
?2021年江西省贛州市石城縣中考物理模擬試卷(一)
一、填空題(本大題共8小題,共16.0分)
1.熔噴布是口罩的核心材料,生產(chǎn)時(shí),由噴絲孔擠出液態(tài)聚丙烯,通過高速空氣流對(duì)其進(jìn)行牽伸,再經(jīng) ?。ㄌ钗飸B(tài)變化)形成超細(xì)纖維,組合成布。將熔噴布制成口罩時(shí),使其帶上靜電,利用帶電體具有 的性質(zhì),增強(qiáng)口罩的過濾效果。
2.小王走向正前方的玻璃窗,想看看美麗的夜景,卻發(fā)現(xiàn)玻璃窗里有個(gè)“自己”迎面走來,這是光的 ?。ㄟx填“直線傳播”、“反射”或“折射”)現(xiàn)象。同時(shí)她發(fā)現(xiàn),房內(nèi)電燈通過玻璃成的像與她本人的距離 。
3.2020年6月23日9時(shí)43分,我國用長征三號(hào)乙運(yùn)載火箭,成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第55顆導(dǎo)航衛(wèi)星,提前半年完成全球組網(wǎng)部署?;鸺铀偕諘r(shí),火箭推力 重力;衛(wèi)星脫離火箭時(shí),由于具有 ,能保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
4.如圖,小車從斜面上滑下后。在足夠長的光滑水平木板上運(yùn)動(dòng),從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用時(shí)間為0.8s,則小車這段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的速度為 m/s(結(jié)果保留一位小數(shù)),小車經(jīng)過B點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)情況是 。
5.網(wǎng)傳“2月11日這天地球引力最小,可以將掃把靜立于地面”,如圖所示,或許你也“成功”嘗試過。其實(shí)只要細(xì)心操作,在任何時(shí)候你都能成功,掃把能靜立于水平地面主要是利用了 原理,之所以細(xì)心操作是為了滿足原理中 的這一條件,這與地球引力大小并無關(guān)系。
6. 如圖所示,人手持大氣球站在轉(zhuǎn)盤上,松開氣嘴,讓氣球沿垂直轉(zhuǎn)盤半徑方向噴氣,由于力的作用是 的,人與轉(zhuǎn)盤開始一起反向轉(zhuǎn)動(dòng)。在A、B兩點(diǎn)中,人站
在 ?。ˋ/B)點(diǎn)進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),更容易轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.在透明薄塑料袋中裝入大半袋水,用彈簧測(cè)力計(jì)鉤住塑料袋緩慢放入水中,水袋受到的浮力不斷 ?。ㄔ龃?減?。?。當(dāng)塑料袋中的水面與容器中水面 時(shí),水袋中水的重力和排開水的重力相等。
8.連接在水平桌面上的物體M兩端的輕質(zhì)細(xì)繩分別繞過定滑輪與A、B相連,細(xì)繩恰好水平,如圖所示。當(dāng)A重3N,B重5N時(shí),M恰好做水平勻速直線運(yùn)動(dòng),若滑輪摩擦不計(jì),此時(shí)M受到的摩擦力大小為 N。當(dāng)B剛觸地時(shí),若A、M都不會(huì)與滑輪組相碰,M受到的摩擦力方向是 。
二、單選題(本大題共6小題,9-12單選,每題2分,13、14多項(xiàng)選擇,每題3分,共14.0分)
9.球豎直向上運(yùn)動(dòng),并落回地面,這過程中先后經(jīng)過M、S兩點(diǎn)。球在這兩點(diǎn)的動(dòng)能和重力勢(shì)能如圖所示,則球在M點(diǎn)的( ?。?br />
A.速度比在S點(diǎn)的大 B.機(jī)械能大于在S點(diǎn)的
C.機(jī)械能等于在S點(diǎn)的 D.離地高度比在S點(diǎn)的低
10.如圖所示,小明分別使用甲、乙、丙、丁四種機(jī)械勻速提升物體(繩長不變),測(cè)得拉力和物體M、N所受的重力如表所示,則( ?。?br />
F甲
F乙
F丙
F丁
GM
GN
5.5N
12N
5.5N
8N
5N
10N
A.甲的機(jī)械效率比丙的大
B.乙、丁的機(jī)械效率相同
C.使用丙提升物體M時(shí)省力
D.實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)無法算出機(jī)械效率
11.如圖是R1、R2兩電阻的U﹣I圖象。將R1、R2并聯(lián)后接入電路,結(jié)合圖中信息可知( ?。?br />
A.R1的阻值比R2的阻值小 B.通過R1、R2的電流相等
C.R1的電壓比R2的電壓小 D.R1的功率比R2的功率小
12.下列測(cè)量方案中,最合理的是( ?。?br />
A.測(cè)小鐵塊密度:用裝有適量水的量筒測(cè)體積后,再用天平測(cè)質(zhì)量
B.測(cè)正方體小木塊密度:用天平測(cè)質(zhì)量后,再用刻度尺測(cè)邊長并計(jì)算體積
C.測(cè)小磚塊密度:用天平測(cè)質(zhì)量后,再用裝有適量水的量筒測(cè)體積
D.測(cè)比賽用鉛球密度:用天平測(cè)質(zhì)量后,再用裝有適量水的量筒測(cè)體積
13.太空艙中的物體處于失重狀態(tài),宇航員在太空艙中不可以實(shí)施的是( ?。?br />
A.用天平測(cè)物體質(zhì)量
B.用啞鈴鍛煉手臂肌肉
C.用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量摩擦力
D.用彈簧拉力器健身
14.在如圖甲所示的電路中,電源電壓保持不變,R1為定值電阻,閉合開關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器R2的滑片P從最左端滑到最右端,兩電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的完整圖線如圖乙所示。則下列說法不正確的是( ?。?br />
A.電壓表V1對(duì)應(yīng)的是圖線①
B.電壓滿足Uc=Ua+Ua′
C.R2的最大阻值小于R1的阻值
D.電路的最大總功率為2UbIb
三、計(jì)算題(本大題共3小題,共22.0分)
15.(6分)如圖所示,水平桌面上放置底面積為100cm2、質(zhì)量為500g的圓桶,桶內(nèi)裝有30cm深的某液體。彈簧測(cè)力計(jì)下懸掛底面積40cm2、高為10cm的圓柱體,從液面逐漸浸入直至完全浸沒液體中,在圓柱體未進(jìn)入液體中時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為18N,圓柱體浸沒液體中時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為12N(可以忽略圓桶的厚度,過程中液體沒有從桶中溢出,g取10N/kg)。求:
(1)圓柱體完全浸沒時(shí)受到液體的浮力;
(2)桶內(nèi)液體密度;
(3)當(dāng)圓柱體完全浸沒時(shí),圓桶對(duì)桌面的壓強(qiáng)。
16.(9分)在如圖所示的電路中,電源電壓可以調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)電源電壓為4V,閉合開關(guān)S,電流表A、A1的示數(shù)分別為1.2A和0.8A。
(1)求此時(shí)通過電阻R2的電流;
(2)求電阻R2的阻值;
(3)重新調(diào)節(jié)電源電壓后,閉合開關(guān)S,電流表A1的示數(shù)為1.2A,求1min內(nèi)電流通過電阻R2產(chǎn)生的熱量。
17.(7分)如圖所示電路中,電源電壓6V,燈泡L規(guī)格為“6V 3W”。其電流與電壓的關(guān)系如圖乙所示。當(dāng)S、S1、S3閉合,S2斷開時(shí),電流表示數(shù)為0.5A。
(1)求燈泡L的額定電流;
(2)求定值電阻R1的阻值;
(3)斷開S1、S3,閉合S、S2,調(diào)節(jié)滑片P,使R2的電功率為燈泡的2倍,求此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大?
