2023年中考三轮冲刺物理必刷模拟卷(广东专用)模拟卷1(解析版+原卷版)
展开2023年中考物理必刷模拟卷一(广东专用)
注意事项:
1.本试卷分为选择题和非选择题两大部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答其他题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
5.考试范围:中考全部内容。
一.选择题
1.对日常生活中有关数据的估值,最符合实际情况的是( )
A.人体正常体温约39℃
B.中学生掷实心球的距离约50m
C.人正常步行速度约1.1m/s
D.中学生的体重约50N
【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
【解答】解:
A、人体正常体温在37℃左右,39℃是高烧状态。此选项不符合实际;
B、中学生掷实心球的距离在10m左右,不可能达到50m.此选项不符合实际;
C、人正常步行的速度在4km/h=4×13.6m/s≈1.1m/s.此选项符合实际;
D、中学生的质量在50kg左右,受到的重力大约为50kg×10N/kg=500N.此选项不符合实际。
故选:C。
2.如图分别是音叉、钢琴与长笛发出的C调1(do)的波形图,下列说法中不正确的是( )
A.三种乐器发声的响度相同
B.三种乐器发声的音色不同
C.三种乐器发声的音调不同
D.它们发声时,其发声体一定都在振动
【分析】(1)频率是1s物体振动的次数,相同时间内振动越快,频率越大。音调跟频率有关,频率越大,音调越高。
(2)振幅是物体振动时偏离原位置的大小,偏离原位置越大,振幅越大。响度跟振幅有关,振幅越大,响度越大。
(3)从声音的波形上分析,噪声的波形是杂乱无章、不规则的,乐音的波形是规则的。
【解答】解:
ABC、由图可知,三幅图中音叉、钢琴、长笛振动的快慢相同,三者的振动频率相同,因此音调相同;偏离原位置相同,振幅也相同,因此响度相同;三者的材料不同,声波的形状不同,音色不同;故AB正确,C错误;
D、一切发声的物体都在振动,所以,它们发声时,其发声体一定都在振动,故D正确;
本题选错误的;
故选:C。
3.如图所示是汽油机工作时的某个冲程示意图,该冲程是( )
A.做功冲程,将机械能转化为内能
B.做功冲程,将内能转化为机械能
C.压缩冲程,将机械能转化为内能
D.压缩冲程,将内能转化为机械能
【分析】汽油机一个工作循环有四个冲程,分别是吸气、压缩、做功和排气,各冲程的特点不同,因此根据气门的状态和活塞的运行方向确定冲程,同时还可参考火花塞的状态进行判断;在四冲程内燃机工作过程中有两个冲程存在能量转化:一个是压缩冲程,将机械能转化为内能;另一个是做功冲程,将内能转化为机械能。
【解答】解:由图可知,内燃机的两个气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,所以是做功冲程,该冲程是燃料燃烧产生高温高压的燃气,推动活塞做功,是内能转化成机械能,故B正确,ACD错误。
故选:B。
4.对于在空气中传播的电磁波,下列说法正确的是( )
A.频率越低,波速越大 B.频率越高,波速越大
C.波长越长,波速越大 D.频率越低,波长越长
【分析】利用公式c=λf对波长和频率的关系进行分析,从中选出正确答案。
【解答】解:ABC、电磁波的波速是定值,波长、频率对波速没有影响,不会变化,故ABC错误;
D、在波速不变的情况下,频率和波长成反比,频率越低,波长越长,故D正确。
故选:D。
5.分别用不同物质a、b、c做成的三个实心体,它们的质量和体积的关系如图,以下说法中正确的是( )
A.b物质的密度是1kg/m3
B.若三个实心体体积相同,由a物质做的实心体的质量最小
C.若三个实心体质量相同,由a物质做的实心体的体积最大
D.若用三种材料做成三个质量和体积相同的空心球,在空心部分灌满水后,a物质做的球总重力最大
【分析】(1)密度是质量与体积的比值,从图象中找出一组对应的数据然后根据密度公式ρ=mV求出b物质的密度;
(2)根据图象判断若三个实心体体积相同,或若三个实心体质量相同时三物质做的实心体的质量和体积关系。
(3)根据图象得出a、b、c三种物质的密度关系,结合a、b、c三种物质制成的三个质量、体积都相等,由密度公式变形可分别算出三个球所含物质的体积,从而比较出三球的空心体积大小,然后即可知若在空心部分注满水后,总重力的大小。
【解答】解:图象的横坐标表示体积,纵坐标表示质量。
A、由图象可知,当Vb=2m3时,mb=2×103kg,
