2025年辽宁省中考物理模拟练习卷(二)
2025-04-18
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内容正文:
2025年辽宁中考物理模拟练习卷(2)模拟练习卷
一.选择题(共9小题,满分18分,每小题2分)
1.(2分)去年冬天冰雪大世界火爆全网,吸引了众多南方“小土豆”前去“尔滨”,下列说法错误的是( )
A.图甲中冰雕原材料采自于松花江面,江水凝固成冰的过程需要放热
B.图乙中气温低于0℃时雪人变小,属于升华现象
C.图丙中游客交谈时嘴边会出现“白气”,是水蒸气遇冷液化形成的
D.图丁中“泼水成冰”的原理是水蒸气在极寒环境下凝固成小冰晶
2.(2分)2023年5月30日,长征二号F运载火箭搭载神舟十六号载人飞船,在酒泉卫星发射中心点火发射,运载火箭的喷气发动机向下喷气,推动火箭升空。各地雷达监测站即时向指挥中心传递火箭运行信息。下列有关说法正确的是( )
A.运载火箭应选用密度小、热值大的燃料
B.各地雷达监测站利用超声波向指挥中心传递信息
C.火箭向下喷气获得推力与内燃机的压缩冲程相似
D.火箭升空过程中,需要克服空气阻力做功,能量不守恒
3.(2分)下列现象中属于光的直线传播的是( )
A.面镜聚光 B.日晷计时
C.铅笔错位 D.雨后彩虹
4.(2分)如图所示,是生活、生产中用到的四种设备,其中,是利用电磁感应原理来工作的是( )
A.电磁铁 B.扬声器
C.麦克风 D.电铃
5.(2分)关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.家庭电路中,开关可以直接接在零线和火线之间
B.家庭电路中,用铜导线替代保险丝更安全
C.在一个普通插线板上长时间同时使用多个大功率用电器,没有安全隐患
D.三脚插头的一个插头是与用电器金属外壳相连的
6.(2分)2024年2月25日,2024年世界乒乓球团体锦标赛在韩国釜山落下帷幕。中国男、女队双双登顶,分别夺取11连冠和6连冠。如图,这是我国运动员比赛中发球的照片,发球时有托球、抛球、击球三个过程,关于这三个过程的说法正确的是( )
A.击球时,球拍对球的力改变了球的运动状态
B.抛球时,手先施力球后受力
C.抛球后,球离开手还能继续向上运动是因为球受到惯性的作用
D.托球时,手对球的力大于球对手的力
(多选)7.(2分)在探究凸透镜成像规律的实验中,小欢同学先将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置时,恰好在镜后30cm处的光屏上出现一个与蜡烛等大、倒立的像;则( )
A.凸透镜的焦距是30cm
B.凸透镜的焦距是15cm
C.当蜡烛移至凸透镜前12cm时,光屏上出现倒立、放大的实像
D.当蜡烛移至凸透镜前12cm时,无论怎样移动光屏,光屏上均不会出现实像
(多选)8.(2分)篆刻是中国传统技艺的重要组成部分。如图所示,用篆刻刀在质地均匀的印章上刻字的过程中,下列说法正确的是( )
A.篆刻完成前后,印章的质量不变
B.篆刻完成前后,印章的密度不变
C.篆刻刀刀刃做的锋利,是为了增大压力
D.篆刻刀刀柄表面粗糙,是为了增大摩擦
(多选)9.(2分)小东利用热敏电阻制作高温报警器,要求环境温度T达到或超过某一温度T0时,报警器报警,其电路图如图所示,图中电源电压U=21V,定值电阻R0=1.4kΩ,热敏电阻R的阻值随环境温度T变化的情况如表所示。当报警器两端电压达到或超过14V时,报警器报警。下列说法正确的是( )
环境温度T/℃
5
10
20
30
40
50
60
热敏电阻R/kΩ
6.0
4.4
2.8
1.8
1.1
0.8
0.7
A.热敏电阻的阻值随环境温度的升高而减小
B.T0=20℃
C.若想将T0变小,只将R0换为阻值更小的定值电阻即可实现
D.若将T0设置为40℃,只将电源电压提高到25V即可实现
二.填空题(共6小题,满分12分,每小题2分)
10.(2分)(1)如图甲所示,所测物体的长度为 cm。
(2)如图乙所示,弹簧测力计的示数为 N。
11.(2分)烤肉是生活中常见的美食之一。烤肉的内能是通过 的方式增加的,远远地就能闻到烤肉的香气,是因为 。
12.(2分)2024年,长沙入选央视春晚分会场,观众利用手机通过Wi﹣Fi收看春晚直播,是利用 能传递信息的特点,春晚舞台上各种绚丽的LED灯的主要材料是 (选填“导体”“半导体”或“超导体”)。
13.(2分)如图所示是玩弹弓的情景。经验表明,橡皮筋拉得越长,同样的“子弹”射得越远,这说明橡皮筋的弹性势能与其 有关;若橡皮筋被拉的长度相同,而用的“子弹”不同,不计空气阻力,质量大的“子弹”射出的距离较近,是因为质量大的“子弹”射出时 小。
14.(2分)将标有“6V,6W”的灯L1和“12V,6W”的灯L2并联后,接在6V的电源上(不考虑灯丝电阻的变化),则两灯的实际功率之比为P1:P2= 。若将灯L1和L2串联后接在6V的电源两端,则灯 (选填“L1”或“L2”)较亮。
15.(2分)五一黄金周,小明乘游船游览烟台山海域,领略烟台山水画卷之美。游玩结束后,20名游客全部离船上岸后(每名游客质量按60kg计算),游船会 (选填“上浮一些”或“下沉一些”);游船排开水的体积变化 m3(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
三.作图题(共2小题,满分4分,每小题2分)
16.(2分)如图1所示,当电磁铁通电后,小磁针S极转至图中所示位置静止;把小磁针移动到如图2所示的位置,当电磁铁通电后,小磁针N极转至图中所示位置静止。请在图2中标出电磁铁的S极以及电源的正负极。
17.(2分)如图所示,用F=30N的力按住一重为5N的木块,木块静止在墙壁上,请画出木块所受摩擦力和木块对墙的压力的示意图。
四.实验探究题(共4小题,满分24分)
18.(5分)小明选择蜂蜡和海波探究“不同固态物质在熔化过程中温度的变化是否相同”,设计的实验装置如图甲所示。
(1)将温度计准确插入烽蜡和海波中,观察温度计示数时视线A、B、C如图乙所示,其中正确的是 ,此时温度计的示数是 ℃;
(2)丙图是小明绘制的海波的熔化图像,图中 段表示海波的熔化过程,此过程中海波吸收热量,温度 (选填“升高”、“降低”或“不变”)。
(3)丁图是小明绘制的蜂蜡的熔化图像,说明蜂蜡是 (选填“晶体”或“非晶体”)。
19.(4分)如图所示,小明在“探究平面镜成像的特点”的实验中:
(1)为了便于观察,实验选在较暗的环境中进行,小明选用透明的玻璃板代替平面镜的目的是便于 。
(2)在实验过程中,把一只点燃的蜡烛A放在玻璃板前,再将另一支不点燃的蜡烛B放在玻璃板的后面来回移动,直到看上去跟蜡烛A的像 。
