2023年江苏省常州市新北实验中学中考物理一模试卷
展开这是一份2023年江苏省常州市新北实验中学中考物理一模试卷,共37页。
2023年江苏省常州市新北实验中学中考物理一模试卷
一、单项选择题(本题共15小题,每小题2分,共30分)每小题只有一个选项符合题意。
1.(2分)依据卢瑟福的原子行星模型理论,在原子中绕核高速旋转的是( )
A.质子 B.中子 C.电子 D.核子
2.(2分)如图所示,骨传导耳机无需塞入耳孔,只要紧贴骨骼即可听到声音。关于骨传导耳机的传声原理,下列说法正确的是( )
A.发出的是可听声,利用了固体能够传声的原理
B.发出的是超声波,利用了超声波穿透力强的特点
C.发出的是次声波,利用了次声波能绕过障碍物的特点
D.发出的是电磁波,利用了电磁波能传递信息的特点
3.(2分)小明对物理课本的宽度进行了测量,记录数据为18.35cm,那么他所用的刻度尺的分度值为( )
A.0.01mm B.0.1mm C.1mm D.1cm
4.(2分)如图甲、乙是同一人的两幅照片,乙图中他拿的眼镜属于( )
A.凸透镜,可用于矫正近视眼
B.凸透镜,可用于矫正远视眼
C.凹透镜,可用于矫正远视眼
D.凹透镜,可用于矫正近视眼
5.(2分)阳光下,一只白鹤站在清澈的浅水中,水中“映出”两只“白鹤”,如图所示。关于“映在水中的两只白鹤”,下列说法正确的是( )
A.都是光的折射形成的像
B.都是光的反射形成的像
C.一个是光的反射形成的像,一个是光的折射形成的像
D.一个是光的直线传播形成的影子,一个是光的反射形成的像
6.(2分)如图所示,将几枚相同的象棋子叠加放在水平桌面上,用尺子打击中间的一枚棋子,该棋子沿水平方向飞出后,上面的棋子又能落到下面的棋子上。下列关于此情景的说法,正确的是( )
A.棋子受尺子打击时惯性减小为零
B.棋子被打出后,上面的棋子落下是由于惯性
C.棋子被打出去说明力可以改变物体的运动状态
D.用力越大,棋子飞出的速度越大,说明力是物体运动的原因
7.(2分)全球气候变暖,危及北极熊生存,聪明的北极熊学会了智慧出行,一只北极熊在通过一处薄冰时,它趴下身子,腹部贴着冰面向前爬行,如图甲所示;越过薄冰到达陆地,再变成正常行走,如图乙所示。这只北极熊通过薄冰时采用特殊姿势是为了( )
A.增大摩擦 B.减小摩擦 C.增大压强 D.减小压强
8.(2分)小明想用天平称出20g水,先用正确的方法测出空烧杯的质量,如图1所示,然后在右盘中增加20g砝码,接着向烧杯中注入一定量的水,指针位置如图2所示。接下来的操作应该是( )
A.向左调节平衡螺母 B.向左移动游码
C.用滴管向烧杯中加水 D.用滴管从烧杯中取水
9.(2分)一旅客将一个孙悟空卡通人偶贴在高铁的车窗上,用手机拍出了孙悟空“风驰电掣”般飞行的视频景象,如图所示,对其中的运动学知识,下列说法正确的是( )
A.以列车为参照物,孙悟空是运动的
B.以手机镜头为参照物,孙悟空是运动的
C.以孙悟空为参照物,列车是静止的
D.以车外的树木为参照物,旅客是静止的
10.(2分)如图所示,在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,用弹簧测力计拉动木块沿水平方向做匀速直线运动时,测力计的示数为F。关于此时木块上放置的砝码的受力情况,下列示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
11.(2分)2022年3月23日,“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲,空间站的物体失重(相当于没有重力),王亚平将一个冰墩墩抛向叶光富,最后被叶老师接住。冰墩墩在空中飞行时的路径是图中的( )
A.曲线① B.直线②
C.曲线③ D.三条路径都有可能
12.(2分)如图所示,用滑轮组将重为7N的物体匀速提升0.3m,作用在绳端的拉力F为3N,不计绳重和摩擦。利用以上信息不能求解的物理量是( )
A.拉力的功率 B.动滑轮的重力
C.滑轮组的额外功 D.滑轮组的机械效率
13.(2分)关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.保险丝可以用细铜丝来代替
B.若空气开关“跳闸”,一定是电路中出现了短路
C.电灯的开关可接在零线上
D.用测电笔辨别火线和零线,手应接触笔尾的金属体
14.(2分)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,灯不亮,电流表有示数,电压表示数很小,接近零。则电路的故障情况可能是( )
A.灯L断路 B.灯L短路 C.电阻R断路 D.电阻R短路
15.(2分)同学用如图所示的电路测量小灯泡的功率,电源电压恒为3V,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~3V”,滑动变阻器的规格为“25Ω 1A”,灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样(忽略灯丝电阻变化),在实验中为了保证所有元件的安全,下列判断正确的是( )
A.电流表示数的变化范围为0~0.5A
B.电压表示数的变化范围是0~2.5V
C.滑动变阻器R接入电路的阻值变化范围为0~25Ω
D.该电路消耗的总功率的变化范围为0.3W~1.5W
二.填空作图题(第16~22小题每空格1分,第23、24小题各2分,共25分)
16.(4分)如图所示,质量为2kg的植保无人机悬停空中,无人机受到的升力是 N,升力的施力物体是 ,它携带的微型摄像机对植物进行航拍,来自地面植物的光通过摄像机镜头,会聚在感光晶片上,形成倒立、 (放大/缩小)的实像;当无人机上升时,须 (增大/减小)镜头与感光晶片间的距离,才能拍摄到清晰的画面。(g=10N/kg)
17.(4分)老师在课堂上做了如图所示的点火爆炸实验,他在透明塑料盒的底部钻一个孔,把电火花发生器的放电管紧紧塞进孔中,打开塑料盒盖,向盒中滴入几滴酒精,再将盒盖盖紧,然后用手捂一下塑料盒,目的是使盒内的酒精 (填物态变化名称)成酒精蒸汽,再按动电火花发生器的按钮,塑料盒盖喷出,燃气对外 ,其内能转化为 ,此过程的能量转化方式类似于汽油机的 冲程。
18.(2分)2022年3月23日,“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲,如图所示是王亚平老师演示的液桥实验:她两手各拿一块液桥板,水将两块液桥板连接在一起,如同一座桥一样,液桥现象的成因是因为分子间有相互作用的 ;此时两板间的距离约为 cm。
19.(2分)常州有两大储能电站,一是溧阳的抽水蓄能电站,当电网负荷低谷时,它利用电能,把水从下水库抽到上水库,把电能转化为水的 能存储起来,二是金坛压缩空气储能电站,它是在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气,把电能转化为压缩空气的 能,存储在地下盐穴。两种储能电站在用电高峰时,释放储存的能量,带动发电机组发电,保障用电需求。
20.(4分)有人发明了一款高楼逃生背包,在遇到火灾等险情时,穿上逃生背包,将包中绳索的一端固定在墙上,然后从窗口跳下,如图所示.背包内的装置能使人匀速下降,并安全落地。(不计背包和绳重,g=10N/kg)
(1)在匀速下降过程中,人的机械能 (变大/变小/不变),绳索对人的拉力 (大于/等于/小于)人的重力。
(2)若质量为50kg的人从100m高的楼上跳下,经过80s落地,此过程中重力做功的功率为 W;到达地面时,背包内器件的温度会升高,原因是 。
21.(3分)目前市场上的某些电动自行车充电口存在安全隐患,有孩子把一枚硬币塞入如图所示的充电口的A、B接线柱之间,结果硬币冒出火花,孩子的手指严重烧伤,这是电路的 现象,在此过程中,蓄电池的 能转化为电能,再转化为 能,人们要改进充电口设计,防止此类事故发生。
22.(2分)某商场有甲、乙两种容积相同的电热水壶,甲标有“220V 800W”的字样,乙标有“220V 1500W”的字样,若家庭电路的电压是220V,室内插座的额定电流是5A,用该插座给电热水壶供电,从安全用电的角度考虑,应选购 (选填“甲”或“乙”)电热水壶,选择的理由是 。
23.(2分)画出图中的BC的入射光线和AO的折射光线。
24.(2分)一小磁针放在通电螺线管周围,静止时N极指向如图所示。请用箭头标出磁感线的方向,并用“+”、“﹣”符号在括号内标出电源正、负极。
三、解答探究题(第25小题4分,第26小题6分,第27小题9分,第28小题8分,第29小题8分,第30小题10分,共45分)计算型问题解答时要有必要的文字说明、公式和运算过程,直接写出结果的不能得分。
25.(4分)用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。实验中,将杠杆拉至图中虚线位置,测力计的示数如图所示,钩码总重G为1.0N,钩AB码上升高度h为0.1m,测力计移动距离s为0.3m。则:
(1)弹簧测力计的拉力所做的功多大?