则b物质的密度为:ρb=mbVb=2×103kg2m3=1×103kg/m3,故A错误。
B、由图象可知,三个实心体体积相同,由a物质做的实心体的质量最大,由b物质做的实心体的质量次之,由c物质做的实心体的质量最小,故B错误。
C、由图象可知,三个实心体质量相同,由a物质做的实心体的体积最小,故C错误。
D、由B项解答结合密度公式可知,a、b、c三种物质的密度关系为ρa>ρb>ρc,
由题知,三个球的质量相等,即:ma=mb=mc,
由公式V=mρ可知,实心部分的体积关系为Va实<Vb实<Vc实;
因为三个空心球的体积相等,所以由V空=V球﹣V实可知,三个球的空心部分的关系是:Va空>Vb空>Vc空,
若在空心部分注满水后,由m=ρV可知,a物质做的球内水的质量最大,所以a物质做的球总重力最大,故D正确。
故选:D。
6.将规格为“6V6W”的小灯泡L1和规格为“12V6W”的小灯泡L2串联,两灯泡电阻不变,下列说法中正确的是( )
A.两灯均能正常发光
B.小灯泡L1比小灯泡L2亮
C.电的最大电压为18V
D.两灯的实际功率比为1:4
【分析】先根据P=U2R的变形公式求出两灯泡的阻值,然后根据P=UI的变形公式求出两灯泡的阻值;
(1)根据两灯泡的额定电流和串联电路处处电流进行分析;
(2)灯泡的实际功率决定灯泡的明暗程度,根据P=I2R判断两灯泡的明暗;
(3)先根据两灯泡的额定电流确定电路的最大电流,然后根据欧姆定律的变形公式求出最大电电压;
(4)根据P=I2R求出两灯泡的实际功率之比。
【解答】解:由P=U2R可得,小灯泡L1的阻值:R1=U12P1=(6V)26W=6Ω,小灯泡L2的阻值:R2=U22P2=(12V)26W=24Ω;
由P=UI可知,小灯泡L1的额定电流:I1=P1U1=6W6V=1A,小灯泡L2的额定电流:I2=P2U2=6W12V=0.5A;
A、因为串联电路中处处电流相等,而两灯泡的额定电流不相同,因此两灯泡不能同时正常发光,故A错误;
B、因为R1<R2,并且串联电路中处处电流相等,由P=I2R可知,P1<P2,所以小灯泡L2比小灯泡L1亮,该B错误;
C、因为I1<I2,所以串联电路中最大电流为0.5A,由I=UR可得,最大电电压U=I2R总=0.5A×(6Ω+24Ω)=15V,故C错误;
D、由P=I2R可知,两灯的实际功率比P1:P2=I2R1:I2R2=R1:R2=6Ω:24Ω=1:4,故D正确。
故选:D。
7.烧杯中盛有水和煤油(密度为0.8×103kg/m3),现将一实心球状蜡块(密度为0.9×103kg/m3)轻轻放入烧杯。则稍后待蜡块静止时( )
A.蜡块一半体积浸入水中,一半体积浸入煤油中
B.煤油对蜡块的作用力方向竖直向上
C.水对蜡块的作用力小于蜡块的重力
D.水对蜡块的作用力大于蜡块的重力
【分析】首先根据煤油、水的密度判断出两种液体的位置,然后根据煤油、水、蜡块的密度判断出蜡块在煤油和水中的状态,再根据浮沉条件得出蜡块受到水的作用力,从而得出水对蜡块作用力与蜡块重力的关系;
根据阿基米德原理表示出蜡块的浮力,并根据重力公式和密度公式表示出蜡块的重力,比较浮力与重力的关系可知蜡块在水中和煤油中体积的大致关系,根据蜡块在煤油中的部分以及浮力产生的实质确定蜡块受到作用力的方向。
【解答】解:
A、因为煤油的密度小于水的密度,所以液体的上方为煤油,下方为水;蜡的密度大于煤油的密度,在煤油中下沉,小于水的密度,在水中会漂浮,所以蜡块应在水和煤油之间;
假如蜡块一半体积浸入水中,一半体积浸入煤油中,则蜡块受到的浮力:F浮=ρ水g×12V=12×1×103kg/m3×gV=0.5×103kg/m3×gV
蜡块的重力:G=mg=ρ蜡gV=0.9×103kg/m3×gV,
显然浮力小于重力,因此蜡块在水中浸入的体积大于在煤油中浸入的体积,故A错误;
B、蜡块的上部在煤油中,会受煤油竖直向下的压力,故B错误;
CD、蜡块所受浮力等于水对其向上的作用力和煤油向下作用力之差,所以水对蜡块的作用力大于蜡块的重力;故C错误,D正确。
故选:D。
二.填空题
8.固态、液态和气态是物质常见的三种状态,某物质通过放热、吸热在甲、乙、丙三种物态之间转化,如图所示。 丙 (选填“甲”、“乙”或“丙”)为气态,由甲到乙是 凝固 (填物态变化的名称)过程。
【分析】(1)自然界中常见的物质因其存在的形式不同,可以分为三种状态:固态、液态和气态;
(2)物质由固态变为液态的过程叫熔化;物质由液态变为固态的过程叫凝固;物质由液态变为气态的过程叫汽化;物质由气态变为液态的过程叫液化;物质由固态变为气态的过程叫做升华;物质由气态变为固态的过程叫做凝华。
(3)熔化、汽化、升华吸热,凝固、液化、凝华是放热的。
