2025年辽宁省中考物理模拟练习卷(十二)
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(十二)模拟练习卷
一.选择题(共9小题,满分16分)
1.(2分)下列数据中最接近生活实际的是( )
A.人体安全电压为360V B.实验用的小灯泡的电流约为5A
C.教室里一台空调的电流大约为6A D.笔记本电脑电池电压约为220V
2.(2分)如图所示是某校“五四”青年节举办歌咏比赛时的场景,下列有关说法错误的是( )
A.同学们的歌声是由声带的振动产生的
B.现场观众听到的歌声是靠空气传到人耳的
C.同学们的欢呼声、掌声对周边居民属于噪声
D.调节扩音器按钮实质就是改变了声音的音调
3.(2分)第33届巴黎奥运会网球女子单打决赛中,中国运动员首次夺得该项目金牌。关于图示的比赛情景,下列说法正确的是( )
A.击球时,球拍对球的力改变了球的运动状态
B.现场观众相对于被击出的球是静止的
C.网球飞行到最高点时,处于平衡状态
D.击出的网球会继续向前运动是因为受到惯性作用
4.(2分)小明运用劳动课上学习的烹饪技能为家人烹制美味的羊肉泡馍。下列说法正确的是( )
A.烹饪过程中主要通过做功的方式增加食材的内能
B.使用高压锅熬煮羊肉汤可降低汤的沸点,节省时间
C.烹饪好的羊肉泡馍香气四溢,是因为分子在不停地做无规则运动
D.烹饪过程中小明的眼镜片变模糊是升华现象
5.(2分)用如图所示的滑轮组,将重为10N的物体匀速提升0.1m,所用时间为2s,作用在绳子末端的拉力F=6N,若不计绳重及摩擦,则下列计算结果正确的是( )
A.所做的有用功是2J B.动滑轮重0.2N
C.滑轮组的机械效率为80% D.拉力F的功率为0.6W
6.我国新型反潜巡逻机尾的“棍子”叫做磁异探测器,它能将潜艇经过海域引起的磁场强弱变化转化为强弱变化的电流,从而发现潜艇的存在,下列图中与磁异探测器工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
(多选)7.(2分)如图所示是甲和乙两种物质的质量与体积关系图像,下列说法正确的是( )
A.甲物质的密度随体积增大而增大
B.当甲和乙两物质质量相同时,甲、乙两物质的体积之比是1:4
C.当甲和乙两物质体积相同时,甲、乙两物质的质量之比是1:4
D.体积为5cm3的乙物质,质量为10g
(多选)8.(2分)小战同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象,如图,下列判断正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是8cm
B.当u=12cm时,在光屏上能得到一个缩小的像
C.当u=20cm时成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的
D.物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中,像逐渐变小
(多选)9.(2分)学校科技展示活动中,小强同学展示了一辆自己组装的玩具车,它具有“原地灯光秀”“调速前进”和“定速后退”三种工作模式。通过控制开关S1、S2和滑动变阻器R1来改变灯L的亮度,实现“原地灯光秀”;通过改变直流电动机的转动方向及转速,实现“调速前进”或“定速后退”,如图所示。已知电源电压不变,标有“0.6A”灯L的电阻不变且RL=10Ω,定值电阻R2=15Ω。当玩具车工作在“原地灯光秀”模式时,电流表A的最大示数为0.4A。下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V
B.S闭合,S1接2,S2接2时,玩具车处于“定速后退”模式
C.三种工作模式中,电路消耗的总功率不超过10W
D.该电路只能实现三种工作模式
二.填空题(共6小题,满分13分)
10.(2分)如图所示,刻度尺测得物体长为 厘米,如图所示,停表的读数 。
11.(2分)北京时间2024年3月20日8时31分,我国在文昌航天发射场使用“长征”8号遥三运载火箭将“鹊桥二号”中继星发射升空!9时03分许星箭分离,发射成功!发射时火箭向下喷出高温高压的燃气,燃气给火箭施加向上的推力,使火箭加速升空,这说明力可以改变物体的 ;“鹊桥二号”随火箭一起加速升空过程中,以火箭为参照物“鹊桥二号”是 (选填“静止”或“运动”)的。
12.(2分)如图,是一款有“低温”挡和“高温”挡的挂烫机的工作电路图。正常工作电压为220V,加热电阻R1=R2=88Ω,只闭合开关S1时,挂烫机处于 挡。当开关S1、S2都闭合时,挂烫机正常工作100s产生的热量为 J。
13.(3分)我国西晋学者张华在《博物志》中写到“今人梳头、脱着衣时,有随梳、解结有光者,亦有咤声”,脱衣时有光有声其实是一种 现象,该过程中机械能转化为 能和内能,若人带负电荷,去接触不带电的金属的瞬间,电流从 (选填“金属流向人体”或“人体流向金属”)。
14.(2分)如图甲所示,质量分布均匀且不吸水的柱体A高70cm(ρA<ρ水)。足够高的圆柱形容器B底面积为300cm2、装有10cm深的水。若将A水平切去高度为h的部分,并将切去部分竖直缓慢放入B中,水的深度h水随切取高度h的变化关系如图乙。柱体A的密度是 g/cm3;当切去的高度h为某一值时,A剩余部分对水平桌面的压强和水对容器底部的压强相等,然后向B中缓慢加水,当加入水的质量为2500g时,水中柱体仍保持直立,水对容器底的压强为 Pa。
15.(2分)如图所示分别为测量小灯泡L和定值电阻R后得到的I﹣U关系图象。如图乙所示,把灯泡L和电阻R接在电源电压为2V的电路中,电流表的示数为 A。若此时小灯泡能正常发光,则小灯泡的功率为 W。
三.作图题(共2小题)
16.根据图中通电螺线管的N极,标出小磁针的N极,并在括号内标出电源的正负极。
17.如图为冰箱工作时部分电路示意图。冰箱内照明灯由开关S1控制,压缩机M由开关S2控制。根据题意,将图中的电路连接完整,并符合安全用电原则。
四.实验探究题(共5小题)
18.小明在“测量小车平均速度”的实验中,设计了如图所示的实验装置。小车从带刻度的斜面顶端由静止下滑,图中的方框内是小车到达A、B、C三处时电子表的显示(数字分别表示“时:分:秒”)。
(1)小明测量小车的平均速度的实验原理是 (用公式表示)。
(2)根据图中的数据,小车在BC段的平均速度为 m/s。
(3)根据图中的数据可知,小车在AB段的平均速度 (选填“等于”或“不等于”)BC段的平均速度,理由是 。
(4)实验中应该控制斜面的坡度较 (选填“大”或“小”),这样可以减小时间测量的误差。
19.下面三组实验分别是课本上探究热学和电学实验的部分装置图。
(1)用图甲装置探究不同物质吸热升温的现象,实验中用 (选填“加热时间”或“升高的温度”)反映了吸收热量的多少;
(2)用图乙装置比较不同燃料燃烧时放出的热量,实验中用酒精与碎纸片分别给烧杯加热,待 (选填“加热相同时间后”或“等到燃料燃尽后”),记录下水的温度,通过比较 (选填“加热时间”或“升高的温度”)来反映燃料燃烧时所放出热量的大小,从而进一步比较出酒精和碎纸片热值的大小;
(3)用图丙装置探究影响电流热效应的因素,A、B两烧瓶内液体的种类 ,质量 (以上两空选填“相同”或“不同”),闭合开关,通电2min后,B烧瓶中温度计的示数变化更大,据此可得出结论:当 和 相同时,电阻越大,电热越大。
20.在测量液体和固体密度的实验中:
(1)将天平放在 台面上,游码移到标尺左端零刻度线处,发现天平指针指在分度盘中线的左侧,为了使天平平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节。
