2023年山东省泰安市中考物理模拟试卷(含解析)
展开2023年山东省泰安市中考物理模拟试卷
第I卷(选择题)
一、单选题(本大题共15小题,共30.0分)
1. 下列描述与实际相符的是( )
A. 普通家用照明灯的工作电流约为2A
B. 大气压约等于76cm高水柱产生的压强
C. 人正常步行的速度约是4km/h
D. 减小摩擦,滑轮组的机械效率能达到100%
2. 下列是教材中涉及声音的产生、传播及特性的一些情景示意图。关于各图说明的理解,下列说法中正确的是( )
A. 物体振动就会让人耳听到声音
B. 声音只能在空气中传播
C. 物体振动幅度越大音调越高
D. 禁止鸣笛是从声源处防止噪声的产生
3. 今年,我国多地小麦喜获丰收,大量采用联合收割机抢收小麦。在收割过程中(如图),拖拉机和联合收割机以同样快慢向同一方向行驶;拖拉机装满麦穗后,驶离联合收割机。下列说法正确的是( )
A. 收割过程,联合收割机相对于拖拉机是静止的
B. 收割过程,联合收割机相对于拖拉机是运动的
C. 驶离过程,拖拉机相对于联合收割机是静止的
D. 驶离过程,拖拉机相对于地面是静止的
4. 下列光学情景的描述中,正确的是( )
A. “拱桥倒影”,是等大的虚像
B. “弯折的铅笔”,是放大的实像
C. “墙上的手影”,是放大的虚像
D. “后视镜中的车辆”,是缩小的实像
5. 关于物态变化,下列说法正确的是( )
A. 冬天,向积雪的道路撒盐是为了降低雪的熔点
B. 冬天口中呼出的“白气”是汽化现象
C. 晒在太阳下的湿衣服变干是凝固现象
D. 冬天,树上经常有美丽的“雾凇”,这是凝固现象
6. 实验操作考试临近,同学们上实验室练习,通过训练提高操作技能。如图,小明正在做凸透镜成像实验,此时光屏上出现了清晰的像。下列正确的是( )
A. 该透镜与近视眼镜的镜片是同一类透镜
B. 该透镜的焦距是30cm
C. 此时成的是倒立、等大的实像
D. 如果将蜡烛向左移,光屏需要适当右移才能再次形成清晰的像
7. 2020年11月,我国提出新能源汽车发展战略计划。如图是新能源汽车的充电桩,下列有关说法符合安全用电的是( )
A. 安装充电桩时,不连接地线也可以
B. 万一有充电桩起火,应迅速浇水扑灭
C. 每个充电桩在安装时都要装漏电保护器
D. 有经验的电工在安装充电桩时不必断开电源
8. 关于下列四幅图中,现象的解释错误的是( )
A. 甲图中两张纸中间向下吹气,流速越大的位置压强越小,两张纸会向中间靠拢
B. 乙图中列车驶过时乘客需要站在安全线以外,因为列车附近气体流速较大压强较小
C. 丙图中塑料瓶中的水短时间内不会全部流掉的原因是受到大气压的作用
D. 丁图中人吸气的时候管内液面上升,吹气的时候管内液面下降
9. 如图所示,四个相同的容器内水面一样高,a容器内只有水,b容器内有木块漂浮在水面上,c容器内漂浮着一块冰块,d容器中悬浮着一个空心球。则下列四种说法正确的是(ρ酒<ρ水)( )
A. d容器总质量最大
B. b容器中再倒入酒精后,木块在液面下的体积减小
C. c容器中冰块熔化后烧杯底部受水的压强变大
D. d容器中再倒入酒精后,小球所受浮力将减小,容器底受到液体压强变大
10. 2022年2月4日—2月20日,北京、河北张家口将举办第24届冬季奥林匹克运动会,如图所示是我国运动健儿在冰雪赛场上的英姿。下列有关说法中正确的是( )
A. 甲图中速度滑冰运动员在加速滑行的过程中,受到的摩擦力逐渐增大
B. 乙图中自由滑雪空中技巧运动员在空中加速下落过程中,他的机械能将增大
C. 丙图中运动员将冰壶推出后,冰壶继续滑行,是因为冰壶具有惯性
D. 丁图中运动员站在最高领奖台上,运动员对领奖台的压力和领奖台对运动员的支持力是一对平衡力
11. 如图所示,质量一定的木块放在粗糙程度不同的水平桌面上,AB=BC,木块在水平恒力F作用下从静止开始从A运动到C,AB过程中加速运动,BC过程中匀速运动,下列说法中正确的是( )
A. 木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力
B. 水平拉力F在AB段做的功大于在BC段做的功
C. 木块在AB段与桌面有摩擦,它的机械能逐渐减小
D. 水平拉力F在AB段的功率小于在BC段的功率
12. 抗击新型冠状病毒需要随时监测体温,小沙同学利用热敏电阻R和定值电阻R0设计了一个“温度计”的模拟电路。热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小,他把电表的刻度值都改为相应的温度值,且温度升高时电表的示数变大,在图所示的电路图中,闭合开关,符合设计要求的是( )
