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湖南省长沙市2020年中考物理猜想卷(五)(含解析)
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湖南省长沙市2020年中考物理猜想卷(五)
一、选择题(本大题共12小题,每小题3分,共36分,每小题只有1个选项符合题意)
1.下列关于声现象的说法不正确的是( )
A.15℃时空气中的声速是340m/s
B.“低声细语”中的“低”描述的是声音的音调
C.两名宇航员在太空中不能直接对话,是因为声音不能在真空中传播
D.“闻其声而知其人”,主要是因为不同的人音色不同
【答案】B
【解析】A、15℃时空气中的声速是340m/s;故A正确。B、“低声细语”中的“低”是指声音的响度,故B错误;C、声音的传播需要介质,真空不能传声,所以两名宇航员在太空中不能直接对话,故C正确。D、不同人说话时声音的品质与特色不同,“闻其声知其人”,主要是因为不同的人音色不同,故D正确。选B。
2.下列现象中,能用光的反射解释的是( )
A.叉鱼 B.激光引导掘进方向
C.看到地上物体 D.凸透镜会聚光线
【答案】C
【解析】A、鱼在水中,而人在船上,则来自鱼的光线需要从水中射向空气中进入人眼,此时光线就会发生折射,折射光线进入人眼,人看到的是鱼的虚像,由于虚像的位置比鱼的位置要高,所以我们要瞄准看到的鱼的下方去叉;与题意不符;B、由图可知,激光引导掘进方向是利用了光的直线传播,由于光是沿直线传播的,所以光引导的掘进方向也是直的;与题意不符;C、看到地上物体是由于光的反射,反射光线进入眼睛。符合题意;D、凸透镜会聚光线是由于光的折射。与题意不符;选C。
3.夏天,从冰箱里取出瓶装矿泉水时,常会发现瓶的外壁“出汗”,这是因为( )
A.水会从瓶内慢慢渗出
B.空气中的水蒸气遇冷液化
C.瓶外壁的水不断汽化
D.瓶周围的空气不断液化
【答案】B
【解析】矿泉水瓶“出汗”指的是矿泉水瓶外壁上有水,水是液态的,是由空气中的水蒸气遇到比较冷的矿泉水瓶形成的,气态变为液态,是液化现象。选B。
4.甲乙两人分别坐在并列的两列火车中,甲看见乙在向东行驶,路旁的树也向东运动,乙看见树向东运动,甲在向西行驶,若以地面为参照物则( )
A.甲在向东行驶,乙向西行驶
B.甲、乙都在西行,但乙比甲快
C.甲乙都在西行,但甲比乙快
D.甲乙都向东行驶,但甲比乙快
【答案】C
【解析】根据题意可知:甲在向西行驶,甲看到乙的运动状态和路旁的树木相同。我们可以判断出以下三种可能:①乙和树木相对静止,即乙相对于地面是静止的;②我们还可以根据生活经验和物体运动的相对性可知:如果乙和甲运动的方向相反,甲也可能看到乙向东运动;③乙与甲运动方向相同,但速度小于甲,在甲看来,也会看到乙从甲旁向东运动。但是乙也看见树向东运动,所以乙一定是运动的,且乙与甲运动方向相同,但速度小于甲。选C。
5.关于如图所示的四种情境,下列说法错误的是( )
A.甲图中足球运动员踢球使球飞出去,说明力可以改变物体的运动状态
B.乙图中跳远运动员助跑后起跳是为了增大惯性
C.丙图中撑杆跳高运动员向上弹起时,竿对人弹力的大小等于人对竿拉力的大小
D.丁图中运动员在单杠上静止不动时,单杠对他的拉力和他受到的重力是一对平衡力
【答案】B
【解析】A、甲图中足球运动员踢球使球飞出去,足球由静止变为运动;说明力可以改变物体的运动状态;故A正确。B、物体的惯性只与物体的质量有关,助跑后不能增大惯性;故B错误。C、撑杆跳高运动员向上弹起时,由于物体间力的作用是相互的,且其大小相等;故竿对人弹力的大小等于人对竿拉力;故C正确。D、动员在单杠上静止不动时,受到平衡力作用;故单杠对他的拉力和他受到的重力是一对平衡力;故D正确。选B。
6.下列哪个实验最早证明了大气压的存在( )
A.吸管吸饮料 B.托里拆利 C.阿基米德 D.马德堡半球
【答案】D
【解析】A、吸管吸饮料是利用了大气压,故A错误。B、托里拆利实验准确测量大气压的值,故B错误。C、阿基米德原理是计算浮力的,故C错误;D、马德堡半球内抽成真空,两个半球在大气压的作用下,八对马费很大的力才拉开两个半球,这个实验证明大气压存在,并且大气压很大,故D正确。选D。
