2024年辽宁省盘锦市第一完全中学中考三模物理试题
展开一、选择题(本题包括9小题,共18分,1-6题为单选,每小题2分。7-9题为多选,每小题2分。对于多选题,漏选得1分,多选、错选得0分)
1. 如图所示,关于声现象,下列说法正确的是( )
A. 甲图:在靠近居民区的路段设置声音屏障,目的是在声源处减弱噪声
B. 乙图:利用超声可以探测海底深度,说明超声波在海水中的传播速度大于其他声波
C. 丙图:城市中的噪声监测仪,数字55.8后的单位应该是Hz
D. 丁图:从上、下两个音叉振动的波形图中,可看出上面的音叉发声音调高
【答案】D
【解析】
【详解】A.在靠近居民区的路段设置声音屏障,目的是在传播过程中减弱噪声,故A错误;
B.超声波在海水中的传播速度与其他声波在海水中的传播速度相同,故B错误;
C.监测噪声的设备——噪声测试仪是用来测定噪声等级的,而声音的强弱用分贝来表示,所以噪声测试仪上数字55.8后的单位应该是dB(分贝),故C错误;
D.两个音叉振动的波形图中,相同时间内,上面音叉振动的频率大于下面的,上面的音叉发声音调高,故D正确。
故选D。
2. 关于能源、信息和材料,下列说法正确的是( )
A. 插电式新能源汽车充电时使用的电能是一次能源
B. 核电站核反应堆中发生是可控核裂变
C. 超导体材料更适合做电热丝且通电时不会产生磁场
D. 太阳能、地热能和天然气都属于可再生能源
【答案】B
【解析】
【详解】A.电能需通过消耗一次能源才能获得,是二次能源,故A错误;试卷源自 每日更新,不到1元,欢迎访问。B.核电站是核裂变的应用,核反应堆中发生的链式反应,是可以控制的,故B正确;
C.超导体在特定情况下的电阻为0,若用超导材料制造电饭煲的电热丝,电热丝不能发热,因此不能用该电热丝制成电饭煲,故C错误;
D.太阳能、地热能可以源源不断地从自然界获取,属于可再生能源,天然气不能在短时间内再生,因此属于不可再生能源,故D错误。
故选B。
3. 如图所示是婷婷在家做的色香味美的蛋炒饭,其制作过程中所涉及的物理知识下列说法正确的是( )
A. 蛋炒饭成金黄色,是因为油的比热容比水的比热容大
B. 炒鸡蛋时会产生油烟,说明分子在做无规则运动
C. 蛋炒饭主要是通过热传递的方式增加内能
D. 刚炒熟的蛋炒饭冒“白气”是空气液化形成的
【答案】C
【解析】
【详解】A.油的比热容比水的比热容小,吸收相同的热量,升温较快,能使蛋炒饭炒成金黄色,故A错误;
B.炒鸡蛋时会产生油烟,油烟是固体小颗粒,不是分子,油烟的运动说明固体小颗粒在做无规则运动,故B错误;
C.蛋炒饭被加热,温度升高,内能增大,通过热传递的方式增加内能,故C正确;
D.刚炒熟的蛋炒饭冒白气是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故D错误。
故选C。
4. 如图甲所示是一款磁悬浮音箱,使用时,闭合开关,音箱可悬浮空中。图乙为其电路原理图,音箱底部有一磁铁A,下方底座内部有电磁铁。下列对此款音箱的分析正确的是( )
A. 音箱底部磁体的A端应是N极
B. 底座电磁铁周围磁感线的方向为由下向上
C. 向右移动滑片P可以降低音箱的悬浮高度
D. 在更高的位置稳定“悬浮”后,音箱受到的电磁铁对它的斥力变大
【答案】A
【解析】
【详解】A.由安培定则和图示可知,右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指指向螺线管的上端,则螺线管的上端为N极、下端为S极,磁悬浮音箱利用了同名磁极相互排斥的原理,所以音箱底部磁体的A端应该是N极,故A正确;
B.音箱底部磁体的A端应该是N极,磁感线从N极出发,指向S极,所以磁感线方向是由上向下,故B错误;
C.由图可知,闭合开关,使音箱悬浮后,向右调节滑片P,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电磁铁线圈中的电流增大,磁性增强,音箱受到的磁力变大,音箱与底座之间的距离变大,“悬浮”的高度升高,故C错误;
D.在更高的位置稳定悬浮后,音箱仍然处于受力平衡状态,故斥力等于重力,大小不变,故D错误。
故选A。
5. 如图是鲁迅先生在《社戏》中所描写的“乌篷船”,它以小巧灵活穿梭在水道阡陌纵横的水乡——绍兴。根据图中所提供的信息,下列分析正确的是( )
A. 岸上的树在地面形成影子其原理与平面镜成像原理相同
B. 船桨在水面处好似折断了,是光折射形成船桨的实像
C. 船篷能阻挡阳光中的红外线对船舱中人的伤害
D. 小桥在水中的倒影由光的反射所成的虚像
【答案】D
【解析】
【详解】A.影子的形成是由于光沿直线传播,平面镜成像的原理是光的反射,故A错误;
