)垃圾分类处理可提高垃圾的资源价值,将垃圾转化成燃料油实现再次利用!已知燃料油的热值为8.5×107J/kg,完全燃烧21kg的燃料油放出的热量的80%被水吸收,可让 kg的水温度升高85℃。[水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃))]
8.(2分)如图所示,斜面长为3m,高为1.5m,该过程斜面的机械效率为80%,则物体受到斜面的摩擦力为 N。
9.(2分)如图所示,从S点发出一束光线经过三棱镜折射后,折射光线入射到平面镜的P点经平面镜反射后反射光线经过B点。请在图中画出光线从S点发出经过棱镜和平面镜到B点的光路图。
10.(2分)建设卫生、文明的太和县,环保部门采用如图所示的城市电动清洁车对街道进行清理。城市电动清洁车的电池输出电压为48V、容量为200A•h,若电池充满电后电能的80%用于清洁作业,则该清洁车电池充满电后可供清洁车作业 h。
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11.(2分)岳云鹏、孙越的相声《年三十的歌》,用歌声把我们带回那些难忘的春晚时光。下列是节目中出现的部分歌词,其中说法正确的是( )
A..“炊烟袅袅升起,隔江千万里”﹣﹣“炊烟升起”是以地面为参照物
B..“风中有朵雨做的云,一朵雨做的云”﹣﹣“云”是雨汽化形成的
C..“雾里看花,水中望月”﹣﹣“水中月”到水面的距离小于月亮到水面的距离
D.“夜夜想起妈妈的话,闪闪的泪光,鲁冰花”﹣﹣泪是光源
12.(2分)小丽在家与妈妈一起烹饪食物,在炖排骨时放多了盐,使排骨汤变咸了( )
A.加盐使排骨汤变咸,是因为盐分子在不停地做无规则运动
B.炖排骨汤时,汤沸腾后由大火调到小火,可以使汤的沸点降低
C.炖排骨汤的过程中主要是通过做功的方式增加汤的内能
D.咸汤里加入一些清水后,汤的质量变大,体积不变,密度变大
13.(2分)2020年12月5日,在北京进行的第二届全国大学生冰球锦标赛公开组A组第二轮比赛中,河南理工大学队以2:1战胜吉林体育学院队。如图所示,下列说法正确的是(不计空气阻力)( )
A.被推出的冰球在水平冰面上滑行最终会停下来说明力是维持物体运动的原因
B.冰球在冰面上静止时受到的重力和冰面对冰球的支持力是一对平衡力
C.冰球被击出后由于受到惯性的作用继续向前运动
D.运动员滑行的过程中受到的外力突然全部消失,运动员滑行的速度会越来越快
14.(2分)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当点燃的蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上恰好成一清晰的像(未画出)( )
A.光屏上成倒立,放大的实像
B.凸透镜的焦距可能是10cm
C.若凸透镜的位置不动,将光屏和点燃的蜡烛对调,光屏上能成清晰的像
D.若在凸透镜左侧“戴”上近视眼镜,光屏向左适当移动一定的距离又能成清晰的像
15.(2分)在武术《天地英雄》中,表演者用四指撑起身体并逐渐倒立,如图甲、乙( )
A.手指对支撑面的压力:F甲<F乙<F丙
B.图中手指对支撑面的压强约为104Pa
C.表演者从甲到丙的过程中,表演者没有做功
D.丙图中表演者的重力势能最大
16.(2分)在如图所示电路中,电源电压保持不变,R为光敏电阻,闭合开关S后,当光照强度减弱时( )
A.电压表的示数变大,灯L变亮
B.电压表与电流表示数的比值不变
C.电压表示数变大,电路消耗总功率变小
D.电流表的示数变大,电路消耗的总功率变大
17.(2分)标有“6V 6W”的灯L1和标有“6V 3W”的灯L2的I﹣U图像如图所示,在保证电路安全的前提下,下列说法正确的是( )