(2)如图甲,测得烧杯和饮料的总质量为 g;向量筒中倒入部分饮料,如图乙,量筒中饮料的体积为 cm3;用天平测得烧杯和剩余饮料的总质量为40g,饮料的密度为 kg/m3。
(3)接着,用水、刻度尺、薄壁轻质塑料瓶测石头的密度,设计了如图丙所示方案,请将实验步骤补充完整:
①在薄壁轻质塑料瓶中装适量的水,用刻度尺测出瓶中水的深度为h1;
②用双面胶(不考虑质量和体积)把石头粘在瓶底,将瓶子放水中,瓶子恰好在竖直方向漂浮,用刻度尺测出瓶子浸入水中的深度为h2;
③将瓶子和石头上下对调,再将瓶子放入水中,瓶子仍在竖直方向漂浮,用刻度尺测出 的高度为h3,则石头密度的表达式为ρ= (用ρ水和测量量的符号表示)。
21.在探究电流与电压、电阻的关系的实验中,选用的器材有:电源(恒为4V)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、电阻R(5Ω、10Ω、20Ω)、滑动变阻器(20Ω,2A)、开关、导线若干。
序号
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.20
2
1.5
0.30
3
0.40
(1) 请用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整。闭合开关前应将滑动变阻器滑片P移到 处。
(2)闭合开关,电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,经检查电表完好,则电路故障可能是 。
(3)排除故障后,在探究电流与电压的关系时,记录的实验数据如上表,其中第3次实验的电压表示数如图乙所示,为 V。实验中所选电阻的阻值为 Ω。
(4)探究电流与电阻的关系时,将5Ω电阻接入电路,记录电流表示数为0.3A;将电阻更换为10Ω,移动滑片直至电压表示数为 V,记录电流表示数;再将电阻更换为20Ω,发现无法完成实验。从本实验可行性与安全性考虑,应控制电阻两端的电压范围为 ~3V。
22.老师带领小滨所在的班到实验室进行分组实验,利用两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器(最大阻值为Rp)等器材测量未知电阻Rx的阻值,实验所用的电路如甲图。
(1)根据甲图,用笔画线代替导线,在乙图中完成实物电路的连接(要求滑片P向右移动时滑动变阻器阻值变小),闭合开关前,滑片P应放置 (选填“A”或“B”)端。
(2)小滨移动滑片P到最大阻值处,闭合开关后发现电压表无示数,电流表有示数,电路故障可能是Rx出现了 (选填“开路”或“短路”)。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,直到电压表、电流表示数如丙图,则Rx的阻值为 Ω。
(4)改变待测电阻两端电压进行多次测量,目的是 (选填序号)。
A.避免偶然性,寻找普遍规律 B.求平均值减少误差
(5)小滨用一个小灯泡替换了电路中的Rx,改变滑动变阻器的滑片位置后测出若干组电压表和电流表的示数,然后根据测得的数据画出了电流随电压变化的图像如图丁所示。
①当小灯泡两端的电压为3V时,小灯泡的电阻为 Ω;
②电流随电压变化的图像是曲线而不是一条直线,原因是 ;
A.小灯泡灯丝的电阻是恒定的 B.测量误差引起的
C.小灯泡灯丝的电阻随温度变化 D.作图错误引起的
五.解答题(共3小题)
23.消防救援机器人适用于消防队员无法靠近的灭火救援场所,可以在消防救灾时深入险地,快速高效地完成正常人几乎不可完成的工作。如图是一台某款消防机器人,靠两履带驱动,可以连接高压水带并拖动至指定位置进行喷水救火。这款机器人搭载一台功率为20kW的水泵,总重为1800N,两条履带与地面接触的总面积为0.4m2,连接高压水带后,每秒可将50kg的水喷射到30m高的位置。(g=10N/kg)
(1)履带上凹凸不平的花纹是为了 (选填“增大”或“减小”)摩擦力。
(2)该消防机器人静止在水平地面上时,对地面的压强多大?
(3)消防机器人在连接高压水带后救火喷水时,喷水的功率为多少?
(4)消防机器人救火喷水时水泵的效率为多少?
24.小黄家购置了一款空气炸锅(如图甲所示),该空气炸锅具有精细烹饪、营养量化等功能。如图乙所示是它的简化电路图,电阻R2=55Ω,开关S2可以接A、接B,如表是该空气炸锅铭牌上的部分参数。
项目
额定电压V
低温挡功率/W
中温挡功率/W
高温挡功率/W
参数
220
275
400
P高
(1)为了用电安全,空气炸锅的三脚插头必须接入三孔插座。请在图丙中用笔画线代替导线将插座正确连入家庭电路中;
(2)空气炸锅在使用过程中主要是将电能转化为 能;当S1断开,S2接A时,空气炸锅处于 挡;
(3)求电阻R1的阻值;
(4)空气炸锅正常工作时,高温挡的功率。
25.不再为堵车而烦恼,飞行汽车带你飞越拥堵。近日,在以“智能为先,探索无限”为主题的汽车科技日中,充电5分钟续航200公里—首款飞行汽车来了,如图。具体参数见下表。(g取10N/kg)
品牌
XXX牌
参数
车身材料
空载质量
最大载重
载客人数
电池容量
最高续航
飞行高度
最大时速
碳纤维
560kg
200kg
2人
80kW•h
35分钟
1000m
130km/h
(1)利用充电桩给电动飞行汽车的电池充电时,电池相当于 (选填“电源”或“用电器”);
(2)飞行汽车在匀速竖直上升阶段,车上的乘客相对于车座椅是 (选填“静止”或“运动”)的;如果该款飞行汽车空载悬停在空中,这时飞行汽车获得的升力大小为 N;
(3)飞行汽车利用超声波传感器来判断离地高度,若某测距传感器的阻值R1与离地高度h的关系图乙所示,图丙是测距电路(电源电压不变),要使高度表(实质是电流表或电压表)示数能随飞行高度的增大而增大,则此高度表应该选用 (选填“电流表”或“电压表”),应安装在图丙中 (选填“1”“2”或“3”)位置;
(4)某次飞行测试中,飞行汽车搭载着160kg的假人,从水平地面竖直向上匀速飞行,达到该款飞行汽车的最大飞行高度时,刚好使用了4%的电量,则飞行汽车的电动机效率是 。(除电动机工作外,不考虑飞行汽车上其他用电器的用电损耗)
2025年辽宁省中考物理模拟练习卷(十二)
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
A
C
D
B
二.多选题(共3小题)
题号
7
8
9
答案
CD
AD
CD
一.选择题(共9小题,满分16分)
1.(2分)下列数据中最接近生活实际的是( )
A.人体安全电压为360V
B.实验用的小灯泡的电流约为5A
C.教室里一台空调的电流大约为6A
D.笔记本电脑电池电压约为220V
【分析】首先要对相关物理量有个初步的认识,不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要经过简单的计算,有的要进行单位换算,最后判断符合要求的是哪一个。
【解答】解:A.对人体的安全电压不高于36V,故A错误;
B.实验用的小灯泡的电流约为0.3A,故B错误;
C.教室里一台空调的功率约为1500W,通过它的电流大约为I6.8A,接近6A,故C正确;
D.笔记本电脑电池电压一般不超过20V,故D错误。
故选:C。
【点评】物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中常见物理量的数值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
2.(2分)如图所示是某校“五四”青年节举办歌咏比赛时的场景,下列有关说法错误的是( )
A.同学们的歌声是由声带的振动产生的
B.现场观众听到的歌声是靠空气传到人耳的