B.船桨在水面处好似折断了,是由于光的折射形成的,人眼看到的是船桨的虚像,故B错误;
C.阳光中可能对人造成伤害的是紫外线,不是红外线,故C错误
D.小桥在水中的倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的虚像,故D正确。
故选D。
6. 利用如图所示的装置进行实验,对实验现象解释正确的是( )
A. 甲图中用毛皮摩擦过的橡胶棒带了电,是因为在摩擦过程中创造了电荷
B. 乙图中接通电源后小磁针会发生偏转,原理是电磁感应
C. 丙图中闭合开关后金属棒运动起来,说明磁场对电流有力的作用
D. 丁图中控制灯泡的开关应该接到a处
【答案】C
【解析】
【详解】A.摩擦起电的实质并不是创造了电荷,而是电荷的转移,毛皮与橡胶棒摩擦,橡胶棒得到电子带负电,毛皮失去电子带正电,故A错误;
B.乙图中导线接通电源后有电流,小磁针转动说明小磁针受到了磁场力的作用,因此可以说明电流周围存在着磁场,原理是电流的磁效应,故B错误;
C.丙图中将金属棒放入磁场中,通上电流后,金属棒周围会产生磁场,两个磁场相互作用,使得金属棒受力运动,此实验说明通电导体在磁场中会受到磁力的作用,即磁场对电流产生了作用力,故C正确;
D.丁图为家庭电路,为了用电安全,控制灯泡的开关应该按装在火线和灯泡之间,由图知,安装有保险丝的导线是火线,所以开关应该安装在b处,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,电源电压恒为6V,,,的规格为“”,电压表的量程为0~3V,量程为0~15V,电流表A的量程为0~0.6A。下列说法正确的是( )
A. 只闭合时,向左移动滑片,A示数变大,示数变小
B. 只闭合时,向左移动滑片,示数变化量的绝对值与A示数变化量的比值变小
C. 只闭合时,向右移动滑片,两端的电压变化量的绝对值与两端的电压变化量相等
D. 闭合、时,移动滑片,在保证电路安全的情况下,电路消耗的最小功率与最大功率之比为1:2
【答案】AD
【解析】
【详解】A.只闭合S1时,三个电阻串联,电压表V1测量定值电阻R1两端的电压,电压表V2测量定值电阻R2和滑动变阻器R3两端的电压,向左移动滑片,滑动变阻器的电阻变小,电路的总电阻减小,根据欧姆定律知电路的电流变大,电流表的示数变大,由欧姆定律知,定值电阻R1两端电压变大,电压表V1的示数变大,由串联电路电压的规律知定值电阻R2和滑动变阻器R3两端的电压变小,即电压表V2的示数变小,故A正确;
B.根据串联电路电压的规律知电压表V2示数变化量的绝对值等于电压表V1示数变化量的绝对值,电压表V1示数变化量的绝对值与电流表A示数变化量的比值就是定值电阻的阻值,因此向左移动滑片,因为定值电阻的阻值不变,所以电压表示数变化量的绝对值与电流表A示数变化量的比值不变,故B错误;
C.只闭合时,向右移动滑片,滑动变阻器的电阻变大,电路的总电阻变大,根据欧姆定律知电路的电流减小,电流表的示数减小,由欧姆定律可知,定值电阻R1、R2两端的总电压变小,滑动变阻器两端的电压变大,且定值电阻R1、R2两端电压的变化量等于滑动变阻器两端的电压变化量,所以R2两端的电压变化量的绝对值小于R3两端的电压变化量,故C错误;
D.闭合S1、S2时,定值电阻R1和滑动变阻器R3串联,电压表V1测量定值电阻R1两端的电压,电压表V2测量滑动变阻器R3两端的电压,由于电压表V1的量程为0~3V,即定值电阻R1两端的最大电压为3V,电路的最大电流为
电路消耗的最大功率为
P大=UI大=6V×0.3A=1.8W
当滑动变阻器的阻值最大时,电路中的电流最小,由于V2量程为0~15V,因此电路是安全的,此时电路的最小电流为
电路消耗的最小功率为
P小=UI小=6V×0.15A=0.9W
故闭合S1、S2时,移动滑片,在保证电路安全的情况下,电路消耗的最小功率与最大功率之比为
故D正确。
故选AD。
8. 用如图甲所示的装置提升重物A,A的重力为360N,底面积为,施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示,A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。(忽略绳重和摩擦)下列结论正确的是( )
A. 物体匀速上升时拉力F的功率为40W
B. 动滑轮的重力为40N
C. 2~3s时,此装置的机械效率为90%
D. 0.5s时,物体A对地面的压强为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.由图丙可知,物体在2~3s时匀速上升,由图乙可知,物体匀速上升时拉力F=200N,由图甲可知绳子承重段数为2,则绳子自由端移动的速度为
