2021年江苏省南京市物理中考模拟卷(三)(word版 含答案)
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一.选择题(共12小题,满分24分,每小题2分)
1.(2分)能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱,下列说法正确的是( )
A.煤是可再生能源,燃煤发电容易造成环境污染
B.秦山核电站是我国第一座核电站,它利用核裂变发电
C.超导材料可应用于电饭锅的电热丝
D.因为能量是守恒的,所以不存在能源危机
2.(2分)为了探究“声音产生的条件”这个问题,有人建议采取以下几个实验方案,你认为可行的是( )
A.把没有发声的音叉放在水面,水面水花四溅
B.吹响小号后,按不同的键使其发出不同的声音
C.放在钟罩内的闹钟正在响铃,把罩内空气抽走,铃声明显减小
D.在吊着的大钟上固定一支细小的笔,把钟敲响,再把纸在笔尖上迅速拖过,纸上有一条弯曲的细线
3.(2分)关于安全用电,下列做法中不正确的是( )
A.用试电笔辨别火线和零线时,手不能接触笔尾的金属体
B.家里大功率的用电器尽量错开使用
C.不要攀爬变压器或电线杆,不在电线下放风筝或垂钓
D.发现有人触电后,必须先切断电源再救人
4.(2分)下列光路图中入射光线、反射光线、折射光线大致方向正确的是( )
A. B.
C. D.
5.(2分)夏天,加在饮料里的冰块逐渐消失,其物态变化是( )
A.升华 B.凝华 C.凝固 D.熔化
6.(2分)2010年11月12日至27日在中国广州举办第16届亚运会。广州是中国第二个取得亚运会主办权的城市。2010年广州亚运会的主题:激情盛会,和谐亚洲。体育运动中有许多地方涉及到物理知识,下列分析错误的是( )
A.举重运动员举起杠铃后应保持3s不动等待裁判确认,这3秒内杠铃受力不平衡
B.百米赛跑记时裁判应在看到发令枪的烟雾时开始计时,而不是听到枪声计时
C.掷出去的铅球总是沿曲线落到地面上,是由于受到重力的作用
D.在接力赛中,为保证交接棒顺利进行,交接棒时两运动员应尽可能做到相对静止
7.(2分)关于粒子和宇宙,下列认识中正确的是( )
A.分子间只存在引力,不存在斥力
B.在电子、质子和原子中,尺度最小的是质子
C.扫地时灰尘飞舞可以说明分子在做无规则运动
D.宇宙是一个有层次的天体结构系统,是有起源、膨胀和演化的
8.(2分)下列说法中错误的是( )
A.汽车突然开动时,站在汽车上的人会向后仰,是由于人具有惯性
B.竖直抛向空中的石块,运动的越来越慢,是由于石块的惯性越来越小
C.人沿水平方向推停在水平面上的车,车未动,车受到的推力与摩擦力是一对平衡力
D.打乒乓球时,球拍对球施加力的同时球拍也受到球的作用力,这两个力的大小一定相等
9.(2分)关于温度、热量和内能,下列说法中正确的是( )
A.水在凝固过程中,持续放热,但内能保持不变
B.冰在熔化过程中,持续吸热,内能不断增大
C.我们不敢大口喝热气腾腾的汤,是因为汤含有的热量较多
D.电能可以使灯泡发光,同时产生内能,这些内能又可以自动地转化为电能
10.(2分)如图四个装置中,与电磁起重机工作原理相同的是( )
A.手摇发电机 B.空气开关
C.扬声器 D.电动机
11.(2分)如图,甲、乙、丙三图的装置完全相同,燃料的质量相同,烧杯内液体的初温与质量也相同,不考虑热量损失,下列说法正确的是( )
A.对比甲、乙两图,如果燃料2的热值较高,最终图乙液体内能较小
B.对比乙、丙两图液体最终升高的温度,可以比较两种液体的比热容
C.对比甲、丙,如果液体b比热容比液体a大,那么要升高相同温度,图甲装置需要时间较短
D.对比乙、丙,如果燃料1的热值比燃料2大,那么要升高相同温度,图丙装置需要时间较短
12.(2分)在如图的电路中,电源两端的电压U保持不变,只闭合开关S1,当滑动变阻R3的滑片P滑至最左端,滑动变阻器R2的滑片P′滑至最下端时,电阻R2消耗的电功P0=8W,再将滑动变阻器R3的滑片P滑至最右端,滑动变阻器R2的滑片P′滑至最上端电压表V1的示数为U1,V2的示数为U2,U1:U2=1:4.只闭合开关S1和S3,R2置于最大阻值处,电路消耗的总功率为P1;只闭合开关S1和S2,电路消耗的总功率为P2,P1:P2=1:2,则下列判断正确的是( )
A.电阻R1与滑动变阻器R2的最大阻值之比为 2:1
