2023年河南省中考物理模拟试卷(一)附解析
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这是一份2023年河南省中考物理模拟试卷(一)附解析,共30页。试卷主要包含了填空题,选择题,作图题,实验与探究题,综合应用题等内容,欢迎下载使用。
2023年河南省中考物理模拟试卷(一)附解析
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1.(2分)了解物理学史,有利于我们更好地学习物理知识。 第一个测出了大气压强值; 最先发现了电流与电压、电阻间的定量关系。
2.(2分)2022年的5月初,珠峰脚下风雪频仍。珠峰科考正在进行,他们负责收集肉眼看不见的微生物样本。队员们哈着白气,开始了一天的工作,其中白气的形成是发生了 (填写物态变化名称);珠峰地区高寒缺氧,虽然已经入夏,但是冰川融水汇流的河水,依然冰冷刺骨,这里河水冰冷刺骨指的是水的 。
3.(2分)2022年8月,中国文物学会会长单霁翔出版了新书《故宫的声音》,全书分五辑,其中辑一介绍了自动讲解器的声音、水法声、手铲的声音、拍照的声音、建造宫殿的声音等,这里不同的声音主要区别是声音的 不同;书中还记有由远及近听到的凿冰的声音,探索紫禁城里怎样度夏。这里由远及近听到的凿冰声音不同,主要与响度的大小和 有关。
4.(3分)小明和小刚相约打台球,小明用球杆将白球击出,白球撞击红球将红球击进球洞,如图所示。假设所有的台球质量都相等,则白球撞击红球后自身的运动方向改变,说明 ;若保持力的大小和方向不变,使白球撞击红球不同的部位,则红球的运动状态也不同,这表明 ;若撞击后白球的速度小于红球,则可以判断两球的惯性大小关系是 (选填“红球大”“白球大”或“一样大”)。
5.(2分)如图所示的电路,电源电压可调,小灯泡上标有“6V 0.3A”(表示:灯正常工作的电压为6V,电流为0.3A),滑动变阻器标有“20Ω 1A”,求:
(1)闭合S1、S2,将变阻器的滑片移至A端,小灯泡正常发光,电流表的示数为0.5A,R2的阻值为多大?
(2)电压表选用大量程15V,闭合开关S1、断开开关S2,移动变阻器的滑片,为了保证电路安全,电源电压最大可调到多少?
6.(3分)如图所示的单摆,小球从a点释放经过最低点c然后到达最高点b(忽略空气阻力)。当小球到达最低点C点时,绳子对小球的拉力 (选填“等于”“不等于”)小球所受重力;当小球到达最高点b点时,如绳子突然断裂,则小球将沿路线 (选填“①”“②”“③”)运动。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7~12题每小题只有一个选项符合题目要求;第13~14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
7.(2分)关于热学知识,下列说法正确的是( )
A.春暖花开,香味弥漫,令人心旷神怡,说明分子在不停地做无规则运动
B.当物体没有对外做功或外界也没有对物体做功时,物体吸收热量,内能不一定增多
C.柴油机顶部的火花塞可以将吸入的柴油空气混合物点燃
D.一锅水的比热容一定比一杯水的比热容大
8.(2分)据统计我国近十年发生的火灾中约30%是由插座引起的、居各种失火原因之首,可见我国家庭用电环境状况并不乐观,关于家庭电路和安全用电知识下列说法正确的是( )
A.只要是选择了正规厂家生产的符合国标的插座均可以随便放心使用
B.额定电压为100W的白炽灯一定比60W的白炽灯亮些
C.使用插座的时候发生触电事故时,漏电保护装置就会立即切断电路
D.家庭电路起火时可以用水浇灭
9.(2分)如图所示,木块a放在粗糙水平桌面上,木块b放在木块a上面,在水平拉力F的作用下一起向右做匀速直线运动,不计空气阻力,下列判断正确的是( )
A.a在竖直方向受到二力平衡
B.a对地面的摩擦力大小是2F,方向向右
C.若增大拉力F,则a与地面间的摩擦力也随之增大
D.b在水平方向不受力
10.(2分)如图所示的电路图,下列说法正确的是( )
A.只闭合S1、S3时,灯L1和L2串联
B.只闭合S2两灯并联
C.3个开关同时闭合会发生短路
D.同时闭合S2和S3,断开S1时,灯泡L2发光
11.(2分)如图所示,在水平桌面上放置质量和底面积都相同的甲、乙两容器,分别注入质量相等的两种液体甲、乙后,将质量相等的两个物体A、B分别放入两种液体中后,静止时两容器中液面相平。下列说法正确的是( )
A.A浸入液体的体积等于B浸入液体的体积
B.A、B放入前,液体对容器底压力的关系是F甲>F乙
C.A、B所受浮力的关系F浮甲<F浮乙
D.A、B放入后,容器对桌面压强的关系是p甲>p乙
12.(2分)如图,将强磁体靠近正在发光的白炽灯,观察到白炽灯的灯丝晃动,这说明通电导体在磁场中受力,由此原理可以制成下列哪些装置( )
A.电磁铁 B.发电机
C.电动机 D.动圈式话筒
