2021年湖北省黄石市黄石大王中学中考物理模拟试卷
展开1.(2分)物理学史上,许多物理学家的发现,推动了人类社会的进步。下面一些物理现象、规律的发现与科学家的名字不对应的是( )
A.望远镜——伽利略
B.地理两极和地磁两极并不重合——沈括
C.光的色散——托里拆利
D.电磁感应现象——法拉第
2.(2分)下面关于声现象的配对中,错误的是( )
A.闻其声,知其人——发声体不同,音色不同
B.禁止鸣笛——在传播过程中减弱噪声
C.用超声波清洗眼镜——声波可以传播能量
D.隔墙有耳——固体也能传声
3.(2分)如图所示的“吸引”现象中,由大气压强引起的是( )
A.甲图:摩擦后的气球吸头发
B.乙图:拔火罐时玻璃罐吸在皮肤上
C.丙图:两个铅块挤压在一起
D.丁图:象棋讲解时,棋吸在板子上
4.(2分)一定质量的水,水的体积和温度的关系如图所示,下列说法错误的是( )
A.水在4℃时密度最小
B.不是所有的物质都是热胀冷缩
C.物质的密度受温度影响
D.冬天﹣20℃时,深井底中的水温为4℃
5.(2分)下列有关热现象说法正确的是( )
A.物体放出热量,内能一定减少,温度一定降低
B.内燃机压缩冲程时,燃气体积增大,内能增大,温度升高
C.物体温度升高一定是吸收了热量
D.夏天,冰棒周围冒白气;秋天,白雾弥漫;冬天看到壶嘴冒白气——都是液化现象
6.(2分)“影”是我们日常生活中常见的光现象,如夏天乘凉的“树影”;民间皮影戏的“皮影”;春游时的“摄影”等。下列说法中正确的是( )
A.树影是由光的直线传播形成的
B.皮影利用了平面镜成像的原理
C.倒影是由光的折射形成的
D.摄影时用的照相机是根据凹透镜成像的原理制成的
7.(2分)以下有关电的相关说法正确的是( )
A.金属导体中靠自由电子移动形成电流
B.影响电阻大小的因素是材料和导体的长度
C.能够导电的物体叫导体,如金属、酸碱盐水溶液、橡胶等
D.绝缘体对电流阻碍作用大,但能够带电
8.(2分)关于信息与能源,下列说法中,正确的是( )
A.煤、石油、水力、太阳能、风能等属于可再生能源
B.北斗卫星是通过电磁波传递信息,从而提供导航和通信服务
C.地热、天然气、电能都属于二次能源
D.目前世界上已投入使用的核电站都是利用核聚变发电的
9.(2分)我们日常生活中离不开电。下列有关安全用电的说法中正确的是( )
A.家庭电路的开关,接在零线或火线上都可以
B.放风筝时,应远离高压输电线
C.家庭电路中空气开关跳闸,一定是发生了短路
D.使用试电笔时,不能接触笔尾金属体,否则会发生触电事故
10.(2分)下面几个研究实例中,采用了相同研究方法的是( )
①利用“光线”表示光传播的径迹和方向;
②“探究压力的作用效果与受力面积的关系”时,保持压力不变,改变受力面积;
③“比较不同物质吸热的情况”时,用加热时间的长短表示吸收热量的多少;
④“研究电阻大小与导体长度的关系”时,选择材料、横截面积相同的导体。
A.①和②B.②和③C.②和④D.③和④
11.(2分)如图所示,为探究动滑轮和定滑轮的特点,设计如图两种方式拉升重物( )
A.用动滑轮提升重物上升h高度,测力计也上升h高度
B.若拉升同一物体上升相同高度,用动滑轮拉力更小,且做功更少
C.减小滑轮质量可以提高定滑轮和动滑轮的效率
D.若它们提升同一物体,则定滑轮的机械效率比动滑轮的机械效率高
12.(2分)如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,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.物体受到的浮力大小关系为FA>FB>FC
B.三个物体的密度大小关系是ρA>ρB>ρC
C.容器对桌面的压力大小关系为F甲=F乙=F丙
D.容器底部受到水的压强大小关系为p甲>p乙>p丙
13.(2分)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,下列判断正确的是( )
A.电压表V1示数与电流表A示数的比值变大
B.电压表V2示数与电流表A示数的比值不变
