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山东省青岛市2020年中考物理猜想卷(一)(含解析)
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山东省青岛市2020年中考物理猜想卷(一)
一.单项选择题(本题满分18分,共9个小题,每小题2分):下列每个小题的四个选项中只有一个是正确的,请选出并将答案填写在表格内.
1.(2分)在物理学的发展过程中,许多物理学家做出了杰出的贡献。通过大量的实验研究得出电流与电压和电阻关系的科学家是( )
A.安培 B.欧姆 C.伏特 D.焦耳
【答案】B
【解析】A、安培最早发现通电导体周围磁场方向与电流方向的关系。故A错误;B、通过导体的电流与导体两端电压成正比,与导体的电阻成反比,这一规律最早由德国科学家欧姆总结得出,这就是著名的欧姆定律。故B正确;C、伏特最早研制出了液体电池。故C错误;D、焦耳最早发现电流产生热量的影响因素。故D错误。选B。
2.(2分)最早测得标准大气压数值的实验是( )
A.马德堡半球实验 B.奥斯特实验
C.托里拆利实验 D.伽利略的理想实验
【答案】C
【解析】最早测出大气压数值的科学家是意大利的托里拆利,后来以他的名字命名了这一著名的实验。选C。
3.(2分)如图所示的措施中,为了增大压强的是( )
A.提袋子时垫上厚纸片 B.切蛋器装有很细的钢丝
C.书包背带做的很宽 D.大型平板车装有很多车轮
【答案】B
【解析】A、提袋子时垫上厚纸片,是在压力一定时,增大受力面积减小车对手的压强,故A不符合题意;B、切蛋器装有很细的钢丝,在压力一定时,减小受力面积来增大压强,故B符合题意;C、书包背带做的很宽,是在压力一定时,增大受力面积减小书包对肩膀的压强,故C不符合题意;D、大型平板车装有很多车轮,是在压力一定时,增大受力面积减小车对地面的压强,保护路面,故D不符合题意。选B。
4.(2分)下列图象中,正确的是( )
A.匀速直线运动 B.非晶体的凝固
C.晶体的熔化 D.重力与质量的关系
【答案】D
【解析】A、由图象可知,纵坐标表示路程,横坐标表示时间,路程不随时间变化,说明物体处于静止状态,不是匀速直线运动,故A错误;B、图中温度随时间的变化而降低,其中有一段温度不变,说明这是晶体的凝固图象,故B错误;C、图中温度与时间成正比,说明随着加热,物体温度升高,不是晶体的熔化图象,故C错误;D、图中是一条过原点的斜向上的直线,表示重力与质量成正比,故D正确。选D。
5.(2分)下列作图中,错误的是( )
A.平面镜成像 B.电磁铁的极性
C.杠杆的力臂 D.水中上浮物体的受力
【答案】D
【解析】A、由图可知,像物关于平面镜对称,故A正确。B、根据右手螺旋定则可得,螺线管的右端为N极,左端为S极,故B正确。C、过支点O分别作力F1和F2作用线的垂线段,即为杠杆的动力臂和阻力臂,故C正确;D、水中上浮的物体受到重力和浮力的作用,浮力大于重力,因此两条线段不能等长,故D错误。选D。
6.(2分)下列由日常生活联想到的物理知识中,正确的是( )
A.自行车上坡前加紧蹬几下,是为了上坡时有更多的重力势能转化为动能
B.放在水平地面上的箱子处于静止状态,它受到的重力和它对地面的压力是平衡力
C.窗外有风时窗帘飘到窗外,是因为流体中流速越大的位置压强越大
D.花园里闻到花的香味,是因为发生了扩散现象
【答案】D
【解析】A、自行车上坡前加紧蹬几下,使其速度增大,是为了上坡时有更多的动能转化为重力势能,故A错误;B、放在水平地面上的箱子处于静止状态,它受到的重力和它对地面的压力作用在不同的物体上,且方向相同,不是平衡力,故B错误;C、窗外有风时窗帘飘到窗外,是因为流体中流速越大的位置压强越小,故C错误;D、花园里闻到花的香味,是因为分子在不停地做无规则的运动,发生了扩散现象,故D正确。选D。
7.(2分)现实当中人们的许多活动、做法都跟我们学过的物理知识有关,下列对涉及压强和浮力的事例论述不正确的是( )
A.用吸管能把饮料吸入嘴里,其实是大气压强的作用
B.石头扔进河里会沉人水底说明石头在水中不受浮力
C.用高压锅煮食物熟得快是因为锅内气压加大使液体(锅内的水)的沸点升高
D.栏河坝坝堤筑成上窄下宽是因为液体(坝里的水)的压强随深度增大而增大
【答案】B
【解析】A、用吸管喝饮料时,外部气压大于盒内压强,外部大气压强把饮料压入嘴中,故A正确;B、石头放入水中,由于受到水对它竖直向上的浮力小于竖直向下的重力,所以石头会沉入水底,故B不正确;C、因为水的沸点与压强有关,压强增大,沸点升高,煮饭菜时高压锅的气压比普通锅内的气压高,所以水沸腾时高压锅内的温度高于普通锅内的温度,温度越高,饭菜熟的越快,故C正确;D、因为液体(坝里的水)的压强随深度增大而增大,所以底部的坝受到的压强较大,所以拦河坝坝堤筑成上窄下宽,故D正确。选B。
8.(2分)小明同学在班会活动课上表演了一个小魔术:用金属片点燃火柴,将一金属片接在学生电源上(如图所示),他将火柴放在哪个位置效果最明显( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.都一样
【答案】A
【解析】影响电阻大小的因素是材料、长度、横截面积,由图可知a点横截面积最小,故a的电阻最大,abc是串联的,电流相同,根据Q=I2Rt可知,在相同时间内a产生的热量多,故放在a点效果明显。选A。
9.(2分)下列研究过程中,运用“分类法”的是( )
A.用乒乓球的跳动说明音叉发声时在振动
B.学习声波时类比水波
C.根据加快蒸发的方法,想到减慢蒸发的方法
D.将光源分为天然光源和人造光源
【答案】D
【解析】A、用乒乓球的跳动说明音叉发声时在振动,采用的是转换法,故A不符合题意;B、学习声波时类比水波,从而加深对声音传播方式的理解,采用的是类比法,故B不符合题意;C、根据加快蒸发的方法,想到减慢蒸发的方法,采用的是联想法,故C不符合题意;D、将光源分为天然光源和人造光源,采用的是分类法,故D符合题意。选D。
二、不定项选择题(本题满分12分,共4个小题):每小题中至少有一个选项是正确的,请选出并将答题卡的对应选项涂黑(每小题全选对得3分,漏选得1分,选错或不选得0分).
10.(3分)下列关于物理概念的说法中正确的是( )
A.声音的响度与发声体的振动快慢无关
B.并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻和的倒数
C.闭合电路的一部分导体在磁场中运动时,导体中一定产生电流
D.物质的比热容表示物质吸热和放热的本领,用这个知识可以解释沿海和内陆温度变化的情况
【答案】AD
【解析】A、声音的响度与发声体的振幅有关,声音的音调跟声源振动的频率有关。故A正确;B、因为并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和,故B错误;C、闭合电路的一部分导体在磁场中运动时,不一定产生感应电流,只有切割磁感线运动时,能产生感应电流。故C错误;D、因为水的比热容比泥土、沙石的比热容大,根据公式Q=cm△t可知,同样受冷或受热时温度变化小,所以海边昼夜温差小,故D正确。选AD。
11.(3分)下列知识结构中,正确的是( )
A.
受力情况
运动形式
运动状态
不受力
匀速直线运动或静止
不变
受力
平衡力
非平衡力
变速直线运动或曲线运动
改变
B.
电路
电流路径
有无节点
各用电器是否相互影响
串联电路
一条
无
互不影响
并联电路
两条或
多条
有
互相影响
C.
物态
有无一定形状
有无一定体积
固态
有
有
液态
无
有
气态
无
无
D.
