2024年山西省长治市长子县中考物理二模试卷
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这是一份2024年山西省长治市长子县中考物理二模试卷,共25页。试卷主要包含了选择题,实验探究题,综合应用题等内容,欢迎下载使用。
1.(3分)小明在学校的体育馆内进行体能训练时,对身边现象的估测符合实际的是( )
A.羽毛球拍的长度约1.5m
B.馆内比较舒适的温度约为23﹣25℃
C.热身跑步时的速度约为1.1m/s
D.普通乒乓球拍的质量约为3kg
2.(3分)“B超”机是利用超声波来诊断病情的,但是人们听不到它发出的声音,这是因为( )
A.声音太大
B.声音的频率超过人类听觉的上限
C.声音太小
D.声音的频率低于人类听觉的下限
3.(3分)据统计,2023年全国因家庭用电不当造成的事故约10万起,可见用电安全关乎民生。下列关于家庭电路的说法错误的是( )
A.洗衣机插头上标着字母E的导线与洗衣机的金属外壳相连
B.空气开关,会在家庭电路中电流过大时“跳闸”
C.漏电保护器,会在插座被短路时迅速切断电流
D.试电笔通常也用来检查电气设备的外壳是否带电
4.(3分)如图所示的情境与“举杯邀明月,对影成三人”的物理原理是相同的。下列对“影”的分析正确的是( )
A.地上的“影”是光的反射形成的
B.地上的“影”是光的直线传播形成的
C.水中的“影”是光的折射形成的
D.水中的“影”是光的直线传播形成的
5.(3分)国庆假期,小明乘坐动车回老家看望爷爷。当动车进入隧道后他感觉耳朵越来越不舒服,有胀痛感和轻微耳鸣,而当动车离开隧道后,这种不适就会迅速消失。主要因为在隧道内( )
A.车厢外空气流速大,压强小,导致车厢内气压降低
B.车厢外空气流速大,压强大,导致车厢内气压升高
C.车厢外空气流速小,压强小,导致车厢内气压降低
D.车厢外空气流速小,压强大,导致车厢内气压升高
6.(3分)铸造青铜器时,工匠将铜料加热化为铜液注入模具,铜液冷却成形,青铜器铸造初步完成。下列说法正确的是( )
A.铜料化为铜液需要放热
B.铜料化为铜液是熔化
C.铜液冷却成形需要吸热
D.铜液冷却成形是凝华
7.(3分)市面上有一款不需要电池的自发电门铃,如图所示。当按压门铃压板时,压板后面的弹簧会带动磁体运动,从而在线圈中产生电流,发声元件便可以发出声音。这种门铃发电的原理是( )
A.电磁感应现象
B.电流的磁效应
C.磁极间的相互作用
D.通电导体在磁场中受力运动
8.(3分)2023年12月10日晚8点左右,二广高速G55原平至崞阳段受大雪影响,发生多车连环追尾事故,如图所示。则下列说法正确的是( )
A.对汽车a的司机起保护作用的是安全气囊
B.汽车a尾部的受损情况说明力能改变物体的运动状态
C.汽车b刹车后由于惯性仍撞到汽车a
D.对汽车b的司机起保护作用的是汽车头枕
9.(3分)如图所示是小明在网上购买了一台手动榨汁机。榨汁时,手握压杆A处并使之围绕转轴顺时针转动,直至完成榨汁。在此过程中( )
A.省力但费距离B.省力且省距离
C.费力且费距离D.费力但省距离
10.(3分)如图是某品牌智能体重秤的电路结构图,电源电压恒定,R0为定值电阻,秤盘下方的电阻R为压敏电阻;其阻值随所受压力增大而减小。体重越重时,下列判断正确的是( )
A.电流表示数越小
B.电压表示数越小
C.电路消耗的总功率越大
D.电压表与电流表示数的比值越大
八、实验探究题(本大题共5个小题,31、32小题各5分,34小题4分,33、35小题各6分,共26分)
11.(5分)如图所示是“探究水在沸腾前后温度变化特点”的实验装置。请你解答:
(1)组装器材时,应先固定 (选填“A”或“B”);悬挂温度计的铁杆位置过高或过低会直接影响实验中对 的测量;
(2)在实验过程中,判断水沸腾的根据是 ;
(3)小明完成实验后,注意到小强还没有完成实验,是因为他没有使用烧杯盖,经过分析认为,烧杯盖在本实验中的作用是 ,从而缩短了实验的时间;
(4)在实验装置相同和操作正确的情况下,各组完成实验的时间也不同,请你写出一个缩短时间的建议 。
12.(5分)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中:如图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为6cm的长方体物块(可塑),测出重力,将它缓慢浸入水中,记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和深度h,根据实验数据,画出物块所受浮力F浮随h变化的图象如图乙所示。请你解答:
(1)此实验,弹簧测力计应在 (选填“竖直”或“水平”)方向上调零;
(2)分析图象可知:浸没前,h增加,F浮 ;浸没后,h增加,F浮 ;(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图象 (选填“相同”或“不同”);
(4)若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,还需添加一种材料: 。
13.(4分)小明在“探究电流与电压的关系”时,所选电源电压恒为3V,定值电阻的阻值为5Ω,连接如图甲所示电路,进行如下操作,请你解答:
(1)将滑动变阻器的滑片调至最右端,闭合开关,会发现 无示数,经检查发现电路中有一条导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确;
(2)改正电路后,闭合开关,电流表示数为0.1A,电压表指针位置如图乙所示,示数为 V,滑动变阻器的最大阻值 Ω;
(3)调节滑动变阻器的滑片,再进行四次实验,每次读取电流表、电压表示数,将数据填在表中。分析数据可得出:在导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成 。
14.(6分)如图所示是小明备战学校春季运动会铅球项目的训练场景。训练过程中,他一直在思考怎样才能把铅球投得远一些,投掷距离与哪些因素有关。于是他做了如下猜想:
猜想一:与铅球的质量有关;
猜想二:与铅球被投掷出去的角度有关。
为了验证猜想,小明用弹簧玩具枪、小钢球做了一系列实验,小钢球质量分别为m和M,且M>m,弹簧玩具枪压缩弹簧长度的五分之一,实验数据记录如表。请你解答:
(1)小明根据实验数据得出初步结论:在其他条件相同时,发射角度为45°时,小钢球被弹出的距离最远。为了使他的结论更加可靠,还需要补充的实验是 。从表中数据还能得出的结论有:其他条件相同时, 。
(2)除本实验已探究的因素外,还有一个因素影响铅球被投掷距离,请你提出一个可探究的问题 。(合理即可)
(3)为了在运动会铅球项目中取得好成绩,请你给小明提出一条合理建议(铅球质量不变) 。
15.(6分)小明从电影院出来后,想到能否利用凸透镜制作一个手机投影仪在家看电影呢?然后他和物理兴趣小组的同学开展“自制手机投影仪”的项目化学习活动。选择的材料为:凸透镜若干、纸板、胶水、刻度尺、白纸、剪刀等。
【项目设计方案】
他们设计如图甲所示的方案将纸板制成了纸盒,将凸透镜固定在纸盒上,手机固定在可以前后移动纸板上。
【项目实施】
(1)步骤:通过 ,测出凸透镜焦距分别是10cm、15cm、20cm,若手机和凸透镜相距20cm,为了能在白墙上得到清晰、放大的像,可选择 焦距的凸透镜。将手机和选好的凸透镜固定在纸盒上,打开手机屏幕,盖上顶部纸板,就可以在白墙上看到手机的投影;
(2)调试:为了使投影仪使用过程中具有良好的观影效果,手机屏幕应该选择图乙 (填“A”或“B”)的放置方式。小明建议选择光滑的白板作为屏幕,而小红建议选择白墙作为屏幕。你赞成谁的建议?并说明理由 。
【项目评价】
(3)评委对该产品进行评价时,指出该投影仪存在“画面较小、画质较暗”的问题。该自制的投影仪还需要进行的改进是: 。(写出一条即可)
九、综合应用题(本大题共6个小题,36小题2分,37、39小题各3分,38小题4分,40、41小题各6分,共24分)
16.(2分)在科幻电影《异星战场》中有这样一组镜头,“小长毛”穿越到火星,他轻轻一跳就能跳十几米高!查阅资料发现,火星上的引力是地球上的。如果把地球上的物体拿到火星上,物体的质量将 (选填“变大”、“变小”或“不变”),假如地球上的引力和火星上相同,展开你的想象,将会有什么样的场景出现 (合理即可)。
17.(3分)阅读短文《光导纤维》,回答问题:
英国物理学家丁达尔研究发现,光从水中射向空气,当入射角增大时,折射角也增大,但折射角先增大到90°,此时,折射光线消失,只剩下反射光线,这种现象称为全反射现象。刚好发生全反射时的入射角叫做临界角,只有入射角大于或等于临界角时,才会发生全反射现象。由于光从水中射向空气中时,光在水流中发生了多次全反射,表面上看,好像光在水流中弯曲前进,实际上,在弯曲的水流里,光仍沿直线传播。后来人们制造出一种透明度很高、粗细像蜘蛛丝一样的玻璃丝——玻璃纤维。当光线以合适的角度射入玻璃纤维时,光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。因这种纤维能够用来传输光,故称它为光导纤维。
光导纤维在现代技术中有着广泛的应用,一根直径不到1.3cm的由32根光纤组成的光缆,能容纳50万对用户同时通话,或者同时传送5000个频道的电视节目。除通信领域外,光纤还有许多其他的应用。例如“传能光纤”可以传递高功率的激光能量,广泛应用于激光加工机、激光手术刀等;“传像光纤”可以用来传递图像,用于医学上的肠镜、胃镜检查和海关、机场等的安全监控等。
(1)一束光从水中斜射入空气,入射角 (选填“大于”、“等于”或“小于”)折射角;
(2)“当光线以合适的角度射入玻璃纤维时,光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。”这个合适的角度满足的条件是: ;
(3)请利用光能沿着弯曲玻璃纤维前进的特点,设计一个应用于生活中的工具: 。
18.(3分)在炎热的夏天,小阳的妈妈在使用电烤箱的同时,还开着洗衣机洗衣服,小阳感觉房间比较热,当他闭合空调机的开关时,家里的空气开关出现了“跳闸”的现象,经检查空气开关出现“跳闸”不是由于短路造成的,请你用所学的物理知识解释产生这一现象的原因。
19.(4分)人民海军阔步星辰大海,航空母舰逐梦万里海天。如图所示是我国第一艘航空母舰“辽宁舰”在海洋上静止时的场景,忽略空气阻力,请画出该航母所受力的示意图。(O点为航空母舰的重心)
20.(6分)小明和父母参观车展时,试驾了一款小型房车,该车在平直公路上以54km/h的速度匀速行驶了3600m,已知车轮与水平地面总接触面积为0.4m2,试驾时车和人总质量为4×103kg,阻力是车重的0.1倍,g取10N/kg。请你计算:
(1)该房车匀速行驶的时间;
(2)该房车静止在水平地面上时,对地面的压强;
(3)该房车匀速行驶时牵引力做功的功率。
21.(6分)某种带保温功能的电热水壶,其发热部分电路如图所示,通过调节开关S1、S2可以实现低温、中温、高温三挡的切换。已知电源电压U=220V保持不变,电阻丝R1=110Ω、R2=88Ω。当水温降到60℃时,电路自动切换成低温挡进行保温。用电热水壶高温挡把m=2kg的水从t1=28℃加热到t2=100℃后自动断电,电热水壶加热效率η=84%。当电热水壶中水降到60℃时,继续保温t=1.8h,已知c水=4.2×103J/(kg•℃),请你计算此次电热水壶加热和保温共消耗的电能。
2024年山西省长治市长子县中考物理二模试卷
参考答案与试题解析
二、选择题(本大题共10个小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,请选出并在答题卡上将该项涂黑)
1.(3分)小明在学校的体育馆内进行体能训练时,对身边现象的估测符合实际的是( )
A.羽毛球拍的长度约1.5m
B.馆内比较舒适的温度约为23﹣25℃
C.热身跑步时的速度约为1.1m/s
D.普通乒乓球拍的质量约为3kg
【分析】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,最后判断最符合实际的是哪一个。
【解答】解:A、羽毛球拍的长度是64cm,故A不符合实际;
B、人的正常体温为37℃,人体感觉舒适的温度在23℃左右,故B符合实际;
C、热身跑步的速度为7km/h,约2m/s,故C不符合实际;
D、普通乒乓球拍的质量较小,约为200g,故D不符合实际。
故选:B。
【点评】本题考查学生对生活中常见物体的数据的了解情况,本题告诉我们一定要对实际生活中常见的物体做到熟知,以免闹了笑话自己还不知道。
2.(3分)“B超”机是利用超声波来诊断病情的,但是人们听不到它发出的声音,这是因为( )
A.声音太大
B.声音的频率超过人类听觉的上限
C.声音太小
D.声音的频率低于人类听觉的下限
【分析】(1)多数人的听觉频率范围大约从20Hz到20000Hz,超出这个区间,人不能听到声音;
(2)超声是频率大于20000Hz的声音。
【解答】解:“B超”机发出的声音频率大于20000Hz,声音的频率超过人类听觉的上限,所以人们听不到它发出的声音,故B正确。
故选:B。
【点评】此题考查了人耳的听觉范围,以及超声波的频率范围,属于基础题。
3.(3分)据统计,2023年全国因家庭用电不当造成的事故约10万起,可见用电安全关乎民生。下列关于家庭电路的说法错误的是( )
A.洗衣机插头上标着字母E的导线与洗衣机的金属外壳相连
B.空气开关,会在家庭电路中电流过大时“跳闸”
C.漏电保护器,会在插座被短路时迅速切断电流
D.试电笔通常也用来检查电气设备的外壳是否带电
【分析】洗衣机插头上标着字母E的导线是地线,漏电保护器的主要作用是在发生漏电时迅速切断电流,试电笔是一种用来辨别火线和零线的工具。
【解答】解:A.洗衣机插头上标着字母E的导线是地线,它的作用是将洗衣机的金属外壳与大地相连。这样,在洗衣机内部发生漏电时,电流会通过地线流入大地,而不是通过人体,从而保护人身安全。故A正确。
B.空气开关是一种电路保护装置,它会在家庭电路中电流过大时自动断开电路,即“跳闸”。这是为了防止电流过大引起的火灾等危险情况。故B正确。
C.漏电保护器的主要作用是在发生漏电时迅速切断电流,以保护人身安全。但是,当插座被短路时,电流会非常大,这通常会导致空气开关跳闸,而不是漏电保护器切断电流。因为短路和漏电是两种不同的电路故障,需要不同的保护装置来应对。故C错误。
D.试电笔是一种用来辨别火线和零线的工具。它可以检查电气设备的外壳是否带电。如果外壳带电,说明设备内部可能存在漏电情况,需要及时处理。故D正确。
故选:C。
【点评】本题主要考查家庭电路的安全用电知识,包括插头的结构、空气开关和漏电保护器的作用,以及试电笔的使用方法。
4.(3分)如图所示的情境与“举杯邀明月,对影成三人”的物理原理是相同的。下列对“影”的分析正确的是( )
A.地上的“影”是光的反射形成的
B.地上的“影”是光的直线传播形成的
C.水中的“影”是光的折射形成的
D.水中的“影”是光的直线传播形成的
【分析】(1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食;
(2)平面镜成像是光的反射形成的。
【解答】解:AB、“地面上的影子”是由于光的直线传播形成的;故A错误,B正确;
CD、水中的“影”是光的反射形成的,故CD错误。
故选:B。
【点评】此题主要考查了光的直线传播和光的反射现象,属于基础题。
5.(3分)国庆假期,小明乘坐动车回老家看望爷爷。当动车进入隧道后他感觉耳朵越来越不舒服,有胀痛感和轻微耳鸣,而当动车离开隧道后,这种不适就会迅速消失。主要因为在隧道内( )
A.车厢外空气流速大,压强小,导致车厢内气压降低
B.车厢外空气流速大,压强大,导致车厢内气压升高
C.车厢外空气流速小,压强小,导致车厢内气压降低
D.车厢外空气流速小,压强大,导致车厢内气压升高
【分析】流体压强与流速的关系:流体流速大的位置压强小。