A. B.
C. D.
13. 工人用大小为400N的拉力F提升重为600N的物体,如图所示,在12s内绳子自由端被匀速直线拉下6m(不计绳子与滑轮之间的摩擦力),下列说法正确的是( )
①所做的有用功是3600J
②滑轮组的机械效率为75%
③拉力F的功率是400W
④若提升物体的重力变大,滑轮组的机械效率变大
A. 只有①和④
B. 只有②和③
C. 只有②和④
D. 只有①和②
14. 将三个相同的电阻R按照甲、乙两种不同的连接方式(如图)分别接到同一电源两端,则相同时间内整个电路消耗的电能之比W甲:W乙为( )
A. 1:3 B. 3:1 C. 1:9 D. 9:1
15. 如图甲所示的电路中,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω,电源电压保持不变。滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中,测得R2的电功率与通过它的电流的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. R1的阻值为16Ω
B. R2的滑片向左滑动时,电压表与电流表示数之比不变
C. 当电流为0.2A时,滑动变阻器R2消耗的电功率最大
D. 电流为0.4A时,10s内电流通过R1产生的热量是32J
第II卷(非选择题)
二、填空题(本大题共4小题,共8.0分)
16. 拉着一物块在水平面上运动,拉力随时间变化的图像如图甲所示,物块的速度随时间变化的图像如图乙所示,则物块在第7s时的摩擦力为______N。
17. 小明家使用的是瓶装液化气。如果每瓶中装入50kg液化气,液化气的热值为4.2×107J/kg,则每瓶液化气全部燃烧放出的热量是 J,若放出的热量有80%被利用,在1标准大气压下可把 kg的水从20℃加热至沸腾[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]。
18. 为了测量待测电阻R的值,设计了如图所示的电路,已知电表内阻不可忽略,其中电流表内阻为2Ω。电压表内阻为2000Ω,实验中测得电压表示数为10V,电流表示数为0.04A,则待测电阻R的值为 Ω。
19. 如图,小明将一个重为200N的小车以0.2m/s的速度从斜面底端匀速拉到斜面顶端,沿斜面向上的拉力为120N,小车沿斜面移动的距离s=2m,上升的高度h=1m。在此过程中拉力的功率为 W,斜面的机械效率为 (结果保留一位小数),摩擦力大小为 N。
三、作图题(本大题共2小题,共4.0分)
20. 如图,将一条形磁体放在小车上,并靠近螺线管,闭合开关后小车向右运动。请标出电源左端的极性(用“+”或“−”表示)和小磁针右端的磁极(用“N”或“S”表示)。
21. 在自动化生产线上,常用传送带传送工件,如图所示,一个工件与传送带一起以0.5m/s的速度水平向左做匀速直线运动,不计空气阻力,请在图中画出工件受力的示意图。
四、实验探究题(本大题共2小题,共12.0分)
22. 现有一瓶饮料,小明用托盘天平、烧杯和已知密度为ρ0的金属块测出了饮料的密度ρ。
(1)用天平测出金属块的质量m1,读数如图所示,为82.4g。
(2)把金属块放入空烧杯中,往烧杯中倒入适量饮料,使金属块浸没在饮料中,在烧杯液面位置做好标记。测出此时瓶和饮料的总质量为m2。
(3)取出金属块,放在台面上。往烧杯中倒饮料,直至液面到达标记处,测出此时 的总质量为m3。
(4)ρ= (用符号表示)。金属块取出时带走部分饮料,测量结果 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
23. 小北利用如图甲的电路探究“电流与电压、电阻的关系”。已知电源电压为4.5V且保持不变,实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω,滑动变阻器的规格为“0~50Ω”。
(1)用笔画线代替导线按图甲所示电路图将图乙中实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片P向左移动,电路中电流变大,导线不得交叉)。
(2)闭合开关,发现电压表和电流表均无示数,小北利用另一只完好的电压表进行检测,把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数;接在a、c之间,电压表无示数,如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是 。
(3)问题解决后,他们接入阻值为10Ω的电阻进行实验,并得出如表中的数据,对数据进行分析后得出实验初步结论是:电阻一定时,通过电阻的电流与它两端的电压成 。
电压U/V
1
1.5
2
2.5
电流I/A
0.1
0.15
0.2
0.25
(4)接下来他们再次对电流与电阻关系进行探究,为了用题目中提供的所有的定值电阻正确完成五次实验,应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持 V不变。完成第一组实验 ,改接另一个定值电阻后,继续操作有以下四步:①闭合开关;②将滑动变阻器的滑片移到最右端;③记录电流表示数;④将滑动变阻器的滑片移到适当位置。从安全和规范角度考虑,正确的顺序是 。
(5)小北同学每次随机选取一个定值电阻,进行了五次实验,根据所得数据画出电流与电阻关系的图像如图丙,且实验中各电路元件完好,读数、记录均正确。但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片控制电压表示数一定,根据图丙中的数据分析,阻值为 Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片,这次实验之前的那一次实验,小北选取的是阻值为 Ω的定值电阻。
五、计算题(本大题共2小题,共16.0分)
24. 水平桌面上放置一底面积为100cm2,重为6N的柱形容器,容器内装有20cm深的某液体。将一体积为400cm3的物体A悬挂在弹簧测力计上,弹簧测力计示数为10N,让物体从液面上方逐渐浸入直到浸没在液体中(如图),弹簧测力计示数变为5.2N。(柱形容器的厚度忽略不计,筒内液体没有溢出,物体未接触容器底,g=10N/kg)。求:
(1)物体浸没在液体中时受到的浮力;
(2)筒内液体密度;
(3)物体浸没时,容器对桌面的压强;
(4)将物块取出,容器底部受到的压强将变化多少?
