2024年河北省保定市十六校中考物理二模试卷(含解析)
展开1.下列估测中,与实际情况最相符合的是( )
A. 一瓶矿泉水的质量为5.5kgB. 一张物理答题卡的厚度大约为1cm
C. 人体感觉舒适的气温是37℃D. 人正常步行的速度约为1.2m/s
2.《旧唐书⋅魏徵传》中记载“以铜为镜,可以正衣冠”。其中“以铜为镜”涉及到的光现象原理是( )
A. 光的直线传播B. 光的色散C. 光的反射D. 光的折射
3.“神州七号”宇航员翟志刚走出太空舱后,与舱内其他宇航员之间的交流必须用电子通信设备,其原因是( )
A. 用通信设备对话是为了方便B. 声音的传播需要介质,真空不能传声
C. 太空中噪声太大D. 声音只能在地面上传播
4.一种动圈式扬声器可以代替话筒使用.如图所示,人对着扬声器的锥形纸盆说话,声音使纸盆振动,与纸盆相连的线圈也会随着振动(线圈是放置在一个永久磁体的磁场中),这时线圈中就会产生随着声音变化的电流.下列图中与其原理相同的是( )
A. B. C. D.
5.如图所示的实验现象,这些实验现象所揭示的物理原理或规律,与对应的技术应用或现象错误的是( )
A. 汽车安全带B. 踢足球
C. 水壶D. 船彼此远离
6.如图所示为小明做“探究凸透镜成像规律”的实验装置图,透镜的焦距为10cm。此时要使蜡烛在光屏上成清晰的像,在蜡烛、凸透镜和光屏三者中只移动其中的一个,其余两个不动。下列措施中可行的是( )
A. 光屏向左移动B. 蜡烛向左移动C. 光屏向右移动D. 透镜向右移动
7.如图所示电路,电源电压恒定不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器(a、b为其两端点),电流表串联接在电路中,电压表接在了A、B、C三接线点中的某两点之间。实验中,当滑片P移至某一端点时,电流表的示数为0.4A,电压表的示数为8V,再将滑片P移动至另一位置时,电流表的示数为0.6A,电压表的示数为6V.两电表示数均不会超过量程,则下列说法正确的是( )
A. 电压表接在了B、C两点之间
B. 电源电压为12V
C. 滑动变阻器滑片从b端移到a端,定值电阻R0的功率变化了12.8W
D. 滑动变阻器滑片从b端向a端移动过程中,电路消耗的最大功率为7.2W
8.如图所示密度计,AB部分是粗细均匀的玻璃管,其上标有刻度,A、B两点分别是最上面和最下面的刻度位置,这个密度计的测量范围是1.00×103kg/m3~1.50×103kg/m3;BC部分是一个玻璃泡,最下端泡内装有铅粒或水银,以保证密度计总能竖直地漂浮在液体中。该密度计质量为0.03kg,AB部分长L为0.1m,D为AB的中点,B处以下的体积为V。下列说法正确的是( )
A. 密度计漂浮在不同液体中受到的浮力均相等
B. 密度计的刻度越往上刻度值越大
C. D处刻度线的刻度值为1.20g/cm3
D. AB部分横截面积为1cm2
二、非选择题(共56分)
9.生活中,“吸”字表述的现象,其形成原因各不相同,用吸管“吸”饮料时,饮料是在______作用下被“吸”入口中的,在两张纸的中间向下吹气,两张纸会“吸”在一起,是由于空气流速越大,压强越______的缘故。
10.小明家里有一台透明的电冰箱。他发现,当打开电冰箱的门时,灯就亮;将门关上,灯就不亮。电冰箱主要靠压缩机工作,你认为压缩机和冰箱里的灯泡是______(选填“串联”、“并联”)的,理由是______。
11.观察图所示实验,回答以下问题:
(1)实验现象:当活塞迅速下压时,棉花会______。
(2)现象分析:因为活塞对空气______,使空气的______增加,______升高,达到棉花的着火点,从而使棉花燃烧起来。
(3)实验结论:______。
12.太阳是人类能源的宝库,太阳的核心每时每刻都在发生______(填“核裂变”或“核聚变”).太阳能属于______能源。(填“可再生”或“不可再生”)
13.在“观察水的沸腾”实验中:
(1)如图甲,安装实验装置时,石棉网的高度应该根据______(选填“铁圈”、“酒精灯的外焰”、“温度计的玻璃泡”)的高度适当调整。图中某时刻温度计的示数______℃。
(2)实验观察到水沸腾前的现象是如图中______(选填“乙”、“丙”)
(3)如表中水的沸点为______℃。
(4)为了缩短实验时间,可采取什么措施(只写出一种方法即可) ______。
(5)另一组同学对实验装置进行了适当改变,如图丁,将装有水的大容器放在铁架台的石棉网上,在一敞口的玻璃瓶甲内装适量的水,使之固定在容器的水中。将另一只同样的敞口空玻璃瓶乙的瓶口朝下,也放在大容器的水中固定,且也有适量水进入玻璃瓶。然后对大容器进行加热,待大容器内的水沸腾后,会发现玻璃瓶甲中的水______沸腾,玻璃瓶乙中的水______沸腾(均选填“能”或“不能”)。
14.某同学家中有一个如图1所示的紫砂壶,他特想知道紫砂壶的密度,于是将此壶带到学校实验室进行了测量.
