2023年黑龙江省鸡西市虎林实验中学中考物理二模试卷
一、单项选择题(每小题2分,共24分。每小题只有一个正确选项)
1.(2分)下列有关物理量的估测与实际相符的是( )
A.人洗澡时水的温度的为60℃
B.物理课本中一张纸的厚度约为75nm
C.一个中学生跑完800m所需时间约为200s
D.教室里一个电风扇正常工作时的电流约为2A
2.(2分)如图所示,在筷子上捆一些棉花,做一个活塞,用水蘸湿棉花后插入两端开口的竹管中,用嘴吹管的上端,可以发出悦耳的哨音。上下推拉活塞,并用相同的力吹管的上端时,下列说法错误的是( )
A.哨音是由管内空气振动产生的
B.哨音是通过空气传到别人耳朵的
C.向上推活塞时,吹出的哨音响度会变大
D.向下拉活塞时,吹出的哨音音调会变低
3.(2分)端午节吃粽子是我国的传统习俗,下列对“煮粽子”的情景分析正确的是( )
A.粽子温度升高,是通过做功的方式来增大内能的
B.锅中冒出的大量“白气”是水蒸气
C.“棕子飘香”说明分子在不停地做无规则运动
D.水温升高时,水的比热容变大
4.(2分)在光具座上放置一个焦距为10cm的凸透镜,蜡烛和透镜的位置如图甲所示,图乙是蜡烛点燃后的火焰。调整光屏,可以得到的清晰的像是( )
A. B. C. D.
5.(2分)同学们对运动场上出现的现象进行了讨论。下列说法不正确的是( )
A.百米运动员冲过终点时,由于惯性不会立即停下来
B.抛出去的篮球会在空中继续运动,是因为篮球受惯性作用
C.踢出去的足球在地上越滚越慢,说明阻力改变了足球的运动状态
D.跳远运动员助跑起跳,是为了增大起跳速度
6.(2分)甲、乙两个完全相同的烧杯,盛有密度不同的盐水,放在水平桌面上。将同一只鸡蛋先后放入甲、乙两个烧杯中,当鸡蛋静止时,如图所示,两烧杯中液面恰好相平。若甲、乙两杯盐水对容器底的压强分别为p甲和p乙,两个烧杯对桌面的压力分别为F甲和F乙.则下列判断中正确的是( )
A.p甲=p乙 F甲=F乙 B.p甲<p乙 F甲>F乙
C.p甲<p乙 F甲<F乙 D.p 甲>p乙 F甲>F乙
7.(2分)如图所示,甲、乙两支完全相同的试管分别装有密度相等的液体,甲试管内液体的质量为m甲,乙试管内液体的质量为m乙。将两支试管放置在同一水平桌面上,甲试管竖直,乙试管倾斜静止时,两试管内液面相平,液面距离桌面的高度为h,液体对甲、乙两试管底的压强分别为p甲和p乙,则下列判断中正确的是( )
A.m甲<m乙 p甲<p乙 B.m甲<m乙 p甲=p乙
C.m甲>m乙 p甲>p乙 D.m甲=m乙 p甲=p乙
8.(2分)把一个铁锁用绳子悬挂起来,将铁锁拉到自己的鼻子附近,稳定后松手,铁锁向前摆去,如图所示。下列说法
中正确的是( )
A.铁锁摆回时一定会打到鼻子
B.铁锁最终会停下来是机械能消失了
C.铁锁由高处摆到低处的过程中重力势能主要转化为动能
D.铁锁上升的最大高度逐次降低,是由于受到重力作用
9.(2分)甲、乙、丙三个轻质小球用绝缘细绳悬挂,如图所示,已知丙带正电,则( )
A.甲、乙均带正电
B.甲、乙均带负电
C.乙带正电,甲一定带负电
D.乙带正电,甲可能不带电
10.(2分)如图是一条刚装好的家庭电路,在未装保险丝之前,先把灯泡L0接在装保险丝的两个接线柱上,当只闭合S1时,L0和L1发光都偏暗;当只闭合S2时,L0正常发光;当只闭合S3时,L0不发光,则下列判断正确的是(四只灯泡的额定电压均为220V)( )
A.灯泡L1所在支路正常
B.灯泡L2所在支路断路
C.灯泡L3所在支路短路
D.装好保险丝,合上所有开关后,灯泡都能正常发光
11.(2分)在如图所示的电路中,电源电压和灯泡电阻都保持不变。当滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时,下列判断正确的是( )
A.电流表和电压表的示数都增大,电路总功率变大
B.电流表和电压表的示数都减小,电路总功率变小
C.电流表示数减小,电压表示数不变,变阻器功率变小
D.电流表示数减小,电压表示数变大,灯泡功率不变
12.(2分)超市的商品上贴有磁性标签,当未消磁的标签通过超市门口的安全门时,安全门上的线圈会产生电流触发警报器,达到防盗目的,图中的实验与超市防盗装置的工作原理相符的是( )
A.
B.
C.
D.
二、双项选择题(每小题3分,共9分。每小题有两个正确选项,选项不全但正确得1分,有错误选项不得分)
(多选)13.(3分)2022年5月10日,在蔚蓝地球的映衬下,我国发射的天舟四号货运飞船成功对接空间站天和核心舱。如图所示是对接过程中核心舱上摄像机拍摄的照片。下列说法正确的是( )
A.核心舱摄像机的镜头相当于凸透镜
B.光通过摄像机的镜头会发生折射现象
C.地球通过核心舱上摄像机的镜头成虚像
D.天舟四号靠近核心舱时,它在核心舱摄像机上成的像逐渐变小
(多选)14.(3分)用如图所示的滑轮组提升重物,10s内用400N的拉力将重960N的物体匀速提升2m,忽略绳重和摩擦。则下列说法正确的是( )
A.绳子自由端被拉下8m
B.动滑轮重为240N
C.滑轮组的机械效率为80%
D.若用该滑轮组将重为720N的物体匀速提升 2 m,滑轮组的机械效率为60%
(多选)15.(3分)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R1是定值电阻。开关S闭合,滑动变阻器R2的滑片P由a端移动到b端,两电表示数变化关系如图乙所示。则下列说法中正确的是( )
A.电源电压为14V
B.R2的最大阻值是30Ω
C.滑片P由a向b恰好移动三分之一长度时,R1的电功率为1W
D.滑片P在a端时,2min内R2消耗的电能是144J
三、填空题(每空1分,每小题3分,共24分)
16.(3分)昆曲被联合国教科文组织列入《人类非物质文化遗产代表作名录》,她被誉为“百戏之祖”。演唱时以三弦、曲笛等为主要伴奏乐器,拨动三弦时,弦 产生声音;吹奏曲笛时,按住不同的孔可以改变声音的 ;两种乐器相互配合,奏出优美的乐曲,通过 可以辨别它们的声音。
17.(2分)一台单缸四冲程汽油机,当飞轮转速是2400r/min时,它每秒钟对外做功 次;做功冲程是将 转化为机械能。
18.(2分)著名的牛顿第一定律是在实验的基础上,通过分析、推理得出的。该定律具体表述为:一切物体在没有受到外力的作用时,总保持 状态或 状态。
19.如图,一块木头静止在水面上,请在图中画出它所受重力和浮力这两个力的示意图。
20.(2分)某物理兴趣小组设计了一个模拟超载报警的装置,如图为该装置的一部分,模拟车辆放置在托盘内(托盘、压杆和杠杆的质量均忽略不计)。水平杠杆OAB,OB长120cm,OA:OB=1:6,杠杆OAB通过压杆与压力传感器相连,当传感器受到30N的压力时,装置开始发出报警信号。报警装置中利用OAB这种类型杠杆的好处是 ,报警器刚开始报警时,托盘限载重量为 N。
21.(2分)吊车的钢索拉着货物竖直向上运动,如图所示是货物上升的路程s随时间t变化的图象。在8~10s时,以货物为参照物,地面是 (选填“向上”或“向下”)运动的。不考虑空气的阻力和钢索受到的重力,在4s和10s时钢索拉力的功率之比是P4:P10= 。
22.(2分)如图所示,将矿泉水瓶剪成一个漏斗,在瓶盖上插入一根吸管,通过吸管吹气能轻松将漏斗内的乒乓球牢牢“吸住”,这是因为乒乓球上方气体流速较大,压强较 ;飞机机翼获得升力的原理与该原理 (选填“相同”或“不相同”)。
23.(2分)已知天然气的热值为4.2×107J/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)。
(1)完全燃烧0.04m3天然气放出的热量为 J。
(2)某天然气灶烧水的效率为50%,完全燃烧0.04m3,天然气可使常温下5kg的水温度升髙 ℃。
24.(2分)如图所示的电路中,电源电压不变,R1=10Ω,R2=20Ω,当开关S闭合,甲、乙两表都为电压表时,两表的示数之比U甲:U乙= ;当开关S断开,甲、乙两表都为电流表时,两表的示数之比I甲:I乙= 。
25.(2分)如图所示,通电螺线管附近的小磁针处于静止状态,此时它的B端是 (填“N”或“S”)极,电源的b端是 (填“正”或“负”)极。
26.(2分)某同学家的电能表如图所示,他家允许同时工作的用电器的总功率不能超过 W。该同学观察到他家里只有一台空调连续工作10min时,电能表转盘转过500转,则这台空调的电功率是 W。
27.(2分)如图所示是一款吸盘式吹风机架,使用时将吹风机架上的吸盘用力按在竖直墙上,排出其中的空气,这样就能利用 的作用使吸盘牢牢地“吸”在墙上。电吹风所使用的电能是 (选填“一次”或“二次”)能源。
四、探究与实验题(28题6分,29题8分,30题6分,共20分)
28.(6分)如图甲所示,是一款变色近视眼镜,眼镜镜片制作过程中掺入或在镜片表面贴上对紫外线敏感的材料,紫外线照射越强,镜片的颜色越深,透光度越低。近视眼镜变色后折光能力是否受到影响呢?为了探究这个问题,小明进行了如下实验:
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏摆放在光具座上,点燃蜡烛,光屏上恰好出现烛焰清晰的像如图乙所示。应该将蜡烛 (填“向上”或“向下”)调节,直至在光屏的中心得到一个倒立、放大的 (填“实”或“虚”)像,利用这成像原理可以制成 (填“照相机”或“投影仪”)。