(多选)13.(2分)12月27日,河西硅业20万吨硅系新材料综合利用项目一期投产仪式举行。这对引领全市工业突破发展具有重要意义。关于新材料、能源和信息传递,下列说法正确的是( )
A.光纤通信是利用次声波传递信息
B.铀矿是可再生能源
C.空间站的工作人员和地面基站工作人员主要靠电磁波传递信息
D.LED灯核心元件的主要材料是半导体
14.(2分)如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两个物体。物体提升相同高度,不计绳重和摩擦,下列说法一定正确的是( )
A.若GA=GB,则η甲<η乙 B.若FA>FB,则GA<GB
C.若FA<FB,则η甲<η乙 D.若FA=FB,则η甲>η乙
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15.(2分)如图所示,已知S是点光源,请画出S在平面镜中的像S'的位置,并画出由S点发出经平面镜反射后通过A点的光路图。
16.(2分)如图是冰壶比赛中正在水平向右运动的冰壶,请画出冰壶的受力示意图。O点是冰壶的重心。
四、实验与探究题(本题共3小题,第17题4分,第18题6分,第19题8分,共18分)
17.(4分)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,小丽进行了下列操作,请回答问题:
(1)如图甲所示,小丽让凸透镜正对太阳光,调整凸透镜到光屏的距离,光屏上会出现一个很小、很亮的光斑,则该凸透镜的焦距f= cm;
(2)在组装器材时,小丽将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度,目的是 ;
(3)如图乙所示,将凸透镜固定在50cm刻度线处,当蜡烛距凸透镜15cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的实像,此时,若在凸透镜与光屏之间放置一远视镜片,要在光屏上成清晰的像,光屏应向 (选填“左”或“右”)移动;
(4)在实验过程中,光屏上得到清晰的像,突然,一只飞虫落到了凸透镜表面上,则光屏上将 (选填“出现烛焰不完整的像”“出现飞虫影子”或“出现烛焰完整的像但变暗”)。
18.(6分)人们常把在农家自然环境中的散养鸡所生的蛋称为土鸡蛋,为了测量土鸡蛋的密度,小明进行了如下操作,请你回答问题:
(1)他将天平放在水平桌面上,把游码放在标尺左端的零刻线处,天平稳定后发现指针偏转情况如图甲所示,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,直至横梁平衡;
(2)调节好天平,小明把鸡蛋放在天平的左盘中,当右盘中所加砝码和游码的位置如图乙所示时,天平平衡,则鸡蛋的质量为 g;
(3)将鸡蛋放入烧杯中,加入适量的水没过鸡蛋,在液面处作标记1(如图丙①),取出鸡蛋后在液面处作标记2(如图丙②),用量筒向烧杯中加水直到与第一次标记相平(如图丙③),倒入水的体积为50cm3,则小明所测鸡蛋的密度为 kg/m3,这样测得的土鸡蛋的密度值将 (选填“偏大”“偏小”或“准确”);
(4)接下来,小明又想到,用学过的浮力知识也能测量鸡蛋的密度,只需要再配备点盐和一支 即可;在①中加盐并搅拌,直到鸡蛋恰好 ,再用配备的工具直接测量就能得到该土鸡蛋的平均密度了,通过对比他发现,土鸡蛋和普通鸡蛋的密度是一样的。
19.(8分)小丽按照图甲所示的电路图探究“电流跟电阻的关系”。已知电源电压为6V且保持不变。实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)请你根据图甲,用笔画线代替导线连接图乙。在连接电路前,开关应处于 状态,当滑片向右移动时电压表的示数会 ;
(2)将20Ω的定值电阻换成5Ω的定值电阻后,闭合开关,为了保持电压表的示数不变,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,记录此时各表的示数。如图丙为这次正确实验时电流表的示数,可知此时电压表的示数为 V;
(3)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图象。由图象可以得出结论:电压一定时, 。在此实验中,滑动变阻器的阻值一定大于 Ω;
(4)在上述实验基础上,若小丽在没有调节滑动变阻器的前提下,多进行了一次实验,所用定值电阻为32Ω,正确连接后,测得电流为0.1A,由此推断,她用32Ω电阻替换掉的是阻值为 Ω的电阻。
五、综合应用题(本题共2小题,每小题9分,共18分)
20.(9分)如图所示,是一台无人驾驶洗地车,空车质量20kg,水箱容量42L,底部与地接触面积为0.5m2,g取10N/kg。求:
(1)水箱最多能装多少kg的水?
(2)洗地车装满水停在水平地面上,地面受到的压强是多大?
(3)如车的功率是96W,在水平地面作业时以1.2m/s的速度匀速直线行驶,则洗地车受到的阻力是多大?