(2)杠杆的机械效率为多大?
26.(6分)如图所示为常州某公司推出的“氢能自行车”,该车整车质量为27kg;充满氢后,一位质量为53kg的人在水平路面上以最快速度能连续骑行2.5h,续航里程56km。该车以最快速度行驶时受到的阻力是总重的0.05倍,动力系统把氢能转化为牵引自行车前进所需能量的效率为80%,氢气的热值为1.4×108J/kg,g=10N/kg。
(1)该车的最快速度是多大?
(2)该车的最大储氢量是多少千克?
27.(9分)工程技术人员要设计一款厨房热水器,原理图如图甲所示,技术参数要求如下表,它可以设定不同的出水温度.R是加热电阻丝,其规格为“220V 1500W”,控制电路中的电源电压为3V,R1是热敏电阻,电磁铁线圈电阻为10Ω,R0是滑动变阻器,当控制电路中的电流大于等于40mA时,衔铁被吸下,动触点与下静触点接触;当控制电路中的电流小于40mA时,衔铁被释放,动触点与上静触点接触,热敏电阻Rt的阻值与温度的关系图像如图乙所示。请完成下列问题:
某厨房热水器
额定电压/V
220
额定功率/W
1500
最大容积/L
5
出水温度范围/℃
30﹣65
(1)请用笔画线,把受控电路中的加热电阻丝R接入电路。
(2)要使出水温度为40℃,滑动变阻器接入电路的电阻值多大?
(3)要使出水温度升高,滑动变阻器的滑片P应向 (左/右)移动。
(4)该热水器把体积为5L,初温为20℃的水加热到60℃,只需10min,则该热水器的加热效率是多少?[ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃)]
28.(8分)在“探究冰、烛蜡的熔化特点”的实验中。
(1)图(a)烧杯中的水应取 (温水/开水);温度计的示数为 ℃。
(2)组装图(b)装置时,应先固定部件 (A/B);探究时采用“水浴法”而不直接用酒精灯加热,好处是 ,图(a)、(b)两装置中的冰、蜡均需碾碎,目的是 。
(3)在实验过程中,定时记录冰、蜡的温度的同时,还要观察 。
(4)根据实验数据作出冰、蜡的温度随时间变化的图像分别如图(c)、(d)所示。
①在冰的熔化实验中,当秒表的示数如图(e)所示时,试管中物质的状态是 。
②冰、蜡熔化时的温度变化图像不同的原因是 。
29.(8分)小明利用弹簧、实心小球和水,制作测量液体密度的“密度秤”,他先在木板上粘贴标上0~8.00cm刻度的纸,弹簧的一端固定,使之正好对准零刻度线,把木板竖直放置,如图(a)所示,在弹簧下端挂钩码(每个钩码的质量为50g),实验数据如表。
钩码个数
0
1
2
3
4
5
6
弹簧长度l/cm
2.00
3.00
4.00
6.00
7.00
8.00
弹簧伸长量Δl/cm
0
1.00
2.00
4.00
5.00
6.00
(1)当挂三个钩码时,指针所对刻度如图(b)所示,此时弹簧的伸长量是 cm;
(2)根据表中弹簧的伸长量跟拉力的关系,你能得到的结论是:在一定范围内, ;
(3)把木板竖直放置,将实心小球悬挂在弹簧的下端,静止时如图(c)所示,则该小球的重力为 N;(g=10N/kg)
(4)把小球浸没在水中,静止时如图(d)所示,则该小球受到的浮力是 N;
(5)把小球浸没在待测液体中,静止时如图(e)所示,则该液体的密度是 kg/m3;(ρ水=1.0×103kg/m3)
(6)小明想把纸上的长度刻度改成液体密度值,则零刻度应标在 cm刻度线处,该密度秤能测量液体的最大密度是 kg/m3;
(7)利用该密度秤测量液体密度时,应注意的事项有 (请写出一点)。
30.(10分)用如图甲所示的器材,测量额定电压为3.8V的小灯泡的电功率,其中电源是4节新干电池。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(要求滑片P向右移动时灯泡变亮)。
(2)连接好电路后, (填操作步骤),再闭合开关;移动滑片P,发现小灯泡始终不发光,电流表无示数,电压表有示数,小组同学猜想可能的原因:①灯泡与灯座接触不良;②灯座短路;③滑动变阻器断路,可能正确的猜想是 (填序号)。
(3)排除故障后,移动滑片,将测得的数据逐一填入表中。
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
电压
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.8
4.5
电流
0.12
0.14
0.17
0.2
0.24
0.26
功率
①表格设计有一处错误和一处不完善,请指出错误是: ;不完善之处是: ;
②要得到序号7所需数据,应在第6次实验的基础上适当将滑片P向 (左/右)移动;当灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W。
③分析表中数据,发现序号4中小灯泡的功率不是序号2的4倍,原因是 。
(4)本实验使用的变阻器是 (“50Ω 1A”、“20Ω 1A”、“10Ω 2A”)。
2023年江苏省常州市新北实验中学中考物理一模试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(本题共15小题,每小题2分,共30分)每小题只有一个选项符合题意。
1.(2分)依据卢瑟福的原子行星模型理论,在原子中绕核高速旋转的是( )
A.质子 B.中子 C.电子 D.核子
【分析】根据α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子行星模型理论,他认为原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上,带负电的电子在原子核外绕核做圆周运动,据此回答问题。
【解答】解:卢瑟福的原子行星模型理论中正电荷集中在原子核,带负电的电子在原子中绕核高速旋转。
故选:C。
【点评】本题考查了原子结构的知识,考查是基础知识,记住卢瑟福的原子行星模型理论即可答题,是一道基础题。
2.(2分)如图所示,骨传导耳机无需塞入耳孔,只要紧贴骨骼即可听到声音。关于骨传导耳机的传声原理,下列说法正确的是( )
A.发出的是可听声,利用了固体能够传声的原理
B.发出的是超声波,利用了超声波穿透力强的特点
C.发出的是次声波,利用了次声波能绕过障碍物的特点
D.发出的是电磁波,利用了电磁波能传递信息的特点
【分析】声音是物体的振动产生的;超声波是频率高于20000Hz的声波。
【解答】解:A、骨传导耳机的传声原理:发出的是可听声,利用了固体能够传声的原理,故A正确;
BC、只要紧贴骨骼即可听到声音,这是可听声,故BC错误;