v=2×0.2m/s=0.4m/s
由可得,拉力功率
故A错误;
B.忽略绳重和摩擦,物体匀速上升时拉力F=200N,由
可得,动滑轮重力
故B正确;
C.由
可得,2~3s时,此装置的机械效率为
故C正确;
D.由图乙可知,0.5s时拉力为150N,物体受到竖直向上的拉力为
物体对地面的压力为
由可得,物体A对地面的压强为
故D正确。
故选BCD。
9. 水平桌面上放置装有适量水的烧杯,A、B为两个材料相同且不吸水的小球,B球的体积是A球的2倍。先将A球放入烧杯中,溢出水的质量30g,如图甲所示。再放入B球,又溢出水的质量80g,如图乙所示。下列判断正确的是( )()
A. B球受到的浮力大小为0.8N
B. A球受到的浮力大小为0.3N
C. 图甲中,放入A球前后,水对烧杯底部的压强相等
D. 图乙中,放入B球前后,烧杯对桌面的压力大小不变
【答案】AD
【解析】
【详解】根据阿基米德原理物体在液体中受到的浮力等于排开液体的重力,F浮=G排,可知:
A.再放入B球,又溢出水的质量80g,由于A放入后已经有水溢出,B放入前溢水杯是装满水的,溢出水的质量80g,重力为
GB=mBg=0.08kg×10N/kg=0.8N
B球受到的浮力大小为等于浮力,故A正确;
B.由于水平桌面上放置装有适量水的烧杯,A放入前,溢水杯内的水不一定装满,溢出水的质量30g,重力为
GA=mAg=0.03kg×10N/kg=0.3N
A球受到的浮力大小可能小于浮力,故B错误;
C.由于水平桌面上放置装有适量水的烧杯,A放入前,溢水杯内的水不一定装满,放入A球后,有水溢出,深度可能增加,由液体压强公式p=ρgh知水对烧杯底部的压强不一定相等,故C错误;
D.图乙中,放入B球前,烧杯对桌面的压力大小
F压=G杯+G水+GA-----Ⅰ
再放入B球,B球静止时漂浮,由浮沉条件和阿基米德原理可得
GB=F浮B=GB排-----Ⅱ
即B球的重力等于放入B球后溢出水的重力,此时烧杯中剩余水的重力
G水′=G水-GB排
此时烧杯对桌面的压力大小
F压′=G杯+G水′+GA+GB=G杯+G水-GB排+GA+GB-----Ⅲ
由Ⅱ、Ⅲ可得
F压′=G杯+G水+GA-----Ⅳ
所以,由I、Ⅳ可知,放入B球前后,烧杯对桌面的压力大小不变,故D正确。
故选AD。
二、填空题(每空1分,共12分)
10. 排球比赛中,球员在击打排球时,手感到疼痛,是因为物体间力的作用是______。如图所示,若排球运动到最高点Q时所受的外力全部消失,排球将______(选填“静止”“沿a方向运动”“沿b方向运动”或“沿c方向运动”)。
【答案】 ①. 相互的 ②. 沿a方向运动
【解析】
【详解】[1]球员在击打排球时,手感到疼痛,是因为手给排球一个力,排球也给手一个力,说明物体间力的作用是相互的。
[2]此时实心球主要受到重力作用,重力改变小球的运动状态,所以实心球在上升过程中,速度不断减小,最后在竖直方向速度是零,但由于惯性,在水平方向仍然运动,若此时所受外力同时消失,根据牛顿第一运动定律知,实心球将沿水平方向做匀速直线运动,即沿a方向运动。
11. 小币同学用水平力F拉动如图所示装置,使重100N的A物体在水平地面上匀速运动了80cm,物体B重50N(物体B与A始终接触),此过程中地面受到的摩擦力为10N,弹簧测力计的示数为8N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦,则物体A受到B施加的摩擦力 _________ (选填“水平向左”、“水平向右”或“为零”),水平拉力F为 ___________ N。
【答案】 ①. 水平向右 ②. 36
【解析】
【详解】[1]因为力的作用是相互的,相互作用力大小相等,方向相反,而物体B受到A的摩擦力
所以,物体A受到B施加的摩擦力
方向水平向右。
[2]物体A受到向左的拉力等于地面对A的摩擦力f地加上物体A受到B施加的摩擦力fA
滑轮为动滑轮,水平拉力F为F左的2倍,故
12. 图甲是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图,翻盖的原理是由两个杠杆组合而成,图乙为两水平杠杆AO1B、DCO2组合的示意图。已知桶盖重10N,重心位于DC中点的正上方,AO1=30cm,O1B=20cm,桶盖和连接杆的尺寸如图乙所示,脚踏杆AO1B和竖直连接杆BC的质量不计。
(1)杠杆AO1B是___________(选填“省力”或“费力”)杠杆;
(2)若要把桶盖翻开,脚对踏板、A处的压力至少为___________N。
【答案】 ①. 省力 ②. 40
【解析】
