2026年辽宁沈阳中考物理自编模拟练习卷(四)
2026-02-07
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 中考复习-模拟预测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 辽宁省 |
| 地区(市) | 沈阳市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.34 MB |
| 发布时间 | 2026-02-07 |
| 更新时间 | 2026-02-07 |
| 作者 | 乐趣物理 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-02-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56384372.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2026年辽宁沈阳中考物理自编模拟卷(四)
一.选择题(共9小题,满分18分)
1.(2分)口技作为一种民间表演技艺,2011年被列入国家级非物质文化遗产名录。表演者模仿各种声音令听众身临其境。表演者主要模仿声音的( )
A.响度 B.音调 C.音色 D.频率
2.(2分)密度是物质的一种重要特性,在生产、生活中都有很重要的应用,下列说法正确的是( )
A.航天飞机用密度较大的材料制成,减轻质量
B.用塑料泡沫制作电影场景中倒塌的“墙壁”
C.坚若磐石的机床底座则需要用坚固、密度小的材料制成
D.冬天户外的水管容易冻裂,是由于水结冰后密度变大的缘故
3.(2分)下列优美的诗词中,划线字涉及的物态变化属于凝华的是( )
A.天接云涛连晓雾 B.瀚海阑干百丈冰
C.霜重鼓寒声不起 D.露湿丛兰月满庭
4.(2分)如图是演播室里的提词器,它由一个水平放置的显示器和一个专用镀膜玻璃(平面镜)组成,镀膜玻璃可以将显示器上的台词竖直地呈现在播报员前方。下列说法正确的是( )
A.播报员看到的台词是实像
B.镀膜玻璃成像属于光的反射现象
C.播报员看到的台词字的大小比原文小
D.显示器的亮度越暗,台词的像越清晰
5.(2分)下列说法符合安全用电原则的是( )
A.家庭电路中安装空气开关后就不需要再安装漏电保护器了
B.为了防止空气开关跳闸,可以将空气开关固定住
C.电灯与对应开关之间是串联关系,所以安装顺序没有要求
D.空调的功率一般较大,对应的插座需要使用更粗的铜丝连接
6.(2分)如图所示是哪吒与敖丙在踢毽子,下列说法正确的是( )
A.毽子加速下降时,动能变大
B.毽子减速上升时,重力势能变小
C.毽子在上升过程中,重力势能转化为动能
D.敖丙踢出毽子后,毽子会继续运动,是受到惯性力的作用
(多选)7.(2分)近年来,我国在科技和工程领域取得了许多成就。下列说法正确的是( )
A.我国自主研发的第三代核电技术“华龙一号”是利用核聚变释放核能的
B.福建舰的电磁弹射系统与发电机的工作原理相同
C.麒麟芯片是由半导体材料制成的
D.空间站的太阳能电池板将太阳能转化成电能为空间站供电,太阳能属于可再生能源
(多选)8.(2分)如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是滑动变阻器,从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度h。则以下说法正确的是( )
A.定值电阻R0可以不要
B.油量表是由电流表改装而成
C.当油箱内的油减少时,油量表的示数变小
D.当油箱内的油减少时,电路的总功率变小
(多选)9.小亮将杆秤改造成了如图所示的“密度秤”。AOB可视为轻质杠杆,O为支点,边长为10cm的正方体M通过轻质细线悬挂于A点,AO的距离为10cm,重为5N的秤砣Q通过轻质细C线悬挂在杠杆上。当M浸没在不同液体中,移动Q使得杠杆水平平衡时,在Q悬挂的位置标上相应液体的密度。小亮通过实验,将距O点80cm的B点标记为了“0”。不计支点处摩擦,不考虑吸附液体等次要因素,下列说法正确的是( )
A.悬挂着的物体M所受重力为4N
B.该密度秤的测量范围为0~4g/cm3
C.若将M切去一半,测量范围不变
D.该密度秤的刻度分布是不均匀的
二.填空题(共6小题,满分12分)
10.(2分)飞行员驾驶我国自行研制的隐形战机歼﹣20在空中飞行的过程中,以地面为参照物,战机是 的。歼﹣20机身表面有一种特殊材料能吸收地面雷达发射的 (选填“超声”或“电磁”)波,从而避开雷达探测。
11.(2分)如图所示梳过头发的塑料梳子可以使细水流变弯,这是因为 ;同时还说明力可以改变物体的 。
12.(2分)如图所示是某同学利用矿泉水瓶制作的“酒精炮”,实验时从瓶口喷入少量酒精并盖上锥形纸筒,在侧壁点火后纸筒飞出,同时能闻到酒精的味道是因为 在不停地做无规则运动,纸筒被弹出时,瓶内气体内能会 而导致温度降低,出现白雾。
13.(2分)按要求填空;
(1)如图甲是“悬空的磁环”示意图,假设甲、乙、丙三个磁环相同,质量均为m,中间塑料管是光滑的。当磁环都处于静止状态时,甲对乙的作用力为F1和丙对乙的作用力为F2,则F1 F2。
(2)两根非常靠近且相互垂直的长直导线分别通以相同强度的电流,方向如图乙所示,那么两电流所产生的磁场垂直导线平面向外且最强的在填哪个区域为 (填“1”或“2”或“3”或“4”)
