2025年辽宁省中考物理模拟练习卷(十一)
2025-05-07
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内容正文:
2025年辽宁省中考物理模拟练习卷(十一)模拟练习卷
第1页(共1页)
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一.选择题(共9小题,满分10分)
1.(2分)“估测”是物理学中最常用的方法之一,一本八年级下册物理课本所受的重力最接近( )
A.25g B.250g C.2.5N D.250N
2.(2分)下列关于力的说法不正确的是( )
A.不直接接触的物体之间也可以有力的作用
B.成语“孤掌难鸣“说明一个物体一定不会产生力的作用
C.“风吹草低见牛羊”,说明风对草的力改变了草的运动状态及形状
D.《墨子》:“以卵投石,尽天下之卵,不可毁也”,说明鸡蛋受到的作用力比石头的小
3.(2分)下列情景中,研究对象处于平衡状态的是( )
A.加速追逐猎物的猎豹 B.绕地球匀速运行的卫星
C.正在荡秋千的小朋友 D.静止悬挂在教室内的日光灯
4.下列实例中,属于防止惯性带来危害的是( )
A.扔实心球 B.跳远时助跑
C.司机系安全带 D.抖掉衣服上的灰尘
5.如图所示,一铁块吸附在竖直放置的足够长的磁性平板上,在竖直向上拉力F的作用下,铁块以速度v竖直向上做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.磁性平板对铁块的吸引力和铁块对磁性平板的吸引力是一对相互作用力
B.磁性平板对铁块的吸引力和铁块对磁性平板的吸引力是一对平衡力
C.拉力F和磁性平板对铁块的摩擦力是一对平衡力
D.拉力F 和铁块受到的重力是一对相互作用力
6.如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则电灯L1和L2两端的电压分别为( )
A.1.2V,6V B.1.2V,4.8V C.4.8V,1.2V D.4.8V,6V
(多选)7.(2分)对下列四幅图的表述,正确的是( )
A.甲图表示的是发电机的工作原理图
B.乙图可以表示动圈式扬声器的工作原理
C.丙图可用来解释电磁继电器的工作原理
D.丁图中通电导体可以使煤油温度升高是由于电流的热效应
(多选)8.(2分)建筑工地上常用的夹砖器(取砖工具)如图甲所示,用它夹住多块相同的砖,竖直提起后静止在空中,此时两夹片与砖面平行,如图乙所示,则( )
A.砖之间无压力
B.砖之间无摩擦力
C.砖对夹砖器的摩擦力向下
D.夹片对砖的压力越大,砖受到的摩擦力越大
(多选)9.如图所示,一个密封的圆台状容器,内装一定质量的水,放在水平桌面上,现把它倒置过来,则( )
A.容器对桌面的压强减小
B.容器对桌面的压力不变
C.水对容器底的压强增大
D.水对容器底的压力减小
二.填空题(共6小题,满分8分)
10.(2分)2023年5月30日9时31分,搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。如图是神舟十六号载人飞船,其助推器向地面喷气会使飞船加速升空,这说明力的作用是 的,飞船的速度变快,这说明力能改变物体的 。
11.(2分)测量大气压的仪器叫做 ;大气压随高度的升高而 。
12.质地均匀的长方体物块重8N,放在水平桌面上,如图所示,它与桌面的接触面积为0.01m2,则它对桌面的压强p1为 Pa;竖直切除该物体右边的阴影部分,剩余部分对桌面的压强为p2,则p2 p1(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
13.(2分)2022年12月20日,在建规模世界第一、装机规模全球第二大水电站——金沙江白鹤滩水电站最后一台机组顺利先成72小时试运行,正式投产发电。白鹤滩水电站发电利用的水能属于 能源(填“可再生”或“不可再生”)。核电站是利用核能发电,其核燃料在反应堆内是通过核 的方式,把核能转化为电能。
14.有一块手机用的锂电池,上面标明3.7V,容量为1130mAh,它充满电后,大约储存了 J的电能;锂电池放电是将 能转化为电能。
15.(2分)如图所示,灯泡L标有“6V 3W”字样(不考虑灯丝电阻变化),定值电阻R1=28Ω,当开关S1、S2、S3全部闭合时,灯泡正常发光,电流表示数为0.75A。则定值电阻R0为 Ω;当S1闭合,S2、S3断开时,电路消耗的功率为 W。
三.作图题(共2小题,满分4分,每小题2分)
16.(2分)在图中,用200N的力将200N的水桶提起,作出水桶受到的力的示意图。
17.(2分)如图所示为电热水壶的内部简化电路,请根据安全用电的原则,把电热水壶的3条接线连接到插头上。
四.实验探究题(共4小题,满分24分,每小题6分)
18.(6分)在“探究阻力对物体运动的影响”实验中:
(1)小明每次实验将小车从斜面上同一高度处由静止滑下,目的是使小车每次在水平面上开始滑行的速度大小 ,让小车分别在毛巾、棉布和木板表面运动,最终小车静止时的位置如图所示。实验中是通过改变 来改变小车所受阻力大小的。
(2)由此可得:小车受到的阻力越小,速度减小得越 。进一步推理可知:若小车运动时所受阻力为零,小车将保持 (填运动状态)。
(3)上述实验结论是小明在分析实验现象的基础上,经过科学推理得出的。下列得出实验结论的过程与该实验相同的是 。
A.探究影响压力作用效果的因素 B.探究液体的压强与哪些因素有关 C.探究声音能否在真空中传播
(4)牛顿第一定律告诉了我们物体的运动 (选填“需要”或“不需要”)力来维持。
19.(6分)小明用如图所示的装置研究液体内部的压强。
(1)实验前,用手指按压橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。此时压强计 (填“是”或“不是”)连通器。
(2)图3、图4探头所处位置液体压强为p3、p4,则p3 p4(选填“>”“<”或“=”),判断的依据是 。
(3)根据图2、图3所示现象可以研究液体内部压大小与 的关系。根据研究得出的结论,拦河坝应设计成 (填“下宽上窄”或“下窄上宽”)的形状。
(4)为研究液体内部压强大小是否与液体密度有关,小明将浓盐水缓慢倒入图3所示容器的水中(液体未溢出、探头位置不变),静置待均匀混合后,观察到U形管左右两侧液面发生了变化,得出液体内部压强大小与液体密度有关的结论。小明得出结论的实验过程是错误的,理由是: 。
(5)通过学习,小明利用掌握的液体压强知识测量实验所用盐水的密度,过程如下:
①向如图5所示容器中的左侧倒入适量的水,橡皮膜向右凸起;
②再向容器中的右侧缓慢倒入盐水,直至橡皮陕变平;
③测得水面到橡皮膜中心的距离为h1,测得盐水液面到橡皮膜中心的距离为h2;
④可推导出该盐水密度的表达式为ρ盐水 (用h1、h2、ρ水表示)。