【解答】解:当动车进入隧道后他感觉耳朵越来越不舒服,有胀痛感和轻微耳鸣,而当动车离开隧道后,这种不适就会迅速消失。主要因为在隧道内车厢外空气流速大,压强小,导致车厢内气压降低,引起耳膜两侧压强不平衡。
故选:A。
【点评】本题考查了流体压强与流速的关系,属于基础题。
6.(3分)铸造青铜器时,工匠将铜料加热化为铜液注入模具,铜液冷却成形,青铜器铸造初步完成。下列说法正确的是( )
A.铜料化为铜液需要放热
B.铜料化为铜液是熔化
C.铜液冷却成形需要吸热
D.铜液冷却成形是凝华
【分析】物质从固态变为液态为熔化,熔化吸热;物质从液态变为固态为凝固,凝固放热。
【解答】解:AB、铜料化为铜液为熔化现象,需要吸热,故A错误、B正确;
CD、铜液冷却成形为凝固,需要放热,故CD错误。
故选:B。
【点评】本题考查熔化和凝固的有关知识,属于对基础知识的考查,难度不大。
7.(3分)市面上有一款不需要电池的自发电门铃,如图所示。当按压门铃压板时,压板后面的弹簧会带动磁体运动,从而在线圈中产生电流,发声元件便可以发出声音。这种门铃发电的原理是( )
A.电磁感应现象
B.电流的磁效应
C.磁极间的相互作用
D.通电导体在磁场中受力运动
【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,这是电磁感应现象。
【解答】解:当按压门铃压板时,压板后面的弹簧会带动磁体运动,从而在线圈中产生电流,这是电磁感应现象,此过程将机械能转化为电能;故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查了电磁感应现象,属于基础知识。
8.(3分)2023年12月10日晚8点左右,二广高速G55原平至崞阳段受大雪影响,发生多车连环追尾事故,如图所示。则下列说法正确的是( )
A.对汽车a的司机起保护作用的是安全气囊
B.汽车a尾部的受损情况说明力能改变物体的运动状态
C.汽车b刹车后由于惯性仍撞到汽车a
D.对汽车b的司机起保护作用的是汽车头枕
【分析】惯性指物体保持原来运动状态不变的性质,惯性是物体本身固有的属性,任何物体任何状态下都有惯性;质量是物体惯性大小的唯一的量度。
【解答】解:A、图中汽车发生追尾时,对汽车a中的司机,由静止到运动,人体由于惯性要保持原来的静止状态,所以会向后仰,后面的头枕对人体起缓冲、保护作用,故A错误;
B、汽车a尾部的受损情况说明力可以改变物体的形状,故B错误;
C、一切物体在任何时候任何情况下都具有惯性,汽车b刹车后由于惯性会保持原来的运动状态,所以即使刹车了,但仍撞到了汽车a,故C正确;
D、对汽车b中的司机由运动到静止,人体由于惯性要保持原来的运动状态,所以会向前倾,前面的安全气囊对人体起缓冲、保护作用,故D错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查学生用惯性知识解释生活中一些现象的能力,体现了从物理走向生活的理念,是一道基础题。
9.(3分)如图所示是小明在网上购买了一台手动榨汁机。榨汁时,手握压杆A处并使之围绕转轴顺时针转动,直至完成榨汁。在此过程中( )
A.省力但费距离B.省力且省距离
C.费力且费距离D.费力但省距离
【分析】先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。省力杠杆省力费距离,费力杠杆费力省距离。
【解答】解:由图可知,榨汁机在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,省力但费距离。故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】此题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种:
①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
10.(3分)如图是某品牌智能体重秤的电路结构图,电源电压恒定,R0为定值电阻,秤盘下方的电阻R为压敏电阻;其阻值随所受压力增大而减小。体重越重时,下列判断正确的是( )
A.电流表示数越小
B.电压表示数越小
C.电路消耗的总功率越大
D.电压表与电流表示数的比值越大
【分析】由图可知,电路是压敏电阻和定值电阻串联,电压表测量定值电阻R0的电压,电流表测量电路中的电流;体重越重时,根据压敏电阻阻值的变化分析电路总电阻的变化,根据欧姆定律分析电路中电流的变化和定值电阻两端电压的变化;根据P=UI分析总功率的变化,根据R=分析电压表与电流表示数的比值的变化。
【解答】解:由图可知,电路是压敏电阻和定值电阻串联,电压表测量定值电阻R0的电压,电流表测量电路中的电流;
A、体重越重时,压敏电阻受到的压力变大,其阻值变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数变大,故A错误;
B、根据U=IR可知,定值电阻两端电压变大,电压表示数变大,故B错误;
C、根据P=UI可知,电路消耗的总功率变大,故C正确;
D、根据R=可知,电压表与电流表示数的比值为R0的阻值,所以比值大小不变,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了电路的动态分析、欧姆定律的应用、电功率计算公式的应用,难度不大。
