2023年山东省青岛市即墨区中考物理二模试卷
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一、单项选择题(满分20分,共10题,每题2分。每题均有四个选项,其中只有一个选项符合题意)
1.(2分)“公共场所,请勿喧哗”是指控制声音的( )
A.音调 B.响度 C.音色 D.传播速度
2.(2分)《天工开物》记载的“透火焙干”是造纸的一道工序,其做法是将刚生产出的湿纸张贴在烤火的墙上(如图)。给墙壁烤火能加快湿纸变干的主要原因是( )
A.升高湿纸的温度
B.增大湿纸的表面积
C.改变湿纸中的液体种类
D.加快湿纸表面的空气流动
3.(2分)珍爱生命,安全用电!下列做法符合安全用电规范的是( )
A.开关接在电灯和零线之间
B.电路中的保险丝熔断后,可以用铜丝代替它
C.用电器着火时用水来灭火
D.用试电笔辨别火线时,手接触笔尾的金属体
4.(2分)如图所示的光现象中,由于光的折射形成的是( )
A.从不同方向看见黑板上的字
B.“明”字在镜中反了
C.筷子好像在水面处弯折
D.日晷上呈现针的影子
5.(2分)如图,探究声音的传播时,将正在响铃的闹钟置于密封玻璃罩内,逐渐抽出罩内的空气,听到闹铃声逐渐变小。因无法抽成真空,需在实验的基础上推理得出结论。概括出结论时用到了一种研究方法,以下探究也运用了这一研究方法的是( )
A.探究阻力对物体运动的影响
B.探究通电螺线管外部磁场的分布
C.探究光反射时的规律
D.探究浮力的大小跟哪些因素有关
6.(2分)滑雪杖是滑雪者控制重心必不可少的一件工具,图示放大部分为其底部结构,a处为尖端,b处为宽大的滑雪圈,a、b处的设计目的是( )
A.a处减小压强,b处增大压强
B.a处增大压强,b处减小压强
C.a、b处均增大压强
D.a、b处均减小压强
7.(2分)如图所示,图为实验室做实验用的1号干电池,以下对该电池相关物理量的估测,最符合实际的是( )
A.质量约1.2kg B.高度约6dm
C.密度约1g/cm3 D.电压约1.5V
8.(2分)关于四冲程汽油机的工作过程,下列说法正确的是( )
A.吸气冲程:化学能转化为内能
B.压缩冲程:缸内气体温度降低
C.做功冲程:气体推动活塞做功
D.排气冲程:内能转化为机械能
9.(2分)分别使用图中装置匀速提升同一物体,忽略滑轮重、绳重及摩擦,用力最小且能改变力的方向的是( )
A. B. C. D.
10.(2分)关于“用天平、量筒和水测量杏的密度”的实验,下列说法正确的是( )
A.应先测量杏的体积,再测量杏的质量
B.用调好的天平测量时,杏应放在右盘中
C.量筒的分度值越小,测量的体积越精确
D.杏浸没在量筒的水中时表面附有气泡,测得的密度偏大
二、多项选择题(满分15分,共5题。每题3分。每题均有四个选项,其中有2~3个选项符合题意,选项全选对的得3分,选对但不全的得2分,有错选的不得分)
(多选)11.(3分)如图,在一次野炊活动中,小宇把图中的口香糖锡箔纸接在干电池正负极上,锡箔纸较窄的a处最先燃烧。与锡箔纸长度相同的较宽处(如b处)相比,下列说法正确的是( )
A.a处电阻较小
B.a处电阻较大
C.一定时间内,a处产生的热量较少
D.一定时间内,a处产生的热量较多
(多选)12.(3分)如图,做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验时,用同一套器材完成图示三次实验,其中甲、乙中木板正面朝上,丙中木板反面朝上,木板的反面比正面粗糙。三次实验中,弹簧测力计均水平拉动木块,使它沿水平长木板向右做匀速直线运动,下列分析正确的是( )
A.测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等,运用的是二力平衡的知识
B.选择甲、丙所示实验,可探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系
C.三次实验中,丙中的木块所受的滑动摩擦力最大
D.木块相对长木板向右滑动时,它对长木板施加了向右的摩擦力
(多选)13.(3分)有一种利用重力进行发电的“重力灯”,其结构示意图如图所示。使用时,先将质量较大的重物M挂在绳端,松手后,M以缓慢的速度匀速下落,带动发电机转动,从而使LED灯发光。在M匀速下落的过程中,下列分析正确的是( )
A.M的动能保持不变
B.M的机械能保持不变
C.电能是由动能转化而来的
D.电能是由重力势能转化而来的
(多选)14.(3分)实践小组在底端封闭的两支相同的吸管中装入质量不同的细沙,自制了a、b两支密度计,把它们放入装有水的容器内,静止后如图所示。下列判断正确的是( )
A.两密度计所受的浮力相等
B.密度计a所受的重力较大
C.密度计b底部所受水的压强较小
D.两密度计底部所受水的压力相等
(多选)15.(3分)图甲是测量小灯泡电功率的电路图,灯泡L的额定电压为6V,电源电压保持8V不变。根据实验数据,绘制了电流表与电压表示数关系的图象,如图乙所示。以下解答正确的是( )
A.L的额定功率为3W
B.L正常发光时,Rp接入电路中的阻值为4Ω
C.电压表示数为2V时,L与Rp消耗的电功率之比为3:1
D.若将图甲中的Rp换成和L一样的灯泡,通电时整个电路的电功率为3.6W
三、填空作图题(满分20分,共5题)
16.(5分)飞天梦不再失重,科学梦张力无限!中国空间站多次推出“天宫课堂”。
(1)运载火箭实现了华夏千年飞天梦,火箭燃料应具备安全 、热值较 的特点。
(2)“天宫课堂”上,两块透明板上的水球相接触后粘在了一起,慢慢拉开板后形成了一个长长的“液桥”(如图),该现象主要说明了水分子间存在 力。
(3)课堂上,王亚平把一个液体球变成了固态球,这一过程发生的物态变化是 ,此过程 (吸收/放出)热量。
(4)中国空间站绕地球运行时,受到 (平衡/非平衡)力的作用。
17.(4分)如图甲,水平过道上铺有平滑的地砖,过道上方天花板上有一盏电灯L(图中未画出);晚上,小宇站在1号地砖上时,通过2号地砖看到灯的像;走到2号地砖上时,通过3号地砖看到灯的像。
(1)小宇通过两块地砖所看到的像 (填字母)。
A.大小相同、位置不同
B.大小、位置均不同
C.大小不同、位置相同
D.大小、位置均相同
(2)如图乙,小宇站在1号地砖上时,看到灯的像在L′处,请画出:
①灯L的位置。
②眼睛看到像L′的光路图。
(3)图乙中,L′距地砖表面2.4m,则灯L距地砖表面 (大于/小于/等于)2.4m。
18.(4分)如图,船上装有平衡警示电路,其中S为重力开关:虚线框部分是其绝缘外壳,A、B、C是固定在外壳上的金属触点,金属片M(斜线部分)重力较大,M可绕固定点O自由转动。当船水平时,M与C接触,绿灯亮;当船体向左或向右倾斜到一定程度时,M与C分离,与A、B中的某一个触点接触,蜂鸣器发声报警。
(1)请按要求,将电路图连接完整。
(2)重力开关S运用了重力方向总是 的原理。