(1)把托盘天平放在水平桌面上,把游码放在标尺的______处,调节横梁上的平衡螺母时,发现指针偏向分度盘的右侧,如图2甲所示,此时应将平衡螺母向______端调节(选填“左”或“右”),直到指针指向分度盘的中央.
(2)将壶盖放在左盘中,在右盘中用______增减砝码并移动游码直至横梁在水平位置平衡.当天平再次平衡时,右盘中砝码的质量和游码的位置如图2乙所示,则壶盖的质量是______g;
(3)测量壶盖的体积时,他发现壶盖放不进量筒,于是设计了如图3所示的步骤:
a.往烧杯中加入适量的水,把壶盖浸没,在水面到达的位置上作标记;
b.然后取出壶盖;
c.先往量筒装入40ml的水,然后将量筒的水缓慢倒入烧杯中,使水面到达标记处,量筒里剩余水的体积如图3所示,则壶盖的体积为______cm3.
(4)则该紫砂壶密度是______kg/m3.
(5)根据以上步骤,你认为这个同学测出的紫砂壶密度比真实值______(选填“偏大”或“偏小”)
15.小亮想测量一个小木块(不吸水)的密度,他利用天平、量筒、适量的水、细针等器材,经过思考,想出了如下的实验方法:
(1)首先把天平放在水平桌面上,然后将______移到称量标尺左端的“0”刻度线上,若发现指针的偏转情况如图1甲所示,应将天平的平衡螺母向______(填“右”或“左”)调,直至指针尖对准分度标尺的中央刻度线。
(2)小亮调节好天平后,按照以下步骤继续实验:
①将小木块放在天平左盘,天平平衡时右盘中所加砝码和游码的位置如图1乙所示,则小木块的质量为______g
②将量筒中装适量的水,如图1丙,用细针缓慢地将木块压入水中,使之完全浸没时,如图丁所示,则小木块的体积为______cm3.(已知ρ水=1.0×103kg/m3)
③测出小木块的密度是______g/cm3
④实验中,小亮在将小木块放入量筒中时,由于不小心木块滑落进了水中,并溅出了一些水,则小亮的密度测量值将比实际值______(选填“偏大”或“偏小”)
(3)小丽在实验时,利用原有的量筒、适量的水,又招来一大小合适的实心铁块,细线等,不用天平也测出了木块的密度,如图2所示。她的测量步骤如下:
①在量筒中装入适量的水,并将铁块放入,静止时,读出体积V1;
②用细线系住木块和铁块,将木块和铁块同时浸没在水中,读出水、铁块和木块的总体积V2;
③剪断细线,待液面静止时,读出体积V3;
则小木块密度的表达式:ρ木= ______(用测量的物理量符号表示,水的密度已知,用ρ水表示)
16.在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中,有如下器材:电压表、电流表、滑动变阻器、开关、两节干电池、定值电阻R(分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω)、导线若干。小明在实验时连接的电路如图甲所示。
(1)在探究“电流与电压的关系”实验中:
①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和______的作用;
②合开关S,无论如何移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数几乎为零,电压表示数约为3V,此时,电路出现的故障可能是______:小明排除故障后继续实验。
(2)在探究“电流与电阻的关系”实验中:
①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和______的作用;
②若要使所给的5个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验,应选取至少标有______Ω的滑动变阻器;
③根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图乙所示,小明由图象得出的结论是:______。
17.如图1甲所示是2022北京冬奥会的滑雪大跳台,回答:
(1)运动员从起点下滑,过程中先后经过M、S两点,她在这两点的动能和重力势能如图1乙所示,则运动员在M点的动能为______J;在M、S两点相比,速度______,重力势能______,机械能______(均选填“M点大”、“S点大”或“一样大”)。
(2)小明制作大跳台的模型。把跳台滑道上段简化成如图2甲的杠杆,O是支点,A是这段滑道的重心,若模型支架对滑道的力F作用在B点,沿bc线;
①画出F和F的力臂l1。
②根据杠杆平衡条件可以判断,F ______滑道上段所受的重力(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(3)用图2乙装置模拟建造滑道,被匀速提升的模型部件重3N,拉力F为2.5N,此过程的机械效率为______。
18.如图甲所示,竖直放置在水平地面上的石柱高为1.6m,横截面积为0.5m2,质量为2.4t,现用一汽车起重机用图乙所示的滑轮组将该石柱匀速提升10m,用了25s的时间,钢丝绳的拉力F为1×104N,求:
(1)竖直放置时石柱对水平地面的压强。
(2)提升过程该滑轮组的机械效率和拉力F的效率。
(3)若汽车起重机的发动机的效率为30%,燃油热值为4×107J/kg,消耗1kg的燃油可以对外做多少的功?
