内容正文:
九年级期中考试物理试题
(试卷总分:100分,考试时间:70分钟 本卷中g取10N/Kg)
一、选择题(本大题共12小题,共24分)
1. 如图是杠杆在生活中的应用,能省距离的是( )
A. 核桃夹 B. 筷子
C. 托盘天平 D. 开瓶器
2. 如图所示的四种情景中,人对物体做功的是:( )
A. 把箱子搬起来 B. 司机推车未动
C. 背着书包在水平路面匀速行走 D. 足球离开脚,在草地上滚动的过程中
3. 小明将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上,他对课本所做功最接近于( )
A. 0.02焦 B. 0.2焦 C. 2焦 D. 20焦
4. 冬日手冷时可用其他物体来捂手,这个物体必须和手有不同的( )
A. 热量 B. 温度 C. 质量 D. 内能
5. 如图所示,小明利用动滑轮匀速提升木箱。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是( )
A. 适当增加木箱重力 B. 增大木箱上升高度
C. 增大提升木箱的速度 D. 换用质量更大的动滑轮
6. 以下事例中,改变物体内能的途径与其他三个不同的是( )
A. 冬天搓手,手变暖和 B. 弯折铁丝,铁丝发烫
C. 燃气烧水,水温上升 D. 滑梯滑下,臀部灼热
7. 下列有关电现象的说法正确的是( )
A. 充电宝给手机电池充电时,充电宝相当于用电器
B. 宾馆住宿的房卡相当于电路中的电源
C. 马路两旁的路灯,晚上同时亮,早上同时灭,它们是串联的
D. 家庭电路中的电冰箱和空调是并联的
8. 如图所示的三个电路,下列对其通路、断路、短路判断正确的是( )
A. 甲断路、乙通路、丙短路
B. 甲通路、乙断路、丙短路
C. 甲通路、乙短路、丙断路
D. 甲短路、乙断路、丙通路
9. 如图所示,从A点沿光滑水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示,C、F两点等高,D点为小球与水平地面的接触点,下列说法正确的是( )
A. 小球在C点的动能等于在F点的动能
B. 小球从D点到E点的过程中,重力势能转化为动能
C. 小球反弹经过E点时动能不为零
D. 小球在C点的机械能与在E点的机械能相等
10. 在沿海地区炎热晴朗的天气里,易形成海陆风,这是由于陆地和海洋升温和降温的快慢不同,从而使空气对流形成的。如图四幅海陆风示意图中,对近地面大气运动方向的判断正确的是( )
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
11. 如图所示的电路中,用电流表测量电路的电流,以下说法中正确的是( )
A. 电流表测的是干路中的电流 B. 电流表测的是L2的电流
C. 电流表与电灯L1并联了 D. 电流表测的是L1的电流
12. 在淄博高铁站的自动检票闸机口,乘客需刷身份证,同时进行人脸识别,两个信息都符合后闸机门(电动机)才自动打开,检票通过。身份证和人脸识别系统都相当于开关,信息符合后开关自动闭合。下列电路中,符合上述要求的是( )
A. B. C. D.
二、填空题(第21题2分,其余每空1分,共26分)
13. 家庭电路中,开关与它所控制的电路是_________联的。如图所示为某宾馆的房卡。只有把房卡插入槽中,房间内的灯和插座才能有电。房卡的作用相当于一个_________(填电源、用电器、或者开关)接在干路上;房间里有电灯、电视等用电器,它们是_________联的。
14. 如图甲是燕尾夹,按压C点打开夹子,可把________点看作支点;如图乙,手柄________(粗/细)一些的螺丝刀用起来更省力;如图丙,用扳手拧螺帽时________的握法更省力。
15. 如图甲所示,小明在吹气球时,被吹大了的气球没能用手握住,呼啸着飞了出去,若他及时捡拾起气球,将会感觉到它喷气的嘴部温度和原来相比______(选填“变高”、“变低”或“没有变化”),此过程发生的能量转化与图______(选填“乙”或“丙”)中的能量转化是一致的,这台汽油机飞轮转速是1800r/min,该汽油机每秒对外做功______次。
16. 如图所示,将一块1m长的木板一端架高0.4m,用50N的拉力沿木板把重为100N的小铁块从底端匀速拉到顶端,在此过程中有用功为______J,机械效率为______,木板对小铁块的摩擦力为______N.
17. 如图所示,在水平地面上铺一张纸,将皮球表面涂黑,使皮球分别从不同高度处自由下落,在纸上留下黑色圆斑A、B.球从较高处下落形成的圆斑是图中_______(选填“A”或“B”),判断的依据是:球原来的高度越高,__________能越大,下落过程中转化为动能,接触地面后进而转化获得的________能也越大,从而皮球的形变程度越大.