(3)O处转动部位安装了滚动轴承,目的是 摩擦。
19.(4分)小宇利用身边的塑料瓶等废旧物品,进行了以下探究。
(1)如图甲(俯视图),塑料瓶在水平桌面上静止,用吸管在右侧沿平行于瓶身的方向用力吹气时,会看到瓶子向 (左/右)运动。
(2)如图乙,与头发摩擦过的塑料瓶能吸引碎纸屑,这是因为塑料瓶带了 。
(3)往空塑料瓶里倒入适量的热水,晃动几下后倒掉,然后迅速将空瓶子倒扣在冷水槽中,如图丙,发现水快速涌进塑料瓶,证明了 的存在。
(4)如图丁,往塑料瓶里装水,挤压瓶子中间部位时水面上升(未溢出),手后水面回到原处,说明塑料瓶被挤压时发生了 形变。
20.(3分)如图,北京冬奥会滑雪场,索道设施向山顶运送货物,封闭式轿厢随钢索向左上方做匀速直线运动,物体A静止在厢内水平面上,在匀速上升的过程中:
(1)请画出物体A的受力示意图。
(2)沿直线匀速上升时,轿厢对A向上的力为F1;停止运动时,轿厢对A向上的力为F2,请推断:F1 F2(>/=/<)。
四、实验探究题(满分32分,共5题)
21.(6分)如图,创新小组自制小小电动机:用硬金属丝制作两支架m、n,固定在木板上;把一段粗漆包线绕成矩形线圈abcd,漆包线的两端伸出作为引线,用小刀刮两端引线的漆皮,左端全部刮掉,右端只刮上半周或下半周,将引线放在支架上;用另一段漆包线绕在铁芯上制作电磁铁,置于线圈之下。
把线圈和电磁铁按图示接入电路,闭合开关,用手轻推一下,线圈就会不停地转下去。
(1)引线上的漆皮要刮掉,原因是漆皮属于 。
(2)线圈abcd与电磁铁的连接方式是 联;电磁铁外部的磁场与 磁体的磁场相似,电磁铁上端的磁极是 极。
(3)线圈转动一周时,只有半周获得了动力,要靠 转过另半周。
(4)若把电池正负极对调,闭合开关,线圈的转动方向将 (改变/不变)。
22.(6分)跨学科实践小组做凸透镜成像的实验,并以此了解近视眼的成因及矫正:
(1)如图甲,组装器材时,应使烛焰、凸透镜、光屏的中心在 。
(2)在如图甲所示的位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像,此像是 (放大/缩小)的,利用此原理制成的光学仪器是 (照相机/投影仪/放大镜);此时,一只飞虫落在了凸透镜表面上,光屏上 (有/没有)飞虫的像或影子。
(3)一段时间后,蜡烛因燃烧会变短,烛焰的像会往上偏离光屏中心,如图乙,能让像重新回到光屏中心的操作是 (填字母)。
A.光屏下调
B.蜡烛上调
C.透镜上调
(4)保持图甲中凸透镜、光屏的位置不变,将蜡烛向左移动少许,光屏上的像变模糊;若仅在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的凹透镜,可再次在光屏上得到清晰的像,这说明凹透镜对光有 作用。
23.(6分)杆秤是我国劳动人民的一项发明,是各种衡器中历史最悠久的一种。为研究杆秤的原理,物理社团先用刻度均匀的杠杆,探究杠杆的平衡条件。
(1)杠杆不挂钩码时右端下沉,为使它在水平位置平衡,应向 (左/右)调节螺母。
(2)如图甲,当杠杆水平平衡后,在A、B处挂上图示的钩码,杠杆在水平位置静止,已知A处钩码的总质量为100g,则B处钩码的总质量为 g;若将A处钩码移至C处,B处钩码移至D处,则杠杆 端将下沉。
(3)根据图甲实验,小宇得出了“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”的结论;为此,在图甲实验的基础上,晓丽进行了图乙实验:在B处施加不同方向的拉力,均使杠杆水平静止,发现拉力随方向而改变,当方向为 时,拉力最小,由此可知小宇的结论是 (正确/错误)的。
(4)如图丙,杆秤有两个提纽,向上提起提纽 (a/b)时,杆秤的最大称量值更大。
24.(6分)夏季,炎炎烈日之下,海滩上的沙子热得烫脚,但海水却非常凉爽。晓丽对此非常好奇,于是设计了如图甲所示的装置,与小宇一起探究“水和沙子吸热的情况”。
(1)两只相同的烧杯中装入初温、 相同的水和沙子。
(2)用两盏相同的酒精灯同时加热水和沙子,通过 的方式改变水和沙子的内能;加热过程中用玻璃棒不断搅拌,目的是使水和沙子受热 。测得的数据如表:
加热时间/min
0
1
2
3
4
温度/℃
水
20
21
23
25
27
沙子
20
24
32
40
第4min末,沙子的温度如图乙所示,其温度为 ℃。
(3)烈日下,沙子热得烫脚,海水却很凉爽,是因为沙子的比热容海水的比热容 。
(4)实验中,烧杯中水的质量为200g,0~3min时间内,水吸收的热量为 J。
25.(8分)创新小组用“伏安法”测量未知定值电阻Rx的电阻值,实验电路如图甲。
(1)图甲电路中有一根导线接错了,请你找出这根接错的导线,在这根导线上打“×”(表示不要),并用笔重新画一根正确连接的导线(导线不准交叉)。
(2)利用正确电路进行了三次实验,实验数据如表:第3次测量中,电流表示数如图乙所示,此示数为 A;利用三组数据求得电阻平均值为 Ω,取平均值的目的是 。
测量次序
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1.0
0.10
10.0
2
1.7
0.16
10.6
3
2.6
(3)利用图甲实验器材还能完成下列 实验(A/B):
A.探究电流与电压的关系
B.探究电流与电阻的关系
(4)借助电阻箱(一种能读出接入电路中电阻值的变阻器,符号为),利用图丙电路(此电路中电源电压随电流而改变),只用电流表也能测量出Rx的电阻,具体做法是:
①连接图丙(a)电路,闭合开关,改变电阻箱电阻使电流表示数为0.3A,记下电阻箱接入电路中的阻值Ra。
②把Rx接入图丙(b)电路,闭合开关,改变电阻箱电阻使电流表示数为 A,记下电阻箱接入电路中的阻值Rb。
③利用所测数据,求得Rx= 。
五、计算题(满分13分,共2题)
26.(7分)图示为服务机器人,运动时牵引力由内置电动机提供。某次配送服务中,该机器人以0.5m/s的速度沿水平地面匀速直线移动40s,它和配送物品的总质量为85kg,水平牵引力是机器人总重力的0.06倍,求本次服务中:(取g=10N/kg)
(1)水平牵引力F0。
(2)牵引力F0做的功。
(3)电动机的电功率为30W,该机器人的机械效率为多大?
(4)取下物品后,机器人对水平地面的压力减小200N,对地面的压强减小2×104Pa,机器人与地面的接触面积(忽略其变化)为多大?
27.(6分)某款空气炸锅加热部分的简化电路如图所示,额定电压为220V,定值电阻R1和R2均为发热体,R1=110Ω。开关S1、S2的通断可实现高、低温两个挡位的调节,其高温挡的额定功率为1320W。求:
(1)仅闭合开关S1时,通过R1的电流。
(2)发热体R2的阻值。
(3)用高温挡烤地瓜时,该空气炸锅的用电费用为0.396元,已知该时段的用电收费标准为0.6元/(kW•h),则高温挡烤地瓜用了多长时间?
