广东省江门市蓬江区2022-2023学年九年级上学期月考物理试题(含答案)
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这是一份广东省江门市蓬江区2022-2023学年九年级上学期月考物理试题(含答案),共33页。试卷主要包含了单项选择题,作图题,实验题,计算题,综合能力题,附加题等内容,欢迎下载使用。
广东省江门市蓬江区2022-2023学年九年级(上)月考物理试卷
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。在每小题列出的四个选项中,只有一个是正确的)
1.物理学中经常看到形如x=的公式。一种情形是x的大小与y、z都有关;另一种情况是x虽然可由y、x计算,但与y、z无关。下列四个公式中,属于后一种情形的是( )
A.电阻R B.压强p C.功率P D.电流I
2.蝴蝶飞行时能产生每秒振动5~6次的声波,蜜蜂飞行时能产生每秒振动300~400次的声波。假如你的眼睛被蒙上,那么有蝴蝶和蜜蜂分别从你头顶附近飞过,则( )
A.蝴蝶、蜜蜂飞过时,都能被发觉
B.蝴蝶、蜜蜂飞过时,都不能被发觉
C.蝴蝶飞过时能被发觉,蜜蜂飞过时不能被发觉
D.蜜蜂飞过时能被发觉,蝴蝶飞过时不能被发觉
3.凸透镜是一种基本光学元件,在生活中有广泛的应用。下列说法不正确的是( )
A.如果是远视眼,应当用凸透镜加以矫正
B.用放大镜观察报纸时,报纸应放在一倍焦距之内,要使观察的像更大而且清晰些,报纸要靠近放大镜
C.用照相机照人像照时,要使所成像更大而且清晰些,应该让拍摄对象靠近镜头,同时镜头前伸
D.用照相机照人像照时,要使所成像更大而且清晰些,应该改用长焦(即焦距更长的)镜头,同时镜头前伸
4.共享单车为人们的出行带来了便利,共享单车一般选用常见的普通自行车安装扫码开锁设备和定位设备制成。人骑自行车时,直接使车前进的力是( )
A.脚的蹬力 B.链条对后车轮的拉力
C.前轮受地面的摩擦力 D.后轮受地面的摩擦力
5.如图所示,一个不漏气的薄塑料袋平放在桌面上,一根饮料吸管插在袋口边缘,把袋口折几折后用胶带封住,使塑料袋口不漏气,把两块正方形硬纸板相隔一定距离平放在塑料袋上,大纸板的边长是小纸板的两倍。在大纸板上放两个一元硬币,在小纸板上放一个一元硬币,然后用嘴慢慢向里吹气。首先被塑料袋抬起的纸板是( )
A.大纸板 B.小纸板 C.同时被抬起 D.无法确定
6.如图所示,用沿斜面方向的拉力F,拉着一个重为G的物体A在粗糙的斜面B上匀速移动了s,物体A受到的摩擦力为f,物体A升高的高度为h,且物体A在发热。在这过程中,下面说法正确的是( )
A.F=G
B.斜面B的内能转化为A的机械能
C.η=
D.η=
7.如图所示,规格相同的甲、乙两容器中分别装有3kg和4kg的纯净水,并用不同加热器同时对其加热,根据所记录的数据分别得到图丙的水温与加热时间的关系图像A和B(不计热量损失)。则下列说法正确的是( )
A.乙杯中水每分钟吸收的热量为1.2×105J
B.加热时间相同,甲、乙两杯水升高的温度之比为3:2
C.甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为3:4
D.将甲、乙两容器中的液体从20℃加热至沸腾所需要的时间之比是3:4
8.如图所示,当S断开,甲、乙两表是电流表时,两示数之比I甲:I乙=3:5。当S闭合,甲、乙两表是电压表时( )
A.两表的示数之比U甲:U乙=5:2
B.两表的示数之比U甲:U乙=3:2
C.R1与R2的电阻之比R1:R2=5:3
D.R1与R2的电阻之比R1:R2=2:3
9.如图所示,F1=4N,F2=3N,此时物体A相对于地面静止,物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。下列说法正确的是( )
A.F2的功率为0.3W
B.弹簧测力计示数为6N
C.物体A受到地面向右大小为2N的摩擦力
D.如果增大F2,物体A可能向左运动
10.如图所示,浸入某液体中的物体恰好悬浮。物体的上、下表面积分别为S1和S2,并且S1<S2,此时物体下表面与上表面受到液体的压力差为△F.现用手将物体缓慢下压一段距离,松手后( )
A.物体保持悬浮,因为△F不变
B.物体保持悬浮,但△F变大
C.物体将上浮,因为△F变大
D.物体将下沉,因为△F变小
二、作图题(每题3分,共9分)
11.如图所示,一束激光α斜射向半圆形玻璃砖圆心O,结果在屏幕上出现两个光斑,请画出形成两个光斑的光路图。
12.按题目要求作图:
杠杆上B点挂着重物G,若在A点施加一个最小的力F使杠杆在图中的位置平衡,请画出力F的示意图。
13.学校安装了人脸识别测温系统。电源开关S1闭合后,若红外测温感知体温正常,开关S2闭合;若人脸识别通过,开关S3闭合;当体温正常且人脸识别通过时,闸门()自动打开。请利用图中的仪器,设计符合要求的电路,并在框内画出相应的电路图。
三、实验题(本大题2小题,共17分)
14.(6分)在中国科技馆二层的“探索与发现”A厅,有一件叫作“手蓄电池”的展品,如图甲是演示手握金属棒可以产生电流的实验装置,位于左侧的铁棒、铝棒和铜棒分别与检流计的正接线柱相连;位于右侧的铜棒、铝棒、铁棒分别与检流计的负接线柱相连。实验装置中六根金属棒跟检流计的线路连接方式如图乙所示。小云用该展品进行实验探究时,记录的实验数据如下表所示。请根据表中的实验数据回答下列问题:
左手握
右手握
检流计指针偏转方向
铜棒
铜棒
不偏转
铝棒
铝棒
不偏转
铁棒
铁棒
不偏转
铁棒
铝棒
向右偏转
铁棒
铜棒
向左偏转
(1)小云探究发现“手蓄电池”产生的电流方向与 有关;
(2)小云查阅资料发现,手握不同的金属棒,检流计的指针会发生偏转是因为我们手上的汗液是电解质,握住不同的金属棒时,手上的汗液便和金属发生了化学反应,使电子在不同种类的金属之间转移,有电荷的定向移动,从而产生了电流。左手握铁棒、右手握铝棒时,由于铝的性质比铁活泼,铝比铁更容易失去电子,电子会通过导线由铝棒传递到铁棒上。左手握铁棒、右手握铜棒时,由于铁的性质比铜活泼,铁比铜更容易失去电子,电子会通过导线由铁棒传递到铜棒上。这两次电子传递方向相反,因此检流计的指针会发生方向相反的偏转。如果实验中小云左手握铝棒,右手握铜棒,你认为检流计的指针应该 ;(选填“向左偏转”或“向右偏转”)