(3)移去蜡烛B,将光屏放在B处,发现光屏上并没有蜡烛A的像,这说明平面镜所成的像是 像。
(4)另一位小组在实验时无论如何移动蜡烛B,始终无法使B与A的像重合,原因是玻璃板没有与水平桌面相 。
20.(7分)在“探究影响液体内部压强大小因素”的实验中:
(1)实验中液体的压强是通过U形管两侧液面的 来表示的,这种方法叫做 法。
(2)实验前,用手指轻压金属盒上的橡皮膜,观察U形管液面高度差是否有明显变化,这是为了检查压强计的 。
(3)通过比较A、B、C三图可知,在液体内部的同一深度,向各个方向的压强 。
(4)通过比较 两图可知,同种液体的压强随深度的增加而增大。
(5)通过比较D、E两图可知,在液体内部的同一深度,液体的 越大,压强越大。
21.(8分)小八为了完成电学中的实验,收集了如下实验器材:学生电源(电压未知)一个,开关,滑动变阻器,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器“20Ω;0.5A”,电压表和电流表各一个,额定电压为U0的小灯泡一个。
实验一:探究“电流与电压的关系”
(1)小八连接了如图甲的实物电路,开关闭合后发现电路连接错误。请你在错误的导线上划“×”,用笔画线代替导线,画出正确的连线,导线不交叉;
(2)为保护电路,实验开始前,滑片P应移动到最 (选填“左”或“右”)端;
(3)检查无误后,小八将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,并读出电流表和电压表示数,记录为A点数据,继续移动滑动变阻器,依次得到B到E点的数据,并绘制I﹣U图像如图乙。通过分析,可以得到C点和E点的定值电阻电功率之比为: 。
(4)为了使实验结论更具有普遍性,小八换用20Ω的电阻重复前面操作,得到多组数据,根据实验数据,在相同的坐标系中画出了I﹣U图像,图乙中 (选填“①”或“②”)图像符合实验实际。
实验二:探究“电流与电阻的关系”
电阻R/Ω
5
10
15
20
电流I/A
0.4
0.15
0.14
0.10
表1
(5)小八继续探究“电流与电阻关系”,将某电阻更换为15Ω的电阻接入电路,其余连接不变,拆下某电阻后,发现电压表恰好满偏、电流表指针偏转如图所示,则不规范的操作可能是: ;
(6)小八将测量数据记录在表1中,同组的小宏发现阻值为 Ω的测量数据是错误的,根据小八回忆,是因为他将 Ω的电阻换为该电阻时,没有调节滑片造成的。
(7)小八将滑动变阻器更换为“30Ω,1A”,其余器材和连接均不变,继续探究电流与电阻的关系,他重新设置定值电阻两端的电压U0的值来完成5Ω、10Ω、15Ω、20Ω这四次实验,但是设置完成后,他发现5Ω、10Ω、15Ω能顺利完成实验,而20Ω不能完成实验,则小八设置的U0的取值范围是: 。
五.计算题(共3小题,满分22分)
22.(7分)某电动观光车的技术参数如表:
空车质量
1180kg
车身长度
3.8m
满载人员
12人
电动机额定电压
48V
满载时轮胎与地接触面积
4×250cm2
最大车速
45km/h
电动机效率
80%
平路连续行驶里程
≤80km
根据以上技术参数,解答下列问题:(g取10N/kg)
(1)设乘员质量平均为60kg,求满载时车对水平路面的压强?
(2)求观光车在水平路面上以最大速度匀速行驶5×103m所用的时间是多少S?
(3)若观光车在水平路面匀速行驶时受到的阻力为2×103N,求观光车匀速行驶5×103m过程中,牵引力所做的功?
23.(9分)如图甲为一种智能水暖电热毯,毯内布满软管,使用时向主机内注水,接通电源后,主机以最快速度将水加热后输送到软管内,温水在床毯和主机间不断循环使床毯变热。当床毯温度达到设定温度后,主机会自动调整为保温状态继续工作,从而保障使用者的舒适度。已知其额定电压为220V,主机内的电路结构如图乙所示,S2为智能温控开关,R1和R2均为加热电阻,额定加热功率为400W,保温功率为55W。不计温度对电阻的影响。
(1)当电热毯处于保温状态时的电流;
(2)请计算R1的阻值是多少Ω;
(3)该产品主机内水的质量为1kg,广告上写有“5分钟升温40℃,快速温暖被窝”的字样,请你通过计算说明该广告的话语是否可信。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
24.(6分)阅读短文,回答问题。
隔电墙与水电阻
家庭电热水器工作时,加热器内胆里的水有时也会通电。为保证人的洗浴安全,电热水器金属内胆出水口加接一段曲长管道,在电热水器漏电且接地线失效时,能形成“隔电墙”(如图乙)。隔电墙(SafeCare)是一种简称,它确切的表述法是“水电阻衰减隔离法”。它是利用了水本身所具有的电阻的特性,通过对管径和距离的调整,形成“隔电”的效果。
干燥时人体电阻的平均值约1000~2000Ω,皮肤潮湿时,阻值降为300Ω左右。隔电墙中每1cm水电阻约200Ω。为保证人体安全,只要控制通过人体的电流不超过一个阈值即可。已知粗细均匀水柱的电阻跟它的长度成正比,跟它的横截面积成反比。因此在设计隔电墙时,一般会尽量增加水流的长度,以达到增大电阻,减小电流的目的。如图丙,将水流路径设计成螺旋线结构来增加水流的长度。
虽然隔电墙有一定的保护作用,但为了保护自己生命安全,最有效的措施,还是淋浴的时候把电热水器插头拔掉。
(1)曲长管道应选用导电性能 (好/差)的材料制成;
(2)淋浴时,若电热水器漏电且接地线失效,通过水电阻的电流 (大于/等于/小于)通过人体的电流;
(3)不同环境下人体导电情况不同,为保证安全,加在人体的电压不能超过最大安全电压的三分之一,称为绝对安全电压,结合皮肤潮湿时人体电阻可知,通过人体的绝对安全电流为:不超过 A;
(4)为保证安全,本文中隔电墙中水流的长度至少为 cm;
(5)已知横截面1cm2,长度为10cm的自来水水柱的电阻为13kΩ。某型号隔电墙参数如丁图所示,其防电墙内部容积为10cm3,则此防电墙需要将内部的水分隔成长度为 cm粗细均匀的螺旋水柱。(防电墙内部隔片的体积视为零)
2025年辽宁省中考物理模拟试卷(2)练习卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共6小题)
题号
1
2
3
4
5
6
答案
D
A
B
C
D
A
二.多选题(共3小题)
题号
7
8
9
答案
BD
BD
AD
一.选择题(共9小题,满分18分,每小题2分)
1.(2分)去年冬天冰雪大世界火爆全网,吸引了众多南方“小土豆”前去“尔滨”,下列说法错误的是( )
A.图甲中冰雕原材料采自于松花江面,江水凝固成冰的过程需要放热
