试卷答案
寻你做寻,想你所想

安徽省2023年中考物理模拟试卷(乾卷)

安徽省2023年中考物理模拟试卷(乾卷)
一、填空题(每小题2分,共20分)
1. 2023年元宵节我国许多地方恢复了烟花表演,增加了节日氛围。燃放烟花时,距离燃放点远近不同的人们听到声音的   (选填“音调”“响度”或“音色”)不同。
【答案】响度
【知识点】音调、响度与音色的区分
【解析】【解答】燃放烟花时,距离燃放点远近不同的人们听到声音的大小不同,即响度不同。
【分析】声音的大小叫响度,响度与发声体的振幅有关,还与到发声体的距离大小有关。
2.在吃牛油火锅时,将冰球的部分浸到火锅里面,片刻后拿起,会发现冰球表面有一层厚厚的油脂,如图所示。这是因为牛油在冰球表面发生了   (填物态变化名称)现象。
【答案】凝固
【知识点】凝固与凝固放热特点
【解析】【解答】冰块的温度很低,火锅中的油脂在冰块表面放热,由液态变成固态发生凝固现象,因此冰球表面有一层厚厚的油脂。
【分析】根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称。
3.如图所示,荷花映在平静湖水里的“倒影”是荷花的   (选填“影子”“实像”或“虚像”)。
【答案】虚像
【知识点】平面镜成像的原理、特点
【解析】【解答】平静的湖水相当于平面镜,荷花发出的光在水面发生反射,反射光的反向延长线在湖水里面相交,这就是看到的“倒影”,因此成的是荷花正立的虚像。
【分析】根据平面镜成像的特点分析解答。
4.日常生活中使用的插座都设置有“保护门”,如图所示,“保护门”可有效防止儿童将手指插入插孔而造成触电事故,同时还可避免灰尘长期沉积而造成插孔内部   (选填“断路”或“短路”)。
【答案】短路
【知识点】电路的三种状态
【解析】【解答】如图所示,“保护门”可有效防止儿童将手指插入插孔而造成触电事故,同时还可避免灰尘长期沉积而造成插孔内部短路。
【分析】电流不经过用电器,从正极直接流回负极,这种现象叫短路。
5.如图所示是一种磁悬浮盆栽,盆栽底部装有磁铁,底座内装有电磁铁。当给盆栽浇水后为了保持盆栽与底座之间的距离不变,解决的办法有   (合理即可)。
【答案】增大电磁铁中的电流
【知识点】二力平衡的条件及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】给盆栽浇水后,盆栽的重力增大,根据二力平衡的知识可知,此时盆栽受到的排斥力增大。如果保持盆栽和底座之间的距离不变,那么就要增大电磁铁的磁场强度,那么解决的办法有:增大电磁铁中的电流。
【分析】①根据二力平衡的知识分析浇水后盆栽与底座之间排斥力的大小变化;
②电磁力随着距离的增大而减小,随着距离的减小而增大,据此分析解答。
6.如图所示,用一根细线拴着一块橡皮,手拉着细线甩动起来,橡皮绕手做圆周运动。不计空气阻力,请在图中画出橡皮所受力的示意图(O点为橡皮的重心)。
【答案】解:如图所示:
【知识点】力的三要素及力的示意图
【解析】【解答】根据图片可知,当橡皮在空中转动时,它受到细线的拉力,沿细线朝向手心。还受到竖直向下的重力,二者都作用在重心上,如下图所示:
【分析】对橡皮进行受力分析,确定力的大小、方向和作用点,然后沿力的方向画一条带箭头的线段即可。
7.在一个标准大气压下做“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验时,用酒精灯把初温为20℃、质量为0.1kg的水加热至沸腾。如果酒精完全燃烧所释放的热量有40%被水吸收,则需要燃烧   g的酒精。[c水=4.2×103J/(kg ℃),q酒精=3.0×107J/kg]
【答案】2.8
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】水吸收的热量为:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg ℃)×0.1kg×(100℃-20℃)=3.36×104J;
酒精燃烧放出的热量:;
需要燃烧酒精的质量:。
【分析】首先根据Q吸=cm△t计算水吸收的热量,再根据计算出酒精燃烧放出的热量,最后根据计算出需要酒精的质量。
8.小明在爷爷服药前仔细阅读了药品说明书,其中“用法用量”上注明“按体重一日220mg/kg”。爷爷的体重是60kg,每粒药的规格是0.2g,如爷爷一日需服药三次,每次服用   粒。
【答案】22
【知识点】质量及其特性
【解析】【解答】爷爷每天服用的药量;220mg/kg×60kg=13200mg=13.2g;
每天服用的粒数:13.2g÷0.2g/粒=66粒;
每次服用的粒数:66粒÷3次=22粒/次。
【分析】首先用每日服用量×体重计算出每日用量,再除以每粒药的规格计算出一天服用的粒数,最后除以每天的次数得到每次服用的粒数。
9.(2022九上·安徽月考)如图所示是工人用滑轮组提升重物的情景。已知动滑轮重为40N,当他用大小为200N的拉力提升重物时,不计绳重和摩擦,则此滑轮组的机械效率为   。
【答案】90%
【知识点】滑轮(组)的机械效率
【解析】【解答】由图可知,吊起动滑轮的绳子的股数n=2,不计绳重和摩擦,由 可知,所提升的货物的重力为G物=nF-G动=2×200N-40N=360N,则滑轮组的机械效率为
【分析】根据公式及,可求出机械效率。
10.如图所示的电路中,电源电压恒定,R2=10Ω。当S闭合、S1断开时电流表示数变为0.3A;当S、S1都闭合时,电流表示数为0.4A;则10min电流通过电阻R1产生的热量为   焦耳。
【答案】180
【知识点】并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;欧姆定律及其应用;电功的计算
【解析】【解答】当S闭合、S1断开时,只有R1工作,电流表示数变为0.3A;
当S、S1都闭合时,两个电阻并联,电流表测总电流,电流表示数为0.4A;
那么通过R2的电流I1=I总-I2=0.4A-0.3A=0.1A;
R1两端的电压U1=U2=I2R2=0.1A×10Ω=1V;
10min内通过R1的电流产生的热量:Q1=W1=U1I1t=1V×0.3A×600s=180J。
【分析】首先根据I1=I总-I2计算出通过R2的电流,再根据U1=U2=I2R2计算出R1两端的电压,最后根据Q1=W1=U1I1t计算产生的热量即可。
