
?2023年江蘇省泰州市興化市中考物理模擬試卷
一、選擇題(每小題4個選項中只有1個符合題意,每小題2分,共24分)
1.(2分)下列估測數(shù)據(jù),你認為明顯不合實際的是( ?。?br />
A.教室里的黑板長4m
B.一個中學(xué)生的體重約500N
C.中學(xué)生正常的脈搏跳動一般每分鐘75次左右
D.校運會百米賽跑中,某同學(xué)平均速度達50km/h
2.(2分)近來,共享單車在泰州街頭已十分普遍,細心的你會發(fā)現(xiàn)在單車的后方常常安裝著一個“尾燈”。夜間,單車后方汽車射來的燈光照在“尾燈”上時,“尾燈”變得非常明亮,這樣便能引起后方司機的注意。該裝置主要利用了( ?。?br />
A.光的折射 B.光沿直線傳播
C.光的色散 D.光的反射
3.(2分)如圖所示為超聲導(dǎo)盲手杖。它可以發(fā)射超聲波探測人體周圍障礙物的情況,并處理成語音信號及時播放出來,提醒盲人行路安全。該手杖可幫助盲人辨別障礙物的方位、距離、大小甚至形狀等信息。下列說法中正確的是( ?。?br />
A.超聲波的頻率低于20Hz
B.超聲波不是物體振動產(chǎn)生的
C.該導(dǎo)盲杖利用了超聲波穿透能力強的原理
D.該導(dǎo)盲杖對障礙物的定位原理與蝙蝠相同
4.(2分)在學(xué)校慶元旦晚會上,科技小組的同學(xué)向大家展示了激光射爆氣球的有趣實驗。如圖所示,紅色透明氣球內(nèi)部還套有一只綠色不透明氣球,用紅色激光照射透明的紅色、不透明綠色兩個氣球時,下列說法正確的是( ?。?br />
A.紅色激光筆發(fā)出的是紅外線
B.綠色不透明氣球可能會爆破
C.紅色透明氣球可能會爆破
D.兩個氣球都不會爆破
5.(2分)發(fā)球,是網(wǎng)球最基本的一個技術(shù)。其基本過程是:左手以拇指、食指、中指三指將球平穩(wěn)托起(圖1),隨即穩(wěn)穩(wěn)地豎直向上用力將球拋出,身體重心向后靠至后腳再前移至前腳,同時髖部前頂、展背呈“背弓”狀,然后反彈背弓并發(fā)力揮拍(圖2),當球從空中最高點往下落時,后擺球拍,人的身體隨之后展呈“弓”狀,作好擊球準備(圖3),當球下落至合適高度時,人快速用力揮動球拍迅速擊球(圖4),球立即迅速地向?qū)Ψ綀龅仫w去。對上述過程的下列說法正確的是( ?。?br />
A.圖1中球?qū)κ值淖饔昧Σ皇菑椓?
B.圖2中球在最高點受力平衡
C.圖3中擺拍過程中人對球拍做了功
D.圖4中擊球瞬間球拍沒有發(fā)生形變
6.(2分)如圖,在用一輕質(zhì)杠桿自制簡易密度秤的過程中,在A端的空桶內(nèi)分別注入密度已知的不同液體,改變物體M懸掛點B的位置,當杠桿在水平位置平衡時,在M懸掛點處標出相應(yīng)液體的密度值。下列關(guān)于密度秤制作和使用的說法中,錯誤的是( )
A.空桶的質(zhì)量越大,秤的0刻度線越往右移
B.測量液體密度時每次倒入空桶的液體體積相同
C.秤的刻度分布不均勻且向右越來越大
D.增大物體M的質(zhì)量或選用容積更小的空桶,秤的量程會增大
7.(2分)興趣小組利用內(nèi)徑較大且較長的玻璃管制作了“慣性演示儀”,管內(nèi)裝有水,將一只乒乓球放進去,密封管口后將試管水平放置,讓球停留在中間位置,如圖甲所示.若將玻璃管突然向右運動,下列四幅圖中符合實際情景的是( )
A. B.
C. D.
8.(2分)小明同學(xué)利用冷水(20℃)、熱水(80℃)和碎冰塊探究“氣體液化的條件”時,做了如圖所示四種嘗試,其中上方燒杯底部會出現(xiàn)小水珠的有( )
A.只有圖a中會出現(xiàn) B.只有圖b中會出現(xiàn)
C.圖c和圖d中會出現(xiàn) D.圖a、圖c和圖d中會出現(xiàn)
9.(2分)小明元宵節(jié)去觀賞花燈后自制了一個“走馬燈”(如圖所示),下面紙杯內(nèi)的蠟燭點燃后,熱氣上升,形成氣流,從而推動上面的紙杯轉(zhuǎn)動。此過程的能量轉(zhuǎn)化情況與汽油機的哪一個沖程相同( )
A.吸氣沖程 B.壓縮沖程 C.做功沖程 D.排氣沖程
10.(2分)2021年4月,中國女足通過奮勇拼搏,晉級奧運會。如圖是足球落地后又彈起的示意圖,分析可知,足球( ?。?br />
A.在B點時受力平衡
B.在A、D兩點動能可能相等
C.在運動過程中,只存在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化
D.在C點時,若所受力全部消失,其運動狀態(tài)將不斷改變
11.(2分)將兩節(jié)相同的干電池與兩只小燈泡,按如圖所示的四種方式連接,其中不能使兩只小燈泡都發(fā)光的是( )
A. B.
C. D.
12.(2分)將一個電動機與一根電熱絲串聯(lián)后接到電源上,若電動機線圈的電阻與電熱絲的電阻相等,閉合開關(guān)后電動機正常轉(zhuǎn)動。則:①通過電動機的電流等于通過電熱絲中的電流;②電動機兩端的電壓等于電熱絲兩端的電壓;③相同時間內(nèi)電動機消耗的電能等于電熱絲消耗的電能;④相同時間內(nèi)電流通過電動機線圈產(chǎn)生的熱量等于電熱絲產(chǎn)生的熱量。以上判斷正確的是( )
A.①②③④ B.①④ C.①②③ D.①②④
二、填空題(每空1分,共25分)
13.(5分)觀察甲、乙兩個物體運動的速度﹣時間圖象,回答下列問題:
①記時開始時,甲的速度是 m/s。第3s時,甲的速度是 m/s;
②在運動的過程中,甲的動能 ,乙的動能 ?。ㄌ睢霸龃?、減小、不變”);
③圖中兩線相交點表示的物理意義是 。
14.(2分)如圖,小華將7根粗細相同、長度不同的大吸管底部封口,封口材料相同封口相同,并成一排,做成了一個“吸管琴”。當用嘴對吸管口吹氣時,發(fā)出的聲音是由于吸管內(nèi)空氣柱 而產(chǎn)生的,聲音的音調(diào)從左至右逐漸 ?。ㄟx填“升高”“降低”或“不變”)。
15.(2分)汽車玻璃邊緣有一圈密集的小黑點,越靠近汽車玻璃邊緣的小黑點越大,越靠近中心的點越小。當太陽光照在車身上時,由于車身金屬部分的 較小,升溫較快,這時候如果受熱不均勻,可能會導(dǎo)致玻璃炸裂,小黑點能快速的 (選填“吸收”或“反射”)太陽光,從而將玻璃炸裂的風(fēng)險降到最低。
16.(3分)嚴寒的北方,人們用地窖貯藏過冬的蔬菜,如圖是地窖內(nèi)的情景。其中,電燈和梯子顯然是為照明及上下地窖方便。問題:①在地窖里放盛水的缸,目的是 ,道理是: ??;②由于長期封閉,地窖內(nèi)的CO2濃度會增加,而CO2濃度過大會危及人身安全。因此,人在進入地窖前應(yīng)事先檢查一下地窖內(nèi)的CO2濃度。請說出一種檢驗CO2濃度的簡易方法: 。
17.(5分)一位物理興趣小組的同學(xué)利用礦泉水瓶做了如下實驗:
(1)將一裝滿水的礦泉水瓶分別正放、倒放在海綿上時,發(fā)現(xiàn)海綿的凹陷程度不同,說明壓力的作用效果與 有關(guān);
(2)在礦泉水瓶內(nèi)裝半瓶沙子,擰緊瓶蓋,用厚毛巾包住,手握毛巾用力快速晃動瓶子幾分鐘后,瓶壁變熱,這是通過 的方式使瓶壁內(nèi)能增加的;
(3)在空礦泉水瓶中倒入少量熱水,輕微晃動幾下后倒出熱水,立即擰緊瓶蓋,發(fā)現(xiàn)礦泉水瓶變癟了,這個現(xiàn)象說明了 的存在;
(4)該組小明同學(xué)又用礦泉水瓶和小玻璃瓶制作了一個“浮沉子”,他將裝有適量水的小玻璃瓶瓶口朝下,用細繩吊了幾個回形針系在小瓶瓶口作為配重(具體情形如圖),使其漂浮在礦泉水瓶內(nèi)的水面上,礦泉水瓶內(nèi)留有少量空氣,擰緊瓶蓋使其密封。他用很大的力捏瓶子也未能使浮沉子下沉。老師看到后說,你輕輕地搖晃幾下瓶子,再用力試試。果然,小明輕輕地搖晃了幾下瓶子后,微微用了點力就使浮沉子下沉了,搖晃后浮
沉子易于下沉是因為 。你還有其他方法嗎?請說出你的方法 。
18.(2分)小明把一只充滿氣的籃球和一只加了氣嘴的氣球放在網(wǎng)兜內(nèi),掛在杠桿的左側(cè),在右側(cè)懸掛鉤碼并移動到某一位置,使杠桿水平平衡。接著他把氣嘴插進籃球氣孔中,氣球變大,同時他會觀察到 ?。ㄟx填“左側(cè)”或“右側(cè)”)上升,這個現(xiàn)象說明 。
19.(2分)如圖甲所示,小明重為500N,最大臂力為550N,利用滑輪組提升不同重物,動滑輪重100N,繞制滑輪組的繩子能承受的最大拉力為700N,隨著貨物從某個重量增加到允許的最大值時,小明繪制了滑輪組的機械效率η和物重G的關(guān)系圖,如圖乙所示,則B點的機械效率為ηB= %,A點時物體的重為 ?。ú挥嬂K重和摩擦)。
20.(2分)如圖是一種新型多功能測電筆。這種測電筆有零火線檢測、斷點檢測、導(dǎo)線通斷檢測等多種功能。如果一手接觸筆帽電極,一手接觸筆尖電極,測電筆內(nèi)部電源就會通過人體構(gòu)成回路給高亮二極管供電,這說明人體是 ?。ㄟx填“導(dǎo)體”或“絕緣體”)。用它檢測導(dǎo)線(導(dǎo)線不需要接入電路)通斷時只要一手接觸筆帽電極,一手拿住導(dǎo)線一端,用測電筆的筆尖電極接觸導(dǎo)線的另一端,如果高亮二極管 (選填“發(fā)光”或“不發(fā)光”)則說明導(dǎo)線是通的,反之則表示導(dǎo)線已斷。
21.(2分)如圖甲所示,電源電壓保持不變,滑動變阻器上標有“20Ω 2A”,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使其從最右端向左滑動到a點時,小燈泡恰好正常發(fā)光;在圖乙中繪制出電流表與兩電壓表示數(shù)關(guān)系的圖像,小燈泡的額定電功率為 W,當滑片在a點時,小燈泡與滑動變阻器的功率之比為 。
三、解答題(共51分)
22.(2分)圖中AB代表一個物體,準確作出物體AB經(jīng)透鏡所成的像。
23.(2分)圖中磁性黑板擦吸附在豎直黑板上,畫出黑板擦在豎直方向受到的力。
24.(2分)如圖,S1是光控開關(guān),夜晚自動閉合,白天斷開;S2是聲控開關(guān),有聲音時自動閉合,安靜時斷開。請將圖中連接成樓道節(jié)能照明電路。
25.(5分)測得總質(zhì)量都為220g的酒精燈和煤油燈,兩個燒杯中分別裝有初溫20℃、質(zhì)量50g的水,如圖甲和乙所示,小明先用酒精燈給水加熱,加熱4min后,水溫升至50℃,停止加熱,用電子秤測得酒精燈的總質(zhì)量為218g。然后用煤油燈給另一杯中的水加熱,當水溫升至50℃時,停止加熱,用電子秤測得煤油燈的總質(zhì)量為218.6g。接著小明又用此酒精燈用相同的方式給質(zhì)量50g、初溫20℃的鹽水加熱,如圖丙所示,加熱4min后,鹽水的溫度升至60℃。(設(shè)酒精燈和煤油燈均隨時間均勻放熱)
(1)經(jīng)粗略判斷,酒精的熱值 煤油的熱值;(選填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)求此鹽水的比熱容;[水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)]
(3)酒精燈加熱鹽水時的熱效率為多少?(酒精的熱值為3.0×107J/kg)
26.(8分)某新型國產(chǎn)電動汽車裝有再生制動器,其工作原理為:在關(guān)閉發(fā)動機后,小型發(fā)電機將減速運動時的部分動能轉(zhuǎn)化為電能儲存在蓄電池中,達到回收部分動能的目的,其余的動能轉(zhuǎn)化為與地面摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能。
(1)如圖甲,為某次關(guān)閉發(fā)動機后,分別測出的開啟和關(guān)閉再生制動器兩種情況下,汽車通過的路程s與對應(yīng)的動能E,畫出了對應(yīng)的E﹣s圖像,若汽車正常行駛時的動能為9×105J,汽車運動時受到的阻力為多大?該次測試最終有多少焦耳的動能被再生使用?(汽車行駛時阻力大小不變)
(2)圖乙所示為汽車遠、近光燈的自動控制模擬電路,汽車遠、近光燈電控轉(zhuǎn)換器K相當于電壓表,閉合開關(guān)S,當光強(表示光的強弱程度的物理量,用字母E表示,其單位為坎德拉,簡寫為cd)E≥3cd的光照射光敏電阻時,汽車上使用的遠光燈能自動切換為近光燈。電源電壓恒為6V,定值電阻R0阻值為6Ω,光敏電阻的阻值R隨光強E變化的關(guān)系如下表,問:
①當光強E=3cd時,遠光燈自動切換為近光燈時,此時電控轉(zhuǎn)換器K兩端電壓?電阻R0的功率是多少?
