2023年湖北省黄石市大冶市中考物理模拟试卷(6月份)
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一、单选题(本大题共12小题,共24.0分)
1.(2分)“影”是生活中常见的光现象,如做光学游戏的“手影”、留下美好记忆照片的“摄影”、幻灯机射到屏幕上的“投影”、湖岸景色在水中形成的“倒影”等,图中与物理知识对应关系正确的是( )
A.倒影——光的折射
B.手影——平面镜成像
C.投影——凸透镜成像
D.摄影——光的反射
2.(2分)关于甲、乙、丙、丁四幅图,下列说法正确的是( )
A.甲图中,声波清洗眼镜使用的是超声波,说明声能够传递信息
B.乙图中,发声的音叉激起水花说明振动的频率决定声音的响度
C.丙图中,某昆虫的翅膀在2s内振动了600次,人类不能听到该频率的声音
D.丁图中,两种波形图说明声音的音色不同,频率相同
3.(2分)电磁波的频率与波长的大致分布如图所示,下列说法正确的是( )
A.紫外线属于可见光
B.红外线的波长比可见光的短
C.X射线的频率比无线电波的低
D.可见光与γ射线在真空中的传播速度相等
4.(2分)如图所示,小明用一根细线拴一块橡皮甩起来,使橡皮绕手做匀速圆周运动,已知在任意相等的时间里橡皮通过的圆弧长度都相等,以下判断正确的是( )
A.橡皮处于平衡状态
B.若细线断开后橡皮受到所有的力都消失,则橡皮做匀速直线运动是因为受到惯性的作用
C.橡皮受到拉力的施力物体是:人的手
D.人手对细线施力的同时,细线对人手也施力
5.(2分)如图所示,红色的水从塑料瓶侧壁的两个小孔喷出。下列说法正确的是( )
A.水从塑料瓶侧壁的孔中喷出,说明液体内向各个方向都有压强
B.两孔中喷出的水远近不同,说明液体内部压强的大小跟液体的密度有关
C.若两孔大小相同,则相同时间内两个小孔流出的水的质量一样多
D.若将塑料瓶装满水后并拧紧瓶盖,水不会从上面的小孔中喷出
6.(2分)某地中考体育测试项目中,小徐同学抛出的实心球在空中运动的轨迹如图所示。忽略空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.抛出后在空中飞行,是因为受推力的作用
B.抛出后继续向前,是因为实心球具有惯性的作用
C.运动到最高点时速度为 0,受平衡力的作用
D.抛出后空中飞行过程中运动状态不断改变,因为受重力的作用
7.(2分)图中没有利用连通器的特点来工作的是( )
A.锅炉水位计
B.洗手盆下的水管
C.液体压强计
D. 自动喂水器
8.(2分)负压救护车在抗击新冠肺炎疫情中发挥着重要作用。下列关于负压救护车的说法中错误的是( )
A.负压救护车空载时比搭载病人时的惯性小
B.车内的负压发生器将控制车内空气流动方向并减小车内空气流动的速度,使车内气压小于车外大气压
C.负压救护车内安装有摄像头,车内清洁区的医生可通过监控看到隔离区病人的情况,这是利用物体在凸透镜2f以外能成倒立、缩小的实像
D.负压救护车内装备有氧气罐,罐中的液氧是通过加压的方式使氧气液化贮存在罐体中
9.(2分)如图所示电路中闭合S2,断开S1和S3,两个电表均有示数,再断开S2,闭合S1和S3,则下面判断正确的是( )
A.电流表示数变小,电压表示数变大
B.电流表示数变大,电压表示数不变
C.电压表示数和电流表示数的比值变小
D.电压表示数和电流表示数的乘积变小
10.(2分)如图所示,水平桌面上的完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是( )
A.物体所受浮力FA>FB>FC
B.三个物体密度ρA>ρB>ρC
C.容器底部受到的水的压力F甲=F乙=F丙
D.容器对桌面的压强大小关系p甲>p乙>p丙
11.(2分)如图所示是检测河水流速变化的装置原理图。机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动。电源电压保持4.5V不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻R1的阻值为5Ω,滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”。闭合开关S,随着水流速度的改变,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变大,表示水流速度增大
B.电流表示数变小,表示水流速度增大
C.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为2.5Ω~20Ω
D.电路消耗总功率的变化范围为1.35W~2.7W
12.(2分)法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝格尔由于发现了巨磁电阻(GMR)效应,荣获了2007年诺贝尔物理学奖。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场的磁性增强时急剧减小的现象,如图所示,GMR是巨磁电阻,闭合S1、S2并使滑片P向左滑动,则( )
A.电流表示数增大,电压表示数减小,小灯泡变亮
B.电流表示数增大,电压表示数增大,小灯泡变亮
C.电流表示数减小,电压表示数减小,小灯泡变暗
D.电流表示数减小,电压表示数增大,小灯泡变暗
二、填空题(本大题共3小题,共9分)
13.(4分)小明用扫帚打扫地面卫生的情景,此时扫帚属于 杠杆(填“省力”“费力”或“等臂”),平时用力扫地,是通过 方法来增大摩擦,可使地面,打扫得更干净。如图,要让自行车车轴处采用滚动轴承是通过 来减小有害摩擦的。天气晴雨预报瓶里面的液体用水和颜料兑制而成。天气转晴,大气压升高,天气转阴,大气压降低。某天早晨看见管内的液面上升,则表明今天天气将转 。(填“晴”或“阴”)
14.(2分)如图所示,一位同学利用滑轮组将240N的物体匀速吊起,已知滑轮重60N,不计绳重和摩擦,拉力大小为 N;此时滑轮组的机械效率为 。