【详解】(1)[1]图乙中,杠杆AO1B,设脚对A点的作用力为F1,顶杆对B点的作用力为F2,由杠杆平衡条件知道
F1×AO1=F2×O1B ①
由于
AO1=30cm
O1B=20cm
则
AO1>O1B
所以
F1<F2
即杠杆AO1B是省力杠杆。
(2)[2]设顶杆对桶盖上C点的作用力为F1'
根据杠杆平衡条件知道
②
根据力的作用是相互的知道
F1'=F2
由①②知道
所以
13. 一个粗细不均匀的两头开口的玻璃管,管下连通一个装有红墨水的U形管,液面位置如图。当用吹风机向玻璃管中吹风时,A管中液面上方的气体压强较________,A管中液面_______B管中液面。
【答案】 ①. 大 ②. 低于
【解析】
【详解】[1][2]A管上方玻璃管的横截面积大,风经过A管上方的流动速度小于B管上方的空气流动速度,则A管上方的压强大于B管上方的压强,红墨水将被压向B管,A管液面下降,B管液面上升,即A管中液面低于B管中液面。
14. 将小球水平抛出,其部分运动轨迹如图甲所示,小球在运动过程中经过A、B两点,在这两点的动能和重力势能的关系如图乙所示,在A点的重力势能________(选填“大于”“等于”或“小于”)往B点的重力势能:若A、B两点为图甲中“①、②、③”点中的某两点,则A点可能是其中的________(选填“①”“②”或“③”)点。
【答案】 ①. 小于 ②. ③
【解析】
【详解】[1]小球在B点时的机械能为
小球在B点时的重力势能为
因此小球在A点时的重力势能小于小球在B点时的重力势能。
[2]小球在A点的机械能为
小球在A点的机械能小于B点的机械能,且小球在A点时的重力势能小于小球在B点时的重力势能,说明A点的高度比较低,故A在③,B点在②。
15. 家庭电路的部分电路图如图所示(电路连接规范)。只闭合开关S1,灯L1正常发光,此时用试电笔接触a点,试电笔的氖管________(选填“发光”或“不发光”);再闭合开关S2,灯L1马上熄灭,则故障原因可能是灯L2_______(选填“短路”或“断路”)。
【答案】 ①. 不发光 ②. 短路
【解析】
【详解】[1]只闭合开关S1,灯L1正常发光(灯泡两端的电压等于家庭电路的电压),此时用试电笔接触a点,因a点与零线相连,所以此时试电笔的氖管不发光。
[2]根据图可知,灯L1正常发光,再闭合开关S2,灯L1马上熄灭,则故障原因可能是灯L2短路,导致熔丝熔断。
三、作图题(共2小题,每题2分,共4分)
16. 如图所示,放在传送带上的物体M跟随传送带一起匀速向上运动,请画出物体M的受力示意图(不计空气阻力)。
( )
【答案】
【解析】
【详解】物体M受竖直向下的重力、受垂直于传送带向上的支持力,因物体M相对于传送带有向后滑动的趋势,故受平行于传送带向上的摩擦力,如下图所示。
17. 如图所示,光线a是发光点S射向平面镜后的一条反射光线,并平行于主光轴入射到凹透镜上,S’为像点。请画出:(1)发光点S的位置。(2)光线a的入射光线。(3)光线a经过凹透镜后的折射光线。
【答案】
【解析】
【详解】(1)由平面镜成像特点知,像与物关于平面镜对称,据此作出发光点S;
(2)连接发光点S与反射点的连线,即为光线a的入射光线;
(3)平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点,据此作出光线a经过凹透镜后的折射光线。如图所示
四、实验探究题(本题共4小题,每空一分,共24分。)
18. 小明用如图甲所示的装置“探究凸透镜成像特点”,其中凸透镜的焦距为15cm,实验时小明在坐标纸上记录了蜡烛与光屏上像的位置和大小,如图乙所示(带箭头的线段表示物或像,、分别表示蜡烛在A、B时像的位置)。
(1)从图乙可以看出。蜡烛在A、B位置时光屏上得到的像的性质与生活中的________(填照相机、投影仪或放大镜)的成像的性质相同。
(2)当把蜡烛放在C位置时,小明在光具座上无论怎样移动光屏部不能得到清晰的像。为了让蜡烛在C位置的像能成在光具座上的光屏上,他采用了两种做法。
做法一:保持蜡烛和透镜的位置不变更换凸透镜,在光具座上移动光屏,光屏上又出现了清晰的像;由此推断此透镜焦距_________(选填“>”“<”或“=”)15cm,更换的凸透镜会聚光的能力比较_________(选填“强”或“弱”)
做法二:保持蜡烛和透镜的位置不变,在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜,在光具座上移动光屏,光屏上又出现了清晰的像。由此实验联系实际可推知,远视眼的晶状体焦距较_________(选填“大”或“小”),将近处物体的像成在视网膜_________(选填“前”“后”)方。
