
1.編鐘是中國最古老的樂器之一,編鐘大小不同是為了改變聲音的( )
A.速度B.音色C.響度D.音調
2.下列現(xiàn)象中,可用“光沿直線傳播”解釋的是( )
A.水中倒影B.筷子“折斷”
C.樹下光斑D.雨后彩虹
3.摩擦起電現(xiàn)象中,在物體間轉移的粒子是( )
A.原子B.電子C.中子D.質子
4.下列優(yōu)美的詩詞中,加點字涉及的物態(tài)變化屬于凝固的是( )
A.天接云濤連曉霧B.瀚海闌干百丈冰
C.霜重鼓寒聲不起D.露濕叢蘭月滿庭
5.端午節(jié)民間有戴香包的習俗,香包內有艾草,遠遠地就能聞到艾香,這是因為( )
A.分子在不停地運動B.分子間有空隙
C.分子間有引力D.分子間有斥力
6.水燒開時產生的水蒸氣將壺蓋頂起,汽油機的四個沖程中,能量轉化與之相同的是( )
A.B.
C.D.
7.(2分)如圖所示,在工作人員的操控下,無人機正攜帶防疫物資飛往居家隔離住戶,以下列哪個物體為參照物,防疫物資是靜止的( )
A.工作人員B.遙控器C.無人機D.地面
8.(2分)圖示電路在閉合開關后,兩電流表正常工作,且讀數(shù)相同,則可能發(fā)生的故障是( )
A.R短路B.R斷路C.L短路D.L斷路
9.(2分)如圖所示,用甲、乙兩種燃料分別對質量和初溫相同的水進行加熱,兩圖裝置均相同。燃料的質量用m表示,燃料充分燃盡時水升高的溫度用Δt表示(水未沸騰)( )
A.若m相同,Δt越小,燃料的熱值越大
B.若Δt相同,m越大,燃料的熱值越大
C.若的值越大,燃料的熱值越大
D.若的值越大,燃料的熱值越大
10.(2分)如圖所示為某小組設計的多擋位電熱器電路,U不變,R1、R2為電阻絲且R1>R2,電熱器功率最大時開關狀態(tài)為( )
A.S1閉合,S2接aB.S1閉合,S2接b
C.S1斷開,S2接aD.S1斷開,S2接b
11.(2分)如圖所示,凸透鏡位于P處(圖中未畫出)位置不變,移動蠟燭,光屏先后在P同側的甲、乙兩處得到燭焰清晰的像,且甲處的像比乙處大,則( )
A.甲處可能成的是虛像B.乙處像可能是放大的
C.P點位置在甲的左側D.蠟燭的移動方向向左
12.(2分)如圖1所示,物體M靜止在電梯底部,其上表面通過輕質彈簧與電梯頂部相連。M對電梯底部的壓力用F表示,忽略M和電梯的形變,0~t1內,電梯靜止,彈簧處于伸長狀態(tài),t1時刻后電梯由靜止開始沿豎直方向運動。0~t4內,F(xiàn)隨時間t變化的圖線如圖2所示,則( )
A.t1~t2內,電梯可能向上運動
B.t2~t3內,M的機械能保持不變
C.t3~t4內,電梯一定做加速運動
D.t1~t4內,彈簧對M的拉力不變
二、填空題(本題共9小題,每空1分,共28分)
13.(3分)(1)圖1中,鋁塊的長度為 cm;
(2)圖2中,液體體積為 mL;
(3)圖3中,彈簧測力計示數(shù)為 N。
14.(3分)城市山林——鎮(zhèn)江,隨處可聞鳥鳴聲。鳥的發(fā)聲器官由于 發(fā)出聲音,聲音通過 傳入人耳,對于想安靜學習的同學來說,鳥鳴聲是 (選填“噪聲”或“樂音”)。
15.(3分)手機屏幕工作時將 能轉化為光能,其發(fā)出的藍光屬于 光(選填“可見”或“不可見”),對人眼傷害較大,造成近視時需要佩戴 透鏡進行矯正。
16.(3分)神舟十四號飛船發(fā)射時,火箭通過向下噴射高速氣流,獲得向上的推力,說明力的作用是 的;停止噴氣后,火箭由于具有 仍能繼續(xù)上升,箭體上的攝像機拍攝的畫面通過 波傳送回地面。
17.(3分)如圖所示,豎直放置的平面鏡能繞水平軸MN轉動,小明站在平面鏡正前方,他在鏡中成的是 (選填“實”或“虛”)像;小明垂直鏡面移動8cm,他與像的距離改變 cm;為了讓他站著就能看到鏡中腳的像,可以讓平面鏡繞軸沿 時針方向轉動。
18.(3分)如圖為自制發(fā)球機示意圖,當吹風機向水平管吹風時,乒乓球上方的氣體壓強變 。已知球的質量為2.5g,豎直方向受大氣壓作用的等效面積為12.5cm2,若不計管壁摩擦,當球下方和上方氣壓差為 Pa時,球恰能上升;若考慮管壁摩擦,則需要 乒乓球上方的風速(g取10N/kg)。
19.(3分)圖示電能表能接入用電器的最大總功率為 W;小明發(fā)現(xiàn)家中多個用電器正常工作時,指示燈在1min內閃爍90次,這段時間內電路消耗的電能為 kW?h;他再將額定功率為1000W的電水壺接入該電路,發(fā)現(xiàn)額定電流為30A的熔絲熔斷了,這是因為電路發(fā)生了 故障。
20.(3分)如圖1所示,輕質杠桿可繞O轉動,A點懸掛一重為12N的物體M,B點受到電子測力計豎直向上的拉力F,杠桿水平靜止,已知OA=AB=BC,則F為 N。保持杠桿水平靜止,將F作用點從B移至C,此過程中F方向保持不變,F(xiàn)的力臂記為l,則F的大小變 ,F(xiàn)與()的關系圖線為圖2中的①;將M從A移至B,再重復上述步驟,F(xiàn)與()的關系圖線為圖2中的 (選填數(shù)字序號)。
21.(4分)如圖1所示,RG是光敏電阻,R是阻值為10kΩ的定值電阻,電源電壓U=9V。光敏電阻RG的阻值與光的照度(光照越強,照度越大,單位為Lux)關系如圖2所示,當照度增大時,RG的阻值將 。小芳將量程為3V的電壓表接入圖1電路,將其改裝成照度表,為使光的照度增大時電壓表的示數(shù)也增大,則該電壓表應并聯(lián)在 兩端,能夠測量的最大照度為 Lux。改裝完成后,若小芳將電源換為電壓可調電源(調節(jié)范圍為12V~15V),且將R換為可調電阻(調節(jié)范圍為5kΩ~20kΩ),則該裝置所能測量的最大照度為 Lux。
三、解答題(本題共9小題,共48分。解答28、29、30題時應有必要的解題過程)
22.(2分)冰壺靜止在水平冰面上,O為其重心。請畫出它所受重力和支持力的示意圖。
23.(2分)請用筆畫線代替導線,將開關和燈泡正確連入家庭電路。
24.(2分)光從水射向空氣時,入射點O和反射光線如圖所示。請畫出入射光線和折射光線。
25.(6分)某小燈泡的額定電壓為2.5V,圖1是測量該燈泡額定功率的實驗電路。
(1)請用筆畫線代替導線,將電壓表正確接入電路。
(2)閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片移至最 端(選填“左”或“右”)。
(3)當電壓表示數(shù)調至2.5V時,電流表示數(shù)如圖2所示,小燈泡的額定功率為 W。
(4)用圖3所示電路來測量另一只額定電壓為4V的小燈泡的額定功率。
①僅閉合S1,調節(jié)滑動變阻器R2滑片至某一位置,使電壓表示數(shù)為4V。
②在保持 的情況下,僅閉合S2,調節(jié)電阻箱R1使電壓表示數(shù)為 V,此時R1接入電路的阻值為20Ω。
③該小燈泡的額定功率為 W。
26.(6分)用圖1所示的實心陶瓷材質的冰墩墩模型來估測鎮(zhèn)江香醋的密度。
(1)將天平放在水平桌面上并將游碼歸零后,若指針靜止時位置如圖2所示,則應將平衡螺母向 (選填“左”或“右”)端調節(jié)。
(2)用天平測量冰墩墩質量,當天平平衡時,右盤中的砝碼和游碼位置如圖3所示,其質量為 g,體積為 cm3。(陶瓷材料的密度為2.7×103kg/m3)
(3)如圖4所示,在甲、乙兩只燒杯中分別倒入適量香醋后,用天平測出燒杯乙和香醋的總質量m1=135.2g。
(4)如圖5所示,將冰墩墩用細線系住后放入燒杯甲中,在燒杯壁上標記液面的位置。
(5)將冰墩墩取出, ,測出燒杯乙及剩余香醋的總質量m2=102.8g。
(6)根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù),求得鎮(zhèn)江香醋的密度,ρ= g/cm3。與真實值相比,用本方案所測出的香醋密度 (選填“偏大”、“偏小”或“相同”)。