(2)将此凸透镜摆放到标尺的50m刻度处,将蜡烛摆放到标尺的20m刻度处,如图丙所示,此时将光屏移动到 cm刻度处,光屏上就会承接到烛焰清晰的像。为了模仿近视眼患者看远处物体的情况,应该将充当视网膜的光屏再次向 (填“左”或“右”)侧适当移动,此时会发现光屏上的像变模糊了。
(3)将合适度数的可变色近视镜放在凸透镜前适当位置,光屏上出现清晰的像。用紫外线手电照射可变色近视镜,观察光屏上的像,若屏上的像依然清晰,说明镜片变色对折光能力 (填“产生”或“未产生”)影响。
29.(8分)某班同学利用杠杆做了以下的实验:
(1)探究杠杆的平衡条件。
①当杠杆静止在如图甲所示的位置时,杠杆处于 (填“平衡”或“不平衡”)状态;要使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节,这样做的好处是 ,同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。
②小龙同学用如图乙所示的方法使杠杆处于水平平衡状态,测出此时的拉力大小为F1,发现F1l1≠F2l2,其原因是 。
(2)探究杠杆的机械效率。
如图丙所示装置,每个钩码的质量为m,O为支点。(支点处摩擦忽略不计)
①小江将2个钩码悬挂在B点,在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,拉力为F1,测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2,则此次杠杆的机械效率为η= 。(用物理量的符号表示)
②小江又将2个钩码从B点移到C点,在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使C点上升高度仍为h2,则弹簧测力计的示数将 F1,此次拉动弹簧测力计做的功将 第一次做的功。(均填“大于”、“等于”或“小于”)
30.(7分)在测量小灯泡电功率的实验中,提供的器材有:3V的电源、标有“2.5V”字样的小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)小龙所接的实验电路如图甲所示,电路中部分连接不合理,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)小龙改正错误后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,故障的原因可能是 。
(3)排除故障后,实验中,当电压表示数为2V时,为了测出小灯泡的额定功率,他应该把滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。
(4)小龙进行多次实验,得到小灯泡两端的电压与电流的关系图象如图乙中的实线所示,则根据图象可知,滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系的U﹣I图象应为图乙中的虚线 (选填“①”、“②”或“③”),小灯泡的额定功率为 W,可确定实验中所使用的滑动变阻器的最大阻值不小于 Ω。
(5)小龙为了测出另一只额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率,他利用如图丙所示的电阻箱和滑动变阻器设计出了测量电路如图丁所示,电源电压为8V,但在实际操作中将开关S2拨到位置1时,无法调到额定电压,从而无法测出额定功率。其原因是 。
五、分析与交流题(每小题4分,共8分)
31.(4分)制药时,用加热沸腾的方法除去抗生素溶液中的水分,抗生素的温度不能超过80℃,加热过程中制药装置的排气系统要持续从装有抗生素溶液的容器内抽气,降低气压,请分析说明持续抽气降低气压的原因。
32.(4分)小龙同学学习了家庭电路的知识后,在生活中更加注意观察家用电器。
(1)他发现自己家洗衣机用的是三脚插头,其铭牌上标有“10A 250V”字样,其中的“10A”表示什么意思?
(2)小龙发现,伪劣电热器的电源线的芯线一般比合格产品的细,使用时存在很大的安全隐患。请你用学过的物理知识解释存在安全隐患的原因。
六、综合与应用题(33题7分,34题8分,共15分)
33.(7分)汽车通过如图所示装置将物体从10m深的井底匀速拉至井口用了40s。已知物重为2.8×103N,其底面积为400cm2,汽车重2×104N,若绳重以及绳和滑轮间的摩擦不计,汽车与地面间的阻力为车重的0.05倍且不变,匀速提升物体时汽车对绳子的拉力为1.6×103N。求:
(1)提升物体过程中滑轮组的机械效率。
(2)提升物体过程中汽车的牵引力。
(3)当汽车对绳子的拉力为800N时,物体对地面的压强。
34.(8分)某新型电饭锅采用“聪明火”技术,智能化控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的营养和口感,其简化电路如图甲所示。R1和R2均为电热丝,S1是自动控制开关,煮饭时,把电饭锅接入220V电路中,在电饭锅工作的30min内,电路中的总电流随时间变化的图像如图乙所示。求:
(1)S、S1都闭合时电饭锅的功率;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)30min内电饭锅消耗的电能。
2023年黑龙江省鸡西市虎林实验中学中考物理二模试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(每小题2分,共24分。每小题只有一个正确选项)
1.(2分)下列有关物理量的估测与实际相符的是( )
A.人洗澡时水的温度的为60℃
B.物理课本中一张纸的厚度约为75nm
C.一个中学生跑完800m所需时间约为200s
D.教室里一个电风扇正常工作时的电流约为2A
【分析】对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项。
【解答】解:A、人体正常体温在37℃左右,洗澡水的温度应该略高于体温,在40℃左右,不可能达到60℃。故A不符合实际;
B、人的头发丝的直径在75μm左右,物理课本一张纸的厚度与此差不多,在75μm左右。故B不符合实际;
C、中学生跑完800m的时间一般在200s左右。故C符合实际;
D、教室中日光灯的工作电流约0.2A,电风扇的工作电流与此差不多,在0.2A左右。故D不符合实际。
故选:C。
【点评】物理学中,对各种物理量的估算能力,是我们应该加强锻炼的重要能力之一,这种能力的提高,对我们的生活同样具有很大的现实意义。
2.(2分)如图所示,在筷子上捆一些棉花,做一个活塞,用水蘸湿棉花后插入两端开口的竹管中,用嘴吹管的上端,可以发出悦耳的哨音。上下推拉活塞,并用相同的力吹管的上端时,下列说法错误的是( )
A.哨音是由管内空气振动产生的
B.哨音是通过空气传到别人耳朵的
C.向上推活塞时,吹出的哨音响度会变大
D.向下拉活塞时,吹出的哨音音调会变低
【分析】(1)声音由物体振动产生;管乐器是通过空气柱振动发声。
(2)声音的传播靠介质;固体、液体、气体都可作为传播声音的介质,我们平时听到的声音大多是由空气这种介质传播的。
(3)声音的三个特征分别是:音调、响度、音色,是从不同角度描述声音的,音调指声音的高低,由振动频率决定;响度指声音的强弱或大小,与振幅和距离有关;音色是由发声体本身决定的一个特性。
【解答】解:
A、声音由物体振动产生;用嘴吹管的上端,可以发出悦耳的哨声,声音是由管内空气振动产生的,故A正确;
B、我们听到的哨声是通过空气这种介质传播的,故B正确;
C、吹出的哨音响度由吹管口的力度决定,若吹的力度相同则响度相同,若吹的力度不同则响度不相同;与拉动活塞无关,故C错误;
D、向下拉“活塞”时,空气柱变长,空气柱振动变慢,则“竹管笛”发出的声音音调变低,故D正确。
故选:C。
【点评】综合运用声音的产生、声音的三个特征及影响因素、声音的传播;可解答此题。
3.(2分)端午节吃粽子是我国的传统习俗,下列对“煮粽子”的情景分析正确的是( )
A.粽子温度升高,是通过做功的方式来增大内能的
B.锅中冒出的大量“白气”是水蒸气
C.“棕子飘香”说明分子在不停地做无规则运动
D.水温升高时,水的比热容变大
【分析】(1)改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程,而做功过程是能量的转化过程;
(2)物体由气态变为液态的过程叫液化,“白气”是液态的小水珠,是由水沸腾时产生的大量的水蒸气再液化形成的;
(3)物体是由分子组成的,分子在不停地做无规则运动;
(4)比热容是物质的一种特性,它不仅与物质的种类有关,还与物质的状态有关,与质量、温度和吸放热多少无关。
【解答】解:
A、煮粽子时,粽子从水中吸收热量温度升高,这是通过热传递改变物体的内能,故A错误;
B、锅边沿冒出的大量“白气”是水蒸气遇到冷的空气,液化成小水珠形成的,故B错误;
C、“粽叶飘香”属于扩散现象,说明分子在永不停息地做无规则运动,故C正确;
D、比热容是物质的一种特性,它不仅与物质的种类有关,还与物质的状态有关,与温度无关,所以当水温升高后,水的比热容不变,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了改变内能的方法、液化现象、分子运动以及比热容的特性,属于综合性题目。
4.(2分)在光具座上放置一个焦距为10cm的凸透镜,蜡烛和透镜的位置如图甲所示,图乙是蜡烛点燃后的火焰。调整光屏,可以得到的清晰的像是( )
