
考試時間:90分鐘 滿分:100分
一、選擇題(14小題,每小題2分,共28分)
1. 智能手環(huán)可隨時記錄佩戴人的運動數(shù)據(jù),且能將數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)绞謾C上顯示。將數(shù)據(jù)從智能手環(huán)無線傳輸?shù)绞謾C是利用了( )
A. 電磁波B. 超聲波C. 次聲波D. 紅外線
【答案】A
【解析】
【詳解】將數(shù)據(jù)從智能手環(huán)無線傳輸?shù)绞謾C,是通過電磁波以無線的方式向手機發(fā)送運動的統(tǒng)計數(shù)據(jù),故A符合題意。BCD不符合題意。
故選A。
2. 現(xiàn)藏于上海博物館的“戰(zhàn)國商鞅方升”,容積約為,是中國度量衡史的標(biāo)志性器物。其所能容納水的質(zhì)量與下列哪個物體的質(zhì)量最接近( )
A. 一張物理試卷B. 一本物理課本
C. 一瓶500ml的礦泉水D. 一個實心球
【答案】B
【解析】
【詳解】商鞅方升所能容納水的質(zhì)量
A.一張物理試卷約為5g,故A不符合題意;
B.一本物理課本約為200g,故B符合題意;
C.一瓶500ml的礦泉水的質(zhì)量約為500g,故C不符合題意;
D.一個實心球約為2kg=2000g,故D不符合題意。
故選B。
3. 中國人發(fā)明的風(fēng)箏(古稱鳶)是世界上公認最早的飛行器之一,明代《詢芻錄)中描述:“于鳶首以竹為笛,使風(fēng)入竹,聲如箏鳴,故名風(fēng)箏”,“聲如箏鳴”指的是( )
A. 響度B. 音調(diào)C. 音色D. 回聲
【答案】C
【解析】
【詳解】音色是由發(fā)聲體本身決定的一個特性,不同人的聲音的音色一般不同。“聲如箏鳴”的意思是聲音像是箏發(fā)出的,所以指的是音色,故C符合題意,ABD不符合題意。
故選C。
4. 山西風(fēng)能資源豐富,全省各地廣泛分布著風(fēng)力發(fā)電站。如圖所示,這是山頂上的風(fēng)力發(fā)電機,它的葉片轉(zhuǎn)動起來能夠掃過幾個足球場大的面積。為了讓風(fēng)更易帶動起扇葉,制成葉片的材料應(yīng)該具有( )
A. 較大的質(zhì)量B. 較小的密度C. 較低的熔點D. 較高的硬度
【答案】B
【解析】
【詳解】為了讓風(fēng)更易帶動起扇葉,要選用質(zhì)量盡可能小的葉片。在體積一定時,根據(jù)可知,密度小的物質(zhì),其質(zhì)量小,所以制成葉片的材料應(yīng)該具有較小的密度,故B符合題意,ACD不符合題意。
故選B。
5. “糖畫”是一種傳統(tǒng)民間手工藝。如圖,先把糖熬成糖汁,用糖汁在石板上畫出造型后,粘在竹簽上即可。關(guān)于糖的物態(tài)變化情況,說法正確的是( )
A. 先凝固再液化B. 先液化后凝固C. 先凝固再熔化D. 先熔化后凝固
【答案】D
【解析】
【詳解】先把糖熬成糖汁,這一過程物質(zhì)從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài),是熔化過程;在石板上來回澆鑄糖汁,等糖汁變成固態(tài),就做好了糖畫,這個過程物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài),是凝固現(xiàn)象,因此,整個過程是先熔化再凝固。故D正確,ABC錯誤。
故選D。
6. 如圖所示,下列事實中不能說明大氣壓存在的是( )
A. 吸盤吸附在墻面B. 裝水的塑料袋向四周鼓出
C 去殼熟雞蛋被吸入瓶子內(nèi)D. 細管吸飲料
【答案】B
【解析】
【詳解】A.吸盤吸附在墻面,是大氣壓將其壓在墻上的,能說明大氣壓的存在,故A不符合題意;
B.裝水的塑料袋向四周鼓出,說明液體向各個方向都有壓強,與大氣壓無關(guān),故B符合題意;
C.去殼熟雞蛋被吸入瓶子內(nèi)是因為外界大氣壓大于瓶內(nèi)氣壓,是大氣壓把雞蛋壓入瓶內(nèi)的,故C不合題意;
D.用細管吸飲料是利用大氣壓的作用將飲料壓入嘴中,能說明大氣壓的存在,故D不合題意。
故選B。
7. 如圖所示的是我國生產(chǎn)的某種電動式無針注射器工作示意圖,通電時永磁體的磁場與通電線圈相互作用,產(chǎn)生強大的助推力,使藥液以接近聲音的速度注入皮膚,下列能反映該注射器工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】電動式無針注射器通電時永磁體的磁場與通電線圈相互作用,這與電動機的原理相同,工作時將電能轉(zhuǎn)化為機械能。
【詳解】根據(jù)題意可知,電動式無針注射器是依靠磁場對通電線圈有力的作用,利用了藥液的慣性,將藥液快速“注入”皮膚的,這與電動機的原理相同:
A.該裝置是探究影響電磁鐵磁性大小因素的實驗,利用的是電流的磁效應(yīng),與注射器工作原理不相同,故A不符合題意;
B.閉合開關(guān),通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用,與注射器工作原理相同,故B符合題意;
C.閉合電路的線圈在磁場中做切割磁感線運動時,會產(chǎn)生感應(yīng)電流,這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,與注射器工作原理不相同,故C不符合題意;
D.該實驗奧斯特實驗,說明了電流的周圍存在磁場,與注射器工作原理不相同,故D不符合題意。
故選B。
8. 如圖,是一款感應(yīng)式垃圾桶,其工作原理如下:啟動開關(guān)S1閉合后,指示燈亮起,這時垃圾桶才能正常使用;扔垃圾時,只需將手伸到感應(yīng)區(qū)上方,感應(yīng)開關(guān)S2自動閉合,動力裝置工作,桶蓋打開;手離開5秒后,感應(yīng)開關(guān)S2就會自動斷開。下列電路符合要求是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【詳解】D.由題意可知,動力裝置工作與否不會影響指示燈的工作,所以指示燈與動力裝置是并聯(lián)的,故D不符合題意;
ABC.由題意可知,開關(guān)S1控制整個電路,開關(guān)S2只控制動力裝置,則開關(guān)S1在干路上,開關(guān)S2與動力裝置串聯(lián)在同一條支路上,故A符合題意,BC不符合題意。
故選A。
9. 圖甲所示是我們家庭中常用一款空氣凈化器,其工作過程如圖乙所示:臟空氣進入凈化器時,鎢絲對灰塵放電使其帶上負電,當(dāng)帶電灰塵流到帶電格柵板時會被吸附。關(guān)于空氣凈化器的下列說法中正確的是( )
A. 灰塵因失去電子而帶上負電
B. 帶電格柵板上應(yīng)該帶有負電
C. 帶電格柵板吸引灰塵的原理是異種電荷相互吸引
D. 帶電格柵板吸引灰塵的原理是帶電體可以吸引輕小物體
【答案】C
【解析】
【詳解】A.鎢絲對灰塵放電使其帶上負電,因此灰塵因得到電子而帶上負電,故A錯誤;
B.因灰塵帶負電,當(dāng)帶電灰塵流到帶電格柵板時會被吸附,根據(jù)同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引可知,帶電格柵板上應(yīng)該帶有正電,故B錯誤;
CD.帶電格柵板吸引灰塵是利用異種電荷相互吸引的原理,并非是帶電體可以吸引輕小物體,故C正確,D錯誤。
故選C。
10. 如圖所示,電源電壓一定,關(guān)于電路工作情況,下列說法中正確的是( )
A. 只閉合時,兩只燈泡是串聯(lián)的
B. 若先閉合,再閉合,電壓表與電流表的示數(shù)比值變小
C. 只閉合時,只有燈會亮
D. 若先閉合,再閉合,電壓表、電流表的讀數(shù)均變小
【答案】B
【解析】
【詳解】A.只閉合S1時,電路為燈泡L1的簡單電路,電流表測電路中的電流,電壓表測電源的電壓,故A錯誤;
BD.閉合S1、S2時,兩燈泡并聯(lián),電流表測干路電流,電壓表測電源的電壓,則電壓表的示數(shù)不變;因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以先閉合S1,再閉合S2,干路電流變大,即電流表的示數(shù)變大,電壓表與電流表的示數(shù)比值變小,故B正確,D錯誤;
C.只閉合S2時,干路的開關(guān)沒有閉合,電路中沒有電流,沒有燈泡發(fā)光,故C錯誤。
故選B。
11. 圖甲為我國古代的滴水計時工具——漏刻,圖乙為它的模擬示意圖。漏水壺通過底部的出水口向受水壺中滴水,受水壺中的箭尺始終處于漂浮狀態(tài)。當(dāng)受水壺中液面升高時,下列說法正確的是( )
A. 箭尺受到的浮力變小B. 箭尺排開水的質(zhì)量不變
C. 箭尺排開水的重力變大D. 水對受水壺底壓強不變
【答案】B
【解析】
【詳解】A.箭尺始終處于漂浮狀態(tài),受到的浮力等于其重力,箭尺重力不變,所受浮力也不變,故A錯誤;
BC.根據(jù)公式
可知,箭尺受到的浮力不變,排開水的重力及質(zhì)量不變,故B正確,C錯誤;
D.根據(jù)公式可知,當(dāng)受水壺中液面升高時,水對受水壺底壓強變大,故D錯誤。
故選B。
12. 如圖所示,閉合開關(guān)S,條形磁鐵在水平桌面上靜止。下列說法正確的是( )
A. 電磁鐵受到條形磁鐵對其向左的作用力
B. 條形磁鐵受到桌面對其向右的摩擦力
C. 將滑片P向下移動,電路消耗的總功率變小