25. 如图甲是只有加热、保温功能的电热水器的简易电路图,控制电路中,电源电压V=6V,R为阻值可调的电阻,热敏电阻Rt允许通过的最大电流Imax=15mA,其阻值随温度变化关系如图乙,电磁继电器线圈电阻不计。工作电路中,电源电压V=220V,电阻R1=22Ω,R2=198Ω。当电磁继电器线圈的电流I≤8mA时,衔铁上端与触点a接通;当电磁继电器线圈的电流I≥10mA时,衔铁被吸下与触点b接通。求:
(1)电热水器加热时的电流;
(2)电热水器的保温功率;
(3)为使控制电路能正常工作,可调电阻R的最小阻值;
(4)可调电阻R调为300Ω,电热水器工作稳定后,水温的变化范围。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:A.照明灯的电流在0.2A左右,故A不符合实际;
B.1标准大气压约等于76cm高汞柱产生的压强,故B不符合实际;
C.人正常步行的速度约为1.1m/s,即约4km/h,故C符合实际;
D.滑轮组工作时,不可避免的要克服动滑轮和绳的重力、摩擦等做一部分额外功,所以即使减小摩擦,但所做额外功不可能为零,滑轮组的机械效率不可能达到100%,故D不符合实际。
故选:C。
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。
对日常生活中的用电器额定电流、额定功率、额定电压等进行准确的估测,是要求初中学生掌握的一种基本能力,平时注意观察,结合所学知识多加思考,逐渐培养这方面的能力。
2.【答案】D
【解析】解:A、物体虽然振动,但产生的声音是次声波或者超声波,不在人耳的听觉范围之内,人耳就听不到声音,故A错误;
B、铃声随罩中空气抽出逐渐减弱,可以推理得出真空不能传声,但声音不但能在空气中传播,还能在固体、液体、其它气体中传播,故B错误;
C、物体振动幅度越大,声音的响度越大,故C错误;
D、禁止鸣笛是从声源处防止噪声的产生,故D正确。
故选:D。
(1)人耳听到声音的条件:①物体发生振动;②介质向外传声;③良好的听觉器官;④频率在人的听觉范围之内;⑤有足够的响度;
(2)声音的传播需要介质,声音可以在固体、液体、气体中传播,真空中不能传播声音;
(3)声音的强弱叫做响度,它与声源振动的振幅有关;
(4)防治噪声的途径有三条:①在声源处;②在传播过程中;③在人耳处。
本题考查了声音的传播条件、人耳听到声音的条件、防止噪声的途径、响度与振幅的关系等,是一道声学综合题,难度不大。
3.【答案】A
【解析】解:AB、收割过程,由于拖拉机和联合收割机以同样快慢、向同一方向前进,以拖拉机为参照物,联合收割机是静止的,故A正确,B错误;
C、驶离过程,以联合收割机为参照物,拖拉机相对于参照物位置发生了改变,因此拖拉机相对于联合收割机是运动的,故C错误;
D、驶离过程,以地面为参照物,由于拖拉机相对于参照物位置发生了改变,因此拖拉机是运动的,故D错误。
故选:A。
研究物体的运动时,必须事先选定一个标准的物体,这个事先被选作标准的物体叫参照物。如果被研究的物体相对于这个标准位置发生了改变,则是运动的;如果被研究的物体相对于这个标准位置没有发生改变,则是静止的。
运动和静止是相对的,研究同一物体的运动状态,如果选择不同的参照物,得出的结论可以不同,但都是正确的结论。
4.【答案】A
【解析】解:A、桥在水中的倒影是桥在水面上成的等大虚像,属于光的反射,故A正确;
B、铅笔斜插入水中,铅笔在水面处看起来变折了,这是由于铅笔反射的光从水中斜射入空气中时发生的折射现象,成放大虚像,故B错误;
C、手影是光的直线传播形成的,是一个放大的影子,故C错误;
D、汽车后视镜是凸面镜,成虚像,故D错误。
故选:A。
(1)当光照射到物体界面上时,有一部分光被反射回来的现象是光的反射,例如:平面镜成像、水中倒影都是由光的反射形成的;
(2)光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向会发生偏折,这种现象叫光的折射;
(3)光在同种、均匀介质中沿直线传播,日食、月食、影子(手影)、小孔成像都是光的直线传播形成的;
(4)汽车后视镜是凸面镜,成虚像。
本题综合考查了光的直线传播,光的反射和光的折射的成像问题,需要注意理解和掌握基础内容进行排除解答。
5.【答案】A
【解析】解:A、在其它条件相同时,积雪上撒盐是掺有杂质,积雪的熔点降低,即熔点低于当地温度,使雪熔化,交通方便,故A正确;
B、冬天人呼出的气体中含有水蒸气,这些水蒸气遇到外面的冷空气后会液化成小水珠,就形成了人们看到的“白气”,故B错误;
C、晒在太阳下的湿衣服变干,由液态变为气态的过程,属于汽化,故C错误;
D、“雾凇”是空气中的水蒸气遇冷凝结成的小冰晶,这是凝华现象,故D错误。
故选:A。
(1)影响晶体熔点高低的因素:物质的种类、压力的大小、是否有杂质。种类不同,熔点一般不同;压力越大,熔点降低;当有杂质掺入时熔点降低;
(2)物质由气态变为液态叫液化;
(3)物体由液态变为气态的现象叫汽化;
(4)物质由气态直接变为固态叫凝华。
此题考查了影响晶体熔点高低的因素、以及生活中的几种物态变化,首先要弄清变化前后的物态特征,然后根据规律来判断。
6.【答案】C
【解析】解:
A、实验中的透镜是凸透镜,近视眼镜是凹透镜,所以不是同种透镜,故A错误;
BC、由图可知,此时的物距为:40cm−10cm=30cm,像距为:70cm−40cm=30cm,成的是倒立、等大的实像,则u=2f,故f=15cm,故B错误,C正确;
D、凸透镜成实像时,具有物远像近像变小,将蜡烛向左移,光屏需要适当左移才能再次形成清晰的像,故D错误。
故选:C。
(1)近视眼镜是凹透镜;
(2)(3)根据题图和凸透镜成像规律确定凸透镜的焦距:u=2f,成倒立等大的实像;
(4)凸透镜成实像时,具有物远像近像变小的特点。