A. B. C. D.
【分析】物距大于二倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像。
【解答】解:已知凸透镜的焦距为10cm,由图可知蜡烛到凸透镜的距离(物距)为27.0cm,大于20cm,即物距大于二倍焦距,所以可得到倒立、缩小的实像,故C图正确。
故选:C。
【点评】本题考查了凸透镜成像的规律,从图中读出物距、比较物距和焦距的关系是解题的关键。
5.(2分)同学们对运动场上出现的现象进行了讨论。下列说法不正确的是( )
A.百米运动员冲过终点时,由于惯性不会立即停下来
B.抛出去的篮球会在空中继续运动,是因为篮球受惯性作用
C.踢出去的足球在地上越滚越慢,说明阻力改变了足球的运动状态
D.跳远运动员助跑起跳,是为了增大起跳速度
【分析】(1)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性,惯性是物体的一种属性;惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系,质量越大,惯性越大。
(2)力是改变物体运动状态的原因。
【解答】解:A、物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,百米运动员冲过终点时,由于具有惯性不会立即停下来,故A正确;
B.抛出去的篮球会在空中继续运动,是因为篮球具有惯性,要保持原来的运动状态,惯性不是力,不能说受到惯性,故B错误;
C.踢出去的足球在地上越滚越慢,是因为足球受到阻力的作用,阻力改变了足球的运动状态,故C正确;
D.跳远运动员要助跑一段距离获得一定的速度后起跳,起跳后由于惯性继续运动,提高了运动员的成绩,故D正确。
故选:B。
【点评】此题考查了学生对惯性的理解和掌握,要明确:惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,不能和生活中的习惯等混在一起。
6.(2分)甲、乙两个完全相同的烧杯,盛有密度不同的盐水,放在水平桌面上。将同一只鸡蛋先后放入甲、乙两个烧杯中,当鸡蛋静止时,如图所示,两烧杯中液面恰好相平。若甲、乙两杯盐水对容器底的压强分别为p甲和p乙,两个烧杯对桌面的压力分别为F甲和F乙.则下列判断中正确的是( )
A.p甲=p乙 F甲=F乙 B.p甲<p乙 F甲>F乙
C.p甲<p乙 F甲<F乙 D.p 甲>p乙 F甲>F乙
【分析】(1)根据物体的浮沉条件判断两杯中液体的密度关系,再根据p=ρgh判断对杯底的压强关系。
(2)通过图示得出两杯中盐水的体积关系,利用密度公式和重力公式可知其重力关系,然后根据烧杯对桌面的压力等于杯子、杯子内的盐水和鸡蛋的重力之和分析解答。
【解答】解:
(1)由图可知,鸡蛋在甲、乙两杯中分别处于悬浮和漂浮状态,
因为ρ液>ρ物时物体漂浮,ρ液=ρ物时物体悬浮,所以乙杯中盐水的密度大于甲杯中盐水的密度,
因为p=ρgh,且两杯中液面相平,所以乙杯底压强大于甲杯底压强,即p甲=p乙。
(2)由图可知,甲杯中鸡蛋排开盐水的体积大于乙杯中鸡蛋排开盐水的体积,两液面相平,
则甲杯中盐水的体积小于乙杯中盐水的体积,
又因乙杯中盐水的密度小于甲杯中盐水的密度,
所以根据ρ=可知,甲杯中盐水的质量小于乙杯中盐水的质量,甲杯中盐水的重力小于乙杯中盐水的重力,
同一只鸡蛋,则重力相等,甲、乙两个完全相同的烧杯,则杯子重力相等,
烧杯对桌面的压力等于杯子、杯子内的盐水和鸡蛋的重力之和,
所以甲杯对桌面的压力小于乙杯对桌面的压力,即F甲<F乙。
故选:C。
【点评】本题考查了物体浮沉条件和液体压强公式的应用,掌握物体浮沉情况与密度的关系,并善于利用整体思想分析烧杯对桌面的压力是解答此题关键。
7.(2分)如图所示,甲、乙两支完全相同的试管分别装有密度相等的液体,甲试管内液体的质量为m甲,乙试管内液体的质量为m乙。将两支试管放置在同一水平桌面上,甲试管竖直,乙试管倾斜静止时,两试管内液面相平,液面距离桌面的高度为h,液体对甲、乙两试管底的压强分别为p甲和p乙,则下列判断中正确的是( )
A.m甲<m乙 p甲<p乙 B.m甲<m乙 p甲=p乙
C.m甲>m乙 p甲>p乙 D.m甲=m乙 p甲=p乙
【分析】(1)据图判断液体体积的大小,根据密度公式ρ=判断两液体的质量大小;
(2)根据p=ρgh判断液体对甲、乙两试管底的压强大小。
【解答】解:(1)甲、乙两支完全相同的试管,甲管竖直,乙管倾斜,此时两管内的液面相平,则乙管里面的液柱长,
所以甲试管内液体的体积小于乙试管内液体的体积,即V甲<V乙,
两试管内液体密度相等,
根据ρ=可得m=ρV,可知两试管内液体的质量关系为m甲<m乙;
(2)两试管内液体密度相等,两试管内液面等高,由液体压强公式p=ρgh可知,液体对甲、乙两试管底的压强关系为p甲=p乙。
综上分析可知,选项ACD错误、B正确。
故选:B。
【点评】此题考查液体压强的大小比较、密度公式的应用,正确理解p=ρ液gh中“h”的含义(指液面到某点的竖直高度)是关键。
8.(2分)把一个铁锁用绳子悬挂起来,将铁锁拉到自己的鼻子附近,稳定后松手,铁锁向前摆去,如图所示。下列说法
中正确的是( )
A.铁锁摆回时一定会打到鼻子
B.铁锁最终会停下来是机械能消失了
C.铁锁由高处摆到低处的过程中重力势能主要转化为动能
D.铁锁上升的最大高度逐次降低,是由于受到重力作用
【分析】(1)动能大小的影响因素:质量和速度。质量越大,速度越大,动能越大;重力势能大小的影响因素:质量和高度。质量越大,高度越高,重力势能越大;
(2)物体上升过程中动能转化为重力势能;物体下落时重力势能转化为动能;考虑空气阻力时,机械能会逐渐变小。
【解答】解:
A.铁锁在摆动过程中,不断与空气摩擦,一部分机械能转化为内能,机械能减小,所以铁锁摆回时不会打到鼻子,故A错误;
B.铁锁在摆动过程中,不断与空气摩擦,机械能不断转化为内能,机械能不断减小,当机械能全部转化为内能时铁锁就会停下来,所以不是机械能消失了,故B错误;
C.铁锁由高处摆到低处的过程中质量不变,高度降低,速度变大,则重力势能减少,动能增大,故将重力势能主要转化为动能,故C正确;
D.铁锁上升的最大高度逐次降低,是由于受空气阻力的作用,机械能不断减小,高度不断减小,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查摆动物体的能量转化,注意在动能和重力势能转化过程中,有小部分机械能转化成内能。
9.(2分)甲、乙、丙三个轻质小球用绝缘细绳悬挂,如图所示,已知丙带正电,则( )
A.甲、乙均带正电
B.甲、乙均带负电
C.乙带正电,甲一定带负电
D.乙带正电,甲可能不带电
【分析】(1)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
(2)排斥的带有同种电荷,吸引的可能带有异种电荷,也可能带电体吸引不带电体。
【解答】解:乙、丙相互排斥,说明乙、丙一定带同种电荷,丙带正电,则乙一定也带正电;甲、乙相互吸引,说明甲带负电或不带电。
故选:D。
【点评】带电体吸引不带电体,排斥带同种电荷,吸引可能带异种电荷,其中之一带电。注意带电体具有吸引轻小物体的性质的情况。
10.(2分)如图是一条刚装好的家庭电路,在未装保险丝之前,先把灯泡L0接在装保险丝的两个接线柱上,当只闭合S1时,L0和L1发光都偏暗;当只闭合S2时,L0正常发光;当只闭合S3时,L0不发光,则下列判断正确的是(四只灯泡的额定电压均为220V)( )
A.灯泡L1所在支路正常
B.灯泡L2所在支路断路
C.灯泡L3所在支路短路
D.装好保险丝,合上所有开关后,灯泡都能正常发光
【分析】将额定电压220V的“校验灯”,接在保险丝的两只接线柱上,是相当于把此灯串联入电路中,它会有三种状态:“校验灯”恰能正常发光,说明该支路短路,“校验灯”发光不正常(偏暗)说明该支路工作正常,“校验灯”不发光说明该支路断路。
【解答】解:A、当只闭合S1时,L0和L1都偏暗,L1所在支路正常,故A正确;
B、当只闭合S2时,L0正常发光,说明该支路存在短路,故B错误;
C、当只闭合S3时,L0不发光,说明L3所在支路断路,故C错误;