C.电路消耗的电功率增大
D.电压表V1示数的变化量小于电压表V2示数的变化量
二、非选择题。
14.(3分)一木块在粗糙的水平面上向左减速运动,请画出木块所受力的示意图(不计空气阻力)。
15.(3分)如图所示,MN为凸透镜的主光轴,AB为蜡烛,请用作图法确定凸透镜及一个焦点F的位置,并将它们画出。
16.(4分)小明探究水沸腾的特点,用热水做实验,这是为了 ;小明发现水沸腾时继续加热,水温保持不变,停止加热,这说明水沸腾时需要 。烧杯中水的质量为2kg,停止加热后,水温从100℃降至30℃ J,相当于完全燃烧 g酒精放出的热量。(酒精的热值为2.8×107J/kg)
17.(7分)如图甲所示是小东探究“不同物质吸热规律”的实验装置:
(1)两个相同的烧杯中装有 相同且初温相同的水和煤油,用相同的酒精灯对它们加热。
(2)根据实验数据,小东作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像如图乙所示。由图乙可知,杯中的水和煤油,吸收的热量相同,计算出煤油的比热容是 J/(kg•℃)。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有 和秒表。
(4)加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过 来判断的。
(5)加热6min,水吸收的热量 (选填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
(6)小东想自制一个暖手袋,若从水和煤油中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,则应选择 (选填“水”或“煤油”)。
(7)小明同学对图甲的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,这样做的好处是 。
18.(5分)测量物质的密度有多种方法,列举如下:
(1)如图(一),容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭
①往左侧倒入水,记下水的深度h1;
②再往右侧倒入酒精,直到橡皮膜保持竖直(不凸不凹),用刻度尺测出酒精此时的深度h2。
则酒精密度的表达式为:ρ酒= (水的密度用ρ水表示)。
(2)利用天平、细线、铁块、量筒和水,测量蜡的密度。测量步骤如下:
①调节天平横梁平衡时,发现指针偏向分度盘的左侧,则此时应该 (选填序号)。
A.把游码向右移;
B.把平衡螺向右移;
C.把平衡螺母向左移。
②天平平衡后,用天平测蜡块和铁块的质量分别为m1和m2;
③往量筒中倒入适量的水,如图(二)。
④蜡烛下拴密度大于水的小铁块,先让小铁块浸没入水中,水面刻度的示数为V1,如图(三);
⑤再让小铁块和蜡烛一起浸没入水中,水面刻度的示数为V2,如图(四);则蜡块密度表达式为ρ蜡= (水的密度用ρ水表示)。
(3)利用弹簧测力计、铁块、一个装有适量水的大烧杯、细线、水,测量蜡块的密度,测量过程如下:
①用弹簧测力计单独测出蜡块的重力G,如图(五);
②把铁块系在蜡块的下面,先只把铁块浸没在水中,记下此时弹簧测力计的示数为F1,如图(六);
③再把铁块和蜡块一起浸没在水中,记下此时弹簧测力计的示数为F2,如图(七)。
则蜡块所受的浮力为F浮= ,蜡块密度的表达式:ρ蜡= (水的密度用ρ水表示)。
19.(6分)小明在探究“电流与电阻的关系”的实验中,利用电压恒为U=6V的电源,滑动变阻器的最大电阻为RP=30Ω,开关一个,导线若干。设计如图甲所示的电路。
(1)闭合开关,无论怎样移动滑片P,发现电流表始终无示数,其原因可能是 (选填下面的序号)。
A.滑动变阻器断路;
B.Rx断路;
C.Rx短路。
(2)排除故障后,小明先把一个R1=5Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器,使电压表的示数为4V A。若此时换用一个R2=10Ω的定值电阻来做,滑动变阻器应向 (选填“左”或“右”)边移动,才能使电压表示数等于4V。若小明还想测量第三组数据,但身边只有以上两个定值电阻R1、R2,请你利用以上器材设计他测量第三次的实验电路图(标明仪器的名称)。
