2023年广东省佛山市顺德区东逸湾实验学校中考物理三模试卷(含解析)
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学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
1. 下列对身边物理量估测的数据,最符合实际的是( )
A. 普通人的步行速度约为8m/s B. 鸡蛋的密度约为1.1g/cm3
C. 人教版九年级物理课本的质量约为950g D. 一名普通九年级学生的体重约为50N
2. 2023年1月22日,黑龙江省漠河市最低气温达到−53℃,打破了我国有气象记载以来的历史最低气温。吸引了众多游客前来尝试“泼水成冰”的游戏。如图所示,“泼水成冰”的游戏需要滚烫的开水在零下30℃以下的极寒环境中才能成功。关于“泼水成冰”的原理说法错误的是( )
A. 用滚烫的开水而不用冷水是因为开水在短时间内能提供大量的水蒸气
B. 图中水蒸气在极寒环境下遇冷放热直接凝华成小冰晶
C. 开水提供水蒸气的物态变化过程是升华,升华需要吸热
D. 和“泼水成冰”形成原理相同的自然现象还有霜的形成
3. 2022年北京冬奥会期间,北京皮影艺术剧院紧扣冬奥题材,精彩呈现皮影戏《寻找雪姑娘》,如图所示。下列情境中,与皮影戏原理相同的是( )
A. 雨后彩虹
B. 树荫下光斑
C. 水中倒影
D. 筷子弯折
4. 我国自主研发的氢燃料电动汽车已经亮相,氢燃料电池使用氢做燃料。与传统内燃机驱动汽车相比,它的能量转化效率高达60~80%。燃料电池的燃料是氢和氧,生成物是水,实现了零排放。下列有关氢燃料电池和四冲程内燃机的说法中,正确的是( )
A. 氢燃料电池用氢作为燃料是因为氢的比热容大
B. 此电动车的效率更高,所以做的有用功更多
C. 四冲程内燃机的四个冲程中,将内能转化为机械能的冲程是做功冲程
D. 飞轮的转速为1800r/min的四冲程内燃机,每秒钟的做功次数为30次
5. 如图所示,2022年北京冬奥会高山滑雪比赛,运动员与旗门杆(弹性杆)发生碰撞,导致运动员滑行速度明显变慢且杆明显变弯,碰撞过程中,杆阻碍运动员滑行的力与运动员撞击杆的力,属于( )
A. 同一个力 B. 一对平衡力
C. 一对相互作用力 D. 同一物体受到的不满足平衡条件的两个力
6. 如图所示是小明家中某房间电路的一部分,若在图中甲,乙两处只能装电灯或开关。对此电路,说法正确的是( )
A. 有金属外壳的用电器应接入三孔插座,使金属外壳接地
B. 保险丝熔断,一定是用电器总功率过大
C. 甲处应装开关,乙处应装电灯
D. 用试电笔测图中三点,A、C两点氖管发光
7. 灯L1“6V 6W”,灯L2“6V 3W”,如图,将它们串联后接在电源上,闭合开关,其中一个灯泡能正常发光(设灯泡的电阻不变)。则下列说法正确的是( )
A. 正常发光的灯泡是L1 B. 另一盏灯的实际功率是3W
C. 电源电压为12V D. 电路的总功率为4.5W
8. 如图所示,中国“人造太阳”——大型核实验装置“东方超环”(EAST)取得重大突破,它主要是让含有质子和______的氢原子核在超高温下发生______(选填“裂变”或“聚变”),从而获得核能的研究装置,这与核电站获得核能的方式______(选填“相同”或“不同”)。
9. 中医拔火罐能有效治疗某些疾病,使用时先加热火罐中气体,再按图示方法迅速将火罐按到皮肤上。一段时间后,罐内气体的内能______,这是通过______来改变罐内气体内能的;由于罐内气体压强______外部大气压,从而使火罐紧紧吸附在皮肤上。
10. 人眼是世界上最精密的______(选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”),晶状体相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏。只有成像在视网膜上才会看清物体;小莉看不清黑板上的字,她向黑板靠近几步就看清了,说明她是______眼(选填“近视”或“远视”).如果小莉仍坐在原位,为了使物体的像刚好落在小莉的视网膜上,她应该配戴适当度数的______透镜制作的眼镜来矫正视力。
11. 嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球,其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。AB段返回器的动能______ (选填“变大”“不变”或“变小”);BC段返回器的机械能______ (选填“变大”“不变”或“变小”),CD段返回器动能增加量______ (选填“大于”“等于”或“小于”)重力势能的减小量。