19.如图所示,L是“12V6W”的小灯泡R1是定值定值。R2是最大阻值为24Ω的滑动变阻器,电源电压和灯泡电阻均不变。
(1)求小灯泡的阻值;
(2)闭合开关S、S1,滑片P在a端时,小灯泡恰能正常发光,且电流表示数为0.9A,求R1的阻值;
(3)闭合开关S,断开开关S1,求滑片P在中点时通电1分钟,灯泡消耗的电能。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:A、一瓶矿泉水的体积为550mL=550cm3,质量约m=ρV=1.0g/cm3×550cm3=550g=0.55kg,故A不符合实际;
B、一张物理答题卡的厚度在100μm=0.1mm左右,故B不符合实际;
C、人体正常体温在37℃左右,感觉舒适的环境气温在23℃左右,故C不符合实际;
D、人正常步行的速度约为4km/ℎ=4×13.6m/s≈1.1m/s,接近1.2m/s,故D符合实际。
故选:D。
此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。
估测是一种科学的近似值,它不仅是一种常用的解题方法和思维方法而且是一种重要的科学研究方法,在生产和生活中也有着重要的作用,应用日常知识积累解答此题。
2.【答案】C
【解析】解:“以铜为镜”涉及的物理知识是平面镜成像,其原理是光的反射。
故选:C。
平面镜成像现象,平面镜成像成的是虚像,其原理是光的反射。
本题考查了光的反射现象,属于基础题。
3.【答案】B
【解析】解:声音的传播需要介质,因为太空中没有空气,所以声音不能在太空中传播,因此在舱外他们之间的交流必须用电子通信设备。
故选:B。
解决此题要知道声音需要靠介质进行传播,声音不能在真空中传播。
解决此类问题要结合声音的传播条件进行解答。
4.【答案】B
【解析】解:A、该图是电动机的原理图,即通电导体在磁场中受力运动;不符合题意;
B、该图是电磁感应原理,即闭合回路中的一部分导体做切割磁感线运动,产生电流的现象;符合题意;
C、该图是探究电磁铁磁性强弱的实验;不合题意;
D、该图是奥斯特实验,即通电导体周围存在磁场;不符合题意;
故选B.
动圈式话筒工作过程是:声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器.由此可知其工作原理是电磁感应现象.
动圈式话筒是利用电磁感应现象的原理制成的.动圈式话筒和发电机的原理是相同的,扬声器的原理和电动机的原理是相同的.