四、實(shí)驗(yàn)探究題(本大題共4小題,共28.0分)
18.(7分)為探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素,實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用如圖甲所示的裝置和器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(1)將木塊平放在水平長木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)沿 方向拉動(dòng),使其做 運(yùn)動(dòng),此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于木塊所受滑動(dòng)摩擦力的大小。
(2)在木塊上加放砝碼,是為了探究滑動(dòng)摩擦力大小與 的關(guān)系;在長木板上鋪上棉布或毛巾,是為了探究滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面 的關(guān)系。
(3)實(shí)驗(yàn)中,大家發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)很難穩(wěn)定,于是設(shè)計(jì)了如圖乙所示的裝置來進(jìn)行實(shí)驗(yàn),水平傳送帶的速度可以調(diào)節(jié),定滑輪摩擦忽略不計(jì)。
①啟動(dòng)傳送帶,當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定后,木塊相對(duì)于地面 此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于木塊所受的滑動(dòng)摩擦力的大小,木塊所受滑動(dòng)摩擦力的方向沿水平向 ?。ㄟx填“左”或“右”)。
②某次實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定后,改變傳送帶的速度大小,大家發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)沒有改變,說明木塊所受滑動(dòng)摩擦力的大小與傳送帶的速度大小 。
19.(7分)小明做“探究杠桿平衡條件”實(shí)驗(yàn):
(1)實(shí)驗(yàn)前,杠桿靜止時(shí)的位置如圖甲所示。要使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將平衡螺母向 調(diào)節(jié);
(2)使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí),首先進(jìn)行的操作是 ??;
(3)如圖乙所示,在杠桿左側(cè)掛2個(gè)鉤碼,每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為50g,為了便于在杠桿上直接讀出力臂的大小,在A點(diǎn)沿 向下方向拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),直至杠桿在 位置平衡。并將第一次數(shù)據(jù)記錄在表格中,表中F1大小為彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù),F(xiàn)2大小為鉤碼的重力,L1、L2分別為F1、F2對(duì)應(yīng)的力臂;
(4)接下來,小明又進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn),將數(shù)據(jù)填在表中,最后總結(jié)得出規(guī)律。每次實(shí)驗(yàn)總是在前一次基礎(chǔ)上改變F2、L1、L2中的一個(gè)量。小華分析數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn),第 次實(shí)驗(yàn)與前一次改變的量相同,需要調(diào)整的實(shí)驗(yàn)步驟是 。
序號(hào)
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
1
1.5
10.0
1.0
15.0
2
3.0
10.0
2.0
15.0
3
1.5
20.0
2.0
15.0
4
1.0
30.0
2.0
15.0
20.(7分)小明和小華一起探究電流與電阻的關(guān)系。器材有新干電池兩節(jié),5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻各一只,“20Ω1A”的滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、開關(guān)各一只,導(dǎo)線若干。
(1)用筆畫線代替導(dǎo)線將甲圖中電路補(bǔ)充完整,使滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí)電阻減??;
(2)將滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)到最 端。閉合開關(guān),小明發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)接近電源電壓,可能是定值電阻R出現(xiàn)了 故障;
(3)排除故障后,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,直至電壓表示數(shù)為1V,此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示,大小為 A;
(4)小明逐一將10Ω和20Ω的電阻接入電路,繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng) Ω的電阻接入電路后,無法將電壓表示數(shù)調(diào)節(jié)到1V.于是,他改變定值電阻兩端電壓,重新依次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。調(diào)節(jié)后的電壓值應(yīng)該不低于 V;
(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,小華覺得可以通過調(diào)整順序來避免實(shí)驗(yàn)中存在的問題。合理的順序是 。
21.(7分)閱讀短文,回答問題。
2019年12月17日,我國第一艘國產(chǎn)航母“山東艦”交付海軍。據(jù)公開資料顯示,“山東艦”艦身長315米,艦寬約75米,滿載排水量在6萬噸左右,至少可以搭載36架殲﹣﹣15艦載機(jī)。航母飛行甲板傾角為12°,艦載機(jī)起飛的飛行仰角為14°。
“山東艦”是典型的常規(guī)動(dòng)力航母,采用了全新的動(dòng)力組,“山東艦”的燃料儲(chǔ)備量達(dá)到了13000噸,若以20節(jié)航速航行,每天大約消耗1100噸燃料。
如表為殲﹣﹣15主要參數(shù)(g取10N/kg)
空重
17500kg
空載起飛距離
105m
正常起飛重量
27000kg
滿載起飛距離
195m
最大起飛重量
32500kg
發(fā)動(dòng)機(jī)
2×WS﹣10加力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)
爬升率
325米/秒
正常起飛推力
2×117600N
最大速度
2.4馬赫
應(yīng)急起飛最大推力
2×125400N
(1)若航母正常航行時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為1.5×105kW,速度為36km/h,則牽引力為 N,經(jīng)過2h航行距離為 m。
(2)殲15空載正常起飛時(shí),從啟動(dòng)到離開飛行甲板的過程中,飛機(jī)的動(dòng)能 、重力勢(shì)能 ,該過程中飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)推力所做的功為 J。
(3)航母飛行甲板傾角為12°,艦載機(jī)起飛時(shí)飛行仰角約為14°,這樣設(shè)計(jì)的目的是 。
(4)若你是航母設(shè)計(jì)師,請(qǐng)你對(duì)國產(chǎn)航母提出一條改進(jìn)意見: 。
2021年江西省贛州市石城縣中考物理模擬試卷(一)
參考答案與試題解析
一、填空題(本大題共8小題,共16.0分)
1.(2分)熔噴布是口罩的核心材料,生產(chǎn)時(shí),由噴絲孔擠出液態(tài)聚丙烯,通過高速空氣流對(duì)其進(jìn)行牽伸,再經(jīng) 凝固?。ㄌ钗飸B(tài)變化)形成超細(xì)纖維,組合成布。將熔噴布制成口罩時(shí),使其帶上靜電,利用帶電體具有 吸引輕小物體 的性質(zhì),增強(qiáng)口罩的過濾效果。
【分析】(1)物質(zhì)由液態(tài)變成固態(tài)的過程叫凝固;
(2)帶電體可以吸引輕小的物體。
【解答】解:生產(chǎn)熔噴布時(shí),由噴絲孔擠出液態(tài)聚丙烯,通過高速空氣流對(duì)其進(jìn)行牽伸,再凝固成固態(tài)的超細(xì)纖維,組合成布;