本题考查了凸透镜成像规律的应用,要熟练掌握规律的内容,解决此题的关键是求出焦距的大小。
7.【答案】C
【解析】解:A、安装充电桩时,为了安全,要接地线,故A不符合安全用电要求;
B、万一有充电桩起火,应先关闭电源再施救,故B不符合安全用电要求;
C、为了安全电路中必须要有保险丝或空气开关,每个充电桩在安装时都要装漏电保护器,故C符合安全用电要求;
D、安装充电桩时必须断开电源,故D不符合安全用电要求。
故选:C。
(1)对于金属外壳的家用电器,金属外壳一定接地,防止外壳漏电,发生触电事故;
(2)用电器起火,先关闭电源再救火;
(3)漏电保护器是电路漏电时,切断电源,起到保护作用;
(4)检修电路及更换元件时,应在停电的情况下工作,不能带电工作。
本题借助充电桩的安装考查安全用电的有关知识,难度不大。
8.【答案】D
【解析】解:A.对着两张平行的纸吹气,两纸中间的空气流速大压强小,而两纸的外部空气流速小压强大,两纸受到两边向内的压力差,被压到一起,故A正确;
B.当列车驶入时,会带动人和车之间的空气流动速度加快,此时人外侧的空气流动速度慢,人外侧空气流速慢压强大,而内侧流速快压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人推向列车,易出现危险,所以人必须站在安全线以外的区域候车,故B正确;
C.当把装满水的瓶子放入盆的水中时,由于大气压的作用,水不会从瓶子流出,此时外界大气压等于瓶内气压加上瓶内水产生的气压,所以瓶内水上方的气压小于外界大气压,当盆内水不断减少,瓶口露出水面时,瓶中的水向外流,瓶内的水产生的压强不断减小,一旦瓶口再次被水淹没,瓶中的水又停止外流,这样盆中的水就可以保持一定的高度,瓶口处的压强总是等于外界大气压,故C正确;
D.人吹气和吸气时,A管上方空气流速大压强小,小于管内压强,则液面在大气压的作用下上升,故D错误。
故选:D。
(1)流体压强与流速的关系:流速越大的地方,压强越小;流速越小的地方,压强越大;
(2)从大气压与瓶内压强的关系角度进行考虑,一开始瓶内封闭部分气体的压强+瓶内水的压强=大气压;随着水的蒸发,盆景内水减少,当瓶口刚露出水面时,会有少量空气进入瓶中,瓶内气压增大,瓶子的水会下降流出一部分,使水位重新升高,瓶口继续没入水中,空气不再进入,如此反复。
本题考查了流体压强与流速的关系、大气压的应用,属于基础题。
9.【答案】D
【解析】解:A、由于木块漂浮,则木块受到的浮力等于木块重,根据F浮=ρ水V排g可知:木块受到的重力等于排开的水重,已知a、b容器水面等高,则b容器的总重等于a容器的总重,同理可以得出,cd容器的总重力与a容器的总重力相同,由于水平面上的物体产生的压力与重力相等,由G=mg可知每个容器的总质量都相等,故A错误;
B、b容器中再倒入酒精后,使水的密度减小,但木块还是漂浮,受到的浮力相等,由F浮=ρ水V排g可知,排开水的体积增大,使木块在液面下的体积增大,故B错误;
C、由于冰漂浮于水面上,则F浮=ρ水gV排=G冰--------------①
由于冰熔化成水后,其质量不变,
所以,G冰=G水=ρ水gV水-------------②
联立①②可得:ρ水gV排=ρ水gV水,
所以,V排=V水,即:冰块排开水的体积跟冰熔化成水后的体积相等,所以,水面高度不变,
结合p=ρgh可知烧杯底部受水的压强不变,故C错误;
D、原来小球悬浮,ρ水=ρ球,d容器中再倒入酒精后,使水的密度减小,小球将下沉,由于排开水的体积不变,柱形容器内液体的重力增加,又因为柱形容器底部受到的压力等于液体和小球排开液体的重力之和,所以容器底部受到的压力变大,由p=FS可得容器底受到液体压强变大,故D正确。
故选:D。
(1)bc两个容器的物体漂浮,d三个容器中的物体悬浮,受到的浮力都等于物体重,由阿基米德原理可知排开的水重等于物体重,由此可知每个容器的总重力相同,由G=mg可知每个容器的总质量都相等;
(2)b容器中再倒入酒精后,使水的密度减小,但木块还是漂浮,受到的浮力相等,根据阿基米德原理可知排开水的体积增大,使木块在液面下的体积增大;
(3)冰漂浮于水面上,要想判断冰熔化之后,水面是否变化,需要比较冰块排开液体的体积跟冰熔化成水后的体积大小。若二者体积相等,水面不变;若增大,水面上升;若减小,水面下降;利用p=ρgh分析压强变化情况;
(4)d容器中再倒入酒精后,使水的密度减小,小球将下沉,由于排开水的体积不变,柱形容器内液体的重力增加,又因为柱形容器底部受到的压力等于液体和小球排开液体的重力之和,所以容器底部受到的压力变大,根据p=FS可得容器底受到液体压强的变化。
本题关键:一是漂浮、悬浮条件的使用,二冰化水质量不变(隐含条件),三是利用阿基米德原理时要同时考虑影响浮力的两个因素(液体的密度和排开液体的体积)。
10.【答案】C
【解析】解:A.影响滑动摩擦力大小的因素是压力的大小和接触面的粗糙程度,和物体的运动速度无关,所以速度滑冰运动员在加速滑行的过程中,受到的摩擦力大小不变,故A错误;
B.自由滑雪空中技巧运动员在空中加速下落过程中与空气摩擦,机械能转化成内能,机械能减小,故B错误;
C.一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫做惯性。运动员将冰壶推出后,冰壶之所以继续滑行,就是因为冰壶具有惯性,故C正确;
D.丁图中运动员站在最高领奖台上,运动员对领奖台的压力作用在奖台上,领奖台对运动员的支持力作用在运动员上,两个力作用在不同物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选:C。
(1)滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与其它因素无关;
(2)运动员在空中加速下落过程中与空气摩擦,机械能转化成内能,机械能减小;