15.(3分)某单缸汽油机某一个工作冲程如图所示,为 冲程。它完全燃烧0.1kg汽油可释放的能量为 J,若这些能量中的42%被质量为20kg、初温为10℃的水吸收,水的温度将升高 ℃。[q汽油=4.6×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg•℃)]
三、作图题(本大题共2小题,共6.0分)
16.(3分)运动会开幕式上,小明举着红旗前进,如图所示。红旗受到风的水平阻力为F2,作用点在A处。旗杆可视为一个杠杆,为使小明施加在旗杆上的力F1最小,请你标出此时杠杆的支点O,并画出最小力F1的示意图。
17.(3分)如图所示,在清水池底水平放置一平面镜,一束光射向水面的A点,经水折射和平面镜反射后射向水面的B点,请作出该过程的光路图。
四、实验探究题(本大题共3小题)
18.(6分)如图是一组实验,观察实验完成填空
(1)如图1,向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置,再注入酒精直至充满。封闭管口,并将玻璃管反复翻转,观察液面的位置,发现液体总体积变小,说明 。
(2)如图2所示的装置,其中一个瓶子装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体,另一个装有空气,则演示扩散现象时应该把装有二氧化氮气体的瓶子放在 方。(选填“上”或“下”)
(3)如图3,把一块玻璃板用弹簧测力计拉出水面,在离开水面时,观察到弹簧测力计示数变 ,离开水面后变 ,说明了 。
19.(6分)在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小明同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动,然后与放在水平桌面上的纸盒相碰,铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。
(1)该实验是通过观察 来比较铁球动能的大小,从而得出结论的。下面的三个实例中也采用这种研究方法的是 。
A.卢瑟福建立原子的核式结构模型 B.用磁感线来描述磁场
C.探究电功大小与哪些因素有关时,通过小灯泡的亮度来判断电流做功的多少
D.探究压力作用效果与压力大小有关时,在桌面上增减砝码都要保证桌腿向下压在沙中
(2)比较 两次实验可以得出的结论:当速度相同时,质量越大,物体的动能越大。
(3)若桌面过于光滑,则 (选填“更利于”、“不利于”)探究得出结论。
(4)三次实验中,铁球与纸盒一起在水平面上滑行的过程中克服摩擦力做功 (选填“相等”或“不相等”)。
(5)实验结束后,该同学拿走纸盒,先后将同一小球从同一斜面的不同高度处静止释放,记录小球在相同表面上滑行到静止的距离,如图丁所示,根据此现象,小刚得出了动能与速度有关的结论。你认为该同学实验方案是否合理 (选填“合理”或“不合理”)。
20.(6分)2018年4月,某同学参加我市中考物理实验操作考试时,为“测量小灯泡的额定电功率”,实验室备有以下实验器材:额定电压为2.5V的小灯泡、规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器、开关、电流表、电压表各1个,新干电池4节,导线若干。
(1)图甲是该同学连接好的电路实物图,其中有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上打“×”。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P移到最 (填“左”或“右”)端。
(3)经修正后电路连接无误,各元件均完好。闭合开关,移动滑片P使电压表示数为2.5V,小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,电流表的读数为 A,则小灯泡的额定功率是 W。
(4)测出小灯泡额定功率后,该同学又把灯泡两端的电压调为额定电压的,发现测得的实际功率不等于其额定功率的,请你帮他分析出现这种现象的原因是 。
五、计算题(本大题共2小题)
21.(6分)为防止停水,小明给家里设计了一个自动贮水箱,他先画了如图所示的原理图,又根据小区给水系统估算出活塞C处水的压强约为1.2×105Pa,设计进水管口的面积为2.5cm2,支点O到浮球球心A的距离OA为OB的5倍。要求贮水深度为2m时,杠杆呈水平状态,塞子C刚好顶住自来水进口,这时浮球有三分之一浸入水中,此时为贮满水状态。(浮球质量为0.9kg、塞子、杠0A、BC质量不计)求:
(1)贮满水时,贮水箱底受到水的压强为多大?
(2)进水口处的活塞C受到的水的压力有多大?
(3)浮球受到的浮力有多大?
(4)浮球的密度有多大?
22.(7分)特高压技术可以减小输电过程中电能的损失。某发电站输送的电功率为1.1×105kW,输电电压为1100kV,经变压器降至220V供家庭用户使用。小明家中有一个标有“220V 2200W”的即热式水龙头,其电阻为R0,他发现冬天使用时水温较低,春秋两季水温较高,于是他增加两个相同的发热电阻R和两个指示灯(指示灯电阻不计)改装了电路,如图,开关S1可以同时与a、b相连,或只与c相连,使其有高温和低温两挡。求:
(1)通过特高压输电线的电流;
(2)改装前,若水龙头的热效率为90%,正常加热1分钟提供的热量;
(3)改装后,水龙头正常工作时高温挡与低温挡电功率之比为4:1,请计算出高温挡时的电功率。
2023年湖北省黄石市大冶市中考物理模拟试卷(6月份)
参考答案与试题解析
一、单选题(本大题共12小题,共24.0分)
1.(2分)“影”是生活中常见的光现象,如做光学游戏的“手影”、留下美好记忆照片的“摄影”、幻灯机射到屏幕上的“投影”、湖岸景色在水中形成的“倒影”等,图中与物理知识对应关系正确的是( )
A.倒影——光的折射
B.手影——平面镜成像
C.投影——凸透镜成像
D.摄影——光的反射
【分析】各种影的形成都与光的传播有关,本题要把手影、摄影、投影、倒影道理弄清,知道其光学原理。利用光的直线传播、光的反射、光的折射解释这几种“影”形成的原因。