18. 小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度-时间的图像如图所示,由图可知,甲物质比热容_______(选填“>”“<”或“=”)乙物质比热容;通过查询得知乙物质的比热容为1.5×103J/( kg·℃),酒精的热值为3.0×107J/kg,若酒精完全燃烧且放出的热量全部被乙物质吸收,则燃烧0.5g的酒精能使_______kg的乙物质升高10℃。实验完成后,酒精灯中剩余酒精的热值_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
19. 在连接电路的过程中,a图所示,甲、乙两图为导线与螺丝压按式接线柱的连接,箭头所示方向为螺丝压紧时的旋转方向,其中压线方式正确的是__________图(选填“甲”或“乙”)。将b图中的一节干电池正确装入电池盒中,则电池的正极应接到电池盒的__________端(选填“A”或“B”);c图所示的电路处于__________状态(选填“通路”“断路”或“短路”)。
20. 如图所示电路中,要使灯L1和L2连接成并联电路,只应闭合开关_________;要使两灯连接成串联电路,应只闭合开关________;如果同时闭合开关S1和S3,则会出现________故障。
21. 教室里几盏荧光灯是串联的,还是并联的?你是如何判断的?
______________________________
三、解答题(第22题6分,第23、24题各6分,第25~28题各8分,共50分。)
22. 作图题
(1)如图是手电筒的结构示意图,请在虚线框内画出它的电路图;
(2)如图,抽水机AOB部分为杠杆,O为支点,画出动力臂L1和B点所受阻力F2;
(3)如图所示,画出使用该滑轮组最省力的绕线方式。
23. 质量为60kg的装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升重力为900N的货物,所用的拉力 F为500N,物体在10s内被提升1m ,在此过程中(不计绳重及摩擦,g=10N/kg)求:
(1)动滑轮的重力;
(2)拉力F做的功及功率;
(3)滑轮组的机械效率。
24. 如图所示,某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知高压锅水的质量为5kg,水的初温为22℃,加热一段时间后,共消耗了0.06m3的天然气,该燃气灶烧水的热效率为70%。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为4.0×107J/m3]求:
(1)0.06m3的天然气完全燃烧所放出的热量;
(2)高压锅内水的末温。
25. 探究杠杆的平衡条件.实验使用的钩码质量均相等,杠杆上每格长度均相等。
(1)当杠杆静止时如图甲,为了使杠杆在水平位置平衡,应当将杠杆的平衡螺母向___________调节;
(2)如图乙所示,将A、B位置的钩码个数都减少一个,杠杆将会___________端下沉;
(3)如图丙所示,用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点C,杠杆都在水平位置平衡,弹簧测力计在a位置竖直向上的拉力为Fa,在b位置斜向上的拉力为Fb,则Fa___________Fb;
(4)用轻质杠杆组装成图丁,杠杆可绕O转动,A点始终受一垂直于杠杆的力,力F将___________。
26. 小明在探究“物体的动能、重力势能大小跟哪些因素有关”的实验中。
(1)如图甲,小明利用斜面、钢球、木块等器材进行实验,实验中通过观察__________________来反映物体动能的大小;
(2)甲图实验中,钢球从被释放到最终停下来的过程中,机械能转化为____________能;
(3)由甲图可以得出的结论是:在物体质量一定时,____________越大,物体的动能越大;
(4)图乙中,体积相同的三个实心球,其中A、B是钢球,C是塑料球,球A、C离沙地高度相同,现让三球同时由静止释放,球落到沙地上的状态如图乙虚线所示,比较球____________可得出重力势能大小与质量的关系(ρ钢球>ρ塑料)
27. 在“连接串联电路”实验中,实验电路如图所示。
(1)在连接电路时,开关应该处于__________状态。
(2)连接好电路后闭合开关S,发现L1、L2两只灯泡都不亮。用手按一下灯泡L1时,L1、L2仍然都不亮;按一下灯泡L2时,两灯都亮,松开手两灯又不亮。则故障可能是 。
A. L1灯丝断了 B. L2灯丝断了 C. L1短路 D. L2与灯座接触不良
(3)闭合开关时。观察到灯L1比L2亮些,有同学认为这是因为L1比L2更靠近电源的正极。在不增加其他器材的条件下,能判断这种观念是否正确的做法是________________________________________。
(4)实验结束后,小明关注到一款消防应急照明灯也有两个灯泡,他了解到当外部电路有电时应急灯不亮,外部电路停电时应急灯正常发光,则外部电路有电时控制应急灯的开关应该___________(选填“断开”或“闭合”)。
28. 阅读短文,回答问题。
植保无人机
植保无人机,是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机,通过地面遥控或导航飞控,来实现喷洒作业,可以喷洒药剂、种子、粉剂等。如图甲所示,为某款多轴植保无人机,其质量(含空药箱)为14kg,由锂电池供电,当电池剩余电量为电池容量的20%时,无人机会自动下降到地面等待充电。该无人机采用6个相同电动机带动旋翼产生动力,通过电子调速器(简称电调)来控制电动机的电流从而改变电动机的功率,每一个电动机连接一个电调。该无人机有急速升空、悬停、一键返航等功能,当无人机急速升空时,旋翼由于与空气摩擦会微微发热。该无人机飞行时锂电池将电能转化为机械能的效率为90%,其他参数如下表。g取10N/kg,ρ农药=1.1×103kg/m3。
旋翼电动机额定电压
32V
锂电池
储存的最大电能4×106J
每个旋翼电动机额定功率
400W