14.(2分)如图所示,电源电压保持不变,R是阻值为5Ω的定值电阻,闭合开关S,电压表V的示数为6V,电压表V1示数为4V,则Rx和R的阻值之比为 ,电路中的电流为 A。
15.(2分)泡茶时,将热水冲入放有茶叶的茶壶中,过一会儿,水中便会呈现出茶色并可闻到茶香,这是 现象;菜油最适宜的烹饪温度在150℃至180℃之间。用天然气将质量为0.01kg的菜油从室温20℃加热到170℃,天然气燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收,则燃烧了 m3的天然气[c菜油=2.0×103J/(kg•℃),天然气的热值为4×107J/m3]。
三.作图题(共2小题,满分4分)
16.(2分)如图将汤匙放在手指上,调节支撑汤匙的位置,使其在手指上静止不动。请画出汤匙所受重力G和手指对汤匙支持力F的示意图。
17.(2分)如图,利用一块平面镜使此时的太阳光竖直射入井中,O点为入射点。请画出平面镜的位置,并补全光路。
四.实验探究题(共4小题,满分24分)
18.(5分)某实验小组探究“水在沸腾前后温度变化的特点”;
(1)固定夹A、B的高度都要适当,固定夹A高度“适当”的标准是温度计的玻璃泡 ,不能碰到烧杯底和烧杯侧壁,图甲所示的温度计读数为 ℃;
(2)调整好器材,用酒精灯加热,在水温升高到91℃时开始计时,每隔1min记录一次温度计的示数,同时注意观察水中发生的现象,直至水沸腾并持续一段时间后停止加热,将所得的数据填在表格中:
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
91
93
95
97
98
98
98
98
98
第6min时,水中气泡的情形应为图乙中 图(填字母);
(3)根据表格中的数据,在图丙所示的坐标系中画出水沸腾前后温度随时间变化的图像 ;
(4)水沸腾后,水面上出现大量“白气”,如果突然停止加热,此时水面上出现“白气”会比停止加热前 (选填“多”或“少”)一些;
(5)实验完成后,将烧杯中的热水放在室温下自然冷却,将温度传感器探头插入热水中开始测量,一段时间后,计算机根据采集的数据画出温度一时间图像,如图丁所示,从图像中可以看出热水温度下降的特点是 。
19.(6分)实验小组凸透镜成像实验器材进行实验:
(1)如1图所示,一束平行光通过凸透镜后在光屏上得到一个最小、最亮的光斑,则凸透镜的焦距为 cm;
(2)实验前,调整烛焰和光屏的中心与凸透镜的光心在 ;
(3)在利用如2图所示器材做“验证凸透镜成实像规律”的实验时,小明将凸透镜固定在光具座50cm的刻度线处,将蜡烛和光屏移至如2图所示的位置时,光屏上呈现烛焰清晰的像,则该成像原理在实际中的应用是 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”);
(4)完成“探究凸透镜成像的规律”实验后,还可以更换(或增加)实验器材进行拓展探究,请仿照示例将下列表格填写完整。
项目
更换(或增加)实验器材及操作
探究的问题
示例
用黑色纸片遮挡凸透镜的一部分
探究凸透镜的成像情况
方案1
用玻璃替换凸透镜
①
方案2
②
③
20.(6分)如图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)压强计通过 反映液体内部压强大小。
(2)实验中必须先检验压强计的气密性。在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,其调节的方法是 (选填“A”或“B”),调节好后U形管左右两侧的水面相平。
A.将右侧支管中高出的水倒出
B.取下软管重新安装
C.向U形管内添加适量水
(3)比较图乙和图丙,可以得到结论: 。
(4)比较 两图,可以得液体的压强与液体密度有关。
(5)已知图丙中U形管左侧水面的高为4cm,右侧水面的高为10cm,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为 Pa(g=10N/kg)。
21.(7分)如图甲所示是测量未知电阻Rx的实验电路,请完成下列问题。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动到最 端;(选填“左”或“右”)
(2)闭合开关后,移动滑片使电压表示数为2V,此时电流表的指针位置如图乙所示,则测得Rx的阻值为 Ω;
(3)如图丙所示为另外一种测Rx的电路图。电源两端电压不变,R0为定值电阻。实验步骤如下:
①闭合开关S,断开开关S1,记录电压表示数为U1;
②闭合开关S和S1,记录电压表示数为U2;
③用R0U1和U2表示Rx,则Rx= 。
五.计算题(共3小题,满分22分)
22.(8分)如图所示,骑电动滑板车短距离出行深受青少年朋友喜欢。该款滑板车的部分参数如下,净重10kg,轮胎的接地总面积为10cm2。质量为50kg的小刚在水平路面上匀速行驶480m所用时间为2min。(g取10N/kg)求:
(1)滑板车在水平路面上匀速行驶时的速度;
(2)小刚站在滑板车上行驶时,滑板车对水平路面的压强;
(3)该滑板车在平直路面上匀速行驶时,受到的平均阻力是0.2倍的总重力,则此过程中滑板车克服阻力做的功。
23.(8分)图甲是某款电热饭盒,图乙虚线内所示是电热饭盒内部的简化电路图,R1和R2均为电热丝,R1=374Ω(阻值不随温度变化,部分参数如表所示)。求:
额定电压
220V
额定功率
低温挡
高温挡
440W
(1)电热饭盒在高温挡正常工作时,通过它的电流;
(2)低温挡的功率;
(3)高温挡工作5分钟,低温挡工作3分钟放出的总热量是多少?