D、骨传导耳机发出的是声波,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了声波,属于基础题。
3.(2分)小明对物理课本的宽度进行了测量,记录数据为18.35cm,那么他所用的刻度尺的分度值为( )
A.0.01mm B.0.1mm C.1mm D.1cm
【分析】用刻度尺测长度,要求估读到分度值的下一位,在记录的数据上分析,最后一位是估读的,倒数第二位是刻度尺的分度值。
【解答】解:由记录结果可知,倒数第二位的数字3所对应的毫米单位为刻度尺的最小分度值,即1mm。
故选:C。
【点评】测量所能达到的准确程度是由测量工具的分度值决定的,测量工具的分度值越小,测量所能达到的准确程度越高。为了减小误差,在长度测量的读数中,往往在分度值的下一位估读一位,因而测量结果的最后一位是估计值。
4.(2分)如图甲、乙是同一人的两幅照片,乙图中他拿的眼镜属于( )
A.凸透镜,可用于矫正近视眼
B.凸透镜,可用于矫正远视眼
C.凹透镜,可用于矫正远视眼
D.凹透镜,可用于矫正近视眼
【分析】首先判断该镜片是凸透镜还是凹透镜,然后结合近视眼是由于像成在了视网膜的前方,近视要用凹透镜来矫正;远视眼是像成在了视网膜的后方,远视要用凸透镜来矫正。
【解答】解:由图可知,当把眼睛片靠近眼睛时,发现眼睛被放大,所以该镜片是凸透镜;凸透镜对光线有会聚作用,可以用来矫正远视眼;
故选:B。
【点评】此题既考查了对两种透镜的判断,又考查了远视眼和近视眼的矫正方法。
5.(2分)阳光下,一只白鹤站在清澈的浅水中,水中“映出”两只“白鹤”,如图所示。关于“映在水中的两只白鹤”,下列说法正确的是( )
A.都是光的折射形成的像
B.都是光的反射形成的像
C.一个是光的反射形成的像,一个是光的折射形成的像
D.一个是光的直线传播形成的影子,一个是光的反射形成的像
【分析】(1)在同种均匀介质中,光沿直线传播,主要应用和现象有:影子、日食、月食、小孔成像和排队、射击瞄准等;
(2)平面镜成像是由光的反射形成的,而“倒影”就是平面镜成像。
【解答】解:阳光下,一只白鹤站在清澈的浅水中,白鹤站在阳光下,由于光的直线传播,会在白鹤的后面形成影子,由于平面镜成像会在水中出现“倒影”,这是光的反射形成的,所以映在水中的两只白鹤,一个是光的直线传播形成的影子,一个是光的反射形成的像,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查光的直线传播及相关现象,光的反射,属于基础题。
6.(2分)如图所示,将几枚相同的象棋子叠加放在水平桌面上,用尺子打击中间的一枚棋子,该棋子沿水平方向飞出后,上面的棋子又能落到下面的棋子上。下列关于此情景的说法,正确的是( )
A.棋子受尺子打击时惯性减小为零
B.棋子被打出后,上面的棋子落下是由于惯性
C.棋子被打出去说明力可以改变物体的运动状态
D.用力越大,棋子飞出的速度越大,说明力是物体运动的原因
【分析】(1)物体保持运动状态不变的性质叫做惯性,惯性是物体的一种属性,惯性只跟物体的质量有关,跟其它因素没有关系。
(2)重力的方向是竖直向下的。
(3)力可以改变物体的运动状态。
(4)物体运动不需要力来维持。
【解答】解:A、棋子受尺子打击时由静止变为运动,惯性不变,故A错误;
B、棋子被打出后,上面的棋子落下是因为受到重力作用,重力的方向是竖直向下的,故B错误;
C、棋子被打出去说明力可以改变物体的运动状态,故C正确;
D、用力越大,力的作用效果越明显,棋子飞出的速度越大,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了惯性、力的作用效果、重力、力和运动的关系等知识,综合题,难度不大。
7.(2分)全球气候变暖,危及北极熊生存,聪明的北极熊学会了智慧出行,一只北极熊在通过一处薄冰时,它趴下身子,腹部贴着冰面向前爬行,如图甲所示;越过薄冰到达陆地,再变成正常行走,如图乙所示。这只北极熊通过薄冰时采用特殊姿势是为了( )
A.增大摩擦 B.减小摩擦 C.增大压强 D.减小压强
【分析】减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
【解答】解:北极熊通过薄冰时采用趴下身子,腹部贴着冰面向前爬行是为了增大受力面积,减小对薄冰的压强,保证顺利通过。
故选:D。
【点评】此题考查增大或减小压强的方法,在我们日常生活中经常需要根据实际情况来增大或减小压强,要学会学以致用,活学活用,这才是学习物理的真正意义。
8.(2分)小明想用天平称出20g水,先用正确的方法测出空烧杯的质量,如图1所示,然后在右盘中增加20g砝码,接着向烧杯中注入一定量的水,指针位置如图2所示。接下来的操作应该是( )
A.向左调节平衡螺母 B.向左移动游码
C.用滴管向烧杯中加水 D.用滴管从烧杯中取水
【分析】根据指针的偏转方向确定分析出水的质量与需要测量水的质量关系,进而分析接下来的操作。
【解答】解:由图2可知,指针偏向分度盘的右侧,表示左盘内水的质量小于20g,由于需要取20g水,因此不能改变右盘中砝码的质量和游码的位置,在测量过程中更不能移动平衡螺母,所以只能用滴管向烧杯中加水,直至天平平衡,故C正确。
故选:C。
【点评】本题考查用天平测量一定质量的液体的方法,熟悉天平的使用方法即可正确解题。
9.(2分)一旅客将一个孙悟空卡通人偶贴在高铁的车窗上,用手机拍出了孙悟空“风驰电掣”般飞行的视频景象,如图所示,对其中的运动学知识,下列说法正确的是( )
A.以列车为参照物,孙悟空是运动的
B.以手机镜头为参照物,孙悟空是运动的
C.以孙悟空为参照物,列车是静止的
D.以车外的树木为参照物,旅客是静止的
【分析】判断物体的运动和静止,首先选择一个参照物,参照物可以是静止的,也可以是运动的,只要被选定为参照物,就看成是静止的物体,如果被研究的物体与参照物之间发生位置的变化,被研究的物体就是运动的,否则是静止的。
【解答】解:
A、以列车为参照物,孙悟空和列车之间没有发生位置的变化,孙悟空是静止的,故A错误;
B、以手机镜头为参照物,孙悟空和镜头之间没有发生位置的变化,孙悟空是静止的,故B错误;
C、以孙悟空为参照物,列车与孙悟空之间没有发生位置的变化,列车是静止的,故C正确;
D、以车外的树木为参照物,旅客与树木的位置没有发生改变,旅客是运动的,故D错误。
故选:C。
【点评】运动的和静止的物体都可以选定为参照物,判断物体的运动还是静止,看被研究的物体和参照物之间是否发生了位置的改变,如果改变,被研究的物体是运动的,否则是静止的。
