内容正文:
湖北省孝感汉川市2023-2024学年中考物理模拟预测试卷
一、单项选择题(本大题7小题,每题3分,共21分)
1. 在探究光的反射规律时,老师把一块平面镜CD竖立在讲台上,坐在B点的甲同学通过平面镜看到了坐在A点的乙同学(如图).在这一现象中,光线的反射角是
A. ∠1 B. ∠2 C. ∠3 D. ∠4
2. 下列说法正确的是( )
A. 人跑步时,鞋底与地面之间的摩擦是有害摩擦
B. 火车轨道下装上枕木是为了增大压强
C. 风沿着窗外的墙面吹过时,窗帘会由于流体压强的作用被吹向屋里
D. 一艘轮船的排水量是,当这艘船满载时驶在海里受到的浮力为
3. 如图所示,钓鱼时,钓鱼竿可看成是一个杠杆.关于这个杠杆:下列说法正确的是
A. 省力省距离 B. 省力费距离 C. 费力省距离 D. 费力费距离
4. 医务人员工作时所采取的许多措施和使用的器材中,包含着许多物理知识,有关下列说法正确的是( )
A. 医生用听诊器接听患者心跳和呼吸声音,能升高音调
B. 注射时针筒能抽取到药液,是因为药液受到针筒的吸引力作用
C. 喷洒消毒液后,过一会儿病房里闻到消毒液的气味,这是扩散现象
D. 医生夹取消毒棉擦伤口的镊子是省力杠杆
5. 学习和生活中常用到下列光学器具:①显微镜;②穿衣镜;③潜望镜;④汽车观后镜;⑤老花镜;⑥近视镜.其中利用光的反射定律制成的是
A. ②④ B. ④⑥ C. ②③④ D. ③④⑥
6. 下列现象中用物理知识解释正确的是
A. 雪花飞舞是分子无规则运动的结果
B. 墨水在热水中比在冷水中扩散快与温度高低有关
C. 破镜难重圆是因为分子间有斥力
D. 用冰块冷却食物,因为冰块含有的热量少
7. 悉尼科技大学的研究小组研发了一种独特的复合材料——石墨纸,如图所示,其成分以石墨为主,薄如纸张,比钢要坚硬10倍且轻巧,还可以回收利用,未来应用非常广泛。下列说法错误的是( )
A. 石墨纸是绝缘体,不易导电
B. 与钢相比,石墨纸的硬度较大
C. 石墨纸是一种环保材料
D. 与同体积的钢相比,石墨纸的质量较小
二、填空题(本大题7小题,共21分)
8. 如图所示,在玻璃杯里装上大半杯米,把一根筷子插在中间,将米压紧并使筷子直立,再往杯内加少许水,过一会儿拿起筷子,可以看到筷子把装米的玻璃杯提起来。这是因为米吸水后发涨发涩,既增大了米对筷子和米对玻璃杯的_______,又增大了它们接触面的粗糙程度,从而增大了摩擦力。若米重2N,玻璃杯重1N,则当筷子提着米在空中静止时,米与筷子的摩擦力为_______N。
9. 一根粗细均匀的长为L的金属导线,其电阻为R.当把它均匀拉长到2L时,其电阻为________,当把它对折后使其长度为L/2时,电阻为________,粗细不变使其长度变为L/2,则电阻为________
10. 中国人有元宵节吃汤圆的习俗.煮熟的汤圆会浮在水上是因为浮力_____重力(选填“大于”“等于”或“小于”),锅中水“大火”烧开后改用“小火”继续煮时,锅中的温度_____(填“增大”“减小”或“不变”),汤圆的内能通过_____的方式来实现增加.
11. 如图所示,某人用12 N的力沿水平方向向右拉一根轻质弹簧,弹簧对手的拉力______(填“大于”“小于”或“等于”)12 N,手受到的拉力的施力物体是________.
12. 每年6月6日是全国“爱眼日”,今年爱眼日的主题是“‘目’浴阳光,预防近视”.近视眼的成像示意图是图中的_____图,应该佩戴由_______透镜制成的眼镜来矫正,该透镜对光线有___作用.
13. 如图所示,是小华家的一部分电路,他家电路的火线与零线之间的电压是 _______ V;一天晚上她发现一盏电灯突然熄灭了,他用试电笔分别测试电路中的a、b、c、d四点,只有测a点时氖管发光,若电路中只有一处故障,则故障可能是 ______ .
14. 卫生间里的感应式冲水器的阀门,全自动洗衣机的进水、排水阀门是由______控制的;装在氧气瓶、管道煤气上的压力表实质是________
三、作图题(共7分)
15. 如图所示,请将螺线管、滑动变阻器接入电路中,使开关闭合后,螺线管与条形磁铁相互排斥,滑动变阻器滑片P向右移动会使斥力变大.
16. 如图所示,根据图中磁感线的方向,标出通电螺线管的N极和电源的“+”极.
17. 如图所示,小磁针静止在通电螺线管的正上方,在图中标出电源的正、负极和通电螺线管的N极和S极。
( )
四、实验题(本大题共5小题,共20分)
18. 以下是小红“探究通过导体的电流与电阻的关系”的部分实验过程.
试验次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.48
2
10
0.24
3
20
0.12
(1)连接电路时开关应________(选填“断开”或“闭合”).