5.【答案】C
【解析】解:A、上图是运动的物体突然加速运动时,木块与物体接触的部分由于摩擦力的作用加速运动而上面的部分由于惯性仍保持原来的速度,故木块向后倾倒,体现了惯性知识;
下图是为了防止汽车紧急刹车时,人由于惯性继续向前运动对人造成伤害,故系好安全带起保护作用。这也是惯性知识,两者一致,故A不符合题意;
B、上图是磁铁给运动的铁球一个吸引力,改变了铁球的运动方向,体现了力可以改变物体的运动状态;
下图是,用力将踢足球踢出,体现了力可以改变物体的形状。两者一致,故B不符合题意;
C、上图的压强计只有一端开口,不是连通器,下图的水壶壶嘴和壶身两端开口,构成连通器,所以两者不一致,故C符合题意;
D、上图两个弹簧测力计互相向左右拉,示数相等,说明力的作用是相互的;
下图用力撑对方的船,船彼此远离,说明力的作用是相互的,两者一致,故D不符合题意。
故选:C。
首先分析选择项中上下两个图示场景中包含的物理知识,然后将包含的物理知识相对应,通过比较它们是否一致,得到答案。
本题主要考查学生对力学知识的综合理解,是一道基础题,也是中招的重点。
6.【答案】BD
【解析】解:将蜡烛左移,在一倍焦距和二倍焦距之间时,在光屏上会出现一个清晰的像;
透镜向右移动,也可以实现物体在一倍焦距和二倍焦距之间,或物体在二倍焦距以外时,在光屏上能成实像的情形。
故选:BD。
本题首先要知道使蜡烛在光屏上成清晰的像的条件:物体在焦点上,无论怎样移动光屏,都不会在光屏上得到像;其次要用到透镜的焦距为10cm;可通过调节蜡烛或透镜满足蜡烛在一倍焦距以外。
凸透镜成像的规律:概括为三区域两点
u>2f,成倒立缩小的实像;
u=2f,成倒立等大的实像;
fu=f,不成像;
u
7.【答案】BC
【解析】解:由图知,定值电阻R0和滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流;
A、由U=IR可知,当电流增大时,R0两端的电压增大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以可知变阻器R两端的电压减小,
由题意可知,当电流表的示数从0.4A增加到0.6A时,电压表对应的示数从8V减小到6V,
则可知电压表并联在了A、B两点之间(即测变阻器两端的电压),故A错误;
B、因串联电路中总电压等于各分电压之和,则可得电源的电压:
U=I1R0+UR=0.4A×R0+8V----------①
U=I2R0+UR′=0.6A×R0+6V-------②
由①②可得:R0=10Ω,U=12V,故B正确;
CD、当滑片P移至某一端点时,电流表示数为0.4A,此时电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
此时定值电阻消耗的功率:P小=I12R0=(0.4A)2×10Ω=1.6W;
当滑片位于a端时,电路为R0的简单电路,此时电阻最小,电路消耗的总功率最大,即R0消耗的电功率最大,
则P大=U2R0=(12V)210Ω=14.4W;
滑动变阻器滑片从b端移到a端,定值电阻R0的功率变化量:ΔP=P大−P小=14.4W−1.6W=12.8W,故C正确,D错误。
故选:BC。
(1)根据欧姆定律可知电流表示数增大时R0两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知R两端的电压变化,然后分析题干中电流表示数变化时电压表示数的变化,然后判断电压表示数的位置;
(2)根据串联电路的电压特点和欧姆定律分别表示出两种情况下电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出R0的阻值,进一步求出电源的电压;
(3)当滑片P移至某一端点时,电流表示数为0.4A,此时电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据P=I2R求出定值电阻消耗的功率,当滑片位于a端时,电路为R0的简单电路,电路消耗的总功率最大,即定值电阻的最大功率,然后求出在滑动变阻器滑片从b端移动到a端的过程中定值电阻消耗总功率的变化量。
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,会判断滑片的端点和利用电路的动态分析判断电压表的位置是关键。
8.【答案】ACD
【解析】解:A、密度计漂浮在不同液体中,都处于漂浮状态,浮力等于重力,重力不变,则受到的浮力相等,故A正确;
B、根据F浮=ρ液gV排,密度与排开液体的体积成反比,所以密度计的刻度越往上刻度值越小,故B错误;
C、该密度计的质量m=0.03kg=30g,
浸入水中时,根据F浮=G=mg,则有mg=ρ水g(V+SL);
30g=1.0g/cm3(V+0.5cm2×10cm);
放入液体中:25g=ρBV;
这个密度计B处刻度为1.5g/cm3,
浸入水中时,mg=1.0g/cm3×g(V+SL);——①
B处刻度为1.5g/cm3,mg=1.5g/cm3×gV;——②
D处时,mg=ρDg(V+SL);——③
联立①②③,解得:ρD=1.20g/cm3,故C正确;
D、根据F浮=G=mg,则有mg=ρ水gV;--------④
mg=ρmaxg(V+SL);----------------⑤
联立④⑤解得:S=1cm2;
故选:ACD。
(1)根据物体漂浮的条件分析;
(2)根据密度计的特点分析;
