2023年河南省洛阳市孟津县中考物理一模试卷
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一、单选题(本大题共6小题,共12.0分)
1. 生活中需要对一些物理量进行估测,以下估测最接近实际的是( )
A. 一本物理课本的重力约为300g
B. 一张纸的厚度约为10μm
C. 大拇指指甲所受的大气压力约为10N
D. 100W的电冰箱正常工作一天耗电约为2.4kW⋅h
2. 如图所示,小王利用此装置探究水沸腾的特点。关于该实验,下列说法正确的是( )
A. 实验过程中,温度计的内能一直在增加
B. 水沸腾后,气泡在上升过程中,没有出水面之前,所受浮力不变
C. 铁架台上的细线对温度计的拉力和温度计受到的重力是一对平衡力
D. 酒精在燃烧过程中,热值不变
3. 下列对体育运动中的现象分析正确的是( )
A. 踢出去的足球在空中运动的过程中,不受力的作用
B. 击打羽毛球的力是弹力,这个力是网球拍发生弹性形变产生的
C. 乒乓球被扣杀飞向对方,是因为受到了惯性的作用
D. 篮球从空中落下,机械能守恒
4. 下列物态变化需要吸热的是( )
A. 冰雪消融
B. V
C. 霜打枝头
D. 冰的形成
5. 将规格完全相同的滑轮,用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体,升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2,物重G1>G2,不计绳重和摩擦。则下列判断正确的是( )
A. 拉力F1一定大于F2
B. 乙滑轮组的机械效率较高
C. 甲、乙滑轮组的有用功相同
D. 甲的额外功与有用功的比值较小
6. 勤劳的中华民族创造了灿烂的华夏文明,在众多领域取得了举世瞩目的成就,推动了人类社会的进步。下列对我国科学技术成就的描述完全正确的有( )
①指南针能指示南北方向是因为它受地磁场的作用
②1293年,郭守敬在通惠河上建造了船闸,利用了连通器原理
③核电站利用核聚变进行发电,核燃料属于可再生能源
④总里程世界第一的中国高铁的工作原理是电磁感应原理
A. ①② B. ①③ C. ③④⑤ D. ②③④
二、多选题(本大题共2小题,共4.0分)
7. 如图所示,电源电压不变,先闭合开关S,待电路稳定后再闭合开关S1,则( )
A. 电流表A的示数变大,电压表V和电流表A1的示数之比不变
B. 电流表A1的示数不变,电压表V和电流表A的示数乘积变大
C. 电流表A1的示数不变,电流表A的示数、电压表V的示数均增大
D. 电流表A的示数、电流表A1的示数、电压表V的示数均增大
8. 如图所示,甲、乙、丙、丁四个相同的容器盛有不同的液体。把四个相同的小球分别放入四个容器中,静止时容器中的液面到容器底面的距离相等。下列说法正确的是( )
A. 丁容器中小球排开液体质量最大 B. 丁容器对桌面的压强最小
C. 甲容器中液体密度最大 D. 甲容器中小球所受浮力最大
三、填空题(本大题共6小题,共14.0分)
9. 从发现到发明,科学家要经历反复的失败,克服常人难以想象的困难。1820年,丹麦科学家______ 首先通过实验发现了电和磁之间的联系。根据这一发现,人们发明制造了______ (说出一个即可)。
10. 如图所示,用不同的力敲响音叉,将叉股接触悬挂的小球,看到小球被弹开。该实验说明发声的音叉在______ 。敲音叉的力越大,声音的______ (选填“音调”或“响度”)越大。
11. 河南烩面是河南的特色面食,有着悠久的历史。烩面在热锅里被煮熟,这是通过______ 的方式改变了面条的内能;煮面时看到锅口冒“白气”,这是______ (填“周围的水蒸气”或“锅里的水蒸气”)的液化现象。
12. 如图所示,我国古书《淮南万毕术》曾有记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。”经过这样加工过的冰对太阳光有______ (选填“会聚”或“发散”)作用。用有这种特点的透镜制作的眼镜片,可以矫正______ (选填“远视”或“近视”)眼。透镜越厚,聚光能力越______ (选填“强”或“弱”)。
13. 如图1是小灯泡中的电流随它两端电压变化的图象。将此灯泡接入如图2所示的电路中,只闭合开关S,小灯泡的实际功率为1W;再闭合开关S1后,电流表的示数为0.6A,则电阻R的阻值为______ Ω,此时电路消耗的总功率为______ W。