2023年山东省青岛市即墨区中考物理二模试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(满分20分,共10题,每题2分。每题均有四个选项,其中只有一个选项符合题意)
1.(2分)“公共场所,请勿喧哗”是指控制声音的( )
A.音调 B.响度 C.音色 D.传播速度
【分析】响度指声音的强弱,与物体振动的振幅有关。
【解答】解:响度指声音的强弱,“公共场所,请勿喧哗”是要求人们说话时控制响度放小些。
故选:B。
【点评】本题考查了响度的理解,属于声学基础知识的考查,相对比较简单。
2.(2分)《天工开物》记载的“透火焙干”是造纸的一道工序,其做法是将刚生产出的湿纸张贴在烤火的墙上(如图)。给墙壁烤火能加快湿纸变干的主要原因是( )
A.升高湿纸的温度
B.增大湿纸的表面积
C.改变湿纸中的液体种类
D.加快湿纸表面的空气流动
【分析】影响蒸发快慢的因素:液体温度、液体表面积和液体表面上方的空气流动。
【解答】解:“透火焙干”中把湿纸贴在热墙上,湿纸从墙上吸收热量,使纸的温度升高,从而使水分蒸发加快,使湿纸干得更快。
故选:A。
【点评】本题考查了影响蒸发快慢的因素,属于基础知识,比较简单。
3.(2分)珍爱生命,安全用电!下列做法符合安全用电规范的是( )
A.开关接在电灯和零线之间
B.电路中的保险丝熔断后,可以用铜丝代替它
C.用电器着火时用水来灭火
D.用试电笔辨别火线时,手接触笔尾的金属体
【分析】(1)控制电灯的开关应安装在火线与灯之间;
(2)熔丝熔断后千万不能用铜丝代替,因为铜的熔点很高,在电路中电流过大时,铜丝不能自动熔断,不能起到保险的作用;
(3)生活用水是导体;
(4)使用测电笔时,笔尖应接触被测的导线,手指按住笔尾金属体,不能碰到笔尖,防止发生触电。
【解答】解:A、电灯的开关接在零线上时,即使断开,电灯或其他用电器仍带电,易发生触电事故,故A不符合安全用电的原则;
B、熔丝熔断后千万不能用铜丝代替,起不到保护作用,故B不符合安全用电的原则;
C、生活用水是导体,用电器着火时用水来灭火,容易发生触电事故,故C不符合安全用电的原则;
D、使用测电笔时,笔尖应接触被测的导线,手指按住笔尾金属体,不能碰到笔尖,防止发生触电,故D符合安全用电的原则。
故选:D。
【点评】要求学生在生活中要具有一定的安全用电常识,并养成安全用电的好习惯。
4.(2分)如图所示的光现象中,由于光的折射形成的是( )
A.从不同方向看见黑板上的字
B.“明”字在镜中反了
C.筷子好像在水面处弯折
D.日晷上呈现针的影子
【分析】(1)光的折射是指光线从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向发生改变的现象,比如透镜成像,水变浅了,水中的筷子折断了等;
(2)光的反射是指光线在传播的过程中遇到障碍物被反射出去的现象,比如平面镜成像、倒影;
(3)要掌握光沿直线传播现象,知道影子的形成、日月食的形成、小孔成像都是光沿直线传播形成的。
根据四幅图中形成的原理不同,对其进行分类,并选出符合要求的选项。
【解答】解:A.从不同方向看见黑板上的字,是因为字发生了漫反射,故A不符合题意;
B.“明”字在镜中反了,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故B不符合题意;
C.筷子好像在水面处折断,是筷子反射的光线从水中进入空气中时,在水面发生折射,折射光线偏离法线形成的,属于光的折射现象,故C符合题意;
D.日晷的影子是由光的直线传播形成的,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】本题主要考查学生利用光学知识解释生活中常见的物理现象,此题与实际生活联系密切,体现了生活处处是物理的理念。
5.(2分)如图,探究声音的传播时,将正在响铃的闹钟置于密封玻璃罩内,逐渐抽出罩内的空气,听到闹铃声逐渐变小。因无法抽成真空,需在实验的基础上推理得出结论。概括出结论时用到了一种研究方法,以下探究也运用了这一研究方法的是( )
A.探究阻力对物体运动的影响
B.探究通电螺线管外部磁场的分布
C.探究光反射时的规律
D.探究浮力的大小跟哪些因素有关
【分析】先分析探究声音的传播实验的物理学方法,再分别分析各选项的物理学方法,相互比较可得出结论。
【解答】解:因无法抽成真空,需在实验的基础上推理得出结论,因此实验采用了推理法;
A、探究阻力对物体运动的影响时,无法找到绝对光滑的水平面进行实验,需在实验的基础上推理得出结论,实验采用了推理法,故A符合题意;
B、探究通电螺线管外部磁场的分布,采用了模型法,故B不符合题意;
C、探究光反射时的规律,采用了等效替代法,故C不符合题意;
D、探究浮力的大小跟哪些因素有关,采用了控制变量法,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】本题考查了物理学方法的理解和掌握,属于基础性题目。
6.(2分)滑雪杖是滑雪者控制重心必不可少的一件工具,图示放大部分为其底部结构,a处为尖端,b处为宽大的滑雪圈,a、b处的设计目的是( )
A.a处减小压强,b处增大压强
B.a处增大压强,b处减小压强
C.a、b处均增大压强
D.a、b处均减小压强
【分析】增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;
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:由图可知,滑雪杖的底部a处为尖端,b处为宽大的滑雪圈,在压力一定时,a处通过减小受力面积增大压强;b处通过增大受力面积,减小压强。故只有B说法正确。
故选:B。
【点评】知道压强大小的影响因素,掌握增大和减小压强的方法,能利用压强知识解释生活中的问题是解答的关键。
7.(2分)如图所示,图为实验室做实验用的1号干电池,以下对该电池相关物理量的估测,最符合实际的是( )
A.质量约1.2kg B.高度约6dm
C.密度约1g/cm3 D.电压约1.5V
【分析】(1)1节干电池的电压为1.5V;
(2)一节干电池的重力与两只鸡蛋差不多;
(3)一节干电池的高度大约10cm;
(4)干电池的密度比水大。
【解答】解:A、一节干电池的质量与两只鸡蛋差不多,大约100g,故A不符合实际;
B、一节干电池的高度与手掌宽度差不多,大约10cm,故B不符合实际;
C、干电池放入水中下沉,说明其的密度比水大,大于1g/cm3,故C不符合实际;
D、1节干电池的电压为1.5V,故D符合实际。
故选:D。
【点评】本题结合干电池进行估测,关键转化为熟悉的量,比如鸡蛋、手掌、水进行比较。
8.(2分)关于四冲程汽油机的工作过程,下列说法正确的是( )
A.吸气冲程:化学能转化为内能
B.压缩冲程:缸内气体温度降低
C.做功冲程:气体推动活塞做功
D.排气冲程:内能转化为机械能
【分析】四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程,分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程,其中只有做功冲程对外做功,将内能转化为机械能;另外还有压缩冲程有能量转化,将机械能转化为内能。
【解答】解:A、汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物,不涉及能量的转化,故A错误;
B、在压缩冲程,活塞对气体做功,将机械能转化为内能,气体的内能变大,温度升高,故B错误;
C、做功冲程中,燃气对活塞做功,燃气的内能转化为活塞的机械能,故C正确;
D、排气冲程中没有能量的转化,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了内燃机的四个冲程,要求学生对每个冲程的特点、能量转化等情况十分熟悉才能顺利解答。
9.(2分)分别使用图中装置匀速提升同一物体,忽略滑轮重、绳重及摩擦,用力最小且能改变力的方向的是( )
