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中考模拟卷(二)(解析版)-2022年物理中考一轮过关讲练(北师大版)
展开这是一份中考模拟卷(二)(解析版)-2022年物理中考一轮过关讲练(北师大版),共22页。试卷主要包含了不同等内容,欢迎下载使用。
1.(3分)日晷是我国古代劳动人民用来计时的一种工具。如图所示,通过观察直杆在太阳下影子的位置就可知道时间。下列现象与日晷工作原理相同的是( )
A.池水映明月B.形影紧相依C.潭清疑水浅D.镜子正衣冠
【分析】日晷:古代一种利用太阳投射的影子来测定时刻的装置。利用光在同种均匀介质中沿直线传播的原理。
【解答】解:日晷是古代一种利用太阳投射的影子来测定时刻的装置,利用光在同种均匀介质中沿直线传播的原理。
A、池水映明月,光的反射原理,不符合题意;
B、形影紧相依,光的直线传播原理,符合题意;
C、潭清疑水浅,光的折射原理,不符合题意;
D、镜子正衣冠,光的反射原理,不符题意;
故选:B。
2.(3分)关于能源、信息和材料,下列说法正确的是( )
A.我国的北斗卫星导航系统是利用超声波来传递信息的
B.二极管、三极管使用了硅、锗等半导体材料
C.煤、石油、天然气属于可再生能源
D.随着科技发展,将来可以制造出不消耗能量而不停对外做功的机器
【分析】(1)电磁波可以传递信息;
(2)半导体可以做出许多电子元件,例如二极管、三极管等;
(3)从是否可再利用的角度可把能源分为可再生能源和不可再生能源。人类开发利用后,在现阶段不可能再生的能源,属于不可再生能源;指在自然界中可以不断再生、连续利用的能源,属于可再生能源;
(4)能量即不会消灭,也不会创生,只能从一种形式转化为另一种形式,或从一个物体转移到另一个物体上,在转移和转化的过程中能的总量是保持不变的。
【解答】解:A、电磁波可以传递信息,我国的北斗卫星导航系统就是利用电磁波来传递信息的,故A错误;
B、二极管、三极管使用了硅、锗等半导体材料制成的,故B正确;
C、煤、石油、天然气不可能在短时间内得到补充,属于不可再生能源,故C错误;
D、不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器﹣﹣永动机,违反了能量的转化和守恒定律,不可能制成的,故D错误。
故选:B。
3.(3分)下列图示展示了我国劳动人民的智慧成果,对其中涉及的物理知识。下列说法错误的是( )
A.司南是最早利用地磁场指示方向的装置
B.人站在天坛的回音壁前说话,声音经过多次反射,可以在围墙的任何位置听到
C.碾谷物的石磨选用厚重的石材,是为了减小石磨对谷物的压强
D.从两心壶的壶嘴能分别倒出两种不同的液体是利用了大气压
【分析】(1)指南针的前身司南,是最早利用地磁场指示方向的装置;
(2)回声是声音在传播过程中遇到障碍物被反射回来的现象;
(3)由p=得,增大压强的方法增大压力或者减小受力面积;
(4)两心壶的壶嘴能分别倒出两种不同的液体是利用了大气压。
【解答】解:A、司南是指南针的前身,是最早利用地磁场指示方向的装置,故A正确;
B、站在天坛回音壁的围墙附近说话,声音遇到障碍物会反射回来,声音经过多次反射,故可以在围墙的任何位置听到,故B正确;
C、碾谷物的石磨选用厚重的石材,增大了压力,是为了增大石磨对谷物的压强,故C错误;
D、两心壶上两个腔上部都有小孔,使内外气压平衡,当小口打开时,液体可以流出,因此,从两心壶的壶嘴能分别倒出两种不同的液体,这一功能的实现利用了大气压,故D正确。
故选:C。
4.(3分)“神舟”系列航天飞船返回舱在返回地面的过程如图所示,设打开降落伞一段时间后,整个装置匀速下降,在返回舱将要安全着陆时,缓冲火箭点火并向下喷气,使返回舱做减速直线运动。则下列说法正确的是( )
A.火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小
B.返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力
C.在火箭喷气过程中,降落伞所受浮力在增加
D.返回舱在喷气过程中质量将不断增加
【分析】(1)物体间力的作用是相互的;
(2)力是改变物体运动状态的原因;
(3)浮力的大小与液体或气体的密度、排开液体或气体的体积有关;
(4)质量是物体本身的一种性质,不随物体形状、状态、位置和温度 的改变而改变。
【解答】解:A、火箭开始喷气瞬间,由于物体间力的作用是相互的,所以伞绳对返回舱的拉力变小,故A正确;