D. 將滑片P向上移動,條形磁鐵受到的摩擦力不變
【答案】A
【解析】
【詳解】A.由安培定則得,右手握住螺線管,四指指向電流的方向,大拇指指向電磁鐵左端為N極,右側(cè)為S極,同名磁極相互排斥,所以電磁鐵受到條形磁鐵對其向左的作用力,故A正確;
B.條形磁鐵處于靜止?fàn)顟B(tài),水平方向上受到平衡力的作用,水平向右的排斥力和桌面對條形磁鐵的水平向左的摩擦力為一對平衡力,故B錯誤;
C.將滑動變阻器的滑片向下移動,滑動變阻器接入電路的電阻變小,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流變大,根據(jù)P=UI知,電功率變大,故C錯誤;
D.將滑動變阻器的滑片向上移動,滑動變阻器接入電路的電阻變大,根據(jù)歐姆定律可知,電路中的電流變小,電磁鐵的磁性變?nèi)?,排斥力變小,條形磁鐵所受摩擦力和排斥力是一對平衡力,大小相等,所以摩擦力變小,故D錯誤。
故選A。
13. 如圖所示,水平桌面上放有底面積和質(zhì)量都相同的甲、乙兩平底容器,分別裝有質(zhì)量相等的不同液體。則以下分析不正確的是( )
A. 甲容器底受到液體的壓力小于乙容器底受到液體的壓力
B. 甲、乙兩容器底受到液體的壓強相等
C. 甲的密度大于乙的密度
D. 甲容器對桌面的壓力等于乙容器對桌面的壓力
【答案】B
【解析】
【詳解】ABC.從圖中可知,乙中液體的體積大于甲中液體的體積,因為液體質(zhì)量相同,根據(jù)可知,ρ甲>ρ乙; 液體對容器底的壓力等于液體的總重力與凸起部分液體的重力之差;根據(jù)圖示可知,兩個容器凸起部分的體積相同,甲中液體的密度大,根據(jù)G=mg=ρgV可知,甲中凸起部分液體的重力大于乙中凸起部分的重力,液體總重力相同,所以甲受到液體的壓力小于乙容器受到液體的壓力;受力面積相同,根據(jù)可知,甲、乙兩容器受到液體的壓強不相等,故AC正確,不符合題意;B錯誤,符合題意;
D.水平桌面上,甲、乙兩個容器中兩種液體質(zhì)量相等,容器的質(zhì)量相等,根據(jù)G=mg可知,二者的總重力相等,因為容器對水平桌面的壓力等于容器和液體的總重力,故容器對桌面的壓力F甲=F乙,故D正確,不符合題意。
故選B
14. 如圖甲所示,用一輕質(zhì)鋼絲固定在一正方體的木塊中央。通過鋼絲對木塊在豎直方向上的作用力F,使木塊浸入水中。鋼絲對木塊在豎直方向上的作用力F與木塊下表面到水面距離x的關(guān)系如圖乙所示。已知,,。鋼絲機械強度足夠且質(zhì)量不計,燒杯內(nèi)液面變化忽略不計。下列說法正確的是( )
A. 正方體木塊的邊長為7cm
B. 正方體木塊重力為10N
C. 正方體全部浸沒在水中受到的浮力為3N
D. 正方體全部浸沒在水中受到的浮力為10N
【答案】D
【解析】
【詳解】A.根據(jù)圖乙可知,作用在鋼絲繩上的力為0時,木塊下表面距離水面的高度為h=7cm,并且木塊處于漂浮狀態(tài),則浮力等于重力,即F浮=G,即
ρ水gV排=ρ物gV木
整理得
ρ水Sh=ρ物Sa
正方體的木塊的邊長
故A錯誤;
B.當(dāng)木塊下表面到水面距離為0時,鋼絲繩上的拉力豎直向上,且大小等于木塊的重力,由圖乙可知,木塊的重力為7N,故B錯誤;
CD.正方體全部浸沒在水中受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)3=10N
故C錯誤,D正確。
故選D。
二、填空題(6小題,每空1分,共12分)
15. 一般來說,若將顆地球同步軌道衛(wèi)星定位于赤道上空,它們發(fā)送的信號幾乎可以覆蓋全球。這些衛(wèi)星之間是______(選填“運動”或“靜止”)的,這些衛(wèi)星受______(選填“平衡力”或“非平衡力”)的作用。
【答案】 ①. 靜止 ②. 非平衡力
【解析】
【詳解】[1]根據(jù)題意可知,顆地球同步軌道衛(wèi)星全部定位于赤道上空,這些衛(wèi)星之間沒有位置變化,所以它們是相對靜止的。
[2]地球同步衛(wèi)星隨地球同步轉(zhuǎn)動,做圓周運動時,其運動方向是變化的即運動狀態(tài)發(fā)生改變,因此這些衛(wèi)星受非平衡力的作用。
16. 熱可擦筆類似于中性筆,不同的是,熱可擦筆的筆跡遇熱即可消失。改錯時,用橡皮頭反復(fù)摩擦字跡使其升溫,即可擦除。此過程中筆跡的內(nèi)能是通過__________的方式來改變。將踩癟但是沒有破裂的乒乓球放入熱水中,球內(nèi)氣體的內(nèi)能會__________(選填“增加”、“減少”或“不變”)。
【答案】 ①. 做功 ②. 增加
【解析】
【詳解】[1]改錯時,用橡皮頭反復(fù)摩擦字跡使其升溫,此過程中橡皮頭對筆跡做了功,筆跡的內(nèi)能是通過做功的方式來改變的。