20.(6分)小明要探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”,他猜想滑动摩擦力大小可能与下列三个因素有关:①接触面所受的压力大小;②接触面的粗糙程度;③接触面积的大小;接下来小明通过如图所示实验操作来验证他的猜想。
(1)实验中小明将木块放在水平放置的长木板上,用弹簧测力计 直线拉动木块,使其在长木板上滑动,这样做是根据 得出木块所受的滑动摩擦力的大小。
(2)对比甲、乙两图的操作过程,是为了探究滑动摩擦力大小与 的关系。
(3)如果小明要探究滑动摩擦力的大小与②的关系时,她应该选择 两幅图所示的实验步骤来进行操作,通过比较图中弹簧测力计的示数可得出结论 。
(4)小明要探究滑动摩擦力的大小与③的关系时,他将木块切去一半,重复甲的操作过程,如图丁所示。他比较甲和丁的实验结果,得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。你认为他在实验中存在的问题是: 。
21.(6分)【实验名称】测量小灯泡发光时的电阻
【实验器材】额定电压为2.5V的小灯泡、电压为6V的电源、电流表、电压表、滑动变阻器甲(20Ω 1A)、滑动变阻器乙(40Ω 0.5A)、开关、导线若干。
【实验步骤】
(1)连接电路时存在错误,请在如图所示电路的错误导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连线。
(2)改正错误后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表和电流表均有示数,接下来的操作是 。
(3)实验结束后,得到了下表中所示的数据,可知该实验选择的滑动变阻器是 (填“甲”或“乙”),小灯泡正常发光时灯丝的电阻为 Ω。(保留一位小数)。小红认为该表格的设计有一不合理之处,请指出: 。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.2
0.24
0.28
0.3
0.31
电阻R/Ω
电阻平均值/Ω
【拓展】
(4)将图中的小灯泡换成不同阻值的定值电阻,其余连接不变,可以探究电流与电阻的关系。现有3个定值电阻,阻值分别为:5Ω、15Ω、25Ω。实验步骤如下:
①在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻,闭合开关,调节滑片,使电压表示数为2V,记录电流表示数;
②断开开关,用15Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻后再闭合开关,将滑片向 (填“左”或“右”)移动,直到电压表示数为2V,再记录电流表示数;
③断开开关,用25Ω的定值电阻替换15Ω的定值电阻后再闭合开关,发现无论如何移动滑片,电压表示数始终不能为2V,原因是 。
五.计算题(共3小题,满分22分)
22.(8分)2023年蒜薹大丰收,乡间道路两侧随处可见收购蒜薹的车辆。如图所示,自重2.8t的货车装载收购的2.2t蒜薹停在水平乡间公路上,车轮与地面总接触面积为0.2m2,司机用时4h将蒜薹运到距离此地256km的冷库,耗油40L。已知柴油的密度为0.85×103kg/m3,柴油的热值为4.3×103J/kg,g取10N/kg。求:
(1)载有蒜薹的货车对乡间公路路面的压强;
(2)将蒜薹运到冷库,货车的平均速度大小;
(3)40L柴油完全燃烧释放的热量。
23.(8分)无烟电烤炉是现代家庭聚餐新兴的一种烧烤设备,不仅使用方便,更体现的是一种健康环保的生活理念。如图甲所示是小明家买的一款新型三挡(大火、中火和小火)无烟电烤炉,其内部电路图如图乙所示。已知,R1的阻值为96.8Ω,R2的阻值为48.4Ω,额定电压为220V。则:
(1)求该无烟电烤炉在小火正常工作时的电流;(结果保留一位小数)
(2)求该无烟电烤炉在大火正常工作时的功率;
(3)为了能在家用该无烟电烤炉用大火进行烧烤,小明家准备更换额定功率更大的电表。已知进行烧烤时,小明家会同时开启一台功率为500W的电冰箱和一台功率为100W的电视机,以及3盏功率为20W的灯泡,而供电局提供的电能表允许接入用电器的最大功率为2200W,请通过计算说明该电能表是否可以在小明家中使用。
24.(6分)阅读短文,回答问题
投影仪
投影仪是通过透镜等将图像放大投影到白色银幕上。其基本结构包括光源、透镜、反射镜、色轮、显示芯片、过热控制系统等。
某校教室里使用的一款投影仪,安装结构模式图如图甲所示,底座上AB两点为两个螺钉的位置,AB为长20cm,CD为可伸缩的方形套管,长度可在15cm~65cm内调节。安装完成后,投影仪重力作用线正好过D点。
右表为图甲中投影仪的部分参数。投影大小是投影画面对角线的尺寸;投射比是指投影距离与投影仪大小的0.8倍的比值。投影距离是画面清晰时,投影仪镜头与银幕之间的距离。(g=10N/kg)
投影大小
80~100英寸
投射比
0.15~0.25
质量
3.2kg
(1)投影仪透镜的焦距为f,则镜头到银幕的距离 (选填“小于f”“大于2f”或“大于f小于2f”)。
(2)关于投影仪,下列说法正确的是 。
A.为从不同角度看到像,银幕应光滑
B.投射比越小,投射画面越小
C.缩短支架CD长度,投影画面变小
D.投影仪工作过程中只有折射现象
(3)若不考虑图甲中支架的重力,A处螺钉与承重墙体间的摩擦力f最大为 N;为了安全起见,底座AB的长度应该做得适当 (选填“长”或“短”)些,理由是 。
(4)为使投影画面始终清晰,安装时,投影距离最小为 m。(1英寸约等于2.5cm)
(5)该投影仪过热控制系统电路原理简化如图乙所示,当箱体内温度升高到设定温度时,电磁铁吸引衔铁,断开灯泡所在电路,R1为热敏电阻。图丙为两种热敏电阻R1、R2阻值随温度变化的关系图像,则R1应该选用图丙中的 ,已知控制电路中电磁铁线圈的电阻为150Ω,为电磁铁供电的电池电压为6V,若线圈中的电流达到20mA,就会断开灯泡的工作电路,则箱体内的温度 (填温度满足的条件)。
2025年辽宁省中考物理模拟练习卷(十一)模拟练习卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共6小题)
题号
1
2
3
4
5
6
答案
C
D
D
C
A
B
二.多选题(共3小题)
题号
7
8
9
答案
CD
BC
BCD
一.选择题(共9小题,满分10分)
1.(2分)“估测”是物理学中最常用的方法之一,一本八年级下册物理课本所受的重力最接近( )
A.25g B.250g C.2.5N D.250N
【分析】根据生活经验和对重力单位的认识进行分析。
【解答】解:一本八年级下册物理课本的质量约为250g=0.25kg,其所受的重力约为G=mg=0.25kg×10N/kg=2.5N,故C正确。
故选:C。