12. 我国海军福建舰航母配备先进的电磁弹射系统,其简化原理如甲图。金属滑块处于强磁场中,通过牵引索与飞机相连,构成电磁弹射器。当金属滑块接通强电流时,滑块会获得强大的推力,牵引飞机加速起飞。电磁弹射器的工作原理类似于______ (选填“发电机”、“电动机”或“电磁铁”)。为避免下方滑轨因受金属滑块的压力过度磨损,某同学设计了乙和丙两种方案(忽略绳重和摩擦),这两种方案中较省力的是______ 方案,滑轮组机械效率较高的是______ 方案。
13. 水平桌面上有甲、乙两个相同的烧杯,分别装有两种不同的液体,将两个相同的小球分别放在两烧杯中,小球静止时如图所示,两烧杯中液面相平,则小球受到的浮力F浮甲______F浮乙,烧杯底部受到的液体压强p甲______p乙,桌面受到的压强p′甲______p′乙。
14. 已知通过灯L1、L2的电流随其两端电压变化的图像如图甲所示,将它们接入图乙所示电路中。当闭合开关S1、S2时,电流表的示数为1.0A,则电源电压为______ V,此时灯L1、L2的电阻之比是______ :保持电源电压不变,断开开关S1,闭合S2,此时灯L2的实际功率为______ W。
15. 如图所示,有一条经过平面镜反射过点P的反射光线且平行于主光轴入射到凹透镜上,S′为像点,请确定点光源S的位置,并补全光路图。
16. 一个小球在竖直的细绳的作用下,静止在竖直的墙壁上,请在图中画出小球所受力的示意图。
17. 如图所示,在螺线管上方用弹簧悬挂一根条形磁铁,保持开关S闭合,当滑动变阻器的滑片P向右滑时,弹簧的伸长量减小,在图中括号内分别标出螺线管A下端的极性和电源左端的极性。
18. (1)图甲为某人所测的体温,其温度为______ ;图乙中电流表的读数为______ A;图丙中秒表的读数为______ s。
(2)如图丁所示是小明家的电表,这只电表此时的读数是______ kW⋅h,小明家能同时使用的用电器总功率不得超过______ W。小明观察到某天24h内电表的示数增加了3.6kW⋅h,则在这一天内电能表的转盘转了______ 转。
19. 在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中所用装置如图甲所示(木块各表面粗糙程度相同)。
(1)匀速拉动木块前,应将测力计沿______ (选填“水平”“竖直”或“任意”)方向放置,然后进行调零。
(2)小明做了如图甲所示探究实验:
A.探究滑动摩擦力的大小与压力的大小是否有关,要对比图甲中______ 两次实验,可以得出结论:在粗糙程度一定时,______ 越大,滑动摩擦力越大。
B.比较a、c两次实验可知,滑动摩擦力大小与接触面面积______ (选填“有”或“无”)关。
C.比较a、d两次实验可探究滑动摩擦力大小与______ 的关系。
(3)某物理小组改进实验装置后,用频闪拍照来判断物体是否匀速直线运动,实验装置如图乙所示,表面粗糙的长木板固定在水平实验台上,右端装有定滑轮,(不计绳重和滑轮的摩擦)放开钩码,滑块在长木板上运动。调节钩码个数后,得到滑块匀速运动照片(如图丙),运动滑块从A位置运动到B位置的距离是______ cm。运动时弹簧测力计的示数是2N,运动时物体克服摩擦力做功______ J。
20. 为了做“探究电流与电压的关系”的实验,小明使用电压恒为3V的电源、开关、导线若干、定值电阻R1、电流表,电压表和滑动变阻器连接了图甲所示的电路:
(1)闭合开关前,变阻器的滑片应位于______ 端。闭合开关发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,移动滑动变阻器的滑片P,电流表、电压表示数均无变化,则故障可能是定值电阻______ (选填“短路”或“断路”)。
(2)闭合开关后,小明调节滑片使电压表示数为0.5V,记录电流表读数,再将滑片向着靠近______ 端的方向移动,使电压表示数为1.0V,继续记录电流表读数。(选填“A”或“B”)
(3)完成实验并整理器材后,小明将所得数据描点连线画出如图乙所示的R1的I−U图像,并根据图像得出结论:______ 。
(4)为了得到更具有普遍性的结论,小白利用小明的实验器材,仅将R1更换为不同阻值的定值电阻R2,重新连接电路并进行相同操作,画出的I−U图像却如图丙所示:
①小明帮助小白进行分析,确认是电路连接错误,该错误为:______ ;
②小明还认为,即使不重新进行实验,利用小白的现有数据,也能画出R2的I−U图像。请你在图乙中画出R2的I−U图,并通过图像分析,R2 ______ R1(选填“>”、“<”或“=”)。
21. 如图所示,起重机将一重物沿竖直方向匀速吊装到3m高的施工高台上,已知重物为4000N。
(1)求起重机做的有用功?
(2)此起重机重76000N,起重机吊起重物时,用支架将汽车的轮胎支离地面,支架与水平地面的接触总面积是1m2,求起重机吊起重物时对地面的压强?