【解答】解:A.倒影是平面镜成像现象,是由于光的反射形成的,故A错误;
B.手影是光被手阻挡而形成的光无法到达的区域,手影的形成属于光的直线传播现象,故B错误;
C.投影是物距在一倍焦距与二倍焦距之间,像距大于二倍焦距,成倒立、放大的实像,属于凸透镜成像现象,故C正确;
D.摄影是利用凸透镜成倒立、缩小、实像,透镜是光的折射原理,故D错误。
故选:C。
【点评】影子、日月食、小孔成像都是光的直线传播原理;倒影、照镜子、潜望镜都是光的反射原理;透镜、看水下的物体等都是光的折射原理,此题是一道光学的综合题,也是物理中考的一个热点知识。
2.(2分)关于甲、乙、丙、丁四幅图,下列说法正确的是( )
A.甲图中,声波清洗眼镜使用的是超声波,说明声能够传递信息
B.乙图中,发声的音叉激起水花说明振动的频率决定声音的响度
C.丙图中,某昆虫的翅膀在2s内振动了600次,人类不能听到该频率的声音
D.丁图中,两种波形图说明声音的音色不同,频率相同
【分析】(1)声音可以传递信息,也可以传递能量,据此分析判断;
(2)一切声音都是由物体振动产生的;
(3)频率是物体1s振动的次数,翅膀2s内振动了600次,可以求出频率;人类能听到声音的频率范围是20Hz~20000Hz;
(4)通过波形图中告诉的振幅、频率和振动过程中波形的变化可以确定这两种声音的异同点。
【解答】解:A、眼镜店利用超声波清洗眼镜,是利用声音能够传递能量,故A错误;
B、发声的音叉激起水花,是音叉振动将水花激起,利用了转换法,说明声音由物体振动产生的,故B错误;
C、昆虫的翅膀在2s内振动了600次,f==300Hz,人类能听到声音的频率范围是20Hz~20000Hz,300Hz在人类能听到的频率范围内,所以能听到,故C错误;
D、观察两种乐器发出的波形图,波形图中两者的振幅相同,所以声音响度相同;相同时间内振动的次数相同,即频率相同,所以音调相同;两种波的形状不同,即声音的音色不同,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了声音的产生、声音的应用、声音的特性等,属于声学综合题,掌握基础知识是解题的关键。
3.(2分)电磁波的频率与波长的大致分布如图所示,下列说法正确的是( )
A.紫外线属于可见光
B.红外线的波长比可见光的短
C.X射线的频率比无线电波的低
D.可见光与γ射线在真空中的传播速度相等
【分析】(1)人看不见红外线和紫外线;
(2)根据电磁波谱的波长顺序可知,红外线的波长和可见光的波长关系;
(3)根据图中信息可比较X射线和无线电波的频率高低;
(4)电磁波在真空中的传播速度相同。
【解答】解:A、人看不见红外线和紫外线,红外线和紫外线都属于不可见光,故A错误;
B、根据电磁波谱的波长顺序可知,红外线的波长比可见光的波长长,故B错误;
C、由图可知,X射线的频率比无线电波高,故C错误;
D、可见光与γ射线都是电磁波,电磁波在真空中的传播速度相同,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了电磁波多个方面的知识,都是一些记忆型的,难度不大,在平时学习中注意多积累。
4.(2分)如图所示,小明用一根细线拴一块橡皮甩起来,使橡皮绕手做匀速圆周运动,已知在任意相等的时间里橡皮通过的圆弧长度都相等,以下判断正确的是( )
A.橡皮处于平衡状态
B.若细线断开后橡皮受到所有的力都消失,则橡皮做匀速直线运动是因为受到惯性的作用
C.橡皮受到拉力的施力物体是:人的手
D.人手对细线施力的同时,细线对人手也施力
【分析】(1)物体不受力或受平衡力作用时,运动状态不发生改变;
(2)惯性是物体本身所具有的属性,不是力,不能说受到惯性;
(3)物体发生弹性形变后能产生弹力;
(4)物体不受力时,会保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解;A.橡皮的运动方向不断发生变化,所以其运动状态不是静止或者匀速直线运动,因此不是平衡状态,故A错误;
B.惯性是物体本身所具有的属性,不能说物体受到惯性的作用,故B错误;
C.对橡皮产生拉力的物体实际上是拴住橡皮的细线,细线发生弹性形变对橡皮产生力的作用,所以拉力的施力物是细绳,而不是人手;故C错误;
D.根据相互作用力原理,手对细线施力的同时,也会受到细线对于手的力,故D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查了对力和运动的关系、以及弹性形变等知识的理解和应用,正确分析物体受力情况是解题的关键。
5.(2分)如图所示,红色的水从塑料瓶侧壁的两个小孔喷出。下列说法正确的是( )
A.水从塑料瓶侧壁的孔中喷出,说明液体内向各个方向都有压强
B.两孔中喷出的水远近不同,说明液体内部压强的大小跟液体的密度有关
C.若两孔大小相同,则相同时间内两个小孔流出的水的质量一样多
D.若将塑料瓶装满水后并拧紧瓶盖,水不会从上面的小孔中喷出
【分析】(1)根据液体压强的特点并结合图中水流情况可以解答此题;
(2)液体压强与液体的密度和深度有关,液体的密度相同时,深度越深,液体压强越大;
(3)根据压强大小判断两小孔中水的流速,判断流出水的质量;
(4)从大气压的角度进行解答。
【解答】解:
A、图中红色的水从塑料瓶侧壁的两个小孔喷出,说明水对容器侧壁有压强,故A错误;
B、由图可知,小孔位置越低,水的深度越深,水喷出得越远,表示水的压强越大,说明液体内部压强的大小跟液体的深度有关,故B错误;
C、小孔位置越低,水的深度越深,压强越大,则水的流速越大,若两孔大小相同,则相同时间内流出水的质量越大,故C错误;
D、若将塑料瓶装满水后并拧紧瓶盖,因为虽然两孔和空气接触部分都有大气压存在,但是,下面孔表面的水还有一段液注高的压强(上下两孔之间的液注高度差产生的液体压强),所以下面孔会有水流出,上面的孔会有空气进入,不会有水流出,故D正确。
故选:D。
【点评】此题以矿泉水瓶为载体考查了学生对液体压强的特点和大气压的理解,矿泉水瓶可以用来探究很多物理知识,值得关注!