27.(8分)即熱式飲水機工作原理如圖1所示,水箱中的水被水泵抽出后,流經電阻絲時被加熱,實現(xiàn)邊加熱邊出熱水的即熱功能,電阻絲最大加熱功率為2000W。用戶可根據(jù)需要調節(jié)出水溫度和出水量。小軍對該飲水機進行了探究。
表一
(1)小軍探究過程如下(設電阻絲產生的熱量全部被流經的水吸收且無熱量損失):
①將出水量設置為250mL,出水質量為 kg。
②用溫度計測出水箱內水的初溫如圖2所示,示數(shù)為 ℃。
③保持水的初溫和出水量不變,改變出水溫度,測量出水時間并記錄在表1中。
④根據(jù)表1數(shù)據(jù)計算出加熱功率,第1次實驗時的加熱功率為 W。
(2)小軍采用的實驗方法是 。小軍由表1數(shù)據(jù)得出結論:飲水機可根據(jù)出水溫度自動選擇不同的控制方式。當出水溫度低于85℃時,僅通過改變 來調節(jié)出水溫度。若上述實驗中將出水溫度設定為88℃,可估算出水時間約為 s。
(3)小軍對實驗進行了反思:上述結論在冬季還適用嗎?為得到精準的結論,小軍將表1設計優(yōu)化如下并重新實驗,你認為①、②處應分別填寫的是 和 。
28.(6分)如圖所示,用拉力F通過動滑輪將重90N的貨物勻速提升1m,動滑輪的機械效率為90%。不計繩重及滑輪與軸之間的摩擦,求;
(1)上述過程中的有用功W有。
(2)上述過程中拉力所做的功WF。
(3)動滑輪所受的重力G動。
29.(8分)北京冬奧會上使用的氫燃料電池汽車,是利用氫與氧發(fā)生化學反應產生電能,供給電動機而驅動汽車行駛的。如圖所示,該類型汽車甲在平直公路上從A地出發(fā),以90km/h的速度行駛1h到達B地,消耗0.8kg氫燃料,所產生電能E電的80%用于維持汽車勻速行駛,所受阻力為1000N。已知每加注1kg氫燃料所需的費用為30元。
(1)求A、B兩地之間距離。
(2)求此過程中產生的電能E電。
(3)燃油汽車乙也在該公路上從A地出發(fā),以90km/h的速度勻速行駛。所受阻力與甲車相同,汽油在氣缸內完全燃燒,且燃燒所釋放熱量的30%用來維持汽車勻速行駛,汽油熱值取q=5×107J/kg。已知每加注1kg汽油所需的費用為12元。則在與甲車花費相同燃料費用的情況下:
①求乙車消耗的汽油完全燃燒所放出的熱量。
②請通過計算判斷乙車能否到達B地。
30.(8分)小華制作的蓄水池水位報警模擬裝置如圖所示:浮子由銅片E、空心桿F和木塊Q構成。在低水位時,觸點C、D位于E的正上方h0處,Q的下表面距池底的高度為h。當水位上升到使E與C、D接觸后,蜂鳴器R發(fā)出忽強忽弱的報警音,報警音的強弱取決于其兩端電壓大小。電源電壓U=6V,定值電阻R0=3Ω,R可視為9Ω的定值電阻,不計其它電阻。
(1)當E與C、D接觸時,電路接通,銜鐵吸下與觸點 接觸(選填“A”或“B”),線圈和R0被 (選填“短路”或“斷路”)。
(2)在被釋放和吸下的過程中,銜鐵與A、B的接觸時間分別為0.5s和1.5s,不考慮銜鐵在AB之間切換的時間。在未解除報警的情況下,求開始報警后1min內電路所消耗的電能。
(3)Q為邊長10cm的正方體,密度為0.5×103kg/m3,h0=12cm,h=20cm,g取10N/kg。不計E、F的質量及F與支架間的摩擦。
①求剛開始報警時水面距池底的高度H。
②下列措施中,可使①中H值增大的有 。(本題有多個選項正確)
A.將池中水換為密度更大的液體
B.僅適當減小Q的邊長
C.僅在空心管F中裝入適量沙子
D.僅適當減小Q的密度
2022年江蘇省鎮(zhèn)江市中考物理試卷
參考答案與試題解析
一、選擇題(本題共12小題,每小題2分,共24分。每小題只有一個選項是正確的)
1.(2分)編鐘是中國最古老的樂器之一,編鐘大小不同是為了改變聲音的( )
A.速度B.音色C.響度D.音調
【分析】物理學中把人耳能感覺到的聲音的強弱稱為響度,把聲音的高低稱為音調。
【解答】解:鐘振動頻率的大小與編鐘鐘體的大小有關,編鐘鐘體越小,越容易振動,頻率越高,發(fā)出聲音的音調越高,故D正確。
故選:D。
【點評】本題考查了音調、響度、與音色的區(qū)分,屬于基礎題。
2.(2分)下列現(xiàn)象中,可用“光沿直線傳播”解釋的是( )
A.水中倒影B.筷子“折斷”
C.樹下光斑D.雨后彩虹
【分析】(1)在日常生活中,日、月食、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一種均勻介質中是沿直線傳播的;
(2)當光照射到物體界面上時,有一部分光被反射回來發(fā)生反射現(xiàn)象,例如:平面鏡成像、水中倒影等;
(3)當光從一種介質斜射入另一種介質時,傳播方向會偏折,發(fā)生折射現(xiàn)象,如:看水里的魚比實際位置淺、彩虹等。
【解答】解:A、水中的“倒影”,是平面鏡成像,屬于光的反射現(xiàn)象,故A錯誤;
B、筷子“折斷”,是光的折射現(xiàn)象,故B錯誤;
C、樹下光斑,是由光沿直線傳播形成的,故C正確;
D、彩虹是光照射到空氣中的小水滴上發(fā)生的折射現(xiàn)象,故D錯誤。
故選:C。
【點評】本題考查學生對光的折射、光的直線傳播、光的反射的理解,在學習過程中要善于利用所學知識解釋有關現(xiàn)象,達到學以致用的目的。
3.(2分)摩擦起電現(xiàn)象中,在物體間轉移的粒子是( )
A.原子B.電子C.中子D.質子
【分析】摩擦起電并不是創(chuàng)造了電,而是兩個物體在摩擦過程中,電于發(fā)生了轉移,它從一個物體轉移到另一個物體上,使失去電子的物體帶正電,得到電子的物體帶負電。
【解答】解:摩擦起電的實質是兩個物體在摩擦過程中,電于發(fā)生了轉移,得到電子的帶負電,失去電子的帶正電。
故選:B。
【點評】本題考查學生對摩擦起電實質的理解。
4.(2分)下列優(yōu)美的詩詞中,加點字涉及的物態(tài)變化屬于凝固的是( )
A.天接云濤連曉霧B.瀚海闌干百丈冰
C.霜重鼓寒聲不起D.露濕叢蘭月滿庭
【分析】物質從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)是熔化過程,熔化吸熱;物質從液體變?yōu)楣虘B(tài)是凝固過程,凝固放熱;物質從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)是液化過程,液化放熱;物質從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)是汽化過程,汽化吸熱;物質從固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)是升華過程,升華吸熱;物質從氣態(tài)直接變?yōu)楣虘B(tài)是凝華過程,凝華放熱。
【解答】解:A、霧是水蒸氣從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)是液化過程,液化放熱,故A錯誤;
B、冰是由水變成冰的過程,是凝固現(xiàn)象,故B正確;
C、霜是水蒸氣遇冷變成的小冰晶,是凝華過程,凝華放熱,故C錯誤;
D、露是水蒸氣遇冷變成小水珠,是液化過程,液化放熱,故D錯誤。
故選:B。
【點評】判斷一種現(xiàn)象是什么物態(tài)變化,一定要分析現(xiàn)象原來和現(xiàn)在的狀態(tài),然后根據(jù)六種物態(tài)變化的定義進行判斷。
5.(2分)端午節(jié)民間有戴香包的習俗,香包內有艾草,遠遠地就能聞到艾香,這是因為( )
A.分子在不停地運動B.分子間有空隙
C.分子間有引力D.分子間有斥力
【分析】分子在永不停息地做無規(guī)則運動。
【解答】解:分子在永不停息地做無規(guī)則運動,遠遠地就能聞到艾香,是因為艾分子在不停地做無規(guī)則運動,艾香分子擴散到空氣中。
故選:A。
【點評】本題考查了分子的熱運動,比較簡單。
6.(2分)水燒開時產生的水蒸氣將壺蓋頂起,汽油機的四個沖程中,能量轉化與之相同的是( )
A.B.