(3)若小明把5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻分别接入电路进行该实验,为了完成这三次实验,应控制定值电阻两端电压至少为 V。
(4)小明用额定电压为2.5V的小灯泡替换定值电阻Rx,利用原有电路,测量小灯泡的电阻。依据测量的数据,小明绘制出如图所示的图象,说明小灯泡灯丝的电阻随 的变化而改变。
20.(8分)水平地面上放置一个重力为4N,底面积为200cm2的柱形容器,装有适量的水。将一个边为10cm,重力为6N的不吸水正方体木块A用不计体积的细线系住竖直固定在容器底部,拉直细线的长度为L=6cm,细线的拉力为2N.(容器厚度不计,ρ水=1.0×103kg/m3),求:
(1)木块A受到的浮力;
(2)木块A浸入的深度;
(3)水对容器底部的压强是多少?
(4)容器对水平地面的压强是多少?
21.(10分)如图所示,电源电压不变,定值电阻R1=10Ω.灯泡L标有“12V 3W”字样,当S,S1,S2闭合时,灯泡L正常发光,当S闭合,S1,S2断开时,电压表的示数为4V,求
(1)电源电压和R2的阻值
(2)当S闭合,S1,S2断开时,在1min内电流通过R1产生的热量
(3)若用一个滑动变阻器R3代替灯泡L,调节滑片,使所有开关都闭合时电路的总功率是只闭合S时电路总功率的4倍
2021年湖北省黄石市黄石大王中学中考物理模拟试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(24分)
1.(2分)物理学史上,许多物理学家的发现,推动了人类社会的进步。下面一些物理现象、规律的发现与科学家的名字不对应的是( )
A.望远镜——伽利略
B.地理两极和地磁两极并不重合——沈括
C.光的色散——托里拆利
D.电磁感应现象——法拉第
【答案】C
【解答】解:A、伽利略创制了天文望远镜,被后人誉为“实验物理学先驱”;
B、第一个发现地理两极和地磁两极并不重合的是中国宋代的沈括;
C、首次通过三棱镜发现光的色散现象的是英国物理学家牛顿,故C错误;
D、法拉第发现了电磁感应现象。
故选:C。
2.(2分)下面关于声现象的配对中,错误的是( )
A.闻其声,知其人——发声体不同,音色不同
B.禁止鸣笛——在传播过程中减弱噪声
C.用超声波清洗眼镜——声波可以传播能量
D.隔墙有耳——固体也能传声
【答案】B
【解答】解:A、闻其声,发出声音的音色不同;
B、禁止鸣笛——在声源处减弱噪声;
C、用超声波清洗眼镜——声波可以传播能量;
D、隔墙有耳——墙是固体,故D正确。
故选:B。
3.(2分)如图所示的“吸引”现象中,由大气压强引起的是( )
A.甲图:摩擦后的气球吸头发
B.乙图:拔火罐时玻璃罐吸在皮肤上
C.丙图:两个铅块挤压在一起
D.丁图:象棋讲解时,棋吸在板子上
【答案】B
【解答】解:A、干燥天气摩擦过的气球带电,不是利用大气压;
B、先把酒精或其它药棉在罐内烧一下,此时迅速把罐扣在皮肤上,小于外面的大气压,故B符合题意;
C、两个铅块挤压在一起是利用分子间的作用力,故C不符合题意。
D、棋子吸在板子上,属于磁体对物体的作用力;
故选:B。
4.(2分)一定质量的水,水的体积和温度的关系如图所示,下列说法错误的是( )
A.水在4℃时密度最小
B.不是所有的物质都是热胀冷缩
C.物质的密度受温度影响
D.冬天﹣20℃时,深井底中的水温为4℃
【答案】A
【解答】解:由图可知,水从0℃升高到6℃,在5℃时水的体积最小,说明水的密度先增大,不遵循热胀冷缩的规律;
根据密度公式ρ=得出,若冬天在﹣20℃时,所以水温为4℃。
综上所述,A错误。
故选:A。
5.(2分)下列有关热现象说法正确的是( )
A.物体放出热量,内能一定减少,温度一定降低
B.内燃机压缩冲程时,燃气体积增大,内能增大,温度升高
C.物体温度升高一定是吸收了热量