14. 若将皮球从离地某一高度的O点处抛出,皮球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所示,皮球经过同一高度的A、B两点时,在A点时的速度______ (选填“大于”、“等于”或“小于”)B点时的速度。在反弹的最高点P点的速度______ (选填“等于”或“不等于”)零,你的判断依据是______ 。
四、作图题(本大题共2小题,共4.0分)
15. 如图所示,请利用平面镜成像的特点作出AB物体在平面镜中的像。(按题目要求完成,保留作图痕迹)
16. 如图所示,带支架的小车沿水平面向左做直线运动,小球A用细线悬挂于支架前端,物块B在表面粗糙的小车上,请画出此时物块B的受力示意图。
五、实验探究题(本大题共4小题,共26.0分)
17. 为了探究不同物质的吸热能力,某实验小组用天平称取相同质量的水和煤油放入两个相同的容器中,用同样的热源分别对它们加热,比较它们升高相同温度时吸收热量的多少。实验装置如图甲所示。
(1)实验中,通过______ (选填“加热时间”或“升高的温度”)来比较吸收热量的多少。
(2)某一时刻在水中的温度计示数如图乙所示,则此时水的温度是______ ℃。
(3)实验数据记录如表:
液体名称
液体质量m/g
液体初温t1/℃
液体末温t2/℃
加热时间t/min
水
200
20
30
12
煤油
200
20
30
6
分析以上实验数据可得:相同质量的不同种物质,升高相同的温度,吸收的热量______ (选填“相同”或“不同”),______ 的吸热本领更强(选填“水”或“煤油”)。
(4)根据以上表格的数据计算,当加热12min时,这些煤油吸收的热量是______ J[水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)]。
18. 斜面也是一种简单机械。不同斜面的倾斜程度不同,它们的机械效率是否相同呢?如图是小爱同学设计的实验装置,实验数据记录在如表中,请根据所学物理知识进行回答。
斜面的倾斜程度
物块重/N
斜面高/m
沿斜面的拉力/N
斜面长/m
机械效率
较缓
10
0.1
5.0
1
20%
较陡
10
0.3
6.7
1
45%
最陡
10
0.5
8.4
1
(1)实验时,用弹簧测力计拉动木块使木块做匀速直线运动,此时拉力和摩擦力______ (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
(2)比较表中“______ ”和“______ ”两栏对应的数据,可知斜面是一种______ (选填“省力”或“费力”)的简单机械。
(3)第三次实验的机械效率是______ 。
(4)分析表中数据,可以得出的正确探究结论是______ 。
19. 某兴趣小组用如图甲所示的电路测量滑动变阻器R1的最大电阻,电源电压保持不变。该小组通过实验测得6组电压表示数U和电流表示数I的数据,并在I−U图象中描点,如图乙所示。
(1)闭合开关S前,应将滑动变阻器______ (选填“R1”或“R2”)的滑片调至最右端。
(2)请根据描点数据,在图乙中作出滑动变阻器R1的最大电阻的I−U图象。
(3)根据作出的图象,求得R1的最大阻值为______ Ω。
(4)滑动变阻器R2的最大阻值至少为______ Ω(选填“20”、“25”或“30”)。
(5)实验中发现,当滑动变阻器R2接入电路的电阻为零时,电压表的示数小于电源电压。该小组通过讨论,对产生此现象的原因提出了多种猜想。他们提出的下列猜想中,最不合理的一项是______ (填序号)。
A.电流表本身有电阻
B.导线本身有电阻
C.电压表本身的电阻不够大
D.电压表使用前未调零
(6)利用题中器材,还可以完成的电学实验有:______ ;______ 。(写出两个)
20. 小辉想探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关。他连接了如图所示的电路进行实验。两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等、初温均为20℃的煤油。电阻丝R1、R2阻值分别为5Ω和10Ω。[煤油的比热容c=2.1×103J/(kg⋅℃))]
(1)滑片固定到合适的位置,闭合开关一段时间后,通过比较______ 比较电流产生的热量。不重新连接电路______ (选填“能”或“不能”)完成探究电热与电流大小及通电时间的关系。
(2)如果煤油的质量为200g,电路中通过的电流是1A,R2所在烧瓶里的温度计示数升高10℃。不考虑热损失,加热时间是多少?