10.(2分)如图所示,在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,用弹簧测力计拉动木块沿水平方向做匀速直线运动时,测力计的示数为F。关于此时木块上放置的砝码的受力情况,下列示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
【分析】对砝码进行受力分析,得出结论。
【解答】解:用弹簧测力计拉动木块沿水平方向做匀速直线运动时,砝码相对木块静止,不存在摩擦力作用;砝码竖直方向上受到竖直向下的重力和向上的摩擦力作用,二力是一对平衡力,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查了物体的受力分析及力示意图,正确分析砝码的受力情况是解题的关键。
11.(2分)2022年3月23日,“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲,空间站的物体失重(相当于没有重力),王亚平将一个冰墩墩抛向叶光富,最后被叶老师接住。冰墩墩在空中飞行时的路径是图中的( )
A.曲线① B.直线②
C.曲线③ D.三条路径都有可能
【分析】冰墩墩在空中飞行时,不受力的作用,根据牛顿第一定律可知冰墩墩的运动情况;
【解答】解:冰墩墩在空中飞行时,不受力的作用,根据牛顿第一定律可知,冰墩墩做匀速直线运动,所以沿直线②。
故选:B。
【点评】本题考查了惯性和牛顿第一定律的应用,重在培养学生的理解,分析能力。
12.(2分)如图所示,用滑轮组将重为7N的物体匀速提升0.3m,作用在绳端的拉力F为3N,不计绳重和摩擦。利用以上信息不能求解的物理量是( )
A.拉力的功率 B.动滑轮的重力
C.滑轮组的额外功 D.滑轮组的机械效率
【分析】(1)由图可知,n=3,根据s=nh可求绳子移动的距离,根据W=Fs求拉力做的总功,由P=可知,没有时间不能求解拉力的功率;(2)不计绳重和轮与轴间的摩擦,拉力F=(G轮+G),据此求动滑轮重;
(3)知道物体重和物体升高的高度,利用W=Gh求有用功;总功减去有用功可求额外功;
(4)利用η=求此时滑轮组的机械效率;
【解答】解:A、由图可知,n=3,绳子移动的距离:s=nh=3×0.3m=0.9m,
拉力做的总功:W总=Fs=3N×0.9m=2.7J,
由P=可知没有时间不能求解拉力的功率,故A符合题意;
B、不计绳重和摩擦,拉力F=(G动+G),
动滑轮的重力:G动=nF﹣G=3×3N﹣7N=2N,故B不符合题意;
C、有用功:W有用=Gh=7N×0.3m=2.1J,
额外功:W额=W总﹣W有用=2.7J﹣2.1J=0.6J,故C不符合题意;
D、滑轮组的机械效率:
η==×100%≈77.78%,故D不符合题意,
故选:A。
【点评】本题考查了使用滑轮组中有用功、总功、机械效率、动滑轮重等的计算,利用好s=nh、知道不计绳重和轮与轴间的摩擦拉力F=(G轮+G)是正确解答本题的关键。
13.(2分)关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.保险丝可以用细铜丝来代替
B.若空气开关“跳闸”,一定是电路中出现了短路
C.电灯的开关可接在零线上
D.用测电笔辨别火线和零线,手应接触笔尾的金属体
【分析】(1)保险丝熔断后千万不能用细铜丝代替,因为铜的熔点很高,在电路中电流过大时,细铜丝不能自动熔断,不能起到保险的作用;
(2)当电路中发生电流过大时,空气开关会自动断开,切断电路起到保护电路的作用;
(3)在家庭电路中,开关应该接在火线和用电器之间;
(4)使用测电笔时,手要接触笔尾的金属体。
【解答】解:A、保险丝熔断后千万不能用细铜丝代替,因为铜的熔点很高,在电路中电流过大时,细铜丝不能自动熔断,不能起到保险的作用。故A错误;
B、空气开关跳闸的原因有短路或电路总功率过大。故B错误;
C、在家庭电路中,为了安全,应该将开关接在火线和用电器之间。故C错误;
D、用测电笔辨别火线和零线时,手应接触笔尾金属体。故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了安全用电常识、家庭电路电流过大的原因和测电笔的应用,日常生活中一定要养成安全用电的好习惯。
14.(2分)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,灯不亮,电流表有示数,电压表示数很小,接近零。则电路的故障情况可能是( )
A.灯L断路 B.灯L短路 C.电阻R断路 D.电阻R短路
【分析】由电路图可知,灯泡L与电阻R串联,电压表测灯泡L两端的电压,电流表测电路中的电流,逐个分析每个选项找出符合要求的选项。
【解答】解:A.若灯L断路,电路断路,电压表串联在电路中测电源的电压,则电流表无示数,电压表有示数,故A不符合题意;
B.若灯L短路,灯泡不亮,此时电压表被短路无示数,电路为R的简单电路,电流表测电路中的电流有示数,故B符合题意;
C.若电阻R断路,电路断路,电压表和电流表均无示数,灯泡不亮,故C不符合题意;
D.若电阻R短路,电路为灯泡L的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,则两电表都有示数,故D不符合题意。
故选:B。
【点评】电路故障问题是电学测试中经常考查的问题。解决的一般步骤是将每个选项代入题目,根据应该出现的现象和题目中描述的现象进行对比,符合题意的即为正确答案。
15.(2分)同学用如图所示的电路测量小灯泡的功率,电源电压恒为3V,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~3V”,滑动变阻器的规格为“25Ω 1A”,灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样(忽略灯丝电阻变化),在实验中为了保证所有元件的安全,下列判断正确的是( )
A.电流表示数的变化范围为0~0.5A
B.电压表示数的变化范围是0~2.5V
C.滑动变阻器R接入电路的阻值变化范围为0~25Ω
D.该电路消耗的总功率的变化范围为0.3W~1.5W
【分析】由电路图知,R与L串联,电压表测L两端的电压,电流表测电路中的电流;
根据R=求出灯泡的阻值;根据I=求出灯泡额定电流,根据串联电路电流特点确定通过电路的最大电流;灯泡两端的最大电压为2.5V时,滑动变阻器连入电路中的阻值最小,根据分压特点求出滑动变阻器R两端的电压,再根据欧姆定律求出最大电流;进而求出滑动变阻器连入电路中的最小阻值;根据P=UI求出最大功率和最小功率;根据U=IR求出电压表的最小示数,然后分析各个选项。
【解答】解:由电路图知,R与L串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;
灯泡的阻值:RL===5Ω;
