江苏省靖江市靖城中学2023-2024学年九年级上学期12月阶段质量监测调研物理试题
展开这是一份江苏省靖江市靖城中学2023-2024学年九年级上学期12月阶段质量监测调研物理试题,共26页。试卷主要包含了单选题,填空题,作图题,计算题,实验题等内容,欢迎下载使用。
(考试时间:90分钟 满分:100分)
一、单选题(共24分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 滑轮组中动滑轮的作用是改变力的方向
B. 功率小的机器做功一定少
C. 盘山公路实质是一个斜面,可以省力
D. 钓鱼时,钓鱼竿是省力杠杆
【答案】C
【解析】
【详解】A.定滑轮的作用是改变力的方向,动滑轮可以省力,故A错误;
B.功率表示做功的快慢,功率小的机器做功一定慢,故B错误;
C.盘山公路实质是一种加长的斜面,使用斜面可以省力,故C正确;
D.钓鱼时,钓鱼竿的动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D错误。
故选C。
2. 我们身边有很多杠杆,撬棍、赛艇用的桨、自行车车闸、剪铁皮的剪子等,关于这些杠杆下列说法不正确的是( )
A. 利用图中的撬棍,只要用很小的力就能撬动很重的石头,使用时省力
B. 赛艇用的桨使用时动力作用点移动的距离比阻力作用点移动的距离小,使用时省距离
C. 自行车车闸在使用时动力臂比阻力臂长,属于省力杠杆
D. 剪铁皮的剪刀在使用时有两个杠杆,且两个杠杆中阻力都小于动力
【答案】D
【解析】
【详解】A.如图,利用图中的撬棍,只要用很小的力就能撬动很重的石头,把撬棍看作杠杆时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,所以使用时省力,故A正确,不符合题意;
B.如图,赛艇用的桨使用时动力作用点移动的距离比阻力作用点移动的距离小,动力臂小于阻力臂,是您看到的资料都源自我们平台,家威鑫 MXSJ663 低至0.3元/份 费力杠杆,使用时省距离,故B正确,不符合题意;
C.如图,自行车车闸在使用时动力臂比阻力臂长,则动力小于阻力,属于省力杠杆,故C正确,不符合题意;
D.如图,在使用剪刀剪铁皮时,手拿剪刀的位置是动力作用点,剪刀压铁皮的位置是阻力作用点,由图可知动力臂大于阻力臂,则动力小于阻力,是省力杠杆,故D错误,符合题意。
故选D。
3. 对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率,下列说法正确的是( )
A. 做有用功多的机械,机械效率一定高
B. 做功多的机械,功率一定大
C. 功率大的机械,做功一定快
D. 做功快的机械,机械效率一定高
【答案】C
【解析】
【详解】A.机械效率是指有用功与总功的比值,总功不确定,机械效率高的机械,做的有用功不一定多,故A错误;
B.功率与做功多少和时间都有关系,不知道做功的时间,所以无法确定功率大小,故B错误;
C.功率是表示做功快慢的物理量,功率大,做功一定快,故C正确;
D.机械效率是指有用功与总功的比值,做功快表示功率大,故D错误。
故选C。
4. 单缸四冲程汽油机在某一冲程表现如下:进气门和排气门关闭,气缸内压强增大,利用飞轮的惯性完成。下列符合这一特征的冲程是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】四冲程汽油机在工作过程中,进气门和排气门同时关闭的冲程是压缩冲程和做功冲程,压缩冲程活塞压缩汽缸内气体,使汽缸内压强增大,是依靠飞轮的惯性完成的。
A.图中进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,是吸气冲程,故A不符合题意;
B.图中进气门和排气门都关闭,火花塞点燃,活塞向下运动,是做功冲程,故B不符合题意;
C.图中进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,故C符合题意;
D.图中进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,是排气冲程,故D不符合题意。
故选C。
5. 如图是小球在地面弹跳的频闪照片,下列说法中正确的是( )
A. 小球弹起的高度越来越小,说明在此过程中能量不守恒
