2024年江苏省南京师范大学附属中学江宁分校中考物理二模试卷
2024-05-30
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内容正文:
2024年江苏省南京师范大学附属中学江宁分校中考物理二模试卷
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分,每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题意)
1.(2分)以下新能源中,属于不可再生能源的是( )
A.风能 B.核能 C.太阳能 D.潮汐能
2.(2分)物理量的测量是物理实验的基本操作。以下测量工具的使用与读数正确的是( )
A.图甲:铅笔的长度为3.28cm
B.图乙:物体所受的重力为2.4N
C.图丙:烧杯和水的总质量为82.2g
D.图丁:用电器消耗的总电能是20216kW•h
3.(2分)如图是一种用于粉尘、细菌收集的静电除尘装置的原理图。当含尘气体经过离子发生器时,空气分子被电离为正离子和电子,正离子使尘粒带正电奔向积尘盘的负极( )
A.该静电除尘装置利用了带电体能吸引轻小物体的性质
B.空气被电离使粉尘带上了电是创造电荷的过程
C.尘粒被吸附到积尘盘负极是因为异种电荷相互吸引
D.若轻小纸片靠近积尘盘被吸引,则该小纸片一定带正电
4.(2分)人工智能飞速发展的今天,智能配送机器人已被广泛使用,用户可通过人脸识别、输入(扫描),下列分析正确的是( )
A.机器人旁边的影子,是光沿直线传播形成的实像
B.机器人通过扫描条形码取货,条形码是光源
C.行人都能看见机器人,是由于阳光在它表面发生了漫反射
D.用户进行声纹识别时,利用了不同的人发出声音的音调不同
5.(2分)我国“祝融号”火星车顶部安装有集热窗,里面填装有熔点为﹣26℃、沸点为196℃的正十一烷材料,帮助火星车对抗火星白天﹣3℃至夜晚﹣103℃的温度变化。关于正十一烷材料( )
A.正十一烷材料一定是非晶体
B.正十一烷材料熔化时温度升高
C.正十一烷材料在白天处于固态
D.利用正十一烷凝固放热对抗夜间低温
6.(2分)关于温度、热量、内能的关系,下列说法正确的是( )
A.冰熔化时吸收热量,内能增加,分子的运动越来越剧烈
B.对物体做功,它的内能一定增加,温度不一定升高
C.物体的温度升高,内能一定增加
D.物体的温度升高,一定是从外界吸收了热量
7.(2分)2024年3月4日,世界泳联跳水世界杯蒙特利尔站比赛落幕,中国跳水队包揽全部金牌。如图跳板跳水运动有起跳、腾空、下落、入水几个阶段( )
A.运动员离开跳板腾空后受到平衡力作用
B.运动员对跳板的力大于跳板对运动员的力
C.运动员下落过程中重力势能主要转化为动能
D.运动员离开跳板后能继续上升是因为受到惯性的作用
8.(2分)经颅磁刺激是一种利用脉冲磁场,改变大脑皮层神经细胞的膜电位使之产生感应电流。该技术在医学中应用十分广泛,下列能反映其工作原理的是( )
A.
B.
C.
D.
9.(2分)如图所示,水平面AC由粗糙程度相同的铁面AB和铜面BC拼接而成,AB=BC。磁铁M在水平拉力作用下从A到C做匀速直线运动1、t2,拉力做的功分别为W1、W2。则( )
A.t1=t2 W1=W2 B.t1<t2 W1=W2
C.t1=t2 W1>W2 D.t1>t2 W1<W2
10.(2分)南方回南天,家庭使用简易烘干机(如图所示)时发现:烘干机发热时必须同时吹风,同时闭合定时开关和温控开关时产生热风,则其电路可能是( )
A. B.
C. D.
11.(2分)三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如图所示( )
①液体的密度关系是ρ甲<ρ丙<ρ乙
②液体对容器底部的压强关系是p乙>p甲>p丙
③容器对桌面的压强关系是p'乙>p'丙>p'甲
④小球受到的浮力大小关系是F乙>F丙>F甲
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
12.(2分)如图甲所示,电源电压恒定,R为定值电阻,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。只闭合开关S和S1,滑片从最右端滑动到a点时,灯泡L恰好正常发光;只闭合开关S和S2,滑片从a点向某一方向移动,直到电压表示数与灯泡L的额定电压相同,两次调节过程中两电表示数关系如图乙所示( )
①电源电压为6V
②灯泡L的额定功率为2.16W
③滑片在a点时,滑动变阻器接入阻值为6Ω
④任意闭合开关和移动滑片,在电路安全的情况下,电路工作时消耗的最小功率为1.44W
⑤任意闭合开关和移动滑片,在电路安全的情况下,电路工作时消耗的最大功率为4.48W
A.①③ B.②③ C.②④⑤ D.②③④
二、填空题(本题共7小题,每空1分,共26分)
13.(5分)2024年1月,大舟七号货运飞船发射升空,并与空间站组合体完成自主对接:
(1)火箭拔地而起,冲向太空,此过程飞船的惯性大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”),火箭加速升空过程与汽油机 冲程的能量转化形式相同。
(2)飞船与空间站组合体对接过程中,以飞船为参照物,空间站是 的;地面工作人员是利用 传递信息来控制对接过程的,这种波在真空中的传播速度为 m/s。
14.(4分)春节是中国人民的传统节日,燃放烟花鞭炮是人们庆祝和祈福的常见方式,点燃鞭炮 而发出巨大的声音;鞭炮燃放过程中,空气中弥漫着浓浓的火药味 现象,分子的直径约10−10m,合 nm;为了不影响居民休息,很多地方规定晚上11点后禁放烟花鞭炮 减弱噪声。
15.(3分)某太阳能热水器装有100kg温度为20℃的水,阳光照射一天后,水温升高到80℃.热水器内的水吸收了 J热量,水是通过 的方式改变内能。若上述这些热量由天然气燃烧提供,则需要完全燃烧 m3的天然气,不考虑能量损失,天然气的热值为4×107J/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)。
16.(4分)如图所示,是为了搬运建筑材料而使用的简单机械。某次用该机械匀速起吊600kg的物体时,物体上升5m用时3s,则所做有用功是 J,总功的功率是 W,拉力F是 N。若用该装置提升质量更大的物体,其机械效率将 。
17.(3分)国产大型客机C919已成功载客飞行,飞机选用先进的合金材料减小了质量,这是因为材料本身的 较小,飞机起飞时在跑道上快速滑行,因为气体流速大的位置压强 ,从而受到升力的作用。飞机在跑道上快速滑行时,受到的摩擦力 (选填“变大”、“变小”、“不变”)。
18.(3分)小明在制作简易密度计时取一根长度为20cm的饮料吸管,将一些铜丝塞入吸管的下端作为配重,并用石蜡将吸管的下端封起来。其中配重的作用是 。如图所示,吸管漂浮在水中时,露出水面的长度为12cm,露出液面的长度为10cm,则该液体的密度为 kg/m3。要使密度计的两条刻度线之间距离大一些,可采取的措施是 。
19.(4分)灯泡L与定值电阻R组成的电路如图甲所示,L和R的I﹣U图像分别如图乙所示,闭合开关S,此时小灯泡的功率为3W,则电源电压为 V;流过定值电阻的电流为 A;电路中的总功率为 W;若将小灯泡与某个滑动变阻器串联在8V的电源两端,调节滑片,灯泡的功率为P1;继续调节滑片,当灯泡功率为滑动变阻器功率3倍时,灯泡的功率为P2,则P1:P2= 。
三、解答题(本题共12小题,共50分。解答第27、28题时要求写出必要的文字说明、公式和演算过程。)
20.(2分)如图所示,一粗糙水平传送带始终顺时针匀速转动,现将物体轻放(无初速度),请作出物体刚放上传送带时所受的摩擦力f的示意图。