(3)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性,惯性是物体的一种属性;
(4)二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,作用在同一个物体上。
本题考查摩擦力影响因素的认识、惯性的认识以及平衡力的判断,考查知识点多,综合性强。
11.【答案】D
【解析】解:A、木块在AB段做加速运动,木块受力不平衡,则木块受到的摩擦力小于水平拉力的大小,即fAB
因水平拉力F大小不变,所以木块在AB段受到的摩擦力小于木块在BC段的摩擦力,故A错误;
B、木块在AB段和BC段运动的距离相等,拉力F是恒力,则根据W=Fs可知,水平拉力F在AB段做的功等于在BC段做的功,故B错误;
C、木块在AB段做加速运动,则木块的动能增大;木块的高度不变,质量不变,则木块的势能不变;因机械能等于动能与势能之和,所以木块在AB段的机械能逐渐增大,故C错误;
D、由题知,木块在AB段做加速运动,在BC段做匀速运动,整个过程中速度的变化是连续的(即在BC段木块是以到达B点时的速度做匀速运动),所以木块在AB段的平均速度小于BC段的速度;
拉力F是恒力,则根据公式P=Wt=Fst=Fv可知,水平拉力在AB段的功率小于在BC段的功率,故D正确。
故选:D。
A、木块在AB段做加速运动,木块受力不平衡,则木块受到的摩擦力小于水平拉力的大小;木块在BC段做匀速运动,此时木块受力平衡,则木块受到的摩擦力大小等于水平拉力的大小,由此可得出结论;
B、木块在AB段和BC段运动的距离相等,拉力F是恒力,根据W=Fs可知做功的大小关系;
C、木块在AB段做加速运动,木块的动能增加,木块的势能不变,机械能等于动能与势能之和,由此可得出结论;
D、木块在AB段做加速运动,在BC段做匀速运动,整个过程中速度的变化是连续的(即在BC段木块是以到达B点时的速度做匀速运动),则木块在AB段的平均速度小于BC段的速度,根据功率公式P=Wt=Fst=Fv可比较功率的大小关系。
本题主要考查了物体的受力分析、影响滑动摩擦力大小的因素、功和功率的大小比较以及机械能的变化,根据物体的运动情况分析物体的受力情况是解题的关键之一,属于中档题。
12.【答案】B
【解析】解:A.图中热敏电阻R与R0并联,电流表测R0支路的电流,因为并联电路中各支路间互不影响,所以温度升高时,通过R0的电流不变,电流表示数不变,故A不正确;
B.图中热敏电阻R与R0串联,电流表测量电路的电流,当温度升高时,R的阻值减小,电路的总电阻减小,电源电压不变,由I=UR可知电路中电流变大,电流表示数变大,故B正确;
C.图中热敏电阻R与R0串联,电压表测量电源电压,当温度升高时,R的阻值变小;电源电压不变,则电压表的示数不变,故C不正确;
D.图中热敏电阻R与R0串联,电压表测R两端电压,温度升高时,R的阻值减小,电路的总电阻减小,电源电压不变,由I=UR可知电路中电流变大,由U=IR可知R0两端电压变大,由串联电路电压特点可知,R两端电压变小,即电压表示数变小,故D不正确。
故选:B。
(1)图中热敏电阻R与R0并联,电流表测R0支路的电流,根据并联电路中各支路间互不影响判断出电流表示数的变化;
(2)图中热敏电阻R与R0串联,电流表测量电路的电流,当温度升高时,R的阻值增大,电路的总电阻增大,电源电压不变由欧姆定律I=UR可判断出电路中电流的变化;
(3)图中热敏电阻R与R0串联,电压表测量电源电压;
(4)图中热敏电阻R与R0串联,电压表测R两端电压,温度升高时,R的阻值增大,电路的总电阻增大,电源电压不变由欧姆定律I=UR可判断出电路中电流的变化以及R0两端电压的变化,由串联电路电压特点判断出R两端电压的变化;
本题考查了串联和并联电路特点和欧姆定律的应用,解题的关键是正确分析电路的连接方式以及电表所测物理量。
13.【答案】C
【解析】解:由图可知,该滑轮组有效线段n=2,绳子自由端移动的距离s=nh,
物体提升的高度为h=s2=6m2=3m,
拉力做的有用功为W有=Gh=600N×3m=1800J,故①错误;
拉力做的总功W总=Fs=400N×6m=2400J,
滑轮组的机械效率:η=W有W总×100%=1800J2400J×100%=75%,故②正确;
在12s内拉力做功的功率为P=W总t=2400J12s=200W,故③错误;
提升物体的重力变大,由W有=Gh可知,在提升的高度相同时,有用功增大,不计绳子与滑轮之间的摩擦力,额外功不变,由η=W有W总=W有W有+W额=11+W额W有可知,机械效率增大,故④正确;
故ABD错误,C正确。
故选:C。
(1)由图知,n=2,绳子自由端移动的距离s=nh,据此求物体提升的高度,利用W有=Gh求有用功;
(2)利用W总=Fs求拉力做的总功,利用η=W有W总×100%求滑轮组的机械效率;
(3)利用P=W总t求拉力F的功率;
(4)根据W有=Gh分析有用功的变化,根据η=W有W总=W有W有+W额=11+W额W有分析判断。
本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率和机械效率的计算以及机械效率的影响因素,关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。
14.【答案】C
【解析】解:图甲中三个电阻串联接入电路,图乙中三个电阻并联接入电路,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,并联电路总电阻的倒数等于各负电阻的倒数之和,所以R甲=3R,R乙=13R,
分别接到同一电源两端,则相同时间内整个电路消耗的电能之比W甲:W乙=U2R甲t:U2R乙t=R乙R甲=13R3R=19。
故选:C。
根据串联电路电阻规律、并联电路电阻规律分别计算甲、乙两电路的总电阻,根据W=U2Rt计算将三个相同的电阻R按照甲、乙两种不同的连接方式分别接到同一电源两端,相同时间内整个电路消耗的电能之比。
