内容正文:
2023-2024学年第二学期甘肃省武威市凉州区东河中学联考
九年级物理三模试卷
一、选择题(共20分)
1. 小明即将参加初中学业水平体育考试,以下有关体育考试中物理量的估测,最接近实际的是( )
A. 考试用的实心球所受的重力约为20N
B. 小明跑完1000米所需的时间约为1.5min
C. 小明立定跳远的成绩为10m
D. 小明50m短跑的速度大约为10m/s
2. 初中三年的同窗学习,使同学们建立了深厚的友谊,能“闻声知人”,其判断主要是根据声音的( )
A. 音调 B. 响度 C. 音色 D. 声速
3. 对图中所示光现象的描述正确的是( )
A. 图甲中,漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律
B. 图乙中,人配戴的凹透镜可以矫正远视眼
C. 图丙中,光的色散现象中可以看出红光的偏折程度最大
D. 图丁中,平面镜成像的原因是光的反射
4. 学会受力分析和杠杆对初中学习力学有很大的帮助。题图所示的作图正确的是( )
A. 甲:水平向右减速的木块的受力情况
B. 乙:静止在斜面上的木块的受力情况
C. 丙:推着圆柱体油桶越过台阶的最小力
D. 丁:作用在杠杆上的动力F的力臂
5. 如图所示,完全相同的甲、乙两个烧杯内装有密度不同的液体.在两烧杯中,距离杯底同一高度处有 A、B 两点,已知 A、B 两点压强相等,则烧杯甲、乙对桌面的压强 p 甲、p 乙大小关系为
A. p 甲<p 乙 B. p 甲>p 乙
C. p 甲= p乙 D. 条件不足,无法判断.
6. 下列关于生活中的物态变化现象,说法正确的是( )
A. 水沸腾时吸收热量,温度保持不变
B. 冰在熔化的过程中吸收热量,温度不断升高
C. 夏天,雪糕周围的“白气”是空气中的水蒸气汽化所形成的
D. 严冬,窗户上的“冰花”是凝华现象,结在玻璃的外侧
7. 水平地面上有底面积为300cm2、不计质量的薄壁盛水柱形容器A,内有质量为400g、边长为10cm、质量分布均匀的正方体物块B,通过一根长10cm的细线与容器底相连,如图所示,此时水面距容器底30cm,则下列相关说法错误的是()
A. 此时物块B受到的拉力为6N
B. 容器对水平地面的压力是84N
C. 剪断绳子,待物块静止后水平地面受到的压强变化了200Pa
D. 剪断绳子,待物块静止后水对容器底的压强变化了200Pa
8. 如图所示,下列关于内能的说法正确的是( )
A. 图甲,冰山的温度低于0℃,冰山没有内能
B. 图乙,钻木取火的过程是将机械能转化为内能
C. 图丙,用铁锅炒菜是因为铁锅的比热容较大
D. 图丁,瓶塞飞起,瓶内气体的内能增大、温度升高
9. 额定电压均为6V的甲、乙两灯,U-I图线如图所示下列说法正确的是
A. 甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小
B. 甲、乙两灯的额定功率之比为4:1
C. 甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时,电阻之比为3:2
D. 甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时,实际功率之比为1:3
10. 如图为直流电动机的工作原理图。下列分析中正确的是( )
A. 电动机的工作原理是电磁感应
B. 电动机工作过程中,线圈中的电流方向保持不变
C. 仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向
D. 电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能
二、填空题(共23分)
11. 甲、乙两同学在平直的路面上同向行进,他们运动的s﹣t图像如图所示,开始计时时两位同学相距 ___________m,分析图像可判断从计时开始,经过 ___________s后甲、乙两同学相距6m。
12. 温度一定时,声波在不同介质中的传播速度是_____的(选填“相同”或“不同”).图中蒙住双眼的小王能辨别周围同学的声音,这是因为不同人声音的_____不同,同时还可以根据声音的______来大致判断周围同学离他的远近(均选填“响度”、“音调”、“音色”).