【解答】解:由图知,丙到甲放热,甲到乙放热,所以丙为气态,乙为固态,则甲为液态;
甲到乙是液态变成固态的过程,所以是凝固。
故答案为:丙;凝固。
9.用中子轰击铀235原子核,铀核分裂时释放出核能,同时还会产生几个新的中子,这些中子又会轰击其他铀核……于是就导致一系列铀核持续裂变,并释放出大量的核能。这就是裂变中的 链式反应 。
【分析】核能的利用包括:裂变和聚变。裂变是通过链式反应实现的。
【解答】解:这些中子又会轰击其他铀核……于是就导致一系列铀核持续裂变,并释放出大量的核能。这就是裂变中的链式反应。
故答案为:链式反应。
10.2020年中国航天大会在福州开幕,一大波飞行器“着陆”福州,如图所示。小明发现“长征”系列火箭都采用液态氢做燃料,主要是利用氢气 热值 大的特点,火箭升空时将燃料的 化学 能转化为火箭的 机械 能。细心的同学还发现返回舱的外壳被烧焦,这是因为返回舱进入大气层时克服空气摩擦 做功 ,内能增加,温度升高,像火球一样把外壳烧焦了。
【分析】热值是燃料的一种特性,热值越大,完全燃烧相同质量的燃料时,释放出的热量越多;
改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程;做功过程是能量的转化过程,即机械能与内能之间相互转化;
燃料燃烧过程中,化学能转化为内能。
【解答】解:
运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量;
火箭的燃料燃烧过程中,化学能转化为内能,内能再转化为火箭的机械能。
返回舱的外壳被烧焦,这是因为返回舱进入大气层时克服空气摩擦,这是通过的做功的方式增大了火箭的内能,温度升高,像火球一样把外壳烧焦了。
故答案为:热值;化学;机械;做功。
11.南京鼓楼区煤炭港的天空上出现一大一小两个太阳,光学专家解释,当天空中伴有半透明的薄薄云层,空气中有不少漂浮物,这些漂浮物沾上云层中的水汽后,类似于多棱镜,使太阳光发生了 折射 (选填“折射”或“反射”)现象,所以产生了“两个太阳”,形成的太阳是 虚 (选填“实”或“虚”)像。
【分析】光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向就会发生偏转,即光的折射现象
【解答】解:漂浮物沾上云层中的水汽后,类似于多棱镜,所以当光线通过其表面时,会发生光的反射与折射而成虚像,这就是人们看到的“小太阳”。
故答案为:折射;虚。
12.如图所示,当车辆在高速行驶时,车窗紧闭,当打开天窗时,天窗外空气流速大于车内空气的流速,天窗外空气的压强 小于 车内空气的压强,所以车内空气被“抽”到车外。与此同时高速行驶中车辆对地面的压力 小于 重力。(以上两空均选填“大于”、“等于”或“小于”)。汽车座椅上的头枕可以减少汽车在突然 被追尾 (选填“刹车”或者“被追尾”)时对人体的伤害。车内使用的太阳能胎压监测装置上的太阳能电池板,是将太阳能直接转化为 电 能。
【分析】(1)液体和气体都称为流体,生活中常见的流体是水和空气,流体的流速越大,压强越小;流体的流速越小,压强越大。
(2)惯性是保持原来运动状态不变的性质。
(3)太阳能电池可以把太阳能转化为电能。
【解答】解:根据流体压强和流速的关系可知,当车辆在高速行驶时,车窗紧闭,当打开天窗时,天窗外空气流速大于车内空气的流速,天窗外空气的压强小于车内空气的压强,所以车内空气被“抽”到车外。
车辆高速行驶时,车辆上方空气流动大于下方的空气流动,因此车辆在竖直方向上受支持力和空气向上的托力的作用,因此车辆对路面的压力小于车辆的重力。
汽车在突然被追尾时,人由于具有惯性,要保持原来的运动状态,很容易向后撞去,因此汽车座位上的头枕,可以预防汽车被追尾时造成的危害。
车内使用的太阳能胎压监测装置上的太阳能电池板,是将太阳能直接转化为电能。
故答案为:小于;小于;被追尾;电。
13.如图甲乙小西在探究“电流产生的热量跟什么因素有关”的实验中,采用图所示的装置,接通电,瓶内空气被加热而膨胀,使U形管的液面高度发生变化。图甲所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 电阻 的关系;图乙所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与 电流 的关系。
【分析】电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。探究电流产生热量跟电阻关系时,控制通电时间和电流不变;探究电流产生热量跟电流关系时,控制电阻和通电时间相同;据此进行分析。