②若光強為3.6cd時,恰能實現(xiàn)遠光燈自動切換為近光燈,此時R0應(yīng)換為多大阻值?
光強E/cd
1
2
3
4
5
6
光敏電阻R/Ω
36
18
12
9
7.2
6
27.(4分)小明學(xué)習(xí)了阿基米德原理后,和物理興趣小組的同學(xué)們利用圖中的彈簧測力計、體積約為10cm3的實心金屬塊、細線、大燒杯、小桶、小墊塊和水等器材,設(shè)計實驗驗證阿基米德原理。
(1)小明他們首先向老師匯報了自己的實驗思路:
①用彈簧測力計分別測出空桶和金屬塊的重力為G1和G2;
②把大燒杯用小墊塊墊起,使右邊的溢水口斜向下,在大燒杯中 水,過會兒把小桶放在大燒杯的溢水口下方;
③用彈簧測力計吊著金屬塊使其浸沒到大燒杯的水中,記下彈簧測力計示數(shù)為F1;
④待大燒杯中的水不再溢出時,用彈簧測力計測出溢出的水和小桶的總重力為F2。
若滿足 ?。ㄓ盟鶞y物理量符號表示)等式成立就可以驗證阿基米德原理。
(2)老師肯定了他們的實驗思路,但提醒他們利用現(xiàn)有實驗器材將無法完成實驗,請你幫他們分析無法完成實驗的原因是: 。
(3)小明他們更換相關(guān)器材,順利完成了實驗,實驗后小組成員又進行了交流,要驗證阿基米德原理,金屬塊 ?。ㄟx填“一定”或“不一定”)要浸沒在水中。
28.(7分)探究杠桿的平衡條件:
(1)安裝好杠桿(支點與杠桿重心不重合),小明觀察到杠桿靜止在如圖1所示的位置。若不調(diào)節(jié)而直接在杠桿左右兩側(cè)掛上鉤碼進行實驗,仍使杠桿在原位置平衡,則實驗中將存在 的問題;若通過鉤碼位置的調(diào)節(jié)使杠桿轉(zhuǎn)至水平位置平衡,則又存在 的問題。
(2)于是小明先將平衡螺母向 調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡,然后在杠桿左側(cè)掛3個鉤碼(每個鉤碼重0.5N),右側(cè)用一只已正立校零的彈簧測力計豎直向下拉使杠桿再次在水平位置平衡(如圖2所示),同組的小華提醒小明彈簧測力計倒過來使用時測得的拉力會偏 ?。ㄟx填“大”或“小”)。小明和小華經(jīng)過共同商討,重新設(shè)計了如圖3、圖4兩個實驗方案,其中可行的是 ,此方案杠桿平衡時,彈簧測力計的示數(shù)為 N。
(3)如何才能準確測出豎直向下的拉力,小明和小華一起向老師請教到一種校零方法:取兩個彈簧測力計,先將它們正立校零,然后按如圖5所示秤鉤相掛,此時只要移動彈簧測力計 ?。ㄟx填“甲”或“乙”)的指針,使其示數(shù)與另一彈簧測力計示數(shù)相同即可完成校零。
29.(8分)2022年末,我國新冠肺炎防控進入新階段,學(xué)校響應(yīng)政府“停課不停學(xué)”的號召進行線上學(xué)習(xí)。小明和小華在家里看到媽媽的金手鐲,想利用所學(xué)知識測量金手鐲的密度。他們找出托盤天平、量筒等實驗器材。
(1)測量金手鐲密度的實驗原理是 ;
(2)小明將托盤天平放在水平臺面上,將游碼移至 處,發(fā)現(xiàn)指針靜止時如圖甲所示,此時應(yīng)將平衡螺母向 ?。ㄟx填“左”或“右”)調(diào)節(jié),使橫梁平衡。
(3)將金手鐲放在左盤,向右盤加減砝碼,直至天平再次平衡時,右盤中所加砝碼以及游碼位置如圖乙所示,由此可知,金手鐲的質(zhì)量為 g;量筒中裝適量水,如圖丙所示,水的體積為 mL;小明發(fā)現(xiàn)量筒口太小,不能放入金手鐲,無法利用量筒測量金手鐲的體積。
(4)小華思考后,想到用家里的玻璃杯代替量筒繼續(xù)做實驗,實驗步驟如下:
①用調(diào)好的天平測得金手鐲的質(zhì)量為m1;
②把金手鐲放入玻璃杯中,用油性筆記錄水面所在的位置A,如圖?。╝)所示;
③用天平測出玻璃杯、水和的金手鐲總質(zhì)量m2;
④將金手鐲從水中取出,再往玻璃杯中緩慢加水,使水面上升至A處,如圖?。╞)所示;用天平測出玻璃杯、水的總質(zhì)量m3;
⑤計算金手鐲的密度。
已知水的密度為ρ水,則該方案測得金手鐲密度的表達式為 ?。ㄓ胢1、m2、m3和ρ水表示);此實驗中,將金手鐲取出時沾有不少水,對測量結(jié)果 (選填“有”或“沒有”)影響。
(5)小明想起來,在抖音上曾看到一個視頻“如何鑒別金手鐲的真假”,利用電子秤也能測出金手鐲的密度,實驗步驟如下:
步驟一:利用電子秤稱出金手鐲的質(zhì)量為m4;
步驟二:往玻璃杯中倒入適量的水,放在電子秤上并去皮(將電子秤示數(shù)還原為0);步驟三:用細繩系在金手鐲上,浸沒水中且不碰到杯底,如圖戊所示,讀出示數(shù)為m5。則該方案測出金手鐲密度的表達式為 ?。ㄓ胢4、m5和ρ水表示)。
30.(5分)在制作小電動機模型時,把一段粗漆包線繞成約5cm×4cm矩形線圈,漆包線在線圈兩端各伸出長約5cm的引線,用小刀刮去引線的漆皮,再用硬金屬絲做成兩個支架固定在硬紙板上,硬紙板上放一塊磁鐵,將線圈放在支架上,并連成如圖甲所示的電路。
(1)圖乙兩端引線采取四種不同方式刮漆(標黑色部分表示未刮漆),通電后線圈能持續(xù)轉(zhuǎn)動的是 圖,請描述此時線圈轉(zhuǎn)動一圈受到磁場力的情況: 。
(2)能持續(xù)轉(zhuǎn)動的圖示中,要改變線圈的轉(zhuǎn)動方向,可采取的一種方法是: 。
(3)用圖乙中B器材和小風(fēng)車制成圖丙裝置,當持續(xù)轉(zhuǎn)動小風(fēng)車后,請描述靈敏電流計的指針擺動情況: ,這是利用 原理發(fā)電的。
31.(8分)小明用如圖甲所示電路探究電流與電阻的關(guān)系。電源輸出電壓恒為3V,定值電阻R有5Ω、10Ω、15Ω、25Ω等4種阻值可供選用,滑動變阻器Rp規(guī)格為“10Ω 2A”。
實驗序號
R/Ω
I/A
①
5
②
10
0.20
③
15
0.13
(1)在連接電路的過程中,應(yīng)首先讓開關(guān)處于 狀態(tài)。
(2)閉合開關(guān)后,移動變阻器滑片至正確的位置后,小明發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表示數(shù)均為0。他將一根導(dǎo)線的一端接電源正極,另一端依次試觸a、b、c、d各接線柱,當接觸到d時,電壓表有示數(shù)且為3V,電流表示數(shù)仍為0。經(jīng)進一步檢查,電流表及各接線處均完好,則電路中的故障是 (填字母)。
A.電阻R斷路
B.滑動變阻器Rp斷路
C.電阻R斷路且滑動變阻器Rp斷路
D.電阻R短路且滑動變阻器Rp斷路
(3)排除故障并將問題元件進行同規(guī)格更換,此時R的阻值為5Ω。閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑片P,使電壓表示數(shù)到達某一數(shù)值,此時電流表示數(shù)如圖乙所示,該示數(shù)為 A。接著將R換成10Ω的電阻,為保持電壓表的示數(shù)不變,滑動變阻器的滑片應(yīng)移至剛才相同電壓表示數(shù)時滑片位置的 ?。ㄟx填“左側(cè)”或“右側(cè)”)。接著將R換成15Ω的電阻再重復(fù)上述操作。實驗記錄的三組數(shù)據(jù)如上表所示,由表中數(shù)據(jù)可知: 。
(4)為提高結(jié)論的可靠性,換用阻值為25Ω的電阻繼續(xù)上述實驗,發(fā)現(xiàn)無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,電壓表的示數(shù)總比剛才三次實驗的示數(shù) ?。ㄟx填“大”或“小”),實驗無法繼續(xù)下去。小明經(jīng)過思考認為:不必重新更換定值電阻、滑動變阻器,不必調(diào)整電源電壓,也不必改變定值電阻R兩端的電壓值重做實驗,只需要在原電路中再串聯(lián)接入阻值在 Ω范圍內(nèi)的定值電阻就可以使實驗?zāi)芾^續(xù)下去。按照以上分析和思考,小明很快完成了實驗。
(5)下列圖像中,不能大致反映本實驗中各物理量之間關(guān)系的是 ?。ㄌ钭帜福?。
2023年江蘇省泰州市興化市中考物理模擬試卷