(3)小华在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,物距u随时间t的变化图象如图丙所示。则像距v与t的大致变化关系为丁图中的_________。
【答案】 ①. 投影仪 ②. < ③. 强 ④. 大 ⑤. 后 ⑥. C
【解析】
【详解】(1)[1]从图乙中可以看出,蜡烛在A、B位置时,,凸透镜成倒立、放大的实像,得到的像的性质与生活中的投影仪的成像的性质相同。
(2)[2][3]保持蜡烛和透镜的位置不变更换凸透镜,在光具座上移动光屏,光屏上又出现了清晰的像,说明成的是实像,因此物距大于焦距,原凸透镜的焦距为15cm,则更换的凸透镜的焦距小于15cm;焦距越小,折光能力越强,故更换的凸透镜会聚光的能力比较强。
[4][5]在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜,帮忙会聚光线,故推测远视眼的晶状体焦距较大,折光能力过弱,将近处物体的像成在视网膜后方。
(3)[6]u随时间t的变化图像如图丙所示,刚开始,物距在一倍焦距和两倍焦距之间,则像距在两倍焦距开外,物距在两倍焦距开外时,像距在一倍焦距到两倍焦距之间,物体不断远离,像不断靠近,只会无限接近一倍焦距。
故选C
19. 如图所示,小明用甲、乙、丙三套完全相同的装置。完成“比较不同物质的吸热本领”和“不同燃料的热值”两个热学实验:
(1)为了完成这两个实验,除了用完全相同的烧杯。还分别装入________和初温均相等的水和煤油。
(2)经过实验得出了水和煤油温度随时间的变化如图丁a、b所示,根据图丁可判断出________(填“水”或“煤油”)的吸热能力强,若不计整个实验过程中的热量损失,根据图丁信息可以得到煤油的比热容是_________。
(3)为了比较不同燃料热值,小明选择_________两套装置,通过_________(选填“加热时间”或“温度计示数变化”)来比较两种燃料的热值大小。
(4)总结实验结论后,小明认为,沿海地区海陆风的形成与“地面和海水的吸热本领不同”有关。如图戊、己所示是海陆风形成的示意图。其中_________ (选填“戊”或“己”)图反映白天海风的形成。
【答案】 ①. 质量 ②. 水 ③. ④. 乙丙 ⑤. 温度计示数变化 ⑥. 己
【解析】
【详解】(1)[1]根据比较吸热能力的两种方法,在该实验中要控制不同物质的质量相同,故在两个完全相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的水和煤油。
(2)[2][3]由图丁可知,升高的温度均为20℃时(从10℃加热到30℃),水需要的加热时间(6min)大于煤油需要的加热时间(3min),即水需吸收的热量比煤油多,由可知,水的比热容比煤油大,因此水的吸热能力更强。
由图可知,水和煤油变化的温度均为30℃时,,可知
解得煤油的比热容为。
(3)[4][5]为了比较不同燃料的热值,应该改变燃料的种类,加热质量相同的同种液体,则小明选择乙、丙两套装置。
点燃后加热质量相等的同种液体,需等待燃料全部燃烧,通过观察温度计示数的变化来比较两种燃料的热值大小。
(4)[6]由于地面和海水的比热容不同,海水的比热容大于陆地的比热容,在同样太阳光的照射下,地面和大海升温和降温的快慢不同,从而使空气形成对流,白天,地面比大海升温快,地面热空气密度较小,热空气上升,海面较冷的空气就会来补充,于是冷空气沿海面吹向陆地,形成海风,故己正确。
20. 如图,图1是小明同学验证阿基米德原理的实验过程图,弹篮测力计在A、B、C、D四个步骤中的读数分别为G空桶=1N、F1=2N、G物=3N、F2=2N,ρ水=1.0×103kg/m3。g取10N/kg。
(1)为了减小实验误差,最合理的操作步骤顺序为________(填序号);
(2)按照最合理的操作顺序。当实验中的测量结果满足________的关系式时(用G物、F1、F2、G空桶表示),说明阿基米德原理成立;
(3)按最合理顺序操作还可以测出圆柱体密度ρ柱=________ kg/m3
(4)如图2所示,小明借助一个长方体木块。密度已知的石块和刻度尺测出了未知液体的密度;
①如图甲,用刻度尺测出木块没在水中的深度h1;
②如图乙,将石块放在木块上,使它们共同漂浮在水面上,用刻度尺测出木块浸在水中的深度h2;
③如图丙,将石块用细线系在木块下面放入水中浸没,让木块有一部分体积露出水面,用刻度尺测出木块浸在水中的深度h3;
④液体密度ρ液=___________(用题目中字母和ρ石块表示)。
【答案】 ①. ACBD ②. G物-F1=F2-G空桶 ③. 3×103 ④.