7.礼花喷射器原理如图。通过扭动气阀可释放压缩气罐内气体产生冲击,将纸管里填充的礼花彩条喷向高处,营造气氛。在喷出礼花彩条的过程中,罐内气体( )
A.温度保持不变
B.内能减少
C.分子热运动加剧
D.通过热传递方式改变自身的内能
【答案】B
【解析】在喷出礼花彩条的过程中,罐内的压缩空气对礼花彩条做功,空气内能转化为礼花彩条的机械能;罐内气体内能减少,温度降低,分子热运动速度减慢,故ACD错误,B正确。选B。
8.如图所示,为保证安全,轿车上设有安全带提示系统,当驾驶员坐在座椅上时,座椅下的开关S1闭合,开关S2断开,指示灯L亮起,当驾驶员系上安全带时,开关S2闭合,指示灯L熄灭,在选项图所示的电路中,符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A、两开关串联,只有乘客坐下,系上安全带时指示灯才会发光,不符合题意,故A错误;B、指示灯与S1串联,与S2并联,乘客坐下时指示灯亮,系上安全带时,指示灯被短路熄灭,并且不会出现电源短路,符合题意,故B正确;C、指示灯与S1串联,与S2并联,乘客坐下时指示灯亮,系上安全带时,指示灯被短路熄灭,但出现电源短路,故C错误;D、两开关并联,无论乘客坐下,还是系上安全带,指示灯都会发光,不符合题意,故D错误。选B。
9.如图所示,下列电与磁的实验中,演示磁场对电流的作用的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A、图示现象是摩擦起电现象,不符合题意;B、图示通电导体在磁场中受到磁场力的作用,符合题意;C、图示电风扇与发光二极管组成闭合串联电路,转动风扇叶片,风扇电动机线圈切割磁感线,产生感应电流,发光二级管发光,这是电磁感应现象,不符合题意;D、图示是电磁感应现象,不符合题意;选B。
10.安全教育已越来越引起学校和社会各界的高度重视,并开展了一系列丰富多彩的教育活动。在某校一次安全用电知识的“对”“错”抢答比赛中,以下选项应叫答“对”的是( )
A.将电风扇三线插头最长的脚折弯后,插在两孔插座上使用
B.发现有人触电,应立即断开电源开关,切断电路
C.控制电灯的开关应接在零线上
D.在同一个插排上连接多个大功率用电器
【答案】B
【解析】A、电风扇三角插头最长脚折弯后,插在两空插座上使用,没有接地功能,用电器外壳带电,会危及人身安全,故A错误;B、发现有人触电后,如果用手去拉触电者,也会造成触电事故的发生,应该首先切断电源,然后再进行其他的救护措施,故B正确;C、开关应接在用电器和火线之间,这样在断开开关时,用电器才不会带电,故C错误;D、同一插排上使用的电器总功率过大,会使电路中电流过大,造成保险丝熔断,故D错误。选B。
11.如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,R2为定值电阻。闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中,关于电压表和电流表的示数变化,下列四个选项中,判断正确的是( )
A.电压表、电流表示数均变大
B.电压表、电流表示数均变小
C.电压表示数变大,电流表示数变小
D.电压表示数变小,电流表示数变大
【答案】D
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。在滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中,R1接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故BC错误;由U=IR可知,R2两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R1两端的电压变小,即电压表的示数变小,故A错误、D正确。选D。