(3)根据漂浮时浮力不变,结合阿基米德原理分析;
(4)根据浮力相等,结合阿基米德原理分析解答。
本题考查密度计的分析与应用,属于难题。
9.【答案】大气压 小
【解析】解:(1)用吸管吸饮料时,吸管内气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下饮料被压入吸管;
(2)向两张纸中间吹气时,纸中间空气的流速加快,压强减小,纸在内外压强差的作用下向中间靠拢。
故答案为:大气压;小。
(1)吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,使管内气压减小,这样在外界大气压的作用下,饮料就被压进吸管里。
(2)在气体和液体中,流速大的位置压强小。
本题考查了大气压的存在,以及利用气压与流速的关系解释相关现象,注重了理论联系实际。
10.【答案】并联 压缩机工作时,透过冰箱门观察灯泡不亮,说明灯泡和压缩机是并联;或者压缩机不工作时,打开冰箱门灯泡亮,说明灯和压缩机是并联
【解析】解:当冰箱门打开时,压缩机关闭,同时使冰箱内的灯泡点亮;当冰箱门关闭时,压缩机工作,同时冰箱内的灯泡熄灭。由此可知冰箱内的灯泡和压缩机能够独立工作、并且互不影响,因此属于并联电路。
故答案为:并联;压缩机工作时,透过冰箱门观察灯泡不亮,说明灯泡和压缩机是并联;或者压缩机不工作时,打开冰箱门灯泡亮,说明灯和压缩机是并联。
(1)串联电路的特点:在串联电路中电流只有一条路径,各用电器之间相互影响;
(2)并联电路的特点:在并联电路中电流有多条流通路径,各个用电器之间互不影响,独立工作。
本题考查了电冰箱电路中电灯与压缩机的关系。本题的关键是知道串并联电路的特点。
11.【答案】燃烧起来;做功;内能;温度;做功可以改变物体的内能
【解析】解:(1、2)用力把活塞迅速下压,活塞对空气做功,空气内能增加,把能量传给棉花团,棉花团温度升高,到达着火点,燃烧起来。
(3)在此实验过程中,是通过做功的方式改变了棉花的内能,即结论为:做功可以改变物体的内能;
故答案为:(1)燃烧起来;
(2)做功; 内能;温度;
(3)做功可以改变物体的内能。
(1)做功可以使内能与机械能之间进行转化:对物体做功,物体内能会增加;物体对外做功,物体内能会减少;
(2)分析实验中的现象,根据能量的转化关系找出原因。
本题考查做功改变内能的实例,注意分析能量间的转化及对现象的观察总结。
12.【答案】核聚变 可再生
【解析】解:
在太阳内部,氢原子核在超高温作用下发生聚变,释放巨大的核能;
太阳能能从自然界源源不断地获得,它们属于可再生能源。
故答案为:核聚变;可再生。
(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)能够从自然界源源不断获得或可重复利用的能源是可再生能源,不能够从自然界源源不断获得或不可重复利用的能源是不可再生能源。
本题考查了可再生能源和不可再生能源的特点,太阳能的利用和进行的核反应的类型。
13.【答案】酒精灯火焰的外焰 96 乙 98 减小水的质量 不能 不能
【解析】解:(1)在使用酒精灯时,需要用其外焰加热,所以要先根据酒精灯外焰确定石棉网的位置;温度计的分度值是1℃,此时是零上,液柱上表面对准了90℃上面第6个小格处,读作96℃;
(2)沸腾前气泡在上升过程中,体积减小,直至消失,所以图乙是沸腾前的现象;
(3)水从第5min开始沸腾,不断吸收热量,温度保持不变,所以第7min是错误的数据;由表格数据可知,水在沸腾时,保持98℃不变,所以此时水的沸点是98℃
;
(4)从给水开始加热到水沸腾需要的时间比较长,为了节约能源适当缩短实验时间,根据Q=cmΔt知,可能是水的质量太大,可能是水的初温太低等等,为了缩短实验时间,可采取减小水的质量等;
(5)甲瓶中水从槽内水中吸热,这样甲瓶中的水温也能达到沸点,不过甲瓶中的水一旦与槽内的水温度相等,甲瓶中的水就无法吸热,不能沸腾。虽然乙瓶中水温同样可达到沸点,但乙瓶上端封闭,瓶内气压大于标准大气压。因为液体沸点随液面上气压的增大而增大,所以乙瓶中水的沸点高于98℃,这样乙瓶中水温达不到沸点,不能沸腾。
故答案为:(1)酒精灯火焰的外焰;96;(2)乙;(3)98;(4)减小水的质量;(5)不能;不能。
(1)要正确解决此题,需要掌握酒精灯与温度计的使用规则,要用酒精灯的外焰加热;温度计读数时,先确定是零上还是零下,认清分度值,再读数;
(2)水沸腾前和沸腾时现象:沸腾前气泡在上升过程中,体积减小,直至消失;沸腾时产生大量气泡,气泡在上升过程中体积增大,最后破裂,依此区分;
(3)根据液体沸腾特点进行判断:不断吸收热量,温度保持不变;
(4)从给水开始加热到水沸腾需要的时间比较长,根据Q=cmΔt知,可能是水的质量太大,可能是水的初温太低等等;
(5)液体沸腾是有条件的,一是达到沸点,二是继续吸热;标准大气压沸点为100℃,气压越高沸点越高。
水的沸腾实验是初中热学中重要的实验,一般考查水沸腾前后气泡的变化、沸点、沸点和气压的关系、沸腾的条件、沸腾的特点、加热时间比较长的原因、器材、水沸腾的图象、温度计的正确使用和读数等等。
14.【答案】零刻度线 左 镊子 43.4 14 3.1×103 偏小
【解析】解:(1)放在水平桌面上的托盘天平调节平衡时,发现游码放在标尺的零刻线处,指针指在分度盘中央的右侧,说明天平右侧沉,应将横梁右端的平衡螺母向左移,或将横梁左端的平衡螺母向左移.