A. B. C. D.
【分析】分别使用图中装置匀速提升同一物体,忽略滑轮重、绳重及摩擦,AD中的用力方向为向上用力,BC中的用力方向为向下用力。
B中为滑轮组,n=2,F2=G物,C为定滑轮,F3=G物,据此分析。
【解答】解:分别使用图中装置匀速提升同一物体,忽略滑轮重、绳重及摩擦,AD中的用力方向为向上用力,BC中的用力方向为向下用力,故F2、F3的能改变用力的方向。
B中为滑轮组,n=2,F2=G物,
C为定滑轮,F3=G物>F2,
故用力最小且能改变力的方向的是B。
故选:B。
【点评】本题考查滑轮的有关计算,是一道综合题。
10.(2分)关于“用天平、量筒和水测量杏的密度”的实验,下列说法正确的是( )
A.应先测量杏的体积,再测量杏的质量
B.用调好的天平测量时,杏应放在右盘中
C.量筒的分度值越小,测量的体积越精确
D.杏浸没在量筒的水中时表面附有气泡,测得的密度偏大
【分析】(1)在测量固体密度的实验中,应先测出固体的质量再测其体积;
(2)在用天平称量时,应将物体放在左盘,砝码放在右盘;
(3)在用量筒量取液体时,分度值越小越精确;
(4)若杏浸没水中后其表面附着有少量的气泡则测出的体积将偏大,算出杏的密度将偏小。
【解答】解:A.假如先测“体积”后测“质量”,由于在排水法测量物体的体积时,物体上会吸附水分;再测质量则会引起质量的测量值比真实质量偏大,故A错误;
B.在用天平称量时,应将物体放在左盘,砝码放在右盘,所以杏应放在左盘,故B错误;
C.在用量筒量测量体积时,分度值越小越精确,故C正确;
D.若杏浸没水中后其表面附着有少量的气泡则测出的体积将偏大,根据ρ=m/V,质量一定时,体积偏大,算出杏的密度将偏小。故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查天平和量筒的使用的注意事项,以及对实验误差的分析,这都是我们在测量密度的实验中必须掌握的。是一道基础题。
二、多项选择题(满分15分,共5题。每题3分。每题均有四个选项,其中有2~3个选项符合题意,选项全选对的得3分,选对但不全的得2分,有错选的不得分)
(多选)11.(3分)如图,在一次野炊活动中,小宇把图中的口香糖锡箔纸接在干电池正负极上,锡箔纸较窄的a处最先燃烧。与锡箔纸长度相同的较宽处(如b处)相比,下列说法正确的是( )
A.a处电阻较小
B.a处电阻较大
C.一定时间内,a处产生的热量较少
D.一定时间内,a处产生的热量较多
【分析】锡箔纸串联在电路中,根据串联电路的电流特点可知通过它们的电流关系,根据影响电阻大小的因素可知较窄处和较宽处的电阻关系,根据Q=I2Rt可知电流在何处产生热量较多。
【解答】解:材料和长度相同时,导体越细,电阻越大,所以锡箔纸较窄处电阻较大,即a处电阻较大,故A错误,B正确;
锡箔纸串联在电路中,因串联电路中各处的电流相等,所以通过整个锡箔纸的电流相等,根据Q=I2Rt可知一定时间内,a处产生的热量较多,故C错误,D正确。
故选:BD。
【点评】本题考查了电阻影响因素、串联电路的特点和焦耳定律的灵活运用。
(多选)12.(3分)如图,做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验时,用同一套器材完成图示三次实验,其中甲、乙中木板正面朝上,丙中木板反面朝上,木板的反面比正面粗糙。三次实验中,弹簧测力计均水平拉动木块,使它沿水平长木板向右做匀速直线运动,下列分析正确的是( )
A.测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等,运用的是二力平衡的知识
B.选择甲、丙所示实验,可探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系
C.三次实验中,丙中的木块所受的滑动摩擦力最大
D.木块相对长木板向右滑动时,它对长木板施加了向右的摩擦力
【分析】(1)根据二力平衡的条件分析;
(2)滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力和接触面的粗糙程度有关,根据控制变量法分析解答;
(3)摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度;
(4)根据力的作用是相互的分析解答。
【解答】解:A、水平拉动木块,使它沿水平长木板向右做匀速直线运动,测力计对木块的拉力与木块受到的滑动摩擦力大小相等,运用的是二力平衡的知识,故A正确;
B、探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,应该控制压力大小不变,改变接触面的粗糙程度,选择甲、丙所示实验,两个因素都改变了,不能探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,故B错误;
C、本实验中物体对支持面的压力大小等于物体的重力大小,相比甲实验,乙、丙实验中木块上增加砝码是为了增大木块对木板的压力大小;对比甲、乙两次实验,在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大,可得F1<F2;对比乙、丙两次实验,压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,可得F2<F3,三次实验中,丙中的木块所受的滑动摩擦力最大,故C正确;
D、木块相对长木板向右滑动时,受到长木板对它水平向左的滑动摩擦力,根据力的作用是相互的,它对长木板施加了向右的摩擦力,故D正确。
故答案为:ACD。
【点评】本题是研究影响摩擦力大小因素的实验,考查了实验原理,注意控制变量法的使用。
(多选)13.(3分)有一种利用重力进行发电的“重力灯”,其结构示意图如图所示。使用时,先将质量较大的重物M挂在绳端,松手后,M以缓慢的速度匀速下落,带动发电机转动,从而使LED灯发光。在M匀速下落的过程中,下列分析正确的是( )
A.M的动能保持不变
B.M的机械能保持不变
C.电能是由动能转化而来的
D.电能是由重力势能转化而来的
【分析】发电机发电机的过程中,机械能转化为电能;动能的大小与质量、速度有关,重力势能的大小与质量、高度有关,机械能为动能、势能的和。
【解答】解:
A、在M匀速下落的过程中,M的质量不变,速度不变,动能不变,故A正确;
B、M的质量不变,高度变低,重力势能减小,动能不变,所以机械能减小,故B错误;
CD、由于动能不变,重力势能变小,所以电能是由重力势能转化而来的,故D正确、C错误。
故选:AD。
【点评】本题考查了动能、重力势能的大小变化,属于基础题。
(多选)14.(3分)实践小组在底端封闭的两支相同的吸管中装入质量不同的细沙,自制了a、b两支密度计,把它们放入装有水的容器内,静止后如图所示。下列判断正确的是( )
A.两密度计所受的浮力相等
B.密度计a所受的重力较大
C.密度计b底部所受水的压强较小
D.两密度计底部所受水的压力相等
【分析】(1)根据F浮=ρ水V排g判断出两密度计受到浮力大小的关系;
(2)根据物体沉浮条件判断重力大小的关系;
(3)根据p=ρgh判断两密度计底部所受水的压强大小关系;