B.闭合S1,P置于R3的最左端,P′置于R2的最下端时,电路的总功率为16W
C.只闭合S1,P置于R3的最左端,当P′分别置于R2的最下端和中点时,电压表V1的示数之比 2:3
D.若因操作不当使R2 断路,在保证电路安全的前提下闭合所有开关,电路的总功率最小值是40W
二.填空题(共7小题,满分26分)
13.(3分)在1500m赛跑中,小红在冲刺阶段超越了小华,领先到达终点。在超越小华的过程中,以小红为参照物,小华是 的(选填“前进”、“后退”或“静止”)。如图所示,小红的最终成绩是 s,小红全程的平均速度是 m/s(保留一位小数)。
14.(3分)如图为一辆正在匀速行驶工作的多功能雾炮车,它的动能 (选填“增大”、“减小”或“不变”),水雾喷出后还能继续向前飞行一段距离,是因为水滴具有 ,水雾喷出后一会儿就消失了,其中发生的物态变化是 ,此过程需要 热。
15.(3分)干燥的天气里,小红在阳光下用塑料梳子梳干燥的头发,越梳头发越蓬松。头发越蓬松的主要原因是头发带上了 种电荷相互 。小红用与丝绸摩擦过的玻璃棒靠近带电的头发时,发现头发被吸了过来,说明头发带的是 电荷。
16.(4分)如图所示,在水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,装有不同液体,现将两个完全相同的圆柱体分别放入容器的液体中,静止时两个容器的液面恰好相平。则甲乙容器中两个圆柱体受到的浮力大小关系是F甲 F乙,两个容器中的液体对容器底部的压强p甲 p乙.(两空均选填“>”、“<”或“=”)
17.(5分)如图所示,物体重160N,动滑轮重20N,小明用100N的拉力(方向不变)将物体匀速提升2m,用了8s,则此过程中有用功是 J,拉力的功率是 W,滑轮组的机械效率是 。
18.(4分)如图1所示的电路,电源电压不变,当闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,两个电阻U﹣I的关系图象如图2所示,则:
(1)U﹣I关系图象中 线表示电压表V2的电压随电流的变化规律;
(2)电源电压为 V;
(3)定值电阻R1的阻值为 Ω;
(4)滑动变阻器的阻值变化范围为 A;
(5)滑动变阻器的最大功率为 W,此时定值电阻R1在10min产生的热量为 J。
19.(4分)如图所示是一款新型节能装置﹣空气能热水器,它的制热能效比(制热量和压缩机所耗电能之比)为4:1,用手机通过 波可以远程遥控。某同学洗一次澡用水30L,水温度由22℃升高到42℃,若这些热量分别由空气能热水器和电热水器(效率为90%)提供,空气能热水器压缩机所耗电能与电热水器所耗电能相比,可节约电能为 J[c水=4.2×103J/(kg•℃)]。
三.作图题(共11小题,满分50分)
20.(2分)请画出图中折射光线对应的入射光线。
21.(2分)小球在细绳的拉力作用下在光滑斜面上处于静止状态,请在图中画出小球的受力示意图。
22.(2分)根据通电螺线管的磁感线方向,在括号里分别标注出电源的“+”“﹣”极和静止的小磁针的“N”“S”极。
23.(4分)在做“观察水沸腾”的实验时。
(1)A组同学用的是如图甲所示装置,他们测出的水温将偏 (选填“高”或“低”)。
(2)图乙是B组同学在实验某时刻温度计的示数,此时水的温度是 ℃。
(3)B、C两组同学虽然选用的实验装置相同,但将水加热到沸腾用的时间不同,他们绘制的温度随时间变化的图象如图丙所示。分析图象可知:水的沸点是 ℃;B、C组得到b、c两种不同图象的原因可能是水的 不同;从图象中还可以得出水沸腾时的特点是 。
24.(5分)某同学要测一根细铜丝的直径,他的实验步骤如下:
A.将细铜丝拉直,用刻度尺测出细铜丝的总长度L1;
B.用刻度尺测出在铅笔杆上细铜丝绕圈的总长度L2;
C.用细铜丝的总长度除以细铜丝的圈数,即得细铜丝的直径为;
D.将细铜丝紧密缠绕在铅笔杆上;
E.数出缠绕在铅笔杆上细铜丝的圈数n。
(1)以上实验步骤中,没有必要的步骤是 (填写步骤字母);有错误的步骤应改正为: 。
(2)改正错误后,实验步骤合理的顺序应是 。
(3)该同学在绕细铜丝时,匝与匝之间有间隙,则测量值会偏 。
25.(4分)在探究凸透镜成像规律的实验中
(1)点燃蜡烛后,在调整过程中,他发现光屏上承接蜡烛的像偏下,则应调整光屏、凸透镜和烛焰,使三者的中心大致在 。
