1.(3分)以下數(shù)值最接近真實值的是( )
A.我國家庭照明電路的電壓為220V
B.實驗中用的小燈泡的電流約1.5A
C.教室里空氣的質(zhì)量約1t
D.某高速路限速80m/s
2.(3分)水以氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)的形式在陸地海洋和大氣間不斷循環(huán)的過程,稱為水循環(huán)。水循環(huán)時刻在進行,因此環(huán)境保護是每個地球人的責任。下列關于水循環(huán)中物態(tài)變化過程的說法正確的是( )
A.水蒸氣在高空變成云是凝固過程
B.水蒸氣變?yōu)椴萆下吨槭侨刍^程
C.地表的水變?yōu)樗魵馐瞧^程
D.寒冬的雪人慢慢變小是凝華過程
3.(3分)金屬銻是一種十分稀缺的礦物資源,且實用性很廣,其密度小于鐵的密度。自20世紀以來( )
A.銻受熱膨脹后,質(zhì)量將會隨之變大
B.與同體積的鐵相比,銻的質(zhì)量較大
C.與同質(zhì)量的鐵相比,銻的體積較小
D.一塊銻用去一半,密度將保持不變
4.(3分)杭州第19屆亞運會游泳女子200米蝶泳決賽,中國選手張雨霏奪得金牌,俞李妍獲得銀牌。如圖是蝶泳比賽時的情景。關于蝶泳運動( )
A.手向后劃水的力和水對手的力是一對相互作用力
B.停止劃水后,運動員慢慢停下,說明運動需要力的維持
C.停止劃水后,運動員繼續(xù)前進一段距離,是受到慣性
D.蝶泳速度越快,慣性越大,越難停下來
5.(3分)下列關于靜電現(xiàn)象的說法正確的是( )
A.摩擦起電是因為摩擦過程創(chuàng)造了電荷
B.摩擦了玻璃棒后的絲綢會帶上正電荷
C.毛皮在摩擦橡膠棒的過程中失去了電子
D.摩擦起電的本質(zhì)是正電荷的轉(zhuǎn)移
6.(3分)裝修房子的小陳,在設計臥室照明電路時,希望通過門口和床頭兩個開關,下面電路圖符合要求的是( )
A.B.
C.D.
7.(3分)如圖所示的電路中,電源電壓不變,下列說法正確的是( )
A.分別將1、2和3、4連接,只有L1發(fā)光
B.分別將1、4和2、3連接,只有L2發(fā)光
C.只將2、3、4連接,則L1和L2并聯(lián)
D.只將2、3、4連接,只有L2發(fā)光
8.(3分)圖甲中R0為定值電阻,電源電壓保持不變。滑動變阻器R1標有“20Ω 1A”字樣,電流表量程0~0.6A,小燈泡的電阻為10Ω(小燈泡可視為定值電阻)1、S2都斷開或都閉合兩種情況中,移動滑片P(保證所有元件都安全)得到了兩次電流表示數(shù)與R1阻值變化關系的圖像(如圖乙所示)。下列說法中正確的是( )
A.電源電壓是12V
B.當小燈泡發(fā)光時,流過小燈泡的電流是0.9A
C.R0的阻值為20Ω
D.全過程整個電路中的最大電流和最小電流之比為6:1
二、填空作圖題(本題共6個小題,每小題2分,共12分)
9.(2分)物理學家 發(fā)現(xiàn)了電流與電阻和電壓之間的關系,因此將他的名字作為了電阻的單位;伏特首先發(fā)明了伏打電堆,因此把他的名字作為了 的單位。
10.(2分)水銀體溫計是根據(jù)液體 的規(guī)律制成的;小芳使用體溫計測證自己體溫為37.8℃,知道自己發(fā)燒了,所以她判斷自己 (選填“一定”“不一定”或“一定不”)發(fā)燒。
11.(2分)量筒中裝有1000cm3、密度為1.1×103kg/m3的鹽水,由于水的蒸發(fā),過一段時間后3的鹽水。則蒸發(fā)減少的質(zhì)量為 g,剩余鹽水的密度為 kg/m3。
12.(2分)在如圖所示的電路中,電阻R1=10Ω,R2=20Ω,電源電壓不變,R=20Ω。當開關S接1時,此時R1兩端的電壓是 V;當開關S接2時,電流表的示數(shù)為 A。
13.(2分)如圖,質(zhì)地均勻的物體A與長木板B通過定滑輪用不可伸長的輕繩相連,物體A的質(zhì)量mA=1.6kg,物體B的質(zhì)量mB=2kg。對A施加水平向左F=20N的壓力,使木板B被壓在光滑側壁上。此時A勻速上滑,輕繩均處于豎直方向 N。若在B下方沿水平方向切去一部分,且壓力變?yōu)?0N,使B能夠勻速上滑 。(已知接觸面粗糙程度一定時,滑動摩擦力與壓力成正比,且A始終未離開B)
14.(1分)作出手對杯子靜摩擦力的示意圖。
15.(1分)如圖所示,在圈內(nèi)填入電流表與電壓表的符號,閉合開關S后兩燈均能發(fā)光。
三、實驗題(本題共3小題,15題5分,16題8分,17題9分,共22分)
16.(5分)如圖甲是某小組同學探究物質(zhì)熔化和沸騰的實驗?,F(xiàn)把20g某種固體碾碎后放入試管中。放入溫度計,再將試管放在裝有水的燒杯中加熱。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的圖像如圖乙。下表是兩種測溫物質(zhì)的凝固點和沸點。
(1)安裝圖甲實驗器材時,應按照 (選“自上而下”或“自下而上”)的順序進行。
(2)由圖丙可知,本實驗應選用 (選填“煤油”或“酒精”)溫度計。
(3)將試管放在裝有水的燒杯中加熱的好處是 。
(4)本實驗中使用的物質(zhì)是 (選填“晶體”或“非晶體”),加熱到圖乙中BC段物質(zhì)處于 態(tài)。(選填“固”、“液”、“氣”或“固液共存”)
17.(8分)小開和小南在實驗室里測量一塊形狀不規(guī)則、體積較大的礦石的密度。