(2)某次实验时电压表的示数如图所示,则R两端的电压是________V.
(3)实验中,小红分别把5Ω、10Ω、20Ω的电阻接入电路做三次实验,每次闭合开关后,调节滑动变阻器,使________保持不变,记录电流表示数,如上表格所示.
(4)分析表格数据,得出结论:________.
(5)许多实验需测量多组数据,便于“从中找出普遍规律”或者“求平均值以减小误差”. 下列实验中,多次测量的主要目的与本次实验相同的是_______(填字母)
A. 测量物体的长度 B. 探究杠杆的平衡条件 C. 用伏安法测量定值电阻的阻值.
19. 小宇用如图所示的装置探究“动能的大小与什么因素有关?”的实验步骤如下:
(1)将质量为m的小球从光滑斜面上的A处静止释放,滚下后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,如图甲所示;
(2)将质量为m的小球从光滑斜面上的B处静止释放,滚下后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,如图乙所示;
(3)将质量为2m的小球从光滑斜面上的B处静止释放,滚下后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,如图丙所示.
根据上述三次实验,回答下列问题:
①实验中小球动能的大小是通过观察比较_____反映出来的,这里用到了物理学研究问题的一种_____方法(选填“直接测量”、“放大”或“转换”);
②为了探究动能的大小与物体运动速度的关系,应选用_____两个图来分析,并由此得出的实验结论是_____;
③分析乙、丙两图,得到的实验结论是_____;其中小球在光滑斜面上从B处滚到底端的过程中,小球的_____能转化为动能.
20. 在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,实验装置如图所示,选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上,其中甲、乙两图的接触面是相同的木板,丙图的接触面是棉布.
(1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做_____运动.根据_____条件可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数.
(2)由_____图可以探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度关系.
(3)若乙装置中,木块在运动过程中拉力突然变大,滑动摩擦力将_____(选填“不变”、“变大”或“变小”).
(4)评估此实验方案的不足之处是_____.(答出一条即可)
21. 小明在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,提出以下猜想:
猜想一:滑动摩擦力的大小与物体运动的速度有关;
猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小有关;
猜想三:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;
小明通过如图所示的实验验证猜想,验证猜想二和猜想三的数据如下表:
次数
1
2
3
4
5
接触面
木板
木板
木板
棉布
毛巾
压力/N
1.0
1.5
2.0
1.0
1.0
弹簧测力计示数/N
0.4
0.6
0.8
0.5
0.6
回答下列问题:
(1)实验中,小明用弹簧测力计水平拉着木块在水平方向做匀速直线运动,其目的是使滑动摩擦力的大小__(填“大于”“小于”或“等于”)弹簧测力计的示数.
(2)为验证猜想一,小明用弹簧测力计水平拉着木块沿水平方向以不同的速度在木板上做匀速直线运动时,弹簧测力计示数相同,说明滑动摩擦力的大小与速度______.
(3)分析____次实验可验证猜想二,在接触面不变的条件下,滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小___.
(4)分析1、4、5次实验,小明得出,在压力相同的条件下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,老师提出小明的实验设计应加以改进,应控制在__________相同的条件下粗糙程度不同.
22. 如图甲是“探究光的反射规律“的装置.将一张白色硬纸板垂直放置在平面镜上,实验中使用可折转的硬纸板,除了能呈现光路外,另一个目的是_____:如图乙是“探究平面镜成像特点”的装置,实验中,采用透明玻璃板代替平面镜,能在观察到A蜡烛像的同时,也能观察到B蜡烛,从而确定像的_____,同时比较了像和物_____的关系
五、计算题(本大题共2小题,共13分)
23. 某校师生自制一台电烘箱而设计的简化电路图及技术参数如下,R1和R2均为电热丝且电阻值恒定。
额定电压
220V
正常工作电流
高温挡
5A
低温挡
2A
根据师生们的设计,求:
(1)电烘箱在高温挡正常工作时每分钟可产生的热量;
(2)电热丝R1的阻值;
(3)电烘箱在低温挡时正常工作时,R2的功率。
24. 如图的电路中,电源电压恒定,灯泡L标有“3V 1.5W”.开关S1闭合,S2断开,灯泡L正常发光,开关S1、S2均闭合时,电流表的示数为1.5A,求:
(1)灯泡L正常发光时的电流;
(2)电阻R的阻值;
(3)开关S1、S2均闭合时电路的总功率.
六、综合能力题(本大题共3小题,共18分)
25. 小星在超市看见白炽灯和节能灯后,想到一个问题:白炽灯和节能灯谁的寿命更长,使用时哪个更经济?为此他查阅了资料,摘出部分信息如下.资料一:白炽灯在白炽状态下发光时,有微粒不断地从灯丝上跑出来,温度越高,微粒跑得越厉害,使灯丝逐渐变细.资料二:60W白炽灯灯与某种11W的节能灯正常工作时照明效果相同(数据如表一).资料三:白炽灯和节能灯都不宜频繁开关.
表一
电灯种类
额定电压
额定功率
寿命
单价
白炽灯
220V
60W
1000h
1.5元
节能灯
220V
11W
3000h
18元
表二
工作状态
电功率
刚开始工作
正常工作
(1)以上资料蕴藏着一些物理知识.请写出一点:____________
(2)已知“220V 60W”的白炽灯,在常温下灯丝的电阻约80Ω,请通过计算将该白炽灯的有关数据填在表二的空格中._______,________.(要保留计算过程)
(3)根据以上的数据分析,可知白炽灯不宜频繁开关的原因是________________________.
