2022-2023学年安徽省六安市部分学校九年级(下)第一次月考物理试卷
一、填空题(每小题2分,共20分)
1.(2分)2023年1月9日6时,我国用长征七号改运载火箭成功将实践二十三号卫星发射升空。发射过程中以实践二十三号卫星为参照物,长征七号改运载火箭是 (选填“静止”或“运动”)的。
2.(2分)安徽民间唢呐已形成了不同的流派。唢呐艺人在吹奏唢呐时,按住不同的气孔可以改变空气柱的振动快慢,从而改变发出声音的 。(填声音的特性)
3.(2分)首都北京,冬季带来的不仅是寒冷,还有如画般醉人的雪景。阴凉处的雪,不能被太阳直射,直接就变成了水蒸气,从而在雪地上形成密密麻麻的小坑,这些小坑的形成是 现象。(填物态变化名称)
4.(2分)如图所示,用力击出一摞棋子中下方的一个,上方棋子的重力势能 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
5.(2分)如图所示是用天平称量100枚同样大头针的质量,则1枚大头针的质量是 mg。
6.(2分)如图所示,用筷子将米和杯子提起来静止在空中,此时筷子受到米的摩擦力的方向是 。
7.(2分)一束光从水中射向空气,其反射光路如图所示,画出入射光线和大致的折射光线。
8.(2分)如图所示电路,电源电压为12V保持不变,当开关S闭合后,电流表的示数分别是0.5A和0.2A,则R2的阻值为 Ω。
9.(2分)卡路里(简称“卡”)是物理学中的热量单位,被广泛使用在营养计量和健身手册上,1卡=4.2焦。有数据统计,吃掉一个鸡蛋可以产生60千卡的热量,假设这些热量被水全部吸收,可以使10kg的水温度升高 ℃。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
10.(2分)如图所示电路,电源电压保持不变,R1=30Ω,R2=20Ω,当S闭合时,电压表示数为6V,则通电2min电阻R2产生的电热是 J。
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.(2分)2022年9月9日,我国科学家通过X射线在十四万个月球样品颗粒中,分离出一颗粒直径约10微米大小的单晶颗粒,命名为嫦娥石,使我国成为世界上第三个在月球发现新矿物的国家。下列说法正确的是( )
A.X射线是一种电磁波
B.嫦娥石粒直径约1×10﹣3m
C.嫦娥石从月球带到地球质量变大了
D.嫦娥石与地球上的其他物体一样都要受到惯性的作用
12.(2分)安全用电是每一位公民的必备素养。在学习了家庭电路的知识后,你认为下列做法符合安全用电原则的是( )
A.控制灯泡的开关应接在火线上
B.灯座的螺旋套应该接在火线上
C.空气开关“跳闸”后立即复位通电
D.有人触电要马上用手将人拉开
13.(2分)如图所示是内燃机的某个冲程示意图,关于该冲程描述正确的是( )
A.这是柴油机工作的一个冲程
B.这个冲程将机械能转化为内能
C.这个冲程可以对外提供动力
D.这个冲程的下一个冲程是压缩冲程
14.(2分)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏位置如图所示,此时光屏上成清晰的像(像未画出),保持透镜位置不变,则下列说法正确的是( )
A.将蜡烛靠近透镜,并适当移动光屏,总可以在光屏上得到清晰的像
B.将蜡烛远离透镜,并向左适当移动光屏,光屏上接收到的像变小
C.由于燃烧蜡烛越来越短时,光屏上的像越来越低
D.将光屏与蜡烛的位置对调,不可能在光屏上成清晰的像
15.(2分)如图图像可以表示两个不同材质的长方体对水平桌面的压强与高度的关系,也可以表示两种不同液体对容器底的压强与深度的关系,下列关于密度的判断正确的是( )
A.若是两个长方体,则ρa<ρb;若是两种液体,则ρa<ρb
B.若是两个长方体,则ρa>ρb;若是两种液体,则ρa>ρb
C.若是两个长方体,则ρa>ρb;若是两种液体,则ρa<ρb
D.若是两个长方体,则ρa<ρb;若是两种液体,则ρa>ρb
16.(2分)如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,电流表、电压表均有示数,当滑动变阻器的滑片向右移动时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变小,电压表示数变小
B.电流表示数变大,电压表示数变大
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表示数变大,电压表示数变小
17.(2分)如图所示的杠杆已在水平位置平衡,钩码规格相同,杠杆上每小格均等长,图中F为动力,则下列判断正确的是( )
A.此时杠杆可视作一个省力杠杆
B.每个钩码的重力大小为2N
C.增大拉力与杠杆的夹角,拉力变小