C.D.
【分析】(1)做功可以改變物體的內能,當物體對外界做功時,物體的內能就會減??;當外界對物體做功時,物體的內能增大;
(2)汽油機的四個沖程是吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程;在做功沖程中內能轉化為機械能,在壓縮沖程中機械能轉化為內能。
【解答】解:水燒開時產生的水蒸氣將壺蓋頂起,水蒸氣的內能會轉化為壺蓋的機械能;
A、汽油機進氣門和排氣門均關閉,活塞向上運動,是壓縮沖程,此沖程機械能轉化為內能,故A不符合題意;
B、汽油機進氣門打開,排氣門關閉,活塞向下運動,是吸氣沖程,此沖程沒有能量轉化,故B不符合題意;
C、汽油機進氣門和排氣門均關閉,活塞向下運動,是做功沖程,此沖程內能轉化為機械能,故C符合題意;
D、汽油機進氣門關閉,排氣門打開,活塞向上運動,是排氣沖程,此沖程沒有能量轉化,故D不符合題意。
故選:C。
【點評】本題考查內燃機的四個沖程工作特點以及能量的轉化的了解,難度不大。
7.(2分)如圖所示,在工作人員的操控下,無人機正攜帶防疫物資飛往居家隔離住戶,以下列哪個物體為參照物,防疫物資是靜止的( )
A.工作人員B.遙控器C.無人機D.地面
【分析】解答此題的關鍵是看被研究的物體與所選的標準即參照物之間的相對位置是否發(fā)生了改變,如果發(fā)生改變,則物體是運動的;如果未發(fā)生變化,則物體是靜止的。
【解答】解:無人機攜帶防疫物資飛往居家隔離住戶的過程中,防疫物資與無人機之間沒有位置的變化,因此選擇無人機為參照物,防疫物資是靜止的;
防疫物資與工作人員、遙控器、地面的位置不斷發(fā)生著變化,以工作人員、遙控器、地面為參照物,防疫物資是運動的,故ABD錯誤,C正確。
故選:C。
【點評】此題主要考查學生對參照物的選擇、運動和靜止的相對性的理解和掌握,研究同一物體的運動狀態(tài),如果選擇不同的參照物,得出的結論可以不同,但都是正確的結論。
8.(2分)圖示電路在閉合開關后,兩電流表正常工作,且讀數(shù)相同,則可能發(fā)生的故障是( )
A.R短路B.R斷路C.L短路D.L斷路
【分析】根據(jù)電路圖可知,燈泡與電阻R組成并聯(lián)電路,一個電流表測干路中的電流,另一個電流表測量通過L的電流,再根據(jù)選項中的描述依次判斷電路中的故障,并注意不同的可能性。
【解答】解:由電路圖可知,燈泡與電阻R組成并聯(lián)電路,一個電流表測干路中的電流,另一個電流表測量通過L的電流。
A、如果R短路,與燈泡L在一條支路的電流表被短路,示數(shù)為零,電源被短路,電路中電流過大,干路中電流表示數(shù)較大,可能會燒壞電流表,故A錯誤;
B、如果R斷路,兩個電流表測量L中的電流,兩個電流表示數(shù)相等,故B正確;
C、如果L短路,電源被短路,電路中電流過大,可能會燒壞電流表,故C錯誤;
D、如果L斷路,與燈泡L在一條支路的電流表示數(shù)為零,干路中的電流表測量R中的電流,此電流表有示數(shù),故D錯誤。
故選:B。
【點評】本題考查電路故障分析,一般題目設計的都是一處故障,原因只有兩個:短路或開路。
9.(2分)如圖所示,用甲、乙兩種燃料分別對質量和初溫相同的水進行加熱,兩圖裝置均相同。燃料的質量用m表示,燃料充分燃盡時水升高的溫度用Δt表示(水未沸騰)( )
A.若m相同,Δt越小,燃料的熱值越大
B.若Δt相同,m越大,燃料的熱值越大
C.若的值越大,燃料的熱值越大
D.若的值越大,燃料的熱值越大
【分析】燃料的熱值大小不能直接測量,需要通過液體吸收熱量的多少來體現(xiàn)燃料燃燒放出熱量的多少,而液體吸收熱量的多少跟液體的質量和升高的溫度有關,因此為了比較熱值大小可以利用Q吸=Q放,而Q吸=c液m液Δt,Q放=mq,即c液m液Δt=mq進而判斷熱值大小。
【解答】解:燃料的熱值大小不能直接測量,需要通過水吸收熱量的多少來體現(xiàn)燃料燃燒放出熱量的多少,而水吸收熱量的多少跟水的質量和升高的溫度有關,因此為了比較熱值大小可以利用Q吸=Q放,而Q吸=c水m水Δt,Q放=mq,即c水m水Δt=mq,解得:q=;
A、若m相同,Δt越小,由q=可知,燃料的熱值越小,故A錯誤;
B、若Δt相同,m越大,由q=可知,燃料的熱值越小,故B錯誤;
C、若的值越大,即的值越小,由q=可知,燃料的熱值越小,故C錯誤;
D、若的值越大,由q=可知,燃料的熱值越大,故D正確。
故選:D。
【點評】本題考查了學生對燃料的熱值、燃料完全燃燒放熱公式、吸熱公式的掌握和運用,因條件已給出,難度不大。
10.(2分)如圖所示為某小組設計的多擋位電熱器電路,U不變,R1、R2為電阻絲且R1>R2,電熱器功率最大時開關狀態(tài)為( )
A.S1閉合,S2接aB.S1閉合,S2接b
C.S1斷開,S2接aD.S1斷開,S2接b
【分析】電壓U一定,由P=可知,電阻R越大,電功率越小,電阻R越小,電功率越大,分析電路結構,根據(jù)串并聯(lián)電路特點與電功率公式分析答題。
【解答】解:并聯(lián)電路總電阻小于任一分電阻,串聯(lián)電路總電阻大于任一分電阻,
由圖示電路圖可知,當S1閉合、S2接到a端時,兩電阻并聯(lián),此時電路電阻最小,由P=可知,此時電熱器的電功率最大;
S1閉合,S2接b時,R2被短路,電路為R1的簡單電路,
S1斷開,S2接a時,電路為R2的簡單電路,
當S1斷開,S2接在b端時,兩電阻串聯(lián),電路總電阻最大,由P=可知,此時電熱器的功率最小。
故選:A。
【點評】本題難度不大,分析清楚電路結構、應用串并聯(lián)電路特點、電功率公式即可正確解題。
11.(2分)如圖所示,凸透鏡位于P處(圖中未畫出)位置不變,移動蠟燭,光屏先后在P同側的甲、乙兩處得到燭焰清晰的像,且甲處的像比乙處大,則( )
A.甲處可能成的是虛像B.乙處像可能是放大的
C.P點位置在甲的左側D.蠟燭的移動方向向左
【分析】(1)根據(jù)光屏先后在P同側的甲、乙兩處得到燭焰清晰的像,且甲處的像比乙處大可知像的大小變化,利用凸透鏡成像規(guī)律可知凸透鏡和物體的位置以及物體的移動方向;根據(jù)成實像時,像和物位于凸透鏡的兩側、成虛像時,像和物位于凸透鏡的同側分析甲處所成像的性質;
(2)根據(jù)物距與焦距的可能關系結合凸透鏡成像的規(guī)律分析乙處所成像的性質。
【解答】解:(1)由題意可知,光屏先后在P同側的甲、乙兩處得到燭焰清晰的像,且甲處的像比乙處大,根據(jù)物遠像近,像變小可知,像在不斷的靠近凸透鏡,因此凸透鏡在乙的右側,蠟燭在凸透鏡的右側,此時蠟燭在遠離凸透鏡,因此蠟燭向右移動,故CD錯誤;