D、据上面的知识可知,装好保险丝,合上所有开关后,灯泡不可能都正常工作,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查了用校验灯检修家庭电路的故障。根据校验灯的三种发光情况得出电路是否存在故障。
11.(2分)在如图所示的电路中,电源电压和灯泡电阻都保持不变。当滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时,下列判断正确的是( )
A.电流表和电压表的示数都增大,电路总功率变大
B.电流表和电压表的示数都减小,电路总功率变小
C.电流表示数减小,电压表示数不变,变阻器功率变小
D.电流表示数减小,电压表示数变大,灯泡功率不变
【分析】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电压表测电源的电压,电流表测通过变阻器的电流。根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数的变化,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据并联电路的电压特点和欧姆定律可知通过滑动变阻器的电流变化,利用P=UI可知变阻器功率的变化。
【解答】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电压表测电源的电压,电流表测通过滑动变阻器的电流。
因电源电压保持不变,
所以,滑片移动时,电压表的示数不变,故ABD错误;
当滑动变阻器的滑片P由中点向右移动时,接入电路中的电阻增大,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过滑动变阻器的电流减小,即电流表的示数减小,
由P=UI可知,变阻器的功率变小,故C正确。
故选:C。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到并联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是电路串并联的辨别和电表所测电路元件的判断。
12.(2分)超市的商品上贴有磁性标签,当未消磁的标签通过超市门口的安全门时,安全门上的线圈会产生电流触发警报器,达到防盗目的,图中的实验与超市防盗装置的工作原理相符的是( )
A.
B.
C.
D.
【分析】符合闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就有感应电流,该现象称为电磁感应现象,该过程中将机械能转化为电能。
【解答】解:据“当未消磁的标签通过超市门口的安全门时,安全门上的线圈会产生电流触发警报器”可知,该过程是将机械能转化为电能的过程;
A、该实验是电磁感应实验,将机械能转化为电能,故A正确;
B、该实验是奥斯特实验,说明通电导线周围有磁场,故B错误;
C、该实验是探究电磁铁磁性强弱影响因素的实验,故C错误;
D、通电能运动,故是电动机原理,将电能转化为机械能,故D错误;
故选:A。
【点评】在掌握课本中有关电磁感应和通电导体在磁场中受力的基础知识的基础上,此题将迎刃而解。
电磁感应与通电导体在磁场中受力运动这两个实验的前提条件是不同的,电磁感应是用来产生电的,所以该实验装置中没有电源;而通电导体在磁场中受力的实验,电路中有电源。因此可以利用电路中有无电源来区分两个实验。
二、双项选择题(每小题3分,共9分。每小题有两个正确选项,选项不全但正确得1分,有错误选项不得分)
(多选)13.(3分)2022年5月10日,在蔚蓝地球的映衬下,我国发射的天舟四号货运飞船成功对接空间站天和核心舱。如图所示是对接过程中核心舱上摄像机拍摄的照片。下列说法正确的是( )
A.核心舱摄像机的镜头相当于凸透镜
B.光通过摄像机的镜头会发生折射现象
C.地球通过核心舱上摄像机的镜头成虚像
D.天舟四号靠近核心舱时,它在核心舱摄像机上成的像逐渐变小
【分析】(1)摄像头是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理制成的;
(2)凸透镜成像的原理是光的折射;
(3)凸透镜成实像时,物近像远像变大。
【解答】解:AB、摄像头相当于一个凸透镜,光经过摄像头成像利用的是光的折射,故AB正确;
C、摄像头是利用凸透镜成倒立、缩小的实像,故C错误;
D、凸透镜成实像时,物近像远像变大,因此天舟四号靠近核心舱时,成的像更大,故D错误。
故选:AB。
【点评】本题考查了凸透镜的成像特点和应用,要掌握凸透镜成像的规律,搞清每种情况下的应用。在学习过程中要善于总结、寻找规律,学着将所学知识与生活实际联系起来。
(多选)14.(3分)用如图所示的滑轮组提升重物,10s内用400N的拉力将重960N的物体匀速提升2m,忽略绳重和摩擦。则下列说法正确的是( )
A.绳子自由端被拉下8m
B.动滑轮重为240N
C.滑轮组的机械效率为80%
D.若用该滑轮组将重为720N的物体匀速提升 2 m,滑轮组的机械效率为60%
【分析】(1)由图可知n=3,根据s=nh求出绳子自由端移动距离;
(2)不计绳重和摩擦时,绳端的拉力F=(G+G动),据此求动滑轮的重力;
(3)利用η====求出滑轮组的机械效率;
(4)不计绳重和摩擦时,滑轮组的机械效率η====,据此计算提升重为720N的物体时滑轮组的机械效率。
【解答】解:
A.由图可知n=3,绳子自由端移动距离:s=nh=3×2m=6m,故A错误;
B.不计绳重和摩擦时,绳端的拉力F=(G+G动),
则动滑轮的重力:G动=nF﹣G=3×400N﹣960N=240N,故B正确;
C.滑轮组的机械效率:η=====×100%=80%,故C正确;
D.不计绳重和摩擦时,滑轮组的机械效率:η====,
所以此时滑轮组的机械效率:η'==×100%=75%,故D错误。
故选:BC。
【点评】本题考查了使用滑轮组时绳子拉力和机械效率的计算,关键是求出动滑轮的重力。
(多选)15.(3分)如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R1是定值电阻。开关S闭合,滑动变阻器R2的滑片P由a端移动到b端,两电表示数变化关系如图乙所示。则下列说法中正确的是( )
A.电源电压为14V
B.R2的最大阻值是30Ω
C.滑片P由a向b恰好移动三分之一长度时,R1的电功率为1W
D.滑片P在a端时,2min内R2消耗的电能是144J
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑片位于b端时,接入电路中的电阻为0,此时电压表测电源两端的电压,根据图乙读出电源的电压;
(2)当滑片P在a端时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电压表的示数最小,根据图乙读出电路中的电流和电压表的示数,根据串联电路的电压特点求出R2两端的电压,利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值;
(3)根据欧姆定律求出定值电阻的阻值,当滑片P由a向b恰好移动三分之一长度时,接入电路中的电阻为总阻值的三分之二,根据电阻的串联和欧姆定律求出此时电路中的电流,利用P=UI=I2R求出R1的电功率;
(4)滑片P在a端时,根据W=UIt求出2min内R2消耗的电能。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
A.当滑片位于b端时,接入电路中的电阻为0,此时电压表测电源两端的电压,由图乙可知,电源的电压U=10V,故A错误;
B.当滑片P在a端时,接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,电压表的示数最小,由图乙可知,电路中的电流I小=0.2A,电压表的示数U1=4V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R2两端的电压U2=U﹣U1=10V﹣4V=6V,则滑动变阻器的最大阻值R2===30Ω,故B正确;
C.定值电阻的阻值R1===20Ω,当滑片P由a向b恰好移动三分之一长度时,接入电路中的电阻R2′=R2=×30Ω=20Ω,
此时电路中的电流I===0.25A,则R1的电功率P1=I2R1=(0.25A)2×20Ω=1.25W,故C错误;