(3)为了节约实验时间,可以______ 。(写出一个合理的措施即可)
(4)生活中,利用这一探究原理工作的装置有______ 。(举一个例子即可)
六、计算题(本大题共1小题,共10.0分)
21. 多功能抑尘车,又称雾炮车,是利用高压原理向空气中喷洒细小的水雾,除去空气中过多的尘埃。如图1所示,为某型号由汽油机提供动力的雾炮车。该车的输出功率与汽油机转速的关系如图2所示。当这辆车以90km/h的速度在水平公路上匀速行驶30min时,消耗了5L的汽油,此过程中汽油机的转速为2000r/min,所受阻力为总重的0.02倍。汽油的热值q=4.6×107J/kg,汽油的密度为0.71×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)雾炮车在水平路面上匀速喷洒水雾的过程中,动能______ (选填“变大”、“变小”或“不变”)。行驶过程中,将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的内能转化为______ 能。
(2)雾炮车行驶过程,牵引力所做的功是多少?
(3)如果行驶的路面所受压强不能超过1.0×106Pa,那么雾炮车与地面的接触面积至少为多少?
(4)汽油机的效率为多少?(保留三位有效数字)
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:A、一本物理课本的质量约300g=0.3kg,其重力约为G=mg=0.3kg×10N/kg=3N,故A错误;
B、一张纸的厚度约为70μm=7×10−5m,故B错误;
C、大拇指指甲所受的大气压力约为:F=pS=1.0×105Pa×1×10−4m2=10N;故C正确;
D、电冰箱工作是不连续的,所以100W电冰箱一天正常工作消耗的电能不到W=Pt=0.1kW×24h=2.4kW⋅h,故D错误。
故选:C。
不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断合理的是哪一个。
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.【答案】D
【解析】解:A、水沸腾后,温度保持不变,此过程温度计的内能不会增加,故A错误;
B、水沸腾后,气泡在上升过程中,气泡的体积在不断变大,根据公式F浮=ρgV排可知气泡受到的浮力在不断变大,故B错误;
C、铁架台上的细线对温度计的拉力与浮力之和和温度计受到的重力是一对平衡力,故C错误;
D、热值的大小只与燃料的种类有关,与燃烧情况无关,故D正确。
故选:D。
(1)做功可以使内能与机械能之间进行转化:对物体做功,物体内能会增加;物体对外做功,物体内能会减少;
(2)根据公式F浮=ρgV排可知气泡内气体受到的浮力的变化情况;
(3)一对平衡力必须大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上;
(4)热值的大小只与燃料的种类有关。
本题考查了改变内能的方法、浮力、平衡力以及热值,属于基础知识。
3.【答案】B
【解析】解:A、地球表面的物体都受到重力作用,踢出去的足球在空中运动的过程中,一定受重力的作用,故A错误;
B、弹力是物体发生弹性形变后,在恢复原状的过程中对与其接触的物体所产生的力,击打羽毛球的力是弹力,这个力是球拍发生弹性形变产生的,故B正确;
C、乒乓球被扣杀后飞向对方,运动方向改变,说明力可以改变物体的运动状态。故C错误;
D.篮球从空中落下,由于受到空气阻力的作用,机械能的总量减小,转化为内能,故D错误。
故选:B。
(1)地球表面的物体都受到重力作用;
(2)弹力是物体发生弹性形变后,在恢复原状的过程中对与其接触的物体所产生的力;
(3)力可以改变物体的运动状态;
(4)机械能的转化过程中,受到摩擦等阻力,机械能的总量减小。
本题考查力的作用效果、弹力、重力以及机械能的转化,属于基础性综合题,难度不大。
4.【答案】A
【解析】解:A、冰雪消融是冰的熔化过程,熔化吸热,符合题意;
B、露珠的形成是水蒸气的液化过程,液化是放热,不符合题意;