B.图乙中气温低于0℃时雪人变小,属于升华现象
C.图丙中游客交谈时嘴边会出现“白气”,是水蒸气遇冷液化形成的
D.图丁中“泼水成冰”的原理是水蒸气在极寒环境下凝固成小冰晶
【分析】物质从固态到液态的过程叫做熔化,物质从液态变成固态的过程叫做凝固;物质从液态变为气态叫做汽化,物质从气态变为液态叫做液化;物质从固态直接变成气态叫升华,物质从气态直接变成固态叫凝华;熔化、汽化、升华吸热,凝固、液化、凝华放热。
【解答】解:A.图甲中冰雕原材料采自于松花江面,江水凝固成冰的过程需要放热,故A正确,不符合题意;
B.图乙中气温低于0℃时雪人变小,属于升华现象,故B正确,不符合题意;
C.图丙中游客交谈时嘴边会出现“白气”,是水蒸气遇冷液化形成的,故C正确,不符合题意;
D.图丁中“泼水成冰”的原理是水蒸气在极寒环境下凝华成小冰晶,故D错误,符合题意;
故选:D。
【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,是解题的关键。
2.(2分)2023年5月30日,长征二号F运载火箭搭载神舟十六号载人飞船,在酒泉卫星发射中心点火发射,运载火箭的喷气发动机向下喷气,推动火箭升空。各地雷达监测站即时向指挥中心传递火箭运行信息。下列有关说法正确的是( )
A.运载火箭应选用密度小、热值大的燃料
B.各地雷达监测站利用超声波向指挥中心传递信息
C.火箭向下喷气获得推力与内燃机的压缩冲程相似
D.火箭升空过程中,需要克服空气阻力做功,能量不守恒
【分析】(1)热值表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少;
(2)电磁波能够传递信息;
(3)内燃机压缩冲程,机械能转化为内能,内燃机做功冲程,内能转化为机械能;
(4)能量转化和转移的过程中,能的总量保持不变;
【解答】解:A、运载火箭的燃料使用密度小且热值大的燃料,与其他燃料相比,在燃烧同样质量的燃料的情况下,可以释放更多的热量,故A正确;
B、各地雷达监测站利用电磁波向指挥中心传递信息,故B错误;
C、火箭向下喷气获得推力的过程中,内能转化为机械能,原理与内燃机的做功冲程相同,故C错误;
D、所有的能量转化过程,都遵守能量守恒定律,所以火箭升空过程中,需要克服空气阻力做功,能量守恒,故D错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查学生对热值的了解、信息的传递、能量的转化等,属基础知识的考查。
3.(2分)下列现象中属于光的直线传播的是( )
A.面镜聚光 B.日晷计时
C.铅笔错位 D.雨后彩虹
【分析】(1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等;
(2)光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的;
(3)光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的。
【解答】解:A.面镜聚光是光的反射现象,故A不符合题意;
B.我国古代利用日晷晷针影子变化计时是利用了光沿直线传播,故B符合题意;
C.从水中铅笔上反射的光从水中斜射入空气中时,发生折射,折射光线远离法线,当人逆着折射光线的方向看时,看到的是铅笔的虚像,比实际位置偏高,所以感觉折断了,故C不符合题意;
D.太阳光射入雨后空气中的小水滴时,太阳光经过折射发生色散,从而形成彩虹,故D不符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查了光的直线传播、光的反射和折射,是一道基础题。
4.(2分)如图所示,是生活、生产中用到的四种设备,其中,是利用电磁感应原理来工作的是( )
A.电磁铁
B.扬声器
C.麦克风
D.电铃
【分析】闭合电路的部分导体,若在磁场中做切割磁感线的运动,在电路中就会产生电流,该现象就是电磁感应现象,此时产生的电流是感应电流,即运动产生电流。
【解答】解:A、电磁铁利用了电流的磁效应,故A错误;
B、扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力运动,故B错误;
C、麦克风利用电磁感应现象制成的,故C正确;
D、电铃就是利用电流流过导体时,导体周围产生磁场,电铃是利用电流的磁效应制成的,故D错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查学生对电磁感应现象的应用的了解和掌握,是一道基础题。
5.(2分)关于家庭电路和安全用电,下列说法正确的是( )
A.家庭电路中,开关可以直接接在零线和火线之间
B.家庭电路中,用铜导线替代保险丝更安全
C.在一个普通插线板上长时间同时使用多个大功率用电器,没有安全隐患
D.三脚插头的一个插头是与用电器金属外壳相连的
【分析】(1)家庭电路中,开关不能直接接在零线和火线之间,否则开关闭合会发生短路;
(2)保险丝通常安装在火线上,当电路中有过大电流通过时,保险丝发热自动熔断,切断电路,从而起到保护电路的作用;
(3)家庭电路电流过大的原因:短路、用电器总功率过大;
(4)三脚插头的一个插头是和金属外壳相连,另外两个插头和零线、火线相连。
【解答】解:
A、家庭电路中,若开关直接接在零线和火线之间,会造成电源短路,故A错误;
B、铜导线电阻率小、熔点高,替代保险丝时不能熔断,起不到保险作用,故B错误;
C、在一个普通插线板上长时间同时使用多个大功率用电器,很容易造成电路电流过大,引发火灾,故C错误;
D、三脚插头的一个插头是与用电器金属外壳相连是为了防止触电事故的发生,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识,要掌握安全用电的原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体。值得注意的是:本来不带电的物体带了电;本来不导电的物体导电了。
6.(2分)2024年2月25日,2024年世界乒乓球团体锦标赛在韩国釜山落下帷幕。中国男、女队双双登顶,分别夺取11连冠和6连冠。如图,这是我国运动员比赛中发球的照片,发球时有托球、抛球、击球三个过程,关于这三个过程的说法正确的是( )
A.击球时,球拍对球的力改变了球的运动状态
B.抛球时,手先施力球后受力
C.抛球后,球离开手还能继续向上运动是因为球受到惯性的作用
D.托球时,手对球的力大于球对手的力
【分析】(1)力可以改变物体的运动状态,也可以改变物体的形状;
(2)力是物体对物体的作用,一对相互作用力同时产生、同时消失;