(3)起重臂OA长12m,支撑臂与起重臂垂直,作用点为B,且OB=4m,OC=8m,如果动滑轮上每段钢绳的拉力是2500N,求支撑臂给起重臂的支持力?(忽略起重臂自重)
22. 我校师生为自制一台电烘箱而设计的简化电路图如图,其技术参数如下表,R1和R2均为电热丝且电阻值恒定。根据师生们的设计,求:
额定电压
220V
正常工作电流
高温挡
5.5A
低温挡
2A
(1)电热丝R1、R2的阻值。
(2)电烘箱在低温挡正常工作时,5min内R2产生的热量。
(3)在用电高峰期,电烘箱在高温挡时的实际功率为1000W,求实际电压。
23. (1)如图是某同学探究平面镜成像特点的实验装置,蜡烛A和蜡烛B完全相同。
①选用完全相同的两支蜡烛是为了比较像与物的______ 关系。
②实验时,在水平实验桌上无论怎样移动蜡烛B,都不能使其与蜡烛A的像完全重合,原因是______ 。
③移开蜡烛B,另取一张白纸当作光屏放在该位置,人在玻璃板右边观察白纸,将______ (选填“能”或“不能”)看到蜡烛A的像。
(2)在“探究凸透镜成像规律”实验中,蜡烛、透镜和光屏的位置如图甲所示时,光屏上呈现清晰的像。
①根据上述实验现象可推断出该透镜的焦距为______ cm。
②如图乙所示,保持蜡烛位置不变,移动透镜至15cm刻度线处,则人眼在______ (选填“1”“2”或“3”)处能观察到蜡烛的像。
③实验得到了凸透镜成像的规律,发现在图丙中左边的蜡烛通过凸透镜不可能形成的像是______ 。(填字母)
24. 甲、乙两图为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置图,两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。
(1)甲、乙实验中,通过观察______ 来反映电阻产生热量的多少。
(2)探究“电流通过导体时产生的热量与电流的关系”时,应选择______ (选填“甲”或“乙”)图装置进行实验。通过观察实验现象,可以得到的实验结论是:当电阻和通电时间相同时,电流越______ (选填“大”或“小”)电流通过导体时产生的热量越多。
(3)连接好电路后闭合开关,通电一段时间后图乙的容器中左、右两个电阻产生热量的比值Q左:Q右= ______ 。
(4)完成上述实验后,小明同学又设计了如图丙所示实验装置,探究“比较不同物质的吸热能力”的实验,其中A,B两个电阻丝的电阻应该是______ (选填“相同”或“不同”)的。向两个烧瓶中分别加入初温相同、质量相等的水和煤油,通电一段时间后,煤油的温度更高,说明______ (选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。
25. 阅读下列短文,回答问题。
我国首座无需配套变压器的“移动充电宝”建成2023年2月23日,《科技日报》报道:我国首个移动式大容量全场景电池储能站——南方电网河北保定电池储能站正式投入商业运行。该电池储能站位于保定国家高新技术产业开发区,功率6兆瓦(MW),容量超过7.2兆瓦时(MW⋅h),转换效率达到98%。电站的投运标志着我国高压级联关键技术研究取得成功,有效解决了电池储能站应用场景固定限制的难题。
此前,我国电池储能站主要采用低压380伏(V)储能系统,经变压器升压至10千伏(kV)后并入电网储能发电。不同于传统储能站,南方电网河北保定电池储能站应用了高压级联链式储能立变流器拓扑,将电池组通过模块级联方式直接接入10kV高压交流系统。如图甲所示,该储能站采取集装箱设计,各电池加装运输底座,成为我国第一座无需配套变压器的移动式电池储能站,可随时灵活“动”起来。当前,我国新型储能技术正加快发展,新型锂离子电池、液流电池、飞轮、压缩空气、氢(氨)储能、热(冷)储能等材朴领域技术的相继涌现,带动产业热度的持续升温。预计到2025年末,新型储能在电力系统中的装机规模将达到3000万千瓦以上,年均增长50%以上。
(1)“移动充电宝”的各电池组加装运输底座,能灵活“动”起来,这是因为______ (选填“增大”或“减小”)了电池组与地面的摩擦力。
(2)“移动充电宝”向外输电时,它相当于电路中的______ ;给它充电的过程中,它相当于电路中的______ 。(均选填电路元件)
(3)当“移动充电宝”接入高压交流系统后,输出的电流是______ A。
(4)输电使用的金属导线有电阻,会有电能损失,即Q损=I2Rt;为避免电能的损失,如图乙所示,都采取“三相四线制”,这增大了导线的______ ,从而减小了导线的电阻,以达到减少输电线上电能损失的目的。
(5)若该“移动充电宝”的10兆瓦时的储能用来给电动汽车充电,该车电动机的效率为90%,能使十二辆相同的电动汽车以72km/h的速度(此时每辆电动汽车的功率为60kW)最多行驶______ km。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:A、普通人的步行速度约为1.1m/s,故A错误;
B、鸡蛋的密度和水的密度差不多,约为1100kg/m3=1.1g/cm3,故B正确;
C.人教版九年级物理课本的质量约为300g,故C错误;
D.一名普通九年级学生的质量约为50kg,其重力约为G=mg=50kg×10N/kg=500N,故D错误。
故选:B。
新课程标准要求我们能根据日常经验或自然现象粗略估测一些物理量。例如:长度、质量、时间、温度、力、速度、电功率、电流、电压等。解答估测选择题的方法:利用生活中我们熟悉的一些数据作为根据,进行单位换算,有时要利用基本公式求未知物理量。
本题考查了对速度、质量、密度、重力的估测,注重理论与实际差异的应变能力的培养,体现新课程的基本理念。
2.【答案】C