A.两灯的电流与电压不成正比,故两灯的电流、电压和电阻不遵循欧姆定律
B.当灯L2正常发光时,通过灯L1的电流一定为1.0A
C.两灯并联时,电路的最大总功率为4.5W
D.当灯L1、L2串联且有一个灯正常工作时,另一个灯的功率为1W
三、实验题(第18小题4分,第19小题4分,第20小题8分,共16分)
18.(4分)小明用如图所示的实验装置“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
(1)蹄形磁铁不动,闭合开关,导体棒ab沿竖直方向上下运动时;导体棒ab沿水平方向左、右运动时,灵敏电流计指针发生偏转 运动是产生感应电流的条件之一。
(2)实验过程中,小明按(1)中方法进行操作时,请你提出一条改进的措施 (从实验装置或操作过程方面说出一条即可)。
19.(4分)如图所示,小明用弹簧测力计,木块、砝码、长木板和毛巾探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。
(1)实验过程中,当拉着木块在木板上做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数如图甲所示1增加到5N时,木块受到的滑动摩擦力为 N。
(2)实验中观察到F3大于F2,可得出结论: 。
20.(8分)在测量额定电压为2.5V的小灯泡(正常发光时灯丝的电阻约为10Ω)的额定功率的实验中,实验室准备的器材有电压恒为6V的学生电源、电流表、电压表,阻值已知的定值电阻R0、开关和若干导线。
(1)请你用笔画线代替导线,将如图甲所示的实物电路连接完整。
(2)正确实验,根据实验数据绘制的小灯泡的I﹣U图像如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W。
(3)为了完成本次实验,滑动变阻器的最大阻值不能小于 Ω。
(4)实验中,若电流表损坏,设计如图丙所示的电路也能测量出小灯泡的额定功率
①闭合开关S,将开关S1拨到触点“2”,移动滑片P,使电压表的示数为2.5V;
②再将开关S1拨到触点“1”,保持滑片P的位置不变,读出电压表的示数U;
③小灯泡的额定功率的表达式:P额= (用已知量和测量量表示)。
四、计算题(第21小题5分,第22小题7分,第23小题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程)
21.(5分)坚持锻炼身体,增强体魄,增加身体的免疫力!俯卧撑是一种简单且适合在多种场所锻炼身体的运动方式。如图所示,可将他的身体视为一个杠杆。
(1)将身体撑起的过程中,求地面对手掌的最小支持力;
(2)若小明在1min内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为0.4m,求他做俯卧撑的功率。
22.(7分)如图甲所示,这是小聪家的电热开水器,有加热挡和保温挡,其简化电路图如图乙所示,其中R1和R2均为加热电阻,且阻值不随温度而变化。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(1)发热电阻R1的阻值是多少?
(2)电热开水器中质量为10kg、初温为15℃的水温度升高到95℃,水吸收的热量是多少?
(3)爱观察的小聪发现用电高峰时,电热开水器内的温度比平时低,于是他关闭家里其他所有用电器,发现在30s内家中如图丙所示的电能表的转盘转了25转,则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少?