(2)物体放在天平的左盘,砝码放在天平的右盘,要用镊子夹取砝码,不能用手拿砝码;
标尺一个大格1g,每一个小格0.2g,并且以游码的左侧对准的刻度为准,物体的质量=20g+20g+3.4=43.4g;
(3)在量筒上,10cm3之间有5个小格,一个小格代表2cm3,即量筒的分度值为2cm3;量筒内水的体积为26ml,
则壶盖的体积为V=40ml−26ml=14m=14cm3,
(4)壶盖的密度为ρ=mV=43.4g14cm3=3.1g/cm3=3.1×103kg/m3.
(5)因为取出壶盖时,壶盖上会沾有水,因此倒入水的体积大于壶盖的体积,由ρ=mV可知,测量结果偏小.
故答案为:(1)零刻线;左;(2)镊子;43.4;(3)14;(4)3.1×103;(5)偏小.
(1)(2)使用前的调节:①放:把天平放到水平桌面上;②移;把游码移到标尺左端零刻线处;③调:调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处.
(3)量筒分度值为1ml,平视液面最低处读数;壶盖的体积等于40ml的水减去量筒里剩下的水的体积;
(4)利用密度公式ρ=mV求出密度;因为茶壶密度等于质量与体积的比值,所以测量的偏差从质量或体积才测量过程中分析.
(5)根据取出壶盖时,壶盖上会沾有水,因此倒入水的体积大于壶盖的体积,再由ρ=mV分析,测量结果是偏大还是偏小.
本题目是测定密度的常规实验题,主要考查天平、量筒的读数及密度的基本计算,天平和量筒是初中物理中基本的测量工具,放、调、称、读等都是基本的知识要求,必须掌握扎实牢固.
15.【答案】(1)游码
(2)左;18.6;20;0.93;偏大
(3)V3−V1V2−V1⋅ρ水
【解析】解:(1)天平的调节和使用方法,天平先水平放置,游码移至零刻度线,天平的调节原则是:左偏右调,右偏左调,先快后慢;所以据图知指针右偏,应向左移动平衡螺母。
(2)①根据天平的读数方法,m木=游码质量+游码对应刻度值=10g+5g+3.6g=18.6g;
②根据量筒的读数方法,视线与液面凹面底部平行,水的体积V1=60ml,木块和水的总体积V2=80ml,
V木=V2−V1=80ml−60ml=20ml=20cm3;
ρ木=m木V木=18.6g20cm3=0.93g∕cm3;
③量筒中的水溅出,所测水和金属块的总体积变小,可得金属块的体积测量偏小,由ρ=mV可知,密度测量偏大。
(3)木块的体积:V=V2−V1,
剪断细线,待液面静止时,读出体积V3;V排木=V3−V1,
木块漂浮在水面上,所以G=F浮=G排,
所以,ρ木gV=ρ水gV排,
则ρ木=ρ水V排V=V3−V1V2−V1⋅ρ水。
故答案为:(1)游码;左;(2)①18.6;②20;③0.93;④偏大;(3)V3−V1V2−V1⋅ρ水。
(1)对天平的调节和使用的方法为“水平放置游码零,指针居中横梁平(衡);左物右码轻放置,质量等于砝(码)游(码)和”。即天平测量物体质量前要调节横梁平衡,先将游码移至零刻度线;天平的调节原则是:左偏右调,右偏左调,先快后慢;
(2)根据天平的读数方法,物体的质量等于砝码的质量加上游码所对刻度,而要准确读出游码所对刻度,必须明确标尺的分度值及以游码左端所对刻度为准。如图本标尺的分度值是0.2g。
用排水法测量小木块的体积,读取小木块的体积时,视线与液面(凹液面的底部)相平。先测量量筒水的体积V1,然后测量小木块和水的总体积V2,V木=V2−V1。
利用密度公式ρ=mV,已知木块质量、体积,求出木块密度。
量筒中的水溅出,所测水和金属块的总体积变小,可得金属块的体积测量偏小,由密度公式分析密度的测量误差。
(3)实验中如果没有天平,利用浮力的方法求出小木块的质量,让小木块漂浮在装有适量水的量筒中,木块的重力=浮力=木块排开水的重力,再求出木块的质量。
知道质量和体积,根据ρ=mV求出密度表达式。
测量固体的密度时,实验中有天平和量筒,分别测量固体的质量和体积。
实验中没有天平时,采用弹簧测力计测量重力求质量,或利用漂浮的物体浮力等于重力,再求质量。
实验中没有量筒或固体太大时,采用固体浸没在水中,利用阿基米德原理求体积,或利用溢水杯法,溢出水的体积等于固体体积。