C、霜是空气中的水蒸气凝华形成的小冰晶,凝华放热,不符合题意;
D、冰的形成是水的凝固过程,凝固放热,不符合题意。
故选:A。
(1)在一定条件下,物体的三种状态--固态、液态、气态之间会发生相互转化,这就是物态变化;
(2)物质由气态直接变为固态叫凝华,物质由固态直接变为气态叫升华;由气态变为液态叫液化,由液态变为气态叫汽化;由固态变为液态叫熔化,由液态变为固态叫凝固。
(3)六种物态变化过程中,都伴随着吸热或放热;其中放出热量的物态变化有:凝固、液化、凝华;吸热的有:熔化、汽化、升华。
(1)掌握六种物态变化的状态变化,六种物态变化的吸热和放热情况。
(2)掌握自然现象云、雨、风、雾、露、霜、雹、雪等成因。
5.【答案】D
【解析】解:A、由图可知,甲、乙动滑轮上绳子股数n分别为3和2,且物重G1>G2,动滑轮重G动相同,由公式:F=1n(G+G动)可知:F1与F2的大小关系不能确定,故A错误;
B、已知物体上升的高度h相同,且物重G1>G2,动滑轮重G动相同,由公式:W有=Gh、W额=G动h可知:甲的有用功大于乙的有用功,两者的额外功相同,则甲的额外功与有用功的比值较小,故C错误、D正确;
再由公式:可知:在额外功相同时,甲的有用功大,其效率就高,故B错误。
故选:D。
本题考查滑轮组中拉力、有用功、额外功、效率等公式的应用,有一定综合性,难度适中。
6.【答案】A
【解析】解:①指南针能够指南北是因为受到地磁场的作用,故①正确;
②船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,船只才能通航,故②正确;
③核反应堆利用核裂变进行发电;核燃料一旦使用,在短期内不能再生,是不可再生能源,故③错误;
④总里程世界第一的中国高铁的工作原理是电流的磁效应,故④错误。
综上所述,只有①②正确。
故选:A。
①磁场对放入其中的磁体会产生力的作用。指南针本身有磁性,在地磁场中,会受到地磁场的作用;
②连通器的特点:上端开口下端连通的容器。连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面总是相平的;
③核反应堆利用核裂变进行发电;能够源源不断地从自然界得到的能源叫可再生能源;
④电磁铁是利用电流的磁效应制成的,导体在磁场中切割磁感线而在线圈中产生了感应电流,这种原理叫电磁感应。
本题考查了电流的磁效应、电磁感应原理,属于基础性题目。
7.【答案】AB
【解析】解:由电路图可知,闭合开关S时,电路为R2的简单电路,电压表测电源的电压,两电流表均测电路中的电流;
再闭合开关S1后,R1与R2并联,电流表A1测R2支路的电流,电流表A测干路电流,电压表测电源的电压;
因电源电压不变,所以,电压表V的示数不变;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过R2的电流不变,即电流表A1的示数不变;则电压表V示数与电流表A1示数的示数之比不变;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电流表A的示数变大,电压表示数不变,则电压表V示数与电流表A示数的乘积变大;
综上所述,AB正确。
故选:AB。
由电路图可知,闭合开关S时,电路为R2的简单电路,电压表测电源的电压,两电流表均测电路中的电流;再闭合开关S1后,R1与R2并联,电流表A1测R2支路的电流,电流表A测干路电流,电压表测电源的电压;根据电源的电压可知电压表示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R2电流的变化,根据并联电路的电流特点可知电流表A示数的变化,然后分析各个选项。
本题考查了电路的动态分析,分析好开关闭合、断开时电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
8.【答案】BC
【解析】解:
由图知四个容器中液面到容器底面的深度相同,根据公式p=ρgh可知,p甲>p乙=p丙>p丁,故A错误;
AD、由于小球在甲中漂浮,在乙、丙中悬浮,故所受浮力均与小球的重力相等,而图丁中小球下沉,所受浮力小于重力,故F 甲=F乙=F丙>F丁,即丁杯中小球受到浮力最小,丁容器中小球排开液体质量最小,故AD错误;