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11.在实验中,常用胶头滴管吸取药液,下列现象中的“吸”字反映的物理知识与其相同的是(  )
A.鲜花的香味“吸”引过来很多蝴蝶
B.磁铁可以“吸”引大头针等铁制品
C.中医理疗拔火罐时,玻璃罐“吸”在皮肤上
D.汽车快速驶过时,尘土会被“吸”向汽车尾部
【答案】C
【知识点】大气压强的存在
【解析】【解答】实验中,常用胶头滴管吸取药液,其中的“吸”其实就是大气压强的作用。
A.鲜花的香味“吸”引过来很多蝴蝶,其中的“吸”是吸引、引诱的意思,与大气压强无关,故A不合题意;
B.磁铁可以“吸”引大头针等铁制品,其中的“吸”是指磁力,与大气压强无关,故B不合题意;
C.中医理疗拔火罐时,玻璃罐“吸”在皮肤上,其中的“吸”是利用大气压强,故C符合题意;
D.汽车快速驶过时,尘土会被“吸”向汽车尾部,其中的“吸”是指流体压强和流速的关系,故D不合题意。
故选C。
【分析】分析各个选项中包含的物理原理即可。
12.如图是战国时期就出现的现代冰箱雏形——青铜冰鉴。在冰鉴的两侧放入冰块,中间放入水果,过一会儿就能吃上冰镇水果了。酷暑时,在屋内多放几个冰鉴还能有效地降温避暑。关于青铜冰鉴,下列说法正确的是(  )
A.因为冰块的温度低于0℃,所以不具有内能
B.冰块熔化过程中温度不变,内能不变
C.青铜冰鉴降温利用了熔化吸热
D.冰镇水果是通过做功的方式减小水果内能
【答案】C
【知识点】熔化与熔化吸热特点;内能的概念;热传递改变物体内能
【解析】【解答】A.冰块的温度比较低,内能比较小,但是肯定有内能,故A错误;
B.冰块熔化中不断吸热,但温度不变,而内能不断增大,故B错误;
C.冰块吸热后从固态变成液态发生熔化现象,故C正确;
D.冰镇水果通过热传递的方式减小水果内能,故D错误。
故选C。
【分析】(1)一切物体都有内能;
(2)吸热则内能增大,放热则内能减小;
(3)根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称;
(4)改变物体内能的方式:做功和热传递。
13.第22届卡塔尔世界杯,阿根廷最终在点球大战中战胜法国,捧起大力神杯。如图所示,在点球中有一种点球因球的运动轨迹类似于勺子,故被称为“勺子点球”。下列说法中正确的是(  )
A.足球离开人脚后还能继续在空中运动,是因为受到惯性力的作用
B.足球到达空中最高点时,其动能为零
C.足球开始上升和随后下落,在同一高度时,前者速度大于后者速度
D.足球从离开地面到落地过程中机械能守恒
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化;能量守恒;惯性及其现象
【解析】【解答】足球离开人脚后还能继续在空中运动,是因为它有惯性,故A错误;
足球到达空中最高点时,竖直方向上速度为零,但是水平方向速度不为零,即动能不为零,故B错误;
足球在运动过程中,与空气摩擦做功,将机械能转化为内能,因此它的机械能不守恒,故D错误;
足球开始上升和随后下落,在同一高度时,前者机械能损失小,即前者机械能大于后者机械能。而这个位置时足球的重力势能相等,根据“机械能=动能+重力势能”可知,前者的动能大于后者,即前者的速度大于后者,故C正确。
故选C。
【分析】(1)惯性是物体的一种性质,而不是力的作用;
(2)注意最高点时足球的速度是否为零;
(3)(4)注意机械能和内能的转化。
14.正月十五是我国传统节日元宵节.这一天人们不仅要食用传统食物元宵,还要打灯笼、猜灯谜,因此这一天也被称为灯节,如图所示,挂在绳子下端的灯笼处于静止状态,下列有关分析正确的是(  )
A.灯笼受到的重力和绳子对灯笼的拉力是一对平衡力
B.灯笼受到的重力和灯笼对绳子的拉力是一对相互作用力
C.若绳子断的瞬间,灯笼所受外力全部消失,灯笼将匀速竖直下落
D.灯笼对绳子的拉力和绳子对灯笼的拉力作用点相同
【答案】A
【知识点】力的三要素及力的示意图;力作用的相互性;牛顿第一定律;平衡力的辨别
【解析】【解答】A.灯笼受到的重力和绳子对灯笼的拉力,二者大小相等,方向相反,作用在同一物体和同一直线上,是一对平衡力,故A正确;
B.灯笼受到的重力的施力物体是地球,灯笼对绳子的拉力的施力物体物体为灯笼,二者不是互为施力物体和受力物体,因此不是相互作用力,故B错误;
C.根据牛顿第一定律可知,若绳子断的瞬间,灯笼所受外力全部消失,灯笼将保持静止状态,故C错误;
D.灯笼对绳子的拉力作用在绳子上,而绳子对灯笼的拉力作用在灯笼上,二者作用点不同,故D错误。
故选A。
【分析】(1)(2)平衡力和相互作用力的不同点:前者作用在同一物体上,后者作用在两个物体上。
(3)根据牛顿第一定律判断;
(4)根据力的三要素的知识判断。
15.小明在网上买了一个计算自行车骑行速度的码表,包括表盘和计数装置两部分,它的计数装置主要由安装在前轮辐条上的磁铁和前叉上的感应线圈组成(如图)。车轮转动时,感应线圈便可捕捉到磁铁通过从而产生电流,记录相应信息。这种码表的工作原理是(  )
A.磁极间的相互作用 B.电流的磁效应
C.电磁感应现象 D.磁场对通电导线的作用
【答案】C
【知识点】电磁感应
【解析】【解答】根据“车轮转动时,感应线圈便可捕捉到磁铁通过从而产生电流,记录相应信息。”可知,这种码表的工作原理为电磁感应现象,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
【分析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,这就是电磁感应现象。
16.(2022九上·罗湖期中)“一盔一带 安全常在”,小佳想制作一款智能头盔,只有戴上头盔扣上卡扣后,头盔上的信号发射器才能发出信号,当电动车上的信号接收器(S1)接收到信号,再转动电动车钥匙(S2),车才能正常启动,下列电路中符合要求的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】根据电车的启动要求判断,开关S1、S2必须都闭合后,电路才能接通,所以两个开关和电动机是串联电路,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A.