23.(8分)底面积为100cm2的薄壁圆柱形容器内盛有适量的水。重为18N的木块A漂浮在水面上,木块A恰好有的体积露出水面的合金块B悬挂在木块A的下方,木块A恰好浸没在水中(水未溢出,不计绳重及绳的体积),求:
(1)图甲中A受到的浮力;
(2)合金块B的密度;
(3)乙图中比甲图中水对容器底部压强的增大量。
参考答案与试题解析
一、填空题(每空2分,每图2分,共20分)
1.(2分)天然气具有清洁、热值大等特点,日常生活中常采用液化天然气作燃料。天然气属于 不可再生 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
【解答】解:天然气一旦消耗,短期内不能从自然界得到补充。
故答案为:不可再生。
2.(2分)如图所示,这是小明在课余活动中用相同的吸管自制的口琴,小明用相同的力吹长度不同的吸管 音调 (选填“音调”“响度”或“音色”)不同。
【解答】解:用相同的力吹长度不同的吸管,管内的空气柱振动,管的长短不同,振动时频率就不同。
故答案为:音调。
3.(2分)阳春三月,清晨时荷塘中荷叶上有晶莹透明的露珠,如图所示 液化 (填物态变化名称)形成的。
【解答】解:
露珠是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠。
故答案为:液化。
4.(2分)如图所示,这是一演员正对着镜子(平面镜)画脸谱。画脸谱时,镜中像的大小 不变 (选填“变大”,“变小”或“不变”)。
【解答】解:如图所示,这是一演员正对着镜子(平面镜)画脸谱,平面镜所成的像与物体是等大的,镜中像的大小不变。
故答案为:不变。
5.(2分)在干燥的天气里,当手接触金属物体时偶尔会有被“电”一下的感觉。为了消除静电现象带来的危害,人们制作了静电消除器,静电消除器接触汽车能够消除静电。静电消除器前端应是 导体 (选填“导体”“半导体”或“绝缘体”)。
【解答】解:静电消除器接触汽车能够消除静电,静电消除器前端应是导体。
故答案为:导体。
6.(2分)为确保学校师生安全,严格做好学校防疫工作,我校购买了小型消毒车进行校园消毒。每天清晨,需用时20min,则消毒车进行消毒作业时的平均速度为 4 m/s。
【解答】解:消毒车行驶的路程为:s=4.8km=4800m,
消毒车用的时间为:t=20min=1200s,
则消毒车进行消毒作业时的平均速度为:v===5m/s。
故答案为:4。
7.(2分)垃圾分类处理可提高垃圾的资源价值,将垃圾转化成燃料油实现再次利用!已知燃料油的热值为8.5×107J/kg,完全燃烧21kg的燃料油放出的热量的80%被水吸收,可让 4000 kg的水温度升高85℃。[水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃))]
【解答】解:完全燃烧21kg这种燃料油放出的热量:Q放=mq=21kg×8.5×103J/kg=1.785×109J;
由题知,水吸收的热量为Q吸=ηQ放=80%×3.785×109J=1.428×105J,
由Q吸=cmΔt可得,水的质量为:m==。
故答案为:4000。
8.(2分)如图所示,斜面长为3m,高为1.5m,该过程斜面的机械效率为80%,则物体受到斜面的摩擦力为 100 N。
【解答】解:此过程所做有用功为:W有=Gh=800N×1.5m=1200J;
由机械效率η=得,总功为:W总===1500J;
此过程所做额外功为:W额=W总﹣W有=1500J﹣1200J=300J;
由W额=fs变形得:
摩擦力为:f===100N。
故答案为:100。
9.(2分)如图所示,从S点发出一束光线经过三棱镜折射后,折射光线入射到平面镜的P点经平面镜反射后反射光线经过B点。请在图中画出光线从S点发出经过棱镜和平面镜到B点的光路图。
【解答】解:由“从S点发出一束光线经过三棱镜折射后,折射光线入射到平面镜的P点经平面镜反射后反射光线经过B点”连接PB即为反射光线,根据反射角等于入射角可作出入射光线,此光线与三棱镜左边的交点即为入射点,如图所示:
10.(2分)建设卫生、文明的太和县,环保部门采用如图所示的城市电动清洁车对街道进行清理。城市电动清洁车的电池输出电压为48V、容量为200A•h,若电池充满电后电能的80%用于清洁作业,则该清洁车电池充满电后可供清洁车作业 9.6 h。
【解答】解:该电池提供电能为:W=UIt=48V×200A×1×3600s=3.456×106J=9.6kW•h,
电能的80%用于清洁作业,则清洁车做功为:W车=ηW=80%×4.6kW•h=7.68kW•h,
清洁车的平均功率P=800W=7.8kW,由W=Pt得作业时间:t==。
故答案为:9.5h。
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11.(2分)岳云鹏、孙越的相声《年三十的歌》,用歌声把我们带回那些难忘的春晚时光。下列是节目中出现的部分歌词,其中说法正确的是( )
A..“炊烟袅袅升起,隔江千万里”﹣﹣“炊烟升起”是以地面为参照物
B..“风中有朵雨做的云,一朵雨做的云”﹣﹣“云”是雨汽化形成的
C..“雾里看花,水中望月”﹣﹣“水中月”到水面的距离小于月亮到水面的距离
D.“夜夜想起妈妈的话,闪闪的泪光,鲁冰花”﹣﹣泪是光源
【解答】解:A、以地面为参照物,故A正确;
B、云是液态,故B错误;
C、根据平面镜成像特点,所以“水中月”到水面的距离等于月亮到水面的距离;
D、正在发光的物体叫做光源,不是光源,故D错误;
故选:A。
12.(2分)小丽在家与妈妈一起烹饪食物,在炖排骨时放多了盐,使排骨汤变咸了( )
A.加盐使排骨汤变咸,是因为盐分子在不停地做无规则运动
B.炖排骨汤时,汤沸腾后由大火调到小火,可以使汤的沸点降低
C.炖排骨汤的过程中主要是通过做功的方式增加汤的内能
D.咸汤里加入一些清水后,汤的质量变大,体积不变,密度变大
【解答】解:
A、加盐使排骨汤变咸是扩散现象,故A正确;
B、炖排骨汤时,把炖汤的火调小,汤的温度不变;
C、炖排骨汤的过程中,是通过热传递的方式使汤的内能增加;
D、咸汤里加入一些清水后,盐水的总体积增大,故D错误。
故选:A。
13.(2分)2020年12月5日,在北京进行的第二届全国大学生冰球锦标赛公开组A组第二轮比赛中,河南理工大学队以2:1战胜吉林体育学院队。如图所示,下列说法正确的是(不计空气阻力)( )
A.被推出的冰球在水平冰面上滑行最终会停下来说明力是维持物体运动的原因
B.冰球在冰面上静止时受到的重力和冰面对冰球的支持力是一对平衡力
C.冰球被击出后由于受到惯性的作用继续向前运动
D.运动员滑行的过程中受到的外力突然全部消失,运动员滑行的速度会越来越快
【解答】解:
A、被推出的冰球在水平冰面上滑行最终停下来,说明力改变了物体的运动状态;
B、冰球在冰面上静止时受到的重力和冰面对冰球的支持力符合二力平衡的四个条件,故B正确;
C、冰球被击出后由于具有惯性而继续向前运动,不是一种作用;
D、运动员滑行的过程中受到的外力突然全部消失,速度不变。
故选:B。
14.(2分)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当点燃的蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上恰好成一清晰的像(未画出)( )
A.光屏上成倒立,放大的实像
B.凸透镜的焦距可能是10cm
C.若凸透镜的位置不动,将光屏和点燃的蜡烛对调,光屏上能成清晰的像
D.若在凸透镜左侧“戴”上近视眼镜,光屏向左适当移动一定的距离又能成清晰的像
【解答】解:
AB、根据图可知,成倒立缩小的实像,f<v<2f,f<20.0cm<2f,故AB错误;
C、如果凸透镜不动,根据光路可逆可知、放大的实像;
D、近视眼镜是凹透镜,所以像会成在原位置之后,故D错误。
故选:C。
15.(2分)在武术《天地英雄》中,表演者用四指撑起身体并逐渐倒立,如图甲、乙( )
A.手指对支撑面的压力:F甲<F乙<F丙
B.图中手指对支撑面的压强约为104Pa
C.表演者从甲到丙的过程中,表演者没有做功
D.丙图中表演者的重力势能最大
【解答】解:A、手指对支撑面的压力大小等于人的重力大小甲=F乙=F丙,故A错误;