D.滑片P在a端时,2min内R2消耗的电能W2=U2I小t=6V×0.2A×2×60s=144J,故D正确。
故选:BD。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功公式、电功率公式的应用,从图象中获取有用的信息是关键。
三、填空题(每空1分,每小题3分,共24分)
16.(3分)昆曲被联合国教科文组织列入《人类非物质文化遗产代表作名录》,她被誉为“百戏之祖”。演唱时以三弦、曲笛等为主要伴奏乐器,拨动三弦时,弦 振动 产生声音;吹奏曲笛时,按住不同的孔可以改变声音的 音调 ;两种乐器相互配合,奏出优美的乐曲,通过 音色 可以辨别它们的声音。
【分析】(1)声音是由振动产生的;
(2)声音的三个特征分别是:音调、响度、音色,是从不同角度描述声音的,音调指声音的高低,由振动频率决定;响度指声音的强弱或大小,与振幅和距离有关;音色是由发声体本身决定的一个特性。
【解答】解:(1)乐曲的声音是由于弦的振动产生的;
(2)吹奏曲笛时,笛内空气柱振动发声,按住不同的孔,笛内空气柱的长度不同,振动的频率不同,声音的音调不同;
音色由发声体的材料和结构决定,不同的发声体发出声音的音色一般不同,因此通过音色可以辨出三弦、曲笛的声音。
故答案为:振动;音调;音色。
【点评】本题主要考查了学生对声音的产生、声音的三个特性﹣﹣音调、响度、音色等知识的理解和应用,难度不大。
17.(2分)一台单缸四冲程汽油机,当飞轮转速是2400r/min时,它每秒钟对外做功 20 次;做功冲程是将 内能 转化为机械能。
【分析】根据飞轮转速可求出每秒飞轮转动的圈数,根据一个工作循环,完成四个冲程,飞轮转动2周,对外做功一次可求出四冲程内燃机每秒对外做功的次数;
在内燃机的做功冲程中能量转化是内能转化为机械能。
【解答】解:飞轮转速是2400r/min=40r/s,因一个工作循环转2圈,做功一次,所以每秒可以做功20次;
在做功冲程中的能量转化是内能转化为机械能。
故答案为:20;内能。
【点评】本题主要考查四冲程内燃机的工作过程,属于基础题,难度不大。
18.(2分)著名的牛顿第一定律是在实验的基础上,通过分析、推理得出的。该定律具体表述为:一切物体在没有受到外力的作用时,总保持 静止 状态或 匀速直线运动 状态。
【分析】如果物体不受任何力的作用,那么原来静止的物体将永远的保持静止状态;原来运动的物体将永远的保持匀速直线运动状态。
【解答】解:牛顿第一定律:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
故答案为:静止;匀速直线运动。
【点评】牛顿第一定律指出了力和运动的关系:力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因;指出了一切物体都具有惯性。
19.如图,一块木头静止在水面上,请在图中画出它所受重力和浮力这两个力的示意图。
【分析】先根据漂浮时,浮力等于重力,再根据重力的方向总是竖直向下和浮力的方向总是竖直向上,过重心表示出重力和浮力的方向。
【解答】解:过重心作竖直向下的重力和竖直向上的浮力,分别用符号G和F浮表示,注意线段长度相等。如图所示:
【点评】作力的示意图,要用一条带箭头的线段表示力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,起点或终点表示力的作用点;注意浮力和重力的方向是固定的,并且表示平衡力的线段长度要相等。
20.(2分)某物理兴趣小组设计了一个模拟超载报警的装置,如图为该装置的一部分,模拟车辆放置在托盘内(托盘、压杆和杠杆的质量均忽略不计)。水平杠杆OAB,OB长120cm,OA:OB=1:6,杠杆OAB通过压杆与压力传感器相连,当传感器受到30N的压力时,装置开始发出报警信号。报警装置中利用OAB这种类型杠杆的好处是 减小对压力传感器的压力,扩大量程 ,报警器刚开始报警时,托盘限载重量为 180 N。
【分析】根据动力臂和阻力臂的大小判定杠杆的种类及其好处;
根据杠杆的平衡条件求出托盘限载重量。
【解答】解:由图可知,OAB这种类型杠杆在使用的过程中,减小对压力传感器的压力,扩大量程;
托盘限载重量的大小等于A点受到的压力,压力传感器受到的压力等于压力传感器对B的支持力,根据杠杆的平衡条件可知:G×OA=F×OB,则G==30N×=180N。
故答案为:减小对压力传感器的压力,扩大量程;180。
【点评】本题考查了杠杆种类的辨别、杠杆平衡条件的应用,难度不大。
21.(2分)吊车的钢索拉着货物竖直向上运动,如图所示是货物上升的路程s随时间t变化的图象。在8~10s时,以货物为参照物,地面是 向下 (选填“向上”或“向下”)运动的。不考虑空气的阻力和钢索受到的重力,在4s和10s时钢索拉力的功率之比是P4:P10= 3:1 。
【分析】在研究物体运动时,要选择参照的标准,即参照物,物体的位置相对于参照物发生变化,则运动,不发生变化,则静止;
根据P==Fv得到在4s和10s时钢索拉力的功率之比。
【解答】解:在8~10s时,以货物为参照物,地面的位置发生改变,地面向下运动;
由图可知,0~6s和6s~12s物体以不同的速度做匀速直线运动,而0~6s过程中通过的路程是3m,平均速度为:v1==0.5m/s,6~12s的过程中通过路程为1m,v1==m/s,不考虑空气的阻力和钢索受到的重力,根据P==Fv=Gv得到在4s和10s时钢索拉力的功率之比:P4:P10=Gv1:Gv2=v1:v2=0.5m/s:m/s=3:1。
故答案为:向下;3:1。
【点评】本题考查运动和静止的相对性及功率的计算,属于综合题。
22.(2分)如图所示,将矿泉水瓶剪成一个漏斗,在瓶盖上插入一根吸管,通过吸管吹气能轻松将漏斗内的乒乓球牢牢“吸住”,这是因为乒乓球上方气体流速较大,压强较 小 ;飞机机翼获得升力的原理与该原理 相同 (选填“相同”或“不相同”)。
【分析】液体和气体都称为流体,生活中常见的流体是水和空气,流体流速越大的地方、压强越小,流体流速越小的地方、压强越大。
【解答】解:
将一个乒乓球对着漏斗的细管处,对准漏斗细管口用力向下吹气,因为乒乓球上方的空气流速大,压强小,乒乓球下方的空气流速小,压强大,则乒乓球受到一个向上的压力差,所以乒乓球紧贴在漏斗上。
飞机飞行时,飞机的机翼上方凸起,机翼上方空气流速大于下方空气流速,根据流体流速越大压强越小,机翼上方空气压强小于下方压强,从而产生向上的升力,故飞机飞行时机翼获得升力的原理与该原理相同。
故答案为:小;相同。
【点评】本题考查流体压强与流速的关系及其在生活中的应用,我们平时要多观察生活中的现象,并用所学知识解释生活中的现象。
23.(2分)已知天然气的热值为4.2×107J/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)。
(1)完全燃烧0.04m3天然气放出的热量为 1.68×106 J。
(2)某天然气灶烧水的效率为50%,完全燃烧0.04m3,天然气可使常温下5kg的水温度升髙 40 ℃。
【分析】(1)知道天然气的热值和体积,根据Q放=Vq求出天然气完全燃烧放出的热量;
(2)根据η=×100%的变形公式Q吸=ηQ放求出水吸收的热量,然后根据Q吸=cmΔt的变形公式Δt=求出水升高的温度。
【解答】解(1)天然气完全燃烧放出的热量:
Q放=Vq
=0.04 m3×4.2×107J/m3
=1.68×106J。
(2)由η=×100%得,水吸收的热量:
Q吸=ηQ放=50%×1.68×106J=8.4×105J,
由Q吸=cmΔt得,水升高的温度:
Δt=
=
=40℃。
故答案为:(1)1.68×106;(2)40。
【点评】本题考查了燃料完全燃烧放热公式Q放=Vq和吸热公式Q吸=cmΔt的运用,熟练运用公式及变形公式即可正确解题,属于基础性题目,比较简单。
24.(2分)如图所示的电路中,电源电压不变,R1=10Ω,R2=20Ω,当开关S闭合,甲、乙两表都为电压表时,两表的示数之比U甲:U乙= 3:2 ;当开关S断开,甲、乙两表都为电流表时,两表的示数之比I甲:I乙= 1:3 。
【分析】(1)当开关S闭合,甲、乙两表都为电压表时,两电阻串联,甲电压表测电源的电压,乙电压表测R2两端的电压,根据串联电路的特点和欧姆定律求出两电压表的示数之比;
