2022年辽宁省丹东十九中中考物理模拟试卷(含答案)
展开2022年辽宁省丹东十九中中考物理模拟试卷
一、选择题(本题包括个小题,每小题3分,共30分。1~7小题为单选题;8~10小题为多选题,漏选多选均不得分)漏选多选均不得分)
1.(3分)下列数据最接近实际的是( )
A.课桌的高度大约为0.75m
B.水银体温计的测温范围通常为32~45℃
C.台式计算机的额定功率约为2000W
D.普通中学生登上一层楼所做的功约为150J
2.(3分)下列说法中,正确的是( )
A.声源的振幅越大,音调越高
B.汽车倒车雷达是利用电磁波工作的
C.声音在真空中传播速度最大
D.超声波清洗眼镜利用了声波能传递能量
3.(3分)如图所示的光现象中,由光的折射形成的是( )
A.小孔成像 B.水面“折”枝
C.墙上手影 D.水中“倒影”
4.(3分)作为世界能源消耗大国和环境保护重要力量,中国积极实施电动汽车科技战略。纯电动小汽车已经进入普通百姓家庭,下列关于该电动小汽车的说法正确的是( )
A.该汽车在水平公路上匀速行驶时,汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力是一对平衡力
B.电动汽车在水平公路上静止时,电动汽车对地面的压力小于电动汽车的重力
C.电动汽车在水平公路上匀速直线行驶时,所受牵引力与阻力是一对相互作用力
D.使用安全带和安全气囊是为了减小惯性带来的危害,保护司机和乘客的安全
5.(3分)下列关于材料、能源及信息的说法中,正确的是( )
A.半导体元件具有许多独特的功能,半导体二极管具有单向导电性
B.煤、石油、天然气、太阳能都是不可再生能源
C.光波、无线电波、声波都可以在真空中传播
D.汽车上安装的倒车雷达是利用电磁波来传递信息的
(多选)6.(3分)如图所示的四个装置,关于它们分别用来演示哪个物理现象的描述,正确的是( )
A.图a可用来演示磁场对通电导线的作用
B.图b可用来演示电流的磁效应
C.图c可用来演示电荷间的相互作用
D.图d可用来演示电磁感应现象
7.(3分)如图所示,工人用160N的拉力F将重为300N的木箱在10s内匀速拉到长3m、高1m的斜面顶端。下列说法正确的是
( )
A.拉力F做功的功率是16W
B.若只增加物体质量,斜面效率将增大
C.斜面的机械效率是62.5%
D.克服木箱重力做的功是300J,斜面对物体的摩擦力大小为160N
(多选)8.(3分)如图中所列器材或装置中,是利用连通器原理进行工作的是( )
A.茶壶 B.U形管压强计
C.液位计 D.活塞式抽水机
(多选)9.(3分)如图所示,水平桌面上放置着一个装有水的圆柱形容器和质量相等的A、B小球。将A放入容器内的水中,A漂浮。取出A后(带出的水忽略不计),再将B放入容器内的水中,B沉入容器底部。下列说法正确的是( )
A.A的密度小于B的密度
B.A受到的浮力大于B受到的浮力
C.放入A后比放入B后水对容器底的压强小
D.放入A后与放入B后容器对桌面的压强相等
(多选)10.(3分)在图甲所示电路中,电源电压不变,R0为定值电阻。滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的过程中,电压表与电流表的示数变化规律如图乙所示。下列说法中错误的是 ( )
A.电源电压为4.0V
B.定值电阻R0的阻值为10Ω
C.滑动变阻器的调节范围为0~20Ω
D.当滑片P位于b端时,电路的总功率最大
二、填空题(本题包括10个小题,每空1分,共22分)
11.(2分)抗日战争时期,歌曲《黄河大合唱》为抗战发出怒吼,为大众谱出呼声!歌中唱到:“风在吼,黄河在咆哮”,这里面涉及到的声源分别是 、 。
12.(2分)2020年3月9日,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射北斗系统第54颗导航卫星。如图所示,火箭在上升过程中,以地面为参照物,火箭是 (选填“静止”或“运动”)的;当卫星加速升空的过程中,其机械能 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
13.(2分)身高1.70m的小明站在穿衣镜前2.5m处,他在穿衣镜中的像距他 m。因为他看不清楚自己的面部,他靠近了1.5m后,就看清楚了自己的面部,在他靠近穿衣镜的过程中,他在穿衣镜中的像 。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
14.(2分)“清风不识字,何故乱翻书”描述清风能翻书,是风使书本上表面空气流动速度变大,压强变 的缘故;平原地区的游客到云南香格里拉旅游容易出现“高原反应”,其主要原因是香格里拉大气压强比平原地区 (选填“大”或“小”)而导致的缺氧反应。
15.(2分)为了消杀新冠病毒,学校工作人员在教室喷洒酒精后,同学们进入教室闻到酒精味,这是 现象,这个现象主要说明了 。
16.(2分)如图所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图所示,0﹣2秒物体处于 状态,2﹣4秒物体受到的摩擦力 N。
17.(3分)某同学观察到12月底他家电能表如图所示,该电能表示数为 kW•h,该同学家同时工作的用电器的总功率不能超过 W.该同学观察到当他家里只有一台电热水器工作时,这个电能表上的转盘在3min内转过了300转,则这台热水器的实际功率是 W。
18.(2分)5G是第五代移动通信技术的简称,5G是利用 传递信息的。据专家预计到2030年5G网络将完全开发和建立,将和光纤一道成为信息社会最重要的基础设施,其中光纤通信是利用光在光导纤维中多次 将信息传到远方。
19.(3分)如图所示是一种水位自动报警器,当水位上升时。水在AB间形成的等效电阻约为500Ω控制电路的电源电压为12V,绿灯和红灯规格为别标有“220V 40W”和“220V 60W”。当线圈中的电流大于20mA,衔铁才能被吸下。
(1)当处于高水位时, 灯亮(选填“红”或“绿。”)
(2)若要让此报警器正常工作,线圈的电阻不得超过 Ω。
(3)若利用此装置某次模拟实验时,处于低水位时间5分钟,处于高水位的时间为10分钟,则此次实验两灯共消耗电能 。
20.(2分)圆柱形容器装有适量的水,将物体A挂在细绳下,使其一半体积浸入水中且保持静止,水未溢出,如图所示,电子秤示数前后变化了40g。物体A受到的浮力为 N,物体A受到绳子拉力为0.6N,则物体A的密度为 。(g取10N/kg,水的密度为1.0×103kg/m3)
三、作图题(本题包括3个小题,每小题3分,共9分)
21.(3分)如图,光线a是凹透镜左侧的发光点S发出的一条光线经平面镜反射的光线,这条反射光线恰好射向凹透镜的光心;光线b平行凹透镜主光轴,它是发光点S发出的另条光线经平面镜反射后又经过凹透镜射出的光线。请画出:光线a经过凹透镜后的光线光线b的入射光线;发光点S的位置。
22.(3分)如图所示,水平地面有一快速运动的物体,当它遇到一表面粗糙的斜坡时,由于惯性,它将继续沿斜坡滑行一段,请在图中画出该物体向上滑行时的受力示意图。
23.(3分)如图是一种温度报警器的原理图,请用笔画线代替导线,将电路连接完整,要求在平常情况下,绿灯亮,红灯不亮,当温度达到一定值时,衔铁被电磁铁吸引,向下绿灯熄灭,红灯亮。
四、计算题(本题包括3个小题,第24小题6分,第25小题7分,第26小题7分,共20分。要求写出必要的文字说明、公式、计算过程、数值和单位)
24.(6分)某柴油叉车,其水平叉臂的总面积为0.2m2,如图甲所示,某工作中,叉车托着质量为1380kg、底面积为1.2m2的货物,如图乙所示,10s内托着货物水平移动了5m,然后将货物匀速举高2m,求:
(1)货物对叉臂的压强。
(2)在整个过程中,叉车对货物做功的功率。
(3)若柴油机的效率为30%,此次叉车举高货物时需要完全燃烧多少千克柴油?(柴油热值q=4.6×107J/kg)
25.(7分)图甲是小明家某型号电热加湿器的原理图,电热加湿器的额定电压为220V,最大注水量为3L。R1、R2为发热电阻,不考虑温度对电阻的影响,且R2=3R1,S为旋转型开关,1、2、3、4为触点,通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”、“高挡”之间的切换,低挡发热功率100W。(低挡为小功率加热,高挡为大功率加热)
(1)求电阻R1的阻值;
(2)某次使用加湿器工作时,加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量,如图乙所示是该次使用加湿器工作30min的图象,请计算加湿器在高挡正常工作时消耗的电能;
(3)在该次工作过程中产生的热量全部被水吸收,可以使注水仓中冷水的温度升高多少℃[计算结果保留一位小数,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]。
26.(7分)如图所示,电源电压为12V,R0=60Ω,滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”,电流表的量程为”0~0.6A”。小灯泡上标有“6V 3W“字样。不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全。请计算:
(1)S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器允许接入电路的阻值范围。
(2)S闭合,S1、S2都断开,调节滑动变阻器,灯泡的最小功率。
(3)S、S1、S2都闭合,当电路消耗的总功率最大时,变阻器接入电路的阻值。
五、综合题(本题包括6个小题,第27小题6分,28小题7分,第29小题6分,第30小题6分,第31小题6分,第32小题8分,共39分)
27.(6分)在探究“冰的熔化特点”的实验中,如图甲所示是某时刻温度计的示数,图乙所示是根据实验数据绘制的温度——时间关系图象,已知冰的质量为100g。
(1)图甲所示温度计的示数是 ℃。
(2)根据图乙可知:冰属于 (填“晶体”或“非晶体”);在BC段物质处于 (填“固体”、“液体”或“固液共存”)状态。冰熔化时的特点是:温度保持不变,持续吸热。
(3)物质在第5min具有的内能比第7min时的内能 。
(4)设相同时间内物质吸收的热量相同,则BC段物质共吸收了 J的热量。[c冰=2.1×103J/(kg•℃),c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(5)在图乙中,AB段与CD段的倾斜程度不同,这是因为 。
28.(7分)明明用一个焦距未知的透镜和相关器材探究“凸透镜成像的规律”。
(1)如图甲所示,只需将凸透镜向 (选填“左”或“右”)调节到适当位置即可测出凸透镜焦距。
(2)明明把点燃的蜡烛安装在光具座上,如图乙所示,此时只需调节 (选填“蜡烛”或“光屏”)到适当的位置,光屏上便会出现 (选填“倒”或“正”)立、 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的像。此规律在生活中的应用的是 (选填“照相机”或“投影仪”)。
(3)若各器材的位置仍如图乙所示,明明只需要在蜡烛和凸透镜之间放置一个焦距合适的 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),也可以在光屏上看到清晰的像。
(4)实验一段时间后,明明发现光屏上的像偏上,那么他应该将凸透镜适当向 (选填“上”或“下”)调节,才能使像最终成在光屏的中央。
29.(6分)下面是小王利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验。(每个钩码重0.5N)
(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,这时应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调节,直到杠杆在水平位置平衡。
(2)小王进行正确的实验操作后,能不能根据图(乙)这一组数据得出探究结论? (填“能”或“不能”)。理由是 。
(3)如图(乙)所示,杠杆在水平位置平衡。如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码,则杠杆 (填“左”或“右”)端将下沉。
(4)如图(乙)所示,把B点处的钩码取下,在B点处施加一个竖直向下的拉力F,杠杆仍然在水平位置平衡。当拉力F向右倾斜时,仍要保持杠杆在水平位置平衡,拉力F的大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。原因是 。
30.(6分)小亮想测量一个小木块(不吸水)的密度,他有天平、圆柱形玻璃杯、适量的水、细针等器材,经过思考,想出了如下的实验方法。
(1)图甲是小亮在调节天平时的情景,小丽指出了他在操作上的错误,你认为错误之处是: 。
(2)小亮纠正错误后调节好天平,按照以下步骤继续实验:
①将小木块放在天平左盘,右盘加砝码并移动游码,天平平衡时右盘中所加砝码和游码的位置如图乙所示,则小木块的质量为 g。
②在玻璃杯中装满水,用细针缓慢地将木块压入水中,使之浸没,利用排水法,测出溢出水的质量为30g,则小木块的体积为 cm3.(已知ρ水=1.0g/cm3)
③算出小木块的密度:ρ木= kg/m3。
(3)受小亮实验的启发,小丽在实验时除了利用原有的圆柱形玻璃杯、适量的水和细针外,又找了一把刻度尺,不用天平也测出了木块的密度,请你将下列测量步骤补充完整:
①在玻璃杯中装入适量的水,用刻度尺测出杯中水的深度为h0。
②将木块轻轻放入玻璃杯中,待它漂浮时, 。
③用细针缓慢地把木块压入水中,使之浸没,用刻度尺测出杯中水的深度为hm。
④写出小木块密度的表达式:ρ木= (用测量的物理量和已知量的符号表示)。
31.(6分)小强利用如图甲所示的电路探究导体中电流跟电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变,电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调节至最 (选填“左”或“右”)端;
(2)排除故障后,实验中依次接入四个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论:电阻两端电压一定时,导体中的电流跟电阻成 比;
(3)上述实验中,小强用R=5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,他应向 (选填“左”或“右”)端移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V时,读出电流表的示数。
(4)在使用定值电阻5Ω和10Ω进行实验过程中,读取数据时,滑动变阻器消耗的电功率之比为 ;
(5)结合图乙实验数据可知,小强选用的滑动变阻器的最大阻值至少是 Ω。
32.(8分)小明要测量额定电压为2.5V小灯泡电功率,实验过程如下:
(1)小明连接了如图甲所示电路。
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,此时 (选填“能”或“不能”)确定电路一定有故障。
(3)实验中,看到电压表示数为2.2V,为了使灯泡正常发光,应将滑片向 (选填“左”或“右”)端移动。同时眼睛应观察电压表的示数,当灯正常发光时,电流表指针指在如图乙所示位置,则小灯泡的额定功率为 W。在上述调节过程中,滑动变阻器的阻值变化量 (选填“大于”、“等于”或“小于”)小灯泡的阻值变化量。
(4)完成实验后,小丁又设计了如图丙所示的电路图,只用电压表就测出了额定电压为U额的小灯泡的额定功率,已知电源电压恒为U,定值电阻的阻值为R0,请将实验步骤补充完整。
① (填三个开关的闭合与断开情况),调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 ,小灯泡正常发光。
②保持滑动变阻器滑片位置不动, (填三个开关的闭合与断开情况),记录电压表示数为U滑。
③小灯泡额定功率的表达式P额= (用已知量和所测物理量符号表示)。
2022年辽宁省丹东十九中中考物理模拟试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题包括个小题,每小题3分,共30分。1~7小题为单选题;8~10小题为多选题,漏选多选均不得分)漏选多选均不得分)
1.(3分)下列数据最接近实际的是( )
A.课桌的高度大约为0.75m
B.水银体温计的测温范围通常为32~45℃
C.台式计算机的额定功率约为2000W
D.普通中学生登上一层楼所做的功约为150J
【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【解答】解:A、中学生的身高大约为160cm,所以课桌高度为75cm左右,故A选项符合实际;
B、水银体温计的刻度范围在35~42℃,故B选项不符合实际;
C、台式计算机的额定功率约为200W,故C选项不符合实际;
D、中学生的体重约为500N,楼层高为3m,上一层楼所做的功为:W=Gh=500N×3m=1500J;故D选项不符合实际;
故选:A。
【点评】此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
2.(3分)下列说法中,正确的是( )
A.声源的振幅越大,音调越高
B.汽车倒车雷达是利用电磁波工作的
C.声音在真空中传播速度最大
D.超声波清洗眼镜利用了声波能传递能量
【分析】(1)声音的高低叫音调,音调的高低决定于发声体振动的频率;实验的强弱叫响度,响度的大小决定于发声体振动的振幅;
(2)回声定位是根据回声到来的时间和方位,确定目标的位置和距离,即利用声音获得信息;
(3)声音的传播需要介质,声音不能在真空中传播;
(4)声音可以传递信息和能量。
【解答】解:
A、声源的振幅越大,响度越大;声源的振动频率越大,音调越高,故A错误;
B、倒车雷达是利用超声波工作的;故B错误;
C、声音的传播需要介质,不能在真空中传播,故C错误。
D、超声波清洗眼镜利用的是声音能够传递能量,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查了声音传播的条件、声速、声音能传递信息,能传递能量,声音的特性是声学综合题。
3.(3分)如图所示的光现象中,由光的折射形成的是( )
A.小孔成像 B.水面“折”枝