將熔噴布制成口罩時(shí),熔噴布先經(jīng)過駐極處理,帶上靜電,因?yàn)閹щ婓w能吸引輕小的灰塵等小顆粒物,所以增強(qiáng)了口罩的過濾效果。
故答案為:凝固;吸引輕小物體。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了凝固現(xiàn)象以及帶電體的性質(zhì),屬于基礎(chǔ)題,難度不大。
2.(2分)小王走向正前方的玻璃窗,想看看美麗的夜景,卻發(fā)現(xiàn)玻璃窗里有個(gè)“自己”迎面走來,這是光的 反射?。ㄟx填“直線傳播”、“反射”或“折射”)現(xiàn)象。同時(shí)她發(fā)現(xiàn),房內(nèi)電燈通過玻璃成的像與她本人的距離 減小 。
【分析】平面鏡成像是光的反射現(xiàn)象;平面鏡成像時(shí),像到鏡面的距離等于物體到鏡面的距離,據(jù)此結(jié)合題意可解答第2空。
【解答】解:
小王走向正前方的玻璃窗,發(fā)現(xiàn)玻璃窗里有個(gè)“自己”迎面走來,這是小王通過玻璃窗所成的像,屬于平面鏡成像,是由光的反射形成的;
小王靠近玻璃窗,小王到玻璃窗的距離減小,而電燈通過玻璃窗所成的像到玻璃窗的距離不變,所以房內(nèi)電燈通過玻璃成的像與她本人的距離減小。
故答案為:反射;減小。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了光的反射和平面鏡成像,知道平面鏡成像的特點(diǎn)是解題的關(guān)鍵。
3.(2分)2020年6月23日9時(shí)43分,我國用長征三號(hào)乙運(yùn)載火箭,成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第55顆導(dǎo)航衛(wèi)星,提前半年完成全球組網(wǎng)部署?;鸺铀偕諘r(shí),火箭推力 大于 重力;衛(wèi)星脫離火箭時(shí),由于具有 慣性 ,能保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
【分析】從力的作用效果和慣性兩個(gè)方面去分析;力的作用效果有兩個(gè):一是改變物體的形狀;二是改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。慣性是一切物體都具有的保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)。
【解答】解:衛(wèi)星發(fā)射加速離開地面時(shí),火箭的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)刻在改變,火箭一定受到非平衡力的作用,受到的推力一定大于火箭的重力;衛(wèi)星脫離火箭時(shí),能保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài),是因?yàn)樗哂袘T性,能保持原有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。
故答案為:大于;慣性。
【點(diǎn)評(píng)】此題主要考查學(xué)生對(duì)力的作用效果和慣性知識(shí)的理解和掌握,屬基本原理的考查,難度不大。
4.(2分)如圖,小車從斜面上滑下后。在足夠長的光滑水平木板上運(yùn)動(dòng),從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用時(shí)間為0.8s,則小車這段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的速度為 0.4 m/s(結(jié)果保留一位小數(shù)),小車經(jīng)過B點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)情況是 做勻速直線運(yùn)動(dòng) 。
【分析】(1)刻度尺的分度值為1mm,讀出sAB,利用公式v=計(jì)算AB段的平均速度;
(2)力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。
【解答】解:(1)由圖知:sAB=40.0cm﹣5.0cm=35.0cm;
小車AB段的平均速度:vAB==≈43.8cm/s≈0.4m/s;
(2)在光滑水平面上不受阻力,小車經(jīng)過B點(diǎn)后將做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
故答案為:0.4;做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查“測(cè)小車的平均速度”的實(shí)驗(yàn),一定學(xué)會(huì)讀出路程和時(shí)間,按平均速度的定義代入v=求出平均速度。
5.(2分)網(wǎng)傳“2月11日這天地球引力最小,可以將掃把靜立于地面”,如圖所示,或許你也“成功”嘗試過。其實(shí)只要細(xì)心操作,在任何時(shí)候你都能成功,掃把能靜立于水平地面主要是利用了 二力平衡 原理,之所以細(xì)心操作是為了滿足原理中 重力與支持力作用在同一條直線上 的這一條件,這與地球引力大小并無關(guān)系。
【分析】物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí),受平衡力的作用,滿足大小相等、方向相反、作用在同一直線上、作用在同一物體上。
【解答】解:掃把靜立于水平地面上時(shí),處于平衡狀態(tài),此時(shí)掃把受到的重力和地面對(duì)掃把的支持力是一對(duì)平衡力,二力的大小相等,方向相反,作用在同一條直線上,作用在同一物體上,即利用了二力平衡原理。
故答案為:二力平衡;重力與支持力作用在同一條直線上。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了二力平衡條件的應(yīng)用,屬于基礎(chǔ)知識(shí),難度不大。
6.(2分)如圖所示,人手持大氣球站在轉(zhuǎn)盤上,松開氣嘴,讓氣球沿垂直轉(zhuǎn)盤半徑方向噴氣,由于力的作用是 相互 的,人與轉(zhuǎn)盤開始一起反向轉(zhuǎn)動(dòng)。在A、B兩點(diǎn)中,人站在 A?。ˋ/B)點(diǎn)進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),更容易轉(zhuǎn)動(dòng)。
【分析】(1)力可以改變物體的形狀,力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);力的作用是相互的;
(2)根據(jù)杠桿平衡條件分析在那點(diǎn)更容易轉(zhuǎn)動(dòng)。
【解答】解:如圖所示,人手持大氣球站在轉(zhuǎn)盤上,松開氣嘴,讓氣球沿垂直轉(zhuǎn)盤半徑方向噴氣,由于力的作用是相互的,空氣給人一個(gè)反作用力,人與轉(zhuǎn)盤開始一起反向轉(zhuǎn)動(dòng),人站在A點(diǎn)進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),力臂大于人站在B點(diǎn)進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)的力臂,在A、B兩點(diǎn)中,使用相同的力,在A點(diǎn)更容易轉(zhuǎn)動(dòng)。
故答案為:相互;A。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查力的作用效果、力作用的相互性和力的三要素,屬于基礎(chǔ)題。
7.(2分)在透明薄塑料袋中裝入大半袋水,用彈簧測(cè)力計(jì)鉤住塑料袋緩慢放入水中,水袋受到的浮力不斷 增大?。ㄔ龃?減?。?。當(dāng)塑料袋中的水面與容器中水面 相平 時(shí),水袋中水的重力和排開水的重力相等。
【分析】(1)根據(jù)阿基米德原理判斷水袋受到的浮力變化;
(2)浸在水中的物體受到重力、彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)物體的拉力、浮力,重力=拉力+浮力,結(jié)合阿基米德原理分析即可。
【解答】解:(1)用彈簧測(cè)力計(jì)鉤住塑料袋緩慢放入水中,水袋排開水的體積變大,由F?。溅岩篻V排可知受到的浮力不斷增大;
(2)水袋中水的重力和排開水的重力相等,說明水袋中水的重力等于它受到的浮力,即G水=F浮,
ρ水gV水=ρ水gV排,
則有:V水=V排,
即當(dāng)袋內(nèi)水面與容器中的水面相平時(shí),排開水的體積等于水袋內(nèi)水的體積,塑料袋中的水面與容器中水面相平。
故答案為:增大;相平。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了阿基米德原理的應(yīng)用,關(guān)鍵是理解水袋完全浸沒時(shí)排開水的重力等于水袋的重力。
8.(2分)連接在水平桌面上的物體M兩端的輕質(zhì)細(xì)繩分別繞過定滑輪與A、B相連,細(xì)繩恰好水平,如圖所示。當(dāng)A重3N,B重5N時(shí),M恰好做水平勻速直線運(yùn)動(dòng),若滑輪摩擦不計(jì),此時(shí)M受到的摩擦力大小為 2 N。當(dāng)B剛觸地時(shí),若A、M都不會(huì)與滑輪組相碰,M受到的摩擦力方向是 水平向左 。