【解答】解:根据图甲可知,两个电阻串联在电路中,电流相同,通电时间相同,电阻不同,根据控制变量法可知,这是探究电流产生热量跟电阻的关系;
根据图乙可知,两个5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联,根据串联电路的电流特点可知,右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等,即I右=I左,
两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点可知I右=I内+I外,比较可知I左>I内;由于两瓶中电阻相等(均为5Ω),通电时间相等,电阻相同;电流不同,故探究的是电流产生的热量跟电流的关系。
故答案为:电阻;电流。
14.额外功:使用机械时,对人们没有用但又 不得不做的功 ,用W额表示。
【分析】使用机械时,①人们为完成某项任务必须做的功叫有用功;②对完成任务没有用,但不得不做的功叫额外功。
【解答】解:利用机械做功时,对人们有用的功叫有用功。不需要但又不得不做的功叫额外功,用W额表示。
故答案为:不得不做的功。
三.作图题
15.用手把小球压在弹簧上,松手后小球将向上运动。小球被压缩时的位置如图所示,请在图中画出松手后瞬间小球的受力示意图(O为小球的重心,空气对小球的作用力忽略不计)。
【分析】由题意分析松手后瞬间小球的受力情况,根据力的示意图画法画出小球所受到的力的示意图。
【解答】解:忽略空气对小球的作用力,把小球压在弹簧上,松手后瞬间小球受到向上的弹力和自身的重力作用,因松手后小球将向上运动,说明弹力大于重力;过重心O作竖直向下的重力G和竖直向上的弹力F,注意表示弹力的线段长度更长一些,如图所示:
16.如图完成下面家庭电路连接。
【分析】(1)三孔插座的接法:左孔接零线,右孔接火线,上孔接地,保险丝应该接到火线上。
(2)家庭电路中,开关控制用电器时,开关接在用电器和火线之间,这样既能开关控制用电器,又能保证使用的安全性。
【解答】解:
三孔插座的连接方法:上孔接地线,当金属外壳的用电器插入插座时,使金属外壳接地,防止金属外壳漏电发生触电事故;左孔接零线,右孔接火线;
灯泡的连接方法:火线首先接入开关,再入灯泡顶端的金属点,零线直接接在螺旋套上;开关既能控制灯泡,又能在灯泡损坏时,断开开关,切断了火线,安全的更换灯泡。如图所示:
17.如图所示,S点发出的一条光线经平面镜反射后,再经凸透镜折射,折射光线平行于主光轴射出,请画出:
(1)S点发出的入射光线。
(2)经平面镜的反射光线。
(3)凸透镜左侧焦点F的位置。
【分析】物和像关于平面镜对称,据此确定像点的位置;而反射光线好像是从虚像上发出的,据此连接像点与凸透镜上发生折射时的折射点,画出反射光线和入射光线,再根据过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴可得凸透镜左侧的焦点。
【解答】解:
根据平面镜成像特点,先作出S点关于平面镜的对称点,即为S的像点S′,再连接S'与凸透镜上发生折射时的折射点,即可得到S点发出的光经平面镜的反射光线,与镜面的交点A为入射点,连接SA即为平面镜的入射光线;
再根据通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴可知,射向凸透镜的光线(经平面镜的反射光线)与主光轴的交点为凸透镜左侧的焦点F,如图所示:
四.实验探究题
18.(1)如图1所示,用刻度尺测量物体的长度为 3.24 cm。
(2)如图2所示,电能表的示数为 2017.6 kW•h。
(3)在“测定铁块的密度”的实验中,用调好的天平测金属块的质量时,砝码及游码的位置如图3甲所示,则金属块的质量是 79 g;放入金属块前量筒内水的体积为20mL,放入金属块后量筒内水面位置如图乙所示,则金属块的密度为 7.9×103 kg/m3。
(4)如图4所示的装置可用来研究液体内部压强与 液体密度 的关系,其中 乙 (“甲”或“乙”)中金属盒上橡皮膜所受液体压强较大。
【分析】(1)刻度尺最小分度值是1mm,物体两端点没有与刻度尺零刻度线对齐,物体两端点所对应的刻度尺示数之差是物体的长度。
(2)本题首先要清楚电能表的读数方法:①最后一位是小数,②单位kW•h;
(3)被测物体的质量等于砝码的总质量与游码所对刻度之和。读取游码所对刻度时,以左侧为准。
用量筒测量液体体积时,先要明确量筒的分度值,读数时视线与最凹处相平;
已知金属块的质量和体积,用公式计算其密度。