本题考查串联电路特点、并联电路特点、电功公式的灵活运用,综合性强。
15.【答案】D
【解析】解:由图甲可知,两电阻串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小,由图象可知最大和最小电流分别为I最小=0.1A,I最大=0.5A,
由欧姆定律及串联电路的电压规律可得
U=I最小(R1+R2大)=0.1A×(R1+80Ω) ①
U=I最大R1=0.5A×R1②
解①②得R1=20Ω,U=10V,
故A错误;
B.R2的滑片向左滑动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,因电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,则电压表与电流表示数之比为滑动变阻器阻值,而滑动变阻器的电阻变小,则电压表与电流表的比值变小,
故B错误;
C.滑动变阻器R2消耗的功率为P2=I2R2=(UR1+R2)2R2=U2(R1−R2)2+4R1R2R2,
可知当R2=R1=20Ω时滑动变阻器R2消耗的功率最大,此时电路电流I=UR1+R2=10V20Ω+20Ω=0.25A,
故C错误;
D.电流为0.4A时,10s内电流通过R 1产生的热量Q1=I12R1t=(0.4A)2×20Ω×10s=32J,
故D正确。
故选:D。
由图甲可知,两电阻串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小,由图象读出最大和最小电流值,根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压,并求出R1的阻值和电源电压;
(2)R2的滑片向左滑动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,根据欧姆定律即可判断电路中的电流变化,根据串联电路的电压分配特点可知电压表示数变化;
(3)根据P=I2R即可求出R2的最大电功率;
(4)根据Q=I2Rt即可求出R1产生的热量。
本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用、电功率公式的灵活运用以及识图能力,关键是知道滑动变阻器接入电路中的电阻等于定值电阻的阻值时,滑动变阻器消耗的功率最大。
16.【答案】3
【解析】解:由图乙知:2~6s物体做匀速运动,此时物体处于平衡状态,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,由图甲知此过程的拉力为3N,所以滑动摩擦力为3N;6~8s物体做减速运动,但由于压力的接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,仍为3N,故第7s时,摩擦力为3N。
故答案为:3。
根据图乙分析各段的运动情况,根据图甲分析出拉力的大小,根据影响摩擦力的因素分析出摩擦力的大小。
本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,考查图像的运用和影响滑动摩擦力大小的两个因素,
17.【答案】2.1×109 5000
【解析】解:(1)整瓶液化气完全燃烧释放热量:
Q放=mq=50kg×4.2×107J/kg=2.1×109J;
(2)由η=Q吸Q放×100%×100%得,水吸收的热量:
Q吸=ηQ放=80%×2.1×109J=1.68×109J,
在标准大气压下,水沸腾时的温度t=100℃,
由Q吸=c水m水(t−t0)得,水的质量:
m水=Q吸c水(t−t0)=1.68×109J4.2×103J/(kg⋅℃)×(100℃−20℃)=5000kg。
故答案为:2.1×109;5000。
(1)知道液化气质量和热值,利用Q放=mq求出每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量;
(2)根据η=Q吸Q放×100%的变形公式求出水吸收的热量,在标准大气压下,水沸腾时的温度为100℃,利用吸热公式求出水的质量。
本题综合考查了水吸收热量的计算和燃料完全燃烧放出热量的计算,利用好热效率公式是解题的关键。
18.【答案】248
【解析】解:由电路图知电流表与定值电阻串联,电压表测量电流表和定值电阻两端的总电压,
由I=UR得电流表和定值电阻的总电阻为:
R总=UI=10V0.04A=250Ω,
根据串联电路电阻的规律知待测电阻R的值为:
R=R总−RA=250Ω−2Ω=248Ω。
故答案为:248。
由电路图知电流表与定值电阻串联,电压表测量电流表和定值电阻两端的总电压,
由I=UR算出电流表和定值电阻的总电阻,根据串联电路电阻的规律算出待测电阻R的值。
本题考查了欧姆定律的应用以及串联电路电阻的规律,是一道基础题。
19.【答案】24 83.3% 20
【解析】解:拉力的功率:P=W总t=Fst=Fv=120N×0.2m/s=24W;
克服物体重力做的有用功:W有=Gh=200N×1m=200J,
拉力做的总功:W总=Fs=120N×2m=240J,
斜面的机械效率:η=W有W总=200J240J≈83.3%;
克服摩擦力做的额外功:W额=W总−W有=240J−200J=40J,
由W额=fs可得,摩擦力:f=W额s=40J2m=20N。
故答案为:24;83.3%;20。
根据P=Wt=Fst=Fv计算拉力的功率;根据W有=Gh计算有用功,W总=Fs计算总功,根据η=W有W总计算机械效率;根据W总=W有+W额和W额=fs计算摩擦力。
本题考查使用斜面时有用功、额外功、总功、功率以及机械效率计算公式的应用,熟练运用公式是关键。
