内容正文:
2025年中考物理终极押题猜想(广州专用)
目录
题型一 选择题 1
押题猜想01 估测题 1
押题猜想02 声音的三要素及辨别 5
押题猜想03 光现象辨析 9
押题猜想04 分子热运动 14
押题猜想05 机械运动和惯性的应用 18
押题猜想06 机械能及转化 23
押题猜想07 机械效率 28
押题猜想08 电路设计 34
押题猜想09 电路动态分析 39
押题猜想10 磁现象辨析 46
题型二 非选择题 53
押题猜想11 透镜成像规律及应用 53
押题猜想12 杠杆和滑轮的应用 63
押题猜想13 压强和浮力的应用 76
押题猜想14 功和功率的计算 87
押题猜想15 欧姆定律的应用与电路故障分析 95
押题猜想16 电功和电功率的应用 105
押题猜想17 电学综合类探究 115
押题猜想18 力学综合类探究 126
题型一 选择题
押题猜想01 估测题
1.下列符合实际的是( )
A.一根粉笔的质量约为1kg
B.课桌的高度约为750mm
C.初中生跑1km用时约40s
D.暴晒下烫手的车座温度约为35℃
【答案】B
【详解】A.一块橡皮的质量在5g左右,粉笔的质量与此差不多,在5g左右,故A不符合题意;
B.课桌高度约为75cm=750mm,故B符合题意;
C.初中生跑1km用时约为4min10s,故C不符合题意;
D.暴晒下烫手的车座温度约为40℃以上,故D不符合题意。
故选B。
2.下列估测最接近实际的是( )
A.中学生身体的体积约0.5m3
B.教室内空气的质量约30kg
C.人教版八年级上册物理课本的厚度约0.5mm
D.从地上捡起一个鸡蛋并举过头顶,对鸡蛋做的功大约是1J
【答案】D
【详解】A.中学生身体的体积约0.05m3,故A不符合题意;
B.教室内空气的质量约300kg,故B不符合题意;
C.八年级上册物理课本的厚度约4.5cm,故C不符合题意;
D.从地上捡起一个鸡蛋并举过头顶,对鸡蛋做的功大约是
故D符合题意。
故选D。
押题解读
估测题是中考常考题,一般以选择题的方式出现,题目难度较小,一般需要估测的物理量有长度、时间、质量、密度、力、电阻、电压等。试题精心取材于学生日常生活、学习过程。需要我们善于观察生活同时有基本的推理估测能力。
考前秘笈
1、常见长度的估测
中学生拇指指甲宽度约为1cm
一支 新2B铅笔的长度约为18cm
吃饭用的筷子长度约为25cm
初中物理课本的宽度约为18.5cm
一只普通牙刷的长度约为15cm
初中物理课本的长度约为26cm
乒乓球台的宽度约为1.5m
初中生的身高约为160cm
一张纸的厚度约为0.1mm
一本八年级物理课本的厚度约为6mm
医用外科口罩的长度约为15cm
教室里灯管的长度大约为1m
2、常见质量的估测
一名普通中学生的质量约为50kg
一枚鸡蛋的质量约为50g
一个苹果的质量约为200g
一瓶500mL矿泉水的质量约为500g
一袋早餐 奶的质量约为200g
一部手机的质量约为150g
一块学生常用橡皮的质量约为20g
一个篮球的质量约为500g
中考体育用的实心球质量约为2kg
一元硬币的质量约为6g
一只公鸡的质量为2.5kg
一台笔记本电脑的质量约为2kg
3、常见温度的估测
标准大气压下冰水混合物的温度为0℃,沸水的温度为100℃
人的正常体温为36.8~37.2℃
人感觉舒适的环境温度约为26℃
洗澡水的温度约为40℃
中考考场内的温度约为25℃
电冰箱冷冻室内的温度约为-18℃
绿色蔬菜保鲜的适宜温度约为5℃
1.孔子家语记“布手知尺”,指的是成年男子拇指指端和食指指端之间的距离为一尺,则一尺约( )
A.2cm B.0.2m C.0.2dm D.20mm
【答案】B
【详解】成年男子拇指指端和食指指端之间的距离大约为
20cm=2dm=0.2m=200mm
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.如图是常见的成人口罩,其中 18 是指口罩的长度,单位应为( )
A.cm B.nm C.mm D.dm
【答案】A
【详解】中学生使用的铅笔长度约为18cm,常见的成人口罩的长度与其大小相当,也是18cm左右。
故选A。
3.以下物体中,质量最大的是( )
A.20g的棉花 B.50g的木块
C.100g的铁块 D.200g的水
【答案】D
【详解】质量是物体所含物质的多少叫质量,质量的国际单位是kg,常用单位有:t、g、mg。20g的棉花、50g的木块、100g的铁块、200g的水,其中质量最大的是200g的水,故D正确,ABC错误。
故选D。
4.百日冲刺,决战中考。在2023届初三百日誓师活动中,我校初三全体教师走进学生队伍,为初三学子们佩戴象征着希望的“梦想手环”,如图。在该活动中,下列数据最符合实际的是( )
A.手环的质量约为6g B.手环的直径为600mm
C.某同学的正常体温为35.6℃ D.某同学的手腕周长约为30cm
【答案】A
【详解】A.手环的质量较轻,10g左右,接近6g,故A符合题意。
B.手环的直径为60mm,合6cm,故B不符合题意;
C.人体的正常体温约为36.5℃,变化不大,故某同学的正常体温为36.5℃,故C不符合题意;
D.中学生手腕的直径约6cm,手腕周长约为20cm,故D不符合题意。
故选A。
5.一个正常的成年人,下列说法符合实际情况的是( )
A.正常体温约为39℃ B.步行的速度约为1.1m/s
C.体重约为50N D.身高约为1.70dm
【答案】B
【详解】A.人的正常体温约为37℃,变化很小,故A不符合题意;
B.正常情况下人一秒钟大约走1m的距离,即速度约1m/s,故B符合题意;
C.成年人的质量约60kg,体重约
G=mg=60kg×10N/kg=600N
故C不符合题意;
D.成年人身高约1.7m,合17dm,故D不符合题意。
故选B。
6.某同学把装有20个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼,他做的功最接近于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】一个鸡蛋的质量约为50g,20个鸡蛋的质量约为
m=20×50g=1000g=1kg
所受重力为
G=mg=1kg×10N/kg=10N一层楼高约为3m,从1楼提到3楼上升的高度为
h=2×3m=6m
所以他做的功约为
W=Gh=10N×6m=60J
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
押题猜想02 声音的三要素及辨别
1.如图,古琴是中国传统拨弦乐器,其音色悠远,音域宽广。演奏者通过调节琴弦的松紧可以进行调音。下列说法中正确的是( )
A.调节琴弦松紧主要改变声音的响度
B.调节琴弦松紧主要改变声音的音调
C.琴弦振动幅度越大,音调越高
D.拧紧琴弦时,琴弦振动的振幅增大
【答案】B
【详解】ABD.调节琴弦的松紧,则用相同的力演奏时,弦的振动快慢会不同,改变了声音的音调拧紧琴弦时,力的大小不变,则振动变快,音调变高,故AD错误,B正确;
C.琴弦振动幅度越大,则响度越大,音调与振动的快慢有关,与振动的幅度无关,故C错误。
故选B。
2.“羌笛何须怨杨柳,春风不度玉门关”。如图所示,是我国少数民族特有的古老的气鸣管乐器——羌笛,下列有关羌笛蕴含的声学知识分析正确的是( )
A.吹奏羌笛时,一定是物体振动发出的声音
B.能分辨出羌笛声是因为声音的响度不同
C.“不度玉门关”是因为羌笛声不能在固体中传播
D.羌笛声在真空中的传播速度约为340m/s
【答案】A
【详解】A.声音是由物体的振动产生的,因此吹奏羌笛时,一定是物体振动发出的声音,故A正确;
B.音色表示声音的品质与特色,因此能分辨出羌笛声是因为声音的音色不同,故B错误;
C.“不度玉门关”并非因为羌笛声不能在固体中传播,而是因为玉门关地处偏远,故C错误;
D.真空不能传声,因此羌笛声不能在真空中传播,故D错误。
故选A。
押题解读
本题以古乐器古琴、羌笛考题背景,考查学生对声音三个特性的区分及其影响因素。需要考生利用所学的物理知识解释身边与声音相关的物理现象。
考前秘笈
1、音调是指声音的高低。音调高低是由声源振动的频率决定的,频率越高,音调越高;频率越低,音调越低。
2、响度是指声音的大小。响度与声源振动的振幅有关,振幅越大,响度越大;响度还与距声源的远近有关,距声源越近,响度越大。
3、音色是指声音的品质与特征,它与声源的材料、结构有关。不同物体发出声音的音调和响度可能相同,但音色却一定不同。
4、解题方法
(1)首先判断题中描述的声音特性是不是声音的“音色”音色这个特性最大的用途就是用来区分不同的发声体,如果不是用来区分不同的发声体,就一定不是在描述音色;
(2)寻找题中的关键形容词,并根据关键词进行判断“粗细长短松紧是音调,响度关键看用力”;
(3)如果没有题中描述的关键形容词,那就代入情景进行辨别例如“窃窃私语”,代入情景:如果我们与同学窃窃私语,目的是什么,当然是想让声音的响度小这样别人就听不到了。这样一想答案就出来了。
1.如图所示的风铃有七根长短不同的小棍,敲打小棍时,发现它们发出的声音不同。这里的不同是指( )
A.音调 B.响度
C.音色 D.音调、响度、音色
【答案】A
【详解】敲打小棍时,长短不同的小棍振动频率不同,发出的声音音调不同,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.在“音乐演奏家”的项目学习中,某同学自制如图所示的“推拉口哨”,吹奏 时,推拉口哨上的竹竿可发出悦耳的哨声。下列说法正确的是( )
A.哨声是由于空气柱振动产生的
B.哨声在真空中的传播速度最快
C.不同力吹奏可改变哨声的音色
D.推拉竹竿可以改变哨声的响度
【答案】A
【详解】A.声音是由物体振动产生的,哨声是由于空气柱振动产生的,故A正确;
B.声音的传播需要介质,哨声不能在真空中传播,故B错误;
C.不同力吹奏可改变哨声振幅的大小,改变声音的响度,故C错误;
D.推拉竹竿可以改变哨声振动的频率,改变声音的音调,故D错误。
故选A。
3.下列关于天宫课堂上声现象知识的描述,正确的是( )
A.王亚平老师讲课时声带在振动
B.王亚平老师的声音能在真空中传播
C.声音以340m/s的速度从天宫传到我们耳朵
D.老师讲课时提高音量是为了改变声音的音调
【答案】A
【详解】A.声音是由物体振动产生的,王亚平老师讲课时能够发声是因为其声带在振动,故A正确;
B.声的传播需要介质,王亚平老师的声音不能在真空中传播,故B错误;
C.声的传播需要介质,在太空没有空气,声音不能传播,故C错误;
D.老师讲课时提高音量是为了改变声音的响度,故D错误。
故选A。
4.如图所示,这是一款“音乐棒棒糖”,将棒棒糖含在嘴里,声音会通过牙齿、骨骼等传到听觉中枢,产生听觉,若把棒棒糖拿出来,就无法听到声音。下列分析正确的是( )
A.该棒棒糖发出的声音不是由物体振动产生的
B.根据声音的音调能辨别出是哪位歌手的声音
C.口含棒棒糖能听到声音的原因是固体能传声
D.在月球上使用该棒棒糖不能听到声音
【答案】C
【详解】A.声音是由物体振动产生的,该棒棒糖发出的声音是由物体振动产生的,故A错误;
B.根据声音的音色能辨别出是哪位歌手的声音,因为音色是发声体的声音品质,由发声体本身的特征决定,是区别声音的重要标志,故B错误;
C.声音的传播需要介质,口含棒棒糖能听到声音的原因是固体能传声,故C正确;
D.在月球上使用该棒棒糖能听到声音,因为固体能够传声,故D错误。
故选C。
5.小福用金属管自制小乐器,如图所示。敲击不同长度金属管,能发出“do(1)”“re(2)”“mi(3)”“fa(4)”“sol(5)”“la(6)”“si(7)”。小华演奏歌曲《两只老虎》中的“跑”时,应敲击的金属管是( )
A.a B.c C.e D.g
【答案】B
【详解】敲击不同长度金属管时,是金属管在振动,金属管越短,其振动越快,音调就越高,所以“do(1)”“re(2)”“mi(3)”“fa(4)”“sol(5)”“la(6)”“si(7)”对应的管分别是a、b、c、d、e、f、g;小华演奏歌曲《两只老虎》中的“跑”时,对应的音是“mi(3)”,应敲击的金属管是c,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.如图,是应用于门禁系统的声纹锁正在进行身份验证。声纹锁是基于声纹识别的一种新型智能门锁,当主人说出事先设定的暗语后,就能把锁打开,其他人即使说出暗语,门锁也无法打开。这种声纹识别主要依据声音的( )
A.音色 B.响度 C.音调 D.频率
【答案】A
【详解】音色与发声体的材料和结构有关,每个人发出声音的音色不同,声纹锁是依据音色来进行判断的,即这种声纹识别主要依据声音的音色,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
押题猜想03 光现象辨析
1.下列光现象可以解释“镜花水月”原理的是( )
A.日全食 B.水中倒影
C.海市蜃楼 D.手影游戏
【答案】B
【详解】“镜花水月”属于平面镜成像,平面镜成像是光的反射原理。
A.日全食是由光的直线传播形成的,故A不符合题意;
B.水中的倒影,是平面镜成像,是由光的反射形成的,故B符合题意;
C.海市蜃楼是光在密度不均匀的大气层中传播时,发生折射形成的,故C不符合题意;
D.手影游戏中影子的形成,属于光的直线传播现象,故D不符合题意。
故选B。
押题解读
本题以“镜花水月”为背景,考查光的直线传播、光的反射与折射、平面镜成像的辨析;其中平面镜成像等是中考的热点问题。试题在注重考查基础知识的同时,主要考查学生运用相关光学知识分析、解释实际问题的能力。
考前秘笈
生活中常见的光现象:
(1)光的直线传播现象:小孔成像(树荫下的光斑)、日月食的形成、影子的形成。
(2)光的反射现象:平面镜成像、汽车观后镜中的像、水中的“倒影”。
(3)光的折射现象:海市蜃楼、水中的筷子弯折、看到水中的鱼、水底变浅、透镜成像、光的色散。
1.陕西皮影戏历史可追溯到西汉,最初在宫廷表演,唐朝以后流传到民间,被誉为研究传统文化和民间文化的活化石。如图所示的皮影戏的形成原理是( )
A.光的色散 B.光的反射
C.光的折射 D.光沿直线传播
【答案】D
【详解】皮影戏的形成原理是光在同种均匀物质中沿直线传播,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
2.下列如图情景中,由光的反射而形成的是( )
A.水中的“倒影” B.天空的彩虹
C.水中铅笔“弯折” D.日晷的使用
【答案】A
【详解】A.平静水面上景物的倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故A符合题意;
B.天空中的彩虹是由于光的折射形成的,故B不符合题意;
C.从水中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,看到的是笔的虚像,比实际位置偏高,所以感觉折断了,是折射现象,故C不符合题意;
D.影子的形成说明光是沿直线传播的,由于光的直线传播,被物体挡住后,物体后面就会呈现出阴影区域,就是影子,故D不符合题意。
故选A。
3.如图所示是苍鹭从平静水面上起飞的瞬间。关于苍鹭在水面所成的像,下列说法正确的是( )
A.苍鹭所成的像是正立的实像
B.苍鹭靠近水面的过程中像会变大
C.水越深,苍鹭所成的像离它越远
D.苍鹭与它所成的像到水面的距离相等
【答案】D
【详解】AB.平静的水面相当于平面镜,平面镜所成的像是正立、等大的虚像,始终与物体大小相等,苍鹭飞离水面的过程中像的大小不变,故AB错误;
CD.物距是苍鹭到水面的距离,像距是苍鹭所成的像到水面的距离,二者始终相等,与 水的深度无关,故C错误,D正确。
故选D。
4.对图所示的光现象进行描述或解释,其中正确的是( )
A.甲图中水中的“倒影”,成倒立等大的虚像
B.乙图中小红能看见地上的书本,是因为书本是光源
C.丙图中太阳光通过三棱镜时发生色散,表明太阳光是由多种色光组成的
D.丁图中渔民看到水中鱼的像的位置比实际位置浅,是光的反射现象
【答案】C
【详解】A.甲图中水中的“倒影”是平面镜成像,成正立等大的虚像,故A错误;
B.地上的书本身不会发光,故不是光源,小红能看见地上的书本,是因为书本反射的光进入她的眼睛,故B错误;
C.当太阳光经过三棱镜后,会分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光,这是光的色散现象;从而说明太阳光是由多种色光组成的复色光,故C正确;
D.水中鱼反射出的光在水面处发生了折射,折射角大于入射角,折射光线向远离法线的方向偏折;我们看到水中的鱼是由光的折射形成的虚像,比实际位置要浅,故D错误。
故选C。
5.如图是演员对着镜子化妆的场景。镜中“演员”的形成是由于( )
A.光的直线传播 B.光的反射
C.光的折射 D.光的色散
【答案】B
【详解】化妆用的镜子是平面镜,镜中“演员”是演员的像,是由于光的反射而形成的正立、等大的虚像,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.如图所示的荷塘月色图,下列描述合理的是( )
A.月亮是光源
B.月亮的倒影是实像
C.月亮的倒影是由光的折射形成的
D.月亮的像到水面的距离大于凉亭的像到水面的距离
【答案】D
【详解】A.月亮自身不能发光,不是光源,故A不符合题意;
BC.月亮的倒影是平面镜成像,是光的反射形成的虚像,故BC不符合题意;
D.月亮距离水面的距离大于凉亭到水面的距离,平面镜成像时,像和物体到平面镜的距离相等,所以月亮的像到水面的距离大于凉亭的像到水面的距离,故D符合题意。
故选D。
7.光给我们带来了美的感受,下列现象中由于光的折射形成的是( )
A.阳光下日晷的影 B.水中鸟的倒影
C.镜子中的小猫 D.水中“折断”的筷子
【答案】D
【详解】A.阳光下日晷的影是光在直线传播时,遇到不透明的物体在后面留下的阴影,故A不符合题意;
B.水中鸟的倒影,是平面镜成像现象,光的反射形成的,此时的水面相当于平面镜,故B不符合题意;
C.镜子中的小猫,是平面镜成像现象,光的反射形成的,故C不符合题意;
D.水中“折断”的筷子,是光由水中斜射向空气中时发生偏折形成的,故D符合题意。
故选D。
押题猜想04 分子热运动
1.南国桃园云雾缭绕,桃花盛开,花香四溢,蜜蜂飞舞。你认为正确的是( )
A.桃花飘落,说明分子在不停地做无规则运动
B.云雾缭绕,雾的形成是汽化现象
C.花香四溢,属于扩散现象
D.蜜蜂飞舞,以蜜蜂为参照物,花是静止的
【答案】C
【详解】A.桃花飘落,属于机械运动,不能说明分子在不停地做无规则运动,故A错误;
B.云雾缭绕,雾是空气中的水蒸气液化成的小水珠,故B错误;
C.花香四溢,属于扩散现象,是分子不停做无规则运动造成的,故C正确;
D.蜜蜂飞舞,以蜜蜂为参照物,花的位置发生了变化,是运动的,故D错误。
故选 C。
2.百善孝为先,如图所示是小明周末为妈妈制作的早餐。关于早餐相关说法中正确的是( )
A.早餐香气四溢,是因为分子在永不停息地做无规则运动
B.用吸管喝豆浆,其原理是流速快的地方压强小
C.面包片很容易被捏扁,说明分子间只有引力
D.刚出锅的炒鸡蛋很热,说明鸡蛋含有大量的热量
【答案】A
【详解】A.早餐香气四溢,是因为分子在永不停息地做无规则运动,属于扩散现象,故A正确;
B.用吸管喝豆浆,是因为吸气时吸管内气压减小,小于外界大气压,在大气压作用下豆浆被压入吸管,原理是大气压,不是流速快的地方压强小 ,故B错误;
C.面包片容易被捏扁,是力可以改变物体的形状,不能说明分子间只有引力,分子间同时存在引力和斥力,故C错误;
D.热量是一个过程量,不是一个状态量,热量描述了物体发生热传递时,传递能量的多少,不能说物体含有热量,故D错误.
故选A。
押题解读
题目考查分子热运动,常考一切物质分子不停做无规则运动,像闻到花香,就因为花分子在不停运动 。且分子热运动和温度关系也是重点,温度越高,分子运动越剧烈,比如热水中墨水扩散比冷水中快。扩散现象常考对扩散现象的判断,如给出不同场景,判断是否属于扩散。还要清楚扩散能说明分子在不停做无规则运动,且扩散在固、液、气中都能发生 ,像铅块和金块紧压在一起,时间久了会互相渗入 。
考前秘笈
1. 背熟概念:牢记分子热运动、扩散现象、分子间作用力的概念,注意细节,像扩散现象是分子热运动结果,不是宏观物体运动。
2. 结合生活:把分子热运动知识和生活现象联系,多思考现象背后原理,像炒菜时香味很快飘出,是温度高,分子热运动剧烈。
3. 区分易混:区分分子热运动和机械运动,机械运动是宏观物体的运动,分子热运动是微观分子的运动;还要明白分子间引力和斥力在不同情况的表现 。
1.如图是航天员在中国空间站进行了水球变“懒”实验。用注射器喷出空气,空气冲击水球,使水球剧烈振动。下列说法正确的是( )
A.航天员和水球在太空中没有惯性
B.实验能说明力可以改变物体的运动状态
C.水球剧烈振动说明分子做无规则运动
D.航天员随空间站绕地球运动时处于平衡状态
【答案】B
【详解】A.一切物体在任何情况下都具有惯性,惯性是物体保持其运动状态的性质,与是否在太空中无关,故A错误;
B.力不仅可以改变物体的形状,还能改变物体的运动状态,用注射器喷出空气,空气冲击水球,使水球剧烈振动,说明力可以改变物体的运动状态,故B正确;
C.水球剧烈振动是由于外力作用,而不是分子无规则运动的结果。分子无规则运动是热运动的表现,与宏观振动无关,故C错误;
D.航天员随空间站绕地球运动时运动状态不断改变,不会处于平衡状态,故D错误。
故选B。
2.中国自主研发出圆珠笔的“笔尖钢”,用“工匠精神”诠释了“中国创造”。如图为同学们用按压式圆珠笔按压弹起的情景,下列分析恰当的是( )
A.笔在纸上写的字不易擦去,是因为分子不运动
B.笔杆的手握部分有粗糙的橡胶套,可以增大摩擦
C.笔弹起离开桌面继续上升是因为受到惯性的作用
D.笔弹起离开桌面上升过程中内能转化为机械能
【答案】B
【详解】A.笔在纸上写的字不易擦去,是因为墨水发生了扩散现象(分子在做无规则运动),墨水进入了纸中,故A错误;
B.笔杆的手握部分有粗糙的橡胶套,是在压力一定时,通过增大了接触面的粗糙程度来增大摩擦,故B正确;
C.笔弹起离开桌面继续上升是因为笔本身具有惯 性,仍要保持原来的运动状态,惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故C错误;
D.笔弹起离开桌面上升过程中,笔的质量不变,笔的速度减小、动能减小,高度增加、重力势能增大,即动能转化为重力势能,故D错误。
故选B。
3.我国传统节日与其对应的美食文化,源远流长,寓意深刻。下列关于美食的说法,用物理知识解释正确的是( )
A.春节包饺子时,所用的力的作用效果,使饺子皮发生了形变
B.元宵节煮汤圆时,在汤圆慢慢煮熟的过程中,汤圆的密度大小始终保持不变
C.端午节剥粽子时,总有一些糯米粘在粽叶上,是因为分子在不停地做无规则运动
D.如果将一块月饼带到月球上,它的惯性会变小
【答案】A
【详解】A.包饺子时,用的力改变了饺子皮的形状,使饺子皮发生了形变,故A正确;
B.在汤圆慢慢煮熟的过程中,汤圆的质量不变,体积变大,由密度公式可知汤圆的密度变小,故B错误;
C.端午节剥粽子时,总有一些糯米粘在粽叶上,是因为分子间存在引力,故C错误;
D.惯性是物体的基本属性,决定于质量,所以将月饼带到月球上,它的质量不变,惯性不变,故D错误。
故选A。
4.央视《中国诗词大会》节目旨在弘扬中华优秀传统文化,深受观众青睐。下列对古诗文中涉及的热现象解释错误的是( )
A.“月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠”,霜的形成是凝华现象
B.“欲渡黄河冰塞川,将登太行雪满山”,冰的形成是凝固现象
C.“花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴”,“花气袭人”是分子的热运动
D.“寒夜客来茶当酒,竹炉汤沸火初红”,水沸腾时吸收热量,温度升高
【答案】D
【详解】A.霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶,故A正确,不符合题意;
B.冰是由水凝固形成的固态水,故B正确,不符合题意;
C.“花气袭人”是扩散现象,是分子不停做无规则的热运动造成的,故C正确,不符合题意;
D.水沸腾时吸收热量,温度保持在沸点不变,故D错误,符合题意。
故选 D。
5.灿烂辉煌的古诗词意境优美,异彩纷呈。下列古诗词中涉及的物理知识解释正确的是( )
A.“柴门闻犬吠,风雪夜归人”说明声音具有能量
B.“潭清疑水浅,荷动知鱼散。”,“潭清疑水浅”是光的反射现象
C.“可怜九月初三夜,露似真珠月似弓。”露的形成是汽化现象
D.“花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴。”,“花气袭人”说明分子在做无规则运动
【答案】D
【详解】A.闻犬吠,知夜归人,说明声音传递信息,而不是体现声音传递能量,故A错误;
B.潭清疑水浅是站在岸上的人看潭底比实际深度浅,是光的折射形成的现象,故B错误;
C.露的形成是空气中的水蒸气遇冷放热液化形成的小水滴,故C错误;
D.构成物质的大量分子永不停息地做无规则运动,又叫做分子的热运动,与温度有关,温度越高,热运动越剧烈,“花气袭人”说明分子在做无规则运动,故D正确。
故选D。
6.从物理学角度,对下列自然现象的解读,正确的是( )
A.“阳春三月,鸟语花香”:温度高时,分子才会做无规则运动
B.“夏荷轻摇,珠露合聚”:露珠聚在一起,说明分子间存在引力
C.“秋高气爽,落叶飘扬”:分子在不停地做无规则运动
D.“数九严冬,银装素裹”:积雪间存在孔洞,说明分子间存在间隙
【答案】B
【详解】A.不论温度高低,一切分子都在做无规则运动,故A错误;
B.分子间存在相互作用的引力和斥力。露珠靠很近之后就会聚在一起,是因为水分子之间存在引力,故B正确;
C.分子是肉眼看不到的,落叶不是分子,落叶飘扬是宏观物体的机械运动。故C错误;
D.积雪间的孔洞是物体间的空隙,不能说明分子间有间隙,故D错误。
故选B。
押题猜想05 机械运动和惯性的应用
1.在第九届亚冬会速度滑冰男子1500米决赛中,中国选手宁忠岩获得冠军。如图所示是男子1500米速滑项目的精彩瞬间,下列说法中正确的是( )
A.以看台上的观众为参照物,运动员是静止的
B.运动员在转弯过程中,其运动状态保持不变
C.运动员到达终点后,不能立即停下来是因为受到惯性作用
D.运动员站立时对冰面的压力和冰面对运动员的支持力是一对相互作用力
【答案】D
【详解】A.以看台上的观众为参照物,运动员的相对位置改变,是运动的,故A错误;
B.运动员在转弯过程中,方向改变,其运动状态改变,故B错误;
C.惯性不是力,不能说“受到惯性作用”,故C错误;
D.运动员站立时对冰面的压力和冰面对运动员的支持力是一对相互作用力,故D正确。
故选D。
押题解读
本题主要考查了对运动与静止的判断、对运动状态的认识、对惯性和相互作用力的理解等,有一定综合性。
考前秘笈
一个物体相对于另一个物体位置的改变叫机械运动;事先选定的物体叫做参照物;物理学中把物体保持原有运动状态不变的性质叫惯性。
1.中国高铁快捷平稳、安全舒适。如图所示,一枚硬币稳稳地站立在高速行驶的高铁列车的窗台上,以下与该现象有关的说法中,正确的是( )
A.硬币此时没有惯性
B.若硬币倒下,说明硬币受到惯性力
C.硬币倒向哪个方向具有偶然性,不能判断列车是加速还是减速
D.列车做直线运动时,若硬币倒向列车前进的方向,说明列车突然减速
【答案】D
【详解】A.物体的惯性是它的一种属性,硬币任何情况下都有惯性,故A错误;
B.惯性是物体的一种属性,是保持原来运动状态的性质,不是力,故B错误;
C.硬币由于惯性,保持原来运动状态,所以列车刹车时,硬币倒向列车前进方向,列车加速,硬币倒向列车前进的反方向,所以硬币倒向哪个方向不是因为偶然性,故C错误;
D.列车突然刹车时,由于硬币还要保持刹车前相同速度的运动状态,故会向列车前进方向倾倒,故D正确。
故选D。
2.下列四幅图中属于防止惯性造成危害的是( )
A.掷实心球 B.系安全带
C.飞机加速起飞 D.洗手后甩干
【答案】B
【详解】A.实心球被掷出后,由于惯性仍保持原来的运动状态,掷实心球是利用惯性,故A不符合题意;
B.开车系上安全带是为了防止汽车突然减速时人由于惯性继续向前运动而带来伤害,故B符合题意;
C.飞机在从甲板加速滑跃到空中时,由于飞机具有惯性保持较高的速度,利用惯性顺利飞向天空,故C不符合题意;
D.洗手后用力甩干,是利用惯性,使水脱离人手,故D不符合题意。
故选B。
3.2024年盘锦红海滩马拉松来自全国各地的近万名选手陆续通过起跑线,现场的欢呼声、呐喊声瞬间点燃马拉松盛会热情。关于马拉松比赛下列说法正确的是( )
A.运动员匀速过弯道时,运动状态改变
B.运动员到达终点线冲刺,若此时所受的力全部消失,将立即静止
C.裁判是通过相同时间内比较运动员经过的路程,来判定程某夺冠
D.领奖时,地面对运动员的支持力和运动员所受重力是一对相互作用力
【答案】A
【详解】A.运动员匀速过弯道时,虽然速度的大小不变,但运动方向发生了改变,所以运动状态改变,故A正确;
B.运动员到达终点线冲刺,若此时所受的力全部消失,根据牛顿第一定律可知,运动员会保持原有的运动速度一直做匀速直线运动,故B错误;
C.裁判是通过相同路程比较运动员经过的时间,来判定程某夺冠,故C错误;
D.一对相互作用力的条件是作用在两个物体上,方向相反,大小相等,作用在同一条直线上,地面对运动员的支持力和运动员所受重力都是作用在运动员身上,所以不是一对相互作用力,故D错误。
故选A。
4.如图为运动员撑杆跳高的场景。他通过助跑将撑杆压弯后起跳,越过横杆,松手后撑杆恢复原状。下列说法正确的是( )
A.助跑时,运动员相对于地面是静止的
B.撑杆被压弯说明力能使物体发生形变
C.运动员助跑是为了获得更大的惯性
D.松手后运动员仍然受撑杆的作用力
【答案】B
【详解】A.助跑时,以地面为参照物,运动员的相对位置改变,是运动的,故A错误;
B.力的作用效果有两个:一是改变物体的形状,二是改变物体的运动状态。用力撑杆,杆被压弯,说明力改变了物体的形状,故B正确;
C.运动员助跑是为了利用惯性,而不能增大惯性,惯性只跟质量有关,故C错误;
D.力是物体对物体的作用,松手后运动员不再受撑杆的作用力,故D错误。
故选B。
5.如题图所示,车厢中的a是用绳拴在车厢底部的氢气球,b是用绳挂在车厢顶的金属球,开始时它们和车一起向右做匀速直线运动。若忽然刹车使车做匀减速运动,则下列图中能正确表示刹车期间车内情况的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】开始时金属球、车厢及氢气球有向右的相同速度,突然刹车使车厢做匀减速运动时,由于金属球比车厢内同体积的空气质量大,惯性大,运动状态不易改变,所以金属球相对于车厢向右运动,故b球向右偏;同体积空气的质量比氢气球的质量大,惯性大,运动状态不容易改变,所以空气相对车厢向右运动,推动氢气球相对于车向左运动,因此a向左偏。
故选D。
6.2025年春节期间,成都双子塔附近举办大型无人机灯光秀,500架无人机组成的编队以相同速度和方向保持密集队形整体移动,形成动态图案。下列说法正确的是( )
A.以地面上的观众为参照物,整体移动的无人机群是静止的
B.以突然转向的无人机为参照物,其他保持原速的无人机是静止的
C.整体移动时,以编队中一架无人机为参照物,其他无人机是运动的
D.以双子塔上展示的哪吒图案为参照物,正在下降的无人机是运动的
【答案】D
【详解】A.无人机群整体移动时,与地面之间有位置的变化,以地面上的观众为参照物,整体移动的无人机群是运动的,故A错误;
B.突然转向的无人机与其它无人机之间有位置的变化,以突然转向的无人机为参照物,其他保持原速的无人机是运动的,故B错误;
C.整体移动时,以编队中一架无人机为参照物,其他无人机的位置不变,其他无人机是静止的,故C错误;
D.正在下降的无人机与哪吒图案之间有位置的变化,以双子塔上展示的哪吒图案为参照物,正在下降的无人机是运动的,故D正确。
故选D。
7.小华坐在列车甲中,观察到窗外另一辆列车乙的运动情况如图所示。下列说法中正确的是( )
A.以列车甲为参照物,列车乙是静止的
B.以列车乙为参照物,小华是运动的
C.以小华为参照物,列车乙是静止的
D.以地面为参照物,甲、乙列车一定都是运动的
【答案】B
【详解】A.由图可知,以列车甲为参照物,列车乙相对于列车甲的位置发生了变化,是运动的,故A错误;
B.由图可知,以列车乙为参照物,小华相对于列车乙的位置发生了变化,是运动的,故B正确;
C.由图可知,以小华为参照物,列车乙相对于小华的位置发生了变化,是运动的,故C错误;
D.以地面为参照物,甲列车相对于地面的位置可能发生了变化,也可能没有发生变化,则列车甲可能是静止的,也可能是运动的,而乙列车相对于地面的位置一定发生了变化,所以一定是运动的,故D错误。
故选B。
押题猜想06 机械能及转化
1.如图,弹簧没有形变时下端在a处,将重物挂在弹簧上,用手将物体拉到b处后松手,不计空气阻力,在物体由静止一直向上运动至最高点c的过程中,下列判断正确的是( )
A.弹簧的弹性势能逐渐减小
B.弹簧的弹性势能逐渐增大
C.重物的机械能先变大后变小
D.重物的机械能先变小后变大
【答案】C
【详解】AB.在物体由静止一直向上运动至最高点c的过程中,弹簧由被拉伸变为被压缩,形变量先变小后变大,则弹簧的弹性势能先变小后变大,故AB错误;
CD.不计空气阻力,在物体由静止一直向上运动至最高点c的过程中,只存在弹簧的弹性势能与物体的机械能之间的相互转化,弹簧的弹性势能先变小后变大,则重物的机械能先变大后变小,故C正确,D错误。
故选C。
押题解读
本题考查了机械能的转化,属于基础题。动能的大小与质量、速度有关,重力势能的大小与质量、高度有关,弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关,机械能为动能、势能的总和。
考前秘笈
做机械运动的物体具有动能,动能的大小与质量和速度有关;高处的物体具有重力势能,重力势能的大小与质量和高度有关;动能和势能之和称为机械能;在不考虑摩擦和空气阻力时,物理的机械能守恒。
1.如图所示,小邦在国色天乡玩蹦极,不考虑空气阻力,关于他在下降过程中的能量分析,下列说法正确的是( )
A.下降到最低点,小邦的动能最小,绳子的弹性势能最大
B.弹性绳绷到最低点,小邦的重力势能全部转化为动能
C.弹性绳绷直前,小邦的重力势能增大,动能减小
D.降到最低点,小邦的重力势能最大,绳子的弹性势能最大
【答案】A
【详解】A.下降到最低点时,人的速度减小为0,动能最小;高度最小,重力势能最小;弹性绳的形变最大,则弹性势能最大,故A正确;
BD.下降到最低点时,人的高度最小,重力势能最小;弹性绳的形变最大,则弹性势能最大,不考虑空气阻力,小邦的重力势能全部转化为弹性势能,故BD错误;
C.人在下降过程中,弹性绳绷直前,高度减小,重力势能减小,速度变大,则动能变大,故C错误。
故选A。
2.《开元天宝遗事》记载:“天宝宫中至寒食节,竞竖鞦韆秋千,令宫嫔辈戏笑以为宴乐。”如今,荡秋千仍是人们喜爱的活动。正在荡秋千的小华从最低点上升的过程中,小华的( )
A.质量变大 B.惯性变大 C.运动状态不变 D.重力势能变大
【答案】D
【详解】A.质量是物体的属性,与物体所处的位置无关,小华从最低点上升的过程中,小华的质量不变,故A不符合题意;
B.小华从最低点上升的过程中,小华的质量不变,惯性不变,故B不符合题意;