【点评】本题考查重力的估测,通常先估出物体的质量,然后由重力公式得到其重力。
2.(2分)下列关于力的说法不正确的是( )
A.不直接接触的物体之间也可以有力的作用
B.成语“孤掌难鸣“说明一个物体一定不会产生力的作用
C.“风吹草低见牛羊”,说明风对草的力改变了草的运动状态及形状
D.《墨子》:“以卵投石,尽天下之卵,不可毁也”,说明鸡蛋受到的作用力比石头的小
【分析】(1)在发生力的作用时,两个物体不一定接触(如:磁铁吸引铁钉);相接触的物体不一定就有力的作用;
(2)力是物体对物体的作用,发生力的作用时,至少要有两个物体,其中受到力的作用的物体叫受力物体,对别的物体施加了力的物体叫施力物体;
(3)力的作用效果有两个:①力可以改变物体的形状即使物体发生形变;②力可以改变物体的运动状态,包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化;
(4)物体间力的作用是相互的,物体受到力的同时,也对另一个物体施加了力。
【解答】解:A、在发生力的作用时,两个物体不一定接触(如:磁铁吸引铁钉),故A正确;
B、力是物体对物体的作用,发生力的作用时,至少要有两个物体,成语“孤掌难鸣”说明一个物体一定不会产生力的作用,故B正确;
C、“风吹草低见牛羊”,风对草的力既改变了草的形状,也改变了草的运动状态,故C正确;
D、物体间力的作用是相互的,以卵投石时,鸡蛋和石头都受到力的作用,并且这两个力大小相等,故D不正确。
故选:D。
【点评】深入理解力的概念、力的作用的相互性及力的作用效果,可正确解答此题。
3.(2分)下列情景中,研究对象处于平衡状态的是( )
A.加速追逐猎物的猎豹
B.绕地球匀速运行的卫星
C.正在荡秋千的小朋友
D.静止悬挂在教室内的日光灯
【分析】平衡状态是指静止和匀速直线运动状态。
【解答】解:A.猎豹加速追逐猎物时,猎豹的速度不断增大,处于非平衡状态,故A不符合题意;
B.绕地球匀速运行的卫星,其运动方向不断发生变化,处于非平衡状态,故B不符合题意;
C.正在荡秋千的小朋友,其速度大小和运动方向不断发生变化,处于非平衡状态,故C不符合题意;
D.静止悬挂在教室内的日光灯,处于平衡状态,故D符合题意。
故选:D。
【点评】此题考查平衡状态的判断,属于基础题目,明白平衡状态的含义是关键。
4.下列实例中,属于防止惯性带来危害的是( )
A.扔实心球 B.跳远时助跑
C.司机系安全带 D.抖掉衣服上的灰尘
【分析】物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性;我们可以利用惯性,有时候要注意防止惯性带来的危害,注意区分。
【解答】解:A、扔实心球,是利用惯性,以便把实心球扔的更远,故A不合题意;
B、跳远助跑的目的是让运动员在起跳前有一个较大的速度,起跳时,人由于惯性还要保持他起跳前的速度,从而能跳得更远,这是利用惯性,故B不合题意;
C、司机系安全带,是防止紧急刹车或突然减速时由于惯性造成人身伤害,故C符合题意;
D、拍打衣服前,衣服和灰尘一起静止,当拍打时,衣服运动,灰尘由于惯性还要保持原来的静止状态,灰尘离开衣服,在重力的作用下,灰尘从衣服上掉下来,是利用惯性,故D不合题意。
故选:C。
【点评】知道任何物体在任何情况下都具有惯性,会用惯性知识解释生活中相关的现象。
5.如图所示,一铁块吸附在竖直放置的足够长的磁性平板上,在竖直向上拉力F的作用下,铁块以速度v竖直向上做匀速直线运动。下列说法正确的是( )
A.磁性平板对铁块的吸引力和铁块对磁性平板的吸引力是一对相互作用力
B.磁性平板对铁块的吸引力和铁块对磁性平板的吸引力是一对平衡力
C.拉力F和磁性平板对铁块的摩擦力是一对平衡力
D.拉力F 和铁块受到的重力是一对相互作用力
【分析】(1)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上;
(2)铁块以速度v竖直向上做匀速直线运动时,受到竖直向上的拉力和竖直向下重力、磁性平板对铁块的摩擦力作用处于平衡状态;
(3)相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
【解答】解:AB、磁性平板对铁块的吸引力和铁块对磁性平板的吸引力是分别作用在不同物体上的两个力,所以不是一对平衡力,而是一对相互作用力,故A正确,B错误;
C、铁块竖直方向受到竖直向上的拉力和竖直向下重力、磁性平板对铁块的摩擦力作用处于平衡状态,则拉力F和磁性平板对铁块的摩擦力大小不相等,不是一对平衡力,故C错误;
D、拉力F和铁块受到的重力是作用在同一个物体上的两个力,所以不是一对相互作用力,故D错误。
故选:A。
【点评】此题考查了对物体的受力分析及平衡力与相互作用力的区别,同时考查摩擦力的方向,关键是正确理解平衡力和相互作用力的区别:平衡力是作用在同一物体上的两个力;相互作用力是作用在两个物体上的力。
6.如图甲所示的电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则电灯L1和L2两端的电压分别为( )
A.1.2V,6V B.1.2V,4.8V C.4.8V,1.2V D.4.8V,6V
【分析】由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测L1两端的电压,根据串联电路的电压特点和两电压表指针偏转相同判断它们的量程,并根据分度值读出示数,进一步求出L2两端的电压。
【解答】解:由电路图可知,两灯泡串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测L1两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且两电压表指针偏转相同,所以,电压表V1的量程为0∼15V,分度值为0.5V,电源的电压U=6V,电压表V2的量程为0∼3V,分度值为0.1V,L1两端的电压U2=1.2V,则L2两端的电压:U2=U﹣U1=6V﹣1.2V=4.8V。
故选:B。
【点评】本题考查了串联电路的电压特点和电压表的读数,会确定两电压表的量程是关键。
(多选)7.(2分)对下列四幅图的表述,正确的是( )
A.甲图表示的是发电机的工作原理图
B.乙图可以表示动圈式扬声器的工作原理
C.丙图可用来解释电磁继电器的工作原理
D.丁图中通电导体可以使煤油温度升高是由于电流的热效应
【分析】(1)电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的;
(2)动圈式扬声器的工作原理是通电导线在磁场中受力的作用;
(3)奥斯特实验说明通电导体周围存在着磁场;
(4)当电流通过电阻时,电流做功而消耗电能,产生了热量,这种现象叫做电流的热效应。
【解答】解:A.图中有电源,若闭合开关,磁场中的通电导体会受力运动,这是电动机的原理图,故A错误;