13. 晚上,小明在客厅的窗户玻璃上看到了客厅里灯的像,这是光的 _______现象。如图所示,水平向左缓慢推动玻璃窗,则小明通过玻璃窗看到的像 ___________,像的大小 ______。
14. 如图,射箭时手用力将弓弦拉弯,说明力可以改变物体的______;同时,人的手指会感觉被弓弦勒疼,说明______;放手后,弓弦将箭向前推出,说明力能改变物体的______。
15. 一艘轮船排水量为1000t,满载时船身受到的浮力为__N。从海里驶入河里,它受到的浮力__;它排开水的体积__。
16. 小华同学用煤炉给10kg的水加热,当水温从20℃上升到80℃时,完全燃烧了0.2kg的煤。在此过程中水吸收的热量为____________J,煤完全燃烧产生的热量为_______J,煤炉烧水时的加热效率为_______[ c水=4.2×103J/(kg·℃),q煤=3×107J/kg]。
17. 为了优化生活环境,城市建设部门在全市范围内展开了“雨污分流”工程建设。经太阳曝晒后发现砂石的温度明显高于旁边水池里的水温,这是因为砂石的比热容 ___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)水的比热容。如图所示为汽油机的 ___________冲程,若该单缸四冲程汽油机1s内对外做功20次,则汽油机转速为 ___________转/min。
18. 两种电学元件L与R的I-U关系图像如图所示,分析该图像,R的阻值为____________Ω;将L与R并联在电源两端的电压恒定为4V的电路中,干路中的电流为_______A;若将L与R串联在电源两端的电压恒定为5V的电路中,L两端的电压为______V。
三、作图题(共3分)
19. 在符合安全用电原则的前提下,请将带有保险丝的三孔插座和带有开关的电灯分别接入电路中。
四、实验探究题(共13分)
20. 小明同学从家里带了一块正方体木块和金属块,到学校实验室测其密度。
(1)将天平放在水平台上,游码调到标尺左端零刻度线处,发现指针偏向分度盘中线的右侧,应向______(填“左”或“右”)调节平衡螺母,直至横梁平衡;
(2)用天平测木块的质量,天平平衡时如题图甲所示,木块质量为______g。量筒中装适量水如题上图乙所示,将木块压没在量筒的水中,液面与40mL刻度线相平,木块密度为______;
(3)如果考虑到木块吸水,以上方法所测木块密度值偏______(选填“大”或“小”);
(4)小明在测量金属块的密度时发现,金属块的质量超过了天平的称量,重力也超过了弹簧测力计的量程。于是小明又设计了如下方法测出了金属块的密度。请帮他完成实验;()
①将浸没在水中的金属块挂在弹簧测力计上,并向上提起(未露出水面),如题图丙所示。静止时弹簧测力计的示数为;
②手拉弹簧测力计向上移动,金属块的体积一半露出水面,如图丁所示,这时弹簧测力计的示数为;
③金属块的密度______。
21. 探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:三节新的干电池(电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω;2A”字样)(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω),开关一个,导线若干。小明等同学设计了如图甲所示的电路图。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电流表示数变小_________。
(2)将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,应向_________(填“左”或“右”)适当调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数保持3V不变。
(3)图丙是根据实验数据画出的定值电阻的I﹣R图像,由此可得,当电压一定时_________。
(4)小明同学继续探究,再次换接50Ω的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片P,为了完成这次实验,他采取的措施可行的是_________。
A.调高电源电压
B.再串联一个10Ω的电阻
(5)小明将电阻R更换成额定电压为2.5V的小灯泡后,继续测量小灯泡的电功率。某次实验时,电流表的示数如图丁所示_________A;移动滑片P,记下多组电压和电流值,根据图像的信息,小灯泡的额定电功率为_________W。
(6)实验时,由于操作失误,在未断开开关的情况下,电压表的示数_________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(7)在没有电流表的情况下,用如图己所示的实验电路,也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为R,实验步骤如下:
①只闭合开关S、S1,调节滑片,使电压表示数为U额;
②保持滑片位置不变,只闭合开关S、S2,此时电压表的示数为U;
可知小灯泡的额定功率P额=_________(用U额、U和R表示)。
五、简答题(共3分)
22. 在高速公路上,坐在行驶汽车中车窗旁的小雨打开车窗玻璃时,长发被“吸”到了窗外。请你用所学的物理知识解释其原因。
六、计算题(共18分)
23. 某小汽车重力为,轮胎接地总受力面积为。该车在水平路面上以90kW的恒定功率从静止启动并沿直线行驶,其速度与时间的关系图像如图所示,求:
(1)小汽车静止时对水平地面的压强;
(2)小汽车在匀速阶段通过的路程;
(3)小汽车在匀速阶段牵引力所做的功。
24. 节能减排是当今社会的主题,充分利用太阳能是当今社会发展的需要。太阳能热水器已经走进千家万户,如图所示是小明家的太阳能热水器。它在晴天利用太阳能集热,则用标有“220V 2000W”字样的电热管对水加热。该太阳能热水器的容积为0.12m3,求:[水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃),水的密度ρ水=1.0×103kg/m3]
(1)该热水器电热管正常工作时的电阻;
(2)利用太阳能将满箱水的温度从25℃加热到75℃,水吸收的热量;
(3)与上述水吸收热量相当的电能可供“220V 40W”的电灯正常工作时间。
25. 如图甲乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图,它的工作电压为220V,R1和R2均为电烤箱中的加热元件,R2的阻值为70Ω。当只闭合S1时为低温挡,低温挡电烤箱的电功率为440W。
(1)发热电阻R1的阻值是多少?