21.(9分)如图甲所示为一款市面常见的体脂秤,其体重测量部分的原理简化图如图乙所示,由压敏电阻R(其阻值使随所受压力F变化的关系如图丙所示)、数字式仪表P(电阻可忽略不计)、滑动变阻器R0、电池等组成电路。压敏电阻R在一定范围内的电阻与所受压力的关系如图丙所示,R0为滑动变阻器用作仪表P的调零。台板部分的质量忽略不计,电源电压为6V。当被测者站上体脂秤后数字式仪表P显示被测者体重。在测量体重的同时,踏板上的导电镀膜玻璃会给人体通入特定频率的电信号,利用脂肪部分比肌肉和人体的其他组织导电性差。利用一个安全的特定频率电信号通过人体时,电信号会因人体导电性的不同而发生不同程度的变化。根据这一变化加上被测者的身高、体重信息,可计算出人体体脂率的大概值。
(1)某被测者穿着橡胶拖鞋站上体脂秤,发现体重正常显示,而体脂率测量结果偏差很大,原因是: 。
(2)若R0为100Ω,台板上无物体时,求电路中的电流。
(3)若体脂秤最大可承受压力为1000N,R0为100Ω不变,求体重测量电路测量体重的最大功率。
(4)拆开该体脂秤后发现,内部电池上标着“6V 500mA•h”,求该电池最多可以储存的电能。
2023年河南省中考物理模拟试卷(一)
参考答案与试题解析
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1.(2分)了解物理学史,有利于我们更好地学习物理知识。 托里拆利 第一个测出了大气压强值; 欧姆 最先发现了电流与电压、电阻间的定量关系。
【分析】结合常见物理学家的贡献解答即可。
【解答】解:意大利著名的科学家托里拆利利用实验第一个测出了大气压强值。
德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系。
故答案为:托里拆利;欧姆。
2.(2分)2022年的5月初,珠峰脚下风雪频仍。珠峰科考正在进行,他们负责收集肉眼看不见的微生物样本。队员们哈着白气,开始了一天的工作,其中白气的形成是发生了 液化 (填写物态变化名称);珠峰地区高寒缺氧,虽然已经入夏,但是冰川融水汇流的河水,依然冰冷刺骨,这里河水冰冷刺骨指的是水的 温度低 。
【分析】物体由固态变为液态的过程叫熔化,熔化要吸热;物体由液态变为固态的过程叫凝固,凝固要放热;物体由液态变为气态的过程叫汽化,汽化要吸热;物体由气态变为液态的过程叫液化,液化要放热;物体直接由固态变为气态的过程叫升华,升华要吸热;物体直接由气态变为固态的过程叫凝华,凝华要放热;
物体的冷热程度为温度。
【解答】解:队员们哈着白气,这里的白气是呼出的水蒸气遇冷液化形成的小水珠。
河水冰冷刺骨指的是水的温度低,形容的是水的冷热程度。
故答案为:液化;温度低。
3.(2分)2022年8月,中国文物学会会长单霁翔出版了新书《故宫的声音》,全书分五辑,其中辑一介绍了自动讲解器的声音、水法声、手铲的声音、拍照的声音、建造宫殿的声音等,这里不同的声音主要区别是声音的 音色 不同;书中还记有由远及近听到的凿冰的声音,探索紫禁城里怎样度夏。这里由远及近听到的凿冰声音不同,主要与响度的大小和 距离发声体的远近 有关。
【分析】声音三个特性:音调、响度、音色,音调跟频率有关,频率越大音调越高,频率越小音调低;响度跟振幅有关,音色跟材料和结构有关。
【解答】解:区别自动讲解器的声音、水法声、手铲的声音、拍照的声音、建造宫殿的声音,是依据音色不同。
响度是指声音的强弱,它与物体振幅有关和距离发声体的远近有关,这里由远及近听到的凿冰声音不同,主要与响度的大小和距离发声体的远近有关。
故答案为:音色;距离发声体的远近。
4.(3分)小明和小刚相约打台球,小明用球杆将白球击出,白球撞击红球将红球击进球洞,如图所示。假设所有的台球质量都相等,则白球撞击红球后自身的运动方向改变,说明 物体间力的作用是相互的 ;若保持力的大小和方向不变,使白球撞击红球不同的部位,则红球的运动状态也不同,这表明 力的作用效果与力的作用点有关 ;若撞击后白球的速度小于红球,则可以判断两球的惯性大小关系是 一样大 (选填“红球大”“白球大”或“一样大”)。
【分析】力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的;
力的三要素有:力的大小、方向、作用点,它们都影响力的作用效果;
惯性大小仅与质量有关。
【解答】解:白球撞击红球,白球给红球一个力的作用,同时红球给白球一个力的作用,白球运动方向改变,说明物体间力的作用是相互的。
力的三要素有:力的大小、方向、作用点,它们都影响力的作用效果;保持力的大小和方向不变,使白球撞击红球不同的部位,则红球的运动状态也不同,说明力的作用效果与力的作用点有关。
惯性的大小只与物体的质量有关,若撞击后白球的速度小于红球,由于白球和红球的质量相等,两球的惯性一样大。
故答案为:物体间力的作用是相互的;力的作用效果与力的作用点有关;一样大。
5.(2分)如图所示的电路,电源电压可调,小灯泡上标有“6V 0.3A”(表示:灯正常工作的电压为6V,电流为0.3A),滑动变阻器标有“20Ω 1A”,求:
(1)闭合S1、S2,将变阻器的滑片移至A端,小灯泡正常发光,电流表的示数为0.5A,R2的阻值为多大?
(2)电压表选用大量程15V,闭合开关S1、断开开关S2,移动变阻器的滑片,为了保证电路安全,电源电压最大可调到多少?