6.(2分)某地中考体育测试项目中,小徐同学抛出的实心球在空中运动的轨迹如图所示。忽略空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.抛出后在空中飞行,是因为受推力的作用
B.抛出后继续向前,是因为实心球具有惯性的作用
C.运动到最高点时速度为 0,受平衡力的作用
D.抛出后空中飞行过程中运动状态不断改变,因为受重力的作用
【分析】(1)惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质,惯性是物体本身具有的一种属性,一切物体在任何状态下都具有惯性。
(2)当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,物体受平衡力作用。
(3)力是改变物体运动状态的原因。
【解答】解:
A、被抛出的实心球不再受到手的推力作用,之所以继续向前运动,是因为实心球具有惯性,仍要保持原来的运动状态,故A错误;
B、抛出后继续向前,是因为实心球具有惯性,仍要保持原来的运动状态,惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故B错误;
C、实心球运动到最高点时只受重力作用,且速度不为零,此时受力不平衡,故C错误;
D、抛出后空中飞行过程中运动状态不断改变,是因为受重力的作用,是重力改变了它的运动状态,故D正确。
故选:D。
【点评】本题的关键是知道任何物体都有惯性以及力与运动的关系,并会用惯性知识解释相关现象。
7.(2分)图中没有利用连通器的特点来工作的是( )
A.锅炉水位计
B.洗手盆下的水管
C.液体压强计
D. 自动喂水器
【分析】连通器:上端开口、下端连通的容器。连通器的特点: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。
【解答】解:
A.从图中可以看到,锅炉水位计左右两端都是开口的,下端连通,是利用连通器的特点来工作的,故A不符合题意;
B.从图中可以看到,洗手盆下的水管,左右两端都是开口的,下端连通,是利用连通器的特点来工作的,故B不符合题意;
C.从图中可以看到,液体压强计,右端是开口的,左端一直连接到橡皮膜,是闭合的,左端没有开口,下端连通,不是利用连通器的特点来工作的,故C符合题意;
D.从图中可以看到,自动喂水器,左端是开口的,右端A、B、C三处是开口的,下端连通,是利用连通器的特点来工作的,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】连通器:上端开口、下端连通的容器。连通器的特点: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。
8.(2分)负压救护车在抗击新冠肺炎疫情中发挥着重要作用。下列关于负压救护车的说法中错误的是( )
A.负压救护车空载时比搭载病人时的惯性小
B.车内的负压发生器将控制车内空气流动方向并减小车内空气流动的速度,使车内气压小于车外大气压
C.负压救护车内安装有摄像头,车内清洁区的医生可通过监控看到隔离区病人的情况,这是利用物体在凸透镜2f以外能成倒立、缩小的实像
D.负压救护车内装备有氧气罐,罐中的液氧是通过加压的方式使氧气液化贮存在罐体中
【分析】(1)惯性的大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大;
(2)所谓负压,就是利用技术手段,使车内气压低于外界大气压,这样空气在自由流动时只能由车外流向车内;
(3)凸透镜成像时,当物距大于2f时,成倒立缩小的实像;
(4)使气体液化的方法有降低温度和压缩体积两种。
【解答】解:A、负压救护车空载时比搭载病人时质量小,所以空载时的惯性小,故A正确;
B、由负压原理可知,负压救护车内的负压发生器是通过排风机向车外空间主动排风,使车内气压低于外界大气压,而不是减小空气的流动速度来改变气压,故B错误;
C、摄像头是利用物体在凸透镜2f以外能成倒立、缩小的实像的原理,故C正确;
D、氧气罐中的液氧是通过压缩体积的方式使氧气液化贮存在罐体中的,故D正确。
故选:B。
【点评】本题以负压救护车为背景,考查了多个物理知识点在其中的应用,体现了物理与生活的联系,其中对负压原理的理解,是本题的难点。
9.(2分)如图所示电路中闭合S2,断开S1和S3,两个电表均有示数,再断开S2,闭合S1和S3,则下面判断正确的是( )
A.电流表示数变小,电压表示数变大
B.电流表示数变大,电压表示数不变
C.电压表示数和电流表示数的比值变小
D.电压表示数和电流表示数的乘积变小
【分析】由电路图可知,闭合S2、断开S1和S3时,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;再断开S2同时闭合S1和S3时,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表测通过干路中的电流,根据串联电路的电压特点判断电压表示数的变化,根据电阻的串联和并联判断两种情况下总电阻的关系,根据欧姆定律可知电路中总电流的变化,根据欧姆定律结合R2的阻值与并联部分总电阻的关系判断电压表示数和电流表示数的比值变化。
【解答】解:
AB、由电路图可知,闭合S2、断开S1和S3时,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流;
再断开S2同时闭合S1和S3时,R1与R2并联,电压表测电源两端的电压,电流表测通过干路中的电流,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,并联电路中各支路两端的电压相等,所以,电压表的示数由测串联电路中R2两端的电压变为测电源两端的电压时其示数变大;
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,R1与R2并联时的总电阻小于串联时的总电阻,由I=可知,电路中的总电流变大,即电流表的示数变大;故AB错误;
C、由R=可知,电压表示数和电流表示数的比值原来等于R2的阻值、现在等于R1与R2并联后的总电阻,所以,电压表示数和电流表示数的比值变小,故C正确;
D、电压表示数和电流表示数都变大,其乘积变大,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的灵活应用,分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
10.(2分)如图所示,水平桌面上的完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是( )
A.物体所受浮力FA>FB>FC
B.三个物体密度ρA>ρB>ρC
C.容器底部受到的水的压力F甲=F乙=F丙
D.容器对桌面的压强大小关系p甲>p乙>p丙
【分析】(1)由图得出A、B、C三个正方体排开水的体积关系,根据阿基米德原理即可判断物体受到的浮力大小关系;
(2)由图A、B、C三个正方体所处的状态,判定其浮力和重力的关系;然后根据三者的浮力大小、利用浮沉条件判断物体密度与水的密度大小关系;
(3)利用p=ρgh判断容器底受到水的压强关系,根据F=pS判定压力的大小关系;
(4)根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于物体排开液体的重力,分析出整个装置的压力的大小关系,根据p=分析压强的大小。
【解答】解:由题知,A、B、C三个正方体的体积相同;