(4)根据F=pS分析两密度计底部所受水的压力的大小关系。
【解答】解:A、由图可知,VA排>VB排,由F浮=ρ水V排g可知,FA浮>FB浮,故A错误;
B、两支密度计均漂浮在水面,则密度计受到浮力等于自身的重力,因为FA浮>FB浮,所以GA>GB,故B正确;
C、由图可知,两密度计底部到水面的距离hA>hB,由p=ρgh可知,则两密度计底部所受水的压强pA>pB,故C正确;
D、密度计的底面积相同,根据F=pS可知,两密度计底部所受水的压力不相等,故D错误。
故选:BC。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理和物体的漂浮条件的掌握和运用,难度不大。
(多选)15.(3分)图甲是测量小灯泡电功率的电路图,灯泡L的额定电压为6V,电源电压保持8V不变。根据实验数据,绘制了电流表与电压表示数关系的图象,如图乙所示。以下解答正确的是( )
A.L的额定功率为3W
B.L正常发光时,Rp接入电路中的阻值为4Ω
C.电压表示数为2V时,L与Rp消耗的电功率之比为3:1
D.若将图甲中的Rp换成和L一样的灯泡,通电时整个电路的电功率为3.6W
【分析】(1)根据图乙可知灯泡L两端电压等于额定电压时通过灯泡的电流,根据P=UI求出灯泡L的额定功率;
(2)根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的电阻;
(3)根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据P=UI求出L与Rp消耗的电功率之比;
(4)根据串联电路的电压特点可知灯泡两端的电压,根据图乙可知此时电路中的电流,根据P=UI求出整个电路的电功率。
【解答】解:A、由图乙可知,当灯泡L两端的电压等于额定电压6V时,通过灯泡L的电流为0.5A,则灯泡L的额定功率:P额=U额I额=6V×0.5A=3W,故A正确;
B、灯泡L正常发光时,灯泡L两端的电压:UL=U额=6V,由串联电路的电压特点可知,滑动变阻器两端的电压:Up=U﹣UL=8V﹣6V=2V,
由串联电路的电流特点可知,此时通过滑动变阻器的电流:IP=IL=I额=0.5A,
由欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的电阻:RP===4Ω,故B正确;
C、由串联电路的电压特点可知,滑动变阻器两端的电压:Up'=U﹣UL'=8V﹣2V=6V,
由串联电路的电流特点可知,通过灯泡L和滑动变阻器的电流相等,
由P=UI可知,L与Rp消耗的电功率之比:====,故C错误;
D、将图甲中的Rp换成和L一样的灯泡时,两个规格相同的灯泡串联,由串联电路的电流特点和欧姆定律可知,两灯泡两端的电压相等,由串联电路的电压特点可知,此时每只灯泡两端的电压:UL“=U=×8V=4V,
由图乙可知,此时电路中的电流为0.45A,则整个电路的电功率:P=UI“=8V×0.45A=3.6W,故D正确。
故选:ABD。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,关键是根据图像读出相关的信息。
三、填空作图题(满分20分,共5题)
16.(5分)飞天梦不再失重,科学梦张力无限!中国空间站多次推出“天宫课堂”。
(1)运载火箭实现了华夏千年飞天梦,火箭燃料应具备安全 系数大 、热值较 大 的特点。
(2)“天宫课堂”上,两块透明板上的水球相接触后粘在了一起,慢慢拉开板后形成了一个长长的“液桥”(如图),该现象主要说明了水分子间存在 相互作用的引 力。
(3)课堂上,王亚平把一个液体球变成了固态球,这一过程发生的物态变化是 凝固 ,此过程 放出 (吸收/放出)热量。
(4)中国空间站绕地球运行时,受到 非平衡力 (平衡/非平衡)力的作用。
【分析】(1)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;
(2)水球由水分子构成,两个水球接触后能合成一个,说明分子间存在引力的作用;
(3)物质从液态变为固态的过程叫做凝固;凝固放热;
(4)物体受平衡力时,总保持静止或匀速直线运动状态,受非平衡力时运动状态不断发生变化。
【解答】解:(1)火箭发动机应选用安全系数大、热值较大的燃料,在燃料质量相同时,热值越大,完全燃烧时释放出的热量越多;
(2)在“天宫课堂”上,将两块透明板上的水球接触后粘在一起,慢慢拉开板后形成一个长长的“液桥”,都说明了分子间存在相互作用的引力;
(3)将一个液体球“变”成了固体球。这一过程中是凝固的过程,会放出热量;
(4)中国空间站绕地球运行时做曲线运动,运动状态不断改变,受的力是非平衡力。
故答案为:(1)系数大;大;(2)相互作用的引;(3)凝固;放出;(4)非平衡力。
【点评】此题考查热值、分子间的作用力、凝固的特点以及平衡状态的判断,是一道基础题。
17.(4分)如图甲,水平过道上铺有平滑的地砖,过道上方天花板上有一盏电灯L(图中未画出);晚上,小宇站在1号地砖上时,通过2号地砖看到灯的像;走到2号地砖上时,通过3号地砖看到灯的像。
(1)小宇通过两块地砖所看到的像 D (填字母)。
A.大小相同、位置不同
B.大小、位置均不同
C.大小不同、位置相同
D.大小、位置均相同
(2)如图乙,小宇站在1号地砖上时,看到灯的像在L′处,请画出:
①灯L的位置。
②眼睛看到像L′的光路图。
(3)图乙中,L′距地砖表面2.4m,则灯L距地砖表面 等于 (大于/小于/等于)2.4m。
【分析】(1)平面镜成像的特点是:物体在平面镜中所成的像是虚像,像和物体的大小相等,像和关于镜面对称,像和物体到平面镜的距离相等。
(2)根据平面镜成像的特点作出灯L的位置;连接像点与眼睛,与镜面的交点为入射点,再完成光路。
【解答】解:(1)由平面镜成像特点可知,平面镜的所成的像的大小只与物体的大小有关,像的位置只与物体到平面镜的距离有关,由于地砖2、3处于同一水平面,灯的大小和灯到地砖的距离均不变,所以在2号地砖和3号地砖上看到的灯的像的大小和位置均相同,故选:D;
(2)①由平面镜成像,像物关于平面镜对称,分别作出L′关于地砖的对称点L,即为灯L的位置,如图所示:
②连接L′、眼睛的位置A,与镜面交于O点,即为入射点(反射点),连接LO得到入射光线,连接OA为反射光线,如图所示:
(3)图乙中,L′距地砖表面2.4m,因为像和物体到平面镜的距离相等,所以灯L距地砖表面等于2.4m。
故答案为:(1)D;(2)见解答;(3)等于。
【点评】本题考查平面镜成像的特点,要时刻牢记像的大小只与物体的大小有关,像的位置只与物体到平面镜的距离有关,平面镜在同一平面时跟平面镜的位置无关。
18.(4分)如图,船上装有平衡警示电路,其中S为重力开关:虚线框部分是其绝缘外壳,A、B、C是固定在外壳上的金属触点,金属片M(斜线部分)重力较大,M可绕固定点O自由转动。当船水平时,M与C接触,绿灯亮;当船体向左或向右倾斜到一定程度时,M与C分离,与A、B中的某一个触点接触,蜂鸣器发声报警。
(1)请按要求,将电路图连接完整。
(2)重力开关S运用了重力方向总是 竖直向下 的原理。
(3)O处转动部位安装了滚动轴承,目的是 减小 摩擦。