【解析】解:A、用滚烫的开水而不用冷水,由于开水在短时间内能提供大量的水蒸气,故A正确;
B、水蒸气在极寒环境下可以直接放热凝华成小冰晶,故B正确;
C、开水提供水蒸气是汽化现象,汽化吸热,故C错误;
D、泼水成冰”形成原理是水蒸气的凝华现象,霜也是水蒸气的凝华现象,故D正确。
故选:C。
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。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。
分析生活中的热现象属于哪种物态变化,关键要看清物态变化前后,物质各处于什么状态,对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
3.【答案】B
【解析】解:A、雨过天晴时,常在天空出现彩虹,这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫做光的色散现象,所以说雨后的天空出现彩虹是由光的色散形成的,故A错误;
B、白天在浓密树荫下出现的圆形光斑是小孔成像现象,是由于光的直线传播形成的,与皮影戏原理相同,故B符合题意;
C、在平静的湖面上看到树的倒影是平面镜成像,其实质是光的反射,故C不合题意;
D、斜插入水中的筷子看似弯折,是由于光的折射形成的,故D不合题意。
故选:B。
首先明确皮影戏是由于光的直线传播形成的,再对照选项中的描述,看哪一个的原理与之相同。
此题通过不同的现象考查了学生对光的反射、光的直线传播及光的折射的理解,在学习中要注意区分,并要学会用所学知识解释有关的物理现象。
4.【答案】C
【解析】解:
A、氢燃料电池用氢作为燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量,故A错误;
B、氢燃料电池驱动汽车电动车的效率更高,不能确定做的有用功就多,故B错误;
C、做功冲程中,活塞向下运动,火花塞放电,点燃混合气体,高温高压的燃气推动活塞做功,将内能转化成机械能,故C正确;
D、飞轮转速为1800 r/min=30r/s,所以内燃机每秒钟经过60个冲程,做功15次,故D错误。
故选:C。
(1)热值是指1千克的某种燃料完全燃烧后释放的能量,热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时,释放出的热量越多,所以在选择火箭燃料时选择热值大的燃料;
(2)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,总是消耗的能量转化为得到的能量;
(3)掌握内燃机的四个冲程,四个冲程中吸气和排气冲程不发生能量转化,压缩冲程将机械能转化为内能,做功冲程将内能转化为机械能;
(4)四冲程内燃机曲轴转一圈,完成2个冲程,1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次。
本题主要考查了燃料电池工作的原理、能量的转化、内燃机的四个冲程及能量转化情况以及热机的有关计算,是一道综合性题目。
5.【答案】C
【解析】解:碰撞过程中,杆阻碍运动员滑行的力与运动员撞击杆的力同时作用在运动员和杆上,符合相互作用力的条件,因此属于一对相互作用力。
故选:C。
二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上;
相互作用力的特点:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
此题考查了对物体的受力分析及平衡力与相互作用力的区别,区别主要在于:平衡力是作用在同一物体上的两个力;相互作用力是作用在两个物体上的力。
6.【答案】A
【解析】解:
A、接入三孔插座能使用电器金属外壳接地,防止由于用电器的外壳带电而使人发生触电事故;故A正确;
B、保险丝熔断,可能是发生了短路,也可能是用电器总电功率过大;故B错误;
C、在家庭电路中,为了安全,一般把开关接在火线和用电器之间,故乙处接开关、甲处接灯;故C错误;
D、A点与零线接通,B点与零线接通,C点与火线接通,用试电笔测试时,A点氖管不发光,B点氖管不发光,C点氖管发光;故D错误。
故选:A。
(1)三孔插座能使用电器的金属外壳接地,防止由于金属外壳带电而使得人发生触电事故;
(2)家庭电路中电流过大的原因是用电器实际功率过大或短路;
(3)为了安全,开关必须接在电灯和火线之间;
(4)使用试电笔时,手接触笔尾金属体,笔尖接触被测导线,氖管发光的可以判断导线是火线,氖管不发光的是零线。
掌握家庭电路中开关、电灯、三孔插座的接法,以及家庭电路电流过大的原因,知道并理解家庭电路的组成是解决该题的关键。
7.【答案】D
【解析】解:根据P=UI可知两灯的额定电流分别为:
I1=P1U1=6W6V=1A,
I2=P2U2=3W6V=0.5A
设灯泡的电阻不变,根据欧姆定律可知两灯的电阻:
R1=U1I1=6V1A=6Ω,
R2=U2I2=6V0.5A=12Ω,
另一盏灯两端的电压U1′=IR1=0.5A×6Ω=3V,
另一盏灯的实际功率是P1′=U1′I=3V×0.5A=1.5W,故B错误;
电源电压U=U2+U1′=6V+3V=9V,故C错误;
电路的总功率P=UI=9V×0.5A=4.5W,故D正确。
故选:D。
根据P=UI可知两灯的额定电流,串联电路的电流处处相等,电路电流等于两灯额定电流的较小值,据此判断正常发光的灯泡;
设灯泡的电阻不变,根据欧姆定律可知两灯的电阻,根据U=IR得出另一盏灯两端的电压,根据P=UI得出另一盏灯的实际功率,根据串联电路的电压特点得出电源电压,根据P=UI得出电路的总功率。
本题考查欧姆定律的应用和电功率的计算,是一道综合题。
8.【答案】中子 聚变 不同