(3)请你简单解释左、右手同时握住相同的金属棒时,检流计指针不偏转的原因是: 。
15.(11分)如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)实验中(图甲)选择小卡片的目的是 ;
(2)当小卡片平衡时,小华将卡片 (选填“翻转”或“旋转”)一个角度,松手后小卡片 (选填“能”或“不能”)平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究 ;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小华下一步的操作是 ;
(4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是 ;
A.减少摩擦力对实验结果的影响
B.小书片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭转
(5)小明同学也对同一问题进行了探究,但他在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度,你认为 (选填“能”或“不能”)用小明的装置进行实验。
四、计算题(本题共2小题,共34分)
16.(16分)如图是某款可用电流表显示拉力大小的测力计原理图,电流表量程为0~0.6A,R0=4Ω,R1的最大阻值为16Ω,且ab的长度L=10cm,其阻值与长度成正比。滑片P上端固定在拉杆的O点,当弹簧处于原长时,滑片P位于a端(最右端),此时电流表的示数为0.3A。电源电压保持恒定,P与R1接触良好且不计摩擦,弹簧的电阻忽略不计,发生弹性形变时,弹簧的伸长量x与所受拉力F成正比,即F=kx(k为常数),题中弹簧的形变都是弹性形变,k=5000N/m。求:
(1)电源电压U;
(2)为了保证电路安全,R1接入电路的最小阻值;
(3)去掉图中的电流表,用电压表(量程0~3V)与R0并联,利用电压表显示拉力的大小,则电压表所能显示的最大拉力为多少?
17.(18分)如图甲所示,广水市徐家河水库风景如画。为了保护库区的环境,环保部门每隔一段时间就水库的水质进行检测。检测人员需要把一个正方体检测仪用钢丝绳匀速放入河水中,如图乙所示。检测仪匀速下降的速度为0.2m/s,正方体检测仪匀速下降时所受浮力及钢丝绳所受拉力随时间变化关系图象如图丙所示,河水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3。求:
(1)正方体检测仪的密度;
(2)从计时开始,在正方体检测仪匀速下降3s浸入水中时,下表面受到的压强;
(3)丙图中力F1的大小。
五、综合能力题(本题共2小题,共10分)
18.(4分)“蜻蜓点水”是常见的自然现象,某同学在研究蜻蜓运动的过程中,获得一张如图所示的蜻蜓点水的俯视图片。该图片记录了在相等时间内蜻蜓连续三次点水过程中激起的波纹,已知水的传播和蜻蜓的飞行都是匀速运动。根据图中波纹的形状和分布可知蜻蜓当时是向 (填“左”或“右”)飞行的,且飞行速度比水波传播的速度 (填“大”或“小”)。
19.(6分)阅读下列文章,回答问题。
天宫上的“毛细”
2022年10月12日,“天宫课堂”第三课开讲。这是中国航天员首次在问天实验舱内进行授课,在微重力环境下的毛细效应实验,我们看到,将不同粗细的上下开口的直管插入液体,不论管子粗细,液体都能上升直至填满整个管子。
当把一根与液体“浸润”的管子插入液面时,由于与管壁接触的一圈液体分子受到了被管壁向上拉的力,管中的液体会出现上升。在地球上,液面与器壁接触的位置就会向上弯曲,如图所示。当向上的力量与液柱受到的向下的重力匹敌时液面就不再上升,在微重力环境的空间中,由于没有重力的影响,液面会上升得更高。
反之如果把“不浸润”的管子放进液体里,液面会由于毛细效应而下降,在空间站这样微重力的环境中,无论管子插多深,液体都很难进入管内。
毛细效应是生活中十分常见的现象,医院里采指尖血用的那根细细的玻璃管就是利用毛细效应把血液吸进管中的。把纸巾的一角放入水中,稍后会发现整张纸巾都会变湿,土壤中的缝隙把深处的地下水吸到浅表处都是源于毛细效应,植物根系吸收的水分通过微管输送到高处也和毛细效应有关。
太空探索永无止境,我们要努力学习科学知识,为中国式现代化贡献力量。
(1)下列说法中错误的是 (只有一项是最符合题目要求的)
A、“浸润”现象中,液面上升的高度与重力有关
B.在天宫,将“不浸润”的管子插入液体越深,液体越容易进入管内
C.医院里采指尖血用细玻璃管把血液吸进管中利用了毛细效应
D.航天器上的热管中利用毛细效应将工作介质从冷凝端移动到蒸发端
(2)用玻璃量筒测量水的体积,视线要与水面的 齐平(选填“向下凹的底”或“向上凸的顶”),这是 现象(选填“浸润”或“不浸润”)。
六、附加题(本题共2小题,共20分)
20.(10分)某工厂每天都派小汽车接总工程师上班。每天早晨小汽车从工厂出发,7:00按时到达总工程师家,然后马上回程。有一天,汽车在路上因故障原因导致7:10时车还未到达总工程师家,于是总工程师步行出了家门。走了一段时间后遇到了前来接他的汽车,他上车后,汽车立即掉头继续前进。进入单位大门时,他发现比平时迟到20分钟。已知汽车的速度是工程师步行速度的6倍,则工程师步行时间为 min,汽车在路上因故障耽误的时间为 min。
21.(10分)阻值相等的三个电阻R和R1、R2、R3组成如图所示的电路,且R1=R2=R3,若电阻R1两端的电压为20V,电阻R3两端的电压为4V,则电阻R2两端的电压为 。
广东省江门市蓬江区2022-2023学年九年级(上)月考物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。在每小题列出的四个选项中,只有一个是正确的)