B、火箭开始喷气瞬间,由于物体间力的作用是相互的,所以燃气对火箭有一个反作用力,故减速运动,和阻力是无关的,故B错误;
C、在火箭喷气过程中,空气密度不变,降落伞的体积不变,所以降落伞所受的浮力不变,故C错误;
D、返回舱在喷气过程中质量将不变,故D错误;
故选:A。
5.(3分)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,如图放置器材,此时光屏上呈现倒立、等大的像,下列说法正确的是( )
A.凸透镜的焦距是10cm
B.根据蜡烛移动到刻度尺上20cm处的成像特点,可制成幻灯机
C.若将蜡烛向左移动,需将光屏向左移动才能重新找到清晰的像
D.若将凸透镜换成薄玻璃板,光屏上可以找到正立、等大的像
【分析】(1)当u=v=2f时,成倒立等大的实像;
(2)u>2f成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机;
(3)凸透镜成实像时,物距变大,像距变小,像变小;
(4)平面镜成像的特点:等大、等距、虚像。
【解答】解:A、由图可知,此时的物距等于像距,为20.0cm,成的是倒立、等大的实像,则u=2f,故f=10.0cm,故A正确;
B、将蜡烛移动到20cm刻度处时,物距为30.0cm,位于2倍焦距之外,成倒立、缩小的实像,可制成照相机,故B错误;
C、当蜡烛向左移动时,物距变大,像距会变小,要在光屏上再次获得清晰的像,可以将光屏向左方向适当移动,找到清晰的像,故C正确;
D、将图中的凸透镜换成薄玻璃板,根据平面镜成像的特点可知,成的是正立、等大的虚像,虚像不能呈在光屏上,把光屏移到像的位置,光屏上没有这个像,故D错误。
故选:AC。
6.(3分)如图所示的工具中,在使用时属于省距离杠杆的是( )
A.天平B.瓶盖起子
C.食品夹D.钳子
【分析】结合图片和生活经验,判断选项中的杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解:
A、天平在使用时,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,不省距离也不费距离,故A不符合题意;
B、瓶盖起子在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,但费距离,故B不符合题意;
C、食品夹在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,但省距离,故C符合题意;
D、钳子在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,但费距离,故D不符合题意。
故选:C。
7.(3分)关于图中所示的通电螺线管,下列说法正确的是( )
A.通电螺线管的右端是N极
B.通电后小磁针N极会转向C一端
C.通电螺线管的外部磁感线是从N极出发回到S极的
D.当滑动变阻器的滑片向右移动时,通电螺线管的磁性增强
【分析】(1)根据电流在电源外部从正极出来,回到负极,判断流经螺线管的电流方向,据安培定则判断螺线管的磁极。
(2)根据磁极间的相互作用规律分析。
(3)通电螺线管的外部磁感线是从N极发出回到S极的。
(4)通电螺线管磁性的强弱与电流的大小有关,在线圈匝数一定时,电流越大,磁性越强。
【解答】解:A、根据电路可知,通电后电流从螺线管的C端流向D端,由安培定则可知,通电螺线管的右端是S极,故A错误;
B、通电后,根据安培定则可知,螺线管的C端为N极,根据异名磁极相互吸引可知,小磁针不发生偏转,故B错误;
C、通电螺线管的外部磁感线是从N极发出回到S极的,故C正确;
D、滑动变阻器P向右移动时,接入电路中的电阻变大,电流变小,通电螺线管的磁性将减弱。故D错误。
故选:C。
8.(3分)在如图甲所示的电路中,电源由两节新干电池串联组成,当闭合开关后,两个电流表指针偏转均为图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.电源电压为4VB.通过R2的电流为0.22A
C.通过R2的电流为96mAD.R1的电阻为3.125Ω
【分析】(1)一节干电池的电压为1.5V;
(2)分析电路可知:两灯并联,电流表A2测的是干路电流,电流表A1测的是R2所在支路的电流,根据并联电路电流特点分析两表选择的量程、读数,从而得到两灯的电流大小;