BC、小球在甲中漂浮,说明小球的密度小于液体的密度,根据F浮=G=ρgV排,在乙、丙中悬浮,说明小球的密度等于液体乙和丙的密度,小球在丁中下沉,说明小球的密度大于液体丁的密度,所以可以判断出ρ甲>ρ乙=ρ丙>ρ丁即甲液体的密度最大,容器对桌面的压等于液体和小球的总重力,丁液体的密度最小,丁容器对桌面的压力最小,压强最小,所以故BC正确。
故选:BC。
小球在甲中漂浮,在乙、丙中悬浮,在丁中下沉,可以判断小球的密度与液体密度的关系,进一步判断出液体密度的大小,同时结合浮沉条件可比较浮力的大小。还知道四个容器中液面到容器底面的深度相同,根据液体压强公式就可比较出容器底面受到液体压强的大小。
本题考查利用液体压强公式来判断容器所受液体压强的大小,关键是根据物体的沉浮条件判断出液体密度的大小关系,并同时判断浮力的大小。
9.【答案】奥斯特 电磁铁
【解析】解:1820年,丹麦科学家奥斯特首先通过实验发现了电和磁之间的联系。根据这一发现,人们发明制造了电磁铁。
故答案为:奥斯特;电磁铁。
1820年,丹麦物理学家奥斯特通过实验发现了通电导体周边存在磁场;人们利用电流的磁效应制造了电磁铁。
此题考查了电流的磁效应,难度不大,属基础题目。
10.【答案】振动 响度
【解析】解:用不同的力敲响音叉,将叉股接触悬挂的小球,看到小球被弹开。该实验说明发声的音叉在振动。敲音叉的力越大,声音的响度越大。
故答案为:振动;响度。
(1)声音是由发声体的振动产生的。
(2)声音的大小叫响度,响度与振幅和距离声源的远近有关。
本题主要考查的是声音产生的条件和响度;本题属于基础性题目。
11.【答案】热传递 锅里的水蒸气
【解析】解:烩面在热锅里被煮熟,这是通过热传递的方式改变了面条的内能;
煮面时看到锅口冒“白气”,这是锅里的水蒸气遇冷的液化形成的。
故答案为:热传递;锅里的水蒸气。
做功和热传递都可以改变物体的内能,二者是等效的;
物质由气态变为液态叫液化。
本题考查内能的改变和液化现象,属于综合题。
12.【答案】会聚 远视 强
【解析】解:古人将冰磨成一种冰透镜,该透镜中间厚、边缘薄,属于凸透镜,凸透镜对光线具有会聚作用,能使光线发生折射;冰透镜正对太阳光,能使太阳光会聚到焦点,从而能点燃艾草取火;
远视眼的成因是眼睛的晶状体变薄,聚光能力变弱,同时若想通过佩戴眼镜来矫正,即想使得像成在视网膜上,需要让原来的光线会聚一些,由于凸透镜对光线有会聚的作用,故用凸透镜来矫正远视眼;
透镜越厚,对光线的折射能力越强。
故答案为:会聚;远视;强。
(1)透镜中间厚、边缘薄,属于凸透镜,凸透镜对光线具有会聚作用;
(2)远视眼的晶状体较薄,会聚能力较弱,看近处的物体时,将像成在视网膜的后面,远视眼配戴凸透镜进行矫正;透镜越厚,对光线的折射能力越强。
本题考查了凸透镜对光线的作用和远视眼的成因及其矫正,属于基础知识。
13.【答案】20 1.2
【解析】解:由电路图可知,闭合开关S后,电路为L的简单电路,电流表测电路中的电流,
由图象可知,当UL=2V,IL=0.5A时,灯泡的电功率PL=ULIL=2V×0.5A=1W,
所以,电源的电压U=UL=2V;
再闭合开关S1后,L与R并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,开关S1闭合前后,通过L的电流不变,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则通过R的电流,则IR=I−IL=0.6A−0.5A=0.1A,
并联电路中各支路两端的电压相等,由I=UR可得R=UIR=2V0.1A=20Ω;
电路消耗的总功率:P=UI=2V×0.6A=1.2W。
故答案为:20;1.2。
由电路图可知,闭合开关S后,电路为L的简单电路,电流表测电路中的电流,再闭合开关S1后,L与R并联,电流表测干路电流。
根据图象读出灯泡实际功率为1W时的电流与电压,从而得到电源电压,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知开关S1闭合前后通过灯泡的电流不变,根据并联电路电流规律计算通过R的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出R的阻值,利用P=UI求出电路消耗的总功率。