【解析】解:氢原子核由质子和中子构成;“人造太阳”利用氢原子核在超高温下发生聚变,获得巨大核能,而核电站是利用核裂变获得能量。
故答案为:中子;聚变;不同。
(1)原子核由质子和中子构成。
(2)原子核发生聚变和裂变时,释放巨大的核能。核电站、原子弹利用核的裂变原理,氢弹利用核的聚变原理,太阳每时每刻都发生着核聚变。
知道原子核的构成,核聚变和核裂变的应用,可解答此题。
9.【答案】减少 热传递 小于
【解析】解:由于罐内气体的温度高度,所以罐内气体会发出热量,一段时间后,罐内气体的内能变小,这是通过热传递的方式来改变罐内气体内能的;
由于罐内气体的温度降低,罐内的压强会变小,小于外部大气压,从而使火罐紧紧吸附在皮肤上。
故答案为:减少;热传递;小于。
改变内能的方法有两种:做功和热传递;根据内外气压的大小关系分析。
本题考查了改变内能的方法、大气压的应用,属于基础题。
10.【答案】照相机 近视 凹
【解析】解:人眼中晶状体把光线会聚到视网膜上,成一个倒立缩小的实像,相当于一台小型的照相机。近视眼的晶状体把光线会聚在视网膜之前,可以看清近处的物体,但远处的物体则看不清。需要佩戴凹透镜进行矫正,利用凹透镜的发散作用,把光线的会聚点移到视网膜上,呈现一个清晰的像。
故答案为:照相机,近视,凹。
人眼中的晶状体形状中间厚,边缘薄,相当于凸透镜。近视眼看不清远处的物体,需要佩戴近视眼镜来矫正。
本题考查人眼的成像原因,包括近视眼的矫正方法,都需要学生熟练掌握。
11.【答案】变小 不变 小于
【解析】解:AB段,返回器的质量不变,高度变大,重力势能变大,是返回器的动能转化为重力势能,所以返回器的动能变小;
BC段没有受到空气的阻力,机械能是守恒的,保持不变;
CD段,质量不变,高度变小,重力势能减小,速度变大,动能变大,是重力势能转化为动能,由于克服空气阻力做功,一部分重力势能转化为内能,所以返CD段返回器动能增加量小于重力势能的减小量。
故答案为:变小;不变;小于。
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,机械能为动能和势能的和,据此分析动能、机械能的变化。
本题考查了动能、重力势能、机械能的变化,属于基础题。
12.【答案】电动机 丙 乙
【解析】解:电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通以强电流时,即可受到强大的推力,由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动,其原理与电动机相同;
根据图乙可知,乙方案中是定滑轮,使用定滑轮不省力也不费力;丙方案中是滑轮组,可以省力;丙方案中由于需要克服动滑轮的重力做功,在有用功相同的情况下,丙方案中的总功大,机械效率低,所以省力的是丙方案,机械效率较高的是乙方案。
故答案为:电动机;丙;乙。
通电导体在磁场中受到磁场力的作用;根据动滑轮和定滑轮的特点分析。
本题考查了电动机的工作原理、动滑轮和定滑轮的特点的应用,难度不大。
13.【答案】等于 大于 大于
【解析】解:
(1)两个相同的小球,其重力相同、密度也相同,
由图可知,两个相同的小球在甲、乙两杯液体中分别处于漂浮和悬浮状态,
小球受到的浮力F浮甲=G,F浮乙=G,
则F浮甲=F浮乙;
(2)根据浮沉条件可知,ρ甲液>ρ球,ρ乙液=ρ球。
所以ρ甲液>ρ乙液,
两杯中液面相平,所以根据p=ρ液gh可知,烧杯底受到液体的压强:p甲>p乙;
(3)因为ρ甲液>ρ乙液,且甲杯内液体体积较大,
所以甲杯内液体重力较大,
甲、乙两烧杯相同,两个小球相同,则烧杯和小球的总重力相等,
所以甲杯对桌面的压力较大;
又因为受力面积相同,所以,根据p=FS可知,甲烧杯对水平桌面的压强大于乙烧杯对水平桌面的压强,即p甲′>p乙′。
故答案为:等于;大于;大于。
(1)漂浮和悬浮时,浮力等于其重力;
(2)根据小球在甲、乙两杯中的状态判断两种液体与小球的密度关系,进而得出两种液体的密度关系;利用p=ρ液gh比较甲、乙两烧杯底受到液体的压强大小。
(3)根据两烧杯对水平桌面的压力等于烧杯、液体和小球的重力之和判断两烧杯对桌面的压力大小,然后利用p=FS比较两烧杯对桌面的压强大小。
14.【答案】3 2:3 1.2
【解析】解:由图乙可知,L1与L2并联,电流表A测干路电流,由题意可知,干路电流I=1.0A,
因并联电路中电源电压与各支路两端电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,
根据甲图可知,当两支路的电压均为3V时,通过L1与L2的电流分别为:I1=0.6A,I2=0.4A,
满足干路电流I=1.0A,则可知电源电压U=3V;
由欧姆定律知:此时灯泡L1的电阻R1=UI1=3V0.6A=5Ω,灯泡L2的电阻R2=UI2=3V0.4A=7.5Ω,
所以R1:R2=5Ω:7.5Ω=2:3。
保持电源电压不变,断开开关S1,闭合S2,电路为L2的简单电路,此时通过灯L2的电流为I=0.4A,实际功率P=UI=3V×0.4A=1.2W。
故答案是:3;2:3;1.2。
分析图乙中的灯泡的连接方式,根据甲图信息,确定通过两灯泡的电流,由欧姆定律解题。
本题主要考查并联电路电流规律、欧姆定律的运用,要会从图象中获取信息。
15.【答案】解:作像点S′关于镜面的对称点S,即为光源S的位置;连接SO,可得即为入射光线;平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点,如图所示:
【解析】根据平面镜成像的特点---物像对称,画出光源S的位置;连接SO,可得入射光线;在作凹透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