【解析】
【详解】(1)[1]为了减小误差,在小桶接水前,应先测出其重力,再测合金块的重量,然后浸没排水,最后测量溢出水和小桶的总重,所以合理的实验顺序为ACBD。
(2)[2]图C测出了物体的重力,图B测量的是物体浸在水中时弹簧测力计的拉力,物体受到的浮力等于其重力减去弹簧测力计的拉力,所以图中C和B两个步骤是为了测量浮力的大小;由实验过程可知,物体浸没液体中受到的浮力为
F浮=G物-F1
物体排开液体的重力
G排=F2-G空桶
如果满足
G物-F1=F2-G空桶
则可以证明:浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小,即阿基米德原理成立。
(3)[3]圆柱体的质量为
圆柱体浸没在水中所受的浮力为
F浮=G物-F1=3N-2N=1N
所以圆柱体体积为
所以圆柱体的密度为
(5)[4]如图,甲乙中物体都漂浮,浮力等于重力,所以浮力的变化量等于重力的变化量,即等于石块的重力,设木块的底面积为S,所以石块的重力为
G=ΔF浮=ρ液V排g=ρ液gS(h2-h1)
所以石块的质量为
对比乙丙两图,木块和石头看做整体,也都漂浮,浮力等于重力,重力相等,所以浮力相等,根据F浮=ρ液V排g可知排开液体的体积相等,所以石块的体积为
V石块=S(h2-h3)
所以石块的密度为
则液体的密度为
21. 小宋在探究电流与电压的关系时,连接如图甲所示电路。电源电压恒为3V。
(1)小宋发现电路中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上打“×”。并用笔画线代替导线,将电路连接正确_____;
(2)改正电路后,将滑动变阻器的滑片调至最________端,闭合开关,电流表示数为0.1A,电压表示数如图乙所示,则滑动变阻器的最大阻值为________;
(3)调节滑动变阻器的滑片,再进行四次实验,记录数据如下表所示;
分析数据可得出结论:_______。
(4)完成上述实验后,为了测量额定电流为0.25A的灯泡正常发光时的电阻,小宋设计了如图丙所示的电路。电源电压未知且恒定,定值电阻的阻值为;
请完成下面的实验步骤:
①在丙图虚线框a、b两处补画出定值电阻和待测灯泡的元件符号。按电路图正确连接电路;
②只闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片。直至_____;
③保持滑片位置不变,闭合开关S、,电压表示数为5V,接着将滑片调至最左端,读出电压表示数为6V;
④计算灯泡正常发光时的电阻________。
(5)关于“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测量电阻”两个实验,下列说法中正确的是________。
A.两个实验所采用的研究方法是相同的
B.两个实验多次测量的目的是相同的
C.两个实验的电路在课本中是相同的
D.两个实验中使用滑动变阻器的目的都是为了控制电阻两端电压不变
【答案】 ①. ②. 右 ③. 25 ④. 在导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比 ⑤. 调节滑动变阻器使电压表的示数为2.5V ⑥. 12 ⑦. C
【解析】
【详解】(1)[1]由实物电路可知,滑动变阻器与电流表串联,再与电阻并联,而电压表串联在电路中,则将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,即最右端,闭合开关,会发现电流表无示数,电压表的示数为电源电压。“探究电流与电压的关系”的实验,滑动变阻器与定值电阻、电流表串联,电压表并联在定值电阻两端,则正确的电路连接如图:
(2)[2]为保护电路,将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,即最右端
[3]如图乙所示,电压表接小量程,分度值为0.1V,电压表示数为0.5V。定值电阻为
电路总电阻
滑动变阻器的最大阻值为
(3)[4]分析数据可知,在导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
(4)[5][6]没有电流表,用电压表与定值电阻代替电流表,所以定值电阻与电压表并联,如下图:
小灯泡的额定电流为0.25A,定值电阻R0的阻值为10Ω,为了是小灯泡正常发光,定值电阻R0两端的电压应该为
U0=I额R0=0.25A×10Ω=2.5V
所以使灯泡正常发光:只闭合开关S,调节滑动变阻器使电压表的示数为2.5V;保持滑片位置不变,闭合开关S、S1,灯泡被短路,将滑动变阻器滑片调节到最左端,电压表的示数即为电源电压U=6V;由保持滑片位置不变,闭合开关S、S1,电压表示数为5V可得
即
解得:R滑=2Ω,由步骤②可得
即
解得:RL=12Ω。
(5)[7]A.在“探究电流跟电阻的关系”时需要采用控制变量法,而“伏安法测量电阻”时不需要利用控制变量法,故A错误;
B.探究电流跟电阻的关系多次测量是为了发现、总结规律;伏安法测量电阻多次测量是为了取平均值以减小误差,因此两个实验多次测量的目的完全不同,故B错误;
C.这两个实验的实验电路图都相同,故C正确;
D.“探究电流跟电阻的关系”时,使用滑动变阻器是为了控制电阻两端的电压不变;而在“伏安法测量电阻”实验时,使用滑动变阻器是为了改变电阻两端的电压和通过的电流,从而进行多次实验,故D错误。
故选C。
五、综合应用(共三小题,共22分)
22. 随着科技的发展。无人驾驶技术日趋成熟。如图所示是利用5G网络实现远程无人驾驶的纯电动汽车,其质量为1.5t,车轮与路面接触的总面积为,该车在水平路面上匀速直线行驶12km,用时10min,行驶过程中汽车受到的阻力为车重的0.08倍。(汽车匀速行驶过程中功率恒定;汽油热值取)求:
(1)该车静止在水平路面上时对路面的压强。
(2)这段时间内牵引力所做的功和功率。
(3)该车百公里消耗电能,若这些能量完全由燃烧汽油来获得,相当于完全燃烧汽油多少千克?
(4)你对我国新能源汽车产业发展提出一条合理建议。
【答案】(1);(2),;(3);(4)见解析
【解析】
【详解】(1)汽车静止在水平地面上时,对地面的压力为
车轮与路面接触的总面积为
对地面的压强为
(2)行驶过程中汽车受到的阻力为
由于汽车匀速行驶,行驶的牵引力为
牵引力所做的功为
牵引力做功的时间为
牵引力的功率为
(3)由题意知,汽油完全燃烧放出的热量为
由可知,完全燃烧汽油的质量:
(4)大力完善基础设施建设,如提高充电的便利性加建充电桩;加强生产技术,降低生产成本;开发新能源,提高环保意识。
答:(1)该车静止在水平路面上时对路面的压强为;
(2)这段时间内牵引力所做的功为,功率为;
(3)若这些能量完全由燃烧汽油来获得,相当于完全燃烧汽油;
(4)对新能源汽车建议:大力完善基础设施建设,如提高充电的便利性加建充电桩;加强生产技术,降低生产成本;开发新能源,提高环保意识。
23. 随着生活水平不断提高,各种家用电器进入了人们的生活,小明家新买了一个多档位电火锅,有高温、中温和低温三个挡位,其内部简化电路如图甲所示,R1和R2均为阻值一定的电热丝,其中R1=44Ω,并且R1<R2。(忽略温度对电阻的影响)
(1)分析说明当电火锅处于低温挡时,各开关处于怎样的状态?
(2)只有S2断开时,该电火锅是中温档,则此时的功率是多少?
(3)若小明关闭其他用电器,只让电火锅在低温挡单独工作1min,他发现家里图乙所示的电能表转动了5r,则此时电火锅低温档的功率是多少?