最大竖直速度
5m/s
喷洒流量
1000~1200mL/min
药箱容量
15L
作业速度
1~4m/s
(1)无人机上的旋翼电动机与相机根据需要可以独自工作,从电路设计的角度上看,旋翼电动机和相机是__________联的;
(2)某次植保无人机药箱起飞作业,下列说法正确的是 ;
A. 以最大竖直速度匀速上升5s,无人机克服重力做功3500J
B. 无人机急速升空时通过做功改变旋翼的内能
C. 水平匀速喷洒农药时,无人机的机械能不变
D. 匀速下降时,无人机的重力势能转化为动能
(3)一次装满药剂飞行喷洒最多要__________min;
(4)已知无人机所受空气阻力与作业速度的关系如图乙所示,若无人机电池充满电后,求无人机以最大作业速度匀速飞行的最长时间为__________s。
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九年级期中考试物理试题
(试卷总分:100分,考试时间:70分钟 本卷中g取10N/Kg)
一、选择题(本大题共12小题,共24分)
1. 如图是杠杆在生活中的应用,能省距离的是( )
A. 核桃夹 B. 筷子
C. 托盘天平 D. 开瓶器
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,核桃夹使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,但是费距离,故A不符合题意;
B.筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,费力但可以省距离,故B符合题意;
C.托盘天平使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,不能省力,也不能省距离,故C不符合题意;
D.开瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,省力费距离,故D不符合题意。
故选B。
2. 如图所示的四种情景中,人对物体做功的是:( )
A. 把箱子搬起来 B. 司机推车未动
C. 背着书包在水平路面匀速行走 D. 足球离开脚,在草地上滚动的过程中
【答案】A
【解析】
【详解】A.人给箱子一个力,箱子被搬起,通过了一段距离,人对箱子做了功,故A符合题意;
B.人给汽车一个力,但是汽车没动,即没有沿力的方向通过距离,人对汽车没有做功,故B不符合题意;
C.背着书包,人给书包一个竖直方向的力,而书包没有在力的方向上通过一段距离,所以没有做功,故C不符合题意;
D.足球在离开脚向前滚动的过程中,虽然有距离,但没有力,所以没有做功,故D不符合题意。
故选 A。
3. 小明将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上,他对课本所做功最接近于( )
A. 0.02焦 B. 0.2焦 C. 2焦 D. 20焦
【答案】C
【解析】
【详解】物理书的重力约2.5牛,将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上,课桌的高度约为0.8米,他对课本所做功
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4. 冬日手冷时可用其他物体来捂手,这个物体必须和手有不同的( )
A. 热量 B. 温度 C. 质量 D. 内能
【答案】B
【解析】
【详解】手冷时可用其他物体来捂手,由此可知,需要通过热传递的方式使手暖和起来,而热传递发生的条件是两个物体,并且存在温度差。因此这个物体必须和手有不同的温度,并且温度比手的温度要高。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5. 如图所示,小明利用动滑轮匀速提升木箱。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是( )
A. 适当增加木箱重力 B. 增大木箱上升高度
C. 增大提升木箱的速度 D. 换用质量更大的动滑轮
【答案】A
【解析】
【详解】A.额外功不变,如果增加木箱重力,有用功会增大,有用功在总功中所占的比例将增大,机械效率会增大,故A符合题意;
BC.动滑轮机械效率的高低与木箱上升的高度和上升的速度无关,故BC不符合题意;
D.换用质量更大的动滑轮,额外功增加,有用功在总功中所占的比例将减小,机械效率降低,故D不符合题意。
故选A。
6. 以下事例中,改变物体内能的途径与其他三个不同的是( )
A. 冬天搓手,手变暖和 B. 弯折铁丝,铁丝发烫
C. 燃气烧水,水温上升 D. 滑梯滑下,臀部灼热
【答案】C
【解析】
【详解】冬天搓手、弯折铁丝、小孩玩滑梯,都是通过做功的方式来改变内能的;燃气烧水,水从火焰吸收热量是通过热传递的方式改变内能的,故C与其他三项改变物体内能的途径不同,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
7. 下列有关电现象的说法正确的是( )
A. 充电宝给手机电池充电时,充电宝相当于用电器
B. 宾馆住宿的房卡相当于电路中的电源
C. 马路两旁的路灯,晚上同时亮,早上同时灭,它们是串联的
D. 家庭电路中的电冰箱和空调是并联的
【答案】D
【解析】
【详解】A.充电宝给手机电池充电时,充电宝为手机电池提供电能,相当于电源,故A错误;
B.宾馆住宿的房卡可以控制电路的通断,相当于电路中的开关,故B错误;
C.马路两旁的路灯,晚上同时亮,早上同时灭,但是它们的工作互不影响,它们是并联的,故C错误;
D.家庭电路中的电冰箱和空调工作互不影响,是并联的,故D正确。
故选D。
8. 如图所示的三个电路,下列对其通路、断路、短路判断正确的是( )
A. 甲断路、乙通路、丙短路
B. 甲通路、乙断路、丙短路
C. 甲通路、乙短路、丙断路
D. 甲短路、乙断路、丙通路
【答案】B
【解析】
【详解】分析图示可知,甲处处连通,灯会亮是通路,乙开关断开是断路,丙的电源两极直接导通是短路,故应选B.