【分析】多个开关共同控制用电器时,开关和用电器串联连接。
17.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关S,在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片P从右端向左移动的过程中(  )
A.定值电阻R与滑动变阻器并联
B.电流表A的示数变大,电压表V2的示数变大
C.电压表V1的示数与电流表的示数之比不变
D.电压表V2的示数与电流表的示数之积变大
【答案】D
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】电压表的内阻很大,相当于断路;电流表内阻很小,相当于短路,如下图所示:
定值电阻与变阻器首尾相连,应该为串联,故A错误;
根据图片可知,电压表V1测变阻器的电压,而电压表V2测电源电压。
当滑片向左移动时,它的阻值变小,根据串联电路电压与电阻成正比可知,电压表V1的示数变小,而电压表V2的示数不变。根据电流与电阻的反比关系可知,电流表的示数变大,故B错误;
根据可知,电压表V1的示数与电流表的示数之比等于变阻器的阻值,即二者的比值变小,故C错误;
电压表V2的示数不变,而电流表的示数变大,则二者的乘积变大,故D正确。
故选D。
【分析】(1)用电器首尾相连为串联,并排连接在电路两点之间为并联;
(2)(3)(4)确定电压表和电流表所测的物理量,根据欧姆定律分析判断即可。
三、实验题(第18小题4分,第19小题4分,第20小题8分,共16分)
18.小思同学在进行“探究凸透镜成像规律”的实验,已知凸透镜的焦距为10cm。
实验序号 物距/cm 像的大小 像的正倒 光屏到凸透镜 的距离/cm
1 40 缩小 倒立 13.3
2 30 缩小 倒立 15
3 20 等大 倒立 20
4 15 放大 倒立 30
5 10 光屏上没有像
6 8 光屏上没有像
(1)实验中各器材的摆放位置如图所示,要探究物距大于二倍焦距时的成像特点,可保持凸透镜的位置不变,将蜡烛移至光具座   cm刻度线的左侧区域,再移动光屏找到清晰的像。
(2)小思将自己观测到的实验数据和现象记录在上表中。
①分析1、2、3次数据可知,物距大于二倍焦距时,光屏上成倒立、缩小的像;
②分析1、2、3、4次数据可知,随着物距的减小,光屏上像的大小逐渐变   。
(3)在光具座足够长的情况下,第5、6次实验中小思无论怎样移动光屏上都得不到烛焰的像,于是他马上得出:物距等于或小于焦距时,凸透镜不能成像。这个得出结论的过程并不严谨,他应该增加的一步操作是:   。
【答案】(1)30.0
(2)大
(3)取下光屏,从光屏一侧透过透镜看能否观察到烛焰的像
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)根据第3组数据可知,当成等大的实像时,u=v=2f=20cm,解得:f=10cm。根据图片可知,凸透镜的二倍焦距处为:50cm-20cm=30cm,那么:将蜡烛移至光具座30cm刻度线的左侧区域,再移动光屏找到清晰的像.
(2)②分析1、2、3、4次数据可知,随着物距的减小,光屏上像的大小逐渐变大。
(3)这个得出结论的过程并不严谨,他应该增加的一步操作是:取下光屏,从光屏一侧透过透镜看能否观察到烛焰的像。
【分析】(1)分析表格数据,根据u=v=2f计算凸透镜焦距,然后根据图片确定二倍焦距所对的刻度值;
(2)②根据表格数据,分析物距减小时像的大小变化;
(3)光屏上看不到像,只能说明此时凸透镜不能成实像,不能说明凸透镜不能成虚像。当u19.如图所示是小明“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验,实验中用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、一块长木板和一条毛巾。
(1)如图甲所示,小明把木块平放在长木板上,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块,此时弹簧测力计的示数为4.2N,即木块所受滑动摩擦力为4.2N。
完成图乙实验后,弹簧测力计的示数为4.5N,分析比较甲、乙两次实验数据可以初步得出结论,滑动摩擦力的大小与   有关。
(2)完成甲、乙两次实验后,在进行图丙实验时,小明发现弹簧测力计的示数达到最大值时仍没有拉动木块,为了用现有的器材继续顺利完成实验,可采取的措施是:   。
【答案】(1)压力大小
(2)拿掉砝码,在毛巾表面上测出木块所受滑动摩擦力的大小,然后与图甲实验进行比较
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)根据图片可知,甲和乙接触面粗糙程度相同,甲中只有木块,乙中木块上有一个砝码,则压力增大,那么得到结论:滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
(2)完成甲、乙两次实验后,在进行图丙实验时,小明发现弹簧测力计的示数达到最大值时仍没有拉动木块,为了用现有的器材继续顺利完成实验,可采取的措施是:拿掉砝码,在毛巾表面上测出木块所受滑动摩擦力的大小,然后与图甲实验进行比较。
【分析】(1)根据图片分析实验甲和乙中哪个因素不同即可;
(2)弹簧测力计的示数达到最大值时仍然没有拉动木块,说明木块在毛巾上受到的摩擦力太大超过了测力计的量程。此时可以减小摩擦力,即通过减掉木块上的砝码减小对毛巾的压力,然后再与甲实验进行比较即可达到目的。
20.小轩和小旭在探究“电流与电阻的关系”时,所用的学生电源电压为6V,电流表、电压表、开关、滑动变阻器(规格为“50Ω,1A”)各一个,定值电阻五个(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,其接入电路的电阻变大。
(2)连接好电路,用5Ω的定值电阻完成实验后,先断开开关,将5Ω的定值电阻换成10Ω的,再闭合开关,此时应   ,这一过程中眼睛要一直观察   表示数的变化。
(3)图乙是他们根据实验数据画出的定值电阻的I﹣R图像,由图像可知,当导体两端的电压保持不变时,通过导体的电流与导体的电阻成   ;不同定值电阻两端保持不变的电压值为   V。
【答案】(1)解:如图所示:
(2)将滑动变阻器的滑片P向右移动;电压
(3)反比;2.5
【知识点】实物的电路连接;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)滑动变阻器应该与开关串联。当滑片向右移动时接入的阻值变大,那么接入的电阻丝长度肯定变大,因此应该将左下角的接线柱接入,如下图所示:
(2)探究定值电阻的电流与电阻的关系时,必须控制电压表的示数不变,根据U总=U+U变可知,变阻器两端的电压也保持不变。当定值电阻阻值增大时,根据可知,滑动变阻器的阻值要变大,即滑片向右移动,眼睛一直观察电压表的示数即可。
(3)根据图乙可知,电流与电阻变化的图像为一条双曲线,那么得到结论:当导体两端的电压保持不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
根据图乙可知,当定值电阻为5Ω时,通过它的电流为0.5A,则电压表保持不变的示数为:U=IR=0.5A×5Ω=2.5V。
【分析】(1)根据题目的要求确定变阻器的接线方式即可;
(2)根据串联电路的分压规律确定定值电阻增大时变阻器的阻值变化,进而确定滑片的移动方向。
(3)根据图像的形状确定电流与电阻的数量关系。根据U=IR计算定值电阻两端保持不变的电压值。
四、计算与推导题(第21小题5分,第22小题7分,第23小题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程)
21.当前高速公路收费站广泛采用ETC收费系统,它是对过往车辆无需停车即能实现收费的电子系统。如图是某高速公路入口处的ETC通道示意图,现有一辆总质量为m=1500kg的汽车,在进入ETC收费岛区域前s1=50m处开始减速,经t1=4s后运动至ETC收费岛,即图中阴影区域的左边界,再经t2=6s匀速通过ETC收费岛,其长s2=36m,车长忽略不计,g取10N/kg。
(1)求汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度;
(2)若汽车在ETC收费岛匀速行驶时所受阻力为汽车总重力的0.2倍,求汽车通过ETC收费岛过程中牵引力所做的功和功率。
【答案】(1)解:汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度:v= = = =8.6m/s;
答:汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度为8.6m/s;
(2)解:汽车的总重力:G=mg=1500kg×10N/kg=15000N,
汽车在收费岛匀速行驶时,处于平衡状态,
由二力平衡条件可知,汽车受到的牵引力:F=f=0.2G=0.2×15000N=3000N,
汽车牵引力所做的功:W=Fs2=3000N×36m=1.08×105J;
汽车牵引力做功的功率:P= = =1.8×104W。
答:汽车通过ETC收费岛过程中牵引力所做的功为1.08×105J,功率为1.8×104W。
【知识点】功率计算公式的应用;速度公式及其应用;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)将两端路程相加得到通过ETC的总路程,将两个时间相加得到通过ETC的总时间,最后根据公式 计算全程的平均速度。
(2)根据G=mg计算汽车的总重力,根据f=0.2G计算出汽车受到的阻力,然后根据二力平衡的知识F=f计算出汽车受到的牵引力,根据W=Fs2计算牵引力做的功,最后根据 计算牵引力的功率。
22.如图甲是定值电阻R0和标有“6V6W”灯泡L的信息图像。将它们接入图乙所示的电路,其中电源电压不变,滑动变阻器R最大阻值为8Ω,当只闭合开关S、S1,滑片P位于R最右端时灯泡L的实际功率为1W。求:
(1)灯泡正常发光时的电阻;
(2)电源电压;
(3)当只闭合开关S、S2,电路消耗的最小电功率。
【答案】(1)解:根据P= 得灯泡正常发光时的电阻为RL= = =6Ω;
答:灯泡正常发光时的电阻为6Ω;
(2)解:当只闭合开关S、S1,滑片P位于R最右端时,灯泡L与R最大值串联,
灯泡L的实际功率为1W,由图甲可得,灯泡两端的电压UL=2V,通过的电流IL=0.5A时符合,因串联电路中各处的电流相等,所以,滑动变阻器两端的电压UR=IRR=ILR=0.5A×8Ω=4V;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压:U=UL+UR=2V+4V=6V;
答:电源电压为6V;
(3)解:当S、S2闭合时,R0与R串联,滑片移到最右端时,电路的总电阻最大,
电路的总功率最小。
由图甲可知,U0=2V时,通过的电流I0=0.2A,由得R0的阻值R0= = =10Ω;
电路的最大电阻为:R总=R0+R=10Ω+8Ω=18Ω,则电路的最小功率为Pmin= = =2W。
答:当只闭合开关S、S2,电路消耗的最小电功率为2W。
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)根据公式 计算灯泡正常发光的电阻;
(2)当只闭合开关S、S1,滑片P位于R最右端时,灯泡L与R最大值串联。已知灯泡的功率为1W,根据P=UI可知,其实是灯泡的电压与电流的乘积等于1W,根据图甲确定灯泡两端的电压和电流即可。
接下来根据 UR=IRR 计算变阻器两端的电压,根据 U=UL+UR 计算电源电压。
(3)当S、S2闭合时,R0与R串联,滑片移到最右端时,电路的总电阻最大,电路的总功率最小。
根据甲图利用公式 计算出R0的电阻,再根据 R总=R0+R 计算出总电阻,最后根据 计算电路的最小功率。
23.在底面积为400cm2的薄壁柱形容器内装适量的水,将其放在水平桌面上,把体积为2.2×10﹣3m3、重为6N的木块A放入水中后,在其上方放一个小球B,待静止时小球B恰好浸没在水中,如图甲所示。已知小球B的体积为1×10﹣3m3(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)小球B受到的浮力;
(2)小球B对木块A的压力;
(3)若将小球B放入水中,如图乙所示,小球B沉底,木块A漂浮,则相比图甲水对容器底部的压强变化了多少?
【答案】(1)解:球体B浸没时受到的浮力为:F浮B=ρ水gV排B=1×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=10N;
答:小球B受到的浮力为10N;
(2)解:木块A浸没时受到的浮力为:F浮A=ρ水gV排A=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.2×10﹣3m3=22N;
AB整体受到的浮力为:F浮总=F浮A+F浮B=22N+10N=32N,
AB整体处于漂浮状态,浮力等于重力,即GA+GB=F浮总=32N,
因为A重6N,
所以GB=F浮总﹣GA=32N﹣6N=26N,