參考答案與試題解析
一、選擇題(每小題4個選項中只有1個符合題意,每小題2分,共24分)
1.(2分)下列估測數(shù)據(jù),你認為明顯不合實際的是( ?。?br />
A.教室里的黑板長4m
B.一個中學(xué)生的體重約500N
C.中學(xué)生正常的脈搏跳動一般每分鐘75次左右
D.校運會百米賽跑中,某同學(xué)平均速度達50km/h
【分析】不同物理量的估算,有的需要憑借生活經(jīng)驗,有的需要簡單的計算,有的要進行單位的換算,最后判斷最符合實際的是哪一個。
【解答】解:A、教室里的黑板長4m,故A正確。
B、中學(xué)生的體重約G=mg=50kg×10N/kg=500N,故B正確。
C、中學(xué)生正常的脈搏跳動一般每分鐘75次左右,故C正確。
D、博爾特的百米平均速度為v=≈10.4m/s=37.44km/h,中學(xué)生的百米速度小于博爾特的速度37.44km/h,故D錯誤。
故選:D。
【點評】物理學(xué)中,對各種物理量的估算能力,也是我們應(yīng)該加強鍛煉的重要能力之一,這種能力的提高,對我們的生活同樣具有很大的現(xiàn)實意義。
2.(2分)近來,共享單車在泰州街頭已十分普遍,細心的你會發(fā)現(xiàn)在單車的后方常常安裝著一個“尾燈”。夜間,單車后方汽車射來的燈光照在“尾燈”上時,“尾燈”變得非常明亮,這樣便能引起后方司機的注意。該裝置主要利用了( )
A.光的折射 B.光沿直線傳播
C.光的色散 D.光的反射
【分析】自行車的尾燈是利用光的反射來引起后方車輛司機注意的。
【解答】解:自行車的尾燈是由互成直角的小平面鏡組成,將汽車射來的光再沿原路反射回來,引起司機的注意,故D正確。
故選:D。
【點評】本題考查了光的反射現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用,屬于基礎(chǔ)題。
3.(2分)如圖所示為超聲導(dǎo)盲手杖。它可以發(fā)射超聲波探測人體周圍障礙物的情況,并處理成語音信號及時播放出來,提醒盲人行路安全。該手杖可幫助盲人辨別障礙物的方位、距離、大小甚至形狀等信息。下列說法中正確的是( )
A.超聲波的頻率低于20Hz
B.超聲波不是物體振動產(chǎn)生的
C.該導(dǎo)盲杖利用了超聲波穿透能力強的原理
D.該導(dǎo)盲杖對障礙物的定位原理與蝙蝠相同
【分析】(1)超聲波的振動頻率高于20000Hz。
(2)聲音、超聲波和次聲波都是由物體振動產(chǎn)生的。
(3)超聲波有一定的穿透能力,但是導(dǎo)盲杖不是利用該原理制成的。
(4)超聲波遇到障礙物會反射。
【解答】解:A、超聲波的頻率高于20000Hz,低于20Hz的是次聲波,故A錯誤;
B、超聲波是由物體振動產(chǎn)生的,故B錯誤;
C、該導(dǎo)盲杖不是利用超聲波穿透能力強的原理,故C錯誤;
D、該導(dǎo)盲杖對障礙物的定位原理與蝙蝠相同,故D正確。
故選:D。
【點評】知道聲音產(chǎn)生的條件;知道超聲波的特點及應(yīng)用。
4.(2分)在學(xué)校慶元旦晚會上,科技小組的同學(xué)向大家展示了激光射爆氣球的有趣實驗。如圖所示,紅色透明氣球內(nèi)部還套有一只綠色不透明氣球,用紅色激光照射透明的紅色、不透明綠色兩個氣球時,下列說法正確的是( )
A.紅色激光筆發(fā)出的是紅外線
B.綠色不透明氣球可能會爆破
C.紅色透明氣球可能會爆破
D.兩個氣球都不會爆破
【分析】(1)激光的亮度高、方向性強。
(2)透明的物體可以讓光折射穿過,不透明的物體容易吸收光和反射光。
【解答】解:A、紅色激光筆發(fā)出的不是紅外線,是強度很高的紅光,因為紅外線是一種人眼看不見的光,紅光是可見光,人眼看得見,故A錯誤;
BCD、紅色透明氣球內(nèi)部還套有一只綠色不透明氣球,用紅色激光照射透明的紅色、不透明綠色兩個氣球時,因為綠色不透明物體可以吸收部分激光的能量而爆破,紅色透明氣球?qū)⒓す庹凵洳粫?,故B符合題意,CD不符合題意。
故選:B。
【點評】知道透明物體和不透明物體對光的作用不同。
5.(2分)發(fā)球,是網(wǎng)球最基本的一個技術(shù)。其基本過程是:左手以拇指、食指、中指三指將球平穩(wěn)托起(圖1),隨即穩(wěn)穩(wěn)地豎直向上用力將球拋出,身體重心向后靠至后腳再前移至前腳,同時髖部前頂、展背呈“背弓”狀,然后反彈背弓并發(fā)力揮拍(圖2),當球從空中最高點往下落時,后擺球拍,人的身體隨之后展呈“弓”狀,作好擊球準備(圖3),當球下落至合適高度時,人快速用力揮動球拍迅速擊球(圖4),球立即迅速地向?qū)Ψ綀龅仫w去。對上述過程的下列說法正確的是( ?。?br />
A.圖1中球?qū)κ值淖饔昧Σ皇菑椓?
B.圖2中球在最高點受力平衡
C.圖3中擺拍過程中人對球拍做了功
D.圖4中擊球瞬間球拍沒有發(fā)生形變
【分析】(1)物體由于發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力叫彈力,壓力、支持力都屬于彈力;
(2)物體受到非平衡力作用時,其運動狀態(tài)發(fā)生改變;
(3)判斷人是否做功的依據(jù)就是看在這個過程中,是否同時具備做功的兩個必要因素:①作用在物體上的力,②物體在力的方向上通過了距離;
(4)物體間力的作用是相互的,力的作用效果有兩個:力可以改變物體的形狀、力可以改變物體的運動狀態(tài)。
【解答】解:A.圖1中球?qū)κ值膲毫κ乔虬l(fā)生彈性形變產(chǎn)生的,是彈力,故A錯誤;
B.球運動到最高點時只受到重力作用,所以受力不平衡,故B錯誤;
C.圖3中擺拍過程中,球拍在人的力作用下,通過了一定的距離,人對球拍做了功,故C正確;
D.圖4中擊球瞬間,球拍給球一個作用力,球會給球拍一個反作用力,使球拍發(fā)生形變,故D錯誤。
故選:C。
【點評】本題考查了彈力、平衡狀態(tài)的判斷、力是否做功的判斷、力的作用效果,綜合性強,難度不大。
6.(2分)如圖,在用一輕質(zhì)杠桿自制簡易密度秤的過程中,在A端的空桶內(nèi)分別注入密度已知的不同液體,改變物體M懸掛點B的位置,當杠桿在水平位置平衡時,在M懸掛點處標出相應(yīng)液體的密度值。下列關(guān)于密度秤制作和使用的說法中,錯誤的是( )
A.空桶的質(zhì)量越大,秤的0刻度線越往右移
B.測量液體密度時每次倒入空桶的液體體積相同
C.秤的刻度分布不均勻且向右越來越大
D.增大物體M的質(zhì)量或選用容積更小的空桶,秤的量程會增大
【分析】先分析杠桿兩邊力和力臂的變化,根據(jù)杠桿平衡的條件F1L1=F2L2對各個選項逐一分析即可。
【解答】解:A、空桶的質(zhì)量越大,根據(jù)G=mg可知,其重力變大,重力與其力臂的乘積變大;當杠桿平衡時,根據(jù)杠桿平衡的條件F1L1=F2L2可知,右側(cè)的力臂應(yīng)變大,為了使杠桿平衡,應(yīng)使秤的0刻度線越往右移,故A正確;
B、在液體體積相同時,液體的密度越大,質(zhì)量越大,因此只有每次倒入空桶的液體體積相同,才能通過杠桿平衡條件得出液體質(zhì)量的大小,從而判斷液體密度的情況,故B正確;
C、當A端的空桶內(nèi)的液體密度越大時,桶內(nèi)液體的重力越大,根據(jù)杠桿平衡的條件可知,M的懸掛點離支點越遠(即M向右移動),所以秤的刻度值向右越來越大,根據(jù)L2=可知,秤的刻度分布是均勻的,故C錯誤;
D、增大物體M的質(zhì)量或選用容積更小的空桶,根據(jù)杠桿平衡的條件F1L1=F2L2,所測液體的最大質(zhì)量增大,所測液體的最大密度增大,秤的量程會增大,故D正確。
故選:C。
【點評】本題關(guān)鍵是正確運用杠桿的平衡條件,同時在處理方程的時候也要注意技巧。
7.(2分)興趣小組利用內(nèi)徑較大且較長的玻璃管制作了“慣性演示儀”,管內(nèi)裝有水,將一只乒乓球放進去,密封管口后將試管水平放置,讓球停留在中間位置,如圖甲所示.若將玻璃管突然向右運動,下列四幅圖中符合實際情景的是( ?。?br />