9. 如图所示,从A点沿光滑水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示,C、F两点等高,D点为小球与水平地面的接触点,下列说法正确的是( )
A. 小球在C点的动能等于在F点的动能
B. 小球从D点到E点的过程中,重力势能转化为动能
C. 小球反弹经过E点时动能不为零
D. 小球在C点的机械能与在E点的机械能相等
【答案】C
【解析】
【详解】由题可知,小球从A→C:光滑水平桌面,自由滚落,则小球的重力势能转化为动能;
C→D:离开桌面后,水平速度不变,小球的重力势能继续转化为动能;
D点:与地面碰撞,小球的机械能有损失;
D→E:反弹上升,小球的动能转化为重力势能;
E→F:再次下落,小球的重力势能转化为动能;
A.由分析可知,小球在D点与地面碰撞后有能量损失,C和F在同一高度,重力势能相等,则动能不相同,故A错误;
B.由分析可知,小球从D点到E点的过程中,先是动能转化为重力势能,然后是重力势能转化为动能,故B错误;
C.由分析可知,小球到达E点时仍然有水平速度,所以动能不为零,故C正确;
D.由分析可知,小球在D点与地面碰撞后有能量损失,所以小球在C点的机械能与在E点的机械能不相等,故D错误。
故选C。
10. 在沿海地区炎热晴朗的天气里,易形成海陆风,这是由于陆地和海洋升温和降温的快慢不同,从而使空气对流形成的。如图四幅海陆风示意图中,对近地面大气运动方向的判断正确的是( )
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
【答案】B
【解析】
【详解】由于地面和海水的比热容不同,海水的比热容大于陆地的比热容,在同样太阳光的照射下,地面和大海升温和降温的快慢不同,从而使空气形成对流。白天,地面比大海升温快,地面热空气密度较小,热空气上升,海面较冷的空气就会来补充,于是冷空气沿海面吹向陆地,形成海风,选③;晚上,地面比大海降温快,海面热空气密度较小,热空气上升,地面较冷的空气就会来补充,于是冷空气沿陆地吹向海面,形成陆风,选②;故B正确,ACD错误。
故选B。
11. 如图所示的电路中,用电流表测量电路的电流,以下说法中正确的是( )
A. 电流表测的是干路中的电流 B. 电流表测的是L2的电流
C. 电流表与电灯L1并联了 D. 电流表测的是L1的电流
【答案】D
【解析】
【详解】根据实物图可知,电流从电源正极出发,通过开关后分两条路径,一条经过电流表、L1回到负极;另一条经过L2回到负极;所以此时电流表和L1串联,故电流表测量的是L1的电流。故ABC错误,D正确。
故选D。
12. 在淄博高铁站的自动检票闸机口,乘客需刷身份证,同时进行人脸识别,两个信息都符合后闸机门(电动机)才自动打开,检票通过。身份证和人脸识别系统都相当于开关,信息符合后开关自动闭合。下列电路中,符合上述要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】自动检票闸机口,乘客需刷身份证,同时进行人脸识别,身份证和人脸识别系统都相当于开关,两个信息都符合后开关自动闭合,闸机门(电动机)才自动打开,检票通过,说明两个开关是串联的,都闭合时,电路接通,因此两个开关串联再和电动机串联,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
二、填空题(第21题2分,其余每空1分,共26分)
13. 家庭电路中,开关与它所控制的电路是_________联的。如图所示为某宾馆的房卡。只有把房卡插入槽中,房间内的灯和插座才能有电。房卡的作用相当于一个_________(填电源、用电器、或者开关)接在干路上;房间里有电灯、电视等用电器,它们是_________联的。