A、由图可知,A、B、C三个正方体排开水的体积关系为VB排<VA排=VC排,
根据F浮=ρ液gV排可知,浮力的大小关系为:FB<FA=FC,故A错误;
B、由图可知,A下沉、B处于漂浮,C处于悬浮则由浮沉条件可知:GA>FA,GB=FB,GC=FC,
由于FA<FB=FC,所以GA<GB=GC;由于正方体A、B、C的体积相同,
根据ρ==可知,物体密度的大小关系:ρB<ρC<ρA,故B错误;
C、由图可知物体底部的深度,h甲=h乙=h丙,由p=ρgh可知,液体底部压强关系是p甲=p乙=p丙,容器的底面积相同,根据F=pS可知,容器底部受到水的压力大小相同,F甲=F乙=F丙,故C正确;
D、因正方体B、C分别处于漂浮或悬浮状态,则浮力等于自身重力,正方体A沉底,浮力小于自身重力
由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于排开液体的重力,即说明容器中正方体的重力等于正方体排开水的重力,
即可以理解为,容器中正方体的重力补充了它排开的水的重力,能看出三个容器内总重力相等;
由于容器相同,所以三个容器对桌面的压力关系为F甲>F乙=F丙,
根据p=可知,容器对桌面的压强大小关系为p甲>p乙=p丙,故D错误。
故选:C。
【点评】此题考查阿基米德原理、液体压强公式和密度公式的应用等,是一道综合性较强的题目,但难度不是很大。
11.(2分)如图所示是检测河水流速变化的装置原理图。机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动。电源电压保持4.5V不变,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,定值电阻R1的阻值为5Ω,滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”。闭合开关S,随着水流速度的改变,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变大,表示水流速度增大
B.电流表示数变小,表示水流速度增大
C.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为2.5Ω~20Ω
D.电路消耗总功率的变化范围为1.35W~2.7W
【分析】(1)流体的压强跟流速有关,流速越大的位置,压强越小;水流速度增大时,机翼状的探头上下表面的压强不同,下表面压强大于上表面压强,R2滑片上移,阻值减小,根据串联电路的分压特点可知电压表示数的变化,根据欧姆定律判断电流表的示数变化;
(2)根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻为零时电路中的电流,然后与电流表的量程相比较确定电路中的最大电流,根据P=UI求出电路的最大功率;根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出变阻器接入电路中的最小阻值;
当电压表的示数最大时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电路的总功率最小,根据串联电路的电压特点求出R1的电压,根据欧姆定律求出此时电路中的电流,再根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值,利用P=UI求出电路的最小功率。
【解答】解:
由图知,定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表测变阻器R2的电压,电流表测电路的电流:
AB、流体的压强跟流速有关,流速越大的位置,压强越小;当水流速度增大时,机翼状的探头上下表面受到的压强不同,下表面受到的压强大于上表面受到的压强,R2的滑片上移,R2接入电路的阻值减小,总电阻减小,由I=可知,电流表示数变大,
根据串联电路的分压特点可知,变阻器R2的电压减小,即电压表示数减小,故A、B错误;
CD、当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流:I===0.9A,
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流为I大=0.6A;
电路的最大功率为:P大=UI大=4.5V×0.6A=2.7W;
此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,此时电路中的总电阻:
R===7.5Ω,
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:
R2小=R﹣R1=7.5Ω﹣5Ω=2.5Ω;
当电压表的示数最大为U2=3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电路的总功率最小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,此时R1的电压:U1=U﹣U2=4.5V﹣3V=1.5V,
则电路中最小的电流:I小===0.3A,
则滑动变阻器接入电路中的最大阻值:
R2大===10Ω,
所以,滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2.5Ω~10Ω,故C错误;
电路的最小功率为:P小=UI小=4.5V×0.3A=1.35W;
所以,电路的总功率的变化范围为1.35W∼2.7W,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,根据流体压强跟流速的关系得出流速变化时变阻器接入电路中电阻的变化是关键。
12.(2分)法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝格尔由于发现了巨磁电阻(GMR)效应,荣获了2007年诺贝尔物理学奖。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场的磁性增强时急剧减小的现象,如图所示,GMR是巨磁电阻,闭合S1、S2并使滑片P向左滑动,则( )
A.电流表示数增大,电压表示数减小,小灯泡变亮
B.电流表示数增大,电压表示数增大,小灯泡变亮
C.电流表示数减小,电压表示数减小,小灯泡变暗
D.电流表示数减小,电压表示数增大,小灯泡变暗
【分析】(1)由左图可知,滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,进一步根据影响电磁铁磁场的因素可知其磁场变化,据此可知右图巨磁电阻的变化;
(2)由右图可知,巨磁电阻和灯泡串联,先判断巨磁电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,根据P=I2R可知灯泡实际功率的变化,进一步判断亮暗的变化。
【解答】解:由左图可知,滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中接入电路中电阻变小,
由I=可知,左侧电路中的电流变大,电流表示数变大;
因电磁铁磁性的强弱与线圈匝数和通过的电流有关,且匝数不变,通过的电流越大,磁性越强,
所以,此时电磁铁的磁性变强;
由右图可知,巨磁电阻和灯泡串联,
因巨磁电阻的阻值在磁场的磁性增强时急剧减小,
所以,此时巨磁电阻的阻值会变小,右侧电路中的总电阻变小,
由I=可知,右侧电路中的电流变大,通过灯泡的电流变大,