【分析】(1)闭合S1、S2,将变阻器的滑片移至A端,灯泡和R2并联接入电路,电流表测干路电流,电压表测电源电压,
此时灯泡正常发光,根据灯泡的规格可知灯泡的电流和灯泡两端的电压,根据并联电路电流规律计算通过R2的电流,根据并联电路电压特点结合欧姆定律计算R2的阻值;
(2)闭合开关S1、断开开关S2,灯泡和滑动变阻器串联接入电路,根据串联电路电流特点确定通过电路的最大电流,根据U=IR可知滑动变阻器接入电路最大阻值时,滑动变阻器两端的电压最大,进一步计算滑动变阻器两端的最大电压,根据串联电路电压规律计算最大电源电压。
【解答】解:(1)闭合S1、S2,将变阻器的滑片移至A端,灯泡和R2并联接入电路,电流表测干路电流,电压表测电源电压,
此时灯泡正常发光,通过灯泡的电流为0.3A,灯泡两端的电压等于灯泡正常工作时的电压6V,
并联电路干路电流等于各支路电流之和,则通过R2的电流:I2=I﹣IL=0.5A﹣0.3A=0.2A,
并联电路各支路两端电压相等,所以电源电压为6V,根据欧姆定律可得R2的阻值:R2===30Ω;
(2)闭合开关S1、断开开关S2,灯泡和滑动变阻器串联接入电路,串联电路各处电流相等,所以通过电路的最大电流等于灯泡的额定电流0.3A,
根据U=IR可知滑动变阻器接入电路最大阻值时,滑动变阻器两端的电压最大,为UH=ILR=0.3A×20Ω=6V,
串联电路总电压等于各部分电压之和,则电源电压最大为U′=UL+UH=6V+6V=12V。
答:(1)R2的阻值为30Ω;
(2)电源电压最大可调到12V。
6.(3分)如图所示的单摆,小球从a点释放经过最低点c然后到达最高点b(忽略空气阻力)。当小球到达最低点C点时,绳子对小球的拉力 不等于 (选填“等于”“不等于”)小球所受重力;当小球到达最高点b点时,如绳子突然断裂,则小球将沿路线 ① (选填“①”“②”“③”)运动。
【分析】二力平衡条件:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一个物体上;
牛顿第一定律:一切物体在不受外力作用时,总保持静止或匀速直线运动状态。
【解答】解:当小球从a点释放下落到最低点c时,小球运动速度和方向不断发生变化,即小球不是做匀速直线运动,所以小球处于非平衡状态,绳子对小球的拉力不等于小球所受重力。
当小球到达b点时速度为0,如绳子突然断裂,小球在重力的作用下,竖直向下运动,则小球将沿路线①运动。
故答案为:不等于;①。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7~12题每小题只有一个选项符合题目要求;第13~14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
7.(2分)关于热学知识,下列说法正确的是( )
A.春暖花开,香味弥漫,令人心旷神怡,说明分子在不停地做无规则运动
B.当物体没有对外做功或外界也没有对物体做功时,物体吸收热量,内能不一定增多
C.柴油机顶部的火花塞可以将吸入的柴油空气混合物点燃
D.一锅水的比热容一定比一杯水的比热容大
【分析】(1)分子在不停地做无规则的运动;
(2)改变内能的方式有做功和热传递;
(3)柴油机吸入的是空气,且其做功是利用压缩气体使其自行着火燃烧;
(4)比热容是物质的一种特性,反映物体的吸热和放热能力。
【解答】解:A.闻到花香味属于扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,A正确;
B.当物体没有对外做功或外界也没有对物体做功时,这时当物体吸收热量时,此时内能一定增多,B错误;
C.柴油机吸入的是空气,且其做功是利用压缩气体使其自行着火燃烧,C错误;
D.比热容是物质的一种特性,反映物体的吸热和放热能力,只与物质的种类和状态有关,与质量无关,D错误。
故选:A。
8.(2分)据统计我国近十年发生的火灾中约30%是由插座引起的、居各种失火原因之首,可见我国家庭用电环境状况并不乐观,关于家庭电路和安全用电知识下列说法正确的是( )
A.只要是选择了正规厂家生产的符合国标的插座均可以随便放心使用
B.额定电压为100W的白炽灯一定比60W的白炽灯亮些
C.使用插座的时候发生触电事故时,漏电保护装置就会立即切断电路
D.家庭电路起火时可以用水浇灭
【分析】(1)根据插座允许的最大电流分析;
(2)灯泡的亮度是由实际功率决定的;
(3)根据漏电保护器的作用分析。
(4)生活用水是导体。
【解答】解:A.插座要选择正规厂家生产的符合国标的,但使用过程还是需要注意电流不能超过最大电流,不能超负荷使用,故A错误;
B.100W的白炽灯在正常发光的时候比60W的白炽灯正常发光时亮,不知道白炽灯是否正常发光,所以不能判定亮度的大小,故B错误;
C.漏电保护装置会在使用用电器时发生触电事故的时候立即切断电源,故C正确;
D.家庭电路着火不能用水直接浇灭,生活用水是导体,会导电,有触电危险,要先切断电源,故D错误。
故选:C。
9.(2分)如图所示,木块a放在粗糙水平桌面上,木块b放在木块a上面,在水平拉力F的作用下一起向右做匀速直线运动,不计空气阻力,下列判断正确的是( )
A.a在竖直方向受到二力平衡
B.a对地面的摩擦力大小是2F,方向向右
C.若增大拉力F,则a与地面间的摩擦力也随之增大
D.b在水平方向不受力
【分析】(1)把a和b看做整体进行受力分析,根据二力平衡条件判断拉力F和a受到的摩擦力大小关系以及受到的重力和地面对a的支持力的关系;
(2)对a和b进行受力分析,从力与运动的关系判断是否受到摩擦力。
【解答】解:A.a在竖直方向上受到了重力、桌面对其的支持力、b对其的压力,一共受到三个力的作用,属于三力平衡,故A错误;
B.木块b放在木块a上面,在水平拉力F的作用下一起向右做匀速直线运动,此时处于平衡状态,由二力平衡可得,地面对a的摩擦力f=F,方向向左;由相互作用力可得,a对地面的摩擦力大小是F,方向向右,故B错误;