(3)并联电路中各支路电压相等,都等于电源电压,由I=可求得R的电阻。
【解答】解:A、一节干电池的电压为1.5V,由题意可知,电源由两节新干电池串联组成,则电源电压U=2×1.5V=3V,故A错误;
BC、由图甲可知,两灯并联,电流表A2测的是干路电流,电流表A1测的是R2所在支路的电流;
由于并联电路中,干路中的电流等于各支路电流之和,而两电流表指针偏转相同,所以电流表A2选用的应该是0~3A量程,分度值为0.1A,示数为I=1.1A,即干路电流为1.1A;A1选用的是0~0.6A量程,分度值是0.02A,示数为I2=0.22A,即通过灯R2的电流为0.22A;
则通过灯R1的电流大小为:I1=I﹣I2=1.1A﹣0.22A=0.88A,故B正确,C错误;
D、由并联电路的电压特点可知,R1两端电压U1=U=3V,
由I=可得,R1==≈3.4Ω,故D错误。
故选:B。
二.填空题(共10小题,满分20分,每小题2分)
9.(2分)探究声音的特性时,小彤进行如下实验:如图所示,用力拨动绷紧的橡皮筋时,就能够听见橡皮筋发出的声音,说明声音是由物体的 振动 产生的;先拨动细的橡皮筋,再用同样的力拨动粗的橡皮筋,则听到两次声音的 音调 (选填“音调”、“响度”或“音色”)不同。
【分析】声音是由物体的振动产生的;音调的高低和振动的频率有关,振动的频率越高,音调越高。
【解答】解:弹拨橡皮筋,橡皮筋受到力的作用振动发声;当拨动松紧程度相同、粗细不同的橡皮筋时,橡皮筋发出的音调不同,是由于此时橡皮筋振动的频率不同。
故答案为:振动;音调。
10.(2分)如图甲所示,一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,看到棉花燃烧起来,这是通过 做功 的方式使玻璃筒内空气的内能增加,温度升高;图中 乙 (选填“乙”或“丙”)汽油机的工作过程与这一实验过程中的能量转化是一致的。
【分析】(1)改变内能的方法有:做功和热传递;当对物体做功,物体的内能将增大,温度升高;热传递是能量的转移过程,做功是能量的转化过程,两种方式是等效的;
(2)汽油机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程,根据进气门和排气门的开关情况和活塞的运动方向来判断冲程的类型;在压缩冲程中,活塞压缩空气做功,将机械能转化为内能;在做功冲程中,内能转化为机械能。
【解答】解:
如图甲所示装置,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团硝化棉,用力将活塞迅速下压,看到棉花着火,说明对筒内气体做功,使空气的内能增大,温度升高,该过程中,活塞的机械能转化为筒内空气的内能;
乙汽油机中两个气门关闭,活塞上行,是压缩冲程,将机械能转化为内能,与实验过程中的能量转化是一致的;
丙汽油机中两个气门关闭,火花塞点火,活塞下行,是做功冲程,将内能转化为机械能,与实验过程中的能量转化不一致。
故答案为:做功;乙。
11.(2分)二氧化碳气体被压缩、降温到一定程度,就会形成白色的、像雪一样的固体,俗称干冰。干冰被抛到空中,会迅速变为气体,促使其周围水蒸气凝结成水滴或小冰晶,实现人工降雨。二氧化碳气体变成干冰的过程涉及的物态变化是 凝华 (填物态变化名称);水蒸气凝结成小冰晶的过程需要 放热 (选填“吸热”或“放热”)。
【分析】首先确定物质是从哪一种状态变成哪一种状态,据此判定属于哪一种物态变化。
【解答】题中二氧化碳气体降温变成固体的干冰,从气态变直接变为固态,发生的物态变化是凝华。水蒸气凝结成小冰晶,是气态直接变为固态,发生物态变化是凝华,凝华过程要放热。
故答案为:凝华;放热。
12.(2分)如图所示是家庭电路的一部分。当用电器正常工作时,电路中A处和B处的电流大小关系是IA = IB;图中的漏电保护器在某些情况下会切断电路,分析:当站在地上的人不小心接触到C处裸露的电线时,漏电保护器 不会 切断电路。
【分析】根据并联电路的电流特点分析即可;漏电保护器:漏电保护器俗称漏电开关,是用于在电路或电器绝缘受损发生对地短路或漏电时防人身触电和电气火灾的保护电器。
【解答】解:并联电路的电流特点是:干路电流等于各支路电流之和,AB都在干路上,所以IA=IB。
C处是零线,故当站在地上的人不小心接触到C处裸露的电线时,不会触电,电路中A处和B处的电流大小相同,故漏电保护器不会切断电路。
故答案为:=;不会。