(4)液体内部存在压强,液体压强的大小与液体的密度和深度有关,在探究液体压强与密度(深度)的关系时,要保持深度(密度)不变。
【解答】解:(1)由图知物体的长度为5.24cm﹣2.00cm=3.24cm。
(2)电能表最后一位是小数,单位kW•h;电能表的读数为2017.6kW•h。
(3)由甲图可知,金属块的质量为m=50g+20g+5g+4g=79g;
由乙图可知,放入金属块后水和金属块的总体积为30ml,
则金属块的体积为V=30ml﹣20ml=10ml=10cm3,
金属块的密度为:ρ=mV=79g10cm3=7.9/cm3=7.9×103kg/m3。
(4)比较甲、乙两图可知,橡皮膜在同一深度,U形管两侧液面高度差不同,液体的种类(液体密度)应不同;所以探究的是液体内部压强与液体密度的关系;
由图可知,图乙中U形管两侧液面高度差较大,故乙中金属盒上橡皮膜所受液体压强较大。
故答案为:(1)3.24;(2)2017.6;(3)79;7.9×103;(4)液体密度;乙。
19.小伟同学利用如图所示的实验装置,“探究影响滑动摩擦力大小的因素”。
(1)开始实验时,小伟应沿水平方向用弹簧测力计拉着木块在水平桌面上做 匀速直线 运动。此时弹簧测力计示数的大小才能反映木块受到的滑动摩擦力的大小。
(2)第一次实验时,小伟的操作如图甲所示,弹簧测力计的示数为 3.4 N。
(3)根据图 甲乙 两次实验数据,小伟可得出:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
(4)根据图乙、丙两次实验数据,小伟可得出滑动摩擦力的大小与 压力大小 有关。在接触面的粗糙程度相同时, 压力 越大,滑动摩擦力越 大 。
(5)在进行图丙实验过程中,若小伟突然增大拉力,此时木块在滑动过程中受到的滑动摩擦力的大小 不变 (选填“不变”、“变大”或“变小”)。
(6)完成上述实验后,小伟发现实验室里有两个形状和体积都相同的铁块和木块,他想比较一下铁块表面和木块表面的粗糙程度,于是进行了如下实验:按图甲分两次拉动铁块和木块,分别测出滑动摩擦力的大小。这两次实验 不能 (选填“能”或“不能”)比较出铁块和木块表面的粗糙程度,理由是 没有控制压力相同 。
【分析】(1)根据二力平衡的条件分析;
(2)判定出测力计的分度值,然后读数;
(3)(4)(5)(6)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,据此分析。
【解答】解:(1)实验时,用弹簧测力计拉着木块在水平方向做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡原理可知,此时木块所受摩擦力的大小与拉力的大小相等;
(2)弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3.4N;
(3)探究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关时,需要控制压力相同,接触面的粗糙程度不同,故需要对比甲、乙两次实验;
(4)根据图乙、丙两次实验数据可知,接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,探究的是滑动摩擦力的大小与压力大小有关;在接触面的粗糙程度相同时,压力越大,弹簧测力计示数越大,滑动摩擦力越大;
(5)摩擦力的大小与接触面的粗糙程度、物体间的压力大小有关,如果在拉动过程中突然增大拉力,接触面的粗糙程度与物体间的压力不变,此时木块受到的滑动摩擦力将不变;
(6)根据m=ρV,因铁与木的密度不同,故质量大小不同,重力大小不同,对支持面的压力大小不同,研究摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系,要控制压力大小,故按甲、乙两图先后拉动形状相同的木块、铁块,并测出摩擦力大小,不能比较出木块和铁块下表面的粗糙程度。
故答案为:(1)匀速直线;(2)3.4;(3)甲乙;(4)压力大小;压力;大;(5)不变;(6)不能;没有控制压力相同。
20.小刚在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验:
(1)请用铅笔画线代替导线,将甲图中电路连接完整,要求滑片P向C端滑动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大(连线时导线不允许交叉);
(2)正确连接好电路后,闭合开关发现电压表示数为3V,电流表无示数,滑动滑片P两表示数均无变化,则故障原因是 与电压表并联的电路断路 ;