21.(2分)为打造“宜居宜业”的城市环境,深圳市推出“公交惠民”活动,为确保乘客上下车安全(如图甲),通过后视镜司机可观察到车内乘客的具体情况。请在图乙中画出A处司机看到B处乘客的光路图。
22.(2分)如图甲是小明家的插座面板,其内部有三孔插座,USB供电模块及开关。三孔插座和供电模块由开关控制
23.(4分)小聪同学做了“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验,实验装置如图甲所示:
(1)实验时采用“水浴法”加热,试管里装入适量的 (选填“碎冰”或“大冰块”)。
(2)如图乙是根据实验记录绘制的温度随时间变化的图像,图像中a点的内能 (选填“大于”“小于”或“等于”)b点的内能;由图像可知BC段的物质处于 状态。
(3)试管中冰完全熔化后,持续加热得到图像中的DE段,这段时间内图甲试管中的水 (选填“能”或“不能”)沸腾。
24.(3分)在一次物理实验探究课上,某学习小组在“探究凸透镜成像的规律”实验中,进行了如下操作:
(1)通过探究,记录并绘制了像距v与物距u之间的关系图像,如图甲所示 cm。
(2)当蜡烛在如图乙所示位置时,调节光屏的位置可在光屏上得到一个倒立、放大的实像,生活中的 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用该成像原理工作的。
(3)在图乙中,小明借来物理老师的眼镜,将其放在蜡烛和凸透镜之间,向右移动光屏,光屏上的像又变清晰了 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
25.(5分)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,实验小组设计了如图甲所示的实验装置。
(1)实验中,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动,根据二力平衡知识 (选填“大于”、“等于”或“小于”)拉力的大小;
(2)比较图甲中第1次和第2次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与 (选填“压力大小”或“接触面的粗糙程度”)的关系;
(3)刚开始实验时,小明没有控制好力度,拉力随时间变化的图象如图乙所示,则木块在第7s时的摩擦力为 N;
(4)小芳同学将实验方法进行了改进,设计了如图丁的装置来进行实验。实验中,传送带上的木块受到的摩擦力方向是水平向 (选填“左”或“右”),此时弹簧测力计示数稳定,木块所受摩擦力为 N。
26.(4分)“低头族”长时间看手机,会引起颈部肌肉损伤。当头颅为竖直状态时,颈部肌肉的拉力为零,颈部肌肉会产生一定的拉力。为了研究颈部肌肉的拉力与低头角度大小的关系,项目化学小组建立一个头颅模型来模拟实验。如图甲所示,用1kg的头颅模型在重力作用下绕着这个质点O转动,A点为头颅模型的重心,将细线的一端固定在B点,用弹簧测力计拉着细线模型测量肌肉的拉力,细线拉力的方向始终垂直于OB,如图乙所示,通过实验记录出低头角度θ及细线拉力F的数据,如下表:
低头角度θ/度
0
15
30
45
60
细线拉力F/N
0
7.3
14.0
20.2
25.0
(1)在图乙中画出细线拉力的示意图。
(2)分析表中数据可知:低头角度越大,颈部肌肉的拉力就会越大,这是因为 。
(3)设人的头颅质量为3kg,当低头角度为60°时,颈部肌肉实际承受的拉力是 N。
(4)有利于保护颈椎的是 。(写一条即可)
27.(7分)实验小组为了比较不同物质的比热容,在两个相同的烧杯中分别装入质量相等的甲、乙两种液体,并用相同的酒精灯和相同的温度计同时进行了如图甲、乙所示的实验。
(1)加热时,缓慢地搅动玻璃棒,这是为了使甲、乙两种液体 。
(2)实验中,用相同酒精灯加热甲、乙两种液体,通过加热相同的时间比较 来比较甲、乙两种液体的比热容。
(3)在图甲、乙装置中,用相同酒精灯给两种液体加热相同的时间,甲液体吸收的热量 (大于/小于/等于)乙液体吸收的热量;升高相同的温度,甲液体吸收的热量 (大于/小于/等于)乙液体吸收的热量。
加热时间/min
0
2
4
6
8
温度/℃
甲
20
22.2
24
26
28
乙
20
21
22
23.1
24
(4)经实验得到了如表格记录的两组数据,分析实验数据可知, (甲/乙)液体的比热容更大; (甲/乙)液体更适合探究“电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系”。
(5)实验后,同学们对图甲、乙的装置进行了改进,将分别装有甲、乙液体的试管放在同一个烧杯中用水加热,这样做的好处是使液体受热均匀和 。
28.(3分)卓卓同学在手工课制作了一个超大号校徽,如图a所示,同组齐齐同学很好奇校徽是由什么材质制作的盐水=1.2g/cm3)
①将电子秤放在水平桌面上,将校徽放在电子秤上,电子秤示数如图b所示;
②将装有适量盐水的柱形小桶放在电子秤上,电子秤示数如图c所示;
③将校徽用细线拴好,缓慢放入装盐水的小桶中至浸没(不触底),电子秤示数如图d所示;
④该校徽的密度为 kg/m3;
⑤若齐齐做完实验后才发现,取下电子秤盘上的小桶后,电子秤的示数井并没有显示为“0000.0g”而是显示为“0000.7” (选填“偏大”或“偏小”);若校徽在实验过程中会吸收盐水,则齐齐在步骤④中所测得的校散的密度将 (选填“偏大”或“偏小”或“不变”)。
29.(5分)在“测定小灯泡的额定功率”的实验中,某实验小组选择的实验器材如图所示:额定电压为2.5V的小灯泡、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)(60Ω,1A)、开关各一个,1.5V的干电池四节
(1)请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路补充完整;(要求:滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表的示数变大)
(2)若连好电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表的指针几乎未动,则故障的原因可能是 (只有一个选项正确,将正确选项的序号填写到横线上);
A.小灯泡被短接
B.电流表断路
C.小灯泡断路
D.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P使小灯泡正常发光,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)小明认为不使用电流表也可以测出额定电流为I的小灯泡的额定功率,他利用已知阻值的定值电阻R,设计了如图丙所示的电路图。他先闭合开关S1和S,断开开关S2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为IR;再闭合开关S和S2,断开开关S1,保持滑片的位置不动,读出此时电压表的示数为U。则小灯泡的额定功率的表达式为P= (用已知量和测量量表示);
(5)小亮还想探究“导体两端的电压一定时,导体中的电流跟电阻的关系”。他利用原有的实验器材,又找来三个阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻,他需要地控制电压表的示数不低于 V才能完成实验探究。
30.(5分)“共享单车”低碳环保,便于出行,近期定西市安定区投放了大量的共享单车,其质量为20kg,每个轮胎与水平路面的接触面积为20cm2.(g=10N/kg)
求:(1)这样的单车受到的重力是多大?