A. B.
C. D.
【分析】物體由于慣性要保持原來的運動狀態(tài);物體質(zhì)量越大,慣性越大,物體慣性越大,運動狀態(tài)越難改變。
【解答】解:當密閉玻璃管突然向右運動時,密閉玻璃管內(nèi)的水由于慣性,要保持原來的靜止狀態(tài)不動,即液體會向左運動,從而把空氣和乒乓球擠向相反方,即氣泡向右運動,故B符合題意。
故選:B。
【點評】“慣性演示儀”中液體的質(zhì)量遠大于空氣和乒乓球的質(zhì)量,可以理解成液體由于慣性保持原來的運動狀態(tài),把乒乓球擠向液體運動的反方向。
8.(2分)小明同學(xué)利用冷水(20℃)、熱水(80℃)和碎冰塊探究“氣體液化的條件”時,做了如圖所示四種嘗試,其中上方燒杯底部會出現(xiàn)小水珠的有( ?。?br />
A.只有圖a中會出現(xiàn) B.只有圖b中會出現(xiàn)
C.圖c和圖d中會出現(xiàn) D.圖a、圖c和圖d中會出現(xiàn)
【分析】小水珠的產(chǎn)生是因為水蒸氣遇冷液化變成的。
【解答】解:A、熱燒杯中的水蒸氣上升遇到溫度低的燒杯就會液化,因此會出現(xiàn)小水珠;
B、冷燒杯中的水蒸氣上升遇熱,不會液化,因此不會出現(xiàn)小水珠;
C、熱燒杯中的水蒸氣上升遇到溫度低的燒杯就會液化,因此會出現(xiàn)小水珠;
D、冷燒杯中的水蒸氣上升遇到溫度更低的燒杯,就會液化,因此會出現(xiàn)小水珠。
故答案為:D。
【點評】本題考查了液化現(xiàn)象,需要注意的是水蒸氣遇冷才會液化,遇熱不會液化。
9.(2分)小明元宵節(jié)去觀賞花燈后自制了一個“走馬燈”(如圖所示),下面紙杯內(nèi)的蠟燭點燃后,熱氣上升,形成氣流,從而推動上面的紙杯轉(zhuǎn)動。此過程的能量轉(zhuǎn)化情況與汽油機的哪一個沖程相同( ?。?br />
A.吸氣沖程 B.壓縮沖程 C.做功沖程 D.排氣沖程
【分析】汽油機的壓縮沖程中,機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;汽油機的做功沖程中,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。
【解答】解:下面紙杯內(nèi)的蠟燭點燃后,熱氣上升,形成氣流,是熱氣膨脹做功,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化機械能。汽油機的做功沖程中,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能,所以能量轉(zhuǎn)化相同。
故選:C。
【點評】本題考查了內(nèi)燃機的工作過程、能量的轉(zhuǎn)化,難度不大。
10.(2分)2021年4月,中國女足通過奮勇拼搏,晉級奧運會。如圖是足球落地后又彈起的示意圖,分析可知,足球( ?。?br />
A.在B點時受力平衡
B.在A、D兩點動能可能相等
C.在運動過程中,只存在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化
D.在C點時,若所受力全部消失,其運動狀態(tài)將不斷改變
【分析】圖中小球的高度越來越小,即說明有機械能的損失;重力勢能大小的影響因素:質(zhì)量、被舉起的高度。質(zhì)量越大,高度越高,重力勢能越大;機械能包括動能和勢能,據(jù)此判斷動能和勢能的變化。
【解答】解:A、在B點時,小球受到豎直向下的重力、空氣的阻力的共同作用,小球有斜向下運動的趨勢,所以受力不平衡,故A錯誤;
B、圖中小球的高度越來越小,說明有機械能的損失,則D點的機械能一定小于A點的機械能;機械能等于動能與勢能之和;D點比A點低,所以D點的重力勢能小于A點的重力勢能,則其動能有可能與A點的動能相等,故B正確;
C、在運動過程中,足球克服空氣阻力做功,機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,機械能變??;足球運動過程中,向下運動時,重力勢能轉(zhuǎn)化為動能,向上運動時,動能轉(zhuǎn)化為重力勢能,存在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化,還存在機械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化,故C錯誤;
D、在C點時,若所受力全部消失,其運動狀態(tài)將不再改變,而是保持力消失一瞬間的速度,做勻速直線運動,故D錯誤。
故選:B。
【點評】本題中,首先確定機械能是減小的,再根據(jù)機械能包括動能和勢能,并根據(jù)它們的不同影響因素做出分析與判斷。
11.(2分)將兩節(jié)相同的干電池與兩只小燈泡,按如圖所示的四種方式連接,其中不能使兩只小燈泡都發(fā)光的是( ?。?br />
A. B.
C. D.
【分析】圖中的小燈泡為螺口燈泡,其正確接法是小燈泡的尾部和側(cè)邊應(yīng)分別接入電路,據(jù)此進行判斷。
【解答】解:
ABC、兩節(jié)干電池串聯(lián)在一起組成電源,兩個小燈泡的尾部和側(cè)面都分別接入了電路,接法正確,兩個小燈泡都會發(fā)光,且AB兩圖中兩燈泡串聯(lián)接入電路,而C圖中兩燈泡并聯(lián)接入電路,故ABC不符合題意;
D、左側(cè)小燈泡的尾部和側(cè)面接入了電路,則左側(cè)燈泡能發(fā)光,而右側(cè)的小燈泡只有側(cè)面接入了電路,不能發(fā)光,故D符合題意。
故選:D。
【點評】此題考查了小燈泡的正確接法,是我們的一個生活常識。
12.(2分)將一個電動機與一根電熱絲串聯(lián)后接到電源上,若電動機線圈的電阻與電熱絲的電阻相等,閉合開關(guān)后電動機正常轉(zhuǎn)動。則:①通過電動機的電流等于通過電熱絲中的電流;②電動機兩端的電壓等于電熱絲兩端的電壓;③相同時間內(nèi)電動機消耗的電能等于電熱絲消耗的電能;④相同時間內(nèi)電流通過電動機線圈產(chǎn)生的熱量等于電熱絲產(chǎn)生的熱量。以上判斷正確的是( ?。?br />
A.①②③④ B.①④ C.①②③ D.①②④
【分析】在計算電功率的公式中,總功率用P=IU來計算,發(fā)熱的功率用P=I2R來計算,如果是計算純電阻的功率,這兩個公式的計算結(jié)果是一樣的,但對于電動機等非純電阻,第一個計算的是總功率,第二個只是計算發(fā)熱的功率,這兩個的計算結(jié)果是不一樣的。
【解答】解:①電動機與電熱絲串聯(lián),結(jié)合串聯(lián)電路的電流關(guān)系可知電流一定相等,故①正確;
②電動機是非純電阻元件,電動機兩端電壓不等于電熱絲兩端的電壓,故②錯誤;
③電動機是非純電阻電路,歐姆定律不成立,電動機做的功W=Pt=UIt≠I2Rt,
電熱絲產(chǎn)生的熱量W=Q=12Rt,故③錯誤;
④由焦耳定律Q=I2Rt,電動機線圈和電阻絲的電阻相等,相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相同,故④正確。
故B正確,ACD錯誤。
故選:B。
【點評】本題考查功率公式的應(yīng)用,要分清總功率、熱功率及輸出功率的定義,并會計算。
二、填空題(每空1分,共25分)
13.(5分)觀察甲、乙兩個物體運動的速度﹣時間圖象,回答下列問題:
①記時開始時,甲的速度是 15 m/s。第3s時,甲的速度是 15 m/s;
②在運動的過程中,甲的動能 不變 ,乙的動能 增大?。ㄌ睢霸龃蟆p小、不變”);
③圖中兩線相交點表示的物理意義是 此時兩物體的速度大小相等 。
【分析】(1)從橫軸上時間t出作橫軸的垂線,垂線與圖象交點的縱坐標值是時間t所對應(yīng)的速度。
(2)動能的大小與質(zhì)量、速度有關(guān)。
(3)兩速度圖象的交點表明該時刻兩物體的速度相等。
【解答】解:①由圖知,t=0時,v甲=15m/s;t=3s時,v甲=15m/s;
②甲物體速度圖象平行于時間軸,速度不隨時間變化,甲物體做勻速直線運動;物體的速度從計時開始由零逐漸增大,所以乙做加速直線運動;運動過程中質(zhì)量不變,所以甲的動能不變,乙的動能增大;
③圖象交點表示在該時刻兩物體的速度大小相等。
故答案為:①15;15;②不變;增大;③此時兩物體的速度大小相等。
【點評】本題考查了運動圖像的識別、影響動能大小的因素,屬于基礎(chǔ)題。
14.(2分)如圖,小華將7根粗細相同、長度不同的大吸管底部封口,封口材料相同封口相同,并成一排,做成了一個“吸管琴”。當用嘴對吸管口吹氣時,發(fā)出的聲音是由于吸管內(nèi)空氣柱 振動 而產(chǎn)生的,聲音的音調(diào)從左至右逐漸 降低?。ㄟx填“升高”“降低”或“不變”)。
【分析】(1)聲音是由物體的振動產(chǎn)生的。
(2)聲音的高低叫音調(diào),音調(diào)與發(fā)聲體振動的頻率有關(guān)。
【解答】解:當用嘴對吸管口吹氣時,發(fā)出的聲音是由于吸管內(nèi)空氣柱振動而產(chǎn)生的,從左到右,管內(nèi)的空氣柱越來越長,空氣柱振動的頻率越來越低,聲音的音調(diào)從左至右逐漸降低。
故答案為:振動;降低。
【點評】知道聲音產(chǎn)生的條件;知道音調(diào)與頻率的關(guān)系。
15.(2分)汽車玻璃邊緣有一圈密集的小黑點,越靠近汽車玻璃邊緣的小黑點越大,越靠近中心的點越小。當太陽光照在車身上時,由于車身金屬部分的 比熱容 較小,升溫較快,這時候如果受熱不均勻,可能會導(dǎo)致玻璃炸裂,小黑點能快速的 吸收?。ㄟx填“吸收”或“反射”)太陽光,從而將玻璃炸裂的風(fēng)險降到最低。
【分析】(1)單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高1℃吸收的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱容,簡稱比熱;比熱容是物質(zhì)本身的一種特性,反映了物體的吸熱或放熱能力;
(2)不透明物體的顏色由物體反射的色光決定的,白色反射所有的色光,黑色吸收所有的色光,彩色物體只反射和物體相同的色光。
【解答】解:當太陽光照在車身上時,由于車身金屬部分的比熱容較小,升溫較快,這時候如果汽車玻璃受熱不均勻,可能會導(dǎo)致玻璃炸裂;黑色能吸收所有的色光,汽車玻璃邊緣小黑點能快速的吸收太陽光,使玻璃溫度一起升高,從而將玻璃炸裂的風(fēng)險降到最低。
故答案為:比熱容;吸收。
【點評】本題考查了比熱容的概念及其特性、不透明物體對光的吸收等,屬于基礎(chǔ)性題目。
16.(3分)嚴寒的北方,人們用地窖貯藏過冬的蔬菜,如圖是地窖內(nèi)的情景。其中,電燈和梯子顯然是為照明及上下地窖方便。問題:①在地窖里放盛水的缸,目的是 防止地窖內(nèi)存放的蔬菜被凍壞 ,道理是: 水在凝固時放熱,可使窖內(nèi)溫度不會太低??;②由于長期封閉,地窖內(nèi)的CO2濃度會增加,而CO2濃度過大會危及人身安全。因此,人在進入地窖前應(yīng)事先檢查一下地窖內(nèi)的CO2濃度。請說出一種檢驗CO2濃度的簡易方法: 將點燃的蠟燭帶到地窖里,蠟燭熄滅說明CO2濃度過高,如果蠟燭沒熄滅說明濃度不高?! ?br />