C.同学们的欢呼声、掌声对周边居民属于噪声
D.调节扩音器按钮实质就是改变了声音的音调
【分析】声音是由物体的振动产生的;声音的传播需要介质,凡是影响人们正常的工作、学习、生活的声音都属于噪声;响度、音调和音色是声音的三大特性,据此回答。
【解答】解:A、声音是由物体的振动产生的,歌声是由声带的振动产生的,故A正确;
B、歌声是通过空气传到人耳的,故B正确;
C、同学们的欢呼声、掌声影响人们的正常休息,属于噪声。故C正确;
D、调借扩音器的按钮改变了声音的响度,故D错误。
故选:D。
【点评】本题主要考查了声音的产生与传播、声音的特性及噪声的区分,属于基础题。
3.(2分)第33届巴黎奥运会网球女子单打决赛中,中国运动员首次夺得该项目金牌。关于图示的比赛情景,下列说法正确的是( )
A.击球时,球拍对球的力改变了球的运动状态
B.现场观众相对于被击出的球是静止的
C.网球飞行到最高点时,处于平衡状态
D.击出的网球会继续向前运动是因为受到惯性作用
【分析】(1)力是改变物体运动状态的原因;
(2)在研究物体运动时,要选择参照的标准,即参照物,物体的位置相对于参照物发生变化,则运动,不发生变化,则静止;
(3)网球飞行到最高点时受到重力和空气阻力;
(4)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性,惯性不是力,不能称为惯性力;
【解答】解:A、击球时,球的速度和方向都发生改变,球拍对球的力改变了球的运动状态,故A正确;
B、现场观众相对于被击出的球的位置发生了改变,故是运动的,故B错误;
C、网球飞行到最高点时受到重力和空气阻力作用,处于非平衡状态,故C错误;
D、击出的网球会继续向前运动,是因为网球具有惯性,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D错误。
故选:A。
【点评】生活处处有物理,我们要能够从生活现象找出用到的物理知识,联系生活实际出题,这是中考出题最常见的一种方式,需要引起注意
4.(2分)小明运用劳动课上学习的烹饪技能为家人烹制美味的羊肉泡馍。下列说法正确的是( )
A.烹饪过程中主要通过做功的方式增加食材的内能
B.使用高压锅熬煮羊肉汤可降低汤的沸点,节省时间
C.烹饪好的羊肉泡馍香气四溢,是因为分子在不停地做无规则运动
D.烹饪过程中小明的眼镜片变模糊是升华现象
【分析】(1)改变物体内能的方法:做功、热传递;
(2)气压越大、沸点越高,高压锅就是利用这个原理工作的;
(3)不同物质接触时分子彼此进入对方的现象叫扩散,扩散现象说明分子在不停地做无规则运动;
(4)物质由气态变为液态叫液化,物质由固态直接变为气态叫升华。
【解答】解:A、小明在烹饪过程中,食材从外界吸热,主要通过热传递的方式增加食材的内能,故A错误;
B、小明使用高压锅熬煮羊肉汤,增大气压、提高汤的沸点,节省时间,故B错误;
C、烹饪好的羊肉泡馍香气四溢,这是扩散现象,是因为分子在不停地做无规则运动,故C正确;
D、小明在烹饪过程中,小明的眼镜片变模糊,是因为空中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠附在了镜片上,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了改变内能的方法、沸点与气压的关系、扩散现象、对液化和升华现象的认识,属于基础题目。
5.(2分)用如图所示的滑轮组,将重为10N的物体匀速提升0.1m,所用时间为2s,作用在绳子末端的拉力F=6N,若不计绳重及摩擦,则下列计算结果正确的是( )
A.所做的有用功是2J
B.动滑轮重0.2N
C.滑轮组的机械效率为80%
D.拉力F的功率为0.6W
【分析】(1)根据W=Gh求出所做的有用功;
(2)由图可知滑轮组绳子的有效股数,不计绳重及摩擦,根据F(G+G动)求出动滑轮的重力;
(3)根据s=nh求出绳子自由端移动的距离,利用W=Fs求出所做的总功,再利用η100%求出滑轮组的机械效率;
(4)根据P求出拉力F的功率。
【解答】解:
A.所做的有用功W有=Gh=10N×0.1m=1J,故A错误;
B.由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=2,不计绳重及摩擦,由F(G+G动)可得,动滑轮的重力G动=nF﹣G=2×6N﹣10N=2N,故B错误;
C.绳子自由端移动的距离s=nh=2×0.1m=0.2m,所做的总功W总=Fs=6N×0.2m=1.2J,滑轮组的机械效率η100%100%≈83.3%,故C错误;
D.拉力F的功率P0.6W,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了做功公式和功率公式、滑轮组拉力公式以及滑轮组机械效率公式的应用,明确滑轮组绳子的有效股数是关键。
6.我国新型反潜巡逻机尾的“棍子”叫做磁异探测器,它能将潜艇经过海域引起的磁场强弱变化转化为强弱变化的电流,从而发现潜艇的存在,下列图中与磁异探测器工作原理相同的是( )
A.
B.
C.
D.
【分析】磁异探测器最终将磁场强弱的变化转换为变化的电流,是电磁感应,原理类似于发电机,分析下面四幅图,找出发电机的原理即可。
【解答】解:磁异探测器能将潜艇经过海域引起的磁场强弱变化转化为强弱变化的电流,即通过磁场可以产生电流,符合磁生电的特点,因此,可判断其利用了电磁感应的原理,这与发电机的原理相同。
A.图中电磁铁的工作原理是电流的磁效应,故A不符合题意;
B.图中闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动,产生感应电流,是电磁感应现象,故B符合题意;
C.图中通电导体在磁场中受力而运动,是电动机的工作原理,故C不符合题意;
D.图中的实验是奥斯特实验,说明了电流的磁效应,可制成电磁铁,故D不符合题意。
故选:B。
【点评】解答本题的关键要能从题意中分析出该装置利用了发电机的原理,再同相关的实验装置相对应即可。
(多选)7.(2分)如图所示是甲和乙两种物质的质量与体积关系图像,下列说法正确的是( )
A.甲物质的密度随体积增大而增大
B.当甲和乙两物质质量相同时,甲、乙两物质的体积之比是1:4
C.当甲和乙两物质体积相同时,甲、乙两物质的质量之比是1:4
D.体积为5cm3的乙物质,质量为10g
【分析】(1)密度是物质的一种特性,与物质的种类、状态有关,与物质的质量和体积无关;
(2)由图像数据,结合密度公式求出甲、乙的密度,根据密度公式可知当甲和乙两物质质量或体积相同时,它们的体积或质量之比;
(3)根据密度公式可得体积为5cm3的乙物质的质量。
【解答】解:A、密度是物质的一种特性,与物质的体积无关,故甲物质的密度随体积增大而不变,故A错误;
BC、由图像数据,结合密度公式可得,甲、乙的密度分别为
ρ甲0.5g/cm3,ρ乙2g/cm3,
由V可知,当甲和乙两物质质量相同时,甲、乙两物质的体积之比是
V′甲:V′乙=ρ乙:ρ甲=2g/cm3:0.5g/cm3=4:1,故B错误;
由m=ρV可知,当甲和乙两物质体积相同时,甲、乙两物质的质量之比是
m′甲:m′乙=ρ甲:ρ乙=0.5g/cm3:2g/cm3=1:4,故C正确;
D、体积为5cm3的乙物质,质量为m=ρ乙V=2g/cm3×5cm3=10g,故D正确。
故选:CD。
【点评】本题考查密度的理解和密度公式的应用,根据图像得出正确信息是关键之一。
(多选)8.(2分)小战同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象,如图,下列判断正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是8cm