由U=IR知,小灯泡两端的电压增大,
根据串联电路电压的规律知,巨磁电阻两端的电压会减小,即电压表示数减小,
因P=UI,且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,
所以,灯泡的实际功率变大,灯泡变亮。
综合分析:电流表示数增大,电压表示数减小,灯泡变亮,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到电磁铁磁性与电流的关系和电功率公式的应用等,判读出巨磁电阻的变化是解题的关键。
二、填空题(本大题共3小题,共9分)
13.(4分)小明用扫帚打扫地面卫生的情景,此时扫帚属于 费力 杠杆(填“省力”“费力”或“等臂”),平时用力扫地,是通过 增大压力 方法来增大摩擦,可使地面,打扫得更干净。如图,要让自行车车轴处采用滚动轴承是通过 滚动代替滑动 来减小有害摩擦的。天气晴雨预报瓶里面的液体用水和颜料兑制而成。天气转晴,大气压升高,天气转阴,大气压降低。某天早晨看见管内的液面上升,则表明今天天气将转 阴 。(填“晴”或“阴”)
【分析】(1)根据动力臂和阻力臂的大小关系的关系判定杠杆的种类;
(2)根据增大摩擦力的方法有两个:增大压力和增大接触面的粗糙程度;
(3)减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过减小压力来减小摩擦力;在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力;使接触面脱离;用滚动摩擦代替滑动摩擦;
(4)瓶中的气体同样存在压强,分析大气压变化与瓶中压强大小的关系。
【解答】解:扫帚在使用过程中,动力臂小于阻力臂,为费力杠杆;
平时用力扫地,是通过增大压力的方法来增大摩擦的;
车轴处装有滚动轴承,是用滚动代替滑动来减小有害摩擦的;
某天早晨看见管内的液面上升,表明外界的气压减小,液面在内部气压的作用下被压上来,这表明大气压降低,天气转阴。
故答案为:费力;增大压力;滚动代替滑动;阴。
【点评】本题考查杠杆的分类、增大或减小摩擦的方法和大气压的综合应用等知识的了解和掌握,综合性较强,但难度不大。
14.(2分)如图所示,一位同学利用滑轮组将240N的物体匀速吊起,已知滑轮重60N,不计绳重和摩擦,拉力大小为 100 N;此时滑轮组的机械效率为 80% 。
【分析】(1)由图可知,n=3,不计绳重和摩擦,根据F=(G+G动)计算拉力大小;
(2)拉力端移动的距离s=nh,滑轮组的机械效率η====。
【解答】解:
(1)由图可知,n=3,不计绳重及摩擦,拉力:
F=(G+G动)=×(240N+60N)=100N;
(2)拉力端移动的距离s=nh=3h,
滑轮组的机械效率:
η=====×100%=80%。
故答案为:100;80%。
【点评】本题考查了使用滑轮组时拉力、机械效率的计算,要利用好关系式:不计绳重及摩擦,拉力F=(G+G动)。
15.(3分)某单缸汽油机某一个工作冲程如图所示,为 压缩 冲程。它完全燃烧0.1kg汽油可释放的能量为 4.6×106 J,若这些能量中的42%被质量为20kg、初温为10℃的水吸收,水的温度将升高 23 ℃。[q汽油=4.6×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【分析】(1)根据气门的关闭和活塞的运行情况判断是哪一个冲程;
(2)知道汽油的质量和热值,利用燃料完全燃烧放热公式Q放=mq求放出的热量;
(3)根据题意可知,水吸收的热量Q吸=42%•Q放,利用Q吸=cmΔt计算水升高的温度。
【解答】解:
(1)图中汽油机的两气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程;
(2)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量:Q放=m汽油q汽油=0.1kg×4.6×107J/kg=4.6×106J;
根据题意可知,水吸收的热量Q吸=42%•Q放=42%×4.6×106J=1.932×106J;
由Q吸=cmΔt可知,水升高的温度:Δt===23℃。
故答案为:压缩;4.6×106;23。
【点评】本题考查了学生对汽油机四个冲程的了解、燃料完全燃烧放热公式和吸热公式的掌握,是一道常考题。
三、作图题(本大题共2小题,共6.0分)
16.(3分)运动会开幕式上,小明举着红旗前进,如图所示。红旗受到风的水平阻力为F2,作用点在A处。旗杆可视为一个杠杆,为使小明施加在旗杆上的力F1最小,请你标出此时杠杆的支点O,并画出最小力F1的示意图。
【分析】杠杆绕着转动的点叫支点;
根据杠杆平衡的条件,F1×L1=F2×L2,在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长。而在通常情况下,连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长,据此可解决此题。
【解答】解:杠杆绕着转动的点叫支点,图中旗杆绕着上面的手转动,所以上面手与旗杆接触处为支点(O);
根据杠杆平衡的条件,F1×L1=F2×L2,在阻力、阻力臂一定的情况下,要使动力最小,动力臂需要最长,阻力的方向已标出,所以动力的方向应该向右,过C点作AC的垂线即为手对旗杆施加的最小动力F1,如下图所示:
【点评】根据杠杆的平衡条件,要使杠杆上的力最小,必须使该力的力臂最大,而力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远,所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点,这两点的连线就是最长的力臂,过力的作用点作垂线就是最小的力。
17.(3分)如图所示,在清水池底水平放置一平面镜,一束光射向水面的A点,经水折射和平面镜反射后射向水面的B点,请作出该过程的光路图。
【分析】光线由A点斜射入水中时发生光的折射,要使射到水底平面镜的光反射后射向水面B点,根据反射光线的延长线一定过像点,可选作A在平面镜中的像点,再连接像与B的连接可得反射光线,再画出经A点的折射光线(射向平面镜的入射光线)即可。
【解答】解:
过平面镜做A点的对称点A′,即A的像点,连接A′B交平面镜于一点,连接这个交点与B的连线,即为反射光线,连接A与交点的连线,即为折射光线(也是OB对应的入射光线),如图所示:
【点评】本题考查了平面镜成像特点作图以光的折射的作图,知道平面镜成像时,反射光线延长线一定过像点。
四、实验探究题(本大题共3小题)
18.(6分)如图是一组实验,观察实验完成填空
(1)如图1,向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置,再注入酒精直至充满。封闭管口,并将玻璃管反复翻转,观察液面的位置,发现液体总体积变小,说明 分子间存在间隙 。
(2)如图2所示的装置,其中一个瓶子装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体,另一个装有空气,则演示扩散现象时应该把装有二氧化氮气体的瓶子放在 下 方。(选填“上”或“下”)
(3)如图3,把一块玻璃板用弹簧测力计拉出水面,在离开水面时,观察到弹簧测力计示数变 大 ,离开水面后变 小 ,说明了 分子间存在引力 。