1.物理学中经常看到形如x=的公式。一种情形是x的大小与y、z都有关;另一种情况是x虽然可由y、x计算,但与y、z无关。下列四个公式中,属于后一种情形的是( )
A.电阻R B.压强p C.功率P D.电流I
【分析】电阻是导体本身的性质,与电压和电流无关;
压强由压力大小和受力面积的比值决定;
热值是燃料的特性,与放出热量和燃料质量无关;
通过导体的电流与导体两端电压成正比,与导体电阻成反比。
【解答】解:A、电阻计算公式:R=,但是电阻是导体本身的性质,与电压和电流无关,故A正确;
B、压强p=,压强由压力大小和受力面积的比值决定,压强大小与压力、受力面积有关,故B错误;
C、功率P=,功率的大小与功的大小和做功的时间有关,故C错误;
D、电流I=,通过导体的电流与导体两端电压成正比,与导体电阻成反比,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查学生对物理量概念和定义式的理解,知道各物理量的影响因素是做题的关键。
2.蝴蝶飞行时能产生每秒振动5~6次的声波,蜜蜂飞行时能产生每秒振动300~400次的声波。假如你的眼睛被蒙上,那么有蝴蝶和蜜蜂分别从你头顶附近飞过,则( )
A.蝴蝶、蜜蜂飞过时,都能被发觉
B.蝴蝶、蜜蜂飞过时,都不能被发觉
C.蝴蝶飞过时能被发觉,蜜蜂飞过时不能被发觉
D.蜜蜂飞过时能被发觉,蝴蝶飞过时不能被发觉
【分析】人们把高于20000HZ的声音叫做超声波,把低于20HZ的声音叫做次声波,人能够听到的频率范围是20HZ~20000HZ。
【解答】解:蝴蝶飞行时翅膀每秒振动5﹣6次,则飞行时翅膀振动的频率为:5~6HZ,
蜜蜂飞行时翅膀每秒振动300﹣400次,则飞行时翅膀振动的频率为:300~400HZ,
人能够听到的频率范围是20HZ~20000HZ,所以能听到的是蜜蜂飞过,而不能听到蝴蝶飞过
故选:D。
【点评】不同动物的发声频率范围和听觉频率范围是不同的,而超声波与次声波则是依据人的听觉频率范围划定的。人的听觉频率范围很有限,很多动物在这方面都能超过我们。
3.凸透镜是一种基本光学元件,在生活中有广泛的应用。下列说法不正确的是( )
A.如果是远视眼,应当用凸透镜加以矫正
B.用放大镜观察报纸时,报纸应放在一倍焦距之内,要使观察的像更大而且清晰些,报纸要靠近放大镜
C.用照相机照人像照时,要使所成像更大而且清晰些,应该让拍摄对象靠近镜头,同时镜头前伸
D.用照相机照人像照时,要使所成像更大而且清晰些,应该改用长焦(即焦距更长的)镜头,同时镜头前伸
【分析】根据凸透镜成像的三种情况和应用进行判断:
u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机。
2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪。
u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜。
凸透镜成实像时,物近像远像变大;凸透镜成虚像时,物距变大,像变大。
远视眼需要配戴凸透镜矫正。
【解答】解:A、如果是远视眼,像成在了视网膜的后方,应当用对光线具有会聚作用的凸透镜加以矫正,故A正确;
B、放大镜是利用物距小于一倍焦距成正立、放大的虚像的原理制成的;要使观察的像更大些,根据凸透镜成虚像的规律可知,应增大物距,则报纸要远离放大镜一些,故B错误;
CD、用照相机照人像照时,要使所成像更大而且清晰些,则需减小物距,增大像距,故应该让拍摄对象靠近镜头,同时镜头前伸;若改用长焦镜头(即焦距更长的),此时物体更靠近二倍焦距处,相当于物距减小,则像距变大,成的像变大,所以需要让镜头前伸,故CD正确。
故选:B。
【点评】本题考查了凸透镜成像情况和应用,考查了凸透镜成实像时,物距增大、像距减小、像变小。这两个知识点是凸透镜成像习题的重要依据,要熟练掌握。
4.共享单车为人们的出行带来了便利,共享单车一般选用常见的普通自行车安装扫码开锁设备和定位设备制成。人骑自行车时,直接使车前进的力是( )
A.脚的蹬力 B.链条对后车轮的拉力
C.前轮受地面的摩擦力 D.后轮受地面的摩擦力
【分析】自行车之所以能够前进直接原因是地面给它的摩擦力,因为是后轮驱动,所以后轮受到地面对它向前的摩擦力,而前轮不是驱动轮,被后轮推着前进,对地面向前运动,受到地面对它向后的摩擦力。
【解答】解:因为自行车的后轮是驱动轮,前轮是从动轮。自行车加速时,后轮对地面有一个水平向后的摩擦力,由于物体间力的作用是相互的所以地面也同时给后轮一个水平向前的摩擦,这个摩擦力驱动自行车向前运动。
故选:D。
【点评】正确的进行受力分析和知道物体间力的作用是相互的是解答本题的关键,考查了学生理论联系生活实际的能力。
5.如图所示,一个不漏气的薄塑料袋平放在桌面上,一根饮料吸管插在袋口边缘,把袋口折几折后用胶带封住,使塑料袋口不漏气,把两块正方形硬纸板相隔一定距离平放在塑料袋上,大纸板的边长是小纸板的两倍。在大纸板上放两个一元硬币,在小纸板上放一个一元硬币,然后用嘴慢慢向里吹气。首先被塑料袋抬起的纸板是( )
A.大纸板 B.小纸板 C.同时被抬起 D.无法确定
【分析】根据大纸板的边长是小纸板边长的两倍,可知大纸板的面积是小纸板的面积的4倍,然后分析两纸板对塑料袋的压强大小即可。
【解答】解:因为大纸板的边长是小纸板的边长的两倍,大纸板的面积是小纸板的面积的4倍,即S1=4S2;
大纸板上的压力是小纸板上压力的2倍,根据p=知大纸板对塑料袋的压强小,
所以大纸板会首先被塑料袋“抬”起来。故选A
【点评】压强的大小比较是近几年中考的一个侧重点,多以计算、填空等题型出现,而且经常把压强与实际生活融为一体,引导我们关注身边的各种物理现象,并找出规律。
6.如图所示,用沿斜面方向的拉力F,拉着一个重为G的物体A在粗糙的斜面B上匀速移动了s,物体A受到的摩擦力为f,物体A升高的高度为h,且物体A在发热。在这过程中,下面说法正确的是( )
A.F=G
B.斜面B的内能转化为A的机械能