物距u
像的大小
像的倒正
像的虚实
u>2f
缩小
倒正
实像
2f>u>f
放大
正立
实像
u<f
放大
正立
虚像
【答案】AC
【解析】A、物体不受力或受平衡力作用,物体处于平衡状态,物体做匀速直线运动或静止,运动状态不变;物体受非平衡力作用,做变速运动,运动状态不断变化,故A正确;B、串联电只有一条电流路径,电路没有节点,串联的各用电器相互影响;并联电路有多条电流路径,电路有节点,并联的各用电器互不影响,能独立工作,故B错误;C、固态物质有一定的形状与体积;液态物质只有一定的体积而无固定的形状;气态物质即无固定的形状,也无固定的体积,故C正确;D、当u>2f时,成倒立、缩小的实像;当u=2f时,成倒立、等大的实像;当f<u<2f时,成倒立、放大的实像;当u<f时,成正立、放大的虚像,故D错误;选AC。
12.(3分)将水平桌面上的大烧杯装满水,然后往杯中轻放入一小球,溢出的水共100g,据此现象,下列判断正确的是(g取10N/kg)( )
A.水对烧杯底的压强会增大
B.小球的体积一定大于100cm3
C.小球受到的浮力等于0.1N
D.小球的质量不小于100g
【答案】D
【解析】A、大烧杯内盛满水,轻轻放入一小球后,水溢出,但水深h不变,由p=ρgh可知水对烧杯底的压强不变,故A错;B、由题意知,排开水的体积:V排==100cm3,若小球悬浮和下沉,则体积等于100cm3,若小球漂浮,则体积大于100cm3,B错误;C、F浮=G排=m排g=0.1kg×10N/kg=1N,故C错误;D、若小球漂浮或悬浮,则G=F浮=G排,则m=m排=100g,若小球下沉,则G大于F浮=G排,则m>m排=100g,如果小球下沉,因为F浮=1N<G木,所以m木>100g,故D正确。选D。
13.(3分)根据表格中数据,下列说法正确的是( )
物质
铁
铝
铜
煤油
ρ/(kg/m3)
7.9×103
2.7×103
8.9×103
0.8×103
c/[J/(kg•℃)]
0.46×103
0.88×103
0.39×103
2.1×103
长lm、横截面积1mm2的导线在20℃时的电阻值/Ω
0.096
0.027
0.017
/
A.质量相同的铜块和铝块,铜块的体积更大
B.体积相同的正方体铜块和铁块放在水平桌面上,物块对桌面的压强p与其边长L的关系图象如图,则图线a表示铁块的p与L的关系
C.将质量相同的铁块和铝块均匀拉成长度相同的铁线和铝线,串联后接入电路中,则铁线两端的电压更大
D.煤油和水体积之比为2:1,吸收热量之比为12:5,则升高温度之比为3:1
【答案】CD
【解析】A、由表中数据可知,铜的密度大于铝的密度,由V=可知质量相同的铜块和铝块,铝块的体积更大,故A错;B、体积相同的正方体铜块和铁块放在水平桌面上,物块对桌面的压强p=====ρgL,可见当边长相同时,密度大的压强大,由于铜的密度大于铁的密度,所以铜块产生的压强比铁块产生的压强大,图线a表示铜块的p与L的关系,故B错;C、由表中数据可知,长度、横截面积相同的铁线的电阻大于铝线的电阻。质量相同的铁块和铝块,因为铁的密度大于铝的密度、V=可知铁块的体积小于铝块的体积,均匀拉成长度相同的铁线和铝线,由V=Sh可知铁丝的横截面积小于铝丝的横截面积;均匀拉成长度相同的铁线的电阻大于铝线电阻,串联后接入电路中,由U=IR可知铁线两端的电压更大,故C正确;D、由表中数据可知,煤油和水密度之比ρ煤油:ρ水=0.8:1=4:5;比热容之比c煤油:c水=2.1:4.2=1:2;煤油和水体积之比V煤油:V水=2:1,由m=ρV可得质量之比m煤油:m水=ρ煤油V煤油:ρ水V水=4×2:5×1=8:5;因为Q吸=cm△t,吸收热量之比Q煤油:Q水=12:5,比热容之比2:1,所以升高温度之比:△t煤油:△t水=:=:=3:1,故D正确。选CD。
三、基础知识题(本题满分35分,共7小题)
14.(6)按要求完成填空。
(1)利用如图甲所示实验装置探究水沸腾的特点,加热一定时间后,温度计的示数如图甲所示,此时水的温度为________℃;水沸腾时温度保持不变,撤去酒精灯,水慢慢停止了沸腾,这说明水在沸腾过程中需要________。
(2)如图乙所示,在“测量平均速度”的实验中,小红同学多次测量的目的是为了________,每次测量时必须让小车从同一位置由________开始下滑。
(3)如图丙所示,将纸板NOF从直线AB所在位置绕0N向后转动,在纸板上看不到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线________。
(4)如图丁所示,拨动张紧的橡皮筋,橡皮筋来回跳动,且有声音产生,说明________。
【答案】(1)88;吸热;(2)减小实验误差;静止;(3)在同一平面内;(4)声音是由物体的振动产生的。
【解析】(1)温度计上每一个大格代表10℃,每一个小格代表1℃,示数是88℃。
水沸腾后继续加热,温度保持不变,撤去酒精灯,水不能继续沸腾,说明液体在沸腾过程中要吸热。(2)在“测量平均速度”的实验中,多次测量的目的是为了减小实验误差。
实验中应多次测量,应保证小车每次通过的距离相等,故每次测量时必须让小车从同一位置由静止开始下滑。(3)图丙的实验中,将纸板NOF从直线AB所在位置绕ON向前或向后转动,在纸板上看不到反射光线,说明反射光线、法线、入射光线在同一平面内;
(4)如图丁所示,拨动张紧的橡皮筋,橡皮筋来回跳动,且有声音产生,说明声音是由物体的振动产生的。
15.(6分)同学们通过实验探究“影响滑动摩擦力大小的因素”。
(1)小明的操作如甲图所示,他操作的错误是________;纠正错误后,应拉动弹簧测力计使木块做________运动。若在木块上再放一个砝码,则木块运动时受到的滑动摩擦力将________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)小高将木块沿竖直方向截去一半后,测得术块所受的滑动的摩擦力变为原来一半。他由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为他的探究过程中存在的问题是________。
(3)小娟实验时,先在竖直方向上对弹簧测力计调零,然后用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动,则测出的摩擦力________实际摩擦力(选填“大于”、“等于”或“小于”)。乙图中弹簧测力计的示数是________N。
【答案】(1)没有水平拉动测力计;匀速直线;变大;(2)没有保持压力不变;(3)小于;2.2。
【解析】(1)如图,弹簧测力计没有水平拉动木块,即使木块进行匀速直线运动,木块受到的拉力和滑动摩擦力也不是平衡力,因为它们不在同一直线上。所以要使滑动摩擦力等于弹簧测力计的示数,弹簧测力计要水平拉动木块,使木块在水平面上进行匀速直线运动。(2)木块截去一半后,其压力和接触面积都变为原来的一半,而摩擦力的大小与压力大小有关,与接触面积的大小无关,故小华得出的结论是错误的。主要是因为他没有保持压力大小不变;(3)因为弹簧自身重力的作用,所以当在竖直方向上对弹簧测力计调零后,再在水平方向上测拉力的大小,指针的位置会有一定的回缩,至使所测出的摩擦力小于实际摩擦力的大小。由图知,弹簧测力计的分度值是0.2N,测力计的示数为2.2N,
16.(7分)回顾实验和探究
(1)探究电流与电压的关系。
实验装置
请将实物图连接完整。
实验步骤
移动滑动变阻器滑片,使________两端电压分别为3V、6V、9V,记下相应的电流值
实验数据表格
结论
在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成________
问题讨论
利用上述装置测灯泡电阻,应将________换成小灯泡,实验发现测得小灯泡的阻值________(不相同”、“相同”)
(2)探究磁场对电流的作用
实验过程
如图,闭合开关,导体ab向右运动;将电源的正负极对调后,闭合开关,导体ab向________运动
结论
通电导体在磁场中的受力方向与________有关
问题讨论
把上述装置中的电源换成灵敏电流表,据此可以制成________
【答案】(1)如图;定值电阻R;如图2;反比;定值电阻R;不相同;(2)左;电流方向;发电机。
【解析】(1)图电压表应并联到定值电阻两端,滑动变阻器按照“一上一下”连入电路,如图所示:
移动滑动变阻器滑片,使定值电阻R两端电压分别为3V、6V、9V,记下相应的电流,
电流表的第3次指针位置图:
横轴表示电压,每小格为1V;纵轴表示电流,每小格代表0.1A,由表中数据,在坐标系中,找出对应的点,然后将各点连接起来,如下图2所示:
利用上述装置测灯泡电阻,应将定值电阻R换成小灯泡,实验发现测得小灯泡的阻值不相同,因为小灯泡的电阻受温度影响较大。(2)如图,闭合开关,导体ab向右运动;将电源的正负极对调后,闭合开关,导体ab向左运动;通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关;把上述装置中的电源换成灵敏电流表,是电磁感应的原理图,据此可以制成发电机。
17.(6分)如图所示,由于人们没有按安全用电的原则用电,造成了电路中电流过大,从而使插座板发生热甚至要燃烧,利用你所学过的知识来回答下面问题。
(1)上面所说的“电路中电流过大”产生的原因是什么?
(2)在家庭电路中,人们安装了保险丝来防止这种现象所带来的危害。保险丝是根据什么原理制成的?
(3)小明家的保险丝经常熔断,在不改电路其它原件的情况下,小明的爸爸想换一个规格大些的是否可以?