八、实验探究题(本大题共5个小题,31、32小题各5分,34小题4分,33、35小题各6分,共26分)
11.(5分)如图所示是“探究水在沸腾前后温度变化特点”的实验装置。请你解答:
(1)组装器材时,应先固定 B (选填“A”或“B”);悬挂温度计的铁杆位置过高或过低会直接影响实验中对 水温 的测量;
(2)在实验过程中,判断水沸腾的根据是 产生大量气泡,气泡上升变大,到水面破裂 ;
(3)小明完成实验后,注意到小强还没有完成实验,是因为他没有使用烧杯盖,经过分析认为,烧杯盖在本实验中的作用是 减慢水的内能的散失 ,从而缩短了实验的时间;
(4)在实验装置相同和操作正确的情况下,各组完成实验的时间也不同,请你写出一个缩短时间的建议 减小水的质量 。
【分析】(1)因为在实验中需要用酒精灯的外焰加热,所以应从下向上固定实验器材的位置;
根据温度计的使用方法分析;安装实验器材时,应按照自下而上的顺序;
(2)掌握水沸腾时和沸腾前的现象:水沸腾时气泡上升过程中体积变大,到水面破裂开来,释放出大量的水蒸气;水沸腾前气泡在上升过程中体积减小;
(3)在实验的过程中,会有能量的散失;
(4)可考虑从减小水的质量或提高水的初温等方面缩短加热时间。
【解答】解:(1)在实验中需要用酒精灯的外焰加热,所以应先确定铁圈B的高度;
温度计在测量液体温度时,温度计的玻璃泡不能接触容器底和容器壁,玻璃泡必须全部浸入液体中,铁杆位置过高或过低会直接影响实验中对水的温度的测量;
(2)沸腾时,形成大量气泡不断上升、变大,到水面破裂开来,里面的水蒸气散发到空气中;
(3)在实验中使用杯盖,可以减慢水的内能的散失,缩短加热时间;
(4)为了缩短加热时间,可采取的措施有:减小水的质量、用热水实验、给烧杯加盖等。
故答案为:(1)B;水温;(2)产生大量气泡,气泡上升变大,到水面破裂;(3)减慢水的内能的散失;(4)减小水的质量。
【点评】水的沸腾实验是初中热学重要的实验,此实验涉及到的知识点多,但是深度比较小,一般考查液体沸点、沸腾条件、沸腾特点、温度计的正确使用、气泡变化问题,对于实验题,还要注意实验过程中出现的故障,都是考试的重点内容。
12.(5分)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中:如图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为6cm的长方体物块(可塑),测出重力,将它缓慢浸入水中,记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和深度h,根据实验数据,画出物块所受浮力F浮随h变化的图象如图乙所示。请你解答:
(1)此实验,弹簧测力计应在 竖直 (选填“竖直”或“水平”)方向上调零;
(2)分析图象可知:浸没前,h增加,F浮 变大 ;浸没后,h增加,F浮 不变 ;(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图象 不同 (选填“相同”或“不同”);
(4)若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,还需添加一种材料: 不同密度的液体 。
【分析】(1)弹簧测力计应在所测力的方向上调零。
(2)根据图甲和图乙直接分析出浸没前和浸没后,h增加时,物体所受浮力的变化情况。
(3)根据圆锥体的几何特征结合阿基米德原理分析两次实验所得的F浮随h变化的图象是否相同。
(4)探究物体所受浮力的大小与液体密度的关系,要控制排开液体的体积相同,改变液体的密度。
【解答】解:(1)由于重力和拉力都在竖直方向上,因此弹簧测力计应在竖直方向上调零。
(2)由图甲和图乙可知,浸没前,h增加,F浮变大;浸没后,h增加,F浮不变。
(3)若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,在浸没前,h相同时,排开液体的体积不同,由阿基米德原理可知,受到的浮力不同;重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图象是不同的。
(4)若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,需保持排开液体的体积不变,改变液体的密度,因此还需要添加不同密度的液体。
故答案为:(1)竖直;(2)变大;不变;(3)不同;(4)不同密度的液体。
【点评】本题探究浮力大小与哪些因素有关,考查弹簧测力计的使用、阿基米德原理和分析图象归纳结论的能力。
13.(4分)小明在“探究电流与电压的关系”时,所选电源电压恒为3V,定值电阻的阻值为5Ω,连接如图甲所示电路,进行如下操作,请你解答:
(1)将滑动变阻器的滑片调至最右端,闭合开关,会发现 电流表 无示数,经检查发现电路中有一条导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确;
(2)改正电路后,闭合开关,电流表示数为0.1A,电压表指针位置如图乙所示,示数为 0.5 V,滑动变阻器的最大阻值 25 Ω;
(3)调节滑动变阻器的滑片,再进行四次实验,每次读取电流表、电压表示数,将数据填在表中。分析数据可得出:在导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成 正比 。