C.η=
D.η=
【分析】(1)根据二力平衡条件分析F与G的大小关系;
(2)克服摩擦做功,机械能转化为内能;
(3)(4)F做的功为总功,克服重力G做的功为有用功,克服摩擦力做的功为额外功,再根据机械效率公式求出机械效率。
【解答】解:A、拉力与重力不在一条直线上,不是一对平衡力,所以F不一定等于G,故A错误;
B、A的机械能增加是因为外力F对它做功的结果,运动过程中克服摩擦力产生了内能,这部分内能其实也是来自于F做功的一部分,故B错误;
CD、F做的总功为:W=Fs、有用功为:W有=Gh,克服摩擦做的额外功为:W额=fs,则斜面机械效率为:η==,故C错误,故D正确。
故选:D。
【点评】本题通过简单的实验场景,考查了对二力平衡的判断,对能量转化的分析,对功与机械效率的计算等,有一定综合性。
7.如图所示,规格相同的甲、乙两容器中分别装有3kg和4kg的纯净水,并用不同加热器同时对其加热,根据所记录的数据分别得到图丙的水温与加热时间的关系图像A和B(不计热量损失)。则下列说法正确的是( )
A.乙杯中水每分钟吸收的热量为1.2×105J
B.加热时间相同,甲、乙两杯水升高的温度之比为3:2
C.甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为3:4
D.将甲、乙两容器中的液体从20℃加热至沸腾所需要的时间之比是3:4
【分析】(1)加热3min时,由图丙的乙图线可知乙容器中水升高的温度;而水的温度变化随时间的增加而均匀升高,据此判断加热1min 时乙容器中水升高的温度,已知水的质量和比热容,利用Q吸=cmΔt计算此时乙容器中的水吸收热量;
(2)由图丙可知,水的温度从20℃升高到40℃时,甲的加热时间为2min,乙的加热时间为3min;
已知两容器中水的质量和升高的温度(均升高20℃),由于不计热损失,由Q放=Q吸和Q吸=cmΔt即可求出每分钟放出的热量之比;
根据每分钟放出的热量之比可知加热相同的时间时水吸收的热量之比,然后根据Δt=可判断两杯水升高的温度之比。
(3)根据Q吸=cmΔt可得甲、乙两容器中的水从 20℃加热至沸腾所需热量之比;然后根据所用时间t=可得所用时间之比。
【解答】解:A、由图丙的乙图线可知,加热3min 时,乙容器中水升高的温度:
Δt乙=40℃﹣20℃=20℃;
由图象还可知,水的温度变化随时间的增加而均匀升高,
所以,加热1min时,乙容器中水升高的温度:
Δt乙′=Δt乙=×20℃=℃;
此时乙容器中的水吸收热量:
Q吸乙′=cm乙Δt乙′=4.2×103J/(kg•℃)×4kg×℃=1.12×105J,故A错误;
BC、由图丙可知,水的温度从20℃升高到40℃时,甲的加热时间为2min,
此时甲容器中的水吸收热量:
Q甲吸=cm甲Δt甲=4.2×103J/(kg•℃)×3kg×(40℃﹣20℃)=2.52×105J,
甲容器中的水每分钟吸收热量为:
Q吸甲′=Q甲吸=×2.52×105J=1.26×105J;
不计热损失,两加热器每分钟放出的热量与水每分钟吸收的热量相同,
则加热器每分钟放出的热量之比为:
Q甲放:Q乙放=Q吸甲′:Q吸乙′=1.26×105J:1.12×105J=9:8;
相同时间内,两杯水吸收的热量之比为Q甲:Q乙=9:8,
根据Δt=可得两杯水升高的温度之比为:
Δt甲:Δt乙=:=:=3:2,故B正确、C错误;
D、甲、乙两容器中的水从 20℃加热至沸腾,升高的温度相同,比热容相同,由Q吸=cmΔt可得所需热量之比:
Q甲吸:Q乙吸=m甲:m乙=3kg:4kg=3:4,
加热时间之比为:
t甲:t乙=:=:=2:3,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了吸热公式的灵活运用,本题需要注意是利用的不同加热器,则相同的时间产生的热量不同,解题的关键是从图象中获取有用信息。
8.如图所示,当S断开,甲、乙两表是电流表时,两示数之比I甲:I乙=3:5。当S闭合,甲、乙两表是电压表时( )
A.两表的示数之比U甲:U乙=5:2
B.两表的示数之比U甲:U乙=3:2
C.R1与R2的电阻之比R1:R2=5:3
D.R1与R2的电阻之比R1:R2=2:3
【分析】(1)若甲、乙均为电流表时,断开开关S,R1和R2并联,甲电流表测量R2的电流,乙电流表测量R1和R2总电流;已知两电流表的示数,根据并联电路各支路两端的电压相等以及欧姆定律的应用,求出支路的电阻之比;
(2)若甲、乙均为电压表时,闭合开关S,R1和R2串联,甲测电源的电压,乙测R2两端的电压;根据串联电路电流规律以及欧姆定律求得两电阻两端的电压之比,根据串联电路的电压规律求出两表的示数之比。
【解答】解:
CD、由电路图知,当甲、乙均为电流表时,断开开关S,R1和R2并联,且甲表测R2的电流,乙表测R1和R2总电流;
并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且I甲:I乙=I2:I=3:5,
所以I1:I2=2:3,
并联电路中各支路两端的电压相等:U1=U2,
根据欧姆定律可知,U1=IR1,U2=IR2,
所以R1:R2=I2:I1=3:2;故CD错误;
AB、当甲、乙均为电压表时,闭合开关S,R1和R2串联,甲测电源的电压,乙测R2两端的电压,
串联电路电流规律可知,I1=I2,
根据欧姆定律可知,I1=,I2=,
所以U1:U2=R1:R2=3:2,
由串联电路的电压规律可知:U甲=U1+U2,
所以,U甲:U乙=(U1+U2):U2=5:2,故A正确,B错误。
故选:A。
【点评】本题考查了串联电路的特点和并联电路的特点以及欧姆定律的应用,分清开关的通断和电表的更换时电路的连接方法是解决本题的关键。
9.如图所示,F1=4N,F2=3N,此时物体A相对于地面静止,物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。下列说法正确的是( )
A.F2的功率为0.3W
B.弹簧测力计示数为6N
C.物体A受到地面向右大小为2N的摩擦力