【答案】见解析
【解析】(1)分析上图可知,此时导致家庭电路中电流过大的原因是由于总功率过大造成的;(2)保险丝应串联在电路中,据焦耳定律可知,保险丝应选用电阻较大的、熔点较低的材料制成,即在电流过大时,产生热量较多,即此时会自动熔断,保护电路,即它是利用电流的热效应的原理制成的;(3)短路或总功率过大都会导致保险丝熔断,所以我们使用对应的规格的保险丝,且必须检查清楚电路的故障后再闭合开关,千万不能直接换上规格大些的保险丝直接供电。
18.(4分)如图1所示,在“探究影响电流做功因素”时,小明用两个不同灯泡设计了如图实验。
(1)将L1、L2两灯串联,目的是控制通电时间和________相同,从而探究电流做功多少与________的关系;
(2)小明想要继续探究电流做功与电流大小的关系,应怎样设计实验呢?请你帮他在图2虚线框内画出电路图。
【答案】(1)电流;电压;(2)探究电流做功与电流大小的关系时,需控制电压相等,因此使两灯泡并联,电流表分别测量通过灯泡的电流;如图所示。
【解析】(1)探究电流做功与电压大小的关系时,需控制电流相等,因此使两灯泡串联,电压表分别测量两灯泡两端的电压;将L1、L2两灯串联,目的是控制通电时间和电流相同,从而探究电流做功多少与电压的关系;(2)探究电流做功与电流大小的关系时,需控制电压相等,因此使两灯泡并联,电流表分别测量通过灯泡的电流。实验电路如下图:
19.(4分)亮亮同学为了探究物体在水中不同深度所受浮力变化情况,如图1所示,将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的示数F,实验数据如表:
次数
1
2
3
4
5
6
7
h(cm)
0
2
4
6
8
10
12
F(N)
6.75
6.25
5.75
5.25
4.25
4.25
4.25
(1)分析表中实验数据,可以得出物体重________ N,
第3次实验时,物体受到的浮力________ N;
(2)图2能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h关系的图象是________。
(3)分析表中实验数据可得出结论:________。
【答案】(1)6.75;1;(2)B;(3)物体所受浮力的大小与排开液体的体积有关,与浸没的深度无关。
【解析】(1)根据表格数据可知,h为0时,测力计示数为6.75N,此时物体在空气中,故物体的重力G=6.75N,第3次实验时,物体所受浮力:F浮=G﹣F=6.75N﹣5.75N=1N;(2)通过分析表格中的数据可知,F随h的变化趋势是先变小再不变,因此,只有选项B符合题意;(3)分析表中第1列到第4列数据可知:圆柱浸入水的深度不同,即排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数也不相同,物体受到的浮力大小不同;故可得出结论:在液体密度一定时,物体受到的浮力大小与物体排开的液体体积有关,物体排开的液体体积越大,物体受到的浮力越大。分析表中第5列到第7列数据可知:圆柱浸没在水中的深度不同,即排开液体的体积相同,弹簧测力计的示数不变,物体受到的浮力大小不变;故可得出结论:当物体浸没在液体中时,物体受到的浮力大小与物体浸入液体中的深度无关。整个实验可得到以下结论:物体所受浮力的大小与排开液体的体积有关,与浸没的深度无关。
20.(2分)居民楼的楼道里,夜间楼道灯一直亮着会造成浪费。科研人员用“光敏”材料制成“光控开关”,它能在天黑时自动闭合,天亮时自动断开;利用“声敏”材料制成“声控开关”。它能在有人走动发出声音时闭合,无人走动时自动断开。请将图中的“光控开关”、“声控开关”、灯泡用笔画线代替导线正确连入电路,设计出只有在夜间且有声音时灯才亮的楼道灯自动控制电路。
【答案】见解析
【解析】由题意知,只有当“光控开关”、“声控开关”都闭合时灯才能亮,所以灯泡与两个开关串联;为了保证用电安全,火线要先过开关,再接入灯泡尾部的金属点,零线接入螺旋套,如下图所示:
四、综合能力题(本题满分35分,共7小题.)
21.(4分)运用知识解决问题:
(1)图1当轮船从上游向下游行驶时,应先打开________,使闸室水位与上游水位________,再打开上游闸门,船由上游进入闸室。
(2)如图2,木块飘在水面上静止,请在图中画出木块所受力的示意图。
(3)如同3所示的轻质杠杆AB,OA=20cm、OB=40cm.物体M的所受重力为240N.叶子姐姐在B端施加100N的力使杠杆水平平衡,则此时物体M受到水平面的支持力FN=________N。
【答案】(1)阀门A;(2)如图:(3)40。
【解析】(1)如图1所示,当轮船从上游向下游行驶时,应先打开阀门A,使闸室水位与上游水位相平,再打开上游闸门,船由上游进入闸室。(2)由于木块漂浮,木块受到的浮力F浮=G=mg=5kg×9.8N/kg=49N,重力从重心竖直向下画,浮力从重心竖直向上画,注意两个力的长度相等,如图所示:
(3)由杠杆平衡条件得:T×OA=F×OB,即:T×20cm=100N×40cm,解得:T=200N,
地面对M的支持力:FM=G﹣T=240N﹣200N=40N,
22.(4分)某中学锅炉房每天要将5000kg水从20℃加热到100℃.求:
(1)这些水要吸收热量为多少?
(2)用煤气作为燃料来烧水,设煤气完全燃烧释放热量的80%被水吸收,煤气完全燃烧要放出多少热量?
(3)学校每天因烧水要消耗多少煤气?(煤气的热值q=4.2×107J/kg)
【答案】(1)这些水要吸收热量为1.68×109J;(2)煤气完全燃烧要放出2.1×109J的热量;(3)学校每天因烧水要消耗煤气50kg。
【解析】(1)水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×5000kg×(100℃﹣20℃)=1.68×109J;
(2)由η=得,煤气需要放出的热量:Q放===2.1×109J;
(3)由Q放=qV得,消耗煤气的质量:V===50kg。
23.(4分)如图所示的电路中,电源电压为18伏保持不变,电阻R1阻值为10欧。滑动变阻器R2上标有“50Ω1A”字样,电压表接“0~15V”量程。
(1)闭合电键,将滑片P移到某一位置时,电流大小为0.5安。求电路中的总功率和电压表的示数;
(2)若用电阻R3来替换R1,不改变电表的量程,确保电路所有元件均安全使用的情况下。要求:在移动滑动变阻器滑片的过程中,电路中的最大电流恰好是最小电流的3倍,求满足要求的R3的阻值。
【答案】(1)电路中的总功率为9W,电压表的示数为13V;(2)R3的阻值为9Ω或25Ω。【解析】由电路图可知,定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压。(1)当电路中的电流I=0.5A时,电路的总功率:P=UI=18V×0.5A=9W,
由I=可得,R1两端的电压:U1=IR1=0.5A×10Ω=5V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电压表的示数:U2=U﹣U1=18V﹣5V=13V;(2)用电阻R3来替换R1后,由滑动变阻器的铭牌可知,允许通过的最大电流为1A,
则电路中的最大电流可能为1A、可能为(即变阻器接入阻值为0时),电路的最小电流可能为可能为(即变阻器接入阻值最大为50Ω时),=(即电压表满偏时),因电路中的最大电流恰好是最小电流的3倍,则有以下几种情况:①电路中的最大电流为1A,最小电流为时,则有:1A=3×,解得:R3=4Ω,则电压表的最大示数:U2大=I小R2大=A×50Ω≈16.7V>15V,故此种情况不可能;②电路中的最大电流为1A,最小电流为时,则有:1A=3×,解得:R3=9Ω,则电压表的最大示数:U2大=U﹣I小R3=18V﹣A×9Ω=15V,此种情况可能;③电路中的最大电流为,最小电流为时,则有:=3×,解得:R3=25Ω,电路中的最大电流和最小电流分别为:I大===0.72A<1A,I小===A,则电压表的最大示数:U2大=I小R3=A×50Ω=12V,此种情况可能;④电路中的最大电流为,最小电流为时,≠3×,此种情况不可能;综上可知,R3的阻值为9Ω或25Ω。
24.(5分)小峰利用滑轮组将一个正方体金属块A从某溶液池内匀速提出液面,当金属块A浸没在液面下,上表面距液面的距离为h时开始计时,如图甲,计时后调整滑轮组绳端竖直向上拉力F的大小使金属块A始终以大小不变的速度匀速上升,提升过程中拉力F与金属块A向上运动时间关系如图乙。已知金属块A被提出液面后,滑轮组的机械效率为80%,h=0.25m,(假设溶液池足够大,金属块被提出液面前后液面高度不变,不计绳重及摩擦,)。求:
(1)金属块A的重力;
(2)动滑轮的总重;
(3)正方体A的体积;
(4)溶液的密度。
【答案】(1)金属块A的重力为48N;(2)动滑轮的总重为12N;(3)正方体A的体积为0.001m3;