20.【答案】解:根据开关闭合,发现小车也向右运动,由同名磁极相互排斥可确定螺线管的右端为N极,左端是S极,小磁针的左端为N极,右端为S极;
螺线管的右端为N极,左端是S极,由安培定则可知电流从左端流入,右端流出,故电源的左端是正极,如图所示:
【解析】先根据小车向右运动判断出磁极间的相互作用(同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引)判断螺线管的N、S极、小磁针的N、S极,据安培定则分析即可解决。
此题的入手点是利用安培定则和小车的运动方向,这是一道综合题,很巧妙的将安培定则和磁极间的相互作用联系起来,是一道好题。
21.【答案】解:工件受到重力和支持力的作用,二者的大小相等、方向相反,是一对平衡力,过工件重心沿竖直向上和竖直向下的方向作出这两个力,分别记为F、G,注意这两条线段要等长,如图所示。
【解析】物体受到两个力的作用:重力G和支持力F,作用点都在重心,重力的方向竖直向下,支持力的方向向上。
本题考查了力的示意图和画法。本题容易错误解为还有一个向右的力,是没有注意到物体是匀速运动的。
22.【答案】瓶和饮料 m2−m3m1ρ0 偏大
【解析】解:(3)加注液体的体积等于金属块的体积、要测量加注液体的质量,应测量出加注后剩余饮料与瓶的质量之和;
(4)整个实验过程如下图所示:
在步骤4中,从瓶子中向烧杯中加注饮料的质量:m=m2−m3;
因往烧杯中倒饮料直至液面到达标记处,所以加注饮料的体积等于金属块的体积,
则该过程加注饮料的体积:V=V金=m金ρ金=m1ρ0;
饮料的密度(可理解为加注饮料的密度):ρ=mV=m2−m3m1ρ0=m2−m3m1ρ0;
金属块取出时带走部分饮料,需要加注更多饮料才能达到标记处,会造成测量出的饮料质量偏大,由ρ=mV可知,计算出的饮料密度值偏大。
故答案为:(3)瓶和饮料;(4)m2−m3m1ρ0;偏大。
(3)测量物质密度需分别测量出质量和体积,利用密度公式进行计算;
(4)分别表示出饮料的质量和体积,带入密度公式可得表达式;金属块取出时带走部分饮料会造成测量出的饮料质量偏大,由密度公式可知,计算出的密度偏大。
此题是“测量液体密度”的实验,包括了天平的读数以及密度的计算,是基本实验技能的训练,是学习的重要内容,属于基础题。
23.【答案】滑动变阻器断路 正比 1.5 断开开关 ②①④③ 20 5
【解析】解:(1)由甲电路图可知,定值电阻Rx与滑动变阻器串联,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路中的电流,
为了准确读数,电压表和电流均选小量程,滑动变阻器的左下方接线柱与任何上方接线柱串联在电路中时,滑片P向左移动,电路中电流变大,如下图所示:
(2)闭合开关,电压表和电流表均无示数,说明电路断路;
把电压表分别接在a、b之间和b、c之间,电压表均有示数,说明cab部分是通路,
接在a、c之间,电压表无示数,说明bc之间断路,
如果电路连接完好,只有一个元件有故障,该故障是滑动变阻器断路;
(3)由题意可知,定值电阻的阻值为10Ω,分析表格数据可知,通过定值电阻电流的变化倍数等于其两端电压的变化倍数,
故可得结论:电阻一定时,通过电阻的电流与它两端的电压成正比;
(4)设控制定值电阻两端的电压至少保持UV,由串联电路的规律和分压原理有U−UVUV=R滑R定,
当定值电阻最大时,对应的变阻器连入电路最大,电压表示数最小,即4.5V−UVUV=50Ω25Ω,故UV=1.5V;
断开开关,改接另一个定值电阻后,从安全和规范角度考虑,应先把滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,然后闭合开关,滑片移到适当位置,记录电流表的示数,故正确的顺序为②①④③;
(5)由图丙画出的电流与电阻关系图像可知,除定值电阻为20Ω外,电流与电阻之积为均为3V不变,所以阻值为20Ω的定值电阻连入电路时未移动滑片;
由串联电路的规律和欧姆定律可得,变阻器接入电路中的电阻R滑=UI−20Ω=4.5V0.2A−20Ω=2.5Ω,
根据分压原理,定值电阻的电压为变阻器的2倍,定值电阻为2×2.5Ω=5Ω,这次实验之前的那一次实验,小北选取的是阻值为5Ω的定值电阻。
故答案为:(1)如上图所示;(2)滑动变阻器断路;(3)正比;(4)1.5;断开开关;②①④③;(5)20;5。
(1)由甲电路图可知,定值电阻Rx与滑动变阻器串联,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路中的电流,为了准确读数,电压表和电流均选小量程,滑动变阻器的滑片P向左移动,电路中电流变大,说明变阻器的左下方接线柱与任何上方接线柱串联在电路中;
(2)由题意可知,电路连接完好,只有一个元件有故障,当电压表和电流表均无示数时电路不可能是短路,只能是断路,利用一支电压表检测电路故障时,电压表有示数说明电压表两接线柱与电源之间是通路,若电压表无示数说明电压表两接线柱与电源之间断路;
(3)根据题意可知定值电阻的阻值不变,分析表格数据得出通过定值电阻电流与其两端电压的变化倍数关系,然后利用控制变量法得出结论;
(4)设出控制定值电阻两端保持的最少电压,根据串联电路的规律和分压原理得出等式,根据表达式可知定值电阻最大时,对应的变阻器连入电路最大,电压表示数最小,据此得出答案;实验过程中,更换定值电阻时,应先断开开关,然后滑动变阻器的滑片调至最大阻值处,改接另一个定值电阻,再闭合开关,滑片移到适当位置,记录电流表的示数;
(5)根据如图丙画出的电流与电阻关系的图像知,除定值电阻为20Ω外,电流与电阻之积为一定值,由串联电路的规律和欧姆定律结合分压原理分析这次实验之前的那一次实验所选取的定值电阻。
本题考查了探究“电流与电压、电阻的关系”的实验,涉及到实物图的连接、电路故障的判断、分析实验数据得出结论、串联电路的特点和欧姆定律的应用等,涉及到的知识点较多,综合性强,有一定的难度。