24.(6分)小明感觉跑步时跑得越快,风的阻挡越明显。他猜想“空气阻力的大小跟物体在空气中运动的速度大小可能有关”。为此,他做了以下实验。
他向气球内充入空气,充气后体积不变,如图甲所示,在气球上悬挂不同数量的钩码(钩码体积可忽略)研究球形物体的空气阻力与速度的关系。实验前将充好气的气球和细线挂在电子测力计上,无风环境下示数为mg,让气球分别挂上重力为mg、3mg、5mg的钩码从五楼落下,以墙壁为背景,拍摄到气球悬挂钩码落到地面附近的频闪照片(每隔相等的时间会拍摄一张照片,连续记录绳上同一点的位置)分别如图乙中所示。请回答下列问题:
(1)由图乙可判断出悬挂钩码的气球下落到地面附近,此过程中气球质量 (选填“变大”“变小”或“不变”),处于 状态(选填“平衡”或“非平衡”),三次实验中气球的速度之比为 。
(2)第2次实验中气球所受的空气阻力为 。
(3)由此可以得出:球形物体所受的空气阻力与其速度的关系是 (用文字表述)。
(4)实验结束后,将气球中的空气排出,此时测得气球和细线的总重力 mg(选填“大于”“等于”或“小于”)。
声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2026/2/7 13:49:40;用户:尚洪亮;邮箱:13166609970;学号:41217949
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2026年辽宁沈阳中考物理自编模拟卷(四)
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
B
C
B
D
A
二.多选题(共3小题)
题号
7
8
9
答案
CD
BCD
BC
一.选择题(共9小题,满分16分)
1.(2分)口技作为一种民间表演技艺,2011年被列入国家级非物质文化遗产名录。表演者模仿各种声音令听众身临其境。表演者主要模仿声音的( )
A.响度 B.音调 C.音色 D.频率
【答案】C
【分析】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。
【解答】解:音色反映声音的品质与特色,不同人的声带结构的不同,它们发出声音的音色也不一样,口技表演者主要是模仿声音的音色;故ABD不符合题意,C符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查了音色,比较简单。
2.(2分)密度是物质的一种重要特性,在生产、生活中都有很重要的应用,下列说法正确的是( )
A.航天飞机用密度较大的材料制成,减轻质量
B.用塑料泡沫制作电影场景中倒塌的“墙壁”
C.坚若磐石的机床底座则需要用坚固、密度小的材料制成
D.冬天户外的水管容易冻裂,是由于水结冰后密度变大的缘故
【答案】B
【分析】利用密度公式分析:制作不同的物体选用密度不同的材料,主要是根据物体的用途来决定的。
【解答】解:A、航天飞机的体积一定,由ρ可得m=ρV,可知材料的密度越小,航天飞机的质量越小,故为了减轻质量,航天飞机用密度较小的材料制造,故A错误。
B、真实的砖瓦石块质量很大,会把人砸伤甚至砸死,而拍电视剧时不可能牺牲演员,要换用质量小、体积相同的假砖瓦石块作道具,所以选择密度小的泡沫塑料,故B正确。
C、机床底座的体积一定,由ρ可得m=ρV,可知材料的密度越大,机床底座的质量越大,机床底座越稳固,因此 坚若磐石的机床底座则需要用坚固、密度大的材料制成,故C错误。
D、水结冰后质量不变,体积膨胀将水管冻裂,由ρ可知,密度变小,故D错误。
故选:B。
【点评】此题是考查密度知识在生活中的应用,是一道基础题,要掌握用所学知识分析解决生活中实际问题的能力。
3.(2分)下列优美的诗词中,划线字涉及的物态变化属于凝华的是( )
A.天接云涛连晓雾 B.瀚海阑干百丈冰
C.霜重鼓寒声不起 D.露湿丛兰月满庭
【答案】C
【分析】物质从固态到液态的过程叫做熔化,物质从液态变成固态的过程叫做凝固;物质从液态变为气态叫做汽化,物质从气态变为液态叫做液化;物质从固态直接变成气态叫升华,物质从气态直接变成固态叫凝华;熔化、汽化、升华吸热,凝固、液化、凝华放热。
【解答】解:A.雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故A不符合题意;
B.冰是液态的水凝固成固态的冰,故B不符合题意;
C.霜是空气中的水蒸气凝华形成的小冰晶,属于凝华,故C符合题意;