【解析】(1)金属块A在水中时受到浮力作用,提出液面后不再受到浮力,所以滑轮组对它的拉力会变大,读图象可知,金属块离开水面后,作用在绳子自由端上的拉力F=15N,由图甲知,该滑轮组由四段绳子通过动滑轮,滑轮组的机械效率:η===,由此可得,金属块A的重力:G=4ηF=4×0.8×15N=48N;
(2)不计绳重及摩擦,提出液面后作用在绳子自由端上的拉力:F=(G动+G),
所以动滑轮的重力:G动=4F﹣G=4×15N﹣48N=12N;
(3)金属块A的上表面离液面0.25m至金属块A上表面与液面相平,金属块上升的距离h=0.25m,由图象知,此过程中金属块上升的时间t=5s,
金属块A上升的速度:v===0.05m/s,
从金属块A的上表面与液面相平上升至金属块A下表面刚离开液面,此过程金属块上升高度等于金属块A的高,由图象知,此段时间t′=2s,
所以金属块A的高:h′=vt′=0.05m/s×2s=0.1m,
金属块A是正方体,所以金属块A的体积:V=(0.1m)3=0.001m3;
(4)金属块A浸没时,金属块A在液体中受到三个力作用:向下的重力G、向上的浮力F浮、向上的拉力F拉,且F拉+F浮=G,所以绳子对金属块A的拉力:F拉=G﹣F浮,由图象可知,金属块A浸没时,作用滑轮组绳子自由端的拉力F′=12N,F′=(G动+G﹣F浮),金属块A浸没时受到的浮力:F浮=G动+G﹣4F′=12N+48N﹣4×12N=12N,
由F浮=ρ液V排g=ρ液Vg可得,溶液的密度:ρ液===1.2×103kg/m3。(4)溶液的密度为1.2×103kg/m3。
25.(6分)小明在河边游玩时,发现河中心与河岸边的水流速度不同。小明想:河水的流速与到岸的距离有什么关系呢?回到学校,小明进行了如下研究。
(1)小明设计了如图甲所示的“水速”测量仪。测量时将两端开口的L形玻璃管的水平部分置于水流中,竖直部分露出水面,当水流以速度v正对L形玻璃管的水平部分开口端匀速流动时,管内外液面的高度差为h。
①小明认为h越大表明水流速度越大,小明判断的理论依据是:________。
②下列测量器材的设计思想与小明设计的“水速”测量仪不同的是________。
A.温度计 B.托盘天平 C.压强计 D.弹簧测力计
(2)小明先在实验室模拟测量,多次改变水流速度,分别测出水流速度v与对应水柱高度差h的值,将数据记录在表1中。
表1
v/m•s﹣1
0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
h/mm
0
16.0
64.0
144.0
256.0
400.0
576.0
某次测量h时如图乙所示。则h=________mm,对应的水流速度v=________m/s。
(3)小明再到某河流中实验,在离岸不同距离处测量(不越过河的中心线,如图丙),测出测量点到河岸的距离x和L形管中水柱高度差h的值,记录在表2中。
表2
x/m
0
1
2
3
4
5
6
h/mm
0
2.0
8.0
18.0
32.0
50.0
72.0
分析表1和表2数据,写出水流速度v与距离x的数学表达式为:v=________。
(4)如图丁所示,若系在该河岸边一艘小船拴绳脱落,则小船在河中漂流的大致轨迹应为图中的________(选填“a”、“b”或“c”)。
【答案】(1)水的流速越大,则水的动能越大;B;(2)81.0;0.9;(3)x;(4)b。
【解析】(1)动能的大小与质量和速度有关,水的流速越大,水的动能越大,则可以转化成的重力势能就越大,故水面就越高;(2)由表格中数据知,水流速度增大,管内外的液面高度差也增大,且水流速度增大为原来的n倍,高度差增大为原来的n的二次方倍,所以,管内外液面的高度差与水流速度的二次方成正比;分析数据还知道,液面的高度差与水流速度的二次方的比值:===…=100;所以,高度差和水流速度之间的关系式为:h=100v2(其中流速v的单位为m/s,高度差h的单位mm);由图知刻度尺的分度值为1mm,刻度尺的示数为h=8.90cm﹣0.80cm=8.10cm=81.0mm;当h为81.0mm时,对应的水流速度:v===0.9 m/s。(3)由表格中数据知,水的流速越大,L形管中水柱高度差h的值也增大,且测量点到河岸的距离x增大为原来的n倍,L形管中水柱高度差h的值最大为原来的2n2倍;分析数据还知道,测量点到河岸的距离x与L形管中水柱高度差h的值二次方2倍的比值:===…=1;所以,测量点到河岸的距离x与L形管中水柱高度差h的值的关系式为:h=2x2=100v2(其中流速v的单位为m/s,高度差h的单位mm),则v=x;(4)绳子脱落后,小船会顺水漂流;由于靠近河岸的流速小,压强大,故小船同时会向河中心运动,根据距离河岸的距离和水的流速的关系可知,离河岸越远,水的流速越大,故小船靠近河的中心时,速度越快,故小船做抛物线运动;小船到达河中心后,由于两侧的流速相同,故小船会一种在中心漂流,故b符合题意。
26.(6分)阅读短文,回答问题
流体阻力
物体在流体中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫做流线型)的物体受到的阻力较小。物体从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,下落一段距离后,当阻力大到与重力相等时,将以某一速度作匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验,测量数据见下表。
小球编号
1
2
3
小球质量(g)
2
5
45
小球半径(×10﹣3m)
5
5
15
小球的收尾速度(m/s)
16
40
40
(1)关于流体的阻力,下列说法正确的是________
A.飞机为了减小阻力,应做成头尖尾圆的形状
B.一张纸揉成纸团从空中下落较快,是因为纸团受到的阻力小
C.人游泳时身体应尽可能保持流线型,可增大水对人体的作用力
D.海豚等海洋动物能在水中高速潜行,是因为它们的横截面积较小,阻力较小。
(2)2号小球受到空气阻力最大时的速度为________m/s,此时空气阻力为________N.(g取10N/kg)
(3)半径相同的小球,质量大的小球收尾速度________(大/小)。
(4)对于3号小球,当速度为30m/s时,空气阻力________(大于/等于/小于)重力。
(5)假设小球由静止下落,且高度足够高则3号小球的速度随时间变化的大致图象为________(选填甲或乙)。
【答案】(1)B;(2)40; 0.05;(3)大;(4)小于;(5)乙。
【解析】(1)A、飞机做成头圆尾尖的形状可以减小空气的阻力,故A错误;B、一张纸揉成纸团减小了物体的横截面积,受到的阻力小,下降的快,故B正确;
C.人游泳时身体应尽可能保持流线型,可减小水对人体的作用力,故C错误;D.海豚等海洋动物头圆尾尖,是流线型,阻力较小,能在水中高速前行,故D错误;故选B。(2)观察表格可知,小球的收尾速度为40m/s,2号小球受到空气阻力最大时的速度为40m/s,此时小球的受到的阻力等于自身的重力,即f=G=mg=5×10﹣3kg×10N/kg=0.05N;(3)观察表格可知,1号和2号小球的半径相同,2号小球的质量大于1号小球的质量,2号小球的收尾速度大于1号小球的收尾速度,故可以得出半径相同的小球,质量大的小球收尾速度大;(4)3号小球的收尾速度为40m/s,当其速度为30m/s时,小于其收尾速度,所以受到的阻力小于自身重力;(5)3号小球从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大;当阻力等于物体重力时,物体的做匀速直线运动;选乙。
27.(6分)电饭锅的原理如图a所示,煮饭时开关S是闭合的,红色指示灯亮;饭熟后(当时的温度大约为103℃)保温时、开关S自动断开,黄灯亮。
(1)请在图中灯泡旁的相应虚线框中填上“红”或“黄”。
(2)通常情况下用这种电饭锅烧水时它的自动断电功能不起作用,这是为什么?
(3)小华拆下了他家电饭锅的电热板,并借助于实验室里的器材用伏安法测出了通过发热板的电压和电流,请你根据图b中示数计算该电热板测量时的电阻。
【答案】(1)左框中填“黄”,右框中填“红”。(2)在通常情况下,水的沸点为100℃,且加热温度不会升高,所以温度达不到103℃,开关不会自动断开。(3)该电热板测量时的电阻为12Ω。
【解析】(1)煮饭时开关S是闭合时,左面的指示灯短路不能发光,根据“煮饭时开关S是闭合的,红色指示灯亮”判断,左面的为黄灯,右面的为红灯。(2)1标准气压下,水的沸点为100℃,并且继续加热也不再升高,达不到开关自动断开的温度;(3)①电压表选择的是0~15V量程,对应的分度值是0.5V,指针指在5V后面第2个小格上,因此读数为U=5V+0.5V×2=6V;②电流表选择的是0~0.6A量程,对应的分度值是0.02A,指针指在0.4A后面第5个小格上,因此读数为I=0.4A+0.02A×5=0.5A;③因此电热板的电阻值R===12Ω。
一.单项选择题(本题满分18分,共9个小题,每小题2分):下列每个小题的四个选项中只有一个是正确的,请选出并将答案填写在表格内.