C.墙上手影 D.水中“倒影”
【分析】光现象有以下三种情况:
(1)光在同种均匀物质中沿直线传播,如:激光准直、小孔成像和影子的形成等;
(2)当光照射到物体表面上时,有一部分光被反射回来发生反射现象,例如:平面镜成像、水中倒影等;
(3)当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会偏折,发生折射现象,如:看水里的鱼比实际位置浅等。
【解答】解:A、小孔成像是由于光的直线传播形成的,故A错误;
B、水面“折”枝是由于光的折射形成,故B正确;
C、手影是由于光的直线传播形成的,故C错误;
D、水中“倒影”属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故D错误。
故选:B。
【点评】此题主要考查身边常见的光现象,对于生活中的由于光的直线传播、光的反射和折射形成的现象应当了解和掌握,属于基础题。
4.(3分)作为世界能源消耗大国和环境保护重要力量,中国积极实施电动汽车科技战略。纯电动小汽车已经进入普通百姓家庭,下列关于该电动小汽车的说法正确的是( )
A.该汽车在水平公路上匀速行驶时,汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力是一对平衡力
B.电动汽车在水平公路上静止时,电动汽车对地面的压力小于电动汽车的重力
C.电动汽车在水平公路上匀速直线行驶时,所受牵引力与阻力是一对相互作用力
D.使用安全带和安全气囊是为了减小惯性带来的危害,保护司机和乘客的安全
【分析】(1)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,作用在同一物体上;
(2)置于水平面上的物体对水平面的压力等于其自身重力;
(3)相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,作用在两个物体上;
(4)惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,一切物体都有惯性,惯性的大小只与质量有关,惯性有时要利用,有时要防止其带来的危害。
【解答】解:
A、该汽车在水平公路上匀速行驶时,汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力是作用在不同物体上的两个力,所以不是一对平衡力,故A错误;
B、电动汽车在水平公路上静止时,电动汽车对地面的压力等于电动汽车的重力,故B错误;
C、汽车在水平公路上匀速直线行驶时,所受牵引力与阻力是作用在同一个物体上的两个力,所以不是一对相互作用力,故C错误;
D、使用安全带和安全气囊是为了减小因为急刹车和发生碰撞时由于惯性带来的危害,保护司机和乘客的安全,故D正确。
故选:D。
【点评】该题考查了压力及重力与压力的区别、平衡力和相互作用力的区分、利用惯性解释问题等知识点,是一道综合题。平衡力和相互作用力容易混淆,注意区分:相同点:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。不同点:平衡力是一个受力物体,相互作用力是两个受力物体,发生在两个物体之间。
5.(3分)下列关于材料、能源及信息的说法中,正确的是( )
A.半导体元件具有许多独特的功能,半导体二极管具有单向导电性
B.煤、石油、天然气、太阳能都是不可再生能源
C.光波、无线电波、声波都可以在真空中传播
D.汽车上安装的倒车雷达是利用电磁波来传递信息的
【分析】(1)半导体二极管的单向导电性是它的特性;
(2)像水能、风能、太阳能、生物质能等都是能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源;像化石能源、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源;
(3)任何电磁波都可以在真空中传播,波速相同,但频率不同;声音的传播需要介质,真空不能传声;
(4)声音可以传递信息。
【解答】解:A、半导体二极管具有单向导电性,是仅允许电流由一个方向通过元件,故A正确;
B、太阳能是可再生能源,煤、石油、天然气是不可再生能源,故B错误;
C、光波和无线电波都属于不同频率的电磁波,都可以在真空中传播;声音的传播需要介质,真空不能传声。故C错误;
D、汽车上安装的倒车雷达是利用超声波来传递信息的,故D错误。
故选:A。
【点评】此题主要考查半导体的应用、能源分类、电磁波和声波的传递特点及超声波的应用,包含的知识点较多,属于基础知识的考查。
(多选)6.(3分)如图所示的四个装置,关于它们分别用来演示哪个物理现象的描述,正确的是( )
A.图a可用来演示磁场对通电导线的作用
B.图b可用来演示电流的磁效应
C.图c可用来演示电荷间的相互作用
D.图d可用来演示电磁感应现象
【分析】本题考查对磁现象一章基本实验装置的认识,要掌握每个实验的特点。
【解答】解:A、图a是研究电磁感应现象的,即磁可以生电,故A错误;
B、图b是奥斯特实验装置,说明了电流周围存在磁场,即电流的磁效应,故B正确;
C、图c显示同种电荷相排斥、异种电荷相吸引,这是电荷间的相互作用规律,故C正确;
D、图d是通电导体在磁场中受力,故D错误。
故选:BC。
【点评】电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,前提条件是运动,结果是产生电流,故实验装置不能直接有电源。
7.(3分)如图所示,工人用160N的拉力F将重为300N的木箱在10s内匀速拉到长3m、高1m的斜面顶端。下列说法正确的是
( )
A.拉力F做功的功率是16W
B.若只增加物体质量,斜面效率将增大
C.斜面的机械效率是62.5%
D.克服木箱重力做的功是300J,斜面对物体的摩擦力大小为160N
【分析】(1)已知拉力和斜面长度,可以得到拉力做的功(总功),已知拉力做的功和时间,利用公式P=得到拉力的功率;
(2)根据η===判断效率的变化;
(3)根据η=×100%=×100%求出斜面的机械效率;
(4)已知物重和上升高度,利用公式W=Gh得到克服木箱重力做的功,再利用W总=W有用+W额外和W额=fs求出摩擦力大小;。
【解答】解:A、拉力做的功为:W总=FL=160N×3m=480J,拉力做功的功率为:P===48W,故A错误;
B、只增加物体质量,W有用=Gh,W总=FL=fL+Gh,增加物体质量,会使物体对斜面压力增大,摩擦力变大,额外功变大,同时有用功也变大,
因为物体被匀速拉动,斜面倾斜角度不变,所以摩擦力大小与物体重力大小比值不变,
根据η===,此值不变,所以若只增加物体质量,斜面效率将不变,故B错误;
C、斜面的机械效率为:η==×100%=×100%=62.5%,故C正确;
D、克服木箱重力做的功是W有用=Gh=300N×1m=300J,
额外功:W额=W总﹣W有=480J﹣300J=180J,
由W额=fs得,摩擦力大小:
f===60N,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查斜面的相关计算,涉及到功的公式、功率公式效率公式等知识,准确的找到有用功和总功是解决本题的关键。
(多选)8.(3分)如图中所列器材或装置中,是利用连通器原理进行工作的是( )
A.茶壶 B.U形管压强计
C.液位计 D.活塞式抽水机
【分析】连通器的结构特征是上端开口、底部连通,判断是不是连通器要根据这两个特征。
【解答】解:A、茶壶的壶嘴与壶身底部相通,上端开口,壶嘴和壶身在同一高度,倒满水后,液面相平,茶壶是连通器,故A正确;
B、压强计的U形管一端和空气连通,另一端和探头连通,探头是不透气的,不是连通器,故B错误;
C、液位计是利用连通器的原理制成的,故C正确;
D、活塞式抽水机是利用大气压的原理工作的,故D错误。
故选:AC。
【点评】此题考查的是连通器在生活中的应用。这就要求我们平时要多观察、多思考。
(多选)9.(3分)如图所示,水平桌面上放置着一个装有水的圆柱形容器和质量相等的A、B小球。将A放入容器内的水中,A漂浮。取出A后(带出的水忽略不计),再将B放入容器内的水中,B沉入容器底部。下列说法正确的是( )
A.A的密度小于B的密度
B.A受到的浮力大于B受到的浮力
C.放入A后比放入B后水对容器底的压强小
D.放入A后与放入B后容器对桌面的压强相等
【分析】(1)漂浮和沉底的条件判断即可判断出浮力的关系以及物体密度的关系;
(2)据液体内部压强的特点分析判断即可;
(3)根据水平面上F=G总以及p=分析判断即可。
【解答】解:A、将A放入水中,A漂浮,A球的密度小于水的密度,B球放入水中,B沉入容器底部,B球的密度大于水的密度,所以A的密度小于B的密度,故A错误;
B、已知两个小球的质量相同,重力相同,A球漂浮,浮力等于重力,即F浮A=G,B球沉底,浮力小于重力,F浮B<G,所以A受到的浮力大于B受到的浮力,故B正确;
C、由B知,A受到的浮力大于B受到的浮力,根据阿基米德原理知A排开液体的重力大于B排开液体的重力,A的液面升高的多,根据p=ρgh知放入A后比放入B后水对容器底的压强大,故C错误;
D、因为AB的质量相等,放入A后与放入B后容器对桌面的压力相等,根据p=知放入A后与放入B后容器对桌面的压强相等,故D正确。
故选:ABD。