(2)若质量45kg小强骑此车上学时,对水平路面上的压强是多大?
31.(8分)图甲是汽缸气压控制装置,可绕O点旋转的水平杠杆AOB通过轻质竖直硬棒连接轻质活塞和固定在地面上的力敏电阻RF,RF的阻值与所受压力F的关系图线如图丙所示。硬棒与A端、B端、活塞、RF均牢固连接,转轴O、活塞与汽缸间摩擦均不计,图乙是控制电路图,AO长0.5m,BO长0.4m2,当RF中的电流I≥0.05A时,电路将控制气泵向汽缸中打气。当RF中的电流≤0.04A时,电路将控制气泵从汽缸中抽气。将S闭合,该装置工作。(设大气压为1×105Pa,压力F仅在图丙所示范围内变化)
(1)若活塞向上推压硬棒,则汽缸内气体的压强 (填“大于”“等于”或“小于”)汽缸外大气压强,B点受到硬棒的压力向 (填“上”或“下”)。
(2)对装置进行调试:将电阻箱阻值调至某值,当电路中的电流I=0.045A时,RF受到向下的压力为100N。
求:
①电阻箱的阻值。
②此时汽缸内气体的压强。
③若将调试好的该装置移至气压低的高原地区工作时,该装置能控制的最大气压将 (填“增大”或“减小”)。为保持所控制的最大气压不变,可以采取的措施为 。
A.仅增大电阻箱R的阻值;
B.仅更换电源,使电源电压更小;
C.仅将支点O向左移动一段距离。
2024年江苏省南京师范大学附属中学江宁分校中考物理二模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分,每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题意)
1.(2分)以下新能源中,属于不可再生能源的是( )
A.风能 B.核能 C.太阳能 D.潮汐能
【答案】B
【解答】解:
风能、潮汐能,所以它们都是可再生能源。
核能源一旦消耗就很难再生,所以它是不可再生能源。
故选:B。
2.(2分)物理量的测量是物理实验的基本操作。以下测量工具的使用与读数正确的是( )
A.图甲:铅笔的长度为3.28cm
B.图乙:物体所受的重力为2.4N
C.图丙:烧杯和水的总质量为82.2g
D.图丁:用电器消耗的总电能是20216kW•h
【答案】B
【解答】解:A、图甲:铅笔的起始端没有与零刻度对齐,故铅笔长度不是3.28cm;
B.图乙弹簧测力计的分度值为0.4N,即物体所受的重力为2.4N;
C.图丙:游码标尺的分度值为7.2g,则烧杯和水的总质量为50g+20g+10g+2.8g=82.4g;
D.图丁:电能表的最后一位是小数,故D错误。
故选:B。
3.(2分)如图是一种用于粉尘、细菌收集的静电除尘装置的原理图。当含尘气体经过离子发生器时,空气分子被电离为正离子和电子,正离子使尘粒带正电奔向积尘盘的负极( )
A.该静电除尘装置利用了带电体能吸引轻小物体的性质
B.空气被电离使粉尘带上了电是创造电荷的过程
C.尘粒被吸附到积尘盘负极是因为异种电荷相互吸引
D.若轻小纸片靠近积尘盘被吸引,则该小纸片一定带正电
【答案】C
【解答】解:AC、含尘气体经过离子发生器时,正离子使尘粒带正电奔向积尘盘的负极,故A错误;
B、空气被电离没有创造电荷,故B错误;
D、若某轻小纸片靠近积尘盘被吸引,则该小纸片可能带正电,故D错误。
故选:C。
4.(2分)人工智能飞速发展的今天,智能配送机器人已被广泛使用,用户可通过人脸识别、输入(扫描),下列分析正确的是( )
A.机器人旁边的影子,是光沿直线传播形成的实像
B.机器人通过扫描条形码取货,条形码是光源
C.行人都能看见机器人,是由于阳光在它表面发生了漫反射
D.用户进行声纹识别时,利用了不同的人发出声音的音调不同
【答案】C
【解答】解:A、机器人旁边的影子,但是影子不是像;
B、条形码自身不能发光,故B错误;
C、行人从各个方向都能看到机器人,故C正确;
D、用户进行声纹识别时,故D错误。
故选:C。
5.(2分)我国“祝融号”火星车顶部安装有集热窗,里面填装有熔点为﹣26℃、沸点为196℃的正十一烷材料,帮助火星车对抗火星白天﹣3℃至夜晚﹣103℃的温度变化。关于正十一烷材料( )
A.正十一烷材料一定是非晶体
B.正十一烷材料熔化时温度升高
C.正十一烷材料在白天处于固态
D.利用正十一烷凝固放热对抗夜间低温
【答案】D
【解答】解:A、正十一烷材料的熔点为﹣26℃,所以是晶体;
B、晶体熔化时温度不变;
C、白天﹣3℃,低于沸点,故C错误;
D、夜晚﹣103℃,属于凝固现象,故D正确。
故选:D。
6.(2分)关于温度、热量、内能的关系,下列说法正确的是( )
A.冰熔化时吸收热量,内能增加,分子的运动越来越剧烈
B.对物体做功,它的内能一定增加,温度不一定升高
C.物体的温度升高,内能一定增加
D.物体的温度升高,一定是从外界吸收了热量
【答案】C
【解答】解:
A、分子热运动的剧烈程度与其温度有关,内能增加,所以分子运动的剧烈程度不变;
B、对物体做功,温度也不一定升高,其内能不变,故B错误;
C、同一物体,内能一定增加。
D、物体的温度升高,也可能是外界对它做了功。
故选:C。
7.(2分)2024年3月4日,世界泳联跳水世界杯蒙特利尔站比赛落幕,中国跳水队包揽全部金牌。如图跳板跳水运动有起跳、腾空、下落、入水几个阶段( )
A.运动员离开跳板腾空后受到平衡力作用
B.运动员对跳板的力大于跳板对运动员的力
C.运动员下落过程中重力势能主要转化为动能
D.运动员离开跳板后能继续上升是因为受到惯性的作用
【答案】C
【解答】解:A.运动员离开跳板腾空后做变速运动,受非平衡力的作用;
B.运动员对跳板的力和跳板对运动员的力是一对相互作用力,故B错误;
C.运动员下落过程中速度增大,高度降低,重力势能主要转化为动能;
D.惯性不是力,故D错误。
故选:C。
8.(2分)经颅磁刺激是一种利用脉冲磁场,改变大脑皮层神经细胞的膜电位使之产生感应电流。该技术在医学中应用十分广泛,下列能反映其工作原理的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解答】解:利用脉冲磁场,改变大脑皮层神经细胞的膜电位使之产生感应电流;
A、图中的实验为奥斯特实验,故A错误;