(1)將托盤天平放在水平桌面上,將游碼移至標尺左端零刻線處,發(fā)現(xiàn)指針靜止時指在分度盤中央刻度線的左側,則應將平衡螺母向 (選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),使橫梁平衡。
(2)用調(diào)好的天平測量該礦石的質(zhì)量時,當在右盤放入最小的砝碼后,指針偏在分度盤中央刻度線左側 (選填選項前的字母)。
A.向右調(diào)平衡螺母
B.向右盤中加砝碼
C.向右移動游碼
(3)當天平最終平衡時,右盤中砝碼和游碼的位置如圖乙所示,礦石質(zhì)量是 g。
(4)因礦石體積較大,放不進量筒,小開提出按圖丙所示方法進行測量 cm3,礦石的密度是 g/cm3(保留一位小數(shù)),小南分析后,覺得小開測量的密度值應該比真實值 (選填“偏大”“偏小”或“不變”)。
(5)小南想到另一種不用量筒也能測出礦石的體積算密度的方法,步驟如下:
①在燒杯中裝上適量能將礦石浸沒的水,在燒杯液面處作標記1,用天平測出此時燒杯和水的總質(zhì)量為m1。
②接著將礦石放進燒杯,在燒杯液面處作標記2,用天平測出此時燒杯、水和礦石的總質(zhì)量為m2。
③然后取出礦石,加水到標記2,測出此時燒杯和水的總質(zhì)量m3。
按此種方法測出礦石的密度為 (用m1、m2、m3和ρ水表示),密度測量值比真實值 (選填“偏大”“偏小”或“不變”)。
18.(9分)在“探究電流與電阻的關系”的實驗過程中,某小組同學所用的定值電阻分別是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,電源電壓為4.5V且恒定不變。
(1)連接的電路如圖甲,老師檢查后發(fā)現(xiàn)有一根導線連接錯了,請你找出這根導線并打上“×”
(2)江江連接正確后開始實驗,在閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片P移至 端。(選填“A”或“B”)
(3)閉合開關S后,發(fā)現(xiàn)電流表沒有示數(shù),移動滑動變阻器的滑片 (填序號)。
A.電阻斷路
B.電流表壞了
C.滑動變阻器短路
D.電阻短路
(4)排除電路故障后進行實驗。實驗中,當把5Ω的電阻換成10Ω的電阻后,應把滑動變阻器滑片向 (選填“A”或“B”)滑動,同時眼睛盯住 才能完成實驗。
(5)同組的兩個同學先后進行多次實驗,并作出I﹣R圖象如圖丙所示,請指出:圖 (選填“甲”或“乙”)的實驗過程中存在問題,其存在的問題是: 。
(6)根據(jù)實驗目的分析圖丙中正確的圖象,可得出以下結論: 。
(7)本次實驗中,使用的滑動變阻器型號可能是 (填序號)。
A.“8Ω 0.5A”
B.“10Ω 1A”
C.“15Ω 0.3A”
四、計算題(本題共3小題,18題6分,19題8分,20題8分,共22分)
19.(6分)在如圖所示的電路中,電源兩端的電壓保持不變,R1和R2為兩個定值電阻,其中電阻R2=20Ω。當開關S1閉合、S2斷開時,電流表示數(shù)為0.3A;當開關S1、S2均閉合時,電流表示數(shù)變?yōu)?.9A。求:
(1)當開關S1、S2均閉合時通過R2的電流I2;
(2)電阻R1的阻值。
20.(8分)如圖所示,A、B兩物體用一輕質(zhì)彈簧相連,B物體密度為0.5g/cm3,A、B體積均為1dm3,A與B的密度之比為8:5,求:
(1)B的重力;
(2)用一個豎直向上的拉力F1作用在B上,向上提B,當A對地面剛好沒有壓力時,求此時彈簧對B的拉力;
(3)接著馬上改用與F1同樣大小的豎直向下的壓力F2作用在B上,最終A、B靜止時如圖b,從圖a到圖b整個過程B向下移動的距離為2.6cm,求彈簧的原長。(整個過程彈簧均在彈性限度內(nèi),且彈簧的彈力與其彈性形變量成正比)
21.(8分)如圖所示電路,電源電壓恒定,電流表的量程為0~0.6A,R1=10Ω,R3=5Ω,滑動變阻器R2允許通過的最大電流為0.5A。只閉合開關S1時,電流表示數(shù)為0.45A;閉合開關S3,斷開開關S1、S2,滑動變阻器滑片置于中點位置時,電壓表的示數(shù)為3V。求:
(1)電源電壓;
(2)滑動變阻器的最大阻值;
(3)只閉合開關S3,在保證電路安全的情況下,求滑動變阻器R2接入電路部分的阻值范圍。
2022-2023學年重慶市南開中學九年級(上)月考物理試卷(二)
參考答案與試題解析
一、選擇題(本題共8個小題,每小題只有一個選項最符合題意,每小題3分,共24分)
1.(3分)以下數(shù)值最接近真實值的是( )
A.我國家庭照明電路的電壓為220V
B.實驗中用的小燈泡的電流約1.5A
C.教室里空氣的質(zhì)量約1t
D.某高速路限速80m/s
【答案】A
【分析】根據(jù)常見物體的質(zhì)量、速度、照明電路的電壓和電流值進行分析。
【解答】解:A、我國家庭照明電路的電壓為220V;
B、實驗中用的小燈泡的電流約0.3A;
C、教室里空氣的質(zhì)量約250kg=6.25t;
D、某高速路限速80km/h。
故選:A。
2.(3分)水以氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)的形式在陸地海洋和大氣間不斷循環(huán)的過程,稱為水循環(huán)。水循環(huán)時刻在進行,因此環(huán)境保護是每個地球人的責任。下列關于水循環(huán)中物態(tài)變化過程的說法正確的是( )