(4)根据资料,若使节能灯从买回来开始正常工作到寿命结束,消耗的电能为多少kW·h?__________________________.
26. 如图甲是食堂为餐具消毒、烘干的保洁消毒柜,其内部电路如图乙所示,S1为温控开关,S2为门控开关,R为石英加热管(阻值不变). 消毒柜的总功率为1250W,臭氧发生器的功率为150W. 求:
(1)消毒柜使用三角插头,要插入三孔插座,是为了将金属外壳与_________________相连.
(2)石英加热管R的阻值多大?关闭柜门,门控开关S2闭合,臭氧发生器工作10min所消耗的电能多大_____?
(3)若在货架上放100kg的不锈钢餐具,将其从26℃加热到70℃,不计热量损失,消毒柜石英加热管需要正常加热工作多长时间______?[c钢=0.46×103J/(kg•℃]
27. 阅读短文,回答问题:
太阳能路灯
城市大力发展绿色能源,如图甲是城市道路两边的太阳能路灯,它由太阳能电池板、控制器、24V的蓄电池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成.它的结构示意图如图乙,工作时能量流程图如图丙.
LED发光二极管是一种半导体器件,它具有工作电压低(2﹣4V)、耗能少、寿命长、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等优点.它与普通的白炽灯发光原理不同,可以把电直接转化为光.实验测得LED发光二极管两端加不同电压时的电流,数据如表:
电压/V
1
1.5
2.0
2.3
2.5
2.8
3.0
3.3
3.5
3.6
3.7
电流/mA
0
0
0
5
10
60
160
380
690
900
1250
(1)太阳能电池板将太阳能转化为____能,给蓄电池充电时转化为____能.太阳能是____能源(选填“一次”或“二次”);
(2)为使LED发光二极管正常工作,应将几个LED发光二极管____(选填“串联”或“并联”)才能安全使用;
(3)如图乙所示,晚上LED发光二极管点亮时控制开关S与____(选填“a”或“b”)触点接触;
(4)这种LED发光二极管的电压从2.5V变化到3.6V时,LED的电功率增加了____W。
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湖北省孝感汉川市2023-2024学年中考物理模拟预测试卷
一、单项选择题(本大题7小题,每题3分,共21分)
1. 在探究光的反射规律时,老师把一块平面镜CD竖立在讲台上,坐在B点的甲同学通过平面镜看到了坐在A点的乙同学(如图).在这一现象中,光线的反射角是
A. ∠1 B. ∠2 C. ∠3 D. ∠4
【答案】B
【解析】
【详解】由题意知,坐在B点的甲同学通过平面镜看到了坐在A点的乙同学,说明由AO入射的光线,反射后经过OB;
所以∠1为入射角,∠2为反射角,即B看到的是从A上发出的光线经过平面镜反射后进入B的眼中.
故选B.
【点睛】牢记入射角和反射角的概念.入射光线与法线之间的夹角叫做入射角;反射光线与法线之间的夹角叫反射角.
2. 下列说法正确的是( )
A. 人跑步时,鞋底与地面之间的摩擦是有害摩擦
B. 火车轨道下装上枕木是为了增大压强
C. 风沿着窗外的墙面吹过时,窗帘会由于流体压强的作用被吹向屋里
D. 一艘轮船的排水量是,当这艘船满载时驶在海里受到的浮力为
【答案】D
【解析】
【分析】根据选项内容可知,本题考查用物理规律解释生活现象.学习物理知识时要多联系生活实际、多举例、多解释,提高利用所学物理知识分析实际问题的能力.
【详解】A.人走路时如果鞋底和地面之间没有摩擦,人将无法走动,所以鞋底和地面之间的摩擦是有益摩擦.故A错误.
B.火车轨道下装上枕木是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B错误.
C.风沿着外墙吹过时,窗帘外侧空气流速大,压强小,内侧空气流速慢,压强大,窗帘受到向外的压强大于向内的压强,把窗帘压向窗户外面,故C错误.
D.轮船漂浮在海水里,所受浮力等于它排开水的重力,则,故D正确.
3. 如图所示,钓鱼时,钓鱼竿可看成是一个杠杆.关于这个杠杆:下列说法正确的是
A. 省力省距离 B. 省力费距离 C. 费力省距离 D. 费力费距离
【答案】C
【解析】
【详解】根据杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,当动力臂小于阻力臂时,则动力就会大于阻力,所以钓鱼竿是一个费力杠杆,费力的杠杆,一定会省距离.故C正确.