球体B受竖直向下的重力GB、竖直向上的浮力F浮B以及竖直向上的支持力F支;
球体B处于静止状态,故F浮B+F支=GB;
则B受到的支持力:F支=GB﹣F浮B=26N﹣10N=16N;
因为B对A的压力和A对B的支持力是一对相互作用力,大小相等,
故球体B对木块A的压力为16N;
答:小球B对木块A的压力为16N;
(3)解:B放入水中后,A漂浮,有一部分体积露出水面,造成液面下降,
A漂浮,则F浮A=GA,
结合阿基米德原理可得:ρ水gVA排=GA,
则此时A排开水的体积:VA排= = =6×10﹣4m3。
B放入水中后,水面下降的高度:Δh= = = =0.04m,
水对容器底部压强变化量:Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa。
答:若将小球B放入水中,如图乙所示,小球B沉底,木块A漂浮,则相比图甲水对容器底部的压强变化了400Pa。
【知识点】二力平衡的条件及其应用;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【分析】(1)小球B浸没在水中,它排开水的体积等于自身体积,根据阿基米德原理 F浮B=ρ水gV排B 计算它受到的浮力。
(2)将AB看作一个整体,它们浸没在水中悬浮。首先根据 F浮A=ρ水gV排A 计算出A受到的浮力,再根据 F浮总=F浮A+F浮B 计算AB受到的总浮力,接下来根据悬浮条件计算出小球B的重力。
再对小球B进行受力分析,根据二力平衡的知识得到平衡关系式,进而计算出B受到的支持力,最后根据相互作用力原理计算小球B对A的压力。
(3)将小球B放入水中后,B仍然浸没,只有A露出部分体积,这就是造成液面下降的原因。当A漂浮时,根据漂浮条件计算出A受到的浮力,再根据阿基米德原理 F浮=ρ水gV排计算A排开水的体积,再用A的体积减去排开水的体积得到露出水面的体积,也就是排开水体积的减小量。接下来根据 计算水面下降的高度,根据液体压强公式 Δp=ρ水gΔh 计算容器底部受到水的压强的变化量。
安徽省2023年中考物理模拟试卷(乾卷)
一、填空题(每小题2分,共20分)
1. 2023年元宵节我国许多地方恢复了烟花表演,增加了节日氛围。燃放烟花时,距离燃放点远近不同的人们听到声音的   (选填“音调”“响度”或“音色”)不同。
2.在吃牛油火锅时,将冰球的部分浸到火锅里面,片刻后拿起,会发现冰球表面有一层厚厚的油脂,如图所示。这是因为牛油在冰球表面发生了   (填物态变化名称)现象。
3.如图所示,荷花映在平静湖水里的“倒影”是荷花的   (选填“影子”“实像”或“虚像”)。
4.日常生活中使用的插座都设置有“保护门”,如图所示,“保护门”可有效防止儿童将手指插入插孔而造成触电事故,同时还可避免灰尘长期沉积而造成插孔内部   (选填“断路”或“短路”)。
5.如图所示是一种磁悬浮盆栽,盆栽底部装有磁铁,底座内装有电磁铁。当给盆栽浇水后为了保持盆栽与底座之间的距离不变,解决的办法有   (合理即可)。
6.如图所示,用一根细线拴着一块橡皮,手拉着细线甩动起来,橡皮绕手做圆周运动。不计空气阻力,请在图中画出橡皮所受力的示意图(O点为橡皮的重心)。
7.在一个标准大气压下做“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验时,用酒精灯把初温为20℃、质量为0.1kg的水加热至沸腾。如果酒精完全燃烧所释放的热量有40%被水吸收,则需要燃烧   g的酒精。[c水=4.2×103J/(kg ℃),q酒精=3.0×107J/kg]
8.小明在爷爷服药前仔细阅读了药品说明书,其中“用法用量”上注明“按体重一日220mg/kg”。爷爷的体重是60kg,每粒药的规格是0.2g,如爷爷一日需服药三次,每次服用   粒。
9.(2022九上·安徽月考)如图所示是工人用滑轮组提升重物的情景。已知动滑轮重为40N,当他用大小为200N的拉力提升重物时,不计绳重和摩擦,则此滑轮组的机械效率为   。
10.如图所示的电路中,电源电压恒定,R2=10Ω。当S闭合、S1断开时电流表示数变为0.3A;当S、S1都闭合时,电流表示数为0.4A;则10min电流通过电阻R1产生的热量为   焦耳。
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11.在实验中,常用胶头滴管吸取药液,下列现象中的“吸”字反映的物理知识与其相同的是(  )
A.鲜花的香味“吸”引过来很多蝴蝶
B.磁铁可以“吸”引大头针等铁制品
C.中医理疗拔火罐时,玻璃罐“吸”在皮肤上
D.汽车快速驶过时,尘土会被“吸”向汽车尾部
12.如图是战国时期就出现的现代冰箱雏形——青铜冰鉴。在冰鉴的两侧放入冰块,中间放入水果,过一会儿就能吃上冰镇水果了。酷暑时,在屋内多放几个冰鉴还能有效地降温避暑。关于青铜冰鉴,下列说法正确的是(  )
A.因为冰块的温度低于0℃,所以不具有内能
B.冰块熔化过程中温度不变,内能不变
C.青铜冰鉴降温利用了熔化吸热
D.冰镇水果是通过做功的方式减小水果内能
13.第22届卡塔尔世界杯,阿根廷最终在点球大战中战胜法国,捧起大力神杯。如图所示,在点球中有一种点球因球的运动轨迹类似于勺子,故被称为“勺子点球”。下列说法中正确的是(  )
A.足球离开人脚后还能继续在空中运动,是因为受到惯性力的作用
B.足球到达空中最高点时,其动能为零
C.足球开始上升和随后下落,在同一高度时,前者速度大于后者速度
D.足球从离开地面到落地过程中机械能守恒
14.正月十五是我国传统节日元宵节.这一天人们不仅要食用传统食物元宵,还要打灯笼、猜灯谜,因此这一天也被称为灯节,如图所示,挂在绳子下端的灯笼处于静止状态,下列有关分析正确的是(  )
A.灯笼受到的重力和绳子对灯笼的拉力是一对平衡力
B.灯笼受到的重力和灯笼对绳子的拉力是一对相互作用力
C.若绳子断的瞬间,灯笼所受外力全部消失,灯笼将匀速竖直下落
D.灯笼对绳子的拉力和绳子对灯笼的拉力作用点相同
15.小明在网上买了一个计算自行车骑行速度的码表,包括表盘和计数装置两部分,它的计数装置主要由安装在前轮辐条上的磁铁和前叉上的感应线圈组成(如图)。车轮转动时,感应线圈便可捕捉到磁铁通过从而产生电流,记录相应信息。这种码表的工作原理是(  )
A.磁极间的相互作用 B.电流的磁效应
C.电磁感应现象 D.磁场对通电导线的作用
16.(2022九上·罗湖期中)“一盔一带 安全常在”,小佳想制作一款智能头盔,只有戴上头盔扣上卡扣后,头盔上的信号发射器才能发出信号,当电动车上的信号接收器(S1)接收到信号,再转动电动车钥匙(S2),车才能正常启动,下列电路中符合要求的是(  )