(3)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性;
(4)一对相互作用力的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上。
【解答】解:A、击球时,球拍对球的力改变了球的运动状态,故A正确;
B、抛球时,手施力的同时球受到力,它们是同时发生的,故B错误;
C、抛球后,球离开手还能继续向上运动是因为球具有惯性,但不能说受到惯性的作用,故C错误;
D、托球时,手对球的力与球对手的力是一对相互作用力,二者大小相等,故D错误。
故选:A。
【点评】本题围绕运动场景,考查了力的作用效果、力的作用特点、惯性、相互作用力等,属力学基础题。
(多选)7.(2分)在探究凸透镜成像规律的实验中,小欢同学先将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置时,恰好在镜后30cm处的光屏上出现一个与蜡烛等大、倒立的像;则( )
A.凸透镜的焦距是30cm
B.凸透镜的焦距是15cm
C.当蜡烛移至凸透镜前12cm时,光屏上出现倒立、放大的实像
D.当蜡烛移至凸透镜前12cm时,无论怎样移动光屏,光屏上均不会出现实像
【分析】(1)根据u=v=2f,成倒立、等大的实像,据此确定凸透镜的焦距;
(2)根据u<f,成正立、放大的虚像;
【解答】解:AB、小欢同学先将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置时,恰好在镜后30cm处的光屏上出现一个与蜡烛等大、倒立的像,此时u=v=2f=30m,即f=15cm,故A错误,B正确;
CD、当蜡烛移至凸透镜前12cm,此时u=12cm<f,成正立、放大的虚像,虚像不能用光屏承接,因此无论怎样移动光屏,光屏上均不会出现实像,故C错误,D正确。
故选:BD。
【点评】此题考查了凸透镜成像规律的探究及应用,关键是熟记成像规律的内容,并做到灵活运用。
(多选)8.(2分)篆刻是中国传统技艺的重要组成部分。如图所示,用篆刻刀在质地均匀的印章上刻字的过程中,下列说法正确的是( )
A.篆刻完成前后,印章的质量不变
B.篆刻完成前后,印章的密度不变
C.篆刻刀刀刃做的锋利,是为了增大压力
D.篆刻刀刀柄表面粗糙,是为了增大摩擦
【分析】(1)质量是物体所含物质的多少,是物体本身的属性,它不随物体的温度、形状、状态、位置而改变;
(2)密度是物质的一种特性,其大小与物质种类、温度、所处状态有关,而与质量和体积无关;
(3)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;
(4)增大摩擦力的方法:增大压力,增大接触面的粗糙程度。
【解答】解:A、篆刻完成前后,由于印章上被刻掉很多碎屑,因而印章的质量变小,故A错误;
B、密度是物质的一种特性,其大小与质量和体积无关,所以篆刻完成前后,印章的密度不变,故B正确;
C、篆刻刀刀刃做的锋利,是为了通过减小受力面积的方式来增大压强,而非增大压力,故C错误;
D、篆刻刀刀柄表面粗糙,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故D正确。
故选:BD。
【点评】此题是一道综合题,考查的知识点较多,包括质量、密度的特点、增大压强和摩擦力的方法,熟练掌握基础知识是正确解答的关键。
(多选)9.(2分)小东利用热敏电阻制作高温报警器,要求环境温度T达到或超过某一温度T0时,报警器报警,其电路图如图所示,图中电源电压U=21V,定值电阻R0=1.4kΩ,热敏电阻R的阻值随环境温度T变化的情况如表所示。当报警器两端电压达到或超过14V时,报警器报警。下列说法正确的是( )
环境温度T/℃
5
10
20
30
40
50
60
热敏电阻R/kΩ
6.0
4.4
2.8
1.8
1.1
0.8
0.7
A.热敏电阻的阻值随环境温度的升高而减小
B.T0=20℃
C.若想将T0变小,只将R0换为阻值更小的定值电阻即可实现
D.若将T0设置为40℃,只将电源电压提高到25V即可实现
【分析】A、由表格可知热敏电阻的阻值随环境温度的升高而减小;
B、闭合开关,两电阻串联接入电路,报警器与定值电阻并联接入电路,当报警器两端电压达到或超过14V时,报警器报警,根据欧姆定律计算此时通过电路的电流,根据串联电路电压规律计算此时热敏电阻两端的电压,根据欧姆定律计算热敏电阻接入电路的阻值,由表格可知T0的值;
C、将R0换为阻值更小的定值电阻,报警器报警时通过电路的电流变大,根据欧姆定律可知热敏电阻接入电路的阻值阻值变小,由表格可知报警器报警温度升高;
D、将T0设置为40℃,由表格可知热敏电阻接入电路的阻值为1.1kΩ,根据欧姆定律计算此时热敏电阻两端的电压,根据串联电路电压规律计算电源电压。
【解答】解:A、由表格可知热敏电阻的阻值随环境温度的升高而减小,故A正确;
B、闭合开关,两电阻串联接入电路,报警器与定值电阻并联接入电路,当报警器两端电压达到或超过14V时,报警器报警,
并联电路各支路两端电压相等,根据欧姆定律可知此时通过电路的电流:I0.01A,
串联电路总电压等于各部分电压之和,此时热敏电阻两端的电压:UR=U﹣U0=21V﹣14V=7V,
根据欧姆定律可得热敏电阻接入电路的阻值:R700Ω=0.7kΩ,则T0=60℃,故B错误;
C、将R0换为阻值更小的定值电阻,报警器报警时通过电路的电流变大,根据欧姆定律可知热敏电阻接入电路的阻值阻值变小,由表格可知报警器报警温度升高,故C错误;
D、将T0设置为40℃,热敏电阻接入电路的阻值为1.1kΩ,
此时热敏电阻两端的电压:UR′=IR′=0.01A×1.1×1000Ω=11V,
串联电路总电压等于各部分电压之和,则电源电压:U=U0+UR′=14V+11V=25V,故D正确。
故选:AD。
【点评】本题考查串联电路特点、欧姆定律的灵活运用。
二.填空题(共6小题,满分12分,每小题2分)
10.(2分)(1)如图甲所示,所测物体的长度为 2.65 cm。
(2)如图乙所示,弹簧测力计的示数为 2.4 N。
【分析】(1)使用刻度尺时要明确其分度值,起始端从0开始,读出末端刻度值,就是物体的长度;起始端没有从0刻度线开始的,要以某一刻度线为起点,读出末端刻度值,减去起始端所对刻度即为物体长度,注意刻度尺要估读到分度值的下一位;
(2)读取弹簧测力计的示数时,首先要认清分度值,再根据指针位置读数。
【解答】解:(1)由图甲知,此刻度尺的分度值为1mm,物体左侧与2.00cm对齐,右侧与4.65cm对齐,所以物体的长度为L=4.65cm﹣2.00cm=2.65cm;