1.(2分)在物理学的发展过程中,许多物理学家做出了杰出的贡献。通过大量的实验研究得出电流与电压和电阻关系的科学家是( )
A.安培 B.欧姆 C.伏特 D.焦耳
【答案】B
【解析】A、安培最早发现通电导体周围磁场方向与电流方向的关系。故A错误;B、通过导体的电流与导体两端电压成正比,与导体的电阻成反比,这一规律最早由德国科学家欧姆总结得出,这就是著名的欧姆定律。故B正确;C、伏特最早研制出了液体电池。故C错误;D、焦耳最早发现电流产生热量的影响因素。故D错误。选B。
2.(2分)最早测得标准大气压数值的实验是( )
A.马德堡半球实验 B.奥斯特实验
C.托里拆利实验 D.伽利略的理想实验
【答案】C
【解析】最早测出大气压数值的科学家是意大利的托里拆利,后来以他的名字命名了这一著名的实验。选C。
3.(2分)如图所示的措施中,为了增大压强的是( )
A.提袋子时垫上厚纸片 B.切蛋器装有很细的钢丝
C.书包背带做的很宽 D.大型平板车装有很多车轮
【答案】B
【解析】A、提袋子时垫上厚纸片,是在压力一定时,增大受力面积减小车对手的压强,故A不符合题意;B、切蛋器装有很细的钢丝,在压力一定时,减小受力面积来增大压强,故B符合题意;C、书包背带做的很宽,是在压力一定时,增大受力面积减小书包对肩膀的压强,故C不符合题意;D、大型平板车装有很多车轮,是在压力一定时,增大受力面积减小车对地面的压强,保护路面,故D不符合题意。选B。
4.(2分)下列图象中,正确的是( )
A.匀速直线运动 B.非晶体的凝固
C.晶体的熔化 D.重力与质量的关系
【答案】D
【解析】A、由图象可知,纵坐标表示路程,横坐标表示时间,路程不随时间变化,说明物体处于静止状态,不是匀速直线运动,故A错误;B、图中温度随时间的变化而降低,其中有一段温度不变,说明这是晶体的凝固图象,故B错误;C、图中温度与时间成正比,说明随着加热,物体温度升高,不是晶体的熔化图象,故C错误;D、图中是一条过原点的斜向上的直线,表示重力与质量成正比,故D正确。选D。
5.(2分)下列作图中,错误的是( )
A.平面镜成像 B.电磁铁的极性
C.杠杆的力臂 D.水中上浮物体的受力
【答案】D
【解析】A、由图可知,像物关于平面镜对称,故A正确。B、根据右手螺旋定则可得,螺线管的右端为N极,左端为S极,故B正确。C、过支点O分别作力F1和F2作用线的垂线段,即为杠杆的动力臂和阻力臂,故C正确;D、水中上浮的物体受到重力和浮力的作用,浮力大于重力,因此两条线段不能等长,故D错误。选D。
6.(2分)下列由日常生活联想到的物理知识中,正确的是( )
A.自行车上坡前加紧蹬几下,是为了上坡时有更多的重力势能转化为动能
B.放在水平地面上的箱子处于静止状态,它受到的重力和它对地面的压力是平衡力
C.窗外有风时窗帘飘到窗外,是因为流体中流速越大的位置压强越大
D.花园里闻到花的香味,是因为发生了扩散现象
【答案】D
【解析】A、自行车上坡前加紧蹬几下,使其速度增大,是为了上坡时有更多的动能转化为重力势能,故A错误;B、放在水平地面上的箱子处于静止状态,它受到的重力和它对地面的压力作用在不同的物体上,且方向相同,不是平衡力,故B错误;C、窗外有风时窗帘飘到窗外,是因为流体中流速越大的位置压强越小,故C错误;D、花园里闻到花的香味,是因为分子在不停地做无规则的运动,发生了扩散现象,故D正确。选D。
7.(2分)现实当中人们的许多活动、做法都跟我们学过的物理知识有关,下列对涉及压强和浮力的事例论述不正确的是( )
A.用吸管能把饮料吸入嘴里,其实是大气压强的作用
B.石头扔进河里会沉人水底说明石头在水中不受浮力
C.用高压锅煮食物熟得快是因为锅内气压加大使液体(锅内的水)的沸点升高
D.栏河坝坝堤筑成上窄下宽是因为液体(坝里的水)的压强随深度增大而增大
【答案】B
【解析】A、用吸管喝饮料时,外部气压大于盒内压强,外部大气压强把饮料压入嘴中,故A正确;B、石头放入水中,由于受到水对它竖直向上的浮力小于竖直向下的重力,所以石头会沉入水底,故B不正确;C、因为水的沸点与压强有关,压强增大,沸点升高,煮饭菜时高压锅的气压比普通锅内的气压高,所以水沸腾时高压锅内的温度高于普通锅内的温度,温度越高,饭菜熟的越快,故C正确;D、因为液体(坝里的水)的压强随深度增大而增大,所以底部的坝受到的压强较大,所以拦河坝坝堤筑成上窄下宽,故D正确。选B。
8.(2分)小明同学在班会活动课上表演了一个小魔术:用金属片点燃火柴,将一金属片接在学生电源上(如图所示),他将火柴放在哪个位置效果最明显( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.都一样
【答案】A
【解析】影响电阻大小的因素是材料、长度、横截面积,由图可知a点横截面积最小,故a的电阻最大,abc是串联的,电流相同,根据Q=I2Rt可知,在相同时间内a产生的热量多,故放在a点效果明显。选A。
9.(2分)下列研究过程中,运用“分类法”的是( )
A.用乒乓球的跳动说明音叉发声时在振动
B.学习声波时类比水波
C.根据加快蒸发的方法,想到减慢蒸发的方法
D.将光源分为天然光源和人造光源
【答案】D
【解析】A、用乒乓球的跳动说明音叉发声时在振动,采用的是转换法,故A不符合题意;B、学习声波时类比水波,从而加深对声音传播方式的理解,采用的是类比法,故B不符合题意;C、根据加快蒸发的方法,想到减慢蒸发的方法,采用的是联想法,故C不符合题意;D、将光源分为天然光源和人造光源,采用的是分类法,故D符合题意。选D。
二、不定项选择题(本题满分12分,共4个小题):每小题中至少有一个选项是正确的,请选出并将答题卡的对应选项涂黑(每小题全选对得3分,漏选得1分,选错或不选得0分).
10.(3分)下列关于物理概念的说法中正确的是( )
A.声音的响度与发声体的振动快慢无关
B.并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻和的倒数
C.闭合电路的一部分导体在磁场中运动时,导体中一定产生电流
D.物质的比热容表示物质吸热和放热的本领,用这个知识可以解释沿海和内陆温度变化的情况
【答案】AD
【解析】A、声音的响度与发声体的振幅有关,声音的音调跟声源振动的频率有关。故A正确;B、因为并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和,故B错误;C、闭合电路的一部分导体在磁场中运动时,不一定产生感应电流,只有切割磁感线运动时,能产生感应电流。故C错误;D、因为水的比热容比泥土、沙石的比热容大,根据公式Q=cm△t可知,同样受冷或受热时温度变化小,所以海边昼夜温差小,故D正确。选AD。
11.(3分)下列知识结构中,正确的是( )
A.
受力情况
运动形式
运动状态
不受力
匀速直线运动或静止
不变
受力
平衡力
非平衡力
变速直线运动或曲线运动
改变
B.
电路
电流路径
有无节点
各用电器是否相互影响
串联电路
一条
无
互不影响
并联电路
两条或
多条
有
互相影响
C.
物态
有无一定形状
有无一定体积
固态
有
有
液态
无
有
气态
无
无
D.