【分析】物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí),物體受到平衡力的作用,根據(jù)平衡力求出滑動(dòng)摩擦力的大??;根據(jù)M的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判定滑動(dòng)摩擦力的方向。
【解答】解:當(dāng)A重3N,B重5N時(shí),M恰好做水平勻速直線運(yùn)動(dòng),則M在水平方向上受到三個(gè)力的作用:繩子對(duì)M水平向左3N的拉力、繩子對(duì)M水平向右5N的拉力、桌面對(duì)M的摩擦力的作用,這三個(gè)力平衡,則摩擦力的大小為f=5N﹣3N=2N,摩擦力的方向是水平向左的;
當(dāng)B剛觸地時(shí),M由于慣性,仍然會(huì)向右運(yùn)動(dòng),則M受到的摩擦力方向是水平向左的。
故答案為:2;水平向左。
【點(diǎn)評(píng)】此題考查了二力平衡條件的應(yīng)用,對(duì)物體M正確受力分析是關(guān)鍵。
二、單選題(本大題共6小題,9-12單選,每題2分,13、14多項(xiàng)選擇,每題3分,共14.0分)
9.(2分)球豎直向上運(yùn)動(dòng),并落回地面,這過程中先后經(jīng)過M、S兩點(diǎn)。球在這兩點(diǎn)的動(dòng)能和重力勢(shì)能如圖所示,則球在M點(diǎn)的( ?。?br />
A.速度比在S點(diǎn)的大 B.機(jī)械能大于在S點(diǎn)的
C.機(jī)械能等于在S點(diǎn)的 D.離地高度比在S點(diǎn)的低
【分析】(1)動(dòng)能大小跟物體的質(zhì)量和速度有關(guān),在質(zhì)量一定時(shí),速度越大,動(dòng)能越大;在速度一定時(shí),質(zhì)量越大,動(dòng)能越大。
(2)重力勢(shì)能跟物體的質(zhì)量和高度有關(guān),在質(zhì)量一定時(shí),高度越大,重力勢(shì)能越大;在高度一定時(shí),質(zhì)量越大,重力勢(shì)能越大。
(3)機(jī)械能等于動(dòng)能和勢(shì)能之和,物體不發(fā)生彈性形變時(shí),機(jī)械能等于動(dòng)能和重力勢(shì)能之和。
【解答】解:A、球的質(zhì)量不變,球在M點(diǎn)的動(dòng)能小于S點(diǎn)動(dòng)能,所以球在M點(diǎn)的速度小于S點(diǎn)速度,故A錯(cuò)誤。
BC、球在運(yùn)動(dòng)過程中沒有發(fā)生彈性形變,所以機(jī)械能等于動(dòng)能和重力勢(shì)能之和,由圖知,球在M點(diǎn)動(dòng)能和S點(diǎn)重力勢(shì)能相等,M點(diǎn)的重力勢(shì)能大于S點(diǎn)的動(dòng)能,所以M點(diǎn)的機(jī)械能大于S點(diǎn)的機(jī)械能,故B正確,C錯(cuò)誤。
D、M點(diǎn)的重力勢(shì)能大于S點(diǎn)的重力勢(shì)能,球的質(zhì)量不變,所以球在M點(diǎn)的高度大于S點(diǎn)的高度,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】從圖象上判斷動(dòng)能和重力勢(shì)能的大小,利用控制變量法,判斷物體的速度和高度。
10.(2分)如圖所示,小明分別使用甲、乙、丙、丁四種機(jī)械勻速提升物體(繩長不變),測(cè)得拉力和物體M、N所受的重力如表所示,則( ?。?br />
F甲
F乙
F丙
F丁
GM
GN
5.5N
12N
5.5N
8N
5N
10N
A.甲的機(jī)械效率比丙的大
B.乙、丁的機(jī)械效率相同
C.使用丙提升物體M時(shí)省力
D.實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)無法算出機(jī)械效率
【分析】設(shè)承擔(dān)物重的繩子股數(shù)為n,則拉力端移動(dòng)的距離s=nh,拉力做的有用功W有用=Gh,拉力做的總功W總=Fs=F×nh=nFh,機(jī)械效率η===.據(jù)此計(jì)算出四圖中的機(jī)械效率。使用機(jī)械是否省力,取決于拉力與提升物重的大小關(guān)系。
【解答】解:
設(shè)承擔(dān)物重的繩子股數(shù)為n,則拉力端移動(dòng)的距離s=nh,
拉力做的有用功W有用=Gh,拉力做的總功W總=Fs=F×nh=nFh,機(jī)械效率η===。
甲圖中,使用的是定滑輪,n甲=1,機(jī)械效率η甲==×100%≈90.9%;
乙圖中,使用的是定滑輪,n乙=1,機(jī)械效率η乙==×100%≈83.3%;
丙圖中,使用的是動(dòng)滑輪,n丙=2,機(jī)械效率η丙==×100%≈45.5%;
丁圖中,使用的是滑輪組,n?。?,機(jī)械效率η?。剑健?00%=62.5%。
A、由上面計(jì)算可知,η甲≈90.9%,η丙≈45.5%,所以甲的機(jī)械效率比丙的大,故A正確;
B、由上面計(jì)算可知,η乙≈83.3%,η?。?2.5%,所以乙的機(jī)械效率比丁的大,故B錯(cuò)誤;
C、使用丙提升物體M時(shí),GM=5N,F(xiàn)丙=5.5N,F(xiàn)丙>GM,是費(fèi)力的,故C錯(cuò)誤;
D、由上面計(jì)算可知,利用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)可以算出機(jī)械效率,故D錯(cuò)誤。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了使用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組時(shí)機(jī)械效率的計(jì)算,要利用好滑輪(滑輪組)機(jī)械效率公式η===。
11.(2分)如圖是R1、R2兩電阻的U﹣I圖象。將R1、R2并聯(lián)后接入電路,結(jié)合圖中信息可知( ?。?br />
A.R1的阻值比R2的阻值小 B.通過R1、R2的電流相等
C.R1的電壓比R2的電壓小 D.R1的功率比R2的功率小
【分析】A、根據(jù)圖比較電壓相等時(shí)通過兩電阻的電流大小,根據(jù)歐姆定律確定兩電阻大??;
BCD、根據(jù)并聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知各支路電壓相等;
根據(jù)R1>R2,由歐姆定律I=比較兩兩電阻的電流大?。?br />
根據(jù)P=UI分析兩電阻的功率大小。
【解答】解:A、根據(jù)圖知,電壓相等時(shí),R2的電流較大,根據(jù)歐姆定律R=,R1>R2;A錯(cuò)誤;
BCD、因并聯(lián)電路各支路電壓相等,C錯(cuò)誤;
根據(jù)R1>R2,由歐姆定律I=,通過R1的電流小,B錯(cuò)誤;
根據(jù)P=UI,故P1<P2,D正確。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查并聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律的運(yùn)用,關(guān)鍵是從圖中獲取有效的信息。
12.(2分)下列測(cè)量方案中,最合理的是( ?。?br />
A.測(cè)小鐵塊密度:用裝有適量水的量筒測(cè)體積后,再用天平測(cè)質(zhì)量
B.測(cè)正方體小木塊密度:用天平測(cè)質(zhì)量后,再用刻度尺測(cè)邊長并計(jì)算體積
C.測(cè)小磚塊密度:用天平測(cè)質(zhì)量后,再用裝有適量水的量筒測(cè)體積
D.測(cè)比賽用鉛球密度:用天平測(cè)質(zhì)量后,再用裝有適量水的量筒測(cè)體積
【分析】用天平和量筒測(cè)固態(tài)物質(zhì)的密度,為了減小誤差,需先測(cè)質(zhì)量后測(cè)體積,然后根據(jù)ρ=進(jìn)行計(jì)算。
【解答】解:
A、先測(cè)鐵塊體積再測(cè)質(zhì)量,這樣測(cè)量體積后鐵塊上會(huì)沾有水,質(zhì)量測(cè)量偏大,造成密度測(cè)量偏大,A錯(cuò)誤;
B、測(cè)正方體小木塊密度:用天平測(cè)質(zhì)量后,再用刻度尺測(cè)邊長并計(jì)算體積,可以減小測(cè)量誤差,B正確;
C、測(cè)小磚塊密度時(shí),小磚塊對(duì)水有吸水性,用裝有適量水的量筒測(cè)體積誤差較大,C錯(cuò)誤;
D、測(cè)比賽用鉛球密度:鉛球的質(zhì)量較大,不宜用天平測(cè)質(zhì)量,體積較大不宜用裝有適量水的量筒測(cè)體積,D錯(cuò)誤;
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】根據(jù)公式ρ=,需測(cè)量物體的質(zhì)量和體積,為了減小誤差,先測(cè)質(zhì)量后測(cè)體積。
13.(3分)太空艙中的物體處于失重狀態(tài),宇航員在太空艙中不可以實(shí)施的是( ?。?br />
A.用天平測(cè)物體質(zhì)量
B.用啞鈴鍛煉手臂肌肉
C.用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量摩擦力