B.当u=12cm时,在光屏上能得到一个缩小的像
C.当u=20cm时成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的
D.物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中,像逐渐变小
【分析】(1)根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断:
u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机。
u=2f,成倒立、等大的实像,v=2f,一般用来求凸透镜的焦距。
2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f,应用于幻灯机和投影仪。
u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜和老花镜。
(2)当物距大于焦距时,凸透镜成实像。
凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小。
【解答】解:A、当u=v=2f时,凸透镜成倒立、等大的实像,由图可知,u=v=2f=16cm,所以该凸透镜的焦距是f=8cm,故A正确;
B、当u=12cm时,此时2f>u>f,所以在光屏上能得到一个倒立、放大的实像,故B错误;
C、当u=20cm时,此时u>2f,此时成倒立、缩小的实像,应用为照相机,故C错误;
D、物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中,凸透镜的物距大于焦距成实像,凸透镜成实像时,物距增大像距减小,像变小,故D正确。
故选:AD。
【点评】凸透镜成像的四种情况和应用,以及凸透镜成实像时,物距、像距、像之间的关系,是凸透镜成像习题的重要依据,一定要熟练掌握。
(多选)9.(2分)学校科技展示活动中,小强同学展示了一辆自己组装的玩具车,它具有“原地灯光秀”“调速前进”和“定速后退”三种工作模式。通过控制开关S1、S2和滑动变阻器R1来改变灯L的亮度,实现“原地灯光秀”;通过改变直流电动机的转动方向及转速,实现“调速前进”或“定速后退”,如图所示。已知电源电压不变,标有“0.6A”灯L的电阻不变且RL=10Ω,定值电阻R2=15Ω。当玩具车工作在“原地灯光秀”模式时,电流表A的最大示数为0.4A。下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V
B.S闭合,S1接2,S2接2时,玩具车处于“定速后退”模式
C.三种工作模式中,电路消耗的总功率不超过10W
D.该电路只能实现三种工作模式
【分析】(1)根据题意,通过控制开关S1、S2和滑动变阻器R1来改变灯L的亮度,实现“原地灯光秀”,此时直流电动机不连入电路,因此S闭合,S1接1,S2接1时,玩具车处于“原地灯光秀”模式;当玩具车工作在“原地灯光秀”模式时,电流表A的最大示数为0.4A,电源电压不变,根据I可知,电路中总电阻最小时电流最大,因此此时滑动变阻器R1连入电路的电阻为零,电路为灯L与R2的串联电路,根据U=I(RL+R2)求出电源电压;
(2)S闭合,S1接2,S2接2时,只有灯泡连入电路,据此即可判断工作模式;
(3)通过改变直流电动机的转动方向及转速,实现“调速前进”或“定速后退”,说明玩具车前进时需要用滑动变阻器R1来实现“调速”,但后退时电路中没有滑动变阻器R1,以实现“定速”,因此S闭合,S1接1,S2接2时,玩具车处于“调速前进”模式;S闭合,S1接2,S2接1时,玩具车处于“定速后退”模式;
根据P=UI可知当电路中的电路最大时电功率最大,根据电阻的串并联电路的特点判断出电流最大的工作模式,然后根据P求出最大电功率;
(4)根据电路的连接方式即可判断工作模式。
【解答】解:
A、根据题意,通过控制开关S1、S2和滑动变阻器R1来改变灯L的亮度,实现“原地灯光秀”,此时直流电动机不连入电路,因此S闭合,S1接1,S2接1时,玩具车处于“原地灯光秀”模式;
当玩具车工作在“原地灯光秀”模式时,电流表A的最大示数为0.4A,电源电压不变,根据I可知,电路中总电阻最小时电流最大,因此此时滑动变阻器R1连入电路的电阻为零,电路为灯L与R2的串联电路,电源电压为:U=I(RL+R2)=0.4A×(10Ω+15Ω)=10V;故A错误;
B、S闭合,S1接2,S2接2时,只有灯泡连入电路,玩具车处于“原地灯光”模式,但不能改变灯泡的亮度,故B错误;
C、根据题意,通过改变直流电动机的转动方向及转速,实现“调速前进”或“定速后退”,说明玩具车前进时需要用滑动变阻器R1来实现“调速”,但后退时电路中没有滑动变阻器R1,以实现“定速”,因此S闭合,S1接1,S2接2时,电动机与滑动变阻器R1、灯L串联,玩具车处于“调速前进”模式;S闭合,S1接2,S2接1时,R2与电动机、灯L串联,玩具车处于“定速后退”模式;
根据P可知当电路中的电阻最小时电功率最大,根据电阻的串并联特点可知处于“调速前进”模式时电路中电流达到最大时电功率最大;通过灯泡的最大电流为0.6A,所以电路中的最大电流为0.6A,则“调速前进”模式时电路消耗的最大电功率:P=UI=10V×0.6A=6W<10W;
同理可知“定速后退”时电路中的电流不会超过0.6A,否则会损坏小灯泡,电路消耗的最大电功率也小于10W;
当在“原地灯光秀”模式时,电流表A的最大示数为0.4A,则电路消耗的最大电功率仍然小于10W,故C正确;
D、通过控制开关的通断可实现电动机与滑动变阻器R1、灯L串联,R2与电动机、灯L串联、灯L与滑动变阻器R1、R2串联三种工作模式,
S闭合,S1接2,S2接2时,只有灯泡连入电路,由于灯泡的额定电流为0.6A,会烧坏灯泡,则此工作模式不可取,故该电路只能实现三种工作模式,故D正确。
故选:CD。
【点评】此题考查了串联电路的特点、欧姆定律、电功率的计算,有一定难度。
二.填空题(共6小题,满分13分)
10.(2分)如图所示,刻度尺测得物体长为 2.80 厘米,如图所示,停表的读数 2min41.5s 。
【分析】(1)使用刻度尺测量物体长度时,要观察是否从0刻度线量起,起始端没从0开始,要以某一刻度当作“0”刻度,读出末端刻度值,减去前面的刻度即为物体长度,注意刻度尺要估读到分度值的下一位;
(2)停表的中间的表盘代表分钟,周围的大表盘代表秒,停表读数是两个表盘的示数之和。
【解答】解:由图知:
(1)刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表1mm,即刻度尺的分度值为1mm;物体左侧与5.50cm对齐,右侧与8.3cm对齐,估读为8.30cm,所以物体的长度为L=8.30cm﹣5.50cm=2.80cm;
(2)在停表的中间表盘上,1min中间有两个小格,所以一个小格代表0.5min,指针在“2”和“3”之间,偏向“3”一侧,所以分针指示的时间为2min;在停表的大表盘上,1s之间有10个小格,所以一个小格代表0.1s,指针在41.5s处,所以秒针指示的时间为41.5s,即停表的读数为2min41.5s。
故答案为:2.80;2min41.5s。
【点评】读取不同测量工具的示数时,基本方法是一致的,都要先明确测量工具的量程和分度值,确定零刻度线的位置,视线与刻度线垂直。
11.(2分)北京时间2024年3月20日8时31分,我国在文昌航天发射场使用“长征”8号遥三运载火箭将“鹊桥二号”中继星发射升空!9时03分许星箭分离,发射成功!发射时火箭向下喷出高温高压的燃气,燃气给火箭施加向上的推力,使火箭加速升空,这说明力可以改变物体的 运动状态 ;“鹊桥二号”随火箭一起加速升空过程中,以火箭为参照物“鹊桥二号”是 静止 (选填“静止”或“运动”)的。