B. 能量守恒,此过程中小球的机械能总量是保持不变的
C. 小球最终会静止,这说明小球具有的机械能凭空消失了
D. 在小球的运动中,有一部分机械能转化成了内能
【答案】D
【解析】
【详解】ABD.在小球的运动中,每次跳起的高度在减小,表明机械能在减小,在与空气摩擦过程有一部分机械能转化成了内能,此过程中小球的机械能不守恒,但能量的总量仍然不变,能量守恒,故AB错误,D正确;
C.小球最终会静止,小球机械能为0,是小球的机械能全部转化为其它形式能,机械能并没有凭空消失了,故C错误。
故选D。
6. 下面有关比热容的说法中正确的是( )
A. 今年夏天,成都暑热难耐,发现人中暑时,常在额头上擦水降温,是因为水的比热容大
B. 在北方寒冬季节,放在室外盛有水的水缸会破裂主要是因为水的比热容较大
C. 一桶菜油用去一半,油的比热容减小为原来的一半
D. 新疆吐鲁番的火焰山昼夜温差大,是因为火焰山沙石比热容小
【答案】D
【解析】
【详解】A.擦水降温,是利用水汽化吸热降温,故A错误;
B.冰的密度小于水的密度,水在寒冬凝固成冰,质量不变,体积变大,将水缸膨胀破裂,这与水的比热容无关,故B错误;
C.比热容是物质的一种特性,和物体吸放热多少、温度高低、质量大小无关,故一桶菜油用去一半,油的比热容不变,故C错误;
D.新疆吐鲁番的火焰山昼夜温差大,是因为火焰山沙石比热容小,在同样吸放热的情况下,其温度变化较大,故D正确。
故选D。
7. 下列关于电学元件使用的说法中,正确的是( )
A. 电流表可以直接连接到电源两极
B. 电压表应与被测用电器并联
C. 滑动变阻器任意两个接线柱接入电路,都能改变电路中的电流
D. 开关可以并联在用电器的两端
【答案】B
【解析】
【详解】A.电流表内阻非常小,若将电流表直接连接到电源两极,电路中的电流会非常大,会烧坏电源和电流表,因此不能将电流表直接接到电源两极上,故A错误;
B.电压表内阻非常大,将把电压表与被测用电器并联,才能在不影响用电器的前提下测出用电器两端的电压,故B正确;
C.滑动变阻器必须“一上一下”选择接线柱,才能把电阻线一部分接入电路,滑片滑动时,才能改变电路中的电流,故C错误;
D.要用开关来控制用电器的工作,应该将开关与用电器串联,故D错误。
故选B。
8. 下面是小明同学对身边的一些电路工作情况进行观察分析得出的判断,其中正确的是( )
A. 充电宝给手机充电时,充电宝中的化学能转化成电能
B. 马路两旁的路灯,晚上同时亮,早上同时熄,它们是串联的
C. 家里的台灯与开关是并联的
D. 很多宾馆采用房卡插卡取电,房卡相当于电路中的电源
【答案】A
【解析】
【详解】A.充电宝给手机充电时,充电宝相当于电源,将化学能转化为电能,故A正确;
B.家庭电路的用电器基本上都是并联的,马路两旁的路灯,晚上同时亮,早上同时熄,是因为开关在干路上,当一盏灯损坏时,其它路灯不受影响,所以路灯是并联的,故B错误;
C.开关控制台灯的工作情况,所以台灯与开关是串联的,故C错误;
D.很多宾馆采用房卡插卡取电,房卡相当于电路中的开关,故D错误。
故选A。
9. 电脑正常工作时,中央处理器(即CPU)不断发热必须用风扇给其降温。为了保证中央处理器不被烧坏,要求:中央处理器CPU工作之前,带动风扇的电动机要先启动;中央处理器断电后,电动机仍能继续工作进行散热。下列四个电路图中符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】AD.开关闭合后,CPU至少与电动机同时工作;断开支路开关后,电动机立即不工作,不能做到中央处理器断电后,电动机仍能工作很长一段时间来进行散热,故AD不符合题意;
B.干路中开关闭合,电动机立刻工作,而CPU支路开关闭合后才能工作;当断开支路开关时,CPU不工作,电动机仍可工作,做到了中央处理器断电后,电动机仍能工作一段时间来进行散热,故B符合题意;
C.由题意可知,风扇和CPU工作互不影响,各用电器应并联,故C不符合题意。
故选B。
10. 关于公式,下列说法正确的是( )
A. 导体两端的电压为0时,导体的电阻一定为0
B. 导体的电阻与通过它的电流成反比
C. 导体的电阻等于导体两端的电压跟通过它的电流的比值
D. 导体的电阻与其两端的电压成正比
【答案】C
【解析】
【详解】ABD.电阻是导体本身的特性,与导体两端的电压、通过它的电流无关,故ABD错误;