总之,测量固体的密度时,要直接或间接测量固体的质量和体积,根据密度公式求密度。
16.【答案】改变电阻两端电压,进行多次测量 R处断路 控制电阻R两端电压不变 5 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
【解析】解:
(1)在探究“电流与电压的关系”实验中:
①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和改变电阻两端电压,进行多次测量的作用;
②闭合开关S,无论如何移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表示数几乎为零,电压表示数约为3V,此时,电路出现的故障可能是R处断路;
(2)在探究“电流与电阻的关系”实验中:
①电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和控制电阻R两端电压不变的作用;
②由图示电路图可知,电源电压为1.5V×2=3V,
由图示图象可知,电阻两端电压为U=0.5A×5Ω=2.5V,
滑动变阻器两端电压为:U滑=U−UR=3V−2.5V=0.5V,根据串分压的知识,定值电阻与滑动变阻器接入电路的阻值之比:RR滑=URU滑=,
则R滑=15R,即:定值电阻阻值是滑动变阻器接入电路阻值的5倍,
使所给的5个定值电阻“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω”分别接入电路中都能正常进行实验,当定值电阻为25Ω时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,为:R滑最大=15R=15×25Ω=5Ω,若要使所给的5个定值电阻分别接入电路中都能正常进行实验,滑动变阻器最大阻值至少为5Ω,则应该选取至少标有5Ω的滑动变阻器;
③根据多次测量数据描绘出电流随电阻变化的曲线如图2所示,小明由图象得出的结论是:电压一定时,电流与电阻成反比。
故答案为:(1)①改变电阻两端电压,进行多次测量;②R处断路;(2)①控制电阻R两端电压不变;②5;③电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(1)①滑动变阻器的作用一般有保护电路和改变电路电流或改变被测电阻两端电压;
②电流表几乎无示数,说明电路出现断路故障;电压表示数等于电源电压,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,据此判断电路故障的具体位置;
(2)①探究电流与电阻的关系时,需利用滑动变阻器保持电阻两端电压不变;
②根据串分压的知识,当电阻值最大时,所需变阻器的值最大,根据其确定变阻器的值即可;
③根据图象分析得出电流与电阻的反比例关系。
本题考查了实验分析,探究电流与电压、电阻关系实验,要采用控制变量法,应用控制变量法分析即可正确解题。
17.【答案】5×103 S点大 M点大 M点大 小于 60%
【解析】解:(1)由图乙可知,M点的动能为0.5×104J=5×103J;M点比S点的动能小,由于物体的质量不变,由动能的影响因素可知,物体的速度在S点大;M点的动能和重力势能之和比S点的大,由于机械能等于动能与重力势能的总和,因此机械能是M点大;
(2)根据图2可知,F的方向沿cb方向斜向上,过支点O做F的力的作用线的垂线,该垂线段为力臂l1,如图所示:
;
②重力的方向是竖直向下的,重力的力臂如图所示:
由图可知,重力的力臂l2要小于F的力臂l1,即l2l1<1根据杠杆的平衡条件有:G×l2=F×l1,则FG=l2l1<1,因此F要小于滑道上段所受的重力G;
(3)由图可知n=2,滑轮组的机械效率:η=W有W总=GℎFs=GℎFnℎ=GnF=3N2×2.5N×100%=60%。
故答案为:(1)5×103;S点大;M点大;M点大;(2)①见解答图;②小于;(3)60%。
(1)由图乙可直接读出M点的动能;机械能包括动能和势能;物体由于运动而具有的能量叫动能;物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能叫重力势能;动能的大小与质量和速度有关,重力势能大小与质量和高度有关;