【分析】一切物质的分子间都存在间隙,分子是在永不停息地做无规则运动;分子的无规则运动与温度有关,温度越高运动越剧烈;分子间存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解:(1)因为分子间存在着空隙,水和酒精充分混合后,酒精分子和水分子分别进入了对方分子的空隙中,使得水和酒精混合后的总体积变小了。
(2)二氧化氮气体的颜色是红棕色的,而且比空气的密度大,因此必须放在下面的瓶子中,避免由于重力使气体向下落,分不清是重力还是扩散。
(3)因为玻璃和水接触在一起,并且玻璃分子和水分子间的距离在引力作用的范围内,故水分子和玻璃分子之间存在相互作用的引力,故向上拉玻璃板时,弹簧测力计的读数将变大。
故答案为:(1)分子间存在间隙;(2)下;(3)大;小;分子间存在引力。
【点评】本题考查分子动理论的基本知识,注重物理规律在生产生活中的应用,要求学生能准确的用所学理论解释相关现象。
19.(6分)在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小明同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动,然后与放在水平桌面上的纸盒相碰,铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。
(1)该实验是通过观察 纸盒移动的距离 来比较铁球动能的大小,从而得出结论的。下面的三个实例中也采用这种研究方法的是 C 。
A.卢瑟福建立原子的核式结构模型 B.用磁感线来描述磁场
C.探究电功大小与哪些因素有关时,通过小灯泡的亮度来判断电流做功的多少
D.探究压力作用效果与压力大小有关时,在桌面上增减砝码都要保证桌腿向下压在沙中
(2)比较 甲、乙 两次实验可以得出的结论:当速度相同时,质量越大,物体的动能越大。
(3)若桌面过于光滑,则 不利于 (选填“更利于”、“不利于”)探究得出结论。
(4)三次实验中,铁球与纸盒一起在水平面上滑行的过程中克服摩擦力做功 不相等 (选填“相等”或“不相等”)。
(5)实验结束后,该同学拿走纸盒,先后将同一小球从同一斜面的不同高度处静止释放,记录小球在相同表面上滑行到静止的距离,如图丁所示,根据此现象,小刚得出了动能与速度有关的结论。你认为该同学实验方案是否合理 合理 (选填“合理”或“不合理”)。
【分析】(1)掌握转换法在实验中的应用,通过对纸盒做功的多少,来体现小球动能的大小;
(2)探究动能与质量关系时,需要控制速度不变;
(3)如果水平面光滑,木块将做匀速直线运动;
(4)直接比较小球在三个表面上克服摩擦力做功是否相等不好确定,可根据重力势能大小关系及能量的转化分析;
(5)相同的表面对小球的阻力是相同的,通过观察小球滑行到静止的距离大小也可以判断出小球的动能大小。
【解答】解:(1)该实验是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小的,这种方法是转换法。
A.卢瑟福建立原子的核式结构模型,采用的是模型法;
B.用磁感线来描述磁场,采用的是模型法;
C.探究电功大小与哪些因素有关时,通过小灯泡的亮度来判断电流做功的多少,采用的是转换法;
D.探究压力作用效果与压力大小有关时,在桌面上增减砝码都要保证桌腿向下压在沙中,采用的是控制变量法;
故选C;
(2)探究动能与质量关系时,需要控制速度不变,改变质量的大小,即使质量不同的小球从同一斜面的相同高度由静止滚下,故选甲乙;
(3)若水平面光滑,纸盒不受摩擦力,由牛顿第一定律可知木块将做匀速直线运动,永远运动下去;无法通过移动距离比较动能大小;
(4)由于小球的质量和小球下落的高度不同,则具有的重力势能不同,克服摩擦所做的功也不同;
(5)相同的表面对小球的阻力是相同的,通过观察小球滑行到静止的距离大小可以判断出小球的动能大小,即球滑行到静止的距离越大,小球的动能越大;可以得出动能与速度的关系,该实验方案正确。
故答案为:(1)纸盒移动的距离;C; (2)甲、乙;(3)不利于;(4)不相等;(5)合理。
【点评】明确本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法,反映动能多少时运用了转换法,最后一问有难度。直接比较大小不易得出答案,要从能量转化角度分析。
20.(6分)2018年4月,某同学参加我市中考物理实验操作考试时,为“测量小灯泡的额定电功率”,实验室备有以下实验器材:额定电压为2.5V的小灯泡、规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器、开关、电流表、电压表各1个,新干电池4节,导线若干。
(1)图甲是该同学连接好的电路实物图,其中有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上打“×”。
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P移到最 左 (填“左”或“右”)端。
(3)经修正后电路连接无误,各元件均完好。闭合开关,移动滑片P使电压表示数为2.5V,小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,电流表的读数为 0.26 A,则小灯泡的额定功率是 0.65 W。
(4)测出小灯泡额定功率后,该同学又把灯泡两端的电压调为额定电压的,发现测得的实际功率不等于其额定功率的,请你帮他分析出现这种现象的原因是 灯的电阻随温度的变化而变化 。
【分析】(1)原电路中,灯被短路,据此修改;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P移到阻值最大处;
(3)根据电流表选用小量程确定分度值读数,根据P=UI求小灯泡的额定功率;
(4)根据P=,若电阻R不变,则电功率与电压的平方成正比,但灯的电阻随温度的变化而变化,据此分析。
【解答】解:(1)原电路中,灯被短路,修改后如下所示:
(2)为保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P移到阻值最大处,即最左端。
(3)经修正后电路连接无误,各元件均完好。闭合开关,移动滑片P使电压表示数为2.5V,小灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流表的读数为0.26AA,则小灯泡的额定功率是:P=UI=2.5V×0.26A=0.65W;
(4)根据P=,若电阻R不变,则电功率与电压的平方成正比,但灯的电流随电压的减小而变小,根据P=UI,灯的功率变小,灯丝的温度变小,灯丝的电阻变小,故意电功率与电压的平方不成正比,
测出小灯泡额定功率后,该同学又把灯泡两端的电压调为额定电压的,发现测得的实际功率不等于其额定功率的,请你帮他分析出现这种现象的原因是:灯的电阻随温度的变化而变化。
故答案为:(1)如上所示;(2)左;(3)0.26;0.65;(4)灯的电阻随温度的变化而变化。
【点评】本题测灯的功率,考查电路的连接、注意事项、电流表读数及功率的计算和影响电阻大小的因素。
五、计算题(本大题共2小题)
21.(6分)为防止停水,小明给家里设计了一个自动贮水箱,他先画了如图所示的原理图,又根据小区给水系统估算出活塞C处水的压强约为1.2×105Pa,设计进水管口的面积为2.5cm2,支点O到浮球球心A的距离OA为OB的5倍。要求贮水深度为2m时,杠杆呈水平状态,塞子C刚好顶住自来水进口,这时浮球有三分之一浸入水中,此时为贮满水状态。(浮球质量为0.9kg、塞子、杠0A、BC质量不计)求:
(1)贮满水时,贮水箱底受到水的压强为多大?