由P=UI得灯泡的额定电流为:IL===0.5A,串联电路各处电流相等,电流表量程选择“0~0.6A”;由串联分压原理可知当电压表示数最大为2.5V时,滑动变阻器连入电路中的阻值最小,
串联电路总电压等于各部分电压之和,此时滑动变阻器两端的电压:UR=U﹣UL=3V﹣2.5V=0.5V;
滑动变阻器连入电路中的最小阻值为:R滑小===1Ω,所以滑动变阻器允许调节的阻值范围是1~25Ω,故C错误;
当滑动变阻器全部连入电路时,电路中电流最小,最小电流I小===0.1A,电流表的示数变化范围是0.15~0.5A,故A错误;
电路消耗的最大总功率为P最大=UIL=3V×0.5A=1.5W;电路消耗的最小总功率为P最小=UI小=3V×0.1A=0.3W,故D正确;
电路中电流最小时,电压表示数为:U'L=I小RL=0.1A×5Ω=0.5V,所以电压表示数变化范围是0.5V~2.5V,故B错误;
故选:D。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是电路中各量的最大和最小值的确定,有一定的难度。
二.填空作图题(第16~22小题每空格1分,第23、24小题各2分,共25分)
16.(4分)如图所示,质量为2kg的植保无人机悬停空中,无人机受到的升力是 20 N,升力的施力物体是 空气 ,它携带的微型摄像机对植物进行航拍,来自地面植物的光通过摄像机镜头,会聚在感光晶片上,形成倒立、 缩小 (放大/缩小)的实像;当无人机上升时,须 减小 (增大/减小)镜头与感光晶片间的距离,才能拍摄到清晰的画面。(g=10N/kg)
【分析】无人机悬停在空中,升力与重力相平衡,大小相等;
根据力的作用是相互的,可得出升力的施力物体;
凸透镜成像的三种情况和应用之一:u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机。凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小。
【解答】解:无人机悬停在空中,升力与重力相平衡,即无人机受到的升力F=G=mg=2kg×10N/kg=20N;
无人机旋翼高速旋转时对空气施力,由于力的作用是相互的,所以获得空气对无人机施加的升力。
摄像机的镜头相当于一个凸透镜,其成像的原理为:当物距大于二倍焦距时,凸透镜成倒立缩小的实像;
当无人机上升时,物距增大,像距应减小,这时需减小镜头与感光晶片的距离(即减小像距),才能拍摄到清晰的画面。
故答案为:20;空气;缩小;减小。
【点评】本题考查平衡力、对应的受力分析以及凸透镜的成像在实际生活中的应用,难度不是很大,但是综合性还是比较强。
17.(4分)老师在课堂上做了如图所示的点火爆炸实验,他在透明塑料盒的底部钻一个孔,把电火花发生器的放电管紧紧塞进孔中,打开塑料盒盖,向盒中滴入几滴酒精,再将盒盖盖紧,然后用手捂一下塑料盒,目的是使盒内的酒精 汽化 (填物态变化名称)成酒精蒸汽,再按动电火花发生器的按钮,塑料盒盖喷出,燃气对外 做功 ,其内能转化为 机械能 ,此过程的能量转化方式类似于汽油机的 做功 冲程。
【分析】(1)汽化指物质由液态转变成气态,汽化要吸热。
(2)汽油机的做功冲程是内能转化为机械能。
【解答】解:向盒中滴入几滴酒精,再将盒盖盖紧,用手捂一下塑料盒,目的是使盒内的酒精汽化成酒精蒸汽;再按动电火花发生器的按钮,塑料盒盖喷出,燃气对外做功,内能转变成机械能,此过程的能量转化方式类似于汽油机的做功冲程。
故答案为:汽化;做功;机械能;做功。
【点评】本题考查了汽化现象和能量的转化和做功冲程,属于基础题。
18.(2分)2022年3月23日,“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲,如图所示是王亚平老师演示的液桥实验:她两手各拿一块液桥板,水将两块液桥板连接在一起,如同一座桥一样,液桥现象的成因是因为分子间有相互作用的 引力 ;此时两板间的距离约为 15 cm。
【分析】分子间存在相互作用的引力和斥力;根据人的肩宽估测两板间的距离。
【解答】解:在天宫课堂“液桥”实验中,当物质分子相互靠近时分子间表现出相互作用的引力,因此两颗水球能融合,故说明水分子间存在引力;
王亚平老师的肩宽大约为40cm,则两板间的距离约为15cm。
故答案为:引力;15。
【点评】本题考查了分子间的作用力、长度的估测,属于基础题。
19.(2分)常州有两大储能电站,一是溧阳的抽水蓄能电站,当电网负荷低谷时,它利用电能,把水从下水库抽到上水库,把电能转化为水的 重力势 能存储起来,二是金坛压缩空气储能电站,它是在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气,把电能转化为压缩空气的 内 能,存储在地下盐穴。两种储能电站在用电高峰时,释放储存的能量,带动发电机组发电,保障用电需求。
【分析】判断能量的转化,我们主要看它要消耗什么能量,得到什么能量,因为总是消耗的能量转化为得到的能量。
【解答】解:蓄能时,水被抽到上水库中,水的高度增加,所以电能转化为水的重力势能;
将电能用于压缩空气,使得空气的内能增大,此过程中电能转化为内能。
故答案为:重力势;内。
【点评】此题通过两个实例考查了能量的转化,在做这类题时,我们要注意分析哪种能量增加了,哪种能量减少了,因为总是减少的这种能量转化为增加的那种能量。能量转化的过程都是有规律可循的,在平常的学习中要注意总结归纳。
20.(4分)有人发明了一款高楼逃生背包,在遇到火灾等险情时,穿上逃生背包,将包中绳索的一端固定在墙上,然后从窗口跳下,如图所示.背包内的装置能使人匀速下降,并安全落地。(不计背包和绳重,g=10N/kg)
(1)在匀速下降过程中,人的机械能 变小 (变大/变小/不变),绳索对人的拉力 等于 (大于/等于/小于)人的重力。
(2)若质量为50kg的人从100m高的楼上跳下,经过80s落地,此过程中重力做功的功率为 625 W;到达地面时,背包内器件的温度会升高,原因是 机械能转化为内能 。
【分析】(1)动能大小的影响因素:质量、速度;质量越大,速度越大,动能越大;
重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。弹性势能与弹性形变的大小有关;
机械能=动能+势能。
(2)根据G=mg计算人的重力;根据W=Gh计算重力做的功;根据P=计算重力做功的功率;
克服摩擦做功,机械能转化为内能。
【解答】解:(1)人在匀速下降过程中,质量不变,速度不断,动能不变;高度降低,重力势能变小,人的机械能变小;
人匀速下降,绳索对人的拉力和人的重力是一对平衡力,大小相等。