B、图中手指与支撑面的接触面积约为4cm2,手指对支撑面的压力等于人的重力,约为400N,
图中手指对支撑面的压强约为p===106Pa,故B错误;
C、表演者从甲到丙的过程中,根据W=Gh可知表演者克服自身重力做功;
D、重力势能与物体的质量和高度有关,质量不变,故丙图中表演者的重力势能最大。
故选:D。
16.(2分)在如图所示电路中,电源电压保持不变,R为光敏电阻,闭合开关S后,当光照强度减弱时( )
A.电压表的示数变大,灯L变亮
B.电压表与电流表示数的比值不变
C.电压表示数变大,电路消耗总功率变小
D.电流表的示数变大,电路消耗的总功率变大
【解答】解:由电路图可知,灯泡L与光敏电阻R串联,电流表测电路中的电流,
因光敏电阻R的阻值大小随光照强度的增强而减小,
所以,当光照强度减弱时,电路的总电阻增大,
由I=可知,即电流表的示数变小;
由串联电路的分压特点可知,R两端分得的电压变大,
则电压表与电流表示数的比值变大,故B错误;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,灯泡两端的电压变小,
因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,
所以,由P=UI可知,灯泡变暗;
由P=UI可知,电路消耗的总功率变小。
故选:C。
17.(2分)标有“6V 6W”的灯L1和标有“6V 3W”的灯L2的I﹣U图像如图所示,在保证电路安全的前提下,下列说法正确的是( )
A.两灯的电流与电压不成正比,故两灯的电流、电压和电阻不遵循欧姆定律
B.当灯L2正常发光时,通过灯L1的电流一定为1.0A
C.两灯并联时,电路的最大总功率为4.5W
D.当灯L1、L2串联且有一个灯正常工作时,另一个灯的功率为1W
【解答】解:
A、由图像可知,即灯泡的电阻是变化的,利用欧姆定律计算此时的电阻;
B、当灯L2正常发光时,通过灯L2的电流为6.5A,但无法确定通过灯L1的电流,故B错误;
C、由题意可知,因并联电路中各支路两端的电压相等,电路的总功率最大,
此时两灯泡均正常发光,则电路的最大总功率P=P7+P2=6W+7W=9W,故C错误;
D、由图像可知1=4A、I2=0.8A,
因串联电路中各处的电流相等,所以当灯L1、L2串联且有一个灯正常工作时,电路中的电流I=5.5A1不能正常发光,
由图像可知,此时L8两端的电压U1=2V,其功率P5′=U1I=2V×3.5A=1W,故D正确。
故选:D。
三、实验题(第18小题4分,第19小题4分,第20小题8分,共16分)
18.(4分)小明用如图所示的实验装置“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
(1)蹄形磁铁不动,闭合开关,导体棒ab沿竖直方向上下运动时;导体棒ab沿水平方向左、右运动时,灵敏电流计指针发生偏转 切割磁感线 运动是产生感应电流的条件之一。
(2)实验过程中,小明按(1)中方法进行操作时,请你提出一条改进的措施 换用磁性更强的磁铁或加快导体移动的速度 (从实验装置或操作过程方面说出一条即可)。
【解答】解:
(1)闭合开关,当导体棒ab沿水平方向左右运动时,电路中有感应电流产生;
(2)电流表指针偏转不明显,是感应电流太弱、可以换用匝数更多的线圈;从操作角度改进:可以加快导体的移动速度。
故答案为:(1)切割磁感线;(2)换用磁性更强的磁铁或加快导体移动的速度。
19.(4分)如图所示,小明用弹簧测力计,木块、砝码、长木板和毛巾探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。
(1)实验过程中,当拉着木块在木板上做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数如图甲所示1增加到5N时,木块受到的滑动摩擦力为 4.2 N。
(2)实验中观察到F3大于F2,可得出结论: 在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 。