13.(2分)如图所示是自行车的部分结构图,某同学骑着自行车上学,到了校门用力刹车,是采用增大压力的方法增大 摩擦力 ;刹车后自行车不能立即停下来,是由于自行车具有 惯性 。
【分析】(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度。
(2)任何物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性。
【解答】解:(1)骑自行车的人刹车时用力捏闸,是通过增大压力的方法来增大摩擦力的。
(2)刹车后自行车不能立即停下来,是由于自行车具有惯性,还要保持原来的运动状态继续运动一段距离。
故答案为:摩擦力;惯性。
14.(2分)如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播时同时发生反射和折射的光路图,其中 BO 是入射光线,折射角的大小是 35° 。
【分析】光的反射定律的内容:反射光线与入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角。
光的折射定律的内容:入射光线、法线、折射光线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线两侧,当光线从空气射入其它透明介质时,折射角小于入射角;当光线从其它介质斜射入空气时,折射角大于入射角。
此题首先根据反射角和入射角相等,找出法线,从而确定界面,然后根据折射光线和入射光线的关系确定出折射光线、入射光线、反射光线。
【解答】解:由图可知,∠BOM′=30°,所以∠BON=90°﹣30°=60°,同理∠AON=60°;
根据反射角等于入射角,所以NN′为法线,MM′为界面,而折射光线和入射光线分别位于法线两侧,则OC一定为折射光线,BO为入射光线,OA为反射光线;
由图可知,折射角为:∠CON′=90°﹣55°=35°。
故答案为:BO;35°。
15.(2分)广珠轻轨是联通广州、佛山、珠海、中山和江门等珠三角地区的主轴线之一,主线长约117km,列车运行时间约0.9h,则列车在这段路程中的平均速度约为 130 km/h。列车经过时,站台上候车的乘客应站在1m安全线外,若人离铁道太近很可能被吸进铁道,这是由于车与人之间的空气流速 增大 ,压强 减小 造成的(后两空选填“增大”或“减小”)。
【分析】(1)知道广珠轻轨主线长和列车运行的时间,根据v=求出列车在这段路程中的平均速度;
(2)流体流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大。
【解答】解:(1)列车在这段路程中的平均速度:
v===130km/h;
(2)火车进站时,带动铁轨上的空气流速增大,压强减小,人身后的空气压强不变,从而在人体前后形成一个压强差,若人离铁道太近很可能被吸进铁道。
故答案为:130;增大;减小。
16.(2分)一艘轮船从东海驶入长江,所受浮力将 不变 (填变大、变小或不变),船身将 下沉 (上浮或下沉)一些。
【分析】轮船从东海驶入长江时始终处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,分析重力的变化得出浮力的变化;
海水的密度大于河水的密度,根据F浮=ρgV排比较排开水的体积变化,即可得出答案。
【解答】解:因轮船从东海驶入长江时始终处于漂浮状态,受到的浮力与自身的重力相等,
所以,轮船从东海驶入长江时,轮船的重力不变,受到的浮力不变,
因海水的密度大于河水的密度,
所以,由F浮=ρgV排的变形式V排=可知,排开水的体积变大,船身将下沉一些。
故答案为:不变;下沉。
17.(2分)如图所示,在15N的水平拉力F作用下,重240N的物体沿水平地面做匀速直线运动,物体与地面间滑动摩擦力为36N,则滑轮组的机械效率为 80% ;若物体的速度为0.1m/s,则拉力做的功率为 4.5 W。
【分析】(1)由图可知n=3,利用η====求滑轮组的机械效率;
(2)绳子自由端移动的速度v=nv物,利用P===Fv求拉力做功的功率。
【解答】解:(1)由图可知n=3,滑轮组的机械效率:
η======80%;
(2)绳子自由端移动的速度:
v=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s,
拉力做功的功率:
P===Fv=15N×0.3m/s=4.5W。
故答案为:80%;4.5。