(2)进水口处的活塞C受到的水的压力有多大?
(3)浮球受到的浮力有多大?
(4)浮球的密度有多大?
【分析】(1)已知水的深度,根据公式p=ρgh可求贮水箱底受到水的压强;
(2)根据公式F=pS可求塞子受到的压力,
(3)根据杠杆的平衡条件可求受到的浮力;
(4)利用公式F浮=ρ水gV排求出小明选用浮球的体积,进而利用密度公式可求浮球的密度。
【解答】解:(1)贮满水时,贮水箱底受到水的压强为:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×2m=2×104Pa;
(2)由p=得,
进水口处的活塞C受到的水的压力:
F=pS=1.2×105Pa×2.5×10﹣4m2=30N;
(3)G=mg=0.9kg×10N/kg=9N,
根据杠杆平衡条件F1•l1=F2•l2可知FA•OA=F•OB,
FA=F×=30N×=6N,
对A进行受力分析
F浮=GA+FA=9N+6N=15N;
(4)由F浮=ρ水gV排
得V排===1.5×10﹣3m3,
由题意知V物=3V排=3×1.5×10﹣3m3=4.5×10﹣3m3,
ρ物===0.2×103kg/m3。
答:(1)贮满水时,贮水箱底受到水的压强为2×104Pa;
(2)进水口处的活塞C受到的水的压力有30N;
(3)浮球受到的浮力有15N;
(4)浮球的密度有0.2×103kg/m3。
【点评】本题考查液体压强、压力、浮力和体积的计算以及密度公式的应用,综合性很强,关键是公式及其变形的灵活应用,难点是利用杠杆的平衡条件来解题。
22.(7分)特高压技术可以减小输电过程中电能的损失。某发电站输送的电功率为1.1×105kW,输电电压为1100kV,经变压器降至220V供家庭用户使用。小明家中有一个标有“220V 2200W”的即热式水龙头,其电阻为R0,他发现冬天使用时水温较低,春秋两季水温较高,于是他增加两个相同的发热电阻R和两个指示灯(指示灯电阻不计)改装了电路,如图,开关S1可以同时与a、b相连,或只与c相连,使其有高温和低温两挡。求:
(1)通过特高压输电线的电流;
(2)改装前,若水龙头的热效率为90%,正常加热1分钟提供的热量;
(3)改装后,水龙头正常工作时高温挡与低温挡电功率之比为4:1,请计算出高温挡时的电功率。
【分析】(1)根据P=UI算出通过特高压输电线的电流;
(2)根据W=Pt算出消耗的电能,根据η=算出正常加热1分钟提供的热量;
(3)根据R0=算出R0的电阻,由电路图可知,将开关S与a、b相连时工作的电路元件,电源的电压一定时,根据P=UI=可知,电路的总电阻最小时,电路的总功率最大,水龙头处于高温状态,P高温=+;
由电路图可知,将开关S与c相连时,R与R0串联,总电阻较大,总功率较小,水龙头处于低温状态,P低温=,
因为水龙头正常工作时高温挡与低温挡电功率之比为4:1,即P高温:P低温=(+):=4:1,算出R的电阻,根据P高温=算出加热功率。
【解答】解:(1)根据P=UI知,
通过特高压输电线的电流:I===100A;
(2)根据P=得,
消耗的电能:W=Pt=2200W×60s=1.32×105J,
根据η=知,
正常加热1分钟提供的热量:Q=Wη=1.32×105J×90%=1.188×105J;
(3)R0电阻:R0===22Ω
由电路图可知,将开关S与a、b相连时,电阻R与R0并联,电阻较小,根据P=UI=可知,此时电路的总功率最大,水龙头处于高温状态,P高温=+;
由电路图可知,将开关S与c相连时,R与R0串联,总电阻较大,总功率较小,水龙头处于低温状态,P低温=,
因为水龙头正常工作时高温挡与低温挡电功率之比为4:1,即P高温:P低温=(+):=4:1,
(+):=4:1,
:=4:1,
=4:1,
=4RR0,
=0
解得:R=R0=22Ω。
高温挡时的电功率:P高温====4400W。
答:(1)通过特高压输电线的电流为100A;
(2)改装前,若水龙头的热效率为90%,正常加热1分钟提供的热量为1.188×105J;
(3)改装后,水龙头正常工作时高温挡与低温挡电功率之比为4:1,高温挡时的电功率为4400W。
【点评】本题考查了欧姆定律、电功率公式的应用以及电路图的设计,正确的判断水龙头处于不同工种状态时电路的连接方式是关键。
2022-2023学年湖北省黄石市大冶市九年级(上)期末物理试卷(含详细答案解析): 这是一份2022-2023学年湖北省黄石市大冶市九年级(上)期末物理试卷(含详细答案解析),共22页。试卷主要包含了单选题,多选题,填空题,作图题,实验探究题,计算题,综合题等内容,欢迎下载使用。
2023-2024学年湖北省黄石市大冶市八上物理期末学业质量监测模拟试题含答案: 这是一份2023-2024学年湖北省黄石市大冶市八上物理期末学业质量监测模拟试题含答案,共8页。试卷主要包含了关于下列四幅图的说法正确的是,下列估测符合实际的是等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年湖北省黄石市大冶市八年级(上)期末物理试卷(含答案解析): 这是一份2022-2023学年湖北省黄石市大冶市八年级(上)期末物理试卷(含答案解析),共20页。试卷主要包含了单选题,填空题,作图题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。