C.小华从最低点上升的过程中,小华运动的方向和速度大小发生改变,即运动状态改变,故C不符合题意;
D.小华从最低点上升的过程中,小华的质量不变,高度变大,所以重力势能变大,故D符合题意。
故选D。
3.为提高羽毛球技术,教练利用频闪相机记录了某次训练时羽毛球在空中的运动轨迹,如图所示。羽毛球在空中运动过程中,下列说法正确的是( )
A.始终受到惯性力的作用
B.运动状态始终保持不变
C.若所受力全部消失,球将处于静止状态
D.下落过程中,球的重力势能转化为动能
【答案】D
【详解】A.惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,惯性不是力,不能说物体受到惯性力的作用,故A错误;
B.羽毛球在空中运动过程中,速度和方向发生改变,运动状态发生改变,故B错误;
C.羽毛球原来处于运动状态,有一定的速度,突然所受力全部消失,根据牛顿第一定律可知,球将做匀速直线运动,故C错误;
D.下落过程中,球的质量不变,高度变小,重力势能变小;速度变大,动能变大,重力势能转化为动能,故D正确。
故选D。
4.“嫦娥五号”实现了中国首次月球无人采样返回。返回器使用类似“打水漂”的方式着陆地球,其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。(过程只考虑空气阻力和重力的影响),下列说法正确的是( )
A.AB段返回器的动能变大
B.CD段返回器动能增加量小于重力势能的减小量
C.返回器在B点重力势能大于C的重力势能
D.A到D的全过程中返回器机械能守恒
【答案】B
【详解】A.AB段,返回器的质量不变,速度变小,高度变大,动能变小,重力势能变大,此过程中返回器的动能转化为重力势能,还要克服和空气的摩擦做功,所以返回器的动能变小,故A错误;
B.CD段,质量不变,高度变小,重力势能减小,速度变大,动能变大,是重力势能转化为动能,由于克服空气阻力做功,一部分重力势能转化为内能,所以返CD段返回器动能增加量小于重力势能的减小量,故B正确;
C.由于B、C两点距离地面的高度相同,因此重力势能相同,故C错误;
D. A到D的全过程中,由于克服空气阻力做功,使得机械能减小,返回器机械能不守恒,故D错误。
故选B。
5.周末小晨和家长去天堂寨游玩,如图是小晨乘坐观光缆车匀速下山的情景,下列对该过程分析正确的是( )
A.小晨的动能增加,重力势能减小 B.小晨的重力势能转化为动能
C.小晨的重力势能减小,机械能减小 D.小晨的重力势能减小,机械能不变
【答案】C
【详解】ACD.动能的大小与质量和速度有关。小晨乘坐观光缆车匀速下山,质量不变,速度不变,所以动能不变;重力势能的大小与质量和高度有关,高度降低,质量不变,所以重力势能减小。机械能是动能与势能的总和,所以机械能减小,故AD错误,C正确;
B.因为小晨的动能不变,重力势能减小,所以不存在重力势能转化为动能的情况,故B错误。
故选C。
6.如图甲所示的过山车是一项惊险刺激的娱乐项目。如图乙所示是过山车轨道的示意图,过山车沿弧形轨道从a点运动到b点后进入竖直圆形轨道经过c点,然后通过d点(不计空气阻力),下列说法正确的是( )
A.乘坐过山车的游客相对于轨道是静止的
B.过山车到达c点时,动能为零
C.过山车经过a、d两点时,机械能大小相等
D.过山车从b点运动到d点,部分动能转化为重力势能
【答案】D
【详解】A.以轨道为参照物,乘坐过山车的游客的相对位置改变,是运动的,故A错误;
B.过山车到达c点时,仍具有水平方向的速度,动能不为零,故B错误;
C.过山车在行驶过程中要克服摩擦做功,机械能转化为内能,所以机械能是减小的,所以过山车经过a、d两点时,d点机械能小于a点机械能,故C错误;
D.过山车从b点运动到d点过程中,质量不变,速度变小,则动能变小,高度上升,则重力势能变大,所以部分动能转化为重力势能,故D正确。
故选D。
7.蹦床属于体操运动的一种,是一项运动员利用蹦床的反弹在空中表现杂技技巧的竞技运动,有“空中芭蕾”之称。如图所示是运动员到达最高点A后沿竖直方向下落到最低点C的过程,若不计空气阻力,关于该过程说法正确的是( )
A.运动员下落过程中,到达B点时速度最快,动能最大
B.运动员在最低点C时,速度为0,受到非平衡力的作用
C.运动员从B点下落到C点的过程中,具有的惯性逐渐减小
D.运动员从B点下落到C点的过程中,只有动能转化为弹性势能
【答案】B
【详解】A.由图可知,运动员下落过程中,到达B点时,刚接触蹦床,此时运动员只受到竖直向下的重力,运动员的速度继续增大,此时速度不是最快,动能不是最大,故A错误;
B.运动员在最低点C时,速度为0,受到的弹力大于重力,受到非平衡力的作用,故B正确;
C.惯性只与物体的质量有关,运动员从B点下落到C点的过程中,质量不变,具有的惯性不变,故C错误;
D.运动员从B点下落到C点的过程中,质量不变,速度先变大后减小,高度降低,先是重力势能转化为动能和弹性势能,过了速度最大点后,动能和重力势能转化为弹性势能,故D错误。
故选B。
押题猜想07 机械效率
1.如图所示,小明用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别匀速提升两个质量相同的物体,绳端在相同时间内移动的距离相等。在提升过程中,若绳端拉力F1∶F2=3∶2,下列说法错误的是( )
A.物体的速度之比v1∶v2=1∶2 B.有用功之比W有1∶W有2=2∶1
C.总功之比W总1∶W总2=3∶2 D.机械效率之比η1∶η2=4∶3
【答案】A
【详解】A.绳端在相同时间内移动的距离相等,则绳端移动的速度相同,甲为定滑轮,物体和绳端移动速度相同,乙为动滑轮,绳端移动速度为物体移动速度的二倍,所以,物体的速度之比v1∶v2=2∶1,故A错误,符合题意;
B.物体的速度之比v1∶v2=2∶1,相同时间内升高的高度之比为h1∶h2=2∶1,两物体质量相等,根据W有用=Gh=mgh可知,有用功之比W有1∶W有2=2∶1,故B正确,不符合题意;
C.绳端拉力F1∶F2=3∶2,绳端在相同时间内移动的距离相等,根据W总=Fs可知,总功之比W总1∶W总2=3∶2,故C正确,不符合题意;
D.两种装置机械效率之比为
故D正确,不符合题意。
故选A。
押题解读
本题考查与滑轮相关的计算,难度偏大。
考前秘笈
1、定滑轮的特点:既不省力也不省距离,能改变力的方向,则s=h,不计绳重和摩擦时F=G物;
2、动滑轮的特点:能省一半的力,多移动一倍距离,不能改变力的方向,则s=2h,不计绳重和摩擦时F=;
3、滑轮和滑轮组问题(竖直方向),有用功是克服物体重力所做的功,总功就是作用于绳端的拉力做的功。
4、机械效率的概念:有用功跟总功的比值叫做机械效率,通常用百分数表示。计算公式为。由于额外功不可避免,有用功只是总功的一部分,因而机械效率总小于1。
1.如图是利用滑轮打水的场景。井架上安装一个滑轮,绕过滑轮的绳索一端悬吊水桶,人拉或放绳索的另一端即可让水桶升降。下列说法正确的是( )
A.井架上的滑轮是动滑轮
B.利用这个装置能够省力
C.水桶静止时,人对水桶没有做功
D.提的水越多,该装置的机械效率越低
【答案】C
【详解】A.井架上的滑轮不随水桶一起运动,是定滑轮,故A错误;
B.定滑轮不能省力,可以改变力的方向,故B错误;
C.水桶静止时,在重力的方向上没有移动距离,人对水桶没有做功,故C正确;
D.提的水越多,利用这套装置做的有用功相对增加,额外功不变,则该装置的机械效率会变大,故D错误。
故选C。
2.研学实践活动时,小明在农家乐看到一种农具(如图甲),他查阅资料后知道,这种农具是农民捣谷用的“舂”,其工作原理图如图乙,AOB为碓杆,O为支点,A处连接着碓头,脚踏碓杆的B处可使碓头升高,抬起脚,碓头会落下去击打稻谷,若碓头的重力为30N,每踩一次碓头上升的高度为60cm,AO长1.5m,OB长0.3m,则( )
A.舂相当于简单机械中的省力杠杆
B.不计碓杆的重力和摩擦,脚至少用15N的力才可以将碓头抬起
C.每踩一次对碓头做的功是1800J
D.若1min将B踩下30次,舂的机械效率为60%,则人做功的功率是15W
【答案】D
【详解】A.由图乙可知,使用过程中,动力臂OB小于阻力臂OA,故舂相当于简单机械中的费力杠杆,A错误;
B.脚对B点的力为F,碓头的重力为G,OA为阻力臂L1,OB为动力臂L2,根据杠杆平衡条件得
故脚至少用150 N的力才可以将碓头抬起,B错误;
C.每踩一次对碓头做的功为W有用=Gh=30N×0.6m=18J
故C错误;
D.设人每踩一次做的总功为W总,机械效率为η,则总功为
若1min将B踩下30次,则人做的总功W总′=30×W总=30×30J=900J
人做功的功率为
故D正确。
故选D。
3.某次用如图所示的滑轮组运送重为400N的材料,在250N的拉力F作用下,材料匀速上升4m。在此过程中( )
A.滑轮a是定滑轮
B.滑轮组的机械效率为80%
C.绳子自由端移动的距离为4m
D.滑轮组省了功
【答案】B
【详解】A.由图可知,滑轮a的位置随物体的升高而变化,因此是动滑轮,故A不符合题意;
BC.由图可知,动滑轮上有两根绳子,因此材料匀速上升4m,则绳子自由端移动的距离为s=nh=2×4m=8m
则滑轮组的机械效率为
故B符合题意,C不符合题意;
D.使用任何机械都不能省功,故D不符合题意。
故选B。
4.如图所示的小型起重机,某次吊起重为的物体,电动机的功率为,用时,使物体上升了。下列计算正确的是( )
A.做的有用功为 B.拉力为
C.做的总功为 D.机械效率为66.7%
【答案】B
【详解】A.做的有用功为
故A错误;
C.由得,做的总功为
故C错误;
B.由图得,电动机使用了动滑轮,则拉力移动的距离为
由得,拉力为
故B正确;
D.机械效率为
故D错误。
故选B。
5.如图所示,小伟同学通过斜面用平行于斜面的的推力,将一个物体从斜面底端推到高的平台上,斜面的机械效率为。若用平行于斜面的的推力将同一物体从斜面底端推到高的平台上,斜面的机械效率为(不计空气阻力)( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】推力为200N时,推力做的总功为W总=Fs=200N×2m=400J
推力做的有用功为
推力为300N时,有用功不变,推力做的总功为W1=F1s=300N×2m=600J
此时,斜面的机械效率为
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.某人将一箱书搬上楼,可以有两种方法:一是把所有的书一起搬上楼;二是先搬一部分上楼,再搬剩下的部分。假设他上楼的速度相同。第一种方法搬书的功率为,效率为,第二种方法搬书的功率为,效率为,用这两种方法搬书的有用功分别为、,则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【详解】所有的书一起搬上楼和分两次搬的书的总重力不变,书上升的高度不变,所以对书做的有用功不变,故W1=W2;由于所有的书一起搬上楼,克服人的重力做功1次;分两次搬书克服人的重力做功2次;所以分两次搬书做的额外功多,故分两次搬书做的总功多,所以所有的书一起搬上楼的机械效率大于分两次搬书的机械效率,即η1>η2;因上楼的速度相同,方法二需要上楼二次,所以方法二所用时间是第一次的两倍,由可知P1>P2。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上,如图所示,斜面高为1m,长为3m,工人用400N沿斜面方向的力将重为900N的箱子匀速推到车上。下列分析与计算正确的是( )
A.利用斜面可以省力,也可以省功 B.若只减小斜面的坡度,工人所需的推力将增大
C.重物移动过程中受到斜面的摩擦力为400N D.在此过程中斜面的机械效率为75%
【答案】D
【详解】A.由功的原理可知,任何机械都不能省功。利用斜面提升物体可以省力,但费距离,不省功,故A错误;
B.只减小斜面的坡度,距离变长,斜面会更省力,因此,工人所需的推力将变小。故B错误;
C.工人师傅做的总功
W总=Fs=400N×3m=1200J
工人师傅做的有用功
W有=Gh=900N×1m=900J
根据
W总=W有+W额
所以克服摩擦做的额外功
W额=W总−W有=1200J−900J=300J
因为W额=fs,所以重物移动过程中的摩擦力
故C错误;
D.斜面的机械效率
故D正确。
故选D。
押题猜想08 电路设计
1.中国高铁技术世界领先,给人们的出行带来了极大的便利。乘客进站时,需同时通过身份证验证(相当于闭合)和人脸识别(相当于闭合),方可开启闸机,下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.两个开关并联,只要闭合一个开关,电动机就工作,故A不符合题意;
B.由题意可知,当S1、S2都闭合时,方可开启闸机M,图中两开关串联,当S1、S2都闭合时,电动机才能工作,故B符合题意;
C.只闭合S2时,电动机工作,闭合S1时,电源短路,故C不符合题意;
D.只闭合S1时,电动机工作,再闭合S2时,电源短路,故D不符合题意。
故选B。
押题解读
本题考查根据要求设计电路,逐一对每个电路进行分析,找出与题中条件相符合的电路图即可。
考前秘笈
电路中开关控制用电器时,开关和用电器是串联的;开关在干路可以控制所有用电器;如是家庭电路,开关应接在用电器和火线之间;用电器能独立工作,说明用电器之间为并联关系。审清题目要求是设计对电路的首要条件,电路设计完后应按题目要求操作一边,确定是否与题目要求一致,以确保设计正确。
1.共享电瓶车上有一款智能头盔,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接收到信号闭合后,再转动电动车钥匙S2,电瓶车才能正常启动,下列电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】根据题意可知,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,这说明两个开关相互影响,应该是串联在一起的,故D符合要求,ABC不符合要求。
故选D。
2.居民楼的楼道里,夜间只是偶尔有人经过,楼道灯总是亮着将造成很大浪费。科研人员利用“光敏”材料制成“光控开关”,它的作用是天黑时,自动闭合,天亮时自动断开;利用“声敏”材料制成“声控开关”,它的作用是当有人走动发出声音时自动闭合,无人走动时自动断开。在如图所示各电路中,符合这种楼道灯电路设计的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】根据题意可知,只有当“光控开关”和“声控开关”都闭合时,楼道灯才能亮,所以“声控开关”和“光控开关”与楼道灯串联,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.临沂市是京九铁路的中心点,年物流交易额高达7000亿,有“中国物流之都”的称号,也有“小上海”的美称。因此,规范有序的仓库管理显得尤为重要。在一座储存着救援物资的仓库中,管理员设计了一个电路:要求只有在密码输入正确后,再任意选择人脸识别或指纹验证的方式验证通过方可开门。若输入密码、识别人脸、验证指纹的操作分别代表闭合开关S1、S2、S3,则下列电路图中符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】依题意得,要求只有在密码输入正确后,再任意选择人脸识别或指纹验证的方式验证通过方可开门,则S2、S3互不影响,两者并联,S1与S2同时闭合或者S1与S3同时闭合时,方可开门,则S2、S3并联后再与S1串联,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
4.如图所示的双杯恒温养生壶,左右两杯可同时工作,也可单独工作,和分别是左右两杯对应的加热电阻。下列电路中符合设计要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】和分别是左右两杯对应的加热电阻,左右两杯可同时工作,也可单独工作,所以和能独立工作,互不影响,所以和并联,开关S1和S2分别与和串联,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.如图是国产新能源汽车中的一款插电式混合动力汽车,同时使用电动机和内燃机,其内燃机热效率最高可达43%;此外,其拥有快捷语音助手,可实现车外语音控制自动泊车和开关门等功能。对于该新能源汽车,驾驶员既可以通过传统的机械按键(开关)控制车窗的升降,也可以通过语音(开关)控制车窗的升降。下列电路中可实现上述功能的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】根据题意可知,传统的机械按键(开关S1)和语音(开关S2)都可独立控制车窗的升降,两个开关对电动机的控制互不影响,所以两开关并联后再与电动机串联,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
6.小明家的智能门锁可通过“指纹”或“密码”开锁。指纹识别成功时S1闭合,密码输入正确时S2闭合,开锁时发声器S发出声音,同时电动机M启动。下列电路设计符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题可知,“指纹”或“密码”都可以单独控制门锁,所以,两个开关是并联的,互不影响;电动机启动的同时发声器发声,说明两者同时被开关S1或S2控制,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.如图所示的灭蚊拍具有灭蚊和照明功能,当只闭合开关S1时,灭蚊拍能灭蚊但灯不亮;当S1和S2都闭合时,灭蚊拍既能灭蚊又能照明。选项中设计的电路图符合上述功能的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.只闭合S1时,灯亮且能灭蚊,同时闭合S1和S2,电源短路,故A不符合题意;
B.只闭合S1时,灯亮且能灭蚊,同时闭合S1和S2,灭蚊网短路,不能灭蚊,故B不符合题意;
C.只闭合S1时,灯亮,同时闭合S1和S2,灯与灭蚊网并联工作,灯亮且能灭蚊,故C不符合题意;
D.只闭合S1时,灭蚊网通电工作,能灭蚊,同时闭合S1和S2,灯与灭蚊网并联工作,灯亮灭蚊网能灭蚊,故D符合题意。
故选D。
押题猜想09 电路动态分析
1.如图所示电路,闭合开关S后,将滑动变阻器滑片向右移动,则下列说法正确的是( )
A.电流表示数变小,电压表V1示数不变
B.电流表示数不变,电压表V2示数变大
C.电压表V1示数和电流表示数比值不变
D.电压表V2示数和电流表示数比值不变
【答案】C
【详解】AB.根据电路图可知电路为串联电路,电压表V1测R1的电压,V2测变阻器的电压,电流表测电路的电流;将滑动变阻器R2的滑片P向右移动,变阻器连入电路的电阻变大,电路的电阻变大,电路中的电流变小,电流表示数变小;根据U=IR可知,R1两端电压变小,即V1示数变小,由串联电路电压的规律可知V2示数变大,故AB错误;
C.电压表V1示数和电流表示数比值即R1的电阻,定值电阻阻值不变,所以电压表V1示数和电流表示数比值不变,故C正确;
D.电压表V2示数与电流表示数之比即变阻器连入的电阻,滑动变阻器接入电阻变大,则电压表V2示数和电流表示数比值变大,故D错误。
故选C。
押题解读
本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用,关键是电路的分析。两电阻串联,电压表V1测R1的电压,V2测变阻器的电压,电流表测电路的电流;将滑动变阻器R2的滑片P向右移动确定变阻器连入电路的电阻变化,由电阻的串联和欧姆定律分析电流表示数变化,根据U=IR分析V1示数变化,由串联电路电压的规律确定V2变化;根据R=U/分析电压表与电流表示数比值的大小变化。
考前秘笈
(1)明确引起电路动态变化的原因,即是由热敏电阻、光敏电阻、滑动变阻器等引起的。
(2)明确元件变化时,接入电路的各部分电阻如何变化。
(3)明确电源的电压是否保持不变。
(4)从串联电路或并联电路中电流、电压的规律及欧姆定律中选择一条判断电路中电流或某一元件两端的电压的变化情况。
(5)解题方法
方法①:按这样的顺序分析:局部电阻如何变化→总电阻如何变化→由于电源电压不变,导致电路中电流如何变化→依据U=IR分析不变的电阻两端的电压如何变化→依据U变化的电阻=U总-U不变的电阻分析变化的电阻两端的电压如何变化。
方法②:串联电路中,即电压与电阻成正比,由此可知串联电路中按电阻的比例分配电压,电阻所占比例分数越大,分得的电压比例就越大。
1.如图所示是测量货车质量的地磅示意图,货车的质量可以通过电流表的示数转换测出,R0为定值电阻。下列说法正确的是( )
A.地磅的量程与R0大小无关
B.货车的质量减小时,电流表的示数变大
C.仅增大R0,称量同一货车质量时,电流表示数变小
D.将电流表直接换成电压表也能测量货车的质量
【答案】C
【详解】A.由题知,货车的质量可以通过电流表的示数转换测出,所以地磅的量程与电流表示数的变化范围对应;图中滑动变阻器与R0串联,由欧姆定律可得,电流表的示数,则总电压不变时,电流表示数的变化范围与R0的阻值有关,所以地磅的量程与 R0大小有关,故A错误;
B.货车的质量减小时,滑动变阻器接入的电阻变大,根据欧姆定律,电流表的示数变小,故B错误;
C.仅增大R0,称量同一货车质量时,滑动变阻器接入的阻值不变,整个电路的总阻值变大,根据欧姆定律可知,电路中的总电流变小,故电流表示数变小,故C正确;
D.将电流表换成电压表,整条电路的电流几乎为零,电压表测电源电压,其示数保持不变,不能测量货车的质量,故D错误。
故选C。
2.如图甲为某穿戴式儿童电子温度计,其工作原理如图乙所示,电源电压恒定,R1为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,R2为定值电阻。闭合开关,当温度升高时,下列分析正确的是( )
A.电流表示数变大,电压表示数变小
B.电流表示数变小,电压表示数变大
C.电流表示数和电压表示数都变小
D.电流表示数和电压表示数都变大
【答案】A
【详解】分析电路可知,闭合开关,、串联,电流表测电路电流,电压表测电压。当温度升高时,阻值变小,则总电阻变小,根据可知电流表示数变大;根据可知电压变大,根据串联分压规律可知,电压表示数变小。故A正确,BCD错误。
故选A。
3.在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S后,当滑动变阻器的滑片向右移动时,电压表V的示数为U、电流表A1、A2、A的示数分别为I1、I2、I;且电流表A示数的变化量为ΔI、电流表A2示数的变化量为ΔI2。则下列序号中比值变大的是( )
①;②;③;④;⑤。
A.①②③ B.②③④ C.③④⑤ D.①③⑤
【答案】B
【详解】分析电路可知,、并联,电压表测电源电压,电流表A测干路电流,电流表测电流,电流表测电流。电源电压不变,则电压表示数不变。闭合电键S后,当滑动变阻器的滑片向右移动时,阻值变大,根据可知变小,所以变大;根据并联电路特点可知不变,所以不变;根据并联电流规律可知变小,所以变大;不变,变小,所以变大;根据并联电流规律可知,所以不变。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.如图所示为一款电子拉力器的简化工作原理图,显示拉力大小的仪表由电流表改装而成。拉环不受拉力时,弹簧伸长量为零,滑片位于均匀电阻丝a端;弹簧在弹性限度内的最大伸长量Lm=10cm,此时滑片位于均匀电阻丝b端,弹簧每伸长1cm需要100N的拉力,电源电压U=6V,R0为15Ω的保护电阻,电阻丝最大阻值为20Ω。已知弹簧电阻为零,弹簧与拉环之间为绝缘细杆,电流表的量程为0~0.6A。下列说法中正确的是( )
A.电路中的最大电流为0.6A
B.拉环所受拉力为零时,电流表的示数为0.4A
C.当电流表的示数为0.2A时,拉环所受拉力为250N
D.显示拉力大小的仪表的刻度线分布均匀
【答案】C
【详解】A.根据题意可知,两电阻串联,电流表测的是电路电流,当电阻丝接入电路的电阻为零时,电路的总电阻最小,电流最大,为
故A错误;
B.拉环所受拉力为零时,电阻丝接入电路的电阻为20Ω,根据串联电路特点和欧姆定律可得,此时的电路电流为
即为此时的电流表的示数,故B错误;
C.当电流表的示数为0.2A时,根据欧姆定律可得,此时电路的总电阻为
根据串联电路的特点可得,此时电阻丝接入电路的电阻为
根据题意可得,此时电阻丝接入电路的长度为
即为此时弹簧的伸长量,因为弹簧每伸长1cm需要100N的拉力,所以,当电流表的示数为0.2A时,拉环所受拉力为
故C正确;
D.由C分析可知,拉环所受拉力与电路电流的关系为
可知拉环上拉力F与电路中的电流I不成正比关系,所以表盘刻度不均匀。
故D错误。
故选C。
5.随着我国经济的发展,我国出现了越来越多的潜水爱好者。为了保障潜水员潜水时的安全,潜水时会佩戴如图甲所示的水压表和深度表。如图乙是一款深度表的简化电路图,电源电压U=6V且恒定不变,定值电阻,Rp是压敏电阻,图丙是Rp的阻值随海水深度变化的图像,Rp允许通过的最大电流为0.24A。深度表由电压表(量程0~3V)改装。则( )
A.该深度表能测量的最大深度是60m
B.该深度表能测量的最大深度是40m
C.若R0增大了,则深度表能测的最大深度会变大
D.在越深的位置,电压表的示数越小
【答案】B
【详解】AB.因为与串联,定值电阻允许通过的最大电流为
故电路允许通过的最大电流为,根据欧姆定律,此时电路中的总电阻
Rp的阻值
由图丙可知该深度表能测量的最大深度是40m。故A不符合题意,B符合题意;
C.若R0增大,由于R0两端的电压即电压表的最大示数不变,由串联电压分配规律可知,压敏电阻的最大阻值也会增大,由图丙可知,深度表能测的最大深度会变小,故C不符合题意;
D.因为与串联,根据串联电路分压原理,电源电压U和不变,增大时,的值增大,所以两端的电压增大,即电压表的示数越大,故D不符合题意。
故选B。
6.图甲是身高、体重测量仪,当体检者站在台面上时,能自动显示身高和体重。电路原理如图乙所示,电压表、电流表分别显示身高和体重的大小,压敏电阻R的阻值随压力增大而减小,滑片P随身高增高而上滑。下列分析正确的是( )
A.电压表改装的高度计刻度均匀 B.电流表改装的体重计刻度均匀
C.体重越大电流表示数越小 D.身高越高通过R0的电流越大
【答案】A
【详解】AD.由电路图可知,R与R0并联,电压表测滑片P下方电阻丝两端的电压,电流表测压敏电阻R支路的电流,因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路,所以,人的身高变化即滑片移动时,R接入电路中的电阻不变,因并联电路中各支路两端的电压相等,且各支路独立工作、互不影响,所以,由欧姆定律可知,通过R和R0的电流均不变;当电压表改装的高度计时,电路中的电流不变,根据U=IR可知,电压表示数与R成正比,所以高度计的刻度是均匀的。故A正确,D错误;
BC.当体重越大时,压敏电阻受到的压力越大,由压敏电阻R的阻值随压力增大而减小可知,R的阻值越小,由欧姆定律可知,通过R的电流越大,即电流表的示数越大;电流表改装的体重计时,根据欧姆定律可知,电压一定时,电流表示数与电阻成反比,刻度是不均匀的;故BC错误。
故选A。
7.如图甲所示为某科技小组设计的汽车有害尾气排放检测电路,电源电压恒定不变,R0为定值电阻,R为气敏电阻,R的阻值随其所在处有害尾气浓度β变化的规律如图乙所示。闭合开关,当电压表示数低于某个值U时会触发报警电路(图中未画出)。下列说法正确的是( )
A.R的阻值随其所在处有害尾气浓度增大而增大
B.闭合开关,当R所在处有害尾气浓度增大时,电流表的示数变大,电压表的示数变大
C.闭合开关,当R所在处有害尾气浓度增大时,电流表的示数变大,电压表的示数变小
D.为使较小的有害尾气浓度就触发报警电路,R0的阻值应该较小
【答案】C
【详解】ABC.由电路图可知,两电阻串联,电压表测气敏电阻两端的电压,电流表测电路中的电流。由图乙可知,当有害尾气浓度β增大时,气敏电阻的阻值将变小,根据电阻的串联,电路的总电阻变小,由欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大;由U=IR可知,定值电阻R两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,气敏电阻两端的电压变小,即电压表的示数变小;故AB错误,C正确;
D.为使较小的有害尾气浓度就触发报警电路,即气敏电阻的阻值较大时报警,此时电压表示数仍应低于某个值U,因此根据串联分压,R0应分走同样的电压,因此应增大R0的阻值,故D错误。
故选C。
押题猜想10 磁现象辨析
1.如下图为新型智能手机无线充电技术的一种应用场景,当交变电流通过充电底座中的线圈时,线圈产生磁场,带有金属线圈的智能手机靠近该磁场(如图所示)就能产生电流,来实现充电。下列各图的实验能反映手机无线充电技术原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由题可知,智能手机无线充电技术是利用电磁感应原理来充电的。
A.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,故A不符合题意;
B.闭合开关,通电导体在磁场中受力运动,反映了电动机的工作原理,故B不符合题意;
C.闭合开关,当导体做切割磁感线运动时,会有感应电流产生,是电磁感应现象,故C符合题意;
D.如图实验是探究电磁铁的磁性强弱与电流的关系,故D不符合题意。
故选 C。
押题解读
本题考查了学生对磁现象中几个实验的掌握情况,知道手机无线充电的原理是解题的关键。无线充电器是指利用电磁感应原理进行充电的设备,原理类似于变压器。在发送和接收端各有一个线圈,发送端线圈连接有线电源产生电磁信号,接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流给电池充电;分析各图中实验原理进行解答。
考前秘笈
秘笈1:奥斯特实验说明:(1)通电导线周围存在磁场;(2)磁场的方向与电流有关。
秘笈2:通电流线管周围存在磁场,处理的时候利用安培定则判断磁场和电流的方向。弯曲的四指表示电流的方向,拇指表示螺线管N极方向。
秘笈3:影响螺线管磁性强弱的因素:(1)电流强弱;(2)线圈匝数;(3)有无铁芯。
秘笈4:发电机和电动机原理应用的判断关键:看是否有电源,有电源是电动机,无电源是发电机。
1.如图所示现象中,涉及的物理知识错误的是( )
A.如图甲,验电器的工作原理是同种电荷相互排斥
B.如图乙,电与磁之间的联系是奥斯特第一个发现的
C.如图丙,电动机的工作过程将电能主要转化为机械能
D.如图丁,只要导体在磁场中运动,闭合回路中一定能产生感应电流
【答案】D
【详解】A.验电器的作用是检验物体是否带电,原理是同种电荷相互排斥,故A正确,不符合题意;
B.图中是奥斯特实验,说明通电导体周围存在着磁场,是奥斯特首先发现的,故B正确,不符合题意;
C.电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力而运动,电动机工作时,将电能主要转化为机械能,故C正确,不符合题意;
D.只有闭合回路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,闭合回路中才会产生感应电流,故D错误,符合题意。
故选D。
2.如图是一种不用外接电源就能工作的水泵,其基本原理是水泵旋转带动发电机发电,发电机发的电又能供给水泵工作。下列选项中与发电机工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】发电机工作原理是电磁感应现象。
A.图示的是闭合电路的导体(线圈)在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流,使得灯泡发光,是电磁感应现象,属于发电机的工作原理,故A符合题意;
B.图示的是奥斯特实验,说明了电流的磁效应,故B不符合题意;
C.图示的是磁极间的相互作用规律,故C不符合题意;
D.图示的是通电导体在磁场中受到力的作用,受力的大小与电流的大小有关,是电动机的工作原理,故D不符合题意。
故选A。
3.如图是某仓库设计的温度报警电路。R1为热敏电阻,其阻值随温度的变化而变化,R2为可调电阻。温度正常时指示灯L发光,当温度升高到报警温度时,指示灯熄灭,蜂鸣器报警。下列判断正确的是( )
A.R1的阻值随温度的升高而增大
B.温度升高过程中,电磁铁磁性减弱
C.若要调低报警温度,可将R2的阻值调大
D.若控制电路电源电压降低,报警温度将升高
【答案】D
【详解】AB.当温度升高到报警温度时,指示灯熄灭、蜂鸣器报警,表明此时继电器衔铁被吸引向下运动,即磁性增强,电路中电流变大,总电阻变小,即电阻R1的阻值变小,故R1的阻值随温度的升高而减小。故AB错误;
C.由于报警时线圈的磁性强度是相同的,如果电源电压不变,则总电阻不变。R1的阻值随温度的升高而减小,若要调低报警温度,R1变大,可将R2的阻值调小,故C错误;
D.若控制电路电源电压降低,则电路中电流变小,要保持原来的电流不变,总电阻应减小,R1的阻值随温度的升高而减小,报警温度将升高,故D正确。
故选D。
4.创新小组设计了一款家用燃气泄露报警装置,电路工作原理如图甲所示。控制电路中,电源电压为3V,定值电阻R0=60Ω,R为气敏电阻,其阻值与燃气浓度的关系如图乙所示,电磁铁线圈电阻不计。当空气中检测到的燃气浓度小于4%时,工作电路中灯泡发光;当空气中检测到的燃气浓度大于等于4%时,工作电路报警。下列有关说法正确的是( )
A.检测到的燃气浓度增大时,气敏电阻火的阻值变大
B.检测到的燃气浓度增大时,控制电路消耗的总功率变小
C.检测到的燃气浓度为4%时,控制电路中电流为0.03A
D.若定值电阻两端电压为2V时,灯泡发光,电铃不工作
【答案】C
【详解】A.由乙图可知,当燃气浓度增大时,气敏电阻R变小,故A错误;
B.燃气浓度增大时,电阻R变小,控制电路总电阻变小,由可知电路中的电流变大,由P=UI得控制电路的电功率变大,故B错误;
C.燃气浓度为4%时,由乙图可知电阻R=40Ω,控制电路的总电阻为R总=R+R0=40Ω+60Ω=100Ω
由欧姆定律可知,控制电路中电流
故C正确;
D.若定值电阻R0两端电压为2V时,则R的电压为UR=U总-U0=3V-2V=1V
由串联分压得到
可得电阻R=30Ω,由乙图可知,当电阻R=30Ω时,燃气浓度为6%,由题意可知当燃气浓度大于等于4%时,工作电路报警,故此时工作电路报警,铃响灯不亮,故D错误。
故选C。
5.下列关于电与磁的四幅图,说法正确的是( )
A.此装置可以制成
B.司南利用了地磁场与磁体间的相互作用
C.电磁继电器是利用电流的热效应工作的
D.发电机将电能转化为机械能
【答案】B
【详解】A.A装置中有电源,是电动机的原理图,可以制成电动机,故A错误;
B.B图司南利用了地磁场与磁体间的相互作用,故B正确;
C.C图电磁继电器是利用电磁铁的性质工作的,故C错误;
D.D图发电机工作时,将机械能转化为电能,故D错误。
故选B。
6.问天实验舱中部署的变重力科学实验柜配有两个离心机。离心机通电转动提供高精度模拟重力环境,支持开展不同重力水平下的科学研究。下列说法正确的是( )
A.太空中实验柜的导线通电后周围会产生磁感线
B.太空中实验柜的导线通电后产生的磁场分布是均匀的
C.离心机通电转动利用了电磁感应原理