A. B.
C. D.
17.如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关S,在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片P从右端向左移动的过程中(  )
A.定值电阻R与滑动变阻器并联
B.电流表A的示数变大,电压表V2的示数变大
C.电压表V1的示数与电流表的示数之比不变
D.电压表V2的示数与电流表的示数之积变大
三、实验题(第18小题4分,第19小题4分,第20小题8分,共16分)
18.小思同学在进行“探究凸透镜成像规律”的实验,已知凸透镜的焦距为10cm。
实验序号 物距/cm 像的大小 像的正倒 光屏到凸透镜 的距离/cm
1 40 缩小 倒立 13.3
2 30 缩小 倒立 15
3 20 等大 倒立 20
4 15 放大 倒立 30
5 10 光屏上没有像
6 8 光屏上没有像
(1)实验中各器材的摆放位置如图所示,要探究物距大于二倍焦距时的成像特点,可保持凸透镜的位置不变,将蜡烛移至光具座   cm刻度线的左侧区域,再移动光屏找到清晰的像。
(2)小思将自己观测到的实验数据和现象记录在上表中。
①分析1、2、3次数据可知,物距大于二倍焦距时,光屏上成倒立、缩小的像;
②分析1、2、3、4次数据可知,随着物距的减小,光屏上像的大小逐渐变   。
(3)在光具座足够长的情况下,第5、6次实验中小思无论怎样移动光屏上都得不到烛焰的像,于是他马上得出:物距等于或小于焦距时,凸透镜不能成像。这个得出结论的过程并不严谨,他应该增加的一步操作是:   。
19.如图所示是小明“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验,实验中用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、一块长木板和一条毛巾。
(1)如图甲所示,小明把木块平放在长木板上,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块,此时弹簧测力计的示数为4.2N,即木块所受滑动摩擦力为4.2N。
完成图乙实验后,弹簧测力计的示数为4.5N,分析比较甲、乙两次实验数据可以初步得出结论,滑动摩擦力的大小与   有关。
(2)完成甲、乙两次实验后,在进行图丙实验时,小明发现弹簧测力计的示数达到最大值时仍没有拉动木块,为了用现有的器材继续顺利完成实验,可采取的措施是:   。
20.小轩和小旭在探究“电流与电阻的关系”时,所用的学生电源电压为6V,电流表、电压表、开关、滑动变阻器(规格为“50Ω,1A”)各一个,定值电阻五个(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,其接入电路的电阻变大。
(2)连接好电路,用5Ω的定值电阻完成实验后,先断开开关,将5Ω的定值电阻换成10Ω的,再闭合开关,此时应   ,这一过程中眼睛要一直观察   表示数的变化。
(3)图乙是他们根据实验数据画出的定值电阻的I﹣R图像,由图像可知,当导体两端的电压保持不变时,通过导体的电流与导体的电阻成   ;不同定值电阻两端保持不变的电压值为   V。
四、计算与推导题(第21小题5分,第22小题7分,第23小题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程)
21.当前高速公路收费站广泛采用ETC收费系统,它是对过往车辆无需停车即能实现收费的电子系统。如图是某高速公路入口处的ETC通道示意图,现有一辆总质量为m=1500kg的汽车,在进入ETC收费岛区域前s1=50m处开始减速,经t1=4s后运动至ETC收费岛,即图中阴影区域的左边界,再经t2=6s匀速通过ETC收费岛,其长s2=36m,车长忽略不计,g取10N/kg。
(1)求汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度;
(2)若汽车在ETC收费岛匀速行驶时所受阻力为汽车总重力的0.2倍,求汽车通过ETC收费岛过程中牵引力所做的功和功率。
22.如图甲是定值电阻R0和标有“6V6W”灯泡L的信息图像。将它们接入图乙所示的电路,其中电源电压不变,滑动变阻器R最大阻值为8Ω,当只闭合开关S、S1,滑片P位于R最右端时灯泡L的实际功率为1W。求:
(1)灯泡正常发光时的电阻;
(2)电源电压;
(3)当只闭合开关S、S2,电路消耗的最小电功率。
23.在底面积为400cm2的薄壁柱形容器内装适量的水,将其放在水平桌面上,把体积为2.2×10﹣3m3、重为6N的木块A放入水中后,在其上方放一个小球B,待静止时小球B恰好浸没在水中,如图甲所示。已知小球B的体积为1×10﹣3m3(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)小球B受到的浮力;
(2)小球B对木块A的压力;
(3)若将小球B放入水中,如图乙所示,小球B沉底,木块A漂浮,则相比图甲水对容器底部的压强变化了多少?
答案解析部分
1.【答案】响度
【知识点】音调、响度与音色的区分
【解析】【解答】燃放烟花时,距离燃放点远近不同的人们听到声音的大小不同,即响度不同。
【分析】声音的大小叫响度,响度与发声体的振幅有关,还与到发声体的距离大小有关。
2.【答案】凝固
【知识点】凝固与凝固放热特点
【解析】【解答】冰块的温度很低,火锅中的油脂在冰块表面放热,由液态变成固态发生凝固现象,因此冰球表面有一层厚厚的油脂。
【分析】根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称。
3.【答案】虚像
【知识点】平面镜成像的原理、特点
【解析】【解答】平静的湖水相当于平面镜,荷花发出的光在水面发生反射,反射光的反向延长线在湖水里面相交,这就是看到的“倒影”,因此成的是荷花正立的虚像。
【分析】根据平面镜成像的特点分析解答。
4.【答案】短路
【知识点】电路的三种状态
【解析】【解答】如图所示,“保护门”可有效防止儿童将手指插入插孔而造成触电事故,同时还可避免灰尘长期沉积而造成插孔内部短路。
【分析】电流不经过用电器,从正极直接流回负极,这种现象叫短路。
5.【答案】增大电磁铁中的电流
【知识点】二力平衡的条件及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】给盆栽浇水后,盆栽的重力增大,根据二力平衡的知识可知,此时盆栽受到的排斥力增大。如果保持盆栽和底座之间的距离不变,那么就要增大电磁铁的磁场强度,那么解决的办法有:增大电磁铁中的电流。
【分析】①根据二力平衡的知识分析浇水后盆栽与底座之间排斥力的大小变化;
②电磁力随着距离的增大而减小,随着距离的减小而增大,据此分析解答。
6.【答案】解:如图所示:
【知识点】力的三要素及力的示意图
【解析】【解答】根据图片可知,当橡皮在空中转动时,它受到细线的拉力,沿细线朝向手心。还受到竖直向下的重力,二者都作用在重心上,如下图所示:
【分析】对橡皮进行受力分析,确定力的大小、方向和作用点,然后沿力的方向画一条带箭头的线段即可。
7.【答案】2.8
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】水吸收的热量为:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg ℃)×0.1kg×(100℃-20℃)=3.36×104J;