(2)当开关S断开,甲、乙两表都为电流表时,两电阻并联,甲电流表测通过R2支路的电流,乙电流表测干路电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出两支路的电流之比,再根据并联电路的电流特点求出两表示数之比。
【解答】解:
(1)当开关S闭合,甲、乙两表都为电压表时,两电阻串联,甲电压表测电源的电压,乙电压表测R2两端的电压,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,且各处的电流相等,
所以,由I=可得,两电压表的示数之比:
====;
(2)当开关S断开,甲、乙两表都为电流表时,两电阻并联,甲电流表测通过R2支路的电流,乙电流表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,R1、R2两支路的电流之比:
====,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,两表示数之比:
===。
故答案为:3:2; 1:3。
【点评】本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律的应用,关键是开关闭合与断开、不同电表时电路串并联的辨别以及电表所测电路元件的判断。
25.(2分)如图所示,通电螺线管附近的小磁针处于静止状态,此时它的B端是 S (填“N”或“S”)极,电源的b端是 负 (填“正”或“负”)极。
【分析】由同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知通电螺线管的N、S极,再由右手螺旋定则可知电源的正负极。
【解答】解:由同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知小磁针B端应为S极,A端为N极;则由右手螺旋定则可知,电流应由左端流入,故电源a端为正极,b端为负极。
故答案为:S;负。
【点评】本题考查了磁极间的相互作用规律和右手螺旋定则。利用右手螺旋定则既可由电流的方向判定磁极磁性,也能由磁极极性判断电流的方向和线圈的绕法。
26.(2分)某同学家的电能表如图所示,他家允许同时工作的用电器的总功率不能超过 8800 W。该同学观察到他家里只有一台空调连续工作10min时,电能表转盘转过500转,则这台空调的电功率是 1000 W。
【分析】(1)“220V”表示电能表的工作电压,“10A”表示电能表的标定电流,“40A”表示电能表允许通过的最大电流,利用公式P=UI计算用电器同时使用时的最大总功率。
(2)3000r/kW h 表示电路每消耗1kW h的电能,电能表的转盘就转过3000r,据此求出转盘转动500r时空调消耗的电能;然后利用P=求出空调的功率。
【解答】解:(1)由电能表的表盘数据可知,电能表允许通过的最大电流为40A,
则他家同时工作的用电器的最大总功率:P总最大=UI=220V×40A=8800W;
(2)3000r/kW h 表示电路每消耗1kW h的电能,电能表的转盘就转过3000r,
电能表的转盘转过500r,则空调消耗的电能:
W==kW h;
则这空调的实际功率:
P===1kW=1000W。
故答案为:8800;1000。
【点评】本题考查了电能和电功率的计算;关键是对电能表参数的物理意义的正确理解,解题过程中还要注意单位的换算。
27.(2分)如图所示是一款吸盘式吹风机架,使用时将吹风机架上的吸盘用力按在竖直墙上,排出其中的空气,这样就能利用 大气压 的作用使吸盘牢牢地“吸”在墙上。电吹风所使用的电能是 二次 (选填“一次”或“二次”)能源。
【分析】(1)先用力挤压吸盘,把吸盘内的空气挤出,这样吸盘就被外界的大气压紧压在了墙壁上;
(2)二次能源:是指无法从自然界直接获取,必须经过一次能源的消耗才能得到的能源。例:电能、乙醇汽油、氢能、沼气。
【解答】解:先用力挤压吸盘,把吸盘内的空气挤出,这样吸盘内的气压减小,吸盘就被外界的大气压紧压在了墙壁上;
电能无法从自然界直接获取,必须经过一次能源的消耗才能得到,属于二次能源。
故答案为:大气压;二次。
【点评】本题考查能源的分类和大气压的应用,属于基础内容,难度不大。
四、探究与实验题(28题6分,29题8分,30题6分,共20分)
28.(6分)如图甲所示,是一款变色近视眼镜,眼镜镜片制作过程中掺入或在镜片表面贴上对紫外线敏感的材料,紫外线照射越强,镜片的颜色越深,透光度越低。近视眼镜变色后折光能力是否受到影响呢?为了探究这个问题,小明进行了如下实验:
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏摆放在光具座上,点燃蜡烛,光屏上恰好出现烛焰清晰的像如图乙所示。应该将蜡烛 向上 (填“向上”或“向下”)调节,直至在光屏的中心得到一个倒立、放大的 实 (填“实”或“虚”)像,利用这成像原理可以制成 投影仪 (填“照相机”或“投影仪”)。
(2)将此凸透镜摆放到标尺的50m刻度处,将蜡烛摆放到标尺的20m刻度处,如图丙所示,此时将光屏移动到 65 cm刻度处,光屏上就会承接到烛焰清晰的像。为了模仿近视眼患者看远处物体的情况,应该将充当视网膜的光屏再次向 右 (填“左”或“右”)侧适当移动,此时会发现光屏上的像变模糊了。
(3)将合适度数的可变色近视镜放在凸透镜前适当位置,光屏上出现清晰的像。用紫外线手电照射可变色近视镜,观察光屏上的像,若屏上的像依然清晰,说明镜片变色对折光能力 未产生 (填“产生”或“未产生”)影响。
【分析】(1)为了使像成在光屏的中央,烛焰、凸透镜、光屏的中心应该在同一高度;
凸透镜成实像时,当u<v,成倒立放大的实像,应用为投影仪;
(2)凸透镜成像时,光路可逆;
近视眼的成因是由于晶状体太厚折光能力太强,是光成在视网膜前方造成的;
(3)可变色近视镜对光凸透镜的折光能力不会产生影响。
【解答】解:(1)由图可知,成的像将在光屏的上方,所以应将凸透镜向下移动或将蜡烛上移;
由图可知,此时u<v,成倒立放大的实像,应用为投影仪;
(2)由图乙可知,此时的u=15cm,v=30cm,由于凸透镜成像时,光路可逆,所以当u'=v=30cm,v'=u=15cm时,光屏上依然可以成像,故此时需要将光屏移到65cm处;
由于近视眼的成因是由于晶状体太厚折光能力太强,是光成在视网膜前方造成的,所以为了模仿近视眼患者看远处物体的情况,应该将充当视网膜的光屏再次向右移动;
(3)用紫外线手电照射可变色近视镜,观察光屏上的像,若屏上的像依然清晰,所以像距没有变化,说明镜片变色对折光能力未产生影响。
故答案为:(1)向上;实;投影仪;(2)65;右;(3)未产生。
【点评】烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度,烛焰的像才能呈现在光屏的中央位置,这是光屏上不能接到像,或像没有呈现在光屏中央,首先要考虑的问题。同时还考查了凸透镜成像规律的应用问题。
29.(8分)某班同学利用杠杆做了以下的实验:
(1)探究杠杆的平衡条件。
①当杠杆静止在如图甲所示的位置时,杠杆处于 平衡 (填“平衡”或“不平衡”)状态;要使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向 右 (填“左”或“右”)调节,这样做的好处是 便于测量力臂 ,同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。
②小龙同学用如图乙所示的方法使杠杆处于水平平衡状态,测出此时的拉力大小为F1,发现F1l1≠F2l2,其原因是 把l1当成了F1的力臂 。
(2)探究杠杆的机械效率。
如图丙所示装置,每个钩码的质量为m,O为支点。(支点处摩擦忽略不计)
①小江将2个钩码悬挂在B点,在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,拉力为F1,测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2,则此次杠杆的机械效率为η= ×100% 。(用物理量的符号表示)