18.(2分)家用饮水机是一种双温电热器,其工作原理可简化为如图所示的电路,R1、R2为发热板,a、b是温控开关S的两个触点,调节S可使饮水机处于加热或保温状态当水被加热到预定温度,开关S自动切换到另一挡,处于保温状态,此时S与 a 点接触,若R1=10R2,则饮水机在加热与保温时消耗的电功率之比是 11:1 。
【分析】由电功率的公式P=UI=知,当电阻较大时,电功率较小;分别计算两种情况下的电功率的表达式进行比较。
【解答】解:开关接a时,两电阻串联,电阻较大,根据P=UI=知电功率较小,是保温状态;
当开关接b时,只有电阻R2工作,电阻较小,电功率较大,处于加热状态;
加热时的总功率:P加热=,保温时的功率P保温===;
所以:==。
故答案为:a;11:1。
三.填空题(共6小题,满分31分)
19.(3分)如图所示,刻度尺的分度值是 1mm ,所测物体的长度是 4.60 cm。
【分析】刻度尺的分度值(或叫最小刻度值)为相邻的刻度线表示的长度;使用刻度尺测量物体长度时,要观察是否从0刻度线量起,起始端没从0开始,要以某一刻度当作“0”刻度,读出末端刻度值,减去前面的刻度即为物体长度,注意刻度尺要估读到分度值的下一位。
【解答】解:
由图知:1cm之间有10个小格,所以1个小格代表的是0.1cm=1mm,即此刻度尺的分度值为1mm;
物体左端与5.00cm对齐,右端与9.60cm对齐,所以物体的长度为L=9.60cm﹣5.00cm=4.60cm。
故答案为:1mm;4.60。
20.(3分)根据平面镜成像特点,在图中画出物体AB在平面镜MN中所成的像A′B′。
【分析】平面镜成像的特点是:像与物关于平面镜对称,可以先作出物体A、B端点AB的像点A′、B′,连接A′、B′即为物体AB在平面镜中所成的像。
【解答】解:先作出端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′即为物体AB的像,如图所示:
21.(3分)正在向右行驶的公交车上悬挂的安全把手突然向左偏转,如图所示。画出此时站在公交车上乘客的受力示意图(力的作用点画在重心O上)。
【分析】(1)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,称为惯性;
(2)摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。
【解答】解:正在向右行驶的公交车上悬挂的安全把手突然向左偏转,根据惯性知识或生活经验可知,此时汽车突然向右做加速运动;
已知此时站在公交车上乘客跟汽车底板相对静止,而汽车突然向右做加速运动,则乘客相对于汽车有向左的运动趋势,所以此时乘客会受到一个向右的摩擦力(起动力的作用),故乘客除受到重力、底板的支持力作用外,还一定受到向右的摩擦力作用,如图所示;
22.(7分)某实验小组为了测量一品牌醋的密度,实验步骤如下:
(1)将空烧杯放在调好的天平上,测出其质量为41g;
(2)在烧杯中倒入适量的醋,将其放在天平左盘上,在右盘内添加砝码.当放入最小的5g砝码时天平右端下沉,接下来应进行的操作是: 取下5g的砝码,向右移动游码 ,直到天平平衡,此时砝码质量及游码位置如图甲所示,则烧杯和醋的总质量为 62.4 g;
(3)将烧杯中的醋全部倒入量筒中,液面位置如图乙所示,则量筒中醋的体积为 20 cm3;
(4)用上述测得的数据计算出醋的密度为 1.07 g/cm3;
(5)分析实验过程,小明认为,在步骤(3)中,由于烧杯中的醋有残留,会使密度的测量结果 偏大 (选填“偏大”或“偏小”)。
【分析】(2)在加减砝码时,一般要试加到最小的砝码,如果发现仍不平衡,左端下沉时,向右移动游码使其平衡,右端下沉时,需要取下最小砝码,再向右移动游码,使天平平衡;读取天平示数时应将砝码的质量与游码的示数相加;
(3)读出量筒中醋的体积,注意分度值;
(4)醋的质量等于烧杯和醋的总质量减去空烧杯的质量,再利用密度公式可求出醋的密度;
(5)由于烧杯内壁粘有醋,使测出醋的体积偏小,但质量准确,由密度公式分析密度测量值的变化。
【解答】解:(2)在烧杯中倒入适量的醋,将其放在天平左盘上,在右盘内添加砝码.当放入最小的5g砝码时天平右端下沉,接下来应进行的操作是:取下5g的砝码,向右移动游码,直到天平平衡;
由图甲知,烧杯和醋的总质量为50g+10g+2.4g=62.4g;
(3)由图乙知,量筒中醋的体积为:V=20mL=20cm3;
(4)烧杯中醋的质量为:m=62.4g﹣41g=21.4g,