4. 医务人员工作时所采取的许多措施和使用的器材中,包含着许多物理知识,有关下列说法正确的是( )
A. 医生用听诊器接听患者心跳和呼吸声音,能升高音调
B. 注射时针筒能抽取到药液,是因为药液受到针筒的吸引力作用
C. 喷洒消毒液后,过一会儿病房里闻到消毒液的气味,这是扩散现象
D. 医生夹取消毒棉擦伤口的镊子是省力杠杆
【答案】C
【解析】
【详解】A.听诊器是让病人的心跳声和呼吸声通过橡胶管中的空气来传播的,减少了声音的发散,增大了声音的响度,故A错误;
B.注射器抽取药液是利用大气压,在大气压的作用下将药液压入注射器内,故B错误;
C.我们闻到了消毒水的气味,是因为消毒水的分子扩散到了空气中,进入我们的鼻子引起嗅觉,故C正确;
D.镊子在使用时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D错误。
故选C。
5. 学习和生活中常用到下列光学器具:①显微镜;②穿衣镜;③潜望镜;④汽车观后镜;⑤老花镜;⑥近视镜.其中利用光的反射定律制成的是
A. ②④ B. ④⑥ C. ②③④ D. ③④⑥
【答案】C
【解析】
【详解】②穿衣镜是平面镜、③潜望镜是用平面镜制成的、④汽车观后镜凸面镜,它们都是面镜,都是利用光的反射工作的;
①显微镜、⑤老花镜是由凸透镜制成的,⑥近视镜是凹透镜制成的,它们都是透镜,都利用了光的折射.故C正确.
6. 下列现象中用物理知识解释正确的是
A. 雪花飞舞是分子无规则运动的结果
B. 墨水在热水中比在冷水中扩散快与温度高低有关
C. 破镜难重圆是因为分子间有斥力
D. 用冰块冷却食物,因为冰块含有的热量少
【答案】B
【解析】
【详解】A、雪花是固体冰晶,是由无数的分子组成的,雪花飞舞属于机械运动,不是分子在运动.故A错误;
B、扩散的快慢和温度有关,温度越高扩散越快,所以热水中扩散快,冷水中扩散慢.故B正确;
C、“破镜难重圆”是因为分子间的间隙太大,已经失去了相互作用力.故C错误;
D、用冰块冷却食物,是冰块温度低,食物温度高,热量可以从食物传递到冰块,但冰块本身不含有热量.故D错误.
7. 悉尼科技大学的研究小组研发了一种独特的复合材料——石墨纸,如图所示,其成分以石墨为主,薄如纸张,比钢要坚硬10倍且轻巧,还可以回收利用,未来应用非常广泛。下列说法错误的是( )
A. 石墨纸是绝缘体,不易导电
B. 与钢相比,石墨纸的硬度较大
C. 石墨纸是一种环保材料
D. 与同体积的钢相比,石墨纸的质量较小
【答案】A
【解析】
【详解】A.石墨纸的成分是以石墨为主,石墨易导电,属于导体,故A错误,符合题意;
B.“成分以石墨为主,薄如纸张,比钢要坚硬10倍”,体现了与钢相比,石墨纸的硬度较大,故B正确,不符合题意;
C.“可以回收再利用”,体现了石墨纸是一种环保材料,故C正确,不符合题意;
D.根据密度公式的变形公式可得,由于石墨纸的密度小,故与同体积的钢相比,石墨纸的质量较小,故D正确,不符合题意。
故选A。
二、填空题(本大题7小题,共21分)
8. 如图所示,在玻璃杯里装上大半杯米,把一根筷子插在中间,将米压紧并使筷子直立,再往杯内加少许水,过一会儿拿起筷子,可以看到筷子把装米的玻璃杯提起来。这是因为米吸水后发涨发涩,既增大了米对筷子和米对玻璃杯的_______,又增大了它们接触面的粗糙程度,从而增大了摩擦力。若米重2N,玻璃杯重1N,则当筷子提着米在空中静止时,米与筷子的摩擦力为_______N。
【答案】 ①. 压力 ②. 3
【解析】
【详解】[1]摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,增大压力,增大接触面的粗糙程度可以增大摩擦,筷子提米,米吸水后发涨发涩,既增大了米对筷子和米对玻璃杯的压力,又增大了接触面的粗糙程度,从而增大了摩擦力。
[2]物体处于静止或匀速直线运动状态时,受到的力是平衡力,相互平衡的两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,筷子提米实验中,筷子受到向下力是米和玻璃杯的重力,向上的力是摩擦力,由于米重2N,玻璃杯重1N,当筷子提米在空中静止时,筷子受到米的摩擦力是
2N+1N=3N
9. 一根粗细均匀的长为L的金属导线,其电阻为R.当把它均匀拉长到2L时,其电阻为________,当把它对折后使其长度为L/2时,电阻为________,粗细不变使其长度变为L/2,则电阻为________
【答案】 ①. 4R; ②. ③.
【解析】
【详解】[1]一根粗细均匀的长为L的金属导线,其电阻为R,当把它均匀拉长到2L时,长度变为原来的2倍,同时横截面变为原来的1/2,这样使导线的电阻变为原来的4倍,为4R;
[2]当把它对折后使其长度为L/2时,长度变为原来的1/2,同时横截面变为原来的2倍,这样使导线的电阻变为原来的1/4,为 ;
[3]粗细不变使其长度变为L/2,导线的电阻变为原来的1/2,为 。
10. 中国人有元宵节吃汤圆的习俗.煮熟的汤圆会浮在水上是因为浮力_____重力(选填“大于”“等于”或“小于”),锅中水“大火”烧开后改用“小火”继续煮时,锅中的温度_____(填“增大”“减小”或“不变”),汤圆的内能通过_____的方式来实现增加.