B、图中有电源,故B错误;
C、图中闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,这种现象叫电磁感应现象;
D、图中装置是电磁继电器,故D错误。
故选:C。
9.(2分)如图所示,水平面AC由粗糙程度相同的铁面AB和铜面BC拼接而成,AB=BC。磁铁M在水平拉力作用下从A到C做匀速直线运动1、t2,拉力做的功分别为W1、W2。则( )
A.t1=t2 W1=W2 B.t1<t2 W1=W2
C.t1=t2 W1>W2 D.t1>t2 W1<W2
【答案】C
【解答】解:(1)磁铁M在水平拉力作用下从A到C做匀速直线运动,且AB=BC,
根据v=可知,即t1=t2;
(2)因为AB为铁面,对磁铁有吸引力,对磁铁没有吸引力,
又因为铁面AB和铜面BC的粗糙程度相同,所以磁铁在AB面受到的摩擦力较大。
磁铁M在水平拉力作用下从A到C做匀速直线运动,处于平衡状态,大小相等,
所以磁铁在AB面受到的拉力较大,
又因为AB=CD,
所以,根据W=Fs可知,即W3>W2。
综上分析可知,选项C正确。
故选:C。
10.(2分)南方回南天,家庭使用简易烘干机(如图所示)时发现:烘干机发热时必须同时吹风,同时闭合定时开关和温控开关时产生热风,则其电路可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解答】解:由题意知,“仅闭合定时开关时产生冷风”;再根据“烘干机发热时必须同时吹风,可得出温控开关控制发热管;同时还可得出,温控开关在发热管的在的支路中。
故选:D。
11.(2分)三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如图所示( )
①液体的密度关系是ρ甲<ρ丙<ρ乙
②液体对容器底部的压强关系是p乙>p甲>p丙
③容器对桌面的压强关系是p'乙>p'丙>p'甲
④小球受到的浮力大小关系是F乙>F丙>F甲
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【解答】解:
三个完全相同的小球,其质量;
①小球在甲中下沉,故ρ球>ρ甲,在乙容器中漂浮,故ρ球<ρ乙,在丙中悬浮,故ρ球=ρ丙;所以三种液体的密度关系为:ρ甲<ρ丙<ρ乙,故①正确;
②静止时三个容器的液面恰好相平,即深度h相等,根据p=ρgh可知,甲容器底受到的液体压强最小乙>p丙>p甲,故②错误;
③开始时,液体的体积V甲=V乙=V丙,放入小球后,甲、丙溢出相同体积的液体甲′=V丙′;由于ρ甲<ρ丙,故m甲<m丙,重力G甲<G丙,乙液体溢出的最少,故剩余液体体积V乙′最大;
又因为ρ乙最大,所以乙的质量最大,故G甲<G丙<G乙;
容器相同,则容器重力相等,则小球的重力相等、容器内的液体和球的重力之和甲<F丙<F乙;
由于受力面积相同,由p=,p'乙>p'丙>p'甲,故③正确;
④由图知,小球在丙容器中悬浮,所以小球所受的浮力与自身的重力相等,浮力小于其重力乙=F丙>F甲,故④错误;
由上分析可知①③正确,共计2个。
故选:B。
12.(2分)如图甲所示,电源电压恒定,R为定值电阻,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。只闭合开关S和S1,滑片从最右端滑动到a点时,灯泡L恰好正常发光;只闭合开关S和S2,滑片从a点向某一方向移动,直到电压表示数与灯泡L的额定电压相同,两次调节过程中两电表示数关系如图乙所示( )
①电源电压为6V
②灯泡L的额定功率为2.16W
③滑片在a点时,滑动变阻器接入阻值为6Ω
④任意闭合开关和移动滑片,在电路安全的情况下,电路工作时消耗的最小功率为1.44W
⑤任意闭合开关和移动滑片,在电路安全的情况下,电路工作时消耗的最大功率为4.48W
A.①③ B.②③ C.②④⑤ D.②③④
【答案】B
【解答】解:(1)闭合开关S和S1,断开开关S2,灯泡和变阻器串联,电流表测量电路电流,在保障电路元件安全的情况下,由于灯泡电阻随温度变化,则另一次调节过程中电流表与电压表示数变化关系图像为图乙中的直线,电路中总电阻最大,电路中电流最小,灯泡两端电压为8.2VP=IR′=0.5A×20Ω=6V,
根据串联电路的电压特点可知电源电压U=UL′+UP=1.4V+6V=7.5V,故①错误;
(2)再断开开关S1闭合开关S2,电阻R和变阻器串联,电流表测量电路电流,由图乙可知,且变阻器滑片在a点时,电阻R两端的电压为3.5V,
此时变阻器接入电路中的电阻Ra====6Ω;
R的阻值R===10Ω,
当电路中的电流为0.36A时,R两端的电压等于灯泡的额定电压L=I′R=7.36A×10Ω=3.6V,
在闭合开关S和S3,断开开关S2,且滑片在a点时,灯泡的额定电流IL=Ia====0.6A,
灯泡的额定功率PL=ULIL=7.6V×0.5A=2.16W,故②正确;
(3)灯泡正常工作时的电阻RL===3Ω<R可知,功率最小,
故可知当闭合开关S和S2,断开开关S7,且变阻器接入电路中阻值最大时,
电路的总功率最小,为P小===1.728W;
(4)闭合开关S和S6,L和R′串联,电路中允许通过的最大电流等于灯泡的额定电流,电路允许的最大功率P大=UI大=7.2V×3.6A=4.32W,故⑤错误。
故选:B。
二、填空题(本题共7小题,每空1分,共26分)
13.(5分)2024年1月,大舟七号货运飞船发射升空,并与空间站组合体完成自主对接:
(1)火箭拔地而起,冲向太空,此过程飞船的惯性大小 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”),火箭加速升空过程与汽油机 做功 冲程的能量转化形式相同。
(2)飞船与空间站组合体对接过程中,以飞船为参照物,空间站是 运动 的;地面工作人员是利用 电磁波 传递信息来控制对接过程的,这种波在真空中的传播速度为 3×108 m/s。
【答案】(1)不变;做功;(2)运动;电磁波;3×108。
【解答】解:(1)火箭拔地面起,冲向太空,惯性大小不变,将内能转化为机械能。