C.增大拉力F,但是木块与地面之间的压力大小不变,粗糙程度也不变,因此则a与地面间的摩擦力不变,故C错误;
D.b与木块a处于相对静止状态,即平衡状态,拉力作用点在a上,所以木块b在水平方向不受力,故D正确。
故选:D。
10.(2分)如图所示的电路图,下列说法正确的是( )
A.只闭合S1、S3时,灯L1和L2串联
B.只闭合S2两灯并联
C.3个开关同时闭合会发生短路
D.同时闭合S2和S3,断开S1时,灯泡L2发光
【分析】(1)把几个用电器首尾相接,连入电路就是串联,在串联电路中电流只有一条路径。
(2)把几个用电器首首相接,尾尾相接,再连入电路,就是并联,并联电路中电流有两条或两条以上的路径。
【解答】解:A.根据电路图可知,闭合S1、S3时,电流从电源正极流出后分成两支,一支通过S1、L2,另一支通过L1,两支电流汇合后通过S3回到电源负极,所以L1、L2并联,故A错误;
B.根据电路图可知,闭合S2时,电流从电源正极流出后依次通过L1、L2、S2回到电源负极,此时L1、L2串联,故B错误;
C.根据电路图可知,同时闭合S1、S2、S3,电流不经过用电器直接将电源的两极连接,就会出现短路现象,故C正确;
D.根据电路图可知,同时闭合S2和S3,断开S1时,灯泡L2被短路,不发光,灯泡L1发光,故D错误。
故选:C。
11.(2分)如图所示,在水平桌面上放置质量和底面积都相同的甲、乙两容器,分别注入质量相等的两种液体甲、乙后,将质量相等的两个物体A、B分别放入两种液体中后,静止时两容器中液面相平。下列说法正确的是( )
A.A浸入液体的体积等于B浸入液体的体积
B.A、B放入前,液体对容器底压力的关系是F甲>F乙
C.A、B所受浮力的关系F浮甲<F浮乙
D.A、B放入后,容器对桌面压强的关系是p甲>p乙
【分析】(1)根据容器的形状分析液体对容器底的压力与液体和物体总重力的大小关系,从而得出压力的大小关系;
(2)根据物体的浮沉条件分析浮力的大小关系;
(3)液体对容器底的压力F=pS=ρghS,据此结合已知条件分析两液体的密度关系;根据物体的浮沉条件和阿基米德原理分析两个物体浸入液体中体积的大小关系;
(4)水平面上的物体对水平面的压力等于自身的重力;根据p=分析容器对桌面压强的关系。
【解答】解:
B.A、B放入前,液体的质量相同,重力相同,根据图甲可知,此时容器底部的压力大于液体的重力;乙图中液体对容器底部的压力等于液体的重力,所以A、B放入前,液体对容器底压力的关系是F甲>F乙,故B正确;
C.物体A和B的质量相等,由G=mg可知其重力相等,且物体A在液体a中悬浮,物体B在液体b中漂浮,由物体浮沉条件可知,物体A受到的浮力等于A的重力,物体B受到的浮力等于B的重力,所以物体A受到的浮力等于物体B受到的浮力,即F浮甲=F浮乙,故C错误;
A.两容器底面积、两液体深度均相等,则a的体积小于b的体积,根据密度公式可知,ρa>ρb;
因为F浮甲=F浮乙,且ρa>ρb,所以由F浮=ρ液gV排=ρ液gV浸可知VA浸<VB浸,即A浸入液体的体积小于B浸入液体的体积,故A错误;
D.根据题意可知,两个物体的质量相等,根据G=mg可知,它们的重力相等;
容器对桌面的压力等于容器、容器内液体、物体的重力总和,由于容器的质量相等,根据G=mg可知,两个容器的重力相等,液体质量相等,液体的重力相等,物体A的重力等于物体B的重力,则A、B放入后,两个容器对桌面压力相等,又因为两容器底面积相等,根据p=可知,A、B放入后容器对桌面压强相等,故D错误。
故选:B。
12.(2分)如图,将强磁体靠近正在发光的白炽灯,观察到白炽灯的灯丝晃动,这说明通电导体在磁场中受力,由此原理可以制成下列哪些装置( )
A.电磁铁
B.发电机
C.电动机
D.动圈式话筒
【分析】通电导体在磁场中受力运动,电动机就是利用这个原理制成的。
【解答】解:A.电磁铁是利用电流的磁效应的原理,故A不正确;
B.发电机是根据电磁感应的原理制成的,故B不正确;
C.电动机是根据通电导体在磁场中受力的作用制成的,故C正确;
D.动圈式话筒是利用电磁感应来工作的,故D不正确。
故选:C。
(多选)13.(2分)12月27日,河西硅业20万吨硅系新材料综合利用项目一期投产仪式举行。这对引领全市工业突破发展具有重要意义。关于新材料、能源和信息传递,下列说法正确的是( )
A.光纤通信是利用次声波传递信息
B.铀矿是可再生能源
C.空间站的工作人员和地面基站工作人员主要靠电磁波传递信息
D.LED灯核心元件的主要材料是半导体
【分析】光纤通信是利用激光反射来传递信息的。
短期内可以从自然界得到补充的能源是可再生能源;短期内不能在自然界得到补充的能源是不可再生能源;目前人们大规模使用的能源是化石能源。
声音不能在真空中传播,而电磁波能在真空中传播。
发光二极管具有单向导电性,主要材料是半导体。
【解答】解:A.光纤通信是利用激光传递信息的,故A错误;
B.铀矿是短期内不能从自然界得到补充的能源,是不可再生能源,故B错误;
C.宇宙空间站的工作人员是用电磁波来传回信号的,故C正确;
D.LED灯核心元件是发光二极管,发光二极管具有单向导电性,主要材料是半导体,故D正确。
故选:CD。
14.(2分)如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两个物体。物体提升相同高度,不计绳重和摩擦,下列说法一定正确的是( )
A.若GA=GB,则η甲<η乙 B.若FA>FB,则GA<GB
C.若FA<FB,则η甲<η乙 D.若FA=FB,则η甲>η乙
【分析】不计绳重和摩擦,甲、乙两种装置滑轮组的装配方式不同,比较出有用功和总功,根据机械效率的定义式进行比较。
【解答】解:由图可知:甲滑轮组绳子的股数n甲=3,乙滑轮组绳子的股数n乙=2。
A、不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=×100%,若GA=GB,由题意可知动滑轮重力相等,则η甲=η乙;故A错误;
B、由F=(G+G动),可得提升的物体的重力G=nF﹣G动。则甲的重力GA=3FA﹣G动,B的重力GB=2FB﹣G动,若FA>FB,则GA>GB;故B错误;