D.用彈簧拉力器健身
【分析】在太空艙中,物體處于完全失重狀態(tài),與重力有關(guān)的實(shí)驗(yàn)不能進(jìn)行,分析各選項(xiàng)所述實(shí)驗(yàn)然后答題。
【解答】解:A、雖然物體所含物質(zhì)的多少,即質(zhì)量,不會(huì)隨位置的改變而改變,但質(zhì)量的測(cè)量需要借助物體的重力來進(jìn)行,所以在失重狀態(tài)下,用天平測(cè)物體的質(zhì)量是無法實(shí)現(xiàn)的。故A符合題意;
B、在完全失重的狀態(tài)下,人可以用很小的力舉啞鈴,達(dá)不到鍛煉的作用。故B符合題意;
C、摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度和壓力大小有關(guān),水平運(yùn)動(dòng)時(shí)壓力與重力有關(guān)。在失重狀態(tài)下,沒有摩擦力,不能用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量摩擦力。故C符合題意;
D、利用彈簧拉力計(jì)鍛煉身體,是依靠了彈簧的彈力,在失重狀態(tài)下,彈力是依然存在的,因此,此項(xiàng)活動(dòng)可以進(jìn)行。故D不符合題意。
故選:ABC。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了重力對(duì)人的影響;在沒有重力時(shí),用彈簧拉力器可以健身。
14.(3分)在如圖甲所示的電路中,電源電壓保持不變,R1為定值電阻,閉合開關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器R2的滑片P從最左端滑到最右端,兩電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的完整圖線如圖乙所示。則下列說法不正確的是( ?。?br />
A.電壓表V1對(duì)應(yīng)的是圖線①
B.電壓滿足Uc=Ua+Ua′
C.R2的最大阻值小于R1的阻值
D.電路的最大總功率為2UbIb
【分析】由圖可知,該電路為串聯(lián)電路,電流表測(cè)量電路中的電流,電壓表V1測(cè)量的是定值電阻兩端的電壓,電壓表V2測(cè)量的是滑動(dòng)變阻器兩端的電壓;
(1)滑片在最右端時(shí),R2接入電路的阻值為零,此時(shí)電壓表V2示數(shù)為零,由此判斷出電壓表V1對(duì)應(yīng)的圖線;
(2)在串聯(lián)電路中,電源電壓等于各部分電路兩端電壓的總和;
(3)根據(jù)歐姆定律知,當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻最大時(shí),電路中電流最小,由圖判斷兩電阻的電壓關(guān)系,根據(jù)分壓原理確定兩電阻的關(guān)系;
(4)根據(jù)公式P=UI可知,當(dāng)電路中電流最大時(shí),總功率最大,據(jù)此分析;。
【解答】解:由圖可知,閉合開關(guān)S,R1和滑動(dòng)變阻器R2串聯(lián),電流表測(cè)量電路中的電流,電壓表V1測(cè)量的是定值電阻兩端的電壓,電壓表V2測(cè)量的是滑動(dòng)變阻器兩端的電壓;
A、滑片在最右端時(shí),R2接入電路的阻值為零,因此此時(shí)電壓表V2示數(shù)為零,由圖像可得,圖線②反映的是電壓表V2示數(shù)隨電流的變化,圖線①反映電壓表V1示數(shù)隨電流的變化,故A正確;
B、從圖乙可以看出,電路中電流為Ia時(shí),電壓表V1示數(shù)為Ua,電壓表V2示數(shù)為Ua’,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知,電源電壓U=Ua+Ua’;
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為0時(shí),電壓表V1測(cè)量的是電源電壓,此時(shí)的示數(shù)為Uc,所以Uc=Ua+Ua’,故B正確;
C、從圖乙可以看出,電路中電流最小時(shí)為Ia,此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓要大于R1兩端的電壓,根據(jù)分壓原理,滑動(dòng)變阻器的最大阻值要大于R1的阻值,故C錯(cuò)誤;
D、當(dāng)電流為Ib時(shí),兩電壓表示數(shù)相同,根據(jù)串聯(lián)分壓特點(diǎn),可知此時(shí)變阻器接入的電阻和R1的阻值相同,
根據(jù)歐姆定律可知,U=Ib(R1+R變)=2IbR1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
當(dāng)電流為Ic時(shí),此時(shí)變阻器接入的阻值為0,根據(jù)歐姆定律可知,U=IcR1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可知,Ic=2Ib,
由圖可知,當(dāng)電路中電流為Ic時(shí),電流是最大的,且U=Uc,Uc>Ub,
則最大功率為:P=UIc=UcIc=2UcIb>2UbIb,故D錯(cuò)誤。
故選:CD。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查歐姆定律及串聯(lián)電路的規(guī)律的靈活運(yùn)用,關(guān)鍵是從圖獲取有效的信息,有難度。
三、計(jì)算題(本大題共3小題,共22.0分)
15.(6分)如圖所示,水平桌面上放置底面積為100cm2、質(zhì)量為500g的圓桶,桶內(nèi)裝有30cm深的某液體。彈簧測(cè)力計(jì)下懸掛底面積40cm2、高為10cm的圓柱體,從液面逐漸浸入直至完全浸沒液體中,在圓柱體未進(jìn)入液體中時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為18N,圓柱體浸沒液體中時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為12N(可以忽略圓桶的厚度,過程中液體沒有從桶中溢出,g取10N/kg)。求:
(1)圓柱體完全浸沒時(shí)受到液體的浮力;
(2)桶內(nèi)液體密度;
(3)當(dāng)圓柱體完全浸沒時(shí),圓桶對(duì)桌面的壓強(qiáng)。
【分析】(1)在圓柱體未進(jìn)入液體中時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為18N,求出圓柱體的重力,圓柱體完全浸沒液體中時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為12N,可以求出圓柱體受到的浮力。
(2)知道圓柱體的底面積和高度求出圓柱體的體積,圓柱體浸沒在液體中,根據(jù)阿基米德原理求出液體的密度。
(3)圓桶對(duì)桌面的壓力等于圓桶的重力、液體重力和圓柱體重力之和與所受拉力的差,知道受力面積,求出圓桶對(duì)桌面的壓強(qiáng)。
【解答】解:
(1)由題可知,物體重G柱=18N,完全浸沒液體中時(shí),圓柱體受到的拉力F拉=12N,
圓柱體受到的浮力:F浮=G柱﹣F拉=18N﹣12N=6N;
(2)因?yàn)閳A柱體浸沒,則有
V排=V柱=S柱h=40cm2×10cm=400cm3=4×10﹣4m3,
由阿基米德原理可得,F(xiàn)?。溅岩篻V排,
6N=ρ液×10N/kg×4×10﹣4m3,
解得液體的密度為:ρ液=1.5×103kg/m3。
(3)液體的質(zhì)量:m液=ρ液V液=1.5×103kg/m3×100×30×10﹣6m3=4.5kg,
液體的重力:G液=m液g=4.5kg×10N/kg=45N,
圓桶的重力:G桶=m桶g=0.5kg×10N/kg=5N,
則總重力:G總=G液+G桶+G柱=45N+5N+18N=68N,
圓桶放在水平桌面上,圓桶對(duì)桌面的壓力:F=G總﹣F拉=68N﹣12N=56N,
此時(shí)圓桶對(duì)桌面的壓強(qiáng):p===5600Pa。
答:(1)圓柱體完全浸沒時(shí)受到液體的浮力6N;
(2)桶內(nèi)液體密度是1.5×103kg/m3;
(3)當(dāng)圓柱體完全浸沒時(shí),圓桶對(duì)桌面的壓強(qiáng)5600Pa。
【點(diǎn)評(píng)】本題的關(guān)鍵是當(dāng)圓柱體浸沒在液體中,容器對(duì)水平桌面的壓力等于容器、液體和圓柱體所有的重力之和與向上的拉力差。
16.(9分)在如圖所示的電路中,電源電壓可以調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)電源電壓為4V,閉合開關(guān)S,電流表A、A1的示數(shù)分別為1.2A和0.8A。
(1)求此時(shí)通過電阻R2的電流;
(2)求電阻R2的阻值;
(3)重新調(diào)節(jié)電源電壓后,閉合開關(guān)S,電流表A1的示數(shù)為1.2A,求1min內(nèi)電流通過電阻R2產(chǎn)生的熱量。
【分析】由電路圖可知,R1與R2并聯(lián),電流表A測(cè)干路電流,電流表A1測(cè)R1支路的電流。