[2]將踩癟但是沒有破裂的乒乓球放入熱水中,球內(nèi)氣體從熱水中吸收熱量,內(nèi)能會增加。
17. 如圖所示,在新型汽車的研制中,將汽車模型放在風(fēng)洞中不動,讓風(fēng)迎面吹來,可研究汽車高速行駛的情況,此時汽車__________(選填“上方”或“下方”)氣體對汽車的壓強較大。此時,轎車對地面的壓力__________地面對轎車的支持力。(選填“大于”、“小于”或“等于”)
【答案】 ①. 下方 ②. 等于
【解析】
【詳解】[1]汽車高速行駛時,汽車上方氣體流速大,對汽車的壓強較小,汽車下方的氣體流速小,對汽車的壓強較大。
[2]此時,轎車對地面的壓力和地面對轎車的支持力是一對相互作用力,大小相等。
18. 一密閉的玻璃管放在平板車上,玻璃管中裝有水,管中留有一個小氣泡。如圖所示,當(dāng)車向左運動過程中,突然減速時,氣泡向__________運動(選填“左”或“右”),這是__________(選填“液體”或“氣泡”)具有慣性。
【答案】 ①. 右 ②. 液體
【解析】
【詳解】[1][2]當(dāng)車向左運動過程中,突然減速時,水由于慣性要保持原來的運動狀態(tài),繼續(xù)向左運動,則會將氣泡擠向后方,即氣泡向右運動。
19. 在長為20cm均勻細木棱的一端纏繞一些細銅絲,制成兩個完全相同的簡易密度計。現(xiàn)將它們分別放入盛有不同液體的兩個燒杯中,如圖所示為它們豎直靜止在液體中的情況。若密度計在甲液體中露出液面的長度為10cm,在乙液體中露出液面的長度為13cm,若乙液體為水時,甲液體的密度_______。若在乙燒杯的水中加入適量鹽,其中的密度計所受的浮力__________(選填“變大”、“變小”或“不變”)。
【答案】 ①. 0.7×103 ②. 不變
【解析】
【詳解】[1]由圖可知,簡易密度計在甲、乙兩種液體中都處于漂浮狀態(tài),此時F浮=G,因同一支密度計的重力不變,所以密度計在兩種液體中所受的浮力相等; 設(shè)密度計的底面積為S,若乙液體是水,則在水中時所受浮力
F乙=ρ水gV排水=ρ水gL水S
在甲液體中所受浮力
F甲=ρ甲gV排甲=ρ甲gL甲S
由于F甲=F乙,則
ρ甲gL甲S=ρ水gL水S
解得
[2] 在乙燒杯的水中加入適量鹽,密度計仍處于漂浮狀態(tài),受到的浮力不變。
20. 超導(dǎo)限流器是一種短路故障電流限制裝置,它由超導(dǎo)元件和限流電阻并聯(lián)組成,內(nèi)部電路如圖甲中虛線框內(nèi)所示。超導(dǎo)元件的電阻隨電流I的變化關(guān)系如圖乙所示,限流電阻,燈泡L上標(biāo)有“6V 3W”字樣。若電源電壓為6V,當(dāng)燈泡發(fā)生短路時,電流表的示數(shù)為__________A。若電源電壓降為3V時,忽略溫度對燈泡電阻的影響,其時電路的總功率為__________W。
【答案】 ①. 1.1 ②. 0.75
【解析】
【詳解】[1]當(dāng)燈泡發(fā)生短路時,R1與R2并聯(lián), 根據(jù)圖乙可知,通過R1的電流大于0.6A時阻值為10Ω,則根據(jù)歐姆定律可得,R1兩端的電壓
U1=I1R1=0.6A×10Ω=6V
所以
U1=U=6V
此時R1的阻值為10Ω, 因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和, 所以,此時電流表的示數(shù)
[2]燈的電阻為
若電源電壓降為3V時,則通過燈的電流一定小于
根據(jù)串并聯(lián)電路電流的規(guī)律,通過R1的電流小于0.25A,則R1的電阻為0,限流電阻R2被短路,電路為燈的簡單電路,這時電路的總功率為
三、作圖題(2小題,每題2分,共4分)
21. 小磁針靜止在通電螺線管左側(cè),請標(biāo)出小磁針的N極和電源的正負極。
【答案】
【解析】
【詳解】磁感線是從磁體的N極出發(fā),回到S極,所以螺線管的左端為N極,根據(jù)安培定則,即用右手握住螺線管,則大拇指指向左端可知,電流從電源右端流出,即電源的右端是正極,左端是負極;螺線管的左端為N極,根據(jù)磁極間從相互作用規(guī)律可知,小磁針的左端為N極。作圖如下:
22. 如圖所示,木塊正在水平地面上向右滑動并壓縮彈簧,請在O點畫出木塊水平方向受力的示意圖。
【答案】
【解析】
【詳解】木塊正在水平地面上向右滑動,會受到地面水平向左的摩擦力f;同時木塊向右壓縮彈簧,使彈簧發(fā)生彈性形變,彈簧對木塊產(chǎn)生一個水平向左的彈力F彈。所以在水平方向,木塊同時受到水平向左的摩擦力和彈力,如圖所示:
四、簡答題(1小題,共4分)
23. 2022年2月5日,北京冬奧會短道速滑比賽,中國隊以2分37秒348奪得混合團體接力冠軍。如圖所示,比賽中,運動員要穿上特殊的冰刀鞋,冰刀非常銳利,你認為冰刀做得非常銳利的原因是什么?(已知冰的熔點隨所受壓強的增大而降低)