【分析】物質(zhì)由液態(tài)變成固態(tài)的過程叫做凝固,凝固是個放熱過程;
將點燃的蠟燭帶到地窖里,蠟燭熄滅說明CO2濃度過高,如果蠟燭沒熄滅說明濃度不高。
【解答】解:北方的冬天,菜窖里放幾桶水,水在凝固時放熱,可使窖內(nèi)溫度不會太低,菜不致凍壞。
檢驗CO2濃度的簡易方法:將點燃的蠟燭帶到地窖里,蠟燭熄滅說明CO2濃度過高,如果蠟燭沒熄滅說明濃度不高。
故答案為:防止地窖內(nèi)存放的蔬菜被凍壞;水在凝固時放熱,可使窖內(nèi)溫度不會太低;將點燃的蠟燭帶到地窖里,蠟燭熄滅說明CO2濃度過高,如果蠟燭沒熄滅說明濃度不高。
【點評】本題考查了凝固和CO2的化學(xué)性質(zhì),難度不大。
17.(5分)一位物理興趣小組的同學(xué)利用礦泉水瓶做了如下實驗:
(1)將一裝滿水的礦泉水瓶分別正放、倒放在海綿上時,發(fā)現(xiàn)海綿的凹陷程度不同,說明壓力的作用效果與 受力面積 有關(guān);
(2)在礦泉水瓶內(nèi)裝半瓶沙子,擰緊瓶蓋,用厚毛巾包住,手握毛巾用力快速晃動瓶子幾分鐘后,瓶壁變熱,這是通過 做功 的方式使瓶壁內(nèi)能增加的;
(3)在空礦泉水瓶中倒入少量熱水,輕微晃動幾下后倒出熱水,立即擰緊瓶蓋,發(fā)現(xiàn)礦泉水瓶變癟了,這個現(xiàn)象說明了 大氣壓 的存在;
(4)該組小明同學(xué)又用礦泉水瓶和小玻璃瓶制作了一個“浮沉子”,他將裝有適量水的小玻璃瓶瓶口朝下,用細繩吊了幾個回形針系在小瓶瓶口作為配重(具體情形如圖),使其漂浮在礦泉水瓶內(nèi)的水面上,礦泉水瓶內(nèi)留有少量空氣,擰緊瓶蓋使其密封。他用很大的力捏瓶子也未能使浮沉子下沉。老師看到后說,你輕輕地搖晃幾下瓶子,再用力試試。果然,小明輕輕地搖晃了幾下瓶子后,微微用了點力就使浮沉子下沉了,搖晃后浮
沉子易于下沉是因為 使水進入小玻璃瓶,增加浮沉子的重力 。你還有其他方法嗎?請說出你的方法 再向塑料瓶中加水,使瓶中水面上方空氣的體積減小,氣壓增大,將水壓入小玻璃瓶,增大小玻璃瓶的重力 。
【分析】(1)壓力的作用效果與壓力和受力面積大小有關(guān);
(2)改變內(nèi)能的方式包括做功和熱傳遞;
(3)通過比較礦泉水瓶內(nèi)壓強和外界大氣壓強的大小,當大氣壓大于礦泉水瓶內(nèi)壓強時,礦泉水瓶將被大氣壓壓癟;
(4)根據(jù)物體浮沉條件和平衡力的相關(guān)知識分析解答。
【解答】解:(1)將一裝滿水的礦泉水瓶分別正放、倒放在海綿上時,發(fā)現(xiàn)海綿的凹陷程度不同,壓力不變,受力面積改變,說明壓力的作用效果與受力面積有關(guān);
(2)礦泉水瓶內(nèi)裝半瓶沙子,擰緊瓶蓋,用厚毛巾包住,手握毛巾用力快速晃動瓶子幾分鐘后,瓶壁變熱,這是通過做功的方式改變物體的內(nèi)能;
(3)在空礦泉水瓶中倒入少量熱水,輕微晃動幾下后倒出熱水,立即擰緊瓶蓋,瓶內(nèi)氣體溫度降低,氣壓減小,內(nèi)部壓強小于外界大氣壓強,在大氣壓強的作用下,礦泉水瓶被壓癟了;
(4)小明輕輕地搖晃了幾下瓶子后,微微用了點力就使浮沉子下沉了,搖晃后浮沉子易于下沉搖晃后使水進入小玻璃瓶,浮沉子的重力增大,使浮沉子易于下沉。還可以再向塑料瓶中加水,使瓶中水面上方空氣的體積減小,氣壓增大,將水壓入浮沉子,增大浮沉子它的重力。
故答案為:(1)受力面積;(2)做功;(3)大氣壓;(4)使水進入小玻璃瓶,增加浮沉子的重力;再向塑料瓶中加水,使瓶中水面上方空氣的體積減小,氣壓增大,將水壓入小玻璃瓶,增大小玻璃瓶的重力。
【點評】本題考查壓強、內(nèi)能、大氣壓和浮力的知識,屬于綜合題。
18.(2分)小明把一只充滿氣的籃球和一只加了氣嘴的氣球放在網(wǎng)兜內(nèi),掛在杠桿的左側(cè),在右側(cè)懸掛鉤碼并移動到某一位置,使杠桿水平平衡。接著他把氣嘴插進籃球氣孔中,氣球變大,同時他會觀察到 左側(cè) (選填“左側(cè)”或“右側(cè)”)上升,這個現(xiàn)象說明 氣球的體積變大,受到的空氣的浮力變大 。
【分析】氣球在空氣中受到重力、浮力與繩子拉力作用,體積變大,浮力變大,由平衡條件判斷出繩子拉力的變化,然后由杠桿平衡條件分析答題。
【解答】解:籃球與氣球受到豎直向下的重力G、豎直向上的繩子拉力F、空氣的浮力F浮作用而靜止;
空氣充入氣球后,籃球和氣球的總體積變大,根據(jù)F?。溅褮鈍V知籃球和氣球受到總的空氣浮力變大,由F=G﹣F浮知,繩子的拉力F變小,因為球?qū)Ω軛U的拉力F繩拉力等于球受到的拉力F,所以杠桿右端受到的拉力F繩拉力變小,而G鉤碼、L左、L右不變,F(xiàn)繩拉力×L左<G鉤碼×L右,所以會出現(xiàn)右端下沉、左側(cè)上升的現(xiàn)象。
故答案為:左側(cè);氣球的體積變大,受到的空氣的浮力變大。
【點評】本題考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用、阿基米德原理的應(yīng)用,難度不大。
19.(2分)如圖甲所示,小明重為500N,最大臂力為550N,利用滑輪組提升不同重物,動滑輪重100N,繞制滑輪組的繩子能承受的最大拉力為700N,隨著貨物從某個重量增加到允許的最大值時,小明繪制了滑輪組的機械效率η和物重G的關(guān)系圖,如圖乙所示,則B點的機械效率為ηB= 90 %,A點時物體的重為 300N?。ú挥嬂K重和摩擦)。
【分析】(1)小明通過滑輪組向下拉繩子時的最大拉力等于小明的重力,分析比較小明的最大拉力、最大臂力和繩子能承受的最大拉力求出繩子自由端的最大拉力,由圖可知n=2,利用不計繩重和摩擦?xí)rF=(G+G動)求貨物重力的最大值,利用不計繩重和摩擦?xí)rη====求滑輪組的機械效率;
(2)根據(jù)圖乙可知A點物體的重力為B點貨物重力的,據(jù)此求出A點物體的重力。
【解答】解:(1)小明通過滑輪組向下拉繩子時的最大拉力F拉大=G人=500N,
小明的最大臂力為550N,繩子能承受的最大拉力為700N,
即小明通過滑輪組向下拉繩子時的最大拉力小于小明的最大臂力和繩子能承受的最大拉力,
因此小明通過滑輪組向下拉繩子時的最大拉力F拉大=500N,
由圖可知n=2,由不計繩重和摩擦?xí)rF=(G+G動)可知,貨物重力的最大值:G大=nF拉大﹣G動=2×500N﹣100N=900N,
因為不計繩重和摩擦,所以滑輪組的機械效率:η=====×100%=90%;
(2)由圖乙可知A點物體的重力為B點貨物重力的,因此A點物體的重力:GA=×900N=300N。
故答案為:90;300N。
【點評】本題考查使用滑輪組時繩子自由端拉力公式和機械效率公式的靈活運用,關(guān)鍵是從圖中得出滑輪組繩子的有效股數(shù)。
20.(2分)如圖是一種新型多功能測電筆。這種測電筆有零火線檢測、斷點檢測、導(dǎo)線通斷檢測等多種功能。如果一手接觸筆帽電極,一手接觸筆尖電極,測電筆內(nèi)部電源就會通過人體構(gòu)成回路給高亮二極管供電,這說明人體是 導(dǎo)體?。ㄟx填“導(dǎo)體”或“絕緣體”)。用它檢測導(dǎo)線(導(dǎo)線不需要接入電路)通斷時只要一手接觸筆帽電極,一手拿住導(dǎo)線一端,用測電筆的筆尖電極接觸導(dǎo)線的另一端,如果高亮二極管 發(fā)光?。ㄟx填“發(fā)光”或“不發(fā)光”)則說明導(dǎo)線是通的,反之則表示導(dǎo)線已斷。
【分析】(1)容易導(dǎo)電的物體叫做導(dǎo)體,例如:石墨、人體、大地以及酸、堿、鹽的水溶液;
(2)處處連通的電路叫通路。
【解答】解:如果一手接觸筆帽電極,一手接觸筆尖電極,測電筆內(nèi)部電源就會通過人體構(gòu)成回路給高亮二極管供電,說明人體能夠?qū)щ?,故人體是導(dǎo)體;
用它檢測導(dǎo)線(導(dǎo)線不需要接入電路)通斷時只要一手接觸筆帽電極,一手拿住導(dǎo)線一端,用測電筆的筆尖電極接觸導(dǎo)線的另一端,如果高亮二極管發(fā)光,說明電路是通路,即導(dǎo)線是通的,反之則表示導(dǎo)線已斷。
故答案為:導(dǎo)體;發(fā)光。
【點評】本題考查了導(dǎo)體和絕緣體的概念以及電路的狀態(tài)等知識,屬于基礎(chǔ)知識的考查。
21.(2分)如圖甲所示,電源電壓保持不變,滑動變阻器上標有“20Ω 2A”,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使其從最右端向左滑動到a點時,小燈泡恰好正常發(fā)光;在圖乙中繪制出電流表與兩電壓表示數(shù)關(guān)系的圖像,小燈泡的額定電功率為 4 W,當滑片在a點時,小燈泡與滑動變阻器的功率之比為 5:1 。
【分析】由電路圖可知,變阻器R與燈泡L串聯(lián),電壓表V1測R兩端的電壓,電壓表V2測L兩端的電壓,電流表測電路中的電流。
當滑片在最右端時,變阻器接入電路中的電阻最大,此時電路中的電流最小,根據(jù)圖乙讀出電路中的最小電流且燈泡和滑動變阻器兩端的電壓相等,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出電源的電壓;
當滑片從最右端向左滑動到a點時,變阻器接入電路中的電阻變小,電路中的電流變大,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點判斷出R兩端的電壓變小,燈泡兩端的電壓變大,當小燈泡恰好正常發(fā)光時,電路中的電流最大,根據(jù)圖乙讀出燈泡正常發(fā)光時的電流和變阻器兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出此時小燈泡兩端的電壓,利用P=UI求出小燈泡的額定功率和小燈泡與滑動變阻器的功率之比。
【解答】解:由電路圖可知,變阻器R與燈泡L串聯(lián),電壓表V1測R兩端的電壓,電壓表V2測L兩端的電壓,電流表測電路中的電流。
當滑片在最右端時,變阻器接入電路中的電阻最大,此時電路中的電流最小,
由圖乙可知,電路中的最小電流I=0.3A,此時燈泡和滑動變阻器兩端的電壓相等,即:UL=UR,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,由I=可得電源的電壓:
U=UL+UR=2UR=2IR=2×0.3A×20Ω=12V;
當滑片從最右端向左滑動到a點時,變阻器接入電路中的電阻變小,電路中的電流變大,
由串聯(lián)電路的分壓特點可知,變阻器R兩端的電壓變小,燈泡兩端的電壓變大,則圖乙中向下彎曲的曲線是變阻器R的I﹣U圖像,向上彎曲的曲線是燈泡的I﹣U圖像,如圖所示:
,
當小燈泡恰好正常發(fā)光時,電路中的電流最大,
由圖乙可知,燈泡正常發(fā)光時的電流I′=0.4A,燈泡兩端的電壓UL′=10V,
小燈泡的額定功率:
PL=UL′I′=10V×0.4A=4W;
此時,變阻器兩端的電壓UR′=U﹣UL′=12V﹣10V=2V,
所以滑動變阻器與小燈泡的功率之比:
====。
故答案為:4;5:1。