(2)①根据动力的定义画出动力,根据力臂的定义作出力臂;
②根据动力臂和阻力臂的大小,利用杠杆的平衡条件分析;
(3)利用η=W有W总=GℎFs=GℎFnℎ=GnF求滑轮组的机械效率。
本题考查了动能、重力势能和机械能概念及其影响因素、力臂的画法、杠杆的平衡条件的应用以及机械效率的计算,考查的较全面。
18.【答案】解:(1)石柱对水平地面的压力:F=G=mg=2.4×103kg×10N/kg=2.4×104N,
石柱对水平地面的压强:
p=FS=2.4×104N0.5m2=4.8×104Pa;
(2)由图可知n=3,
提升时滑轮组的机械效率:
η=W有W总=GℎFs=GℎFnℎ=GnF=2.4×104N3×1×104N=80%。
绳端移动的距离:s=nℎ=3×10m=30m,
拉力做的功:W总=Fs=1×104N×30m=3×105J,
拉力F的功率:P=W总t=3×105J25s=1.2×104W;
(3)1kg的燃油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=1kg×4×107J/kg=4×107J。
由η=W有′Q放可得,W有′=ηQ放=30%×4×107J=1.2×107J。
答:(1)竖直放置时石柱对水平地面的压强为4.8×104Pa;
(2)提升过程该滑轮组的机械效率为80%,拉力F的效率为1.2×104W。
(3)耗1kg的燃油可以对外做1.2×107J的功。
【解析】(1)石柱对地面的压力和自身的重力相等,然后根据p=FS求出对地面的压强;
(2)由图可知绳子的有效股数为3,根据s=nℎ求出绳端移动的距离,根据W=Fs求出拉力F做的功,根据P=Wt求出拉力F的功率;
根据滑轮组的机械效率η=W有W总=GℎFs=GℎFnℎ=GnF求出提升时滑轮组的机械效率。
(3)根据Q=mq可求得1kg的燃油完全燃烧放出的热量,再利用η=W有Q放可求得消耗1kg的燃油可以对外做多少的功。
本题考查了压强、功、功率和机械效率的计算,从图中得出绳子的有效股数为3和知道在水平面上物体对水平面的压力等于物体自身的重力是关键。
19.【答案】解:(1)由P=U2R得:
灯泡的电阻为RL=U额2P额=(12V)26W=24Ω;
(2)闭合开关S、S1,P在a端时,R2=0Ω,此时R1与L并联,
由于灯L恰能正常发光,则U1=U=UL=12V,
所以,IL=ULRL=12V24Ω=0.5A,
由并联电路的干路电流等于各支路电流之和可得:
I1=I−IL=0.9A−0.5A=0.4A,
由I=UR得R1=U1I1=12V0.4A=30Ω;
(3)闭合开关S,断开开关S1,此时R2与L串联,滑片P在中点时则R2′=12R2=12×24Ω=12Ω,
根据串联电路中总电阻等于各电阻之和可知:总电阻R=R2′+RL=12Ω+24Ω=36Ω;
电路中的电流为I′=UR=12V36Ω=13A,
所以通电1min,灯泡消耗的电能W=I2RLt=(13A)2×24Ω×60s=160J。
答:(1)小灯泡的阻值为24Ω;
(2)R1的阻值30Ω;
(3)闭合开关S,断开开关S1,滑片P在中点时通电1分钟,灯泡消耗的电能为160J。
【解析】(1)根据灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率,根据由=U2R求出小灯泡的阻值;
(2)闭合开关S、S1,P在a端时,R2=0Ω,此时R1与L并联,根据灯泡正常发光可知电源的电压,根据欧姆定律可知通过灯泡的电流,利用并联电路的电流特点可知通过电阻R1的电流,再根据欧姆定律求出R1的阻值;
(3)闭合S,断开S1,此时R2与L串联,先根据电阻的串联特点和欧姆定律求出电路中的电流,再根据W=I2Rt求灯泡消耗的电能。
本题考查了串联电路和并联电路的特点,以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是电路连接方式的判断和知道电源电压保持不变。时间/min
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