【答案】見解析
【解析】
【詳解】運動員穿的冰刀鞋上的冰刀做得非常銳利,可以在壓力一定時,通過減小受力面積來增大對冰面的壓強,冰的熔點隨所受壓強的增大而降低,所以,這樣可以使冰盡快熔化,在冰刀和冰面之間形成一層水膜,減小冰刀與冰面之間的摩擦,有利于運動員在冰面上滑行。
五、實驗題(5小題,共30分)
24. 某科技小組為了比較“泡沫塑料和棉花的保溫性能”,用大燒杯、小燒杯、溫度計、計時器、熱水等器材進行實驗。把小燒杯放進大燒杯中,在兩個燒杯之間塞滿保溫材料,將熱水倒入小燒杯中,蓋好插有溫度計的蓋子。實驗裝置如圖所示:
(1)實驗中,要控制兩個小燒杯中熱水的______和初溫相同;
(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù),在方格紙上畫出了圖甲裝置中的熱水溫度與時間的圖像,并描出了乙裝置中的熱水溫度與時間的坐標(biāo)點;
①請在方格紙上,將乙裝置中的熱水溫度與時間的圖像補充完整______;
②根據(jù)圖像可知,保溫性能好的材料是______。理由是:______;
(3)分析圖象,你還有什么新的發(fā)現(xiàn)?(寫出一條即可)______
【答案】 ①. 質(zhì)量 ②. ③. 泡沫塑料 ④. 見解析
⑤. 見解析
【解析】
【詳解】(1)[1]在實驗中,為了使實驗結(jié)論準(zhǔn)確、可靠,需要控制水的初溫和質(zhì)量相同。
(2)①[2]描點作圖如下:
②[3][4]由圖像可知,在相同時間內(nèi),裝置甲中的熱水溫度比裝置乙中的降低慢,因此泡沫塑料保溫效果好。
(3)[5]由圖像可知,當(dāng)溫度降到20℃時,溫度不再變化,所以室溫為20℃。
25. 小丹選取了兩個彈簧測力計、細線、棉布、木板、重為10N和15N的兩個木塊(表面粗糙程度相同)等器材,探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關(guān)。
(1)小丹水平__________拉動木塊,利用__________原理可知木塊所受摩擦力大小等于彈簧測力計的示數(shù)。她分別做了如圖甲、乙、丙所示三次實驗:分析甲、乙兩次實驗,可以得出的結(jié)論是__________;
(2)她想繼續(xù)探究滑動摩擦力大小與物體的重力大小是否有關(guān),利用圖甲實驗做對比分析,又設(shè)計了如圖丁的實驗,使彈簧測力計A始終保持豎直狀態(tài),并調(diào)整高度,使其示數(shù)為__________N,以拉力F1拉動木板,當(dāng)木塊相對于地面靜止時,彈簧測力計B的示數(shù)為1N,分析可得:滑動摩擦力大小與物體重力大小__________(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”);如果增大拉力F1,彈簧測力計B的示數(shù)__________(選填“增大”“減小”或“不變”)。
【答案】 ①. 勻速直線 ②. 二力平衡 ③. 見解析 ④. 5 ⑤. 無關(guān) ⑥. 不變
【解析】
【詳解】(1)[1][2]沿水平方向勻速直線拉動木塊,木塊在水平方向上受到平衡力作用,根據(jù)二力平衡知識,彈簧測力計對木塊的拉力大小等于滑動摩擦力的大小。
[3] 通過對比甲、乙兩次實驗,接觸面粗糙程度相同,乙中壓力大,測力計示數(shù)大,可知:接觸面粗糙程度相同時,壓力越大,滑動摩擦力越大。
(2)[4][5][6]探究滑動摩擦力大小與物體的重力大小是否有關(guān),需要控制壓力和接觸面的粗糙程度相同,與圖甲對比,當(dāng)彈簧測力計的示數(shù)是5N時,木塊對木板的壓力都是10N,拉動木板,當(dāng)木塊相對于地面靜止時,彈簧測力計B的示數(shù)為1N,分析可得滑動摩擦力大小與物體重力大小無關(guān); 摩擦力的大小與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關(guān),木板受到的壓力不變,而且接觸面的粗糙程度不變,只增加拉力對摩擦力沒有影響,因此摩擦力不變,彈簧測力計B的示數(shù)不變。
26. 小薇同學(xué)制作了如圖1所示的探頭進行了液體壓強和浮力的綜合探究。
(1)實驗時的情形如圖2所示,比較__________兩圖,可以初步得出結(jié)論:在同種液體中,液體內(nèi)部壓強隨深度的增加而增大;
(2)小薇同學(xué)用彈簧測力計掛著此探頭繼續(xù)探究如圖3;
①向溢水杯中注水,直到溢水口水流出時停止加水,最后溢水杯中的水面恰好與溢水口__________;