【點評】本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用,從圖象中獲取有用的信息是關(guān)鍵。
三、解答題(共51分)
22.(2分)圖中AB代表一個物體,準確作出物體AB經(jīng)透鏡所成的像。
【分析】根據(jù)三條特殊的光線,分別做出從A點射出的平行于主光軸的光線、過光心的光線的折射光線,從而畫出A點的像A′,做出AB的像。
【解答】解:
平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將通過焦點,過凸透鏡光心的光線其傳播方向不變;分別做出由A點發(fā)出的平行于主光軸的光線和通過光心的光線的折射光線,這兩條折射光線會聚于一點,即為A的像點A′,從而可以做出AB的像A′B′.如圖所示:
【點評】此題主要考查了凸透鏡成像規(guī)律中的成縮小、倒立實像的情況,同時考查了三條特殊光線的畫法,是中考考查的熱點問題
23.(2分)圖中磁性黑板擦吸附在豎直黑板上,畫出黑板擦在豎直方向受到的力。
【分析】力的示意圖是用一條帶箭頭的線段來表示力的三要素。箭頭的方向表示力的方向,線段的長短表示力的大小,線段的起點或終點表示力的作用點;黑板擦靜止,所以受平衡力的作用,豎直方向上受重力和黑板的摩擦力。
【解答】解:黑板擦在豎直黑板上處于靜止狀態(tài),豎直方向上受平衡力的作用,受豎直向下的重力G和黑板對它豎直向上的摩擦力f,作用點都畫在黑板擦的重心上,如圖所示:
【點評】畫力的示意圖的步驟:①確定受力物體;②在受力物體上畫出力的作用點;③確定力的方向后沿力的方向畫一條線段;④在線段的末端標箭頭,在箭頭旁標出所畫力的符號、數(shù)值大小和單位。
24.(2分)如圖,S1是光控開關(guān),夜晚自動閉合,白天斷開;S2是聲控開關(guān),有聲音時自動閉合,安靜時斷開。請將圖中連接成樓道節(jié)能照明電路。
【分析】由題意知,兩開關(guān)應(yīng)串聯(lián)起來共同控制燈泡,讓其白天不會發(fā)光;而晚上也只在有聲音時發(fā)光;同時注意家庭電路中電路的連接要點,即開關(guān)接在火線上。
【解答】解:
晚上天黑光控開關(guān)閉合,有人走動發(fā)出聲音,聲控開關(guān)閉合,燈亮,說明兩個開關(guān)不能獨立工作,即兩個開關(guān)串聯(lián),再和燈泡串聯(lián)。如下圖所示:
【點評】本題的關(guān)鍵是根據(jù)燈泡的工作條件確定開關(guān)的連接方式,然后根據(jù)串、并聯(lián)的特點畫出相應(yīng)的電路圖。
25.(5分)測得總質(zhì)量都為220g的酒精燈和煤油燈,兩個燒杯中分別裝有初溫20℃、質(zhì)量50g的水,如圖甲和乙所示,小明先用酒精燈給水加熱,加熱4min后,水溫升至50℃,停止加熱,用電子秤測得酒精燈的總質(zhì)量為218g。然后用煤油燈給另一杯中的水加熱,當水溫升至50℃時,停止加熱,用電子秤測得煤油燈的總質(zhì)量為218.6g。接著小明又用此酒精燈用相同的方式給質(zhì)量50g、初溫20℃的鹽水加熱,如圖丙所示,加熱4min后,鹽水的溫度升至60℃。(設(shè)酒精燈和煤油燈均隨時間均勻放熱)
(1)經(jīng)粗略判斷,酒精的熱值 小于 煤油的熱值;(選填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)求此鹽水的比熱容;[水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)]
(3)酒精燈加熱鹽水時的熱效率為多少?(酒精的熱值為3.0×107J/kg)
【分析】(1)相同質(zhì)量的水升高相同的溫度時,吸收的熱量相同,即酒精和煤油放出的熱量相同,由可知,比較燃燒酒精和煤油的質(zhì)量,可以判斷熱值的大??;
(2)已知水和鹽水用同一個酒精燈,加熱了相同的時間,酒精燈放出的熱量相同,即Q水吸=Q鹽水吸,首先求出水吸收的熱量,再求出鹽水的比熱容;
(3)根據(jù)Q放=mq求出酒精放出的熱量,根據(jù)η=求出酒精燈加熱鹽水時的熱效率。
【解答】解:(1)由題意可知,酒精和煤油加熱質(zhì)量相同的水,使水升高的溫度相同,即水吸收的熱量相同,酒精和煤油完全燃燒放出的熱量相同,已知此過程中燃燒酒精220g﹣218g=2g,燃燒煤油220g﹣218.6g=1.4g,由可知,酒精的熱值小于煤油的熱值;
(2)已知水和鹽水用同一個酒精燈,加熱了相同的時間,酒精燈放出的熱量相同,即Q水吸=Q鹽水吸,
水吸收的熱量:Q水吸=c水m水Δt水=4.2×103J/(kg?℃)×50×10﹣3kg×(50℃﹣20℃)=6.3×103J;
即Q鹽水吸=6.3×103J;
由Q鹽水吸=c鹽水m鹽水Δt鹽水可得,鹽水的比熱容為:
c鹽水===3.15×103J/(kg?℃);
(3)酒精加熱水和鹽水的時間相同,所以消耗酒精的質(zhì)量相同,為m酒精=220g﹣218g=2g,
酒精加熱鹽水時放出的熱量為:
Q放=m酒精q=2×10﹣3kg×3.0×107J/kg=6×104J,
酒精燈加熱鹽水時的熱效率:
η=×100%=×100%=10.5%。
答:(1)小于;
(2)此鹽水的比熱容為3.15×103J/(kg?℃);
(3)酒精燈加熱鹽水時的熱效率為10.5%。
【點評】本題考查了有關(guān)比熱容、熱量、熱值的有關(guān)計算,熟練掌握相關(guān)的計算公式是解題的關(guān)鍵。
26.(8分)某新型國產(chǎn)電動汽車裝有再生制動器,其工作原理為:在關(guān)閉發(fā)動機后,小型發(fā)電機將減速運動時的部分動能轉(zhuǎn)化為電能儲存在蓄電池中,達到回收部分動能的目的,其余的動能轉(zhuǎn)化為與地面摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能。
(1)如圖甲,為某次關(guān)閉發(fā)動機后,分別測出的開啟和關(guān)閉再生制動器兩種情況下,汽車通過的路程s與對應(yīng)的動能E,畫出了對應(yīng)的E﹣s圖像,若汽車正常行駛時的動能為9×105J,汽車運動時受到的阻力為多大?該次測試最終有多少焦耳的動能被再生使用?(汽車行駛時阻力大小不變)
(2)圖乙所示為汽車遠、近光燈的自動控制模擬電路,汽車遠、近光燈電控轉(zhuǎn)換器K相當于電壓表,閉合開關(guān)S,當光強(表示光的強弱程度的物理量,用字母E表示,其單位為坎德拉,簡寫為cd)E≥3cd的光照射光敏電阻時,汽車上使用的遠光燈能自動切換為近光燈。電源電壓恒為6V,定值電阻R0阻值為6Ω,光敏電阻的阻值R隨光強E變化的關(guān)系如下表,問:
①當光強E=3cd時,遠光燈自動切換為近光燈時,此時電控轉(zhuǎn)換器K兩端電壓?電阻R0的功率是多少?
②若光強為3.6cd時,恰能實現(xiàn)遠光燈自動切換為近光燈,此時R0應(yīng)換為多大阻值?
光強E/cd
1
2
3
4
5
6
光敏電阻R/Ω
36
18
12
9
7.2
6
【分析】(1)從圖象中可以看出,汽車做勻速直線運動時速度不變,動能不變,開啟了發(fā)電機后,有一部分機械能轉(zhuǎn)化為電能,動能減少的速度加快,據(jù)此判斷;關(guān)閉發(fā)動機后,關(guān)閉再生制動器時,汽車的動能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,根據(jù)Ek=W=fs求出,再根據(jù)W=fs求出開啟再生制動器后摩擦力做的功即可得出答案;
(2)①根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)得出當光強E=3cd時,光敏電阻的阻值;根據(jù)歐姆定律算出電路的電流,根據(jù)U=IR算出汽車遠、近光燈電控轉(zhuǎn)換器K兩端的電壓;根據(jù)P=UI求出電功率的大??;
②分析圖象中光敏電阻與光強乘積之間的關(guān)系,算出E=3.6cd時光敏電阻的阻值;電控轉(zhuǎn)換器K兩端的電壓符合①中電壓值時,根據(jù)歐姆定律判斷出電路中電流的變化,從而判斷電阻的變化。
【解答】解:(1)關(guān)閉發(fā)動機后,關(guān)閉再生制動器,汽車克服摩擦力做功,動能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,開啟再生制動器,有部分動能轉(zhuǎn)化為電能,克服摩擦力做功的能量減少,所以汽車運動的距離減?。?br />
由圖丙可知,正常行駛的情況下,關(guān)閉發(fā)動機后行駛70m﹣30m=40m,開啟再生制動器行駛的距離為46m﹣30m=16m,
關(guān)閉發(fā)動機后,關(guān)閉再生制動器時,汽車的動能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,
則摩擦力的大?。篺===2.25×104N,
開啟再生制動器后,摩擦力做的功:W′=fs′=2.25×104N×16m=3.6×105J;
動能再生使用的部分:Ek′=Ek﹣W′=9×105J﹣3.6×105J=5.4×105J;
(2)①由表格數(shù)據(jù)知:當光敏電阻上的光強為3cd,光敏電阻阻值為12Ω;
由電路圖可知兩電阻串聯(lián)接入電路,串聯(lián)電路總電阻等于各分電阻之和,由歐姆定律可得此時電路的電流為:I===A;
R0兩端的電壓為:U0=IR0=A×6Ω=2V;即當汽車遠、近光燈電控轉(zhuǎn)換器K兩端的電壓至少為2V時,它就能自動把遠光燈切換為近光燈;
電阻R0的功率為:P=U0I=2V×A≈0.67W;
②由表格數(shù)據(jù)可知,光敏電阻R與光強E的乘積均為36Ω?cd不變,
則當E=3.6cd時,光敏電阻的阻值R==10Ω;
電控轉(zhuǎn)換器K兩端的電壓為2V時,
此時電路的電流為:I′==,即=,=,解得:R'0=5Ω。
答:(1)汽車運動時受到的阻力為2.25×104N;該次測試最終有5.4×105J的動能被再生使用;
(2)①此時電控轉(zhuǎn)換器K兩端電壓為2V;電阻R0的功率是0.67W;
②此時R0應(yīng)換為5Ω的阻值。
【點評】本題考查的知識點比較多,綜合性較強,需要認真讀題,根據(jù)題目給出的信息分析得出正確的結(jié)論,難度較大。
27.(4分)小明學(xué)習(xí)了阿基米德原理后,和物理興趣小組的同學(xué)們利用圖中的彈簧測力計、體積約為10cm3的實心金屬塊、細線、大燒杯、小桶、小墊塊和水等器材,設(shè)計實驗驗證阿基米德原理。
(1)小明他們首先向老師匯報了自己的實驗思路:
①用彈簧測力計分別測出空桶和金屬塊的重力為G1和G2;
②把大燒杯用小墊塊墊起,使右邊的溢水口斜向下,在大燒杯中 裝滿 水,過會兒把小桶放在大燒杯的溢水口下方;
③用彈簧測力計吊著金屬塊使其浸沒到大燒杯的水中,記下彈簧測力計示數(shù)為F1;
④待大燒杯中的水不再溢出時,用彈簧測力計測出溢出的水和小桶的總重力為F2。
若滿足 G2﹣F1=F2﹣G1 (用所測物理量符號表示)等式成立就可以驗證阿基米德原理。