B.图中没有电磁感应,演示的是电磁感应现象,动圈式扬声器的工作原理是通电导线在磁场中受力的作用,故B错误;
C.图中是奥斯特实验,说明通电导体周围存在着磁场,电磁继电器就是利用的电流的磁效应,故C正确;
D.图中是探究焦耳定律的实验,研究的是影响电流产生热量多少的因素,故D正确。
故选:CD。
【点评】知道电磁铁、电动机和发电机的制作原理即原理图是解决该题的关键。
(多选)8.(2分)建筑工地上常用的夹砖器(取砖工具)如图甲所示,用它夹住多块相同的砖,竖直提起后静止在空中,此时两夹片与砖面平行,如图乙所示,则( )
A.砖之间无压力
B.砖之间无摩擦力
C.砖对夹砖器的摩擦力向下
D.夹片对砖的压力越大,砖受到的摩擦力越大
【分析】先对两块砖整体分析,根据力的平衡求出摩擦力的大小;根据二力平衡判定砖受到的摩擦力的变化。
【解答】解:A、用夹子夹住两块相同的砖,两块砖之间存在压力,故A错误;
B、两块砖之间存在压力,两块砖静止,竖直方向上受到竖直向下的重力、夹子对砖竖直向上的摩擦力的作用,两块砖之间没有发生相对运动的趋势,不存在摩擦力,故B正确;
C、夹子对砖的摩擦力向上,故砖对夹子的摩擦力向下,故C正确;
D、夹片对砖的压力变大,砖受力平衡,摩擦力等于砖的重力,摩擦力保持不变,故D错误。
故选:BC。
【点评】本题考查了摩擦力的大小和方向、二力平衡条件的应用,难度不大。
(多选)9.如图所示,一个密封的圆台状容器,内装一定质量的水,放在水平桌面上,现把它倒置过来,则( )
A.容器对桌面的压强减小
B.容器对桌面的压力不变
C.水对容器底的压强增大
D.水对容器底的压力减小
【分析】(1)在水平桌面上,物体对桌面的压力等于物体重,倒置后压力不变、受力面积变小,根据压强公式判断桌面受到的压强变化。
(2)先分析水对容器底的压强,由液体压强公式p=ρgh,只需分析当把容器倒置过来后,h有何变化,就可以得出压强如何变化。
分析水对容器底的压力,我们就需要用公式F=pS进行分析。而直接用这个公式还不能分析出水对容器底的压力变化情况,因为倒置过来后水对容器底的压强变大了(h变大了),而容器底面积却变小了,所以压强与容器底面积的乘积是变大了还是变小了,我们就无法判断出来。所以我们还需要寻找一个量,通过这个量把第一次和第二次水对容器底的压力联系起来,从而进行比较。
第一次,水对容器底的压力大于水的重力。理由:水对容器底的压力是以S大为底面积,h为高的这部分液柱所产生的压力,这部分液柱比容器中的水多,所以水对容器底的压力大于水的重力;
第二次,水对容器底的压力小于水的重力。理由:水对容器底的压力是以S小为底面积,h′为高的这部分液柱所产生的压力,这部分液柱比容器中的水少,所以水对容器底的压力小于水的重力。
由此就可得出第一次和第二次水对容器底的压力变化情况了。
【解答】解:
AB、设如图放置时的底面积为S大,倒置过来后的底面积为S小,倒置前后容器对桌面的压力等于总重力,重力不变,故压力不变,而与水平面的接触面积减小。根据p可知,对水平桌面的压强变大;故A错误,B正确。
C、因为水的体积一定,所以倒置过来后水的高度增大了,则根据液体压强公式p=ρgh可知,倒置过来后水对容器底的压强变大了。故C正确;
D、第一次水对容器底的压力:F=pS=ρghS大,即水对容器底的压力是以S大为底面积,h为高的这部分液柱所产生的压力,由图可知这部分液柱比水多,所以水对容器底的压力大于水的重力。如图:
第二次水对容器底的压力:F′=p′S小=ρgh′S小,即水对容器底的压力是以S小为底面积,h′为高的这部分液柱所产生的压力,由图可知这部分液柱比水少,所以水对容器底的压力小于水的重力。如图:
对比前后两次情况,液体对容器底部的压力将会变小,且倒置后,液面升高,据p=ρgh,h变大,容器底部所受液体的压强变大;故D正确。
故选:BCD。
【点评】本题考查了学生对压强定义式、液体压强公式的掌握和运用,在水平桌面上,物体对桌面的压力等于物体重。
二.填空题(共6小题,满分8分)
10.(2分)2023年5月30日9时31分,搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。如图是神舟十六号载人飞船,其助推器向地面喷气会使飞船加速升空,这说明力的作用是 相互 的,飞船的速度变快,这说明力能改变物体的 运动状态 。
【分析】(1)力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的;
(2)力的作用效果:力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态;物体运动状态的改变包括:速度大小的改变和运动方向的改变。
【解答】解:助推器向地面喷火,助推器对地面施加力,同时地面也对助推器施加力,助推器受到反作用力,推动飞船上升,说明力的作用是相互的;
在助推器的推力作用下,飞船运动的速度越来越快,即飞船的运动状态改变了,说明力能改变物体的运动状态。
故答案为:相互;运动状态。
【点评】此题是一道力现象的综合题,考查了力作用的相互性和力的作用效果,难度不大。
11.(2分)测量大气压的仪器叫做 气压计 ;大气压随高度的升高而 减小 。
【分析】大气压随高度的增加而减小。
测量大气压的仪器叫气压计。
【解答】解:测量大气压的仪器叫气压计。
大气压随高度的增加而减小,且在海拔3km以内每升高1km,压强下降10kPa;3km以外变化不均匀,高度越升高,大气压减小的就越慢。
故答案为:气压计;减小。
【点评】本题考查气压计及大气压与高度的关系,属于基础题。
12.质地均匀的长方体物块重8N,放在水平桌面上,如图所示,它与桌面的接触面积为0.01m2,则它对桌面的压强p1为 800 Pa;竖直切除该物体右边的阴影部分,剩余部分对桌面的压强为p2,则p2 小于 p1(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【分析】(1)长方体对水平桌面的压力等于长方体的重力,根据p求出长方体对桌面的压强;
(2)竖直切除该物体右边的阴影部分时,分析受力面积和压力的变化,再根据压强公式判断剩余部分对桌面的压强的变化。
【解答】解:
(1)长方体对桌面的压力等于长方体的重力:
F=G=8N,
长方体对桌面的压强为:
p800Pa;
(2)设长方体的底面积为S,与桌面的接触面积为S′,没切除时,长方体对桌面的压强:p,
因为S′<S,所以p①
当竖直切除该物体右边的阴影部分,设剩余部分的重力为kG,则受力面积为kS,物体对桌面的压力F′=kG,则剩余部分对桌面的压强为:
p′②;
由①②可知,剩余部分对桌面的压强会变小,即,p2<p1。
故答案为:800;小于。
【点评】本题考查了压强的简单计算和压强公式的应用,难点是分析沿竖直方向切去一块时受力面积和压力的变化,再确定对桌面的压强变化。