②用細線懸掛在彈簧測力計下的探頭剛好浸沒,溢出的水全部流入小量筒中,此時探頭所受的浮力為__________N;
③探頭從丁圖位置不斷緩慢往下放(細線足夠長,實驗過程中橡皮膜沒有破裂),彈簧測力計的示數(shù)會__________(選填字母)。
A.一直變大 B.先不變后變小 C.先變大后變小 D.先變小后變大
【答案】 ①. 甲、乙 ②. 相平 ③. 0.2 ④. C
【解析】
【詳解】(1)[1]要探究液體壓強大小與深度的關(guān)系,應(yīng)控制液體的密度相同、探頭的方向相同,而深度不同,故選甲、乙兩圖。
(2)①[2]向溢水杯中注水,直到溢水口水流出時停止加水,最后溢水杯中的水面恰好與溢水口相平。
②[3]由圖知,溢出的水全部流入小量筒中,排開水的體積為20mL=20cm3,此時探頭所受的浮力
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×20×10-6m3=0.2N
③[4]當(dāng)探頭從丁圖位置不斷緩慢往下放的過程中,橡皮膜受到水的壓強越來越大而逐漸向里凹,導(dǎo)致探頭排開水的體積逐漸變小,受到的浮力越來越小,則彈簧測力計的示數(shù)越來越大。當(dāng)下落到容器底時浮力不變,由于受到容器底向上的支持力,則彈簧測力計的示數(shù)變小。故C符合題意,ABD不符合題意。
故選C。
27. 小明使用阻值為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值電阻各一個,電壓為3V的電源以及規(guī)格為“10Ω,0.5A”的滑動變阻器等器材,來“探究電流與電阻的關(guān)系”。
(1)他首先將5Ω的電阻接入了圖甲的電路中,檢查時發(fā)現(xiàn)電路中有一根導(dǎo)線連接錯誤,請在錯誤的導(dǎo)線上畫“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確__________;
(2)電路正確連接后,閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn),此時電壓表和電流表均無示數(shù),他判斷產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是__________(選填“定值電阻”或者“滑動變阻器”)斷路;排除故障后移動滑動變阻器的滑片,電流表示數(shù)如圖乙所示,則此時電流表示數(shù)為__________A;
(3)當(dāng)定值電阻由5Ω換為10Ω時,為達到實驗要求,需向__________(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片。分別將5Ω和10Ω的電阻接入電路,在電壓表示數(shù)不變的情況下,滑動變阻器兩次消耗的電功率之比為__________;
(4)小明又設(shè)計了一個方案測量額定電壓為3V的小燈泡正常發(fā)光時的電阻,電路如圖丙(電源電壓為6V,滑動變阻器規(guī)格為“20Ω,1A”),請把下面的實驗步驟補充完整。
①只閉合開關(guān)__________,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數(shù)為__________V,此時小燈泡正常發(fā)光;
②只閉合開關(guān)S和,保持滑片P的位置不動,此時的示數(shù)為1V,的示數(shù)為2V;
③小燈泡正常發(fā)光時的電阻=_______。
【答案】 ①. ②. 滑動變阻器 ③. 0.4 ④. 右 ⑤. 2∶1 ⑥. S、S2 ⑦. 3 ⑧. 15
【解析】
【詳解】(1)[1]原電路圖中,電流表與定值電阻并聯(lián),電壓表串聯(lián)在電路中是錯誤的。在探究電流與電阻的關(guān)系實驗中,定值電阻、滑動變阻器和電流表串聯(lián),電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端,如下圖所示:
(2)[2]若電流表無示數(shù),說明電路可能斷路;電壓表無示數(shù),說明電壓表與電源之間存在斷路,即產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是滑動變阻器斷路。
[3]電流表示數(shù)如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數(shù)為0.4A。
(3)[4]實驗中,當(dāng)把5Ω的電阻換成10Ω的電阻后,根據(jù)分壓原理,電阻兩端的電壓變大,研究電流與電阻關(guān)系時要控制電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,要增大滑動變阻器兩端的電壓,由分壓原理,要增大滑動變阻器電阻阻值,故應(yīng)把滑動變阻器滑片向右滑動。