D.离心机通电转动与扬声器的工作原理相同
【答案】D
【详解】A.通电导线周围存在磁场,电流产生的磁场方向与电流方向有关。故空中实验柜的导线通电后周围会产生磁场,故A错误;
B.通电直导线产生的磁场是以导线为中心的同心圆,磁场强度与距离导线的远近有关,距离越远磁场越弱,太空中实验柜的导线通电后产生的磁场分布并不是均匀的,故B错误;
C.离心机通电转动主要是基于电动机的工作原理。电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用而运动,故C错误;
D.离心机和扬声器都是利用通电导体在磁场中受到力的作用而运动的原理工作的。故D正确。
故选D。
7.如图所示,有关电磁学的知识,下列说法正确的是( )
A.甲图中,使用测电笔辨别火线和零线时,手可以接触笔尖金属体
B.乙图中,导线通电后小磁针发生偏转,说明通电导体周围存在磁场
C.丙图中,该原理可应用于制造发电机,实现电能转化为机械能
D.丁图中,验电器的原理是异种电荷互相吸引
【答案】B
【详解】A.甲图使用测电笔时,笔尖接触电线,手不能接触笔尖金属体,否则有触电的可能,手应接触笔尾金属,故A错误;
B.乙图中给导线通电,小磁针发生偏转,说明通电导体周围存在磁场,这是电流的磁效应,故B正确;
C.丙图是电磁感应现象的实验装置,它将机械能转化为电能,发电机应用该原理制成的,故C错误;
D.丁图中验电器是根据同种电荷互相排斥的原理工作的,故D错误。
故选B。
题型二 非选择题
押题猜想11 透镜成像规律及应用
1.(1)小明将鱼缸放在树下,看到了鱼在树叶间游动的景象,B点表示树叶的位置,鱼的像和树叶的像都在C点(未画出),如图1所示。
①请画出小明在A点看到水中“树叶”的完整光路图 ;
②鱼的位置可能在 (选填“①”或“②”);
(2)物体AB上一点P发出光通过凸透镜成像在光屏CD上的Q点,光线b穿过透镜的光心,光线a、c平行于主光轴
①画出光线a、c经过凸透镜后的完整光路图 ;
②物体AB经过凸透镜所成的像相较物体是 (选填“倒立”或“正立”)、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的。
【答案】 ② 倒立 缩小
【详解】(1)[1]做B关于镜面的对称点B′,即为鱼的像和树叶的像的位置C,与水面交点为入射点O,OA为反射光线,如图所示:
[2]观察水中鱼时,鱼反射的光线斜射入空气中时,眼睛逆着折射光线看上去,所以人看到的“鱼”位置比实际鱼的位置偏高,鱼可能在②的位置。
(2)[3]因为物体AB上一点P发出光通过凸透镜成像在光屏CD上的Q点,则光线c经凸透镜折射会聚像点Q,根据凸透镜平行于主轴的光折射后过焦点,可画出光线a的折射光线,如图所示:
[4][5]由图可知,物距大于2倍焦距,根据凸透镜成像的特点可知,此时成倒立缩小的实像。
押题解读
本题考查光的反射与折射光路、凸透镜成像的特点与光路,属于中档题。平面镜成像关于镜面对称,是光的反射形成的,据此画出潜水员看见的像;空气中的人看见水底的物体是光的折射形成的;根据凸透镜的三条特殊光线画图;焦距更短,此时物体可能位于1倍焦距以内,也可能2倍焦距以外,也可能1倍焦距到2倍焦距之间,据此确定像的性质。
考前秘笈
凸透镜光学性质:跟主光轴平行的光,通过凸透镜折射后会聚于一点,这个点叫凸透镜的焦点,经过凸透镜和凹透镜光心的光线传播方向都不改变,由凸透镜焦点发出的光经过凸透镜后变成平行于主光轴的光线;凸透镜成像规律:当f>u,成正立、放大的虚像,应用于放大镜,当2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于投影仪,当u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机,口诀:一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小,物近像远像变大,物远像近像变小;使用显微镜观察时,如果光线过强,应选择平面镜或小光圈;显微镜成倒立的像,是旋转180度后得到的。
1.F是凸透镜的焦点。来自于物体SR的光线a平行于主光轴;光线b经过凸透镜的光心O。
①在图中画出:光线a、b经过透镜后的光线;
②用另一焦距更小的凸透镜代替此透镜,保持物距不变。则人可能会看到物体SR的哪些像( )
A.倒立缩小的像 B.倒立放大的像 C.正立放大的像 D.正立缩小的像
【答案】 ABC
【详解】①[1]a平行于主轴的光线折射后过右侧的焦点;b过光心的光线保持不变,如图所示
②[2]图中的物距小于焦距,当用另一焦距更小的凸透镜代替此透镜,保持物距不变,此时物体可能位于1倍焦距以内,正立放大的像;也可能物距是2倍焦距以外,成倒立缩小的像;也可能物距是1倍焦距到2倍焦距之间,成倒立放大的像,ABC都有可能,故ABC符合题意,D不符合题意。
故选ABC。
2.2021年12月9日15点40分,神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富变身“太空教师”在中国空间站精彩开讲,并面向全球直播;这次授课中,“太空老师”带给大家印象最深刻的是“水球透镜”实验;王亚平对实验做了一个小小的升级,通过透镜看到的竟然是一正一反两个像,这是为什么呢?其原理解释如下:
(1)如图甲所示,加气泡之前的水球可以被看作是一个凸透镜;王亚平站在远处(这个凸透镜的两倍焦距以外),我们眼睛看到的是她 、 的实像;
(2)中央加气泡之后,水球因此被气泡变为了两部分,中间是空气,气泡周围是水;这个时候整个水球就变成了两个透镜,外圈部分的凸透镜虽然没有原来完整,但对光线仍然有 作用,依然能够成像,只不过透过的光线变少了而已,所以依然呈现出一个倒立的像;内圈相当于变成了两个凹透镜的组合,所以这个时候中间部分又出现了一个正立的像;因此可以在水球中同时看到一正一倒的两个像;
(3)根据上面的实验,你推测一下,凹透镜成的是正立的 的 像;请通过在丙图中作出光路图加以证明。 ; 。
【答案】 倒立 缩小 会聚 缩小 虚 见解析
【详解】(1)[1][2]水球可以看作是一个凸透镜,王亚平站在远处,即这个凸透镜的二倍焦距以外,由凸透镜成像规律可知,u>2f,成倒立、缩小的实像。
(2)[3]水球因此被气泡变为了两部分,中间是空气,气泡周围是水;这个时候整个水球就变成了两个透镜,外圈成为了一个凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用。
(3)[4][5][6][7]平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点,过凹透镜光心的光线传播方向不改变,过过光心的光线与另一条折射光线的反向延长线交于一点即为像点,然后过像点作垂线即为物体的像,由图可知,为正立、缩小的虚像,如图所示:
3.(1)如下图所示,从点光源A发出的一束光沿AB射向平面镜MN,经MN反射后的光线沿BC射向另一平面镜(图中未画出),再经反射后沿CD射出。请画出光源A在平面镜MN中的像(保留作图痕迹),并画出平面镜;
(2)如图,透镜焦距为5cm,O为光心,物体AS上的S点发出的平行于主光轴的光线a经透镜后的光线b与S点发出的过光心的光线c经透镜后的光线d相交于点S'。
①画出光线a、b、c、d;( )
②与AS比较,AS经透镜成 (选填“倒立”或“正立”)的实像;
③若透镜不动,物体水平向左移动1cm,则光线b与光线d相交的位置 (选填“左移”、“右移”或“不动”)。
【答案】(1)
(2) 倒立 左移
【详解】(1)作光源A关于平面镜MN的对称点A′,A′即为光源A在平面镜中的像;由光的反射定律知,反射角等于入射角,所以先做出反射光线CD与入射光线BC的夹角的平分线,然后再过入射点C作这个角平分线的垂线即为平面镜M′N'的位置。如图所示:
(2)[1]物体AS上的S点发出的平行于主光轴的光线a经透镜后的光线b经过焦点,S点发出的过光心的光线c经透镜后的光线d方向不变,光线b、d的交点就是S的像,光线a、b、c、d如下图:
[2]根据凸透镜成像规律,由上图可知,当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,成倒立、放大的实像。
[3]若透镜不动,物体水平向左移动1cm,物距变小,根据凸透镜成像规律,则像距变大,则光线b与光线d相交的位置也左移。
4.图中凸透镜的焦距为2cm,透镜的光心恰好位于刻度轴上的3cm处,某垂直于轴放置的物体上M点发出的三条光线经过透镜折射后为图中的光线a、b、c,已知a、b、c三条光线相互平行。
①在图中画出光线a、b经透镜前的光线并找到M点;
②光线c相对于它的入射光线 (选填“靠近”或“远离”)主光轴;
③现将物体沿主光轴向右移动1cm,物体经透镜后的成像情况是 (选填“倒立放大的实像”、“正立放大的虚像”或“不能”)。
【答案】 靠近 倒立放大的实像
【详解】①[1]平行于主光轴的光线,经凸透镜的折射后过另一侧的焦点;光线经凸透镜的光心后传播方向不改变,两条入射光线的交点即为物体上的M点,作图如下:
②[2]凸透镜对光有会聚作用,经透镜后的光线c相对于它的入射光线靠近主光轴。
③[3]由图可知,物体沿主光轴向右移动1cm后物距是3cm,凸透镜的焦距是2cm,物距处于一倍焦距和两倍焦距之间,光屏上成倒立放大的实像。
5.如下图,小皓同学利用光具座、凸透镜、蜡烛和光屏做“探究凸透镜成像实验”,请你帮助小皓同学完成下面的几个问题:
(1)小皓想知道凸透镜的焦距,于是他把透镜放置于一束平行光前,移动光屏在光屏上出现一个最小最亮的光点如图B,则透镜的焦距为 (精确到分度值后一位小数);
(2)小皓同学摆放了如图A所示的装置,他固定好蜡烛和透镜的位置后,不管怎样移动光屏,蜡烛的像都无法呈现在光屏的中央,这是因为 ;
(3)修正了上述问题后,小皓同学使用了如图B的透镜,然后需要将光屏向 (选填“左”或者“右”)移动就会得到一个 , 的实像,生活中的 (选填“照相机”,“幻灯机”或者“放大镜”)与该成像原理相同;
(4)好奇的小皓在上面实验结束后,把透镜换成的凸透镜继续探究,他发现光屏上成像的位置变得模糊,这个现象与 (选填“近视眼”、“远视眼”或者“正常眼”)的成像原理相同,如需得到清晰的像,可以把光屏向 (选填“左”或者“右”)移动。
【答案】 10.0 见解析 左 倒立 缩小 照相机 近视眼 左
【详解】(1)[1]让一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑,这点是凸透镜的焦点,由图可知:焦点到光心的距离是
40.0m-30.0cm=10.0cm
所以凸透镜的焦距是10.0cm。
(2)[2]从图中可以看出,此时不管怎样移动光屏,蜡烛的像都无法呈现在光屏的中央,是因为凸透镜、光屏、烛焰的中心未在同一高度处的缘故,为使烛焰的像能成在光屏的中央,应把蜡烛向上调。
(3)[3][4][5][6]由题意及图可得,此时的物距为30cm,大于2倍的焦距,根据凸透镜成像规律,此时想要成清晰的像,需要将光屏向左移动,使像距介于一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、缩小的是实像,照相机就是利用这个原理制成的。
(4)[7][8]更换透镜后,透镜的焦距变小,在不改变发光体和凸透镜的位置时,相当于增大了物距,像呈现在光屏的前方,与近视眼的原理是相同的,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小,可知物距变大,像距要变小,所以要在光屏上成清晰的像,光屏将向左靠近透镜。
6.(1)如图所示,一束光线垂直射到玻璃砖的一个面。作出这束光线进入玻璃砖内的径迹和从斜面离开玻璃砖后的大致径迹。要求在斜面处标出法线。
(2)如图所示,凸透镜甲的光心O位于40cm处,在透镜左侧有一发光体AB,光线a、b是发光点A发出的两束光线,光线b(未画出)经透镜折射后,其折射光线c平行主光轴并通过点S。
①请画出光线a的折射光线,光线b及其折射光线c,并通过作图标出透镜左侧的焦点F;( )
②发光体经透镜所成的像是 (选填“倒立”或“正立”)、 (选填“放大”或“缩小”)、 (选填“实像”或“虚像”);
③保持发光体AB和凸透镜的位置不变,更换焦距较小的凸透镜乙()相比原折射光线c,光线b经过凸透镜乙后的折射光线 (选填“远离”或“靠近”)主光轴。
【答案】(1)
(2) 倒立 放大 实像 靠近
【详解】(1)首先光从空气垂直入射到玻璃的表面,所以传播方向不变。然后光从玻璃斜射入空气中,首先过入射点画出法线,然后根据光从其它介质斜射入空气时折射角大于入射角,画出折射光线。如下图
(2)[1]通过焦点的光线经过凸透镜折射后,平行主光轴射出,通过光心点的光线方向不发生改变,故光线图如下图
[2][3][4]由上述绘图知道,发光体AB位于一倍焦距和两倍焦距之间,所成的像为倒立、放大的实像。
[5]更换透镜后,物距不变,焦距变小,根据凸透镜成像原理,所成的像变小,即光线b折射后的光线靠近主光轴。
7.如图所示,焦距为10cm凸透镜,光心为O(位于15cm处),在透镜左侧有一发光体SL,S'是S点经过凸透镜所成的像,光线a、b、c是S点发出的三束经过凸透镜后的折射光线,其中光线c平行于主光轴;凸透镜右侧放置一块平面镜。
(1)请画出光线a、b、c的入射光线;
(2)发光体SL经过凸透镜所成的是 (选填“倒立”或“正立”)、 (选填“实像”或“虚像”);
(3)以E点表示眼睛,请画出人眼经过平面镜看见S'的光路图。
【答案】(1)
(2) 倒立 实像
(3)
【详解】(1)光线b为过光心的光线,方向不发生改变,光线c是平行于主光轴的光线,其入射光线过焦点(坐标为5cm处的主光轴上的点),所以反向延长b光线与光线c的入射光线的交点即为S点,光线a的入射光线来自发光点S。
(2)[1][2]发光点S经过凸透镜所成的像正好在二倍焦距处,是实际光线会聚而成的,像是倒立、等大的实像,发光点S在二倍焦距处。
(3)做出S'关于镜面的对称点,连接和镜面交于O点,连接为镜子的入射光线,OE为反射光线。
押题猜想12 杠杆和滑轮的应用
1.杆秤是从我国古代沿用至今的称量工具。如图是小昕制作的杆秤示意图,小昕将待称物体(重心O')挂在秤钩上,用手提起O(相当于支点)处的秤纽,移动秤砣至B时秤杆水平平衡。(g取10N/kg)
(1)在图中画出待称物体所受重力示意图 ;
(2)画出杆秤B点所受拉力的力臂 ;
(3)秤砣在秤杆上最远可移至C点。秤杆、挂绳和秤钩的质量忽略不计,秤砣的质量为0.4kg,AO和OC的长度如图所示,待称物体最大质量可达 kg。
【答案】 10
【详解】(1)[1] 重力的方向竖直向下,重力的作用点是重心,如图:
(2)[2] 杆秤B点受到竖直向下的拉力,过支点O作此拉力作用线的垂线段即为力臂,如图:
(3)[3] 秤砣在秤杆上最远移至C点时,待称物体质量最大,根据杠杆平衡条件则有
解得待称物体最大重力为
则待称物体最大质量为
押题解读
本题中,将杆秤抽象为杠杆是解题的关键。这种将具体事物抽象为物理模型的方法称之为模型法,是解答物理试题中常见的方法之一。
考前秘笈
1、杠杆的分类及应用
类型
力臂的大小关系
力的大小关系
特点
应用
省力杠杆
l1>l2
F1<F2
省力、费距离
撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳
费力杠杆
l1<l2
F1>F2
费力、省距离
缝纫机踏板、起重臂 、人的前臂、理发剪刀
等臂杠杆
l1=l2
F1=F2
不省力、不省距离;不费力、不费距离
天平,定滑轮
既省力又省距离的杠杆时不存在的!!
2、滑轮的应用
(1)定滑轮使用时,滑轮的位置固定不变;定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可以改变作用力方向。
(2)动滑轮使用时,滑轮随重物一起移动;动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,省力,多费1倍距离。
(3)定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组;使用滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向,但要费距离。
1.图1,硬棒可绕A点转动,B点为重心,在C点施加竖直向上的力,使硬棒保持水平静止。已知,。
(1)在图1中画出的力臂l ;
(2)硬棒受到的重力为 N;
(3)硬棒转动后静止在图2位置,此时C点施加的力的方向沿,画出 ;
(4) (选填“>”“=”或“<”)。
【答案】 12 >
【详解】(1)[1]过支点A作力作用线的垂线段即为力臂l,作图如下:
(2)[2]根据杠杆平衡条件,则有
解得硬棒受到的重力为
(3)(4)[3][4]如图,硬棒转动后静止在图2位置,的方向沿,仍与杠杆垂直,方向斜向上,如下图:
则动力臂不变,阻力不变,但阻力臂变小,根据杠杆平衡条件可知动力变小,即
>
2.如图1,鼠标的左键可看成杠杆OBA(O为支点),当我们的手指在B点按下鼠标左键时,使电路接通完成操作任务。
(1)请在简图2中画出在B点按下鼠标左键时所需要的最小动力F1的示意图及其力臂l1 ;
(2)在图2中画出A端所受阻力F2的示意图 ;
(3)杠杆OBA是 (选填“省力”或“费力”)杠杆,判断依据: 。
【答案】 见解析 见解析 费力 动力臂小于阻力臂
【详解】(1)[1]O是支点,动力F1作用在B点,当OB为动力臂时,动力臂最长,在阻力与阻力臂不变时,根据杠杆的平衡条件可知,此时动力最小,动力的方向垂直于OB向下,过B点做垂直与OB向下的带箭头的直线,即为最小动力F1,如图所示:
(2)[2]金属弹片对杠杆的力为阻力F2,从作用点A做竖直向上的带箭头的直线表示阻力F2的示意图,如图所示:
(3)[3][4]鼠标在使用过程中,动力臂小于阻力臂,则杠杆OBA是费力杠杆。
3.如图是汽车液压刹车装置的一部分。该装置中AOB实为一个杠杆,O是杠杆的支点,请画出刹车时动力的力臂和它所受的阻力。
【答案】
【详解】踩下汽车踏板时,脚会对刹车踏板就会施加一个和踏板垂直向下的力,作用点在踏板上;过支点O做力的垂线段,用大括号标出这段距离,记为,就是动力臂;刹车踏板运动时,液压装置中的液体就会对B点施加了以水平向右的力,即阻力;如下图所示:
4.在“探究杠杆平衡条件”实验中:
(1)若在图甲中杠杆恰好水平平衡,的力臂为 ,并在图甲中画出的力臂 ;
(2)假设弹簧测力计的作用点不变,然后调整弹簧测力计方向,当的大小为时,为使杠杆继续在水平位置平衡,请在图甲中画出所需的最小力 ,此时大小为 N;
(3)小明学过杠杆知识后,打算按照图乙自制了一根杆秤(自重不计),要想增大杆秤的测量范围,你有哪些方法? (写出一种方法即可)。
【答案】(1) 10.0
(2) 0.5
(3)换用质量更大的秤砣(增大)
【详解】(1)[1]由图甲可知,杠杆是水平的,而力臂是支点到力的作用线的距离,杠杆上的分度值为1cm,所以的力臂。
[2]过支点O作力作用线的垂线段即为力臂,如图所示:
(2)[1][2]当的大小为1N时,为使杠杆继续在水平位置平衡,最小力的方向要垂直于水平杠杆,即竖直向上拉杠杆,如图所示:
此时的力臂,根据杠杆平衡条件,代入数据得大小为
(3)要想增大杆秤的测量范围,可以换用质量更大的秤砣。根据杠杆平衡条件,两力臂不变,秤砣重力变大,对秤杆的拉力变大,即动力变大,那么阻力会变大,即称量的物体重力变大,则杆秤的测量范围变大。
5.某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示,实验装置如图所示。
次数
钩码重/N
钩码上升的距离/cm
弹簧测力计的示数/N
绳端上升的距离/cm
机械效率/%
1
2
5
1
15
66.7
2
3
5
1.4
15
71.4
3
4
5
15
(1)在实验操作中应该 拉动弹簧测力计;
(2)进行第3次测量时,弹簧测力计示数为 N,机械效率约为 %(保留到0.1%);
(3)通过分析上述3组数据,使用同一滑轮组提升重物时, ,滑轮组的机械效率越高;克服动滑轮的重力所做的额外功 (选填“相同”或“不同”);
(4)为提高滑轮组的机械效率,可减小轮与轴间的摩擦。若忽略摩擦,也不考虑绳重,下列方法中,还能提高滑轮组的机械效率的是_______(填字母)。
A.增加滑轮的个数
B.换质量小的动滑轮
C.减小钩码升高的高度
D.增大钩码升高的速度
【答案】(1)竖直匀速
(2) 1.8 74.1
(3) 增大重物的重力 相同
(4)B
【详解】(1)在实验操作中,为了使拉力大小不变,应该竖直匀速拉动弹簧测力计。
(2)[1]由图丙得,测力计的分度值为0.2N,示数为1.8N,即进行第3次测量时,弹簧测力计示数为1.8N。
[2]进行第3次测量滑轮组的机械效率约为
(3)[1]分析实验数据,使用同一滑轮组提升不同重物上升相同的高度,重物重力越大,滑轮组的机械效率越高,则实验结论是:使用同一滑轮组提升不同重物,增大重物的重力可以提高机械效率。
[2]使用同一滑轮组提升不同重物,重物上升的高度都一样,则因为动滑轮的重力保持不变,因此克服动滑轮重力所做的额外功相同。
(4)A.增加滑轮的个数,相当于增加了动滑轮的重力,在提升物重一定时,滑轮组的机械效率会变小,故A不符合题意;
B.换质量小的动滑轮相当于减小动滑轮的重力,在提升物重一定时,滑轮组的机械效率会变大,故B符合题意;
C.机械效率是有用功与总功的比值,与钩码被提升的高度无关,故C不符合题意;
D.增大钩码升高的速度,对有用功和总功没有影响,故不能提高滑轮组的机械效率,故D不符合题意。
故选B。
6.如图,鼠标的左键可看成图2中的杠杆OBA(O为支点),当我们的手指在B点按下鼠标左键时,使电路接通完成操作任务。
(1)请在简图2中画出在B点按下鼠标左键时所需要的最小动力的示意图及其力臂;
(2)在图2中画出A端所受阻力的示意图:
(3) (选填“大于”、“小于”或“等于”)杠杆,判断依据是: 。
【答案】(1)
(2)
(3) 大于 杠杆OBA是费力杠杆
【详解】(1)O是支点,动力F1作用在B点,当OB为动力臂时,动力臂最长,连接OB,过B点做垂直与OB向下的带箭头的直线,即为最小动力F1,如图所示:
(2)金属弹片对杠杆的力为阻力F2,从作用点A做竖直向上的带箭头的直线表示阻力F2的示意图,如图所示:
(3)鼠标在使用过程中,动力臂小于阻力臂,则杠杆OBA是费力杠杆,因此
7.小明参考了《天工开物》中记录的汲水工具桔槔的设计,制作出了如图甲的机械,用于打捞沉在水中的物体。杠杆能绕着支点O转动,电动机提供恒定的动力F1,竖直向下匀速拉动杠杆,杠杆的一端从移动到A,另一端从移动到B,绳子竖直吊着水中的青铜器,忽略杠杆和绳子的重力(=1×103kg/m3,g=10N/kg)。
(1)在虚线框内画出青铜器在水中匀速上升时的受力分析;( )
(2)青铜器的质量是200kg,求它的重力大小;( )
(3)青铜器的体积是2.3×10-2m3,求它浸没在水中时受到的浮力大小;( )
(4)在图中画出F1的力臂L1;( )
(5)青铜器浸没在水中时,杠杆的机械效率是80%,,求F1的大小 。若F1是动力,此杠杆是 杠杆(选填“省力”或“等臂”或“费力”);
(6)青铜器打捞至地面后(容器已没有水),改用电动升降台抬升,上升的过程先后通过N、M、P三点,如图乙,其速度在NM段保持不变,在MP段不断增大,忽略空气阻力,青铜器的在NM段的动能 ,MP段的重力势能 ,NP段的机械能 。(以上三个横线选填“变大”或“变能小”或“不变”)
【答案】 2000N 230N 4425N 费力 不变 变大 变大
【详解】(1)[1]青铜器在水中匀速上升的过程中,受到了重力,绳子的拉力以及水的浮力,如图所示
(2)[2]青铜器的重力为
(3)[3]青铜器受到的浮力为
(4)[4]作F1的作用线,即将表示F1的有向线段反向延长一段,过O点做垂线段垂直于F1的作用线,线段两个端点加上箭头,并标上L1,如图所示
(5)[5][6]由(2)(3)可知,B端的绳子给青铜器的拉力为
又,由相似三角形的几何知识可得,,即,机械效率为
解得
作出F2的力臂L2如图所示
可以看出,,根据可知,这个杠杆是个费力杠杆。
(6)[7][8][9]青铜器质量不变,由图乙可知,青铜器在NM段匀速上升,则动能不变,高度上升,则重力势能变大,所以机械能变大;在MP段加速上升,动能变大,高度上升,则重力势能变大,所以机械能变大,所以在NP段机械能变大。
押题猜想13 压强和浮力的应用
1.将体积相同的甲、乙实心球放入装有水的烧杯中。若甲、乙所受的重力和排开水所受的重力如下表;
实心球
实心球所受的重力/N
排开水所受的重力/N
甲
2
2
乙
4
2
(1)如图,两球静止在水中时的情形可能是 (填选项);
(2)计算乙球的体积 和密度 (ρ水=1×103kg/m3);
(3)当水温从0°C升到15°C时,水的密度ρ和水温t关系如图所示,则水温从0°C升到15°C过程中,乙球所受浮力F与温度t关系可能是 (填选项)。
【答案】 C 2×10-4m3 2×103kg/m3 B
【详解】(1)[1]若甲、乙所受的重力和排开水所受的重力记录表知,甲、乙两球排开水的重力相同,故浮力相同,由于都在水中,故排开水的体积相同,而甲、乙两球的体积相同,故说明甲、乙两球只能浸没在水中;根据物体的浮沉条件知,乙球的重力大于浮力,所以乙球应该沉底,甲实心球的重力等于浮力,故可能是漂浮,也可能是悬浮,综上分析知,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(2)[2]由记录表知,乙球排开水的质量
乙球排开水的体积
因为乙球浸没,所以乙球的体积
[3]乙球的质量
乙球的密度
(3)[4]由图乙可知,当水温从0°C升到15°C时,水的密度ρ先变大后变小;乙球(体积不变)浸没在水中时,根据可知,乙球受到的浮力先变大后变小,综上分析知,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
押题解读
本题考查浮力的有关知识,难度较大。逐项分析得出答案;根据G=mg得出物体的质量,根据阿基米德原理得出物体的体积,根据密度公式得出物体的密度;由图乙可知,当水温从0℃升到15℃时,水的密度ρ先变大后变小;乙球(体积不变)浸没在水中时,根据F=ρ液gV排可知,乙球受到的浮力先变大后变小。
考前秘笈
1、减小压强方法:压力一定,增大受力面积;受力面积一定,减小压力;同时减小压力,增大受力面积。
2、增大压强方法:压力一定,减小受力面积;受力面积一定,增大压力;同时增大压力,减小受力面积。
3、液体压强具有以下几个特点
(1)液体除了对容器底部产生压强外,还对“限制”它流动的侧壁产生压强,固体则只对其支承面产生压强,方向总是与支承面垂直。
(2)在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度向各个方向的压强都相等,同种液体,深度越深,压强越大。
4、漂浮问题的几个规律
规律1:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力。
规律2:同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同。
规律3:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小。
规律4:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几。
规律5:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力,外力等于液体对物体增大的浮力。
1.(1)如图甲,把重力G=4N的测力计向上压在水平板上,测力计显示对板的压力F=20N;与板的接触面积S=8×10-3m2,用题给字母写出测力计对板的压强表达式为 ,该压强是 Pa;
(2)如图乙,在液体中插入玻璃管,在玻璃管上方向水平方向吹气,则管内液面会 (选填“上升”“下降”“不变”);如图丙,用抽气机将足够长玻璃管内液面上方不间断抽真空,液体密度为ρ,重力与质量的比值为g,此时A 点受到向下的压强pA= 。
【答案】 2500 上升
【详解】(1)[1]压力的作用效果即压强,压强表示单位面积上所受到的压力,因此测力计对板的压强表达式为
[2]该压强是
(2)[3]在玻璃管上方向水平方向吹气时,玻璃管口上方的空气流动速度增大,压强减小,容器内液面上方空气压强不变,管外气压大于管内气压,所以玻璃管内液面上升。
[4]用抽气机将足够长玻璃管内液面上方不间断抽真空,液面会上升至玻璃管口处,此时A处深度应为h2,故A点受到向下的压强为
2.(1)如图,重力G=2.5N的容器,底面积S1=2×10-3m2,小昕用重为1N的数显推力计(已调零)向下压容器,推力计对容器的压力F=2N,如图甲,容器对桌面的压力为 N,压强为 Pa;
(2)小昕从冰箱取出200g的0℃水,全部倒入该容器中,如图乙,此时水对容器底部的压力为 N,压强为 Pa,当水温从0℃升到15℃时,水的密度ρ和水温t关系如图丙,此过程水的质量不变,不考虑容器的热胀冷缩,已知请在丁图中大致画出此过程中容器底部受到水的压强p和水温t的关系 ;
(3)小昕利用该容器做自制气压计,如图戊。她带着自制气压计坐电梯过程中,发现玻璃管中液面不断上升,则小昕相对一楼地面是 (选填“向上运动”“向下运动”或“静止”),小昕相对气压计是 (选填“向上运动”“向下运动”或“静止”)。
【答案】 4.5 2.25×103 2 1000 向上运动 静止
【详解】(1)[1][2]容器对桌面的压力等于容器的重力、推力计的重力和推力计对容器的压力之和,即
F压=G+G'+F=2.5N+2N=4.5N
容器对桌面的压强为
(2)[3][4]由图乙可知,水全部倒入容器中,其形状为圆柱体,此时水对容器底部的压力等于水的重力,即
F=G=mg=0.2kg×10N/kg=2N
水对容器底部的压强为
[5]容器底部受到的压力大小始终等于水的重力,因水的质量不变,即水的重力不变,底面积不变,故水对容器底部的压强不变,容器底部受到水的压强p和水温t的关系图像如下图所示:
(3)[6][7]玻璃管中液面不断上升,说明大气压在降低,大气压随高度的增大而减小,因此小昕在上升,故小昕相对一楼地面是向上运动;小昕在上升过程中,相对于气压计的位置没有发生变化,是静止的。
3.半潜船也称半潜式母船(如图甲)。如图乙所示,半潜船通过调整水舱内的压载水质量,把装货甲板潜入水中,等待所要承运的特定货物(像驳船、游艇、舰船、钻井平台等)放在半潜船装货甲板上的指定位置后,再次调整水舱内的压载水,船体上浮,即完成货物装载。(g取10N/kg)
(1)当半潜船依次处于图乙中三种状态时,从左至右船底受到水的压强分别为p1、p2、p3,则压强由小到大的顺序是 ;水舱内水的质量分别为m1、m2、m3,其中最大的是 (选填“m1”“m2”或“m3”)。
(2)乙图中半潜船从1状态到2状态,浮力的大小变 ,依据是 。
(3)排水量10000 t的半潜船,装满货物时受到水的浮力是多少? ( )
【答案】 p1<p3<p2 m2 大 根据可知,不变,变大,所以浮力的大小变大
【详解】(1)[1]由图示可知,乙中左船底所处的深度最小,其次是最右边的情况,最深是中间的情况,根据可得,压强由小到大的顺序是
p1<p3<p2
[2]半潜船是通过改变自身重量实现上浮和下沉的,根据图乙可知,左图状态时,船底所处的深度最小,于中间图状态时,船底所处的深度最深,故
当货物拖至甲板上方后,再次调整水舱内的压载水,船体上浮,故
则质量最大的是m2。
(2)[3][4]由材料可知,半潜船在工作时,通过增加本身压载水舱中的水量,平稳地将装货甲板潜入水下;所以是通过改变自身重实现上浮和下沉的;由图可知,半潜船从1状态到2状态,根据可知,、不变,变大,所以浮力的大小变大。
(3)[5]根据题意可知,装满货物时受到水的浮力是
4.图是同学们自制好的温度计和气压计,请回答下列问题。
(1)甲为自制温度计,把自制温度计浸入热水中时,水柱会 (选填“升高”、“降低”或“不变”),其原理为 ;
(2)乙为自制气压计,瓶内空气压强等于瓶外大气压强与水柱压强之和,把自制气压计从1楼带到5楼的过程中,记录了下表数据。由表中数据可以看出:随着高度增加,自制气压计玻璃管中的水柱 (选填“升高”、“降低”或“不变”),说明大气压随高度的增加而 ;
楼层
1
2
3
4
5
管内与瓶内水面的高度差/cm
5
5.3
5.7
6
6.3
(3)为探究液体的某些性质,小明设计了如下图所示的玻璃装置。首先向水槽里灌满水,松开铁夹后,水流入a、b两管,待稳定后,a、b两管中水面高度 。随后拔去右端的软木塞,装置中的水立即向外涌出,此时a、b两管中水面高度 (前两空均选填“>”“<”或“=”),其原因是 。
【答案】 升高 液体热胀冷缩 升高 降低 = > 见解析
【详解】(1)[1][2]温度计是利用液体热胀冷缩的原理,所以把自制温度计浸入热水中时,温度计内的液体受热膨胀,水柱升高。
(2)[3][4]由题意及图可得,随着高度增加,自制气压计玻璃管中的水柱升高;因为瓶内的气压等于外界大气压与水柱所产生的压强之和,水柱升高,表示水柱所产生的压强更大,从一楼到五楼的过程中,瓶内的气压不变,外界大气压减小,所以气压随高度的增加而降低。
(3)[5][6][7]由图可见,a管和b管上端开口,底部连通,二者构成了连通器,松开铁夹稳定后两管中水面等高,即ha=hb;拔掉右端的软木塞后,水会向外涌出,由于b管下方较细,水的流速较大,产生的压强较小,所以b管中水面比a管中水面低,即h'a>h'b。
5.判断或计算液体密度大小有如下方法:
(1)自制简易密度计,如图所示将其先后放入盛有甲、乙液体中,所受浮力分别是F甲、F乙,甲、乙两种液体的密度分别是、,可以判断F甲 F乙, (选填“>”“=”或“<”);
(2)质量为m0的试管能竖立在水槽中,先后分别装上适量的水和某液体,使它们漂浮水面,只要确保它们受到相同的浮力,再用量筒量出它们的体积,分别记为和,则液体的密度可用(已知)求出。
①请根据题意,推导式子成立;
②利用如图所示的器材与油性笔,设计实验:使试管中的水和液体受到相同的浮力。写出实验步骤(可画图说明)。
【答案】 = < 见解析 见解析
【详解】(1)[1]自制简易密度计,在甲、乙液体中,均漂浮,受到的浮力均等于密度计的重力,所受浮力分别是
[2]密度计排开甲液体体积大于排开乙液体体积,由得
(2)[3]试管装上水或某液体时,均漂浮在水面上,则管中水受到水的浮力等于自身重力,管中水受到某液体的浮力等于自身重力,实验中确保它们受到相同的浮力,则管中
所以
由与得
则
[4]未加入水与液体时,试管漂浮在水面上,受到的浮力等于重力,排开水的体积一定,当加入水或某液体时,试管排开水的体积相等时,管中水或液体排开水的体积相同,受到的浮力大小相同。将试管放入装有水的水槽中,利用滴管取适量水加入试管中,用油性笔标注水槽中水面在试管的位置,将试管取出,将水全部倒入量筒中,量出滴入的水的体积V水;再将试管放入水槽中,利用滴管取某液体加入试管中,一直加到试管进入水中的部分到达试管标注位置,将试管取出,将某液体全部倒入量筒中,量出滴入的液体的体积V液,此时试管中水和某液体受到的浮力大小相等。
6.我国首艘航母辽宁舰(如图)于2012年9月25日正式交付海军使用,表是关于辽宁舰的一些参考数据.(排水量是指轮船满载时排开水的质量, g 取10Nkg,海水的密度取1×103kg/m3)求:
(1)在图方框中画出辽宁舰停泊在港口时的受力示意图(以“·”代替辽宁舰).