(2)由W=Gh、P=得,重力做功的功率为:
P=====625W;
到达地面时,背包内器件的温度会升高,原因是下落过程中克服空气摩擦做功,机械能转化为内能。
故答案为:(1)变小;等于;
(2)625;摩擦力做功,机械能转化为内能。
【点评】本题考查了机械能、平衡力、功和功率的计算、物体内能的改变等知识,综合题,难度不大。
21.(3分)目前市场上的某些电动自行车充电口存在安全隐患,有孩子把一枚硬币塞入如图所示的充电口的A、B接线柱之间,结果硬币冒出火花,孩子的手指严重烧伤,这是电路的 短路 现象,在此过程中,蓄电池的 化学 能转化为电能,再转化为 内 能,人们要改进充电口设计,防止此类事故发生。
【分析】(1)不经过用电器而直接跟电源的两极相连的电路叫短路。
(2)能量之间能相互转换。
【解答】解:硬币是导体,把一枚硬币塞入如图所示的充电口的A、B接线柱之间,电路会发生短路;在此过程中,蓄电池的化学能先转化为电能,由电能转化为内能。
故答案为:短路;化学;内。
【点评】本题考查了短路和能量之间的转换,属于基础题。
22.(2分)某商场有甲、乙两种容积相同的电热水壶,甲标有“220V 800W”的字样,乙标有“220V 1500W”的字样,若家庭电路的电压是220V,室内插座的额定电流是5A,用该插座给电热水壶供电,从安全用电的角度考虑,应选购 甲 (选填“甲”或“乙”)电热水壶,选择的理由是 乙的额定电流大于插座的额定电流 。
【分析】根据I=分别计算出甲、乙电热水壶的额定电流,根据额定电流与室内插座的额定电流的大小分析。
【解答】解:甲的额定电流为:I甲==≈3.6A;乙的额定电流为:I乙==≈6.8A;室内插座的额定电流是5A,乙的额定电流大于插座的额定电流,甲的额定电流小于插座的额定电流,所以应该选用甲。
故答案为:甲;乙的额定电流大于插座的额定电流。
【点评】本题考查了电功率公式的应用、插座的选择,难度不大。
23.(2分)画出图中的BC的入射光线和AO的折射光线。
【分析】仔细观察入射光线和折射光线的特点,根据凹透镜的光学特点作图。
【解答】解:对于凹透镜,过光心的光线其传播方向不变;指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴。如图所示:
【点评】凹透镜有三条特殊光线:过光心的光线其传播方向不变;指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴;平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点。
24.(2分)一小磁针放在通电螺线管周围,静止时N极指向如图所示。请用箭头标出磁感线的方向,并用“+”、“﹣”符号在括号内标出电源正、负极。
【分析】根据小磁针的NS极指向,利用磁极间的作用规律可以确定螺线管的NS极;根据磁感线特点可确定磁感线方向;根据螺线管的NS极和线圈绕向,利用安培定则可以确定螺线管中的电流方向,进而可以确定电源正负极。
【解答】解:磁极间的作用规律可以确定螺线管左端为N极,右端为S极,利用安培定则可以确定螺线管中电流的方向是从螺线管的右端流入,左端流出,因此电源的右端为正极,左端为负极。磁感线方向从N极指向S极。答案如下图所示:
【点评】安培定则共涉及三个方向:电流方向、磁场方向、线圈绕向,告诉其中的两个可以确定第三个。
三、解答探究题(第25小题4分,第26小题6分,第27小题9分,第28小题8分,第29小题8分,第30小题10分,共45分)计算型问题解答时要有必要的文字说明、公式和运算过程,直接写出结果的不能得分。
25.(4分)用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。实验中,将杠杆拉至图中虚线位置,测力计的示数如图所示,钩码总重G为1.0N,钩AB码上升高度h为0.1m,测力计移动距离s为0.3m。则:
(1)弹簧测力计的拉力所做的功多大?
(2)杠杆的机械效率为多大?
【分析】(1)先读出弹簧测力计的示数,再根据W=Fs计算拉力做的功。
(2)先算出有用功,再根据效率公式计算效率。
【解答】解:(1)从图示可知,弹簧测力计的示数为0.5N,弹簧测力计的拉力所做的功:
W总=Fs=0.5N×0.3m=0.15J;
(2)杠杆所做的有用功:
W有=Gh=1.0N×0.1m=0.1J;
杠杆的机械效率为:
η==≈66.7%。
答:(1)弹簧测力计的拉力所做的功为0.15J。
(2)杠杆的机械效率为66.7%。
【点评】本题考查了功和机械效率的计算,属于基础题。
26.(6分)如图所示为常州某公司推出的“氢能自行车”,该车整车质量为27kg;充满氢后,一位质量为53kg的人在水平路面上以最快速度能连续骑行2.5h,续航里程56km。该车以最快速度行驶时受到的阻力是总重的0.05倍,动力系统把氢能转化为牵引自行车前进所需能量的效率为80%,氢气的热值为1.4×108J/kg,g=10N/kg。
(1)该车的最快速度是多大?
(2)该车的最大储氢量是多少千克?
【分析】(1)根据v=计算该车的最快速度。
(2)先算出阻力,推算出牵引力,然后算出有用功,再根据效率公式计算氢气燃烧放出的热量,最后根据m=计算质量。
【解答】解:(1)该车的最快速度:
v===22.4km/h;
(2)一位质量为53kg的人在水平路面上以最快速度能连续骑行2.5h,即车做匀速直线运动,
根据题意和二力平衡条件可得,此时该车受到的牵引力:
F=f=0.05G=0.05×(27+53)kg×10N/kg=40N;
汽车做的有用功:
W有=Fs=40N×56000m=2.24×106J;
氢气燃烧放出的热量:
Q===2.8×106J;
该车的最大储氢量:
m===0.02kg。
(1)该车的最快速度是22.4km/h;
(2)该车的最大储氢量是0.02千克。
【点评】本题考查了速度与效率的计算,属于基础题。
27.(9分)工程技术人员要设计一款厨房热水器,原理图如图甲所示,技术参数要求如下表,它可以设定不同的出水温度.R是加热电阻丝,其规格为“220V 1500W”,控制电路中的电源电压为3V,R1是热敏电阻,电磁铁线圈电阻为10Ω,R0是滑动变阻器,当控制电路中的电流大于等于40mA时,衔铁被吸下,动触点与下静触点接触;当控制电路中的电流小于40mA时,衔铁被释放,动触点与上静触点接触,热敏电阻Rt的阻值与温度的关系图像如图乙所示。请完成下列问题:
某厨房热水器
额定电压/V
220
额定功率/W
1500
最大容积/L
5
出水温度范围/℃
30﹣65
(1)请用笔画线,把受控电路中的加热电阻丝R接入电路。
(2)要使出水温度为40℃,滑动变阻器接入电路的电阻值多大?