(2)由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,其示数为:F=2N+2×0.2N=2.4N。
故答案为:(1)2.65;(2)2.4。
【点评】本题考查了刻度尺、弹簧测力计的读数方法,长度测量时要读到分度值的下一位,属于基础题目。
11.(2分)烤肉是生活中常见的美食之一。烤肉的内能是通过 热传递 的方式增加的,远远地就能闻到烤肉的香气,是因为 分子在永不停息地做无规则运动 。
【分析】(1)改变物体内能的方式:做功和热传递;
(2)一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动。
【解答】解:(1)烤肉过程中,烤肉吸收热量温度升高,这是通过热传递的方式增加肉内能的;
(2)烤肉时,远远地就能闻到烤肉香气,这是烤肉的香味分子在不停地做无规则运动进入空气中,发生了扩散现象。
故答案为:热传递;分子在永不停息地做无规则运动。
【点评】本题主要考查学生对:分子的热运动以及改变物体内能方式的了解,是一道基础题。
12.(2分)2024年,长沙入选央视春晚分会场,观众利用手机通过Wi﹣Fi收看春晚直播,是利用 电磁波 能传递信息的特点,春晚舞台上各种绚丽的LED灯的主要材料是 半导体 (选填“导体”“半导体”或“超导体”)。
【分析】(1)电磁波能传递无线信息;
(2)二极管是由半导体做成的器件。
【解答】解:手机可以接收电磁波,通过Wi﹣Fi收看春晚直播,是利用电磁波传递信息的;
春晚舞台上各种绚丽的LED灯的主要材料是由半导体材料制成的。
故答案为:电磁波;半导体。
【点评】此题考查了电磁波的应用及半导体材料,是一道联系实际的应用题,难度不大。
13.(2分)如图所示是玩弹弓的情景。经验表明,橡皮筋拉得越长,同样的“子弹”射得越远,这说明橡皮筋的弹性势能与其 橡皮筋伸长的长度 有关;若橡皮筋被拉的长度相同,而用的“子弹”不同,不计空气阻力,质量大的“子弹”射出的距离较近,是因为质量大的“子弹”射出时 速度 小。
【分析】要分析橡皮筋的弹性势能与什么有关,从影响弹性势能的因素入手来回答即可;要分析质量大的“子弹”射出时哪个物理量减小,应从能量转化的角度分析,思考“子弹”的能量是如何转化的,从而得出正确的结论。
【解答】解:橡皮筋弹性势能的影响因素是橡皮筋发生形变的程度,橡皮筋形变的程度越大,橡皮筋的弹性势能就越大;“子弹”射得越远,说明橡皮筋的弹性势能越大,转化成的动能就越多,因此橡皮筋拉得越长,“子弹”射得越远,这说明橡皮筋的弹性势能与橡皮筋伸长的长度有关;
当“子弹”射出时,“子弹”具有的动能是橡皮筋的弹性势能转化来的,橡皮筋被拉的长度相同,说明橡皮筋的弹性势能相同,在理想的情况下,转化成的动能也相同,根据动能的影响因素是质量和速度,在动能相同时,“子弹”速度的平方与质量成反比,因此“子弹”的质量越大,“子弹”的运动速度就越小。
故答案为:橡皮筋伸长的长度;速度。
【点评】本题考查弹性势能的影响因素、弹性势能和动能的相互转化,解题时要熟记相关的知识点,加深对弹性势能的理解,会应用相关知识分析解决问题。
14.(2分)将标有“6V,6W”的灯L1和“12V,6W”的灯L2并联后,接在6V的电源上(不考虑灯丝电阻的变化),则两灯的实际功率之比为P1:P2= 4:1 。若将灯L1和L2串联后接在6V的电源两端,则灯 L2 (选填“L1”或“L2”)较亮。
【分析】根据P可知两灯的电阻大小;标有“6V,6W”的灯L1和“12V,6W”的灯L2并联后,接在6V的电源上(不考虑灯丝电阻的变化),
根据P可知两灯的实际功率之比;
若将灯L1和L2串联后接在6V的电源两端,串联电路中电流处处相等,根据P=I2R可知两灯的实际功率大小,实际功率较大的灯较亮。
【解答】解:根据P可知两灯的电阻分别为:R16Ω,R224Ω;
标有“6V,6W”的灯L1和“12V,6W”的灯L2并联后,接在6V的电源上(不考虑灯丝电阻的变化),
根据P可知两灯的实际功率之比为P1:P2;
若将灯L1和L2串联后接在6V的电源两端,串联电路中电流处处相等,且R1<R2,根据P=I2R可知灯L2的实际功率较大,则L2较亮。
故答案为:4:1;L2。
【点评】本题考查电功率的计算,是一道综合题。
15.(2分)五一黄金周,小明乘游船游览烟台山海域,领略烟台山水画卷之美。游玩结束后,20名游客全部离船上岸后(每名游客质量按60kg计算),游船会 上浮一些 (选填“上浮一些”或“下沉一些”);游船排开水的体积变化 1.2 m3(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
【分析】(1)游客在船上时,船处于漂浮状态,受到的浮力等于船和游客的重力;20名游客全部离船上岸后,由重力变化得出受到的浮力变化,再利用F浮=ρ液gV排得出船排开水的体积变化。
(2)游客下船后,浮力减小值等于游客的重力,再利用F浮=ρ液gV排计算游船排开水的体积变化量。
【解答】解:(1)游客在船上时,船处于漂浮状态,受到的浮力等于船和游客的重力;20名游客全部离船上岸后,船仍漂浮,重力减小,受到的浮力减小,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,船排开水的体积减小,因此船会上浮一些。
(2)游客下船后,浮力减小了:
,
由F浮=ρ液gV排可知,游船排开水的体积变化量:
。
故答案为:上浮一些;1.2。
【点评】本题考查了物体的漂浮条件、阿基米德原理的应用,属于基础题目。
三.作图题(共2小题,满分4分,每小题2分)
16.(2分)如图1所示,当电磁铁通电后,小磁针S极转至图中所示位置静止;把小磁针移动到如图2所示的位置,当电磁铁通电后,小磁针N极转至图中所示位置静止。请在图2中标出电磁铁的S极以及电源的正负极。
【分析】根据小磁针的磁性,利用磁极间的相互作用规律分析电磁铁的磁性,根据安培定则判定电磁铁中电流的方向和电源的正负极。
【解答】解:图2中,小磁针的左端为S极、右端为N极,根据异名磁极相互吸引可知,电磁铁的右端为N极、左端为S极,根据安培定则可知,电流从电磁铁的左端流入、右端流出,所以电源的左端为正极、右端为负极,如图所示:
【点评】本题考查了磁极间的相互作用规律和安培定则的应用,难度不大。
17.(2分)如图所示,用F=30N的力按住一重为5N的木块,木块静止在墙壁上,请画出木块所受摩擦力和木块对墙的压力的示意图。
【分析】首先要明确摩擦力的方向,知道摩擦力是与重力为一对平衡力的,对墙的压力垂直指向墙内;这样可判断其方向,再按照作图的要求进行作图即可。