(2)满载的辽宁舰停泊在港口时,受到的浮力是多大?
(3)辽宁舰满载时,排开水的体积是多大?
参考数据
舰长
304.5米,吃水线长270米
舷宽
75米,吃水线宽:38米
吃水
1 0 . 5 米
排水量
67500吨
【答案】(1)见解析;(2)6.75×108N;(3)6.75×104m3
【详解】解:(1)辽宁舰停泊在港口时,漂浮在水面上,处于平衡状态,受到的重力和浮力是一对平衡力,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上,如图:
(2)由阿基米德原理可知,满载的辽宁舰停泊在港口时,受到的浮力
(3)由可得,辽宁舰满载时,排开水的体积
答:(1)辽宁舰停泊在港口时的受力示意图
(2)满载的辽宁舰停泊在港口时,受到的浮力6.75×108N;
(3)辽宁舰满载时,排开水的体积是6.75×104m3。
7.图1容器装有适量的H液体,摆件P通过细线和浮球相连,均处于静止状态。P的体积为,P的重力为2.5N,P排开H的质量为0.11kg()。
(1)求:摆件P所受的浮力 ,以及此时H的密度 ;
(2)剪断细线后,浮球和摆件P静止时如图2所示,浮球不吸收液体。
①在方框内画出浮球(以“·”代替)的受力示意图 ,浮球所受浮力相比剪断前 (选填“变大”“变小”“不变”)。
②求摆件受容器(底部水平)的支持力 。
③容器对水平桌面的压力为200N,与桌面接触面积为,求容器对桌面的压强 。
④比较a、b、c三点液体的压强大小 , 。(均选填“>”“=”“<”)。
(3)液体H的密度和H的温度t关系如图3,H的温度时,如图4实心物块M悬浮(M不吸收液体且体积不变)
①时,M将 (选填“漂浮”“悬浮”“沉到底部”)。M静止时,10℃时M受的浮力 6℃时M受的浮力(选填“大于”“小于”“等于”)。
②t在6℃~16℃范围内,M静止时排开H液体的体积与H温度关系的图像可能正确的是
【答案】 1.1N 变小 1.4N < < 漂浮 等于 A
【详解】(1)[1][2]根据阿基米德原理可计算出摆件P受到的浮力为
H的密度为
(2)[3][4]浮球漂浮在液体上,所受的重力和浮力大小相等、方向相反、在同一条直线上,具体如图所示:
剪断细线后球排开液体的体积变小,根据可得浮力变小。
(2)[5]摆件静止在容器底部,受到的浮力为
则摆件受到容器的支持力为
(2)[6]容器对桌面的压强为
(2)[7][8]由图2可知a、b、c三点的深度关系为
液体的密度相同,根据液体压强公式,可得
,
(3)[9][10]当H的温度是12℃时,实心物块M悬浮,说明物块M的密度等于此时H的密度;当温度为10℃时,H的密度变大,大于物块的密度,根据物体的浮沉条件可知M会漂浮,当M静止时,浮力等于重力;当H的温度变为6℃时,物块M也会漂浮,静止时受到的浮力等于重力,所以M在10℃所受的浮力和6℃时所受的浮力相等。
(3)[11]当H的温度从6℃上升到12℃时,密度逐渐减小,但都大于物体的密度,物体会上浮,最终漂浮,浮力都等于重力,但根据,液体的密度逐渐减小,所以排开液体的体积会逐渐增大;当H的温度从12℃上升到16℃时,密度仍在逐渐减小,小于物体的密度,物体会下沉,最终沉底,物体排开液体的体积相同,都等于物体的体积,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
押题猜想14 功和功率的计算
1.如图甲所示,水平面上有一力F1=5N作用于物块A使其沿水平面匀速直线向左运动。
(1)物块A所受的摩擦力为 N;
(2)如图乙所示,保持F1不变,现将另一物块B与A用轻绳相连,并用拉力F2=20N水平向右拉B使A、B一起匀速直线向右运动:
①在图框中画出此时B的水平方向受力分析 ;
②轻绳上的拉力大小为 N,B所受的摩擦力为 N;
③若A、B在10s内运动了10m,请计算此过程拉力F2的做功大小 及功率大小 。
【答案】 5 10 10 200J 20W
【详解】(1)[1]根据二力平衡原理可知物块A受到向右的摩擦力,大小为5N。
(2)[2]物块B在水平方向向右运动,受到向右的拉力F2、绳子对其向左的拉力F1、地面对其向左的摩擦力f,则具体受力分析如下所示:
(2)[3][4]因A在水平向右运动,以A为受力物体进行分析,受到向左的拉力F1为5N,向左的摩擦力5N,绳子向右的拉力F拉,根据二力平衡原理可知
因同一绳子上的力大小相等,所以绳子对B的拉力也为10N,由①中受力分析和二力平衡原理可得
(2)[5][6]在此过程中拉力F2做的功为
功率为
押题解读
本题考查力的平衡、功和功率的计算,属于综合题,根据二力平衡条件得到物块A所受的摩擦力;物块B水平方向受到向右的拉力、向左的摩擦力和A对B的拉力;轻绳上的拉力大小等于A受到的拉力和摩擦力之和;由力的平衡得到摩擦力。
考前秘笈
1、功的计算公式:W=FS,其中各量单位功W:J(焦耳),力F:N(牛顿);移动距离S:m(米);或者W=Pt。
2、功率:物体在单位时间内所做的功叫功率,在物理学中用字母P表示。物理学中,用功率来表示物体做功的快慢。
(1)功率公式:功率=功/时间,即。
(2)功率单位:国际单位:瓦(W),1W=1J/s;常用单位:千瓦(kW),1kW=103W。
1.木块A 和铁块 B 在一个方向不变、大小为3N 的水平拉力F 的作用下做沿同一水平面做直线运动。0~4s 内路程随时间变化图像如图所示,其中GA=GB。
(1)此过程做匀速直线运动的物体是 (选填“A” 、“B”或“A 和 B”), 速度为 m/s;
(2)此过程 F 对 A 做的功为 J;
(3)此过程, A 、B 所受的摩擦力分别为f1 、 f2,F对 A 、B 做功的功率分别为P1、P2,则f1 f2,P1 P2(选填“=”或“≠”)。
【答案】 A 1.5 18 ≠ =
【详解】(1)[1]s-t图像中,图像的斜率表示物体的速度,由图得,A的速度不变,B的速度改变,说明A做匀速直线运动,B做变速直线运动。
[2]A速度为
(2)[3]此过程 F 对 A 做的功为
(3)[4]A做匀速直线运动,受到的牵引力等于摩擦力;B做加速运动,受到的牵引力大于摩擦力,AB受到的牵引力相同,则
[5]AB受到的牵引力相同,运动路程相同,由得,AB做的功相同,运动时间相同,由得,AB的F对 A 、B 做功的功率
2.小轩在某单位做志愿者,需要把30个质量均为5kg的箱子从地面搬到离地高12m的储藏阁楼上。如果每次搬运箱子的个数太多,会走得很慢且需要不时地休息;如果每次只搬一个箱子,又会有大量的能量用于克服自身重力做功。已知小轩对箱子做功的功率(Power)与所搬物体的质量(Mass)关系如图所示,在所需时间最少的情况下,小轩每次搬运箱子的数目为 个。完成这项工作所花时间为 s。(不计返回楼下所需时间和搬起、放下每个箱子的时间)
【答案】 3 720
【详解】[1]由图像可知,要使得时间最短,功率最大,则搬运的物体的质量为15kg,所以小轩每次搬运箱子的数目为
[2]由题意可知,30个箱子的总质量为
搬运箱子做的总功为
由题图可知,当搬运物体的质量为15kg时,人用于搬运物体的功率最大,为25W;要求搬运时间最短,身体所提供的功率应最大,即P=25W,由可得,完成这项工作所花时间为
3.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。则:
(1)在0-2s时段的2s时间内,推力F对物体所做的功是 J;
(2)在4-6s时段的2s时间内,物体运动的路程是 m;
(3)在4-6s时段的2s时间内,推力F对物体做功的功率是 W;
(4)在2-4s时段的2s时间内,物体受到的摩擦力是 N。
【答案】 0 8 8 2
【详解】(1)[1]在0-2s时段的2s时间内,由运动图像可知此时物体静止,故物体运动的路程为0,故不做功,即做功为0。
(2)[2]在4-6s时段的2s时间内,由运动图像可知此时物体的速度为4m/s,故运动的路程为
(3)[3]在4-6s时段的2s时间内,推力大小为2N,此时匀速直线运动,故推力等于摩擦力等于2N,速度为4m/s,故推力F对物体做功的功率是
(4)[4]在2-4s时段的2s时间内,物体处于加速运动,但是物体对接触面的压力和接触面的粗糙程度都未变,故此时受到的摩擦力仍为2N。
4.某轿车的质量是1t,车轮与地面的总接触面积是0.1m2(g=10N/kg)
(1)轿车空载静止时,对水平地面的压强为多少?
(2)在平直的公路上以恒定的功率测试轿车性能时,轿车由静止开始运动,水平方向获得的动力F随运动时间t的变化关系如图所示。t=20s后,轿车以30m/s的速度做匀速直线运动,①则在20-40s时间内动力做的功为多少?②轿车发动机的功率为多大?
【答案】(1)1.0×105Pa;(2)1.2×106J;6×104W
【详解】解:(1)静止时轿车对水平地面的压力为
F=G=mg=1.0×103kg×10N/kg=1.0×104N
轿车对水平地面的压强为
(2)由图可知,轿车在20~40s时间内牵引力F保持不变,为F=2×103N,根据可得,在20~40s时间内通过的路程
s=vt=30m/s×(40s﹣20s)=600m
在20~40s内牵引力做的功为
W=Fs=2×103N×600m=1.2×106J
轿车发动机的功率为
答:(1)它空载静止时,对水平地面的压强为1.0×105Pa;
(2)轿车在20~40s时间内牵引力做的功1.2×106J;轿车发动机的功率为6×104W。
5.图甲所示,工人将货物搬运到货车上,过程简化为图乙所示:某次工人先利用斜面将边长为1m的正方体货物匀速推到车上,再将货物水平匀速推到d点。这个过程中推力大小保持为800N,方向与运动方向保持一致,货物重为1000N,各段长度如图乙所示,推上斜面用时10s,水平推动用时5s,g=10N/kg,求:
(1)将货物从a点沿斜面推到b点的运动过程中,推力做功的功率大小;
(2)货物静止在d点时,对货车的压强大小。
【答案】(1)120W
(2)1000Pa
【详解】(1)货物从a点到b点作匀速运动,受到的推力800N,货物移动的距离为s= 1.5m,速度为
推力做功的功率大小
(2)货物从静止在d点时,对货车的压力跟货物的重力大小相等,得
因为是变长1m的正方体,受力面积为
货物静止在d点时,对货车的压强大小
6.如图1,容器中水深0.5m,物体A完全浸没后沿直线匀速下落,直到物体B碰到容器底部。此过程,物体A下落的距离是0.45m,用时5s,绳子对A的拉力F=50N,GA=30N(水的密度ρ=1×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)用“•”替代物体A,在图2中画出物体A的受力示意图;
(2)物体A受到的浮力;
(3)物体A的体积;
(4)此过程绳子对物体A的拉力做的功;
(5)此过程绳子对物体A的拉力做功的功率。
【答案】(1);(2)80N;(3)8×10-3m3;(4)22.5J;(5)4.5W
【详解】解:(1)物体A受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和拉力的作用,作用点在重心上,据此画出物体A的受力示意图,如下图所示:
(2)物体A受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和拉力的作用,且处于平衡状态,受到的浮力
F浮=F+GA=50N+30N=80N
(3)根据阿基米德原理可知物体A的体积
(4)此过程绳子对物体A的拉力做的功
W=Fs=50N×0.45m=22.5J
(5)此过程绳子对物体A的拉力做功的功率
答:(1)如答图所示;
(2)物体A受到的浮力为80N;
(3)物体A的体积为8×10-3m3;
(4)此过程绳子对物体A的拉力做的功为22.5J;
(5)此过程绳子对物体A的拉力做功的功率为4.5W。
7.如图,竖直放置的磁性棋盘上放置了一颗质量为200g的圆柱体磁性棋子,底面积为75cm2。棋子吸在竖直棋盘上静止时,棋子与棋盘的吸引力为6N。现对棋子施加一个大小为10N的竖直向上推力F,使棋子缓慢从A点竖直匀速运动到B点。然后再对棋子施加一个水平向左推力F2,使棋子从B点水平匀速运动到C点。(不计空气阻力,g=10N/kg)求:
(1)这颗棋子的重力 ?棋子的重力在BC段做功的大小 ?
(2)棋子对棋盘的压强 ?
(3)棋子从A运动到B的过程用时5s,推力做的功和功率分别多大 ?并画出该过程棋子(用“•”表示)在竖直方向的受力示意图 ;
(4)AB段的推力与BC段推水平推力的大小关系F F2(选填“>”、“<”或“=”)
【答案】 2N 不做功 800Pa 5J,1W >
【详解】(1)[1]棋子的重力为
G=mg=200×10-3kg×10N/kg=2N
[2]棋子的重力方向竖直向下,在BC段移动过程中,棋子在重力的方向上没有移动距离,故重力不做功。
(2)[3]棋子对棋盘的压强为
(3)[4]A点竖直匀速运动到B点,拉力做的功为
W=Fs=10N×0.5m=5J
拉力的功率为
[5]棋子在竖直方向的受到竖直向下的重力、向上的推力,由于匀速运动,所受的合力为零,所以还受到竖直向下的摩擦力,大小为
f=F-G=10N-2N=8N
受力示意图如下:
(4)[6]AB段的推力等于重力加上摩擦力大小,BC段水平推力大小等于摩擦力大小,故F>F2。
押题猜想15 欧姆定律的应用与电路故障分析
1.在探究电阻一定时,电流与电压关系的实验中,小凯连接了图1的电路。
(1)小凯发现闭合开关,移动滑片,电流表的示数始终为零,电压表的示数恒定为图2所示的位置。
经过分析,小凯认为可能存在以下三种故障
①滑动变阻器接触不良,处于断路状态
②电流表烧坏了,处于断路状态;
③定值电阻烧断了。
请你判断是否存在故障①?写出你的判断依据。 。
为验证是不是故障②,小凯把与定值电阻相连的导线a拆掉。这个方法可行吗?写出你的理由。 。
为验证是不是故障③,小凯把导线b拆掉。这个方法可行吗?写出你的理由。 。
(2)同组的小旋发现,电路中虽然有两个错误,但只要改接一根导线,就可以完成本实验探究。请你在图1中把接错的那根导线找出来,打上“×”,再把它改接到正确的位置上
(3)小凯正确连线后,进行相关实验,记录数据,描点和连线,得到图3的图像。
①根据图像,你能得出什么结论? 。
②由图像可知,定值电阻在3V时的电功率是 。
【答案】 不存在,见解析 可行,见解析 可行,见解析 电阻一定 ,电流与电压成正比 1.8W
【详解】(1)[1]如果滑动变阻器接触不良,处于断路状态,电压表和电流表都没有示数,不存在故障①。
[2]为验证是不是故障②,把与定值电阻相连的导线a拆掉,这种方法可行,拆掉导线a后,若电压表有示数,则说明电流表没有烧坏,若电压表没有示数,则说明电流表烧坏,处于断路状态。
[3]为验证是不是故障③,把导线b拆掉,整个电路处于断路状态,无法判定定值电阻是否烧断,这种方法不科学。
(2)[4]图中电流表和电阻并联,电压表串联在电路中,需要电流表串联在电路中,电压表和电阻并联,如图所示:
(3)[5]由图像可知,过原点的直线,可以得到电阻一定,电流和导体两端的电压成正比。
②[6]由图像可知,电阻的阻值
R==5Ω
定值电阻在3V时的电功率
P==1.8W
押题解读
本题探究电流与电压的关系实验,考查了电路连接、数据分析和欧姆定律的应用等知识。根据电路连接和电表的使用分析回答;根据表中数据分析得出结论;根据滑动变阻器的最大电阻和允许通过的最大电流分析。
考前秘笈
1、串联电路特点:分压不分流
(1)电流:串联电路中各处的电流相等(不分流)(I串=I1=I2 )。
(2)电压:总电压等于各处电压之和(分压)(U串=U1+U2 )。
(3)电阻:总电阻等于各电阻之和(串联相当于增大导体的长度);R串=R1+R2 (总电阻大于分电阻)。
(4)分压原理:U1:U2 =R1:R2(串联电路各部分分配的电压与它的电阻成正比)。
2、并联电路特点:分流不分压
(1)电流:干路电流等于各支路电流之和(分流)(I并=I1+I2)。
(2)电压:各支路电压都等于电源电压(不分压)(U并=U1=U2)。
(3)电阻:总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和(并联相当于增大导体的横截面积),(总电阻小于分电阻)。
(4)分流原理:I1:I2 =R2:R1(并联电路各支路分配的电流与它的电阻成反比)。
3、欧姆定律在串并联电路中的应用
(1)串联电路:当串联电路中一个电阻改变时,电路中电流及另一个电阻电压也随之变化。
(2)当并联电路一个支路的电阻改变时,这个支路电流也会改变干路电流也会变化;但另一个支路电流和电压都不变。
(3)家庭电路中,各用电器采用并联方式接入电路。
4、根据电流表、电压表有无示数判断电路故障:先通过电流表有无示数,判断出故障类型:电流表有示数,电路出现短路故障;电流表无示数,短路出现断路故障;再根据电压表示数判断出故障的具体位置:电压表有示数,电压表并联部分断路(内断)或电压表以外部分存在短路(外短)。电压表无示数,电压表并联部分短路(内短)或电压表以外部分存在断路(外断)。;根据灯泡检查现象判断电路故障:将小灯泡分别与各部分并联,如果小灯泡发光或其它部分能开始工作,则此时与小灯泡并联的部分断路;当把小灯泡接到导线部分时小灯泡不亮(被短路)表示导线正常,如接在某一用电器两端小灯泡不亮,则此用电器短路。
1.在如图所示实验电路中,闭合开关后灯不亮。
①为判断电路是否正常,应首先进行的操作是 ,观察 ;
②如果在反复调节后灯仍不亮,若检查发现只有灯和变阻器可能出现故障,当观察到只有其中一个电表有示数且在变阻器滑片滑动过程中示数没有明显变化,则故障产生的原因是 。
【答案】 移动滑动变阻器的滑片 电压表和电流表的示数变化情况 灯泡断路
【详解】(1)[1] [2]闭合开关后,灯泡不亮,可能是由于电路电阻太大,电路电流太小,应该移动滑动变阻器的滑片,观察电压表和电流表的示数变化情况。
(2)[3]如果电流表有示数,电压表没有示数,可能灯泡短路,但是此时滑动变阻器滑片滑动的话,电流表示数应该是有明显变化的,故不符合题意。
如果电流表没有示数,电压表有示数,可能是灯泡断路,电压表与电流表以及滑动变阻器串联在电路中,由于电压表电阻特别大,因此电流很小,电流表示数接近于零,并且滑动变阻器的滑片滑动,并不能使电压表示数发生明显变化,也不会使电流表示数发生变化,故灯泡断路符合题意。
2.超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导元件和限流电阻并联组成,内部电路如图甲中虚线框内所示。限流电阻R2=12Ω,灯泡L上标有“6V 3W”字样。如图乙所示,当经过超导原件的电流满足0≤I<0.6A时,超导元件的电阻R1随电流I的变化关系如AB段所示,当电流满足I≥0.6A时,超导元件的电阻R1随电流I的变化关系如CD段所示。求:
(1)灯泡L正常发光时的电流为 A;
(2)电源电压为6V时,分析:小灯泡是否能够正常发光 。
(3)当灯泡发生短路时,若电源电压仍为6V,求电流表的示数( )。
【答案】 0.5 可以正常发光 1.1A
【详解】(1)[1]据P=UI可得,灯泡正常发光的电流
I===0.5A
即灯泡正常发光的电流为0.5A。
(2)[2]灯泡正常发光时电流小于0.6A,由图乙知,R1=0,此时R2被短路,UL=U总=6V,可以正常发光。
(3)[3] 当灯泡发生短路时,R1、R2并联, U2′=U1′=U总=6V,据图乙知,通过R1的电流大于0.6A时阻值为10Ω, 则通过R1、R2的电流分别为
因并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以电流表的示数
即电流表的示数为1.1A。
3.小明和他的实验小组用图甲所示的电路测未知电阻的阻值,电源两端的电压不变。
(1)小明检查电路时发现有一处导线连接错误,请你在甲图中连接错误的导线上打“×”,用笔画线代替导线正确连接电路(注意导线不要交叉);
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针超过量程,电路中出现的故障可能是 ;
(3)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为3V,电流表的示数如图乙所示,则被测电阻R的阻值为 Ω;
(4)小组的同学在实验中又测出了几组数据,请你帮他们设计一个实验记录表格 。
(5)小明在测量未知电阻的阻值实验过程中电压表已损坏,老师从实验室拿来一只最大阻值为R0的滑动变阻器,并设计了如图丙所示的实验电路,按如下步骤进行实验:
①闭合开关S,调节滑片位于最左端a,读出电流表的示数为I1;
②闭合开关S, ,读出电流表的数为I2;
③未知电阻的阻值:Rx= (用字母表示)。
【答案】(1)
(2)电阻断路
(3)10
(4)见解析
(5) 调节滑动变阻器的滑片位于最右端
【详解】(1)由图甲可知,电流表并联在电路中,电压表串联在电路中,因此是错误的。电压表应并联在被测电阻的两端,电流表串联在电路中,如图所示:
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表无示数,说明电路中某处断路;电压表指针超过量程,电压表有示数,说明与电压表并联的那部分断路,所以电路中出现的故障是电阻R断路。
(3)由电路图可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.30A。根据欧姆定律可得,被测电阻R的阻值为
(4)测量定值电阻的阻值,需要记录多组电流、电压的值,分别算出电阻值,最后求电阻的平均值,设计记录表格如下:
实验次数
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻的平均值/Ω
1
2
3
(5)[1][2]丙图中,第一次将滑动变阻器移至最左端,此时电路为定值电阻的简单电路,根据欧姆定律可得电源电压为U=I1Rx
接下来需要将滑动变阻器移至最右端,电路为定值电阻与滑动变阻器串联,根据串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压可表示为U=I2Rx+I2R0
联立以上两式,未知电阻的阻值为
4.实验室提供了两节干电池、一个5Ω的定值电阻、最大阻值为10Ω的滑动变阻器,电流表以及电压表。若按如图的方式连接电路,闭合开关后,电压表、电流表的示数如图所示。更换电流表量程、移动滑动变阻器滑片后,两表指针的偏转情况依然相同。
(1)分析可得:该电路中可能出现的故障可能是 (填选项)
A.滑动变阻器断路 B.滑动变阻器短路
C. 定值电阻断路 D.定值电阻短路
(2)若仍有若干条导线,请利用导线验证你的分析是否正确,简述操作与判断过程。
【答案】 A ①按图连接电路,用一根导线并联在滑动变阻两端(或直接用导线将电流表与电源负极连接);②闭合开关,观察电流表是否有示数,若电流表有示数,则分析正确;若无示数,则分析不正确。
【详解】(1)[1]由题意得,电源电压为3V。从图中滑动变阻器与定值电阻串联,电压表与滑动变阻器并联,电压表选用的量程为0-15V,分度值为0.5V,示数约为3V,电流表的读数为0。
A.若滑动变阻器断路,则电压表的示数应该约为电源电压3V,电流表无示数,故A符合题意;
B.若滑动变阻器短路,电压表的示数应为0,电流表的示数应约为0.3A,故B不符合题意;
C.若定值电阻断路,则电压表示数应该为0,电流表的示数应约为0,故C不符合题意;
D.定值电阻短路,则电压表示数应该约为3V,电流表的示数最小为0.6A,故D不符合题意。
故选A。
(2)[2]用电器是否开路,可以借助导线与电压表或者电流表进行验证,具体操作及判断如下:①按图连接电路,用一根导线并联在滑动变阻两端(或直接用导线将电流表与电源负极连接);②闭合开关,观察电流表是否有示数,若电流表有示数,则分析正确;若无示数,则分析不正确。
5.如图所示是某同学利用所学物理知识设计的电子称的示意图,托盘、弹簧上端和金属滑片P固定在一起,定值电阻R0=5Ω,ab是一根长为5cm的均匀电阻丝,电阻R=10Ω,电源电压U=3V,电流表量程为0~0.6A,(弹簧的电阻不计,P与R间摩擦不计)求:
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
(1)在托盘中无物体时,使金属滑片P处于R最上端,闭合开关后,电流表的读数.
(2)当在水平面使用,托盘中放入一物体时,金属滑片P处于ab间某一位置,开关S闭合后,电流表指针指在0.3A处时, ab实际接入电路的电阻R1.
(3)若该弹簧被压缩的长度△L与所受压力F的关系如下表所示,上一问中放入托盘的物体的质量m. (g取10N/kg)
【答案】(1)0.2A (2) 5Ω (3) 2.5kg
【详解】(1)当P处于R最上端时,U=3V,R和R0串联,
方法一:R总=R+R0=10Ω+5Ω=15Ω,;
方法二:由串联电路的电压关系和欧姆定律可得知U=UR+UR0=IR+IR0=I(R+R0),
则有;
(2)方法一:托盘中放入一物体时,I′=0.3A,
R0两端的电压:UR0′=I′R0=0.3A×5Ω=1.5V,
R1两端的电压U1=U-UR0′=3V-1.5V=1.5V,;
方法二:,
R1=R总-R0=10Ω-5Ω=5Ω;
(3)因为ab是一根长为5cm的均匀电阻丝,R最大阻值为10Ω,所以当R1=5Ω时,滑片P所处位置接入电路的电阻丝长度为L1=2.5cm,弹簧被压缩的长度△L=L-L1=5-2.5cm=2.5cm.查表可知:△L=2.5cm时,弹簧所受压力F=25N;
根据力的作用是相互的,弹簧对物体的支持力F支=F=25N;
依二力平衡条件有G=F支=25N;
根据G=mg可得:.