【分析】(1)串联的各电路元件相互影响,不能独立工作,并联的各电路元件互不影响,能独立工作;根据题意判断各电路元件的连接方式,然后连接电路图;
(2)重力的方向始终竖直向下;
(3)用滚的代替滑动可以减小摩擦。
【解答】解:(1)A、B、C是固定在外壳上的金属触点,金属片M(斜线部分)重力较大,M可绕固定点O自由转动。当船水平时,M与C接触,绿灯亮,此时电源C和绿灯连成完整的电路;当船体向左或向右倾斜到一定程度时,M与C分离,与A、B中的某一个触点接触,将AB同时与蜂鸣器串联接在电源上,即可发声报警,如图所示;
(2)重力开关S运用了重力方向总是竖直向下工作的;
(3)O处转动部位安装了滚动轴承,是用滚的代替滑动可以减小摩擦。
故答案为:(1)如图见解答;(2)竖直向下;(3)减小。
【点评】本题考查电路的设计与重力、摩擦力等知识,属于中档题。
19.(4分)小宇利用身边的塑料瓶等废旧物品,进行了以下探究。
(1)如图甲(俯视图),塑料瓶在水平桌面上静止,用吸管在右侧沿平行于瓶身的方向用力吹气时,会看到瓶子向 右 (左/右)运动。
(2)如图乙,与头发摩擦过的塑料瓶能吸引碎纸屑,这是因为塑料瓶带了 电 。
(3)往空塑料瓶里倒入适量的热水,晃动几下后倒掉,然后迅速将空瓶子倒扣在冷水槽中,如图丙,发现水快速涌进塑料瓶,证明了 大气压 的存在。
(4)如图丁,往塑料瓶里装水,挤压瓶子中间部位时水面上升(未溢出),手后水面回到原处,说明塑料瓶被挤压时发生了 弹性 形变。
【分析】(1)在流体中,流速越大的位置,压强越小。
(2)带电体可以吸引轻小的物体。
(3)用热水排除瓶内的部分空气,倒扣在冷水槽内,水快速涌入,说明了大气压的存在。
(4)物体受力发生形变,外力撤销后会自动恢复原状的叫弹性形变。
【解答】解:(1)如图甲(俯视图),塑料瓶在水平桌面上静止,用吸管在右侧沿平行于瓶身的方向用力吹气时,会看到瓶子向右运动,因为瓶子的右侧空气流动快,压强小,左侧空气流动慢,压强大,将瓶子向右推。
(2)如图乙,与头发摩擦过的塑料瓶能吸引碎纸屑,这是因为塑料瓶带了电。带电体可以吸引轻小物体。
(3)往空塑料瓶里倒入适量的热水,晃动几下后倒掉,然后迅速将空瓶子倒扣在冷水槽中,如图丙,发现水快速涌进塑料瓶,证明了大气压的存在。
(4)如图丁,往塑料瓶里装水,挤压瓶子中间部位时水面上升(未溢出),手后水面回到原处,说明塑料瓶被挤压时发生了弹性形变。
故答案为:(1)右;(2)电;(3)大气压;(4)弹性。
【点评】本题考查了流体的压强、大气压、带电体的性质以及弹性的概念,本题属于基础性题目;会在实例中进行分析。
20.(3分)如图,北京冬奥会滑雪场,索道设施向山顶运送货物,封闭式轿厢随钢索向左上方做匀速直线运动,物体A静止在厢内水平面上,在匀速上升的过程中:
(1)请画出物体A的受力示意图。
(2)沿直线匀速上升时,轿厢对A向上的力为F1;停止运动时,轿厢对A向上的力为F2,请推断:F1 = F2(>/=/<)。
【分析】(1)物体处于匀速直线运动时,受力是平衡的,先分析轿厢的受力情况,再画出力的示意图;
(2)物体处于平衡状态时受到的力是平衡力。
【解答】解:(1)封闭式轿厢随钢索向左上方做匀速直线运动,静止在轿厢内的物体A处于平衡状态,所以受力平衡,物体A受到竖直向下的重力G和竖直向上的支持力F的作用,这两个力大小相同、方向相反、在同一直线上,作用点在物体A的重心上,示意图如图所示:
(2)沿直线匀速上升和停止运动时,物体A处于平衡状态,所以物体A受到竖直向下的重力G和竖直向上的支持力F是平衡力,大小相等,所以F1=F2。
故答案为:(1);(2)=。
【点评】本题考查了力的示意图的画法和二力平衡条件的应用,对物体进行正确的受力分析是关键。
四、实验探究题(满分32分,共5题)
21.(6分)如图,创新小组自制小小电动机:用硬金属丝制作两支架m、n,固定在木板上;把一段粗漆包线绕成矩形线圈abcd,漆包线的两端伸出作为引线,用小刀刮两端引线的漆皮,左端全部刮掉,右端只刮上半周或下半周,将引线放在支架上;用另一段漆包线绕在铁芯上制作电磁铁,置于线圈之下。
把线圈和电磁铁按图示接入电路,闭合开关,用手轻推一下,线圈就会不停地转下去。
(1)引线上的漆皮要刮掉,原因是漆皮属于 绝缘体 。
(2)线圈abcd与电磁铁的连接方式是 并 联;电磁铁外部的磁场与 条形 磁体的磁场相似,电磁铁上端的磁极是 S 极。
(3)线圈转动一周时,只有半周获得了动力,要靠 惯性 转过另半周。
(4)若把电池正负极对调,闭合开关,线圈的转动方向将 改变 (改变/不变)。
【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)并联电路各部分用电器能独立工作,根据安培定则判断磁极,;
(3)漆皮刮掉的半周通电受力而转动,另一半不通电,依靠线圈惯性继续转动。
(4)电动机的转动方向与磁场方向和电流方向有关。
【解答】解:(1)引线上的漆皮要刮掉,原因是漆皮属于绝缘体。
(2)线圈abcd与电磁铁分别接在电源两极,有独立的电流路径,连接方式是并联;电磁铁外部的磁场与条形磁体的磁场相似,电流从电源正极流出经下后方流入电磁铁,根据安培定则判断知,下方为N极,上端的磁极是S极。
(3)线圈转动一周时,只有半周获得了动力,另一半依靠线圈的惯性继续转动;
(4)电动机的转动方向与磁场方向和电流方向有关,若把电池正负极对调,闭合开关,线圈的电流方向改变,而磁场方向不变,转动方向将改变。
故答案为:(1)绝缘体;(2)并;条形;S;(3)惯性;(4)改变。
【点评】本题考查电动机的原理与制作实验,属于基础题。
22.(6分)跨学科实践小组做凸透镜成像的实验,并以此了解近视眼的成因及矫正:
(1)如图甲,组装器材时,应使烛焰、凸透镜、光屏的中心在 同一高度 。
(2)在如图甲所示的位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像,此像是 缩小 (放大/缩小)的,利用此原理制成的光学仪器是 照相机 (照相机/投影仪/放大镜);此时,一只飞虫落在了凸透镜表面上,光屏上 没有 (有/没有)飞虫的像或影子。
(3)一段时间后,蜡烛因燃烧会变短,烛焰的像会往上偏离光屏中心,如图乙,能让像重新回到光屏中心的操作是 B (填字母)。
A.光屏下调
B.蜡烛上调
C.透镜上调
(4)保持图甲中凸透镜、光屏的位置不变,将蜡烛向左移动少许,光屏上的像变模糊;若仅在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的凹透镜,可再次在光屏上得到清晰的像,这说明凹透镜对光有 发散 作用。
【分析】(1)为了使蜡烛的像成在光屏中央,应调节烛焰、凸透镜和光屏的中心位于同一高度;
(2)当成实像时,若u>v,则成倒立缩小的实像,应用:照相机;
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;
(3)经过光心的光线的传播方向不变;
(4)根据凸透镜成实像时,物远(物距变大)像近(像距变小)像变小;凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散的作用。