(2)高温挡的电功率是多少?
(3)傍晚用电高峰时,小余关闭家里所有用电器,只让电烤箱以高温挡工作,发现在30s内电能表的转盘转了25转,电能表的铭牌如图丙所示,则用电高峰时电烤箱的实际功率为多少?(不考虑电阻值随温度的变化)
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2023-2024学年第二学期甘肃省武威市凉州区东河中学联考
九年级物理三模试卷
一、选择题(共20分)
1. 小明即将参加初中学业水平体育考试,以下有关体育考试中物理量的估测,最接近实际的是( )
A. 考试用的实心球所受的重力约为20N
B. 小明跑完1000米所需的时间约为1.5min
C. 小明立定跳远的成绩为10m
D. 小明50m短跑的速度大约为10m/s
【答案】A
【解析】
【详解】A.考试用的实心球的质量在2kg左右,受到的重力大约为
G=mg=2kg×10N/kg=20N
左右,故A符合题意;
B.中学生跑完1000m的时间在3min左右,故B不符合题意;
C.中学生立定跳远的成绩在2m左右,故C不符合题意;
D.中学生50m短跑的成绩在7s左右,速度大约为
故D不符合题意。
故选A。
2. 初中三年的同窗学习,使同学们建立了深厚的友谊,能“闻声知人”,其判断主要是根据声音的( )
A. 音调 B. 响度 C. 音色 D. 声速
【答案】C
【解析】
【详解】不同发声体发出声音的音色不同,能“闻声知人”,其判断主要是根据声音的音色,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3. 对图中所示光现象的描述正确的是( )
A. 图甲中,漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律
B. 图乙中,人配戴的凹透镜可以矫正远视眼
C. 图丙中,光的色散现象中可以看出红光的偏折程度最大
D. 图丁中,平面镜成像的原因是光的反射
【答案】D
【解析】
【详解】A.漫反射的光线尽管杂乱无章,但每条光线仍然遵循光的反射定律,故A错误;
B.近视眼是由于晶状体太厚,对光的会聚能力太强,因此需要佩戴凹透镜矫正,远视眼是由于晶状体太薄,对光的会聚能力太弱,因此需要佩戴凸透镜矫正,故B错误;
C.白光通过三棱镜时,因为不同颜色的光通过玻璃时偏折的角度不同,白光通过三棱镜分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光,因此可知红光的偏折程度最小,故C错误;
D.平面镜成虚像,虚像是反射光线的反向延长线会聚而成的,虚像不会发出光线,故D正确。
故选D。
4. 学会受力分析和杠杆对初中学习力学有很大的帮助。题图所示的作图正确的是( )
A. 甲:水平向右减速的木块的受力情况
B. 乙:静止在斜面上的木块的受力情况
C. 丙:推着圆柱体油桶越过台阶的最小力
D. 丁:作用在杠杆上的动力F的力臂
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据受力分析可知,水平向右减速的木块,在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力作用,水平方向上受到向左的摩擦力作用,故A错误;
B.根据受力分析可知,静止在斜面上的木块,受到竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力以及沿斜面向上的摩擦力作用,故B错误;
C.推着圆柱体油桶越过台阶,此时圆柱体相当于一个杠杆,支点为O点,如图所示,此时F的力臂最大,根据杠杆平衡条件可知,此时的推力F最小,故C正确;
D.由图丁可知,O为支点,动力F的力臂是指从O点到力F作用线的距离,而图中只是截取了力的作用线的一部分,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,完全相同的甲、乙两个烧杯内装有密度不同的液体.在两烧杯中,距离杯底同一高度处有 A、B 两点,已知 A、B 两点压强相等,则烧杯甲、乙对桌面的压强 p 甲、p 乙大小关系为