D.露是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化,关键要看清物态变化前后,物质各处于什么状态,是解题的关键。
4.(2分)如图是演播室里的提词器,它由一个水平放置的显示器和一个专用镀膜玻璃(平面镜)组成,镀膜玻璃可以将显示器上的台词竖直地呈现在播报员前方。下列说法正确的是( )
A.播报员看到的台词是实像
B.镀膜玻璃成像属于光的反射现象
C.播报员看到的台词字的大小比原文小
D.显示器的亮度越暗,台词的像越清晰
【答案】B
【分析】(1)平面镜成像时,像与物大小相等,平面镜成的是虚像,平面镜成像原理属于光的反射。
(2)显示器的亮度越亮,越多的光线进入眼睛,文稿内容的像越清晰。
【解答】解:AC、镀膜玻璃上成台词的像属于平面镜成像,平面镜成像是由光的反射形成的;根据平面镜成像特点,播报员看到的字是与原文等大的虚像,故AC错误,B正确;
D、显示器的亮度越亮,越能够增加投射到镜子上的光,从而增加反射光,台词的像更清晰,故D错误。
故选:B。
【点评】此题主要考查学生对平面镜成像特点和成像原理的理解,难度不大。
5.(2分)下列说法符合安全用电原则的是( )
A.家庭电路中安装空气开关后就不需要再安装漏电保护器了
B.为了防止空气开关跳闸,可以将空气开关固定住
C.电灯与对应开关之间是串联关系,所以安装顺序没有要求
D.空调的功率一般较大,对应的插座需要使用更粗的铜丝连接
【答案】D
【分析】(1)空气开关自动跳闸的原因是电流过大,引起家庭电路中电流过大的原因有两个:短路或总功率过大;
(2)漏电保护器是在发生漏电现象时,能迅速切断电路,保障人身安全;
(3)在照明电路中,电灯的开关应接在火线和灯泡之间;
(4)根据串联电路特点及焦耳定律分析导线电阻大小;导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定,在材料与长度一定的情况下,导线越粗,电阻越小。
【解答】解:A.空气开关主要是在电路中电流过大(如短路、过载等)时自动切断电路,起到保护电路的作用;而漏电保护器是在发生漏电现象时,能迅速切断电路,保障人身安全。两者的功能不同,不能相互替代,所以家庭电路中安装空气开关后仍需要安装漏电保护器,故A错误;
B.如果将空气开关固定住,使其不能正常跳闸,当电路中出现危险时,就无法及时切断电路,会引发严重的安全事故,故B错误;
C.虽然电灯与对应开关之间是串联关系,但安装顺序是有要求的。开关应该接在火线和电灯之间,这样当开关断开时,电灯就与火线断开,人在更换灯泡或进行维修时就不会触电。如果开关接在零线上,即使开关断开,电灯仍与火线相连,人接触电灯时可能会触电,故C错误;
D.空调的功率一般较大,根据P=UI可知,在电压一定时,功率越大,电流越大。为了保证安全,避免电线因电流过大而发热甚至引发火灾,对应的插座需要使用更粗的铜丝连接,因为粗铜丝的电阻较小,在通过相同电流时产生的热量较少,故D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查了家庭电路中的一些用电常识,注意无论是在发生触电、着火或电器需要维修时,都应先断开电源开关。
6.(2分)如图所示是哪吒与敖丙在踢毽子,下列说法正确的是( )
A.毽子加速下降时,动能变大
B.毽子减速上升时,重力势能变小
C.毽子在上升过程中,重力势能转化为动能
D.敖丙踢出毽子后,毽子会继续运动,是受到惯性力的作用
【答案】A
【分析】(1)动能与物体的质量和速度有关,质量越大,速度越大,动能越大;
(2)重力势能与物体的质量和高度有关,质量越大,高度越大,重力势能越大;
(3)物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性。
【解答】解:A、毽子加速下降时,质量不变,速度变大,动能变大,故A正确;
B、毽子减速上升时,质量不变,高度变大,重力势能变大,故B错误;
C、毽子在上升过程中,质量不变,速度减小,高度增加,动能变小,重力势能变大,动能转化为重力势能,故C错误;
D、敖丙踢出毽子后,毽子会继续运动,是因为毽子具有惯性,惯性不是力,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了机械能的转化、影响动能和重力势能大小的因素、惯性,属于基础题。
(多选)7.(2分)近年来,我国在科技和工程领域取得了许多成就。下列说法正确的是( )
A.我国自主研发的第三代核电技术“华龙一号”是利用核聚变释放核能的
B.福建舰的电磁弹射系统与发电机的工作原理相同
C.麒麟芯片是由半导体材料制成的