C.由得,导体的电阻阻值大小在数值上等于导体两端的电压跟通过它的电流的比值,故C正确。
故选C。
11. 小泽同学根据他在电学实验课上获得的实验数据,绘制出如图所示的图像。其中图甲表示电阻,图乙表示电阻。根据图像信息可判断( )
A. 当两端的电压为时,电阻的阻值为
B. 当两端的电压为时,通过它的电流为
C. 当通过的电流为时,电阻的阻值为
D. 当和并联在电压为的电路中,总电功率为3.6W
【答案】D
【解析】
【详解】A.当两端的电压为时,由图像可知,通过的电流为0.6A,其电阻为
故A不符合题意;
B.由图像可知,当两端的电压为时,通过它的电流为0.2A,故B不符合题意;
C.当通过的电流为时,由图像可知,其两端电压为4V,则它的电阻为
故C不符合题意;
D.当和并联在电压为的电路中,根据并联电路电压规律可知,两电阻两端电压均为4V,由图像可知此时的电流为0.4A,的电流为0.5A,干路电流为
总功率为
故D符合题意。
故选D。
12. 某工厂用如图甲所示装置电路对新材料承受的撞击力进行测试。将材料样品(不计质量)平放在压力传感器上,闭合开关S,t=0时由静止自由释放重物,撞击过程样品材料无损,电源电压U=24V,电阻箱R0调为10Ω。电流表示数I随时间t变化的图像、压力传感器的电阻R随压力F变化的图像如图乙所示,以下结论中正确的是( )
①样品放上去时,压力传感器的电阻为120Ω
②由图像可估算:重物所受重力一定小于400N
③在撞击过程中,样品受到的最大撞击力是600N
④若将重物开始下落高度调高且最大电流不变,可以将R0适当调小
A. ①②B. ①③C. ②③D. ③④
【答案】C
【解析】
【详解】①样品放上去时,在重物下落的过程中,没有撞击传感器,传感器的电阻不变,电路中电流不变,由图乙可知,此时电路中的电流I=0.2A,根据可知电阻箱R0两端的电压
U0=IR0=0.2A×10Ω=2V
压力传感器两端的电压为
UN=U﹣U0=24V﹣2V=22V
根据欧姆定律可得,压力传感器的电阻
故①错误;
②由电流表示数I随时间t变化的图像可知重物撞击后停留在样品时,电流约为
I′=3I=3×0.2A=0.6A
此时电路的总电阻为
此时压敏电阻的阻值为
R压=R总﹣R0=40Ω﹣10Ω=30Ω
由压力传感器的电阻R随压力F变化的图像可知,此时压力在200N~400N之间,此时的压力等于重力,因此重物所受重力一定小于400N,故②正确;
③由图丙可知,撞击力最大时,电阻最小,电流最大,又由图乙可知,最大的电流为Im=1.2A,根据欧姆定律和串联电路电压规律可知,电源电压
U=Im(R0+R)
此时压力传感器的电阻
由图丙可知,样品受到的最大撞击力:F=600N,故③正确;
④若将重物开始下落的高度调高,最大撞击力增大,压敏电阻的最小值变小,电源电压一定,由知要使最大电流不变,应适当增大R0,故④错误。
故选C。
二、填空题(共23分)
13. 用滑轮组将一个重为5N的物体匀速提升,由图可知(不计绳重及摩擦),此时弹簧秤的示数为 ______N,动滑轮的重为 ______N。
【答案】 ①. 2 ②. 1
【解析】
【详解】[1]读弹簧测力计可知,分度值为0.2N,示数为2N。
[2]由图可知,滑轮组用3段绳子承担物重,即n=3,不计摩擦和绳重,则拉力,即
解得:G动=1N。
14. 小洪在一次劳动中,欲将重为600N的货物搬到距地面1m高的车厢。他用长为3m的木板搭成斜面,如图所示,并用沿着斜面向上大小为400N的力,在15s内,将货物匀速从底端推到顶端。该过程中,推力做功的功率为___________W;斜面的机械效率为___________%。
【答案】 ①. 80 ②. 50
【解析】
【详解】[1]小洪在该过程中做的总功
W总=Fs=400N×3m=1200J
推力做功的功率
[2]小洪在该过程中做的有用功
W有=Gh=600N×1m=600J
斜面的机械效率
15. 如图所示,用气筒向装有少量水的瓶里打气,当瓶塞从瓶口跳出时,瓶内气体的内能会___________(选填“增加”或“减少”),热机的四个冲程中,与此过程能量转化相同的是___________冲程;若某台单缸汽油机的飞轮转速是30r/s,汽油机每分对外做功___________次。
【答案】 ①. 减少 ②. 做功 ③. 900
【解析】