酒精燃烧放出的热量:;
需要燃烧酒精的质量:。
【分析】首先根据Q吸=cm△t计算水吸收的热量,再根据计算出酒精燃烧放出的热量,最后根据计算出需要酒精的质量。
8.【答案】22
【知识点】质量及其特性
【解析】【解答】爷爷每天服用的药量;220mg/kg×60kg=13200mg=13.2g;
每天服用的粒数:13.2g÷0.2g/粒=66粒;
每次服用的粒数:66粒÷3次=22粒/次。
【分析】首先用每日服用量×体重计算出每日用量,再除以每粒药的规格计算出一天服用的粒数,最后除以每天的次数得到每次服用的粒数。
9.【答案】90%
【知识点】滑轮(组)的机械效率
【解析】【解答】由图可知,吊起动滑轮的绳子的股数n=2,不计绳重和摩擦,由 可知,所提升的货物的重力为G物=nF-G动=2×200N-40N=360N,则滑轮组的机械效率为
【分析】根据公式及,可求出机械效率。
10.【答案】180
【知识点】并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;欧姆定律及其应用;电功的计算
【解析】【解答】当S闭合、S1断开时,只有R1工作,电流表示数变为0.3A;
当S、S1都闭合时,两个电阻并联,电流表测总电流,电流表示数为0.4A;
那么通过R2的电流I1=I总-I2=0.4A-0.3A=0.1A;
R1两端的电压U1=U2=I2R2=0.1A×10Ω=1V;
10min内通过R1的电流产生的热量:Q1=W1=U1I1t=1V×0.3A×600s=180J。
【分析】首先根据I1=I总-I2计算出通过R2的电流,再根据U1=U2=I2R2计算出R1两端的电压,最后根据Q1=W1=U1I1t计算产生的热量即可。
11.【答案】C
【知识点】大气压强的存在
【解析】【解答】实验中,常用胶头滴管吸取药液,其中的“吸”其实就是大气压强的作用。
A.鲜花的香味“吸”引过来很多蝴蝶,其中的“吸”是吸引、引诱的意思,与大气压强无关,故A不合题意;
B.磁铁可以“吸”引大头针等铁制品,其中的“吸”是指磁力,与大气压强无关,故B不合题意;
C.中医理疗拔火罐时,玻璃罐“吸”在皮肤上,其中的“吸”是利用大气压强,故C符合题意;
D.汽车快速驶过时,尘土会被“吸”向汽车尾部,其中的“吸”是指流体压强和流速的关系,故D不合题意。
故选C。
【分析】分析各个选项中包含的物理原理即可。
12.【答案】C
【知识点】熔化与熔化吸热特点;内能的概念;热传递改变物体内能
【解析】【解答】A.冰块的温度比较低,内能比较小,但是肯定有内能,故A错误;
B.冰块熔化中不断吸热,但温度不变,而内能不断增大,故B错误;
C.冰块吸热后从固态变成液态发生熔化现象,故C正确;
D.冰镇水果通过热传递的方式减小水果内能,故D错误。
故选C。
【分析】(1)一切物体都有内能;
(2)吸热则内能增大,放热则内能减小;
(3)根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称;
(4)改变物体内能的方式:做功和热传递。
13.【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化;能量守恒;惯性及其现象
【解析】【解答】足球离开人脚后还能继续在空中运动,是因为它有惯性,故A错误;
足球到达空中最高点时,竖直方向上速度为零,但是水平方向速度不为零,即动能不为零,故B错误;
足球在运动过程中,与空气摩擦做功,将机械能转化为内能,因此它的机械能不守恒,故D错误;
足球开始上升和随后下落,在同一高度时,前者机械能损失小,即前者机械能大于后者机械能。而这个位置时足球的重力势能相等,根据“机械能=动能+重力势能”可知,前者的动能大于后者,即前者的速度大于后者,故C正确。
故选C。
【分析】(1)惯性是物体的一种性质,而不是力的作用;
(2)注意最高点时足球的速度是否为零;
(3)(4)注意机械能和内能的转化。
14.【答案】A
【知识点】力的三要素及力的示意图;力作用的相互性;牛顿第一定律;平衡力的辨别
【解析】【解答】A.灯笼受到的重力和绳子对灯笼的拉力,二者大小相等,方向相反,作用在同一物体和同一直线上,是一对平衡力,故A正确;
B.灯笼受到的重力的施力物体是地球,灯笼对绳子的拉力的施力物体物体为灯笼,二者不是互为施力物体和受力物体,因此不是相互作用力,故B错误;
C.根据牛顿第一定律可知,若绳子断的瞬间,灯笼所受外力全部消失,灯笼将保持静止状态,故C错误;
D.灯笼对绳子的拉力作用在绳子上,而绳子对灯笼的拉力作用在灯笼上,二者作用点不同,故D错误。
故选A。
【分析】(1)(2)平衡力和相互作用力的不同点:前者作用在同一物体上,后者作用在两个物体上。
(3)根据牛顿第一定律判断;
(4)根据力的三要素的知识判断。
15.【答案】C
【知识点】电磁感应
【解析】【解答】根据“车轮转动时,感应线圈便可捕捉到磁铁通过从而产生电流,记录相应信息。”可知,这种码表的工作原理为电磁感应现象,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
【分析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,这就是电磁感应现象。
16.【答案】A
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】根据电车的启动要求判断,开关S1、S2必须都闭合后,电路才能接通,所以两个开关和电动机是串联电路,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A.
【分析】多个开关共同控制用电器时,开关和用电器串联连接。
17.【答案】D
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;并联电路的电流规律;并联电路的电压规律;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】电压表的内阻很大,相当于断路;电流表内阻很小,相当于短路,如下图所示:
定值电阻与变阻器首尾相连,应该为串联,故A错误;
根据图片可知,电压表V1测变阻器的电压,而电压表V2测电源电压。
当滑片向左移动时,它的阻值变小,根据串联电路电压与电阻成正比可知,电压表V1的示数变小,而电压表V2的示数不变。根据电流与电阻的反比关系可知,电流表的示数变大,故B错误;
根据可知,电压表V1的示数与电流表的示数之比等于变阻器的阻值,即二者的比值变小,故C错误;
电压表V2的示数不变,而电流表的示数变大,则二者的乘积变大,故D正确。
故选D。
【分析】(1)用电器首尾相连为串联,并排连接在电路两点之间为并联;
(2)(3)(4)确定电压表和电流表所测的物理量,根据欧姆定律分析判断即可。
18.【答案】(1)30.0
(2)大
(3)取下光屏,从光屏一侧透过透镜看能否观察到烛焰的像
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)根据第3组数据可知,当成等大的实像时,u=v=2f=20cm,解得:f=10cm。根据图片可知,凸透镜的二倍焦距处为:50cm-20cm=30cm,那么:将蜡烛移至光具座30cm刻度线的左侧区域,再移动光屏找到清晰的像.