【点评】该题考查了浮力的判断、液体压强的计算、密度与浮沉条件的关系等知识点,是一道综合题。
(多选)10.(3分)在图甲所示电路中,电源电压不变,R0为定值电阻。滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的过程中,电压表与电流表的示数变化规律如图乙所示。下列说法中错误的是 ( )
A.电源电压为4.0V
B.定值电阻R0的阻值为10Ω
C.滑动变阻器的调节范围为0~20Ω
D.当滑片P位于b端时,电路的总功率最大
【分析】由图甲可知,R0与滑动变阻器串联,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、电压表的示数最大,由图像读出电流和电压,根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源的电压;利用电源的电压不变得出等式即可求出R0的阻值,进一步求出电源的电压;
(2)当滑片P位于b端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值;利用电功率公式P=UI即可判断电路的总功率的大小。
【解答】解:由图甲可知,R0与滑动变阻器串联,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,电压表示数为0,电路中的电流最大,电路为R0的简单电路;
由图乙可知,此时电路中电流:I最大=0.6A,则根据I=可得:
电源电压:U=I最大R0=0.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由图乙可知,当电流I最小=0.2A,电压表示数U滑最大=4V,根据I=和串联电路的电压特点可得:
电源电压:U=I最小R0+U滑最大=0.2A×R0+4V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得,U=6V,R0=10Ω,故A错误,B正确;
(2)当滑片P位于b端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,则根据I=可得:
滑动变阻器的最大阻值:R最大===20Ω,
所以,滑动变阻器的调节范围为0~20Ω,故C正确;
当滑片P位于b端时,电路中的电流最小,根据P=UI可知电路的总功率最小,故D错误。
故选:AD。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是知道滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小、滑动变阻器接入电路中的电阻最小时电路中的电流最大。
二、填空题(本题包括10个小题,每空1分,共22分)
11.(2分)抗日战争时期,歌曲《黄河大合唱》为抗战发出怒吼,为大众谱出呼声!歌中唱到:“风在吼,黄河在咆哮”,这里面涉及到的声源分别是 空气 、 水 。
【分析】解决此题的关键是要知道声音是由物体的振动产生的。
【解答】解:风在吼,“风吼”的声源是空气;
黄河在咆哮,“黄河咆哮”的声源是黄河水。
故答案为:空气;水。
【点评】此题主要考查的是声音产生的条件﹣﹣物体的振动发出声音,基础性题目,比较简单。
12.(2分)2020年3月9日,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射北斗系统第54颗导航卫星。如图所示,火箭在上升过程中,以地面为参照物,火箭是 运动 (选填“静止”或“运动”)的;当卫星加速升空的过程中,其机械能 增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【分析】(1)一个物体是运动还是静止,取决于选择的参照物,参照物不同,物体运动状态也不一样;
(2)机械能等于动能和势能之和。
【解答】解:火箭在上升过程中,以地面为参照物,火箭是运动的;
当卫星加速升空的过程中,由于高度增加,所以重力势能增大,又由于速度增加,所以动能增大,而机械能等于动能和势能之和,所以机械能增大。
故答案是:运动;增大。
【点评】本题主要考查了参照物的选择以及机械能的概念,熟练掌握基础知识即可解决此题。
13.(2分)身高1.70m的小明站在穿衣镜前2.5m处,他在穿衣镜中的像距他 5 m。因为他看不清楚自己的面部,他靠近了1.5m后,就看清楚了自己的面部,在他靠近穿衣镜的过程中,他在穿衣镜中的像 不变 。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
【分析】物体在平面镜中成虚像,物像大小相等,像的大小跟物体的大小有关,跟物体距离平面镜的远近没有关系。像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离。
【解答】解:由于像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离,所以当小明同学站在距离穿衣镜前2.5m的地方,他在镜中的像到穿衣镜的距离也是2.5m,那么镜中的像与他之间的距离为2.5m+2.5m=5m;平面镜所成的像与物体是等大的,当人沿着与镜面垂直方向水平移动1.5m后,他在镜中像的大小将不变。
故答案为:5;不变。
【点评】本题考查了平面镜的成像特点、原理、现象,属于基础题型。
14.(2分)“清风不识字,何故乱翻书”描述清风能翻书,是风使书本上表面空气流动速度变大,压强变 小 的缘故;平原地区的游客到云南香格里拉旅游容易出现“高原反应”,其主要原因是香格里拉大气压强比平原地区 小 (选填“大”或“小”)而导致的缺氧反应。
【分析】(1)流体压强与流速的关系:流体流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大。
(2)大气压和高度有关,随高度的增加而减小。
【解答】解:(1)风吹过书页的上表面时,使书表面上空气流动速度增大,而导致书上表面压强减小,而书页下表面的压强不变,在上下压强差的作用下,书页会向上翻,故有“清风不识字、何故乱翻书”之说。
(2)因为气压随高度的增加而减小,香格里拉地理位置高,气压比平原地区低,所以香格里拉大气压强比平原地区低,所以游客容易出现“高原反应”。
故答案为:小;小。
【点评】此题考查大气压的应用、流体压强和流速的关系知识的应用,属于生活中常见问题的物理分析,要注意多观察、多思考。
15.(2分)为了消杀新冠病毒,学校工作人员在教室喷洒酒精后,同学们进入教室闻到酒精味,这是 扩散 现象,这个现象主要说明了 一切物质的分子都在不停息地做无规则运动 。
【分析】物质是由分子组成的,一切物质的分子都在不停地做无规则运动,分子做无规则运动的这种现象叫扩散现象。
【解答】解:工作人员在教室喷洒酒精后,由于酒精分子都在不停地做无规则运动,同学们就会闻到酒精味,这是扩散现象,该现象说明了一切物质的分子都在不停息地做无规则运动。
故答案为:扩散;一切物质的分子都在不停息地做无规则运动。
【点评】本题主要考查学生对扩散现象的实质,是一道基础题。
16.(2分)如图所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图所示,0﹣2秒物体处于 静止 状态,2﹣4秒物体受到的摩擦力 2 N。
【分析】(1)由图乙的v﹣t图像可以知道,在0~2s内,物体速度为零,物体处于静止状态;
(2)由图乙的v﹣t图像可知在4~6s内物体处于匀速直线运动状态,由二力平衡条件可知受到的滑动摩擦力,根据影响滑动摩擦力大小的两个因素不变确定故摩擦力不变,据此分析。
【解答】解:(1)由图乙的v﹣t图像可以知道,在0~2s内,物体速度为零,物体处于静止状态;
(2)由图乙的v﹣t图像可知,在4~6s内物体处于匀速直线运动状态,由平衡条件可知,物体所受到的滑动摩擦力f与推力F是一对平衡力,此时滑动摩擦力等于推力,f=F=2N;由图乙的F﹣t图像可知在2~4s内,推力F′=3N,此时物体加速运动,但因物体与接触面的粗糙程度、物体与地面间的压力不变,故摩擦力不变,由图乙的F﹣t图像可知在2~4s内受到的摩擦力是2N。
故答案为:静止;2。
【点评】(1)本题考查学生对图像的认识,要求能熟练读图,并能结合运动分析物体的受力情况。
(2)v﹣t图像、F﹣t图像相结合,判断出物体的运动状态,根据平衡状态由物体的平衡条件求出力的大小是本题的关键。
17.(3分)某同学观察到12月底他家电能表如图所示,该电能表示数为 4353.6 kW•h,该同学家同时工作的用电器的总功率不能超过 8800 W.该同学观察到当他家里只有一台电热水器工作时,这个电能表上的转盘在3min内转过了300转,则这台热水器的实际功率是 2000 W。
【分析】(1)电能表的表盘上面有五个数字窗口,最后一位是小数位,单位是kW•h,据此读数。
(2)“220V”表示电能表的工作电压,“10A”表示电能表的标定电流,“40A”表示电能表允许通过的最大电流,利用公式P=UI计算用电器同时使用时的最大总功率。
(3)3000r/kW•h 表示电路每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘就转过3000r,据此求出转盘转动300r时用电器消耗的电能;然后利用P=求出此时的总功率;