D.保持动力大小方向不变,图中减去一个钩码并右移一格时,杠杆仍保持平衡
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.(4分)小宇用如图所示的装置探究导体在磁场中产生感应电流的条件。
(1)保持磁体不动,导体棒ab (选填“上下”或“左右”)移动,电流表指针发生偏转;
(2)要使电流表指针的偏转方向发生变化,下列方法不可行的是 。(选填字母序号)
A.只调换磁场的方向
B.只改变导体棒运动的方向
C.同时改变磁场方向和导体棒运动方向
19.(4分)如图甲是“探究物质熔化时温度的变化规律”的实验装置,图乙是实验时得到的物质的温度﹣时间图像。
(1)采用图甲中的加热方式的好处是使熔化的物质 ;
(2)某时刻温度计的示数如图丙所示,则此时物质处于 态。
20.(8分)如图是研究滑轮组机械效率的实验装置和实验数据表格。
实验次数 物重G物/N 动滑轮重G物/N 物体上升的高度h/m 动力F/N 动力作用点移动的距离s/m 滑轮组的机械效率η/%
1 1 0.5 0.1 0.7 0.3 47.6
2 2 0.5 0.1 1.1 0.3 60.6
3 4 0.5 0.1 2 0.3 66.7
4 4 1 0.1 0.5 50.0
(1)请根据表中第1、2、3组数据用笔画线代替绳子组装图中的滑轮组;可以发现使用滑轮组可以省 (选填“力”、“距离”或“功”);
(2)比较第4次和第 次实验,可以发现,不计绳重和摩擦的情况下,不同滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关;根据第4次实验数据可以计算出动力F= N。
四、计算题(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解答过程)
21.(5分)如图是我国自主研发的国内首台5G+氢燃料电动拖拉机(ET504﹣H),它能够满足传统拖拉机的所有功能,适用于平原或者丘陵地带,在无人化模式下能够按照规划的路径进行犁耕、旋耕、播种等作业。在某次工作时该拖拉机保持120kW的功率不变,以1.5m/s的速度在平直场地上匀速前进了20m,g取10N/kg,在此过程中,求:
(1)拖拉机所受的阻力大小;
(2)拖拉机所做的功。
22.(7分)取两个相同的溢水杯,都装满水,将一块橡皮泥捏成碗状放在其中一个溢水杯中,静止后用量筒测出溢出的水的体积为55mL;拿出橡皮泥团成实心球状,放入另一个溢水杯中,静止后用量筒测出溢出的水的体积为50mL,g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,求
(1)图甲中橡皮泥受到的浮力;
(2)橡皮泥的密度;
(3)图乙中橡皮泥对溢水杯底部的压力大小。
23.(8分)如图所示电路,小灯泡L1规格为“8V 4W”,滑动变阻器接入电路的阻值为R滑=8Ω,电流表的量程为“0~0.6A”,闭合开关,小灯泡L正常发光。
(1)求电源电压及此时滑动变阻器的功率;
(2)拆除小灯泡L1,从L1“8V 4W”、L2“8V 8W”、L3“8V 2W”中选择一个与滑动变阻器串联,在保证电路安全的前提下,试判断接入哪个灯泡时通过调节滑动变阻器能使电路的总功率达到最大,并计算电路的最大功率。(假设滑动变阻器的规格满足要求,灯丝电阻不受温度影响)
2022-2023学年安徽省六安市部分学校九年级(下)第一次月考物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题(每小题2分,共20分)
1.(2分)2023年1月9日6时,我国用长征七号改运载火箭成功将实践二十三号卫星发射升空。发射过程中以实践二十三号卫星为参照物,长征七号改运载火箭是 静止 (选填“静止”或“运动”)的。
【分析】在研究物体的运动和静止时,要看物体的位置相对于参照物是否发生改变,若改变,则是运动的,若不改变,则是静止的。
【解答】解:火箭发射过程中以实践二十三号卫星为参照物,长征七号改运载火箭的位置没有发生改变,所以火箭是静止的。
故答案为:静止。
【点评】判断一个物体是运动还是静止,主要取决于所选的参照物,参照物不同,物体的运动情况可能不同,这就是运动和静止的相对性。
2.(2分)安徽民间唢呐已形成了不同的流派。唢呐艺人在吹奏唢呐时,按住不同的气孔可以改变空气柱的振动快慢,从而改变发出声音的 音调 。(填声音的特性)
【分析】空气柱的长度不同,振动的频率不同,音调不同。空气柱越短,振动越快,音调越高。
【解答】解:唢呐艺人在吹奏唢呐时,按住不同的气孔可以改变空气柱的振动快慢,从而改变发出声音的音调。
故答案为:音调。
【点评】知道音调与频率的关系。本题属于基础性题目。