【解答】解:(1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆在光具座上,为了使蜡烛的像成在光屏中央,应调节烛焰、凸透镜和光屏的中心位于同一高度上;
(2)在光屏上成的像都是实像,图中u>v,故所成的像的性质是倒立、缩小、实像,利用此原理制成了照相机;
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,故选:C;
(4)实验一段时间后,蜡烛因燃烧会变短,像移动到光屏的上方,根据过光心的光线传播方向不变,要让像重新回到光屏中央,可将蜡烛向上移动、将光屏向上移动、将凸透镜向下移动,能让像重新回到光屏中心的操作是B;
(5)将蜡烛稍远离凸透镜,光屏上的像变模糊。要再次在光屏上得到清晰的像,若不移动光屏,根据凹透镜对光线有发散作用,则可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的凹透镜,延迟了对光线会聚,也可再次在光屏上得到清晰的像。
故答案为:(1)同一高度;(2)缩小;照相机;没有;(4)B;(5)发散。
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用,要掌握有关基础知识,灵活应用。
23.(6分)杆秤是我国劳动人民的一项发明,是各种衡器中历史最悠久的一种。为研究杆秤的原理,物理社团先用刻度均匀的杠杆,探究杠杆的平衡条件。
(1)杠杆不挂钩码时右端下沉,为使它在水平位置平衡,应向 左 (左/右)调节螺母。
(2)如图甲,当杠杆水平平衡后,在A、B处挂上图示的钩码,杠杆在水平位置静止,已知A处钩码的总质量为100g,则B处钩码的总质量为 200 g;若将A处钩码移至C处,B处钩码移至D处,则杠杆 左 端将下沉。
(3)根据图甲实验,小宇得出了“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”的结论;为此,在图甲实验的基础上,晓丽进行了图乙实验:在B处施加不同方向的拉力,均使杠杆水平静止,发现拉力随方向而改变,当方向为 竖直向下 时,拉力最小,由此可知小宇的结论是 错误 (正确/错误)的。
(4)如图丙,杆秤有两个提纽,向上提起提纽 a (a/b)时,杆秤的最大称量值更大。
【分析】(1)杠杆不挂钩码时右端下沉,说明杠杆的重心在支点右侧,调节平衡螺母应使杠杆重心左移,这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响;
(2)根据杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2分析解答;
(3)根据杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2,右边力与力臂的乘积一定,左边要使力最小,力臂应最大;
在一些探究实验中,为了避免实验结论的偶然性,应多次测量,总结出普遍规律。
(4)杆秤的工作原理是:杠杆的平衡条件,根据杆秤自重重心位置及杠杆平衡条件判断杆秤零刻度线的位置以及杆秤的最大称量。
【解答】解:
(1)杠杆不挂钩码时右端下沉,应将平衡螺母(左端或右端的均可)向左调节,直至重心移到支点处,使杠杆重力的力臂为零,这样就减小了杠杆的自重对实验的影响;
(2)杠杆两侧受到的作用力大小等于各自钩码所受重力大小;
根据杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2可得:
100g×g×20cm=mB×g×10cm,解得mB=200g,
若将A处钩码移至C处,B处钩码移至D处,则:
左边=100g×g×15cm,右边=200g×g×5cm,
左边>右边,
所以,杠杆不能平衡,杠杆右端上升,左端下沉;
(3)阻力与阻力臂一定时,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,当动力臂最大时,动力最小,力的作用点与支点一定,最大力臂为支点到力的作用点的距离,力应与杠杆垂直,为使拉力最小,应竖直向下拉弹簧测力计;
在本探究实验了,仅通过一次实验就得出规律,这样是错误的,因为这样有可能导致得出的实验结论具有偶然性;
(4)由图示可知,因为秤砣的质量不变即重力不变,在使用提纽a时,相较于使用提纽b,其秤砣重力的力臂变大,物体重力的力臂变小,由m秤砣gL秤砣=m物gL物可知,杆秤的最大称量较大。
故答案为:(1)左;(2)200;左;(3)竖直向下;错误;(4)a。
【点评】在探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡,是为了便于在杠杆上读出动力臂和阻力臂。杠杆平衡条件是杠杆平衡计算的基础内容,一定要掌握。在探究杠杆平衡条件的实验中为得出普遍性的规律,在实验中应多测几组数据进行分析。
24.(6分)夏季,炎炎烈日之下,海滩上的沙子热得烫脚,但海水却非常凉爽。晓丽对此非常好奇,于是设计了如图甲所示的装置,与小宇一起探究“水和沙子吸热的情况”。
(1)两只相同的烧杯中装入初温、 质量 相同的水和沙子。
(2)用两盏相同的酒精灯同时加热水和沙子,通过 热传递 的方式改变水和沙子的内能;加热过程中用玻璃棒不断搅拌,目的是使水和沙子受热 均匀 。测得的数据如表:
加热时间/min
0
1
2
3
4
温度/℃
水
20
21
23
25
27
沙子
20
24
32
40
第4min末,沙子的温度如图乙所示,其温度为 47 ℃。
(3)烈日下,沙子热得烫脚,海水却很凉爽,是因为沙子的比热容海水的比热容 小 。
(4)实验中,烧杯中水的质量为200g,0~3min时间内,水吸收的热量为 4.2×103 J。
【分析】(1)我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
比较物质吸热能力的2种方法:使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;或使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强;
(2)改变内能的方法是做功和热传递;为使水和沙子受热均匀,加热过程中用玻璃棒不断搅拌;
(3)根据分析;
(4)根据Q=cmΔt求出烧杯内的水吸收的热量。
【解答】解:(1)根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同(不同物质密度不同,根据m=ρV,体积相同的不同物质质量不同),故两只相同的烧杯中装入初温、质量相同的水和沙子。
(2)用两盏相同的酒精灯同时加热水和沙子,水和沙子吸热,故通过热传递的方式改变水和沙子的内能;目的是使水和沙子受热均匀。
第4min末,沙子的温度如图乙所示,温度计分度值为1℃,其温度为47℃。
(3)烈日下,沙子热得烫脚,海水却很凉爽,吸热相同,在相同条件下,根据,因为沙子的比热容海水的比热容小,故沙子温度升高快。
(4)0~3min内烧杯内的水吸收的热量:Q=cmΔt=4.2×103kg/m3×0.2kg×(25℃﹣20℃)=4.2×103J。