A.水蒸氣在高空變成云是凝固過程
B.水蒸氣變?yōu)椴萆下吨槭侨刍^程
C.地表的水變?yōu)樗魵馐瞧^程
D.寒冬的雪人慢慢變小是凝華過程
【答案】C
【分析】汽化指物質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)變成氣態(tài),汽化要吸熱;液化指物質(zhì)由氣態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài),液化要放熱;升華指物質(zhì)由固態(tài)直接轉(zhuǎn)化成氣態(tài),升華要吸熱。
【解答】解:A、水蒸氣在高空變成云是液化過程;
B、水蒸氣變?yōu)椴萆下吨槭且夯^程;
C、地表的水變?yōu)樗魵馐瞧^程;
D、寒冬的雪人慢慢變小是升華過程。
故選:C。
3.(3分)金屬銻是一種十分稀缺的礦物資源,且實用性很廣,其密度小于鐵的密度。自20世紀以來( )
A.銻受熱膨脹后,質(zhì)量將會隨之變大
B.與同體積的鐵相比,銻的質(zhì)量較大
C.與同質(zhì)量的鐵相比,銻的體積較小
D.一塊銻用去一半,密度將保持不變
【答案】D
【分析】根據(jù)質(zhì)量和密度的概念以及密度公式判斷各選項的對錯。
【解答】解:A、銻受熱膨脹后,故A錯誤;
B、體積相同時,根據(jù)公式m=ρv可知,故B錯誤;
C、質(zhì)量相同時,根據(jù)m=ρv可知,故C錯誤;
D、密度是物質(zhì)的基本特性,故D正確。
故選:D。
4.(3分)杭州第19屆亞運會游泳女子200米蝶泳決賽,中國選手張雨霏奪得金牌,俞李妍獲得銀牌。如圖是蝶泳比賽時的情景。關于蝶泳運動( )
A.手向后劃水的力和水對手的力是一對相互作用力
B.停止劃水后,運動員慢慢停下,說明運動需要力的維持
C.停止劃水后,運動員繼續(xù)前進一段距離,是受到慣性
D.蝶泳速度越快,慣性越大,越難停下來
【答案】A
【分析】(1)一對相互作用力的條件是:大小相等、方向相反、作用在同一直線上、作用在兩個物體上;
(2)力是改變物體運動狀態(tài)的原因;
(3)一切物體都有保持原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì),叫慣性;
(4)慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關。
【解答】解:A、手向后劃水的力和水對手的力大小相等、作用在同一直線上,是一對相互作用力;
B、停止劃水后,是因為受到水的阻力,故B錯誤;
C、停止劃水后,是因為運動員具有慣性,故C錯誤;
D、慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關,故D錯誤。
故選:A。
5.(3分)下列關于靜電現(xiàn)象的說法正確的是( )
A.摩擦起電是因為摩擦過程創(chuàng)造了電荷
B.摩擦了玻璃棒后的絲綢會帶上正電荷
C.毛皮在摩擦橡膠棒的過程中失去了電子
D.摩擦起電的本質(zhì)是正電荷的轉(zhuǎn)移
【答案】C
【分析】摩擦起電的實質(zhì)是電荷的轉(zhuǎn)移。
【解答】解:A、摩擦起電是因為摩擦過程轉(zhuǎn)移了電荷;
B、摩擦了玻璃棒后的絲綢得到電子會帶上負電荷;
C、毛皮在摩擦橡膠棒后帶正電,故C正確;
D、摩擦起電的本質(zhì)是負電荷的轉(zhuǎn)移。
故選:C。
6.(3分)裝修房子的小陳,在設計臥室照明電路時,希望通過門口和床頭兩個開關,下面電路圖符合要求的是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】根據(jù)題意分析兩個開關的連接方式,然后得出正確的電路圖。
【解答】解:A、圖中兩個單刀開關串聯(lián),只有兩個開關都閉合時,故A錯誤;
B、兩個開關并聯(lián),燈泡都能發(fā)光,故B錯誤;
C、圖中S1和S2為單刀雙擲開關,S5向上擲時燈泡不發(fā)光,S1向下擲時燈泡發(fā)光;S2向上擲時燈泡發(fā)光,S7向下擲時燈泡不發(fā)光,任意一個開關都可以開燈,故A正確;
D、圖中兩個開關都閉合時,不發(fā)光。
故選:C。
7.(3分)如圖所示的電路中,電源電壓不變,下列說法正確的是( )
A.分別將1、2和3、4連接,只有L1發(fā)光
B.分別將1、4和2、3連接,只有L2發(fā)光
C.只將2、3、4連接,則L1和L2并聯(lián)
D.只將2、3、4連接,只有L2發(fā)光
【答案】B
【分析】根據(jù)每個選項中電路的連接方式分析電路的特點,然后得出正確答案。
【解答】解:
A、分別將1、4連接,L2和L2并聯(lián),L1和L7都發(fā)光,故A錯誤;
B、別將1、3連接3被短路,電路為L2的簡單電路,L2發(fā)光,故B正確;
CD、只將5、3,燈泡L2被短路,電路為L6的簡單電路,L1發(fā)光,故CD錯誤。
故選:B。
8.(3分)圖甲中R0為定值電阻,電源電壓保持不變?;瑒幼冏杵鱎1標有“20Ω 1A”字樣,電流表量程0~0.6A,小燈泡的電阻為10Ω(小燈泡可視為定值電阻)1、S2都斷開或都閉合兩種情況中,移動滑片P(保證所有元件都安全)得到了兩次電流表示數(shù)與R1阻值變化關系的圖像(如圖乙所示)。下列說法中正確的是( )