(2)当蜡烛、凸透镜和光屏按如图所示的位置放置时,光屏上得到清晰的像,此时物距为 cm,像的大小比物体要 。
(3)若想使光屏上烛焰的像变得再大一些,在不改变凸透镜位置的情况下,应将蜡烛向 (填“左”或“右”)适当移动一段距离,再调整光屏的位置,直至得到清晰的像。
(4)当物距小于焦距时,左右移动光屏均接收不到像,接着应该 。
A.上下移动光屏去接收
B.将光屏放到凸透镜左侧去接收
C.取走光屏,直接通过凸透镜观察
(5)若把图中的凸透镜看作眼睛的晶状体,光屏看作视网膜,给“眼睛”戴上近视眼镜,使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像。若取下近视眼镜,则清晰的像会成在光屏的 (选填“左面”或“右面”)。
26.(3分)在两只玻璃瓶中分别盛有无色的纯酒精和纯水,生活中我们常用闻气味或品尝的方法将它们区分开,还有什么方法区分它们呢?请你用八年级物理中学到的知识另外设计两种方法将它们区分开(只要求说出区分的方法并明确说出结论,不用叙述具体的实验操作步骤)。
方法一: ;
方法二: 。
27.(4分)古代的战争中,常常利用图中所示杠杆投掷“石弹”。在“投弹”时作用在A点的力沿方向时 最小(选填F1、F或F3).已知石球重120N,OA:OB=1:5,则作用在A点力的最小值为 N(不计杠杆自重及摩擦)。
28.(9分)现要测量电阻Rx的阻值,提供的实验器材有:待测电阻Rx(约5Ω)、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图中的实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小。且开关闭合前,滑片移动到 端。(选填“左”或“右”)
(2)该实验中,若电流表没有示数,电压表示数为电源电压,那么故障可能是 。
(3)排除故障继续实验,某次测量,电流表的示数为0.50A,电压表的示数如图2,则本次的Rx= Ω。但一次实验误差较大,需要多次测量求平均值。
(4)某同学利用电源(电压未知)、电阻箱(0﹣999.9Ω)和电流表(指针能正常偏转,但刻度盘示数模糊不清)等器材,测电阻Rx的阻值,设计的电路如图。完成下列实验步骤:
①正确连接电路,闭合S1、S2,断开S3,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为I1;
②闭合S1、S3,断开S2,接下来的操作是 ,使电流表示数为I1,此时变阻箱读数为R0;
③电阻Rx= 。(用测得量的符号表示)
29.(5分)如图,是某同学家中最近购买的一辆小轿车,在某次匀速行驶时的有关数据如下表:
小轿车总质量
1800kg
静止时每只轮胎与地面的接触面积
400cm2
轮胎能承受的最大气压
2.5×105Pa
匀速行驶过程中的总阻力
总重的0.05倍
求:(1)观察小轿车的外形,可知小轿车在水平路面高速行驶时对地面的压力 (选填“大于”“小于”或“等于”)静止时对地面的压力;
(2)该轿车能承载物体的最大重力是多少?(g取10N/kg)
30.(10分)阅读短文,回答问题:
观光电梯
电梯是一种用于多层建筑乘人或载物的运输工具。电梯的简易结构如图甲所示。电梯轿厢和配重分别挂在主电动机的两侧,在电梯半载时,轿厢总重和配重的重力基本相等。满载上升时,主电动机提供动力,驱动轿厢。
如图乙所示,为某商业大厦安装的观光电梯,其相关参数如上表。为了安全,电梯设置了超载自动报警系统,其工作原理如图丙所示。控制电路的电源电压U为12V,压力传感器的电阻R与所受压力F的关系图象如图丁所示,电磁继电器阻值可忽略。当电流大于0.2A时,会启动警报系统,同时无论如何按压电梯控制器,门电动机均不工作。此外,电梯需经常保养,“运行频次比ω”是电梯养护的重要指标,ω一般用电梯每天平均待机时间与运行时间之比来表示。
(1)为便于观光,电梯的外壁采用玻璃材料,主要是因为玻璃有较好的 性。该观光电梯配重的重力约为 N.(g=10N/kg)
(2)下列有关该电梯的说法中,正确的是 。
A.主电机与钢丝绳之间的摩擦为有害摩擦
B.超载自动报警系统中电磁铁的右端为S极
C.电梯满载上行时,电动机需顺时针转动
D.报警电铃的工作原理是电磁感应