由于甲處和蠟燭位于凸透鏡的兩側,因此甲處只能成實像,故A錯誤;
(2)由于題干未提供物距和凸透鏡的焦距,因此乙處可能成放大的實像也可能成縮小的實像,故B正確。
故選:B。
【點評】本題考查凸透鏡成像規(guī)律的應用,關鍵是根據(jù)物遠像近,像變小分析凸透鏡的位置。
12.(2分)如圖1所示,物體M靜止在電梯底部,其上表面通過輕質彈簧與電梯頂部相連。M對電梯底部的壓力用F表示,忽略M和電梯的形變,0~t1內,電梯靜止,彈簧處于伸長狀態(tài),t1時刻后電梯由靜止開始沿豎直方向運動。0~t4內,F(xiàn)隨時間t變化的圖線如圖2所示,則( )
A.t1~t2內,電梯可能向上運動
B.t2~t3內,M的機械能保持不變
C.t3~t4內,電梯一定做加速運動
D.t1~t4內,彈簧對M的拉力不變
【分析】(1)彈簧的彈力與伸長量有關;(2)當物體由靜止變?yōu)檫\動時,處于加速狀態(tài),則受力不平衡,且較大的力與運動方向相同;(3)動能與質量和速度有關,重力勢能與高度有關,勻速下降時,其機械能不守恒;(4)當物體受力不平衡且較大的力與運動方向相反時,物體做減速運動。
【解答】解:A、物體M靜止在電梯底部,彈簧處于伸長狀態(tài),0~t1內,電梯靜止,物體也處于靜止,受力平衡,則受到重力G、地面的支持力F和彈簧的拉力T;由于壓力與支持力是相互作用力,大小是相等的,則有:G=F2+T;當t1~t2內,壓力變?yōu)樾∮贔2的=F1,彈力和重力不變,此時G>F1+T,則物體受力不平衡,由靜止變?yōu)檫\動,速度變大了,則運動方向與較大的力方向相同,說明電梯是向下加速運動的;B、t2~t3內,壓力恢復到靜止時的大小,說明受力平衡,因而是勻速下降,動能不變,而重力勢能減小,機械能減??;C、t3~t4內,壓力F3大于F2,此時G<F3+T,電梯向下則是減速運動,如果向上運動,則是加速運動,因而選項C是錯誤的;D、由于忽略M和電梯的形變,因而彈簧的長度始終不變,形變大小不變,因而彈簧的彈力保持不變,t1~t4內,彈簧對M的拉力不變。所以選D。故選:D。
【點評】本題考查了彈力的有關因素,物體受力不平衡時的運動狀態(tài),易錯點向上的支持力大,不一定是向上加速運動的。
二、填空題(本題共9小題,每空1分,共28分)
13.(3分)(1)圖1中,鋁塊的長度為 2.50 cm;
(2)圖2中,液體體積為 13 mL;
(3)圖3中,彈簧測力計示數(shù)為 3.6 N。
【分析】(1)使用刻度尺測量物體長度時,要觀察是否從0刻度線量起,起始端沒從0開始,要以某一刻度當作“0”刻度,讀出末端刻度值,減去前面的刻度即為物體長度,注意刻度尺要估讀到分度值的下一位;
(2)先確定量筒的分度值,再根據(jù)量筒內液面的位置讀出液體的體積;
(3)使用彈簧測力計測量力的大小時,首先要明確彈簧測力計的量程和分度值,讀數(shù)時視線與指針所指刻線相垂直。
【解答】解:(1)由圖知:刻度尺上1cm之間有10個小格,所以一個小格代表1mm,即刻度尺的分度值為1mm;鋁塊左側與0.00cm對齊,右側與2.50cm對齊,所以鋁塊的長度為2.50cm;
(2)由圖知:量筒的分度值是1mL,量筒內液體的體積是13mL;
(3)由圖知:在彈簧測力計上,1N之間有5個小格,一個小格代表0.2N,即彈簧測力計的分度值為0.2N,指針在“3”下面3個小格處,所以彈簧測力計的示數(shù)為3.6N。
故答案為:(1)2.50;(2)13;(3)3.6。
【點評】本題考查了刻度尺、量筒和彈簧測力計的讀數(shù),是一道基礎題,應熟練掌握常用器材的讀數(shù)方法。
14.(3分)城市山林——鎮(zhèn)江,隨處可聞鳥鳴聲。鳥的發(fā)聲器官由于 振動 發(fā)出聲音,聲音通過 空氣 傳入人耳,對于想安靜學習的同學來說,鳥鳴聲是 噪聲 (選填“噪聲”或“樂音”)。
【分析】(1)聲音是物體的振動產生的。
(2)聲音的傳播需要介質,氣體可以傳聲。
(3)從環(huán)境保護角度看,凡是影響人們正常的生活、休息、和學習的聲音都是噪聲。
【解答】解:(1)鳥鳴聲是由于鳥的發(fā)聲器官振動而產生的。
(2)鳥鳴聲通過空氣傳入人耳。
(3)鳥鳴聲影響了想安靜學習的同學,故對同學來說是噪聲。
故答案為:振動;空氣(或氣體或介質);噪聲。
【點評】本題考查了聲音的有關知識,比較簡單。
15.(3分)手機屏幕工作時將 電 能轉化為光能,其發(fā)出的藍光屬于 可見 光(選填“可見”或“不可見”),對人眼傷害較大,造成近視時需要佩戴 凹 透鏡進行矯正。
【分析】手機屏幕工作時發(fā)光,將電能轉化為光能,其發(fā)出的藍光屬于可見光;
近視鏡是凹透鏡,老花鏡是凸透鏡。
【解答】解:手機屏幕工作時將電能轉化為光能,其發(fā)出的藍光屬于可見光,對人眼傷害較大,造成近視時需要配戴凹透鏡進行矯正。
故答案為:電;可見;凹。
【點評】本題考查能量的轉化以及學生對近視鏡的掌握,屬于基礎題。
16.(3分)神舟十四號飛船發(fā)射時,火箭通過向下噴射高速氣流,獲得向上的推力,說明力的作用是 相互 的;停止噴氣后,火箭由于具有 慣性 仍能繼續(xù)上升,箭體上的攝像機拍攝的畫面通過 電磁 波傳送回地面。
【分析】(1)力是物體對物體的作用,力的作用是相互的。
(2)慣性是物體保持原來運動狀態(tài)不變的性質,一切物體都有慣性。
(3)聲波的傳播需要介質,而電磁波的傳播不需要介質,能在真空中傳播。
【解答】解:神舟十四號飛船發(fā)射時,火箭通過向下噴射高速氣流,獲得向上的推力,說明力的作用是相互的;停止噴氣后,火箭由于具有慣性仍能繼續(xù)上升;箭體上的攝像機拍攝的畫面通過電磁波傳送回地面。
故答案為:相互;慣性;電磁。
【點評】本題考查了力的作用是相互的、慣性和電磁波的基本認識,屬于概念題。
17.(3分)如圖所示,豎直放置的平面鏡能繞水平軸MN轉動,小明站在平面鏡正前方,他在鏡中成的是 虛 (選填“實”或“虛”)像;小明垂直鏡面移動8cm,他與像的距離改變 16 cm;為了讓他站著就能看到鏡中腳的像,可以讓平面鏡繞軸沿 順 時針方向轉動。
【分析】物體在平面鏡中成虛像,物像大小相等,像的大小跟物體的大小有關,跟物體距離平面鏡的遠近沒有關系。像到平面鏡的距離等于物到平面鏡的距離。
【解答】解:據(jù)平面鏡所成像的特點可知,平面鏡所成的像是虛像,所以小明同學在鏡中的像是虛像;
小明垂直鏡面移動8cm,由于像到平面鏡的距離等于物到平面鏡的距離,所以小明鏡中的像也垂直鏡面移動8cm,那么他與像的距離改8cm+8cm=16cm;
為了讓他站著就能看到鏡中腳的像,應讓平面鏡傾斜一些,繞軸沿順時針方向轉動。