A. p 甲<p 乙 B. p 甲>p 乙
C. p 甲= p乙 D. 条件不足,无法判断.
【答案】A
【解析】
【详解】(1)由图知,A、B所处的深度hA>hB,而A.B两点压强相等,即pA=pB,由p=ρgh可知液体密度ρA<ρB;
(2)设A.B距离杯底的高度为h,烧杯底受到的压强:
p底甲=pAρAgh,
p底乙=pBρBgh,
因为
pA=pB,ρA<ρB,
所以
pAρAgh<pBρBgh,
所以烧杯底受到的压强:
p底甲<p底乙,
因为烧杯是直壁容器,烧杯底受到的压强:
p=,
设液体重分别为G甲、G乙,烧杯底面积为S,
p底甲=,
p底乙=,
可得:
<,
两烧杯内液体重:
G甲<G乙;
(3)因为烧杯对桌面的压力:
F=G杯G液,
所以甲烧杯对桌面的压力:
F甲=G杯G甲,
乙烧杯对桌面的压力:
F乙=G杯G乙,
所以烧杯对桌面的压力:
F甲<F乙,
因为p=、受力面积相同,所以烧杯甲、乙对桌面的压强
p甲<p乙;
故选A。
6. 下列关于生活中的物态变化现象,说法正确的是( )
A. 水沸腾时吸收热量,温度保持不变
B. 冰在熔化的过程中吸收热量,温度不断升高
C. 夏天,雪糕周围的“白气”是空气中的水蒸气汽化所形成的
D. 严冬,窗户上的“冰花”是凝华现象,结在玻璃的外侧
【答案】A
【解析】
【详解】A.水沸腾时吸收热量,温度保持在沸点不变,故A正确;
B.冰是晶体,冰在熔化的过程中吸收热量,温度保持不变,故B错误;
C.夏天,雪糕周围的“白气”是空气中的水蒸气遇到冷的雪糕液化所形成的小水珠,故C错误;
D.严冬,室外温度较低,室内温度较高,窗户上的“冰花”是室内空气中温度较高的水蒸气遇到冷的玻璃凝华成的小冰晶,,结在玻璃的内侧,故D错误。
故选A。
7. 水平地面上有底面积为300cm2、不计质量的薄壁盛水柱形容器A,内有质量为400g、边长为10cm、质量分布均匀的正方体物块B,通过一根长10cm的细线与容器底相连,如图所示,此时水面距容器底30cm,则下列相关说法错误的是()
A. 此时物块B受到的拉力为6N
B. 容器对水平地面的压力是84N
C. 剪断绳子,待物块静止后水平地面受到的压强变化了200Pa
D. 剪断绳子,待物块静止后水对容器底的压强变化了200Pa
【答案】C
【解析】
【详解】A. 木块的重力:GB=mBg=0.4kg×10N/kg=4N,木块浸没在水中,则V排=V木=(10cm)3=1000cm3=1×10−3m3,物体浸没时受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10−3m3=10N,绳子的拉力为:F=F浮−GB=10N−4N=6N;故A正确;B. 容器内水的体积V=Sh=300cm2×30cm−1000cm3=8000cm3=8×10−3m3,由ρ=可得,水的质量m水=ρV=1.0×103kg/m3×8×10−3m3=8kg,因不计质量的薄壁盛水柱形容器,则容器对水平地面的压力F=G总=(m水+mB)g=(0.4kg+8kg)×10N/kg=84N,故B正确; C. 绳子断和断之前,容器对桌面的压力不变,受力面积不变,故剪断绳子,待物块静止后水平地面受到的压强没有变化,故C错误;D. 物块B的重力:G=mg=0.4kg×10N/kg=4N,剪断绳子,待物块B静止后漂浮,F′浮=G=4N;由F浮=ρ液gV排可得,木块漂浮时排开水的体积:V′排==4×10−4m3,液面下降的深度为:△h==0.02m,水对容器底的压强变化量:△p=ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa.故D正确;故选C.
【点睛】(1)物体在水中受到三个力的作用:重力、浮力和绳子的拉力.利用G=mg求出木块的重力,木块浸没在水中,求出木块的体积,即排开水的体积,利用F浮=ρ水gV排计算木块受到的浮力;已知物重和浮力,两者之差就是绳子的拉力;(2)容器对水平地面的压力等于容器、水、木块的重力之和;(3)绳子断和断之前,容器对桌面的压力不变等于容器重、水重和木块重之和,再利用压强公式分析对地面的压强.(4)根据漂浮时浮力与重力的关系得出木块受到的浮力;根据根据F浮=ρ液gV排得出木块排开水的体积,根据V排的变化得出水深度的变化,从而可得压强的变化.