【解答】解:
(1)电能表的表盘上最后一位是小数,单位是kW•h,故电能表此时的读数为4353.6kW•h。
(2)由电能表的表盘数据可知,电能表允许通过的最大电流为40A,
则他家同时工作的用电器的最大总功率:P总最大=UI=220V×40A=8800W;
(3)3000r/kW•h 表示电路每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘就转过3000r,
电能表的转盘转过300r,则电热水器消耗的电能:W==0.1kW•h;
工作时间:t=3min=h,
则这台热水器的实际功率:P===2kW=2000W。
故答案为:4353.6;8800;2000。
【点评】本题考查了电能表的读数、消耗电能和电功率的计算;关键是对电能表参数的物理意义的正确理解,解题过程中还要注意单位的换算。
18.(2分)5G是第五代移动通信技术的简称,5G是利用 电磁波 传递信息的。据专家预计到2030年5G网络将完全开发和建立,将和光纤一道成为信息社会最重要的基础设施,其中光纤通信是利用光在光导纤维中多次 反射 将信息传到远方。
【分析】(1)广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的;
(2)光纤通信利用了激光的反射来传递信息。
【解答】解:(1)移动通信主要是依靠无线网络通信技术,就是利用电磁波进行信息传输;
(2)光纤通信是利用激光在光导纤维中多次反射,将携带的信息传到远方。
故答案为:电磁波;反射。
【点评】本题考查了电磁波的应用和光纤通信,是一道基础题目。
19.(3分)如图所示是一种水位自动报警器,当水位上升时。水在AB间形成的等效电阻约为500Ω控制电路的电源电压为12V,绿灯和红灯规格为别标有“220V 40W”和“220V 60W”。当线圈中的电流大于20mA,衔铁才能被吸下。
(1)当处于高水位时, 红 灯亮(选填“红”或“绿。”)
(2)若要让此报警器正常工作,线圈的电阻不得超过 100 Ω。
(3)若利用此装置某次模拟实验时,处于低水位时间5分钟,处于高水位的时间为10分钟,则此次实验两灯共消耗电能 48000J 。
【分析】(1)首先应弄清图中所示的自动报警器工作原理:当水位到达A时,由于一般水具有导电性,那么电磁铁所在电路被接通,吸引衔铁向下,从而接通红灯所在电路,此时红灯亮,而绿灯不亮。
(2)要让此报警器正常工作,知道线圈中的最小电流,利用欧姆定律求线圈的电阻最小值;
(3)处于低水位时,只有绿灯亮;处于高水位时,只有红灯亮;知道时间,利用W=Pt求消耗的电能。
【解答】解:
(1)当水位没有达到A时,即处于低水位时,电磁铁没有磁性,只有绿灯亮;当水位到达A时,即处于高水位时,电路接通,电磁继电器有磁性,衔铁就会在电磁力吸引的作用下与红灯接通,红灯亮;
(2)要让此报警器正常工作,线圈中的电流I==>0.02A,线圈的电阻最小值为100Ω;
(3)由(1)可知处于低水位时,只有绿灯亮,5min消耗的电能W1=P1t1=40W×5×60s=12000J;
处于高水位时,只有红灯亮,10min消耗的电能W2=P2t2=60W×10×60s=36000J;
此次实验两灯共消耗电能:
W=W1+W2=12000J+36000J=48000J。
故答案为:(1)红;(2)100;(3)48000J。
【点评】本题考查了电磁继电器的原理、欧姆定律的应用和电功的计算,要求灵活运用相关原理和公式分析解答。
20.(2分)圆柱形容器装有适量的水,将物体A挂在细绳下,使其一半体积浸入水中且保持静止,水未溢出,如图所示,电子秤示数前后变化了40g。物体A受到的浮力为 0.4 N,物体A受到绳子拉力为0.6N,则物体A的密度为 1.25×103kg/m3 。(g取10N/kg,水的密度为1.0×103kg/m3)
【分析】(1)知道长方体的重力和浸没时弹簧测力计的示数,根据称重法求出长方体浸没时所受的浮力;
(2)根据F浮=ρgV排求出长方体排开水的体积即为自身的体积,根据G=mg求出物体A的质量,利用ρ=求出物体A的密度。
【解答】解:
(1)圆柱形容器装有适量的水,物体A没有浸入水中时,则电子秤受到的压力:
F1=G杯+G水,
使其一半体积浸入水中且保持静止,水未溢出,此时电子秤受到的压力为:
F2=G杯+G水+F浮,
已知电子秤示数前后变化了40g,则电子秤受到压力的变化量:F2﹣F1=Δmg,
即:F浮=Δmg=0.04kg×10N/kg=0.4N;
(2)图中A的一半体积浸入水中,由F浮=ρgV排可得,A的体积:
V=2V排=2×=2×=8×10﹣5m3;
根据称重法可知物体A的重力:
GA=F浮+F=0.4N+0.6N=1N,
由G=mg可得,物体A的质量:
mA===0.1kg,
则物体A的密度:
ρA===1.25×103kg/m3。
故答案为:0.4;1.25×103kg/m3。
【点评】本题考查了浮力、密度的计算,关键是求出物体A受到的浮力。
三、作图题(本题包括3个小题,每小题3分,共9分)
21.(3分)如图,光线a是凹透镜左侧的发光点S发出的一条光线经平面镜反射的光线,这条反射光线恰好射向凹透镜的光心;光线b平行凹透镜主光轴,它是发光点S发出的另条光线经平面镜反射后又经过凹透镜射出的光线。请画出:光线a经过凹透镜后的光线光线b的入射光线;发光点S的位置。
【分析】(1)光线a过凹透镜的光心,经凹透镜后方向不变;
(2)延长线过凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出;
(3)光线b的入射光线(经平面镜的反射光线),该反射光线和a的反向延长线的交点S′,S′关于平面镜的对称点,为发光点S的位置。
【解答】解:
光线a过凹透镜的光心,经凹透镜后方向不变。
经凹透镜折射后的折射光线平行于凹透镜的主光轴射出,入射光线的延长线过凹透镜右侧的焦点,连接凹透镜右侧焦点F和入射点画出入射光线(经平面镜的反射光线),该反射光线和a的反向延长线的交点S′为发光点的像,做出S′关于平面镜的对称点,可得发光点S的位置,如图所示:
【点评】本题综合考查了平面镜成像特点、凹透镜的三条特殊光线的应用,要知道经平面镜后的反射光线好像是从发光点的虚像上发出的。
22.(3分)如图所示,水平地面有一快速运动的物体,当它遇到一表面粗糙的斜坡时,由于惯性,它将继续沿斜坡滑行一段,请在图中画出该物体向上滑行时的受力示意图。
【分析】物体除了受重力和斜面的支持力以外,因为斜坡表面粗糙,所以物体在上面滑动时还要受到滑动摩擦力的作用。又因为物体相对于斜面向上运动,所以摩擦力的方向沿斜面向下。
【解答】解:物体一定受到重力作用,同时冲上粗糙斜面时会受到斜面对它沿斜面向下的摩擦力,同时还会受到斜面对它的支持力,方向垂直于斜面向上。故答案为:
【点评】本题考查了力的示意图的画法。力的示意图要把力的方向和作用点画出来;注意压力的作用点在接触面上,方向垂直于接触面。
23.(3分)如图是一种温度报警器的原理图,请用笔画线代替导线,将电路连接完整,要求在平常情况下,绿灯亮,红灯不亮,当温度达到一定值时,衔铁被电磁铁吸引,向下绿灯熄灭,红灯亮。
【分析】由题意可知,这是一个用电磁继电器控制电路的装置,温控箱应与电磁铁组成控制电路,而两盏灯所在的电路为工作电路,且两灯不能同时工作,因此,要连接不同的触点。
【解答】解:根据题意可知,控制电源与线圈温控器应该串联,由温控器控制线圈中的电流;上端开关应与绿灯接触,下端接线柱与红灯相连,如图所示:
【点评】在连接电磁继电器的电路图时,首先要分清控制电路与工作电路,并明确电磁铁在控制电路中。此题的关键是要把握好红灯与绿灯所连接的触点,一定要读懂题目的要求,避免连出与要求相反的结果。
四、计算题(本题包括3个小题,第24小题6分,第25小题7分,第26小题7分,共20分。要求写出必要的文字说明、公式、计算过程、数值和单位)
24.(6分)某柴油叉车,其水平叉臂的总面积为0.2m2,如图甲所示,某工作中,叉车托着质量为1380kg、底面积为1.2m2的货物,如图乙所示,10s内托着货物水平移动了5m,然后将货物匀速举高2m,求:
(1)货物对叉臂的压强。
(2)在整个过程中,叉车对货物做功的功率。
(3)若柴油机的效率为30%,此次叉车举高货物时需要完全燃烧多少千克柴油?(柴油热值q=4.6×107J/kg)
【分析】(1)货物对叉臂的压力为货物的重,受力面积为叉臂面积0.2m2.由固体压强公式:P=即可求得;
(2)匀速竖直提升10s举高2m,利用P=求得叉车对货物做功的功率;
(3)根据W=Pt计算发动机输出的能量;利用η=计算柴油放出的热量,再利用Q=qm得燃料的质量。
【解答】解:
(1)货物对叉臂的压力为货物的重G=mg=1380kg×10N/kg=13800N,受力面积为叉臂面积0.2m2。
则P===69000Pa;
(2)叉车对货物做的功为:W=Gh=13800N×2m=27600J,
功率为:P===2760W;
(3)柴油机所做的功:
W=27600J,
根据η=可得柴油放出的热量:
Q===9.2×104J;
由Q=qm得燃料的质量:m===0.002kg。
答:(1)货物对叉臂的压强为69000Pa;
(2)在整个过程中,叉车对货物做功的功率2760W;
(3)若柴油机的效率为30%,此次叉车举高货物时需要完全燃烧0.002千克柴油。