A.電源電壓是12V
B.當小燈泡發(fā)光時,流過小燈泡的電流是0.9A
C.R0的阻值為20Ω
D.全過程整個電路中的最大電流和最小電流之比為6:1
【答案】D
【分析】由甲圖可知:當開關S1、S2都閉合時,滑動變阻器R1與燈泡L并聯(lián),此時由于R1的阻值不能為零,由此即可判斷出圖乙中的上邊的曲線為S1、S2都閉合時電流表示數(shù)與R1阻值變化關系的圖象,則下邊的曲線為S1、S2都斷開時電流表示數(shù)與R1阻值變化關系;
(1)由于開關S1、S2都閉合時,滑動變阻器R1與燈泡L并聯(lián)在電源兩端,則由圖象即可讀出R1的阻值和電流,根據(jù)歐姆定律求出R1的兩端的電壓,即可得知電源電壓;
(2)燈泡發(fā)光時根據(jù)并聯(lián)電路的特點和歐姆定律求出流過小燈泡的電流;
(3)開關S1、S2都斷開時,R1與R0串聯(lián),當R1=0時電路中只有R0連入,由電流表示數(shù)與R1阻值變化關系圖象可知此時的電流表示數(shù),利用歐姆定律求出R0的阻值;
(4)根據(jù)圖象分別得出開關都閉合與都斷開時電路中的最大電流和最小電流,然后求出最大電流和最小電流的比值。
【解答】解:由甲圖可知,當開關S1、S2都閉合時,滑動變阻器R8與燈泡L并聯(lián),此時由于R1的阻值不能為零,由此可判斷出圖乙中的上邊的曲線為S1、S3都閉合時電流表示數(shù)與R1阻值變化關系的圖象,則下邊的曲線為S1、S8都斷開時電流表示數(shù)與R1阻值變化關系;
A、開關S1、S5都閉合時,滑動變阻器R1與燈泡L并聯(lián),由圖象中上邊的曲線可知1=20Ω時,I3=0.3A,
由I=可得8=I1R1=8.3A×20Ω=6V,故A錯誤;
B、燈泡發(fā)光時L===0.6A;
C、開關S7、S2都斷開時,R1與R5串聯(lián),當R1=0Ω時,電路中只有R3連入,由圖象中下邊的曲線可知:I=0.6A,
由I=可得,R3的阻值:R0===10Ω;
D、開關都閉合時1與燈泡L并聯(lián),
根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律知干路最大電流為:
I閉合=I6最大+IL=0.6A+5.6A=1.4A;
開關都斷開時,R1與R0串聯(lián),當R7的阻值全部連入電路時電路中的電流最小,為:
I最小====0.2A,
則最大電流和最小電流的之比為:I閉合:I最?。?.2A:0.6A=6:1,故D正確。
故選:D。
二、填空作圖題(本題共6個小題,每小題2分,共12分)
9.(2分)物理學家 歐姆 發(fā)現(xiàn)了電流與電阻和電壓之間的關系,因此將他的名字作為了電阻的單位;伏特首先發(fā)明了伏打電堆,因此把他的名字作為了 電壓 的單位。
【答案】歐姆;電壓。
【分析】歐姆是最先研究電流與電壓、電阻并得出三者之間關系的科學家,因此以他的名字作為電阻的單位;伏特發(fā)明了伏打電堆開創(chuàng)了電學發(fā)展的新時代,因此以他的名字作為電壓的單位
【解答】解:物理學家歐姆發(fā)現(xiàn)了電流與電阻和電壓之間的關系,因此將他的名字作為了電阻的單位,為電路提供電源。
故答案為:歐姆;電壓。
10.(2分)水銀體溫計是根據(jù)液體 熱脹冷縮 的規(guī)律制成的;小芳使用體溫計測證自己體溫為37.8℃,知道自己發(fā)燒了,所以她判斷自己 不一定 (選填“一定”“不一定”或“一定不”)發(fā)燒。
【答案】熱脹冷縮;不一定。
【分析】體溫計可以離開身體讀數(shù)是因為體溫表的特殊構造。在玻璃泡和細管相接的地方,有一段很細的縮口。當體溫表離開人體后,水銀變冷收縮,水銀柱就在縮口處斷開,上面的水銀退不回來,所以體溫表離開人體后還能繼續(xù)顯示人的體溫度。
【解答】解:水銀體溫計是根據(jù)液體熱脹冷縮的規(guī)律制成的;小芳使用體溫計測證自己體溫為37.8℃,小潔繼續(xù)使用此溫度計測體溫也是37.8℃,所以她判斷自己不一定發(fā)燒。
故答案為:熱脹冷縮;不一定。
11.(2分)量筒中裝有1000cm3、密度為1.1×103kg/m3的鹽水,由于水的蒸發(fā),過一段時間后3的鹽水。則蒸發(fā)減少的質(zhì)量為 500 g,剩余鹽水的密度為 1.2×103 kg/m3。
【答案】500;1.2×103。
【分析】知道原來鹽水的體積和密度,根據(jù)m=ρV求出原來鹽水的質(zhì)量,蒸發(fā)掉的是水,根據(jù)m=ρV求出蒸發(fā)掉水的質(zhì)量,兩者的差值即為剩余鹽水的質(zhì)量;
知道剩余鹽水的質(zhì)量和體積,根據(jù)ρ=求出剩余鹽水的密度。
【解答】解:由ρ=可得
m1=ρ1V2=1.1g/cm4×1000cm3=1100g,
蒸發(fā)掉水的質(zhì)量:
m水=ρ水V水=1.2g/cm3×(1000cm3﹣500cm7)=500g,
剩余鹽水的質(zhì)量:
m2=m1﹣m水=1100g﹣500g=600g;
剩余鹽水的密度:
ρ2===1.2g/cm5=1.2×103kg/m3。
故答案為:500;1.5×103。
12.(2分)在如圖所示的電路中,電阻R1=10Ω,R2=20Ω,電源電壓不變,R=20Ω。當開關S接1時,此時R1兩端的電壓是 2 V;當開關S接2時,電流表的示數(shù)為 0.15 A。
【答案】2;0.15。