故答案為:虛;16;順。
【點評】本題考查了平面鏡成像的特點及其應用,難度不大。
18.(3分)如圖為自制發(fā)球機示意圖,當吹風機向水平管吹風時,乒乓球上方的氣體壓強變 小 。已知球的質量為2.5g,豎直方向受大氣壓作用的等效面積為12.5cm2,若不計管壁摩擦,當球下方和上方氣壓差為 20 Pa時,球恰能上升;若考慮管壁摩擦,則需要 增大 乒乓球上方的風速(g取10N/kg)。
【分析】(1)流動的氣體和液體都稱為流體,流體在流速大的地方壓強小,在流速小的地方壓強大;
(2)已知球的質量可求得其重力,由此可知壓力大小,已知豎直方向受大氣壓作用的等效面積,由p=可求得球下方和上方氣壓差;
(3)球恰能上升受到管壁摩擦,若增大乒乓球上方的風速,則球下方和上方氣壓差越大,據(jù)此分析。
【解答】解:當吹風機向水平管吹風時,乒乓球上方的氣體流速大,壓強小,小于下端管口氣體壓強,原本靜止的乒乓球沿管上升;
球的質量G=mg=2.5×10﹣3kg×10N/kg=2.5×10﹣2N,
球下方受到的壓力F=G=2.5×10﹣2N,
受力面積S=12.5cm2=12.5×10﹣4m2,
球下方和上方氣壓差p===20Pa;
若考慮管壁摩擦,則需要增大乒乓球上方的風速,則球下方和上方氣壓差增大,從而使球沿豎直管上升。
故答案為:??;20;增大。
【點評】本題考查了流體壓強與流速的關系以及力的作用效果,壓強的計算等,難易程度適中。
19.(3分)圖示電能表能接入用電器的最大總功率為 6600 W;小明發(fā)現(xiàn)家中多個用電器正常工作時,指示燈在1min內閃爍90次,這段時間內電路消耗的電能為 0.03 kW?h;他再將額定功率為1000W的電水壺接入該電路,發(fā)現(xiàn)額定電流為30A的熔絲熔斷了,這是因為電路發(fā)生了 短路 故障。
【分析】根據(jù)表盤參數(shù)可知電路允許通過的最大電流為30A,根據(jù)P=UI計算圖示電能表能接入用電器的最大總功率;
根據(jù)表盤參數(shù)可知每消耗1kW?h的電,電能表表盤指示燈閃爍3000次,據(jù)此計算指示燈在1min內閃爍90次消耗的電能;
根據(jù)電功率公式計算將額定功率為1000W的電水壺接入該電路時通過電路的電流,與電路允許通過的最大電流比較可知電路故障。
【解答】解:圖示電能表能接入用電器的最大總功率為:P=UI=220V×30A=6600W;
指示燈在1min內閃爍90次,這段時間內電路消耗的電能為:W=kW?h=0.03kW?h;
多個用電器正常工作時通過電路的電流:I0==≈8.2A,
將額定功率為1000W的電水壺接入該電路,通過電路的電流I′==≈4.5A,
此時通過電路的總電流:I總=I0+I′=8.2A+4.5A=12.7A<30A,但是額定電流為30A的熔絲熔斷了,說明電路發(fā)生短路。
故答案為:6600;0.03;短路。
【點評】本題考查學生對電能表參數(shù)的理解以及電功率公式的靈活運用。
20.(3分)如圖1所示,輕質杠桿可繞O轉動,A點懸掛一重為12N的物體M,B點受到電子測力計豎直向上的拉力F,杠桿水平靜止,已知OA=AB=BC,則F為 6 N。保持杠桿水平靜止,將F作用點從B移至C,此過程中F方向保持不變,F(xiàn)的力臂記為l,則F的大小變 小 ,F(xiàn)與()的關系圖線為圖2中的①;將M從A移至B,再重復上述步驟,F(xiàn)與()的關系圖線為圖2中的 ② (選填數(shù)字序號)。
【分析】(1)根據(jù)杠桿平衡條件求出拉力F;
(2)根據(jù)杠桿平衡條件分析拉力F的變化;
(3)根據(jù)杠桿平衡條件列出兩次F與的數(shù)學表達式,結合數(shù)學知識分析判斷。
【解答】解:(1)由圖1可知,O為杠桿的支點,B點拉力F的力臂OB=OA+AB=2OA,A點作用力的力臂為OA,
由杠桿平衡條件可得:F×OB=G×OA,
解得:F=×G=×G=G=×12N=6N;
(2)由題意可知,保持杠桿水平靜止,將F作用點從B移至C,此過程中F方向保持不變,
根據(jù)杠桿平衡條件可得:F×l=G×OA,
解得:F=……Ⅰ,
由題意可知,此過程中物體M的重力G和力臂OA不變,拉力F的力臂l變大,則拉力F變??;
(3)將M從A移至B,由杠桿平衡條件可得:F×l=G×OB,
解得:F=……Ⅱ,
由數(shù)學知識可知,Ⅰ、Ⅱ兩式中拉力F與的關系圖線均為正比例函數(shù),
由圖1可知,OB>OA,則Ⅱ式的斜率大于Ⅰ式的斜率,
因此將M從A移至B,F(xiàn)與的關系圖線為過原點且斜率比圖線①大的圖線②。
故答案為:6;小;②。
【點評】本題考查杠桿平衡條件的應用和數(shù)學正比例函數(shù)相關的知識,關鍵是根據(jù)杠桿平衡條件列出兩次F與的數(shù)學表達式。
21.(4分)如圖1所示,RG是光敏電阻,R是阻值為10kΩ的定值電阻,電源電壓U=9V。光敏電阻RG的阻值與光的照度(光照越強,照度越大,單位為Lux)關系如圖2所示,當照度增大時,RG的阻值將 變小 。小芳將量程為3V的電壓表接入圖1電路,將其改裝成照度表,為使光的照度增大時電壓表的示數(shù)也增大,則該電壓表應并聯(lián)在 定值電阻R 兩端,能夠測量的最大照度為 1.2 Lux。改裝完成后,若小芳將電源換為電壓可調電源(調節(jié)范圍為12V~15V),且將R換為可調電阻(調節(jié)范圍為5kΩ~20kΩ),則該裝置所能測量的最大照度為 1.4 Lux。
【分析】(1)根據(jù)圖2可判斷當照度增大時,RG的阻值變化情況;
(2)根據(jù)串聯(lián)分壓,結合“為使光的照度增大時電壓表的示數(shù)也增大”的目的,可判斷電壓表的測量對象;
(3)電壓表量程為3V,根據(jù)歐姆定律可求出電路中的電流;再根據(jù)串聯(lián)分壓,得出RG兩端的電壓,同樣利用歐姆定律可計算RG的阻值,從圖2中找出對應的照度即可;
(4)根據(jù)題意,要想使照度增大,則RG的對應阻值應變小,則應選擇較小的電源電壓和較小的定值電阻,據(jù)此計算。
【解答】解:(1)由圖2可知,光敏電阻RG的阻值隨光的照度的增大而變小;
(2)由圖1可知,兩電阻串聯(lián),又知道光敏電阻RG的阻值隨光的照度的增大而變小,根據(jù)串聯(lián)分壓原理,為使光的照度增大時電壓表的示數(shù)也增大,應將電壓表并聯(lián)在定值電阻R的兩端;
當電壓表達到3V時,電路中的電流為:I===0.0003A,
RG兩端的電壓為:URG=U﹣UR=9V﹣3V=6V,
RG的阻值:RG===20000Ω=20kΩ,