C、η=×100%=×100%=×100%,G物=nF﹣G动,则η=×100%=(1﹣)×100%,
已知n甲=3,n乙=2,若FA<FB,则η甲和η乙的大小无法比较;故C错误;
D、已知n甲=3,n乙=2,则GA=3F﹣G动,GB=2F﹣G动,若FA=FB,则GA>GB,由公式η=×100%=×100%=×100%,则η甲>η乙;故D正确。
故答案为:D。
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15.(2分)如图所示,已知S是点光源,请画出S在平面镜中的像S'的位置,并画出由S点发出经平面镜反射后通过A点的光路图。
【分析】根据反射光线好像是从发光点的虚像上发出的作图,先作发光点S关于平面镜的对称点S′,然后连接S′A,与镜面的交点即入射点O,连接SO即可。
【解答】解:根据平面镜成像的特点先作发光点S关于平面镜的对称点S′,然后连接S′A,与镜面的交点即入射点O,连接SO即可。如图所示:
16.(2分)如图是冰壶比赛中正在水平向右运动的冰壶,请画出冰壶的受力示意图。O点是冰壶的重心。
【分析】对冰壶受力分析,根据力的示意图的作法作图。
【解答】解:冰壶比赛中正在水平向右运动,冰壶在竖直方向受力平衡,竖直向下的重力和地面对其竖直向上的支持力是一对平衡力,大小相等;
在水平方向,被推出去的冰壶由于惯性继续向前运动,因此只受到水平向左的摩擦力,如图所示:
四、实验与探究题(本题共3小题,第17题4分,第18题6分,第19题8分,共18分)
17.(4分)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,小丽进行了下列操作,请回答问题:
(1)如图甲所示,小丽让凸透镜正对太阳光,调整凸透镜到光屏的距离,光屏上会出现一个很小、很亮的光斑,则该凸透镜的焦距f= 10.0 cm;
(2)在组装器材时,小丽将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度,目的是 使像成在光屏中央,便于观察 ;
(3)如图乙所示,将凸透镜固定在50cm刻度线处,当蜡烛距凸透镜15cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的实像,此时,若在凸透镜与光屏之间放置一远视镜片,要在光屏上成清晰的像,光屏应向 左 (选填“左”或“右”)移动;
(4)在实验过程中,光屏上得到清晰的像,突然,一只飞虫落到了凸透镜表面上,则光屏上将 出现烛焰完整的像但变暗 (选填“出现烛焰不完整的像”“出现飞虫影子”或“出现烛焰完整的像但变暗”)。
【分析】(1)如图甲所示,小滨让凸透镜正对平行光,调整凸透镜到光屏的距离,光屏上会出现一个很小、很亮的光斑,此光斑位置即为凸透镜的焦点位置,据此得出该凸透镜的焦距;注意读数时要估读到分度值的下一位;
(2)目为了让烛焰的像成在光屏的中央,应点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上;
(3)f<u<2f,成倒立、放大的实像,利用该成像规律制成的光学仪器是投影仪;
远视镜片为凸透镜,对光线有会聚作用,据此分析光屏的移动方向;
(4)凸透镜成像属于光的折射现象,物体发出的光线经凸透镜折射后,会聚在凸透镜另一侧的光屏上,形成物体的实像;如果凸透镜的口径大,透过的光多,像就亮;口径小,透过的光少,像就暗,据此分析。
【解答】解:(1)小丽让凸透镜正对太阳光,调整凸透镜到光屏的距离,光屏上会出现一个很小、很亮的光斑,此光斑位置即为凸透镜的焦点位置,则该凸透镜的焦距f=60.0cm﹣50.0cm=10.0cm。
(2)为了使像成在光屏中央,便于观察,需要点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度。
(3)若在凸透镜与光屏之间放置一远视镜片,远视镜片为凸透镜,对光线有会聚作用,要在光屏上成清晰的像,光屏应向左移动。
(4)凸透镜成实像时,所有透过透镜的光会聚到光屏上成像,飞虫落在透镜上后,整个物体发出的光虽有一小部分被挡住,但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像,因此,像与原来相同,大小不变;由于透镜的一小部分被遮住,因此折射出的光线与原来相比减少了,故亮度会变暗。
故答案为:(1)10.0;(2)使像成在光屏中央,便于观察;(3)左;(4)出现烛焰完整的像但变暗。
18.(6分)人们常把在农家自然环境中的散养鸡所生的蛋称为土鸡蛋,为了测量土鸡蛋的密度,小明进行了如下操作,请你回答问题:
(1)他将天平放在水平桌面上,把游码放在标尺左端的零刻线处,天平稳定后发现指针偏转情况如图甲所示,则应将平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节,直至横梁平衡;
(2)调节好天平,小明把鸡蛋放在天平的左盘中,当右盘中所加砝码和游码的位置如图乙所示时,天平平衡,则鸡蛋的质量为 58 g;
(3)将鸡蛋放入烧杯中,加入适量的水没过鸡蛋,在液面处作标记1(如图丙①),取出鸡蛋后在液面处作标记2(如图丙②),用量筒向烧杯中加水直到与第一次标记相平(如图丙③),倒入水的体积为50cm3,则小明所测鸡蛋的密度为 1.16×103 kg/m3,这样测得的土鸡蛋的密度值将 偏小 (选填“偏大”“偏小”或“准确”);
(4)接下来,小明又想到,用学过的浮力知识也能测量鸡蛋的密度,只需要再配备点盐和一支 密度计 即可;在①中加盐并搅拌,直到鸡蛋恰好 悬浮 ,再用配备的工具直接测量就能得到该土鸡蛋的平均密度了,通过对比他发现,土鸡蛋和普通鸡蛋的密度是一样的。
【分析】(1)调节天平横梁平衡时,将天平放在水平桌面上,先将游码移动至标尺的零刻线处,根据指针的偏转方向判断天平哪端下沉,根据“左偏右调,右偏左调”进行调节;