【分析】(1)力可以使物体发生形变,也可以改变物体的运动状态;
(2)被研究物体相对于参照物,如果位置发生变化,就说物体是运动的,反之,就说物体是静止的。
【解答】解:(1)发射时火箭向下喷出高温高压的燃气,燃气给火箭施加向上的推力,使火箭加速升空,火箭的运动状态发生了变化。说明力可以改变物体的运动状态。
(2)“鹊桥二号”随火箭一起加速升空过程中,“鹊桥二号”与火箭的相对位置没有发生变化,以火箭为参照物“鹊桥二号”是静止的。
故答案为:运动状态;静止。
【点评】本题考查了力的作用和参照物的问题,属于基础题。
12.(2分)如图,是一款有“低温”挡和“高温”挡的挂烫机的工作电路图。正常工作电压为220V,加热电阻R1=R2=88Ω,只闭合开关S1时,挂烫机处于 低温 挡。当开关S1、S2都闭合时,挂烫机正常工作100s产生的热量为 1.1×105 J。
【分析】(1)根据电路图可知,只闭合开关S1时,电路为R1的基本电路;同时闭合S1、S2时,两电阻并联;根据P分析挂烫机的挡位;
(2)先根据并联电阻规律求出总电阻,然后根据Q=Wt求出挂烫机处于高温挡工作100s产生的热量。
【解答】解:(1)由电路图可知,只闭合开关S1时,电路为R1的基本电路;同时闭合S1、S2时,两电阻并联;
因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,所以,只闭合开关S1时,电路的总电阻较大,由P可知,电源的电压一定时,电路的总功率最小,挂烫机处于低温挡;同时闭合S1、S2时,两电阻并联,挂烫机处于高温挡。
(2)高温挡时,电路的总电阻:R44Ω,
挂烫机处于高温挡工作100s产生的热量:Q=Wt100s=1.1×105J。
故答案为:低温;1.1×105。
【点评】本题考查了电功公式的灵活应用,分清挂烫机处于不同挡位时电路的连接方式是关键。
13.(3分)我国西晋学者张华在《博物志》中写到“今人梳头、脱着衣时,有随梳、解结有光者,亦有咤声”,脱衣时有光有声其实是一种 摩擦起电; 现象,该过程中机械能转化为 光 能和内能,若人带负电荷,去接触不带电的金属的瞬间,电流从 金属流向人体 (选填“金属流向人体”或“人体流向金属”)。
【分析】(1)两种不同物质组成的物体相互摩擦后,物体能吸引轻小物体的现象是摩擦起电;
(2)从有光有声中分析得出答案;
(3)正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
【解答】解:脱衣时有光有声这其实是一种摩擦起电现象;
脱衣时有光有声是机械能转化为光能和内能;
正电荷定向移动的方向规定为电流的方向,若人带负电荷,去接触不带电的金属的瞬间电流从金属流向人体。
故答案为:摩擦起电;光;金属流向人体。
【点评】本题考查了摩擦起电现象、能量转化、电流的方向,属于基础知识。
14.(2分)如图甲所示,质量分布均匀且不吸水的柱体A高70cm(ρA<ρ水)。足够高的圆柱形容器B底面积为300cm2、装有10cm深的水。若将A水平切去高度为h的部分,并将切去部分竖直缓慢放入B中,水的深度h水随切取高度h的变化关系如图乙所示。柱体A的密度是 0.5 g/cm3;当切去的高度h为某一值时,A剩余部分对水平桌面的压强和水对容器底部的压强相等,然后向B中缓慢加水,当加入水的质量为2500g时,水中柱体仍保持直立,水对容器底的压强为 2500 Pa。
【分析】(1)由图像乙知在h=30cm时容器中物块漂浮,且此时浸在水中的深度可知,根据漂浮条件计算容器中物块的密度,即A的密度;
(2)由图乙,求得h水与h的函数关系的两种情况,根据题干压强相等,分别表达A剩余部分对桌面的压强和水对容器底部的压强,根据函数关系判断h的大小,不合题意的舍去,求得h的值。
根据加水2500g,判断物块是否漂浮,再加水后计算水面的实际深度,根据液体压强公式:p=ρ液gh,计算水对容器底部的压强。
【解答】解:
(1)由乙图可知,将A水平切去高度为:h1=30cm时,放入水中恰好漂浮,浸在水中深度:h水1=15cm,
设A的底面积为SA,A的密度为ρA,则A水平切取的体积:VA1=SAh1,质量:mA1=SAh1ρA,重力:GA1=SAh1ρAg;
切取的A排开水的体积:V排1=SAh水1,由阿基米德原理可知,物块受到的浮力为:F浮1=ρ水gV排1=ρ水gSAh水1;
根据漂浮的条件,F浮1=GA1,即ρ水gSAh水1=SAh1ρAg,
解得:ρAρ水1g/cm3=0.5g/cm3;
(2)由乙图知,当h≤30cm时,h水随h变化的图像是直线,故设:h水=kh+b,
将h0=0,h水0=10cm代入得:10cm=k×0+b……①;
将h1=30cm,h水1=15cm代入得:15cm=k×30cm+b……②;
解①②联立方程组得:k,b=10cm,
所以当h≤30cm时,h水h+10cm;
由题意:当切去的高度h为某一值时,A剩余部分对水平桌面的压强和水对容器底部的压强相等,
A剩余部分对水平桌面的压强:pA剩=ρAgh剩=ρAg(hA总﹣h),
水对容器底部的压强:p水=ρ水gh水,
由pA剩=p水知:ρAg(hA总﹣h)=ρ水gh水,
,即,
解得:h=37.5cm>30cm,不合题意,舍去。
故在h≤30cm范围内不存在:当切去的高度h为某一值时,A剩余部分对水平桌面的压强和水对容器底部的压强相等;
所以当切去的高度h为某一值时,A剩余部分对水平桌面的压强和水对容器底部的压强相等,h>30cm,此时h水2=15cm不变;
A剩余部分对水平桌面的压强:pA剩2=ρAgh剩2=ρAg(hA总﹣h2),
水对容器底部的压强:p水2=ρ水gh水2,
由pA剩2=p水2得,ρAg(hA总﹣h2)=ρ水gh水2,
所以,,即,解得h2=40cm>30cm,符合题意;
容器内原来有水的深度:h水0=10cm,水深增加:Δh2=h水2﹣h水0=15cm﹣10cm=5cm,
容器内物块排开水的体积:V排2=S容Δh2=300cm2×5cm=1500cm3,
A的底面积:SA100cm2;
切取的物块的体积:VA2=SAh2,质量:mA2=SAh2ρA,重力:GA2=SAh2ρAg,
设当容器中加水至h水3时,容器中物块所受浮力:F浮3=ρ水gV排3=ρ水gSAh水3,
物块在水中刚好漂浮,F浮3=GA2,所以,ρ水gSAh水3=SAh2ρAg,
h水3h240cm=20cm,
则水深需再次增加量:Δh3=h水3﹣h水2=20cm﹣15cm=5cm,
所需加水的体积:V水3=(S容﹣SA)Δh3=(300cm2﹣100cm2)×5cm=1000cm3,
实际加水:m=2500g,加水的体积:V2500cm3,
因为V>V水3,所以物块漂浮,
实际水面的深度:h总=h水320cm25cm=0.25m,
由液体压强计算公式可知,水对容器底的压强:
p=ρ水gh总=1×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2500Pa。
故答案为:0.5;2500。
【点评】本题考查物体漂浮的条件,固体压强的特殊计算,液体压强计算和阿基米德原理的应用等,综合程度较高,难度较大。解决本题的关键是水面实际深度的求解。
15.(2分)如图所示分别为测量小灯泡L和定值电阻R后得到的I﹣U关系图象。如图乙所示,把灯泡L和电阻R接在电源电压为2V的电路中,电流表的示数为 0.8 A。若此时小灯泡能正常发光,则小灯泡的功率为 1.2 W。
【分析】由图灯泡与定值电阻并联,根据并联电路的电压特点结合图象读出对应的电流,根据并联电路的电压特点得出干路电流;由P=UI可求得灯泡消耗的功率。