3.(2分)首都北京,冬季带来的不仅是寒冷,还有如画般醉人的雪景。阴凉处的雪,不能被太阳直射,直接就变成了水蒸气,从而在雪地上形成密密麻麻的小坑,这些小坑的形成是 升华 现象。(填物态变化名称)
【分析】物质从固态不经过液态而直接转化为气态的过程叫做升华,升华过程中需要吸热。
【解答】解:阴凉处的雪,不能被太阳直射,直接就变成了水蒸气,这是升华现象,升华吸热,故这些小坑的形成是升华现象。
故答案为:升华。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化,关键要看清物态变化前后,物质各处于什么状态;另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
4.(2分)如图所示,用力击出一摞棋子中下方的一个,上方棋子的重力势能 减小 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
【分析】物体保持运动状态不变的性质叫惯性。惯性是物体的一种属性,一切物体都有惯性;重力势能的大小与质量、高度有关。
【解答】解:击打棋子前,棋子是静止的;击打某一棋子后,这一棋子因受力改变运动状态而运动,上面的棋子由于惯性还要保持原来的静止状态,在重力作用下又落回原位置;棋子的质量不变,高度变小,重力势能减小。
故答案为:减小。
【点评】此题考查的是有关惯性现象的解释和重力势能大小的变化,考查了学生运用所学知识分析实际问题的能力,要求学生在生活中多注意观察,并学会应用。
5.(2分)如图所示是用天平称量100枚同样大头针的质量,则1枚大头针的质量是 80 mg。
【分析】天平平衡时,左盘物体的质量等于右盘所有砝码的质量加上游码左侧所对的刻度值;
累积法测物体质量先测100个的质量,再用总质量除以100即为1枚大头针的质量。
【解答】解:由图可见,标尺的分度值是0.2g,因此100个大头针的总质量m=5g+3g=8g=8×103mg;
因此每一枚大头针的质量:
m′==80mg。
故答案为:80。
【点评】本题考查了学生对累积法测量微小物体的质量以及天平读数的掌握,难度不大,属于基础知识的考查。
6.(2分)如图所示,用筷子将米和杯子提起来静止在空中,此时筷子受到米的摩擦力的方向是 竖直向下 。
【分析】摩擦力与物体相对运动的方向相反。
【解答】解:筷子提米在空中静止时,筷子所受的摩擦力方向竖直向下,米所受的摩擦力竖直向上。
故答案为:竖直向下。
【点评】本题以“筷子提米”这一小实验为背景,考查了摩擦力的应用与分析等,属较典型的题目。
7.(2分)一束光从水中射向空气,其反射光路如图所示,画出入射光线和大致的折射光线。
【分析】(1)光的反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角;
(2)光的折射定律:折射光线、入射光线、法线在同一平面内,折射光线、入射光线分居法线两侧,当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时,折射光线向靠近法线方向偏折,折射角小于入射角;当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时,折射光线向远离法线方向偏折,折射角大于入射角。
【解答】解:
(1)图中已过入射点画出法线,且已知反射光线,根据反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,在法线右侧的水中画出入射光线;
(2)光由水中斜射进入空气中时,折射光线向远离法线方向偏折,根据折射光线、入射光线分居法线两侧,折射角大于入射角,在法线左侧的空气中画出折射光线。如图所示:
【点评】本题考查了根据光的反射定律、折射定律作光路图;在画折射光路图时,一定注意光从哪种介质进入哪种介质。
8.(2分)如图所示电路,电源电压为12V保持不变,当开关S闭合后,电流表的示数分别是0.5A和0.2A,则R2的阻值为 40 Ω。
【分析】由电路图可知,闭合开关S,电阻R1、R2并联,电流表A2、A1分别测量干路和电阻R1支路中的电流。已知两电流表示数大小,根据并联电路的电流规律确定电阻R2支路中的电流大小,根据并联电路电压规律可求出R2两端的电压;根据欧姆定律求得电阻R2的大小。
【解答】解:由电路图可知,闭合开关S,电阻R1、R2并联,电流表A2、A1分别测量干路和电阻R1支路中的电流。
因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以电流表A2的示数为0.5A,即干路中的电流为:I=0.5A,
电流表A1的示数为0.2A,即通过电阻R1的电流为:I1=0.2A,
通过电阻R2的电流为:I2=I﹣I1=0.5A﹣0.2A=0.3A;
根据并联电路的电压特点知,U2=U=12V;
由I=可得,此时R2的阻值:R2===40Ω.