答:(1)金属滑片P处于R最上端,闭合开关后,电流表的读数为0.2A;
(2)金属滑片P处于ab间某一位置,开关S闭合后,电流表指针指在0.3A处时,ab实际接入电路的电阻R1为5Ω;
(3)放入托盘的物体的质量m为2.5kg.
6.如图1是一种测力装置部分结构的示意图。横梁OA上下表面各贴一张完全一样的应变电阻片R1和R2,在A端施加向下的力F,横梁向下弯曲,R1被拉伸,R2被压缩。
(1)当构件受力变形时R1被拉伸,组成应变电阻片金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化,使应变电阻片R1的电阻变 (选填“大”或“小”);
(2)R1和R2串联在有恒定电压的电路中(如图2)。在A端施加向下的力F时,流过它们的电流分别用I1和I2表示:电压分别用U1和U2表示。则I1 I2;U1 U2(后两空选填“>”“=”或“<”)。
【答案】 大 = >
【详解】(1)[1]当构件受力变形时,R1被拉伸,长度变长,横截面积变小,则电阻变大。
(2)[2][3]R1被拉伸时,R2被压缩,R1的阻值变大,R2阻值变小,而R1与R2变形前,是完全一样的,则变形后R1>R2,据串联电路的分压特点知U1>U2。据串联电路的电流特点知I1=I2。
7.半导体和金属的导电能力随温度的变化特点是不同的,因此,利用它们制成的元件在生活中也各有各的用途。
温度/℃
0
20
40
60
80
R的阻值/Ω
100
120
140
160
180
(1)一个由某半导体材料制成的加热器,通电后,加热器在发热的同时,也在向外界放热。题图甲为发热功率P发热和散热功率P散热与温度t之间关系的图象。由图象可知,此加热器 (选择“可以”或“不可以”)制作电饭煲的发热体,原因是 ;
(2)某种家用固体电热灭蚊器就使用这种材料,当灭蚊器使用时,整个房间很快便充满了灭蚊片的味道,这是一种 现象;
(3)由某金属材料制成的电阻R与电源、电流表、电阻R′串联起来,连接成图乙所示的电路。用该电阻R做测温探头,把电流表的刻度改为相应的温度刻度,得到一个简单的“金属电阻温度计”。电阻R随温度t变化的情况如上面表格,则电流刻度较大处对应的温度刻度较 ;电阻R′在该电路中起到 的作用。
【答案】 不可以 见解析 扩散 低 保护电路
【详解】(1)[1][2]由图甲知,此加热器的加热功率先随温度的升高而增大,而后随温度升高而减小,且30℃开始散热,散热功率逐渐增大,70℃后大于加热功率。那么这个加热器不可以制作电饭煲的发热体,因为此加热器温度达到100℃时,散热功率远大于发热功率,饭不能烧熟。
(2)[3]灭蚊器使用时,整个房间充满灭蚊片的味道是蚊片的分子向整个空间运动的扩散现象。
(3)[4]由表格数据知,R的阻值随温度升高而增大。由图乙知,两个电阻串联在电路中,电流表测电路中的电流。则温度升高时,电路中的总阻值增大,据欧姆定律知,电路中的电流减少。所以电流刻度较大处,对应的温度刻度较低。
[5]电阻R的阻值随温度升高而增大,当温度较低时,R的阻值也较低,则此时电路中的电流可能会由于过大而损坏电路元件,而电阻R′串联在电路中,可避免电路电流过大而损坏元件,起到保护电路的作用。
押题猜想16 电功和电功率的应用
1.电动机M启动过程中,设M两端电压为U,通过M的电流为I,与M串联的定值保护电阻器R的阻值为1Ω,测得和图像如图;
(1)根据图像,流过M的电流为100A时,M两端电压为 V;
(2)请求出M在第8s后持续工作5s消耗的电能;
(3)通过M的电流为10A时,求电阻R两端电压;
(4)2s~4s,电阻R产生的热量为;8s~10s,R产生的热量为, (选填“>”“=”“<”),写出判断依据: 。
【答案】(1)200
(2)1.2×104J
(3)10
(4) > 见解析
【详解】(1)由右图知道,流过M的电流为100A时,时间是4s,结合左图知道,此时M两端电压为200V。
(2)图像知道,第8s时通过M的电流是10A,由知道,此时M两端电压为240V,由知道,此时M的电能
(3)由欧姆定律知道,通过M的电流为10A时,因为M与R串联,所以
R两端电压
(4)[1][2]由图像知道,2s~4s通过电阻R的电流大于8s~10s通过电阻器R的电流,通电时间相同,根据焦耳定律故
押题解读
本题考查了电路分析,电功、功率、电阻的计算,综合性较强,有一定的计算量,难度较大。学生要会辨别串、并联电路,能熟练运用欧姆定律、电功、电功率公式进行计算,需具备一定审题与信息提取能力,对逻辑思维要求较高。
考前秘笈
功率的相关计算公式:P=UI,P= ,P= ;无论串或并联电路,电路总功率等于各个用电器功率之和;根据P= ,并联电路,并入的用电器(电阻)越多,总功率越大,串联电路,并入的用电器(电阻)越多,总功率越小。
1.小明连接了如图所示的电路图。已知电源电压恒为2.2V,小灯泡的额定功率为0.75W。闭合开关,发现LED发光而小灯泡没有发光,电压表的示数为1.7V,电流表的示数为0.16A。小明认为灯泡不亮的原因是灯泡发生了断路,该说法是否正确? ;若正确,写出理由;若不正确,请分析出现该实验现象的原因并写出分析过程。 。
【答案】 不正确 实际电功率很小而不能发光
【详解】[1][2]LED发光而小灯泡没有发光,电压表的示数为1.7V,电流表的示数为0.16A,说明电路不是断路,而电压表示数小于电源电压,说明灯泡分去部分电压,因而灯泡不是短路,因为电压和电流较小,电功率为
远小于灯泡的额定功率0.75W;原因是实际电功率很小而不能发光。
2.(1)如图所示,体积相同的两个小球甲和乙分别从竖直高度不同的半圆光滑轨道最高点处A点和B点,以和的速度开始运动,一直沿着轨道运动到最低处A′点和B′点,此时它们的速度分别为和,均忽略空气阻力。已知甲球在A点时的动能等于乙球在B点时的动能,且,则甲球在A′点时的机械能 (选填“>”、“=”或“<”)乙球在B′点时的机械能; (选填“>”、“=”或“<”);
(2)2023年2月,土耳其发生强烈地震,中国救援队携带照明无人机前往救援。白天,为电池充电,此时电池相当于电路中的 。夜晚,无人机先接通照明系统,再接通动力系统升空,照明系统和动力系统 联。无人机悬停并提供照明时,电池可释放电能0.5kW·h,动力和照明系统的电功率分别为150W和100W,此状态下无人机至多持续工作 h,需要更换电池。
【答案】 < < 用电器 并 2
【详解】(1)[1][2]机械能等于物体的重力势能和动能之和,重力势能的大小由质量和高度决定,动能的大小由质量和速度决定;已知B点的高度大于A点的高度,又,可知甲球的质量必等于乙球的质量。在光滑轨道上,忽略空气阻力,物体的机械能守恒,甲球在A点时的动能等于乙球在B点时的动能,甲球在A点时的重力势能小于乙球在B点时的重力势能,则甲球在A′点时的机械能小于乙球在B′点时的机械能;两个小球到达水平地面时,其重力势能全部转化为动能,由于甲球的高度低,故甲球的速度必小于乙球的速度。
(2)[3]为电池充电时,电池消耗电能,电能转化为化学能,电池相当于用电器。
[4]无人机先接通照明系统,再接通动力系统升空,说明照明系统和动力升空系统互不影响,因此是并联的。
[5]照明系统和动力升空系统并联,电路中总功率为
无人机最多工作的时间为
3.当归还共享充电宝后,服务终端会自动给充电宝充电,图1是某款充电宝及简化电路图
(1)根据图2,充电宝充电1小时时,求此刻充电宝的阻值 ?
(2)充电宝在前1h内消耗了7200J电能,求这段时间的平均功率 ;
(3)判断在充电过程的第三阶段中,充电宝的电功率变大、变小还是不变? ,并写出依据: ;
(4)充电过程充电线的阻值可认为不变,通过分析来比较充电线在第一、二阶段哪段时间产生热量多?
请写出你的判断依据: 。
【答案】 8.4Ω 2W 变小 充电电压保持不变,充电电流变小,根据P=UI知充电宝的电功率变小 见解析
【详解】(1)[1]根据图2知充电宝充电1小时时的电流为0.5A,电压为4.2V,此刻充电宝的阻值为
(2)[2]充电宝在前1h内消耗了7200J电能,这段时间的平均功率为
(3)[3][4]由图2知,在充电过程第三阶段,充电电压保持不变,充电电流变小,根据P=UI知充电宝的电功率变小。
(4)[5]充电过程充电线的阻值可认为不变,由图2知,一、二阶段充电时间分别为0.3h和0.7h,电流分别为、,第二阶段比第一阶段的时间更长、电流更大,根据可知,第二阶段导线产生热量多。
4.根据所学习的物理知识,回答下列问题:
(1)如图1所示是一个测量 大小的仪表,它的分度值是 ;
(2)如图2所示该表的示数为 kW·h,如果表盘转动250圈,表示用电器消耗电能 J;
(3)如下图甲是某电热水壶,有加热和保温两个工作状态,当图乙中的开关S接 (选填“a”或“b”)时,电热水壶处于加热状态;小明把初温为20℃、质量为1kg的水倒入壶中,仅单独把电热水壶接入220V家庭电路中,加热6min后水温升高到100℃,耗电3.6×105J,则小明家电热水壶实际功率为 W;由热水壶本次烧水的热效率是 ()。
【答案】 电流 0.4mA 1862.4 3.6×105 a 1000 93.3%
【详解】(1)[1]图1中表盘上有“mA”字样,表明该仪器是测量电流的仪表。
[2]由图1可知,0~2mA之间分成了5小格,每一小格代表0.4mA,所以该仪表的分度值为0.4mA。
(2)[3]图2是电能表,电能表的读数数字方框中最后一位是小数,单位是kW·h,由图2可知,电能表的示数为1862.4kW·h。
[4]2500r/ kW·h表示电路中用电器每消耗1 kW·h电能,电能表的表盘转过2500圈,则表盘转动250圈用电器消耗的电能
(3)[5]由图乙可知,当开关S接a 时,只有R1工作,当开关S接b时,R1、R2串联;根据串联电路的电阻特点可知,当开关S接a 时,只有R1工作,电路中的电阻最小,由可知,电路中的总功率最大,电热水壶处于加热状态。
[6]电热水壶的实际功率
[7]水吸收的热量
电热水壶的烧水效率
5.(1)小明连接了如图所示的实物图,请根据实物图,在虚线框中画出电路图(电阻箱已经画出);
(2)该电路可测量电阻箱的电功率,并探究电流与电压、电阻的关系。测量的数据如下表。求:
①电流为0.11A时,滑动变阻器接入电路的阻值;
②电阻箱电压为1.88V时,电阻箱的功率; 在此状态下电阻箱持续工作100s消耗的电能;
③小明的实验数据中,电流与电阻是否成反比?写出分析过程。
数据序号
1
2
3
4
电阻箱阻值R1/Ω
5
10
15
20
电流表读数I/A
0.29
0.22
0.13
0.11
电压表V1读数U1/V
1.47
2.20
1.88
2.20
电压表V2读数U2/V
2.74
2.07
2.49
2.20
【答案】(1)
(2) 20Ω 0.2444W 24.44J 见解析
【详解】(1)分析实物图可知,滑动变阻器和电阻箱串联,电压表测电阻箱电压,电压表测滑动变阻器电压,电流表测电路电流,作图如下:
(2)①[1]由表知,电流为0.11A时,电压表示数为2.2V,滑动变阻器的阻值为
②[2][3]由表知,电阻箱电压为1.88V,即电压表示数为1.88V时,电流为0.13A,则电阻箱的功率为
在此状态下电阻箱持续工作100s消耗的电能为
③[4]2、4数据中,电压相同,可以探究电压一定时,I与R的关系,由这两个实验数据可以得出,电压一定时,电流与电阻成反比。
6.某初中物理实验小组的同学想知道小灯泡的亮暗程度与什么因素有关。于是他们找来额定电流小于0.6A,额定电压是2.5V的灯L接在电源电压恒为6V的电路中,按照图甲所示的电路开始探究。
(1)请你用笔画线代替导线,根据图甲所示的电路图,将图乙所示的实物图连接完整;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)表格为他们所测得的四次实验数据得,丁玲同学在四次实验中观察到,灯的亮度是后一次都比前一次亮。结合表中数据得出的结论是:小灯泡越亮,实际功率越 ;
实验次数
1
2
3
4
U/V
1.40
2.00
2.50
2.80
I/A
0.14
0.18
020
0.21
(4)根据实验数据可得,小灯泡的额定功率是 W;
(5)小明同学在计算小灯泡的电阻时,取了所求四次电阻的平均值。这种计算方法忽略了 对灯泡电阻的影响;
(6)已知实验室内有规格为“10Ω 2A”“20Ω 1A”和“50Ω 1A”的甲、乙、丙三个滑动变阻器供选用,根据(3)中表格内的数据可知 (选填“甲”“乙”或“丙”)接入电路。
【答案】(1)
(2)B
(3)大
(4)0.5
(5)温度
(6)丙
【详解】(1)由图甲得,灯泡与变阻器串联,电压表测量灯泡的电压,电流表测量电路电流,滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联入电路,灯泡的额定电压为2.5V,则电压表的量程选用0~3V,灯泡的额定电流小于0.6A,则电流表选用0~0.6A,如图所示:
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大的B端。
(3)由表中数据可知,电压表和电流表的示数逐渐增大,由得,灯泡的实际电功率越大,灯的亮度是后一次都比前一次亮,说明小灯泡越亮,实际功率越大。
(4)灯泡正常发光时的电压为2.5V,由表格可知此时通过灯泡的电流为0.20A,灯泡的额定功率
(5)灯丝电阻受温度影响较大,灯泡在不同电压下,温度不同,灯丝中电阻不同,求不同电阻的平均值是没有意义的,即小明同学计算时忽略了温度对电阻的影响。
(6)根据表格中的数据知,第一次电流最小,电阻最大,实验所需变阻器的阻值最大,由串联电路电压的规律以及欧姆定律知,滑动变阻器的最大阻值为
则应选择丙变阻器人电路中。
7.小明自制了一把图1所示的电热切割刀,此切割刀可用于切割泡沫板,图2是电热切割刀的电路图。
(1)电热丝的电阻为3Ω,导线的电阻忽略不计,某次切割泡沫板所用的时间是10s,切割时电源电压显示为6V,切割过程中电热丝产生的热量是 J;
(2)小明在实验室发现有三种粗细不同、材料未知的电热丝,小明想通过实验找出相同长度时电阻最小的电热丝(电热丝可看作用电器,且忽略温度对电阻大小的影响)。只有图3中器材,请设计实验,写出实验步骤(可用画图表示) ;和判断哪个电阻最小的依据。
【答案】 120 见详解 因为串联电路中电流处处相等,由欧姆定律/可知,电压表示数最小的电热丝阻值最小
【详解】(1)[1]切割过程中电热丝产生的热量
(2)[2][3]将长度相同的三种电热丝串联在一起,在与开关、电源组成串联电路,用带鳄鱼夹的导线将三个电压表分别并联在三种电热丝的两端;因为串联电路中电流处处相等,由欧姆定律可知,电压表示数最小的电热丝阻值最小。
押题猜想17 电学综合类探究
1.图甲是实践小组的同学们为学校草坪的喷淋装置设计的自动注水系统的电路图。控制电路的电源电压U1=16V,RF为压敏电阻,放置在注水系统的水箱底部,其阻值随压力的增大而减小。图乙是受控电路中干路电流随时间变化的关系图像。当通过电磁铁线圈的电流为0.1A时,注水系统停止工作,电磁铁线圈的电阻为20Ω。
(1)电磁铁的上端为 (填“N”或“S”)极;若注水系统水箱中的水量增加,电磁铁的磁性将 (填“增强”“减弱”或“不变”);
(2)当衔铁恰好被吸下时,压敏电阻RF的阻值是多少?
(3)喷淋装置的电功率是多少?
【答案】(1) N 增强
(2)140Ω
(3)220W
【详解】(1)[1]由图可知,电流从电磁铁的上端流入,根据安培定则,电磁铁的上端为N极。
[2]控制电路中,电磁铁和压敏电阻串联。若注水系统水箱中的水量增加,压敏电阻受到的压力变大,则压敏电阻阻值变小,则总电阻变小,根据,电路中电流变大,则电磁铁的磁性将增强。
(2)当衔铁恰好被吸下时,注水系统停止工作,此时控制电路中电流为0.1A。则总电阻为
则压敏电阻RF的阻值
(3)受控电路中,注水系统和喷淋系统并联,由图乙可知,注水系统停止工作后受控电路中干路电流减小为1A,则喷淋系统支路的电流为1A,所以喷淋装置的电功率
押题解读
本题考查了影响电磁铁磁性强弱的因素、安培定则、欧姆定律的应用、电功率的计算,属于综合题。
考前秘笈
1、电学重难点
(1)影响电阻大小的因素。
(2)插座的构造与工作方式。
(3)电路的组成。
(4)串、并联电路的设计与应用。
(5)电功与电热的综合计算。
(6)焦耳定律的计算及其应用。
(7)欧姆定律的应用。
(8)电功率的计算。
1.阅读短文,回答问题。
压缩空气储能
2024年4月30日,全球最大压缩空气储能项目并网发电,如图甲所示,这是我国新型储能技术应用的一个里程碑。该项目工作原理如图乙所示,用电低谷时段,将电网多余的电能通过电动机和压缩机把空气压缩成高温高压空气,再经换热器1将能量传递并储存于地下盐穴(地下盐层)中;用电高峰时段,将储存在盐穴中的高压空气释放,驱动空气膨胀机转动,连接发电机进行发电。该工程就像一个“超级充电宝”,储存1度电最终能放出0.72度电,装机功率300兆瓦,每年发电量可达6亿度,能够保障超过20万户家庭用电需求。每年可节约标准煤1.9×108kg,减少二氧化碳排放约4.9×108kg。可连续放电6小时,使用期长达40年。
(1)该项目储能过程中,电网中多余的电能通过电动机转化为 能,再通过空气压缩机转化为 能。
(2)该项目每年节约的标准煤完全燃烧释放 J的能量(标准煤热值q=2.9×107J/kg)。
(3)该项目的能量转换效率为 %。
【答案】(1) 机械能 内
(2)
(3)72
【详解】(1)[1][2]该项目储能过程中,电网中多余的电能通过电动机转化为机械能,再通过空气压缩机对空气做功将机械能转化为空气的内能。
(2)每年节约的标准煤完全燃烧释放
(3)该项目的能量转换效率
2.如图是小明家新装的厨宝,它的特点是即开即有热水,无需提前预热,而且可以通过调节水流大小调节水温,不需要调节加热电阻大小,其部分参数如下表所示(忽略温度对电阻的影响),其中S2是温控开关。
额定电压
220V
加热功率
2200W
保温功率
44W
(1)在加热状态下,饮水机的开关状态是S1 ,S2 (均选填“断开”或“闭合”)
(2)自来水管中水温为20℃,该水龙头正常工作时在2min内放出1.5×103mL温度为50 ℃的温水,求加热这些水吸收的热量是多少 ?【水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)】
(3)加热第(2)问的自来水时,厨宝的加热效率是多少 ?
【答案】(1) 闭合 闭合
(2)
(3)71.6%
【详解】(1)[1][2]由知电压一定,电阻越小电功率越大,故饮水机的开关状态是S1闭合,S2闭合,此时电路中只有,电阻最小,为加热状态。
(2)加热这些水吸收的热量是
(3)厨宝的加热效率是
3.【项目提出】天津四季鲜明,搭建的玻璃阳光房冬冷夏热,给日常生活造成困扰。校本研修课上,同学们开展“智能环保房”设计活动,解决阳光房的温度问题。
【项目分析】
(一)设计冬季节能控温系统。
(二)设计夏季遮光控温系统。
【项目实施】
(一)设计冬季节能控温系统
该小组设计太阳能辅助加热电路,用以节省能源,如图甲所示,其中R为加热电阻,阳光房屋顶安装的太阳能电池板用来获得电能。
(1)白天,太阳能电池板给蓄电池充电,此时的“蓄电池”相当于电路中的 (选填“电源”或“用电器”);
(2)晚上,屋内温度较低时,控制开关S1自动接 (选填“a”或“b”),R对室内进行辅助加热。
(二)设计夏季遮光控温系统
由于阳光房的屋顶是用玻璃做的,夏季光照太强使屋内温度过高。该小组利用热敏电阻R1和光敏电阻R2设计了如图乙所示电路。蓄电池的电压恒为24V,变阻器R0的最大阻值为1500Ω,R1和R2的阻值变化情况如图丙所示,虚线框内R和R2按一定方式接入电路。
(3)将开关S2接c,当户外光照强度达到图丙的A点,且屋内温度升高至28℃时,电流表示数为10mA,开关S2会自动接d,卷帘装置启动,拉动遮阳帘遮光。通过计算说明乙电路中虚线框内的电阻R1和R2应该串联还是并联,并求出变阻器R0接入的阻值。
【项目优化】
(4)若设定屋内温度为26℃时,卷帘装置就能拉动遮阳帘遮光,应将变阻器R0的滑片向 (选填“左”或“右”)端适当移动一些。
【答案】(1)用电器
(2)a
(3)串联,800Ω
(4)左
【详解】(1)由图甲可知,白天,控制开关S1接b时,太阳能电池板给蓄电池充电,电能转化为化学能储存起来,此时的蓄电池相当于电路中的用电器。
(2)晚上,屋内温度较低时,控制开关S1自动接a,R连入电路中,对室内进行辅助加热。
(3)将开关S2接c,当户外光照强度达到图丙的A点时,R1=600Ω;屋内温度升高至28℃,此时R2=1000Ω。电流表示数为10mA=0.01A,电路总电阻为
若电阻R1和R2并联,虚线框内电阻为
即使滑动变阻器阻值调至最大,总电阻也小于2400Ω,所以虚线框内的电阻R1和R2应该串联;变阻器R0接入的阻值为
(4)若设定屋内温度为26℃时,卷帘装置就能拉动遮阳帘遮光,根据图丙可知,R1的阻值增大,电路电流不变,根据欧姆定律可知,电路总电阻不变,则应减小滑动变阻器连入电路的阻值,应将变阻器R0的滑片向左端适当移动一些。
4.小强把额定电压为2.5V的白炽小灯泡L1和LED灯L2连接成如图所示的电路,闭合开关后发现L1不亮,L2亮,电流表示数为0.01A。
(1)用电压表测得开关闭合时L1、L2两端的电压分别为0.01V和2.9V,求:
①此时小灯泡L1的电阻;
②此时小灯泡L1实际功率;
③LED灯L2工作10s钟消耗的电能。
(2)根据上面的数据分析可知,小灯泡L1不亮的原因是 ;
(3)小强认为增加L1两端的电压可能会使其变亮,他将如图所示电路中电源的电池增加至3节。闭合开关,两灯均不亮,电流表无示数。用电压表测得图中A、B接线柱间和A、D接线柱间的电压都为4.4V,这可能是 (选填“L1”或“L2”)烧断,你的判断理由是 。
【答案】(1)①10-4W,②0.029W,③2.9J
(2)灯的实际功率过小
(3) L1 若L2烧断,用电压表测A、B接线柱时的电压为0
【详解】(1)①电路是一个串联电路,因此各用电器的电流相等,用电压表测得开关闭合时L1、L2两端的电压分别为0.01V和2.9V,此时电路的电流为0.01A,此时小灯泡L1的电阻为
②两灯的实际功率
P1=U1I=0.01V×0.01A=10-4W
③LED灯L2工作10s钟消耗的电能
W2=U2It=2.9V×0.01A×10s =0.29J
(2)此时小灯泡L2实际功率为
P2=U2I=2.9V×0.01A=0.029W
两灯的亮度由灯的实际功率决定,比较两灯的实际功率,故可知小灯泡L1不亮的原因是灯L1的实际功率过小。
(3)[1][2]将如图所示电路中电源的电池增加至3节,闭合开关,两灯均不亮,电流表无示数,则电路可能断路。用电压表测得图中A、B接线柱间和A、D接线柱间的电压都为4.4V,这可能是L1烧断,若L2烧断,将电压表测图中A、B接线柱间的电压时,因电压表与电源没有连通,电压表示数为0。
5.工程师老曾设计一款冬天使用的感应自动出水的即热型水龙头,其主要的工作电路由加热系统和控制系统两部分组成。加热系统的电路简化后如图所示,其中的电热棒R就是一个定值电阻,它产生的热量全部给流过的水吸收;水龙头内置的控制系统(图中未画出),可以控制自动出水的水量。该控制系统与加热系统并联,且通过这个控制系统的电流为0.01A。
(1)这个即热型水龙头需要满足以下两个要求:
①能直接在我国家庭电路中正常工作;
②工作时不能超过插座允许通过最大电流();
表中有以下四种型号的电热棒可供选择作为该水龙头的零件,请你根据上述要求,排除两款不合适的型号,并说明不选它们的理由;
电热棒型号
甲
乙
丙
丁
额定电压
110V
220V
220V
220V
额定功率
2100W
1100W
2100W
5500W
两款不适合的型号是: ,不选它们的理由是:
(2)老曾表示,即热型水龙头除了需要满足上述两个要求,还要满足要求③:通过控制系统,控制每秒钟流入水龙头的冷水为0.02kg,并加热使这些水的温度升高25℃流出(水的比热容为J/(kg·℃))。要满足这些要求,每秒钟水流经水龙头吸收的热量为 J,该水龙头在使用时,每秒钟消耗的电能为W,则W Q(选填“大于”或“等于”或“小于”);
(3)综上所述,老曾设计的这款冬天使用的即热型水龙头应该选择电热棒型号是表中的 (选填“甲”或“乙”或“丙”或“丁”)。
【答案】 甲、丁 见解析 2100 大于 丙
【详解】(1)[1][2]家庭电路的电压为220V,插座允许通过的最大电流Imax=10A,则电路允许的最大电功率
Pmax=UImax=220V×10A=2200W
由表格数据可知,甲的额定电压为110V,小于家庭电路的电压220V;丁的额定功率为5500W,5500W>2200W,所以这两款不适合的型号是甲和丁,不选它们的理由是:甲的额定电压小于家庭电路的电压,丁的额定功率大于电路允许的最大电功率。
(2)[3]每秒钟流入水龙头的冷水经水龙头吸收的热量为
[4]该水龙头在使用时,消耗的电能一部分转化为水的内能,另一部分转化为其他形式的能,所以,每秒钟消耗的电能W大于水吸收的热量Q。
(3)[5]根据,由于水龙头产生的热量全部给流过的水吸收,所以W=Q,所以水龙头的功率
由表格数据可知,应选择电热棒型号是表中的丙。
6.如图1是小区门口利用光敏电阻设计的监控装置,当不同强度的光照射到光敏阻时,其阻值会增大。光源射出的红外光束穿过通道照射到光敏电阻RT上,电源电压恒为12V,定值电阻。发现内有两人分别经过通道,每人通过时间为1s,监控装置中的电压表变化规律如图2所示。
(1)请按图1的电路图连接图3的实物图;( )
(2)“无人通过”时,定值电阻R0两端的电压U0= ,通过 R0的电流I0= ;
(3)求“无人通过”时光敏电阻RT的阻值;( )
(4)求内RT消耗的电能。( )
【答案】 6V 0.6A 10Ω 7.2J
【详解】解:(1)[1]根据图1可知光敏电阻RT、定值电阻R0串联在电源上,电压表并联在R0两端,实物图如图
(2)[2][3]“无人通过”时,由图乙可知定值电阻R0两端的电压,此时电路中的电流为
(3)[4] “无人通过”时,RT两端电压为
根据欧姆定律可得“无人通过”时光敏电阻 RT的阻值为
(4)[5]内“无人通过”,则RT消耗的电能
答:(1)实物图如图
(2)“无人通过”时通过定值电阻R0两端的电压为6V,通过的电流为0.6A;
(3)“无人通过”时光敏电阻RT的阻值为10Ω;
(4)内RT消耗的电能为7.2J。
7.如图 是某科技小组设计的利用太阳能给 LED 路灯供电的自动控制电路的示意图(未画完整)。其中,R是光敏电阻,其电阻大小会随着光照强度的变化而变化。当流经电磁铁A的电流 I≥30.0mA 时,太阳能电池板与蓄电池形成闭合回路,蓄电池处于充电状态。下表为光敏电阻R、流经电磁铁A的电流I与光照度 E 的测试数据。
光照度E/lux
5
10
15
20
25
30
光敏电阻R/Ω
60
30
20
15
12
10
线圈中电流I/mA
21.4
27.3
30.0
31.6
32.6
33.3
(1)由表中可知,R的阻值会随光照度E的增强而 。(选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)白天,太阳能电池板将 能转化为 能,再通过蓄电池转化为 能。傍晚,当光照度小于 Lux 时,流经电磁铁A的电流 I<30.0mA 时,动触点D会与静触点 (选填“G、H”或“E、F”)接触,LED 开始工作;
(3)请根据上述描述将图的电路设计图连接完整,工作电路能正常工作(图中已给出静触点 E、F、G、H 的四根引线)( )
(4)当光照度为30Lux时,R两端的电压是多少?( )
(5)当光敏电阻R为20Ω时,持续了1min,R产生的热量是多少?( )
【答案】 变小 太阳 电 化学 15 E、F 0.33 1.08
【详解】(1)[1]由表中可知,光照度E越大,R的阻值越小,光照度E会随光照度E的增强而变小。
(2)[2][3][4]目前直接利用太阳能的方式之一是用太阳能电池把太阳能转化成电能。白天,太阳能电池板将太阳能转化为电能,再通过蓄电池转化为化学能。
[5][6]由题知,当线圈A中的电流I≥30.0mA时,动触点D与静触点G、H接触;当线圈A中的电流I<30.0mA时,动触点D与静触点E、F接触,根据表数据,即当光照度小于15 lux ,LED开始工作。
(3)[7]白天充电(动触点D与静触点G、H接触)、夜晚供电(动触点D与静触点E、F接触),据此连接电路电路图如右图所示:
(4)[8]当光照度为30Lux时,光敏电阻为10Ω,线圈中电流33.3mA,当光敏电阻为20Ω,线圈中电流30.0mA,根据串联电阻的规律及欧姆定律和电源电压不变有
故
R0=90Ω
U=3.3V
由欧姆定律可知当光照度为30Lux时,由欧姆定律R两端的电压是
U30=I1 R=0.033A×10Ω=0.33V
(5)[9]当光敏电阻R为 20Ω时,由串联电阻规律和欧姆定律电路的电流为
持续1min,R产生的热量是
押题猜想18 力学综合类探究
1.如图甲所示,一块重为5N的磁铁吸在竖直放置的粗糙钢板上,磁铁相对钢板静止。钢板重200N,磁铁对钢板的压力为20N,磁铁与钢板之间的接触面积为。
(1)磁铁相对钢板静止时,磁铁所受的摩擦力大小为 N,方向 (选填“竖直向上”、“竖直向下”、“向左”或“向右”)。
(2)磁铁对钢板的压强有多大?
(3)如图乙所示,用竖直向下的力F拉着磁铁,使其匀速直线运动了,运动时间为10s。F做功的功率是。这段时间:
①F做了多少功?
②F多大?
③磁铁所受的摩擦力多大?