本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,要注意灯泡的电阻是变化的,根据图象读出符合题意的电流和电压值是关键。
14.【答案】大于 不等于 小球在最高点P时仍然能往右运动
【解析】解:(1)由图可知,每次小球反弹后到达的最高点都比上一次的最高点要低,小球运动时受到空气阻力,其机械能逐渐变小,则在A点的机械能大于在B点的机械能;同一小球在A、B两点的高度相同则重力势能相同,因机械能是物体动能与势能的总和,所以在A点的动能大于在B点的动能;又因为动能的大小与质量和速度有关,而小球的质量不变,所以在A点时的速度大于B点时的速度。
(2)小球在最高点时,竖直方向的速度为零,但是仍然能往右运动,说明小球还具有水平方向速度,所以皮球反弹后到达最高点P点时速度不等于零。
故答案为:大于;不等于;小球在最高点P时仍然能往右运动。
由图知,每次小球反弹后到达的最高点都比上一次的最高点要低,说明小球运动时受到空气阻力,其机械能逐渐变小;动能的大小与质量、速度有关;机械能是动能与势能的总和。
本题考查了影响动能和重力势能大小的因素以及对机械能概念的理解,关键明确存在摩擦阻力,机械能不守恒。
15.【答案】解:先作出端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′即为物体AB的像,如图所示:
【解析】平面镜成像的特点是:像与物关于平面镜对称,可以先作出物体A、B端点AB的像点A′、B′,连接A′、B′即为物体AB在平面镜中所成的像。
本题考查了如何作出物体在平面镜中的像。在作出物体在平面镜中所成的像时,注意先作出端点或关键点的像点,用虚线连接就能得到物体在平面镜中的像,一定要掌握这种技巧。
16.【答案】
【解析】由图知小车向左运动,而小球A向左偏,说明小车向左做减速运动;
可知物体B受到向右的摩擦力,
此时物体B受到竖直向下的重力G、竖直向上的支持力F和水平向右的摩擦力f,如图所示:
先由小球A的状态和小车的运动方向确定小车的运动状态,再确定物体B受到摩擦力的方向,从而确定B受力个数、方向,最后利用力的示意图的画法作图。
本题考查了力的示意图的画法,根据小球A的状态和小车的运动方向确定小车的运动状态是关键。
17.【答案】加热时间 24 不同 水 8.4×103
【解析】解:(1)实验中通过加热时间的长短来表示物质吸热的多少;
(2)温度计的分度值是1℃,此时是零上,液柱上表面对准了20℃上面第4个小格处,读作24℃。
(3)分析以上实验数据可得:相同质量的不同种物质,升高相同的温度,加热时间不相同,吸收的热量不同,水的加热时间长,吸收热量多,吸热本领更强;
(4)这些水吸收的热量:Q=cmΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.2kg×(30℃−20℃)=8.4×103J。
故答案为:(1)加热时间;(2)24;(3)不同;水;(4)8.4×103。
(1)实验中通过加热时间的长短来表示物质吸热的多少;
(2)温度计读数时,先确定是零上还是零下,认清分度值,再读数。
(3)质量、初温、末温都相同,加热时间不相同,加热时间越长,吸热本领越强;
(4)根据Q=cmΔt算出这些水吸收的热量。
此题探究水和煤油的比热容的实验,注意控制变量法的应用,掌握加热时间的含义,并注意热量的基本公式及变形公式的应用。同时考查温度计的使用。
18.【答案】不是 物块重 沿斜面的拉力 省力 60% 沿斜面拉同一物体,斜面的倾斜程度越大,拉力越大,机械效率也越大
【解析】解:(1)斜面上的物块受到重力,支持力、拉力和摩擦力四个力的作用,故拉力和摩擦力不是一对平衡力;
(2)简单机械是否省力,主要比较物块重和拉力进行比较,由表中数据可知拉力大小均小于物块重力,故斜面属于省力的机械;
(3)第3次实验,有用功W有=Gh=10N×0.5m=5J,总功W总=Fs=8.4N×1m=8.4J,则机械效率η=W有W总×100%=5J8.4J×100%≈60%;