(3)要使出水温度升高,滑动变阻器的滑片P应向 左 (左/右)移动。
(4)该热水器把体积为5L,初温为20℃的水加热到60℃,只需10min,则该热水器的加热效率是多少?[ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【分析】(1)电磁继电器相当于开关,连接时开关应控制火线,然后把电热丝接入电路中;
(2)根据图乙确定加热到40℃时R1的阻值,根据欧姆定律求出电路中的电流为40mA时电路中的总电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器调节到的阻值;
(3)根据热敏电阻的变化和欧姆定律判断滑动变阻器滑片移动的方向;
(4)知道水的体积,根据m=ρV求出水的质量,又知道水的初温、末温和比热容,根据Q吸=cmΔt求出水吸收的热量,根据W=Pt求出消耗的电能,利用η=×100%求出该热水器的加热效率。
【解答】解:(1)电磁继电器的触电与火线相连,如下图所示:
;
(2)由图乙可知,水加热到40℃时,热敏电阻的阻值R1=20Ω,
由I=可得,电路中的电流为40mA时电路中的总电阻:
R总===75Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器接入电路的电阻值:
R0=R总﹣R线圈﹣R1=75Ω﹣10Ω﹣20Ω=45Ω;
(3)控制电路中的电源电压不变,控制电路中的电流不变,根据欧姆定律可知,电路的总电阻不变;要使出水温度升高,由图乙可知,热敏电阻阻值变大,根据电阻的串联可知,滑动变阻器阻值变小,故滑动变阻器的滑片P应向左移动;
(4)5L的水体积为V=5L=5000cm3,
由ρ=可得,水的质量为:
m=ρV=1.0g/cm3×5000cm3=5000g=5kg;
水吸收的热量:
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×(60℃﹣20℃)=8.4×105J;
由P=可得,消耗的电能:
W=PRt′=1500W×10×60s=9×105J;
该热水器的加热效率:
η=×100%=×100%≈93.3%。
答:(1)见解答图;
(2)要使出水温度为40℃,滑动变阻器接入电路的电阻值为45Ω;
(3)左;
(4)该热水器的加热效率为93.3%。
【点评】本题考查了电磁继电器的连接、电功率公式、吸热公式、电功公式、效率公式、电阻的串联和欧姆定律的应用,要注意电磁继电器连接时触点要与火线连接。
28.(8分)在“探究冰、烛蜡的熔化特点”的实验中。
(1)图(a)烧杯中的水应取 温水 (温水/开水);温度计的示数为 ﹣4 ℃。
(2)组装图(b)装置时,应先固定部件 B (A/B);探究时采用“水浴法”而不直接用酒精灯加热,好处是 受热均匀 ,图(a)、(b)两装置中的冰、蜡均需碾碎,目的是 利于温度计的玻璃泡充分和被测物质接触 。
(3)在实验过程中,定时记录冰、蜡的温度的同时,还要观察 状态的变化 。
(4)根据实验数据作出冰、蜡的温度随时间变化的图像分别如图(c)、(d)所示。
①在冰的熔化实验中,当秒表的示数如图(e)所示时,试管中物质的状态是 固液共存 。
②冰、蜡熔化时的温度变化图像不同的原因是 冰是晶体;蜡是非晶体 。
【分析】(1)用温水做实验,会缩短加热的时间;明确温度计的最小分度值,读出示数;
(2)实验中要用酒精灯外焰加热,温度计玻璃泡完全浸没被测物质中,但不能碰容器底和壁,所以组装仪器需要按照自下而上的顺序。采用“水浴法”而不直接用酒精灯加热,能使试管受热均匀;温度计的玻璃泡,要充分和被测物质接触;
(3)在探究物质的熔化特点时,不仅要记录其温度的变化情况,还要观察其状态的变化情况;
(4)①秒表的中间的表盘代表分钟,周围的大表盘代表秒,秒表读数是两个表盘的示数之和;晶体熔化过程处于固液共存态;
②冰是晶体,在熔化过程中温度保持不变;蜡是非晶体,在熔化过程中温度不断升高。
【解答】解:(1)图(a)烧杯中的水应取温水,会缩短加热的时间;温度计的分度值是1℃,温度是零下,温度计的示数为﹣4℃。
(2)往实验中要用酒精灯外焰加热,所以在固定B的位置时需要点燃酒精灯。温度计玻璃泡完全浸没被测物质中,但不能碰容器底和壁,所以组装仪器需要按照自下而上的顺序。采用“水浴法”而不直接用酒精灯加热,除了能减缓升温速度,还能使试管受热均匀;冰、蜡均需碾碎,目的是温度计的玻璃泡,充分和被测物质接触;
(3)在探究物质的熔化特点时,不仅要记录其温度的变化情况,还要观察其状态的变化情况;
(4)①由图知:在秒表的中间表盘上,1min中间有两个小格,所以一个小格代表0.5min,指针在“3”和“4”之间,偏向“4”一侧,所以分针指示的时间为如图所示,图(e)中秒表的示数是3min=180s;在秒表的大表盘上,1s之间有10个小格,所以一个小格代表0.1s,指针在37.5s处,所以秒针指示的时间为37.5s,即秒表是3min+37.5s=180s+37.5s=217.5s;此时试管中物质的状态是固液共存态;
②非晶体在熔化过程中温度不断升高,整个过程中温度都在升高,晶体的熔化过程中,温度不断升高。
故答案为:(1)温水;﹣4;(2)B;受热均匀;利于温度计的玻璃泡充分和被测物质接触;(3)状态的变化;(4)①固液共存;②冰是晶体;蜡是非晶体。
【点评】“探究冰和蜡熔化时温度的变化规律”的实验,考查了晶体和非晶体熔化图像的区别,难度不大。
29.(8分)小明利用弹簧、实心小球和水,制作测量液体密度的“密度秤”,他先在木板上粘贴标上0~8.00cm刻度的纸,弹簧的一端固定,使之正好对准零刻度线,把木板竖直放置,如图(a)所示,在弹簧下端挂钩码(每个钩码的质量为50g),实验数据如表。
钩码个数
0
1
2
3
4
5
6
弹簧长度l/cm
2.00
3.00
4.00
6.00
7.00
8.00
弹簧伸长量Δl/cm
0
1.00
2.00
4.00
5.00
6.00
(1)当挂三个钩码时,指针所对刻度如图(b)所示,此时弹簧的伸长量是 3.00 cm;
(2)根据表中弹簧的伸长量跟拉力的关系,你能得到的结论是:在一定范围内, 弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比 ;
(3)把木板竖直放置,将实心小球悬挂在弹簧的下端,静止时如图(c)所示,则该小球的重力为 3 N;(g=10N/kg)
(4)把小球浸没在水中,静止时如图(d)所示,则该小球受到的浮力是 1N N;
(5)把小球浸没在待测液体中,静止时如图(e)所示,则该液体的密度是 0.8×103 kg/m3;(ρ水=1.0×103kg/m3)
(6)小明想把纸上的长度刻度改成液体密度值,则零刻度应标在 8.00 cm刻度线处,该密度秤能测量液体的最大密度是 3×103 kg/m3;
(7)利用该密度秤测量液体密度时,应注意的事项有 测量时小球完全浸没在待测液体中 (请写出一点)。
【分析】(1)先判断出刻度尺的最小分度值,再读出弹簧原长和弹簧的伸长量;
(2)分析表中数据得出弹簧的伸长和拉力成正比;
(3)由(1)知弹簧伸长1cm时的拉力,同时求出该小球使弹簧伸长的长度,则可求出该小球的重力;
(4)把小球浸没在水中,静止时如图(d)所示,求出弹簧伸长的长度,则可求出该小球对弹簧的拉力F,根据称重法可求出该小球受到的浮力;
(5)根据F浮=ρ液gV排求出,小球排开水的体积,小球的体积等于其排开水的体积,把小球浸没在待测液体中,静止时如图(e)所示,求出弹簧伸长的长度,则可求出此时该小球对弹簧的拉力,
根据称重法可求出该小球在液体中受到的浮力,小球排开液体的体积等于其体积,根据F浮=ρ液gV排可求出液体的密度;