(2)②分析1、2、3、4次数据可知,随着物距的减小,光屏上像的大小逐渐变大。
(3)这个得出结论的过程并不严谨,他应该增加的一步操作是:取下光屏,从光屏一侧透过透镜看能否观察到烛焰的像。
【分析】(1)分析表格数据,根据u=v=2f计算凸透镜焦距,然后根据图片确定二倍焦距所对的刻度值;
(2)②根据表格数据,分析物距减小时像的大小变化;
(3)光屏上看不到像,只能说明此时凸透镜不能成实像,不能说明凸透镜不能成虚像。当u19.【答案】(1)压力大小
(2)拿掉砝码,在毛巾表面上测出木块所受滑动摩擦力的大小,然后与图甲实验进行比较
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)根据图片可知,甲和乙接触面粗糙程度相同,甲中只有木块,乙中木块上有一个砝码,则压力增大,那么得到结论:滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
(2)完成甲、乙两次实验后,在进行图丙实验时,小明发现弹簧测力计的示数达到最大值时仍没有拉动木块,为了用现有的器材继续顺利完成实验,可采取的措施是:拿掉砝码,在毛巾表面上测出木块所受滑动摩擦力的大小,然后与图甲实验进行比较。
【分析】(1)根据图片分析实验甲和乙中哪个因素不同即可;
(2)弹簧测力计的示数达到最大值时仍然没有拉动木块,说明木块在毛巾上受到的摩擦力太大超过了测力计的量程。此时可以减小摩擦力,即通过减掉木块上的砝码减小对毛巾的压力,然后再与甲实验进行比较即可达到目的。
20.【答案】(1)解:如图所示:
(2)将滑动变阻器的滑片P向右移动;电压
(3)反比;2.5
【知识点】实物的电路连接;探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)滑动变阻器应该与开关串联。当滑片向右移动时接入的阻值变大,那么接入的电阻丝长度肯定变大,因此应该将左下角的接线柱接入,如下图所示:
(2)探究定值电阻的电流与电阻的关系时,必须控制电压表的示数不变,根据U总=U+U变可知,变阻器两端的电压也保持不变。当定值电阻阻值增大时,根据可知,滑动变阻器的阻值要变大,即滑片向右移动,眼睛一直观察电压表的示数即可。
(3)根据图乙可知,电流与电阻变化的图像为一条双曲线,那么得到结论:当导体两端的电压保持不变时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
根据图乙可知,当定值电阻为5Ω时,通过它的电流为0.5A,则电压表保持不变的示数为:U=IR=0.5A×5Ω=2.5V。
【分析】(1)根据题目的要求确定变阻器的接线方式即可;
(2)根据串联电路的分压规律确定定值电阻增大时变阻器的阻值变化,进而确定滑片的移动方向。
(3)根据图像的形状确定电流与电阻的数量关系。根据U=IR计算定值电阻两端保持不变的电压值。
21.【答案】(1)解:汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度:v= = = =8.6m/s;
答:汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度为8.6m/s;
(2)解:汽车的总重力:G=mg=1500kg×10N/kg=15000N,
汽车在收费岛匀速行驶时,处于平衡状态,
由二力平衡条件可知,汽车受到的牵引力:F=f=0.2G=0.2×15000N=3000N,
汽车牵引力所做的功:W=Fs2=3000N×36m=1.08×105J;
汽车牵引力做功的功率:P= = =1.8×104W。
答:汽车通过ETC收费岛过程中牵引力所做的功为1.08×105J,功率为1.8×104W。
【知识点】功率计算公式的应用;速度公式及其应用;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)将两端路程相加得到通过ETC的总路程,将两个时间相加得到通过ETC的总时间,最后根据公式 计算全程的平均速度。
(2)根据G=mg计算汽车的总重力,根据f=0.2G计算出汽车受到的阻力,然后根据二力平衡的知识F=f计算出汽车受到的牵引力,根据W=Fs2计算牵引力做的功,最后根据 计算牵引力的功率。
22.【答案】(1)解:根据P= 得灯泡正常发光时的电阻为RL= = =6Ω;
答:灯泡正常发光时的电阻为6Ω;
(2)解:当只闭合开关S、S1,滑片P位于R最右端时,灯泡L与R最大值串联,
灯泡L的实际功率为1W,由图甲可得,灯泡两端的电压UL=2V,通过的电流IL=0.5A时符合,因串联电路中各处的电流相等,所以,滑动变阻器两端的电压UR=IRR=ILR=0.5A×8Ω=4V;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压:U=UL+UR=2V+4V=6V;
答:电源电压为6V;
(3)解:当S、S2闭合时,R0与R串联,滑片移到最右端时,电路的总电阻最大,
电路的总功率最小。
由图甲可知,U0=2V时,通过的电流I0=0.2A,由得R0的阻值R0= = =10Ω;
电路的最大电阻为:R总=R0+R=10Ω+8Ω=18Ω,则电路的最小功率为Pmin= = =2W。
答:当只闭合开关S、S2,电路消耗的最小电功率为2W。
【知识点】串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)根据公式 计算灯泡正常发光的电阻;
(2)当只闭合开关S、S1,滑片P位于R最右端时,灯泡L与R最大值串联。已知灯泡的功率为1W,根据P=UI可知,其实是灯泡的电压与电流的乘积等于1W,根据图甲确定灯泡两端的电压和电流即可。
接下来根据 UR=IRR 计算变阻器两端的电压,根据 U=UL+UR 计算电源电压。
(3)当S、S2闭合时,R0与R串联,滑片移到最右端时,电路的总电阻最大,电路的总功率最小。
根据甲图利用公式 计算出R0的电阻,再根据 R总=R0+R 计算出总电阻,最后根据 计算电路的最小功率。
23.【答案】(1)解:球体B浸没时受到的浮力为:F浮B=ρ水gV排B=1×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=10N;
答:小球B受到的浮力为10N;
(2)解:木块A浸没时受到的浮力为:F浮A=ρ水gV排A=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.2×10﹣3m3=22N;
AB整体受到的浮力为:F浮总=F浮A+F浮B=22N+10N=32N,
AB整体处于漂浮状态,浮力等于重力,即GA+GB=F浮总=32N,
因为A重6N,
所以GB=F浮总﹣GA=32N﹣6N=26N,
球体B受竖直向下的重力GB、竖直向上的浮力F浮B以及竖直向上的支持力F支;
球体B处于静止状态,故F浮B+F支=GB;
则B受到的支持力:F支=GB﹣F浮B=26N﹣10N=16N;
因为B对A的压力和A对B的支持力是一对相互作用力,大小相等,
故球体B对木块A的压力为16N;
答:小球B对木块A的压力为16N;
(3)解:B放入水中后,A漂浮,有一部分体积露出水面,造成液面下降,
A漂浮,则F浮A=GA,
结合阿基米德原理可得:ρ水gVA排=GA,
则此时A排开水的体积:VA排= = =6×10﹣4m3。
B放入水中后,水面下降的高度:Δh= = = =0.04m,
水对容器底部压强变化量:Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa。
答:若将小球B放入水中,如图乙所示,小球B沉底,木块A漂浮,则相比图甲水对容器底部的压强变化了400Pa。
【知识点】二力平衡的条件及其应用;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【分析】(1)小球B浸没在水中,它排开水的体积等于自身体积,根据阿基米德原理 F浮B=ρ水gV排B 计算它受到的浮力。
(2)将AB看作一个整体,它们浸没在水中悬浮。首先根据 F浮A=ρ水gV排A 计算出A受到的浮力,再根据 F浮总=F浮A+F浮B 计算AB受到的总浮力,接下来根据悬浮条件计算出小球B的重力。
再对小球B进行受力分析,根据二力平衡的知识得到平衡关系式,进而计算出B受到的支持力,最后根据相互作用力原理计算小球B对A的压力。
(3)将小球B放入水中后,B仍然浸没,只有A露出部分体积,这就是造成液面下降的原因。当A漂浮时,根据漂浮条件计算出A受到的浮力,再根据阿基米德原理 F浮=ρ水gV排计算A排开水的体积,再用A的体积减去排开水的体积得到露出水面的体积,也就是排开水体积的减小量。接下来根据 计算水面下降的高度,根据液体压强公式 Δp=ρ水gΔh 计算容器底部受到水的压强的变化量。

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