【答案】 ①. 串 ②. 开关 ③. 并
【解析】
【详解】[1]家庭电路中,开关需要和被控制的用电器保持串联的关系。
[2]房卡可以控制用电器的工作,不插入插槽中,所有房间内的用电器都不工作,所以房卡相当于干路上的开关。
[3]家庭电路中各用电器之间工作情况互不影响,所以各用电器之间是并联。
14. 如图甲是燕尾夹,按压C点打开夹子,可把________点看作支点;如图乙,手柄________(粗/细)一些的螺丝刀用起来更省力;如图丙,用扳手拧螺帽时________的握法更省力。
【答案】 ①. B ②. 粗 ③. b
【解析】
【详解】[1]在图甲中,按压C点打开夹子时,B点固定不动,所以B点可以看作支点。
[2]在图乙中,考虑螺丝刀的手柄粗细对使用力的影响。根据杠杆原理,阻力(即螺丝的紧固力)和阻力臂(即螺丝到螺丝刀旋转中心的距离)是固定的,所以要想省力,就需要增大动力臂,即增大手柄的直径。因此,手柄粗一些的螺丝刀,其动力臂相对较长,用起来更省力。
[3]在图丙中,考虑扳手拧螺帽时的握法。同样根据杠杆原理,要想省力,就需要增大动力臂。因此,在扳手长度一定的情况下,手握在扳手的末端(即远离螺帽的一端),可以使得动力臂最长,从而最省力,故b的握法更省力。
15. 如图甲所示,小明在吹气球时,被吹大了的气球没能用手握住,呼啸着飞了出去,若他及时捡拾起气球,将会感觉到它喷气的嘴部温度和原来相比______(选填“变高”、“变低”或“没有变化”),此过程发生的能量转化与图______(选填“乙”或“丙”)中的能量转化是一致的,这台汽油机飞轮转速是1800r/min,该汽油机每秒对外做功______次。
【答案】 ①. 变低 ②. 丙 ③. 15
【解析】
【详解】[1]气球内的气体向外喷出,气体对外做功,内能转化为气球的机械能,所以气球内气体的温度降低。
[2]如图丙,进气门和排气门都关闭,高温高压的燃气推动活塞做功,因此是做功冲程,内能转化为机械能;而图乙,进气门和排气门都关闭,活塞压缩汽缸内物质做功,是压缩冲程,机械能转化为内能。所以此过程发生的能量转化与图丙的能量转化是一致的。
[3]飞轮每转两圈,对外做功1次,完成4个冲程。这台汽油机飞轮转速是1800r/min,即30r/s,因此该汽油机每秒钟转30圈,对外做功的次数为15次。
16. 如图所示,将一块1m长的木板一端架高0.4m,用50N的拉力沿木板把重为100N的小铁块从底端匀速拉到顶端,在此过程中有用功为______J,机械效率为______,木板对小铁块的摩擦力为______N.
【答案】 ①. 40 ②. 80% ③. 10
【解析】
【详解】[1]这个过程所做的有用功为
[2]这个过程所做的总功为
这个斜面的机械效率为
[3]木板对小铁块的摩擦力做的功是额外功,可知大小为
由可知木板对小铁块的摩擦力为
17. 如图所示,在水平地面上铺一张纸,将皮球表面涂黑,使皮球分别从不同高度处自由下落,在纸上留下黑色圆斑A、B.球从较高处下落形成的圆斑是图中_______(选填“A”或“B”),判断的依据是:球原来的高度越高,__________能越大,下落过程中转化为动能,接触地面后进而转化获得的________能也越大,从而皮球的形变程度越大.
【答案】 ①. B ②. 重力势 ③. 弹性势
【解析】
【详解】[1][2][3]球从较高处下落时,拥有的重力势能比较大,下落过程中转化为动能,接触地面后进而转化获得的弹性势能也比较大,从而皮球的形变程度较大,那么黑色圆斑越大,所以说球从较高处下落形成的圆斑是图中B.