(6)把木板竖直放置,将实心小球悬挂在弹簧的下端,静止时弹簧长度为8.00cm,小明想把纸上的长度刻度改成液体密度值,则零刻度应标在8.00cm刻度线处,
由题知,把小球浸没在水中,静止时如图(d)所示,弹簧长度为6.00cm,对应水的密度为1×103kg/m3,则可求出弹簧每缩短1cm,液体密度的增加量,从而计算出弹簧从8.00cm缩短到2.00cm时液体的密度,即该密度秤能测量液体的最大密度;
(7)利用该密度秤测量液体密度时,应注意的事项有:测量时小球完全浸没在待测液体中。
【解答】解:(1)由图中额定刻度尺的最小分度值为1mm,弹簧的原长为2.00cm,当挂三个钩码时,指针所对刻度如图(b)所示,此时弹簧的伸长量是5.00cm﹣2.00cm=3.00cm;
(2)分析表中数据得出:在弹性限度内,弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比;
(3)每个钩码的重力为G钩码=m钩码g=50×10﹣3kg×10N/kg=0.5N;
由(1)知当挂3个钩码时即1.5N时弹簧伸长3.00cm,=0.5N/cm,即伸长1cm时物体的质量为0.5N;
将实心小球悬挂在弹簧的下端,静止时如图(c)所示,弹簧伸长8.00cm﹣2.00cm=6.00cm,实心小球的重力为:G球=0.5N/cm×6.00cm=3N;
(4)把小球浸没在水中,静止时如图(d)所示,弹簧伸长6.00cm﹣2.00cm=4.00cm,则该小球对弹簧的拉力是:F拉=0.5N/cm×4.00cm=2N,
则该小球受到的浮力是:F浮=G球﹣F拉=3N﹣2N=1N;
(5)根据F浮=ρ液gV排得,小球的体积等于其排开水的体积,即V球=V排水===1×10﹣4m3,
把小球浸没在待测液体中,静止时如图(e)所示,弹簧伸长6.40cm﹣2.00cm=4.40cm,则该小球对弹簧的拉力是:F拉e=0.5N/cm×4.40cm=2.2N,
则该小球受到的浮力是:F浮液=G球﹣F拉e=3N﹣2.2N=0.8N;V排液=V球=1×10﹣4m3,
根据F浮=ρ液gV排得,ρ液==0.8×103kg/m3,
(6)把木板竖直放置,将实心小球悬挂在弹簧的下端,静止时弹簧长度为8.00cm,小明想把纸上的长度刻度改成液体密度值,则零刻度应标在8.00cm刻度线处,
由题知,把小球浸没在水中,静止时如图(d)所示,弹簧长度为6.00cm,对应水的密度为1×103kg/m3,则弹簧每缩短1cm,液体密度的增加量为=0.5×103kg/m3,
该密度秤能测量液体的最大密度是0.5×103kg/m3×(8.00cm﹣2.00cm)=3×103kg/m3;
(7)利用该密度秤测量液体密度时,应注意的事项有:测量时小球完全浸没在待测液体中。
故答案为:(1)3.00;(2)弹簧的伸长量与它受到的拉力成正比;(3)3;(4)1;(5)0.8×103;(6)8.00;3×103;(7)测量时小球完全浸没在待测液体中。
【点评】本题重点考查测量液体密度实验步骤和原理,关键是平时要注意知识的积累,记忆测量的方法和原理;重点是记住测量密度的原理和测量步骤。
30.(10分)用如图甲所示的器材,测量额定电压为3.8V的小灯泡的电功率,其中电源是4节新干电池。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整(要求滑片P向右移动时灯泡变亮)。
(2)连接好电路后, 将滑片P移到最左端 (填操作步骤),再闭合开关;移动滑片P,发现小灯泡始终不发光,电流表无示数,电压表有示数,小组同学猜想可能的原因:①灯泡与灯座接触不良;②灯座短路;③滑动变阻器断路,可能正确的猜想是 ① (填序号)。
(3)排除故障后,移动滑片,将测得的数据逐一填入表中。
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
电压
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.8
4.5
电流
0.12
0.14
0.17
0.2
0.24
0.26
功率
①表格设计有一处错误和一处不完善,请指出错误是: 物理量没有单位 ;不完善之处是: 缺少“小灯泡的亮度变化”一栏 ;
②要得到序号7所需数据,应在第6次实验的基础上适当将滑片P向 右 (左/右)移动;当灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为 1.14 W。
③分析表中数据,发现序号4中小灯泡的功率不是序号2的4倍,原因是 灯丝温度升高,灯丝电阻变大 。
(4)本实验使用的变阻器是 50Ω 1A (“50Ω 1A”、“20Ω 1A”、“10Ω 2A”)。
【分析】(1)电压表要并联在灯泡的两端,电流表要串联在电路中,滑动变阻器要“一上一下”串联在电路中,本实验中根据滑片P向右移动时灯泡变亮,必须接右下的接线柱。
(2)闭合开关前,滑动变阻器要调节到阻值最大值处;小灯泡始终不发光,电流表无示数,电压表有示数,典型故障是灯泡断路。
(3)①记录表格中没有单位,缺少灯泡亮度一栏。
②要使灯泡两端的电压达到额定电压,滑片向右移动,减小滑动变阻器接入电路的电阻;根据P=UI计算小灯泡的额定功率。
③灯丝的电阻随温度的升高而增大。
(4)根据实际电压的可调范围和灯泡的额定电压来选择滑动变阻器的规格。
【解答】解:(1)电压表要并联在灯泡的两端,本实验中使用0—15V量程,让正接线柱接在靠近电源的正极那端;电流表要串联在电路中,让电流从正接线柱流入、从负接线柱流出来,本实验使用0—0.6A量程;滑动变阻器要“一上一下”串联在电路中,本实验中根据滑片P向右移动时灯泡变亮,必须接右下的接线柱。连线如图所示:
。
(2)连接好电路后,将滑片P移到最左端,再闭合开关;移动滑片P,发现小灯泡始终不发光,电流表无示数,电压表有示数,小组同学猜想可能的原因:灯泡处断路,故①符合题意,②③不符合题意,故选:①。
(3)①表格设计有一处错误和一处不完善,请指出错误是:物理量没有单位;不完善之处是:缺少“小灯泡的亮度变化”一栏;
②要得到序号7所需数据,应在第6次实验的基础上适当将滑片P向右移动,减小滑动变阻器接入电路的电阻,增大电路中的电流;当灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,此时的电流为I=0.3A,
小灯泡的额定功率为:P=UI=3.8V×0.3A=1.14W;
③分析表中数据,发现序号4中小灯泡的功率不是序号2的4倍,原因是:灯丝温度升高,灯丝电阻变大。
(4)第一次实验时,小灯泡两端的电压为0.5V,电源电压为6V,此时加在滑动变阻器两端的电压为6V﹣0.5V=5.5V,那么滑动变阻器接入电路的电阻为:;所以滑动变阻器应该选择“50Ω 1A”规格的。
故答案为:(1);(2)把滑片P移到最左端;①;(3)①物理量没有单位;缺少“小灯泡的亮度变化”一栏;②右;1.14;③灯丝温度升高,灯丝电阻变大;(4)50Ω 1A。
【点评】会根据实验原理和题目的要求连接实物图;知道电流表、电压表、滑动变阻器的使用规则;会设计记录数据的表格;会利用P=UI计算额定功率;知道灯丝电阻与温度的关系。
声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2023/5/26 3:52:22;用户:13328671599;邮箱:13328671599;学号:46568798
相关试卷
这是一份江苏省常州市新北实验中学2021-2022学年九年级上学期月考物理试卷,共9页。试卷主要包含了1.2×107;2×105等内容,欢迎下载使用。
这是一份2023-2024学年江苏省常州市新北实验中学八年级(上)月考物理试卷,共17页。
这是一份江苏省常州市新北实验中学2022-2023学年九年级上学期期中物理调研卷