【点评】本题考查压强,功、热值和效率计算公式的理解和掌握,综合性很强,解答中注意单位换算。
25.(7分)图甲是小明家某型号电热加湿器的原理图,电热加湿器的额定电压为220V,最大注水量为3L。R1、R2为发热电阻,不考虑温度对电阻的影响,且R2=3R1,S为旋转型开关,1、2、3、4为触点,通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”、“高挡”之间的切换,低挡发热功率100W。(低挡为小功率加热,高挡为大功率加热)
(1)求电阻R1的阻值;
(2)某次使用加湿器工作时,加湿器注水仓中加注冷水已达到最大注水量,如图乙所示是该次使用加湿器工作30min的图象,请计算加湿器在高挡正常工作时消耗的电能;
(3)在该次工作过程中产生的热量全部被水吸收,可以使注水仓中冷水的温度升高多少℃[计算结果保留一位小数,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]。
【分析】(1)由图甲知,开关S接“2、3”触点时,电路为R1和R2串联的电路,电路的总电阻最大,电源的电压一定,由P=UI=可知,电热加湿器的功率最小,处于低挡,根据P=算出R1和R2的总电阻,根据R2=3R1求出电阻R1的阻值;
(2)开关S接“3、4”触点时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻最小,电源的电压一定,由P=UI=可知,电热加湿器的功率最大,处于高挡,根据P=算出高挡的功率;由W=Pt算出加湿器在高挡正常工作时消耗的电能;
(3)由P=算出在低挡正常工作时消耗的电能;
由密度公式ρ=算出水的质量,在该次工作过程中产生的热量全部被水吸收,即Q吸=W,根据Q吸=cmΔt求出水升高的温度。
【解答】解:(1)由图甲知,开关S接“2、3”触点时,电路为R1和R2串联的电路,电路的总电阻最大,电源的电压一定,由P=UI=可知,电热加湿器的功率最小,处于低挡,
根据P=知R1和R2的总电阻为:
R总===484Ω,
因为R2=3R1,
所以R总=R1+R2=R1+3R1=4R1=484Ω,
所以电阻R1的阻值为:
R1==121Ω;
(2)开关S接“3、4”触点时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻最小,电源的电压一定,由P=UI=可知,电热加湿器的功率最大,处于高挡,
高挡的功率为:
P高===400W,
由图乙知,工作30min时,其中高挡工作时间为10min,低挡工作时间为20min,
由P=可得,在高挡正常工作时消耗的电能:
W高=P高t高=400W×10×60s=2.4×105J;
(3)由P=可得,在低挡正常工作时消耗的电能:
W低=P低t低=100W×20×60s=1.2×105J;
由密度公式ρ=知水的质量为:
m=ρ水V=1.0×103kg/m3×3×10﹣3m3=3kg;
如果产生的热量全部被水吸收,即:Q吸=W高+W低=2.4×105J+1.2×105J=3.6×105J;
由Q吸=cmΔt可得,水升高的温度:
Δt==≈28.6℃。
答:(1)电阻R1的阻值为121Ω;
(2)加湿器在高挡正常工作时消耗的电能为2.4×105J;
(3)在该次工作过程中产生的热量全部被水吸收,可以使注水仓中冷水的温度升高28.6℃。
【点评】本题是一道电热综合题,考查了电功率公式、吸热公式以及串联电路的特点等知识,关键会根据P=判断用电器的挡位,属于常考题型。
26.(7分)如图所示,电源电压为12V,R0=60Ω,滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”,电流表的量程为”0~0.6A”。小灯泡上标有“6V 3W“字样。不考虑灯丝电阻变化,并保证电路安全。请计算:
(1)S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器允许接入电路的阻值范围。
(2)S闭合,S1、S2都断开,调节滑动变阻器,灯泡的最小功率。
(3)S、S1、S2都闭合,当电路消耗的总功率最大时,变阻器接入电路的阻值。
【分析】(1)S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器与L串联,电流表测电路中的电流,根据P=UI求出灯泡的额定电流,然后与电流表的量程和滑动变阻器允许通过的最大电流相比较确定电路中的最大电流,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电路中的总电阻,利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值,然后得出答案;
(2)S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器与L串联,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路电流最小,根据欧姆定律求出电路的最小电流,再利用P=I2R求出灯泡消耗的最小功率;
(3)S、S1、S2都闭合,R0与滑动变阻器并联,电流表测干路电流,当电流表的示数最大时电路消耗的总功率最大,根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的最大电流,利用并联电路的电压特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的阻值。
【解答】解:(1)S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器与L串联,电流表测电路中的电流,
由P=UI可得,灯泡的额定电流:
IL===0.5A,
因串联电路中各处的电流相等,且滑动变阻器允许通过的最大电流为2A,电流表的量程为0~0.6A,
所以,电路中的最大电流I大=0.5A,
由I=可得,灯泡的电阻和电路中的总电阻分别为:
RL===12Ω,R===24Ω,
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中的最小阻值:
R滑小=R﹣RL=24Ω﹣12Ω=12Ω,
故滑动变阻器接入电路的阻值范围是12Ω~50Ω。
(2)S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器与L串联,电流表测电路中的电流,
电路中的最小电流:Imin===A,
则灯泡的最小功率:PLmin=IRL=(A)2×12Ω=0.45W。
(3)S、S1、S2都闭合,滑动变阻器与R0并联,电流表测干路电流;
由电流表的量程可知,干路中的最大电流为0.6A,则电路消耗的总功率最大,
此时通过滑动变阻器的最大电流:I滑′=I′﹣I0=0.6A﹣0.2A=0.4A,
由欧姆定律得,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
R滑′===30Ω。
答:(1)S闭合,S1、S2都断开,滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为12Ω~50Ω;
(2)S闭合,S1,S2都断开,调节滑动变阻器,灯泡的最小功率为0.45W;
(3)S、S1、S2都闭合,当电路消耗的总功率最大时,变阻器接入电路的阻值为30Ω。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,会确定电路中的最大电流和电路消耗的最大功率是关键。
五、综合题(本题包括6个小题,第27小题6分,28小题7分,第29小题6分,第30小题6分,第31小题6分,第32小题8分,共39分)
27.(6分)在探究“冰的熔化特点”的实验中,如图甲所示是某时刻温度计的示数,图乙所示是根据实验数据绘制的温度——时间关系图象,已知冰的质量为100g。
(1)图甲所示温度计的示数是 ﹣4 ℃。
(2)根据图乙可知:冰属于 晶体 (填“晶体”或“非晶体”);在BC段物质处于 固液共存 (填“固体”、“液体”或“固液共存”)状态。冰熔化时的特点是:温度保持不变,持续吸热。
(3)物质在第5min具有的内能比第7min时的内能 小 。
(4)设相同时间内物质吸收的热量相同,则BC段物质共吸收了 2.1×103 J的热量。[c冰=2.1×103J/(kg•℃),c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(5)在图乙中,AB段与CD段的倾斜程度不同,这是因为 水和冰的比热容不同 。
【分析】(1)温度计读数时要看清分度值,并注意示数在零上还是零下;
(2)晶体在熔化过程中的特点:吸热但温度保持不变;晶体在熔化前为固态,熔化过程为固液共存态,熔化完后为液态;
(3)物质在熔化时不断吸热,所以内能不断增大;
(4)利用相同时间内物质吸收的热量相同,结合公式Q=cmΔt可计算BC段物质吸收的热量;
(5)知道水和冰的比热容不同,相同质量的水和冰,吸收相同的热量,其温度变化不同。
【解答】解:(1)读图甲可知,温度计的分度值为1℃,液柱在0℃以下,其示数为﹣4℃;
(2)由图象知,冰在熔化过程中温度保持不变,所以冰是晶体;