13.(2分)2022年12月20日,在建规模世界第一、装机规模全球第二大水电站——金沙江白鹤滩水电站最后一台机组顺利先成72小时试运行,正式投产发电。白鹤滩水电站发电利用的水能属于 可再生 能源(填“可再生”或“不可再生”)。核电站是利用核能发电,其核燃料在反应堆内是通过核 裂变 的方式,把核能转化为电能。
【分析】(1)可再生能源:可以从自然界中源源不断地得到的能源.例:水能、风能、太阳能、生物质能、潮汐能;不可再生能源不可能在短期内从自然界得到补充。
(2)核裂变和核聚变都能释放能量,对于核裂变是可控的,如核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的;对于核聚变过程不可控,如氢弹爆炸就是利用核聚变释放能量。
【解答】解:白鹤滩水电站发电利用的水能,可以从自然界中源源不断地得到,属于可再生能源。
核电站是利用核能发电,其核燃料在反应堆内是通过核裂变的方式,把核能转化为电能。
故答案为:可再生;裂变。
【点评】本题考查了能源分类、核能的利用,属于基础题目。
14.有一块手机用的锂电池,上面标明3.7V,容量为1130mAh,它充满电后,大约储存了 15051.6 J的电能;锂电池放电是将 化学 能转化为电能。
【分析】根据W=UIt求出电流做的功即为储存的电能;电池在放电时相当于电源。
【解答】解:
锂电池充满电后储存的电能为:W=UIt=3.7V×1.13A×3600s=15051.6J;
电池在放电时相当于电源,化学能转化为电能。
故答案为:15051.6;化学。
【点评】本题考查了手机电池充满电后储存电能的计算,电池充电过程的能量转化等,关键是明白手机电池容量的含义。
15.(2分)如图所示,灯泡L标有“6V 3W”字样(不考虑灯丝电阻变化),定值电阻R1=28Ω,当开关S1、S2、S3全部闭合时,灯泡正常发光,电流表示数为0.75A。则定值电阻R0为 24 Ω;当S1闭合,S2、S3断开时,电路消耗的功率为 0.9 W。
【分析】(1)当开关S1、S2、S3均闭合时,R1短路,灯L与R0并联,小灯泡恰好正常发光,由此可求得电源电压;然后根据P=UI可求得通过小灯泡的电流,再根据并联电路的电流规律可求得通过R0的电流,然后根据欧姆定律可求得电阻R0的值;
(2)当开关S1闭合,S2和S3断开时,灯L与R1串联,根据小灯泡L标有“6V 3W”字样求得小灯泡的电阻,然后可求得电路中的总电阻,然后利用P可求得电路消耗的功率。
【解答】解:(1)当开关S1、S2、S3均闭合时,R1短路,灯L与R0并联,电流表测干路电流,
因为灯L正常发光,则有:U源=UL=U0=6V;
由P=UI得,通过小灯泡电流:
IL0.5A;
根据并联电路电流的规律知,通过R0电流为:
I0=I﹣IL=0.75A﹣0.5A=0.25A,
由I可得,定值电阻R0的阻值:
R024Ω;
(2)当开关S1闭合,S2和S3断开时,灯L与R1串联,
由I可得,小灯泡电阻:
RL12Ω;
电路总电阻:
R总=RL+R1=12Ω+28Ω=40Ω,
电路消耗的功率:
P0.9W。
答:24;0.9。
【点评】此题涉及到并联电路的电流规律,欧姆定律公式及其变形的应用,串联电路的电流特点,电功率的计算等多个知识点,是一道综合性较强的题目。
三.作图题(共2小题,满分4分,每小题2分)
16.(2分)在图中,用200N的力将200N的水桶提起,作出水桶受到的力的示意图。
【分析】分析水桶被提起时受到的力,再按力的示意图要求画图。
【解答】解:
水桶受到竖直向下的重力G,大小等于200N,提起水桶的拉力方F,方向竖直向上,大小等于200N,两个力的作用点都画在水桶的重心上,如图所示:
【点评】作力的示意图,要用一条带箭头的线段表示力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,起点或终点表示力的作用点,是平衡力的长度要相等。
17.(2分)如图所示为电热水壶的内部简化电路,请根据安全用电的原则,把电热水壶的3条接线连接到插头上。
【分析】带金属外壳的家用电器要接地,三线插头的正确接法是“左零右火上接地”;保险丝要接在火线上。
【解答】解:根据安全用电的基本原则和三线插头的正确接法是“左零右火上接地”;保险丝要接在火线上。
电热水壶的用电部分分别接在火线和零线上,金属外壳接地线;连接如图:
。
【点评】本题考查的是安全用电的原则;会根据题目的要求正确连接实物图。
四.实验探究题(共4小题,满分24分,每小题6分)
18.(6分)在“探究阻力对物体运动的影响”实验中:
(1)小明每次实验将小车从斜面上同一高度处由静止滑下,目的是使小车每次在水平面上开始滑行的速度大小 相同 ,让小车分别在毛巾、棉布和木板表面运动,最终小车静止时的位置如图所示。实验中是通过改变 接触面的粗糙程度 来改变小车所受阻力大小的。
(2)由此可得:小车受到的阻力越小,速度减小得越 慢 。进一步推理可知:若小车运动时所受阻力为零,小车将保持 匀速直线运动 (填运动状态)。
(3)上述实验结论是小明在分析实验现象的基础上,经过科学推理得出的。下列得出实验结论的过程与该实验相同的是 C 。
A.探究影响压力作用效果的因素
B.探究液体的压强与哪些因素有关
C.探究声音能否在真空中传播
(4)牛顿第一定律告诉了我们物体的运动 不需要 (选填“需要”或“不需要”)力来维持。
【分析】(1)让小车从斜面的同一高度处由静止滑下,是为了使小车到达水平面具有相同的初速度;实验中通过改变接触面的粗糙程度来改变小车所受阻力大小的;
(2)(3)小车滑行的距离来反映阻力对运动的影响,距离越长,说明阻力越小,速度减小得越慢;若水平面光滑,则小车将做匀速直线运动;
(4)物体的运动不需要力来维持。
【解答】解:(1)实验中均保持小车从同一斜面同一高度由静止下滑,目的是保证小车到达水平面时的速度相同,这是控制变量法的要求;
在压力一定时,接触面的粗糙程度不同,受到的阻力大小不同,在实验中是通过改变接触面的粗糙程度来改变小车所受阻力大小的;
(2)通过实验可以看到,阻力越小,小车滑行的距离越长,说明速度减小得越慢;根据这个实验推理:若水平物体表面绝对光滑,那么运动的小车将一直保持匀速直线运动;
(3)上述实验结论是在分析实验现象的基础上,经过科学推理得出的;
A、在探究影响压力作用效果因素的实验中用的方法是控制变量法,故A不符合题意;
B、在探究液体压强与哪些因素有关的实验中用的方法是控制变量法,故B不符合题意;
C、在探究声音能否在真空中传播时用的方法是实验推理法,故C符合题意;
故选:C;
(4)牛顿第一定律告诉了我们物体的运动不需要力来维持,一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。
故答案为:(1)相同;接触面的粗糙程度;(2)慢;匀速直线运动;(3)C;(4)不需要。
【点评】本题是探究阻力对物体运动的影响实验,要掌握实验的现象及结论。在探究阻力对物体运动的影响实验中,所用到的实验方法除控制变量法外,还有一种特殊的方法,那就是科学推理法,也被称为理想实验法。