D.夏天,冰棒周围冒白气;秋天,白雾弥漫;冬天看到壶嘴冒白气——都是液化现象
【答案】D
【解答】解:A、物体放热时,但温度可能不变,故A错误;
B、内燃机在压缩冲程的时候是活塞对气缸内的工作物质做功,内能增加,这个过程是机械能转化为内能;
C、物体温度升高,可能是从外界吸收了热量也可能是外界对物体做了功;
D、我们看到的白气是水蒸气遇冷液化形成的。
故选:D。
6.(2分)“影”是我们日常生活中常见的光现象,如夏天乘凉的“树影”;民间皮影戏的“皮影”;春游时的“摄影”等。下列说法中正确的是( )
A.树影是由光的直线传播形成的
B.皮影利用了平面镜成像的原理
C.倒影是由光的折射形成的
D.摄影时用的照相机是根据凹透镜成像的原理制成的
【答案】A
【解答】解:A、树影是由光的直线传播,在树叶的背后形成的一个黑暗的区域就是影子;
B、皮影和树影是同样的道理;
C、倒影不是影,平面镜成像的原理是光的反射,光反射回来进入我们的眼睛形成像;
D、照相机的镜头是一个凸透镜。
故选:A。
7.(2分)以下有关电的相关说法正确的是( )
A.金属导体中靠自由电子移动形成电流
B.影响电阻大小的因素是材料和导体的长度
C.能够导电的物体叫导体,如金属、酸碱盐水溶液、橡胶等
D.绝缘体对电流阻碍作用大,但能够带电
【答案】D
【解答】解:
A、金属导体中靠自由电子定向移动形成电流;
B、影响电阻大小的因素有四个:材料、横截面积和温度;
C、能够导电的物体叫导体、酸碱盐水溶液,是绝缘体;
D、绝缘体不容易导电,但能够带电,故D正确。
故选:D。
8.(2分)关于信息与能源,下列说法中,正确的是( )
A.煤、石油、水力、太阳能、风能等属于可再生能源
B.北斗卫星是通过电磁波传递信息,从而提供导航和通信服务
C.地热、天然气、电能都属于二次能源
D.目前世界上已投入使用的核电站都是利用核聚变发电的
【答案】B
【解答】解:A、煤、石油属于不可再生资源、太阳能和风能属于可再生资源;
B、北斗卫星定位系统是利用电磁波来传递信息的;
C、地热,属于一次能源,故C错误;
D、目前世界上已投入使用的核电站都是利用核裂变发电的。
故选:B。
9.(2分)我们日常生活中离不开电。下列有关安全用电的说法中正确的是( )
A.家庭电路的开关,接在零线或火线上都可以
B.放风筝时,应远离高压输电线
C.家庭电路中空气开关跳闸,一定是发生了短路
D.使用试电笔时,不能接触笔尾金属体,否则会发生触电事故
【答案】B
【解答】解:A、家庭电路的开关,故A错误;
B、根据安全用电的原则,靠近高压带电体也会发生触电,应远离高压输电线;
C、家庭电路中空气开关跳闸,也可能是电路中发生了短路;
D、试电笔的使用方法:笔尖接触被测导线,故D错误。
故选:B。
10.(2分)下面几个研究实例中,采用了相同研究方法的是( )
①利用“光线”表示光传播的径迹和方向;
②“探究压力的作用效果与受力面积的关系”时,保持压力不变,改变受力面积;
③“比较不同物质吸热的情况”时,用加热时间的长短表示吸收热量的多少;
④“研究电阻大小与导体长度的关系”时,选择材料、横截面积相同的导体。
A.①和②B.②和③C.②和④D.③和④
【答案】C
【解答】解:①用光线表示光的传播的径迹和方向,采用的是模型法;
②“探究压力的作用效果与受力面积的关系”时,保持压力不变,采用的是控制变量法;
③“比较不同物质吸热的情况”时,用加热时间的长短表示吸收热量的多少;
④“研究电阻大小与导体长度的关系”时,选择材料,采用的是控制变量法。
故选:C。
11.(2分)如图所示,为探究动滑轮和定滑轮的特点,设计如图两种方式拉升重物( )
A.用动滑轮提升重物上升h高度,测力计也上升h高度
B.若拉升同一物体上升相同高度,用动滑轮拉力更小,且做功更少
C.减小滑轮质量可以提高定滑轮和动滑轮的效率
D.若它们提升同一物体,则定滑轮的机械效率比动滑轮的机械效率高
【答案】D
【解答】解:A、使用动滑轮时,所以用动滑轮提升重物上升h高度,故A错误;
B、使用动滑轮能省力,有用功相同,提起动滑轮需要多做额外功,故B错误。