【解答】解:小灯泡L和定值电阻R并联在电压为2V的电源上,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以它们两端的电压均为2V,由图象可知对应的电流:IL=0.6A,IR=0.2A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流即电流表示数:I=IL+IR=0.6A+0.2A=0.8A,
小灯泡消耗的功率:P=UIL=2V×0.6A=1.2W。
故答案为:0.8;1.2。
【点评】本题考查并联电路特点和电功率公式的灵活运用。
三.作图题(共2小题)
16.根据图中通电螺线管的N极,标出小磁针的N极,并在括号内标出电源的正负极。
【分析】已知图中螺线管的两个磁极;根据磁极间的相互作用再判断小磁针的磁极;根据安培定则判断螺线管中电流的方向,标出电源的正负极。
【解答】解:由图可知通电螺线管的右端是N极,则左端是S极,根据磁极间的相互作用知小磁针靠近通电螺线管的一端是N极;根据右手螺旋定则:用右手握住通电螺线管,让四指指向电流的方向,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极,所以在通电螺线管上看到的导线的电流方向是向下的,所以电源的右端是正极,左端是负极,如图所示:
【点评】安培定则涉及三个方向:磁场方向;电流方向;线圈绕向。告诉其中的两个方向可以确定第三个方向。
17.如图为冰箱工作时部分电路示意图。冰箱内照明灯由开关S1控制,压缩机M由开关S2控制。根据题意,将图中的电路连接完整,并符合安全用电原则。
【分析】根据照明灯和压缩机的工作特点判定其连接方式;为了用电的安全,开关应该接在火线与用电器之间;有金属外壳的用电器,其外壳要接地。
【解答】解:冰箱内照明灯和压缩机可以独立工作,所以是并联的,冰箱内照明灯由开关S1控制,压缩机M由开关S2控制;为了用电的安全,开关应该接在火线与用电器之间;冰箱有金属外壳,其外壳要接地,如图所示:
【点评】本题考查了家庭电路的连接,属于基础题。
四.实验探究题(共5小题)
18.小明在“测量小车平均速度”的实验中,设计了如图所示的实验装置。小车从带刻度的斜面顶端由静止下滑,图中的方框内是小车到达A、B、C三处时电子表的显示(数字分别表示“时:分:秒”)。
(1)小明测量小车的平均速度的实验原理是 (用公式表示)。
(2)根据图中的数据,小车在BC段的平均速度为 0.2 m/s。
(3)根据图中的数据可知,小车在AB段的平均速度 不等于 (选填“等于”或“不等于”)BC段的平均速度,理由是 根据 ,小车在AB段与BC段的路程相等,所用时间不相等,所以平均速度不相等 。
(4)实验中应该控制斜面的坡度较 小 (选填“大”或“小”),这样可以减小时间测量的误差。
【分析】(1)测小车平均速度的实验原理是:v;
(2)已知路程和时间,根据v计算出小车通过AC段路程的平均速度;
(3)相同路程比时间,时间越短,速度越快;
(4)实验中应该控制斜面的坡度较小,便于测量时间。
【解答】解:(1)测小车平均速度的实验原理是:v;
(2)BC段的路程s=40.0cm=0.4m,根据图可知全段BC所用的时间为:t=20s﹣18s=2s,所以小车通过BC段路程的平均速度为:v0.2m/s;
(3)AB段和BC段的路程相等,AB短时间小于BC段时间,相同路程比时间,时间不同,速度不同;
(4)实验中应该控制斜面的坡度较小,便于测量时间。
故答案为:(1)v;(2)0.2;(3)不等于;根据 ,小车在AB段与BC段的路程相等,所用时间不相等,所以平均速度不相等;(4)小。
【点评】本题主要考查了速度公式的应用,是常考的题型。
19.下面三组实验分别是课本上探究热学和电学实验的部分装置图。
(1)用图甲装置探究不同物质吸热升温的现象,实验中用 加热时间 (选填“加热时间”或“升高的温度”)反映了吸收热量的多少;
(2)用图乙装置比较不同燃料燃烧时放出的热量,实验中用酒精与碎纸片分别给烧杯加热,待 等到燃料燃尽后 (选填“加热相同时间后”或“等到燃料燃尽后”),记录下水的温度,通过比较 升高的温度 (选填“加热时间”或“升高的温度”)来反映燃料燃烧时所放出热量的大小,从而进一步比较出酒精和碎纸片热值的大小;
(3)用图丙装置探究影响电流热效应的因素,A、B两烧瓶内液体的种类 相同 ,质量 相同 (以上两空选填“相同”或“不同”),闭合开关,通电2min后,B烧瓶中温度计的示数变化更大,据此可得出结论:当 电流 和 通电时间 相同时,电阻越大,电热越大。
【分析】(1)使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
(2)为了比较热值大小,要用不同的燃料,加热质量相同的同种液体,比较燃料燃尽后液体升温升高的温度,液体升温越高,则燃料放出的热量越多,这种燃料热值越大;
(3)电阻丝产生的热量不易直接观察,由转换法,可使等质量初温相同的同种液体吸收热量,由温度变化确定产生的热量多少;分析图丙电路的连接,根据串联电路电流的规律结合已知条件回答。
【解答】解:(1)用图甲装置探究不同物质吸热升温的现象,根据法,实验中用加热时间反映了吸收热量的多少;
(2)用图乙装置比较不同燃料燃烧时放出的热量,实验中用酒精与碎纸片分别给烧杯加热,等到燃料燃尽后,记录下水的温度,通过比较升高的温度来反映燃料燃烧时所放出热量的大小,从而进一步比较出酒精和碎纸片热值的大小;
(3)图丙中两电阻串联,通过的电流和通电时间相同,20欧姆大于10欧姆,用图丙装置探究影响电流热效应的因素,根据控制变量法,A、B两烧瓶内液体的种类相同,质量相同,闭合开关,通电2min后,B烧瓶中温度计的示数变化更大,根据转换法,20欧姆的电阻产生的热量多,据此可得出结论:当电流和通电时间相同时,电阻越大,电热越大。
故答案为:(1)加热时间;(2)等到燃料燃尽后;升高的温度;(3)相同;相同;电流;通电时间。
【点评】本题探究“导体产生的热量与什么因素有关”、不同物质吸热升温的现象和比较热值大小,考查控制变量法、转换法、串联规律的运用。
20.在测量液体和固体密度的实验中:
(1)将天平放在 水平 台面上,游码移到标尺左端零刻度线处,发现天平指针指在分度盘中线的左侧,为了使天平平衡,应将平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节。
(2)如图甲,测得烧杯和饮料的总质量为 71.2 g;向量筒中倒入部分饮料,如图乙,量筒中饮料的体积为 30 cm3;用天平测得烧杯和剩余饮料的总质量为40g,饮料的密度为 1.04×103 kg/m3。
(3)接着,用水、刻度尺、薄壁轻质塑料瓶测石头的密度,设计了如图丙所示方案,请将实验步骤补充完整:
①在薄壁轻质塑料瓶中装适量的水,用刻度尺测出瓶中水的深度为h1;
②用双面胶(不考虑质量和体积)把石头粘在瓶底,将瓶子放水中,瓶子恰好在竖直方向漂浮,用刻度尺测出瓶子浸入水中的深度为h2;
③将瓶子和石头上下对调,再将瓶子放入水中,瓶子仍在竖直方向漂浮,用刻度尺测出 瓶子内外水面 的高度为h3,则石头密度的表达式为ρ= (用ρ水和测量量的符号表示)。
【分析】(1)使用天平时,将天平放在水平台面上,将游码调至标尺左端零刻度线处,指针不在分度盘的中央时,按照指针左偏右调,右偏左调的方法,调节平衡螺母,直到天平平衡;
(2)图甲中,烧杯和饮料的总质量等于砝码的质量加游码的示数,图乙中量筒的分度值已知,可知量筒中液体的体积;量筒中液体的质量等于烧杯和饮料的总质量减去剩余饮料和烧杯的质量,由密度公式求出饮料的密度;