【解答】解:木块静止在墙壁上,在竖直方向上木块受到的重力与摩擦力是一对平衡力,二力的大小相等,均为5N,方向相反,重力的方向是竖直向下的,过木块重心做竖直向上的带箭头的直线表示木块所受摩擦力,并在箭头旁边标注大小;木块对墙的压力,作用在墙壁上,作用在墙比与木块接触的点上,可将作用点集中在中间点上,方向水平向左,大小为30N,做作用点做水平向左的带箭头的直线,并标注大小,如图所示:
。
【点评】本题主要考查力的示意图的画法,明确力的三要素,并掌握示意图的作图方法即可顺利完成此题。
四.实验探究题(共4小题,满分24分)
18.(5分)小明选择蜂蜡和海波探究“不同固态物质在熔化过程中温度的变化是否相同”,设计的实验装置如图甲所示。
(1)将温度计准确插入烽蜡和海波中,观察温度计示数时视线A、B、C如图乙所示,其中正确的是 B ,此时温度计的示数是 42 ℃;
(2)丙图是小明绘制的海波的熔化图像,图中 BC 段表示海波的熔化过程,此过程中海波吸收热量,温度 不变 (选填“升高”、“降低”或“不变”)。
(3)丁图是小明绘制的蜂蜡的熔化图像,说明蜂蜡是 非晶体 (选填“晶体”或“非晶体”)。
【分析】(1)观察温度计示数时,视线应与温度计内液柱的上表面相平;温度计的读数先确定分度值,再读数;
(2)晶体在熔化过程中吸收热量,但温度保持不变;
(3)根据图象进行分析。
【解答】解:(1)观察温度计示数时,视线应与温度计内液柱的上表面相平,故B正确。从温度计示数可以看出,温度计的分度值是2℃,液柱在40℃以上第1个小格,所以此时温度计的示数是42℃。
(2)在晶体的熔化图像中,有一段平行于时间轴的线段,此段表示晶体的熔化过程,所以图丙中BC段表示海波的熔化过程。晶体在熔化过程中吸收热量,但温度保持不变。
(3)从图丁蜂蜡的熔化图像可以看出,蜂蜡在熔化过程中温度一直升高,没有固定的熔化温度,所以蜂蜡是非晶体。
故答案为:(1)B;42;(2)BC;不变;(3)非晶体。
【点评】本题考查了固体熔化时的规律,属于基础实验,难度较低。
19.(4分)如图所示,小明在“探究平面镜成像的特点”的实验中:
(1)为了便于观察,实验选在较暗的环境中进行,小明选用透明的玻璃板代替平面镜的目的是便于 确定像的位置 。
(2)在实验过程中,把一只点燃的蜡烛A放在玻璃板前,再将另一支不点燃的蜡烛B放在玻璃板的后面来回移动,直到看上去跟蜡烛A的像 重合 。
(3)移去蜡烛B,将光屏放在B处,发现光屏上并没有蜡烛A的像,这说明平面镜所成的像是 虚 像。
(4)另一位小组在实验时无论如何移动蜡烛B,始终无法使B与A的像重合,原因是玻璃板没有与水平桌面相 垂直 。
【分析】(1)玻璃板有透光性,平板玻璃既能成像,又便于确定像的位置;
(2)把一只点燃的蜡烛A放在玻璃板前,再将另一支不点燃的蜡烛B放在玻璃板的后面来回移动,直到看上去跟蜡烛A的像重合,可知像与物大小相等;
(3)虚像不能成在光屏上;
(4)玻璃板要与水平桌面要垂直放置,否则成的像偏高或偏低,不易确定像的位置。
【解答】解:(1)玻璃板有透光性,平板玻璃既能成像,又能看清玻璃板后面的物体,便于确定像的位置;
(2)在实验过程中,把一只点燃的蜡烛A放在玻璃板前,再将另一支不点燃的蜡烛B放在玻璃板的后面来回移动,直到看上去跟蜡烛A的像重合,可得出像与物大小相等的结论;
(3)移去蜡烛B,将光屏放在B处,发现光屏上并没有蜡烛A的像,这说明平面镜所成的像是虚像。
(4)另一位小组在实验时无论如何移动蜡烛B,始终无法使B与A的像重合,原因是玻璃板没有与水平桌面相垂直。
故答案为:(1)确定像的位置;(2)重合;(3)虚;(4)垂直。
【点评】本题探究平面镜成像特点,考查对器材的要求、操作过程的理解和成像规律的运用。
20.(7分)在“探究影响液体内部压强大小因素”的实验中:
(1)实验中液体的压强是通过U形管两侧液面的 高度差 来表示的,这种方法叫做 转换 法。
(2)实验前,用手指轻压金属盒上的橡皮膜,观察U形管液面高度差是否有明显变化,这是为了检查压强计的 气密性 。
(3)通过比较A、B、C三图可知,在液体内部的同一深度,向各个方向的压强 相等 。
(4)通过比较 B、D 两图可知,同种液体的压强随深度的增加而增大。
(5)通过比较D、E两图可知,在液体内部的同一深度,液体的 密度 越大,压强越大。
【分析】(1)实验中用U形管中液面的高度差来反映液体压强的大小;这种研究方法叫做转换法;
(2)若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化都会很小;
(3)同种液体同一深度,向各个方向的压强相等;
(4)(5)液体压强跟液体密度和液体的深度有关。在液体密度一定时,液体深度越大,液体压强越大;在液体深度一定时,液体密度越大,液体的压强越大。
【解答】解:(1)实验中液体压强大小不能直接看出,是通过U形管两侧液面高度差来反映的,采用到转换法;
(2)若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化都会很小;用手指轻压金属盒橡皮膜,观察U形管液面高度差是否有明显变化,这是为了检查压强计的气密性;
(3)通过比较A、B、C三图可知,在同种液体内部的同一深度,U形管的液面高度差不变,说明向各个方向的压强相等;
(4)若探究同种液体的压强跟深度的关系,要控制橡皮膜所在的液体相同而深度不同,如图B、D所示,橡皮膜都在水中,橡皮膜在D图中所在水的深度较深,U形管两侧液面高度差较大,说明同种液体的压强随深度的增加而增大;
(5)通过比较D、E两图可知,在不同液体内部的同一深度,液体的密度越大,U形管液面高度差越大,液体的压强越大。
故答案为:(1)高度差;转换;(2)气密性;(3)相等;(4)B、D;(5)密度。
【点评】本题考查的是探究液体内部压强的影响因素的实验。注意物理实验中研究方法﹣转换法和控制变量法的运用;液体压强是中考必考的一个知识点,需要掌握。
21.(8分)小八为了完成电学中的实验,收集了如下实验器材:学生电源(电压未知)一个,开关,滑动变阻器,阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器“20Ω;0.5A”,电压表和电流表各一个,额定电压为U0的小灯泡一个。
实验一:探究“电流与电压的关系”
(1)小八连接了如图甲的实物电路,开关闭合后发现电路连接错误。请你在错误的导线上划“×”,用笔画线代替导线,画出正确的连线,导线不交叉;
(2)为保护电路,实验开始前,滑片P应移动到最 左 (选填“左”或“右”)端;
(3)检查无误后,小八将10Ω的电阻接入电路,闭合开关,并读出电流表和电压表示数,记录为A点数据,继续移动滑动变阻器,依次得到B到E点的数据,并绘制I﹣U图像如图乙。通过分析,可以得到C点和E点的定值电阻电功率之比为: 9:25 。