(2)飞船与空间站组合体对接过程中,以飞船为参照物,是运动的,在真空中的传播速度为3×108m/s。
故答案为:(1)不变;做功;电磁波6。
14.(4分)春节是中国人民的传统节日,燃放烟花鞭炮是人们庆祝和祈福的常见方式,点燃鞭炮 振动 而发出巨大的声音;鞭炮燃放过程中,空气中弥漫着浓浓的火药味 扩散 现象,分子的直径约10−10m,合 0.1 nm;为了不影响居民休息,很多地方规定晚上11点后禁放烟花鞭炮 声源处 减弱噪声。
【答案】振动;扩散;0.1;声源处。
【解答】解:火药爆炸导致周围空气振动而发出爆炸声音;
空气中弥漫着浓浓的火药味道,这是扩散现象;
10﹣10m=10﹣10×109nm=0.8nm;
规定晚上11点后禁放烟花鞭炮,这是从声源处减弱噪声。
故答案为:振动;扩散;声源处。
15.(3分)某太阳能热水器装有100kg温度为20℃的水,阳光照射一天后,水温升高到80℃.热水器内的水吸收了 2.52×107 J热量,水是通过 热传递 的方式改变内能。若上述这些热量由天然气燃烧提供,则需要完全燃烧 0.63 m3的天然气,不考虑能量损失,天然气的热值为4×107J/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)水吸收的热量:
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(80℃﹣20℃)=2.52×107J;
(2)水从太阳光中吸收热量,内能增加,这是通过热传递的方式改变内能的;
(3)不考虑能量损失,Q放=Q吸=5.52×107J,
由Q放=qV可得,需要完全燃烧天然气的体积:
V===0.63m8。
故答案为:2.52×107;热传递;6.63。
16.(4分)如图所示,是为了搬运建筑材料而使用的简单机械。某次用该机械匀速起吊600kg的物体时,物体上升5m用时3s,则所做有用功是 3×104 J,总功的功率是 1.25×104 W,拉力F是 2.5×103 N。若用该装置提升质量更大的物体,其机械效率将 变大 。
【答案】3×104;1.25×104;2.5×103;变大。
【解答】解:有用功为:
W有=Gh=mgh=600kg×10N/kg×5m=3×103J;
根据η=可知
W总===2.75×104J,
总功的功率为:
P===1.25×103W;
由图可知,n=3,
根据W总=Fs=Fnh可知,拉力F为:
F===5.5×103N;
若用该装置提升质量更大的物体时,额外功不变,有用功与总功的比值变大。
故答案为:7×104;1.25×106;2.5×105;变大。
17.(3分)国产大型客机C919已成功载客飞行,飞机选用先进的合金材料减小了质量,这是因为材料本身的 密度 较小,飞机起飞时在跑道上快速滑行,因为气体流速大的位置压强 小 ,从而受到升力的作用。飞机在跑道上快速滑行时,受到的摩擦力 变小 (选填“变大”、“变小”、“不变”)。
【答案】密度;小;变小。
【解答】解:根据密度公式的变形式m=ρV知,体积一定时,选用先进的合金材料减小了飞机的质量;
飞机的机翼做成流线型,上表面弯曲,下表面比较平,从而形成向上的压强差;
飞机在跑道上快速滑行时,会产生向上的升力,所以受到的摩擦力变小。
故答案为:密度;小;变小。
18.(3分)小明在制作简易密度计时取一根长度为20cm的饮料吸管,将一些铜丝塞入吸管的下端作为配重,并用石蜡将吸管的下端封起来。其中配重的作用是 降低吸管的重心,从而让它能够竖直的漂浮在液面上 。如图所示,吸管漂浮在水中时,露出水面的长度为12cm,露出液面的长度为10cm,则该液体的密度为 0.8×103 kg/m3。要使密度计的两条刻度线之间距离大一些,可采取的措施是 适当增大配重或用更细的吸管等 。
【答案】降低吸管的重心,从而让它能够竖直的漂浮在液面上;0.8×103;适当增大配重或用更细的吸管等。
【解答】解:
(1)将一些铁丝从吸管的下端塞入作为配重是为了降低吸管的重心,从而让它能够竖直的漂浮在液面上。
(2)由于密度计不管是在水中还是在液体中,都是漂浮状态,
则F浮水=F浮液=G,
设密度计的底面积为S,已知吸管浸入水中的深度为8cm
则ρ水gSh水=ρ液gSh液,
即:1.5×103kg/m3×g×S×5.08m=ρ液×g×S×0.1m,
解得:ρ液=4.8×103kg/m2;
(3)由于F浮液=G,即ρ液gSh=G,
则:h=,
所以,在液体的密度变化相等的条件下,可增大G或减小S。
故答案为:降低吸管的重心,从而让它能够竖直的漂浮在液面上3;适当增大配重或用更细的吸管等。
19.(4分)灯泡L与定值电阻R组成的电路如图甲所示,L和R的I﹣U图像分别如图乙所示,闭合开关S,此时小灯泡的功率为3W,则电源电压为 6 V;流过定值电阻的电流为 0.3 A;电路中的总功率为 4.8 W;若将小灯泡与某个滑动变阻器串联在8V的电源两端,调节滑片,灯泡的功率为P1;继续调节滑片,当灯泡功率为滑动变阻器功率3倍时,灯泡的功率为P2,则P1:P2= 1:5 。
【答案】6;0.3;4.8;1:5。
【解答】解:(1)由图甲可知,灯泡和电阻并联,曲线为分别为L的I﹣U图像;
闭合开关S,L正常发光,根据P=UI、6V;
根据并联电路的电压特点可知定值电阻两端的电压和电源电压均为6V;
从图中可知通过定值电阻的电流为6.3A,
根据并联电路的电流特点可知干路电流I=IR+IL=0.4A+0.5A=5.8A,
根据P=UI可知电路总功率P=UI=6V×6.8A=4.6W。
(2)若将小灯泡与某个滑动变阻器串联在8V的电源两端,调节滑片,即:P滑1=5P1,则总功率:P总1=P滑8+P1=3P2+P1=4P8,所以,灯泡的功率:P1=P总1,
由于串联电路中电流处处相等,根据P=UI可知灯泡两端的电压为总电压的1=×8V=2V,
从图中可知通过灯泡的电流为3.3A,则灯泡的功率为P1=U4I1=2V×8.3A=0.2W;
继续调节滑片,当灯泡功率为滑动变阻器功率3倍时滑2=P2,则总功率:P总5=P滑2+P2=P2+P2=P8,所以,灯泡的功率:P2=P总2,