【分析】(1)由電路圖可知,開關接1時R1與R串聯(lián),電流表測量電路中的電流,由歐姆定律求得R1兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律求出電源電壓;
(2)當開關S接2時,R2與R串聯(lián),電流表測量電路中的電流,根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律求出電路中的電流。
【解答】解:
(1)由圖可知,當開關S接位置1時,R1與R串聯(lián),電流表測量電路中的電流,
則總電阻為:R總=R+R3=20Ω+10Ω=30Ω,
由歐姆定律得R1兩端的電壓:
U1=IR7=0.2A×10Ω=6V,
電源電壓:U=IR總=0.2A×30Ω=3V,
(2)當開關接位置2時,R2與R串聯(lián),電流表測量電路中的電流,
則總電阻為:R總′=R+R7=20Ω+20Ω=40Ω,
則電路中的電流為:I′===0.15A。
故答案為:7;0.15。
13.(2分)如圖,質(zhì)地均勻的物體A與長木板B通過定滑輪用不可伸長的輕繩相連,物體A的質(zhì)量mA=1.6kg,物體B的質(zhì)量mB=2kg。對A施加水平向左F=20N的壓力,使木板B被壓在光滑側壁上。此時A勻速上滑,輕繩均處于豎直方向 2 N。若在B下方沿水平方向切去一部分,且壓力變?yōu)?0N,使B能夠勻速上滑 3:10 。(已知接觸面粗糙程度一定時,滑動摩擦力與壓力成正比,且A始終未離開B)
【答案】2;3:10。
【分析】(1)A和B的質(zhì)量已知,利用重力公式分別得到A和B的重力,分析A和B的受力情況,列出它們的受力關系式,解出A、B之間的摩擦力;
(2)若在B下方沿水平方向切去一部分,且壓力變?yōu)?0N,使B能夠勻速上滑,根據(jù)滑動摩擦力大小與壓力成正比得到A和B之間的摩擦力f'的大小,分析A和B的受力情況,列出它們的受力關系式,解出B的剩余部分的重力,進而得到其切去部分的重力,利用重力公式和密度公式得到B所切去的體積與B體積之比。
【解答】解:(1)物體A受到的重力GA=mAg=1.6kg×10N/kg=16N,
物體B受到的重力GB=mBg=4kg×10N/kg=20N,
A勻速上滑,A在豎直方向受到向上的拉力F拉、向下的重力GA和B給A的向下的摩擦力f,三個力之間的關系為:F拉=GA+f=16N+f……①,
B勻速下滑,B受到豎直向下的重力GB,B在豎直方向受到向上的拉力,該拉力與A受到的拉力大小相等拉,B受到A給的向上的摩擦力,該摩擦力與A受到的摩擦力為一對相互作用力,即為f拉=GB﹣f=20N﹣f……②,
聯(lián)立①②得:f=2N。
(2)若在B下方沿水平方向切去一部分,且壓力變?yōu)?0N,則A和B之間的摩擦力變?yōu)閒'=×8N=1N,
此時A勻速下滑,A在豎直方向還受到重力GA,拉力F'拉,A受到的三個力之間的關系為:F'拉=GA﹣f'=16N﹣1N=15N,
B勻速上滑,B在豎直方向還受到拉力F'拉、向下的重力G'B,B受到的三個力之間的關系為:F'拉=G'B+f'=G'B+2N=15N,
得到:G'B=14N,
則B切去部分的重力ΔGB=GB﹣G'B=20N﹣14N=6N,
切去的體積與B體積之比為====。
故答案為:2;3:10。
14.(1分)作出手對杯子靜摩擦力的示意圖。
【答案】
【分析】摩擦力是由于物體相互接觸,并且發(fā)生相對運動或者有相對運動的趨勢而產(chǎn)生的,摩擦力的方向與物體相對運動或相對運動趨勢的方向相反。
【解答】解:由圖知,手拿著玻璃杯,手對玻璃杯的靜摩擦力方向沿玻璃杯向上,用f表示
15.(1分)如圖所示,在圈內(nèi)填入電流表與電壓表的符號,閉合開關S后兩燈均能發(fā)光。
【答案】
【分析】根據(jù)電壓表一定要并聯(lián)在電路中,電流表一定要串聯(lián)在電路中分析即可。
【解答】解:由圖可知,左邊的電表與燈泡L并聯(lián)在一起;右面的電表串聯(lián)在電路中,如圖所示:
三、實驗題(本題共3小題,15題5分,16題8分,17題9分,共22分)
16.(5分)如圖甲是某小組同學探究物質(zhì)熔化和沸騰的實驗。現(xiàn)把20g某種固體碾碎后放入試管中。放入溫度計,再將試管放在裝有水的燒杯中加熱。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的圖像如圖乙。下表是兩種測溫物質(zhì)的凝固點和沸點。
(1)安裝圖甲實驗器材時,應按照 自下而上 (選“自上而下”或“自下而上”)的順序進行。
(2)由圖丙可知,本實驗應選用 煤油 (選填“煤油”或“酒精”)溫度計。
(3)將試管放在裝有水的燒杯中加熱的好處是 使物質(zhì)受熱均勻 。
(4)本實驗中使用的物質(zhì)是 晶體 (選填“晶體”或“非晶體”),加熱到圖乙中BC段物質(zhì)處于 固液共存 態(tài)。(選填“固”、“液”、“氣”或“固液共存”)
【答案】(1)自下而上;(2)煤油;(3)使物質(zhì)受熱均勻;(4)晶體;固液共存。
【分析】(1)實驗時,需用酒精燈的外焰加熱,所以要調(diào)整好鐵圈的高度,然后根據(jù)溫度計的使用規(guī)則固定好其位置;
(2)被測液體的沸點不能高于溫度計內(nèi)液體的沸點;
(3)水浴法加熱主要目的是物體受熱均勻;
(4)晶體熔化時,吸熱溫度保持不變;