18. 小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度-时间的图像如图所示,由图可知,甲物质比热容_______(选填“>”“<”或“=”)乙物质比热容;通过查询得知乙物质的比热容为1.5×103J/( kg·℃),酒精的热值为3.0×107J/kg,若酒精完全燃烧且放出的热量全部被乙物质吸收,则燃烧0.5g的酒精能使_______kg的乙物质升高10℃。实验完成后,酒精灯中剩余酒精的热值_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. < ②. 1 ③. 不变
【解析】
【详解】[1]用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热时,相同时间内,两种物质吸收的热量相同;由图像可知,在相同时间内,甲物质比乙物质的温度升高的多,根据吸热公式,可知甲物质的比热容小于乙物质的比热容。
[2]0.5g的酒精完全燃烧放出的热量为
由于酒精完全燃烧且放出的热量全部被乙物质吸收,则乙物质吸收的热量为
由可得,乙物质升高10℃时,质量为
[3]热值是燃料的一种特性,不随质量的改变而改变,故酒精灯中剩余的酒精热值不变。
19. 在连接电路的过程中,a图所示,甲、乙两图为导线与螺丝压按式接线柱的连接,箭头所示方向为螺丝压紧时的旋转方向,其中压线方式正确的是__________图(选填“甲”或“乙”)。将b图中的一节干电池正确装入电池盒中,则电池的正极应接到电池盒的__________端(选填“A”或“B”);c图所示的电路处于__________状态(选填“通路”“断路”或“短路”)。
【答案】 ①. 乙 ②. B ③. 短路
【解析】
【详解】[1]如果按图甲方式接线,容易造成导线脱落,按图乙方式接线,顺时针旋转,会使导线被压得更紧,所以正确的压线方式是乙图。
[2]干电池正确装入电池盒中时,有弹簧的一端接电池负极,因此电池的正极应接到电池盒的B端。
[3]由图可知,电流从电源正极流出经过开关直接回到电源负极,没有经过用电器,因此是短路状态。
20. 如图所示电路中,要使灯L1和L2连接成并联电路,只应闭合开关_________;要使两灯连接成串联电路,应只闭合开关________;如果同时闭合开关S1和S3,则会出现________故障。
【答案】 ①. S2、S3 ②. S1 ③. 短路
【解析】
【详解】[1]当只闭合开关S2和S3时,电流从电源正极流出,经过开关S2后分为两条支路,一条支路经过L1,另一条支路经过L2、S3,然后两条支路的电流汇合后回到电源负极,此时灯L1和L2并联。
[2]当只闭合开关S1时,电流从电源正极出发,依次经过L2、L1,最后回到电源负极,电流只有一条路径,此时灯L1和L2串联。
[3]当同时闭合开关S1和S3时,电流从电源正极流出,经S1、S3直接回到电源负极,不经过任何用电器,这种情况会造成电源短路。
21. 教室里几盏荧光灯是串联的,还是并联的?你是如何判断的?
______________________________
【答案】见解析
【解析】
【详解】电路元件的连接有串联和并联两种方式,由于串联电路只有一条电流路径,流过一个元件的电流同时流过另一个元件,因此各元件相互影响,而并联电路中各元件互不影响。教室里的几盏荧光灯工作时互不影响,因此是并联的。
三、解答题(第22题6分,第23、24题各6分,第25~28题各8分,共50分。)
22. 作图题
(1)如图是手电筒的结构示意图,请在虚线框内画出它的电路图;
(2)如图,抽水机AOB部分为杠杆,O为支点,画出动力臂L1和B点所受阻力F2;
(3)如图所示,画出使用该滑轮组最省力的绕线方式。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
手电筒由一个基本电路组成,用导线依次将电源、灯泡以及开关连接起来,如图所示:
【小问2详解】
过支点O作力F1作用线的垂线段,即为动力臂L1;F1使杠杆逆时针转动,则F2应让杠杆顺时针转动,因此F2方向向上。过B点沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段,即为杠杆在B点所受阻力,用符号F2表示。如图所示:
【小问3详解】
从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子,最后有三段绳子承担物重,这是最省力的绕法,如图所示:
23. 质量为60kg的装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升重力为900N的货物,所用的拉力 F为500N,物体在10s内被提升1m ,在此过程中(不计绳重及摩擦,g=10N/kg)求:
(1)动滑轮的重力;
(2)拉力F做的功及功率;
(3)滑轮组的机械效率。
【答案】(1)100N;(2)100W;(3)90%