【详解】[1][2]用气筒向装有少量水的瓶里打气,瓶内气压增大,当气压把瓶塞从瓶口推出时,瓶内气体对瓶塞做功,将内能转化为机械能,使瓶内气体自身的内能减少,在热机的四个冲程中,做功冲程将内能转化为机械能,与此过程能量转化相同。
[3]飞轮转速是30r/s即每秒钟转30r,因为飞轮转2r,对外做功1次,完成4个冲程,所以,汽油机每分飞轮转1800r,对外做功900次。
16. 温度为质量为的水在太阳的照射下,温度升高了,水吸收的热量为______J,若使相同质量的煤油和水升高相同的温度,则煤油吸收的热量______水吸收的热量。(选填“>”、“”或“”)[煤油的比热容为、水的比热容为]
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]根据,水吸收的热量为
[2]煤油的比热容为、水的比热容为,水的比热容更大,根据可知,若使相同质量的煤油和水升高相同的温度,则煤油吸收的热量小于水吸收的热量。
17. 如图为人们所喜爱的电动自行车,它具有轻便、节能、环保等特点。电动自行车的夜间车灯与电动机是____________联,将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,车子就通电了,但不会行驶,再将右把手向后旋转,车子就能前进,并且向后旋转的角度越大,车速就越快,右把手相当于一只_____________。
【答案】 ①. 并 ②. 变阻器
【解析】
【详解】[1]电动自行车的夜间车灯与电动机可以独立工作,互不影响,因此二者是并联的。
[2] 滑动变阻器可以改变通过用电器的电流,电动自行车将右把手向后旋转,车子就能前进,并且向后旋转的角度越大,车速就越快,所以这右手把就相当于一只滑动变阻器,旋转把手的过程相当于改变滑动变阻器接入电路中的电阻,从而改变电路的电流,电流越大,车速越快。
18. 如图所示的电路中,两盏灯的电阻均为,若只闭合开关S3,此时两端电压为,则电源电压为___________V。要使和并联,应闭合开关___________,此时,干路电流是___________A。三个开关___________(选填“能”或“不能”)同时闭合。
【答案】 ①. 6 ②. S1、S2 ③. 0.8 ④. 不能
【解析】
【详解】[1]由电路图可知,若只闭合开关S3,则L1与L2串联,此时两端电压为,因两盏灯的电阻均为,根据串联电路分压原理可知,L2两端电压也为3V,由串联电路电压特点可知,电源电压
[2]要使和并联,应闭合S1、S2,断开S3,此时电流从电源正极出发,经过S2,分为两条支路,一条经过L1回到电源负极,一条经过L2和开关S1回到电源负极,两灯并联。
[3]电源电压为6V,两灯并联,则通过L1支路的电流为
通过L2支路的电流为
由并联电路电流特点可知,干路电流为
[4]若三个开关都闭合,则电流从电源正极出发,经过开关S3、S1回到电源负极,造成电源短路,因此三个开关不能同时闭合。
19. 如图所示是某家用电子式电能表的表盘,该表盘上显示已用电___________。若将某用电器单独接在该电能表上正常工作3min,电能表指示灯闪烁了32次。该用电器在上述时间内消耗的电能为___________。
【答案】 ①. 5546.7 ②. 0.02
【解析】
【详解】[1]电能表表盘上显示的数据为已使用的电量,最后一位数字是小数,单位是,因此该表盘上显示已用电。
[2]表示每消耗的电能,指示灯闪烁1600次,电能表指示灯闪烁了32次,该用电器在上述时间内消耗的电能为
20. 在如图所示的电路中,电源电压不变,电阻R2的阻值为20Ω。闭合开关S,两电流表的示数分别为0.8A和0.2A,则电源电压为______V,电阻R1的阻值为______ Ω。通电1min,该电路消耗的总电能为______ J。
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】[1]由电路图可知,闭合开关S,电阻R1、R1并联,电流表A测干路电流、A1测电阻R1的电流。
根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可得,通过电阻R2的电流为:
根据欧姆定律和并联电路的电压特点可得电源电压
[2]根据可得
[3]通电1min整个电路消耗的电能为:
21. 如图是一种测定油箱内油量的装置。竖直放置的均匀圆弧形电阻丝R长20cm,规格为1Ω/cm。滑片P与滑杆连接,滑杆可绕固定轴O转动。O是滑杆的中点,且与电阻丝R的中点在同一高度,滑杆的另一端通过轻质细杆连接一个浮子。油箱中的油量减少时,浮子随油面一起下降,带动滑杆使滑片向上移动,电流表的示数始终随之改变。
(1)油量逐渐减少,电阻R0两端的电压逐渐___________;
(2)当油箱加满油时,滑片刚好位于R的下端,电流表指针指在最大刻度处,此时示数为0.6A;油面缓慢下降,当R接入电路的长度为4cm时,电流表示数为0.3A;油面继续缓慢下降到最低位置时(油箱底部还有少许油可忽略不计),滑片刚好位于R的上端。电源电压为___________V;
(3)对(2)中的设计进行调整,在保证油箱加满油时,电流表指针仍指在最大刻度的前提下,只改变电阻R0和电源电压,就能实现还剩半箱油时,指针刚好指在电流表表盘刻度的中央。则电阻R0的阻值为___________Ω。
【答案】 ①. 减小 ②. 2.4 ③. 10
【解析】
【详解】(1)[1]油箱中的油量减少时,浮子随油面一起下降,带动滑杆使滑片向上移动,则圆弧形电阻丝R接入电路中的电阻变大,电路中总电阻变大,根据欧姆定律,在电源电压一定时,电路中电流变小,再根据可知,电阻R0两端的电压减小。
(2)[2]电路中R和R0串联,根据串联电路电压特点,电源电压
当油箱加满油时,滑片刚好位于R的下端,此时R接入电路中电阻为零,电路为R0的简单电路,电流表指针指在最大刻度处,示数为0.6A,则电源电压
——①
油面缓慢下降,当R接入电路的长度为4cm时,电流表示数为0.3A,此时R接入电路的阻值
R=4cm ×1Ω/cm=4Ω
则电源电压
——②
联立①②解得
R0=4Ω,U=2.4V
(3)[3]只改变电阻R0和电源电压,还剩半箱油时,指针刚好指在电流表表盘刻度的中央,为0.3A。此时杠杆刚好水平平衡,滑片P接触电阻丝R的中点,即接入电路的长度为10cm,接入电路的电阻为
R=10cm ×1Ω/cm=10Ω
则电源电压
——③
联立①③解得
R0=10Ω,U=6V
三、作图题(共4分)
22. 如图甲所示是一台金属切割机,黄师傅用它切割A点下方的钢管时,用力下压B点,机器OAB部分可绕O点转动。请在图乙中通出作用在B点的最小动力F1(保留作图痕迹,图中F2为阻力)。
【答案】
【解析】
【详解】由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在O点,动力作用在B点,因此OB作为动力臂L1时最长;图中阻力F2使杠杆逆时针转动,因动力和阻力使杠杆转动的方向相反,所以动力应使杠杆顺时针转动,则动力F1的方向应该向下,从B点作垂直于OB向下的力,即为最小动力F1的示意图;如图所示:
23. 根据电路实物图,在虚线框内画出对应的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】如实物图所示,小灯泡和滑动变阻器串联在电路中,开关控制整个电路,电流表串联在电路中,电压表并联在小灯泡两端,故作图如下:
四、计算题(共8分)
24. 如图,工人用动滑轮提升重为800N的物体,所用拉力为F,物体匀速上升,此时动滑轮的机械效率为80%,不计绳重和摩擦.求:
(1)工人对绳端的拉力;
(2)当被提升的物重增大为1000N时,工人对绳端的拉力。
【答案】(1)500N;(2)600N
【解析】
【详解】解:(1)由图知,工人使用的是动滑轮,承担重物绳子的段数n=2,则拉力端移动的距离为重物上升的高度的2倍,由
可得,工人对绳端的拉力为
(2)不计绳重和摩擦,由
可得,动滑轮的重力为
当提升物重为G′=1000N时,工人对绳端的拉力为
答:(1)工人对绳端的拉力为500N;
(2)当被提升的物重增大为1000N时,工人对绳端的拉力为600N。
25. 亮亮设计了一个用电压表的示数反映环境温度变化的电路,其电路原理如甲图所示,电源电压为4V保持不变,定值电阻阻值为,是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如乙图所示。闭合开关S后,当环境温度为时,此时电压表的示数为。求:
(1)当环境温度为时,电流表示数为多少?
(2)当环境温度为时,热敏电阻两端的电压为多少?
(3)当电压表示数为3V时,此时热敏电阻阻值是多少?此时环境温度是多少?