[5]小明將5Ω和10Ω電阻分別接入電路,因定值電阻兩端的電壓保持不變,根據(jù)歐姆定律可知,在電壓不變時,電流與電阻成反比,故電路中電流之比為
I1∶I2=10Ω∶5Ω=2∶1
因電源電壓和定值電阻兩端的電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律,滑動變阻器兩端電壓不變,由P=UI可知,在電壓不變時,電功率與電流成正比,故兩次實驗滑動變阻器消耗的電功率之比為2∶1。
(4)①[6][7][8]①只閉合開關(guān)S和S2,調(diào)節(jié)變阻器的滑片,使電壓表V2的示數(shù)為3V,此時小燈泡正常發(fā)光;
②只閉合開關(guān)S和S1,保持滑片P的位置不動,此時V1的示數(shù)為1V,V2的示數(shù)為2V;
③在②中,電壓表V2測燈的電壓,V1測滑動變阻器滑片以左電阻R左的電壓,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,滑動變阻器滑片以右電阻R右的電壓
U右=6V-1V-2V=3V
因滑動變阻器的最大電阻為20Ω,根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律,通過變阻器滑片以左和以右的電流相等,由歐姆定律有
即
解得:R右=15Ω。在第1次操作中,電壓表V2測燈的電壓,由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器的電壓為
U滑=6V-3V=3V
電路中的電流即燈的額定電流為
小燈泡正常發(fā)光時的電阻
28. 科學(xué)選種是提高糧食產(chǎn)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。小華想測量稻谷種子的密度,具體做法如下:
(1)如圖甲,將天平放在水平臺面上,指針恰好指在分度盤中央,接下來應(yīng)該將__________移至零刻度線后向__________(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)平衡螺母,使指針再次指在分度盤中央;
(2)用調(diào)好天平測量適量稻谷種子的總質(zhì)量,天平平衡時右盤砝碼質(zhì)量和游碼在標(biāo)尺上的位置如圖乙所示,_______g;
(3)往量筒中加入適量的水,測得其體積為300mL,將上述種子放入量筒中,種子全部沉入水中,如圖所丙示,此時水和種子的總體積_______mL;
(4)種子的密度_______,由于種子吸水性(短時間內(nèi)體積認為不變),會導(dǎo)致密度的測量值__________(選填“偏大”,“偏小”或“不變”);
(5)小華經(jīng)過反思后改進了實驗方案:將量筒中種子倒出,用紙巾吸干種子表面的水后,再次測得種子總質(zhì)量為,則種子密度_______。(用和測得的物理量符號表示)
【答案】 ①. 游碼 ②. 右 ③. 153 ④. 400 ⑤. 1.53 ⑥. 偏大 ⑦.
【解析】
【詳解】(1)[1][2]調(diào)節(jié)天平的主要步驟是:首先將天平放在水平桌面上,再將游碼移至標(biāo)尺左端零刻度線處,最后調(diào)節(jié)平衡螺母,使天平水平平衡。如圖所示,指針指在分度盤中央位置時,游碼不在零刻度線的位置,因此先將游碼移至零刻度線的位置,指針會向左偏轉(zhuǎn),則向右調(diào)節(jié)平衡螺母,直到指針指在分度盤中央刻度線處,天平水平平衡。
(2)[3]天平平衡時物體的質(zhì)量等于右盤砝碼質(zhì)量加上游碼在標(biāo)尺上所對的刻度值,則稻谷種子的總質(zhì)量
m1=100g+50g+3g=153g
(3)[4]由圖丙讀出水和種子的總體積
V2=400mL=400cm3
(4)[5][6]種子的體積
V=V2-V1=400mL-300mL=100mL=100cm3
種子的密度
種子浸沒在水中,由于吸水,測得的水和種子的總體積偏小,計算得出的種子的體積偏小,故測得的密度會偏大。
(5)[7]根據(jù)題意浸入水中種子吸收的水的體積
種子的實際體積
此時種子密度為
六.計算題(3小題,共22分)
29. “祝融號”火星車安全駛離著陸平臺到達火星表面,標(biāo)志著我國探索火星進入了新時代?!白H谔枴被鹦擒嚫呒s1.85米,總質(zhì)量約240kg,但在火星表面時的重力僅為960N。6輪獨立驅(qū)動,每個輪子與地面的接觸面積為100cm2,在火星上連續(xù)行駛每小時可前進36m。通過計算請回答:
(1)火星車在火星上行駛時的平均速度;
(2)火星車靜止在水平火星表面上時,對火星表面的壓強。
【答案】(1)0.01m/s;(2)1.6×104Pa
【解析】
【詳解】解: (1)火星車所行駛的時間為
t=1h=3600s
火星車在火星上行駛時的平均速度為
(2)火星車在水平火面上,所以火星車對火星表面的壓力為
F=G=960N
火星車與火星表面總的接觸面積為
故火星車對火星表面的壓強是
答: (1)火星車在火星上行駛時的平均速度為0.01m/s;
(2)火星車靜止在水平火星表面上時,對火星表面的壓強1.6×104Pa。
30. 一邊長為10cm、重力為15N的正方體物塊,用細線懸掛在水中靜止時,物塊下表面到水面的距離為15cm,如圖所示。求:
(1)物塊下表面受到水的壓強大??;
(2)物塊所受的浮力大??;
(3)細線的拉力大小。
【答案】(1)1500Pa;(2)10N;(3)5N
【解析】
【詳解】解:(1)由題意可知,物塊下表面到水面的距離為
h下=15cm=0.15m
則物塊下表面受到水的壓強為
p下=ρ水gh下=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa
(2)物塊的體積為
V=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3
因為物塊浸沒在水中,所以物塊排開水的體積為
V排=V=1×10﹣3m3
則物塊所受的浮力為
F?。溅阉甮V排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N
(3)由圖可知,物塊受到豎直向下的重力、豎直向上的浮力和拉力,由力的平衡條件可知,細線的拉力為
F拉=G﹣F?。?5N﹣10N=5N
答:(1)物塊下表面受到水的壓強為1500Pa;
(2)物塊所受的浮力大小為10N;
(3)細線的拉力大小為5N。
31. 小明設(shè)計了一個簡易電子秤,其工作電路圖如圖甲所示,為定值電阻,電流表的量程選用0~0.6A,壓力傳感器踏板受到壓力后,其阻值R隨所受壓力F的變化而改變(如圖丙所示),并導(dǎo)致電路中的電流發(fā)生改變,通過改寫電流表表盤數(shù)值后可直接讀出所稱物體的質(zhì)量,閉合開關(guān)S,小明站上踏板并最終靜止在踏板上,電流表的示數(shù)I隨時間t變化的圖象如圖乙所示,已知電源電壓,定值電阻,g取,踏板的質(zhì)量忽略不計。求:
(1)0~1s時間內(nèi),小明尚未站上踏板,壓力傳感器的電阻為多少Ω?
(2)圖乙中的大小為多少A?
(3)電流表表盤上0.5A刻度線應(yīng)標(biāo)為多少kg?
(4)0~4s時間內(nèi),壓力傳感器R受到的最大壓力是多少N?小明的質(zhì)量為多少kg?
【答案】(1)110Ω;(2)0.1A;(3)80kg;(4)750N,50kg
【解析】
【詳解】解:(1)0~1s時間內(nèi),小明尚未站上踏板,傳感器所受壓力為0,由圖丙可知,壓力傳感器的電阻為110Ω。
(2)圖乙中I1的大小為小明尚未站上踏板時電路中的電流,此時壓力傳感器R與R0串聯(lián),此時電路中的電流
(3)當(dāng)電路中電流為0.5A時電路中的電阻
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,此時壓力傳感器的電阻
R'=R總-R0?=24Ω?10Ω=14Ω
由圖丙可知,R-F滿足以下關(guān)系式
將R'=14Ω代入解得F=800N,則物體的質(zhì)量
即電流表表盤上0.5A刻度線應(yīng)標(biāo)為80kg。
(4)由題意可知,0~4s時間內(nèi),當(dāng)電流表的示數(shù)為0.4A時,壓力傳感器R受到的壓力最大,此時電路中的總電阻
此時壓力傳感器的電阻
R''=R'總-R0?=30Ω?10Ω=20Ω
代入R-F關(guān)系式解得F'=750N,即0~4s時間內(nèi)壓力傳感器R受到的最大壓力是750N。由題意知,3~4s時間內(nèi),當(dāng)電流表的示數(shù)為0.2A時,壓力傳感器R受到的壓力與小明的重力相等,則此時壓力傳感器的阻值
由圖丙可知,此時壓力為500N,則小明的重力為500N。小明的質(zhì)量
答:(1)0~1s時間內(nèi),小明尚未站上踏板,壓力傳感器的電阻為110Ω;
(2)圖乙中I1的大小為0.1A;
(3)電流表表盤上0.5A刻度線應(yīng)標(biāo)為80kg;
(4)0~4s時間內(nèi),壓力傳感器R受到的最大壓力是750N,小明的質(zhì)量為50kg。
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