故答案为:40。
【点评】本题考查欧姆定律和并联电路的特点,关键是知道并联电路的电流、电压规律,难度不大。
9.(2分)卡路里(简称“卡”)是物理学中的热量单位,被广泛使用在营养计量和健身手册上,1卡=4.2焦。有数据统计,吃掉一个鸡蛋可以产生60千卡的热量,假设这些热量被水全部吸收,可以使10kg的水温度升高 6 ℃。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
【分析】水吸收的热量相当于一只鸡蛋产生的热量,知道水的质量、比热容和吸收的热量,利用Q吸=cmΔt求出水升高的温度。
【解答】解:吃一只鸡蛋产生的热量Q=60千卡=60×1000×4.2J=2.52×105J,
根据题意可知,水吸收的热量Q吸=Q=2.52×105J,
由Q吸=cmΔt可知,水升高的温度:Δt===6℃。
故答案为:6。
【点评】本题考查吸热公式的应用,难度不大。
10.(2分)如图所示电路,电源电压保持不变,R1=30Ω,R2=20Ω,当S闭合时,电压表示数为6V,则通电2min电阻R2产生的电热是 96 J。
【分析】由图可知,当S闭合时,R1、R2串联,电压表测量R1两端的电压;根据欧姆定律求出通过R1的电流,根据串联电路的电流特点可知通过R2的电流,根据焦耳定律Q=I2Rt求出通电2min电阻R2产生的电热。
【解答】解:由图可知,当S闭合时,R1、R2串联,电压表测量R1两端的电压;
通过R1的电流:I1===0.2A,
根据串联电路的电流特点可知,通过R2的电流:I2=I1=0.2A,
通电2min电阻R2产生的电热:Q=R2t=(0.2A)2×20Ω×2×60s=96J。
故答案为:96。
【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律以及焦耳定律的应用,难度不大。
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.(2分)2022年9月9日,我国科学家通过X射线在十四万个月球样品颗粒中,分离出一颗粒直径约10微米大小的单晶颗粒,命名为嫦娥石,使我国成为世界上第三个在月球发现新矿物的国家。下列说法正确的是( )
A.X射线是一种电磁波
B.嫦娥石粒直径约1×10﹣3m
C.嫦娥石从月球带到地球质量变大了
D.嫦娥石与地球上的其他物体一样都要受到惯性的作用
【分析】(1)X射线、γ射线、无线电波、可见光等都是电磁波;
(2)长度单位间的换算关系是:1m=106μm;
(3)物体的质量是指物体所含物质的多少;物体的质量不会随着其状态、位置、形状、温度等的改变而改变;
(4)物体都有保持原来的运动状态的性质叫惯性;
【解答】解:A、X射线是一种电磁波。故A正确;
B、嫦娥石的直径是10μm=10×10﹣6m=10﹣5m,故B错误;
C、物体的质量不会随着其状态、位置、形状、温度等的改变而改变,所以嫦娥石从月球带到地球质量不变,故C错误;
D、嫦娥石与地球上的其他物体一样都具有惯性,而不是受到惯性的作用,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查长度不同单位间的换算、质量、电磁波、惯性等知识,难度不大,属于基础题。
12.(2分)安全用电是每一位公民的必备素养。在学习了家庭电路的知识后,你认为下列做法符合安全用电原则的是( )
A.控制灯泡的开关应接在火线上
B.灯座的螺旋套应该接在火线上
C.空气开关“跳闸”后立即复位通电
D.有人触电要马上用手将人拉开
【分析】(1)开关的接法:火线首先进入开关,再进入灯泡;
(2)为了安全,螺丝口灯座的螺旋套,只准接在零线上;
(3)空气开关跳闸,原因是电路短路或总功率过大,应先检修,检查没有问题后再使空气开关复位。为人身及用电器安全,在检修电路故障时,必须使电路处于断开状态;
(4)安全用电的基本原则是不接触低压带电体,不靠近高压带电体。
【解答】解:
A、控制灯泡的开关要接在火线和灯泡之间,故A符合安全用电原则;
B、为了安全,螺丝口灯座的螺旋套,只准接在零线上,故B不符合安全用电原则;
C、空气开关跳闸是电路中的电流过大引起的,而引起电流过大的原因有:短路和电路总功率过大,所以跳闸后,先找出原因,排除故障后再复位,故C不符合安全用电原则;
D、发现有人触电时,立即用手将其拉离电源会造成施救者也触电,应立即切断电源或用绝缘体把导线挑开,故D不符合安全用电原则。