醋的密度为:ρ===1.07g/cm3;
(5)将烧杯中的醋全部倒入量筒中时,由于烧杯中的醋有残留,使测出醋的体积偏小,而质量准确,根据ρ=知,醋的密度测量值会偏大。
故答案为:(2)取下5g的砝码,向右移动游码;62.4;(3)20;(4)1.07;(5)偏大。
23.(8分)小明同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”,设计了如图实验。
(1)在装有相同质量煤油的烧瓶中分别接入阻值不同的电阻丝R1和R2(R1<R2)。该实验将R1和R2串联,目的是控制 电流 和通电时间相同。
(2)实验中通过观察 温度计示数 的变化来比较导体所产生热量的多少;为了在较短的时间内达到明显升温的实验效果,小明选用煤油做实验,这是因为 煤油的比热容小 。
(3)在通电一定时间后,乙瓶中的温度计示数升高的快,由此可得出实验结论是 在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多 。
(4)实验过程中小明移动滑片,当电流表的示数为0.4A时,若R1=10Ω,则1min内电流通过R1所产生的热量是 96 J。
(5)小明又利用该装置探究“水和煤油的吸热情况”,实验数据如上表。在两个烧瓶中分别接入带有绝缘漆的电阻丝,装入质量和初温都相同的水和煤油。装置中电阻丝的阻值应 相等 (选填“相等”或“不相等”),实验中用 加热时间的长短 来反映水和煤油吸收热量的多少。按照上表中的数据,可计算出煤油的比热容为 2.1×103 J/(kg•℃)。
【分析】(1)该实验将R1和R2串联,串联电路各处电流相等;
(2)电流产生热量的多少不能直接观察,而是通过温度计的示数的变化反映电流产生热量的多少;为了在较短的时间内达到明显升温的实验效果,应该选择比热容较小的液体;
(3)在通电一定时间后,乙瓶中的温度计示数升高的快,则乙烧瓶内产生的热量多,通过两电阻的电流相等,两电阻的阻值不同,据此分析实验结论;
(4)根据焦耳定律计算1min内电流通过R1所产生的热量;
(5)比较物质吸热能力的方法:使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强;根据c=求出比热容的大小;水和煤油吸收热量的多少不能直接观察,我们使用相同加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
【解答】解:(1)该实验将R1和R2串联,串联电路各处电流相等,所以目的是控制电流和通电时间相同。
(2)电流产生热量的多少不能直接观察,而是通过温度计的示数的变化反映电流产生热量的多少;为了在较短的时间内达到明显升温的实验效果,应该选择比热容较小的液体;
(3)在通电一定时间后,乙瓶中的温度计示数升高的快,则乙烧瓶内产生的热量多,两个烧瓶内的电阻丝串联在同一电路中,通过两电阻的电流相等,R1<R2,由此可得出实验结论是在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多;
(4)1min内电流通过R1所产生的热量:Q=I2R1t=(0.4A)2×10Ω×60s=96J;
(5)图中两电阻丝串联,通过的电流相同和通电时间相同,根据Q=I2Rt可知,要产生的热量相同,则实验中选用的两根电阻丝的阻值应相等;
探究两种液体的吸热能力时,需要控制热源相同,即相同时间内热源产生的热量相同,根据转换法,实验中是用加热时间间接反映液体吸收热量的多少;
根据表格中的数据可知,相同质量的水和煤油加热相同时间,吸收相同热量,水升高的温度是35℃﹣20℃=15℃,煤油升高的温度是50℃﹣20℃=30℃;根据c=可知,水和煤油的比热容之比等于升高温度之比的倒数,即c煤油=×4.2×103J/(kg•℃)=2.1×103J/(kg•℃)。
故答案为:(1)电流;(2)温度计示数;煤油的比热容小;(3)在电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多;(4)96;(5)相等;加热时间的长短;2.1×103。
24.(7分)如图甲所示,小亮在做“观察水的沸腾”实验。
(1)为了缩短实验时间,小亮向烧杯中注入适量的 热 水。
(2)水沸腾时停止加热,不能继续沸腾。可见,沸腾过程需要 吸热 。
(3)绘制出温度随时间的变化图像,如图乙所示。根据图像可知水的沸点为 99 ℃;沸腾时,水的温度变化特点是 温度不变,持续吸热 。