12.如图所示,一根轻质木杆,A端细线下所挂50N的重物静止在水平地面上。当在B点加竖直向下的力F=15N作用时,木杆恰能在水平位置处于平衡状态,此时细线竖直。已知OA=15cm,OB=5cm,则重物对水平地面的压力为( )
A.65N B.50N C.45N D.15N
【答案】C
【解析】如图,由杠杆平衡条件可得,F1LOA=F2LOB,则F1===5N,又因为重物静止,所以重物受力平衡,G=F支+F拉,所以:F支=G﹣F拉=G﹣F1=50N﹣5N=45N,因为力的作用是相互的,所以F压=45N。选C。
二、填空(本大题共5小题,16空,每空1分,共16分)
13. “溜溜球”是同学们小时候玩过的一种玩具。如图是其结构示意图,使用时将线绕好,然后手持绳的上端自由释放,若不计空气阻力,在“溜溜球”下落过程中________能转化为________能;由于空气阻力,“溜溜球”上升的高度将越来越小,为使“溜溜球”上升的高度不变,在其上升的过程中,人必须提拉绳子,通过绳对“溜溜球”________,从而使它的机械能得到不断的补充。
【答案】机械;内;做功。
【解析】自然界中能量是守恒的,溜溜球上升的高度越来越小,机械能减小,通过空气阻力做功产生内能,为使溜溜球一直运动,则要给其补充能量。即人通过绳子对球做功。
14.汽车发动机是用水作冷却剂的,这是利用了水的________的性质;一壶水在炉火上加热,水温升高,其内能________(选填“增大”“不变”或“减小”),改变物体内能有两种方式,这是通过________方式改变其内能的。2kg的水温度升高10℃,水吸收的热量为________J.[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【答案】比热容大;增大;热传递;8.4×104。
【解析】(1)和质量相同的其它物质相比,升高相同的温度,水吸热多,即:水的比热容大;汽车发动机用水作冷却剂就是利用水的这个特性;(2)当物体的状态和质量均不变时,温度升高,内能增加;因此一壶水在炉火上加热,水温升高,其内能增大;该过程是通过热传递改变水的内能的。(3)水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×l03J/(kg•℃)×2kg×10℃=8.4×104J。
15.科学家们研制出了一种超轻材料“碳海绵”﹣﹣世界上最轻的一类物质,把一块“碳海绵”放在狗尾巴草上,狗尾巴草的茸毛几乎没变形。“碳海绵”比同体积的普通海绵轻得多。说明“碳海绵”这种材料的________较小,将“碳海绵”压缩80%后仍可恢复原状,这说明“碳海绵”的________好(选填“弹性”或“塑性”)。
【答案】密度;弹性。
【解析】(1)“碳海绵”比同体积的普通海绵轻得多,由ρ=可知,说明“碳海绵”这种材料的密度较小。(2)将“碳海绵”压缩80%后仍可恢复原状,这说明“碳海绵”的弹性好。
16.我国电视台和因特网以________的形式传播信息,这种信息在真空中的传播速度为________m/s.某电台的电磁波波长为3m,则它的频率是________MHz.电磁波的家族成员很多,有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线等,它们与人们的生活息息相关。电视机遥控器是利用________来工作的。
【答案】电磁波;3×108;100;红外线。
【解析】各国电视台都是利用了通信卫星实现全球直播的,通信卫星是以电磁波的形式在传播信息,电磁波在真空中的传播速度为3×108m/s。电磁波在真空中的传播速度是一定值,根据c=λf得:波长为3m的无线电波的频率f===1×108Hz=100MHz。遥控器发出的红外线,它会以光波的性质直线传播,并且可以发生反射,有时遥控器并没有对准电视机的控制窗口,而是沿某一合适的方向对准墙壁按下按钮,也可以控制电视机,这是利用了光的反射。
17.如图是电路元件甲和乙的电流与两端电压关系的图象。若把甲和乙并联接在电压是3V的电路中,电路消耗的总功率是________W;若把甲和乙串联接在电压是9V电路中,乙的电功率是________W:若把乙和“2.5V 0.5W“的小灯泡(灯丝电阻不变)串联接在电源两端,在保证小灯泡安全的情况下,电源电压最大为________V。