8. 如图所示,下列关于内能的说法正确的是( )
A. 图甲,冰山的温度低于0℃,冰山没有内能
B. 图乙,钻木取火的过程是将机械能转化为内能
C. 图丙,用铁锅炒菜是因为铁锅的比热容较大
D. 图丁,瓶塞飞起,瓶内气体的内能增大、温度升高
【答案】B
【解析】
【详解】A.一切物体在任何情况下都具有内能,冰山的温度低于0℃,冰山仍然具有内能,故A错误;
B.钻木取火过程中,消耗机械能,产生内能,将机械能转化为内能,故B正确;
C.用铁锅炒菜是因为铁锅的导热性好,比热容小,故C错误;
D.瓶塞飞起,瓶内气体的内能减少,温度降低,故D错误。
故选B。
9. 额定电压均为6V的甲、乙两灯,U-I图线如图所示下列说法正确的是
A. 甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小
B. 甲、乙两灯的额定功率之比为4:1
C. 甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时,电阻之比为3:2
D. 甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时,实际功率之比为1:3
【答案】D
【解析】
【详解】A.由甲、乙曲线图可知,灯泡的电阻随电压的增大而增大.故A错误;
B.由于甲、乙两灯的额定电压均为6V,由图象可知:I甲额=0.6A,I乙额=0.3A,则 ,故B错误;
C、甲、乙两灯并联在2V的电源两端时,由图象可知:I甲=0.3A,I乙=0.2A,根据 可知电阻之比是: ,故C错误;
D.把甲、乙两灯串联接在8V的电源上时,通过它们的电流相等,且电源的电压等于两灯泡两端的电压之和,由图象知道,当电路中的电流为0.3A,甲灯的实际电压为2V,乙灯的实际电压为6V时满足电源电压为8V,所以实际功率之比:P甲:P乙=U甲I:U乙I=2V:6V=1:3,故D正确.
10. 如图为直流电动机的工作原理图。下列分析中正确的是( )
A. 电动机的工作原理是电磁感应
B. 电动机工作过程中,线圈中的电流方向保持不变
C. 仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向
D. 电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能
【答案】C
【解析】
【详解】A.电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用,故A错误;
B.在制作直流电动机时安装了换向器,当线圈转过平衡位置时及时改变线圈中电流的方向,从而改变线圈的受力方向,使线圈能够保证持续转动,故电动机工作过程中,线圈中的电流方向会发生改变,故B错误;
C.通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关,故仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向,故C正确;
D.电动机工作时电能主要转化为机械能,还有一部分转化为内能,故D错误。
故选C。
二、填空题(共23分)
11. 甲、乙两同学在平直的路面上同向行进,他们运动的s﹣t图像如图所示,开始计时时两位同学相距 ___________m,分析图像可判断从计时开始,经过 ___________s后甲、乙两同学相距6m。
【答案】 ①. 10 ②. 2或8
【解析】
【详解】[1]由图像可以看出,开始计时时,同学没有运动,乙同学已经运动了10m,甲、乙两同学相距10m。
[2]在运动时间t=5s时,甲同学运动路程s甲=25m,乙同学运动路程
s乙=25m﹣10m=15m
甲同学运动的速度
乙同学运动的速度
可见,甲同学运动得快;由题意可知
5m/s×t+6m=3m/s×t+10m
或
5m/s×t1﹣6m=3m/s×t+10m
解得:t=2s或t1=8s。
12. 温度一定时,声波在不同介质中的传播速度是_____的(选填“相同”或“不同”).图中蒙住双眼的小王能辨别周围同学的声音,这是因为不同人声音的_____不同,同时还可以根据声音的______来大致判断周围同学离他的远近(均选填“响度”、“音调”、“音色”).
【答案】 ①. 不同 ②. 音色 ③. 响度
【解析】
【详解】由于介质不同,声音的传播速度是不同的,声音在固体中的传播速度大于在液体中的传播速度,液体中的速度又大于在气体中的速度;每位同学发出声音的音色不同,故通过音色可以辨别不同的人;由于响度与发声体的近有关,故通过响度可以大致判断周围同学离他的远近.