對照圖2可得,此時的最大照度為1.2Lux;
(3)換成可調電源和可調電阻后,為提高最大照度,應選擇較小的電源電壓和較小的定值電阻,
當電源電壓為12V,電阻調至5kΩ時,電壓表仍并聯(lián)在可調電阻的兩端,當電壓表示數(shù)達到3V時,
電路中的電流:I′===0.0006A,
RG兩端的電壓為:URG′=U′﹣UR′=12V﹣3V=9V,
RG的阻值:RG′===15000Ω=15kΩ,
對照圖2可得,此時能測量的最大照度為1.4Lux。
故答案為:變??;定值電阻R;1.2;1.4。
【點評】本題考查了的特點與使用,重點是靈活運用歐姆定律,并能從圖象中得出光敏電阻阻值隨光的照度的變化規(guī)律,并結合電路進行相應的計算,有一定難度。
三、解答題(本題共9小題,共48分。解答28、29、30題時應有必要的解題過程)
22.(2分)冰壺靜止在水平冰面上,O為其重心。請畫出它所受重力和支持力的示意圖。
【分析】先分析冰壺受重力、支持力的作用點、方向,再根據(jù)力的示意圖的畫法作圖。
【解答】解:冰壺靜止在水平冰面上,受到重力G的方向是豎直向下的、支持力F的方向豎直向上,二力是一對平衡力,大小相等,作用點都在重心,從冰壺的重心O分別沿豎直向下、豎直向上畫一條帶箭頭的有向線段,用G、F表示,如圖所示:
【點評】本題考查力的示意圖的畫法,關鍵是能正確分析物體受力的方向和作用點,還要注意,相等的力要畫一樣長。
23.(2分)請用筆畫線代替導線,將開關和燈泡正確連入家庭電路。
【分析】燈泡的接法:火線進入開關,再進入燈泡頂端的金屬點;零線直接接入燈泡的螺旋套。
【解答】解:火線進入開關,再進入燈泡頂端的金屬點,零線直接接入燈泡的螺旋套;如下圖所示:
【點評】掌握家庭電路的燈泡、開關、三孔插座、兩孔插座、保險絲的接法,同時考慮使用性和安全性。
24.(2分)光從水射向空氣時,入射點O和反射光線如圖所示。請畫出入射光線和折射光線。
【分析】一束光線從水里射向空氣中時,既要發(fā)生反射,又要發(fā)生折射,反射角等于入射角,折射角大于入射角。據(jù)此完成光路圖。
【解答】解:首先畫出法線,在發(fā)生反射時,反射角等于入射角,據(jù)此畫出入射光線;光從水中斜射入空氣中,折射角大于入射角,折射光線遠離法線。如圖所示。
【點評】(1)入射角是入射光線與法線的夾角,反射角是反射光線與法線的夾角,折射角是折射光線與法線的夾角。
(2)在兩種透明介質的界面上,反射和折射一般是同時發(fā)生的,反射與入射在同種介質中,折射與入射在兩種介質中,反射角等于入射角,光由空氣斜射入其它透明介質中時,折射角小于入射角,光由其他透明介質斜射入空氣中時,折射角大于入射角。
25.(6分)某小燈泡的額定電壓為2.5V,圖1是測量該燈泡額定功率的實驗電路。
(1)請用筆畫線代替導線,將電壓表正確接入電路。
(2)閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片移至最 右 端(選填“左”或“右”)。
(3)當電壓表示數(shù)調至2.5V時,電流表示數(shù)如圖2所示,小燈泡的額定功率為 0.75 W。
(4)用圖3所示電路來測量另一只額定電壓為4V的小燈泡的額定功率。
①僅閉合S1,調節(jié)滑動變阻器R2滑片至某一位置,使電壓表示數(shù)為4V。
②在保持 滑片位置不動 的情況下,僅閉合S2,調節(jié)電阻箱R1使電壓表示數(shù)為 4 V,此時R1接入電路的阻值為20Ω。
③該小燈泡的額定功率為 0.8 W。
【分析】(1)電壓表與燈泡并聯(lián)接入電路;
(2)閉合開關前,滑動變阻器的滑片應移到阻值最大處;
(3)根據(jù)電流表接入電路的量程和分度值讀數(shù),根據(jù)電功率公式計算燈泡的額定功率;
(4)用圖3所示電路來測量另一只額定電壓為4V的小燈泡的額定功率。
①僅閉合S1,燈泡和滑動變阻器串聯(lián)接入電路,調節(jié)滑動變阻器R2滑片至某一位置,使電壓表示數(shù)為4V,此時燈泡正常發(fā)光,
②在保持滑片位置不動的情況下,僅閉合S2,滑動變阻器和電阻箱串聯(lián)接入電路,調節(jié)電阻箱R1使電壓表示數(shù)為4V,此時電阻箱相當于正常發(fā)光的燈泡,此時R1接入電路的阻值為20Ω,
③根據(jù)P=計算該小燈泡的額定功率。
【解答】解:(1)電壓表與燈泡并聯(lián)接入電路,如圖:
(2)閉合開關前,滑動變阻器的滑片應移到阻值最大處,即最右端;
(3)電流表接入電路的是小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.3A,小燈泡的額定功率為:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(4)用圖3所示電路來測量另一只額定電壓為4V的小燈泡的額定功率。
①僅閉合S1,燈泡和滑動變阻器串聯(lián)接入電路,調節(jié)滑動變阻器R2滑片至某一位置,使電壓表示數(shù)為4V,此時燈泡正常發(fā)光,
②在保持滑片位置不動的情況下,僅閉合S2,滑動變阻器和電阻箱串聯(lián)接入電路,調節(jié)電阻箱R1使電壓表示數(shù)為4V,此時電阻箱相當于正常發(fā)光的燈泡,此時R1接入電路的阻值為20Ω。
③該小燈泡的額定功率為P′===0.8W。
故答案為:(1)如圖;(2)右;(3)0.75;(4)②滑片不動;4;③0.8。
【點評】本題考查電路的連接、滑動變阻器的使用、電功率公式的靈活運用以及等效代替法。
26.(6分)用圖1所示的實心陶瓷材質的冰墩墩模型來估測鎮(zhèn)江香醋的密度。
(1)將天平放在水平桌面上并將游碼歸零后,若指針靜止時位置如圖2所示,則應將平衡螺母向 左 (選填“左”或“右”)端調節(jié)。
(2)用天平測量冰墩墩質量,當天平平衡時,右盤中的砝碼和游碼位置如圖3所示,其質量為 81 g,體積為 30 cm3。(陶瓷材料的密度為2.7×103kg/m3)
(3)如圖4所示,在甲、乙兩只燒杯中分別倒入適量香醋后,用天平測出燒杯乙和香醋的總質量m1=135.2g。
(4)如圖5所示,將冰墩墩用細線系住后放入燒杯甲中,在燒杯壁上標記液面的位置。
(5)將冰墩墩取出, 將乙燒杯中的香醋倒入甲燒杯直至標記處 ,測出燒杯乙及剩余香醋的總質量m2=102.8g。
(6)根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù),求得鎮(zhèn)江香醋的密度,ρ= 1.08 g/cm3。與真實值相比,用本方案所測出的香醋密度 偏大 (選填“偏大”、“偏小”或“相同”)。