②小江又将2个钩码从B点移到C点,在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使C点上升高度仍为h2,则弹簧测力计的示数将 大于 F1,此次拉动弹簧测力计做的功将 小于 第一次做的功。(均填“大于”、“等于”或“小于”)
【分析】(1)①杠杆静止时或杠杆匀速转动时,杠杆处于平衡状态;
使杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂大小,杠杆的重心通过支点,消除杠杆重对杠杆平衡的影响,使实验简单化,便于探究;
②由图可见,拉力F1的方向与杠杆不垂直,因此力臂不等于支点到力的作用点的距离的,只有拉力方向与杠杆垂直时,拉力的力臂才等于支点到动力作用点的距离;
(2)①使用杠杆克服钩码的重力做功,有用功等于克服钩码重力做的功,总功等于弹簧测力计的拉力做的功,机械效率等于有用功和总功的比值;
②从图中可以看出,将2只钩码悬挂在C点时,重力的力臂大于在B点重力的力臂,而动力臂不变,根据杠杆平衡的条件可知弹簧测力计的示数的变化情况,再分析有用功和额外功的变化,根据总功等于有用功和额外功之和得出弹簧测力计做功的变化情况。
【解答】解:(1)①杠杆静止时,杠杆处于平衡状态;使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小,杠杆重心通过支点,可以消除杠杆自重对杠杆平衡的影响;
图甲中,杠杆左端下沉,应向右调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡;
②图中,拉力F1的方向与水平杠杆不垂直,只有力的方向与杠杆垂直时,力臂才能从杠杆上直接读出来,小明误把杠杆的长度l1当成了拉力的力臂,所以小明会得出错误的结论;
(2)①有用功为W有=Gh2=2mgh2,总功W总=F1h1,则机械效率的表达式η=×100%=×100%。
②钩码的悬挂点在B点时,由杠杆的平衡条件得F1 OA=G OB;悬挂点移至C点时,由杠杆的平衡条件得F2 OA=G OC;从图中可以看出,由OB到OC力臂变大,所以弹簧测力计的示数变大,有用功不变,但杠杆提升的高度减小,额外功减小,又因为总功等于额外功与有用功之和,因此此次弹簧测力计做的功将小于第一次做的功。
故答案为:(1)①平衡;右;便于测量力臂,消除杠杆自重对杠杆平衡的影响;②把l1当成了F1的力臂;(2)①×100%;②大于;小于。
【点评】本题考查了杠杆平衡的条件,在实验中我们应首先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,以便直接读出力臂;用弹簧测力计时,应注意竖直方向拉动测力计;杠杆平衡的条件就是动力×动力臂=阻力×阻力臂。
30.(7分)在测量小灯泡电功率的实验中,提供的器材有:3V的电源、标有“2.5V”字样的小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)小龙所接的实验电路如图甲所示,电路中部分连接不合理,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)小龙改正错误后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表示数接近电源电压,故障的原因可能是 小灯泡断路 。
(3)排除故障后,实验中,当电压表示数为2V时,为了测出小灯泡的额定功率,他应该把滑片P向 B (选填“A”或“B”)端移动。
(4)小龙进行多次实验,得到小灯泡两端的电压与电流的关系图象如图乙中的实线所示,则根据图象可知,滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系的U﹣I图象应为图乙中的虚线 ③ (选填“①”、“②”或“③”),小灯泡的额定功率为 0.75 W,可确定实验中所使用的滑动变阻器的最大阻值不小于 25 Ω。
(5)小龙为了测出另一只额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率,他利用如图丙所示的电阻箱和滑动变阻器设计出了测量电路如图丁所示,电源电压为8V,但在实际操作中将开关S2拨到位置1时,无法调到额定电压,从而无法测出额定功率。其原因是 滑动变阻器的最大电阻太小 。
【分析】(1)测量小灯泡电功率的实验中,应将电流表、滑动变阻器和小灯泡串联,电压表并联在小灯泡两端,对比原图进行修改;
(2)电路故障有短路和断路两种,电流表无示数,则电路中可能有断路,电压表有示数,则电压表到电源之间是连通的,由此确定电路故障;
(3)实验中,当电压表示数为2V,为了测出小灯泡的额定功率,要使小灯泡两端电压达到额定电压2.5V,根据串联分压原理,则应减小滑动变阻器接入电路中的阻值,由些确定滑处移动方向;
(4)根据串联分压特点知,滑动变阻器两端的电压与小灯泡两端的电压之和等于电源电压,再结合小灯泡两端的电压与电流的关系图像来确定滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系图像;
由图像查出小灯泡的额定电流,再根据P=UI计算出小灯泡的额定功率;
当电路中的电流最小时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,利用串联电路特点和欧姆定律计算出此时滑动变阻器接入电路中的阻值,实验中所使用的滑动变阻器的最大阻值不应小于此值;
(5)实际操作时将开关S2拨到位置1时,无法调到额定电压,根据串联分压原理可知,是因为滑动变阻器的最大电阻太小,不能分得更大电压,从而无法让灯泡两端达到额定电压。
【解答】解:(1)测量小灯泡电功率的实验中,应将电流表、滑动变阻器和小灯泡串联,电压表并联在小灯泡两端,如下图所示:
;
(2)改正错误后,闭合开关,电流表无示数,说明电路中可能有断路,电压表有示数且接近电源电压,说明电压表到电源两极之间是连通的,故断路应出现在与电压表并联的那部分电路中,则可能是小灯泡断路;
(3)实验中,当电压表示数为2V,为了测出小灯泡的额定功率,要使小灯泡两端电压增大到额定电压2.5V,根据串联分压原理,则应减小滑动变阻器接入电路中的阻值,需将滑片靠近下接线柱,即将滑片P向B端移动;
(4)因灯泡的电阻随温度的升高而增大,则可知灯泡的U﹣I图像是一条向上的曲线(图乙中的实线);灯泡和变阻器串联,由串联电路的电压规律可知,灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变,或灯泡两端电压的变化量等于滑动变阻器两端电压的变化量;由灯泡的U﹣I图像可知,随着电流的增大,灯泡两端电压的增加量逐渐增大,所以滑动变阻器两端电压的减小量逐渐增大(即向下的图线逐渐变陡),故他画出的变阻器的U﹣I图像应为图乙中的③;
查图乙知,小灯泡两端的电压为额定电压2.5V时,通过小灯泡的电流为0.3A,
则小灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
由图乙知,实验中出现的最小电流为0.1A,此时小灯泡两端的电压为0.5V,则滑动变阻器两端的电压为:U滑=U总﹣U灯=3V﹣0.5V=2.5V,
滑动变阻器接入电路中的电阻为:R滑===25Ω,这是实验中滑动变阻器接入电路的最大电阻值,故所选滑动变阻器最大阻值不小于25Ω;
(5)实际操作时将开关S2拨到位置1时,无法调到额定电压,应是小灯泡分得电压太大,降不到额定电压,根据串联分压原理可知,是因为滑动变阻器的最大电阻太小,不能分得更大电压,从而无法让灯泡两端达到额定电压。
故答案为:(1)见解答图;(2)小灯泡断路;(3)B;(4)③;0.75;25;(5)滑动变阻器的最大电阻太小。
【点评】本题是测量小灯泡电功率的实验,考查了电路连接、故障诊断、实验操作、图象分析以及电功率的计算,本题还涉及到了等效替代法测电功率,对于常考的几种特殊法测电功率,要善于归纳总结。
五、分析与交流题(每小题4分,共8分)
31.(4分)制药时,用加热沸腾的方法除去抗生素溶液中的水分,抗生素的温度不能超过80℃,加热过程中制药装置的排气系统要持续从装有抗生素溶液的容器内抽气,降低气压,请分析说明持续抽气降低气压的原因。
【分析】液体的沸点跟气压有关,气压增大,沸点升高;气压减小,沸点降低.但液体沸腾时温度保持不变.