由于串联电路中电流处处相等,根据P=UI可知灯泡两端的电压为总电压的2=×8V=6V,
从图中可知通过灯泡的电流为5.5A,则灯泡的功率为P2=U6×I2=6V×3.5A=3W,
则P7:P2=0.3W:3W=1:6。
故答案为:6;0.5;1:5。
三、解答题(本题共12小题,共50分。解答第27、28题时要求写出必要的文字说明、公式和演算过程。)
20.(2分)如图所示,一粗糙水平传送带始终顺时针匀速转动,现将物体轻放(无初速度),请作出物体刚放上传送带时所受的摩擦力f的示意图。
【答案】
【解答】解:由于粗糙水平传送带始终顺时针匀速转动,将物体轻放(无初速度)在传送带上的一瞬间,所以物体受到水平向右的摩擦力f,沿水平向右的方向画一条有向线段,如图所示:
21.(2分)为打造“宜居宜业”的城市环境,深圳市推出“公交惠民”活动,为确保乘客上下车安全(如图甲),通过后视镜司机可观察到车内乘客的具体情况。请在图乙中画出A处司机看到B处乘客的光路图。
【答案】
【解答】解:平面镜成像时,像与物体关于镜面对称,连接像点B'与A与镜面相交于一点O,连接AO,则BO是入射光线,如下图所示:
22.(2分)如图甲是小明家的插座面板,其内部有三孔插座,USB供电模块及开关。三孔插座和供电模块由开关控制
【答案】
【解答】解:由题知,三孔插座和供电模块可以独立工作,而三孔插座和供电模块由总开关控制,由此按家庭电路连接的要求补画电路如图所示:
23.(4分)小聪同学做了“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验,实验装置如图甲所示:
(1)实验时采用“水浴法”加热,试管里装入适量的 碎冰 (选填“碎冰”或“大冰块”)。
(2)如图乙是根据实验记录绘制的温度随时间变化的图像,图像中a点的内能 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)b点的内能;由图像可知BC段的物质处于 固液共存 状态。
(3)试管中冰完全熔化后,持续加热得到图像中的DE段,这段时间内图甲试管中的水 不能 (选填“能”或“不能”)沸腾。
【答案】(1)碎冰;(2)小于;固液共存;(3)不能。
【解答】解:(1)探究晶体和非晶体的熔化实验时,一般采用水浴法,使物体受热比较均匀,便于记录实验温度;
(2)冰是晶体,由图象可知BC段表示冰处在熔化过程;该过程吸收热量,故a点的内能小于b点的内能;
(3)液体沸腾条件是达到沸点、继续吸热,就不再升高了,试管内温度也会达到沸点,就不能继续从烧杯中的水继续吸收热量了。
故答案为:(1)碎冰;(2)小于;(3)不能。
24.(3分)在一次物理实验探究课上,某学习小组在“探究凸透镜成像的规律”实验中,进行了如下操作:
(1)通过探究,记录并绘制了像距v与物距u之间的关系图像,如图甲所示 10 cm。
(2)当蜡烛在如图乙所示位置时,调节光屏的位置可在光屏上得到一个倒立、放大的实像,生活中的 投影仪 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用该成像原理工作的。
(3)在图乙中,小明借来物理老师的眼镜,将其放在蜡烛和凸透镜之间,向右移动光屏,光屏上的像又变清晰了 近视 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
【答案】(1)10;(2)投影仪;(3)近视。
【解答】解:(1)凸透镜成像时u=v=2f,
物体成倒立、等大的实像,结合图甲可得凸透镜的焦距为10cm。
(2)由乙图可知u=15 cm 此时f<u<2f,
成倒立、放大的实像。
(3)老师的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上的像由清晰变模糊,说明老师所带的眼镜的镜片对光线起了发散作用,则老师的眼镜是近视眼镜。
故答案为:(1)10;(2)投影仪。
25.(5分)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,实验小组设计了如图甲所示的实验装置。
(1)实验中,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动,根据二力平衡知识 等于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)拉力的大小;
(2)比较图甲中第1次和第2次实验,是为了探究滑动摩擦力大小与 压力大小 (选填“压力大小”或“接触面的粗糙程度”)的关系;
(3)刚开始实验时,小明没有控制好力度,拉力随时间变化的图象如图乙所示,则木块在第7s时的摩擦力为 3 N;
(4)小芳同学将实验方法进行了改进,设计了如图丁的装置来进行实验。实验中,传送带上的木块受到的摩擦力方向是水平向 左 (选填“左”或“右”),此时弹簧测力计示数稳定,木块所受摩擦力为 2.8 N。
【答案】(1)等于;(2)压力大小;(3)3;(4)左;2.8。
【解答】解:(1)实验时,用弹簧测力计水平拉动木块,物体在水平方向上受到平衡力的作用,可知滑动摩擦力的大小等于拉力的大小;
(2)由1、2两次接触面粗糙程度相同,滑动摩擦力也大,压力越大;
(3)由图丙知:5~6s物体做匀速运动,此时物体处于平衡状态,大小相等,所以滑动摩擦力为3N,但由于压力和接触面的粗糙程度不变,仍为2N,摩擦力为3N;
(4)木块在传送带上匀速运动,弹簧测力计对木块的拉力(水平向右)与木块所受滑动摩擦力为一对平衡力,方向相反;测力计分度值为0.2N。
故答案为:(1)等于;(2)压力大小;(4)左。
26.(4分)“低头族”长时间看手机,会引起颈部肌肉损伤。当头颅为竖直状态时,颈部肌肉的拉力为零,颈部肌肉会产生一定的拉力。为了研究颈部肌肉的拉力与低头角度大小的关系,项目化学小组建立一个头颅模型来模拟实验。如图甲所示,用1kg的头颅模型在重力作用下绕着这个质点O转动,A点为头颅模型的重心,将细线的一端固定在B点,用弹簧测力计拉着细线模型测量肌肉的拉力,细线拉力的方向始终垂直于OB,如图乙所示,通过实验记录出低头角度θ及细线拉力F的数据,如下表:
低头角度θ/度
0
15
30
45
60
细线拉力F/N
0
7.3
14.0
20.2
25.0
(1)在图乙中画出细线拉力的示意图。
(2)分析表中数据可知:低头角度越大,颈部肌肉的拉力就会越大,这是因为 人低头的角度越大,sinθ越大,则G的力臂越大,在重力不变,拉力力臂不变时,拉力越大 。
(3)设人的头颅质量为3kg,当低头角度为60°时,颈部肌肉实际承受的拉力是 75 N。
(4)有利于保护颈椎的是 不要长时间低头看手机 。(写一条即可)
【答案】(1)见解答图;(2)人低头的角度越大,sinθ越大,则G的力臂越大,在重力不变,拉力力臂不变时,拉力越大;(3)75;(4)不要长时间低头看手机。
【解答】解:(1)由题意知,细线拉力的方向应垂直于OB向下
(2)图乙中,F的力臂为OBG,如图所示:
根据杠杆的平衡条件可得:G•LG=F•LF,
则F==,人低头的角度越大,则G的力臂越大,拉力力臂不变时;
(3)由表格中数据知,当低头角度为60°时,细线的拉力为25N;
若m=3kg,由于角度不变,则拉力F=3×25N=75N;
(4)由于低头会使颈椎所受压力变大,且角度越大,所以要保护颈椎,可适当抬高手机屏幕,且低头看书久了应适当抬头。
故答案为:(1)见解答图;(2)人低头的角度越大,则G的力臂越大,拉力力臂不变时;(3)75。
27.(7分)实验小组为了比较不同物质的比热容,在两个相同的烧杯中分别装入质量相等的甲、乙两种液体,并用相同的酒精灯和相同的温度计同时进行了如图甲、乙所示的实验。
(1)加热时,缓慢地搅动玻璃棒,这是为了使甲、乙两种液体 受热均匀 。
(2)实验中,用相同酒精灯加热甲、乙两种液体,通过加热相同的时间比较 温度升高量 来比较甲、乙两种液体的比热容。
(3)在图甲、乙装置中,用相同酒精灯给两种液体加热相同的时间,甲液体吸收的热量 等于 (大于/小于/等于)乙液体吸收的热量;升高相同的温度,甲液体吸收的热量 小于 (大于/小于/等于)乙液体吸收的热量。
加热时间/min
0
2
4
6
8
温度/℃
甲
20
22.2
24
26
28
乙
20
21
22
23.1
24
(4)经实验得到了如表格记录的两组数据,分析实验数据可知, 乙 (甲/乙)液体的比热容更大; 甲 (甲/乙)液体更适合探究“电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系”。
(5)实验后,同学们对图甲、乙的装置进行了改进,将分别装有甲、乙液体的试管放在同一个烧杯中用水加热,这样做的好处是使液体受热均匀和 相同时间内甲、乙吸收热量完全相同 。
【答案】(1)受热均匀;(2)温度升高量;(3)等于;小于;(4)乙;甲;(5)相同时间内甲、乙吸收热量完全相同。
【解答】解:(1)实验中为了使甲、乙两种液体受热均匀,缓慢地搅动玻璃棒。
(2)实验中,用相同酒精灯加热甲,通过加热相同的时间观察温度升高量来比较甲,加热相同的时间,甲,甲、乙液体质量相同,比热容大。
(3)在图甲、乙装置中,酒精灯释放的热量相同;由表格数据可知,甲需要4分钟,由转换法知;
(4)分析实验数据可知,质量相同的甲,吸收相同热量,说明乙液体的吸热能力更强,吸收相同的热量,更适合探究“电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系”;
(5)由图丙得,甲、乙在同一热源中采用水浴加热、乙吸收热量完全相同、乙受热均匀。
故答案为:(1)受热均匀;(2)温度升高量;小于;甲;(5)相同时间内甲。
28.(3分)卓卓同学在手工课制作了一个超大号校徽,如图a所示,同组齐齐同学很好奇校徽是由什么材质制作的盐水=1.2g/cm3)
①将电子秤放在水平桌面上,将校徽放在电子秤上,电子秤示数如图b所示;
②将装有适量盐水的柱形小桶放在电子秤上,电子秤示数如图c所示;
③将校徽用细线拴好,缓慢放入装盐水的小桶中至浸没(不触底),电子秤示数如图d所示;
④该校徽的密度为 3.0×103 kg/m3;
⑤若齐齐做完实验后才发现,取下电子秤盘上的小桶后,电子秤的示数井并没有显示为“0000.0g”而是显示为“0000.7” 偏大 (选填“偏大”或“偏小”);若校徽在实验过程中会吸收盐水,则齐齐在步骤④中所测得的校散的密度将 偏大 (选填“偏大”或“偏小”或“不变”)。
【答案】④3.0×103;⑤偏大;偏大。
【解答】解:由图b可知校徽质量:m=530.0g=0.53kg,
由图6中的cd,变化的质量为:Δm=1360.6g﹣1220.6g=140g=7.14kg,
根据变化的质量得出变化的压力:ΔF=Δmg=0.14kg×10N/kg=1.2N,变化压力大小等于金属块受到的浮力大小浮=ρ液gV排,
校徽的体积:V=V排==≈2.17×10﹣4m3,
则校徽的密度ρ==≈3.0×103kg/m8,
取下电子秤盘上的小桶后,电子秤的示数并没有显示为“0000.0g”,说明电子秤没有调零,而在步骤②③中根据质量变化量求出的浮力没有受到影响,根据密度公式可知测得校徽的密度偏大;
若校徽在实验过程中会吸收盐水,会导致d中电子秤的示数变小,则测得校徽排开水的体积(即校徽体积)变小。
故答案为:④3.3×103;⑤偏大;偏大。
29.(5分)在“测定小灯泡的额定功率”的实验中,某实验小组选择的实验器材如图所示:额定电压为2.5V的小灯泡、电流表(0~0.6A,0~3A)、电压表(0~3V,0~15V)(60Ω,1A)、开关各一个,1.5V的干电池四节
(1)请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路补充完整;(要求:滑动变阻器的滑片P向左移动时,电流表的示数变大)
(2)若连好电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表的指针几乎未动,则故障的原因可能是 A (只有一个选项正确,将正确选项的序号填写到横线上);
A.小灯泡被短接
B.电流表断路
C.小灯泡断路
D.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P使小灯泡正常发光,则小灯泡的额定功率为 0.75 W;