(3)实验中测得多组数据,绘制出电阻R的I﹣U图象如图乙所示,由图象可得出电流与电压的关系是:保持 电阻 不变时,电流跟电压成 正比 关系。
【分析】(1)根据滑片P向C端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大确定变阻器B连入电路中;
(2)若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表示数接近电电压,说明电压表与电连通,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;
(3)根据多次实验数据绘制了如图乙所示的图象为过原点的直线得出结论。
【解答】解:(1)滑片P向C端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,故变阻器B连入电路中,如下所示:
(2)正确连接好电路后,闭合开关发现电压表示数为3V,接近电电压,电流表无示数,滑动滑片P两表示数均无变化,则故障原因是与电压表并联的电路断路;
(3)绘制出电阻R的I﹣U图象为过原点的直线,故由图象可得电流与电压的关系是:电阻不变时,电流与电压成正比;
故答案为:(1)如上所示;(2)与电压表并联的电路断路;(3)电阻;正比。
五.计算题
21.如图甲为某校物理兴趣小组设计的风力测量计原理图,电流表显示风力的大小,量程为0∼0.6A;R是一根长为6cm的均匀电阻丝,最大阻值为24Ω;定值电阻R0=6Ω,电电压恒为6V,弹簧右端的连杆上固定有滑片P及迎风板K。当风力为0时,P刚好处于电阻丝的a端;当风向右吹动迎风板K时,弹簧伸长并带动P在R上滑动,弹簧伸长的长度△L与所受风力F的变化关系如图乙所示,弹簧电阻不计,P与R接触良好且不计摩擦,试问:
(1)若将电流表的表盘改为风力计的表盘,则风力计表盘的零刻度应标在电流表表盘的何处?
(2)无风时,定值电阻R0消耗的电功率是多少?
(3)该风力计的量程为多少?
【分析】由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流。
(1)当风力为零时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,即可得出风力计表盘的零刻度应标在电流表表盘的何处;
(2)无风时,根据P=UI=I2R求出定值电阻R0消耗的电功率;
(3)由图甲可知,风力越大时,滑动变阻器接入电路中的电阻越小,电路中的电流越大,当电流表的示数最大时,该风力计的示数最大,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的电阻,根据“R是一根长为6cm的均匀电阻丝,最大阻值为24Ω”求出电阻丝连入电路中的长度,进一步得出弹簧的伸长量,根据图象可知此时的拉力,然后得出该风力计的量程。
【解答】解:由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电流表测电路中的电流
(1)当风力为0时,P刚好处于电阻丝的a端,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:
I=UR总=UR0+R=6V6Ω+24Ω=0.2A,
则风力计表盘的零刻度应标在电流表表盘的0.2A处;
(2)无风时,定值电阻R0消耗的电功率P0=I2R0=(0.2A)2×6Ω=0.24W;
(3)由图甲可知,风力越大时,滑动变阻器接入电路中的电阻越小,电路中的电流越大,
当电流表的示数为I大=0.6A时,该风力计的示数最大,此时电路中的总电阻:R总′=UI大=6V0.6A=10Ω,
则滑动变阻器接入电路中的电阻:R′=R总′﹣R0=10Ω﹣6Ω=4Ω,
因R是一根长为6cm的均匀电阻丝,最大阻值为24Ω,
所以,此时电阻丝连入电路中的长度:L=4Ω24Ω×6cm=1cm,
则弹簧的伸长量:△L=L﹣L′=6cm﹣1cm=5cm,
由图象可知,此时的拉力F=250N,即该风力计的量程为0~250N。
答:(1)若将电流表的表盘改为风力计的表盘,则风力计表盘的零刻度应标在电流表表盘的0.2A处;
(2)无风时,定值电阻R0消耗的电功率是0.24W;
(3)该风力计的量程为0~250N。
22.疫情期间,大壮同学自制了如图所示的健身器材,坚持锻炼身体。用细绳系在轻杆的O点将轻杆悬挂起来,在杆的A端悬挂质量m1=10kg的重物,在B端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置。已知AO长1.5m,OB长0.5m,大壮质量m2=56kg,g取10N/kg,求此时:
(1)大壮对杆的拉力大小;
(2)地面对大壮的支持力大小。
【分析】(1)杠杆在水平位置平衡,O是杠杆支点,AO是阻力臂,阻力大小等于重物G1大小,OB是动力臂,大壮对杠杆的拉力是动力,根据杠杆平衡条件求出拉力大小。
(2)对大壮进行受力分析,大壮受到重力、拉力和支持力作用,根据力的平衡知识求出地面对大壮的支持力。
【解答】解:(1)杠杆在水平位置平衡,O是杠杆支点,AO是阻力臂,阻力FA大小等于重物G1大小,FA=G1=m1g=10kg×10N/kg=100N,
OB是动力臂,大壮对杠杆的拉力FB为动力,
根据杠杆平衡条件可得:
FA×OA=FB×OB,
100N×1.5m=FB×0.5m,
解得:
FB=300N,
即大壮对杆的拉力为300N。
(2)大壮的重力:
G2=m2g=56kg×10N/kg=560N,
大壮受三个力,竖直向下的重力G2、杆对大壮竖直向上的拉力F、地面对大壮竖直向上的支持力F支,这三个力平衡,杆对大壮的拉力与大壮对杆的拉力为相互作用力,大小相等,则地面对大壮的支持力:
F支=G2﹣F=560N﹣300N=260N。
答:(1)大壮对杆的拉力大小为300N;(2)地面对大壮的支持力大小为260N。
六.实验探究题
23.如图1是探究“平面镜成像特点”的实验装置。实验步骤如下:把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支完全相同的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,直到看上去跟蜡烛A的像完全重合,此时在白纸上记下蜡烛A和蜡烛B的位置。移动点燃的蜡烛,多做几次实验。
(1)实验过程中蜡烛B 不需要 (选填“需要”或“不需要”)点燃。
(2)用透明玻璃代替平面镜的目的是 便于确定像的位置 。
(3)实验中若移开蜡烛B,将光屏放在像的位置,不透过玻璃板,直接观察光屏,看不到蜡烛A的像,说明平面镜成的是 虚像 。(选填“虚像”或“实像”)
(4)进行多次实验的目的是 避免实验结论偶然性,寻找普遍规律 。
(5)如图2,玻璃板原来沿直线BC竖直放置,若实验中将玻璃板沿顺时针方向转过一定角度θ(θ<90°)后,蜡烛A成的像移动到点A1处,已知图中方格均为边长相等的正方形,则θ= 45° 。
【分析】(1)另外一支相同的蜡烛与竖立在玻璃板前面点燃的蜡烛的像能完全重合;
(2)探究平面镜成像实验中,要用透明的玻璃板代替平面镜,虽然成像不太清晰,但是在物体一侧能看到物体的像,同时还能看到代替物体的另一个物体,便于确定像的位置;
(3)虚像光屏接收不到,实像光屏能接收到;
(4)一次实验不具备代表性,具有很大的偶然性,所以应采取同样的实验方案多做几次,才能保证结论的正确;
(5)平面镜成像与成像物体对应点连线与平面镜垂直。
【解答】解:(1)实验过程中蜡烛B不需要点燃;
(2)由于玻璃可以透光,所以在该实验中用透明玻璃板代替平面镜的目的是便于确定像的位置;
(3)移去蜡烛B,在其位置上竖立光屏,在光屏上不能承接到蜡烛A的像,说明平面镜成虚像;
(4)一次实验不具备代表性,应采取同样的实验方案多做几次,避免实验现象的偶然性,才能保证结论的正确;
(5)平面镜成像与成像物体对应点连线与平面镜垂直,连接A、A1,做出连线的垂直平分线,即移动后平面镜位置,如下图,可知玻璃板沿顺时针方向转过45°,
。
故答案为:(1)不需要;(2)便于确定像的位置;(3)虚像;(4)避免实验结论偶然性,寻找普遍规律;(5)45°。
24.佛山市正创建国家环境保护模范城市,某中学“STS”小组的同学为了探究汾江河的河水污染问题,他们采集了污水样品250ml,样品的质量如图1所示。将样品倒入图2所示的密封隔热装置中,用恒定功率为144.8W的电热器加热,并将加热时间和对应的温度记录在表中。
请回答下列问题:
加热时间/min
0
2
4
6
8
10
12
14
温度/℃
22
38
54
70
86
102
102
102
1)由图17(a)可知污水样品的质量 252.5 g,由此计算出污水的密度为 1.01 g/cm3。
2)用此装置加热的过程中,污水上方的气压 大于一个标准大气压 1标准大气压,致使污水沸点 高 。
3)用恒定功率为144.8W的电热器加热10min,消耗的电能是86860J,如果这些电能转化为内能全部给污水吸收(不计热损失和其它物体吸收),请你计算出污水的比热容为 4.28×103 J/(kg•℃)。