【解答】解:(1)实验过程中,当拉着木块在木板上做匀速直线运动时,大小相等,测力计分度值为0.2N,故受到的摩擦力为6.2N;
若甲中若将水平拉力F1增加到6N时,因压力大小和接触面粗糙程度不变,木块受到的滑动摩擦力为4.2N;
(2)乙、丙两实验中,丙中接触面较粗糙4大于F2,可得出结论:在压力相同时,接触面越粗糙。
故答案为:(1)4.2;(2)在压力相同时,滑动摩擦力越大。
20.(8分)在测量额定电压为2.5V的小灯泡(正常发光时灯丝的电阻约为10Ω)的额定功率的实验中,实验室准备的器材有电压恒为6V的学生电源、电流表、电压表,阻值已知的定值电阻R0、开关和若干导线。
(1)请你用笔画线代替导线,将如图甲所示的实物电路连接完整。
(2)正确实验,根据实验数据绘制的小灯泡的I﹣U图像如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 0.625 W。
(3)为了完成本次实验,滑动变阻器的最大阻值不能小于 14 Ω。
(4)实验中,若电流表损坏,设计如图丙所示的电路也能测量出小灯泡的额定功率
①闭合开关S,将开关S1拨到触点“2”,移动滑片P,使电压表的示数为2.5V;
②再将开关S1拨到触点“1”,保持滑片P的位置不变,读出电压表的示数U;
③小灯泡的额定功率的表达式:P额= 2.5V×(用已知量和测量量表示)。
【解答】解:(1)小灯泡的额定电流为:I===2.25A<0.6A;因为灯的额定电压为3.5V,如下所示:
(2)根据实验数据绘成的I﹣U图像知,灯在额定电压下的电流为0.25A
P=UI额=3.5V×0.25A=7.625W;
(3)根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UL=6V﹣2.3V=3.5V,
变阻器连入电路中的电阻为:
R滑===14Ω,选择滑动变阻器的最大阻值不能小于14Ω;
(4)实验方案:
①闭合开关S,将开关S3拨到触点“2”,移动滑片P;
②再将开关S1拨到触点“3”,保持滑片P的位置不变;
③在②中,使电压表测灯与定值电阻的电压,灯仍正常工作,此时定值电阻的电压:
U0=U﹣2.5V,由欧姆定律可求出灯的额定电流:
I额=I0=,小灯泡的额定功率的表达式:
P额=U额×I额=2.2V×。
故答案为:(1)如上所示;(2)0.625;(4)2.5V×。
四、计算题(第21小题5分,第22小题7分,第23小题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程)
21.(5分)坚持锻炼身体,增强体魄,增加身体的免疫力!俯卧撑是一种简单且适合在多种场所锻炼身体的运动方式。如图所示,可将他的身体视为一个杠杆。
(1)将身体撑起的过程中,求地面对手掌的最小支持力;
(2)若小明在1min内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为0.4m,求他做俯卧撑的功率。
【解答】解:(1)小明的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N,
人的身体相当于杠杆,脚是支点,地面对双手的支持力是动力
G×L2=F×L1,
500N×8.9m=F×(0.8m+0.6m),
解得F=300N。
(2)做一个俯卧撑时,支持力对人做功:W=Fh=300N×7.4m=120J,
所以做30个俯卧撑做功W'=30×120J=3600J。
所用时间t=1min=60s,
做俯卧撑的功率:P===60W。
答:(1)地面对手掌的最小支持力为300N;
(2)他做俯卧撑的功率为60W。
22.(7分)如图甲所示,这是小聪家的电热开水器,有加热挡和保温挡,其简化电路图如图乙所示,其中R1和R2均为加热电阻,且阻值不随温度而变化。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(1)发热电阻R1的阻值是多少?
(2)电热开水器中质量为10kg、初温为15℃的水温度升高到95℃,水吸收的热量是多少?