物距u
像的大小
像的倒正
像的虚实
u>2f
缩小
倒正
实像
2f>u>f
放大
正立
实像
u<f
放大
正立
虚像
【答案】AC
【解析】A、物体不受力或受平衡力作用,物体处于平衡状态,物体做匀速直线运动或静止,运动状态不变;物体受非平衡力作用,做变速运动,运动状态不断变化,故A正确;B、串联电只有一条电流路径,电路没有节点,串联的各用电器相互影响;并联电路有多条电流路径,电路有节点,并联的各用电器互不影响,能独立工作,故B错误;C、固态物质有一定的形状与体积;液态物质只有一定的体积而无固定的形状;气态物质即无固定的形状,也无固定的体积,故C正确;D、当u>2f时,成倒立、缩小的实像;当u=2f时,成倒立、等大的实像;当f<u<2f时,成倒立、放大的实像;当u<f时,成正立、放大的虚像,故D错误;选AC。
12.(3分)将水平桌面上的大烧杯装满水,然后往杯中轻放入一小球,溢出的水共100g,据此现象,下列判断正确的是(g取10N/kg)( )
A.水对烧杯底的压强会增大
B.小球的体积一定大于100cm3
C.小球受到的浮力等于0.1N
D.小球的质量不小于100g
【答案】D
【解析】A、大烧杯内盛满水,轻轻放入一小球后,水溢出,但水深h不变,由p=ρgh可知水对烧杯底的压强不变,故A错;B、由题意知,排开水的体积:V排==100cm3,若小球悬浮和下沉,则体积等于100cm3,若小球漂浮,则体积大于100cm3,B错误;C、F浮=G排=m排g=0.1kg×10N/kg=1N,故C错误;D、若小球漂浮或悬浮,则G=F浮=G排,则m=m排=100g,若小球下沉,则G大于F浮=G排,则m>m排=100g,如果小球下沉,因为F浮=1N<G木,所以m木>100g,故D正确。选D。
13.(3分)根据表格中数据,下列说法正确的是( )
物质
铁
铝
铜
煤油
ρ/(kg/m3)
7.9×103
2.7×103
8.9×103
0.8×103
c/[J/(kg•℃)]
0.46×103
0.88×103
0.39×103
2.1×103
长lm、横截面积1mm2的导线在20℃时的电阻值/Ω
0.096
0.027
0.017
/
A.质量相同的铜块和铝块,铜块的体积更大
B.体积相同的正方体铜块和铁块放在水平桌面上,物块对桌面的压强p与其边长L的关系图象如图,则图线a表示铁块的p与L的关系
C.将质量相同的铁块和铝块均匀拉成长度相同的铁线和铝线,串联后接入电路中,则铁线两端的电压更大
D.煤油和水体积之比为2:1,吸收热量之比为12:5,则升高温度之比为3:1
【答案】CD
【解析】A、由表中数据可知,铜的密度大于铝的密度,由V=可知质量相同的铜块和铝块,铝块的体积更大,故A错;B、体积相同的正方体铜块和铁块放在水平桌面上,物块对桌面的压强p=====ρgL,可见当边长相同时,密度大的压强大,由于铜的密度大于铁的密度,所以铜块产生的压强比铁块产生的压强大,图线a表示铜块的p与L的关系,故B错;C、由表中数据可知,长度、横截面积相同的铁线的电阻大于铝线的电阻。质量相同的铁块和铝块,因为铁的密度大于铝的密度、V=可知铁块的体积小于铝块的体积,均匀拉成长度相同的铁线和铝线,由V=Sh可知铁丝的横截面积小于铝丝的横截面积;均匀拉成长度相同的铁线的电阻大于铝线电阻,串联后接入电路中,由U=IR可知铁线两端的电压更大,故C正确;D、由表中数据可知,煤油和水密度之比ρ煤油:ρ水=0.8:1=4:5;比热容之比c煤油:c水=2.1:4.2=1:2;煤油和水体积之比V煤油:V水=2:1,由m=ρV可得质量之比m煤油:m水=ρ煤油V煤油:ρ水V水=4×2:5×1=8:5;因为Q吸=cm△t,吸收热量之比Q煤油:Q水=12:5,比热容之比2:1,所以升高温度之比:△t煤油:△t水=:=:=3:1,故D正确。选CD。
三、基础知识题(本题满分35分,共7小题)
14.(6)按要求完成填空。
(1)利用如图甲所示实验装置探究水沸腾的特点,加热一定时间后,温度计的示数如图甲所示,此时水的温度为________℃;水沸腾时温度保持不变,撤去酒精灯,水慢慢停止了沸腾,这说明水在沸腾过程中需要________。
(2)如图乙所示,在“测量平均速度”的实验中,小红同学多次测量的目的是为了________,每次测量时必须让小车从同一位置由________开始下滑。
(3)如图丙所示,将纸板NOF从直线AB所在位置绕0N向后转动,在纸板上看不到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线________。
(4)如图丁所示,拨动张紧的橡皮筋,橡皮筋来回跳动,且有声音产生,说明________。
【答案】(1)88;吸热;(2)减小实验误差;静止;(3)在同一平面内;(4)声音是由物体的振动产生的。
【解析】(1)温度计上每一个大格代表10℃,每一个小格代表1℃,示数是88℃。
水沸腾后继续加热,温度保持不变,撤去酒精灯,水不能继续沸腾,说明液体在沸腾过程中要吸热。(2)在“测量平均速度”的实验中,多次测量的目的是为了减小实验误差。
实验中应多次测量,应保证小车每次通过的距离相等,故每次测量时必须让小车从同一位置由静止开始下滑。(3)图丙的实验中,将纸板NOF从直线AB所在位置绕ON向前或向后转动,在纸板上看不到反射光线,说明反射光线、法线、入射光线在同一平面内;
(4)如图丁所示,拨动张紧的橡皮筋,橡皮筋来回跳动,且有声音产生,说明声音是由物体的振动产生的。
15.(6分)同学们通过实验探究“影响滑动摩擦力大小的因素”。
(1)小明的操作如甲图所示,他操作的错误是________;纠正错误后,应拉动弹簧测力计使木块做________运动。若在木块上再放一个砝码,则木块运动时受到的滑动摩擦力将________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)小高将木块沿竖直方向截去一半后,测得术块所受的滑动的摩擦力变为原来一半。他由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小。你认为他的探究过程中存在的问题是________。
(3)小娟实验时,先在竖直方向上对弹簧测力计调零,然后用弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动,则测出的摩擦力________实际摩擦力(选填“大于”、“等于”或“小于”)。乙图中弹簧测力计的示数是________N。
【答案】(1)没有水平拉动测力计;匀速直线;变大;(2)没有保持压力不变;(3)小于;2.2。
【解析】(1)如图,弹簧测力计没有水平拉动木块,即使木块进行匀速直线运动,木块受到的拉力和滑动摩擦力也不是平衡力,因为它们不在同一直线上。所以要使滑动摩擦力等于弹簧测力计的示数,弹簧测力计要水平拉动木块,使木块在水平面上进行匀速直线运动。(2)木块截去一半后,其压力和接触面积都变为原来的一半,而摩擦力的大小与压力大小有关,与接触面积的大小无关,故小华得出的结论是错误的。主要是因为他没有保持压力大小不变;(3)因为弹簧自身重力的作用,所以当在竖直方向上对弹簧测力计调零后,再在水平方向上测拉力的大小,指针的位置会有一定的回缩,至使所测出的摩擦力小于实际摩擦力的大小。由图知,弹簧测力计的分度值是0.2N,测力计的示数为2.2N,
16.(7分)回顾实验和探究
(1)探究电流与电压的关系。
实验装置
请将实物图连接完整。
实验步骤
移动滑动变阻器滑片,使________两端电压分别为3V、6V、9V,记下相应的电流值
实验数据表格
结论
在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成________
问题讨论
利用上述装置测灯泡电阻,应将________换成小灯泡,实验发现测得小灯泡的阻值________(不相同”、“相同”)
(2)探究磁场对电流的作用
实验过程
如图,闭合开关,导体ab向右运动;将电源的正负极对调后,闭合开关,导体ab向________运动
结论
通电导体在磁场中的受力方向与________有关
问题讨论
把上述装置中的电源换成灵敏电流表,据此可以制成________
【答案】(1)如图;定值电阻R;如图2;反比;定值电阻R;不相同;(2)左;电流方向;发电机。
【解析】(1)图电压表应并联到定值电阻两端,滑动变阻器按照“一上一下”连入电路,如图所示:
移动滑动变阻器滑片,使定值电阻R两端电压分别为3V、6V、9V,记下相应的电流,
电流表的第3次指针位置图:
横轴表示电压,每小格为1V;纵轴表示电流,每小格代表0.1A,由表中数据,在坐标系中,找出对应的点,然后将各点连接起来,如下图2所示:
利用上述装置测灯泡电阻,应将定值电阻R换成小灯泡,实验发现测得小灯泡的阻值不相同,因为小灯泡的电阻受温度影响较大。(2)如图,闭合开关,导体ab向右运动;将电源的正负极对调后,闭合开关,导体ab向左运动;通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关;把上述装置中的电源换成灵敏电流表,是电磁感应的原理图,据此可以制成发电机。
17.(6分)如图所示,由于人们没有按安全用电的原则用电,造成了电路中电流过大,从而使插座板发生热甚至要燃烧,利用你所学过的知识来回答下面问题。
(1)上面所说的“电路中电流过大”产生的原因是什么?
(2)在家庭电路中,人们安装了保险丝来防止这种现象所带来的危害。保险丝是根据什么原理制成的?
(3)小明家的保险丝经常熔断,在不改电路其它原件的情况下,小明的爸爸想换一个规格大些的是否可以?