C、减小动滑轮质量,可以提高动滑轮的机械效率。
D、结合B可知,则定滑轮的机械效率比动滑轮的机械效率高。
故选:D。
12.(2分)如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,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.物体受到的浮力大小关系为FA>FB>FC
B.三个物体的密度大小关系是ρA>ρB>ρC
C.容器对桌面的压力大小关系为F甲=F乙=F丙
D.容器底部受到水的压强大小关系为p甲>p乙>p丙
【答案】C
【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、BA排<VB排<VC排,
根据F浮=ρ液gV排可知,浮力的大小关系为:FA<FB<FC,故A错误;
B、由图可知,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,
所以根据ρ==可知A<ρB<ρC,故B错误;
C、因正方体分别处于漂浮或悬浮状态,由阿基米德原理可知,即说明容器中正方体的重力等于正方体排开水的重力,容器中正方体的重力补充了它排开的水的重力;由于容器相同甲=F乙=F丙,故C正确;
D、正方体静止时,即h相同,根据p=ρgh可知甲=p乙=p丙,故D错误。
故选:C。
13.(2分)如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,下列判断正确的是( )
A.电压表V1示数与电流表A示数的比值变大
B.电压表V2示数与电流表A示数的比值不变
C.电路消耗的电功率增大
D.电压表V1示数的变化量小于电压表V2示数的变化量
【答案】C
【解答】解:根据电路图可知,三个电阻串联1测R1两端电压,电压表V5测R2两端电压,电流表测电路中的电流;
闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向左滑动时,总电阻变小,电路中的电流变大;
AB、根据R=,电压表V1示数与电流表A示数的比值为R6的阻值,比值大小不变2示数与电流表A示数的比值为R2的阻值,比值变小;
C、根据P=UI可知,故C正确;
D、电路中的电流变大,R6和R1两端的电压均变大;根据串联电路的电压规律可知,R2两端的电压变小,且电压表V6示数的变化量等于R0、R1两端的电压变化量之和,则电压表V4示数的变化量小于电压表V2示数的变化量,故D错误。
故选:C。
二、非选择题。
14.(3分)一木块在粗糙的水平面上向左减速运动,请画出木块所受力的示意图(不计空气阻力)。
【答案】
【解答】解:木块在粗糙的水平面上向左减速运动的过程中,木块受到重力,过木块重心作竖直向下的重力G,垂直水平面向上的支持力F
15.(3分)如图所示,MN为凸透镜的主光轴,AB为蜡烛,请用作图法确定凸透镜及一个焦点F的位置,并将它们画出。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)连接A'A并延长交主光轴与一点,该点是凸透镜的光心O。
(2)由A点向凸透镜作平行于主光轴的光线AC,连接A'C并延长交主光轴与一点F。如图。
16.(4分)小明探究水沸腾的特点,用热水做实验,这是为了 节省时间 ;小明发现水沸腾时继续加热,水温保持不变,停止加热,这说明水沸腾时需要 吸收热量 。烧杯中水的质量为2kg,停止加热后,水温从100℃降至30℃ 2.52×104 J,相当于完全燃烧 21 g酒精放出的热量。(酒精的热值为2.8×107J/kg)
【答案】节省时间;吸收热量;2.52×104;21。
【解答】解:小明探究水沸腾的特点,用热水做实验,即可以节省时间,停止加热,这说明水沸腾时需要吸收热量;
水放出的热量:Q放=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃−30℃)=5.88×107J;
酒精完全燃烧放出的热量完全被水吸收,所以Q放=Q吸=5.88×105J,由Q=mq可得酒精===8.021kg=21g;