【答案】 ①. 等于 ②. 不变 ③. 热传递
【解析】
【详解】煮熟的汤圆会浮在水上,由漂浮条件知道,此时汤圆受到的浮力等于其重力;锅中水“大火”烧开后改用“小火”继续煮时,锅内的水还能继续吸热、继续沸腾,温度不变;汤圆和水从火中吸收热量,内能增加、温度升高,是通过热传递的方式增加内能.
11. 如图所示,某人用12 N的力沿水平方向向右拉一根轻质弹簧,弹簧对手的拉力______(填“大于”“小于”或“等于”)12 N,手受到的拉力的施力物体是________.
【答案】 ①. 等于 ②. 弹簧
【解析】
【详解】[1][2]题中手对弹簧的拉力与弹簧对手的拉力是一对相互作用力,大小相等,故弹簧对手的拉力等于12N,手受到的拉力是弹簧发生弹性形变产生的,其施力物体是弹簧.
12. 每年6月6日是全国“爱眼日”,今年爱眼日的主题是“‘目’浴阳光,预防近视”.近视眼的成像示意图是图中的_____图,应该佩戴由_______透镜制成的眼镜来矫正,该透镜对光线有___作用.
【答案】 ①. 乙 ②. 凹 ③. 发散
【解析】
【详解】远视眼成因:眼球晶状体的曲度过小,远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像,就会落在视网膜的后方造成的,则甲是远视眼的成因;
近视眼成因:眼球晶状体的曲度过大,远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像,就会落在视网膜的前方造成近视眼,则乙图是近视眼的成因;因凹透镜对光线有发散作用,所以近视眼应该配戴凹透镜才能看清远处的物体.
13. 如图所示,是小华家的一部分电路,他家电路的火线与零线之间的电压是 _______ V;一天晚上她发现一盏电灯突然熄灭了,他用试电笔分别测试电路中的a、b、c、d四点,只有测a点时氖管发光,若电路中只有一处故障,则故障可能是 ______ .
【答案】 ①. 220 ②. 开关S处断路(或开关S接触不良)
【解析】
【详解】我国家庭电路电压为220V,家庭电路的火线与零线之间的电压为220V;用试电笔测试火线上的a点时氖管发光,说明a点与火线相连,正常;测试零线上的d点时氖管不发光,说明零线正常;用试电笔测试b、c两点时,氖管不发光,说明b、c没有与火线相连,即开关S处断路.
14. 卫生间里的感应式冲水器的阀门,全自动洗衣机的进水、排水阀门是由______控制的;装在氧气瓶、管道煤气上的压力表实质是________
【答案】 ①. 红外线 ②. 气压计
【解析】
【详解】红外线遥感不仅可以感知可见光,还可以感知物体发出的红外线.卫生间里的感应式冲水器的阀门,全自动洗衣机的进水、排水阀门利用的是红外线遥感技术;
为了测量装在氧气瓶、煤气管道里的氧气、煤气的气体压强,需要安装用来测量气体压强的仪器,与用测量大气压的仪器气压计实质一样.
三、作图题(共7分)
15. 如图所示,请将螺线管、滑动变阻器接入电路中,使开关闭合后,螺线管与条形磁铁相互排斥,滑动变阻器滑片P向右移动会使斥力变大.
【答案】如图
【解析】
【详解】开关闭合后,螺线管与条形磁铁相互排斥,应使电磁铁左侧是S极,由安培定则可知:螺线管中电流方向向下;滑动变阻器滑片P向右移动会使斥力变大,即此时电路中电流变大,滑动变阻器连入电路的阻值变小,可得出需使滑动变阻器右侧下接线柱连入电路.
16. 如图所示,根据图中磁感线的方向,标出通电螺线管的N极和电源的“+”极.
【答案】
【解析】
【详解】在磁体外部,磁感线总是从磁体的N极发出,最后回到S极.所以螺线管的左端为N极,右端为S极.根据安培定则:伸出右手,使右手大拇指指示通电螺线管的N极,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,即电流是从螺线管的右端流入的.所以电源的右端为正极,左端为负极,如下图所示:
17. 如图所示,小磁针静止在通电螺线管的正上方,在图中标出电源的正、负极和通电螺线管的N极和S极。
( )
【答案】
【解析】
【详解】小磁针静止时N极向右,则由同名磁极间相互排斥、异名磁极间相互吸引可知螺线管右侧为S极,左侧为N极;由右手螺旋定则可知电流由左侧流入螺线管,即电源左侧为正极;如下图所示:
四、实验题(本大题共5小题,共20分)
18. 以下是小红“探究通过导体的电流与电阻的关系”的部分实验过程.
试验次数
电阻R/Ω
电流I/A
1
5
0.48
2
10
0.24
3
20
0.12
(1)连接电路时开关应________(选填“断开”或“闭合”).
(2)某次实验时电压表的示数如图所示,则R两端的电压是________V.
(3)实验中,小红分别把5Ω、10Ω、20Ω的电阻接入电路做三次实验,每次闭合开关后,调节滑动变阻器,使________保持不变,记录电流表示数,如上表格所示.
(4)分析表格数据,得出结论:________.