(4)小明发现:高温档正常工作100s,可使锅内2kg的水升高10℃,则该电火锅的加热效率是多少?(,)。
【答案】(1)见详解;(2)1100W;(3)100W;(4)70%
【解析】
【详解】解:(1)根据公式
可知,电源电压不变,电阻越大,电功率越小,已知
由图甲可知,当S1、S2、S3都闭合时,电阻R1和R2并联,由于并联电路的电阻小于任何支路的电阻,此时电阻最小,电功率最大,为高温档;当闭合开关S1、 S2,断开S3,电路中只有电阻R2连入电路中,此时电阻最大,电功率最小,为低温档;当只闭合关S1、S3,断开S2,电路中只有电阻R1连入电路中,为中温档。
(2)只有S2断开时,该电火锅是中温档,电阻R1单独连入电路中,此时中温档电功率为
(3)电能表转5r,电火锅消耗的电能为
电火锅在低温挡单独工作1min,则电火锅低温档的功率为
(4)电阻R1和R2并联,为高温档,则高温档的功率为
高温档工作100s消耗的电能为
锅内2kg的水升高10℃吸收的热量为
电火锅的加热效率为
答:(1)见详解;
(2)火锅是中温档,此时的功率是1100W;
(3)电火锅低温档的功率是100W;
(4)高温档正常工作100s,可使锅内2kg的水升高10℃,则该电火锅的加热效率是70%。
24. 混合动力汽车的燃油经济性能高,而且行驶性能优越。混合动力汽车启动时,内燃机并不工作,蓄电池通过某种方式向车轮输送能量;当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,也可以同时给蓄电池充电;当车辆需要全力加速时,内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量,简单地说,就是与同样大小的汽车相比,燃油费用更低。
小明家新进购置了一台某品牌的混合动力汽车,如图甲所示,小明结合课堂上学到的物理知识对该汽车进行了细致的研究。
(1)通常所说的混合动力汽车,一般是指油电混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle,HEV),即采用传统的内燃机(柴油机或汽油机)和电动机作为动力源。图乙为四冲程内燃机的各冲程的示意图,一个工作循环合理的顺序应为 ______ (填字母)。
(2)车上装有一个用来提醒司机是否关好车门的指示灯。四个车门中只要有一个门没关好(相当于一个开关断开),该指示灯就会发光。如图丙所示的模拟电路图符合要求的是 ______ 。
(3)汽车中有如图丁所示的电路,其中上端带金属细杆的金属滑块M与两侧金属弹簧相连接并接入电路中,金属滑块M与弹簧套在光滑绝缘的水平细杆上,当汽车静止时,滑块M上的金属细杆与红、绿灯一端的触头(图中箭头)都不接触,当汽车向前启动时, ______ 灯亮;当汽车急剃车时, ______ 灯亮(均填“红”或“绿”)。
(4)在某次出行的过程中,在水平道路上匀速行驶170km,共消耗汽油10L,水平道路的平均阻力为1000N,若该汽车内燃机的效率为53%,则此过程中牵引力所做的功为 ______ J,最终使蓄电池电能增加电能 ______ J。(忽略蓄电池和电动机的热损失,ρ汽油=0.7×103 kg/m3,q汽油=4.6×107 J/kg)
【答案】 ①. BADC ②. B ③. 绿 ④. 红 ⑤. ⑥.
【解析】
【详解】(1)[1]热机的四个冲程包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,A图中的两个气阀都关闭,活塞向上运动,为压缩冲程,是第二冲程;B图中的一个气阀打开,活塞向下运动,为吸气冲程,是第一冲程;C图中的一个气阀打开,活塞向上运动,为排气冲程,是第四冲程;D图中的两个气阀都关闭,活塞向下运动,所以为做功冲程,是第三冲程;则一个工作循环合理的顺序应为BADC。
(2)[2]四个车门中只要有一个门没关好(相当于一个开关断开),该指示灯就会发光,说明开关串联后整体再与灯泡并联,所有开关闭合后灯泡才被短路不发光,所示的模拟电路图符合要求的是B。
(3)[3][4]汽车中有如图丁所示的电路,其中上端带金属细杆的金属滑块M与两侧金属弹簧相连接并接入电路中,金属滑块M与弹簧套在光滑绝缘的水平细杆上,当汽车静止时,滑块M上的金属细杆与红、绿灯一端的触头(图中箭头)都不接触,当汽车向前启动时,金属滑块M具有惯性保持静止,压缩后弹簧,此时绿灯接入电路发亮;当汽车急剃车时,金属滑块M具有惯性继续保持运动,压缩前弹簧,此时红灯接入电路发亮。
(4)[5]内燃机既向车轮提供能量,又向蓄电池充电,同时蓄电池又将部分能量通过电动机向车轮输送;根据二力平衡条件,在水平道路上匀速行驶时牵引力大小等于阻力,则牵引力做功为
[6]匀速行驶过程中,消耗汽油的质量为
汽油燃烧放出的热量为
汽车内燃机的效率为53%,则内燃机输出的有用能量为
最终使蓄电池电能增加电能为
实验次数
1
2
3
4
5
电压表示数/V
1
1.5
2
2.5
电流表示数/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
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