D.空间站的太阳能电池板将太阳能转化成电能为空间站供电,太阳能属于可再生能源
【答案】CD
【分析】(1)目前核能发电利用的全部是核裂变释放的核能;
(2)电动机的工作原理磁场对通电导体有力的作用,发电机的工作原理是电磁感应;
(3)芯片是由半导体材料制成的;
(4)太阳能属于可再生能源。
【解答】解:A、“华龙一号”是利用核裂变释放核能的,不是核聚变,故A错误;
B、福建舰的电磁弹射系统利用的是磁场对通电导体有力的作用,与电动机的工作原理相同,发电机的工作原理是电磁感应,故B错误;
C、麒麟芯片是由半导体材料制成的,故C正确;
D、太阳能电池板将太阳能转化为电能,太阳能可源源不断地从自然界获得,属于可再生能源,故D正确。
故选:CD。
【点评】本题考查核能的利用、发电机和电动机的工作原理、半导体的应用和能源的分类,难度不大。
(多选)8.(2分)如图所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是滑动变阻器,从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度h。则以下说法正确的是( )
A.定值电阻R0可以不要
B.油量表是由电流表改装而成
C.当油箱内的油减少时,油量表的示数变小
D.当油箱内的油减少时,电路的总功率变小
【答案】BCD
【分析】由图可知,该电路为串联电路,油量表串联接入电路中;油面上升通过浮子和杠杆使滑动变阻器连入的电阻变小,电路中的电流变大;油面下降通过浮子和杠杆使滑动变阻器连入的电阻变大,电路中的电流变小;根据P=UI可知电路中总功率的变化。
【解答】解:由图可知,该电路为串联电路,油量表串联接入电路中;
A、根据图可知,电阻R0是在油箱装满油时防止电路短路,即对电路起到保护作用,故A错误;
B、此时油量表串联在电路中,所以油量表应该是由电流表改装而成的,故B正确;
CD、当油量减少时,浮标下降,滑片向上移动,则滑动变阻器接入电路的阻值增大,电路的总电阻增大,电源电压不变,根据I可知通过电路的电流减小,即油量表的示数变小;而电源电压不变,由P=UI可知电路的总功率变小,故CD正确;
故选:BCD。
【点评】本题考查了动态电路分析,当油面升降时,看准滑动变阻器的阻值如何变化是本题的关键所在。
(多选)9.小亮将杆秤改造成了如图所示的“密度秤”。AOB可视为轻质杠杆,O为支点,边长为10cm的正方体M通过轻质细线悬挂于A点,AO的距离为10cm,重为5N的秤砣Q通过轻质细C线悬挂在杠杆上。当M浸没在不同液体中,移动Q使得杠杆水平平衡时,在Q悬挂的位置标上相应液体的密度。小亮通过实验,将距O点80cm的B点标记为了“0”。不计支点处摩擦,不考虑吸附液体等次要因素,下列说法正确的是( )
A.悬挂着的物体M所受重力为4N
B.该密度秤的测量范围为0~4g/cm3
C.若将M切去一半,测量范围不变
D.该密度秤的刻度分布是不均匀的
【答案】BC
【分析】(1)根据将距O点80cm的B点标记为了“0”,说明不受浮力,结合杠杆平衡条件F1L1=F2L2计算物体M所受重力;
(2)(3)根据G=mg=ρVg计算M的密度,结合浮沉条件和物体的密度分析测量范围;
(4)根据杠杆平衡条件列方程得出表达式分析。
【解答】解:A、将距O点80cm的B点标记为了“0”,说明不受浮力,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2有:
GM×OA=GQ×OB;代入数据有GM×10cm=5N×80cm;
解得GM=40N;故A错误;
BC、根据G=mg=ρVg可得:40N=ρM×(0.1m)3×10N/kg;
解得ρM=4×103kg/m3=4g/cm3;当液体的密度最大时,拉力为0,则浮力等于重力,故液体的密度等于物体M的密度,故测量范围为0~4g/cm3,若将M切去一半,0刻度会改变,但液体的最大密度仍等于M的密度,故测量范围不变,故BC正确;
D、当浸入液体时,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2有(40N﹣ρ液×10N/kg×(0.1m)3)×OA=5N×L,此时液体的密度与L是一次函数关系,说明刻度是均匀的,故D错误。
故选:BC。
【点评】本题考查杠杆平衡条件与浮力的综合,属于难题。
二.填空题(共6小题,满分10分)
10.(2分)飞行员驾驶我国自行研制的隐形战机歼﹣20在空中飞行的过程中,以地面为参照物,战机是 运动 的。歼﹣20机身表面有一种特殊材料能吸收地面雷达发射的 电磁 (选填“超声”或“电磁”)波,从而避开雷达探测。