【答案】1.2;2;6.5。
【解析】(1)把甲和乙并联接在电压是3V的电路中时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,两元件两端的电压U甲=U乙=3V,
由图象可知,通过两元件的电流分别为I甲=0.3A,I乙=0.1A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流:I=I甲+I乙=0.3A+0.1A=0.4A,
电路的总功率:P=UI=3V×0.4A=1.2W;
(2)把甲和乙串联接在电压是9V电路中时,
因串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,
所以,由图象可知,当电路中的电流I′=0.4A,U甲′=4V,U乙′=5V时满足U甲′+U乙′=U,此时乙的实际功率:P乙=U乙′I′=5V×0.4A=2W;
(3)若把乙和“2.5V 0.5W”的灯泡L(灯丝电阻不变)串联在电源两端,
当灯泡L正常发光时电路中的电流最大,电源两端的电压最大,
由P=UI可得,电路中的最大电流IL===0.2A,
由图象可知,产生元件乙两端电压U乙=4V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源电压最大为:U大=UL+U乙=2.5V+4V=6.5V。
三、实验探究题(本大题共4小题,共25分)
18.(5分)小明做“探究凸透镜成像规律”的实验:
(1)小明利用太阳光测量凸透镜的焦距,方法如图甲所示。他注意到让凸透镜正对阳光,但没有仔细调节纸片与透镜的距离,在纸片上的光斑并不是最小时,就测出了光斑到凸透镜中心的距离L,那么,凸透镜的实际焦距为________。
A.一定小于L B.一定大于L
C.可能等于L D.可能小于L、也可能大于L
(2)如图乙所示,经过调节后,此时在光屏上得到一清晰的像,________就是利用这一成像规律工作的。若遮去凸透镜的上面一半,则光屏上所成的像将________。(选填“完整”或“不完整”)
(3)对于焦距相同的凸透镜,一个物距应该对应唯一的像距,但从各组汇报数据中发现,物距均为12.00cm时,有三个小组所测像距分别为23.00cm,24.00cm,26.00cm。若他们的数据差别不是因为长度测量误差导致的,你认为出现这种情况的操作原因是________。
(4)小明把自己的近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间且靠近凸透镜的位置,结果光屏上原来清晰的像变模糊了,若不改变蜡烛和凸透镜的位置,应将光屏向________透镜的方向移动。(选填“远离”或“靠近”)
【答案】(1)D;(2)照相机;完整;(3)光屏上还没有出现清晰的像时就测出了像距;(4)远离。
【解析】(1)只有在焦点处得到的光斑最小、最亮,在焦点之前和焦点之后光斑都不是最小。当测量距离为L时,焦距可能大于L,也可能小于L。
故选D。
(2)图中物距大于像距,成倒立、缩小的实像。照相机就是利用这一成像规律工作的;遮住凸透镜上面的一半,物体上任一点射向凸透镜的另一半,经凸透镜折射后,照样能会聚成像,像的大小不发生变化,折射光线减少,会聚成的像变暗,仍然是完整的。(3)同一凸透镜,物距一定,像距一定,小组实验的像距不同,是因为光屏上还没有出现清晰的像就测像距。(4)近视镜是凹透镜,将凹透镜靠近凸透镜,凹透镜对光线有发散的作用,使像点推迟会聚,光屏要远离凸透镜,才能接到清晰的像。
19.(7分)某物理兴趣小组的三个同学做“观察水的沸腾”实验,他们使用的实验装置分别如图1a、b、c所示,酒精灯和烧杯均为同一规格。
(1)安装器材时应按照________(选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行;
(2)实验中小敏发现温度计示数上升较慢,为了使温度计示数上升得快些,她应该________。