【分析】(1)闭合开关前,滑动变阻器要调节到阻值最大的位置;
原电路中,电流表与电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表应与电阻串联,电压表与电阻并联;
(2)根据电压表的量程和分度值,读出电压表的示数,根据串联电路中的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值;
(3)根据表中数据得出结论。
【解答】解:(1)原电路中,电流表与电阻并联,电压表串联在电路中,因电压表内阻很大,闭合开关,会观察电流表无示数;
应该将电流表应与电阻串联,电压表与电阻并联,如下图所示:
(2)由图可知,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,示数为0.5V;
由串联电路中的电压特点可知,滑动变阻器两端的电压为:U滑=U﹣U定=3V﹣0.5V=2.5V,
电流表示数为0.1A,因为串联电路中电流处处相等,所以通过滑动变阻器的电流也为0.1A,
滑动变阻器的最大阻值:R滑最大===25Ω;
(3)由图中数据可得,在导体的电阻一定时,通过导体的电流与导体两端电压成正比。
故答案为:(1)电流表;见解答;(2)0.5;25;(3)正比。
【点评】本题考查了探究电流与电压的关系,属于中档题。
14.(6分)如图所示是小明备战学校春季运动会铅球项目的训练场景。训练过程中,他一直在思考怎样才能把铅球投得远一些,投掷距离与哪些因素有关。于是他做了如下猜想:
猜想一:与铅球的质量有关;
猜想二:与铅球被投掷出去的角度有关。
为了验证猜想,小明用弹簧玩具枪、小钢球做了一系列实验,小钢球质量分别为m和M,且M>m,弹簧玩具枪压缩弹簧长度的五分之一,实验数据记录如表。请你解答:
(1)小明根据实验数据得出初步结论:在其他条件相同时,发射角度为45°时,小钢球被弹出的距离最远。为了使他的结论更加可靠,还需要补充的实验是 控制其它条件相同,在45°角附近等角再做几次实验 。从表中数据还能得出的结论有:其他条件相同时, 小钢球质量越大,小钢球被弹出距离越近 。
(2)除本实验已探究的因素外,还有一个因素影响铅球被投掷距离,请你提出一个可探究的问题 小钢球被弹出距离的大小与弹簧的压缩程度有关 。(合理即可)
(3)为了在运动会铅球项目中取得好成绩,请你给小明提出一条合理建议(铅球质量不变) ①增大射出点的高度和射出的速度;②选择45°投掷 。
【分析】(1)相同的发射角,连续做多次实验的目的就是为了避免一次的偶然性;
根据控制变量法知:在发射角的度数相同时,小钢球质量越大,小钢球被弹出距离越近;
(2)根据表格的数据得出结论,影响弹性势能的因素:弹性形变;
(3)影响投掷距离的因素:质量、抛射的速度、高度、角度等。
【解答】解:(1)为了得到更为普遍的结论,可以采取多次实验的方法,故为了使他的结论更加可靠,应该控制其它条件相同,在45°角附近等角再做几次实验;
根据表中数据还能够得出:发射角的度数相同时,小钢球质量越大,小钢球被弹出距离越近;
(2)题干中弹簧玩具枪压缩弹簧长度的五分之一,可以将弹簧玩具枪压缩弹簧长度的五分之二(在弹性限度内),弹性形变增大,弹性势能越大,射出时,弹性势能转化为动能越多,小钢球被弹出的距离越远;故该实验可以探究小钢球被弹出距离的大小与弹簧的压缩程度有关;
(3)据实际情况可知,若想为了在运动会标枪项目中取得好成绩,可以增大射出点的高度和射出的速度,并选择45°投掷等。
故答案为:(1)控制其它条件相同,在45°角附近等角再做几次实验;小钢球质量越大,小钢球被弹出距离越近;(2)小钢球被弹出距离的大小与弹簧的压缩程度有关;(3)①增大射出点的高度和射出的速度;②选择45°投掷。
【点评】本题主要考查学生对控制变量法的掌握,控制变量法是初中物理实验探究中经常采用的方法,一定要会运用这种方法研究问题。考查了速度和物体的运动以及射出点高度、射出速度、射出仰角与射程的关系,射出高度和速度一定时,射出仰角45°时,射程最远。
15.(6分)小明从电影院出来后,想到能否利用凸透镜制作一个手机投影仪在家看电影呢?然后他和物理兴趣小组的同学开展“自制手机投影仪”的项目化学习活动。选择的材料为:凸透镜若干、纸板、胶水、刻度尺、白纸、剪刀等。
【项目设计方案】
他们设计如图甲所示的方案将纸板制成了纸盒,将凸透镜固定在纸盒上,手机固定在可以前后移动纸板上。
【项目实施】
(1)步骤:通过 利用太阳光测量凸透镜焦距 ,测出凸透镜焦距分别是10cm、15cm、20cm,若手机和凸透镜相距20cm,为了能在白墙上得到清晰、放大的像,可选择 15cm 焦距的凸透镜。将手机和选好的凸透镜固定在纸盒上,打开手机屏幕,盖上顶部纸板,就可以在白墙上看到手机的投影;
(2)调试:为了使投影仪使用过程中具有良好的观影效果,手机屏幕应该选择图乙 B (填“A”或“B”)的放置方式。小明建议选择光滑的白板作为屏幕,而小红建议选择白墙作为屏幕。你赞成谁的建议?并说明理由 赞成小红的观点,因为光照在白墙上会发生漫反射,人在各个方向都能清晰观影 。
【项目评价】
(3)评委对该产品进行评价时,指出该投影仪存在“画面较小、画质较暗”的问题。该自制的投影仪还需要进行的改进是: 将纸盒远离光屏,同时将手机靠近凸透镜 。(写出一条即可)