(1)根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出此時(shí)通過電阻R2的電流;
(2)根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出電阻R2的阻值;
(3)根據(jù)歐姆定律求出電阻R1的阻值,重新調(diào)節(jié)電源電壓后,閉合開關(guān)S,電流表A1的示數(shù)為1.2A,根據(jù)歐姆定律求出電源的電壓,再根據(jù)Q=W=UIt=t求出1min內(nèi)電流通過電阻R2產(chǎn)生的熱量。
【解答】解:由電路圖可知,R1與R2并聯(lián),電流表A測(cè)干路電流,電流表A1測(cè)R1支路的電流。
(1)因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,
所以,此時(shí)通過電阻R2的電流I2=I﹣I1=1.2A﹣0.8A=0.4A;
(2)因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,
所以,由I=可得,電阻R2的阻值R2===10Ω;
(3)電阻R1的阻值R1===5Ω,
重新調(diào)節(jié)電源電壓后,閉合開關(guān)S,電流表A1的示數(shù)為1.2A,
則電源的電壓U′=I1′R1=1.2A×5Ω=6V,
1min內(nèi)電流通過電阻R2產(chǎn)生的熱量:
Q2=W2=t=×60s=216J。
答:(1)此時(shí)通過電阻R2的電流為0.4A;
(2)電阻R2的阻值為10Ω;
(3)1min內(nèi)電流通過電阻R2產(chǎn)生的熱量為216J。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電熱公式的綜合應(yīng)用,是一道較為簡單的應(yīng)用題。
17.(7分)如圖所示電路中,電源電壓6V,燈泡L規(guī)格為“6V 3W”。其電流與電壓的關(guān)系如圖乙所示。當(dāng)S、S1、S3閉合,S2斷開時(shí),電流表示數(shù)為0.5A。
(1)求燈泡L的額定電流;
(2)求定值電阻R1的阻值;
(3)斷開S1、S3,閉合S、S2,調(diào)節(jié)滑片P,使R2的電功率為燈泡的2倍,求此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大?
【分析】(1)知道燈泡L規(guī)格(額定電壓、額定功率),利用P=UI求燈泡L的額定電流;
(2)由圖甲可得,當(dāng)S、S1、S3閉合,S2斷開時(shí),燈L被短路、滑動(dòng)變阻器沒有連入電路,電路中只有R1,利用歐姆定律求R1的阻值;
(3)由圖甲可得,斷開S1、S3,閉合S、S2,燈L與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),通過的電流相等,調(diào)節(jié)滑片P,使R2的電功率為燈泡的2倍,利用P=UI求R2兩端的電壓、燈L兩端電壓之比,知道電源電壓,可求R2兩端的電壓、燈L兩端電壓;由圖乙可知此時(shí)通過燈的電流,即電路中的電流,利用歐姆定律求滑動(dòng)變阻器連入的電阻。
【解答】解:
(1)燈泡L規(guī)格為“6V 3W”,是指額定電壓為6V、額定功率為3W。
由P=UI可得燈泡L的額定電流:
I額===0.5A;
(2)由圖甲可得,當(dāng)S、S1、S3閉合,S2斷開時(shí),燈L被短路、滑動(dòng)變阻器沒有連入電路,電路中只有R1,
由歐姆定律可得:
R1===12Ω;
(3)斷開S1、S3,閉合S、S2,燈L與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),通過的電流相等,調(diào)節(jié)滑片P,使R2的電功率為燈泡的2倍,
由P=UI可知:
R2兩端的電壓、燈L兩端電壓之比:
U2:UL′=2:1,
因?yàn)閁2+UL′=U=6V,
所以R2兩端的電壓為4V、燈L兩端電壓為2V,
由圖乙可知此時(shí)通過燈的電流,即電路中的電流:
I′=0.25A,
滑動(dòng)變阻器連入的電阻:
R2===16Ω。
答:(1)燈泡L的額定電流為0.5A;
(2)定值電阻R1的阻值為12Ω;
(3)此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為16Ω。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電功率公式、歐姆定律、串聯(lián)電路特點(diǎn)的應(yīng)用以及對(duì)燈的銘牌含義的理解,分析通過燈的電流與電壓圖象得出相關(guān)信息是關(guān)鍵。
四、實(shí)驗(yàn)探究題(本大題共4小題,共28.0分)
18.(7分)為探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素,實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用如圖甲所示的裝置和器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(1)將木塊平放在水平長木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)沿 水平 方向拉動(dòng),使其做 勻速直線 運(yùn)動(dòng),此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于木塊所受滑動(dòng)摩擦力的大小。
(2)在木塊上加放砝碼,是為了探究滑動(dòng)摩擦力大小與 壓力大小 的關(guān)系;在長木板上鋪上棉布或毛巾,是為了探究滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面 粗糙程度 的關(guān)系。
(3)實(shí)驗(yàn)中,大家發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)很難穩(wěn)定,于是設(shè)計(jì)了如圖乙所示的裝置來進(jìn)行實(shí)驗(yàn),水平傳送帶的速度可以調(diào)節(jié),定滑輪摩擦忽略不計(jì)。
①啟動(dòng)傳送帶,當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定后,木塊相對(duì)于地面 靜止 此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于木塊所受的滑動(dòng)摩擦力的大小,木塊所受滑動(dòng)摩擦力的方向沿水平向 左?。ㄟx填“左”或“右”)。
②某次實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定后,改變傳送帶的速度大小,大家發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)沒有改變,說明木塊所受滑動(dòng)摩擦力的大小與傳送帶的速度大小 無關(guān) 。
【分析】(1)根據(jù)二力平衡的條件分析;
(2)影響滑動(dòng)摩擦力大小因素有兩個(gè):壓力大小和接觸面的粗糙程度,研究與其中一個(gè)因素的關(guān)系時(shí),要控制另外一個(gè)因素不變,據(jù)此得出結(jié)論;
(3)①啟動(dòng)傳送帶,當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定后,木塊相對(duì)于地面靜止,由二力平衡分析;
②彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)沒有改變,則滑動(dòng)摩擦力不變,據(jù)此分析。
【解答】解:(1)將木塊平放在水平長木板上,用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉動(dòng),使其做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)二力平衡,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)等于木塊所受滑動(dòng)摩擦力的大??;
(2)在木塊上加放砝碼,增大了壓力,是為了探究滑動(dòng)摩擦力大小與壓力大小的關(guān)系;在長木板上鋪上棉布或毛巾,改變了接觸面的粗糙程度,是為了探究滑動(dòng)摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系;
(3)①啟動(dòng)傳送帶,當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定后,木塊相對(duì)于地面處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)(繩子)對(duì)木塊的拉力(水平向右)與木塊所受滑動(dòng)摩擦力為一對(duì)平衡力,大小相等,方向相反,木塊所受滑動(dòng)摩擦力的方向沿水平向左;
②某次實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定后,改變傳送帶的速度大小,大家發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)沒有改變,則滑動(dòng)摩擦力大小不變,說明木塊所受滑動(dòng)摩擦力的大小與傳送帶的速度大小無關(guān)。