故答案为:节省时间;吸收热量4;21。
17.(7分)如图甲所示是小东探究“不同物质吸热规律”的实验装置:
(1)两个相同的烧杯中装有 质量 相同且初温相同的水和煤油,用相同的酒精灯对它们加热。
(2)根据实验数据,小东作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像如图乙所示。由图乙可知,杯中的水和煤油,吸收的热量相同,计算出煤油的比热容是 2.1×103 J/(kg•℃)。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有 天平 和秒表。
(4)加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过 加热时间 来判断的。
(5)加热6min,水吸收的热量 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
(6)小东想自制一个暖手袋,若从水和煤油中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,则应选择 水 (选填“水”或“煤油”)。
(7)小明同学对图甲的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,这样做的好处是 在相同时间内水和煤油吸收的热量相同 。
【答案】(1)质量;(2)2.1×103;(3)天平;(4)加热时间;(5)等于;(6)水;(7)在相同时间内水和煤油吸收的热量相同
【解答】解:(1)要探究“不同物质吸热规律”,需要控制物质的质量和热源相同,用相同的酒精灯对它们加热;
(2)由图乙知,升高相同的温度,即水吸收的热量是煤油的2倍可知、升温相同的情况下,
故煤油的比热容:c煤油=c水=×5.2×103J/(kg•℃)=3.1×103J/(kg•℃);
(3)在图甲中除了所给的实验器材外,实验中需要控制物质的质量相同;
(4)根据转换法,水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间的长短来判断的;
(5)加热6min,加热时间相同;
(6)根据Q放=cmΔt可知,质量相同的水和煤油,水放热多,故选择水;
(7)将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,这样做的好处是:在相同时间内水和煤油吸收的热量相同。
故答案为:(1)质量;(2)2.1×103;(3)天平;(4)加热时间;(6)水。
18.(5分)测量物质的密度有多种方法,列举如下:
(1)如图(一),容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭
①往左侧倒入水,记下水的深度h1;
②再往右侧倒入酒精,直到橡皮膜保持竖直(不凸不凹),用刻度尺测出酒精此时的深度h2。
则酒精密度的表达式为:ρ酒= •ρ水 (水的密度用ρ水表示)。
(2)利用天平、细线、铁块、量筒和水,测量蜡的密度。测量步骤如下:
①调节天平横梁平衡时,发现指针偏向分度盘的左侧,则此时应该 B (选填序号)。
A.把游码向右移;
B.把平衡螺向右移;
C.把平衡螺母向左移。
②天平平衡后,用天平测蜡块和铁块的质量分别为m1和m2;
③往量筒中倒入适量的水,如图(二)。
④蜡烛下拴密度大于水的小铁块,先让小铁块浸没入水中,水面刻度的示数为V1,如图(三);
⑤再让小铁块和蜡烛一起浸没入水中,水面刻度的示数为V2,如图(四);则蜡块密度表达式为ρ蜡= (水的密度用ρ水表示)。
(3)利用弹簧测力计、铁块、一个装有适量水的大烧杯、细线、水,测量蜡块的密度,测量过程如下:
①用弹簧测力计单独测出蜡块的重力G,如图(五);
②把铁块系在蜡块的下面,先只把铁块浸没在水中,记下此时弹簧测力计的示数为F1,如图(六);
③再把铁块和蜡块一起浸没在水中,记下此时弹簧测力计的示数为F2,如图(七)。