故选:A。
【点评】本题主要考查学生对安全用电知识的了解与掌握,加强用电安全意识,学会自我保护。
13.(2分)如图所示是内燃机的某个冲程示意图,关于该冲程描述正确的是( )
A.这是柴油机工作的一个冲程
B.这个冲程将机械能转化为内能
C.这个冲程可以对外提供动力
D.这个冲程的下一个冲程是压缩冲程
【分析】(1)四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程,吸气冲程,进气门打开,排气门关闭;压缩冲程,两个气门都关闭,活塞向上运动;做功冲程,两个气门都关闭,活塞向下运动;排气冲程,进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动。
(2)在压缩冲程中,压缩气体做功,将机械能转化为内能;在做功冲程中,气体膨胀做功,将内能转化为机械能。
【解答】解:由图可知,进气门、排气门都关闭,火花塞打火,活塞向下运动,为汽油机的做功冲程,此冲程中,气缸内的气体膨胀做功,将气体的内能转化为活塞的机械能,对外提供动力,气缸内气体内能减小、温度较低,这个冲程的下一个冲程是排气冲程,故ABD错误、C正确。
故选:C。
【点评】本题考查了内燃机四个冲程的判断以及能量转化,明确四个冲程的特点是关键。
14.(2分)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏位置如图所示,此时光屏上成清晰的像(像未画出),保持透镜位置不变,则下列说法正确的是( )
A.将蜡烛靠近透镜,并适当移动光屏,总可以在光屏上得到清晰的像
B.将蜡烛远离透镜,并向左适当移动光屏,光屏上接收到的像变小
C.由于燃烧蜡烛越来越短时,光屏上的像越来越低
D.将光屏与蜡烛的位置对调,不可能在光屏上成清晰的像
【分析】(1)根据u<f时,成正立放大的虚像;
(2)根据凸透镜成实像时,物远像近像变小分析回答;
(3)根据过光心的光线传播不变分析回答;
(4)根据在光的折射中,光路是可逆的。
【解答】解:A、将蜡烛靠近透镜,若u<f时,成正立放大的虚像,所以不一定总可以在光屏上得到清晰的像,故A错误;
B、将蜡烛远离透镜,此时物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,应向左适当移动光屏,光屏上接收到的像变小,故B正确;
C、由于燃烧蜡烛越来越短时,根据过光心的光线传播不变可知,光屏上的像越来越高,故C错误;
D、将光屏与蜡烛的位置对调,此时物距等于上次成像时的像距,像距等于上次成像时的物距,根据在光的折射中,光路是可逆的,所以光屏上可以再次成清晰的像,故D错误。
故选:B。
【点评】此题是探究凸透镜成像规律的实验,考查了凸透镜成像的规律,熟悉实验、熟练掌握凸透镜成像规律是正确解题的关键。
15.(2分)如图图像可以表示两个不同材质的长方体对水平桌面的压强与高度的关系,也可以表示两种不同液体对容器底的压强与深度的关系,下列关于密度的判断正确的是( )
A.若是两个长方体,则ρa<ρb;若是两种液体,则ρa<ρb
B.若是两个长方体,则ρa>ρb;若是两种液体,则ρa>ρb
C.若是两个长方体,则ρa>ρb;若是两种液体,则ρa<ρb
D.若是两个长方体,则ρa<ρb;若是两种液体,则ρa>ρb
【分析】首先要明确各图象中横纵坐标表示的物理量分别是什么,然后根据图像得出长方体对水平桌面的压强与长方体高度的关系、液体对容器底的压强与深度的关系,再根据p======ρgh、p=ρgh分析解答。
【解答】解:(1)若是两个长方体,则由图可知,两长方体高度相同时,a对水平桌面的压强较大,根据p======ρgh可知,ρa>ρb;
(2)若是两种液体,则由图可知,两液体深度相同时,a液体对容器底的压强较大,根据p=ρgh可知,ρa>ρb。
故选:B。
【点评】此题考查液体压强特点,解答本题首先要明确各图象中横纵坐标表示的物理量分别是什么,并根据图像得出长方体对水平桌面的压强与长方体高度的关系、液体对容器底的压强与深度的关系。
16.(2分)如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,电流表、电压表均有示数,当滑动变阻器的滑片向右移动时,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变小,电压表示数变小