【答案】 5 竖直向上 2000Pa 5N 10N
【详解】(1)[1][2]磁铁静止时竖直方向上受向上的摩擦力和向下的重力,二力大小相等,如图所示:
由于摩擦力和重力是平衡力,所以摩擦力的大小等于重力的大小,磁铁所受的摩擦力大小为5N,方向竖直向上。
(2)[3]由可得,磁铁对钢板的压强为
(3)①[4]如图所示,用竖直向下的力F拉着磁铁,使其在10s内,匀速直线运动了,该过程F做功的功率为,则这段时间
拉力F做功为
②[5]由W=Fs可得,拉力F的大小为
③[6]磁铁匀速直线运动时处于平衡状态,所受的摩擦力等于拉力和重力之和,所以此时磁铁所受的摩擦力为
押题解读
本题考查了压强公式、做功公式、功率公式的灵活运用,正确分析物体的受力是解题的关键。
考前秘笈
1、力学重难点
(1)流体压强与流速的关系。
(2)连通器原理。
(3)定滑轮及其工作特点。
(4)功率的计算及公式的应用。
(5)物体的浮沉条件及其应用。
(6)液体压强的计算以及公式的应用。
(7)浮力大小的计算。
(8)物体的浮沉条件及其应用。
1.(1)如图1所示,弹簧测力计此时的读数为 ,在生活中,该弹簧测力计 (选填“可以”或“不可以”)直接用来测量质量为4kg的物块所受到的重力;
(2)轻质弹簧一端固定在墙上,另一端固定在一物块上,如图2甲所示,此时弹簧处于正常状态,弹簧与物块之间没有弹力;用力F把物块向左推至A点,弹簧被压缩,如图2乙所示;撤去推力F,物块向右运动。物块运动到图2丙中B点的位置时,速度为v,弹簧被拉伸,请在方框内以点代替物块,画出物块在B点时的受力示意图 。
【答案】 1.2 不可以
【详解】(1)[1]测力计的量程为5N,一大格代表1N,分度值为0.2N,指针移动了一大格加一小格,所以测力计的读数为1.2N。
[2]物体的重力为
物体重力数值大于测力计的量程,故不可以测量其重力。
(2)[3]水平面上的物体要受到重力、支持力作用;弹簧被拉伸,弹簧对物体有向左的拉力作用;物体向右运动,水平面对物体有向左的摩擦力(题中未说明B点是否是物体向右运动的最远点,如果是最远点,则不受摩擦力;如果还能向右运动,则受摩擦力。我们以物体还能向右运动处理)
2.如图1所示,轻质弹簧一端固定在墙上,另一端与物体N连接,图1中所示为弹簧原长的状态,水平地面为粗糙表面,把N沿水平地面压缩弹簧,直至N的位置标记线到达A点(本题中N的位置,均指N的位置标记线所对的位置),静止释放N,运动到最远点B点后,返回通过C点。
(1)在图2方框内以点代N,画出N由B点返回通过C点时的受力示意图;
(2)N在A点静止释放,先后两次通过C点时,N受到弹簧弹力的方向 (选填“相同”或“相反”);
(3)若把水平面换作光滑无摩擦表面,N运动到最右端速度为零时,弹簧与其连接恰好断开,则物体N将 。
①保持静止状态 ②向右匀速直线运动
③被弹簧拉动向左运动 ④向左匀速直线运动
【答案】 相同 ①
【详解】(1)[1]由B点返回通过C点,物体N的速度先增大,后减小,在A点时速度变为0,则在C点时N仍具有向左的速度,摩擦力方向水平向右;弹簧处于压缩状态,弹簧对N具有水平向右的弹力,故受力分析如图:
(2)[2]C点弹簧处于压缩状态,对N的力均为弹力,故弹力的方向不变。
(3)[3]把水平面换作光滑无摩擦表面,N运动到最右端速度为零时,弹簧与其连接恰好断开,根据惯性定律可知物体将静止不动,故①符合题意,②③④不符合题意。
故选①。
3.冰壶和冰球运动是冬奥会比赛项目。
(1)冰壶的质量约为20kg,底部与冰道接触的面积约为200cm2,根据以上数据算出冰壶静止时对冰道的压强大小为 Pa;(g=10N/kg)
(2)某次练习中,两运动员分别同时控制冰球甲、乙从A匀速直线向右滑行到B,水平推力大小相等。每经过1s,频闪摄影记录冰球的位置如图a,在B时撤去推力,两球分别静止在C和D处;
①两冰球所受摩擦力f甲 f乙(选填“>”、“=”或“>”);
②第7秒时甲相对乙 (选填“向左运动”、“向右运动”或“静止”);
③若乙冰球向右运动的过程中撞击静止的冰球丙,撞击力为F,撞击分离后丙向右运动;在图b方框内画出分离后丙运动过程中受到的力的示意图 。(以·表示丙)
【答案】 1×104 = 向左运动
【详解】(1)[1] 冰壶的质量m=20kg,则冰壶对地面的压力
F=G=mg=20kg×10N/kg=200N
冰壶与冰道的接触面积S=200cm2=0.02m2,则冰壶对地面的压强
(2)[2] ①由于冰球甲、乙从A匀速直线向右滑行到B,所以它们所受摩擦力大小等于各自受到的推力,而水平推力大小相等,所以甲、乙所受摩擦力相等,即
f甲=f乙
[3] ②由图可知第7秒时,甲停止运动,乙还在向右滑行,故以乙为参照物,甲在向左运动。
[4] ③乙和丙分离后,丙在水平面上只受向左的摩擦力,竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,如下图所示:
4.判断或计算液体密度大小有如下方法:
(1)自制简易密度计,如图所示将同一根密度计分别先后放入盛有甲、乙液体中,所受浮力分别是 F甲、F乙,甲、乙两种液体的密度分别是ρ甲、ρ乙,可以判断 F甲 F乙,ρ甲 ρ乙(均选填“>”“=”或“<”);
(2)现在小星有以下四根材料可以用于制作密度计,要求:1.密度计测量的液体密度范围在1000~1200kg/m3之间;2.盛放液体的水槽直径为 100mm。请你帮小星选一个最合适的材料作为密度计,并说明不选择其他材料的理由。
材料
密度(kg/m3)
长度/cm
底面积直径/cm
A
800
15
11
B
600
20
2
C
1500
25
1
D
2500
15
1.5
【答案】 = < 见解析
【详解】(1)[1]密度计在甲乙液体中,均处于漂浮状态,受到的浮力
[2]由图甲乙得,密度计在甲液体中排开液体的体积较大,由得
(2)[3]密度计在被测液体中,处于漂浮状态,则密度计的密度小于被测液体密度,故CD不选;A材料的直径为11cm=110mm,大于盛放液体的水槽直径100mm,不能放入容器中,则排除A。故选B。
5.如图一所示,在相同的时间内,用甲、乙两个滑轮组分别将物体A、B匀速提升2m,拉力分别为。做功的数据如图二所示。则:
(1)计算:
①乙滑轮组中绳子自由端移动的距离;
②的大小;
③乙滑轮组的机械效率;
(2)两物体质量 ;(选填“>”“<”“=”)。
(3)做功的功率 (选填“>”“<”“=”),判断的依据是 。
【答案】 4m 200N 50% = > 见解析
【详解】(1)[1]由图可知n=2,故绳端移动距离为
[2]由图二可知乙滑轮组拉力做的总功为800J,根据,所以有
[3]由图二可知乙滑轮组额外功为400J,故有用功为
乙滑轮组的机械效率
(2)[4]由图2可知,甲滑轮组做的有用功为
W甲有=W甲总-W甲额=1200J-800J=400J
根据W甲有=GAh=mAgh可知,A的质量为
同理,B的质量为
故两物体质量相等;
[5][6]由图得,时间t相同,根据,则有
6.一个物体在一个恒定的拉力F的作用下会做匀加速直线运动,从静止开始做匀加速直线运动的物体,经过一段时间t后,在其他条件一定时,速度v与时间t的关系图象如下图,探究速度v与拉力F、时间m的关系,得到表格中的数据
拉力F/N
0.2
0.2
0.6
质量m/kg
1
2
3
速度v/m/s
2
1
2
(1)速度v与拉力F、质量m、时间t之间的关系的表达式为:v=k ,其中k= 。
(2)运动的物体具有动能,动能用字母Ek表示,动能大小与物体的质量和物体的速度的关系可以用公式Ek=mv2表示,一个质量为m的物体,在一个恒定的拉力F的作用下,在一定时间内增大的动能等于拉力在这段时间内对物体做的功。
请推导:一个质量为m的物体,在一个恒定的拉力F的作用下,从静止开始运动,当通过的路程为s时,所用的时间 。
【答案】(1) t
(2)见解析
【详解】(1)[1][2]匀加速运动中,由图象可知,速度跟时间成正比,可以得到,分析表格数据可知,速度跟拉力和质量的比值成正比,可以得到
(2)推导:一个质量为m的物体,在一个恒定的拉力F的作用下,从静止开始运动,当通过的路程为s时,拉力做的功为①
由可得,从静止开始运动,动能的增加量为②
由题意可知,在一定时间内增加的动能等于拉力在这段时间内对物体做的功,由①②得,解得
7.“道路千万条,安全第一条”。请从物理角度回答下列交通安全问题:
(1)夜间行车,当后车灯光照射到前方自行车尾灯时可起到明显警示作用,如图甲,其原理是利用了光的 ;
(2)汽车在高速行驶时,一旦发生碰撞或紧急刹车,乘客由于 继续向前运动,如果不系安全带,容易造成人身伤害;
(3)汽车上的倒车雷达利用 (选填“超声波”或“电磁波”)传递障碍物的位置信息,进行回声定位防止倒车时撞到障碍物;
(4)高速行驶的汽车紧急刹车时,车轮发生抱死立即停止转动,此时轮胎与地面间存在 (选填“滑动”“滚动”或“静”)摩擦;
(5)汽车的刹车结构示意图如图乙所示,应用了杠杆知识,特点是省 ;
(6)某路段标志牌如图丙所示,同样道路上,对不同车型限制不同的最高速度,车辆质量越 ,限速越低。
【答案】(1)反射
(2)惯性
(3)超声波
(4)滑动
(5)力
(6)大
【详解】(1)夜间行车,当后车灯光照射到前方自行车尾灯时,光线会平行于入射光线射出,起到明显警示作用,如图甲,其原理是利用了光的反射。
(2)汽车在高速行驶时,一旦发生碰撞或紧急刹车,乘客由于具有惯性,保持原来的运动状态,继续向前运动,如果不系安全带,容易造成人身伤害。
(3)汽车上的倒车雷达利用超声波传递障碍物的位置信息,进行回声定位防止倒车时撞到障碍物。
(4)高速行驶的汽车紧急刹车时,车轮发生抱死立即停止转动,此时轮胎与地面间相对滑动,此时轮胎与地面间存在滑动摩擦,使车变慢并最终停止。
(5)汽车的刹车结构示意图如图乙所示,应用了杠杆知识,O点为支点,刹车右侧的活塞对金属杆的力是阻力,脚对刹车踏板的力是动力,且动力臂大于阻力臂,所以这是一个省力杠杆。
(6)某路段标志牌如图丙所示。同样道路上,对不同车型限制不同的最高速度,车辆质量越大,限速越低。
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!2
21 / 172
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$$
2025年中考物理终极押题猜想(广州专用)
目录
题型一 选择题 1
押题猜想01 估测题 1
押题猜想02 声音的三要素及辨别 3
押题猜想03 光现象辨析 6
押题猜想04 分子热运动 9
押题猜想05 机械运动和惯性的应用 12
押题猜想06 机械能及转化 15
押题猜想07 机械效率 17
押题猜想08 电路设计 20
押题猜想09 电路动态分析 24
押题猜想10 磁现象辨析 28
题型二 非选择题 32
押题猜想11 透镜成像规律及应用 32
押题猜想12 杠杆和滑轮的应用 36
押题猜想13 压强和浮力的应用 41
押题猜想14 功和功率的计算 47
押题猜想15 欧姆定律的应用与电路故障分析 51
押题猜想16 电功和电功率的应用 56
押题猜想17 电学综合类探究 61
押题猜想18 力学综合类探究 67
题型一 选择题
押题猜想01 估测题
1.下列符合实际的是( )
A.一根粉笔的质量约为1kg
B.课桌的高度约为750mm
C.初中生跑1km用时约40s
D.暴晒下烫手的车座温度约为35℃
2.下列估测最接近实际的是( )
A.中学生身体的体积约0.5m3
B.教室内空气的质量约30kg
C.人教版八年级上册物理课本的厚度约0.5mm
D.从地上捡起一个鸡蛋并举过头顶,对鸡蛋做的功大约是1J
押题解读
估测题是中考常考题,一般以选择题的方式出现,题目难度较小,一般需要估测的物理量有长度、时间、质量、密度、力、电阻、电压等。试题精心取材于学生日常生活、学习过程。需要我们善于观察生活同时有基本的推理估测能力。
考前秘笈
1、常见长度的估测
中学生拇指指甲宽度约为1cm
一支 新2B铅笔的长度约为18cm
吃饭用的筷子长度约为25cm
初中物理课本的宽度约为18.5cm
一只普通牙刷的长度约为15cm
初中物理课本的长度约为26cm
乒乓球台的宽度约为1.5m
初中生的身高约为160cm
一张纸的厚度约为0.1mm
一本八年级物理课本的厚度约为6mm
医用外科口罩的长度约为15cm
教室里灯管的长度大约为1m
2、常见质量的估测
一名普通中学生的质量约为50kg
一枚鸡蛋的质量约为50g
一个苹果的质量约为200g
一瓶500mL矿泉水的质量约为500g
一袋早餐 奶的质量约为200g
一部手机的质量约为150g
一块学生常用橡皮的质量约为20g
一个篮球的质量约为500g
中考体育用的实心球质量约为2kg
一元硬币的质量约为6g
一只公鸡的质量为2.5kg
一台笔记本电脑的质量约为2kg
3、常见温度的估测
标准大气压下冰水混合物的温度为0℃,沸水的温度为100℃
人的正常体温为36.8~37.2℃
人感觉舒适的环境温度约为26℃
洗澡水的温度约为40℃
中考考场内的温度约为25℃
电冰箱冷冻室内的温度约为-18℃
绿色蔬菜保鲜的适宜温度约为5℃
1.孔子家语记“布手知尺”,指的是成年男子拇指指端和食指指端之间的距离为一尺,则一尺约( )
A.2cm B.0.2m C.0.2dm D.20mm
2.如图是常见的成人口罩,其中 18 是指口罩的长度,单位应为( )
A.cm B.nm C.mm D.dm
3.以下物体中,质量最大的是( )
A.20g的棉花 B.50g的木块
C.100g的铁块 D.200g的水
4.百日冲刺,决战中考。在2023届初三百日誓师活动中,我校初三全体教师走进学生队伍,为初三学子们佩戴象征着希望的“梦想手环”,如图。在该活动中,下列数据最符合实际的是( )
A.手环的质量约为6g B.手环的直径为600mm
C.某同学的正常体温为35.6℃ D.某同学的手腕周长约为30cm
5.一个正常的成年人,下列说法符合实际情况的是( )
A.正常体温约为39℃ B.步行的速度约为1.1m/s
C.体重约为50N D.身高约为1.70dm
6.某同学把装有20个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼,他做的功最接近于( )
A. B. C. D.
押题猜想02 声音的三要素及辨别
1.如图,古琴是中国传统拨弦乐器,其音色悠远,音域宽广。演奏者通过调节琴弦的松紧可以进行调音。下列说法中正确的是( )
A.调节琴弦松紧主要改变声音的响度
B.调节琴弦松紧主要改变声音的音调
C.琴弦振动幅度越大,音调越高
D.拧紧琴弦时,琴弦振动的振幅增大
2.“羌笛何须怨杨柳,春风不度玉门关”。如图所示,是我国少数民族特有的古老的气鸣管乐器——羌笛,下列有关羌笛蕴含的声学知识分析正确的是( )
A.吹奏羌笛时,一定是物体振动发出的声音
B.能分辨出羌笛声是因为声音的响度不同
C.“不度玉门关”是因为羌笛声不能在固体中传播
D.羌笛声在真空中的传播速度约为340m/s
押题解读
本题以古乐器古琴、羌笛考题背景,考查学生对声音三个特性的区分及其影响因素。需要考生利用所学的物理知识解释身边与声音相关的物理现象。
考前秘笈
1、音调是指声音的高低。音调高低是由声源振动的频率决定的,频率越高,音调越高;频率越低,音调越低。
2、响度是指声音的大小。响度与声源振动的振幅有关,振幅越大,响度越大;响度还与距声源的远近有关,距声源越近,响度越大。
3、音色是指声音的品质与特征,它与声源的材料、结构有关。不同物体发出声音的音调和响度可能相同,但音色却一定不同。
4、解题方法
(1)首先判断题中描述的声音特性是不是声音的“音色”音色这个特性最大的用途就是用来区分不同的发声体,如果不是用来区分不同的发声体,就一定不是在描述音色;
(2)寻找题中的关键形容词,并根据关键词进行判断“粗细长短松紧是音调,响度关键看用力”;
(3)如果没有题中描述的关键形容词,那就代入情景进行辨别例如“窃窃私语”,代入情景:如果我们与同学窃窃私语,目的是什么,当然是想让声音的响度小这样别人就听不到了。这样一想答案就出来了。
1.如图所示的风铃有七根长短不同的小棍,敲打小棍时,发现它们发出的声音不同。这里的不同是指( )
A.音调 B.响度
C.音色 D.音调、响度、音色
2.在“音乐演奏家”的项目学习中,某同学自制如图所示的“推拉口哨”,吹奏 时,推拉口哨上的竹竿可发出悦耳的哨声。下列说法正确的是( )
A.哨声是由于空气柱振动产生的
B.哨声在真空中的传播速度最快
C.不同力吹奏可改变哨声的音色
D.推拉竹竿可以改变哨声的响度
3.下列关于天宫课堂上声现象知识的描述,正确的是( )
A.王亚平老师讲课时声带在振动
B.王亚平老师的声音能在真空中传播
C.声音以340m/s的速度从天宫传到我们耳朵
D.老师讲课时提高音量是为了改变声音的音调
4.如图所示,这是一款“音乐棒棒糖”,将棒棒糖含在嘴里,声音会通过牙齿、骨骼等传到听觉中枢,产生听觉,若把棒棒糖拿出来,就无法听到声音。下列分析正确的是( )
A.该棒棒糖发出的声音不是由物体振动产生的
B.根据声音的音调能辨别出是哪位歌手的声音
C.口含棒棒糖能听到声音的原因是固体能传声
D.在月球上使用该棒棒糖不能听到声音
5.小福用金属管自制小乐器,如图所示。敲击不同长度金属管,能发出“do(1)”“re(2)”“mi(3)”“fa(4)”“sol(5)”“la(6)”“si(7)”。小华演奏歌曲《两只老虎》中的“跑”时,应敲击的金属管是( )
A.a B.c C.e D.g
6.如图,是应用于门禁系统的声纹锁正在进行身份验证。声纹锁是基于声纹识别的一种新型智能门锁,当主人说出事先设定的暗语后,就能把锁打开,其他人即使说出暗语,门锁也无法打开。这种声纹识别主要依据声音的( )
A.音色 B.响度 C.音调 D.频率
押题猜想03 光现象辨析
1.下列光现象可以解释“镜花水月”原理的是( )
A.日全食 B.水中倒影
C.海市蜃楼 D.手影游戏
押题解读
本题以“镜花水月”为背景,考查光的直线传播、光的反射与折射、平面镜成像的辨析;其中平面镜成像等是中考的热点问题。试题在注重考查基础知识的同时,主要考查学生运用相关光学知识分析、解释实际问题的能力。
考前秘笈
生活中常见的光现象:
(1)光的直线传播现象:小孔成像(树荫下的光斑)、日月食的形成、影子的形成。
(2)光的反射现象:平面镜成像、汽车观后镜中的像、水中的“倒影”。
(3)光的折射现象:海市蜃楼、水中的筷子弯折、看到水中的鱼、水底变浅、透镜成像、光的色散。
1.陕西皮影戏历史可追溯到西汉,最初在宫廷表演,唐朝以后流传到民间,被誉为研究传统文化和民间文化的活化石。如图所示的皮影戏的形成原理是( )
A.光的色散 B.光的反射
C.光的折射 D.光沿直线传播
2.下列如图情景中,由光的反射而形成的是( )
A.水中的“倒影” B.天空的彩虹
C.水中铅笔“弯折” D.日晷的使用
3.如图所示是苍鹭从平静水面上起飞的瞬间。关于苍鹭在水面所成的像,下列说法正确的是( )
A.苍鹭所成的像是正立的实像
B.苍鹭靠近水面的过程中像会变大
C.水越深,苍鹭所成的像离它越远
D.苍鹭与它所成的像到水面的距离相等
4.对图所示的光现象进行描述或解释,其中正确的是( )
A.甲图中水中的“倒影”,成倒立等大的虚像
B.乙图中小红能看见地上的书本,是因为书本是光源
C.丙图中太阳光通过三棱镜时发生色散,表明太阳光是由多种色光组成的
D.丁图中渔民看到水中鱼的像的位置比实际位置浅,是光的反射现象
5.如图是演员对着镜子化妆的场景。镜中“演员”的形成是由于( )
A.光的直线传播 B.光的反射
C.光的折射 D.光的色散
6.如图所示的荷塘月色图,下列描述合理的是( )
A.月亮是光源
B.月亮的倒影是实像
C.月亮的倒影是由光的折射形成的
D.月亮的像到水面的距离大于凉亭的像到水面的距离
7.光给我们带来了美的感受,下列现象中由于光的折射形成的是( )
A.阳光下日晷的影 B.水中鸟的倒影
C.镜子中的小猫 D.水中“折断”的筷子
押题猜想04 分子热运动
1.南国桃园云雾缭绕,桃花盛开,花香四溢,蜜蜂飞舞。你认为正确的是( )
A.桃花飘落,说明分子在不停地做无规则运动
B.云雾缭绕,雾的形成是汽化现象
C.花香四溢,属于扩散现象
D.蜜蜂飞舞,以蜜蜂为参照物,花是静止的
2.百善孝为先,如图所示是小明周末为妈妈制作的早餐。关于早餐相关说法中正确的是()
A.早餐香气四溢,是因为分子在永不停息地做无规则运动
B.用吸管喝豆浆,其原理是流速快的地方压强小
C.面包片很容易被捏扁,说明分子间只有引力
D.刚出锅的炒鸡蛋很热,说明鸡蛋含有大量的热量
押题解读
题目考查分子热运动,常考一切物质分子不停做无规则运动,像闻到花香,就因为花分子在不停运动 。且分子热运动和温度关系也是重点,温度越高,分子运动越剧烈,比如热水中墨水扩散比冷水中快。扩散现象常考对扩散现象的判断,如给出不同场景,判断是否属于扩散。还要清楚扩散能说明分子在不停做无规则运动,且扩散在固、液、气中都能发生 ,像铅块和金块紧压在一起,时间久了会互相渗入 。
考前秘笈
1. 背熟概念:牢记分子热运动、扩散现象、分子间作用力的概念,注意细节,像扩散现象是分子热运动结果,不是宏观物体运动。
2. 结合生活:把分子热运动知识和生活现象联系,多思考现象背后原理,像炒菜时香味很快飘出,是温度高,分子热运动剧烈。
3. 区分易混:区分分子热运动和机械运动,机械运动是宏观物体的运动,分子热运动是微观分子的运动;还要明白分子间引力和斥力在不同情况的表现 。
1.如图是航天员在中国空间站进行了水球变“懒”实验。用注射器喷出空气,空气冲击水球,使水球剧烈振动。下列说法正确的是( )
A.航天员和水球在太空中没有惯性
B.实验能说明力可以改变物体的运动状态
C.水球剧烈振动说明分子做无规则运动
D.航天员随空间站绕地球运动时处于平衡状态
2.中国自主研发出圆珠笔的“笔尖钢”,用“工匠精神”诠释了“中国创造”。如图为同学们用按压式圆珠笔按压弹起的情景,下列分析恰当的是( )
A.笔在纸上写的字不易擦去,是因为分子不运动
B.笔杆的手握部分有粗糙的橡胶套,可以增大摩擦
C.笔弹起离开桌面继续上升是因为受到惯性的作用
D.笔弹起离开桌面上升过程中内能转化为机械能
3.我国传统节日与其对应的美食文化,源远流长,寓意深刻。下列关于美食的说法,用物理知识解释正确的是( )
A.春节包饺子时,所用的力的作用效果,使饺子皮发生了形变
B.元宵节煮汤圆时,在汤圆慢慢煮熟的过程中,汤圆的密度大小始终保持不变
C.端午节剥粽子时,总有一些糯米粘在粽叶上,是因为分子在不停地做无规则运动
D.如果将一块月饼带到月球上,它的惯性会变小
4.央视《中国诗词大会》节目旨在弘扬中华优秀传统文化,深受观众青睐。下列对古诗文中涉及的热现象解释错误的是( )
A.“月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠”,霜的形成是凝华现象
B.“欲渡黄河冰塞川,将登太行雪满山”,冰的形成是凝固现象
C.“花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴”,“花气袭人”是分子的热运动
D.“寒夜客来茶当酒,竹炉汤沸火初红”,水沸腾时吸收热量,温度升高
5.灿烂辉煌的古诗词意境优美,异彩纷呈。下列古诗词中涉及的物理知识解释正确的是()
A.“柴门闻犬吠,风雪夜归人”说明声音具有能量
B.“潭清疑水浅,荷动知鱼散。”,“潭清疑水浅”是光的反射现象
C.“可怜九月初三夜,露似真珠月似弓。”露的形成是汽化现象
D.“花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴。”,“花气袭人”说明分子在做无规则运动
6.从物理学角度,对下列自然现象的解读,正确的是( )
A.“阳春三月,鸟语花香”:温度高时,分子才会做无规则运动
B.“夏荷轻摇,珠露合聚”:露珠聚在一起,说明分子间存在引力
C.“秋高气爽,落叶飘扬”:分子在不停地做无规则运动
D.“数九严冬,银装素裹”:积雪间存在孔洞,说明分子间存在间隙
押题猜想05 机械运动和惯性的应用
1.在第九届亚冬会速度滑冰男子1500米决赛中,中国选手宁忠岩获得冠军。如图所示是男子1500米速滑项目的精彩瞬间,下列说法中正确的是( )
A.以看台上的观众为参照物,运动员是静止的
B.运动员在转弯过程中,其运动状态保持不变
C.运动员到达终点后,不能立即停下来是因为受到惯性作用
D.运动员站立时对冰面的压力和冰面对运动员的支持力是一对相互作用力
押题解读
本题主要考查了对运动与静止的判断、对运动状态的认识、对惯性和相互作用力的理解等,有一定综合性。
考前秘笈
一个物体相对于另一个物体位置的改变叫机械运动;事先选定的物体叫做参照物;物理学中把物体保持原有运动状态不变的性质叫惯性。
1.中国高铁快捷平稳、安全舒适。如图所示,一枚硬币稳稳地站立在高速行驶的高铁列车的窗台上,以下与该现象有关的说法中,正确的是( )
A.硬币此时没有惯性
B.若硬币倒下,说明硬币受到惯性力
C.硬币倒向哪个方向具有偶然性,不能判断列车是加速还是减速
D.列车做直线运动时,若硬币倒向列车前进的方向,说明列车突然减速
2.下列四幅图中属于防止惯性造成危害的是( )
A.掷实心球 B.系安全带
C.飞机加速起飞 D.洗手后甩干
3.2024年盘锦红海滩马拉松来自全国各地的近万名选手陆续通过起跑线,现场的欢呼声、呐喊声瞬间点燃马拉松盛会热情。关于马拉松比赛下列说法正确的是( )
A.运动员匀速过弯道时,运动状态改变
B.运动员到达终点线冲刺,若此时所受的力全部消失,将立即静止
C.裁判是通过相同时间内比较运动员经过的路程,来判定程某夺冠
D.领奖时,地面对运动员的支持力和运动员所受重力是一对相互作用力
4.如图为运动员撑杆跳高的场景。他通过助跑将撑杆压弯后起跳,越过横杆,松手后撑杆恢复原状。下列说法正确的是( )
A.助跑时,运动员相对于地面是静止的
B.撑杆被压弯说明力能使物体发生形变
C.运动员助跑是为了获得更大的惯性
D.松手后运动员仍然受撑杆的作用力
5.如题图所示,车厢中的a是用绳拴在车厢底部的氢气球,b是用绳挂在车厢顶的金属球,开始时它们和车一起向右做匀速直线运动。若忽然刹车使车做匀减速运动,则下列图中能正确表示刹车期间车内情况的是( )
A. B.
C. D.
6.2025年春节期间,成都双子塔附近举办大型无人机灯光秀,500架无人机组成的编队以相同速度和方向保持密集队形整体移动,形成动态图案。下列说法正确的是( )
A.以地面上的观众为参照物,整体移动的无人机群是静止的
B.以突然转向的无人机为参照物,其他保持原速的无人机是静止的
C.整体移动时,以编队中一架无人机为参照物,其他无人机是运动的
D.以双子塔上展示的哪吒图案为参照物,正在下降的无人机是运动的
7.小华坐在列车甲中,观察到窗外另一辆列车乙的运动情况如图所示。下列说法中正确的是( )
A.以列车甲为参照物,列车乙是静止的
B.以列车乙为参照物,小华是运动的
C.以小华为参照物,列车乙是静止的
D.以地面为参照物,甲、乙列车一定都是运动的
押题猜想06 机械能及转化
1.如图,弹簧没有形变时下端在a处,将重物挂在弹簧上,用手将物体拉到b处后松手,不计空气阻力,在物体由静止一直向上运动至最高点c的过程中,下列判断正确的是( )
A.弹簧的弹性势能逐渐减小
B.弹簧的弹性势能逐渐增大
C.重物的机械能先变大后变小
D.重物的机械能先变小后变大
押题解读
本题考查了机械能的转化,属于基础题。动能的大小与质量、速度有关,重力势能的大小与质量、高度有关,弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关,机械能为动能、势能的总和。
考前秘笈
做机械运动的物体具有动能,动能的大小与质量和速度有关;高处的物体具有重力势能,重力势能的大小与质量和高度有关;动能和势能之和称为机械能;在不考虑摩擦和空气阻力时,物理的机械能守恒。
1.如图所示,小邦在国色天乡玩蹦极,不考虑空气阻力,关于他在下降过程中的能量分析,下列说法正确的是( )
A.下降到最低点,小邦的动能最小,绳子的弹性势能最大
B.弹性绳绷到最低点,小邦的重力势能全部转化为动能
C.弹性绳绷直前,小邦的重力势能增大,动能减小
D.降到最低点,小邦的重力势能最大,绳子的弹性势能最大
2.《开元天宝遗事》记载:“天宝宫中至寒食节,竞竖鞦韆秋千,令宫嫔辈戏笑以为宴乐。”如今,荡秋千仍是人们喜爱的活动。正在荡秋千的小华从最低点上升的过程中,小华的( )
A.质量变大 B.惯性变大 C.运动状态不变 D.重力势能变大
3.为提高羽毛球技术,教练利用频闪相机记录了某次训练时羽毛球在空中的运动轨迹,如图所示。羽毛球在空中运动过程中,下列说法正确的是( )
A.始终受到惯性力的作用
B.运动状态始终保持不变
C.若所受力全部消失,球将处于静止状态
D.下落过程中,球的重力势能转化为动能
4.“嫦娥五号”实现了中国首次月球无人采样返回。返回器使用类似“打水漂”的方式着陆地球,其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。(过程只考虑空气阻力和重力的影响),下列说法正确的是( )
A.AB段返回器的动能变大
B.CD段返回器动能增加量小于重力势能的减小量
C.返回器在B点重力势能大于C的重力势能
D.A到D的全过程中返回器机械能守恒
5.周末小晨和家长去天堂寨游玩,如图是小晨乘坐观光缆车匀速下山的情景,下列对该过程分析正确的是( )
A.小晨的动能增加,重力势能减小 B.小晨的重力势能转化为动能
C.小晨的重力势能减小,机械能减小 D.小晨的重力势能减小,机械能不变
6.如图甲所示的过山车是一项惊险刺激的娱乐项目。如图乙所示是过山车轨道的示意图,过山车沿弧形轨道从a点运动到b点后进入竖直圆形轨道经过c点,然后通过d点(不计空气阻力),下列说法正确的是( )
A.乘坐过山车的游客相对于轨道是静止的
B.过山车到达c点时,动能为零
C.过山车经过a、d两点时,机械能大小相等
D.过山车从b点运动到d点,部分动能转化为重力势能
7.蹦床属于体操运动的一种,是一项运动员利用蹦床的反弹在空中表现杂技技巧的竞技运动,有“空中芭蕾”之称。如图所示是运动员到达最高点A后沿竖直方向下落到最低点C的过程,若不计空气阻力,关于该过程说法正确的是( )
A.运动员下落过程中,到达B点时速度最快,动能最大
B.运动员在最低点C时,速度为0,受到非平衡力的作用
C.运动员从B点下落到C点的过程中,具有的惯性逐渐减小
D.运动员从B点下落到C点的过程中,只有动能转化为弹性势能
押题猜想07 机械效率
1.如图所示,小明用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别匀速提升两个质量相同的物体,绳端在相同时间内移动的距离相等。在提升过程中,若绳端拉力F1∶F2=3∶2,下列说法错误的是( )
A.物体的速度之比v1∶v2=1∶2 B.有用功之比W有1∶W有2=2∶1
C.总功之比W总1∶W总2=3∶2 D.机械效率之比η1∶η2=4∶3
押题解读
本题考查与滑轮相关的计算,难度偏大。
考前秘笈
1、定滑轮的特点:既不省力也不省距离,能改变力的方向,则s=h,不计绳重和摩擦时F=G物;
2、动滑轮的特点:能省一半的力,多移动一倍距离,不能改变力的方向,则s=2h,不计绳重和摩擦时F=;
3、滑轮和滑轮组问题(竖直方向),有用功是克服物体重力所做的功,总功就是作用于绳端的拉力做的功。
4、机械效率的概念:有用功跟总功的比值叫做机械效率,通常用百分数表示。计算公式为。由于额外功不可避免,有用功只是总功的一部分,因而机械效率总小于1。
1.如图是利用滑轮打水的场景。井架上安装一个滑轮,绕过滑轮的绳索一端悬吊水桶,人拉或放绳索的另一端即可让水桶升降。下列说法正确的是( )
A.井架上的滑轮是动滑轮
B.利用这个装置能够省力
C.水桶静止时,人对水桶没有做功
D.提的水越多,该装置的机械效率越低
2.研学实践活动时,小明在农家乐看到一种农具(如图甲),他查阅资料后知道,这种农具是农民捣谷用的“舂”,其工作原理图如图乙,AOB为碓杆,O为支点,A处连接着碓头,脚踏碓杆的B处可使碓头升高,抬起脚,碓头会落下去击打稻谷,若碓头的重力为30N,每踩一次碓头上升的高度为60cm,AO长1.5m,OB长0.3m,则( )
A.舂相当于简单机械中的省力杠杆
B.不计碓杆的重力和摩擦,脚至少用15N的力才可以将碓头抬起
C.每踩一次对碓头做的功是1800J
D.若1min将B踩下30次,舂的机械效率为60%,则人做功的功率是15W
3.某次用如图所示的滑轮组运送重为400N的材料,在250N的拉力F作用下,材料匀速上升4m。在此过程中( )
A.滑轮a是定滑轮 B.滑轮组的机械效率为80%
C.绳子自由端移动的距离为4m D.滑轮组省了功
4.如图所示的小型起重机,某次吊起重为的物体,电动机的功率为,用时,使物体上升了。下列计算正确的是( )
A.做的有用功为 B.拉力为
C.做的总功为 D.机械效率为66.7%
5.如图所示,小伟同学通过斜面用平行于斜面的的推力,将一个物体从斜面底端推到高的平台上,斜面的机械效率为。若用平行于斜面的的推力将同一物体从斜面底端推到高的平台上,斜面的机械效率为(不计空气阻力)( )
A. B. C. D.
6.某人将一箱书搬上楼,可以有两种方法:一是把所有的书一起搬上楼;二是先搬一部分上楼,再搬剩下的部分。假设他上楼的速度相同。第一种方法搬书的功率为,效率为,第二种方法搬书的功率为,效率为,用这两种方法搬书的有用功分别为、,则( )
A., B.,
C., D.,
7.工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上,如图所示,斜面高为1m,长为3m,工人用400N沿斜面方向的力将重为900N的箱子匀速推到车上。下列分析与计算正确的是( )
A.利用斜面可以省力,也可以省功
B.若只减小斜面的坡度,工人所需的推力将增大
C.重物移动过程中受到斜面的摩擦力为400N
D.在此过程中斜面的机械效率为75%
押题猜想08 电路设计
1.中国高铁技术世界领先,给人们的出行带来了极大的便利。乘客进站时,需同时通过身份证验证(相当于闭合)和人脸识别(相当于闭合),方可开启闸机,下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
押题解读
本题考查根据要求设计电路,逐一对每个电路进行分析,找出与题中条件相符合的电路图即可。
考前秘笈
电路中开关控制用电器时,开关和用电器是串联的;开关在干路可以控制所有用电器;如是家庭电路,开关应接在用电器和火线之间;用电器能独立工作,说明用电器之间为并联关系。审清题目要求是设计对电路的首要条件,电路设计完后应按题目要求操作一边,确定是否与题目要求一致,以确保设计正确。
1.共享电瓶车上有一款智能头盔,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接收到信号闭合后,再转动电动车钥匙S2,电瓶车才能正常启动,下列电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
2.居民楼的楼道里,夜间只是偶尔有人经过,楼道灯总是亮着将造成很大浪费。科研人员利用“光敏”材料制成“光控开关”,它的作用是天黑时,自动闭合,天亮时自动断开;利用“声敏”材料制成“声控开关”,它的作用是当有人走动发出声音时自动闭合,无人走动时自动断开。在如图所示各电路中,符合这种楼道灯电路设计的是( )
A. B.
C. D.
3.临沂市是京九铁路的中心点,年物流交易额高达7000亿,有“中国物流之都”的称号,也有“小上海”的美称。因此,规范有序的仓库管理显得尤为重要。在一座储存着救援物资的仓库中,管理员设计了一个电路:要求只有在密码输入正确后,再任意选择人脸识别或指纹验证的方式验证通过方可开门。若输入密码、识别人脸、验证指纹的操作分别代表闭合开关S1、S2、S3,则下列电路图中符合要求的是( )
A.B. C.D.