13. 晚上,小明在客厅的窗户玻璃上看到了客厅里灯的像,这是光的 _______现象。如图所示,水平向左缓慢推动玻璃窗,则小明通过玻璃窗看到的像 ___________,像的大小 ______。
【答案】 ①. 反射 ②. 静止不动 ③. 不变
【解析】
【详解】[1]平面镜成像原理是光的反射,因此小明在客厅的窗户玻璃上看到了客厅里灯的像,这是光的反射现象。
[2]由于灯在平面镜中成像时,像与灯关于平面镜对称,水平向左缓缓推动玻璃窗,看到的像是静止不动的。
[3]根据平面镜成像特点:物与像大小相等,所以像的大小不变。
14. 如图,射箭时手用力将弓弦拉弯,说明力可以改变物体的______;同时,人的手指会感觉被弓弦勒疼,说明______;放手后,弓弦将箭向前推出,说明力能改变物体的______。
【答案】 ①. 形状 ②. 物体间力的作用是相互的 ③. 运动状态
【解析】
【详解】[1]弓被拉弯,是弓在拉力的作用下,改变了弓的形状,说明力可以使物体的形状发生改变。
[2]由于物体间力的作用是相互的,当拉弓时,手对弓有力的作用,同时弓对手也有力的作用,故拉弓时手会感到疼。
[3]放手后,弓弦将箭向前推出,箭由静止状态变为运动状态,是弓弦的弹力改变了箭的运动状态;说明力能改变物体的运动状态。
15. 一艘轮船排水量为1000t,满载时船身受到的浮力为__N。从海里驶入河里,它受到的浮力__;它排开水的体积__。
【答案】 ①. 9.8×106 ②. 不变 ③. 变大
【解析】
【详解】[1]轮船漂浮,根据物体浮沉条件可知满载时船身受到的浮力为
[2][3]当轮船从海里驶入河里,仍处于漂浮状态,浮力等于重力,但液体的密度变小,根据可知轮船排开液体的体积变大。
16. 小华同学用煤炉给10kg的水加热,当水温从20℃上升到80℃时,完全燃烧了0.2kg的煤。在此过程中水吸收的热量为____________J,煤完全燃烧产生的热量为_______J,煤炉烧水时的加热效率为_______[ c水=4.2×103J/(kg·℃),q煤=3×107J/kg]。
【答案】 ①. 2.52×106 ②. 6×106 ③. 42%
【解析】
【详解】[1]根据可得,在此过程中水吸收的热量为
[2]煤完全燃烧产生的热量为
[3]煤炉烧水时的加热效率为
17. 为了优化生活环境,城市建设部门在全市范围内展开了“雨污分流”工程建设。经太阳曝晒后发现砂石的温度明显高于旁边水池里的水温,这是因为砂石的比热容 ___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)水的比热容。如图所示为汽油机的 ___________冲程,若该单缸四冲程汽油机1s内对外做功20次,则汽油机转速为 ___________转/min。
【答案】 ①. 小于 ②. 压缩 ③. 2400
【解析】
【详解】[1]水的比热容在常见的物质中是比较大的,砂石的比热容小于水的比热容,由Q=cmΔt可知,在质量m、吸收或放出热量Q相同的情况下,砂石和水相比,砂石的温度变化Δt较大,水的温度变化Δt较小,因此砂石的温度明显高于旁边水池里的水温。
[2]由图可知,汽油机的进气门和排气门都是关闭的,活塞上行,可以判断是压缩冲程。
[3]四冲程汽油机完成一个工作循环,要经过4个冲程,燃气对外做功1次,活塞往返2次,飞轮转动2周。由题意知,该汽油机每秒可以对外做功20次,因一个工作循环转2圈,对外做功一次,则飞轮的转速为
40r/s=2400r/min
18. 两种电学元件L与R的I-U关系图像如图所示,分析该图像,R的阻值为____________Ω;将L与R并联在电源两端的电压恒定为4V的电路中,干路中的电流为_______A;若将L与R串联在电源两端的电压恒定为5V的电路中,L两端的电压为______V。
【答案】 ①. 10 ②. 1.2 ③. 1
【解析】
【详解】[1]由I-U图像可知,的阻值为
[2]若将它们并联在电源电压为4V的电路中,由并联电路电压特点可知,L和R两端的电压都为4V,由图像可知,此时
,
由并联电路电流特点可知,干路电流
[3]若将它们串联在电源电压为5V的电路中,则串联电路中电流处处相等,由图像可知,当电路中电流为0.4A时
,
电源两端的电压为
符合题意,故若将它们串联在电源电压为5V的电路中,L两端的电压为1V。
三、作图题(共3分)
19. 在符合安全用电原则的前提下,请将带有保险丝的三孔插座和带有开关的电灯分别接入电路中。
【答案】
【解析】
【详解】三孔插座的连接:上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线,保险丝接在火线上;开关与灯的连接:火线先接开关,再接灯泡的金属点,零线直接连接螺旋套,如图:
四、实验探究题(共13分)
20. 小明同学从家里带了一块正方体木块和金属块,到学校实验室测其密度。
(1)将天平放在水平台上,游码调到标尺左端零刻度线处,发现指针偏向分度盘中线的右侧,应向______(填“左”或“右”)调节平衡螺母,直至横梁平衡;