故答案为:(1)质量;(2)热传递;均匀;47;(3)小;(4)4.2×103。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、转换法的应用和改变内能方式的识别及Q=cmΔt的运用。
25.(8分)创新小组用“伏安法”测量未知定值电阻Rx的电阻值,实验电路如图甲。
(1)图甲电路中有一根导线接错了,请你找出这根接错的导线,在这根导线上打“×”(表示不要),并用笔重新画一根正确连接的导线(导线不准交叉)。
(2)利用正确电路进行了三次实验,实验数据如表:第3次测量中,电流表示数如图乙所示,此示数为 0.26 A;利用三组数据求得电阻平均值为 10.2 Ω,取平均值的目的是 减小误差 。
测量次序
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
1
1.0
0.10
10.0
2
1.7
0.16
10.6
3
2.6
(3)利用图甲实验器材还能完成下列 A 实验(A/B):
A.探究电流与电压的关系
B.探究电流与电阻的关系
(4)借助电阻箱(一种能读出接入电路中电阻值的变阻器,符号为),利用图丙电路(此电路中电源电压随电流而改变),只用电流表也能测量出Rx的电阻,具体做法是:
①连接图丙(a)电路,闭合开关,改变电阻箱电阻使电流表示数为0.3A,记下电阻箱接入电路中的阻值Ra。
②把Rx接入图丙(b)电路,闭合开关,改变电阻箱电阻使电流表示数为 0.3 A,记下电阻箱接入电路中的阻值Rb。
③利用所测数据,求得Rx= Ra﹣Rb 。
【分析】(1)图甲电路中电阻和电压表被短路,电压表的负接线柱与电源的负极相连接入电路;
(2)电流表示数如图乙所示,根据电流表接入电路的量程和分度值读数,根据欧姆定律计算此时的电阻,进一步计算电阻平均值,取平均值的目的是减小误差;
(3)探究电流与电压的关系时需控制电阻不变;
(4)根据等效代替法、串联电路电阻规律、欧姆定律计算待测电阻的阻值。
【解答】解:(1)图甲电路中电阻和电压表被短路,电压表的负接线柱与电源的负极相连接入电路,如图:
(2)电流表示数如图乙所示,电流表接入电路的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.26A;
根据欧姆定律可得此时的电阻为R3===10Ω,
利用三组数据求得电阻平均值为R==10.2Ω,取平均值的目的是减小误差;
(3)探究电流与电压的关系时需控制电阻不变,所以利用图甲实验器材还能完成A实验;
(4)①连接图丙(a)电路,闭合开关,改变电阻箱电阻使电流表示数为0.3A,记下电阻箱接入电路中的阻值Ra。
②把Rx接入图丙(b)电路,闭合开关两电阻串联接入电路,改变电阻箱电阻使电流表示数为0.3A,记下电阻箱接入电路中的阻值Rb。
③根据R=可知电路总电阻不变,串联电路总电阻等于各部分电阻之和,则Rx=Ra﹣Rb。
故答案为:(1)见上图;(2)0.26;10.2;减小误差;(3)A;(4)0.3;Ra﹣Rb。
【点评】用“伏安法”测量未知定值电阻Rx的电阻值的实验考查电路连接、电表读数、欧姆定律的灵活运用以及控制变量法和等效替代法。
五、计算题(满分13分,共2题)
26.(7分)图示为服务机器人,运动时牵引力由内置电动机提供。某次配送服务中,该机器人以0.5m/s的速度沿水平地面匀速直线移动40s,它和配送物品的总质量为85kg,水平牵引力是机器人总重力的0.06倍,求本次服务中:(取g=10N/kg)
(1)水平牵引力F0。
(2)牵引力F0做的功。
(3)电动机的电功率为30W,该机器人的机械效率为多大?
(4)取下物品后,机器人对水平地面的压力减小200N,对地面的压强减小2×104Pa,机器人与地面的接触面积(忽略其变化)为多大?
【分析】(1)先算出物体的总重力,再根据公式推算出牵引力。
(2)先算出机器人运动的距离,再根据W=Fs计算牵引力做的功。
(3)先算出机器人做的功,再根据效率公式计算效率。
(4)用S=计算机器人与地面的接触面积。
【解答】解:(1)机器人和配送物品的总重力为:
G=mg=85kg×10N/kg=850N;
水平牵引力:
F0=0.06G=0.06×850N=51N;
(2)机器人运动的距离:
s=vt=0.5m/s×40s=20m;
牵引力做的功:
W有=F0s=51N×20m=1020J;
(3)机器人做的功:
W总=Pt=30W×40s=1200J;
该机器人的机械效率:
η===85%。
(4)机器人与地面的接触面积:
S===1×10﹣2m2。
答:(1)水平牵引力F0是51N;
(2)牵引力F0做的功是1020J;
(3)电动机的电功率为30W,该机器人的机械效率为85%;
(4)机器人与地面的接触面积(忽略其变化)是1×10﹣2m2。
【点评】本题考查了功和效率的计算,属于基础题。
27.(6分)某款空气炸锅加热部分的简化电路如图所示,额定电压为220V,定值电阻R1和R2均为发热体,R1=110Ω。开关S1、S2的通断可实现高、低温两个挡位的调节,其高温挡的额定功率为1320W。求:
(1)仅闭合开关S1时,通过R1的电流。
(2)发热体R2的阻值。
(3)用高温挡烤地瓜时,该空气炸锅的用电费用为0.396元,已知该时段的用电收费标准为0.6元/(kW•h),则高温挡烤地瓜用了多长时间?
【分析】由电路图可知,闭合开关S1、断开S2时,电路为R1的简单电路,闭合开关S2、S1时,R1与R2并联,根据并联总电阻小于任何一个电阻,根据P=可知电饭锅功率较大,处于高温挡;
(1)由电路图可知,闭合开关S1、断开S2时,电路为R1的简单电路,根据欧姆定律计算通过R1的电流;
(2)根据P=UI计算低温挡的电功率,由电路图可知,闭合开关S2、S1时,R1与R2并联,电饭锅功率较大,处于高温挡,高温挡和低温挡的差值即为R2的电功率,根据P=求出电热丝R2的电阻。
(3)根据电费和单价计算电能,根据公式W=Pt计算高温挡烤地瓜用的时间。
【解答】解:(1)由电路图可知,闭合开关S、断开S1时,电路为R1的简单电路,此时电阻较大(大于并联时的总电阻),由P=可知电饭锅的功率较小,处于低温挡,
通过R1的电流:I1===2A,
(2)低温挡的电功率P=UI=220V×2A=440W;
由电路图可知,闭合开关S、S1时,R1与R2并联,此时电阻较小,电饭锅的功率较大,处于高温挡,因电路中总功率等于各用电器功率之和,所以R2的电功率:
P2=P高温﹣P低温=1100W﹣440W=660W,
由P=可得,电热丝R2的电阻:
R2=≈73.3Ω;
(3)用高温挡烤地瓜时,该空气炸锅的用电费用为0.396元,已知该时段的用电收费标准为0.6元/
(kW•h),消耗的电能W==0.66kW•h;
由P=得t====0.5h。
答:(1)仅闭合开关S1时,通过R1的电流2A。
(2)发热体R2的阻值是73.3Ω。
(3)用高温挡烤地瓜时,该空气炸锅的用电费用为0.396元,已知该时段的用电收费标准为0.6元/(kW•h),则高温挡烤地瓜用了0.5h。
【点评】本题考查了电功率公式和电功公式的应用,关键是分电饭锅处于不同挡位时电路的连接方式。
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