4.如图所示的双杯恒温养生壶,左右两杯可同时工作,也可单独工作,和分别是左右两杯对应的加热电阻。下列电路中符合设计要求的是( )
A. B.
C. D.
5.如图是国产新能源汽车中的一款插电式混合动力汽车,同时使用电动机和内燃机,其内燃机热效率最高可达43%;此外,其拥有快捷语音助手,可实现车外语音控制自动泊车和开关门等功能。对于该新能源汽车,驾驶员既可以通过传统的机械按键(开关)控制车窗的升降,也可以通过语音(开关)控制车窗的升降。下列电路中可实现上述功能的是( )
A. B.
C. D.
6.小明家的智能门锁可通过“指纹”或“密码”开锁。指纹识别成功时S1闭合,密码输入正确时S2闭合,开锁时发声器S发出声音,同时电动机M启动。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
7.如图所示的灭蚊拍具有灭蚊和照明功能,当只闭合开关S1时,灭蚊拍能灭蚊但灯不亮;当S1和S2都闭合时,灭蚊拍既能灭蚊又能照明。选项中设计的电路图符合上述功能的是( )
A. B.
C. D.
押题猜想09 电路动态分析
1.如图所示电路,闭合开关S后,将滑动变阻器滑片向右移动,则下列说法正确的是( )
A.电流表示数变小,电压表V1示数不变
B.电流表示数不变,电压表V2示数变大
C.电压表V1示数和电流表示数比值不变
D.电压表V2示数和电流表示数比值不变
押题解读
本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用,关键是电路的分析。两电阻串联,电压表V1测R1的电压,V2测变阻器的电压,电流表测电路的电流;将滑动变阻器R2的滑片P向右移动确定变阻器连入电路的电阻变化,由电阻的串联和欧姆定律分析电流表示数变化,根据U=IR分析V1示数变化,由串联电路电压的规律确定V2变化;根据R=U/分析电压表与电流表示数比值的大小变化。
考前秘笈
(1)明确引起电路动态变化的原因,即是由热敏电阻、光敏电阻、滑动变阻器等引起的。
(2)明确元件变化时,接入电路的各部分电阻如何变化。
(3)明确电源的电压是否保持不变。
(4)从串联电路或并联电路中电流、电压的规律及欧姆定律中选择一条判断电路中电流或某一元件两端的电压的变化情况。
(5)解题方法
方法①:按这样的顺序分析:局部电阻如何变化→总电阻如何变化→由于电源电压不变,导致电路中电流如何变化→依据U=IR分析不变的电阻两端的电压如何变化→依据U变化的电阻=U总-U不变的电阻分析变化的电阻两端的电压如何变化。
方法②:串联电路中,即电压与电阻成正比,由此可知串联电路中按电阻的比例分配电压,电阻所占比例分数越大,分得的电压比例就越大。
1.如图所示是测量货车质量的地磅示意图,货车的质量可以通过电流表的示数转换测出,R0为定值电阻。下列说法正确的是( )
A.地磅的量程与R0大小无关
B.货车的质量减小时,电流表的示数变大
C.仅增大R0,称量同一货车质量时,电流表示数变小
D.将电流表直接换成电压表也能测量货车的质量
2.如图甲为某穿戴式儿童电子温度计,其工作原理如图乙所示,电源电压恒定,R1为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,R2为定值电阻。闭合开关,当温度升高时,下列分析正确的是( )
A.电流表示数变大,电压表示数变小
B.电流表示数变小,电压表示数变大
C.电流表示数和电压表示数都变小
D.电流表示数和电压表示数都变大
3.在图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键S后,当滑动变阻器的滑片向右移动时,电压表V的示数为U、电流表A1、A2、A的示数分别为I1、I2、I;且电流表A示数的变化量为ΔI、电流表A2示数的变化量为ΔI2。则下列序号中比值变大的是( )
①;②;③;④;⑤。
A.①②③ B.②③④ C.③④⑤ D.①③⑤
4.如图所示为一款电子拉力器的简化工作原理图,显示拉力大小的仪表由电流表改装而成。拉环不受拉力时,弹簧伸长量为零,滑片位于均匀电阻丝a端;弹簧在弹性限度内的最大伸长量Lm=10cm,此时滑片位于均匀电阻丝b端,弹簧每伸长1cm需要100N的拉力,电源电压U=6V,R0为15Ω的保护电阻,电阻丝最大阻值为20Ω。已知弹簧电阻为零,弹簧与拉环之间为绝缘细杆,电流表的量程为0~0.6A。下列说法中正确的是( )
A.电路中的最大电流为0.6A
B.拉环所受拉力为零时,电流表的示数为0.4A
C.当电流表的示数为0.2A时,拉环所受拉力为250N
D.显示拉力大小的仪表的刻度线分布均匀
5.随着我国经济的发展,我国出现了越来越多的潜水爱好者。为了保障潜水员潜水时的安全,潜水时会佩戴如图甲所示的水压表和深度表。如图乙是一款深度表的简化电路图,电源电压U=6V且恒定不变,定值电阻,Rp是压敏电阻,图丙是Rp的阻值随海水深度变化的图像,Rp允许通过的最大电流为0.24A。深度表由电压表(量程0~3V)改装。则( )
A.该深度表能测量的最大深度是60m
B.该深度表能测量的最大深度是40m
C.若R0增大了,则深度表能测的最大深度会变大
D.在越深的位置,电压表的示数越小
6.图甲是身高、体重测量仪,当体检者站在台面上时,能自动显示身高和体重。电路原理如图乙所示,电压表、电流表分别显示身高和体重的大小,压敏电阻R的阻值随压力增大而减小,滑片P随身高增高而上滑。下列分析正确的是( )
A.电压表改装的高度计刻度均匀 B.电流表改装的体重计刻度均匀
C.体重越大电流表示数越小 D.身高越高通过R0的电流越大
7.如图甲所示为某科技小组设计的汽车有害尾气排放检测电路,电源电压恒定不变,R0为定值电阻,R为气敏电阻,R的阻值随其所在处有害尾气浓度β变化的规律如图乙所示。闭合开关,当电压表示数低于某个值U时会触发报警电路(图中未画出)。下列说法正确的是( )
A.R的阻值随其所在处有害尾气浓度增大而增大
B.闭合开关,当R所在处有害尾气浓度增大时,电流表的示数变大,电压表的示数变大
C.闭合开关,当R所在处有害尾气浓度增大时,电流表的示数变大,电压表的示数变小
D.为使较小的有害尾气浓度就触发报警电路,R0的阻值应该较小
押题猜想10 磁现象辨析
1.如下图为新型智能手机无线充电技术的一种应用场景,当交变电流通过充电底座中的线圈时,线圈产生磁场,带有金属线圈的智能手机靠近该磁场(如图所示)就能产生电流,来实现充电。下列各图的实验能反映手机无线充电技术原理的是( )
A. B.
C. D.
押题解读
本题考查了学生对磁现象中几个实验的掌握情况,知道手机无线充电的原理是解题的关键。无线充电器是指利用电磁感应原理进行充电的设备,原理类似于变压器。在发送和接收端各有一个线圈,发送端线圈连接有线电源产生电磁信号,接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流给电池充电;分析各图中实验原理进行解答。
考前秘笈
秘笈1:奥斯特实验说明:(1)通电导线周围存在磁场;(2)磁场的方向与电流有关。
秘笈2:通电流线管周围存在磁场,处理的时候利用安培定则判断磁场和电流的方向。弯曲的四指表示电流的方向,拇指表示螺线管N极方向。
秘笈3:影响螺线管磁性强弱的因素:(1)电流强弱;(2)线圈匝数;(3)有无铁芯。
秘笈4:发电机和电动机原理应用的判断关键:看是否有电源,有电源是电动机,无电源是发电机。
1.如图所示现象中,涉及的物理知识错误的是( )
A.如图甲,验电器的工作原理是同种电荷相互排斥
B.如图乙,电与磁之间的联系是奥斯特第一个发现的
C.如图丙,电动机的工作过程将电能主要转化为机械能
D.如图丁,只要导体在磁场中运动,闭合回路中一定能产生感应电流
2.如图是一种不用外接电源就能工作的水泵,其基本原理是水泵旋转带动发电机发电,发电机发的电又能供给水泵工作。下列选项中与发电机工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
3.如图是某仓库设计的温度报警电路。R1为热敏电阻,其阻值随温度的变化而变化,R2为可调电阻。温度正常时指示灯L发光,当温度升高到报警温度时,指示灯熄灭,蜂鸣器报警。下列判断正确的是( )
A.R1的阻值随温度的升高而增大
B.温度升高过程中,电磁铁磁性减弱
C.若要调低报警温度,可将R2的阻值调大
D.若控制电路电源电压降低,报警温度将升高
4.创新小组设计了一款家用燃气泄露报警装置,电路工作原理如图甲所示。控制电路中,电源电压为3V,定值电阻R0=60Ω,R为气敏电阻,其阻值与燃气浓度的关系如图乙所示,电磁铁线圈电阻不计。当空气中检测到的燃气浓度小于4%时,工作电路中灯泡发光;当空气中检测到的燃气浓度大于等于4%时,工作电路报警。下列有关说法正确的是( )
A.检测到的燃气浓度增大时,气敏电阻火的阻值变大
B.检测到的燃气浓度增大时,控制电路消耗的总功率变小
C.检测到的燃气浓度为4%时,控制电路中电流为0.03A
D.若定值电阻两端电压为2V时,灯泡发光,电铃不工作
5.下列关于电与磁的四幅图,说法正确的是( )
A.此装置可以制成
B.司南利用了地磁场与磁体间的相互作用
C.电磁继电器是利用电流的热效应工作的
D.发电机将电能转化为机械能
6.问天实验舱中部署的变重力科学实验柜配有两个离心机。离心机通电转动提供高精度模拟重力环境,支持开展不同重力水平下的科学研究。下列说法正确的是( )
A.太空中实验柜的导线通电后周围会产生磁感线
B.太空中实验柜的导线通电后产生的磁场分布是均匀的
C.离心机通电转动利用了电磁感应原理
D.离心机通电转动与扬声器的工作原理相同
7.如图所示,有关电磁学的知识,下列说法正确的是( )
A.甲图中,使用测电笔辨别火线和零线时,手可以接触笔尖金属体
B.乙图中,导线通电后小磁针发生偏转,说明通电导体周围存在磁场
C.丙图中,该原理可应用于制造发电机,实现电能转化为机械能
D.丁图中,验电器的原理是异种电荷互相吸引
题型二 非选择题
押题猜想11 透镜成像规律及应用
1.(1)小明将鱼缸放在树下,看到了鱼在树叶间游动的景象,B点表示树叶的位置,鱼的像和树叶的像都在C点(未画出),如图1所示。
①请画出小明在A点看到水中“树叶”的完整光路图 ;
②鱼的位置可能在 (选填“①”或“②”);
(2)物体AB上一点P发出光通过凸透镜成像在光屏CD上的Q点,光线b穿过透镜的光心,光线a、c平行于主光轴
①画出光线a、c经过凸透镜后的完整光路图 ;
②物体AB经过凸透镜所成的像相较物体是 (选填“倒立”或“正立”)、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的。
押题解读
本题考查光的反射与折射光路、凸透镜成像的特点与光路,属于中档题。平面镜成像关于镜面对称,是光的反射形成的,据此画出潜水员看见的像;空气中的人看见水底的物体是光的折射形成的;根据凸透镜的三条特殊光线画图;焦距更短,此时物体可能位于1倍焦距以内,也可能2倍焦距以外,也可能1倍焦距到2倍焦距之间,据此确定像的性质。
考前秘笈
凸透镜光学性质:跟主光轴平行的光,通过凸透镜折射后会聚于一点,这个点叫凸透镜的焦点,经过凸透镜和凹透镜光心的光线传播方向都不改变,由凸透镜焦点发出的光经过凸透镜后变成平行于主光轴的光线;凸透镜成像规律:当f>u,成正立、放大的虚像,应用于放大镜,当2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于投影仪,当u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机,口诀:一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小,物近像远像变大,物远像近像变小;使用显微镜观察时,如果光线过强,应选择平面镜或小光圈;显微镜成倒立的像,是旋转180度后得到的。
1.F是凸透镜的焦点。来自于物体SR的光线a平行于主光轴;光线b经过凸透镜的光心O。
①在图中画出:光线a、b经过透镜后的光线;
②用另一焦距更小的凸透镜代替此透镜,保持物距不变。则人可能会看到物体SR的哪些像( )
A.倒立缩小的像 B.倒立放大的像 C.正立放大的像 D.正立缩小的像
2.2021年12月9日15点40分,神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富变身“太空教师”在中国空间站精彩开讲,并面向全球直播;这次授课中,“太空老师”带给大家印象最深刻的是“水球透镜”实验;王亚平对实验做了一个小小的升级,通过透镜看到的竟然是一正一反两个像,这是为什么呢?其原理解释如下:
(1)如图甲所示,加气泡之前的水球可以被看作是一个凸透镜;王亚平站在远处(这个凸透镜的两倍焦距以外),我们眼睛看到的是她 、 的实像;
(2)中央加气泡之后,水球因此被气泡变为了两部分,中间是空气,气泡周围是水;这个时候整个水球就变成了两个透镜,外圈部分的凸透镜虽然没有原来完整,但对光线仍然有 作用,依然能够成像,只不过透过的光线变少了而已,所以依然呈现出一个倒立的像;内圈相当于变成了两个凹透镜的组合,所以这个时候中间部分又出现了一个正立的像;因此可以在水球中同时看到一正一倒的两个像;
(3)根据上面的实验,你推测一下,凹透镜成的是正立的 的 像;请通过在丙图中作出光路图加以证明。 ; 。
3.(1)如下图所示,从点光源A发出的一束光沿AB射向平面镜MN,经MN反射后的光线沿BC射向另一平面镜(图中未画出),再经反射后沿CD射出。请画出光源A在平面镜MN中的像(保留作图痕迹),并画出平面镜;
(2)如图,透镜焦距为5cm,O为光心,物体AS上的S点发出的平行于主光轴的光线a经透镜后的光线b与S点发出的过光心的光线c经透镜后的光线d相交于点S'。
①画出光线a、b、c、d;( )
②与AS比较,AS经透镜成 (选填“倒立”或“正立”)的实像;
③若透镜不动,物体水平向左移动1cm,则光线b与光线d相交的位置 (选填“左移”、“右移”或“不动”)。
4.图中凸透镜的焦距为2cm,透镜的光心恰好位于刻度轴上的3cm处,某垂直于轴放置的物体上M点发出的三条光线经过透镜折射后为图中的光线a、b、c,已知a、b、c三条光线相互平行。
①在图中画出光线a、b经透镜前的光线并找到M点;
②光线c相对于它的入射光线 (选填“靠近”或“远离”)主光轴;
③现将物体沿主光轴向右移动1cm,物体经透镜后的成像情况是 (选填“倒立放大的实像”、“正立放大的虚像”或“不能”)。
5.如下图,小皓同学利用光具座、凸透镜、蜡烛和光屏做“探究凸透镜成像实验”,请你帮助小皓同学完成下面的几个问题:
(1)小皓想知道凸透镜的焦距,于是他把透镜放置于一束平行光前,移动光屏在光屏上出现一个最小最亮的光点如图B,则透镜的焦距为 (精确到分度值后一位小数);
(2)小皓同学摆放了如图A所示的装置,他固定好蜡烛和透镜的位置后,不管怎样移动光屏,蜡烛的像都无法呈现在光屏的中央,这是因为 ;
(3)修正了上述问题后,小皓同学使用了如图B的透镜,然后需要将光屏向 (选填“左”或者“右”)移动就会得到一个 , 的实像,生活中的 (选填“照相机”,“幻灯机”或者“放大镜”)与该成像原理相同;
(4)好奇的小皓在上面实验结束后,把透镜换成的凸透镜继续探究,他发现光屏上成像的位置变得模糊,这个现象与 (选填“近视眼”、“远视眼”或者“正常眼”)的成像原理相同,如需得到清晰的像,可以把光屏向 (选填“左”或者“右”)移动。
6.(1)如图所示,一束光线垂直射到玻璃砖的一个面。作出这束光线进入玻璃砖内的径迹和从斜面离开玻璃砖后的大致径迹。要求在斜面处标出法线。
(2)如图所示,凸透镜甲的光心O位于40cm处,在透镜左侧有一发光体AB,光线a、b是发光点A发出的两束光线,光线b(未画出)经透镜折射后,其折射光线c平行主光轴并通过点S。
①请画出光线a的折射光线,光线b及其折射光线c,并通过作图标出透镜左侧的焦点F;( )
②发光体经透镜所成的像是 (选填“倒立”或“正立”)、 (选填“放大”或“缩小”)、 (选填“实像”或“虚像”);
③保持发光体AB和凸透镜的位置不变,更换焦距较小的凸透镜乙()相比原折射光线c,光线b经过凸透镜乙后的折射光线 (选填“远离”或“靠近”)主光轴。
7.如图所示,焦距为10cm凸透镜,光心为O(位于15cm处),在透镜左侧有一发光体SL,S'是S点经过凸透镜所成的像,光线a、b、c是S点发出的三束经过凸透镜后的折射光线,其中光线c平行于主光轴;凸透镜右侧放置一块平面镜。
(1)请画出光线a、b、c的入射光线;
(2)发光体SL经过凸透镜所成的是 (选填“倒立”或“正立”)、 (选填“实像”或“虚像”);
(3)以E点表示眼睛,请画出人眼经过平面镜看见S'的光路图。
押题猜想12 杠杆和滑轮的应用
1.杆秤是从我国古代沿用至今的称量工具。如图是小昕制作的杆秤示意图,小昕将待称物体(重心O')挂在秤钩上,用手提起O(相当于支点)处的秤纽,移动秤砣至B时秤杆水平平衡。(g取10N/kg)
(1)在图中画出待称物体所受重力示意图 ;
(2)画出杆秤B点所受拉力的力臂 ;
(3)秤砣在秤杆上最远可移至C点。秤杆、挂绳和秤钩的质量忽略不计,秤砣的质量为0.4kg,AO和OC的长度如图所示,待称物体最大质量可达 kg。
押题解读
本题中,将杆秤抽象为杠杆是解题的关键。这种将具体事物抽象为物理模型的方法称之为模型法,是解答物理试题中常见的方法之一。
考前秘笈
1、杠杆的分类及应用
类型
力臂的大小关系
力的大小关系
特点
应用
省力杠杆
l1>l2
F1<F2
省力、费距离
撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳
费力杠杆
l1<l2
F1>F2
费力、省距离
缝纫机踏板、起重臂 、人的前臂、理发剪刀
等臂杠杆
l1=l2
F1=F2
不省力、不省距离;不费力、不费距离
天平,定滑轮
既省力又省距离的杠杆时不存在的!!
2、滑轮的应用
(1)定滑轮使用时,滑轮的位置固定不变;定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可以改变作用力方向。
(2)动滑轮使用时,滑轮随重物一起移动;动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,省力,多费1倍距离。
(3)定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组;使用滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向,但要费距离。
1.图1,硬棒可绕A点转动,B点为重心,在C点施加竖直向上的力,使硬棒保持水平静止。已知,。
(1)在图1中画出的力臂l ;
(2)硬棒受到的重力为 N;
(3)硬棒转动后静止在图2位置,此时C点施加的力的方向沿,画出 ;
(4) (选填“>”“=”或“<”)。
2.如图1,鼠标的左键可看成杠杆OBA(O为支点),当我们的手指在B点按下鼠标左键时,使电路接通完成操作任务。
(1)请在简图2中画出在B点按下鼠标左键时所需要的最小动力F1的示意图及其力臂l1 ;
(2)在图2中画出A端所受阻力F2的示意图 ;
(3)杠杆OBA是 (选填“省力”或“费力”)杠杆,判断依据: 。
3.如图是汽车液压刹车装置的一部分。该装置中AOB实为一个杠杆,O是杠杆的支点,请画出刹车时动力的力臂和它所受的阻力。
4.在“探究杠杆平衡条件”实验中:
(1)若在图甲中杠杆恰好水平平衡,的力臂为 ,并在图甲中画出的力臂 ;
(2)假设弹簧测力计的作用点不变,然后调整弹簧测力计方向,当的大小为时,为使杠杆继续在水平位置平衡,请在图甲中画出所需的最小力 ,此时大小为 N;
(3)小明学过杠杆知识后,打算按照图乙自制了一根杆秤(自重不计),要想增大杆秤的测量范围,你有哪些方法? (写出一种方法即可)。
5.某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示,实验装置如图所示。
次数
钩码重/N
钩码上升的距离/cm
弹簧测力计的示数/N
绳端上升的距离/cm
机械效率/%
1
2
5
1
15
66.7
2
3
5
1.4
15
71.4
3
4
5
15
(1)在实验操作中应该 拉动弹簧测力计;
(2)进行第3次测量时,弹簧测力计示数为 N,机械效率约为 %(保留到0.1%);
(3)通过分析上述3组数据,使用同一滑轮组提升重物时, ,滑轮组的机械效率越高;克服动滑轮的重力所做的额外功 (选填“相同”或“不同”);
(4)为提高滑轮组的机械效率,可减小轮与轴间的摩擦。若忽略摩擦,也不考虑绳重,下列方法中,还能提高滑轮组的机械效率的是_______(填字母)。
A.增加滑轮的个数
B.换质量小的动滑轮
C.减小钩码升高的高度
D.增大钩码升高的速度
6.如图,鼠标的左键可看成图2中的杠杆OBA(O为支点),当我们的手指在B点按下鼠标左键时,使电路接通完成操作任务。
(1)请在简图2中画出在B点按下鼠标左键时所需要的最小动力的示意图及其力臂;
(2)在图2中画出A端所受阻力的示意图:
(3) (选填“大于”、“小于”或“等于”)杠杆,判断依据是: 。
7.小明参考了《天工开物》中记录的汲水工具桔槔的设计,制作出了如图甲的机械,用于打捞沉在水中的物体。杠杆能绕着支点O转动,电动机提供恒定的动力F1,竖直向下匀速拉动杠杆,杠杆的一端从移动到A,另一端从移动到B,绳子竖直吊着水中的青铜器,忽略杠杆和绳子的重力(=1×103kg/m3,g=10N/kg)。
(1)在虚线框内画出青铜器在水中匀速上升时的受力分析;( )
(2)青铜器的质量是200kg,求它的重力大小;( )
(3)青铜器的体积是2.3×10-2m3,求它浸没在水中时受到的浮力大小;( )
(4)在图中画出F1的力臂L1;( )
(5)青铜器浸没在水中时,杠杆的机械效率是80%,,求F1的大小 。若F1是动力,此杠杆是 杠杆(选填“省力”或“等臂”或“费力”);
(6)青铜器打捞至地面后(容器已没有水),改用电动升降台抬升,上升的过程先后通过N、M、P三点,如图乙,其速度在NM段保持不变,在MP段不断增大,忽略空气阻力,青铜器的在NM段的动能 ,MP段的重力势能 ,NP段的机械能 。(以上三个横线选填“变大”或“变能小”或“不变”)
押题猜想13 压强和浮力的应用
1.将体积相同的甲、乙实心球放入装有水的烧杯中。若甲、乙所受的重力和排开水所受的重力如下表;
实心球
实心球所受的重力/N
排开水所受的重力/N
甲
2
2
乙
4
2
(1)如图,两球静止在水中时的情形可能是 (填选项);
(2)计算乙球的体积 和密度 (ρ水=1×103kg/m3);
(3)当水温从0°C升到15°C时,水的密度ρ和水温t关系如图所示,则水温从0°C升到15°C过程中,乙球所受浮力F与温度t关系可能是 (填选项)。
押题解读
本题考查浮力的有关知识,难度较大。逐项分析得出答案;根据G=mg得出物体的质量,根据阿基米德原理得出物体的体积,根据密度公式得出物体的密度;由图乙可知,当水温从0℃升到15℃时,水的密度ρ先变大后变小;乙球(体积不变)浸没在水中时,根据F=ρ液gV排可知,乙球受到的浮力先变大后变小。
考前秘笈
1、减小压强方法:压力一定,增大受力面积;受力面积一定,减小压力;同时减小压力,增大受力面积。
2、增大压强方法:压力一定,减小受力面积;受力面积一定,增大压力;同时增大压力,减小受力面积。
3、液体压强具有以下几个特点
(1)液体除了对容器底部产生压强外,还对“限制”它流动的侧壁产生压强,固体则只对其支承面产生压强,方向总是与支承面垂直。
(2)在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度向各个方向的压强都相等,同种液体,深度越深,压强越大。
4、漂浮问题的几个规律
规律1:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力。
规律2:同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同。
规律3:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小。
规律4:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几。
规律5:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力,外力等于液体对物体增大的浮力。
1.(1)如图甲,把重力G=4N的测力计向上压在水平板上,测力计显示对板的压力F=20N;与板的接触面积S=8×10-3m2,用题给字母写出测力计对板的压强表达式为 ,该压强是 Pa;
(2)如图乙,在液体中插入玻璃管,在玻璃管上方向水平方向吹气,则管内液面会 (选填“上升”“下降”“不变”);如图丙,用抽气机将足够长玻璃管内液面上方不间断抽真空,液体密度为ρ,重力与质量的比值为g,此时A 点受到向下的压强pA= 。
2.(1)如图,重力G=2.5N的容器,底面积S1=2×10-3m2,小昕用重为1N的数显推力计(已调零)向下压容器,推力计对容器的压力F=2N,如图甲,容器对桌面的压力为 N,压强为 Pa;
(2)小昕从冰箱取出200g的0℃水,全部倒入该容器中,如图乙,此时水对容器底部的压力为 N,压强为 Pa,当水温从0℃升到15℃时,水的密度ρ和水温t关系如图丙,此过程水的质量不变,不考虑容器的热胀冷缩,已知请在丁图中大致画出此过程中容器底部受到水的压强p和水温t的关系 ;
(3)小昕利用该容器做自制气压计,如图戊。她带着自制气压计坐电梯过程中,发现玻璃管中液面不断上升,则小昕相对一楼地面是 (选填“向上运动”“向下运动”或“静止”),小昕相对气压计是 (选填“向上运动”“向下运动”或“静止”)。
3.半潜船也称半潜式母船(如图甲)。如图乙所示,半潜船通过调整水舱内的压载水质量,把装货甲板潜入水中,等待所要承运的特定货物(像驳船、游艇、舰船、钻井平台等)放在半潜船装货甲板上的指定位置后,再次调整水舱内的压载水,船体上浮,即完成货物装载。(g取10N/kg)
(1)当半潜船依次处于图乙中三种状态时,从左至右船底受到水的压强分别为p1、p2、p3,则压强由小到大的顺序是 ;水舱内水的质量分别为m1、m2、m3,其中最大的是 (选填“m1”“m2”或“m3”)。
(2)乙图中半潜船从1状态到2状态,浮力的大小变 ,依据是 。
(3)排水量10000 t的半潜船,装满货物时受到水的浮力是多少? ( )
4.图是同学们自制好的温度计和气压计,请回答下列问题。
(1)甲为自制温度计,把自制温度计浸入热水中时,水柱会 (选填“升高”、“降低”或“不变”),其原理为 ;
(2)乙为自制气压计,瓶内空气压强等于瓶外大气压强与水柱压强之和,把自制气压计从1楼带到5楼的过程中,记录了下表数据。由表中数据可以看出:随着高度增加,自制气压计玻璃管中的水柱 (选填“升高”、“降低”或“不变”),说明大气压随高度的增加而 ;
楼层
1
2
3
4
5
管内与瓶内水面的高度差/cm
5
5.3
5.7
6
6.3
(3)为探究液体的某些性质,小明设计了如下图所示的玻璃装置。首先向水槽里灌满水,松开铁夹后,水流入a、b两管,待稳定后,a、b两管中水面高度 。随后拔去右端的软木塞,装置中的水立即向外涌出,此时a、b两管中水面高度 (前两空均选填“>”“<”或“=”),其原因是 。
5.判断或计算液体密度大小有如下方法:
(1)自制简易密度计,如图所示将其先后放入盛有甲、乙液体中,所受浮力分别是F甲、F乙,甲、乙两种液体的密度分别是、,可以判断F甲 F乙, (选填“>”“=”或“<”);
(2)质量为m0的试管能竖立在水槽中,先后分别装上适量的水和某液体,使它们漂浮水面,只要确保它们受到相同的浮力,再用量筒量出它们的体积,分别记为和,则液体的密度可用(已知)求出。
①请根据题意,推导式子成立;
②利用如图所示的器材与油性笔,设计实验:使试管中的水和液体受到相同的浮力。写出实验步骤(可画图说明)。
6.我国首艘航母辽宁舰(如图)于2012年9月25日正式交付海军使用,表是关于辽宁舰的一些参考数据.(排水量是指轮船满载时排开水的质量, g 取10Nkg,海水的密度取1×103kg/m3)求:
(1)在图方框中画出辽宁舰停泊在港口时的受力示意图(以“·”代替辽宁舰).
(2)满载的辽宁舰停泊在港口时,受到的浮力是多大?
(3)辽宁舰满载时,排开水的体积是多大?
参考数据
舰长
304.5米,吃水线长270米
舷宽
75米,吃水线宽:38米
吃水
1 0 . 5 米
排水量
67500吨
7.图1容器装有适量的H液体,摆件P通过细线和浮球相连,均处于静止状态。P的体积为,P的重力为2.5N,P排开H的质量为0.11kg()。
(1)求:摆件P所受的浮力 ,以及此时H的密度 ;
(2)剪断细线后,浮球和摆件P静止时如图2所示,浮球不吸收液体。
①在方框内画出浮球(以“·”代替)的受力示意图 ,浮球所受浮力相比剪断前 (选填“变大”“变小”“不变”)。
②求摆件受容器(底部水平)的支持力 。
③容器对水平桌面的压力为200N,与桌面接触面积为,求容器对桌面的压强 。
④比较a、b、c三点液体的压强大小 , 。(均选填“>”“=”“<”)。
(3)液体H的密度和H的温度t关系如图3,H的温度时,如图4实心物块M悬浮(M不吸收液体且体积不变)
①时,M将 (选填“漂浮”“悬浮”“沉到底部”)。M静止时,10℃时M受的浮力 6℃时M受的浮力(选填“大于”“小于”“等于”)。
②t在6℃~16℃范围内,M静止时排开H液体的体积与H温度关系的图像可能正确的是
押题猜想14 功和功率的计算
1.如图甲所示,水平面上有一力F1=5N作用于物块A使其沿水平面匀速直线向左运动。
(1)物块A所受的摩擦力为 N;
(2)如图乙所示,保持F1不变,现将另一物块B与A用轻绳相连,并用拉力F2=20N水平向右拉B使A、B一起匀速直线向右运动:
①在图框中画出此时B的水平方向受力分析 ;
②轻绳上的拉力大小为 N,B所受的摩擦力为 N;
③若A、B在10s内运动了10m,请计算此过程拉力F2的做功大小 及功率大小 。
押题解读
本题考查力的平衡、功和功率的计算,属于综合题,根据二力平衡条件得到物块A所受的摩擦力;物块B水平方向受到向右的拉力、向左的摩擦力和A对B的拉力;轻绳上的拉力大小等于A受到的拉力和摩擦力之和;由力的平衡得到摩擦力。
考前秘笈
1、功的计算公式:W=FS,其中各量单位功W:J(焦耳),力F:N(牛顿);移动距离S:m(米);或者W=Pt。
2、功率:物体在单位时间内所做的功叫功率,在物理学中用字母P表示。物理学中,用功率来表示物体做功的快慢。
(1)功率公式:功率=功/时间,即。
(2)功率单位:国际单位:瓦(W),1W=1J/s;常用单位:千瓦(kW),1kW=103W。
1.木块A 和铁块 B 在一个方向不变、大小为3N 的水平拉力F 的作用下做沿同一水平面做直线运动。0~4s 内路程随时间变化图像如图所示,其中GA=GB。
(1)此过程做匀速直线运动的物体是 (选填“A” 、“B”或“A 和 B”), 速度为 m/s;
(2)此过程 F 对 A 做的功为 J;
(3)此过程, A 、B 所受的摩擦力分别为f1 、 f2,F对 A 、B 做功的功率分别为P1、P2,则f1 f2,P1 P2(选填“=”或“≠”)。
2.小轩在某单位做志愿者,需要把30个质量均为5kg的箱子从地面搬到离地高12m的储藏阁楼上。如果每次搬运箱子的个数太多,会走得很慢且需要不时地休息;如果每次只搬一个箱子,又会有大量的能量用于克服自身重力做功。已知小轩对箱子做功的功率(Power)与所搬物体的质量(Mass)关系如图所示,在所需时间最少的情况下,小轩每次搬运箱子的数目为 个。完成这项工作所花时间为 s。(不计返回楼下所需时间和搬起、放下每个箱子的时间)
3.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。则:
(1)在0-2s时段的2s时间内,推力F对物体所做的功是 J;
(2)在4-6s时段的2s时间内,物体运动的路程是 m;
(3)在4-6s时段的2s时间内,推力F对物体做功的功率是 W;
(4)在2-4s时段的2s时间内,物体受到的摩擦力是 N。
4.某轿车的质量是1t,车轮与地面的总接触面积是0.1m2(g=10N/kg)
(1)轿车空载静止时,对水平地面的压强为多少?