(2)用天平测木块的质量,天平平衡时如题图甲所示,木块质量为______g。量筒中装适量水如题上图乙所示,将木块压没在量筒的水中,液面与40mL刻度线相平,木块密度为______;
(3)如果考虑到木块吸水,以上方法所测木块密度值偏______(选填“大”或“小”);
(4)小明在测量金属块的密度时发现,金属块的质量超过了天平的称量,重力也超过了弹簧测力计的量程。于是小明又设计了如下方法测出了金属块的密度。请帮他完成实验;()
①将浸没在水中的金属块挂在弹簧测力计上,并向上提起(未露出水面),如题图丙所示。静止时弹簧测力计的示数为;
②手拉弹簧测力计向上移动,金属块的体积一半露出水面,如图丁所示,这时弹簧测力计的示数为;
③金属块的密度______。
【答案】 ①. 左 ②. 16 ③. 0.8 ④. 大 ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1]指针偏向分度盘中线的右侧,即右侧重,平衡螺母向左调,可将横梁调至水平平衡。
(2)[2]如图甲所示,木块质量为砝码质量与游码所对刻度之和
[3]木块体积为
木块密度为
(3)[4]如果考虑到木块吸水,会造成所测体积偏小,根据
所测木块密度值偏大。
(4)③[5]如题,金属块浸没时弹簧测力计示数为4N,金属块的体积一半露出水面时,示数为5N,即金属块一半浸在水中时,浮力为
金属块全部浸在水中时,浮力为
金属块重力为
金属块体积为
金属块密度为
21. 探究“电流与电阻的关系”时,实验器材有:三节新的干电池(电压为4.5V)、电流表、电压表、滑动变阻器(标有“20Ω;2A”字样)(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、50Ω),开关一个,导线若干。小明等同学设计了如图甲所示的电路图。
(1)请用笔画线代替导线将图乙中的实物图连接完整,要求:滑片P向右移动时电流表示数变小_________。
(2)将定值电阻由5Ω更换为10Ω时,应向_________(填“左”或“右”)适当调节滑动变阻器的滑片P,使电压表示数保持3V不变。
(3)图丙是根据实验数据画出的定值电阻的I﹣R图像,由此可得,当电压一定时_________。
(4)小明同学继续探究,再次换接50Ω的定值电阻后,发现无论怎样移动滑片P,为了完成这次实验,他采取的措施可行的是_________。
A.调高电源电压
B.再串联一个10Ω的电阻
(5)小明将电阻R更换成额定电压为2.5V的小灯泡后,继续测量小灯泡的电功率。某次实验时,电流表的示数如图丁所示_________A;移动滑片P,记下多组电压和电流值,根据图像的信息,小灯泡的额定电功率为_________W。
(6)实验时,由于操作失误,在未断开开关的情况下,电压表的示数_________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(7)在没有电流表的情况下,用如图己所示的实验电路,也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为R,实验步骤如下:
①只闭合开关S、S1,调节滑片,使电压表示数为U额;
②保持滑片位置不变,只闭合开关S、S2,此时电压表的示数为U;
可知小灯泡的额定功率P额=_________(用U额、U和R表示)。
【答案】 ①. ②. 右 ③. 通过导体的电流与导体电阻成反比 ④. B ⑤. 0.2 ⑥. 0.625 ⑦. 变大 ⑧.
【解析】
【详解】(1)[1]电源电压不变,滑片P向右移动时电流表示数变小,说明滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与电阻R串联
(2)[2]实验中,当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,电阻两端的电压变大,根据串联电路电压的规律,由分压原理,故应向右适当调节滑动变阻器的滑片P。
(3)[3]由图丙可知,电流与电阻的乘积为
UV=IR=0.3A×5Ω=……=0.5A×15Ω=3V
即电压表示数为一定值,当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(4)[4]A.设电源电压为U总,定值电阻两端的电压为UV=3V,根据串联电路电压的规律及分压原理有
方程左边为一定值,故右边也为一定值,对应的定值电阻也最大,即
电源电压为
U总=4.2V<4.5V
所以降低电源电压可以完成这次实验;
B.根据串联电路电压的规律
U滑=U﹣UV=4.5V﹣3V=1.5V
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的
当接入50Ω电阻时
R滑=0.5×50Ω=25Ω>20Ω
即为了能完成这次实验,滑动变阻器的最小电阻为25Ω,若再串联一个10Ω的电阻,滑动变阻器连入电路的电阻为
R滑′=25Ω﹣10Ω=15Ω
故B符合题意。
(5)[5][6]由图丁可知,电流表选择的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数为0.2A