由图象知,BC段为熔化过程,处于固液共存态;
(3)由于冰在熔化过程中不断吸热,所以在第5min具有的内能比第7min时的内能小;
(4)由于相同时间内物质吸收的热量相同,则BC段冰熔化吸热的时间为4min,与AB段吸收的热量相同,
故BC段共吸收的热量为:Q=c冰mΔt=2.1×103J/(kg•℃)×100×10﹣3kg×10℃=2.1×103J;
(5)在图乙所示中,AB段与CD段的倾斜程度不同,这是因为水和冰的比热容不同,相同质量的水和冰,吸收相同的热量,其温度变化不同。
故答案为:(1)﹣4;(2)晶体;固液共存;(3)小;(4)2.1×103;(5)水和冰的比热容不同。
【点评】本题考查了在探究“冰的熔化特点”的实验中,温度计的读数方法,温度﹣时间图象的分析,热量公式的灵活运用等,有一定综合性,难度适中。
28.(7分)明明用一个焦距未知的透镜和相关器材探究“凸透镜成像的规律”。
(1)如图甲所示,只需将凸透镜向 左 (选填“左”或“右”)调节到适当位置即可测出凸透镜焦距。
(2)明明把点燃的蜡烛安装在光具座上,如图乙所示,此时只需调节 光屏 (选填“蜡烛”或“光屏”)到适当的位置,光屏上便会出现 倒 (选填“倒”或“正”)立、 放大 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的像。此规律在生活中的应用的是 投影仪 (选填“照相机”或“投影仪”)。
(3)若各器材的位置仍如图乙所示,明明只需要在蜡烛和凸透镜之间放置一个焦距合适的 凸透镜 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),也可以在光屏上看到清晰的像。
(4)实验一段时间后,明明发现光屏上的像偏上,那么他应该将凸透镜适当向 下 (选填“上”或“下”)调节,才能使像最终成在光屏的中央。
【分析】(1)焦点到凸透镜的距离叫做焦距;
(2)物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,其应用是投影仪或幻灯机;
(3)凸透镜对光线具有会聚作用;
(4)根据过凸透镜光心的光线传播方向不变分析解答。
【解答】解:(1)根据光心到焦点的距离即为焦距,由图可知,此时需要将凸透镜向左移动,能在光屏上出现一个最小最亮的光斑,光斑的位置就是焦点的位置;此时焦距要略大于15cm;
(2)由图可知,此时的物距为30cm,由(1)可知焦距大于15cm,则2倍焦距大于30cm,所以物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,此时像距应该在二倍焦距之外,所以需要移动光屏;其应用是投影仪;
(3)若不移动光屏,则像要向左移动,提前会聚,所以需要放置一个凸透镜;
(4)光屏上的像偏上,因为过凸透镜光心的光线传播方向不变,所以应该将凸透镜适当向下调节,才能使像最终成在光屏的中央。
故答案为:(1)左;(2)光屏;倒;放大;投影仪;(3)凸透镜;(4)下。
【点评】本题是探究凸透镜成像规律的实验,考查了对成像规律的掌握和应用,应熟练掌握和应用。
29.(6分)下面是小王利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验。(每个钩码重0.5N)
(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,这时应将平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)端调节,直到杠杆在水平位置平衡。
(2)小王进行正确的实验操作后,能不能根据图(乙)这一组数据得出探究结论? 不能 (填“能”或“不能”)。理由是 实验次数太少,得出的结论具有偶然性 。
(3)如图(乙)所示,杠杆在水平位置平衡。如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码,则杠杆 左 (填“左”或“右”)端将下沉。
(4)如图(乙)所示,把B点处的钩码取下,在B点处施加一个竖直向下的拉力F,杠杆仍然在水平位置平衡。当拉力F向右倾斜时,仍要保持杠杆在水平位置平衡,拉力F的大小将 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。原因是 拉力力臂变小 。
【分析】(1)调节杠杆两端的平衡螺母,使平衡螺母向上翘的一端移动,使杠杆在水平位置平衡;
(2)用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件:一是样本要有代表性,二是样本数量足够多;
(3)用杠杆的平衡条件来判断,力和力臂乘积大的一端,杠杆该端下沉;
(4)根据力臂的定义分析拉力力臂的变化,由杠杆的平衡条件分析。
【解答】解:(1)杠杆左端下沉,右端上翘,平衡螺母向上翘的右端移动;
(2)用实验来探究物理规律时,要采用多次实验,用多组实验数据来总结实验结论,实验结论具有普遍性,如果只有一次实验数据,总结的实验结论具有偶然性,所以不能用一次实验数据总结实验结论;
(3)设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表L,
如果在图甲中杠杆两侧各去掉一个相同的钩码时,
杠杆的左端:3G×3L=9GL,
杠杆的右端:2G×4L=8GL,
所以杠杆的左端力和力臂的乘积大于右端的乘积,所以杠杆左端下沉;
(4)乙图中,弹簧测力计竖直向上拉杠杆时,拉力力臂为OB,弹簧测力计向右倾斜拉杠杆,拉力的力臂小于OB,拉力力臂变小,由杠杆的平衡条件,拉力变大,弹簧测力计示数变大。
故答案为:(1)右;(2)不能;实验次数太少,得出的结论具有偶然性;(3)左;(4)变大;拉力力臂变小。
【点评】本题探究“杠杆的平衡条件”的实验,考查器材调试、归纳法的运用、杠杆的平衡条件的运用。
30.(6分)小亮想测量一个小木块(不吸水)的密度,他有天平、圆柱形玻璃杯、适量的水、细针等器材,经过思考,想出了如下的实验方法。
(1)图甲是小亮在调节天平时的情景,小丽指出了他在操作上的错误,你认为错误之处是: 游码未移至标尺左端的零刻度线处 。
(2)小亮纠正错误后调节好天平,按照以下步骤继续实验:
①将小木块放在天平左盘,右盘加砝码并移动游码,天平平衡时右盘中所加砝码和游码的位置如图乙所示,则小木块的质量为 18.6 g。
②在玻璃杯中装满水,用细针缓慢地将木块压入水中,使之浸没,利用排水法,测出溢出水的质量为30g,则小木块的体积为 30 cm3.(已知ρ水=1.0g/cm3)
③算出小木块的密度:ρ木= 0.62×103 kg/m3。
(3)受小亮实验的启发,小丽在实验时除了利用原有的圆柱形玻璃杯、适量的水和细针外,又找了一把刻度尺,不用天平也测出了木块的密度,请你将下列测量步骤补充完整:
①在玻璃杯中装入适量的水,用刻度尺测出杯中水的深度为h0。
②将木块轻轻放入玻璃杯中,待它漂浮时, 用刻度尺测出杯中水的深度为h 。
③用细针缓慢地把木块压入水中,使之浸没,用刻度尺测出杯中水的深度为hm。
④写出小木块密度的表达式:ρ木= •ρ水 (用测量的物理量和已知量的符号表示)。
【分析】(1)调节平衡前,先将天平放在水平台上,游码置于标尺左端的零刻线处,然后调节平衡螺母;天平平衡时,物体的质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值;
(2)①物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值;
②木块浸没时,排开水的体积和木块的体积相等,根据密度公式的变形求出木块的体积;
③根据密度公式求出木块的密度;
(3)设烧杯的底面积是S,烧杯中倒入水时,用刻度尺测出烧杯中水的深度h0,可以求出水的体积。
把木块漂浮水面上,测出此时水的深度h,可以求出木块排开水的重力,即木块受到的浮力,木块漂浮在水面上,木块受到的浮力等于木块的重力,求出木块的质量。
当木块沉入放入烧杯,用刻度尺测出此时烧杯中水的深度hm,可以求出水和木块的总体积。从而求出木块的体积。再根据ρ=求出木块的密度。
【解答】解:(1)在调节天平平衡时,应先将天平放在水平台上,并将游码拨到标尺左端的零刻线处,该同学未将游码拨到标尺左端的“0”刻度线处;
(2)①如图乙所示,则小木块的质量m=10g+5g+3.6g=18.6g;
②根据公式ρ=得,排开水的体积V水=V木===30cm3;
③所以木块的密度ρ木===0.62g/cm3=0.62×103kg/m3;
(3)实验步骤:
①将适量的水倒入烧杯中,测出烧杯中水的深度h0。
②将木块轻放入玻璃杯中,待它漂浮时,用刻度尺测出杯中水的深度为h;
③用细针缓慢地把木块压入水中,使之完全浸没,用刻度尺测出杯中水的深度为hm;
④因为木块漂浮在水面上受到的浮力等于重力,所以G=F浮=ρ水gV排,
设烧杯的底面积为S,木块排开水的体积为:V排=S(h﹣h0),
所以G=F浮=ρ水gS(h﹣h0),
木块的质量:m==ρ水S(h﹣h0),
当木块压入烧杯中,用刻度尺测出此时烧杯中水的深度hm,小木块的体积为:V=S(hm﹣h0)
小木块的密度:ρ===。
故答案为:(1)游码未移至标尺左端的零刻度线处;(2)①18.6;②30;③0.62×103;(3)②用刻度尺测出杯中水的深度为h;④•ρ水。