(3)乙图中,当站在上升的B电梯里的乘客看到A电梯在上升,则可推知A电梯在 ,且速度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)B电梯的速度。
(4)
①根据题意,补全超载自动报警系统中的受控电路。(要求导线不相交)
②控制电路中R0= Ω.若使用一段时间,电梯未满载就报警,则说明R0的阻值变 (选填“大”或“小”)。
(5)该商业大厦每天营业时间为12h,设电梯均在额定功率下运行。经测算,该观光电梯平均每天耗电72kW•h,则该观光电梯的“运行频次比”ω= 。
额定电压/V
220
额定运行功率/kW
25
待机功率/kW
1
最大载重/N
4000
轿厢质量/kg
500
2021年江苏省南京市物理中考模拟卷(三)参考答案
一.选择题(共12小题,满分24分,每小题2分)
1.解:A、以煤为主要燃料的火力发电容易造成环境污染,但是煤是不可再生能源,故A错误;
B、核电站是利用可控的核裂变获得的能量来发电的,故B正确;
C、电饭锅的电热丝需要将电能转化为内能,电阻为零无法将电能转化为内能,故C错误;
D、能量虽然是守恒的,但能源不是取之不尽用之不竭的,能量的转化是有方向的,也是有条件的,故D错误。
故选:B。
2.解:A、声音是物体振动产生的,没有发声的音叉不会振动。把没有发声的音叉放在水面,水面水花四溅,与声音产生条件没有关系。故A不符合题意;
B、小号属于管乐器,声音是由空气柱的振动产生的,按不同的键使其发出不同的声音是因为控制了空气柱的长短从而改变了声音的音调。故B不符合题意;
C、铃声减小是因为抽去了钟罩内的空气,当钟罩内为真空时,则听不见铃声。说明真空不能传声。故C不符合题意;
D、“纸上可以看到一条来回弯曲的细线”说明笔在运动,而笔是固定在大钟上的,这也就说明了敲响的大钟也在振动。故D符合题意。
故选:D。
3.解:
A、使用试电笔时,手必须接触笔尾金属体,用笔尖接触被检验导线,才能辨别火线和零线,故A错误;
B、家里如果有较多的大功率用电器,尽量不要同时使用,以免因为电流产生的热量太多,引起电线燃烧而引发火灾,故B正确;
C、在输电线旁放风筝和攀爬变压器,输电线上是输送的高压电,靠近高压带电体易引起电弧触电事故,故不能攀爬变压器或电线杆,不在电线下放风筝或垂钓,故C正确;
D、当发现有人触电时,应该立即采取的措施是:迅速切断电源或用绝缘体挑开电线,不能用手拉开电线和触电的人,否则自己也会触电,故D正确。
故选:A。
4.解:A、由图可知,光从水中斜射入空气中,反射角等于入射角,而图中反射角小于入射角,故A错误;
B、光从水中斜射入空气中,折射角应大于入射角,而图中折射角小于入射角,故B错误;
C、光从水中斜射入空气中,反射光线方向错了,故C错误;
D、光从空气斜射入水中时,反射角等于入射角,反射光线、入射光线分居法线两侧;折射光线、入射光线分居法线两侧,折射角小于入射角,故D正确。
故选:D。
5.解:
冰块在饮料中逐渐“消失”,是因为冰块变成了水,发生了熔化现象。故ABC错误,D正确。
故选:D。
6.解:A、举重运动员举起杠铃后应保持3s不动等待裁判确认,这3秒内杠铃静止,杠铃受平衡力作用,故A错误;
B、枪声和烟雾同时发生,通过相同的距离,光速远远大于声速,根据t=得,烟雾传到计时员时间很小,忽略不计。枪声传到计时员的时间长,影响测量成绩,故B正确;
C、掷出的铅球,由于惯性前行,由于受到重力向下运动,所以铅球进行的是曲线运动。最终落向地面是受到重力的原因,故C正确;
D、交接棒时,以一个运动员为参照物,另一个运动员是静止的,易于传递接力棒,故D正确。
故选:A。
7.解:
A、分子间同时存在相互作用的引力和斥力,故A错误;
B、原子核和电子构成原子,原子核由质子与中子组成,在电子、质子和原子中,尺度最小的是电子,故B错误;
C、灰尘在空中飞舞,那是物质的机械运动,不是分子在运动,分子运动是肉眼看不见的,故C错误;
D、宇宙是由物质组成的,宇宙中有很多的星系,星系中又有很多星体,宇宙是一个有层次的天体结构系,并且处于不断的演化过程中,故D正确。
故选:D。
8.解:A、汽车突然开动时,站在汽车上的人由于惯性仍保持原来的静止状态,所以会向后仰,故A正确;
B、竖直抛向空中的石块,运动的越来越慢,是由于石块受到重力的作用(重力改变了石块的运动状态),而不是惯性越来越小,惯性的大小只与物体的质量有关,与运动状态无关,故B错误;