(2)老師肯定了他們的實驗思路,但提醒他們利用現(xiàn)有實驗器材將無法完成實驗,請你幫他們分析無法完成實驗的原因是: 物體所受浮力為0.1N,彈簧測力計的分度值為0.2N,無法精確得出物體所受浮力 。
(3)小明他們更換相關(guān)器材,順利完成了實驗,實驗后小組成員又進行了交流,要驗證阿基米德原理,金屬塊 不一定 (選填“一定”或“不一定”)要浸沒在水中。
【分析】(1)實驗步驟:①用彈簧測力計分別測出空桶和金屬塊的重力為G1和G2;
②把大燒杯用小墊塊墊起,使右邊的溢水口斜向水下,在大燒杯中裝滿水,過會兒把小桶放在大燒杯的溢水口下方;
③用彈簧測力計吊著金屬塊使其浸沒到大燒杯的水中,記下彈簧測力計示數(shù)為F1,
④待大燒杯中的水不再溢出時,用彈簧測力計測出溢出的水和小桶的總重力為F2,
根據(jù)稱重法可知F?。紾2﹣F1,排出水的重力G排=F2﹣G1,根據(jù)阿基米德原理可知:F?。紾排,據(jù)此分析;
(2)根據(jù)金屬塊的體積得出排開水的體積,根據(jù)F?。溅阉甮V排得出金屬塊所受浮力,分析彈簧測力計的分度值與所受浮力的大小關(guān)系角度考慮;
(3)阿基米德原理適用于所有情況下浮力的計算,要驗證阿基米德原理,金屬塊不一定要浸沒在水中。
【解答】解:(1)實驗步驟:①用彈簧測力計分別測出空桶和金屬塊的重力為G1和G2;
②把大燒杯用小墊塊墊起,使右邊的溢水口斜向水下,在大燒杯中裝滿水,過會兒把小桶放在大燒杯的溢水口下方;
③用彈簧測力計吊著金屬塊使其浸沒到大燒杯的水中,記下彈簧測力計示數(shù)為F1,
④待大燒杯中的水不再溢出時,用彈簧測力計測出溢出的水和小桶的總重力為F2,
根據(jù)稱重法可知F浮=G2﹣F1,排出水的重力G排=F2﹣G1,根據(jù)阿基米德原理可知:F?。紾排,若滿足G2﹣F1=F2﹣G1等式成立就可以驗證阿基米德原理;
(2)金屬塊的體積為10cm3,故排開水的體積為10cm3,則F?。溅阉甮V排=103kg/m3×10N/kg×10×10﹣6m3=0.1N,
從圖中可知彈簧測力計的分度值為0.2N,故無法精確得出物體所受浮力;
(3)阿基米德原理適用于所有情況下浮力的計算,要驗證阿基米德原理,金屬塊不一定要浸沒在水中。
故答案為:(1)裝滿;G2﹣F1=F2﹣G1;(2)物體所受浮力為0.1N,彈簧測力計的分度值為0.2N,無法精確得出物體所受浮力;(3)不一定。
【點評】本題考查驗證阿基米德原理的實驗。重點考查實驗步驟,實驗方案評估等知識,綜合性較強,有一定難度。
28.(7分)探究杠桿的平衡條件:
(1)安裝好杠桿(支點與杠桿重心不重合),小明觀察到杠桿靜止在如圖1所示的位置。若不調(diào)節(jié)而直接在杠桿左右兩側(cè)掛上鉤碼進行實驗,仍使杠桿在原位置平衡,則實驗中將存在 很難保持原來的傾斜角度 的問題;若通過鉤碼位置的調(diào)節(jié)使杠桿轉(zhuǎn)至水平位置平衡,則又存在 兩邊受力不相同 的問題。
(2)于是小明先將平衡螺母向 右 調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡,然后在杠桿左側(cè)掛3個鉤碼(每個鉤碼重0.5N),右側(cè)用一只已正立校零的彈簧測力計豎直向下拉使杠桿再次在水平位置平衡(如圖2所示),同組的小華提醒小明彈簧測力計倒過來使用時測得的拉力會偏 大?。ㄟx填“大”或“小”)。小明和小華經(jīng)過共同商討,重新設(shè)計了如圖3、圖4兩個實驗方案,其中可行的是 圖4 ,此方案杠桿平衡時,彈簧測力計的示數(shù)為 2 N。
(3)如何才能準確測出豎直向下的拉力,小明和小華一起向老師請教到一種校零方法:取兩個彈簧測力計,先將它們正立校零,然后按如圖5所示秤鉤相掛,此時只要移動彈簧測力計 乙?。ㄟx填“甲”或“乙”)的指針,使其示數(shù)與另一彈簧測力計示數(shù)相同即可完成校零。
【分析】(1)探究杠桿平衡條件時,需要將杠桿在水平位置調(diào)平,目的是消除杠桿自重對平衡的影響和便于測量力臂。(2)調(diào)節(jié)杠桿平衡的方法是哪高往哪調(diào)。(3)彈簧測力計使用時在什么方向使用就在什么方向調(diào)零,正立調(diào)零而倒立使用由于彈簧測力計自身的重力會使測力計示數(shù)偏大。
【解答】解:(1)使杠桿在原位置平衡,存在很難保持原來的傾斜角度,在水平位置平衡,存在兩邊受力不相同的問題(杠桿的平衡狀態(tài)指靜止或者勻速轉(zhuǎn)動)。(2)杠桿右端高,所以需要往右調(diào)節(jié)平衡螺母,倒過來用,由于彈簧測力計自身重力的影響,測得的拉力會偏大,由于彈簧測力計倒置示數(shù)偏大,故可行的是圖4。根據(jù)杠桿的平衡條件,測力計的示數(shù)為F,則有3×0.5N×4格=F×3格,F(xiàn)=2N。(3)由于乙彈簧測力計向下拉時受自身重力的影響使結(jié)果不準確,故應(yīng)調(diào)節(jié)乙。
【點評】本題考查了杠桿的平衡條件的基本應(yīng)用。
29.(8分)2022年末,我國新冠肺炎防控進入新階段,學(xué)校響應(yīng)政府“停課不停學(xué)”的號召進行線上學(xué)習(xí)。小明和小華在家里看到媽媽的金手鐲,想利用所學(xué)知識測量金手鐲的密度。他們找出托盤天平、量筒等實驗器材。
(1)測量金手鐲密度的實驗原理是 ρ=?。?br />
(2)小明將托盤天平放在水平臺面上,將游碼移至 零刻度線 處,發(fā)現(xiàn)指針靜止時如圖甲所示,此時應(yīng)將平衡螺母向 右?。ㄟx填“左”或“右”)調(diào)節(jié),使橫梁平衡。
(3)將金手鐲放在左盤,向右盤加減砝碼,直至天平再次平衡時,右盤中所加砝碼以及游碼位置如圖乙所示,由此可知,金手鐲的質(zhì)量為 16.4 g;量筒中裝適量水,如圖丙所示,水的體積為 30 mL;小明發(fā)現(xiàn)量筒口太小,不能放入金手鐲,無法利用量筒測量金手鐲的體積。
(4)小華思考后,想到用家里的玻璃杯代替量筒繼續(xù)做實驗,實驗步驟如下:
①用調(diào)好的天平測得金手鐲的質(zhì)量為m1;
②把金手鐲放入玻璃杯中,用油性筆記錄水面所在的位置A,如圖?。╝)所示;
③用天平測出玻璃杯、水和的金手鐲總質(zhì)量m2;
④將金手鐲從水中取出,再往玻璃杯中緩慢加水,使水面上升至A處,如圖?。╞)所示;用天平測出玻璃杯、水的總質(zhì)量m3;
⑤計算金手鐲的密度。
已知水的密度為ρ水,則該方案測得金手鐲密度的表達式為 ?ρ水 (用m1、m2、m3和ρ水表示);此實驗中,將金手鐲取出時沾有不少水,對測量結(jié)果 沒有?。ㄟx填“有”或“沒有”)影響。
(5)小明想起來,在抖音上曾看到一個視頻“如何鑒別金手鐲的真假”,利用電子秤也能測出金手鐲的密度,實驗步驟如下:
步驟一:利用電子秤稱出金手鐲的質(zhì)量為m4;
步驟二:往玻璃杯中倒入適量的水,放在電子秤上并去皮(將電子秤示數(shù)還原為0);步驟三:用細繩系在金手鐲上,浸沒水中且不碰到杯底,如圖戊所示,讀出示數(shù)為m5。則該方案測出金手鐲密度的表達式為 ρ水 (用m4、m5和ρ水表示)。
【分析】(1)利用天平、量筒測量密度時,基本的實驗原理為ρ=;
(2)將托盤天平放在水平桌面上,并將游碼移至標尺零刻度線處,此時指針偏向分度盤中央刻度線的左側(cè),根據(jù)左偏右調(diào)、右偏左調(diào)的規(guī)律調(diào)節(jié)平衡螺母;
(3)物體的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量加游碼在標尺上所對的刻度值,在讀數(shù)時要注意標尺的分度值;
注意量筒分度值,讀出水的體積;
(4)金手鐲的體積和加入水的體積相等,知道加入水的質(zhì)量和密度,求出加入水的體積,即金手鐲的體積,再利用密度公式得出金手鐲的密度;
將金手鐲取出時沾有不少水,但是在往燒杯中緩慢加水,使水面上升至M處的過程中把金手鐲帶走的水補充回去了,所以對測量結(jié)果沒有影響;
(5)用電子秤稱出金手鐲的質(zhì)量m4,把金手鐲浸沒在水中讀出示數(shù)為m5,求出金手鐲受到的浮力;
根據(jù)阿基米德原理求出浮力F浮=ρ水gV排,求出金手鐲的體積,根據(jù)金手鐲的質(zhì)量,根據(jù)密度公式求出金手鐲的密度。
【解答】解:(1)由圖可知:天平可以測出質(zhì)量,量筒測出體積,故實驗原理是 ρ=;
(2)將托盤天平放在水平桌面上,并將游碼移至標尺零刻度線處,由圖甲可知,此時指針偏向分度盤中央刻度線的左側(cè),根據(jù)左偏右調(diào)、右偏左調(diào)的規(guī)律可知,應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié),使橫梁平衡;
(3)由圖乙知,天平標尺分度值0.2g,金手鐲的質(zhì)量m=10g+5g+1.4g=16.4g;
由圖丙可知,量筒分度值為1mL,量筒中水的體積為30mL=30cm3;
(4)燒杯中加入水的質(zhì)量m水=m3﹣(m2﹣m1)=m3+m1﹣m2,
金手鐲的體積等于加入水的體積V=V水==,
金手鐲的密度 ρ金手鐲===?ρ水;
將金手鐲取出時沾有不少水,但是在往燒杯中緩慢加水,使水面上升至M處的過程中把金手鐲帶走的水補充回去了,所以所測的金手鐲的體積是準確的,則對測量結(jié)果沒有影響;
(5)由彈簧測力計測量浮力的原理可知:橡皮泥受到的浮力:F?。絤4g﹣m5g,
即F?。溅阉甮V排=m4g﹣m5g,
答:橡皮泥浸沒水中受到的浮力的表達式是F浮=m4g﹣m5g;
由于金手鐲浸沒在水中,所以金手鐲的體積等于排開水的體積,由阿基米德原理得:
金手鐲的體積:V′=V排=,
金手鐲的密度為:ρ===ρ水。
故答案為:(1)ρ=;(2)零刻度線;右;(3)16.4;30;(4)?ρ水;沒有;(5)ρ水。
【點評】本題考查了固體密度測量,尤其是利用浮力測量金手鐲的體積,是解決本題的關(guān)鍵,方法比較典型,要熟練掌握。
30.(5分)在制作小電動機模型時,把一段粗漆包線繞成約5cm×4cm矩形線圈,漆包線在線圈兩端各伸出長約5cm的引線,用小刀刮去引線的漆皮,再用硬金屬絲做成兩個支架固定在硬紙板上,硬紙板上放一塊磁鐵,將線圈放在支架上,并連成如圖甲所示的電路。
(1)圖乙兩端引線采取四種不同方式刮漆(標黑色部分表示未刮漆),通電后線圈能持續(xù)轉(zhuǎn)動的是 D 圖,請描述此時線圈轉(zhuǎn)動一圈受到磁場力的情況: 半圈內(nèi)受到磁場力的作用,另外半圈內(nèi)不受到磁場力的作用 。
(2)能持續(xù)轉(zhuǎn)動的圖示中,要改變線圈的轉(zhuǎn)動方向,可采取的一種方法是: 只將電源的兩極位置對調(diào)或只將強磁鐵磁極的位置 。
(3)用圖乙中B器材和小風(fēng)車制成圖丙裝置,當持續(xù)轉(zhuǎn)動小風(fēng)車后,請描述靈敏電流計的指針擺動情況: 靈敏電流表的指針左右擺動 ,這是利用 電磁感應(yīng) 原理發(fā)電的。