(2)在读数时,天平上所有砝码的质量加上游码所对的数值即待测物体的质量;
(3)通过等效替代法可知,倒入水的体积即为鸡蛋的体积,根据密度公式ρ=计算出鸡蛋的密度,将鸡蛋从水中取出时会沾有一些水,导致倒入水的体积即鸡蛋的体积偏大,根据密度公式分析即可解答;
(4)在水中加入一定的盐后将鸡蛋放入盐水中悬浮时鸡蛋的密度等于盐水的密度,可借助密度计进行测量。
【解答】解:(1)调节天平横梁平衡时,将天平放在水平桌面上,先将游码移动至标尺的零刻线处,调节过程中,平衡螺母向上翘的方向移动,由图可知天平的右端上翘,则平衡螺母应该向右调节;
(2)在读数时,天平上所有砝码的质量加上游码所对的数值即待测物体的质量,由图可知砝码的质量为55g,游码对应的数值为3g,则物体的质量为:m=55g+3g=58g;
(3)通过等效替代法可知,倒入水的体积即为鸡蛋的体积,则鸡蛋的体积为:V=V水=50cm3,鸡蛋的密度为:
ρ===1.16g/cm3=1.16×103kg/m3,
由于鸡蛋从水中取出时不可避免会沾有一些水,导致倒入水的体积即鸡蛋的体积偏大,根据密度公式 可知,可知所测密度会偏小;
(4)利用浮力知识测鸡蛋密度,需要利用盐和密度计来测量,根据物体浮沉条件可知,当加入的盐达到一定量的时候,鸡蛋处于悬浮状态时,盐水的密度等于鸡蛋的密度,此时利用密度计可以直接测量得出鸡蛋的密度。
故答案为:(1)右;(2)58;(3)1.16×103;偏小;(4)密度计;悬浮。
19.(8分)小丽按照图甲所示的电路图探究“电流跟电阻的关系”。已知电源电压为6V且保持不变。实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
(1)请你根据图甲,用笔画线代替导线连接图乙。在连接电路前,开关应处于 断开 状态,当滑片向右移动时电压表的示数会 变大 ;
(2)将20Ω的定值电阻换成5Ω的定值电阻后,闭合开关,为了保持电压表的示数不变,应将滑动变阻器的滑片P向 B (选填“A”或“B”)端移动,记录此时各表的示数。如图丙为这次正确实验时电流表的示数,可知此时电压表的示数为 2.5 V;
(3)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图象。由图象可以得出结论:电压一定时, 导体中的电流和电阻成反比 。在此实验中,滑动变阻器的阻值一定大于 35 Ω;
(4)在上述实验基础上,若小丽在没有调节滑动变阻器的前提下,多进行了一次实验,所用定值电阻为32Ω,正确连接后,测得电流为0.1A,由此推断,她用32Ω电阻替换掉的是阻值为 20 Ω的电阻。
【分析】(1)探究电流跟电阻的关系时,应控制定值电阻两端的电压不变,因此电压表应与定值电阻并联;为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;当滑片向右移动时,变阻器连入电路的电阻减小,由串联分压可知变阻器两端的电压减小,由串联电路电压的规律可知电阻两端的电压增大
(2)探究电流跟电阻的关系时应保持电压不变;研究电流与电阻关系时,需控制电压不变;更换阻值较大的电阻时,根据串联分压的原理,则滑动变阻器的阻值也要增大,才能保证电阻两端的电压不变;
(3)研究电流与电阻关系时,需控制电压不变;更换阻值较大的电阻时,根据串联分压的原理,则滑动变阻器的阻值也要增大,才能保证电阻两端的电压不变;
(4)根据已知条件求出电阻的电压,根据控制变量法分析,由欧姆定律得出变阻器连入电路的电阻,求出更换电阻前滑动变阻器的电压,进而求出电路中的电流,由欧姆定律求出原来的电阻大小。
【解答】解:(1)电压表和电阻并联,连接滑动变阻器上面一个接线柱,如图所示:
为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
当滑片向右移动时,变阻器连入电路的电阻减小,由串联分压可知变阻器两端的电压减小,由串联电路电压的规律可知电阻两端的电压增大,即电压表的示数增大。
(2)根据串联分压原理可知,将20Ω的定值电阻换成5Ω的定值电阻,电阻变小,其分得的电压变小;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应减小滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向B端移动,记录此时各表的示数。
如图丙为这次正确实验时电流表的示数,电流表选用0~0.6A的量程,分度值为0.02A,可知此时电压表的示数为0.5A,对应的电阻为5Ω,由欧姆定律可得此时电压表的示数为UV=IR=0.5A×5Ω=2.5V;
(3)根据图丁所示的电流随电阻变化的图象可知,电阻两端的电压始终保持UV=IR=0.5A×5Ω=2.5V,
为一定值,由图象可以得出结论:电压一定时,电流与电阻成反比。
根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压U滑=U﹣UV=6V﹣2.5V=3.5V,
变阻器分得的电压为电压表示数的倍,
根据分压原理,当接入25Ω的定值电阻时,变阻器连入电路中的电阻为R滑=1.4×25Ω=35Ω,
在此实验中,滑动变阻器的最大阻值一定大于35Ω。
(4)更换32Ω的定值电阻后,电流为0.1A,根据欧姆定律得到电阻两端的电压U′=I′R′=0.1A×32Ω=3.2V,
根据串联电路的电压规律可得此时滑动变阻器的电压为U滑′=U﹣U′=6V﹣3.2V=2.8V,
此时滑动变阻器的电阻为,
在上一次实验中,滑动变阻器的电压为U滑″=U﹣UV=6V﹣2.5V=3.5V,
电路中的电流为,
电路中的定值电阻为=20Ω。
故答案为:(1);断开;变大;(2)B;2.5;(3)导体中的电流和电阻成反比;35;(4)20。
五、综合应用题(本题共2小题,每小题9分,共18分)
20.(9分)如图所示,是一台无人驾驶洗地车,空车质量20kg,水箱容量42L,底部与地接触面积为0.5m2,g取10N/kg。求:
(1)水箱最多能装多少kg的水?