(4)为了使实验结论更具有普遍性,小八换用20Ω的电阻重复前面操作,得到多组数据,根据实验数据,在相同的坐标系中画出了I﹣U图像,图乙中 ① (选填“①”或“②”)图像符合实验实际。
实验二:探究“电流与电阻的关系”
电阻R/Ω
5
10
15
20
电流I/A
0.4
0.15
0.14
0.10
表1
(5)小八继续探究“电流与电阻关系”,将某电阻更换为15Ω的电阻接入电路,其余连接不变,拆下某电阻后,发现电压表恰好满偏、电流表指针偏转如图所示,则不规范的操作可能是: 没有断开开关就拆下定值电阻 ;
(6)小八将测量数据记录在表1中,同组的小宏发现阻值为 10 Ω的测量数据是错误的,根据小八回忆,是因为他将 20 Ω的电阻换为该电阻时,没有调节滑片造成的。
(7)小八将滑动变阻器更换为“30Ω,1A”,其余器材和连接均不变,继续探究电流与电阻的关系,他重新设置定值电阻两端的电压U0的值来完成5Ω、10Ω、15Ω、20Ω这四次实验,但是设置完成后,他发现5Ω、10Ω、15Ω能顺利完成实验,而20Ω不能完成实验,则小八设置的U0的取值范围是: 1.5V<U0≤2.5V 。
【分析】(1)在探究“电流与电压的关系”的实验中,滑动变阻器、定值电阻和电流表串联接入电路,电压表并联在定值电阻两端,分析图中电路存在的问题是电压表被短接了,据此完成电路改接;
(2)为了保护电路,在闭合开关开始实验前,应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大端;
(3)根据电功率公式P=UI分析解答;
(4)根据欧姆定律I分析作答;
(5)电流表示数为零,表明电路中可能存在断路,电压表接近电源电压,表明电压表与电源两极是通路,则定值电阻存在断路,由此分析;
(6)探究电流与电阻的关系时,应控制定值电阻两端电压不变,据此分析出错误数据;
(7)研究电流与电阻的关系时,要控制电阻的电压不变,根据串联电路电压和分压原理得出变阻器的最大电阻连入电路中时对应的最大的电阻值;
由串联电路电压的规律及分压原理得出电压值应该不低于多少;同时结合电流表的示数为最大0.6A,并结合当最小电阻5Ω接入电路中,此时电阻两端最大电压U=IR。
【解答】解:(1)在探究“电流与电压的关系”的实验中,滑动变阻器、定值电阻和电流表串联接入电路,电压表并联在定值电阻两端,分析图中电路存在的问题是电压表被短接了,据此完成电路改接如下图所示:
;
(2)为了保护电路,在闭合开关开始实验前,应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大端,即图中的最左端;
(3)根据绘制的I﹣U图像,C点和E点的电压和电流值可从图像中读出。设乙图中单位电流为I0,单位电压为U0,则C点电压为UC=3U0,电流为IC=6I0,E点电压为UE=5U0,电流为IE=10I0。则C点和E点的定值电阻电功率之比为;
(4)在探究电流与电压的关系实验中,电阻一定时,电流与电压成正比,图像是一条过原点的直线。当电阻增大时,根据欧姆定律,在电压相同时,电流会变小,所以20Ω电阻的I﹣U图像的斜率会比10Ω电阻的I﹣U图像的斜率小,故图乙中①图像符合实验实际;
(5)探究“电流与电阻的关系”,将某电阻更换为15Ω的电阻接入电路,其余连接不变(电表的量程不变),拆下某电阻后,发现电压表恰好满偏、电流表指针偏转如图所示,电流表示数为零,说明电路中电阻很大或有断路故障,电压表恰好满偏,表明电压表与电源两极是通路,此时电压表串联在电路中,则不规范的操作可能是没有断开开关就拆下定值电阻;
(6)在探究电流与电压的关系实验中,要控制定值电阻两端的电压不变。根据欧姆定律U = IR,分别计算出每次实验中定值电阻两端的电压U1=0.4A×5Ω=2V,U2=0.15A×10Ω=1.5V,U3=0.14A×15Ω=2.1V,U4=0.10A×20Ω=2V;
可以发现,在误差允许的范围之内,10Ω电阻对应的电压值与其他不同,所以阻值为10Ω的测量数据是错误的;
由(5)可知,没有断开开关,拆下20Ω电阻后,电压表串联在电路中测电源电压,电压表恰好满偏,甲图中电压表选用小量程(分度值为0.1V),则由电压表指针的位置可知电源电压U=3V;
由表中数据可知,接入阻值为10Ω的电阻时,电路中电流为0.15A,根据电阻的串联和欧姆定律可得此时变阻器接入电路的阻值:
R滑R210Ω=10Ω;
根据题意可知,他将某电阻换为10Ω的电阻时没有调节滑片,即之前那次实验是正确的,也就是控制了电压表示数为2V,在那次实验中变阻器两端的电压:U滑=U﹣UV=3V﹣2V=1V,
根据串联分压的规律可得:,即,解得R定=20Ω,也就是将20Ω的电阻换为10Ω电阻时没有调节滑片,导致数据错误的。
(7)在探究电流与电阻的关系实验中,要控制定值电阻两端的电压不变;
当5Ω、10Ω、15Ω能顺利完成实验,而20Ω不能完成实验,说明当接入20Ω电阻时,即使滑动变阻器的阻值调到最大20Ω,也不能使定值电阻两端的电压达到设定值;
接入20Ω的电阻时,设定值电阻两端的电压最小为U0小,
若此时能完成实验,根据串联电路分压规律,
代入数据可得:,解得U0小=1.5V,由于接入20Ω不能完成实验,说明预设电压值U0>1.5V;
当接入5Ω电阻时,若定值电阻两端的电压最大,由欧姆定律可知电流最大,根据变阻器的规格、电流表量程和串联电路的电流特点可知,电流最大为0.5A,则U0大=I大R定小=0.5A×5Ω=2.5V,
所以U0的取值范围是1.5V<U0≤2.5V。
故答案为:(1)见上图;(2)左;(3)9:25;(4)①;(5)没有断开开关就拆下定值电阻;(6)10;20;(7)1.5V<U0≤2.5V。
【点评】本题考了探究“电流与电压的关系”的实验,涉及了电路的改接、滑动变阻器的使用、电功率的计算、数据分析,考查较综合,有一定难度。
五.计算题(共3小题,满分22分)
22.(7分)某电动观光车的技术参数如表:
空车质量
1180kg
车身长度
3.8m
满载人员
12人
电动机额定电压
48V
满载时轮胎与地接触面积
4×250cm2
最大车速
45km/h
电动机效率
80%
平路连续行驶里程
≤80km
根据以上技术参数,解答下列问题:(g取10N/kg)
(1)设乘员质量平均为60kg,求满载时车对水平路面的压强?
(2)求观光车在水平路面上以最大速度匀速行驶5×103m所用的时间是多少S?
(3)若观光车在水平路面匀速行驶时受到的阻力为2×103N,求观光车匀速行驶5×103m过程中,牵引力所做的功?