C、人沿水平方向推停在水平面上的车,车未动,车受到的推力与摩擦力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故C正确;
D、由于物体间力的作用是相互的,所以打乒乓球时,球拍对球施加力的同时球拍也受到球的作用力,这两个力的大小一定相等,故D正确。
故选:B。
9.解:A、因为冰是晶体,所以水凝固成冰的过程中,持续放热,温度保持不变,但是状态改变了,故内能减少,故A错误;
B、冰是晶体,在熔化过程中持续吸热,温度保持不变,但是状态改变了,故内能增大,故B正确;
C、我们不敢大口地喝热气腾腾的汤,是因为热汤的温度高;热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,故C错误;
D、电能可以使电灯发光,同时产生内能,而这些内能无法自动地转化为电能,是因为能量的转化是有方向性的,故D错误。
故选:B。
10.解:据课本可知,电磁起重机是利用电磁铁来提升物体的,故
A、手摇发电机的原理是电磁感应,故A错误;
B、据图可知,空气开关实际就是一个电磁铁,故与电磁起重机的原理相同,故B正确;
C、扬声器,当有变化的电流通过线圈时,便会产生变化的磁场,与永久磁铁共同作用,吸引膜片引起振动而产生声音。所以其工作原理与电动机的原理相同,故C错误;
D、当有电流通过导体时,导体就会受到磁场的作用而运动。根据这个原理制成了电动机,故D错误;
故选:B。
11.解:
A、对比甲乙两图,液体的初温与质量相同,且燃料的质量相同,若燃料2的热值较高,最终燃料2放出的热量多,则乙图液体吸收的热量多,液体的末温更高,所以图乙液体内能更大,故A错误;
B、比较两种液体的比热容大小,要控制热源(加热器)相同,即燃料应相同,而乙、丙两图中燃料不同,放出的热量不相等,不能比较比热容大小,故B错误;
C、对比甲、丙两图,燃料相同,相同时间内放出的热量相同;若液体b比热容比液体a大,则液体b升温慢、液体a升温快,那么要升高相同温度,甲图装置需要时间较短,故C正确;
D、对比乙、丙两图,如果燃料1的热值比燃料2大,相同时间燃料1放出的热量不一定多,又因不知液体ab的比热容大小关系,根据Q=cm△t,故无法确定加热所用的时间长短,故D错误.
故选:C。
12.解:(1)只闭合开关S1和S3,R2置于最大阻值处时,电路为R2最大阻值的简单电路,
则电路消耗的总功率:P1=,
只闭合开关S1和S2时,电路为R1的简单电路,
则电路消耗的总功率:P2=,
所以,P1:P2=:=R1:R2=1:2,故A错误;
(2)闭合S1,P置于R3的最左端,P′置于R2的最下端时,R1与R2的最大阻值串联,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,且电阻R2消耗的电功P0=8W,
所以,电路的总功率:
P=I12(R1+R2)=I12(R2+R2)=I12R2=P0=×8W=12W,故B错误;
(3)只闭合S1,P置于R3的最左端,当P′分别置于R2的最下端和中点时,电压表测R1两端的电压,
因电源的电压不变,
所以,两种情况下电路中的电流之比:
===,
则电压表V1的示数之比:
===,故C正确;
(4)闭合S1,P置于R3的最右端,P′置于R2的最上端时,R1和R3的最大阻值串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R3两端的电压,
因串联电路中各处的电流相等,且U1:U2=1:4,
所以,由I=可得:
===,即R3=4R1=2R2,
闭合S1,P置于R3的最左端,P′置于R2的最下端时,电路的总功率:
P===12W,则U2=18W×R2,
若因操作不当使R2 断路,在保证电路安全的前提下闭合所有开关,R1与R3的最大阻值并联时电路的总功率最小,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,电路的总电阻:
R===R2,
则电路的总功率最小值:
P小===45W,故D错误。
故选:C。
二.填空题(共7小题,满分26分)
13.解:
(1)小红在超越小华的过程中,小红与小华之间有位置的变化,且小华离小红越来越远,因此,以小红为参照物,小华是后退的;