则蜡块所受的浮力为F浮= F2﹣F1 ,蜡块密度的表达式:ρ蜡= •ρ水 (水的密度用ρ水表示)。
【答案】(1)•ρ水;(2)B;;(3)F2﹣F1;•ρ水。
【解答】解:(1)在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,水对橡皮膜的压强和酒精对橡皮膜的压强相等酒=p水,
根据液体压强公式p=ρgh可知:ρ酒gh2=ρ水gh1,
则酒精的密度:ρ酒=•ρ水;
(2)指针偏向分度盘的左侧,此时应该把平衡螺母向右调节;
由题意知,蜡块的体积V=V2﹣V3,
蜡块的密度ρ酒′==;
(3)因为G=mg,所以蜡块的质量为m′=;
蜡块浸没水中,排开水的重力为G排水=F2﹣F1,即蜡块所受的浮力为F浮=F6﹣F1,
排开水的质量为m排水==,
蜡块的体积为V′=V排水===,
所以蜡块的密度为ρ酒″===•ρ水。
故答案为:(1)•ρ水;(2)B;;(3)F2﹣F8;•ρ水。
19.(6分)小明在探究“电流与电阻的关系”的实验中,利用电压恒为U=6V的电源,滑动变阻器的最大电阻为RP=30Ω,开关一个,导线若干。设计如图甲所示的电路。
(1)闭合开关,无论怎样移动滑片P,发现电流表始终无示数,其原因可能是 B (选填下面的序号)。
A.滑动变阻器断路;
B.Rx断路;
C.Rx短路。
(2)排除故障后,小明先把一个R1=5Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器,使电压表的示数为4V 0.8 A。若此时换用一个R2=10Ω的定值电阻来做,滑动变阻器应向 左 (选填“左”或“右”)边移动,才能使电压表示数等于4V。若小明还想测量第三组数据,但身边只有以上两个定值电阻R1、R2,请你利用以上器材设计他测量第三次的实验电路图(标明仪器的名称)。
(3)若小明把5Ω、10Ω、20Ω的三个定值电阻分别接入电路进行该实验,为了完成这三次实验,应控制定值电阻两端电压至少为 2.4 V。
(4)小明用额定电压为2.5V的小灯泡替换定值电阻Rx,利用原有电路,测量小灯泡的电阻。依据测量的数据,小明绘制出如图所示的图象,说明小灯泡灯丝的电阻随 温度 的变化而改变。
【答案】(1)B;(2)0.8;左;见解答图;(3)2.4;(4)温度。
【解答】解:(1)闭合开关,无论怎样移动滑片P,说明电路可能断路,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路断路了x断路,故选:B;
(2)排除故障后,小明先把一个R1=5Ω的定值电阻接入电路,调节滑动变阻器,再记录此时电流表的示数如图乙所示,分度值6.1A;
实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,电阻两端的电压变大,根据串联电路电压的规律,由分压原理,故应把滑动变阻器滑片向左移动;
若小明还想测量第三组数据,可以将R4和R2串联接入电路,如下图所示:
;
(3)研究电流与电阻的关系,要控制电压表示数不变,设电压表示数为UV',根据串联电路电压的规律
U滑=U﹣UV'=6V﹣UV',
根据分压原理有:=,
即=﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
因电压表示数UV'为定值,由①式知,故右边也为一定值,滑动变阻器连入电路中的电阻最大
=,
解得电压表的示数:UV'=2.3V,即为完成实验;
(4)由图丙可知,当灯泡两端电压增大,根据P=UI可知,温度升高,因此通过灯泡的电流与电压不成正比。
故答案为:(1)B;(2)0.8;左;(3)3.4。
20.(8分)水平地面上放置一个重力为4N,底面积为200cm2的柱形容器,装有适量的水。将一个边为10cm,重力为6N的不吸水正方体木块A用不计体积的细线系住竖直固定在容器底部,拉直细线的长度为L=6cm,细线的拉力为2N.(容器厚度不计,ρ水=1.0×103kg/m3),求:
(1)木块A受到的浮力;
(2)木块A浸入的深度;
(3)水对容器底部的压强是多少?