(4)小明猜想沸腾的水也能将图丙试管中的水加热至沸腾。实验时,用烧杯中沸水给试管的水加热。一段时间后,试管中的温度计示数上升到图丙所示的值后不再变化,其读数为 97 ℃,试管中的水 不沸腾 (选填“沸腾”或“不沸腾”)。温度不再变化的主要原因是试管中水温较高时,水的蒸发变 快 (选填“快”或“慢”),相同时间试管中的水从沸水中吸收的热量几乎等于试管中水蒸发吸收的热量。
【分析】(1)为了缩短实验时间,需要给烧杯加盖或适当减少水量或适当提高水的初温;
(2)水沸腾的条件:达到沸点,不断吸收热量;
(3)水沸腾的条件:达到沸点,吸热温度不变;根据温度不变判断物质的沸点是多少;
(4)根据温度计分度值读数;
(3)晶体熔化过程中温度保持不变,据此求出熔化的时间;水沸腾的条件:达到沸点,不断吸热。试管中水温较高时,水的蒸发变快。
【解答】解:(1)为了缩短实验时间,小亮向烧杯中注入适量的热水。
(2)水沸腾时要吸热,因此,停止加热,水就不能继续沸腾了;
(3)根据水沸腾的特点,温度不变,持续吸热,故由图丙可知,沸点为99℃;
由图乙可知,水沸腾温度变化的特点是温度不变,持续吸热;
(4)如图乙中,温度计分度值为1℃,读数是97℃;
试管中的水没有达到沸点,不沸腾。温度不再变化的主要原因是试管中水温较高时,水的蒸发变快,相同时间试管中的水从沸水中吸收的热量几乎等于试管中水蒸发吸收的热量。
故答案为:(1)热;(2)吸热;(3)99;温度不变,持续吸热;(4)97;不沸腾;快。
四.计算题(共3小题,满分25分)
25.(8分)某品牌电饭煲有加热和保温两个挡位,简化电路如图所示。其中R1和R2均为发热电阻,额定电压为220V,该电饭煲的保温功率为120W。接通电路后,开关S自动与触点a、b接通,开始加热;当锅内温度达到一定温度时,开关S自动与a、b断开,并与触点c接触,使电饭煲处于保温状态。若将一锅质量为3kg、初温为40℃的粥加热至100℃,需要加热15min,消耗0.25kW•h的电能。[粥的比热容c=4.0×103J/(kg•℃)]
(1)保温状态下,通过R2电流是多少?(保留两位小数)
(2)R1的电阻是多少?
(3)在此次加热过程中粥吸收了多少热量?该电饭煲在加热过程中的效率是多少?
【分析】(1)当开关S与触点a、b接通时,R1与R2并联,电饭煲处于加热状态,当开关S与a、b断开,并与触点c接触,此时电路中只有电阻R2,电饭煲处于保温状态,根据P=UI算出保温状态下通过R2的电流;
(2)根据P=算出加热功率;加热功率减去保温功率就是电阻R1的功率,根据R=算出R1的电阻;
(3)知道粥的质量和初温、末温以及比热容,根据Q吸=cm(t﹣t0)求出粥吸收的热量;
根据η=算出该电饭煲在加热过程中的效率。
【解答】解:
(1)当开关S与触点a、b接通时,R1与R2并联,电饭煲处于加热状态,当开关S与a、b断开,并与触点c接触,此时电路中只有电阻R2,电饭煲处于保温状态;
保温状态下通过R2的电流为:
I==≈0.55A;
(2)消耗的电能为:W=0.25kW•h=0.25×3.6×106J=9×105J,
加热功率为:P加热===1000W,
因两种状态下R1的电压和电阻均不变,则R1消耗的功率不变,且加热时的总功率等于各电阻消耗功率之和,
所以加热时电阻R1的功率为:
P1=P加热﹣P保温=1000W﹣120W=880W,
根据R=知R1的电阻为:
R1===55Ω;
(3)粥吸收的热量为:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.0×103J/(kg•℃)×3kg×(100℃﹣40℃)=7.2×105J;
该电饭煲在加热过程中的效率为:
η==×100%=80%。
答:(1)保温状态下,通过R2电流是0.55A;
(2)R1的电阻是55Ω;
(3)在此次加热过程中粥吸收了7.2×105J的热量,该电饭煲在加热过程中的效率是80%。
26.(8分)如图所示,电源电压可调,小灯泡L上标有“6V 3W”的字样(不考虑温度对小灯泡电阻的影响),电流表的量程:0~0.6A,电压表的量程:0~3V,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。
(1)求小灯泡L正常发光时的电流;
(2)当电源电压调至6V时,闭合开关S1和S2,移动滑动变阻器的滑片P,使小灯泡正常发光,电流表示数为0.6A,则R0的阻值是多少?