【答案】(1)0.1A;(2)2.5V;(3)5Ω,100℃
【解析】
【详解】解:(1)根据图甲的电路图可知,电阻R1和R0串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路的电流,当环境温度为时,此时电压表的示数为,根据可知,电流表示数为
(2)由于电源电压为4V,电压表的示数为,电阻R1和R0串联,根据串联电路的电压规律可知,热敏电阻两端的电压为
(3)当电压表示数为3V时,由于电源电压为4V,则此时热敏电阻两端的电压为1V,电路中的电流为
此时热敏电阻的阻值为
根据图乙可知,当热敏电阻阻值为5Ω时,环境温度是100℃。
答:(1)当环境温度为时,电流表示数为0.1A。
(2)当环境温度为时,热敏电阻两端的电压为2.5V。
(3)当电压表示数为3V时,此时热敏电阻阻值是5Ω,此时环境温度是100℃。
五、实验题(共41分)
26. 在探究“杠杆的平衡条件”实验时,每个钩码重为1.5N。
(1)实验前,将杠杆置于支架上,当杠杆静止时,发现左端下沉,如图1所示,此时,应把杠杆的平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节,直至杠杆在___________(选填“任意”或“水平”)位置平衡,这样才能方便测量力臂;
(2)调节平衡后,在杠杆上A点处挂两个钩码,如图2所示,则在B点处应挂___________个钩码,才能使杠杆在原位置平衡。在A、B两点各增加1个的钩码,则杠杆___________(选填“左”或“右”)端下沉保持平衡;若在图2中,使杠杆如图位置平衡,最小需要施加一个___________N的力;
(3)改变钩码个数及悬挂位置,多次进行实验,目的是___________;
(4)实验时,不再调节平衡螺母,使杠杆的重心位置保持在O点不变,将支点换到点,如图3所示,发现A点处只挂1个钩码,杠杆仍然保持平衡,则杠杆重力为___________N。由此可知,将杠杆支点位置设在___________(选填“O”或“”)点进行实验,能避免杠杆自身重力影响实验结论“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的得出。
【答案】 ①. 右 ②. 水平 ③. 4 ④. 左 ⑤. 2 ⑥. 为了使实验结论具有普遍性 ⑦. 0.75 ⑧. O
【解析】
【详解】(1)[1][2]当杠杆静止时,发现左端下沉,如图1所示,此时,应把杠杆的平衡螺母向右调节,直至杠杆在水平位置平衡。
(2)[3]设一个钩码重为G,一格为L,根据杠杆平衡条件知道
2G×6L=nG×3L
所以n=4,需在B点挂4个钩码。
[4]在A、B两点各增加1个钩码,左侧变为
3G×6L=18GL
右侧变为
5G×3L=15GL
故杠杆仍不能平衡,左端下沉。
[5]若在图2中,使杠杆如图位置平衡,最小需要施加一个力,此时力臂最大,在图中画出这个力F如下图
根据杆杆的平衡条件知道
F×9L=2G×6L
由G=1.5N,解得
F=2N
(3)[6]多次改变力和力臂的大小,得到了多组实验数据,得出了杠杆平衡条件。该实验测多组数据的目的是为了得出的结论更具有普遍性。
(4)[7][8]设杠杆的重力为G',每一格的长度为L,则每一格的重力为,支点O′左侧的部分的杠杆重
力臂为L,右侧部分重
力臂为3L,根据杠杆平衡条件知道
解得
G'=0.75N
将杠杆的中心位置挂在支架上,可避免杠杆自重的影响,故将杠杆支点位置设在O点进行实验。
27. 某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示,实验装置如图所示。
(1)通过表中数据可分析出第2次实验是用_______(填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验;
(2)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率____(填“越高”“不变”或“越低”);
(3)小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中空缺的数据应为:绳端移动距离s=____m,机械效率η=___;
(4)比较第______次实验和第3次实验可得出结论:使用同一滑轮组,___________机械效率越高;
(5)只要滑轮组结构一定,知道绕动滑轮的有n段细绳,测滑轮组机械效率的实验器材就可以不需要____(填一种测量工具名称),且机械效率的表达式通式为η=____(用本题中有关字母表示);
(6)如采用图丙装置,改变动滑轮重G,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图丁的图象,分析图象中的A点可知,被提升物体所受的重力为_________N (忽略绳重和摩擦)。
【答案】 ①. 乙 ②. 越低 ③. 0.3 ④. 83.3% ⑤. 1 ⑥. 被提升物体越重 ⑦. 刻度尺 ⑧. ⑨. 3
【解析】
【详解】(1)[1]观察表格第2次实验,钩码上升的高度是0.1m,绳端上移的距离是0.4m,它们的关系
那么应该有4条绳子托着动滑轮,观察甲、乙两图,甲图是3条绳子托着动滑轮,乙图是4条绳子托着动滑轮,那么第2次实验是用乙图所示装置做的实验。
(2)[2]通过第1次实验和第2次实验的数据分析,提升的重物都相同,第1次实验是一个动滑轮,第2次实验是两个动滑轮,第2次实验的机械效率较低,可得知使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率越低。