【分析】【项目设计】(1)步骤:利用太阳光测量凸透镜焦距,应让凸透镜正对太阳光,白纸应与凸透镜平行,来回移动透镜,找到最小最亮的光斑;
根据2f>u>f,成倒立、放大的实像;
(2)调试:凸透镜成实像时,像与物上下颠倒;
镜面反射是反射光线射向同一方向,漫反射是反射光线射向不同的方向;
【项目评价】
(3)凸透镜成实像时,物距变小,像距变大,像变大。
【解答】解:【项目实施】(1)步骤:利用太阳光测量凸透镜焦距,应让凸透镜正对太阳光,白纸应与凸透镜平行,来回移动透镜,找到最小最亮的光斑,光斑到透镜中心的距离即为焦距;
根据2f>u>f,成倒立、放大的实像,所以手机和凸透镜相距20cm,为了能在白墙上得到清晰、放大的像,可选择15cm焦距的凸透镜;
(2)调试:凸透镜成实像时,像与物上下颠倒;为了使投影仪使用过程中具有良好的观影效果,手机应该应该倒着放,故应选择B的放置方式;
若用光滑的白板作为屏幕,反射光线将射向同一方向,其它方向的人无法清晰观影,而选择白墙作为屏幕,白墙表面粗糙,发生的是漫反射,各个方向的人都能清晰观影,故赞成小红的观点;
【项目评价】(3)凸透镜成实像时,物距变小,像距变大,像变大,为了让投在光屏上的画面更大一些并清晰,应该将纸盒远离光屏,同时将手机靠近凸透镜。
故答案为:【项目实施】(1)利用太阳光测量凸透镜焦距;15cm;(2)B;赞成小红的观点,因为光照在白墙上会发生漫反射,人在各个方向都能清晰观影;【项目评价】(3)将纸盒远离光屏,同时将手机靠近凸透镜。
【点评】此题考查了凸透镜成像规律的探究及应用,关键是熟记成像规律的内容,并做到灵活运用。
九、综合应用题(本大题共6个小题,36小题2分,37、39小题各3分,38小题4分,40、41小题各6分,共24分)
16.(2分)在科幻电影《异星战场》中有这样一组镜头,“小长毛”穿越到火星,他轻轻一跳就能跳十几米高!查阅资料发现,火星上的引力是地球上的。如果把地球上的物体拿到火星上,物体的质量将 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”),假如地球上的引力和火星上相同,展开你的想象,将会有什么样的场景出现 一蹦三米高 (合理即可)。
【分析】物体所含物质的多少叫质量,质量是物体本身的一种属性,与物体的形状、状态、位置和温度无关,但火星上的引力会变小。
【解答】解:如果把地球上的物体拿到火星上,物体的质量将不变;假如地球上的引力和火星上相同,人会一蹦三米高。
故答案为:不变;一蹦三米高。
【点评】本题考查了物体的质量与物体之间的引力关系,属于基础题。
17.(3分)阅读短文《光导纤维》,回答问题:
英国物理学家丁达尔研究发现,光从水中射向空气,当入射角增大时,折射角也增大,但折射角先增大到90°,此时,折射光线消失,只剩下反射光线,这种现象称为全反射现象。刚好发生全反射时的入射角叫做临界角,只有入射角大于或等于临界角时,才会发生全反射现象。由于光从水中射向空气中时,光在水流中发生了多次全反射,表面上看,好像光在水流中弯曲前进,实际上,在弯曲的水流里,光仍沿直线传播。后来人们制造出一种透明度很高、粗细像蜘蛛丝一样的玻璃丝——玻璃纤维。当光线以合适的角度射入玻璃纤维时,光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。因这种纤维能够用来传输光,故称它为光导纤维。
光导纤维在现代技术中有着广泛的应用,一根直径不到1.3cm的由32根光纤组成的光缆,能容纳50万对用户同时通话,或者同时传送5000个频道的电视节目。除通信领域外,光纤还有许多其他的应用。例如“传能光纤”可以传递高功率的激光能量,广泛应用于激光加工机、激光手术刀等;“传像光纤”可以用来传递图像,用于医学上的肠镜、胃镜检查和海关、机场等的安全监控等。
(1)一束光从水中斜射入空气,入射角 小于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)折射角;
(2)“当光线以合适的角度射入玻璃纤维时,光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。”这个合适的角度满足的条件是: 入射角大于临界角 ;
(3)请利用光能沿着弯曲玻璃纤维前进的特点,设计一个应用于生活中的工具: 可以制成“传像光纤”,用于医学上的肠镜、胃镜检查 。
【分析】(1)光从水中斜射进入空气中时,折射角大于入射角。
(2)光导纤维传输的条件是入射角大于临界角。
(3)光导纤维的应用之一是可以制成“传像光纤”,用于医学上的肠镜、胃镜检查。
【解答】解:(1)一束光从水中斜射入空气,入射角小于折射角;
(2)“当光线以合适的角度射入玻璃纤维时,光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。”这个合适的角度满足的条件是:入射角大于临界角;
(3)利用光导纤维可以制成“传像光纤”,用于医学上的肠镜、胃镜检查。
故答案为:(1)小于;(2)入射角大于临界角;(3)可以制成“传像光纤”,用于医学上的肠镜、胃镜检查。
【点评】本题考查的是光导纤维的特点及应用,属于基础题目。
18.(3分)在炎热的夏天,小阳的妈妈在使用电烤箱的同时,还开着洗衣机洗衣服,小阳感觉房间比较热,当他闭合空调机的开关时,家里的空气开关出现了“跳闸”的现象,经检查空气开关出现“跳闸”不是由于短路造成的,请你用所学的物理知识解释产生这一现象的原因。