【解析】
【分析】
【详解】(1)直接从动滑轮上引出的绳子股数,不计绳重及摩擦,拉力
则动滑轮重力
(2)绳子自由端移动距离
拉力做的总功
拉力F功率
(3)滑轮组有用功为
滑轮组的机械效率
答:(1)动滑轮的重力为100N;
(2)拉力F做的功及功率100W;
(3)滑轮组的机械效率90%。
24. 如图所示,某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知高压锅水的质量为5kg,水的初温为22℃,加热一段时间后,共消耗了0.06m3的天然气,该燃气灶烧水的热效率为70%。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为4.0×107J/m3]求:
(1)0.06m3的天然气完全燃烧所放出的热量;
(2)高压锅内水的末温。
【答案】(1)
2.4×106J (2)
102℃
【解析】
【小问1详解】
0.06m3天然气完全燃烧放出的热量为
【小问2详解】
已知燃气灶的热效率为70%,根据可知,水吸收的热量为
根据吸热公式可得,水的温度升高
因此高压锅内水的末温
25. 探究杠杆的平衡条件.实验使用的钩码质量均相等,杠杆上每格长度均相等。
(1)当杠杆静止时如图甲,为了使杠杆在水平位置平衡,应当将杠杆的平衡螺母向___________调节;
(2)如图乙所示,将A、B位置的钩码个数都减少一个,杠杆将会___________端下沉;
(3)如图丙所示,用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点C,杠杆都在水平位置平衡,弹簧测力计在a位置竖直向上的拉力为Fa,在b位置斜向上的拉力为Fb,则Fa___________Fb;
(4)用轻质杠杆组装成图丁,杠杆可绕O转动,A点始终受一垂直于杠杆的力,力F将___________。
【答案】(1)右 (2)右 (3)小于 (4)先增大后减小
【解析】
【小问1详解】
由图可知,杠杆左端下沉,说明杠杆左端重,要使它在水平位置平衡,应将杠杆两端的平衡螺母向右调节。
【小问2详解】
若杠杆上一格为L,一个钩码重为G,如图乙所示,将A、B位置所挂钩码个数都减少一个,则杠杆左端变为
杠杆右端变为
左端力臂与力的乘积小于右端,因此右端下沉。
【小问3详解】
由图丙可知,将测力计绕C点从a位置转动到b位置过程中,钩码的重力不变,阻力不变,其阻力臂不变,即阻力与阻力臂的乘积不变,而动力臂在从a到b的过程逐渐减小,由杠杆平衡条件可知,动力逐渐增大,即。
【小问4详解】
用轻质杠杆组装成图丁,杠杆可绕O转动,A点始终受一垂直于杠杆的力,动力臂始终不变,而重力大小不变,重力的力臂在杠杆水平时最大,即阻力臂先增大后减小,故阻力与阻力臂的乘积先增大后减小,根据杠杆平衡条件可知,力F先增大后减小。
26. 小明在探究“物体的动能、重力势能大小跟哪些因素有关”的实验中。
(1)如图甲,小明利用斜面、钢球、木块等器材进行实验,实验中通过观察__________________来反映物体动能的大小;
(2)甲图实验中,钢球从被释放到最终停下来的过程中,机械能转化为____________能;
(3)由甲图可以得出的结论是:在物体质量一定时,____________越大,物体的动能越大;
(4)图乙中,体积相同的三个实心球,其中A、B是钢球,C是塑料球,球A、C离沙地高度相同,现让三球同时由静止释放,球落到沙地上的状态如图乙虚线所示,比较球____________可得出重力势能大小与质量的关系(ρ钢球>ρ塑料)
【答案】(1)木块被小球推动的距离
(2)内 (3)速度
(4)AC
【解析】
【小问1详解】
实验中,小球动能的大小无法直接测量,而是通过观察木块被小球推动的距离来反映的,木块被推动得越远,说明小球的动能越大,这种将不容易直接测量的物理量转化为容易测量的物理量的方法叫转换法。
【小问2详解】
钢球从被释放到最终停下来的过程中,由于钢球和木块在运动过程中要克服摩擦力做功,机械能不断减少,机械能转化为内能。
【小问3详解】
比较甲图可知,下面小球高度大,推动木块运动的距离越远,故可得结论是:在质量相同时,物体的速度越大,动能越大。
【小问4详解】
比较球A、C可知道,由于体积相同的三个实心球,其中A、B是钢球,C是塑料球,又,所以球A、C的质量不同,从相同的高度静止释放,钢球A的质量大,落到沙地的坑越深,说明重力势能大,可以探究出重力势能大小与质量的关系。
27. 在“连接串联电路”实验中,实验电路如图所示。
(1)在连接电路时,开关应该处于__________状态。
(2)连接好电路后闭合开关S,发现L1、L2两只灯泡都不亮。用手按一下灯泡L1时,L1、L2仍然都不亮;按一下灯泡L2时,两灯都亮,松开手两灯又不亮。则故障可能是 。
A. L1灯丝断了 B. L2灯丝断了 C. L1短路 D. L2与灯座接触不良