24.【答案】解:(1)物体A受到的浮力为
F浮=G−F拉=10N−5.2N=4.8N,
(2)因为浸没,所以V排=V物=400cm3=4×10−4m3,
由F浮=ρ液gV排得液体的密度为ρ液=F浮gV排=4.8N10N/kg×4×10−4m3=1.2×103kg/m3;
(3)柱形容器重为6N,水平桌面上放置一底面积为100cm2,容器内装有20cm深的液体的体积为V液=100cm2×20cm=2000cm3=2×10−3m3,
液体的重力为G液=m液g=ρ液V液g=1.2×103kg/m3×2×10−3m3×10N/kg=24N,
A没有浸入液体中时,容器对桌面的压力为F1=G液+G容器=24N+6N=30N;
物体A浸没时,容器对桌面增加的压力等于A排开液体的重力,即A受到的浮力,此时容器对桌面的压力为F=F1+F浮=30N+4.8N=34.8N,
受力面积为S=100cm2=0.01m2,
容器对桌面的压强为p=FS=34.8N0.01m2=3480Pa;
(4)将物块取出,容器中液体的深度减小了:Δh=V物S=400cm3100cm2=4cm,
容器受到的压强将变化了Δp=ρ液gΔh=1.2×103kg/m3×10N/kg×4×10−2m=480Pa。
答:(1)物体浸没在液体中时受到的浮力为4.8N;
(2)筒内液体密度为1.2×103kg/m3;
(3)物体浸没时,容器对桌面的压强为340Pa;
(4)将物块取出,容器底部受到的压强将变化480Pa。
【解析】(1)已知物重和浸没在液体时弹簧测力计的示数,利用称重法得到浮力;
(2)根据浸没V排=V物,由F浮=ρ液gV排得出液体的密度;
(3)根据已知条件得出液体的体积,根据G液=m液g=ρ液V液g得出液体的重力,物体浸没时,容器对桌面的压力等于容器和液体的总重与物体排开液体的重力(即浮力),根据公式p=FS计算出容器对桌面的压强;
(4)将物块取出,得出容器底部的深度减小值,根据△p=ρ液g△h求出容器底部受到的压强变化量。
此题考查称重法测浮力、密度公式、重力公式、阿基米德原理、液体压强公式和固体压强公式的运用,(3)问中能分析出压力大小是此题的难点。
25.【答案】解:由电路图知,衔铁被吸下,继电器动触点和下方的静触点b接通时,加热电路中只有R1工作,当继电器动触点和上方的静触点a接通时,加热电路中两电阻串联,因为串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻,所以,由P=UI=U2R可知,加热电路中只有R1工作,电阻最小,电路功率最大,处于加热状态;加热电路中两电阻串联,电阻较大,由P=UI=U2R可知电路功率较小,电路处于保温状态;
(1)电热水器加热时,加热电路中只有R1工作,此时电路中的电流:I=U2R1=220V22Ω=10A;
(2)电热水器保温时,加热电路中两电阻串联,由串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻:R保温=R1+R2=22Ω+198Ω=220Ω,
则电热水器的保温功率:P保温=U 2R保温=(220V)2220Ω=220W;
(3)由题意可知控制电路能正常工作时控制电路的最大电流I最大=15mA=0.015A,
由欧姆定律可知,当电路中的总电阻最小时,电路中的电流最大,
根据图乙可知,热敏电阻的最小阻值Rt最小=200Ω,
由欧姆定律可知,电路中最小总电阻:R总最小=U1I最大=6V0.015A=400Ω,
由串联电路的电阻特点可知,可调电阻R的最小阻值:R最小=R总最小−Rt最小=400Ω−200Ω=200Ω;
(4)由题意可知,衔铁上弹与触点a接通时,电路中的电流Ia=8mA=0.008A,
此时电路中的总电阻:R总a=U1Ia=6V0.008A=750Ω,
热敏电阻的阻值:Rta=R总a−R=750Ω−300Ω=450Ω,
由图像可知,此时的水温为75℃,
衔铁被吸下与触点b接通时,电路中的电流Ib=10mA=0.01A,
此时电路中的总电阻:R总b=U1Ib=6V0.01A=600Ω,
热敏电阻的阻值:Rtb=R总b−R=600Ω−300Ω=300Ω,
由图像可知,此时的水温为50℃,
因此电热水器工作稳定后,水温的变化范围为50℃~75℃。
答:(1)电热水器加热时的电流为10A;
(2)电热水器的保温功率为220W;
(3)为使控制电路能正常工作,可调电阻R的最小阻值为200Ω;
(4)可调电阻R调为300Ω,电热水器工作稳定后,水温的变化范围为50℃~75℃。
【解析】由电路图知,衔铁被吸下,继电器动触点和下方的静触点b接通时,加热电路中只有R1工作,当继电器动触点和上方的静触点a接通时,加热电路中两电阻串联,结合串联电路电阻规律和P=UI=U2R可知各挡位时电路的连接;
(1)根据欧姆定律求出电热水器加热时的电流;
(2)根据串联电路的电阻特点和P=UI=U2R求出电热水器的保温功率;
(3)由题意可知控制电路能正常工作时控制电路的最大电流,由欧姆定律可知,当电路中的总电阻最小时,电路中的电流最大,根据图乙可知热敏电阻的最小阻值,根据欧姆定律求出电路中最小总电阻,根据串联电路的电阻特点求出可调电阻R的最小阻值;
(4)由题意可知衔铁上弹与触点a接通时电路中的电流,根据欧姆定律求出此时电路中的总电阻,根据串联电路的电阻特点求出热敏电阻的阻值,然后由图像找出该阻值对应的温度,同理求出衔铁被吸下与触点b接通时对应水的温度,进而求出水温的变化范围。
本题考查了串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,分析清楚电路结构是本题正确解题的前提与关键。
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