由图戊可知,当小灯泡两端电压为其额定电压2.5V时,通过灯的电流为0.25A,故小灯泡的额定电功率
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
(6)[7]灯泡与滑动变阻器串联,正常工作时电压表测量灯泡两端电压,小于电源电压;在未断开开关的情况下,取下小灯泡时,小灯泡处发生断路,电压表与滑动变阻器串联接在电路中,由于电压表内部电阻非常大,根据串联电路分压规律,电压表分去的电压非常大,近似等于电源电压,故电压表示数变大。
(7)①只闭合开关S、S2,灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,调节滑片使电压表示数为U额,此时灯泡正常发光;
②[8]保持滑片位置不变,只闭合开关S、S2,电路仍为灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量灯泡和定值电阻两端的总电压,则定值电阻两端电压为U﹣U额,电路电流为
故可知小灯泡的额定功率
五、简答题(共3分)
22. 在高速公路上,坐在行驶汽车中车窗旁的小雨打开车窗玻璃时,长发被“吸”到了窗外。请你用所学的物理知识解释其原因。
【答案】由于车疾速行驶,客车外的空气相对于汽车在高速流动,压强小,车内空气流动速度较小,压强大,车内的气体压强大于车外的气体压强,所以小雨的头发被“吸”到窗外。
【解析】
【详解】略。
六、计算题(共18分)
23. 某小汽车重力为,轮胎接地总受力面积为。该车在水平路面上以90kW的恒定功率从静止启动并沿直线行驶,其速度与时间的关系图像如图所示,求:
(1)小汽车静止时对水平地面的压强;
(2)小汽车在匀速阶段通过的路程;
(3)小汽车在匀速阶段牵引力所做的功。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】解:(1)小汽车静止时对水平地面的压强为
(2)由图像可知,小汽车在内以的速度做匀速直线运动,则小汽车在匀速阶段通过的路程为
(3)小汽车在匀速阶段牵引力所做的功为
答:(1)小汽车静止时对水平地面的压强为;
(2)小汽车在匀速阶段通过的路程为;
(3)小汽车在匀速阶段牵引力所做的功为。
24. 节能减排是当今社会的主题,充分利用太阳能是当今社会发展的需要。太阳能热水器已经走进千家万户,如图所示是小明家的太阳能热水器。它在晴天利用太阳能集热,则用标有“220V 2000W”字样的电热管对水加热。该太阳能热水器的容积为0.12m3,求:[水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃),水的密度ρ水=1.0×103kg/m3]
(1)该热水器电热管正常工作时的电阻;
(2)利用太阳能将满箱水的温度从25℃加热到75℃,水吸收的热量;
(3)与上述水吸收热量相当的电能可供“220V 40W”的电灯正常工作时间。
【答案】(1)24.2Ω;(2)2.52×107J;(3)175h
【解析】
【详解】解:(1)由可得热水器电热管正常工作时的电阻为
(2)由可得热水器满箱水的质量为
m=ρ水V=1.0×107kg/m3×0.12m3=120kg
水吸收的热量为
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×120kg×(75℃-25℃)=2.52×107J
(3)由题知水吸收热量相当的电能,W=Q吸,水吸收热量相当的电能可供“220V 40W”的电灯正常工作的时间
答:(1)该热水器电热管正常工作时的电阻是24.2Ω;
(2)利用太阳能将满箱水的温度从25℃加热到75℃,水吸收的热量是2.52×107J;
(3)这些电能可供“220V 40W”的电灯正常工作175h。
25. 如图甲乙所示是某调温型电烤箱和简化电路图,它的工作电压为220V,R1和R2均为电烤箱中的加热元件,R2的阻值为70Ω。当只闭合S1时为低温挡,低温挡电烤箱的电功率为440W。
(1)发热电阻R1的阻值是多少?
(2)高温挡的电功率是多少?
(3)傍晚用电高峰时,小余关闭家里所有用电器,只让电烤箱以高温挡工作,发现在30s内电能表的转盘转了25转,电能表的铭牌如图丙所示,则用电高峰时电烤箱的实际功率为多少?(不考虑电阻值随温度的变化)
【答案】(1)40Ω;(2)1210W;(3)1000W
【解析】
【详解】解:(1)只闭合S1时,R1和R2串联,由可知,此时为低温挡,电功率为440W,电路的总电阻为
则发热电阻R1的阻值为
(2)闭合开关S1、S2,,只有电阻R1工作,电路的总电阻较小,由可知,此时为高温挡,电功率为
(3)电烤箱以高温挡工作30s消耗的电能为
电烤箱的实际功率为
答:(1)发热电阻R1的阻值是40Ω;
(2)高温挡的电功率是1210W;
(3)电烤箱的实际功率为1000W。
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