本题考查了平面镜成像的特点(物像对称)和凹透镜的特殊光线,属于中档题。
16.【答案】解:小球在竖直的细绳的作用下,静止在竖直的墙壁上,受平衡力作用;
在竖直方向上小球受到竖直向下的重力G和细绳对它竖直向上的拉力F,这两个力是一对平衡力;若水平方向上墙壁对小球有支持力的作用,但水平方向上没有其他力与支持力平衡,所以墙壁对小球没有支持力作用。由此画出小球的受力示意图如图所示:
【解析】先分析小球受到的各力,再按力的示意图的要求画图即可。
本题考查力的示意图的画法,正确分析物体受到的各力并确定力的方向是关键。
17.【答案】
【解析】电磁铁磁性的大小与电流大小、线圈匝数有关;根据滑片移动的方向判定滑动变阻器接入电路电阻的变化,根据欧姆定律判定电路中电流的变化,从而得出电磁铁磁性大小的变化;根据弹簧伸长量的变化判定电磁铁的极性,然后根据右手螺旋定则可知电流方向。
本题利用了弹簧的弹力的改变得出了磁场力的方向,应注意做好受力分析,从而得出力的方向。
18.【答案】38.2℃ 0.28 310 1762.4 4400 9000
【解析】解:(1)由图甲可知,体温计上1℃之间有10个小格,所以一个小格代表的温度是0.1℃,即此体温计的分度值为0.1℃,此时的温度为38.2℃;
由图乙可知,电流表选用的是0~0.6A,分度值为0.02A,指针在0.2A后面第四个格,示数为0.28A;
由图丙可知,在秒表的中间表盘上,30min内有15个小格,所以一个小格代表2min,指针在“4”和“6”之间,偏向“6”,所以分针指示的时间为5min=300s;在秒表的大表盘上,10s之间有10个小格,所以一个小格代表1s,指针在10s处,所以秒针指示的时间为10s,即秒表的读数为300s+10s=310s;
(2)电能表读数时最后一位是小数、单位kW⋅h,图丁电能表的示数为1762.4kW⋅h;
由表盘参数得出电能表的工作电压为220V,平时工作允许通过的最大电流I最大=20A,
小明家能同时使用的用电器的最大总功率:P最大=UI最大=220V×20A=4400W,
2500r/(kW⋅h)表示电路中用电器每消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘转2500r,
一天内电能表转盘的转数:n=2500r/(kW⋅h)×3.6kW⋅h=9000r。
故答案为:(1)38.2℃;0.28;310;(2)1762.4;4400;9000。
(1)体温计的分度值为0.1℃,结合体温计中液面对应刻度,可以读取体温计的示数;
电流表的读数:先明确电流表选用的量程、对应的分度值,再根据指针位置读数;
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;
(2)电能表读数时注意:最后一位是小数、单位kW⋅h;
由表盘参数得出电能表的工作电压和平时工作允许通过的最大电流,利用P=UI计算出小明家能同时使用的用电器的最大总功率;
2500r/(kW⋅h)表示电路中用电器每消耗1kW⋅h的电能,电能表的转盘转2500r,据此求一天内电能表转盘的转数。
本题考查了体温计、电流表、秒表、电能表的读数,以及对电能表相关参数的理解,属于基础题目。
19.【答案】水平 ab 压力 无 接触面粗糙程度 1.70 6.8×10−2
【解析】解:(1)实验中使木块沿水平方向做匀速直线运动,木块处于平衡状态,由二力平衡条件可知,滑动摩擦力等于弹簧测力计的拉力;
(2)A.滑动摩擦力的大小与压力的大小有关,要控制接触面粗糙程度相同,故用到图甲中的装置a、b,b中压力大,滑动摩擦力也大,故可以得出结论:接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;
B.分析a、c图甲中的装置知,压力和接触面粗糙程度相同,而接触面积不同,但滑动摩擦力相同,故可以得出结论:滑动摩擦力与接触面积无关;
C.比较a、d两图可知,压力相同,接触面粗糙程度不同,弹簧测力计示数不同,说明滑动摩擦力与接触面粗糙程度有关;
(3)由图丙可知,刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表1mm,即刻度尺的分度值为1mm;所以第二次滑块从A点运动到B点的距离:
s=4.00cm−2.30cm=1.70cm;
弹簧测力计的示数是2N,由图可知滑块受到了2段绳子的拉力,
则滑块受到的拉力:F=2×2N=4N,
所以第一次滑块所受的摩擦力:f=F=4N;
运动时物体克服摩擦力做功:
W=fs=4N×1.7×10−2m=6.8×10−2J。
故答案为:(1)水平;(2)A.a、b;压力;B.无;C.接触面粗糙程度;(3)1.70;6.8×10−2J。
(1)只有用测力计沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,测力计示数大小才等于摩擦力的大小;测力计应沿测力计方向调零;
(2)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,根据图中现象得出结论;
(3)根据长度的测量方法,求出滑块从A点运动到B点的距离;
根据已知条件可确定滑块做匀速直线运动,由力的平衡求出运动时物体克服摩擦力的大小,根据W=fs求出运动时物体克服摩擦力做功;
本题探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验,考查实验原理、测力计使用、控制量法的运用和长度测量、力的平衡和功的有关知识。
20.【答案】B 断路 A 在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 电压表并联在滑动变阻器的两端了 <