【点评】本题考查了密度公式和阿基米德原理的应用,3小题的关键是用漂浮条件和阿基米德原理求得木块的质量。
31.(6分)小强利用如图甲所示的电路探究导体中电流跟电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变,电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)、实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、开关、滑动变阻器和导线若干。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调节至最 左 (选填“左”或“右”)端;
(2)排除故障后,实验中依次接入四个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,保持电压表示数不变,记下电流表的示数,利用描点法得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论:电阻两端电压一定时,导体中的电流跟电阻成 反 比;
(3)上述实验中,小强用R=5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变,接着把R换为10Ω的电阻接入电路,闭合开关,他应向 左 (选填“左”或“右”)端移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 2 V时,读出电流表的示数。
(4)在使用定值电阻5Ω和10Ω进行实验过程中,读取数据时,滑动变阻器消耗的电功率之比为 2:1 ;
(5)结合图乙实验数据可知,小强选用的滑动变阻器的最大阻值至少是 40 Ω。
【分析】(1)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应放在阻值最大处;
(2)由图乙,求出电流与电阻的乘积分析回答;
(3)根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
(4)先根据图像读出定值电阻5Ω 和10Ω接入电路时电流,然后P=UI即可求出滑动变阻器消耗的电功率之比;
(5)根据电源电压以及每次定值电阻两端的电压,利用串联分压可求出滑动变阻器的最小阻值。
【解答】解:(1)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应放在阻值最大处,即最左端;
(2)由图丙知,电流与电阻的乘积为U=IR=0.4A×5Ω=﹣﹣﹣﹣0.1A×20Ω=2V,故由图像可以得出结论:电阻两端电压一定时,导体中的电流跟电阻成反比;
(3)根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;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增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数为2V,读出电流表的示数;
(4)在使用定值电阻5Ω和10Ω进行实验时,电流分别为0.4A和0.2A;
因为定值电阻两端电压相等,电源电压不变,由串联电路电压的规律,滑动变阻器两端电压也相等,由P=UI可得,在电压不变时,电功率与电流成正比,滑动变阻器消耗的电功率之比:
P1:P2=I1:I2=0.4A:0.2A=2:1;
(5)由图知,电阻两端的电压始终保持U=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:
U滑=6V﹣2V=4V,变阻器分得的电压为电压表示数=2倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:
R滑=2×20Ω=40Ω,故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器。
故答案为:(1)左;(2)反;(3)左;2;(4)2:1;(5)40。
【点评】本题探究导体中电流跟电阻的关系,考查注意事项、故障分析、数据分析、电功率公式的应用、多次测量的目的及操作过程和对器材的要求,是一道综合题,难度较大。
32.(8分)小明要测量额定电压为2.5V小灯泡电功率,实验过程如下:
(1)小明连接了如图甲所示电路。
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,此时 不能 (选填“能”或“不能”)确定电路一定有故障。
(3)实验中,看到电压表示数为2.2V,为了使灯泡正常发光,应将滑片向 右 (选填“左”或“右”)端移动。同时眼睛应观察电压表的示数,当灯正常发光时,电流表指针指在如图乙所示位置,则小灯泡的额定功率为 1 W。在上述调节过程中,滑动变阻器的阻值变化量 大于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)小灯泡的阻值变化量。
(4)完成实验后,小丁又设计了如图丙所示的电路图,只用电压表就测出了额定电压为U额的小灯泡的额定功率,已知电源电压恒为U,定值电阻的阻值为R0,请将实验步骤补充完整。
① 闭合S、S2,断开S1 (填三个开关的闭合与断开情况),调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 U﹣U额 ,小灯泡正常发光。
②保持滑动变阻器滑片位置不动, 闭合S、S1,断开S2 (填三个开关的闭合与断开情况),记录电压表示数为U滑。
③小灯泡额定功率的表达式P额= U额××(U﹣U滑) (用已知量和所测物理量符号表示)。
【分析】(2)电路的电流过小,小灯泡也有可能不亮,据此分析;
(3)灯在额定电压下正常发光,根据串联电路的规律及欧姆定律分析;根据电流表选用小量程确定分度值读数,根据P=UI求出小灯泡L的额定功率;
滑动变阻器电阻变小,由分压原理确定变阻器的电压变化,根据串联电路电压的关系分析灯泡两端电压变化和灯的电流变化,根据P=UI分析灯泡电阻的变化;
(4)通过开关的转换,先使灯与变阻器串联,则电压表测变阻器的电压,根据串联电压的规律可知灯正常发光时电压表的示数;
根据P=UI求出这个电路中的电流即可,由欧姆定律,求出变阻器连入电路的电阻即可;
为求出变阻器连入电路的电阻,保持滑动变阻器滑片位置不动,使变阻器与定值电阻串联中,用电压表测出变阻器的电压,根据串联电路电压的规律和分压原理可得出R滑。
【解答】解:(2)电路连接正确后,闭合开关,滑片位于阻值最大处,电路中的电流很小,小灯泡也有可能不亮,故不能判断电路一定有故障;
(3)实验中,看到电压表示数为2.2V,小于灯的额定电压2.5V,应减小滑动变阻器两端的电压,使灯泡两端的电压为额定电压2.5V,故应该向右调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V.此时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.4A,则小灯泡L的额定功率为:
P=UI=2.5V×0.4A=1W;
由R=可知,电路的总电阻变小,根据R=R滑+R灯,只有当小灯泡阻值增大的值小于变阻器连入电路中减小的值才会让总电阻变小,即滑动变阻器的阻值变化量大于小灯泡的阻值变化量;
(4)实验步骤:
①闭合S、S2,断开S1,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为U﹣U额,小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片位置不动,闭合S、S1,断开S2,记录电压表示数为U滑。
③在①中,定值电阻短路,灯与变阻器串联,电压表测变阻器的电压,根据串联电压的规律,灯的电压为额定电压;
在②中,灯短路,变阻器与定值电阻串联,根据串联电路电压的规律和分压原理有:
,R滑=R0;
在①中,由欧姆定律,通过变阻器的电流即灯的额定电流:
IL=×(U﹣U滑);
小灯泡额定功率的表达式:
P额=U额IL=U额××(U﹣U滑)。
故答案为:(2)不能;(3)右;1;大于;(4)①闭合S、S2,断开S1;U﹣U额;②闭合S、S1,断开S2;③U额××(U﹣U滑)。
【点评】本题测量额定电压为2.5V小灯泡电功率,考查电路连接,错误电路的分析及现象,电流表读数,电功率计算,同进也考查了设计实验方案测电功率的能力,综合性,有难度,有新意,为一好题。
2023-2024学年辽宁省丹东十九中九年级(上)期中物理试卷: 这是一份2023-2024学年辽宁省丹东十九中九年级(上)期中物理试卷,共38页。试卷主要包含了选择题,填空题,作图题,计算题,实验题,综合题等内容,欢迎下载使用。
2023年辽宁省丹东二十九中中考物理二模试卷(含解析): 这是一份2023年辽宁省丹东二十九中中考物理二模试卷(含解析),共33页。试卷主要包含了7%等内容,欢迎下载使用。
2023年辽宁省丹东二十九中中考物理模拟试卷(三)(含解析): 这是一份2023年辽宁省丹东二十九中中考物理模拟试卷(三)(含解析),共33页。试卷主要包含了0分)等内容,欢迎下载使用。