B.电流表示数变大,电压表示数变大
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表示数变大,电压表示数变小
【分析】根据电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压;根据滑片的移动方向分析滑动变阻器接入电路中电阻的变化和总电阻的变化;根据欧姆定律分析电路中电流的变化;根据串联电路的分压规律分析电压表示数的变化。
【解答】解:根据电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量滑动变阻器两端的电压;
闭合开关S,电流表、电压表均有示数,当滑动变阻器的滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据串联电路的分压规律可知,电压表示数变小;
此时电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流表示数变大;
综上所述,D正确。
故选:D。
【点评】本题是一道电路动态分析题,分析清楚电路结构是正确解题的关键。
17.(2分)如图所示的杠杆已在水平位置平衡,钩码规格相同,杠杆上每小格均等长,图中F为动力,则下列判断正确的是( )
A.此时杠杆可视作一个省力杠杆
B.每个钩码的重力大小为2N
C.增大拉力与杠杆的夹角,拉力变小
D.保持动力大小方向不变,图中减去一个钩码并右移一格时,杠杆仍保持平衡
【分析】(1)动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆,动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆;
(2)根据杠杆平衡条件计算每个钩码的重力大小;
(3)根据杠杆平衡条件分析增大拉力与杠杆的夹角时拉力的变化;
(4)根据杠杆平衡条件计算保持动力大小方向不变,图中减去一个钩码并右移一格时,杠杆是否仍保持平衡。
【解答】解:A、设杠杆上每小格为L,由图可知动力作用线与水平方向成30°角,则动力臂L1=sin30°×4L=×4L=2L,阻力臂为3L>2L,则该杠杆为费力杠杆,故A错误;
B、根据杠杆的平衡条件可得G×L2=F×L1,即G×3L=6N×2L,解得G=4N,则每个钩码的重力大小为1N,故B错误;
C、增大拉力与杠杆的夹角,动力臂先变大后变小,根据杠杆平衡条件可知拉力先变小后变大,故C错误;
D、图中减去一个钩码并右移一格时G×L2=3N×4L=6N×2L,所以保持动力大小方向不变,杠杆仍保持平衡,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查杠杆平衡条件的灵活运用,属于基础题。
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.(4分)小宇用如图所示的装置探究导体在磁场中产生感应电流的条件。
(1)保持磁体不动,导体棒ab 左右 (选填“上下”或“左右”)移动,电流表指针发生偏转;
(2)要使电流表指针的偏转方向发生变化,下列方法不可行的是 C 。(选填字母序号)
A.只调换磁场的方向
B.只改变导体棒运动的方向
C.同时改变磁场方向和导体棒运动方向
【分析】(1)产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,本题判断电流表指针偏转就是产生感应电流,关键是看导体是否切割磁感线;
(2)感应电流方向与磁场向与导体切割磁感线方向有关,只改变其中一个条件,感应电流的方向会发生改变,两条条件都变,感应电流的方向不变。
【解答】解:(1)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流;
图中磁感线方向是从上向下,导体棒ab在磁场中上下运动时不会切割磁感线,不会产生感应电流,不会使电流表指针发生偏转;
让导体棒ab在磁场中左右运动时,会切割磁感线,会产生感应电流,会使电流表指针发生偏转;
(2)要使电流表指针的偏转方向发生变化;
A、保持导体切割磁感线方向不变,只调换磁场的方向,感应电流方向改变,故A不符合题意;
B、保持磁场方向不变,改变导体切割磁感线方向,感应电流方向改变,故B不符合题意;
C、同时改变磁场方向和导体棒运动方向,感应电流方向不变,故C符合题意;