【解答】解:液体的沸点与气压有关:气压越大,沸点越高;气压越低,沸点越低。一标准大气压下,水的沸点是100℃,而抗菌素不能在超过80℃的温度下提取。
那么既要水沸腾,同时又不能超过80℃,根据沸点与气压的关系,所以要通过持续抽气来降低气压。
【点评】本题通过举一个制药过程的例子来考查考生对液体的沸点与气压的关系,需要考生理解并运用物理知识。
32.(4分)小龙同学学习了家庭电路的知识后,在生活中更加注意观察家用电器。
(1)他发现自己家洗衣机用的是三脚插头,其铭牌上标有“10A 250V”字样,其中的“10A”表示什么意思?
(2)小龙发现,伪劣电热器的电源线的芯线一般比合格产品的细,使用时存在很大的安全隐患。请你用学过的物理知识解释存在安全隐患的原因。
【分析】(1)电路元件铭牌上标有电流值和电压值,一类表示用电器正常工作时的电压和电流,即额定电压和额定电流;另一类是表示允许达到的最高电压和最大电流值;
(2)导体电阻大小跟导体的长度、横截面积、材料及温度有关,据此分析与合格产品相比,伪劣电热器的电源线的电阻大小,再根据Q=I2Rt分析存在安全隐患的原因。
【解答】答:
(1)三脚插头不是用电器,不需要利用电流来工作,则铭牌上标有“10A 250V”字样,其中的“10A”表示插头允许通过的最大电流为10A;
(2)在材料和长度一定时,导体横截面积越小电阻越大,由于伪劣电热器的电源线的芯线一般比合格产品细,所以它的电阻大,根据 Q=I2Rt可知,在电流和通电时间一定时,电阻越大,电流通过细的芯线产生的热量越多,易发生火灾。
【点评】本题考查三脚插头铭牌的认识以及焦耳定律的应用,体现了物理和生活的密切关系,学好物理,服务于生活。
六、综合与应用题(33题7分,34题8分,共15分)
33.(7分)汽车通过如图所示装置将物体从10m深的井底匀速拉至井口用了40s。已知物重为2.8×103N,其底面积为400cm2,汽车重2×104N,若绳重以及绳和滑轮间的摩擦不计,汽车与地面间的阻力为车重的0.05倍且不变,匀速提升物体时汽车对绳子的拉力为1.6×103N。求:
(1)提升物体过程中滑轮组的机械效率。
(2)提升物体过程中汽车的牵引力。
(3)当汽车对绳子的拉力为800N时,物体对地面的压强。
【分析】(1)由图可知,n=2,利用η====求出滑轮组的机械效率;
(2)根据题意求出汽车匀速前进时受到的阻力,汽车匀速前进时,水平方向上受到向右的牵引力、地面对汽车向左的阻力、绳子向左的拉力,处于平衡状态,利用力的平衡条件求出牵引力的大小;
(3)不计绳与滑轮的摩擦和绳重,绳子自由端的拉力F=(G+G动),据此先求出动滑轮的重力;
当汽车对绳子的拉力为800N时(小于1.6×103N),物体M没有被提起来,把动滑轮和物体M看做一个整体,整体受到向上的2段绳子的拉力、向上的支持力和向下的总重力而处于平衡状态,由力的平衡条件可求出支持力,根据相互作用力的特点求出物体对地面的压力,利用p=求出物体对地面的压强。
【解答】解:
(1)由图可知,n=2,则滑轮组的机械效率:
η======87.5%;
(2)由题意可知,汽车受到地面的阻力:
f=0.05G车=0.05×2×104N=1×103N,
力的作用是相互的,则汽车受到绳子的拉力F拉=F=1.6×103N,
因为汽车做匀速直线运动,
所以由力的平衡条件可得汽车的牵引力:
F牵=f+F拉=1×103N+1.6×103N=2.6×103N;
(3)不计绳与滑轮的摩擦和绳重时,绳子自由端的拉力F=(G+G动),
所以动滑轮的重力:
G动=nF﹣G=2×1.6×103N﹣2.8×103N=400N,
当汽车对绳子的拉力为800N时(小于1.6×103N),物体M没有被提起来,
把动滑轮和物体M看做一个整体,整体受到向上的2段绳子的拉力、向上的支持力和向下的总重力而处于平衡状态,
由力的平衡条件可得:2F′+F支=G+G动,
则物体M受到的支持力:F支=G+G动﹣2F'=2.8×103N+400N﹣2×800N=1.6×103N,
因力的作用是相互的,则物体对地面的压力:F压=F支=1.6×103N,
此时物体对地面的压强:
p===4×104Pa。
答:(1)提升物体过程中滑轮组的机械效率为87.5%;
(2)提升物体过程中汽车的牵引力为2.6×103N;
(3)当汽车对绳子的拉力为800N时,物体对地面的压强4×104Pa。
【点评】本题考查了滑轮组的特点和有用功、总功、机械效率和压强的计算,利用力的平衡条件求出汽车的牵引力、物体对水平面的压力是解题的关键。
34.(8分)某新型电饭锅采用“聪明火”技术,智能化控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的营养和口感,其简化电路如图甲所示。R1和R2均为电热丝,S1是自动控制开关,煮饭时,把电饭锅接入220V电路中,在电饭锅工作的30min内,电路中的总电流随时间变化的图像如图乙所示。求:
(1)S、S1都闭合时电饭锅的功率;
(2)电热丝R2的阻值;
(3)30min内电饭锅消耗的电能。
【分析】(1)由电路图可知,S和S1都闭合时,R1与R2并联,此时电路中的电流最大,根据图乙读出此时电路中的电流,利用P=UI求出电饭锅的功率;
(2)由电路图可知,开关S闭合、S1断开时,电路为R1的简单电路,此时电路中的电流最小,根据图乙读出此时电路中的电流;根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知S和S1都闭合时通过R1的电流不变,利用并联电路的电流特点求出通过R2支路的电流,再利用并联电路的电压特点和欧姆定律求出电热丝R2的阻值;
(3)根据P=UI求出只有R1工作时电饭锅的功率,由乙图可知30min内两种情况下各自的工作时间,根据W=Pt分别求出两种情况下各自消耗的电能,两者之和即为消耗的总电能
【解答】解:(1)由电路图可知,S和S1都闭合时,R1与R2并联,此时电路中的电流最大,
由图乙可知,此时电路中的电流I=3A,
则电饭锅的功率:P=UI=220V×3A=660W;
(2)由电路图可知,开关S闭合、S1断开时,电路为R1的简单电路,此时电路中的电流最小,
由图乙可知,此时电路中的电流I1=2A,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,S和S1都闭合时,通过R1的电流为2A不变,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R2支路的电流:I2=I﹣I1=3A﹣2A=1A,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=可得,电热丝R2的阻值:R2===220Ω;
(3)只有R1工作时电饭锅的功率:
P小=UI=220V×2A=440W,
由乙图可知,功率最大时的工作时间t大=15min=900s,功率较小时的工作时间t小=15min=900s,
这30min内消耗的电能:
W=P大t大+P小t小=660W×900s+440W×900s=9.9×105J。
答:(1)S、S1都闭合时电饭锅的功率为660W;
(2)电热丝R2的阻值为220Ω;
(3)30min内电饭锅消耗的电能9.9×105J。
【点评】本题考查了安全用电的原则和电功率公式、欧姆定律和电功公式的综合应用,从图像中获取有用的信息是关键,有一定难度。
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