(4)容器对水平地面的压强是多少?
【答案】见试题解答内容
【解答】解:
(1)木块受向上的浮力、向下的重力和向下的拉力,
根据力的平衡条件可得,木块B受到的浮力:F浮=GB+F拉=6N+2N=8N;
(2)木块A浸入的深度
由F浮=ρgV排可得,木块排开水的体积:
V排===8×10﹣3m3,
木块的底面积:S木=0.2m×0.1m=8×10﹣2m2。
木块浸入水中的深度:h′===0.08m=8cm,
(3)则水的深度:h=h′+L=7cm+6cm=14cm=0.14m,
容器底部受到水的压强:
p=ρ水gh=3.0×103kg/m7×10N/kg×0.14m=1.7×103Pa;
(4)容器内水的体积:
V水=S容h﹣V排=2×10﹣6m2×0.14m﹣8×10﹣4m3=6×10﹣3m3,
由ρ=可得
m水=ρ水V水=6.0×103kg/m8×2×10﹣3m3=2kg,
水的重力:G水=m水g=2kg×10N/kg=20N,
容器对桌面的压力等于容器、木块和水受到的总重力,
即容器对桌面的压力:F=GA+GB+G水=2N+4N+20N=30N,
容器对桌面的压强:p′===1500Pa。
答:(1)木块B受到的浮力是8N;
(2)木块A浸入的深度为8cm;
(3)容器底部受到水的压强是2.4×103Pa;
(4)容器对桌面的压强是1500Pa。
21.(10分)如图所示,电源电压不变,定值电阻R1=10Ω.灯泡L标有“12V 3W”字样,当S,S1,S2闭合时,灯泡L正常发光,当S闭合,S1,S2断开时,电压表的示数为4V,求
(1)电源电压和R2的阻值
(2)当S闭合,S1,S2断开时,在1min内电流通过R1产生的热量
(3)若用一个滑动变阻器R3代替灯泡L,调节滑片,使所有开关都闭合时电路的总功率是只闭合S时电路总功率的4倍
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)当S,S1,S2闭合时,灯泡与电阻R7并联,由于灯泡L正常发光额=12V,
当S闭合,S1,S2断开时,电阻R4、R2串联,电压表测量R的电压,
则电流I===0.8A,
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得:
U2=U﹣U1=12V﹣5V=8V,
由I=可得:
R2===20Ω;
(2)当S闭合,S1,S2断开时,电阻R7、R2串联,
R1产生的热量Q5=I2R1t=(8.4A)2×10Ω×60s=96J;
(3)若用一个滑动变阻器R8代替灯泡L,使所有开关都闭合时2、R3并联,
则总功率P总6=+,
当只闭合S时,电阻R1、R7串联,
则总功率P总2=;
已知:P总1=5P总2;
即:+=6×;
解得:R3===12Ω。
答:(1)电源电压为12V,R3的阻值为20Ω;
(2)当S闭合,S1,S2断开时,在5min内电流通过R1产生的热量为96J;
(3)此时滑动变阻器连入电路中的阻值是12Ω。
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