晶體熔化過程中處于固液共存狀態(tài)。
【解答】解:(1)酒精燈需用外焰加熱,所以要放好酒精燈,在安裝圖甲實驗器材時;
(2)由圖乙可知被測物質(zhì)的沸點為100℃,高于酒精的沸點,為了保證溫度計內(nèi)的測溫液體不沸騰;
(3)將試管放在裝有水的大燒杯中加熱好處是使物質(zhì)受熱均勻;
(4)圖乙中BC段溫度不變,而晶體熔化時,說明該物質(zhì)是晶體;
晶體熔化過程中處于固液共存狀態(tài)。
故答案為:(1)自下而上;(2)煤油;(4)晶體。
17.(8分)小開和小南在實驗室里測量一塊形狀不規(guī)則、體積較大的礦石的密度。
(1)將托盤天平放在水平桌面上,將游碼移至標尺左端零刻線處,發(fā)現(xiàn)指針靜止時指在分度盤中央刻度線的左側,則應將平衡螺母向 右 (選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),使橫梁平衡。
(2)用調(diào)好的天平測量該礦石的質(zhì)量時,當在右盤放入最小的砝碼后,指針偏在分度盤中央刻度線左側 C (選填選項前的字母)。
A.向右調(diào)平衡螺母
B.向右盤中加砝碼
C.向右移動游碼
(3)當天平最終平衡時,右盤中砝碼和游碼的位置如圖乙所示,礦石質(zhì)量是 175.6 g。
(4)因礦石體積較大,放不進量筒,小開提出按圖丙所示方法進行測量 70 cm3,礦石的密度是 2.5 g/cm3(保留一位小數(shù)),小南分析后,覺得小開測量的密度值應該比真實值 偏小 (選填“偏大”“偏小”或“不變”)。
(5)小南想到另一種不用量筒也能測出礦石的體積算密度的方法,步驟如下:
①在燒杯中裝上適量能將礦石浸沒的水,在燒杯液面處作標記1,用天平測出此時燒杯和水的總質(zhì)量為m1。
②接著將礦石放進燒杯,在燒杯液面處作標記2,用天平測出此時燒杯、水和礦石的總質(zhì)量為m2。
③然后取出礦石,加水到標記2,測出此時燒杯和水的總質(zhì)量m3。
按此種方法測出礦石的密度為 (用m1、m2、m3和ρ水表示),密度測量值比真實值 不變 (選填“偏大”“偏小”或“不變”)。
【答案】(1)右;(2)C;(3)175.6;(4)70;2.5;偏??;(5);不變。
【分析】(1)使用天平測量物體質(zhì)量之前要進行調(diào)平,先調(diào)節(jié)平衡螺母,后調(diào)節(jié)游碼,平衡螺母相對于指針的調(diào)節(jié)規(guī)律是“左偏右調(diào),右偏左調(diào)”;
(2)在測量前的調(diào)平用平衡螺母,在測量過程中的調(diào)平,應該用游碼或砝碼,據(jù)此題中的條件分析即可判斷;
(3)在天平讀數(shù)時,被測物體的質(zhì)量=砝碼的質(zhì)量+游碼的示數(shù);
(4)礦石的體積等于量筒中倒出水的體積,根據(jù)量筒中倒水前后的示數(shù)求出倒出水的體積;
由密度公式計算礦石密度;礦石取出時會沾有水,由此分析解答;
(5)用m2﹣m1可以計算出礦石的質(zhì)量,用m3﹣m1可以計算出與小礦石體積相當?shù)乃馁|(zhì)量,由公式ρ=,計算與小礦石體積相等的水的體積就得到了小礦石的體積,m1是小礦石的質(zhì)量,小礦石的質(zhì)量除以小礦石的體積等于小礦石的密度;
根據(jù)V石=知小礦石的體積與礦石帶出水的多少無關,進而判斷出密度測量值與真實值的差別。
【解答】解:(1)指針偏左,平衡螺母向右調(diào)節(jié);
(2)用調(diào)好的天平測量該物塊的質(zhì)量時,當在右盤放入最小的砝碼后,即說明此時右盤所放的砝碼的質(zhì)量較小,使得天平再次平衡;
(3)據(jù)圖可知,此時天平標尺的分度值是0.2g;
(4)由圖知,量筒中水的體積200mL,
礦石的體積為V=200mL﹣130mL=70mL=70cm6;
礦石的密度:
ρ==≈5.5/cm3;
由于從燒杯中取礦石,礦石會沾水,使得礦石的體積偏大;
(5)礦石的質(zhì)量為:m石=m2﹣m1,
取出小礦石后。向燒杯中倒入的水的質(zhì)量:m水=m3﹣m7,
倒入燒杯中的水的體積:V水==,
小礦石的體積:V石=V水==,
小礦石的密度:ρ石===;
根據(jù)V石=可知小礦石的體積與礦石帶出水的多少無關。
故答案為:(1)右;(2)C;(4)70;偏小;不變。
18.(9分)在“探究電流與電阻的關系”的實驗過程中,某小組同學所用的定值電阻分別是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,電源電壓為4.5V且恒定不變。
(1)連接的電路如圖甲,老師檢查后發(fā)現(xiàn)有一根導線連接錯了,請你找出這根導線并打上“×”
(2)江江連接正確后開始實驗,在閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片P移至 B 端。(選填“A”或“B”)
(3)閉合開關S后,發(fā)現(xiàn)電流表沒有示數(shù),移動滑動變阻器的滑片 A (填序號)。
A.電阻斷路
B.電流表壞了
C.滑動變阻器短路
D.電阻短路
(4)排除電路故障后進行實驗。實驗中,當把5Ω的電阻換成10Ω的電阻后,應把滑動變阻器滑片向 B (選填“A”或“B”)滑動,同時眼睛盯住 電壓表 才能完成實驗。