(3)③将瓶子和石头上下对调,再将瓶子放入水中,瓶子仍在竖直方向漂浮,为了测量石块的体积,用刻度尺测量出瓶子内外水面的高度h3,这样石块的体积V=(h1+h3)S﹣h2S=(h1+h3﹣h3)S,由物体的沉浮条件和阿基米德原理可求出物体的重力,由质量m及密度公式求出石块密度。
【解答】解:(1)使用天平时,将天平放在水平台面上,将游码调至标尺左端零刻度线处,指针不在分度盘的中央时,按照指针左偏右调,右偏左调的方法,调节平衡螺母,直到天平平衡,故指针指在分度盘中线的左侧时,向右调节平衡螺母;
(2)图甲中,烧杯和饮料的总质量m总=50g+20g+1.2g=71.2g
图乙中量筒的分度值时1mL,量筒中液体的体积V=30mL=30cm3;
量筒中液体的质量m=m总﹣m1=71.2g﹣40g=31.2g,
饮料的密度;
(3)③将瓶子和石头上下对调,再将瓶子放入水中,瓶子仍在竖直方向漂浮,用刻度尺测量出瓶子内外水面的高度h3;
则石块的体积V石块=(h1+h3)S﹣h2S=(h1+h3﹣h2)S
由物体的沉浮条件和阿基米德原理得:
石块的重力G石块=F浮﹣G水=,(h1+h3)Sρ水g﹣h1Sρ水g=h3Sρ水g,
石块的密度。
故答案为:(1)水平;右;(2)71.2;30;1.04×103;(3)瓶子内外水面;。
【点评】本题考查了天平的使用方法,质量、体积的测量,物体的沉浮条件,密度公式及阿基米德原理的应用。
21.在探究电流与电压、电阻的关系的实验中,选用的器材有:电源(恒为4V)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、电阻R(5Ω、10Ω、20Ω)、滑动变阻器(20Ω,2A)、开关、导线若干。
序号
电压U/V
电流I/A
1
1.0
0.20
2
1.5
0.30
3
0.40
(1)请用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整。闭合开关前,应将滑动变阻器滑片P移到 左 处。
(2)闭合开关,电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,经检查电表完好,则电路故障可能是 电阻R断路 。
(3)排除故障后,在探究电流与电压的关系时,记录的实验数据如上表,其中第3次实验的电压表示数如图乙所示,为 2.0 V。实验中所选电阻的阻值为 5 Ω。
(4)探究电流与电阻的关系时,将5Ω电阻接入电路,记录电流表示数为0.3A;将电阻更换为10Ω,移动滑片直至电压表示数为 1.5 V,记录电流表示数;再将电阻更换为20Ω,发现无法完成实验。从本实验可行性与安全性考虑,应控制电阻两端的电压范围为 2 ~3V。
【分析】(1)开关闭合前,滑动变阻器的滑片P移至阻值最大处,起到保护电路的作用;
(2)电路中的电表现象是电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,可以确定电压表和电源构成闭合回路,回路之外是断路;
(3)根据电压表的量程和分度值读数,电阻不变时,电流跟电压成正比,由欧姆定律公式计算电阻值;
(4)探究电流与电阻关系,应控制电压不变,由U=IR计算电压,根据串联电路电压的规律和分压的原理得出控制的最小电压。
【解答】解:(1)滑动变阻器应该与电阻串联,如下图:
;
开关闭合前,滑动变阻器的滑片P移至左端,起到保护电路的作用;
(2)由题干告知的电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,说明电压表和电源之间构成闭合回路,其余部分是断路,所以电阻断路;
(3)排除故障后,在探究电流与电压的关系时,记录的实验数据如上表,其中第3次实验的电压表示数如图乙所示,根据电压表的量程和分度值读数,示数为2V,实验中所选电阻的阻值为
R5Ω;
(4)探究电流与电阻的关系时,将5Ω电阻接入电路,记录电流表示数为0.3A;由欧姆定律可知,由U′=IR=0.3A×5Ω=1.5V,本实验要控制电阻的电压不变,将电阻更换为10Ω,移动滑片直至电压表示数为1.5V;
根据串联电路的规律及分压原理有
方程左边为一定值,故右边也为一定值,
当变阻器最大电阻连入电路中时,对应的定值电阻也最大,这时电压表控制的电压最小,即控制的最小电压为
UV=2V
即应控制电阻两端的电压范围为2~3V。
故答案为:(1);左;(2)电阻R断路;(3)2.0;5;(4)1.5;2。
【点评】本题探究电流与电压、电阻的关系,包含滑动变阻的使用、电路故障的判断、控制变量法的应用和对器材的要求。
22.老师带领小滨所在的班到实验室进行分组实验,利用两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器(最大阻值为Rp)等器材测量未知电阻Rx的阻值,实验所用的电路如甲图。
(1)根据甲图,用笔画线代替导线,在乙图中完成实物电路的连接(要求滑片P向右移动时滑动变阻器阻值变小),闭合开关前,滑片P应放置 A (选填“A”或“B”)端。
(2)小滨移动滑片P到最大阻值处,闭合开关后发现电压表无示数,电流表有示数,电路故障可能是Rx出现了 短路 (选填“开路”或“短路”)。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,直到电压表、电流表示数如丙图所示,则Rx的阻值为 10 Ω。
(4)改变待测电阻两端电压进行多次测量,目的是 B (选填序号)。
A.避免偶然性,寻找普遍规律
B.求平均值减少误差
(5)小滨用一个小灯泡替换了电路中的Rx,改变滑动变阻器的滑片位置后测出若干组电压表和电流表的示数,然后根据测得的数据画出了电流随电压变化的图像如图丁所示。
①当小灯泡两端的电压为3V时,小灯泡的电阻为 7.5 Ω;
②电流随电压变化的图像是曲线而不是一条直线,原因是 C ;
A.小灯泡灯丝的电阻是恒定的
B.测量误差引起的
C.小灯泡灯丝的电阻随温度变化
D.作图错误引起的
【分析】(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该移动到阻值最大值处;
(2)闭合开关后发现电压表无示数,电流表有示数,电路故障可能是Rx出现了短路;
(3)根据欧姆定律进行计算;(4)多次测量取平均值可以减小实验误差;
(5)根据图像读数进行计算;灯丝的电阻随温度的变化而变化。
【解答】解:(1)要求滑片P向右移动时滑动变阻器阻值变小,闭合开关前,滑片P应放置在最大值A处。
(2)小滨移动滑片P到最大阻值处,闭合开关后发现电压表无示数,电流表有示数,电路故障可能是Rx出现了短路。
(3)Rx的阻值为:。
(4)改变待测电阻两端电压进行多次测量,目的是多次测量取平均值,减小实验误差,故选:B。
(5)①当小灯泡两端的电压为3V时,小灯泡的电阻为:;
②电流随电压变化的图像是曲线而不是一条直线,原因是小灯泡灯丝的电阻随温度变化,故选:C。
故答案为:(1)A;(2)短路;(3)10;(4)B;(5)①7.5;②C。
【点评】本题考查的是伏安法测电阻;知道该实验中的数据处理和小灯泡的电阻随温度的变化而变化;会根据欧姆定律进行计算。
五.解答题(共3小题)
23.消防救援机器人适用于消防队员无法靠近的灭火救援场所,可以在消防救灾时深入险地,快速高效地完成正常人几乎不可完成的工作。如图是一台某款消防机器人,靠两履带驱动,可以连接高压水带并拖动至指定位置进行喷水救火。这款机器人搭载一台功率为20kW的水泵,总重为1800N,两条履带与地面接触的总面积为0.4m2,连接高压水带后,每秒可将50kg的水喷射到30m高的位置。(g=10N/kg)
(1)履带上凹凸不平的花纹是为了 增大 (选填“增大”或“减小”)摩擦力。
(2)该消防机器人静止在水平地面上时,对地面的压强多大?