故答案為:(1)水平;勻速直線;(2)壓力大小;粗糙程度;(3)靜止; 左;②無關(guān)。
【點(diǎn)評(píng)】本題探究滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān),考查實(shí)驗(yàn)原理及控制變量法的運(yùn)用,體現(xiàn)了對(duì)過程和方法的考查。
19.(7分)小明做“探究杠桿平衡條件”實(shí)驗(yàn):
(1)實(shí)驗(yàn)前,杠桿靜止時(shí)的位置如圖甲所示。要使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將平衡螺母向 右 調(diào)節(jié);
(2)使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí),首先進(jìn)行的操作是 將指針調(diào)到零刻度線處??;
(3)如圖乙所示,在杠桿左側(cè)掛2個(gè)鉤碼,每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為50g,為了便于在杠桿上直接讀出力臂的大小,在A點(diǎn)沿 豎直 向下方向拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),直至杠桿在 水平 位置平衡。并將第一次數(shù)據(jù)記錄在表格中,表中F1大小為彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù),F(xiàn)2大小為鉤碼的重力,L1、L2分別為F1、F2對(duì)應(yīng)的力臂;
(4)接下來,小明又進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn),將數(shù)據(jù)填在表中,最后總結(jié)得出規(guī)律。每次實(shí)驗(yàn)總是在前一次基礎(chǔ)上改變F2、L1、L2中的一個(gè)量。小華分析數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn),第 4 次實(shí)驗(yàn)與前一次改變的量相同,需要調(diào)整的實(shí)驗(yàn)步驟是 保持F2和L1不變,改變L2的大小 。
序號(hào)
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
1
1.5
10.0
1.0
15.0
2
3.0
10.0
2.0
15.0
3
1.5
20.0
2.0
15.0
4
1.0
30.0
2.0
15.0
【分析】(1)實(shí)驗(yàn)前沒有掛鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)時(shí),發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉,說明杠桿的重心在支點(diǎn)左側(cè),要使其在水平位置平衡,應(yīng)將杠桿的平衡螺母向右調(diào)節(jié),直到杠桿在水平位置平衡;
(2)使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí),需要先將指針調(diào)到零刻度線處;
(3)為了便于在杠桿上直接讀出力臂的大小,由于力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離,所以在A點(diǎn)沿豎直向下方向拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),直至杠桿在水平位置平衡;
(4)根據(jù)題意分析得出實(shí)驗(yàn)步驟。
【解答】解:
(1)杠桿的右端上翹,要使它在水平位置平衡,平衡螺母向上翹的右端移動(dòng)。
(2)使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí),需要先將指針調(diào)到零刻度線處。
(3)由圖可知,在杠桿左側(cè)掛2個(gè)鉤碼,為了便于在杠桿上直接讀出力臂的大小,由于力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離,所以在A點(diǎn)沿豎直向下方向拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),直至杠桿在水平位置平衡。
(4)由實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2可知,L1和L2不變,F(xiàn)2改變;由實(shí)驗(yàn)序號(hào)2、3可知,F(xiàn)2和L2不變,L1增大10cm;由序號(hào)4、3可知,F(xiàn)2和L2不變,L1增大10cm,所以第4次實(shí)驗(yàn)與前一次改變的量相同。
由于要分別改變F2、L1、L2中的一個(gè)量,所以還需要改變L2,具體步驟為:保持F2和L1不變,改變L2的大小。
故答案為:(1)右;(2)將指針調(diào)到零刻度線處;(3)豎直;水平;(4)4;保持F2和L1不變,改變L2的大小。
【點(diǎn)評(píng)】探究杠桿平衡條件時(shí),使杠桿在水平位置平衡,便于測(cè)量力臂大小,杠桿的重心通過支點(diǎn),消除杠桿重對(duì)杠桿平衡的影響,使實(shí)驗(yàn)簡單化,便于探究。
20.(7分)小明和小華一起探究電流與電阻的關(guān)系。器材有新干電池兩節(jié),5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻各一只,“20Ω1A”的滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、開關(guān)各一只,導(dǎo)線若干。
(1)用筆畫線代替導(dǎo)線將甲圖中電路補(bǔ)充完整,使滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí)電阻減?。?br />
(2)將滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)到最 右 端。閉合開關(guān),小明發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)接近電源電壓,可能是定值電阻R出現(xiàn)了 斷路 故障;
(3)排除故障后,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,直至電壓表示數(shù)為1V,此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示,大小為 0.24 A;
(4)小明逐一將10Ω和20Ω的電阻接入電路,繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng) 20 Ω的電阻接入電路后,無法將電壓表示數(shù)調(diào)節(jié)到1V.于是,他改變定值電阻兩端電壓,重新依次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。調(diào)節(jié)后的電壓值應(yīng)該不低于 1.5 V;
(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,小華覺得可以通過調(diào)整順序來避免實(shí)驗(yàn)中存在的問題。合理的順序是 先后將20Ω和10Ω和5Ω的定值電阻接入電路,變阻器的滑片從阻值最大處向阻值較小處滑動(dòng),控制定值電阻兩端的電壓不變,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),可以避免實(shí)驗(yàn)中存在的問題 。
【分析】(1)根據(jù)滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí)電阻減小確定變阻器左下接線柱連入電路中與電阻串聯(lián),根據(jù)電源電壓為3V確定電壓表選用小量程與電阻并聯(lián);
(2)為了保護(hù)電路,變阻器的滑片移動(dòng)到阻值最大處;
(3)閉合開關(guān),電壓表示數(shù)接近電源電壓,說明電壓表與電源連通,則與電壓表并聯(lián)的電阻之外的電路是連通的,據(jù)此分析;
根據(jù)電流表選用小量程確定分度值讀數(shù);
(4)研究電流與電阻的關(guān)系時(shí),要控制電阻的電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓和分壓原理得出定值電阻最大時(shí)對(duì)應(yīng)的變阻器連入電路中的電阻;
由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及分壓原理得出電壓值應(yīng)該不低于多少;
(5)研究電流與電阻的關(guān)系時(shí),要控制電阻的電壓不變,由(4)知,當(dāng)定值電阻連入電路的電阻越大時(shí),變阻器連入電路的電阻越大,電阻的電壓越小,據(jù)此分析。