D.如果增大F2,物体A可能向左运动
【分析】(1)由图知,水平使用滑轮组,n=2,拉力端移动速度等于物体B移动速度的2倍,利用P===Fv求拉力做功功率;
(2)不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦,弹簧测力计的示数,即定滑轮受到向左的拉力等于拉力F2的3倍;
(3)一个物体在另一个物体表面上有相对运动或相对运动的趋势时,则两物体之间就产生摩擦力;静止的物体,所受合力为0;一对相互作用力大小相等,方向相反;
(4)滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,先分析A受到B的摩擦力的大小变化,再确定A的运动状态是否变化。
【解答】解:A、由图知,水平使用滑轮组,n=2,拉力端移动速度v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s,拉力做功功率P2=F2v=3N×0.2m/s=0.6W,故A错误;
B、不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦,弹簧测力计的示数F=3F2=3×3N=9N,故B错误;
C、对于物体A,水平方向受到的力:B向左的摩擦力fB=2F2=2×3N=6N、向右的拉力F1=4N,
因为A静止,所以地面对物体A有向右的摩擦力f地=fB﹣F1=6N﹣4N=2N,故C正确;
D、如果增大F2,B将做加速运动,B对A的压力和接触面的粗糙程度不变,B与A之间的摩擦力不变,A受力不变,还是处于静止状态,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了功率公式的应用、影响滑动摩擦力的因素、物体受力分析等知识点,要求认真审题,利用好水平使用滑轮组的特点是关键。
10.如图所示,浸入某液体中的物体恰好悬浮。物体的上、下表面积分别为S1和S2,并且S1<S2,此时物体下表面与上表面受到液体的压力差为△F.现用手将物体缓慢下压一段距离,松手后( )
A.物体保持悬浮,因为△F不变
B.物体保持悬浮,但△F变大
C.物体将上浮,因为△F变大
D.物体将下沉,因为△F变小
【分析】(1)根据阿基米德原理:F浮=ρ液gV排判断浮力变化;
(2)浮力产生的原因:物体受到的浮力等于向上和向下的液体压力差。
【解答】解:浸入某液体中的物体恰好悬浮,用手将物体缓慢下压一段距离,物体体积不变,排开液体体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知浮力不变;
因为下表面的压力减去上表面的压力等于物体受到的浮力与侧壁向下的压力之和,深度增加,所以侧壁向下的压强和压力也增大,所以上下表面压力差增大,即△F变大,故B正确。
故选:B。
【点评】本题考查了阿基米德原理的应用和浮力产生的原因等知识,掌握影响浮力的因素是解题的关键。
二、作图题(每题3分,共9分)
11.如图所示,一束激光α斜射向半圆形玻璃砖圆心O,结果在屏幕上出现两个光斑,请画出形成两个光斑的光路图。
【分析】本题要根据反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,画出反射光线;
根据光由空气斜射进入玻璃时遵循:折射光线、入射光线、法线在同一个平面内,折射光线、入射光线分居法线两侧,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角,作出折射光线。
【解答】解:
光线从空气斜射入玻璃砖时,会同时发生反射和折射现象,
根据反射定律,在过入射点在法线面画出反射光线,注意反射角等于入射角;
发生折射时,折射光线向法线偏折,折射光线小于入射光线,据此作出第一条折射光线;折射光线从玻璃砖射入空气中时,由于此光线是由圆心O射出,当经过第二个折射面时,正好与该入射点处的切线垂直,因此第二次折射光线的传播方向不变。
如图所示:
。
【点评】本题考查作光的反射和折射的光路图,掌握好反射和折射规律是关键。
12.按题目要求作图:
杠杆上B点挂着重物G,若在A点施加一个最小的力F使杠杆在图中的位置平衡,请画出力F的示意图。
【分析】根据杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,若阻力阻力臂乘积一定,则动力臂最大时动力会最小,而且动力使杠杆转动的效果与阻力(物体重力的拉力)使杠杆转动的效果相反。
【解答】解:根据杠杆平衡条件,要想动力最小,动力臂就要最大,因为支点是O点,当力作用在A点,OA为力臂时,力臂最长、动力最小,连接OA,动力F应与OA垂直斜向下,如图所示:
【点评】本题的解题关键是通过杠杆的平衡条件得出:在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小的结论。
13.学校安装了人脸识别测温系统。电源开关S1闭合后,若红外测温感知体温正常,开关S2闭合;若人脸识别通过,开关S3闭合;当体温正常且人脸识别通过时,闸门()自动打开。请利用图中的仪器,设计符合要求的电路,并在框内画出相应的电路图。
【分析】由题意可知,电源开关S1闭合后,只有当人脸识别通过、体温在正常范围都满足时,系统才会启动电动机打开闸门,说明开关S1、S2、S3相互影响、不能独立工作即为串联,据此进行解答。
【解答】解:电源开关S1闭合后,只有当人脸识别通过、体温在正常范围都满足时,系统才会启动电动机打开闸门,当人脸识别不通过或体温不正常时,闸门就不会打开,这说明三个开关是相互影响的,所以三个开关是串联的,如图所示:
【点评】本题考查根据要求设计电路,关键是明确串联电路中开关的作用。
三、实验题(本大题2小题,共17分)
14.(6分)在中国科技馆二层的“探索与发现”A厅,有一件叫作“手蓄电池”的展品,如图甲是演示手握金属棒可以产生电流的实验装置,位于左侧的铁棒、铝棒和铜棒分别与检流计的正接线柱相连;位于右侧的铜棒、铝棒、铁棒分别与检流计的负接线柱相连。实验装置中六根金属棒跟检流计的线路连接方式如图乙所示。小云用该展品进行实验探究时,记录的实验数据如下表所示。请根据表中的实验数据回答下列问题:
左手握
右手握
检流计指针偏转方向
铜棒
铜棒
不偏转
铝棒
铝棒
不偏转
铁棒
铁棒
不偏转
铁棒
铝棒
向右偏转
铁棒
铜棒
向左偏转
(1)小云探究发现“手蓄电池”产生的电流方向与 金属种类 有关;
(2)小云查阅资料发现,手握不同的金属棒,检流计的指针会发生偏转是因为我们手上的汗液是电解质,握住不同的金属棒时,手上的汗液便和金属发生了化学反应,使电子在不同种类的金属之间转移,有电荷的定向移动,从而产生了电流。左手握铁棒、右手握铝棒时,由于铝的性质比铁活泼,铝比铁更容易失去电子,电子会通过导线由铝棒传递到铁棒上。左手握铁棒、右手握铜棒时,由于铁的性质比铜活泼,铁比铜更容易失去电子,电子会通过导线由铁棒传递到铜棒上。这两次电子传递方向相反,因此检流计的指针会发生方向相反的偏转。如果实验中小云左手握铝棒,右手握铜棒,你认为检流计的指针应该 向左偏转 ;(选填“向左偏转”或“向右偏转”)
(3)请你简单解释左、右手同时握住相同的金属棒时,检流计指针不偏转的原因是: 不发生化学反应,没有电荷发生定向移动。 。
【分析】(1)根据表中数据分析;电流从检流计正接线柱流入,指针向右偏转,从检流计负接线柱流入,指针向左偏转;
(2)电荷的定向移动形成电流,电流的方向与自由电子定向移动的方向相反,比较铝棒与铜棒的金属活泼性分析;
(3)电荷的定向移动形成电流,根据金属的活泼性一样,不发生化学反应分析。
【解答】解:(1)由表中最后两行数据知,左手均为铁棒,右手分别握铝和铜棒时,指针偏转方向不同,即电流的方向不同,故小云探究发现“手蓄电池”产生的电流方向与金属种类有关;
(2)人是导体,如果实验中小云左手握铝棒,右手握铜棒,因铝的性质比铁活泼,铝比铜更容易失去电子,电子会通过人体由铝棒传递到铜棒上,电流的方向为从铜棒到铝棒,即电流从检流计负极流入,故检流计的指针应该向左偏转;
(3)左、右手同时握住相同的金属棒时,因金属的活泼性一样,不发生化学反应,没有电荷发生定向移动。
故答案为:(1)金属种类;(2)向左偏转;(3)不发生化学反应,没有电荷发生定向移动。
【点评】本题考查电流的形成和方向和金属的活泼性,关键从题中获取有关的信息。
15.(11分)如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。
(1)实验中(图甲)选择小卡片的目的是 不考虑重力对实验的影响 ;
(2)当小卡片平衡时,小华将卡片 旋转 (选填“翻转”或“旋转”)一个角度,松手后小卡片 不能 (选填“能”或“不能”)平衡,设计此实验步骤的目的是为了探究 不在同一直线上的两个力能否平衡 ;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,在图甲所示情况下,小华下一步的操作是 将卡片从中间剪开 ;
(4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是 A ;
A.减少摩擦力对实验结果的影响
B.小书片是比较容易获取的材料
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭转
(5)小明同学也对同一问题进行了探究,但他在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度,你认为 能 (选填“能”或“不能”)用小明的装置进行实验。
【分析】(1)小卡片质量比较小,重力比较小,可以忽略小卡片的重力;
(2)小卡片转过一个角度,小卡片上受到的两个拉力就不在一条直线上,是验证不在同一直线上两个力是否平衡;
(3)为了验证作用在同一物体上的两个力才能平衡,则小卡片上受到的两个拉力应分别作用在两个物体上,据此可知下一步的操作;
(4)为了减小实验误差,应减小摩擦力对实验的影响,根据摩擦力对实验的影响分析小明与小华的实验设计的优劣;
(5)平衡状态包括静止和匀速直线运动状态,所以物体处于匀速直线运动状态,也可以探究二力平衡条件。
【解答】解:
(1)实验中选择小卡片,小卡片的重力很小,可以忽略小卡片的重力;
(2)小华将小卡片旋转一个角度,两个拉力不在同一直线上,放手后,小卡片运动,说明小卡片不能平衡;设计此实验步骤的目的是为了探究:不在同一直线上的两个力能否平衡;
(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,则小卡片上受到的两个拉力应分别作用在两个物体上,所以下一步的操作是:将卡片从中间剪开;
(4)如图乙所示的实验,木块在桌面上受摩擦力作用,摩擦力对实验影响较大,而甲实验不受摩擦力的影响,因此甲实验优于乙实验,故选A;
(5)他在左右支架上装配两个滑轮时没有安装成相同高度但是仍然处于平衡状态,因此不影响实验结果能进行实验。
故答案为:(1)不考虑重力对实验的影响;(2)旋转;不能;不在同一直线上的两个力能否平衡;(3)将卡片从中间剪开;(4)A;(5)能。
【点评】探究平衡力条件的实验要尽量简化实验,用静止状态来代替匀速直线运动状态,用空中悬着的小卡片代替放在水平桌面的物体,简化实验,便于操作。
四、计算题(本题共2小题,共34分)
16.(16分)如图是某款可用电流表显示拉力大小的测力计原理图,电流表量程为0~0.6A,R0=4Ω,R1的最大阻值为16Ω,且ab的长度L=10cm,其阻值与长度成正比。滑片P上端固定在拉杆的O点,当弹簧处于原长时,滑片P位于a端(最右端),此时电流表的示数为0.3A。电源电压保持恒定,P与R1接触良好且不计摩擦,弹簧的电阻忽略不计,发生弹性形变时,弹簧的伸长量x与所受拉力F成正比,即F=kx(k为常数),题中弹簧的形变都是弹性形变,k=5000N/m。求:
(1)电源电压U;
(2)为了保证电路安全,R1接入电路的最小阻值;
(3)去掉图中的电流表,用电压表(量程0~3V)与R0并联,利用电压表显示拉力的大小,则电压表所能显示的最大拉力为多少?