故选:C。
故答案为:(1)左右;(2)C。
【点评】本题考查电磁感应的实验,对感应电流产生的条件和决定感应电流的方向两个知识点通过具体的实验过程进行了探究,控制变量法在此实验中得到了充分的应用。
19.(4分)如图甲是“探究物质熔化时温度的变化规律”的实验装置,图乙是实验时得到的物质的温度﹣时间图像。
(1)采用图甲中的加热方式的好处是使熔化的物质 受热均匀 ;
(2)某时刻温度计的示数如图丙所示,则此时物质处于 固 态。
【分析】(1)将装有固体物质的试管放入水中加热,这是水浴法,采用水浴法的好处是使固体物质熔化时受热均匀;
(2)晶体在熔化过程中处于固液共存态,在熔化前处于固态,在熔化后处于液态。
【解答】解:(1)将装有固体物质的试管放入水中加热,这是水浴法,采用水浴法的好处是使固体物质受热均匀,温度变化比较慢,并便于观察熔化过程中的状态变化;
(2)由图乙可知该物质的熔点为50℃,由图丙可知此时温度为42℃,所以温度还没有达到该物质的熔点,故没有熔化,因此物质处于固态。
故答案为:(1)受热均匀;(2)固。
【点评】本题考查了“探究物质熔化时温度的变化规律”的实验,难度较小,属于基础性题目。
20.(8分)如图是研究滑轮组机械效率的实验装置和实验数据表格。
实验次数 物重G物/N 动滑轮重G物/N 物体上升的高度h/m 动力F/N 动力作用点移动的距离s/m 滑轮组的机械效率η/%
1 1 0.5 0.1 0.7 0.3 47.6
2 2 0.5 0.1 1.1 0.3 60.6
3 4 0.5 0.1 2 0.3 66.7
4 4 1 0.1 0.5 50.0
(1)请根据表中第1、2、3组数据用笔画线代替绳子组装图中的滑轮组;可以发现使用滑轮组可以省 力 (选填“力”、“距离”或“功”);
(2)比较第4次和第 3 次实验,可以发现,不计绳重和摩擦的情况下,不同滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关;根据第4次实验数据可以计算出动力F= 1.6 N。
【分析】(1)根据表中第1、2、3组中绳子移动的距离和物体上升的高度分析连接动滑轮绳子的段数;根据拉力与物体重力的大小分析;
(2)根据控制变量法分析;根据η===求出动力的大小。
【解答】解:(1)请根据表中第1、2、3组数据可知,绳子自由端移动的距离为物体上升高度的3倍,则有3段绳子拉着动滑轮,滑轮组的绕法如图所示:
;
根据表格中的数据可知,使用滑轮组,绳子自由端的拉力小于物体的重力,所以使用滑轮组能省力,但费距离,使用任何机械都不能省功;
(2)第4组实验中绳子移动的距离是物体上升高度的5倍,不计绳重和摩擦的情况下,探究不同滑轮组的机械效率与动滑轮的重力是否有关时,需要采用不相同的滑轮组吊起相同的重物,故需要对比4和3的实验数据;
根据η===可知,动力的大小为:F===1.6N。
故答案为:(1)见解析;力;(2)3;1.6
【点评】此题是测量滑轮组的机械效率实验,在进行分析时,注意控制变量法的应用。
四、计算题(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解答过程)
21.(5分)如图是我国自主研发的国内首台5G+氢燃料电动拖拉机(ET504﹣H),它能够满足传统拖拉机的所有功能,适用于平原或者丘陵地带,在无人化模式下能够按照规划的路径进行犁耕、旋耕、播种等作业。在某次工作时该拖拉机保持120kW的功率不变,以1.5m/s的速度在平直场地上匀速前进了20m,g取10N/kg,在此过程中,求:
(1)拖拉机所受的阻力大小;
(2)拖拉机所做的功。
【分析】(1)根据P===Fv求拖拉机的牵引力,根据二力平衡条件求出拖拉机所受的阻力;
(2)根据W=Fs求拖拉机所做的功。
【解答】解:(1)由P===Fv可知,拖拉机的牵引力:F===8×104N,
因为拖拉机做匀速直线运动,所以,由二力平衡条件可知,拖拉机所受的阻力:f=F=8×104N;
(2)拖拉机所做的功:W=Fs=8×104N×20m=1.6×106J。
答:(1)拖拉机所受的阻力为8×104N;
(2)拖拉机所做的功为1.6×106J。
【点评】本题考查二力平衡条件、功和功率公式的应用,难度不大。