【答案】见解析
【解析】(1)分析上图可知,此时导致家庭电路中电流过大的原因是由于总功率过大造成的;(2)保险丝应串联在电路中,据焦耳定律可知,保险丝应选用电阻较大的、熔点较低的材料制成,即在电流过大时,产生热量较多,即此时会自动熔断,保护电路,即它是利用电流的热效应的原理制成的;(3)短路或总功率过大都会导致保险丝熔断,所以我们使用对应的规格的保险丝,且必须检查清楚电路的故障后再闭合开关,千万不能直接换上规格大些的保险丝直接供电。
18.(4分)如图1所示,在“探究影响电流做功因素”时,小明用两个不同灯泡设计了如图实验。
(1)将L1、L2两灯串联,目的是控制通电时间和________相同,从而探究电流做功多少与________的关系;
(2)小明想要继续探究电流做功与电流大小的关系,应怎样设计实验呢?请你帮他在图2虚线框内画出电路图。
【答案】(1)电流;电压;(2)探究电流做功与电流大小的关系时,需控制电压相等,因此使两灯泡并联,电流表分别测量通过灯泡的电流;如图所示。
【解析】(1)探究电流做功与电压大小的关系时,需控制电流相等,因此使两灯泡串联,电压表分别测量两灯泡两端的电压;将L1、L2两灯串联,目的是控制通电时间和电流相同,从而探究电流做功多少与电压的关系;(2)探究电流做功与电流大小的关系时,需控制电压相等,因此使两灯泡并联,电流表分别测量通过灯泡的电流。实验电路如下图:
19.(4分)亮亮同学为了探究物体在水中不同深度所受浮力变化情况,如图1所示,将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的示数F,实验数据如表:
次数
1
2
3
4
5
6
7
h(cm)
0
2
4
6
8
10
12
F(N)
6.75
6.25
5.75
5.25
4.25
4.25
4.25
(1)分析表中实验数据,可以得出物体重________ N,
第3次实验时,物体受到的浮力________ N;
(2)图2能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h关系的图象是________。
(3)分析表中实验数据可得出结论:________。
【答案】(1)6.75;1;(2)B;(3)物体所受浮力的大小与排开液体的体积有关,与浸没的深度无关。
【解析】(1)根据表格数据可知,h为0时,测力计示数为6.75N,此时物体在空气中,故物体的重力G=6.75N,第3次实验时,物体所受浮力:F浮=G﹣F=6.75N﹣5.75N=1N;(2)通过分析表格中的数据可知,F随h的变化趋势是先变小再不变,因此,只有选项B符合题意;(3)分析表中第1列到第4列数据可知:圆柱浸入水的深度不同,即排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数也不相同,物体受到的浮力大小不同;故可得出结论:在液体密度一定时,物体受到的浮力大小与物体排开的液体体积有关,物体排开的液体体积越大,物体受到的浮力越大。分析表中第5列到第7列数据可知:圆柱浸没在水中的深度不同,即排开液体的体积相同,弹簧测力计的示数不变,物体受到的浮力大小不变;故可得出结论:当物体浸没在液体中时,物体受到的浮力大小与物体浸入液体中的深度无关。整个实验可得到以下结论:物体所受浮力的大小与排开液体的体积有关,与浸没的深度无关。
20.(2分)居民楼的楼道里,夜间楼道灯一直亮着会造成浪费。科研人员用“光敏”材料制成“光控开关”,它能在天黑时自动闭合,天亮时自动断开;利用“声敏”材料制成“声控开关”。它能在有人走动发出声音时闭合,无人走动时自动断开。请将图中的“光控开关”、“声控开关”、灯泡用笔画线代替导线正确连入电路,设计出只有在夜间且有声音时灯才亮的楼道灯自动控制电路。
【答案】见解析
【解析】由题意知,只有当“光控开关”、“声控开关”都闭合时灯才能亮,所以灯泡与两个开关串联;为了保证用电安全,火线要先过开关,再接入灯泡尾部的金属点,零线接入螺旋套,如下图所示:
四、综合能力题(本题满分35分,共7小题.)
21.(4分)运用知识解决问题:
(1)图1当轮船从上游向下游行驶时,应先打开________,使闸室水位与上游水位________,再打开上游闸门,船由上游进入闸室。
(2)如图2,木块飘在水面上静止,请在图中画出木块所受力的示意图。
(3)如同3所示的轻质杠杆AB,OA=20cm、OB=40cm.物体M的所受重力为240N.叶子姐姐在B端施加100N的力使杠杆水平平衡,则此时物体M受到水平面的支持力FN=________N。
【答案】(1)阀门A;(2)如图:(3)40。
【解析】(1)如图1所示,当轮船从上游向下游行驶时,应先打开阀门A,使闸室水位与上游水位相平,再打开上游闸门,船由上游进入闸室。(2)由于木块漂浮,木块受到的浮力F浮=G=mg=5kg×9.8N/kg=49N,重力从重心竖直向下画,浮力从重心竖直向上画,注意两个力的长度相等,如图所示:
(3)由杠杆平衡条件得:T×OA=F×OB,即:T×20cm=100N×40cm,解得:T=200N,
地面对M的支持力:FM=G﹣T=240N﹣200N=40N,
22.(4分)某中学锅炉房每天要将5000kg水从20℃加热到100℃.求:
(1)这些水要吸收热量为多少?
(2)用煤气作为燃料来烧水,设煤气完全燃烧释放热量的80%被水吸收,煤气完全燃烧要放出多少热量?
(3)学校每天因烧水要消耗多少煤气?(煤气的热值q=4.2×107J/kg)
【答案】(1)这些水要吸收热量为1.68×109J;(2)煤气完全燃烧要放出2.1×109J的热量;(3)学校每天因烧水要消耗煤气50kg。
【解析】(1)水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×5000kg×(100℃﹣20℃)=1.68×109J;
(2)由η=得,煤气需要放出的热量:Q放===2.1×109J;
(3)由Q放=qV得,消耗煤气的质量:V===50kg。
23.(4分)如图所示的电路中,电源电压为18伏保持不变,电阻R1阻值为10欧。滑动变阻器R2上标有“50Ω1A”字样,电压表接“0~15V”量程。
(1)闭合电键,将滑片P移到某一位置时,电流大小为0.5安。求电路中的总功率和电压表的示数;
(2)若用电阻R3来替换R1,不改变电表的量程,确保电路所有元件均安全使用的情况下。要求:在移动滑动变阻器滑片的过程中,电路中的最大电流恰好是最小电流的3倍,求满足要求的R3的阻值。
【答案】(1)电路中的总功率为9W,电压表的示数为13V;(2)R3的阻值为9Ω或25Ω。【解析】由电路图可知,定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压。(1)当电路中的电流I=0.5A时,电路的总功率:P=UI=18V×0.5A=9W,
由I=可得,R1两端的电压:U1=IR1=0.5A×10Ω=5V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电压表的示数:U2=U﹣U1=18V﹣5V=13V;(2)用电阻R3来替换R1后,由滑动变阻器的铭牌可知,允许通过的最大电流为1A,
则电路中的最大电流可能为1A、可能为(即变阻器接入阻值为0时),电路的最小电流可能为可能为(即变阻器接入阻值最大为50Ω时),=(即电压表满偏时),因电路中的最大电流恰好是最小电流的3倍,则有以下几种情况:①电路中的最大电流为1A,最小电流为时,则有:1A=3×,解得:R3=4Ω,则电压表的最大示数:U2大=I小R2大=A×50Ω≈16.7V>15V,故此种情况不可能;②电路中的最大电流为1A,最小电流为时,则有:1A=3×,解得:R3=9Ω,则电压表的最大示数:U2大=U﹣I小R3=18V﹣A×9Ω=15V,此种情况可能;③电路中的最大电流为,最小电流为时,则有:=3×,解得:R3=25Ω,电路中的最大电流和最小电流分别为:I大===0.72A<1A,I小===A,则电压表的最大示数:U2大=I小R3=A×50Ω=12V,此种情况可能;④电路中的最大电流为,最小电流为时,≠3×,此种情况不可能;综上可知,R3的阻值为9Ω或25Ω。
24.(5分)小峰利用滑轮组将一个正方体金属块A从某溶液池内匀速提出液面,当金属块A浸没在液面下,上表面距液面的距离为h时开始计时,如图甲,计时后调整滑轮组绳端竖直向上拉力F的大小使金属块A始终以大小不变的速度匀速上升,提升过程中拉力F与金属块A向上运动时间关系如图乙。已知金属块A被提出液面后,滑轮组的机械效率为80%,h=0.25m,(假设溶液池足够大,金属块被提出液面前后液面高度不变,不计绳重及摩擦,)。求:
(1)金属块A的重力;
(2)动滑轮的总重;
(3)正方体A的体积;
(4)溶液的密度。
【答案】(1)金属块A的重力为48N;(2)动滑轮的总重为12N;(3)正方体A的体积为0.001m3;