(5)许多实验需测量多组数据,便于“从中找出普遍规律”或者“求平均值以减小误差”. 下列实验中,多次测量的主要目的与本次实验相同的是_______(填字母)
A. 测量物体的长度 B. 探究杠杆的平衡条件 C. 用伏安法测量定值电阻的阻值.
【答案】 ①. 电压表示数 ②. 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 ③. 电压表示数 ④. 电压一定时,电流与电阻成反比 ⑤. B
【解析】
【详解】(1)连接电路过程中,开关应处于断开状态;
(2)由图知,电压表选择的是0~3V量程,分度值为0.1V,此时电压表的示数为U=2.4V;
(3)实验目的是探究电流与电阻的关系,将电阻阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的电阻接入电路时,两端电压都应该相同.每次闭合开关后,调节滑动变阻器,使电压表示数相同,记录电流表示数;
(4)由表格数据分析可知,电压一定时,电流与电阻成反比
(5)探究“电流跟电压、电阻的关系”和探究杠杆的平衡条件时,多次测量的目的是从不同情况中找到普遍规律.故选B.
故答案为 (1). 断开 (2). 2.4 (3). 电压表示数 (4). 在电压一定时,通过导体的电流与电阻成反比 (5). B
【点睛】该题探究电流与电阻之间的关系,注意实验结论的正确总结和归纳.此实验为欧姆定律做铺垫,侧重考查控制变量法.是中考的热点考查内容,要重点关注.
19. 小宇用如图所示的装置探究“动能的大小与什么因素有关?”的实验步骤如下:
(1)将质量为m的小球从光滑斜面上的A处静止释放,滚下后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,如图甲所示;
(2)将质量为m的小球从光滑斜面上的B处静止释放,滚下后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,如图乙所示;
(3)将质量为2m的小球从光滑斜面上的B处静止释放,滚下后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,如图丙所示.
根据上述三次实验,回答下列问题:
①实验中小球动能的大小是通过观察比较_____反映出来的,这里用到了物理学研究问题的一种_____方法(选填“直接测量”、“放大”或“转换”);
②为了探究动能的大小与物体运动速度的关系,应选用_____两个图来分析,并由此得出的实验结论是_____;
③分析乙、丙两图,得到的实验结论是_____;其中小球在光滑斜面上从B处滚到底端的过程中,小球的_____能转化为动能.
【答案】 ①. 木块在水平面上移动的距离 ②. 转换 ③. 甲乙 ④. 物体的质量一定时,速度越大,动能越大 ⑤. 物体的速度一定时,质量越大,动能越大 ⑥. 重力势
【解析】
【详解】①小球动能大小不能直接测量,而是通过小球推动木块在水平面上移动的距离来反映的,采用了转换法.
②甲乙两图中两球的质量相同,但高度不同,这样小球到达底端时的速度不同,高度越高,小球到达水平面时的速度越大,所以可以探究动能大小与速度的关系;
速度越大的小球,撞击木块时,木块移动的距离越远,说明小球的动能越大,由此可以得出的结论是:物体的质量一定时,速度越大,动能越大.
③乙丙图中两球的质量不同,高度相同,小球到达底端时的速度相同,所以可以探究动能大小与质量的关系;质量大的小球撞击木块时,木块移动的距离远,说明小球的动能越大;由此可以得出的结论是:在速度一定时,物体的质量越大,动能越大;
小球在光滑斜面上从B处滚到底端的过程中,高度减小,重力势能减小,速度变快,动能增加,重力势能转化为动能.
20. 在探究“影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,实验装置如图所示,选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上,其中甲、乙两图的接触面是相同的木板,丙图的接触面是棉布.
(1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做_____运动.根据_____条件可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数.
(2)由_____图可以探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度关系.
(3)若乙装置中,木块在运动过程中拉力突然变大,滑动摩擦力将_____(选填“不变”、“变大”或“变小”).
(4)评估此实验方案的不足之处是_____.(答出一条即可)
【答案】 ①. 匀速直线 ②. 二力平衡 ③. 乙、丙 ④. 不变 ⑤. 很难控制木块一直做匀速直线运动或测力计在运动中读数困难
【解析】
【详解】(1)实验中,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动,此时拉力与摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡原理,摩擦力大小等于拉力大小;弹簧测力计的示数等于摩擦力;
(2)要得出摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,需使压力大小相同,接触面粗糙程度不同,即选择乙、丙进行实验;
(3)由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,即使拉力增大,滑动摩擦力也不变;
(4)实验中需拉动木块做匀速直线运动时进行读数,而很难保证其一直做匀速直线运动,会造成测力计的读数困难.
21. 小明在探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,提出以下猜想:
猜想一:滑动摩擦力的大小与物体运动的速度有关;
猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小有关;
猜想三:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;
小明通过如图所示的实验验证猜想,验证猜想二和猜想三的数据如下表:
次数
1
2
3
4
5
接触面
木板
木板
木板
棉布
毛巾
压力/N
1.0
1.5
2.0
1.0
1.0
弹簧测力计示数/N
0.4
0.6
0.8
0.5
0.6
回答下列问题:
(1)实验中,小明用弹簧测力计水平拉着木块在水平方向做匀速直线运动,其目的是使滑动摩擦力的大小__(填“大于”“小于”或“等于”)弹簧测力计的示数.
(2)为验证猜想一,小明用弹簧测力计水平拉着木块沿水平方向以不同的速度在木板上做匀速直线运动时,弹簧测力计示数相同,说明滑动摩擦力的大小与速度______.
(3)分析____次实验可验证猜想二,在接触面不变的条件下,滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小___.