【解答】解:
(1)滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí)電阻減小,故變阻器左下接線柱連入電路中與電阻串聯(lián),電源電壓為3V,故電壓表選用小量程與電阻并聯(lián),如下圖所示:
(2)為了保護(hù)電路,變阻器的滑片移動(dòng)到阻值最大處,將滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)到最右端;
閉合開關(guān),電壓表示數(shù)接近電源電壓,說明電壓表與電源連通,則與電壓表并聯(lián)的電阻之外的電路是連通的,與電壓表并聯(lián)的電阻斷路了;
(3)由圖乙可知,電流表選用小量程,分度值是0.02A,電流表的示數(shù)是0.24A;
(4)若電壓表示數(shù)為1V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn),變阻器分得的電壓為:U滑1=3V﹣1V=2V
變阻器分得的電壓是電阻電壓的2倍,將20Ω的電阻接入電路后,為保持電壓不變,根據(jù)分壓原理,變阻器連入電路中的阻值為2×20Ω=40Ω,
而題中變阻器的最大阻值為20Ω,所以,滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻最大,也不能使電壓表示數(shù)為1V。
由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及分壓原理有:
=,
方程左邊為一定值,故右邊也為一定值,當(dāng)變阻器連入電路的電阻最大時(shí),對(duì)應(yīng)的定值電阻應(yīng)最大,此時(shí),電阻的電壓最小,
即:=,
UV=1.5V,所以調(diào)節(jié)后的電壓值應(yīng)該不低于1.5V;
(5)研究電流與電阻的關(guān)系時(shí),要控制電阻的電壓不變,由(4)知,當(dāng)定值電阻連入電路的電阻越大時(shí),變阻器連入電路的電阻越大,故為避免實(shí)驗(yàn)中存在的問題(因定值電阻的電壓過小,導(dǎo)致用較大的定值電阻時(shí),因變阻器的最大電阻過小而無法完成實(shí)驗(yàn)):
合理的順序是:先后將20Ω和10Ω和5Ω的定值電阻接入電路,變阻器的滑片從阻值最大處向阻值較小處滑動(dòng),控制定值電阻兩端的電壓不變,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),可以避免實(shí)驗(yàn)中存在的問題。
故答案為:(1)如上所示;
(2)右;斷路;
(3)0.24;
(4)20;1.5;
(5)先后將20Ω和10Ω和5Ω的定值電阻接入電路,變阻器的滑片從阻值最大處向阻值較小處滑動(dòng),控制定值電阻兩端的電壓不變,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),可以避免實(shí)驗(yàn)中存在的問題。
【點(diǎn)評(píng)】本題是探究電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn),考查電路的連接、注意事項(xiàng)、故障分析、操作過程、控制變量法和對(duì)器材的要求,屬于??济}點(diǎn)。
21.(7分)閱讀短文,回答問題。
2019年12月17日,我國第一艘國產(chǎn)航母“山東艦”交付海軍。據(jù)公開資料顯示,“山東艦”艦身長315米,艦寬約75米,滿載排水量在6萬噸左右,至少可以搭載36架殲﹣﹣15艦載機(jī)。航母飛行甲板傾角為12°,艦載機(jī)起飛的飛行仰角為14°。
“山東艦”是典型的常規(guī)動(dòng)力航母,采用了全新的動(dòng)力組,“山東艦”的燃料儲(chǔ)備量達(dá)到了13000噸,若以20節(jié)航速航行,每天大約消耗1100噸燃料。
如表為殲﹣﹣15主要參數(shù)(g取10N/kg)
空重
17500kg
空載起飛距離
105m
正常起飛重量
27000kg
滿載起飛距離
195m
最大起飛重量
32500kg
發(fā)動(dòng)機(jī)
2×WS﹣10加力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)
爬升率
325米/秒
正常起飛推力
2×117600N
最大速度
2.4馬赫
應(yīng)急起飛最大推力
2×125400N
(1)若航母正常航行時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為1.5×105kW,速度為36km/h,則牽引力為 1.5×107 N,經(jīng)過2h航行距離為 7.2×104 m。
(2)殲15空載正常起飛時(shí),從啟動(dòng)到離開飛行甲板的過程中,飛機(jī)的動(dòng)能 增大 、重力勢(shì)能 增大 ,該過程中飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)推力所做的功為 2.4696×107 J。
(3)航母飛行甲板傾角為12°,艦載機(jī)起飛時(shí)飛行仰角約為14°,這樣設(shè)計(jì)的目的是 艦載機(jī)在較短的距離內(nèi)獲得較大的升力便于起飛 。
(4)若你是航母設(shè)計(jì)師,請(qǐng)你對(duì)國產(chǎn)航母提出一條改進(jìn)意見: 常規(guī)動(dòng)力航母改建成核動(dòng)力航母 。
【分析】(1)知道航母正常航行時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和速度,根據(jù)P===Fv求出航母正常航行時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力,利用v=求出經(jīng)過2h航行距離;
(2)殲15空載正常起飛時(shí),從啟動(dòng)到離開飛行甲板的過程中,分析飛機(jī)的質(zhì)量和速度、高度,然后得出動(dòng)能和重力勢(shì)能的變化,根據(jù)W=Fs求出該過程中飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)推力所做的功;
(3)根據(jù)艦載機(jī)的升力原理:根據(jù)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系來獲得的進(jìn)行解答;
(4)根據(jù)題意得出常規(guī)航母的缺點(diǎn),然后得出改進(jìn)意見。
【解答】解:
(1)航母正常航行時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P=1.5×105kW=1.5×108W,速度v=36km/h=10m/s,
由P===Fv可得,航母正常航行時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力:
F===1.5×107N;
由v=可得,經(jīng)過2h航行距離:
s=vt=36km/h×2h=72km=7.2×104m;
(2)殲15空載正常起飛時(shí),從啟動(dòng)到離開飛行甲板的過程中,
飛機(jī)的質(zhì)量不變,速度變大,高度增加,則飛機(jī)的動(dòng)能增大、重力勢(shì)能增大,
該過程中飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)推力所做的功:
W=F′s′=2×117600N×105m=2.4696×107J;
(3)艦載機(jī)的升力是根據(jù)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系來獲得的,航母飛行甲板傾角為12°,艦載機(jī)起飛時(shí)飛行仰角約為14°,
這樣設(shè)計(jì)可以在相同時(shí)間內(nèi),上方空氣通過的路程較長,速度較大,
根據(jù)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系:流速越大,壓強(qiáng)越小可知,艦載機(jī)在較短的距離內(nèi)獲得較大的升力,從而便于艦載機(jī)起飛;
(4)由題意可知,“山東艦”的燃料儲(chǔ)備量大,且每天以20節(jié)航速航行時(shí)的消耗量非常大,不利于航母的續(xù)航,為了提高航母的續(xù)航能力能源可以改為核動(dòng)力。
故答案為:(1)1.5×107;7.2×104;(2)增大;增大;2.4696×107;(3)艦載機(jī)在較短的距離內(nèi)獲得較大的升力便于起飛;(4)常規(guī)動(dòng)力航母改建成核動(dòng)力航母。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了功率公式、速度公式、影響動(dòng)能和重力勢(shì)能的大小因素、做功公式、飛機(jī)升力產(chǎn)生的原因等知識(shí)點(diǎn)的綜合應(yīng)用,涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多,綜合性強(qiáng),有一定的難度。
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