(3)[3]第1次实验装置是三条绳子托着动滑轮,而第3次实验也是三条绳子托着动滑轮,钩码上升的高度是0.1m,那么绳端上移的距离
绳端上移的距离是0.3m。
[4]第3次实验所做的有用功
所做的总功
其机械效率
其机械效率约是。
(4)[5][6]使用同一滑轮组,从三次实验可以看到,第一次和第三次实验都是3条绳子托着动滑轮,第2次实验是4条绳子,那么第一次和第三次实验才是使用同一滑轮组,并且这两次实验的物重不同,物重越大,机械效率越大,即使用同一滑轮组,被提升物体越重,机械效率越高。
(5)[7][8]由题意可知,根据机械效率的公式
计算机械效率,不需要知道重物升高的高度和绳端移动的距离,那么不需要刻度尺;且机械效率的表达式通式为。
(6)[9]从图丁可以看到,当,机械效率是75%,忽略绳重和摩擦,可得到
解得,被提升物体所受的重力为3N。
28. 如图是“探究影响动能大小因素”的装置,其中,,所用物块为木块。
(1)实验中研究对象______(填木块或小球);
(2)由甲、乙两次实验可得结论:______
(3)由甲、丙两次实验得出“物体动能的大小与质量有关”的结论,他得出这一结论的方法是______的(填“正确”或“错误”),理由是______;
(4)小明由此实验还联想到探究牛顿第一定律的实验,让同一小车沿同一斜面的同一高度由静止开始向下运动,到达毛巾、棉布、玻璃三种不同水平面上继续向前运动直到停止,发现小车在水平面运动的距离逐渐变远,小车在水平面运动的过程中,克服摩擦力做的功______(填“相等”或“不相等”),小车在玻璃、毛巾表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2,则P1______ P2(填“>”或“=”或“<”)。
(5)实验后,同学们联想到在公交事故中,造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”,进一步想知道,在影响物体动能大小的因素中,哪个对动能影响更大,于是利用上述器材进行了实验测定,得到的数据如下表。
a.为了探究“超载”隐患时,应选择______序号的实验进行比较;
b.分析表格中对应的数据可知:______对物体的动能影响更大,即当发生交通事故时,由此造成的危害更严重。
【答案】 ①. 小球 ②. 物体质量相同时,速度越大,动能越大 ③. 错误 ④. 没有控制小球的速度相同 ⑤. 相等 ⑥. < ⑦. 1、3 ⑧. 速度
【解析】
【详解】(1)[1]探究小球的动能,即小球撞击木块时的动能的大小,所以,实验中研究对象是小球。
(2)[2]分析比较甲和乙两组实验可得,物体的质量相同,而下滑的高度不同,乙图中下滑的高度大,运动到水平面时速度大,推动木块滑行的距离大,故物体质量相同时,速度越大,动能越大。
(3)[3][4]探究物体动能的大小与质量有关时,需要控制小球的速度相同,质量不同;而甲、丙两次实验中,小球的质量不同,滚下的高度不同,没有控制速度不同,所以是错误的。
(4)[5]物体克服摩擦力做功的能量来自物体的动能,而动能一开始是相等的,最终物体停下来,动能为零,因此说明,小球无论在什么样的水平面上,克服摩擦力做的功是相等的。
[6]小球在玻璃、毛巾表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2,接触面越光滑,小车的运动距离越远,运动时间越长,由于克服摩擦所做的功相同,由 知道,则
P1<P2
(5)[7]研究超载隐患时,应控制小球下滑的高度相同而质量不同,由表中实验数据可知,应选择1、3所示实验进行比较。
[8]由表中实验数据知道,小球速度比质量增大相同倍数情况下,木块被推动的距离变化更大,所以,在同等条件下超速带来的安全隐患更大一些。
29. 如图甲所示,小明用相同的酒精灯分别给质量和初温均相同的水和煤油加热,以探究水和煤油吸热能力的大小:
(1)在图甲中组装器材时,发现温度计的玻璃泡碰到了烧杯底,应适当将___________(填“A处向上”或“B处向下”)调整;
(2)要完成该实验,除了图甲、乙中所示的器材外,还需要的测量工具有___________;
(3)实验过程中通过___________反映两种液体吸热的多少;
(4)根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像如图丙,由图像可知水的沸点是___________℃,煤油的比热容是___________;[]
(5)若本实验共消耗酒精20g,则这些酒精完全燃烧放出的热量是___________J;()
(6)实验结束后,小明又找来了一些冰块,探究了冰熔化过程中温度随时间的变化规律,发现AB段与CD段倾斜程度不同,原因是___________。
【答案】 ①. A处向上 ②. 秒表和天平 ③. 加热时间长短 ④. 98 ⑤. ⑥. ⑦. 水的比热容比冰大
【解析】
【详解】(1)[1]实验中要用酒精灯的外焰加热,故在图甲中组装器材时,发现温度计的玻璃泡碰到了烧杯底,应适当将A处向上调整。
(2)[2]根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,故除了图甲、乙中所示的器材外,还需要的测量工具有秒表和天平。
(3)[3]根据转换法,实验过程中通过加热时间长短反映两种液体吸热的多少。
(4)[4][5]根据水和煤油的温度随加热时间变化的图象如图丙,由图象可知水的沸点是98℃。根据图丙知道,升高30℃,水和煤油的加热时间分别为20min和10min,由转换法,水、煤油的吸热之比为2∶1,由知道,在质量和升高的温度相同的情况下,吸热与比热容成正比,煤油的比热容是