(4)分析1、4、5次实验,小明得出,在压力相同的条件下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,老师提出小明的实验设计应加以改进,应控制在__________相同的条件下粗糙程度不同.
【答案】 ①. 等于 ②. 无关 ③. 1、2、3 ④. 成正比 ⑤. 接触面材料
【解析】
【详解】(1)只有沿水平方向用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;(2)研究滑动摩擦力的大小与速度的关系,要控制压力和接触面的粗糙程度相同,只改变运动速度的大小,小明用弹簧测力计水平拉着木块沿水平方向以不同的速度在木板上做匀速直线运动时,弹簧测力计示数相同,说明滑动摩擦力的大小与速度无关;(3)分析 1、2、3次试验可验证滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小有关,由表中数据可知,在接触面不变的条件下,滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小有关;(4)分析1、4、5次试验,小明得出,在压力相同的条件下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,老师提出小明的实验设计应加以改造,应控制压力和在物体的运动速度相同的条件下粗糙程度不同;
22. 如图甲是“探究光的反射规律“的装置.将一张白色硬纸板垂直放置在平面镜上,实验中使用可折转的硬纸板,除了能呈现光路外,另一个目的是_____:如图乙是“探究平面镜成像特点”的装置,实验中,采用透明玻璃板代替平面镜,能在观察到A蜡烛像的同时,也能观察到B蜡烛,从而确定像的_____,同时比较了像和物_____的关系
【答案】 ①. 探究反射光线,入射光线是否在同一平面内 ②. 位置 ③. 大小
【解析】
【详解】实验中使用可折转的硬纸板,除了能呈现光路外,通过向后折硬纸板,观察现象来探究反射光线、入射光线与法线是否在同一平面内.
在“探究平面镜成像特点”实验过程中,用透明的玻璃板代替平面镜,在物体一侧,既能看到蜡烛A的像,也能看到代替蜡烛A的蜡烛B,当蜡烛A的像和蜡烛B重合时,便于确定像的位置,从而便于比较物像大小.
五、计算题(本大题共2小题,共13分)
23. 某校师生自制一台电烘箱而设计的简化电路图及技术参数如下,R1和R2均为电热丝且电阻值恒定。
额定电压
220V
正常工作电流
高温挡
5A
低温挡
2A
根据师生们的设计,求:
(1)电烘箱在高温挡正常工作时每分钟可产生的热量;
(2)电热丝R1的阻值;
(3)电烘箱在低温挡时正常工作时,R2的功率。
【答案】(1)66000J;(2)44Ω;(3)264W
【解析】
【详解】解:(1)两个开关都闭合,只有的简单电路,电路的总电阻很小,由可知电功率最大,处于高温挡,由机器铭牌可知,电流为5A,电压为220V,在高温挡正常工作时每分钟可产生的热量
(2)电热丝R1的阻值
(3)只闭合开关S1,两电阻串联,电路的总电阻最大,由可知电功率最小,处于低温挡,总功率
R1的功率
R2的功率
答:(1)电烘箱在高温挡正常工作时每分钟可产生的热量是66000J;
(2)电热丝R1的阻值是44Ω;
(3)电烘箱在低温挡时正常工作时,R2的功率是264W。
24. 如图的电路中,电源电压恒定,灯泡L标有“3V 1.5W”.开关S1闭合,S2断开,灯泡L正常发光,开关S1、S2均闭合时,电流表的示数为1.5A,求:
(1)灯泡L正常发光时的电流;
(2)电阻R的阻值;
(3)开关S1、S2均闭合时电路的总功率.
【答案】(1)0.5A;(2);(3)4.5W
【解析】
【详解】(1)灯泡L标有“3V 1.5W”.开关S1闭合,S2断开,电路中只有等L,灯泡L正常发光,说明电源电压是3V, 灯泡L正常发光时的电流IL===0.5A(2)开关都闭合时,R和灯泡串联,则通过电阻R的电流I2=I-I1=1.5A-0.5A=1A,
R=, (3)P=UI=3V×1.5A=4.5W
点睛:开关S1闭合,S2断开,电路中只有等L,根据电路的连接情况可知,电源电压是3V, 又因为灯泡L正常发光,灯泡L标有“3V 1.5W”.根据公式IL=求出灯泡L正常发光时的电流(2)开关都闭合时,R和灯泡并联,根据并联电路的电流特点可以求出则通过电阻R的电流,然后根据欧姆定律求出电阻;(3)开关S1、S2均闭合时,利用P=UI就能求出电路的总功率.
六、综合能力题(本大题共3小题,共18分)
25. 小星在超市看见白炽灯和节能灯后,想到一个问题:白炽灯和节能灯谁的寿命更长,使用时哪个更经济?为此他查阅了资料,摘出部分信息如下.资料一:白炽灯在白炽状态下发光时,有微粒不断地从灯丝上跑出来,温度越高,微粒跑得越厉害,使灯丝逐渐变细.资料二:60W白炽灯灯与某种11W的节能灯正常工作时照明效果相同(数据如表一).资料三:白炽灯和节能灯都不宜频繁开关.