【答案】运动;电磁。
【分析】物体相对于参照物的位置变化了,物体就是运动的;物体相对于参照物的位置不变,物体就是静止的。
广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的。
【解答】解:飞行员驾驶我国自行研制的隐形战机歼﹣20在空中飞行的过程中,战机与地面有相对位置都改变,则以地面为参照物,战机是运动的。电磁波的传播不需要介质,歼﹣20机身表面有一种特殊材料,能吸收地面雷达发射的电磁波,从而避开雷达探测。
故答案为:运动;电磁。
【点评】本题考查了运动与静止的相对性,以及电磁波的应用。
11.(2分)如图所示梳过头发的塑料梳子可以使细水流变弯,这是因为 带电体具有吸引轻小物体的性质 ;同时还说明力可以改变物体的 运动状态 。
【答案】带电体具有吸引轻小物体的性质;运动状态。
【分析】(1)摩擦可以使物体带电,带电体具有吸引轻小物体的性质;
(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。
【解答】解:由于梳过头发的塑料梳子摩擦带电,带电体具有吸引轻小物体的性质,所以可以使细水流变弯,细水流运动方法发生变化,说明力可以改变物体的运动状态。
故答案为:带电体具有吸引轻小物体的性质;运动状态。
【点评】本题考查了摩擦起电现象和力的作用效果,属于基础题。
12.(2分)如图所示是某同学利用矿泉水瓶制作的“酒精炮”,实验时从瓶口喷入少量酒精并盖上锥形纸筒,在侧壁点火后纸筒飞出,同时能闻到酒精的味道是因为 分子 在不停地做无规则运动,纸筒被弹出时,瓶内气体内能会 减少 而导致温度降低,出现白雾。
【答案】分子;减少。
【分析】(1)不同的物质在相互接触时,彼此进入对方的现象叫做扩散,这一现象说明一切物体的分子都在不停地做无规则运动;
(2)做功改变内能的实质是能量的转化,物体对外做功是内能转化为机械能。
【解答】解:能闻到酒精的味道是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
纸筒被弹出时,瓶内气体对外做功,瓶内气体的内能减小,温度降低,温度降低使得水蒸气液化为小水珠形成白雾。
故答案为:分子;减少。
【点评】本题考查分子的热运动和内能的改变,属于基础题。
13.(2分)按要求填空;
(1)如图甲是“悬空的磁环”示意图,假设甲、乙、丙三个磁环相同,质量均为m,中间塑料管是光滑的。当磁环都处于静止状态时,甲对乙的作用力为F1和丙对乙的作用力为F2,则F1 < F2。
(2)两根非常靠近且相互垂直的长直导线分别通以相同强度的电流,方向如图乙所示,那么两电流所产生的磁场垂直导线平面向外且最强的在填哪个区域为 1 (填“1”或“2”或“3”或“4”)
【答案】(1)<;(2)1。
【分析】(1)“悬空的磁环”间相互排斥,甲对乙的作用力等于甲的重力,即:F1=G甲=m甲g;乙环的重力和甲对乙的斥力之和等于丙对乙的斥力,据此判断;
(2)根据右手螺旋定则判断垂直于平面向外的磁场区域。
【解答】(1)三个磁环相互排斥,从而悬浮。甲处于静止时,依据力的平衡条件可得:F1=mg;乙处于静止时,乙受竖直向下的重力mg、甲对乙竖直向下的斥力F1、丙对乙竖直向上的斥力F2,则有:F2=mg+F1=2mg;所以F1<F2。
(2)根据右手定则可知,竖直导线有向下的电流,图中1、4区域的磁场向外;水平导线有水平向右的电流,则图中1、2区域的磁场垂直纸面向外,叠加后区域1垂直纸面向外的磁场最强。
故答案为:(1)<;(2)1。
【点评】本题考查磁极间的相互作用、力作用的相互性、电流的磁效应,稍有难度,属于综合题。
14.(2分)如图所示,电源电压保持不变,R是阻值为5Ω的定值电阻,闭合开关S,电压表V的示数为6V,电压表V1示数为4V,则Rx和R的阻值之比为 1:2 ,电路中的电流为 0.8 A。
【答案】1:2;0.8。
【分析】由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测R两端的电压,电压表V测电源的电压,电流表测量电路中的电流;
由串联电路电流的规律和欧姆定律算出Rx和R的阻值之比,进而算出Rx的阻值,由串联电路电阻的规律和欧姆定律算出电路中的电流。
【解答】解:由电路图可知,两电阻串联,电压表V1测R两端的电压,电压表V测电源的电压,电流测量电路中的电流;
电源的电压U=6V;电压表V1的示数为4V,则R两端的电压UR=4V;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,Rx两端的电压为:Ux=U﹣UR=6V﹣4V=2V,由串联电路电流的规律和欧姆定律得Rx和R的阻值之比为:
,因为R=5Ω,Rx的阻值为2.5Ω;
由串联电路电阻的规律和欧姆定律得电路中的电流为:
I0.8A。
故答案为:1:2;0.8。
【点评】本题考查了串联电路的电压特点和欧姆定律公式的应用,难易程度适中。
15.泡茶时,将热水冲入放有茶叶的茶壶中,过一会儿,水中便会呈现出茶色并可闻到茶香,这是 扩散 现象;菜油最适宜的烹饪温度在150℃至180℃之间。用天然气将质量为0.01kg的菜油从室温20℃加热到170℃,天然气燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收,则燃烧了 1.25×10﹣4 m3的天然气[c菜油=2.0×103J/(kg•℃),天然气的热值为4×107J/m3]。
【答案】扩散;1.25×10﹣4
【分析】(1)不同物质接触时彼此进入对方的现象叫扩散,扩散现象说明一切物质的分子都在不停地做无规则运动;
(2)知道菜油的比热容、质量、初温和末温,利用Q吸=cm(t﹣t0)计算出菜油吸收的热量;知道天然气燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收,可计算天然气完全燃烧放出的热量;知道天然气的热值,利用Q放=qV计算完全燃烧天然气的体积。
【解答】解:(1)闻到茶香,这属于扩散现象,说明茶分子在不停地做无规则运动;
(2)菜油吸收的热量:
Q吸=c菜油m菜油(t﹣t0)=2.0×103J/(kg•℃)×0.01kg×(170℃﹣20℃)=3000J;
由题知,天然气燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收,
天然气完全燃烧放出的热量:
Q放5000J,
由Q放=qV可得完全燃烧天然气的体积:
V1.25×10﹣4m3。
故答案为:扩散;1.25×10﹣4。
【点评】本题考查了扩散现象,以及吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的应用,属于基础题目。
三.作图题(共2小题,满分2分)
16.(2分)如图将汤匙放在手指上,调节支撑汤匙的位置,使其在手指上静止不动。请画出汤匙所受重力G和手指对汤匙支持力F的示意图。
【答案】。
【分析】力的示意图是用一个带箭头的线段把力的大小、方向、作用点三个要素表示出来,线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,线段起点或终点表示力的作用点。
【解答】解:汤匙静止,处于平衡状态,重力和手对汤匙的支持力是一对平衡力,二者大小相等,方向相反,从汤匙重心开始,分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段,并分别用G和F表示,注意两条线段长度要相等。如图所示:
。
故答案为:见解答图。
【点评】本题考查了力的示意图的画法,属于基础题目。
17.如图,利用一块平面镜使此时的太阳光竖直射入井中,O点为入射点。请画出平面镜的位置,并补全光路。
【答案】
【分析】先过入射点作出反射光线,然后作入射光线和反射光线的角平分线,即法线,再过入射点作垂直于法线的镜面。
【解答】解:由于反射光线竖直射入井内,过入射点O竖直向下作出反射光线,再作反射光线与入射光线夹角的角平分线即为法线,然后作法线的垂直线就可确定平面镜的位置,如图所示:
【点评】知道反射定律的内容,会根据反射定律完成反射光路,难度适中。
四.实验探究题(共4小题,满分24分)
18.(5分)某实验小组探究“水在沸腾前后温度变化的特点”;
(1)固定夹A、B的高度都要适当,固定夹A高度“适当”的标准是温度计的玻璃泡 浸没在待测液体中 ,不能碰到烧杯底和烧杯侧壁,图甲所示的温度计读数为 68 ℃;
(2)调整好器材,用酒精灯加热,在水温升高到91℃时开始计时,每隔1min记录一次温度计的示数,同时注意观察水中发生的现象,直至水沸腾并持续一段时间后停止加热,将所得的数据填在表格中:
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
91
93
95
97
98
98
98
98
98
第6min时,水中气泡的情形应为图乙中 c 图(填字母);
(3)根据表格中的数据,在图丙所示的坐标系中画出水沸腾前后温度随时间变化的图像 ;
(4)水沸腾后,水面上出现大量“白气”,如果突然停止加热,此时水面上出现“白气”会比停止加热前 多 (选填“多”或“少”)一些;