(3)图2甲、乙、丙是使用这三套实验装置实验后作出的温度随时间变化的图象。用a装置做实验作出的图象是________图;用b装置做实验作出的图象是________图;用c装置做实验作出的图象是________图;
(4)同学撤去酒精灯后,发现水未立即停止沸腾,原因可能是________;
(5)水沸腾特点是:________。
【答案】(1)自下而上;(2)减少水的质量;(3)丙;甲;乙;(4)石棉网有余温,石棉网与烧杯底的温度高于水的沸点,水能继续吸热;(5)继续吸热,温度不变。
【解析】(1)酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度;而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中,但不能碰到容器壁和容器底,所以放好烧杯后,再调节温度计的高度;故安装器材时应按照自下而上的顺序进行;(2)为了使温度计示数上升得快些,可采取的措施有:减少水的质量、提高水的初温、加大火力等;(3)由实验装置abc图可知,a装置烧杯上面加了一个盖,水面上方的气压较大,水的沸点高于100℃,所以用a装置做实验作出的图象是丙图。由甲、乙两图象可知,水的初温相同,乙图加热较长时间水才能沸腾,原因是水过多,然后比较bc装置可知,c装置中烧杯内的水的质量较多,所以用c装置做实验作出的图象是乙图;则用b装置做实验作出的图象是甲图;(4)撤去酒精灯后,由于石棉网有余温,石棉网与烧杯底的温度高于水的沸点,所以水能继续吸热,水未立即停止沸腾。(5)水沸腾特点:继续吸热,但温度不变。
20.(3分)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,实验小组的同学利用长木板、玻璃板及一些完全相同的木块,进行了如图所示的实验:
(1)实验中用弹簧测力计拉动木块沿水平方向做________直线运动来测量滑动摩擦力的大小;
(2)由甲、丙两图可知滑动摩擦力的大小与接触面的________有关。
(3)由________两图可知,滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
【答案】(1)匀速;(2)粗糙程度;(3)甲、乙。
【解析】(1)实验时,使木块在弹簧测力计的拉力作用下做匀速直线运动,木块处于平衡状态,木块受到的摩擦力与测力计的拉力是一对平衡力,由平衡条件可知,木块受到的摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。(2)由甲、丙两图可以看出,压力相同,接触面不同,弹簧测力计的示数不同,故可得出:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。(3)要研究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系,应控制接触面的粗糙程度相同,改变压力的大小,故图中甲、乙两次实验符合要求。
21.(10分)小红在实验室做“测量小灯泡电功率”实验中,如图甲所示,电源电压恒为4.5V,小灯泡标有“2.5V”字样,电流表、电压表、滑动变阻器(20Ω 3A)、开关各一个,导线若干。
(1)如图所示,小红所接的实验电路存在连接错误,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确,请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)正确连接导线过后,闭合开关,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭,小红的操作不当之处是:________,灯泡熄灭的同时,可观察到电压表示数________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)小红更换灯泡后,逐渐移动滑片,看到电压表示数如图乙,其读数是________V,为使灯泡正常发光,应向________(填“左”或“右”)端移动滑片P,图丙为灯泡的U﹣I图象,可知灯泡的额定功率是________W。