表一
电灯种类
额定电压
额定功率
寿命
单价
白炽灯
220V
60W
1000h
1.5元
节能灯
220V
11W
3000h
18元
表二
工作状态
电功率
刚开始工作
正常工作
(1)以上资料蕴藏着一些物理知识.请写出一点:____________
(2)已知“220V 60W”的白炽灯,在常温下灯丝的电阻约80Ω,请通过计算将该白炽灯的有关数据填在表二的空格中._______,________.(要保留计算过程)
(3)根据以上的数据分析,可知白炽灯不宜频繁开关的原因是________________________.
(4)根据资料,若使节能灯从买回来开始正常工作到寿命结束,消耗的电能为多少kW·h?__________________________.
【答案】 ①. 灯丝变细属于升华现象 ②. P===605W ③. 60W ④. 频繁开关导致开灯的瞬间灯丝在强电流下工作,由于热效应,使灯丝易断 ⑤. W=Pt=0.011kW×3000h=33kW·h
【解析】
【详解】(1)资料中“白炽灯在白炽状态下发光时,有微粒不断地从灯丝上跑出来,温度越高,微粒跑得越厉害,使灯丝逐渐变细”,这是灯丝发生升华现象.
(2)白炽灯刚工作时,灯丝的温度与常温下相同,电阻为R=80Ω,则此时电功率为P===605W;“220V 60W”表示白炽灯的额定电压为220V,额定功率为60W.即白炽灯在正常工作时的电功率为60W.
(3)因在开灯的一瞬间,灯丝电阻比较小,通过灯丝的电流很大,容易将灯丝烧断.
(4)节能灯额定功率P=11W=0.011kW,工作总时间t=3000h,则节能灯从买回来开始正常工作到寿命结束,消耗的电能为W=Pt=0.011kW×3000h=33kW·h.
26. 如图甲是食堂为餐具消毒、烘干的保洁消毒柜,其内部电路如图乙所示,S1为温控开关,S2为门控开关,R为石英加热管(阻值不变). 消毒柜的总功率为1250W,臭氧发生器的功率为150W. 求:
(1)消毒柜使用三角插头,要插入三孔插座,是为了将金属外壳与_________________相连.
(2)石英加热管R的阻值多大?关闭柜门,门控开关S2闭合,臭氧发生器工作10min所消耗的电能多大_____?
(3)若在货架上放100kg的不锈钢餐具,将其从26℃加热到70℃,不计热量损失,消毒柜石英加热管需要正常加热工作多长时间______?[c钢=0.46×103J/(kg•℃]
【答案】 ①. 地线 ②. 44Ω;9.0×104J ③. 1840s
【解析】
【详解】(1)消毒柜属于金属外壳用电器,使用三角插头,要插入三孔插座,是为了将金属外壳与地线相连,这样即使金属外壳带电,电流会通过地线导入大地,防止触电事故的发生;
(2)因电路中的总功率等于各用电器功率之和,所以,石英加热管R的功率:PR=P总-P发生器=1250W-150W=1100W,石英加热管R的阻值R==44Ω;
臭氧发生器工作10min所消耗的电能W1=P发生器t1=150W×10×60s=9.0×104J;
(3)不锈钢餐具吸收的热量:Q吸=cm(t′-t0)=0.46×103J/(kg•℃)×100kg×(70℃-26℃)=2.024×106J,不计热量损失,则加热管消耗的电能:W=Q吸=2.024×106J,则正常工作需要的加热时间:t=.
27. 阅读短文,回答问题:
太阳能路灯
城市大力发展绿色能源,如图甲是城市道路两边的太阳能路灯,它由太阳能电池板、控制器、24V的蓄电池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成.它的结构示意图如图乙,工作时能量流程图如图丙.
LED发光二极管是一种半导体器件,它具有工作电压低(2﹣4V)、耗能少、寿命长、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等优点.它与普通的白炽灯发光原理不同,可以把电直接转化为光.实验测得LED发光二极管两端加不同电压时的电流,数据如表:
电压/V
1
1.5
2.0
2.3
2.5
2.8
3.0
3.3
3.5
3.6
3.7
电流/mA
0
0
0
5
10
60
160
380
690
900
1250
(1)太阳能电池板将太阳能转化为____能,给蓄电池充电时转化为____能.太阳能是____能源(选填“一次”或“二次”);
(2)为使LED发光二极管正常工作,应将几个LED发光二极管____(选填“串联”或“并联”)才能安全使用;
(3)如图乙所示,晚上LED发光二极管点亮时控制开关S与____(选填“a”或“b”)触点接触;
(4)这种LED发光二极管的电压从2.5V变化到3.6V时,LED的电功率增加了____W。
【答案】 ①. 电 ②. 化学 ③. 一次 ④. 串联 ⑤. b ⑥. 3.215
【解析】
【详解】(1)[1][2][3]转化成电能,给蓄电池充电时转化为化学能,能是一次能源;
(2)[4]太能电池板产生的电压较大,而LED发光二极管是一种半导体器件,它工作电压低(2-4V),所以将它们串联接在电路中;
(3)[5]与a点接触时,LED灯断路,不工作。开关与b点接触时,LED灯才接入电路正常工作;
(4)[6]5V时,电流为10mA,由P=UI得
P1 =U1I1=2.5V×0.01A=0.025W,
当电压为3.6V时,电流为900mA,由P=UI得
P2=U2I2=3.6V×0.9A=3.24W,
增加的电功率
P=P2-P1=3.24W-0.025W=3.215W。
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