【分析】(1)知道每个乘客的平均质量,根据G=mg求出电动车和人的总重G;因在水平路面上,电动车对路面的压力F=G,又知道总受力面积,利用压强公式求电动车对路面的压强;
(2)根据公式v求所用的时间;
(3)匀速行驶时,牵引力和阻力是一对平衡力,其大小相等,根据公式W=FS可求牵引力做的功。
【解答】解:(1)满载时车对地的压力:
F=G=mg=(m1+m2)g=(1180kg+12×60kg)×10N/kg=1.9×104N;
车对地的压强:P1.9×105Pa;
(2)观光车最大车速:v=45km/h=12.5m/s,
所用时间:t400s;
(3)观光车匀速行驶,受力平衡,即F牵=F阻=2×103N,
牵引力所做的功:W=F牵•s=2×103N×5×103m=1×107J。
答:(1)满载时车对水平路面的压强为1.9×105Pa;
(2)观光车在水平路面上以最大速度匀速行驶5×103m所用的时间是400s;
(3)观光车匀速行驶5×103m过程中,牵引力所做的功为1×107J。
【点评】本题是力学综合计算题,虽涉及到的知识点多,但本题内容贴近生活实际,便于激发学生探究物理现象的兴趣,体现了新课标的要求,属于中考热点题型。
23.(9分)如图甲为一种智能水暖电热毯,毯内布满软管,使用时向主机内注水,接通电源后,主机以最快速度将水加热后输送到软管内,温水在床毯和主机间不断循环使床毯变热。当床毯温度达到设定温度后,主机会自动调整为保温状态继续工作,从而保障使用者的舒适度。已知其额定电压为220V,主机内的电路结构如图乙所示,S2为智能温控开关,R1和R2均为加热电阻,额定加热功率为400W,保温功率为55W。不计温度对电阻的影响。
(1)当电热毯处于保温状态时的电流;
(2)请计算R1的阻值是多少Ω;
(3)该产品主机内水的质量为1kg,广告上写有“5分钟升温40℃,快速温暖被窝”的字样,请你通过计算说明该广告的话语是否可信。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【分析】(1)根据P=UI可求出保温时的电流;
(2)当两开关都闭合时,电路中只有定值电阻R1,此时电路中的电阻最大,当开关闭合式,电路中两电阻串联,此时电路中的电功率最大,为加热状态,据此分析;
(3)闭合电路消耗的电能和热水吸收的热量,据此分析。
【解答】解:(1)当电热毯处于保温状态时,其保温功率为55W,根据P=UI可得,当电热毯处于保温状态时的电流为:;
(2)由图乙可知,当只有开关S1闭合时,两电阻串联,电路的总电阻最大;当两开关都闭合时,电路是R1的简单电路。当两开关都闭合时,电路的电功率最大,电热毯处于加热状态。根据可得,R1的阻值是:;
(3)水吸收的热量为:,
由可得,5分钟消耗的电能为:,
因Q吸>W,所以该广告不可信。
答:(1)当电热毯处于保温状态时的电流为0.25A;
(2)请计算 R1的阻值是121Ω;
(3)该广告的话语不可信。
【点评】通过物理知识来戳穿广告虚假,体现了物理在生活中的应用,本题主要把电热结合起来,考查了电功率公式、电功公式、吸热公式和效率公式的运用。
24.(6分)阅读短文,回答问题。
隔电墙与水电阻
家庭电热水器工作时,加热器内胆里的水有时也会通电。为保证人的洗浴安全,电热水器金属内胆出水口加接一段曲长管道,在电热水器漏电且接地线失效时,能形成“隔电墙”(如图乙)。隔电墙(SafeCare)是一种简称,它确切的表述法是“水电阻衰减隔离法”。它是利用了水本身所具有的电阻的特性,通过对管径和距离的调整,形成“隔电”的效果。
干燥时人体电阻的平均值约1000~2000Ω,皮肤潮湿时,阻值降为300Ω左右。隔电墙中每1cm水电阻约200Ω。为保证人体安全,只要控制通过人体的电流不超过一个阈值即可。已知粗细均匀水柱的电阻跟它的长度成正比,跟它的横截面积成反比。因此在设计隔电墙时,一般会尽量增加水流的长度,以达到增大电阻,减小电流的目的。如图丙,将水流路径设计成螺旋线结构来增加水流的长度。
虽然隔电墙有一定的保护作用,但为了保护自己生命安全,最有效的措施,还是淋浴的时候把电热水器插头拔掉。
(1)曲长管道应选用导电性能 差 (好/差)的材料制成;
(2)淋浴时,若电热水器漏电且接地线失效,通过水电阻的电流 等于 (大于/等于/小于)通过人体的电流;
(3)不同环境下人体导电情况不同,为保证安全,加在人体的电压不能超过最大安全电压的三分之一,称为绝对安全电压,结合皮肤潮湿时人体电阻可知,通过人体的绝对安全电流为:不超过 0.04 A;
(4)为保证安全,本文中隔电墙中水流的长度至少为 26 cm;
(5)已知横截面1cm2,长度为10cm的自来水水柱的电阻为13kΩ。某型号隔电墙参数如丁图所示,其防电墙内部容积为10cm3,则此防电墙需要将内部的水分隔成长度为 60 cm粗细均匀的螺旋水柱。(防电墙内部隔片的体积视为零)
【分析】(1)为保证人的洗浴安全,电热水器金属内胆出水口加接一段曲长管道,在电热水器漏电且接地线失效时,能形成“隔电墙”,所以曲长管道应选用导电性能差的材料制成;
(2)水电阻和人体串联,电流相等;
(3)根据题意可得绝对安全电压;根据欧姆定律可以求得通过人体的绝对安全电流;
(4)根据欧姆定律可以求得总电阻;皮肤潮湿时,人体阻值降为300Ω左右,可得水电阻的阻值;可知隔电墙中水流的长度;
(5)已知粗细均匀水柱的电阻跟它的长度成正比,跟它的横截面积成反比,可知电阻与长度和横截面积的关系;
根据横截面1cm2,长度为10cm的自来水水柱的电阻为13kΩ;防电墙内部容积为10cm3,防电墙电阻为468kΩ,可以求得此防电墙需要将内部的水分隔成长度。
【解答】解:(1)为保证人的洗浴安全,电热水器金属内胆出水口加接一段曲长管道,在电热水器漏电且接地线失效时,能形成“隔电墙”,所以曲长管道应选用导电性能差的材料制成;
(2)根据串联电路电流的特点,水电阻和人体串联,电流相等;
(3)根据题意可得绝对安全电压为:
;
根据欧姆定律可以求得通过人体的绝对安全电流为:
;
(4)根据欧姆定律可以求得总电阻为:
;
皮肤潮湿时,人体阻值降为300Ω左右,则水电阻的阻值为:
R水=R总﹣R=5500Ω﹣300Ω=5200Ω;
则隔电墙中水流的长度至少为:
;
(5)已知粗细均匀水柱的电阻跟它的长度成正比,跟它的横截面积成反比,则电阻与长度和横截面积的关系为:
①;
横截面1cm2,长度为10cm的自来水水柱的电阻为13kΩ,代入①式则有:
;
解得k=1.3kΩ•cm,防电墙内部容积为10cm3,防电墙电阻为468kΩ,代入①式得:
;
解得L′=60cm。
故答案为:
(1)差;
(2)等于;
(3)0.04;
(4)26;
(5)60。
【点评】本题考查欧姆定律的应用,串联电路电流的特点。
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