(4)小军看到实验桌上有一个U额=3.8V的小灯泡,他想挑战只用一只电流表测量该小灯泡的额定功率。小军又找来一个已知阻值的定值电阻R0和两个开关S1,S2,设计了如图丁所示的电路图,请补全小军的实验步骤。
①只闭合开关S和________,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为________;
②只闭合开关S和________,________,读出此时电流表的示数为I;
③则小灯泡的额定功率的表达式为:P额=________(用字母表示)。
【答案】(1)如下图所示;(2)变阻器接入电路中的电阻不是最大;(3)2.2;右;0.5;(4)U额×(I﹣)。
【解析】(1)原电路中,电压表测电源电压,是错误的;电压表应测灯的电压,应将连接电压表“3”接线柱与变阻器右下接线柱的连线去掉,将电压表“3”接线柱与灯的右接线柱连接起来,如下所示:
(2)闭合开关,灯泡立即发出明亮耀眼的光,说明电路中电流过大,将灯烧坏,则应是变阻器接入电路中的电阻不是最大;灯泡熄灭后灯泡处于开路,则电压表串联在电路中,则电压表示数为电源电压,所以观察到的电压表示数会变大。(3)由图乙所示电压表可知,其量程为0~3V,分度值为0.1V,所以示数为2.2V,小于灯泡额定电压2.5V,为使灯泡正常发光,应增大电路中电流,减小电路中电阻,所以应把滑片向右端移动;由图象可知,灯泡额定电压2.5V对应的电流为0.2A,灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;(4)①首先只闭合S和S2,定值电阻R0与灯泡并联后与变阻器串联,此时电流表测量通过定值电阻R0的电流;当灯泡正常发光时,由于并联电路各支路两端电压相等,则定值电阻两端电压U=U额;所以,此时通过定值电阻R0的电流为I0==,即当电流表示数为时,灯泡一定正常发光;②只闭合S和S1,电路仍然是定值电阻与灯泡并联后与变阻器串联,此时电流表测量干路电流,则干路电流为I;由于滑动变阻器的滑片位置不变,灯泡仍正常发光,通过定值电阻的电流不变;所以,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可得:灯泡的额定电流:I额=I﹣I0=I﹣;则灯泡的额定功率:P额=U额I额=U额×(I﹣)。
四、简答题(本大题共3小题,共23分)
22.(8分)声音的探究
(一)他们首先做了如下几个实验:
实验一:用手摸喉头,发声时,手在振动
实验二:用薄塑料片在塑料梳子的齿上划发声时,感觉手在振动
实验三:打击音叉,把发声音叉的尖端接触水面,激起水花
实验四:把刻度尺的一端紧压在桌面上,另一端伸出桌面,拨动刻度尺使它振动发声
(1)他们发现这些发声物体的共同特征是:________,物理学把这种由几个现象得到一个共同结论的方法称为归纳法。
(2)音叉发声振动不易观察到,通过激起水花将振动放大反映出来,物理学上把这种方法称为________
(二)小玉发现,轻拨与重拨钢尺,钢尺发出声音的大小不同。他继续用刻度尺探究声音的响度与振幅的关系,如图甲所示。记录的数据如下:
实验次数
1
2
3
用力大小
小
大
较大
尺的振动幅度
小
大
较大
尺拍打桌子的声音
小
大
较大
(1)小马发现他收集的数据有问题,请你帮他指出来
存在的是:________
(2)经过改正后,他们得出了正确结论:________
(三)小张发现塑料片快划与慢划发出声音的高低不同。他选择如图乙所示的器材进一步探究,但忘记记录现象了。请帮他完成实验记载用薄塑料片在塑料梳子的齿上划两次,第一次快些,第二次慢些,则第________次发出的声音的音调高;如图丙所示,用薄塑料片在1、2两把塑料梳子的齿上用同样的速度划两次,则________把梳子发出的声音的音调高。
(四)小马等同学在探究出上述问题之后,又提出这样一个问题:声音是怎样从发声物体传播到远处的?