(3)闭合开关时。观察到灯L1比L2亮些,有同学认为这是因为L1比L2更靠近电源的正极。在不增加其他器材的条件下,能判断这种观念是否正确的做法是________________________________________。
(4)实验结束后,小明关注到一款消防应急照明灯也有两个灯泡,他了解到当外部电路有电时应急灯不亮,外部电路停电时应急灯正常发光,则外部电路有电时控制应急灯的开关应该___________(选填“断开”或“闭合”)。
【答案】(1)断开 (2)D
(3)交换和的位置,闭合开关后观察两灯的亮度
(4)断开
【解析】
【小问1详解】
连接电路时,开关处于断开状态可防止电路短路,保护电路元件,是电路连接的基本安全规范。
【小问2详解】
与灯座接触不良时,按压可临时接通电路(两灯亮),松开后接触断开(两灯不亮),符合现象。
故选D。
【小问3详解】
串联电路中电流处处相等,灯泡亮度与灯泡自身规格有关系,与靠近电源正极的位置无关。可将两个灯泡交换位置,交换位置后,若仍更亮,说明原说法错误。
【小问4详解】
对于应急照明灯,当外部电路有电时应急灯不亮,外部电路停电时应急灯正常发光,则外部电路有电时控制应急灯的开关应该断开,灯不会发光。
28. 阅读短文,回答问题。
植保无人机
植保无人机,是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机,通过地面遥控或导航飞控,来实现喷洒作业,可以喷洒药剂、种子、粉剂等。如图甲所示,为某款多轴植保无人机,其质量(含空药箱)为14kg,由锂电池供电,当电池剩余电量为电池容量的20%时,无人机会自动下降到地面等待充电。该无人机采用6个相同电动机带动旋翼产生动力,通过电子调速器(简称电调)来控制电动机的电流从而改变电动机的功率,每一个电动机连接一个电调。该无人机有急速升空、悬停、一键返航等功能,当无人机急速升空时,旋翼由于与空气摩擦会微微发热。该无人机飞行时锂电池将电能转化为机械能的效率为90%,其他参数如下表。g取10N/kg,ρ农药=1.1×103kg/m3。
旋翼电动机额定电压
32V
锂电池
储存的最大电能4×106J
每个旋翼电动机额定功率
400W
最大竖直速度
5m/s
喷洒流量
1000~1200mL/min
药箱容量
15L
作业速度
1~4m/s
(1)无人机上的旋翼电动机与相机根据需要可以独自工作,从电路设计的角度上看,旋翼电动机和相机是__________联的;
(2)某次植保无人机药箱起飞作业,下列说法正确的是 ;
A. 以最大竖直速度匀速上升5s,无人机克服重力做功3500J
B. 无人机急速升空时通过做功改变旋翼的内能
C. 水平匀速喷洒农药时,无人机的机械能不变
D. 匀速下降时,无人机的重力势能转化为动能
(3)一次装满药剂飞行喷洒最多要__________min;
(4)已知无人机所受空气阻力与作业速度的关系如图乙所示,若无人机电池充满电后,求无人机以最大作业速度匀速飞行的最长时间为__________s。
【答案】(1)并 (2)B (3)15 (4)1800
【解析】
【小问1详解】
在电路中,串联电路各用电器相互影响,不能独立工作;并联电路各用电器互不影响,可以独立工作。题目中说无人机上的旋翼电动机与相机根据需要可以独自工作,这就表明它们之间互不影响,所以从电路设计的角度看,旋翼电动机和相机是并联的。
【小问2详解】
A.根据密度公式,则农药的质量
以最大竖直速度5m/s匀速上升5s,可得上升的距离
此时无人机的总重力
所以无人机克服重力做功
而不是3500J,故A错误;
B.无人机急速升空时,机翼旋翼与空气摩擦微微发热,这是因为在这个过程中,机械能转化为内能,而这种能量转化是通过做功的方式实现的,故B正确;
C.水平匀速喷洒农药时,无人机的质量在不断减小。由于动能的大小与质量和速度有关,重力势能的大小与质量和高度有关,此时速度和高度不变,但质量减小,所以动能和重力势能都减小,那么机械能也就减小了,故C错误;
D.无人机匀速下降时,质量不变,速度不变,所以动能不变;高度降低,重力势能减小。减小的重力势能并没有转化为动能,而是转化为了内能,故D错误。
故选B。
【小问3详解】
从参数表中可以看到,无人机喷洒流量范围是1000~1200mL/min,即1~1.2L/min,已知药箱容量为15L。要想让一次装满药剂飞行喷洒的时间最长,就需要使用最小的喷洒流量,也就是1L/min,所以一次装满药剂飞行喷洒最多的时间
【小问4详解】
从图乙中能得出,当最大作业速度4m/s时,则飞机受到的阻力
从参数表可知,电池充满电后,无人机储存的电能。因为该无人机飞行时锂电池将电能转化为机械能的效率为90%,并且当电池剩余电量为电池容量的20%时无人机会自动下降,所以无人机飞行时获得的机械能
由于无人机以最大作业速度匀速飞行,此时阻力与牵引力是一对平衡力,大小相等,所以
根据可知,做功的功率
由可得,无人机以最大作业速度匀速飞行的时间
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