(5)同組的兩個同學先后進行多次實驗,并作出I﹣R圖象如圖丙所示,請指出:圖 甲 (選填“甲”或“乙”)的實驗過程中存在問題,其存在的問題是: 沒有控制電壓表示數(shù)不變 。
(6)根據(jù)實驗目的分析圖丙中正確的圖象,可得出以下結論: 在導體兩端電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比 。
(7)本次實驗中,使用的滑動變阻器型號可能是 B (填序號)。
A.“8Ω 0.5A”
B.“10Ω 1A”
C.“15Ω 0.3A”
【答案】(1)見解答題;(2)B;(3)A;(4)B;電壓表;(5)甲;沒有控制電壓表示數(shù)不變(6)在導體兩端電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比;(7)B。
【分析】(1)電壓表應與電阻并聯(lián),據(jù)此修改電路;
(2)連接正確后開始實驗,在閉合開關前應將滑動變阻器的滑片移至阻值最大處;
(3)電流表沒有示數(shù),電壓表示數(shù)始終接近電源電壓,電路故障可能為電壓表所測量的電阻斷路
(4)探究“電流與電阻的關系”,應控制電壓表的示數(shù)不變,據(jù)此回答;
根據(jù)分壓原理和串聯(lián)電路電壓的規(guī)律作答;
(5)研究電流與電阻實驗中,要控制電阻的電壓不變,根據(jù)作出I﹣R圖像分析;
(6)在導體兩端電壓一定時,通過導體的電流與導體的電阻成反比;
(7)根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出變阻器分得的電壓,根據(jù)分壓原理,求出當接入20Ω電阻時變阻器連入電路的阻值,結合電路中最大電流確定選用的變阻器。
【解答】解:(1)原題電壓表測滑動變阻器兩端的電壓,且正負接線柱接反了,如下所示:
(2)連接正確后開始實驗,在閉合開關前應將滑動變阻器的滑片移至阻值最大處的B端;
(3)連接好電路,閉合開關,說明電路可能斷路,電壓表示數(shù)始終接近電源電壓,則與電壓表并聯(lián)的電路以外的電路是完好的,即造成這一現(xiàn)象的原因可能是電阻斷路;
(4)當把5Ω的電阻換成10Ω的電阻后,根據(jù)分壓原理,為控制電壓表示數(shù)不變,應增大變阻器分得的電壓,應增大變阻器連入電路中的電阻大小,同時眼睛盯住電壓表才可能達到這個目的;
(5)研究電流與電阻實驗中,要控制電阻的電壓不變,甲圖中電流與電阻之積不相等,實驗操作中不符合要求;
(6)根據(jù)實驗目的分析圖丙中正確的圖象,可得結論:在導體兩端電壓一定時;
(7)實驗中,電壓表控制的電壓為3V,變阻器分得的電壓:
U滑=2.5V﹣3V=5.5V,變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的,根據(jù)分壓原理,變阻器連入電路中的電阻為:R滑=0.5×20Ω=10Ω,由圖丙可知,故選:B;
故答案為:(1)見解答題;(2)B;(4)B;(5)甲,通過導體的電流與導體的電阻成反比。
四、計算題(本題共3小題,18題6分,19題8分,20題8分,共22分)
19.(6分)在如圖所示的電路中,電源兩端的電壓保持不變,R1和R2為兩個定值電阻,其中電阻R2=20Ω。當開關S1閉合、S2斷開時,電流表示數(shù)為0.3A;當開關S1、S2均閉合時,電流表示數(shù)變?yōu)?.9A。求:
(1)當開關S1、S2均閉合時通過R2的電流I2;
(2)電阻R1的阻值。
【答案】(1)當開關S1、S2均閉合時通過R2的電流I2為0.6A;
(2)電阻R1的阻值為40Ω。
【分析】(1)當開關S1閉合、S2斷開時,電路為R1的簡單電路,電流表測量電路的電流,則通過R1的電流為0.3A;當開關S1、S2均閉合時,兩電阻并聯(lián),電流表測量干路電流,根據(jù)并聯(lián)電路各元件獨立工作、互不影響可知,通過R1的電流仍為0.3A,根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可知通過R2的電流;
(2)根據(jù)歐姆定律可知電源電壓;根據(jù)歐姆定律可知電阻R1的阻值。
【解答】解:(1)當開關S1閉合、S2斷開時,電路為R2的簡單電路,電流表測量電路的電流1的電流為0.5A;
當開關S1、S2均閉合時,兩電阻并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路各元件獨立工作,通過R7的電流仍為0.3A,
根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可知通過R8的電流為:I2=I﹣I1=6.9A﹣0.7A=0.6A;
(2)根據(jù)歐姆定律可知電源電壓U=U6=I2R2=6.6A×20Ω=12V;
根據(jù)歐姆定律可知電阻R1的阻值R5====40Ω。
答:(1)當開關S5、S2均閉合時通過R2的電流I5為0.6A;
(2)電阻R5的阻值為40Ω。
20.(8分)如圖所示,A、B兩物體用一輕質(zhì)彈簧相連,B物體密度為0.5g/cm3,A、B體積均為1dm3,A與B的密度之比為8:5,求:
(1)B的重力;
(2)用一個豎直向上的拉力F1作用在B上,向上提B,當A對地面剛好沒有壓力時,求此時彈簧對B的拉力;