(4)分析表中数据,变量变量为斜面的倾斜程度,控制物重相同,斜面高度相同,则斜面倾斜程度越大,机械效率越大,故结论是:沿斜面拉同一物体,斜面的倾斜程度越大,拉力越大,机械效率也越大。
故答案为:(1)不是;(2)物块重;沿斜面的拉力;省力;(3)60%;(4)沿斜面拉同一物体,斜面的倾斜程度越大,拉力越大,机械效率也越大。
(1)对斜面上的物体受力分析可得;
(2)判断机械是否省力,依据使用机械后的力与未使用机械时的力的大小进行比较判断;
(3)根据η=W有W总×100%求机械效率;
(4)分析表中数据,变量为斜面的倾斜程度,控制物重相同,斜面的高度相同,从而比较机械效率。
本题考查影响斜面机械效率的因素,属于重点实验的考查,需掌握基本原理。
19.【答案】R2 5 25 C 探究串联电路的电流关系 探究欧姆定律
【解析】解:(1)实验中是测量滑动变阻器R1的最大电阻,因此R1相当于一个定值电阻,因此起滑动变阻器的作用的是滑动变阻器R2,因此为了保护电路,闭合开关S前,应将滑动变阻器R2的滑片调至阻值最大的最右端;
(2)用平滑的线将图中所描点连起来,如图所示:
;
(3)由图像中可知,6组电压表示数U和电流表示数I的数据分别为:(2V,0.4A)、(4V,0.8A)、(6V,1.2A)、(8V,1.6A)、(10V,2.0A)、(12V,2.4A),
由欧姆定律可知,6次实验的滑动变阻器R1的最大电阻为:R1=U1I1=2V0.4A=…=12V2.4A=5Ω,
因此滑动变阻器R1的最大电阻为5Ω;
(4)由图像可知,电源电压至少为12V,电路中的最小电流为0.4A,此时对应的电压为2V,
由串联电路的电压特点和欧姆定律可知,此时滑动变阻器R2接入电路的阻值:R2=U−U小I小=12V−2V0.4A=25Ω,
因此滑动变阻器R2的最大阻值至少为25Ω;
(5)当滑动变阻器R2接入电路的电阻为零时,电压表的示数小于电源电压,由串联电路的电压特点可知,除了滑动变阻器R1外,还有元件分压,因此可能是电流表或导线本身有电阻,从而分压,或者电压表在使用之前没有调零,电压表与滑动变阻器R1并联,根据并联电路的特点可知,电压表对滑动变阻器R1两端的电压没有影响,故C选项不合理,故选C。
(6)利用题中器材,还可以完成的电学实验有:①探究串联电路的电流关系;②探究欧姆定律。
故答案为:(1)R2;(2)如图所示;(3)5;(4)25;(5)C;(6)①探究串联电路的电流关系;②探究欧姆定律。
(1)实验中是测量滑动变阻器R1的最大电阻,因此R1相当于一个定值电阻,据此分析解答;
(2)用平滑的线将图中所描点连起来;
(3)从图像中读出6组电压表示数U和电流表示数I的数据,根据欧姆定律求出各次的阻值,进而求出R1的最大阻值;
(4)由图乙可知电源电压的最小值,从图像中找出电路中电流最小时对应的电压值,根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出电流最小时滑动变阻器R2接入电路的阻值,进而确定滑动变阻器R2的规格;
(5)根据串联电路的电压特点和电压表的使用方法两个方面分析解答;
(6)根据所学的电学知识回答。
本题测量滑动变阻器R1的最大电阻,考查滑动变阻器的作用、图像的画法、欧姆定律的应用和实验现象的分析,关键是知道根据图像中数据确定电源电压的最小值。
20.【答案】温度计示数的变化 能 减少煤油质量 电热水器
【解析】解:(1)探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关的实验通过比较温度计示数的变化比较电流产生的热量,这是转换法;
探究电热与电流大小的关系,需控制电阻和通电时间相同,通过调节滑片的位置改变滑动变阻器接入电路的电阻可改变通过电路的电流,通电相同时间,比较同一电阻丝温度计的示数变化即可,
探究电热与通电时间的关系,需控制电阻和电流相同,保持电路的电流不变,改变通电相同,比较同一电阻丝温度计的示数变化即可,
所以不重新连接电路能完成探究电热与电流大小及通电时间的关系;