【分析】认真读题,找出家庭电路同时工作的用电器有哪些,根据用电器的总功率的大小和公式P=UI来判断电路中空气开关出现“跳闸”的原因。
【解答】答:空调器的功率较大,当与其它家用电器一起使用时,使连入电路中用电器的总功率过大。根据公式I=可知,在家庭电路电压不变时,电路中电流过大,所以出现了“跳闸”现象。
【点评】这是家庭用电常识,家庭电路中同时工作的用电器不易太多,否则会因电流过大而引起跳闸。
19.(4分)人民海军阔步星辰大海,航空母舰逐梦万里海天。如图所示是我国第一艘航空母舰“辽宁舰”在海洋上静止时的场景,忽略空气阻力,请画出该航母所受力的示意图。(O点为航空母舰的重心)
【分析】静止的物体受力平衡,受到的重力与浮力平衡,据此画图。
【解答】解:静止的物体受力平衡,航母受到的重力与浮力平衡,作用点都画在重心上,方向相反,大小相等,如图所示:
【点评】本题考查二力平衡条件的应用与力的示意图,属于基础题。
20.(6分)小明和父母参观车展时,试驾了一款小型房车,该车在平直公路上以54km/h的速度匀速行驶了3600m,已知车轮与水平地面总接触面积为0.4m2,试驾时车和人总质量为4×103kg,阻力是车重的0.1倍,g取10N/kg。请你计算:
(1)该房车匀速行驶的时间;
(2)该房车静止在水平地面上时,对地面的压强;
(3)该房车匀速行驶时牵引力做功的功率。
【分析】(1)由t=得到该房车匀速行驶的时间;
(2)根据G=mg计算该房车的总重力,该房车静止在水平地面上时,对地面的压力等于总重力,根据p=计算压强;
(3)根据题意计算房车匀速行驶时受到的阻力,汽车匀速行驶时牵引力等于阻力,根据P===Fv得到牵引力做功的功率。
【解答】解:(1)该房车匀速行驶的速度:v=54km/h=15m/s,
该房车匀速行驶的时间:t===240s;
(2)该房车的总重力:G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N,
该房车静止在水平地面上时,对地面的压力:F压=G=4×104N,
对地面的压强为:p===1×105Pa;
(3)房车匀速行驶时受到的阻力:f=0.1G=0.1×4×104N=4000N,
由题知汽车匀速行驶时牵引力等于阻力,则牵引力:F=f=4000N,
牵引力做功的功率:P===Fv=4000N×15m/s=6×104W。
答:(1)该房车匀速行驶了240s;
(2)该房车静止在水平地面上时,对地面的压强是1×105Pa;
(3)该房车匀速行驶时牵引力做功的功率是6×104W。
【点评】本题考查了速度、压强、功率的计算,属于基础题,要求掌握。
21.(6分)某种带保温功能的电热水壶,其发热部分电路如图所示,通过调节开关S1、S2可以实现低温、中温、高温三挡的切换。已知电源电压U=220V保持不变,电阻丝R1=110Ω、R2=88Ω。当水温降到60℃时,电路自动切换成低温挡进行保温。用电热水壶高温挡把m=2kg的水从t1=28℃加热到t2=100℃后自动断电,电热水壶加热效率η=84%。当电热水壶中水降到60℃时,继续保温t=1.8h,已知c水=4.2×103J/(kg•℃),请你计算此次电热水壶加热和保温共消耗的电能。
【分析】求出2kg水从28℃加热到100℃吸收的热量,根据电热水壶加热效率求出消耗的电能;当电热水壶处于保温状态时,开关S1断开,开关S2和A相连,电阻R1、R2串联,可求出保温1.8h消耗的电能;
【解答】解:把2kg水从28℃加热到100℃吸收的热量Q吸=c水m(t2﹣t1)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃﹣28℃)=6.048×105J
消耗的电能W===7.2×105J,
电热水壶处于保温状态时,电阻R1、R2串联,总电阻R=R1+R2=110Ω+88Ω=198Ω,
保温1.8小时消耗的电能W′===1.584×106J
加热和保温共消耗的电能W总=W+W′=6.048×105J+1.584×106J=2.1888×106J
答:电热壶本次加热和保温共消耗的电能为2.1888×106J。
【点评】本题考查了热量的计算及电能的计算方法,会分析热水壶在低、中、高档时电路的连接方式是解题的关键。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1
1.5
2
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
小钢球质量
发射角的度数
小钢球被弹出的距离/m
m
30°
1.8
45°
2.2
60°
1.7
M
30°
1.3
45°
1.6
60°
1.3
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1
1.5
2
2.5
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
小钢球质量
发射角的度数
小钢球被弹出的距离/m
m
30°
1.8
45°
2.2
60°
1.7
M
30°
1.3
45°
1.6
60°
1.3
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