针对这一问题,他们经过认真地思考,提出了两种猜想:①声音要传播出去,需要东西做媒介;②声音要传播出去,不需要什么东西做媒介
究竟哪一种猜想是正确的呢?小明他们进行了如下的两个实验:
a、两张课桌紧紧挨在一起。小丽轻敲桌面,小冬把耳朵贴在另一张桌子上。
b、两张桌子拉开,又进行了一次实验
小马发现两个小实验的结果不同,其不同的地方是________。得出的实验结论验证了其中猜想________是正确的。
【答案】(一)(1)发声体在振动;(2)转换法;(二)不应该是记录尺拍打桌子的声音;振幅越大,响度越大;(三)一;2;(四)第一次听到的声音比第二次大;①。
【解析】(一)(1)通过分析可知,发现这些发声物体的共同特征是发声体在振动;(2)音叉发声振动不易观察到,通过激起水花将振动放大反映出来,物理学上把这种方法称为转换法;(二)存在的问题是不应该记录尺拍打桌子的声音,而应该记录钢尺振动发出的声音;分析实验现象可得出:振幅越大,响度越大;(三)根据音调由频率决定,频率越大,音调越高可知:用薄塑料片在塑料梳子的齿上划两次,第一次快些,第二次慢些,则第一次比第二次频率大,所以第一次发出的声音的音调高;用薄塑料片在1、2两把塑料梳子的齿上用同样的速度划两次,因为2号梳子齿密,频率大,则2把梳子发出的声音的音调高;(四)小马发现两个小实验的结果不同,其不同的地方是第一次听到的声音比第二次大。得出的实验结论验证了其中猜想①是正确的。
23.(7分)电梯的简化模型如图甲所示,某电梯设计的锒大速度是2m/s,考虑安全、舒适、省时等因素,电梯速度要经过增大、不变和减小的过程。这一过程是通过改变拉力大小来实现的。某次上升过程中电梯所受拉力F随上升高度h变化的图象如图乙所示,这个过程用时 1min.求在这个过程中:
(1)电梯上升的平均速度;
(2)拉力做的功;
(3)为了保证顺畅运行,该电梯电动机的最大功率至少为多大。
【答案】(1)电梯上升的平均速度为0.8m/s;(2)拉力做的功是9.6×105J;(3)拉力做功的功率是5×104W。
【解析】(1)电梯上升的高度h=48m,用时间t﹦60s,
电梯上升的平均速度:v===0.8m/s;
(2)拉力在0﹣4m做的功:W1=F1h1=2.5×104N×4m=1.0×105J,
拉力在4﹣44m做的功:W2=F2h2=2.0×104N×40m=8.0×105J,
拉力在44﹣48m做的功:W3=F3h3=1.5×104N×4m=0.6×105J,
所以,上升过程拉力做的功:W=W1+W2+W3=1.0×105J+8.0×105J+0.6×105J=9.6×105J;
(3)拉力做功的最大功率:P===Fv=2.5×104N×2m/s=5×104W。
24.(8分)如图1所示为某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图,其中电源两端的电压为24V,R0为定值电阻,A为油量指示表(一个量程为0~0.6A的电流表);R1为压敏电阻(厚度不计),它的上表面受力面积为10cm2,其阻值与所受压力的对应关系如图2所示。油箱的横截面积为20dm2,油箱加满汽油时深度为0.4m,油量指示表的示数在最大值处。(汽油的密度ρ=0.7×103kg/m3)汽油的热值q=3.0×1010J/m3).请解答下列问题:
(1)当该车匀速行驶1h消耗10L(1L=1dm3)汽油时,汽油完全燃烧放出的热量有30%转化成汽车的有用功,则汽车在这段时间内的功率是多少?
(2)当油箱装满汽油时,压敏电阻R0上表面受到的压力是多大?
(3)定值电阻R0的阻值是多大?当油箱内汽油用完时,油量指示表的指针指向某一位置,求此位置所对应的电流值是多少?
【答案】(1)汽车在这段时间内的功率是2.5×104W;(2)当油箱装满汽油时,压敏电阻R0上表面受到的压力是2.8N;(3)定值电阻R0的阻值是10Ω;当油箱内汽油用完时,油量指示表的指针指向0.08A。
【解析】(1)当该车匀速行驶1h消耗10L汽油时,汽油释放的热量:
Q放=Vq=10×10﹣3m3×3.0×1010J/m3=3×108J,
由η=×100%可得,有用功:W有=Q放×30%=3×108J×30%=9×107J,
汽车在这段时间内的功率:P===2.5×104W;
(2)汽油对压敏电阻的压强:p=ρgh=0.7×103kg/m3×10N/kg×0.4m=2.8×103Pa,
由p=可得,压敏电阻受到的压力:F=pS=2.8×103Pa×10×10﹣4m2=2.8N;
(3)油箱装满油时,压敏电阻的阻值Rx=30Ω,由油量表的量程及图丙知I=0.6A,
由I=可得,电路中的总电阻:R===40Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R0的阻值:R0=R﹣Rx=40Ω﹣30Ω=10Ω;
当油箱内汽油用完时,压敏电阻受到的压力为0,由图乙可知压敏电阻的阻值Rx′=290Ω,此时电流表的示数:I′===0.08A。