【解析】(1)金属块A在水中时受到浮力作用,提出液面后不再受到浮力,所以滑轮组对它的拉力会变大,读图象可知,金属块离开水面后,作用在绳子自由端上的拉力F=15N,由图甲知,该滑轮组由四段绳子通过动滑轮,滑轮组的机械效率:η===,由此可得,金属块A的重力:G=4ηF=4×0.8×15N=48N;
(2)不计绳重及摩擦,提出液面后作用在绳子自由端上的拉力:F=(G动+G),
所以动滑轮的重力:G动=4F﹣G=4×15N﹣48N=12N;
(3)金属块A的上表面离液面0.25m至金属块A上表面与液面相平,金属块上升的距离h=0.25m,由图象知,此过程中金属块上升的时间t=5s,
金属块A上升的速度:v===0.05m/s,
从金属块A的上表面与液面相平上升至金属块A下表面刚离开液面,此过程金属块上升高度等于金属块A的高,由图象知,此段时间t′=2s,
所以金属块A的高:h′=vt′=0.05m/s×2s=0.1m,
金属块A是正方体,所以金属块A的体积:V=(0.1m)3=0.001m3;
(4)金属块A浸没时,金属块A在液体中受到三个力作用:向下的重力G、向上的浮力F浮、向上的拉力F拉,且F拉+F浮=G,所以绳子对金属块A的拉力:F拉=G﹣F浮,由图象可知,金属块A浸没时,作用滑轮组绳子自由端的拉力F′=12N,F′=(G动+G﹣F浮),金属块A浸没时受到的浮力:F浮=G动+G﹣4F′=12N+48N﹣4×12N=12N,
由F浮=ρ液V排g=ρ液Vg可得,溶液的密度:ρ液===1.2×103kg/m3。(4)溶液的密度为1.2×103kg/m3。
25.(6分)小明在河边游玩时,发现河中心与河岸边的水流速度不同。小明想:河水的流速与到岸的距离有什么关系呢?回到学校,小明进行了如下研究。
(1)小明设计了如图甲所示的“水速”测量仪。测量时将两端开口的L形玻璃管的水平部分置于水流中,竖直部分露出水面,当水流以速度v正对L形玻璃管的水平部分开口端匀速流动时,管内外液面的高度差为h。
①小明认为h越大表明水流速度越大,小明判断的理论依据是:________。
②下列测量器材的设计思想与小明设计的“水速”测量仪不同的是________。
A.温度计 B.托盘天平 C.压强计 D.弹簧测力计
(2)小明先在实验室模拟测量,多次改变水流速度,分别测出水流速度v与对应水柱高度差h的值,将数据记录在表1中。
表1
v/m•s﹣1
0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
h/mm
0
16.0
64.0
144.0
256.0
400.0
576.0
某次测量h时如图乙所示。则h=________mm,对应的水流速度v=________m/s。
(3)小明再到某河流中实验,在离岸不同距离处测量(不越过河的中心线,如图丙),测出测量点到河岸的距离x和L形管中水柱高度差h的值,记录在表2中。
表2
x/m
0
1
2
3
4
5
6
h/mm
0
2.0
8.0
18.0
32.0
50.0
72.0
分析表1和表2数据,写出水流速度v与距离x的数学表达式为:v=________。
(4)如图丁所示,若系在该河岸边一艘小船拴绳脱落,则小船在河中漂流的大致轨迹应为图中的________(选填“a”、“b”或“c”)。
【答案】(1)水的流速越大,则水的动能越大;B;(2)81.0;0.9;(3)x;(4)b。
【解析】(1)动能的大小与质量和速度有关,水的流速越大,水的动能越大,则可以转化成的重力势能就越大,故水面就越高;(2)由表格中数据知,水流速度增大,管内外的液面高度差也增大,且水流速度增大为原来的n倍,高度差增大为原来的n的二次方倍,所以,管内外液面的高度差与水流速度的二次方成正比;分析数据还知道,液面的高度差与水流速度的二次方的比值:===…=100;所以,高度差和水流速度之间的关系式为:h=100v2(其中流速v的单位为m/s,高度差h的单位mm);由图知刻度尺的分度值为1mm,刻度尺的示数为h=8.90cm﹣0.80cm=8.10cm=81.0mm;当h为81.0mm时,对应的水流速度:v===0.9 m/s。(3)由表格中数据知,水的流速越大,L形管中水柱高度差h的值也增大,且测量点到河岸的距离x增大为原来的n倍,L形管中水柱高度差h的值最大为原来的2n2倍;分析数据还知道,测量点到河岸的距离x与L形管中水柱高度差h的值二次方2倍的比值:===…=1;所以,测量点到河岸的距离x与L形管中水柱高度差h的值的关系式为:h=2x2=100v2(其中流速v的单位为m/s,高度差h的单位mm),则v=x;(4)绳子脱落后,小船会顺水漂流;由于靠近河岸的流速小,压强大,故小船同时会向河中心运动,根据距离河岸的距离和水的流速的关系可知,离河岸越远,水的流速越大,故小船靠近河的中心时,速度越快,故小船做抛物线运动;小船到达河中心后,由于两侧的流速相同,故小船会一种在中心漂流,故b符合题意。
26.(6分)阅读短文,回答问题
流体阻力
物体在流体中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫做流线型)的物体受到的阻力较小。物体从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,下落一段距离后,当阻力大到与重力相等时,将以某一速度作匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验,测量数据见下表。
小球编号
1
2
3
小球质量(g)
2
5
45
小球半径(×10﹣3m)
5
5
15
小球的收尾速度(m/s)
16
40
40
(1)关于流体的阻力,下列说法正确的是________
A.飞机为了减小阻力,应做成头尖尾圆的形状
B.一张纸揉成纸团从空中下落较快,是因为纸团受到的阻力小
C.人游泳时身体应尽可能保持流线型,可增大水对人体的作用力
D.海豚等海洋动物能在水中高速潜行,是因为它们的横截面积较小,阻力较小。
(2)2号小球受到空气阻力最大时的速度为________m/s,此时空气阻力为________N.(g取10N/kg)
(3)半径相同的小球,质量大的小球收尾速度________(大/小)。
(4)对于3号小球,当速度为30m/s时,空气阻力________(大于/等于/小于)重力。
(5)假设小球由静止下落,且高度足够高则3号小球的速度随时间变化的大致图象为________(选填甲或乙)。
【答案】(1)B;(2)40; 0.05;(3)大;(4)小于;(5)乙。
【解析】(1)A、飞机做成头圆尾尖的形状可以减小空气的阻力,故A错误;B、一张纸揉成纸团减小了物体的横截面积,受到的阻力小,下降的快,故B正确;
C.人游泳时身体应尽可能保持流线型,可减小水对人体的作用力,故C错误;D.海豚等海洋动物头圆尾尖,是流线型,阻力较小,能在水中高速前行,故D错误;故选B。(2)观察表格可知,小球的收尾速度为40m/s,2号小球受到空气阻力最大时的速度为40m/s,此时小球的受到的阻力等于自身的重力,即f=G=mg=5×10﹣3kg×10N/kg=0.05N;(3)观察表格可知,1号和2号小球的半径相同,2号小球的质量大于1号小球的质量,2号小球的收尾速度大于1号小球的收尾速度,故可以得出半径相同的小球,质量大的小球收尾速度大;(4)3号小球的收尾速度为40m/s,当其速度为30m/s时,小于其收尾速度,所以受到的阻力小于自身重力;(5)3号小球从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大;当阻力等于物体重力时,物体的做匀速直线运动;选乙。
27.(6分)电饭锅的原理如图a所示,煮饭时开关S是闭合的,红色指示灯亮;饭熟后(当时的温度大约为103℃)保温时、开关S自动断开,黄灯亮。
(1)请在图中灯泡旁的相应虚线框中填上“红”或“黄”。
(2)通常情况下用这种电饭锅烧水时它的自动断电功能不起作用,这是为什么?
(3)小华拆下了他家电饭锅的电热板,并借助于实验室里的器材用伏安法测出了通过发热板的电压和电流,请你根据图b中示数计算该电热板测量时的电阻。
【答案】(1)左框中填“黄”,右框中填“红”。(2)在通常情况下,水的沸点为100℃,且加热温度不会升高,所以温度达不到103℃,开关不会自动断开。(3)该电热板测量时的电阻为12Ω。
【解析】(1)煮饭时开关S是闭合时,左面的指示灯短路不能发光,根据“煮饭时开关S是闭合的,红色指示灯亮”判断,左面的为黄灯,右面的为红灯。(2)1标准气压下,水的沸点为100℃,并且继续加热也不再升高,达不到开关自动断开的温度;(3)①电压表选择的是0~15V量程,对应的分度值是0.5V,指针指在5V后面第2个小格上,因此读数为U=5V+0.5V×2=6V;②电流表选择的是0~0.6A量程,对应的分度值是0.02A,指针指在0.4A后面第5个小格上,因此读数为I=0.4A+0.02A×5=0.5A;③因此电热板的电阻值R===12Ω。
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