22.(7分)取两个相同的溢水杯,都装满水,将一块橡皮泥捏成碗状放在其中一个溢水杯中,静止后用量筒测出溢出的水的体积为55mL;拿出橡皮泥团成实心球状,放入另一个溢水杯中,静止后用量筒测出溢出的水的体积为50mL,g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,求
(1)图甲中橡皮泥受到的浮力;
(2)橡皮泥的密度;
(3)图乙中橡皮泥对溢水杯底部的压力大小。
【分析】(1)根据F浮=ρ水gV排甲得出图甲中橡皮泥受到的浮力;
(2)图甲中橡皮泥漂浮,根据G=F浮得出所受重力,根据G=mg得出橡皮泥的质量,根据V=V排乙得出橡皮泥的体积,根据密度公式得出橡皮泥的密度;
(3)根据F浮′=ρ水gV排乙得出图乙中橡皮泥受到的浮力,根据F压=F支=G﹣F浮′得出图乙中橡皮泥对溢水杯底部的压力大小。
【解答】解:(1)图甲中橡皮泥受到的浮力F浮=ρ水gV排甲=103kg/m3×10N/kg×55×10﹣6m3=0.55N;
(2)图甲中橡皮泥漂浮,所受重力G=F浮=0.55N,
橡皮泥的质量m===0.055kg=55g,
橡皮泥的体积V=V排乙=50mL=50cm3,
橡皮泥的密度ρ===1.1g/cm3;
(3)图乙中橡皮泥受到的浮力F浮′=ρ水gV排乙=103kg/m3×10N/kg×50×10﹣6m3=0.5N,
图乙中橡皮泥对溢水杯底部的压力大小F压=F支=G﹣F浮′=0.55N﹣0.5N=0.05N。
答:(1)图甲中橡皮泥受到的浮力为0.55N;
(2)橡皮泥的密度为1.1g/cm3;
(3)图乙中橡皮泥对溢水杯底部的压力大小为0.05N。
【点评】本题考查浮力、密度和压力等知识,是一道综合题。
23.(8分)如图所示电路,小灯泡L1规格为“8V 4W”,滑动变阻器接入电路的阻值为R滑=8Ω,电流表的量程为“0~0.6A”,闭合开关,小灯泡L正常发光。
(1)求电源电压及此时滑动变阻器的功率;
(2)拆除小灯泡L1,从L1“8V 4W”、L2“8V 8W”、L3“8V 2W”中选择一个与滑动变阻器串联,在保证电路安全的前提下,试判断接入哪个灯泡时通过调节滑动变阻器能使电路的总功率达到最大,并计算电路的最大功率。(假设滑动变阻器的规格满足要求,灯丝电阻不受温度影响)
【分析】(1)根据P=UI可求出灯泡正常发光时的电流,闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联,调节滑动变阻器的滑片至中间位置时,灯泡L正常发光,电路中的电流等于灯泡的额定电流,灯泡两端的电压等于灯泡的额定电压,根据欧姆定律可求出滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的电压特点可求出电源电压;根据P=UI可求出此时滑动变阻器的功率;
(2)根据P=UI分别求出3个灯泡正常发光时的电流,再根据电流表的量程,分析得出在保障电路安全的情况下,电路中的最大电流值,从而判断接入哪个灯泡时通过调节滑动变阻器能使电路的总功率达到最大,根据P=UI可求出电路的最大功率。
【解答】解:(1)根据P=UI可知灯泡正常发光时的电流为:
I1===0.5A;
闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联,滑动变阻器接入电路的阻值为R滑=8Ω时,灯泡L正常发光,则电路中的电流I=I1=0.5A,灯泡两端的电压为8V,
根据欧姆定律可知滑动变阻器两端的电压为:
U滑=IR滑=0.5A×8Ω=4V,
根据串联电路的电压特点可知电源电压U=U1+U滑=8V+4V=12V;
此时滑动变阻器的功率为:P滑=U滑I=4V×0.5A=2W;
(2)根据P=UI可知灯泡L2、L3正常发光时的电流分别为:
I2===1A,I3===0.25A,
又因为电流表的量程为“0~0.6A”,0.25A<0.5A<0.6A<1A,
所以在保证电路安全的前提下,电路中的最大电流值为I大=0.6A,且接入灯泡L2,
则接入灯泡L2时通过调节滑动变阻器能使电路的总功率达到最大;
电路的最大功率为:
P大=UI大=12V×0.6A=7.2W。
答:(1)电源电压为12V;此时滑动变阻器的功率为2W;
(2)在保证电路安全的前提下,接入灯泡L2时通过调节滑动变阻器能使电路的总功率达到最大;电路的最大功率为7.2W。
【点评】本题考查电功率的计算和欧姆定律的应用,并考查综合分析能力,有一定难度。
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