(5)[6]若本实验共消耗酒精20g,则这些酒精完全燃烧放出的热量是
(6)[7]冰熔化为水后质量不变,图像中AB、CD段升高的温度相同,但CD段加热的时间长,说明水吸收的热量较多,由知道,这是因为水的比热容比冰的大。
30. 小明用如图所示电路完成探究“电流与电阻的关系”的实验。他使用如下器材:学生电源(电源电源压恒为4.5V不变),5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻,电压表,电流表,开关,导线,完成了“探究电流与电阻关系”实验。
(1)小明连接了如图甲所示的电路,请你把接错的那一根导线找出来,打上“×”,再画线把它改到正确的位置上______;
(2)连接完电路后,闭合开关,小明移动滑动变阻器的滑片P,发现电流表无示数,但电压表有示数,此故障的原因可能是______;
(3)排除故障后,小明先将5Ω电阻接入电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到A点(图中未标出)时记录电压表和电流表示数,接着断开开关,用10Ω的电阻替代5Ω的电阻接入电路,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向______(选填“左”或“右”)移动,当观察到电压表示数为______V时,记录电流表示数;再分别改接15Ω、20Ω、25Ω的电阻,重复上述实验,得到了表中的实验数据:
(4)为了完成整个实验,且测量更精确,小明应该选择的变阻器是______;
A.10Ω,0.5A B.25Ω,1A C.40Ω,2A D.200Ω,2A
(5)小明根据实验数据绘制的“I﹣R”图像如图丙所示,可得出结论:______;
(6)完成上述探究后,小明想测实验室一个未知阻值的定值电阻Rx,在电流表被借走的情况下,只有电压表,利用一个已知阻值为R0的电阻、一个单刀双掷开关和原有实验器材,利用如图丙的电路图测出了Rx阻值;请你将以下实验步骤补充完整:
①闭合开关S1,把开关S2接到a,把滑片P移动到某一个位置,记下电压表示数U;
②闭合开关S2,______,记下电压表示数U2;
③Rx阻值的表达式:Rx=______。(用U1、U2、R0表示)
【答案】 ①. ②. 定值电阻R断路 ③. 右 ④. 2.5 ⑤. B ⑥. 见解析 ⑦. 见解析 ⑧.
【解析】
【详解】(1)[1]原电路中电流表没有接入电路,电流表应与定值电阻串联,电压表应与定值电阻并联,如图所示:
(2)[1]实验电路为串联连接,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,与电压表并联的定值电阻R断路了。
(3)[3][4]由表中数据可知,电阻两端电压
UV=IR=0.5A×5Ω=2.5V
且每组数据的电源与电阻的乘积都为2.5V,即在探究电流与电阻关系时,应保持电阻两端的电压为2.5V不变。根据串联电路的分压原理可知,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,根据串联电路电压的规律可知,为了保持定值电阻两端电压不变,应增大滑动变阻器分得的电压,由串联分压的分压原理可知,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2.5V。
(4)[5]定值电阻两端的电压始终保持UV=2.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=U-UV=4.5V-2.5V=2V
变阻器分得的电压为电压表示数的倍数是
根据分压原理,当接入25Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为
R滑=0.8×25Ω=20Ω>10Ω
当滑动变阻器的最大阻值在满足调节要求的基础上,最大阻值越小调节越精确,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
(5)[6]由图像可知,导体的电阻增大,通过导体的电流减小,通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变,故可得出结论:电压一定时,通过导体的电流与其电阻成反比。
(6)②[7]闭合开关S1,把开关S2接到a,两个电阻串联连接,电压表V测量Rx两端的电压,把滑片P移动到某一个位置,记下电压表示数U1;闭合开关S1,保持滑动变阻器滑片P的位置不变,把开关S2接到b,两电阻的连接方式不变,电压表测Rx和R0两端的总电压,记下电压表示数U2;则R0两端的电压
U0=U2-U1
通过Rx的电流
③[8]被测电阻Rx的阻值
实验
次数
钩码重G/N
钩码上升的高度h/m
绳端拉力F/N
绳端上移的距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
1.8
0.3
74.1%
2
4
0.1
1.6
0.4
62.5%
3
6
0.1
2.4
实验序号
小球的质量m/g
小球自有滚下的高度h/cm
木块被撞后运到距离s/m
1
30
10
4
2
30
20
16
3
60
20
32
实验次数
1
2
3
4
5
电阻R/Ω
5
10
15
20
25
电流I/A
0.50
0.25
0.16
0.13
0.10
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