(2)洗地车装满水停在水平地面上,地面受到的压强是多大?
(3)如车的功率是96W,在水平地面作业时以1.2m/s的速度匀速直线行驶,则洗地车受到的阻力是多大?
【分析】(1)由m水=ρ水V得水箱最多能装水的质量;
(2)根据G=mg得出水的重力和洗地车的自重,根据F=G总=G水+G车得出洗地车装满水停在水平地面上,地面受到的压力,根据p=得出地面受到的压强;
(3)如车的功率是96W,在水平地面作业时以1.2m/s的速度匀速直线行驶,根据P===Fv可知洗地车受到的牵引力F′,洗地车处于平衡状态,根据f=F′得出所受的阻力。
【解答】解:(1)水箱最多能装水的体积V=42L=42dm3=0.042m3,
由密度公式得水箱最多能装水的质量:
m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×0.042m3=42kg;
(2)水的重力:G水=m水g=42kg×10N/kg=420N;
根据G=mg知洗地车的自重:
G车=m车g=20kg×10N/kg=200N;
洗地车装满水停在水平地面上,地面受到的压力:
F=G总=G水+G车=420N+200N=620N,
地面受到的压强:
p===1240Pa;
(3)如车的功率是96W,在水平地面作业时以1.2m/s的速度匀速直线行驶,根据P===Fv可知洗地车受到的牵引力F′===80N,
洗地车处于平衡状态,所受的阻力f=F′=80N。
答:(1)水箱最多能装42kg的水;
(2)洗地车装满水停在水平地面上,地面受到的压强是1240Pa;
(3)如车的功率是96W,在水平地面作业时以1.2m/s的速度匀速直线行驶,则洗地车受到的阻力是80N。
21.(9分)如图甲所示为一款市面常见的体脂秤,其体重测量部分的原理简化图如图乙所示,由压敏电阻R(其阻值使随所受压力F变化的关系如图丙所示)、数字式仪表P(电阻可忽略不计)、滑动变阻器R0、电池等组成电路。压敏电阻R在一定范围内的电阻与所受压力的关系如图丙所示,R0为滑动变阻器用作仪表P的调零。台板部分的质量忽略不计,电源电压为6V。当被测者站上体脂秤后数字式仪表P显示被测者体重。在测量体重的同时,踏板上的导电镀膜玻璃会给人体通入特定频率的电信号,利用脂肪部分比肌肉和人体的其他组织导电性差。利用一个安全的特定频率电信号通过人体时,电信号会因人体导电性的不同而发生不同程度的变化。根据这一变化加上被测者的身高、体重信息,可计算出人体体脂率的大概值。
(1)某被测者穿着橡胶拖鞋站上体脂秤,发现体重正常显示,而体脂率测量结果偏差很大,原因是: 橡胶拖鞋是绝缘体,不容易导电,使得电路的电阻偏大 。
(2)若R0为100Ω,台板上无物体时,求电路中的电流。
(3)若体脂秤最大可承受压力为1000N,R0为100Ω不变,求体重测量电路测量体重的最大功率。
(4)拆开该体脂秤后发现,内部电池上标着“6V 500mA•h”,求该电池最多可以储存的电能。
【分析】(1)容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体;
(2)根据图丙判断出台板上无物体时压敏电阻的阻值,根据串联电路电阻的规律和欧姆定律算出电路中的电流;
(3)根据图丙得出压力为1000N时压敏电阻的电阻,根据P=UI=求出体重测量电路测量体重的最大功率;
(4)根据W=UIt算出电池最多可以储存的电能。
【解答】解:
(1)某被测者穿着橡胶拖鞋站上体脂秤时,由于橡胶拖鞋是绝缘体,不容易导电,使得电路的电阻偏大,体脂率测量结果偏差很大;
(2)根据图丙知台板上无物体时压敏电阻的阻值为300Ω,
由电路图知压敏电阻R和滑动变阻器R0串联,此时的总电阻为:
R总=R+R0=300Ω+100Ω=400Ω,
根据欧姆定律可知,电路中的电流为:
I===0.015A;
(3)根据图丙可知,当压力为1000N时压敏电阻的阻值为150Ω,此时电路中总电阻最小,
则体重测量电路测量体重的最大功率为:
P=UI===0.144W;
(4)内部电池上标着“6V 500mA•h”,则电池最多可以储存的电能为:
W=UIt=6V×0.5A×3600s=10800J。
答:(1)橡胶拖鞋是绝缘体,不容易导电,使得电路的电阻偏大;
(2)电路中的电流为0.015A;
(3)体重测量电路测量体重的最大功率为0.144W;
(4)该电池最多可以储存的电能为10800J。
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