19.(6分)小明用如图所示的装置研究液体内部的压强。
(1)实验前,用手指按压橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置 不漏气 (选填“漏气”或“不漏气”)。此时压强计 不是 (填“是”或“不是”)连通器。
(2)图3、图4探头所处位置液体压强为p3、p4,则p3 = p4(选填“>”“<”或“=”),判断的依据是 U形管两侧液面高度差相同 。
(3)根据图2、图3所示现象可以研究液体内部压大小与 深度 的关系。根据研究得出的结论,拦河坝应设计成 下宽上窄 (填“下宽上窄”或“下窄上宽”)的形状。
(4)为研究液体内部压强大小是否与液体密度有关,小明将浓盐水缓慢倒入图3所示容器的水中(液体未溢出、探头位置不变),静置待均匀混合后,观察到U形管左右两侧液面发生了变化,得出液体内部压强大小与液体密度有关的结论。小明得出结论的实验过程是错误的,理由是: 没有控制深度相同 。
(5)通过学习,小明利用掌握的液体压强知识测量实验所用盐水的密度,过程如下:
①向如图5所示容器中的左侧倒入适量的水,橡皮膜向右凸起;
②再向容器中的右侧缓慢倒入盐水,直至橡皮陕变平;
③测得水面到橡皮膜中心的距离为h1,测得盐水液面到橡皮膜中心的距离为h2;
④可推导出该盐水密度的表达式为ρ盐水 (用h1、h2、ρ水表示)。
【分析】(1)上端开口底部连通的仪器是连通器;检查装置是否漏气时,用手轻轻按压几下橡皮膜,看液体能否灵活升降;
(2)同种液体、相同深度各个方向的压强相同;
(3)液体压强随着深度的增加而增加;
(4)液体压强大小跟液体深度和液体的密度有关,探究液体压强跟深度关系时,控制液体的密度不变,改变液体深度;探究液体压强跟液体的密度时,控制探头所在深度一定,改变液体的密度的大小;
(5)观察到橡皮膜相平,则左右液体产生的压强相同,根据p=ρgh可求出液体的密度的表达式。
【解答】解:(1)按压橡皮膜时,U形管中的液面升降灵活,说明橡皮膜所受的压强能传递到U形管,装置不漏气。
连通器是指上端开口,下端连通的容器,U形管的下端连通,上端不开口,不是连通器。
(2)图3和图4中,探头在水中的深度相同,方向不同,U形管两侧液面高度差相同,说明探头所受的压强相同,即p3=p4。
(3)图2和3中,探头置于水中的深度不同,U两侧液面高度差不同,所以可以探究液体内部压强大小与深度的关系。
图3中,探头的位置更深,U形管两侧液面高度差更大,所受的压强更大,所以液体深度越深,压强越大,为了增加拦河坝的承压能力,应设计成上窄下宽的形状。
(4)图3中,加入浓盐水的过程,探头的位置不变,则处于液体中的深度发生变化,要探究液体内部的压强与液体密度的关系,改变液体密度时,应保持深度不变,所以小明得出结论的实验过程是错误的。
(5)图5中,倒入盐水后,橡皮膜变平,说明橡皮膜两侧所受压强相等,即p水=p盐水。则ρ水gh1=ρ盐水gh2,解得,盐水的密度为:
。
故答案为:(1)不漏气;不是;(2)=;U形管两侧液面高度差相同;(3)深度;下宽上窄;(4)没有控制深度相同;(5)。
【点评】本题研究液体内部压强影响实验,掌握液体内部压强影响因素是解题关键。
20.(6分)小明要探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”,他猜想滑动摩擦力大小可能与下列三个因素有关:①接触面所受的压力大小;②接触面的粗糙程度;③接触面积的大小;接下来小明通过如图所示实验操作来验证他的猜想。
(1)实验中小明将木块放在水平放置的长木板上,用弹簧测力计 水平匀速 直线拉动木块,使其在长木板上滑动,这样做是根据 二力平衡 得出木块所受的滑动摩擦力的大小。
(2)对比甲、乙两图的操作过程,是为了探究滑动摩擦力大小与 压力 的关系。
(3)如果小明要探究滑动摩擦力的大小与②的关系时,她应该选择 甲、丙 两幅图所示的实验步骤来进行操作,通过比较图中弹簧测力计的示数可得出结论 压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 。
(4)小明要探究滑动摩擦力的大小与③的关系时,他将木块切去一半,重复甲的操作过程,如图丁所示。他比较甲和丁的实验结果,得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。你认为他在实验中存在的问题是: 没有保证压力相同 。
【分析】(1)在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中,利用二力平衡条件,通过弹簧测力计的拉力来测出摩擦力的大小;
(2)(3)(4)滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关,与接触面积、运动速度等无关,在实验中要运用控制变量法进行探究与分析,并最终得出结论。
【解答】解:(1)实验中小明应该用弹簧测力计水平方向匀速直线拉动木块在长木板上滑动,此时拉力与摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡可知,测力计的示数即为摩擦力的大小。
(2)对比甲、乙两图的操作过程,接触面粗糙程度相同,压力不同,是为了探究滑动摩擦力大小与压力的关系。
(3)如果小明要探究猜想②,即探究摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系,他应该保持压力相同,所以应选择甲、丙两幅图所示的实验步骤来操作,根据图中弹簧测力计的示数可得出结论:在其他因素相同的情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(4)小明要探究猜想③,即探究摩擦力的大小与接触面积的大小的关系,应控制压力和接触面粗糙程度不变。而他将木块切去一半进行实验,并得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关。这一结论是不可靠的,因为小宇在实验中没有保证压力相同。
故答案为:(1)水平匀速;二力平衡;(2)压力;(3)甲、丙;压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;(3)没有保证压力相同。
【点评】本题考查了探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中,二力平衡条件的运用、控制变量法的运用等,要熟知影响滑动摩擦力大小的因素,并结合控制变量法进行分析。
21.(6分)【实验名称】测量小灯泡发光时的电阻
【实验器材】额定电压为2.5V的小灯泡、电压为6V的电源、电流表、电压表、滑动变阻器甲(20Ω 1A)、滑动变阻器乙(40Ω 0.5A)、开关、导线若干。