(2)图中停表的小表盘是指分钟,分度值是0.5min,分针指示的示数为5min﹣6min之间,靠近6min,所以秒针指示的示数为37.5s,故停表的示数=5×60s+37.5s=337.5s;小红全程的平均速度:v==≈4.4m/s。
故答案为:后退;337.5;4.4。
14.解:水平路面上匀速行驶的雾炮车正在工作,速度不变,质量减小,所以动能减小;
水雾喷出后还能继续向前飞行是因为水滴具有惯性;
水雾喷出后一会儿就消失了,是由于水吸热后变为水蒸气了,属于汽化现象。
故答案为:减小;惯性;汽化;吸。
15.解:头发越蓬松的主要原因是头发带上了同种电荷,相互排斥。
小红用与丝绸摩擦过的玻璃棒靠近带电的头发时,由于玻璃棒带正电,发现头发被吸了过来,说明头发带的负电荷。
故答案为:同;排斥;负。
16.解:
(1)根据图示可知,圆柱体在甲容器中悬浮,在乙容器中漂浮,所以其所受的浮力与其自身的重力相等,两个圆柱体完全相同,则重力相等,所以在两个容器中,圆柱体受到的浮力相等;
(2)由于圆柱体在甲容器中悬浮,故ρ甲=ρ物;在乙容器中漂浮,故ρ乙>ρ物;由于圆柱体在乙中淹没的体积小于在甲中淹没的体积,所以乙中液体的密度大于甲中液体的密度,即ρ乙>ρ甲,静止时两个容器的液面恰好相平,即h相等,根据p=ρgh可知,两种液体对容器底的压强关系:p甲<p乙。
故答案为:=;<。
17.解:滑轮组提升重物时所做的有用功:
W有=Gh=160N×2m=320J,
由图可知,n=2,则绳端移动的距离:
s=2h=2×2m=4m,
拉力所做的总功:
W总=Fs=100N×4m=400J,
拉力的功率:
P===50W,
滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%=80%。
故答案为:320;50;80%。
18.解:(1)由图1电路图可知,当滑动变阻器的滑片P,向右移动时,连入电阻变大,电路中电流变小,R1两端的电压同时变小,电源电压保持不变,R2两端的电压就要变大;结合图2可知,乙是R1的U﹣I图象即电压表V1示数变化的图象,甲是R2的U﹣I图象即压表V2示数变化的图象;
(2)由图象可知,当电路中的电流I=0.2A,电阻R1的电压U1=2V,滑动变阻器两端的电压U2=4V,
因串联电路总电压等于各支路电压之和,
所以,电源的电压:
U=U1+U2=2V+4V=6V;
(3)由I=可得,定值电阻R1的阻值:
R1===10Ω;
(4)由I=可得,滑动变阻器的最大阻值:
R2===20Ω,
所以滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~20Ω;
(5)电路中的电流:
I==,
滑动变阻器消耗的电功率:
P2=I2R2
=()2R2
==
=
=,
当R2=10Ω时,滑动变阻器消耗的电功率最大,
P2大==0.9W;
此时电路中的电流:
I===0.3A,
此时定值电阻R1在10min产生的热量:
Q1=I2R1t=(0.3A)2×10Ω×10×60s=540J。
故答案为:
(1)甲;
(2)6;
(3)10;
(4)0Ω~20Ω;
(5)0.9;540。
19.解:(1)手机既能接收电磁波也能发射电磁波,用手机通过电磁波可以远程遥控空气能热水器;
(2)某同学洗一次澡用水的体积为:V=30L=30dm3=0.03m3,
由ρ=可得所用水的质量为:m=ρV=1.0×103kg/m3×0.03m3=30kg,
水温度由22℃升高到42℃吸收的热量为:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×30kg×(42℃﹣22℃)=2.52×106J,
因空气能热水器的制热能效比为4:1,
所以,由空气能热水器提供这些热量时,消耗的电能为:W1=Q吸=×2.52×106J=6.3×105J,
已知电热水器的效率为90%,由η=×100%可得,用电热水器加热时消耗的电能为:W2===2.8×106J,
则空气能热水器压缩机所耗电能与电热水器所耗电能相比可节约的电能为:△W=W2﹣W1=2.8×106J﹣6.3×105J=2.17×106J。
故答案为:电磁;2.17×106。
三.作图题(共11小题,满分50分)
20.解:折射光线平行于主光轴,则入射光线的延长线过另一侧焦点;
折射光线的反向延长线过焦点,则入射光线平行于主光轴,如下图所示:
21.解:
因为是光滑的斜面,所以小球不受摩擦力作用,但绳子处于非竖直状态,故小球受到重力、拉力和支持力的作用,重力的方向竖直向下,拉力的方向沿绳子向上,支持力的方向垂直于斜面向上,如图所示:
22.解:在磁体的外部磁感线从N极出来,回到S极,所以螺线管的左端为N极,右端为S极,根据安培定则可知,电源的左端为正极;根据磁极间的相互作用规律可知,小磁针的左端为N极,右端为S极,如图所示:
23.解:(1)如图,由于酒精灯给水加热,容器底的温度高于水的温度,此时温度计的玻璃泡碰到了容器底,所以测出的水温会偏高。
(2)温度计上10℃之间有10个小格,所以一个小格代表的温度是1℃,即此温度计的分度值为1℃;此时水的温度是92℃;
(3)①由图乙知,水沸腾时,不断吸收热量,温度保持98℃不变,所以98℃是水的沸点。
②1标准大气压下水的沸点是100℃.沸点跟气压有关,气压越高,沸点越高。实验中水的沸点是98℃,所以实验时气压小于1标准大气压。
③如丙图,B、C组得到b、c两种不同图象,两个小组水初温相同,开始沸腾的时间不同,根据Q=cm△t知,可能是水的质量不同;从图象中还可以得出水沸腾时的特点是继续吸收,温度不变。
故答案为:(1)高;(2)92;(3)98;质量;继续吸收,温度不变。
24.解:(1)测量一根细铜丝的直径,正确测量方法是:
找一支圆铅笔,把细铜丝拉直,将细铜丝在铅笔上依次紧密排绕适当的圈数n,
用刻度尺量出这个铜丝绕圈的长度L2,
再将铜丝绕圈长除以圈数所得的商就是细铜丝的直径,
由以上可知,没有必要的步骤是A,错误的步骤是C,
C步骤应该为:用细铜丝绕圈的总长度除以细铜丝的圈数,即得细铜丝的直径为;
(2)改正错误后,由以上分析可知,实验步骤的合理顺序应是DBEC(或DEBC);
(3)若在绕细铜丝时,没有密排绕而是留有间隙,会使测量的线圈长度偏大,导致测得的直径偏大。
故答案为:(1)A;用细铜丝绕圈的总长度除以细铜丝的圈数,即得细铜丝的直径为;(2)DBEC;(3)大。
25.解:(1)要使像成在光屏的中央,需要调整光屏、凸透镜、烛焰,使它们的中心大致在同一高度;
(2)由图可知,光具座上刻度尺的分度值为5cm,此时物距u=20.0cm﹣5.0cm=15.0cm,相距v=50.0cm﹣20.0cm=30.0cm,
由u<v可知,凸透镜成倒立、放大的实像,即像的大小比物体要大;
(3)凸透镜成实像时,物近像远像变大,因此若想使光屏上烛焰的像变得再大一些,在不改变凸透镜位置的情况下,
应将蜡烛向右适当移动一段距离,再调整光屏的位置;
(4)当物距小于焦距时,凸透镜成虚像,物像在凸透镜的同侧,观察时要取下光屏,透过凸透镜观察烛焰,故选C;
(5)近视眼不戴近视眼镜时,由于晶状体变厚,像呈在视网膜的前方。给“眼睛”戴上近视眼镜,使光线发散一些,使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像;若取下近视眼镜,又恢复到原来状态,即清晰的像会成在光屏的左面。
故答案为:(1)同一高度;(2)15.0;大;(3)右;(4)C;(5)左面。
26.解:方法一:根据相同条件下,酒精的蒸发快:
将少量酒精和水分别涂在与玻璃板上,相同条件下,干得快的是酒精;
方法二:相同质量比较体积:
用天平测出相同质量的纯酒精和纯水,分别倒入量筒中测体积,体积大的是酒精;
(或求出密度大小比较:用天平分别测量水和酒精的质量,用量筒分别测量体积,计算密度进行比较,密度大的是水)
故答案为:方法一:将少量酒精和水分别涂在玻璃板上,相同条件下,干得快的是酒精;
方法二:用天平测出相同质量的纯酒精和纯水,分别倒入量筒中测体积,体积大的是酒精;
(或用天平分别测量水和酒精的质量,用量筒分别测量体积,计算密度进行比较,密度大的是水)。
27.解:(1)利用如图所示杠杆投掷“石弹”,在“投弹”时阻力和阻力臂一定,要想动力最小,必须动力臂最长,图中的力沿F2方向时,动力臂最长,动力最小;
(2)根据杠杆平衡条件可得:G×OB=F2×OA,
所以作用在A点力的最小值:
F2===600N。
故答案为:F2;600。
28.解:(1)电源电压为3V,待测电阻Rx约5Ω,由欧姆定律,电路的最大电流约为:I===0.6A,故电流表选用小量程与电阻串联;要求滑动变阻器的滑片P向接线柱D移动时接入电路的阻值变小,故变阻器右下接线柱连入电路中,如下所示:
(2)若电流表示数几乎为零,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的支路断路了,那么故障可能是Rx断路;
(3)读图电压表选用小量程,分度值0.1V,待测电阻两端电压U=2.6V,待测电阻中通过的电流I=0.5A,根据欧姆定律公式变形得:
R===5.2Ω;
(4)实验步骤:
①正确连接电路,闭合S1、S2,断开S3,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为I1;
②闭合S1、S3,断开S2,接下来的操作是调节电阻箱连入电路的电阻,使电流表示数为I1,此时变阻箱读数为R0;
③在①中,待测电阻与变阻器串联在电路中,电流表测电路的电流;
在②中,电阻箱与变阻器串联在电路中,电流表测电路的电流,因电流表示数不变,根据等效替代法,
电阻Rx=R0。
故答案为:
(1)如上图所示;(2)Rx断路;(3)5.2;(4)②调节电阻箱连入电路的电阻;R0。
29.解:(1)小汽车在水平路面上静止时,对地面的压力等于其重力。
由图可知,小汽车的形状上面凸起,下面平直,在水平路面上高速行驶时,流过上方的空气流速快,下方的流速慢,上方的压强小,下方的压强大,产生向上的压力差,减小对地面的压力,所以小轿车在水平路面高速行驶时对地面的压力小于静止时对地面的压力。
(2)受力面积:
S=4×400cm2=1600cm2=0.16m2,
由p=可得,小轿车对路面的最大压力:
F大=p大S=2.5×105Pa×0.16m2=4×104N,
则该轿车能承载物体的最大重力:
G物=G大﹣G车=F大﹣G车=F大﹣m车g=4×104N﹣1800kg×10N/kg=2.2×104N;
答:(1)小于;
(2)该轿车能承载物体的最大重力是2.2×104N,
30.解:(1)乘客在随电梯竖直上升的过程中,可透过玻璃欣赏到楼外美丽的城市景色,
所以为便于观光,电梯的外壁采用玻璃材料,主要是因为玻璃有较好的透光性。
轿厢的重力:G轿厢=mg=500kg×10N/kg=5000N,
电梯半载时:G半载=G最大=×4000N=2000N,
由题意知,配重的重力:
G配=G轿厢+G半载=5000N+2000N=7000N,
(2)A、主电机与钢丝绳之间的摩擦使钢丝绳上升,该摩擦属于有益摩擦,故A错误;
B、超载自动报警系统报警时,电流从电磁铁的右端导线流入,利用安培定则判断出电磁铁的右端为N极,左端为S极,故B错误;
C、电梯满载上行时,钢丝绳对轿厢由向上的拉力,所以电动机需顺时针转动对其产生向上的摩擦力,故C正确;
D、报警电铃的工作原理是电的磁效应,故D错误。
故选:C。
(3)当站在上升的B电梯里的乘客看到A电梯在上升,此时B电梯里的乘客以自己的电梯为参照物,
可推知A电梯在 上升,且速度大于B电梯的速度。
(4)①由题意可知,当电梯超载时,压力增大,控制电路电阻减小,电磁铁的磁性增强,将衔铁吸向左侧,
动触点与左侧触电接触,电铃所在的电路接通,电铃工作,发出报警声;
当电梯未超载时,压力较小,控制电路电阻较大,电磁铁的磁性较弱,在弹簧的作用下,
动触点与右侧触电接触,电动机所在的电路接通,电动机工作,电梯正常运行;电路如图所示:
②当电梯刚好满载时,即压力传感器所受压力F=G最大=4000N。
由图象可知,压力传感器的电阻R=40Ω,
由欧姆定律得,电路总电阻:
R总===60Ω,
根据串联电路电阻特点可知,R0的阻值:
R0=R总﹣R=60Ω﹣40Ω=20Ω,
当电梯未满载时,压力传感器所受压力变小,由图象可知,压力传感器的电阻变大,
由于电梯报警时的电流和电源电压不变,根据R总=可知,电路总电阻不变,则说明R0的阻值变小。
(5)由P=得,电梯运行消耗的电能:
W运行=P额t运行=25kW×t运行,
电梯待机消耗的电能:
W待机=P待机t待机=1kW×t待机,
则电梯平均每天消耗的电能:
W=W运行+W待机,即:25kW×t运行+1kW×t待机=72kW•h﹣﹣﹣①
t运行+t待机=12h﹣﹣﹣②
联立①②可解得:t运行=2.5h,t待机=9.5h;
则该观光电梯的“运行频次比”:
ω===3.8。
故答案为:(1)透光;7000;(2)C;(3)上升;大于;(4)①见上图;②20;小;(5)3.8。
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