(3)接著馬上改用與F1同樣大小的豎直向下的壓力F2作用在B上,最終A、B靜止時如圖b,從圖a到圖b整個過程B向下移動的距離為2.6cm,求彈簧的原長。(整個過程彈簧均在彈性限度內(nèi),且彈簧的彈力與其彈性形變量成正比)
【答案】(1)B的重力5N;
(2)求此時彈簧對B的拉力8N;
(3)彈簧的原長11.8cm。
【分析】(1)根據(jù)G=mg=ρVg計算B的重力;
(2)根據(jù)G=mg=ρVg,在體積相同時,重力與密度成正比,根據(jù)物體A、B 的密度之比求出GA,對A受力分析計算拉力;
(3)根據(jù)B受力分析計算第二次彈簧的彈力,根據(jù)整個過程彈簧均在彈性限度內(nèi),且彈簧的彈力與其彈性形變量成正比,表示出兩次彈力與形變量的關系,解得原長。
【解答】解:(1)B的重力GB=mg=ρVg=0.5×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣7m3=5N;
(2)根據(jù)G=mg=ρVg,在體積相同時,物體A,體積相等,故GA=7N,
當A對地面剛好沒有壓力時,彈簧的拉力等于A重力A=8N;
此時F1=GA+GB=3N+5N=13N;
(3)接著馬上改用與F1同樣大小的豎直向下的壓力F2作用在B上,最終A,此時彈簧的作用力大小F'=F2+GB=13N+5N=18N;
從圖a到圖b整個過程B向下移動的距離為3.6cm,彈簧最終長度為10cm,長度為10cm+2.2cm=12.6cm,
整個過程彈簧均在彈性限度內(nèi),且彈簧的彈力與其彈性形變量成正比,
8N=k(12.5cm﹣L)
18N=k(L﹣10cm)
解得L=11.8cm。
答:(1)B的重力5N;
(2)求此時彈簧對B的拉力8N;
(3)彈簧的原長11.8cm。
21.(8分)如圖所示電路,電源電壓恒定,電流表的量程為0~0.6A,R1=10Ω,R3=5Ω,滑動變阻器R2允許通過的最大電流為0.5A。只閉合開關S1時,電流表示數(shù)為0.45A;閉合開關S3,斷開開關S1、S2,滑動變阻器滑片置于中點位置時,電壓表的示數(shù)為3V。求:
(1)電源電壓;
(2)滑動變阻器的最大阻值;
(3)只閉合開關S3,在保證電路安全的情況下,求滑動變阻器R2接入電路部分的阻值范圍。
【答案】(1)電源電壓為4.5V;
(2)滑動變阻器的最大阻值為5Ω;
(3)只閉合開關S3,在保證電路安全的情況下,滑動變阻器R2接入電路部分的阻值范圍為4Ω~10Ω。
【分析】(1)由圖知,只閉合開關S1時,電路中只有R1接入電路,已知電流表示數(shù),由歐姆定律計算可得電源電壓;
(2)閉合開關S3,斷開開關S1、S2,滑動變阻器滑片置于中點位置時,R2與R3串聯(lián),電壓表測R2兩端電壓,電流表測電路中電流;
由串聯(lián)電路特點及歐姆定律求出電路中的電流,在根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的阻值;據(jù)此即可求出滑動變阻器的最大阻值;
(3)只閉合開關S2時,R2與R3串聯(lián),根據(jù)滑動變阻器R2允許通過的最大電流可知電路最大電流等于0.5A,由串聯(lián)電路特點及歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的最小阻值;當電壓表示數(shù)3V時,滑動變阻器接入電路的阻值最大,由串聯(lián)電路特點及歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的最大阻值.
【解答】解:
(1)由圖知,只閉合開關S1時,電路中只有R1接入電路,
已知電流表示數(shù)為2.45A,由歐姆定律可得電源電壓:
U=U1=I1R7=0.45A×10Ω=4.2V;
(2)由圖知,閉合開關S3,斷開開關S1、S7,滑動變阻器滑片置于中點位置時,R2與R3串聯(lián),電壓表測R7兩端電壓,電流表測電路中電流;
根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各用電器兩端的電壓之和可得,R3兩端電壓:
U3=U﹣U2=4.5V﹣4V=1.5V;
則電路中的電流:I===0.4A,
由歐姆定律可得滑動變阻器接入電路的阻值為:
R2中===10Ω;
所以R5的最大阻值:R2=2R7中=2×10Ω=20Ω;
(3)只閉合開關S2時,R7與R3串聯(lián),電壓表測R2兩端電壓,電流表測電路中電流;
由于電流表量程4~3A,滑動變阻器R2允許通過的最大電流等于8.5A,
所以電路中最大電流Imax=0.7A時,滑動變阻器此時接入電路的阻值最小,
由I=得此時電路總電阻:
R總===9Ω,
所以滑動變阻器接入電路的最小阻值:
R2min=R總﹣R3=9Ω﹣8Ω=4Ω;
電壓表量程0~3V,當滑動變阻器上電壓為3V時,電流最小,
由(2)可知滑動變阻器接入電路的最大阻值:Rmax=R2中=10Ω,
所以變阻器的取值范圍為6Ω~10Ω.
答:(1)電源電壓為4.5V;
(2)滑動變阻器的最大阻值為3Ω;
(3)只閉合開關S3,在保證電路安全的情況下,滑動變阻器R2接入電路部分的阻值范圍為5Ω~10Ω。測溫物質(zhì)
凝固點/℃
沸點/℃
煤油
﹣30
150
酒精
﹣117
78
注:在一個標準大氣壓下
測溫物質(zhì)
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