【实验步骤】
(1)连接电路时存在错误,请在如图所示电路的错误导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连线。
(2)改正错误后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表和电流表均有示数,接下来的操作是 调节滑动变阻器滑片,观察灯泡是否发光 。
(3)实验结束后,得到了下表中所示的数据,可知该实验选择的滑动变阻器是 乙 (填“甲”或“乙”),小灯泡正常发光时灯丝的电阻为 8.3 Ω。(保留一位小数)。小红认为该表格的设计有一不合理之处,请指出: 电阻平均值/Ω 。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.2
0.24
0.28
0.3
0.31
电阻R/Ω
电阻平均值/Ω
【拓展】
(4)将图中的小灯泡换成不同阻值的定值电阻,其余连接不变,可以探究电流与电阻的关系。现有3个定值电阻,阻值分别为:5Ω、15Ω、25Ω。实验步骤如下:
①在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻,闭合开关,调节滑片,使电压表示数为2V,记录电流表示数;
②断开开关,用15Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻后再闭合开关,将滑片向 右 (填“左”或“右”)移动,直到电压表示数为2V,再记录电流表示数;
③断开开关,用25Ω的定值电阻替换15Ω的定值电阻后再闭合开关,发现无论如何移动滑片,电压表示数始终不能为2V,原因是 滑动变阻器的最大电阻太小 。
【分析】(1)在测量小灯泡发光时的电阻实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡两端;
(2)电压表、电流表均有示数,说明电路连接没有断路,小灯泡不亮有可能功率太小;
(3)由表数据,根据串联电路电压规律求出滑动变阻器两端的电压,根据欧姆定律求出滑动变阻器的电阻;
根据表中数据结合欧姆定律求出小灯泡正常发光时灯丝的电阻;
灯丝的电阻随温度的升高而增大,不是一定值,求灯丝电阻的平均值没有无意义;
(4)②根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻两端的电压不变,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑动变阻器滑片移动的方向;
③探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入25Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻。
【解答】解:(1)原电路图中,电压表和灯泡没有接入电路中是错误的,在测量小灯泡发光时的电阻实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡两端,如下图所示:
;
(2)电压表、电流表均有示数,说明电路通路,小灯泡不亮有可能功率太小,接下来应该调节滑动变阻器滑片,观察灯泡是否发光;
(3)电源电压为6V,第1次实验时灯泡两端的电压为1V,则滑动变阻器两端的电压为:
U滑′=U﹣UL′=6V﹣1V=5V,
此时滑动变阻器连入电路中的电阻为:
R滑25Ω>20Ω,故该实验选择的滑动变阻器是乙;
由表中数据可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.3A,则小灯泡正常发光时灯丝的电阻为:
RL8.3Ω;
灯丝的电阻随温度的升高而增大,不是一定值,求灯丝电阻的平均值没有无意义,故该表格的设计不合理之处是求电阻平均值这一栏;
(4)②实验中,当把5Ω的电阻换成15Ω的电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器电阻阻值,故应把滑动变阻器滑片向右滑动,直到电压表示数为2V,再记录电流表示数;
③定值电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压U滑=U﹣UV=6V﹣2V=4V;
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的2倍,根据分压原理,当接入25Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为:
R滑=2×25Ω=50Ω>40Ω,因此电压表示数始终不能为2V的原因是滑动变阻器的最大电阻太小。
故答案为:(1)见解答图;(2)调节滑动变阻器滑片,观察灯泡是否发光;(3)乙;8.3;电阻平均值/Ω;(4)②右;③滑动变阻器的最大电阻太小。
【点评】本题测小灯泡的电阻实验,考查了电路连接、故障分析、器材的选择、电阻的计算和表格设计,同时还考查了探究电流与电阻的关系实验。
五.计算题(共3小题,满分22分)
22.(8分)2023年蒜薹大丰收,乡间道路两侧随处可见收购蒜薹的车辆。如图所示,自重2.8t的货车装载收购的2.2t蒜薹停在水平乡间公路上,车轮与地面总接触面积为0.2m2,司机用时4h将蒜薹运到距离此地256km的冷库,耗油40L。已知柴油的密度为0.85×103kg/m3,柴油的热值为4.3×103J/kg,g取10N/kg。求:
(1)载有蒜薹的货车对乡间公路路面的压强;
(2)将蒜薹运到冷库,货车的平均速度大小;
(3)40L柴油完全燃烧释放的热量。
【分析】(1)根据G=mg计算载有蒜薹的货车总重力,货车对水平路面的压力等于总重力,根据p计算货车对水平路面的压强;
(2)根据v计算货车的平均速度;
(3)根据m=pV计算40L柴油的质量,根据Q放=mq计算40L柴油完全燃烧产生的热量。
【解答】解:(1)载有蒜薹的货车总重力G总=(m车+m蒜薹)g=(2.8×103kg+2.2×103kg)×10N/kg=5×104N,
货车对水平路面的压力F=G总=5×104N,
货车对水平路面的压强p2.5×105Pa;
(2)货车的平均速度v64km/h;
(3)由ρ得40L柴油质量m=pV=0.85×103kg/m3×40×10﹣3m3=34kg,
40L柴油完全燃烧产生的热量Q放=mq=34kg×4.3×107J/kg=1.462×109J。
答:(1)载有蒜薹的货车对乡间公路路面的压强是2.5×105Pa;
(2)将蒜薹运到冷库,货车的平均速度是64km/h;
(3)40L柴油完全燃烧释放的热量是1.462×109J。
【点评】本题考查了压强、速度、燃料完全燃烧放出的热量的计算,属于基础题,要求掌握。