4)他们对污水样品的成分进行了检测,发现污水中许多重金属严重超标,如汞、镉、铅、镍等,原因可能是人们将废旧电池随意仍入南桥河造成的,为了保护环境,关于电池的使用,请谈谈你的看法或做法(谈一点即可). 废旧电池集中回收处理 。
【分析】(1)对于天平在读数时,其所有砝码的质量加上游码在标尺上对应的数据即为待测物体的质量。又已知污水的体积,根据密度公式求出污水的密度。
(2)气压越高,沸点越高,在一个标准大气压下,水的沸点为100℃;
(3)先根据W=Pt求出加热器消耗的电能,然后根据表中数据读出相应时间内污水温度的变化,最后利用Q吸=cm△t即可求出污水的比热容;
(4)废旧电池因含汞、镉、铅等重金属元素,会对水体造成严重的污染,应回收集中处理。
【解答】解:(1)此时所有砝码的质量是100g+100g+50g=250g,标尺的分度值是0.5g,故标尺的示数是2.5g,所以被测工艺品的质量是m=250g+2.5g=252.5g,
污水的体积:v=250ml=250cm3,
污水的密度:ρ=mV=252.5g250cm3=1.01g/cm3;
(2)根据表中数据可知,污水的沸点为102℃大于100℃,因此是由于污水上方的气压大于一个标准大气压,致使污水沸点高;
(3)Q吸=W=Pt=144W×2×60s=17280J,
根据表中数据可知,污水加热两分钟后,温度变化量为:△t=38℃﹣22℃=16℃,
由Q吸=cm△t可得:
c=Q吸m△t=17280J0.2525kg×16℃=4.28×103J/(kg•℃)。
(4)由于废旧电池中含有的重金属会严重地污染水体,为消除这种危害,一方面是研制使用无汞电池,另一方面是对电池进行回收处理。
故答案为:(1)252.5;1.01;(2)大于一个标准大气压;高;(3)4.28×103;(4)废旧电池集中回收处理。
25.在高速公路上常用超声波测速仪测量汽车的车速。它是根据测速仪发出并接收超声波脉冲信号的时间差,测出汽车的速度。设超声波测速仪发出的脉冲信号的时间间隔1.0s,超声波在空气中传播的速度为340m/s。若超声波测速仪所收到的脉冲信号的时间间隔为1.2s。
(1)汽车是在朝向测速仪行驶还是远离测速仪行驶?
(2)汽车在接收到连续两个脉冲信号之间的这段过程行驶了多少米?
(3)汽车的行驶速度是多少米每秒?(结果保留一位小数)
【分析】假设汽车静止,则相对于超声波测速仪间距不变,声速一定的情况下,由速度定义式可得接收到的超声波信号的时间间隔不变;假设汽车靠近运动,则相对于超声波测速仪间距变小,声速一定的情况下,由速度定义式可得接收到的超声波信号的时间间隔变小;假设汽车远离运动,则相对于超声波测速仪间距变大,声速一定的情况下,由速度定义式可得接收到的超声波信号时间间隔变大。
【解答】解:(1)设第一次超声波信号从发出到被反射回来的时间间隔△t1,第二次超声波信号从发出到被反射回来的时间间隔△t2,第一次发出的超声波与汽车相遇时超声波前进距离为:s1=12v声⋅△t1′′′′′′①
第二次放出的超声波与汽车相遇时超声波前进距离为:s2=12v声⋅△t2′′′′′′②
若汽车静止,则s1=s2,超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔也为1s,即△t1=△t2=1s代入①式可得:s1=s2=170m,汽车保持静止;
当超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔大于1s时,△t2>△t1,结合①②可得:s2>s1,所以汽车远离超声波测速仪;
当超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔小于1s时,△t2<△t1,结合①②可得:s2<s1,所以汽车向超声波测速仪运动。
综上所述,由题设△t2=1.2s>1s,故汽车远离超声波测速仪。
(2)超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔为1.2s时,两次脉冲运动的时间差:△t2﹣△t1=1.2﹣1.0=0.2s
汽车运动的时间:t′=1s+12(△t2−△t1)=1s+(1.2s−1s)=1.1s
则汽车在1.1s内通过的路程:△s=s2−s1=12v声⋅(△t2−△t1)′′′′′′③
③式代入数据可得△s=34m。
(3)汽车行驶速度v=△st′=34m1.1s≈30.9m/s
答:(1)汽车是在远离测速仪行驶;
(2)汽车在接收到连续两个脉冲信号之间的这段过程行驶了34米;
(3)汽车的行驶速度是30.9米每秒。
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