【分析】由图可知,定值电阻R0与滑动变阻器R1串联接入电路,电流表测量电路中的电流,
(1)当滑片P在a端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据串联电路电阻规律可求出电路中的总电阻,由滑片P位于a端,电流表的示数,根据U=IR可求出电源电压;
(2)根据R=可知,当电源电压一定时,电路中的电流最大时,电路中的电流最小,根据电流表的量程可知电路中的最大电流,即当电路中的电流为0.6A时,滑动变阻器R1接入电路的阻值最小,由此可求出滑动变阻器R1接入电路的最小阻值;
(3)去掉图中的电流表,用电压表(量程0~3V)与R0并联,
当滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据串联电路电阻规律可知电路中的总电阻变小,根据I=可知电路中电流变大,根据U=IR可知定值电阻R0两端的电压变大,根据电压表的量程可知定值电阻R0两端的最大电压,所以当电压表的示数为3V时,滑动变阻器R1接入电路的阻值最小,根据串联电路电压规律可求出滑动变阻器两端的电压,根据串联电路电流规律和欧姆定律可求出通过滑动变阻器接入电路中的阻值,
由R1的最大阻值为16Ω,且ab的长度L=10cm,根据滑动变阻器的阻值与长度成正比可求出Pb的长度,根据LPa=Lab﹣LPb可求出Pa段的长度,
根据弹簧的伸长量与所受拉力成正比,即F=kx(k为常数),题中弹簧的形变都是弹性形变,k=5000N/m可求出拉力的大小,即电压表所能显示的最大拉力。
【解答】解:由图可知,定值电阻R0与滑动变阻器R1串联接入电路,电流表测量电路中的电流,
(1)当滑片P在a端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,
电路中的总电阻R=R1+R0=16Ω+4Ω=20Ω,
由滑片P位于a端,电流表的示数是0.3A,电源电压U=IR=0.3A×20Ω=6V;
(2)由于电流表的量程是0~0.6A,所以电路中的最大电流为0.6A,
当电路中的电流为0.6A时,滑动变阻器R1接入电路的阻值最小,此时电路中的总电阻R总′===10Ω,
滑动变阻器R1接入电路的最小阻值R滑最小=R总′﹣R0=10Ω﹣4Ω=6Ω;
(3)去掉图中的电流表,用电压表(量程0~3V)与R0并联,
当滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据串联电路电阻规律可知电路中的总电阻变小,根据I=可知电路中电流变大,
根据U0=I0R0可知定值电阻R0两端的电压变大,
由电压表的量程是0~3V可知,定值电阻R0两端的最大电压为3V,
当电压表的示数为3V时,滑动变阻器R1接入电路的阻值最小,此时滑动变阻器R1两端的电压U滑=U﹣U1′=6V﹣3V=3V,通过滑动变阻器的电流I滑=I0′===0.75A,滑动变阻器接入电路中的阻值R滑===4Ω,
R1的最大阻值为16Ω,且ab的长度L=10cm,根据滑动变阻器的阻值与长度成正比可知,Pb的长度LPb==2.5cm,
Pa段的长度LPa=Lab﹣LPb=10cm﹣2.5cm=7.5cm,
根据弹簧的伸长量与所受拉力成正比,即F=kx(k为常数),题中弹簧的形变都是弹性形变,k=5000N/m可知,拉力F=5000N/m×x,
所以当x=LPa=7.5cm时,拉力F=5000N/m×7.5×10﹣2m=375N。
答:(1)电源电压是6V;
(2)为了保证电路安全,R1接入电路的最小阻值是6Ω;
(3)电压表所能显示的最大拉力为375N。
【点评】本题主要考查欧姆定律的应用,串联电路电流、电压、电阻规律的应用,求解电压表所能显示的最大拉力是本题的难点。
17.(18分)如图甲所示,广水市徐家河水库风景如画。为了保护库区的环境,环保部门每隔一段时间就水库的水质进行检测。检测人员需要把一个正方体检测仪用钢丝绳匀速放入河水中,如图乙所示。检测仪匀速下降的速度为0.2m/s,正方体检测仪匀速下降时所受浮力及钢丝绳所受拉力随时间变化关系图象如图丙所示,河水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3。求:
(1)正方体检测仪的密度;
(2)从计时开始,在正方体检测仪匀速下降3s浸入水中时,下表面受到的压强;
(3)丙图中力F1的大小。
【分析】(1)根据图丙可知该材料受到的重力和正方体检测仪下表面刚刚接触到水面到刚好完全浸没时所需的时间,根据G=mg求正方体检测仪的质量,根据v=求出正方体检测仪的边长,根据密度公式求出正方体检测仪的密度;
(2)根据图像利用速度公式求出下降3s时下表面距水面的深度,根据p=ρgh求下表面受到的压强;
(3)根据阿基米德原理求出正方体检测仪浸没在水中受到的浮力,根据F=G﹣F浮可求出图丙中力F1的大小。
【解答】解:(1)由图像可知,0﹣1s,正方体检测仪没有接触水面,故正方体检测仪重力为:G=120N,
由G=mg可知,正方体检测仪的质量:m===12kg,
由图像可知,从第1s末开始正方体检测仪下表面接触水面,第2s末正方体检测仪刚好全部浸没,
由v=可知,正方体检测仪的边长:l=s=vt=0.2m/s×(2s﹣1s)=0.2m,
正方体检测仪的体积:V=l3=(0.2m)3=0.008m3,
则正方体检测仪的密度:
ρ===1.5×103kg/m3;
(2)下降3s时下表面所处的深度(即1﹣3s内下降的高度)为:
h=s'=vt'=0.2m/s×(3s﹣1s)=0.4m,
下表面受到水的压强为:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4×103Pa;
(3)由图丙可知,图中力F1的大小表示正方体检测仪浸没在水中时钢丝绳所受的拉力,
正方体检测仪浸没在水中时排开水的体积:
V排=V=0.008m3,
则正方体检测仪受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=80N,
图丙中力F1的大小:
F1=G﹣F浮=120N﹣80N=40N。
答:(1)正方体检测仪的密度为1.5×103kg/m3;
(2)从计时开始,在正方体检测仪匀速下降3s浸入水中时,下表面受到的压强为4×103Pa;
(3)丙图中力F1的大小为40N。
【点评】准确分析图像中提供的信息,熟练运用速度公式、液体压强公式、阿基米德原理,可解答此题。
五、综合能力题(本题共2小题,共10分)
18.(4分)“蜻蜓点水”是常见的自然现象,某同学在研究蜻蜓运动的过程中,获得一张如图所示的蜻蜓点水的俯视图片。该图片记录了在相等时间内蜻蜓连续三次点水过程中激起的波纹,已知水的传播和蜻蜓的飞行都是匀速运动。根据图中波纹的形状和分布可知蜻蜓当时是向 左 (填“左”或“右”)飞行的,且飞行速度比水波传播的速度 大 (填“大”或“小”)。
【分析】若蜻蜓和水波的速度相同,那么蜻蜓每一次点水的时候都会在上一个水波的边线上。若蜻蜓的速度比水波的速度快,则相互套着如图所示。