(2)煤油吸收的热量:Q=cmΔt=2.1×103J/(kg⋅℃)×200×10−3kg×10℃=4.2×103J,
加热时间:t=QI2R2=4.2×103J(1A)2×10Ω=420s;
(3)为了节约实验时间,可以减少煤油的质量;
(4)生活中,利用这一探究原理工作的装置有电热水器。
故答案为:(1)温度计示数的变化;能;(2)加热时间是420s;(3)减少煤油的质量;(4)电热水器。
(1)探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关的实验通过比较温度计示数的变化比较电流产生的热量,这是转换法;
探究电热与电流大小的关系,需控制电阻和通电时间相同,改变通过导体的电流,探究电热与通电时间的关系,需控制电阻和电流相同,改变通电相同,根据控制变量法分析即可;
(2)根据Q=cmΔt计算煤油吸收的热量,根据t=QI2R2计算加热时间;
(3)为了节约实验时间,可以减少煤油的质量;
(4)电热水器是利用电流的热效应工作的。
探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关的实验可知控制变量法和转换法在实验中的运用。
21.【答案】变小 机械
【解析】解:(1)雾炮车在水平路面上匀速喷洒水雾的过程中,其质量在不断减小,速度不变,因此,由动能的影响因素可知,其动能变小;汽油机是一种将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的内能转化为机械能的装置;
(2)由图可知,转速为2000r/min时对应的汽车输出功率为:
P=30kW=3×104W,
由P=Wt可得,雾炮车行驶过程牵引力所做的功为:
W=Pt=3×104W×30×60s=5.4×107J;
(3)由P=Wt=Fst=Fv得,雾炮车行驶过程的牵引力为:
F=Pv=3×104W90×13.6m/s=1.2×103N,
因为雾炮车在水平公路上匀速行驶,所以牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,
则雾炮车行驶过程所受阻力为:
f=F=1.2×103N,
由题可知,雾炮车所受阻力f=0.02G,
则雾炮车的总重力为:
G=f0.02=1.2×103N0.02=6×104N,
雾炮车对水平地面的压力等于雾炮车的总重力,
即F压=G=6×104N,
由p=FS可得,雾炮车与地面的接触面积至少为:
S=F压p=6×104N1.0×106Pa=0.06m2;
(4)5L汽油的质量为:m汽油=ρ汽油V汽油=0.71×103kg/m3×5×10−3m3=3.55kg,
汽油完全燃烧放出的热量为:Q放=m汽油q汽油=3.55kg×4.6×107 J/kg=1.633×108J;
汽油机的效率为:η=WQ放×100%=5.4×107J1.633×108J×100%≈33.1%。
答:(1)机械;变小;
(2)雾炮车行驶过程,牵引力所做的功是5.4×107J;
(3)如果行驶的路面所受压强不能超过1.0×106Pa,那么雾炮车与地面的接触面积至少为0.06m2;
(4)汽油机的效率为33.1%。
(1)影响动能大小的因素:物体的质量和速度,物体的质量越大,速度越大,物体具有的动能就越大;汽油机在做功冲程,高温、高压的燃气膨胀对外做功,将内能转化为机械能;
(2)由图2读出转速为2000r/min时对应的汽车输出功率,再根据P=Wt可求出雾炮车行驶过程中牵引力所做的功;
(3)根据P=Wt=Fst=Fv求出雾炮车行驶过程所受的牵引力,根据雾炮车在水平公路上匀速行驶时,牵引力和阻力平衡得出雾炮车行驶过程所受阻力,根据阻力为总重的0.02倍求出雾炮车的总重力,雾炮车对水平地面的压力等于雾炮车的总重力,根据p=FS求出雾炮车与地面的最小接触面积;
(4)利用Q放=mq汽油可求出消耗的汽油完全燃烧放出的热量,根据η=WQ放×100%求出汽油机的效率。
本题考查了汽油机能量转化的理解和功、压强、效率和热值及其计算,熟练掌握相关计算公式及变形式的应用是解题的关键。
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