【解析】解:(1)为了保护电路,闭合开关前,变阻器的滑片应位于阻值最大处,即B端;闭合开关发现电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即故障可能是定值电阻断路;
(2)闭合开关后,小明调节滑片使电压表示数为0.5V,记录电流表读数,要使电压表的示数为1.0V,即增大定值电阻两端的电压,由串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压需要减小,由串联电路的分压作用知滑动变阻器的电阻需减小,即将滑片向着靠近A端的方向移动,使电压表示数为1.0V,继续记录电流表读数;
(3)由图已知在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;
(4)①由图丙知随着电流的增大,电压表的示数减小,说明电压表并联在滑动变阻器的两端了;
②由图丙知当电压表的示数为0.50V时,电路中的电流为0.50A,此时定值电阻R2两端的电压为:U21=U−UV1=3V−0.50V=2.5V;
当电压表的1.0V时,电路中的电流为0.40A,此时定值电阻R2两端的电压为:U22=U−UV2=3V−1.0V=2V;
当电压表的1.5V时,电路中的电流为0.30A,此时定值电阻R2两端的电压为:U23=U−UV3=3V−1.5V=1.5V;
当电压表的2.0V时,电路中的电流为0.20A,此时定值电阻R2两端的电压为:U24=U−UV4=3V−2.0V=1.0V;
当电压表的2.5V时,电路中的电流为0.10A,此时定值电阻R2两端的电压为:U25=U−UV5=3V−2.5V=0.5V;
根据定值电阻R2两端的电压与电流的数据画出图像,见下图:
;
由图像知R2
(1)为了保护电路,闭合开关前,变阻器的滑片应位于阻值最大处;闭合开关发现电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了;
(2)根据串联电路电压的规律和串联电路的分压规律判断出滑动变阻器的移动方向;
(3)根据图像分析解答,得出结论;
(4)①由图丙知随着电流的增大,电压表的示数减小,判断出电压表的位置;
②由图丙数据和串联电路电压的规律以及欧姆定律算出定值电阻R2的电阻,画出R2的图像并与R1比较。
本题考查了“探究电流与电压的关系”的实验,考查了注意事项、实验操作、数据分析、故障分析以及欧姆定律的应用等知识,是一道电学综合题,有一定难度。
21.【答案】解:(1)拉力做的有用功:W有=Gh=4000N×3m=1.2×104J;
(2)起重机和设备的总重力为:G总=G物+G机=4000N+76000N=80000N;
在水平面上,起重机对地的压力:F=G总=80000N;
起重机吊起重物时对地面的压强:P=FS=8000N1m2=80000Pa;
(3)作用在A点的力:FA=2F=2×2500N=5000N,
由图可知力FA的力臂:L1=OC=8m,
支撑臂给起重臂的支持力的力臂:L2=OB=4m,
根据杠杆平衡条件可得:FAL1=FBL2,
FB=FAL1L2=5000N×8m4m=10000N。
答:(1)起重机做的有用功为1.2×104J;
(2)起重机吊起重物时对地面的压强为80000Pa;
(3)支撑臂给起重臂的支持力为10000N。
【解析】(1)利用W=Gh求出有用功;
(2)支架对地面的压力等于起重机重和设备重之和,又知道支架与水平地面的接触总面积,根据压强公式求出起重机吊起重物时对地面的压强;
(3)作用在A点的力是两股绳子的拉力,根据图示判断出力臂的长度,再利用杠杆的平衡条件可求出支撑臂给起重臂支持力的大小。
本题中综合考查了多个力学公式的运用,包括功、压强、杠杆的平衡条件等,同时还有对滑轮的分析、杠杆的分析等,综合性较强,值得我们认真思考。
22.【答案】解:
(1)开关S1、S2闭合时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻最小,根据P=U2R可知此时总功率最大,电烘箱处于高温挡,
由I=UR可知,R1的阻值:
R1=UI高=220V5.5Ω=40Ω;
开关S1闭合、S2断开时,R1与R2串联,电路的总电阻最大,总功率最小,电烘箱处于低温挡,
此时电路的总电阻:
R=UI低=220V2A=110Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R2的阻值:
R2=R−R1=110Ω−40Ω=70Ω;
(2)电烘箱在低温挡时正常工作时,5min内R2产生的热量:
Q2=I低2R2t=(2A)2×70Ω×5×60s=8.4×104J;
(3)在用电高峰期电烘箱在高温挡时的实际功率为1000W,由P=UI=U2R可得,
实际电压:U实= P实R1= 1000W×40Ω=200V。
答:(1)电热丝R1的阻值为40Ω、R2的阻值为70Ω;
(2)5min内R2产生的热量为8.4×104J;
(3)实际电压为200V。
【解析】(1)开关S1、S2闭合时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻最小,总功率最大,电烘箱处于高温挡,根据欧姆定律求出R1的阻值;开关S1闭合、S2断开时,R1与R2串联,电路的总电阻最大,总功率最小,电烘箱处于低温挡,根据欧姆定律求出总电阻,利用电阻的串联求出R2的阻值;
(2)电烘箱在低温挡时正常工作时,由Q=I2Rt可求得5min内R2产生的热量;
(3)在用电高峰期电烘箱在高温挡时的实际功率为1000W,根据P=UI=U2R求出实际电压。
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,分清电烘箱处于不同挡位时电路的连接方式是关键。