23.(8分)无烟电烤炉是现代家庭聚餐新兴的一种烧烤设备,不仅使用方便,更体现的是一种健康环保的生活理念。如图甲所示是小明家买的一款新型三挡(大火、中火和小火)无烟电烤炉,其内部电路图如图乙所示。已知,R1的阻值为96.8Ω,R2的阻值为48.4Ω,额定电压为220V。则:
(1)求该无烟电烤炉在小火正常工作时的电流;(结果保留一位小数)
(2)求该无烟电烤炉在大火正常工作时的功率;
(3)为了能在家用该无烟电烤炉用大火进行烧烤,小明家准备更换额定功率更大的电表。已知进行烧烤时,小明家会同时开启一台功率为500W的电冰箱和一台功率为100W的电视机,以及3盏功率为20W的灯泡,而供电局提供的电能表允许接入用电器的最大功率为2200W,请通过计算说明该电能表是否可以在小明家中使用。
【分析】(1)由电路图可知:S1断开、S2接a时,只有R1接入电路;S1断开,S2接b时,R1、R2串联;S1闭合,S2接a时,R1、R2并联,根据串并联电阻的特点可知电路电阻的大小,结合功率公式P分析各挡的连接方式,利用I计算电流,
(2)根据并联时各支路互不影响,利用P计算功率;
(2)根据总功率与允许功率比较分析。
【解答】解:(1)由电路图可知:S1断开、S2接a时,只有R1接入电路;S1断开,S2接b时,R1、R2串联,电路中总电阻最大,由P可知电功率最小;S1闭合,S2接a时,R1、R2并联,电路中电阻最小,由P可知电功率最大,是大火;
由P可知,S1断开、S2接a时,为中火挡,
小火时,两个电阻串联,根据串联电路的特点知,
电路中电流:I11.5A;
(2)S1闭合,S2接a时,R1、R2并联,为大火加热,
大火挡电功率:P大=P1+P21500W;
(2)无烟电烤炉用大火进行烧烤的功率为1500W,电路中的总功率为P=1500W+500W+100W+3×20W=2160W<2200W,说明该电能表可以在小明家中使用。
答:(1)该无烟电烤炉在小火正常工作时的电流约1.5A;
(2)求该无烟电烤炉在大火正常工作时的功率1500W;
(3)该电能表可以在小明家中使用。
【点评】本题考查串并联电路的特点和欧姆定律与电功率的计算,属于中档题。
24.(6分)阅读短文,回答问题
投影仪
投影仪是通过透镜等将图像放大投影到白色银幕上。其基本结构包括光源、透镜、反射镜、色轮、显示芯片、过热控制系统等。
某校教室里使用的一款投影仪,安装结构模式图如图甲所示,底座上AB两点为两个螺钉的位置,AB为长20cm,CD为可伸缩的方形套管,长度可在15cm~65cm内调节。安装完成后,投影仪重力作用线正好过D点。
右表为图甲中投影仪的部分参数。投影大小是投影画面对角线的尺寸;投射比是指投影距离与投影仪大小的0.8倍的比值。投影距离是画面清晰时,投影仪镜头与银幕之间的距离。(g=10N/kg)
投影大小
80~100英寸
投射比
0.15~0.25
质量
3.2kg
(1)投影仪透镜的焦距为f,则镜头到银幕的距离 大于2f (选填“小于f”“大于2f”或“大于f小于2f”)。
(2)关于投影仪,下列说法正确的是 C 。
A.为从不同角度看到像,银幕应光滑
B.投射比越小,投射画面越小
C.缩短支架CD长度,投影画面变小
D.投影仪工作过程中只有折射现象
(3)若不考虑图甲中支架的重力,A处螺钉与承重墙体间的摩擦力f最大为 104 N;为了安全起见,底座AB的长度应该做得适当 长 (选填“长”或“短”)些,理由是 增加A点作用力的力臂,减小A点受到的作用力 。
(4)为使投影画面始终清晰,安装时,投影距离最小为 0.24 m。(1英寸约等于2.5cm)
(5)该投影仪过热控制系统电路原理简化如图乙所示,当箱体内温度升高到设定温度时,电磁铁吸引衔铁,断开灯泡所在电路,R1为热敏电阻。图丙为两种热敏电阻R1、R2阻值随温度变化的关系图像,则R1应该选用图丙中的 R2 ,已知控制电路中电磁铁线圈的电阻为150Ω,为电磁铁供电的电池电压为6V,若线圈中的电流达到20mA,就会断开灯泡的工作电路,则箱体内的温度 大于或等于60℃ (填温度满足的条件)。
【分析】(1)当物距大于焦距、小于二倍焦距时,凸透镜成倒立、放大的实像;
(2)逐项分析各选项得出答案;
(3)根据杠杆平衡条件可知,在阻力与阻力臂一定的情况下,动力臂越大,动力越小,力越小,支架越牢固,据此根据图示情景分析答题;
(4)根据投影大小和投射比的关系分析回答;
(5)当箱体内温度升高到设定温度时,电磁铁吸引衔铁,断开灯泡所在电路,说明控制电路中电流变大,阻值变小,据此确定热敏电阻的阻值变化;
由图乙可知,R1与电磁铁串联,由I可求得当电流为20mA时控制电路的总电阻,根据电阻的串联求出R1的阻值,由图丙可知箱体内的温度。
【解答】解:(1)投影仪的成像原理是:当物距大于焦距、小于二倍焦距时,凸透镜成倒立、放大的实像,此时像距大于2f,即镜头到银幕的距离应大于2f;
(2)A、为从不同角度看到像,银幕会发生漫反射,因此屏幕应比较粗糙,故A错误;
B、投射比是指投影距离与投影大小的0.8倍的比值,投射比越小,投射画面越大,故B错误;
C、缩短支架CD长度,像距变小,投影画面变小,故C正确;
D、投影仪基本结构包括光源、透镜、反射镜、色轮、显示芯片、过热控制系统等,说明在投影仪工作过程中,既存在光的折射,也存在光的反射,故D错误;
(3)由图可知,整个支架构成一个杠杆,A点是动力作用点,B点是支点,投影仪对支架的拉力为阻力,当CD长度最大时,A处螺钉与承重墙体间的摩擦力f最大;
由杠杆平衡条件可知,f×AB=G×CD,即f×AB=mg×CD,
代入数据得f×20cm=3.2kg×10N/kg×65cm;
解得f=104N;
由f×AB=G×CD可知,为了安全起见,底座AB的长度应该做得适当长一些,这样在G和CD不变的情况下,增加A点作用力的力臂,减小A点受到的作用力,即f会变小;
(4)要使投影距离最小,由表中数据可知,投影大小应该为80英寸,此时的投射比为0.15,则投影距离为:80英寸×0.15×0.8=9.6英寸=24cm=0.24m;
(5)当箱体内温度升高到设定温度时,电磁铁吸引衔铁,断开灯泡所在电路,说明控制电路中电流变大,阻值变小,即热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,由图丙可知,R1应该选用图丙中的R2;
由图乙可知,R1与电磁铁串联,当电流为20mA时控制电路的总电阻为:
R总300Ω,
则R1的阻值为R1=R总﹣R0=300Ω﹣150Ω=150Ω,
由图丙可知,此时箱体内的温度为大于或等于60℃。
故答案为:(1)大于2f;(2)C;(3)104;长;增加A点作用力的力臂,减小A点受到的作用力;(4)0.24;(5)R2;大于或等于60℃。
【点评】本题以投影仪为背景,考查了凸透镜的成像规律、漫反射、杠杆的平衡条件、欧姆定律和电磁继电器的应用等知识,考查的知识点较多,难度较大。
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