(3)当电源电压调至8V时,断开开关S2、闭合开关S1,在保证电路安全的条件下,求滑动变阻器的阻值变化范围。
【分析】(1)已知灯泡的额定电压和额定功率,利用P=UI求出小灯泡L正常发光时的电流;
(2)当电源电压调至6V,闭合开关S1和S2,小灯泡正常发光时,R0与灯泡L并联,电流表测量干路电流,滑动变阻器接入电路的阻值为0;根据并联电路的电流特点求出通过R0的电流,根据欧姆定律求出R0的阻值;
(3)当电源电压调至8V,断开开关S2,闭合开关S1,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;
根据电流表量程和灯泡的额定电流可知电路最大电流,根据欧姆定律求出电路总电阻和灯泡正常发光的电阻,最后根据电阻的串联可知滑动变阻器接入电路的最小阻值;
当电压表示数为3V时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据串联电路电压规律和欧姆定律求出电路电流,再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最大阻值,进一步得出滑动变阻器接入电路的阻值范围。
【解答】解:(1)由P=UI可得,灯泡正常发光时的电流:IL===0.5A;
(2)当电源电压调至6V,闭合开关S1和S2,小灯泡正常发光时,R0与灯泡L并联,电流表测量干路电流,滑动变阻器接入电路的阻值为0;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过R0的电流:I0=I﹣IL=0.6A﹣0.5A=0.1A,
由I=可得,R0的阻值:R0===60Ω;
(3)当电源电压调至8V,断开开关S2,闭合开关S1,灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;
因电流表量程为0~0.6A,灯泡的额定电流为0.5A,所以电路最大电流为0.5A,此时电路的总电阻:R总===16Ω;
灯泡阻值:RL===12Ω,
因串联电路的总电阻等于各部分电阻之和,所以滑动变阻器接入电路的最小阻值:Rmin=R总﹣RL=16Ω﹣12Ω=4Ω;
当电压表示数为3V时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,由于串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以此时灯泡两端电压:UL′=8V﹣3V=5V,
此时电路的最小电流:Imin===A,
滑动变阻器接入电路的最大阻值:Rmax===7.2Ω,
因此滑动变阻器接入电路的阻值范围为4Ω~7.2Ω。
答:(1)小灯泡L正常发光时的电流为0.5A;
(2)R0的阻值是60Ω;
(3)滑动变阻器的阻值变化范围为4Ω~7.2Ω。
27.(9分)小玲一家端午节去太阳池游玩,他们坐上游船后船和人总质量为900kg。(g=10N/kg)求:
(1)若游船底部距离水面80cm,则游船底部受到水的压强;
(2)游船受到的浮力;
(3)游船静止在池水中心时,浸入水中的体积。
【分析】(1)根据p=ρgh求出游船底部受到水的压强;
(2)根据船始终漂浮,漂浮时浮力等于重力求出游船受到的浮力;
(3)根据F浮=ρ水gV排求出游船浸入水中的体积。
【解答】解:(1)游船底部受到水的压强:p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.8m=8×103Pa;
(2)船和人的总重力:G总=m总g=900kg×10N/kg=9000N,
船处于漂浮状态,则游览过程中游船所受的浮力:F浮=G总=9000N;
(3)由F浮=ρ水gV排可得,浸入水中的体积:V=V排===0.1m3。
答:(1)游船底部受到水的压强为8×103Pa;
(2)游船受到的浮力为9000N;
(3)游船静止在池水中心时,浸入水中的体积为0.1m3。液体
质量/g
初温/℃
加热时间/min
末温/℃
煤油
150
20
10
50
水
150
20
10
35
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