23.【答案】大小 玻璃板和桌面不垂直 不能 7.5 2 B
【解析】解:(1)①根据等效替代法,选择两支完全相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系;
②由平面镜的成像特点,像物关于镜面对称可知:玻璃板如果不竖直,蜡烛A的像与蜡烛B不能重合;
③平面镜所成的像是虚像,虚像不能成在白纸上,故,人在玻璃板右边观察白纸,将不能看到蜡烛A的像;
(2)①蜡烛、透镜和光屏的位置如图甲所示时,光屏上呈现清晰的像,此时u=v=15cm,根据u=v=2f,成倒立、等大的实像,即2f=15cm,故该凸透镜的焦距为f=7.5cm,
②如图乙所示,保持蜡烛位置不变,移动透镜至15cm刻度线处,此时u=15cm−10cm=5cm
(1)①根据等效替代法,选择两支完全相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系;
②实验时玻璃板要竖直放置,如果不竖直,不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合;
③平面镜所成的像是虚像,虚像不能成在光屏上;
(2)①根据u=v=2f,成倒立、等大的实像,据此确定凸透镜的焦距;
②根据u
24.【答案】U形管液面高度差 乙 大 4:1 相同 水
【解析】解:(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但空气盒内温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映;
(2)图乙中所研究的两电阻阻值相同,通电时间相同,但电流不同,可探究电流通过导体产生的热量与电流的关系;左侧液柱更高,可以得到的实验结论是:当电阻和通电时间相同时,电流越大,电流通过导体时产生的热量越多;
(3)容器右侧两个5Ω的电阻并联,再与右侧电阻串联,根据并联电路各支路两端电压相等和欧姆定律可知,支路中电流相等,即I右=12I左,通电时间相同,电阻大小相同,由Q=I2Rt可知,电阻和时间一定时,电阻产生热量与电流的平方成正比,故左侧容器U形管的液面高度差较大;左、右两侧容器中电阻产生热量之比为Q左:Q右=I左2:I右2=4:1。;
(4)为保证不同物质能吸收相同的热量,甲、乙两个电阻丝的阻值必须相等;通电一段时间后,煤油的温度更高,因此升高相同的温度,水的加热时间长,说明水的吸热能力更强。
故答案为:(1)U形管液面高度差;(2)乙;大;(3)4:1;(4)相同;水。
(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但空气盒内温度的变化可以通过U形管液面高度差的变化来反映,这种研究方法叫转换法;
(2)图乙中所研究的两电阻阻值相同,通电时间相同,但电流不同;
(3)根据串并联电路的特点和Q=I2Rt可计算左、右两侧容器中电阻产生热量之比;
(4)要比较不同物质吸热能力的强弱,若通过比较不同物质温度的变化来比较它们的吸热能力,需要保证不同物质吸收热量相同,即需要保证电阻丝产生的热量相等,由Q=I2Rt可知,需要控制:甲、乙电阻丝的阻值相等、通过的电流与通电时间相等;根据质量相等的水和煤油吸收相同的热量,煤油升温快分析其比热容的大小。
本题研究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”,考查控制变量法和转换法的运用。
25.【答案】减小 电源 用电器 600 横截面积 900
【解析】解:(1)“移动充电宝”的各电池组加装运输底座,能灵活“动”起来,这是因为用滚动代替滑动,减小了与地面的摩擦;
(2)“移动充电宝”向外输电时,它提供电能,相当于电路中的电源;给它充电的过程中,它消耗电能,相当于电路中的用电器;
(3)“移动充电宝”接入高压交流系统后,输出的电流为:I=PU=6×106W10×103V=600A;
(4)高压输电目的是减小电能的损失,在导线长度不能改变时,可以通过想办法改变其横截面积,四根导线并联时相当于增大了导线的横截面积,所以导线的电阻会减小,损失的电能也会减少;
(5)移动充电宝”储存的电能为:W总=10兆瓦时=10×106W×3600s=3.6×1010J,
每辆电动汽车充的电能为:W=W总η12=3.6×1010J×90%12=2.7×109J,
则每辆电动汽车行驶的时间为:t=WP2.7×109J60×103W=4.5×104s=12.5h,
则行驶的路程为:s=vt=72km/h×12.5h=900km。
故答案为:(1)减小;(2)电源;用电器;(2)600;(4)横截面积;(5)900。
(1)减小摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,减小压力;在压力一定时,减小接触面的粗糙程度;使接触面脱离;用滚动代替滑动;
(2)根据电路中各元件的作用,用电器是消耗电能的,电源是提供电能的;
(3)根据P=UI可求出“移动充电宝”接入高压交流系统后输出的电流;
(4)导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料有关,长度越大,横截面积越小,电阻越大;长度和横截面积相同的导体,材料不同,电阻不同;
(5)先求出每辆电动汽车充的电能,根据P=Wt可求出每辆电动汽车行驶的时间,根据s=vt可求出行驶的路程。
本题主要考查了减小摩擦的方法、电路的组成、电功率公式的应用、影响电阻大小的因素、电功公式及速度公式的综合应用,难度较大。
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