(3)爱观察的小聪发现用电高峰时,电热开水器内的温度比平时低,于是他关闭家里其他所有用电器,发现在30s内家中如图丙所示的电能表的转盘转了25转,则用电高峰时家庭电路的实际电压为多少?
【解答】解:(1)当开关S1闭合,S2断开时,两电阻串联,根据P=,处于低温挡;
当开关S1和S2都闭合时,只有电阻R6工作,电阻较小知此时的电功率较大;
低温挡电热开水器的电功率为440W,根据P=UI得低温挡工作时电路中的电流:I==;
(2)当只闭合S1时,两电阻串联,低温挡的电流为6A
R1+R2=,
故R2=﹣R2=﹣70Ω=40Ω;
(3)水吸收的热量为:
Q吸=c水mΔt=5.2×103J/(kg•℃)×10kg×(95℃﹣15℃)=2.36×106J;
(4)电能表盘中标有3000r/kW•h,表示电路中每消耗1kW•h的电能,
电能表转盘转25转时,消耗的电能为:
W=×25kW•h=×7.6×106J=5×104J,
实际功率为:P实===1000W;
根据P=,在R不变时,故有:=,
用电高峰时家庭电路的实际电压为:U实===200V。
答:(1)发热电阻R6的阻值是40Ω;
(2)电热开水器中质量为10kg,初温为15℃的水温度升高到95℃6J;
(3)用电高峰时家庭电路的实际电压为200V。
23.(8分)底面积为100cm2的薄壁圆柱形容器内盛有适量的水。重为18N的木块A漂浮在水面上,木块A恰好有的体积露出水面的合金块B悬挂在木块A的下方,木块A恰好浸没在水中(水未溢出,不计绳重及绳的体积),求:
(1)图甲中A受到的浮力;
(2)合金块B的密度;
(3)乙图中比甲图中水对容器底部压强的增大量。
【解答】解:
(1)图甲中物体A漂浮在水面上,物体A受到的浮力:
F浮A=GA=18N;
(2)图甲中物体A漂浮在水面上,物体A恰好有,
则V排A=VA﹣V露=VA﹣VA=VA,
由漂浮条件可得:F浮A=GA,
结合阿基米德原理和重力公式可得:ρ水gV排A=ρAgVA,
即ρ水g×VA=ρAgVA,
所以ρA=ρ水=×1×103kg/m2=×105kg/m3,
由G=mg=ρVg可得A的体积:
VA===2.3×10﹣3m3,
B的体积:
VB=VA=×2.7×10﹣3m3=9×10﹣3m3,
物体B放在物体A下方时恰好浸没在水中,整体处于悬浮状态,
整体排开水的体积:
V排′=VA+VB=2.6×10﹣3m3+7×10﹣4m3=5.6×10﹣3m3,
此时物体A、B受到的总浮力:
F浮′=ρ水gV排′=1×103kg/m7×10N/kg×3.6×10﹣6m3=36N,
因为A、B整体处于悬浮状态,
所以物体A、B受到的总浮力:
F浮′=GA+GB,
则物体B的重力:
GB=F浮′﹣GA=36N﹣18N=18N,
由G=mg=ρVg可得B的密度:
ρB===2×103kg/m2;
(3)乙图和甲图相比增加的浮力:
ΔF浮=GB=18N,
由F浮=ρ液gV排知排开水的体积增加值:
ΔV排===4.8×10﹣3m7,
增加的深度为:
Δh===0.18m,
乙图中液体对容器底部的压强比甲图中增加了:
Δp=ρ水gΔh=6.0×103kg/m8×10N/kg×0.18m=1800Pa。
答:(1)图甲中A受到的浮力为18N;
(2)合金块B的密度为2×108kg/m3;
(3)乙图中比甲图中水对容器底部压强的增大量为1800Pa。额定电压U额/V
220
加热电阻R2/Ω
70
保温挡额定功率P额/W
440
额定电压U额/V
220
加热电阻R2/Ω
70
保温挡额定功率P额/W
440
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