【分析】(1)天平放在水平臺上,游碼移到標尺左端的零刻度線上,平衡螺母向上翹的一端調節(jié);
(2)冰墩墩的質量等于砝碼的質量加游碼對應的刻度值,由密度公式變形可求得冰墩墩的體積;
(5)(6)算出從乙燒杯倒入甲燒杯香醋的質量和香醋的體積(冰墩墩的體積),由密度公式算出鎮(zhèn)江香醋的密度,將冰墩墩從香醋中取出時會帶出一部分香醋,會使燒杯乙及剩余香醋的總質量偏小,進而判斷出香醋體積的偏差,由密度公式判斷出所測出香醋密度的偏差。
【解答】解:(1)將天平放在水平桌面上并將游碼歸零后,若指針靜止時位置如圖2所示,此時指針右偏,則應將平衡螺母向左調節(jié),使天平平衡;
(2)冰墩墩的質量為:m=50g+20g+10g+1g=81g;
陶瓷材料的密度為ρ=2.7×103kg/m3=2.7g/cm3,
由ρ=可得冰墩墩的體積為:
V===30cm3;
(5)(6)將冰墩墩取出,將乙燒杯中的香醋倒入甲燒杯直至標記處,乙燒杯內減少的香醋的體積就是冰墩墩的體積,即V醋=30cm3,
乙燒杯減小的香醋的質量為:
m醋=m1﹣m2=135.2g﹣102.8g=32.4g,
香醋的密度為:
ρ醋===1.08g/cm3;
將冰墩墩從香醋中取出時會帶出一部分香醋,會使燒杯乙及剩余香醋的總質量偏小,根據(jù)m醋=m1﹣m2知測量的香醋質量偏大,由ρ=知用本方案所測出的香醋密度偏大。
故答案為:(1)左;(2)81;30;(5)將乙燒杯中的香醋倒入甲燒杯直至標記處;(6)1.08;偏大。
【點評】本題考查了液體密度的測量,考查了天平的使用,密度的計算以及誤差的分析,一定要熟練掌握。
27.(8分)即熱式飲水機工作原理如圖1所示,水箱中的水被水泵抽出后,流經電阻絲時被加熱,實現(xiàn)邊加熱邊出熱水的即熱功能,電阻絲最大加熱功率為2000W。用戶可根據(jù)需要調節(jié)出水溫度和出水量。小軍對該飲水機進行了探究。
表一
(1)小軍探究過程如下(設電阻絲產生的熱量全部被流經的水吸收且無熱量損失):
①將出水量設置為250mL,出水質量為 0.25 kg。
②用溫度計測出水箱內水的初溫如圖2所示,示數(shù)為 24 ℃。
③保持水的初溫和出水量不變,改變出水溫度,測量出水時間并記錄在表1中。
④根據(jù)表1數(shù)據(jù)計算出加熱功率,第1次實驗時的加熱功率為 1050 W。
(2)小軍采用的實驗方法是 控制變量法 。小軍由表1數(shù)據(jù)得出結論:飲水機可根據(jù)出水溫度自動選擇不同的控制方式。當出水溫度低于85℃時,僅通過改變 加熱功率 來調節(jié)出水溫度。若上述實驗中將出水溫度設定為88℃,可估算出水時間約為 33.6 s。
(3)小軍對實驗進行了反思:上述結論在冬季還適用嗎?為得到精準的結論,小軍將表1設計優(yōu)化如下并重新實驗,你認為①、②處應分別填寫的是 水的初溫/℃ 和 水升高的溫度/℃ 。
【分析】(1)①將出水量設置為V=250mL=250cm3,由m=ρV算出出水質量;
②判斷出圖2溫度計的分度值,并讀出溫度計的示數(shù);
③根據(jù)Q吸=c水mΔt算出第1次實驗時水吸收的熱量;
由于無熱量損失,根據(jù)W=Q吸判斷出加熱器產生的熱量,由P=算出加熱器的功率;
(2)實驗中保持水的初溫和出水量不變,改變出水溫度,用到了控制變量法,根據(jù)表格數(shù)據(jù)的變化量判斷出改變調節(jié)出水溫度的實驗方法;
由表1數(shù)據(jù)判判斷出當出水溫度高于85℃時,加熱功率不變;
根據(jù)此Q吸′=c水mΔt′算出溫度為88℃時水吸收的熱量,由于無熱量損失,判斷出加熱器產生的熱量,由P==算出出水時間;
(3)由于冬季溫度變化較大,為得到精準的結論,實驗中需要記錄水的初溫度、末溫度以及升高的溫度,據(jù)此判斷出①、②處的內容。
【解答】解:(1)①將出水量設置為V=250mL=250cm3,出水質量為:
m=ρV=1g/cm3×250cm3=250g;
②由圖2知溫度計的分度值為1℃,則溫度計的示數(shù)為24℃;
③第1次實驗,水吸收的熱量為:
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg?℃)×0.25kg×(40℃﹣24℃)=1.68×104J;
由于無熱量損失,所以加熱器產生的熱量為:
W=Q吸=1.68×104J;
加熱器的功率為:
P===1050W;
(2)實驗中保持水的初溫和出水量不變,改變出水溫度,用到了控制變量法;
由表1數(shù)據(jù)知當出水溫度低于85℃時,僅通過改變加熱功率來調節(jié)出水溫度;
由表1數(shù)據(jù)知當出水溫度高于85℃時,加熱功率不變,都為1999W,
此時水吸收的熱量為:
Q吸′=c水mΔt′=4.2×103J/(kg?℃)×0.25kg×(88℃﹣24℃)=6.72×104J;
由于無熱量損失,所以加熱器產生的熱量為:
W′=Q吸′=6.72×104J;
由P==得水時間約為:
t′==≈33.6s;
(3)由于冬季溫度變化較大,為得到精準的結論,實驗中需要記錄水的初溫度、末溫度以及升高的溫度,所以表格①處應該填寫:水的初溫/℃、②處應填:水升高的溫度/℃。
故答案為:1050;(1)①0.25;②24;④1050;
(2)控制變量法;加熱功率;33.6;
(3)水的初溫/℃;水升高的溫度/℃。
【點評】本題考查了密度公式、吸收熱量的公式以及功率公式的應用,掌握控制變量法的應用是解題的關鍵。
28.(6分)如圖所示,用拉力F通過動滑輪將重90N的貨物勻速提升1m,動滑輪的機械效率為90%。不計繩重及滑輪與軸之間的摩擦,求;
(1)上述過程中的有用功W有。
(2)上述過程中拉力所做的功WF。
(3)動滑輪所受的重力G動。
【分析】(1)知道貨物的重力和提升的高度,根據(jù)W=Gh求出有用功;
(2)拉力做的功為總功,知道機械效率,利用η=可求出總功;
(3)由圖可知動滑輪繩子的有效股數(shù),根據(jù)s=nh求出繩端移動的距離,根據(jù)總功求出拉力的大小,再利用F=(G+G動)求出動滑輪的重力。
【解答】解:(1)上述過程中的有用功:
W有用=Gh=90N×1m=90J;
(2)由η=得拉力做的總功:WF===100J,
(3)由圖知,繩子的有效股數(shù)為2股,則s=2h=2×1m=2m,
由W=Fs得,繩端的拉力:F===50N,
不計繩重及滑輪與軸之間的摩擦,由F=(G+G動)可得,動滑輪的重力:
G動=nF﹣G=2×50N﹣90N=10N。