(4)小明认为不使用电流表也可以测出额定电流为I的小灯泡的额定功率,他利用已知阻值的定值电阻R,设计了如图丙所示的电路图。他先闭合开关S1和S,断开开关S2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为IR;再闭合开关S和S2,断开开关S1,保持滑片的位置不动,读出此时电压表的示数为U。则小灯泡的额定功率的表达式为P= (U﹣IR)I (用已知量和测量量表示);
(5)小亮还想探究“导体两端的电压一定时,导体中的电流跟电阻的关系”。他利用原有的实验器材,又找来三个阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻,他需要地控制电压表的示数不低于 2 V才能完成实验探究。
【答案】(1);(2)A;(3)0.75;(4)(U﹣IR)I;(5)2。
【解答】解:(1)小灯泡的额定电压为2.5V,故电压表的量程应选8~3V,滑动变阻器的滑片P向左移动时,说明滑动变阻器的电阻变小,如如所示:;
(2)电流表的指针有偏转,说明电路短路,说明小灯泡两端无电压,故选A;
(3)电流表的量程为0~3.6A,故由图乙得出小灯泡的额定电流为0.7A额=U额I额=2.5V×2.3A=0.75W;
(4)闭合S和S5,断开S2,移动滑动变阻器滑片,使电压表的示数为IR,
闭合S和S2,断开S3,滑片静止不动,此时电压表测量小灯泡和定值电阻两端的电压;
此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,灯的额定电压为:U额=U﹣IR,
小灯泡额定功率的表达式:P=U额I=(U﹣IR)I;
(5)当定值电阻为30Ω,变阻器的阻值为60Ω,
此时电路中电流:,
最小电压:U最小=IR=A×30Ω=2V,所以不能使电阻两端的电压更小。
故答案为:(1)如上图所示;(2)A;(4)(U﹣IR)I。
30.(5分)“共享单车”低碳环保,便于出行,近期定西市安定区投放了大量的共享单车,其质量为20kg,每个轮胎与水平路面的接触面积为20cm2.(g=10N/kg)
求:(1)这样的单车受到的重力是多大?
(2)若质量45kg小强骑此车上学时,对水平路面上的压强是多大?
【答案】(1)这样的单车受到的重力是200N;
(2)若质量45kg小强骑此车上学时,对水平路面上的压强是1.625×105Pa。
【解答】解:(1)这样的单车受到的重力:
G车=m车g=20kg×10N/kg=200N;
(2)小强的重力:
G人=m人g=45kg×10N/kg=450N,
小强骑此车上学时,对水平路面的压力:
F=G车+G人=200N+450N=650N,
对水平路面上的压强:
p===2.625×105Pa。
答:(1)这样的单车受到的重力是200N;
(2)若质量45kg小强骑此车上学时,对水平路面上的压强是1.625×102Pa。
31.(8分)图甲是汽缸气压控制装置,可绕O点旋转的水平杠杆AOB通过轻质竖直硬棒连接轻质活塞和固定在地面上的力敏电阻RF,RF的阻值与所受压力F的关系图线如图丙所示。硬棒与A端、B端、活塞、RF均牢固连接,转轴O、活塞与汽缸间摩擦均不计,图乙是控制电路图,AO长0.5m,BO长0.4m2,当RF中的电流I≥0.05A时,电路将控制气泵向汽缸中打气。当RF中的电流≤0.04A时,电路将控制气泵从汽缸中抽气。将S闭合,该装置工作。(设大气压为1×105Pa,压力F仅在图丙所示范围内变化)
(1)若活塞向上推压硬棒,则汽缸内气体的压强 大于 (填“大于”“等于”或“小于”)汽缸外大气压强,B点受到硬棒的压力向 上 (填“上”或“下”)。
(2)对装置进行调试:将电阻箱阻值调至某值,当电路中的电流I=0.045A时,RF受到向下的压力为100N。
求:
①电阻箱的阻值。
②此时汽缸内气体的压强。
③若将调试好的该装置移至气压低的高原地区工作时,该装置能控制的最大气压将 减小 (填“增大”或“减小”)。为保持所控制的最大气压不变,可以采取的措施为 C 。
A.仅增大电阻箱R的阻值;
B.仅更换电源,使电源电压更小;
C.仅将支点O向左移动一段距离。
【答案】(1)大于;上;
(2)①电阻箱的阻值为50Ω;
②此时A端所受压力为80N;
③此时汽缸内气体的压强为1.08×105Pa;
(3)减小;C。
【解答】解:(1)活塞向上推压硬棒,说明气缸内气体的压强大于气缸外的大气压强,力的作用是相互的;
(2)①闭合开关,电阻箱和力敏电阻串联接入电路,根据欧姆定律可得电路总电阻:R总==200Ω,
RF受到向下的压力为100N,由图可知力敏电阻的阻值为150Ω,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以电阻箱接入电路的电阻:R=R总﹣RF=200Ω﹣150Ω=50Ω;
②根据杠杆平衡条件可得FA×OA=FB×OB,根据力的作用是相互的可知B点受到的压力为100N,
FA×4.5m=100N×0.5m,
则FA=80N;
③大气压为1×105Pa,此时气缸内气体的压强:p=5Pa=+2×105Pa=1.08×105Pa;
(3)若将调试好的该装置移至气压低的高原地区工作时,气缸内外压强差变大,根据杠杆平衡条件FA×OA=FB×OB可知B点受到的压力变大,由图可知力敏电阻的阻值变大,若小于设定值0.04A时,所以该装置能控制的最大气压将减小;
为保持所控制的最大气压不变,根据欧姆定律可知电路总电阻不变;
或在力敏电阻的阻值变大时,即串联电路总电阻变大时,根据欧姆定律可知需增大电源电压;
或根据杠杆平衡条件保持B点受到的力不变,A点受到的压力变大A×OA=FB×OB可知需减小OA的值,所以将支点O向左移动一段距离。
答:(1)大于;上;
(2)①电阻箱的阻值为50Ω;
②此时A端所受压力为80N;
③此时汽缸内气体的压强为1.08×106Pa;
(3)减小;C。
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