(3)消防机器人在连接高压水带后救火喷水时,喷水的功率为多少?
(4)消防机器人救火喷水时水泵的效率为多少?
【分析】(1)增大摩擦的方法:增加压力和增加接触面的粗糙程度;
(2)消防机器人静止在水平地面上时,对地面的压力等于重力,根据p得到对地面的压强;
(3)根据W=Gh=mgh得到喷水时做的功,根据P得到喷水的功率;
(4)根据W=Pt得到水泵在1s内做的总功,根据η得到消防机器人救火喷水时水泵的效率。
【解答】解:(1)履带上凹凸不平的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,使机器人能更好地在地面上行驶。
(2)该消防机器人静止在水平地面上时,对地面的压力等于其重力,即F=G=1800N,
受力面积为两条履带与地面接触的总面积,即S=0.4m2,
根据压强公式,机器人对地面的压强为
;
(3)[3]消防机器人在连接高压水带后救火喷水时,每秒可将50kg的水喷射到30m高的位置,则喷水时做的功为W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×30m=1.5×104J。
喷水的功率为
;
(4)水泵的功率为P泵=20kW=2×104W,
则水泵在1s内做的总功为
,
水泵的效率为
。
故答案为:(1)增大;
(2)该消防机器人静止在水平地面上时,对地面的压强 4.5×103Pa;
(3)消防机器人在连接高压水带后救火喷水时,喷水的功率为 1.5×104W
(4)消防机器人救火喷水时水泵的效率为75%。
【点评】本题考查增大摩擦的方法、压强的公式、功的公式和功率的公式的应用,属于综合题。
24.小黄家购置了一款空气炸锅(如图甲所示),该空气炸锅具有精细烹饪、营养量化等功能。如图乙所示是它的简化电路图,电阻R2=55Ω,开关S2可以接A、接B,如表是该空气炸锅铭牌上的部分参数。
项目
额定电压V
低温挡功率/W
中温挡功率/W
高温挡功率/W
参数
220
275
400
P高
(1)为了用电安全,空气炸锅的三脚插头必须接入三孔插座。请在图丙中用笔画线代替导线将插座正确连入家庭电路中;
(2)空气炸锅在使用过程中主要是将电能转化为 内 能;当S1断开,S2接A时,空气炸锅处于 低温 挡;
(3)求电阻R1的阻值;
(4)空气炸锅正常工作时,高温挡的功率。
【分析】(1)三孔插座接法:右孔接火线、左孔接零线、中间孔接地线;
(2)空气炸锅在使用过程中主要是将电能转化为内能;由图乙可知,当S1闭合、S2接B时,R1、R2并联,当S1闭合、S2接A时,只有R1工作,当S1断开、S2接A时,R1、R2串联,根据串并联电路的特点和P可知空气炸锅高温挡、中温挡和低温挡的电路连接;
(3)根据中温挡功率和P可求出R1的阻值;
(4)根据P可求出高温挡的电功率。
【解答】解:(1)为了用电安全,空气炸锅的三脚插头必须接入三孔插座,三孔插座接法:右孔接火线、左孔接零线、中间孔接地线,如图所示:
(2)空气炸锅在使用过程中主要是将电能转化为内能;
由图乙可知,当S1闭合、S2接B时,R1、R2并联,根据并联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最小,电源电压一定,由P可知,电路的总功率最大,空气炸锅处于高温挡;
当S1断开、S2接A时,R1、R2串联,电路中电阻较大,电功率较大,根据串联电路的电阻特点可知,此时电路的总电阻最大,总功率最小,空气炸锅处于低温挡;
当S1闭合、S2接A时,只有R1工作,空气炸锅处于中温挡;
(3)由P可知,R1的阻值:R1121Ω;
(4)空气炸锅高温挡的功率:P高1280W。
答:(1)图见解答;
(2)内;低温;
(3)求电阻R1的阻值为121Ω;
(4)空气炸锅正常工作时,高温挡的功率为1280W。
【点评】本题考查安全用电、串并联电路的特点、电流的热效应以及电功率公式的灵活运用,能正确分析电路连接是解题的关键。
25.不再为堵车而烦恼,飞行汽车带你飞越拥堵。近日,在以“智能为先,探索无限”为主题的汽车科技日中,充电5分钟续航200公里—首款飞行汽车来了,如图。具体参数见下表。(g取10N/kg)
品牌
XXX牌
参数
车身材料
空载质量
最大载重
载客人数
电池容量
最高续航
飞行高度
最大时速
碳纤维
560kg
200kg
2人
80kW•h
35分钟
1000m
130km/h
(1)利用充电桩给电动飞行汽车的电池充电时,电池相当于 用电器 (选填“电源”或“用电器”);
(2)飞行汽车在匀速竖直上升阶段,车上的乘客相对于车座椅是 静止 (选填“静止”或“运动”)的;如果该款飞行汽车空载悬停在空中,这时飞行汽车获得的升力大小为 5600 N;
(3)飞行汽车利用超声波传感器来判断离地高度,若某测距传感器的阻值R1与离地高度h的关系图乙所示,图丙是测距电路(电源电压不变),要使高度表(实质是电流表或电压表)示数能随飞行高度的增大而增大,则此高度表应该选用 电压表 (选填“电流表”或“电压表”),应安装在图丙中 3 (选填“1”“2”或“3”)位置;
(4)某次飞行测试中,飞行汽车搭载着160kg的假人,从水平地面竖直向上匀速飞行,达到该款飞行汽车的最大飞行高度时,刚好使用了4%的电量,则飞行汽车的电动机效率是 62.5% 。(除电动机工作外,不考虑飞行汽车上其他用电器的用电损耗)
【分析】(1)电池充电时,消耗电能,相当于用电器。
(2)研究对象相对参照物的位置没有发生改变时,研究对象是静止的;
悬停时,处于平衡状态,所以受到的升力等于重力。
(3)根据图甲得出传感器的阻值R1与离地高度h的关系,根据欧姆定律算判断出电路的电流和各个电阻的电压,从而判断出高度表是电压表。
(4)利用G=mg求得竖直方向上受到的总重力,利用W=Gh求得飞行汽车克服重力做的功,进一步求得消耗的电能,利用机械效率计算公式求得飞行汽车的电动机效率。
【解答】解:(1)利用充电桩给电动飞行汽车的电池充电时,电池是消耗电能的,电池相当于用电器。
(2)飞行汽车在匀速竖直上升阶段,车上乘客相对车座椅的位置没有发生改变,所以车上乘客相对于车座椅是静止的;飞行汽车空载时受到的重力大小
G=mg=560kg×10N/kg=5600N
悬停时,处于平衡状态,所以受到的升力等于重力,飞行汽车获得的升力为5600N。
(3)由图丙可知1,3表与电阻并联,为电压表,2表与电阻串联,为电流表;根据图乙知传感器的阻值R1随离地高度的增加而增大,电路的总电阻也增加,根据欧姆定律可知电路的电流减小,所以高度表不可能是电流表2;根据“串联电路的分压作用,电阻大,分压多”知随高度的增加,传感器的阻值R1电阻增大,分压增多,电压表3的示数增大。因为电源电压不变,电压表1的示数减小,所以只有电压表3符合题意。
(4)飞行汽车竖直向上匀速飞行时,竖直方向上受到的总重力
G总=G汽车+G假人=(560kg+160kg)×10N/kg=7200N
则飞行汽车克服重力做功
W=Gh=7200N×1000m=7.2×106J
消耗的电能
所以飞行汽车的电动机效率
故答案为:(1)用电器;(2)静止;5600;(3)电压表;3;(4)62.5%。
【点评】此题考查了能量的利用效率、运动状态的判断、电路的组成等,属于综合性题目。
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