【解答】解:如图所示是蜻蜓连续三次点水过程中激起的波纹,圆圈越小,则水波的传播时间越短,即该波纹是后面点水后形成的,所以蜻蜓的飞行方向是从大圆到小圆,即向左飞行;
若蜻蜓飞行的速度和水波的速度相同,那么蜻蜓的每一次点水的时候都会是在上一个水波的边线上,而第二个水波和第一个水波都在以相同的速度运动,所以每个圆都应该是内切的。图中则说明蜻蜓飞行的速度比水波的速度大。
故答案为:左;大。
【点评】该题考查了运动的同步性,前提是运动的速度和方向均相等。
19.(6分)阅读下列文章,回答问题。
天宫上的“毛细”
2022年10月12日,“天宫课堂”第三课开讲。这是中国航天员首次在问天实验舱内进行授课,在微重力环境下的毛细效应实验,我们看到,将不同粗细的上下开口的直管插入液体,不论管子粗细,液体都能上升直至填满整个管子。
当把一根与液体“浸润”的管子插入液面时,由于与管壁接触的一圈液体分子受到了被管壁向上拉的力,管中的液体会出现上升。在地球上,液面与器壁接触的位置就会向上弯曲,如图所示。当向上的力量与液柱受到的向下的重力匹敌时液面就不再上升,在微重力环境的空间中,由于没有重力的影响,液面会上升得更高。
反之如果把“不浸润”的管子放进液体里,液面会由于毛细效应而下降,在空间站这样微重力的环境中,无论管子插多深,液体都很难进入管内。
毛细效应是生活中十分常见的现象,医院里采指尖血用的那根细细的玻璃管就是利用毛细效应把血液吸进管中的。把纸巾的一角放入水中,稍后会发现整张纸巾都会变湿,土壤中的缝隙把深处的地下水吸到浅表处都是源于毛细效应,植物根系吸收的水分通过微管输送到高处也和毛细效应有关。
太空探索永无止境,我们要努力学习科学知识,为中国式现代化贡献力量。
(1)下列说法中错误的是 B (只有一项是最符合题目要求的)
A、“浸润”现象中,液面上升的高度与重力有关
B.在天宫,将“不浸润”的管子插入液体越深,液体越容易进入管内
C.医院里采指尖血用细玻璃管把血液吸进管中利用了毛细效应
D.航天器上的热管中利用毛细效应将工作介质从冷凝端移动到蒸发端
(2)用玻璃量筒测量水的体积,视线要与水面的 向下凹的底 齐平(选填“向下凹的底”或“向上凸的顶”),这是 浸润 现象(选填“浸润”或“不浸润”)。
【分析】(1)阅读题干内容可知“浸润”现象中,当向上的力量与液柱受到的向下的重力匹敌时液面就不再上升,因此液面上升的高度与重力有关;医院里采指尖血用的那根细细的玻璃管就是利用毛细效应把血液吸进管中的;在空间站这样微重力的环境中,“不浸润”的管子无论插入多深,液体都很难进入管内;
(2)用量筒测量水的体积时,量筒内的水面不相平,接触玻璃管的位置液面要比中间位置高,所以在读取液体体积时,视线要与水面的凹面相平。根据题干叙述,可知,这是“浸润”现象。
【解答】解:(1)不“浸润”的管子,在空间站这样微重力的环境中,无论管子插多深,液体都很难进入管内。故:B错误;
(2)玻璃管属于“浸润”管子,液面与器壁接触的位置就会向上弯曲,会形成四周高,中间低的液面,因此在用量筒测量水的体积时,视线要与水的向下凹的底相平。
故答案为:(1)B;(2)向下凹的底;浸润。
【点评】本题是材料阅读题,主要考查学生从题目中找寻有用信息的能力,信息量比较大,难度不高。
六、附加题(本题共2小题,共20分)
20.(10分)某工厂每天都派小汽车接总工程师上班。每天早晨小汽车从工厂出发,7:00按时到达总工程师家,然后马上回程。有一天,汽车在路上因故障原因导致7:10时车还未到达总工程师家,于是总工程师步行出了家门。走了一段时间后遇到了前来接他的汽车,他上车后,汽车立即掉头继续前进。进入单位大门时,他发现比平时迟到20分钟。已知汽车的速度是工程师步行速度的6倍,则工程师步行时间为 12 min,汽车在路上因故障耽误的时间为 24 min。
【分析】正常7:00到工程师家,出事后,耽误t分钟,7点t分到他家,他在家等了10分钟,车没来,就走了a分钟,在7点(10+a)分时遇到了车,他走a分钟的路程,车走分钟就走完,也就是在7点(t﹣)时遇到了车,得出关系式10+a=t﹣;
正常时从他家到公司用b分钟,在他遇到车的地点到公司要(b﹣)分钟,也就是7点(t﹣+b﹣)分钟到公司,已知他是7点(b+20)分到的,得出关系式t﹣+b﹣=b+20;联立方程组求解。
【解答】解:
正常7:00到工程师家,
出事后,耽误t分钟,7点t分到他家,
他在家等了10分钟,车没来,
就走了a分钟,在7点(10+a)分时遇到了车;
他走a分钟的路程,车走分钟就走完,
也就是在7点(t﹣)时遇到了车,
有10+a=t﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
正常时从他家到公司用b分钟,
在他遇到车的地点到公司要(b﹣)分钟,
也就是7点(t﹣+b﹣)分钟到公司,
已知他是7点(b+20)分到的,
所以有t﹣+b﹣=b+20﹣﹣﹣﹣②
由①②解得:
a=12,t=24。
则汽车在路上因故障耽误的时间为24min。
故答案为:12;24。
【点评】此题主要考查速度公式的应用,依据题意得出晚到工厂的时间具体原因以及汽车所晚的20分钟具体原因得出等量关系是解决问题的关键。
21.(10分)阻值相等的三个电阻R和R1、R2、R3组成如图所示的电路,且R1=R2=R3,若电阻R1两端的电压为20V,电阻R3两端的电压为4V,则电阻R2两端的电压为 8V 。
【分析】(1)由电路图可知,R3与R串联后与R2并联,再与R串联,最后再与R1并联;已知R3两端的电压,根据欧姆定律可求该支路电流,再根据并联电路的电压特点和串联电路的电压特点得出通过最右端R的电流,得出等式。
(2)根据并联电路的电流特点得出通过中间电阻R的电流,根据欧姆定律表示出其两端的电压,再根据R1两端的电压等于中间电阻R两端的电压和R2两端的电压之和得出等式,联立等式得出方程,解方程即可得出电阻R2两端的电压。
【解答】解:如下图所示:
设R2两端的电压为U2,R1=R2=R3=x,
由图1可知:BCD中R与R3串联,通过R3的电流,
因最右边R3与R串联后在与R2并联,
所以,通过R的电流,
所以,=﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
如图2可知:BE与BCD并联,
通过中间电阻R的电流I=+,
中间R两端的电压为UR中=IR=(+)R,
由图3可得:ABE与AF并联,
因电阻R1两端的电压为20伏,
所以,(+)R+U2=20V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②两式可得:U22+4U2﹣96=0,
解得:U2=8V,U2=﹣12V(舍掉)。
故答案为:8V。
【点评】本题考查了并联电路和串联电路的特点以及欧姆定律的应用,关键是分清电路各元件的连接方式,难点是根据已知电压建立方程。
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