答:(1)上述過程中的有用功W有為90J;
(2)上述過程中拉力所做的功WF為100J;
(3)動滑輪的重力為10N。
【點評】本題考查了做功公式和機械效率公式的應用,明確有用功與總功,明確繩子的有效股數(shù)等是關鍵。
29.(8分)北京冬奧會上使用的氫燃料電池汽車,是利用氫與氧發(fā)生化學反應產生電能,供給電動機而驅動汽車行駛的。如圖所示,該類型汽車甲在平直公路上從A地出發(fā),以90km/h的速度行駛1h到達B地,消耗0.8kg氫燃料,所產生電能E電的80%用于維持汽車勻速行駛,所受阻力為1000N。已知每加注1kg氫燃料所需的費用為30元。
(1)求A、B兩地之間距離。
(2)求此過程中產生的電能E電。
(3)燃油汽車乙也在該公路上從A地出發(fā),以90km/h的速度勻速行駛。所受阻力與甲車相同,汽油在氣缸內完全燃燒,且燃燒所釋放熱量的30%用來維持汽車勻速行駛,汽油熱值取q=5×107J/kg。已知每加注1kg汽油所需的費用為12元。則在與甲車花費相同燃料費用的情況下:
①求乙車消耗的汽油完全燃燒所放出的熱量。
②請通過計算判斷乙車能否到達B地。
【分析】(1)根據(jù)v=求出A、B兩地之間距離;
(2)根據(jù)二力平衡條件求出汽車的牽引力,根據(jù)W=Fs求汽車牽引力做的功,根據(jù)效率公式求出此過程中產生的電能;
(3)①根據(jù)每加注1kg氫燃料所需的費用為30元求出消耗0.8kg氫燃料的費用,再根據(jù)每加注1kg汽油所需的費用為12元求出消耗汽油的質量;根據(jù)Q放=mq求出乙車消耗的汽油完全燃燒所放出的熱量;
②根據(jù)熱效率公式求出燃燒汽油時汽車獲得的機械能,根據(jù)W=Fs求汽車行駛的距離,與A、B兩地之間距離相比較,進而判斷乙車能否到達B地。
【解答】解:(1)由v=可知,A、B兩地之間距離:
sAB=vt=90km/h×1h=90km;
(2)由二力平衡條件可知,汽車勻速行駛時的牽引力:
F=f=1000N,
汽車牽引力做的功:
W=FsAB=1000N×90××103m=9×107J,
由η電=×100%可知,此過程中產生的電能:
E電===1.125×108J;
(3)①由每加注1kg氫燃料所需的費用為30元可知,消耗0.8kg氫燃料的費用為0.8kg×30元/kg=24元,
由每加注1kg汽油所需的費用為12元可知,在與甲車花費相同燃料費用的情況下,乙車消耗的汽油:
m==2kg,
乙車消耗的汽油完全燃燒所放出的熱量:
Q放=mq=2kg×5×107J/kg=1×108J;
②由η汽=×100%可知,燃燒汽油時汽車獲得的機械能:
W機械=η汽Q放=30%×1×108J=3×107J,
由W=Fs可知,汽車行駛的距離:
s===3×104m=30km<90km,
因此乙車不能到達B地。
答:(1)A、B兩地之間距離為90km;
(2)此過程中產生的電能為1.125×108J;
(3)①乙車消耗的汽油完全燃燒所放出的熱量為1×108J;
②乙車不能到達B地。
【點評】本題考查二力平衡條件、速度公式、功的公式、熱值公式和效率公式的應用,涉及到的知識點多,難度較大。
30.(8分)小華制作的蓄水池水位報警模擬裝置如圖所示:浮子由銅片E、空心桿F和木塊Q構成。在低水位時,觸點C、D位于E的正上方h0處,Q的下表面距池底的高度為h。當水位上升到使E與C、D接觸后,蜂鳴器R發(fā)出忽強忽弱的報警音,報警音的強弱取決于其兩端電壓大小。電源電壓U=6V,定值電阻R0=3Ω,R可視為9Ω的定值電阻,不計其它電阻。
(1)當E與C、D接觸時,電路接通,銜鐵吸下與觸點 B 接觸(選填“A”或“B”),線圈和R0被 短路 (選填“短路”或“斷路”)。
(2)在被釋放和吸下的過程中,銜鐵與A、B的接觸時間分別為0.5s和1.5s,不考慮銜鐵在AB之間切換的時間。在未解除報警的情況下,求開始報警后1min內電路所消耗的電能。
(3)Q為邊長10cm的正方體,密度為0.5×103kg/m3,h0=12cm,h=20cm,g取10N/kg。不計E、F的質量及F與支架間的摩擦。
①求剛開始報警時水面距池底的高度H。
②下列措施中,可使①中H值增大的有 BD 。(本題有多個選項正確)
A.將池中水換為密度更大的液體
B.僅適當減小Q的邊長
C.僅在空心管F中裝入適量沙子
D.僅適當減小Q的密度
【分析】(1)電路接通后,電磁鐵開始工作。銜鐵被吸下來,R0被短路。
(2)先分別算出銜鐵與A、B的接觸時消耗的電能,然后再相加,算出消耗的總電能。
(3)先算出木塊的重力,推算出它在水中受到的浮力,然后算出V排,最后算出開始報警時水面距池底的高度H。
(4)要讓H值增大,可以讓木塊的重力變大些,或者讓木塊底面積變小些。
【解答】解:(1)電路接通后,電磁鐵開始工作。銜鐵被吸下來,銜鐵與B點接觸,R0被短路。
(2)已知tA=1s,tB=1.5s,U=6V,R0=3Ω,R=9Ω,那么完成一個周期消耗的電能:
WAB=WA+WB=+=+=7.5J;
1min完成30個周期,故:
W總=30×WAB=30×7.5J=225J。
(3)已知L木=10cm,ρ木=0.5×103kg/m3,木頭飄在水面上,故:
F?。紾木=ρ木V木g=0.5×103kg/m3×103×10﹣6m3×10N/kg=5N;
V排===5×10﹣4m3;
h排===0.05m=5cm;剛開始報警時水面距池底的高度
H=h0+h+h排=12cm+20cm+5cm=37cm。
(4)要讓H值增大,可以讓木塊的重力變大寫,或者讓木塊底面積變小些。
故選:BC。
故答案是:(1)B;短路;(2)開始報警后1min內電路所消耗的電能為225J;(3)剛開始報警時水面距池底的高度H為37cm;(4)BD。
【點評】本題是一道綜合題,考查了多個知識點,是一道好題。
實驗次數(shù)
出水溫度/℃
出水時間/s
加熱功率/W
1
40
16.00
2
45
16.05
1374
3
50
15.95
1712
4
60
18.90
2000
5
85
32.04
1999
6
95
37.29
1999
實驗次數(shù)
①
出水溫度/℃
②
出水時間/s
加熱功率/W
1
實驗次數(shù)
出水溫度/℃
出水時間/s
加熱功率/W
1
40
16.00
1050
2
45
16.05
1374
3
50
15.95
1712
4
60
18.90
2000
5
85
32.04
1999
6
95
37.29
1999
實驗次數(shù)
①
出水溫度/℃
②
出水時間/s
加熱功率/W
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