【分析】(1)為了使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動,將線圈兩端引線的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮半周,這樣在一個半周內(nèi)受到磁場的力的作用,另一個半周利用慣性轉(zhuǎn)動;
(2)通電導(dǎo)線在磁場中所受力的方向與電流的方向和磁場的方向有關(guān);
(5)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時,會產(chǎn)生電流,這種電流叫感應(yīng)電流,感應(yīng)電流的方向與切割磁感線運動的方向有關(guān),這一現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
【解答】解:(1)在實驗中影響線圈的轉(zhuǎn)向的因素有電流的方向和磁場的方向,則為了使線圈能持續(xù)轉(zhuǎn)動,采取將線圈一頭的絕緣漆刮去,另一頭刮去一半的辦法,故通電后線圈能持續(xù)轉(zhuǎn)動的是D圖;
此時線圈轉(zhuǎn)動一圈受到磁場力的情況:半圈內(nèi)受到磁場力的作用,另外半圈內(nèi)不受到磁場力的作用;
(2)通電導(dǎo)體在磁場中受到的力的方向與電流方向和磁場方向有關(guān),要改變線圈的轉(zhuǎn)動方向,可采取的方法是:只將電源的兩極位置對調(diào)或只將強磁鐵磁極的位置;
(3)用圖乙中B器材線圈兩端引線的漆皮全部刮掉,風(fēng)車轉(zhuǎn)動時,帶動線圈轉(zhuǎn)動,線圈在磁場中做切割磁感線運動時,線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生了感應(yīng)電流,產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向隨著線圈運動的方向的改變而改變,靈敏電流表的指針左右擺動,此原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
故答案為:(1)D;半圈內(nèi)受到磁場力的作用,另外半圈內(nèi)不受到磁場力的作用;(2)只將電源的兩極位置對調(diào)或只將強磁鐵磁極的位置;(3)靈敏電流表的指針左右擺動;電磁感應(yīng)。
【點評】本題考查了通過導(dǎo)體在磁場中受力的作用及影響這個力的方向的因素以及電磁感應(yīng)原理的應(yīng)用。
31.(8分)小明用如圖甲所示電路探究電流與電阻的關(guān)系。電源輸出電壓恒為3V,定值電阻R有5Ω、10Ω、15Ω、25Ω等4種阻值可供選用,滑動變阻器Rp規(guī)格為“10Ω 2A”。
實驗序號
R/Ω
I/A
①
5
0.4
②
10
0.20
③
15
0.13
(1)在連接電路的過程中,應(yīng)首先讓開關(guān)處于 斷開 狀態(tài)。
(2)閉合開關(guān)后,移動變阻器滑片至正確的位置后,小明發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表示數(shù)均為0。他將一根導(dǎo)線的一端接電源正極,另一端依次試觸a、b、c、d各接線柱,當接觸到d時,電壓表有示數(shù)且為3V,電流表示數(shù)仍為0。經(jīng)進一步檢查,電流表及各接線處均完好,則電路中的故障是 C?。ㄌ钭帜福?。
A.電阻R斷路
B.滑動變阻器Rp斷路
C.電阻R斷路且滑動變阻器Rp斷路
D.電阻R短路且滑動變阻器Rp斷路
(3)排除故障并將問題元件進行同規(guī)格更換,此時R的阻值為5Ω。閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑片P,使電壓表示數(shù)到達某一數(shù)值,此時電流表示數(shù)如圖乙所示,該示數(shù)為 0.4 A。接著將R換成10Ω的電阻,為保持電壓表的示數(shù)不變,滑動變阻器的滑片應(yīng)移至剛才相同電壓表示數(shù)時滑片位置的 右側(cè)?。ㄟx填“左側(cè)”或“右側(cè)”)。接著將R換成15Ω的電阻再重復(fù)上述操作。實驗記錄的三組數(shù)據(jù)如上表所示,由表中數(shù)據(jù)可知: 在電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比 。
(4)為提高結(jié)論的可靠性,換用阻值為25Ω的電阻繼續(xù)上述實驗,發(fā)現(xiàn)無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,電壓表的示數(shù)總比剛才三次實驗的示數(shù) 大 (選填“大”或“小”),實驗無法繼續(xù)下去。小明經(jīng)過思考認為:不必重新更換定值電阻、滑動變阻器,不必調(diào)整電源電壓,也不必改變定值電阻R兩端的電壓值重做實驗,只需要在原電路中再串聯(lián)接入阻值在 2.5~12.5 Ω范圍內(nèi)的定值電阻就可以使實驗?zāi)芾^續(xù)下去。按照以上分析和思考,小明很快完成了實驗。
(5)下列圖像中,不能大致反映本實驗中各物理量之間關(guān)系的是 D?。ㄌ钭帜福?br />
【分析】(1)在實驗前,應(yīng)斷開開關(guān)、滑動變阻器處于最大阻值處,是為了防止電路中電流過大燒壞用電器;
(2)此電路為串聯(lián)電路,當電壓表、電流表示數(shù)均為0,說明與電壓表并聯(lián)的支路之外的電路有斷路,由于電流表及各接線處均完好,則電壓表外的滑動變阻器斷路;當用導(dǎo)線將電源正極與d直接接通后,電壓表示數(shù)為電源電壓,說明電壓表與電源連通,即電壓表正負接線柱與電源正負極連通,此時電流表示數(shù)仍為0,則可判定與電壓表并聯(lián)的定值電阻斷路了;
(3)根據(jù)電流表選用0~0.6A量程確定分度值讀數(shù);將R阻值換成10Ω,根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律可知,阻值越大分壓越多。要保持定值電阻兩端的電壓不變,需增大滑動變阻器接入電路的阻值;
根據(jù)表中數(shù)據(jù),考慮到誤差因素得出電流與電阻之積為一定值分析,
(4)根據(jù)串聯(lián)分壓的原理可知,連入的定值電阻越大,分得的電壓越大,為了保持定值電阻兩端電壓不變,就需要將滑動變阻器接入電路的阻值調(diào)節(jié)的更大;
根據(jù)歐姆定律求出接入25Ω電阻時,滑動變阻器應(yīng)接入電路的電阻大小,即可確定添加的定值電阻阻值范圍;
(5)①換用不同的電阻時,電壓表示數(shù)不變,據(jù)此分析;
②根據(jù)電流與R之積為一定值分析;
③由分壓原理可知變阻器與R的比值,據(jù)此分析;
④根據(jù)P=得出定值電阻的功率,據(jù)此分析。
【解答】解:(1)為防止連接錯誤,造成電路中電流過大燒壞用電器,連接電路的過程中,開關(guān)應(yīng)斷開;
(2)由題意,閉合開關(guān)后,他將一根導(dǎo)線的一端接電源正極,另一端依次試觸a、b、c各接線柱,電流表、電壓表示數(shù)均為0,當接觸到d時,電壓表開始有示數(shù)且為3V,初步判定從電源正極到d之間有斷路,由于電流表及各接線處均完好,因此可以確定滑動變阻器斷路;用導(dǎo)線從電源的正極連到d,相當與將斷路的滑動變阻器短路,此時電流表示數(shù)仍為0,說明剩下的電路中還有斷路故障,由于此時電壓表示數(shù)為3V,說明電壓表與電源連通,則只可能是與電壓表并聯(lián)的電阻R斷路了,綜上所述,電路中所有可確定的故障是:定值電阻R和滑動變阻器RP斷路;
故選:C;
(3)排除故障并將問題元件進行同規(guī)格更換,此時R的阻值為5Ω.閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑片P,使電壓表示數(shù)到達某一數(shù)值,此時電流表示數(shù)如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值為0.02A,該示數(shù)為0.40A;將R阻值換成10Ω,根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理可知,要保持電阻兩端的電壓不變,需增大滑動變阻器接入電路的阻值,所以滑動變阻器的滑片應(yīng)向右側(cè)移動;
根據(jù)表中數(shù)據(jù),考慮到誤差因素,電流與電阻之積為:UV=IR=0.40A×5Ω=0.20A×10Ω=0.13A×15Ω≈2V為一定值,由此可得:在電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比;
(4)電阻兩端的電壓始終保持UV=2V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器分得的電壓:U滑=U﹣UV=3V﹣2V=1V,定值電阻分得的電壓為滑動變阻器兩端電壓的2倍,因為25Ω的電阻阻值大于滑動變阻器最大阻值的2倍,所以無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,電壓表的示數(shù)總比剛才三次實驗的示數(shù)大;
換用阻值為25Ω的電阻時,R=25Ω,串聯(lián)電路各處電流都相等,由歐姆定律可得,電路中的電流:I===0.08A,
電阻兩端的電壓始終保持UV=2V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器分得的電壓:U滑=1V,
滑動變阻器應(yīng)接入電阻:R滑===12.5Ω,滑動變阻器的最大阻值是10Ω,兩者之差為:12.5Ω﹣10Ω=2.5Ω,所以只需要在原電路中再串聯(lián)接入阻值在2.5~12.5Ω范圍內(nèi)的定值電阻就可以使實驗?zāi)芾^續(xù)下去。
(5)A、換用不同的電阻時,電壓表示數(shù)不變,故A正確;
B、因電壓表示數(shù)不變,即電流與R之積為一定值,故電流隨R的變化關(guān)系為反比例函數(shù),故B正確;
C、定值電阻的電壓為2V,變阻器的電壓為1V,由分壓原理,變阻器與R的比值為1:2,故變阻器連入電路的電阻與R的關(guān)系為一過原點的直線,故C正確;
D、根據(jù)P=,定值電阻的功率:PR=,即電阻的電功率與R之積為一定值,電阻的電功率隨R變化關(guān)系為反比例函數(shù),故D錯誤。
故選:D。
故答案為:(1)斷開;(2)C;(3)0.4;右側(cè);在電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比;(4)大;2.5~12.5;(5)D。
【點評】本題探究電流與電阻的關(guān)系,考查注意事項、故障分析、電流表示數(shù)、操作過程、控制變量法、數(shù)據(jù)分析和對器材的要求等知識,最后一問是難點,關(guān)鍵是明確相關(guān)的物理量之間的關(guān)系。
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