(2)在平直的公路上以恒定的功率测试轿车性能时,轿车由静止开始运动,水平方向获得的动力F随运动时间t的变化关系如图所示。t=20s后,轿车以30m/s的速度做匀速直线运动,①则在20-40s时间内动力做的功为多少?②轿车发动机的功率为多大?
5.图甲所示,工人将货物搬运到货车上,过程简化为图乙所示:某次工人先利用斜面将边长为1m的正方体货物匀速推到车上,再将货物水平匀速推到d点。这个过程中推力大小保持为800N,方向与运动方向保持一致,货物重为1000N,各段长度如图乙所示,推上斜面用时10s,水平推动用时5s,g=10N/kg,求:
(1)将货物从a点沿斜面推到b点的运动过程中,推力做功的功率大小;
(2)货物静止在d点时,对货车的压强大小。
6.如图1,容器中水深0.5m,物体A完全浸没后沿直线匀速下落,直到物体B碰到容器底部。此过程,物体A下落的距离是0.45m,用时5s,绳子对A的拉力F=50N,GA=30N(水的密度ρ=1×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)用“•”替代物体A,在图2中画出物体A的受力示意图;
(2)物体A受到的浮力;
(3)物体A的体积;
(4)此过程绳子对物体A的拉力做的功;
(5)此过程绳子对物体A的拉力做功的功率。
7.如图,竖直放置的磁性棋盘上放置了一颗质量为200g的圆柱体磁性棋子,底面积为75cm2。棋子吸在竖直棋盘上静止时,棋子与棋盘的吸引力为6N。现对棋子施加一个大小为10N的竖直向上推力F,使棋子缓慢从A点竖直匀速运动到B点。然后再对棋子施加一个水平向左推力F2,使棋子从B点水平匀速运动到C点。(不计空气阻力,g=10N/kg)求:
(1)这颗棋子的重力 ?棋子的重力在BC段做功的大小 ?
(2)棋子对棋盘的压强 ?
(3)棋子从A运动到B的过程用时5s,推力做的功和功率分别多大 ?并画出该过程棋子(用“•”表示)在竖直方向的受力示意图 ;
(4)AB段的推力与BC段推水平推力的大小关系F F2(选填“>”、“<”或“=”)
押题猜想15 欧姆定律的应用与电路故障分析
1.在探究电阻一定时,电流与电压关系的实验中,小凯连接了图1的电路。
(1)小凯发现闭合开关,移动滑片,电流表的示数始终为零,电压表的示数恒定为图2所示的位置。
经过分析,小凯认为可能存在以下三种故障
①滑动变阻器接触不良,处于断路状态
②电流表烧坏了,处于断路状态;
③定值电阻烧断了。
请你判断是否存在故障①?写出你的判断依据。 。
为验证是不是故障②,小凯把与定值电阻相连的导线a拆掉。这个方法可行吗?写出你的理由。 。
为验证是不是故障③,小凯把导线b拆掉。这个方法可行吗?写出你的理由。 。
(2)同组的小旋发现,电路中虽然有两个错误,但只要改接一根导线,就可以完成本实验探究。请你在图1中把接错的那根导线找出来,打上“×”,再把它改接到正确的位置上
(3)小凯正确连线后,进行相关实验,记录数据,描点和连线,得到图3的图像。
①根据图像,你能得出什么结论? 。
②由图像可知,定值电阻在3V时的电功率是 。
押题解读
本题探究电流与电压的关系实验,考查了电路连接、数据分析和欧姆定律的应用等知识。根据电路连接和电表的使用分析回答;根据表中数据分析得出结论;根据滑动变阻器的最大电阻和允许通过的最大电流分析。
考前秘笈
1、串联电路特点:分压不分流
(1)电流:串联电路中各处的电流相等(不分流)(I串=I1=I2 )。
(2)电压:总电压等于各处电压之和(分压)(U串=U1+U2 )。
(3)电阻:总电阻等于各电阻之和(串联相当于增大导体的长度);R串=R1+R2 (总电阻大于分电阻)。
(4)分压原理:U1:U2 =R1:R2(串联电路各部分分配的电压与它的电阻成正比)。
2、并联电路特点:分流不分压
(1)电流:干路电流等于各支路电流之和(分流)(I并=I1+I2)。
(2)电压:各支路电压都等于电源电压(不分压)(U并=U1=U2)。
(3)电阻:总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和(并联相当于增大导体的横截面积),(总电阻小于分电阻)。
(4)分流原理:I1:I2 =R2:R1(并联电路各支路分配的电流与它的电阻成反比)。
3、欧姆定律在串并联电路中的应用
(1)串联电路:当串联电路中一个电阻改变时,电路中电流及另一个电阻电压也随之变化。
(2)当并联电路一个支路的电阻改变时,这个支路电流也会改变干路电流也会变化;但另一个支路电流和电压都不变。
(3)家庭电路中,各用电器采用并联方式接入电路。
4、根据电流表、电压表有无示数判断电路故障:先通过电流表有无示数,判断出故障类型:电流表有示数,电路出现短路故障;电流表无示数,短路出现断路故障;再根据电压表示数判断出故障的具体位置:电压表有示数,电压表并联部分断路(内断)或电压表以外部分存在短路(外短)。电压表无示数,电压表并联部分短路(内短)或电压表以外部分存在断路(外断)。;根据灯泡检查现象判断电路故障:将小灯泡分别与各部分并联,如果小灯泡发光或其它部分能开始工作,则此时与小灯泡并联的部分断路;当把小灯泡接到导线部分时小灯泡不亮(被短路)表示导线正常,如接在某一用电器两端小灯泡不亮,则此用电器短路。
1.在如图所示实验电路中,闭合开关后灯不亮。
①为判断电路是否正常,应首先进行的操作是 ,观察 ;
②如果在反复调节后灯仍不亮,若检查发现只有灯和变阻器可能出现故障,当观察到只有其中一个电表有示数且在变阻器滑片滑动过程中示数没有明显变化,则故障产生的原因是 。
2.超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导元件和限流电阻并联组成,内部电路如图甲中虚线框内所示。限流电阻R2=12Ω,灯泡L上标有“6V 3W”字样。如图乙所示,当经过超导原件的电流满足0≤I<0.6A时,超导元件的电阻R1随电流I的变化关系如AB段所示,当电流满足I≥0.6A时,超导元件的电阻R1随电流I的变化关系如CD段所示。求:
(1)灯泡L正常发光时的电流为 A;
(2)电源电压为6V时,分析:小灯泡是否能够正常发光 。
(3)当灯泡发生短路时,若电源电压仍为6V,求电流表的示数( )。
3.小明和他的实验小组用图甲所示的电路测未知电阻的阻值,电源两端的电压不变。
(1)小明检查电路时发现有一处导线连接错误,请你在甲图中连接错误的导线上打“×”,用笔画线代替导线正确连接电路(注意导线不要交叉);
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表无示数,电压表指针超过量程,电路中出现的故障可能是 ;
(3)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到某处时,电压表的示数为3V,电流表的示数如图乙所示,则被测电阻R的阻值为 Ω;
(4)小组的同学在实验中又测出了几组数据,请你帮他们设计一个实验记录表格 。
(5)小明在测量未知电阻的阻值实验过程中电压表已损坏,老师从实验室拿来一只最大阻值为R0的滑动变阻器,并设计了如图丙所示的实验电路,按如下步骤进行实验:
①闭合开关S,调节滑片位于最左端a,读出电流表的示数为I1;
②闭合开关S, ,读出电流表的数为I2;
③未知电阻的阻值:Rx= (用字母表示)。
4.实验室提供了两节干电池、一个5Ω的定值电阻、最大阻值为10Ω的滑动变阻器,电流表以及电压表。若按如图的方式连接电路,闭合开关后,电压表、电流表的示数如图所示。更换电流表量程、移动滑动变阻器滑片后,两表指针的偏转情况依然相同。
(1)分析可得:该电路中可能出现的故障可能是 (填选项)
A.滑动变阻器断路 B.滑动变阻器短路
C. 定值电阻断路 D.定值电阻短路
(2)若仍有若干条导线,请利用导线验证你的分析是否正确,简述操作与判断过程。
5.如图所示是某同学利用所学物理知识设计的电子称的示意图,托盘、弹簧上端和金属滑片P固定在一起,定值电阻R0=5Ω,ab是一根长为5cm的均匀电阻丝,电阻R=10Ω,电源电压U=3V,电流表量程为0~0.6A,(弹簧的电阻不计,P与R间摩擦不计)求:
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
(1)在托盘中无物体时,使金属滑片P处于R最上端,闭合开关后,电流表的读数.
(2)当在水平面使用,托盘中放入一物体时,金属滑片P处于ab间某一位置,开关S闭合后,电流表指针指在0.3A处时, ab实际接入电路的电阻R1.
(3)若该弹簧被压缩的长度△L与所受压力F的关系如下表所示,上一问中放入托盘的物体的质量m. (g取10N/kg)
6.如图1是一种测力装置部分结构的示意图。横梁OA上下表面各贴一张完全一样的应变电阻片R1和R2,在A端施加向下的力F,横梁向下弯曲,R1被拉伸,R2被压缩。
(1)当构件受力变形时R1被拉伸,组成应变电阻片金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化,使应变电阻片R1的电阻变 (选填“大”或“小”);
(2)R1和R2串联在有恒定电压的电路中(如图2)。在A端施加向下的力F时,流过它们的电流分别用I1和I2表示:电压分别用U1和U2表示。则I1 I2;U1 U2(后两空选填“>”“=”或“<”)。
7.半导体和金属的导电能力随温度的变化特点是不同的,因此,利用它们制成的元件在生活中也各有各的用途。
温度/℃
0
20
40
60
80
R的阻值/Ω
100
120
140
160
180
(1)一个由某半导体材料制成的加热器,通电后,加热器在发热的同时,也在向外界放热。题图甲为发热功率P发热和散热功率P散热与温度t之间关系的图象。由图象可知,此加热器 (选择“可以”或“不可以”)制作电饭煲的发热体,原因是 ;
(2)某种家用固体电热灭蚊器就使用这种材料,当灭蚊器使用时,整个房间很快便充满了灭蚊片的味道,这是一种 现象;
(3)由某金属材料制成的电阻R与电源、电流表、电阻R′串联起来,连接成图乙所示的电路。用该电阻R做测温探头,把电流表的刻度改为相应的温度刻度,得到一个简单的“金属电阻温度计”。电阻R随温度t变化的情况如上面表格,则电流刻度较大处对应的温度刻度较 ;电阻R′在该电路中起到 的作用。
押题猜想16 电功和电功率的应用
1.电动机M启动过程中,设M两端电压为U,通过M的电流为I,与M串联的定值保护电阻器R的阻值为1Ω,测得和图像如图;
(1)根据图像,流过M的电流为100A时,M两端电压为 V;
(2)请求出M在第8s后持续工作5s消耗的电能;
(3)通过M的电流为10A时,求电阻R两端电压;
(4)2s~4s,电阻R产生的热量为;8s~10s,R产生的热量为, (选填“>”“=”“<”),写出判断依据: 。
押题解读
本题考查了电路分析,电功、功率、电阻的计算,综合性较强,有一定的计算量,难度较大。学生要会辨别串、并联电路,能熟练运用欧姆定律、电功、电功率公式进行计算,需具备一定审题与信息提取能力,对逻辑思维要求较高。
考前秘笈
功率的相关计算公式:P=UI,P= ,P= ;无论串或并联电路,电路总功率等于各个用电器功率之和;根据P= ,并联电路,并入的用电器(电阻)越多,总功率越大,串联电路,并入的用电器(电阻)越多,总功率越小。
1.小明连接了如图所示的电路图。已知电源电压恒为2.2V,小灯泡的额定功率为0.75W。闭合开关,发现LED发光而小灯泡没有发光,电压表的示数为1.7V,电流表的示数为0.16A。小明认为灯泡不亮的原因是灯泡发生了断路,该说法是否正确? ;若正确,写出理由;若不正确,请分析出现该实验现象的原因并写出分析过程。 。
2.(1)如图所示,体积相同的两个小球甲和乙分别从竖直高度不同的半圆光滑轨道最高点处A点和B点,以和的速度开始运动,一直沿着轨道运动到最低处A′点和B′点,此时它们的速度分别为和,均忽略空气阻力。已知甲球在A点时的动能等于乙球在B点时的动能,且,则甲球在A′点时的机械能 (选填“>”、“=”或“<”)乙球在B′点时的机械能; (选填“>”、“=”或“<”);
(2)2023年2月,土耳其发生强烈地震,中国救援队携带照明无人机前往救援。白天,为电池充电,此时电池相当于电路中的 。夜晚,无人机先接通照明系统,再接通动力系统升空,照明系统和动力系统 联。无人机悬停并提供照明时,电池可释放电能0.5kW·h,动力和照明系统的电功率分别为150W和100W,此状态下无人机至多持续工作 h,需要更换电池。
3.当归还共享充电宝后,服务终端会自动给充电宝充电,图1是某款充电宝及简化电路图
(1)根据图2,充电宝充电1小时时,求此刻充电宝的阻值 ?
(2)充电宝在前1h内消耗了7200J电能,求这段时间的平均功率 ;
(3)判断在充电过程的第三阶段中,充电宝的电功率变大、变小还是不变? ,并写出依据: ;
(4)充电过程充电线的阻值可认为不变,通过分析来比较充电线在第一、二阶段哪段时间产生热量多?
请写出你的判断依据: 。
4.根据所学习的物理知识,回答下列问题:
(1)如图1所示是一个测量 大小的仪表,它的分度值是 ;
(2)如图2所示该表的示数为 kW·h,如果表盘转动250圈,表示用电器消耗电能 J;
(3)如下图甲是某电热水壶,有加热和保温两个工作状态,当图乙中的开关S接 (选填“a”或“b”)时,电热水壶处于加热状态;小明把初温为20℃、质量为1kg的水倒入壶中,仅单独把电热水壶接入220V家庭电路中,加热6min后水温升高到100℃,耗电3.6×105J,则小明家电热水壶实际功率为 W;由热水壶本次烧水的热效率是 ()。
5.(1)小明连接了如图所示的实物图,请根据实物图,在虚线框中画出电路图(电阻箱已经画出);
(2)该电路可测量电阻箱的电功率,并探究电流与电压、电阻的关系。测量的数据如下表。求:
①电流为0.11A时,滑动变阻器接入电路的阻值;
②电阻箱电压为1.88V时,电阻箱的功率; 在此状态下电阻箱持续工作100s消耗的电能;
③小明的实验数据中,电流与电阻是否成反比?写出分析过程。
数据序号
1
2
3
4
电阻箱阻值R1/Ω
5
10
15
20
电流表读数I/A
0.29
0.22
0.13
0.11
电压表V1读数U1/V
1.47
2.20
1.88
2.20
电压表V2读数U2/V
2.74
2.07
2.49
2.20
6.某初中物理实验小组的同学想知道小灯泡的亮暗程度与什么因素有关。于是他们找来额定电流小于0.6A,额定电压是2.5V的灯L接在电源电压恒为6V的电路中,按照图甲所示的电路开始探究。
(1)请你用笔画线代替导线,根据图甲所示的电路图,将图乙所示的实物图连接完整;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)表格为他们所测得的四次实验数据得,丁玲同学在四次实验中观察到,灯的亮度是后一次都比前一次亮。结合表中数据得出的结论是:小灯泡越亮,实际功率越 ;
实验次数
1
2
3
4
U/V
1.40
2.00
2.50
2.80
I/A
0.14
0.18
020
0.21
(4)根据实验数据可得,小灯泡的额定功率是 W;
(5)小明同学在计算小灯泡的电阻时,取了所求四次电阻的平均值。这种计算方法忽略了 对灯泡电阻的影响;
(6)已知实验室内有规格为“10Ω 2A”“20Ω 1A”和“50Ω 1A”的甲、乙、丙三个滑动变阻器供选用,根据(3)中表格内的数据可知 (选填“甲”“乙”或“丙”)接入电路。
7.小明自制了一把图1所示的电热切割刀,此切割刀可用于切割泡沫板,图2是电热切割刀的电路图。
(1)电热丝的电阻为3Ω,导线的电阻忽略不计,某次切割泡沫板所用的时间是10s,切割时电源电压显示为6V,切割过程中电热丝产生的热量是 J;
(2)小明在实验室发现有三种粗细不同、材料未知的电热丝,小明想通过实验找出相同长度时电阻最小的电热丝(电热丝可看作用电器,且忽略温度对电阻大小的影响)。只有图3中器材,请设计实验,写出实验步骤(可用画图表示) ;和判断哪个电阻最小的依据。
押题猜想17 电学综合类探究
1.图甲是实践小组的同学们为学校草坪的喷淋装置设计的自动注水系统的电路图。控制电路的电源电压U1=16V,RF为压敏电阻,放置在注水系统的水箱底部,其阻值随压力的增大而减小。图乙是受控电路中干路电流随时间变化的关系图像。当通过电磁铁线圈的电流为0.1A时,注水系统停止工作,电磁铁线圈的电阻为20Ω。
(1)电磁铁的上端为 (填“N”或“S”)极;若注水系统水箱中的水量增加,电磁铁的磁性将 (填“增强”“减弱”或“不变”);
(2)当衔铁恰好被吸下时,压敏电阻RF的阻值是多少?
(3)喷淋装置的电功率是多少?
押题解读
本题考查了影响电磁铁磁性强弱的因素、安培定则、欧姆定律的应用、电功率的计算,属于综合题。
考前秘笈
1、电学重难点
(1)影响电阻大小的因素。
(2)插座的构造与工作方式。
(3)电路的组成。
(4)串、并联电路的设计与应用。
(5)电功与电热的综合计算。
(6)焦耳定律的计算及其应用。
(7)欧姆定律的应用。
(8)电功率的计算。
1.阅读短文,回答问题。
压缩空气储能
2024年4月30日,全球最大压缩空气储能项目并网发电,如图甲所示,这是我国新型储能技术应用的一个里程碑。该项目工作原理如图乙所示,用电低谷时段,将电网多余的电能通过电动机和压缩机把空气压缩成高温高压空气,再经换热器1将能量传递并储存于地下盐穴(地下盐层)中;用电高峰时段,将储存在盐穴中的高压空气释放,驱动空气膨胀机转动,连接发电机进行发电。该工程就像一个“超级充电宝”,储存1度电最终能放出0.72度电,装机功率300兆瓦,每年发电量可达6亿度,能够保障超过20万户家庭用电需求。每年可节约标准煤1.9×108kg,减少二氧化碳排放约4.9×108kg。可连续放电6小时,使用期长达40年。
(1)该项目储能过程中,电网中多余的电能通过电动机转化为 能,再通过空气压缩机转化为 能。
(2)该项目每年节约的标准煤完全燃烧释放 J的能量(标准煤热值q=2.9×107J/kg)。
(3)该项目的能量转换效率为 %。
2.如图是小明家新装的厨宝,它的特点是即开即有热水,无需提前预热,而且可以通过调节水流大小调节水温,不需要调节加热电阻大小,其部分参数如下表所示(忽略温度对电阻的影响),其中S2是温控开关。
额定电压
220V
加热功率
2200W
保温功率
44W
(1)在加热状态下,饮水机的开关状态是S1 ,S2 (均选填“断开”或“闭合”)
(2)自来水管中水温为20℃,该水龙头正常工作时在2min内放出1.5×103mL温度为50 ℃的温水,求加热这些水吸收的热量是多少 ?【水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)】
(3)加热第(2)问的自来水时,厨宝的加热效率是多少 ?
3.【项目提出】天津四季鲜明,搭建的玻璃阳光房冬冷夏热,给日常生活造成困扰。校本研修课上,同学们开展“智能环保房”设计活动,解决阳光房的温度问题。
【项目分析】
(一)设计冬季节能控温系统。
(二)设计夏季遮光控温系统。
【项目实施】
(一)设计冬季节能控温系统
该小组设计太阳能辅助加热电路,用以节省能源,如图甲所示,其中R为加热电阻,阳光房屋顶安装的太阳能电池板用来获得电能。
(1)白天,太阳能电池板给蓄电池充电,此时的“蓄电池”相当于电路中的 (选填“电源”或“用电器”);
(2)晚上,屋内温度较低时,控制开关S1自动接 (选填“a”或“b”),R对室内进行辅助加热。
(二)设计夏季遮光控温系统
由于阳光房的屋顶是用玻璃做的,夏季光照太强使屋内温度过高。该小组利用热敏电阻R1和光敏电阻R2设计了如图乙所示电路。蓄电池的电压恒为24V,变阻器R0的最大阻值为1500Ω,R1和R2的阻值变化情况如图丙所示,虚线框内R和R2按一定方式接入电路。
(3)将开关S2接c,当户外光照强度达到图丙的A点,且屋内温度升高至28℃时,电流表示数为10mA,开关S2会自动接d,卷帘装置启动,拉动遮阳帘遮光。通过计算说明乙电路中虚线框内的电阻R1和R2应该串联还是并联,并求出变阻器R0接入的阻值。
【项目优化】
(4)若设定屋内温度为26℃时,卷帘装置就能拉动遮阳帘遮光,应将变阻器R0的滑片向 (选填“左”或“右”)端适当移动一些。
4.小强把额定电压为2.5V的白炽小灯泡L1和LED灯L2连接成如图所示的电路,闭合开关后发现L1不亮,L2亮,电流表示数为0.01A。
(1)用电压表测得开关闭合时L1、L2两端的电压分别为0.01V和2.9V,求:
①此时小灯泡L1的电阻;
②此时小灯泡L1实际功率;
③LED灯L2工作10s钟消耗的电能。
(2)根据上面的数据分析可知,小灯泡L1不亮的原因是 ;
(3)小强认为增加L1两端的电压可能会使其变亮,他将如图所示电路中电源的电池增加至3节。闭合开关,两灯均不亮,电流表无示数。用电压表测得图中A、B接线柱间和A、D接线柱间的电压都为4.4V,这可能是 (选填“L1”或“L2”)烧断,你的判断理由是 。
5.工程师老曾设计一款冬天使用的感应自动出水的即热型水龙头,其主要的工作电路由加热系统和控制系统两部分组成。加热系统的电路简化后如图所示,其中的电热棒R就是一个定值电阻,它产生的热量全部给流过的水吸收;水龙头内置的控制系统(图中未画出),可以控制自动出水的水量。该控制系统与加热系统并联,且通过这个控制系统的电流为0.01A。
(1)这个即热型水龙头需要满足以下两个要求:
①能直接在我国家庭电路中正常工作;
②工作时不能超过插座允许通过最大电流();
表中有以下四种型号的电热棒可供选择作为该水龙头的零件,请你根据上述要求,排除两款不合适的型号,并说明不选它们的理由;
电热棒型号
甲
乙
丙
丁
额定电压
110V
220V
220V
220V
额定功率
2100W
1100W
2100W
5500W
两款不适合的型号是: ,不选它们的理由是:
(2)老曾表示,即热型水龙头除了需要满足上述两个要求,还要满足要求③:通过控制系统,控制每秒钟流入水龙头的冷水为0.02kg,并加热使这些水的温度升高25℃流出(水的比热容为J/(kg·℃))。要满足这些要求,每秒钟水流经水龙头吸收的热量为 J,该水龙头在使用时,每秒钟消耗的电能为W,则W Q(选填“大于”或“等于”或“小于”);
(3)综上所述,老曾设计的这款冬天使用的即热型水龙头应该选择电热棒型号是表中的 (选填“甲”或“乙”或“丙”或“丁”)。
6.如图1是小区门口利用光敏电阻设计的监控装置,当不同强度的光照射到光敏阻时,其阻值会增大。光源射出的红外光束穿过通道照射到光敏电阻RT上,电源电压恒为12V,定值电阻。发现内有两人分别经过通道,每人通过时间为1s,监控装置中的电压表变化规律如图2所示。
(1)请按图1的电路图连接图3的实物图;( )
(2)“无人通过”时,定值电阻R0两端的电压U0= ,通过 R0的电流I0= ;
(3)求“无人通过”时光敏电阻RT的阻值;( )
(4)求内RT消耗的电能。( )
7.如图 是某科技小组设计的利用太阳能给 LED 路灯供电的自动控制电路的示意图(未画完整)。其中,R是光敏电阻,其电阻大小会随着光照强度的变化而变化。当流经电磁铁A的电流 I≥30.0mA 时,太阳能电池板与蓄电池形成闭合回路,蓄电池处于充电状态。下表为光敏电阻R、流经电磁铁A的电流I与光照度 E 的测试数据。
光照度E/lux
5
10
15
20
25
30
光敏电阻R/Ω
60
30
20
15
12
10
线圈中电流I/mA
21.4
27.3
30.0
31.6
32.6
33.3
(1)由表中可知,R的阻值会随光照度E的增强而 。(选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)白天,太阳能电池板将 能转化为 能,再通过蓄电池转化为 能。傍晚,当光照度小于 Lux 时,流经电磁铁A的电流 I<30.0mA 时,动触点D会与静触点 (选填“G、H”或“E、F”)接触,LED 开始工作;
(3)请根据上述描述将图的电路设计图连接完整,工作电路能正常工作(图中已给出静触点 E、F、G、H 的四根引线)( )
(4)当光照度为30Lux时,R两端的电压是多少?( )
(5)当光敏电阻R为20Ω时,持续了1min,R产生的热量是多少?( )
押题猜想18 力学综合类探究
1.如图甲所示,一块重为5N的磁铁吸在竖直放置的粗糙钢板上,磁铁相对钢板静止。钢板重200N,磁铁对钢板的压力为20N,磁铁与钢板之间的接触面积为。
(1)磁铁相对钢板静止时,磁铁所受的摩擦力大小为 N,方向 (选填“竖直向上”、“竖直向下”、“向左”或“向右”)。
(2)磁铁对钢板的压强有多大?
(3)如图乙所示,用竖直向下的力F拉着磁铁,使其匀速直线运动了,运动时间为10s。F做功的功率是。这段时间:
①F做了多少功?
②F多大?
③磁铁所受的摩擦力多大?
押题解读
本题考查了压强公式、做功公式、功率公式的灵活运用,正确分析物体的受力是解题的关键。
考前秘笈
1、力学重难点
(1)流体压强与流速的关系。
(2)连通器原理。
(3)定滑轮及其工作特点。
(4)功率的计算及公式的应用。
(5)物体的浮沉条件及其应用。
(6)液体压强的计算以及公式的应用。
(7)浮力大小的计算。
(8)物体的浮沉条件及其应用。
1.(1)如图1所示,弹簧测力计此时的读数为 ,在生活中,该弹簧测力计 (选填“可以”或“不可以”)直接用来测量质量为4kg的物块所受到的重力;
(2)轻质弹簧一端固定在墙上,另一端固定在一物块上,如图2甲所示,此时弹簧处于正常状态,弹簧与物块之间没有弹力;用力F把物块向左推至A点,弹簧被压缩,如图2乙所示;撤去推力F,物块向右运动。物块运动到图2丙中B点的位置时,速度为v,弹簧被拉伸,请在方框内以点代替物块,画出物块在B点时的受力示意图 。
2.如图1所示,轻质弹簧一端固定在墙上,另一端与物体N连接,图1中所示为弹簧原长的状态,水平地面为粗糙表面,把N沿水平地面压缩弹簧,直至N的位置标记线到达A点(本题中N的位置,均指N的位置标记线所对的位置),静止释放N,运动到最远点B点后,返回通过C点。
(1)在图2方框内以点代N,画出N由B点返回通过C点时的受力示意图;
(2)N在A点静止释放,先后两次通过C点时,N受到弹簧弹力的方向 (选填“相同”或“相反”);
(3)若把水平面换作光滑无摩擦表面,N运动到最右端速度为零时,弹簧与其连接恰好断开,则物体N将 。
①保持静止状态 ②向右匀速直线运动
③被弹簧拉动向左运动 ④向左匀速直线运动
3.冰壶和冰球运动是冬奥会比赛项目。
(1)冰壶的质量约为20kg,底部与冰道接触的面积约为200cm2,根据以上数据算出冰壶静止时对冰道的压强大小为 Pa;(g=10N/kg)
(2)某次练习中,两运动员分别同时控制冰球甲、乙从A匀速直线向右滑行到B,水平推力大小相等。每经过1s,频闪摄影记录冰球的位置如图a,在B时撤去推力,两球分别静止在C和D处;
①两冰球所受摩擦力f甲 f乙(选填“>”、“=”或“>”);
②第7秒时甲相对乙 (选填“向左运动”、“向右运动”或“静止”);
③若乙冰球向右运动的过程中撞击静止的冰球丙,撞击力为F,撞击分离后丙向右运动;在图b方框内画出分离后丙运动过程中受到的力的示意图 。(以·表示丙)
4.判断或计算液体密度大小有如下方法:
(1)自制简易密度计,如图所示将同一根密度计分别先后放入盛有甲、乙液体中,所受浮力分别是 F甲、F乙,甲、乙两种液体的密度分别是ρ甲、ρ乙,可以判断 F甲 F乙,ρ甲 ρ乙(均选填“>”“=”或“<”);
(2)现在小星有以下四根材料可以用于制作密度计,要求:1.密度计测量的液体密度范围在1000~1200kg/m3之间;2.盛放液体的水槽直径为 100mm。请你帮小星选一个最合适的材料作为密度计,并说明不选择其他材料的理由。
材料
密度(kg/m3)
长度/cm
底面积直径/cm
A
800
15
11
B
600
20
2
C
1500
25
1
D
2500
15
1.5
5.如图一所示,在相同的时间内,用甲、乙两个滑轮组分别将物体A、B匀速提升2m,拉力分别为。做功的数据如图二所示。则:
(1)计算:
①乙滑轮组中绳子自由端移动的距离;
②的大小;
③乙滑轮组的机械效率;
(2)两物体质量 ;(选填“>”“<”“=”)。
(3)做功的功率 (选填“>”“<”“=”),判断的依据是 。
6.一个物体在一个恒定的拉力F的作用下会做匀加速直线运动,从静止开始做匀加速直线运动的物体,经过一段时间t后,在其他条件一定时,速度v与时间t的关系图象如下图,探究速度v与拉力F、时间m的关系,得到表格中的数据
拉力F/N
0.2
0.2
0.6
质量m/kg
1
2
3
速度v/m/s
2
1
2
(1)速度v与拉力F、质量m、时间t之间的关系的表达式为:v=k ,其中k= 。
(2)运动的物体具有动能,动能用字母Ek表示,动能大小与物体的质量和物体的速度的关系可以用公式Ek=mv2表示,一个质量为m的物体,在一个恒定的拉力F的作用下,在一定时间内增大的动能等于拉力在这段时间内对物体做的功。
请推导:一个质量为m的物体,在一个恒定的拉力F的作用下,从静止开始运动,当通过的路程为s时,所用的时间 。
7.“道路千万条,安全第一条”。请从物理角度回答下列交通安全问题:
(1)夜间行车,当后车灯光照射到前方自行车尾灯时可起到明显警示作用,如图甲,其原理是利用了光的 ;
(2)汽车在高速行驶时,一旦发生碰撞或紧急刹车,乘客由于 继续向前运动,如果不系安全带,容易造成人身伤害;
(3)汽车上的倒车雷达利用 (选填“超声波”或“电磁波”)传递障碍物的位置信息,进行回声定位防止倒车时撞到障碍物;
(4)高速行驶的汽车紧急刹车时,车轮发生抱死立即停止转动,此时轮胎与地面间存在 (选填“滑动”“滚动”或“静”)摩擦;
(5)汽车的刹车结构示意图如图乙所示,应用了杠杆知识,特点是省 ;
(6)某路段标志牌如图丙所示,同样道路上,对不同车型限制不同的最高速度,车辆质量越 ,限速越低。
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!2
21 / 172
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$$