(5)实验完成后,将烧杯中的热水放在室温下自然冷却,将温度传感器探头插入热水中开始测量,一段时间后,计算机根据采集的数据画出温度一时间图像,如图丁所示,从图像中可以看出热水温度下降的特点是 先快后慢,最后保持室温不变 。
【答案】(1)浸没在待测液体中;68;(2)c;(3)见解析;(4)多;(5)先快后慢,最后保持室温不变。
【分析】(1)为确保用酒精灯外焰加热,以及温度计浸没液体中,故装置要自下而上组装;读温度计示数时,要认清分度值,同时观察液面是否在0以下;
(2)沸腾前的气泡越变越小,沸腾时的气泡越变越大;
(3)分析表格数据进行描点绘图像;
(4)若停止加热,水停止沸腾,水汽化成水蒸气减少,水蒸气遇冷液化少;
(5)结合图像分析得出结论。
【解答】解:(1)温度计的玻璃泡需要浸没在待测液体中,与待测液体充分接触,这样测量出的结果比较准确。
如图所示,分度值为1℃,从零摄氏度往上读,故读数为68℃。
(2)分析表格中的数据可知,第6min时,水沸腾时,整杯水的温度一致,底部的水先汽化,气泡慢慢上升过程中,周围的水汽化,气泡越变越大,水中气泡的情形应为图乙中c图。
(3)如图所示,描点连线,故如图所示:
(4)烧开水关火瞬间白气会增多。水烧开时,壶内的水汽化成水蒸气从壶嘴喷出。关火前,周围温度较高,部分水蒸气不易液化,所以看到的白气相对较少。关火瞬间,周围温度迅速降低,大量水蒸气遇冷液化成小水滴,形成白气,因此看起来白气会增多。
(5)分析图丁中的数据可知,温度变化是先快后慢,最后保持室温不变。
故答案为:(1)浸没在待测液体中;68;(2)c;(3)见解析;(4)多;(5)先快后慢,最后保持室温不变。
【点评】此题是探究水的沸腾实验,涉及到水的沸点、器材的组装、水的沸腾特点,难度不大。
19.(6分)实验小组凸透镜成像实验器材进行实验:
(1)如1图所示,一束平行光通过凸透镜后在光屏上得到一个最小、最亮的光斑,则凸透镜的焦距为 10.0 cm;
(2)实验前,调整烛焰和光屏的中心与凸透镜的光心在 同一高度 ;
(3)在利用如2图所示器材做“验证凸透镜成实像规律”的实验时,小明将凸透镜固定在光具座50cm的刻度线处,将蜡烛和光屏移至如2图所示的位置时,光屏上呈现烛焰清晰的像,则该成像原理在实际中的应用是 照相机 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”);
(4)完成“探究凸透镜成像的规律”实验后,还可以更换(或增加)实验器材进行拓展探究,请仿照示例将下列表格填写完整。
项目
更换(或增加)实验器材及操作
探究的问题
示例
用黑色纸片遮挡凸透镜的一部分
探究凸透镜的成像情况
方案1
用玻璃替换凸透镜
① 探究平板玻璃能否成实像
方案2
② 更换焦距不同的凸透镜
③ 探究当物距不变时,像的特征与焦距的关系
【答案】(1)10.0;(2)同一高度;(3)照相机;(4)①探究平板玻璃能否成实像;②更换焦距不同的凸透镜;③探究当物距不变时,像的特征与焦距的关系。
【分析】(1)平行于主光轴的光经凸透镜后会聚于主光轴上一点,这一点叫焦点,焦点到光心的距离叫焦距,读数时估读到分度值的下一位;
(2)为了使像成在光屏中央,实验前,应调整烛焰和光屏的中心与凸透镜的光心在同一高度;
(3)根据凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,应用于照相机;
(4)用玻璃替换凸透镜可以探究光线经玻璃折射所成的像与凸透镜成像的差异;
更换焦距不同的凸透镜,探究焦距变化对成像的影响。
【解答】解:(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距是:f=40.0cm﹣30.0cm=10.0cm;
(2)为了使像成在光屏中央,实验前,应调整烛焰和光屏的中心与凸透镜的光心在同一高度;
(3)由2图可知,此时物距大于像距,根据凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,应用于照相机;
(4)凸透镜成像是光的折射现象,用玻璃替换凸透镜可以探究平板玻璃能否成实像;
可以更换焦距不同的凸透镜,探究当物距不变时,像的特征与焦距的关系。
故答案为:(1)10.0;(2)同一高度;(3)照相机;(4)①探究平板玻璃能否成实像;②更换焦距不同的凸透镜;③探究当物距不变时,像的特征与焦距的关系。
【点评】此题考查了凸透镜成像规律的探究及应用,关键是熟记成像规律的内容,并做到灵活运用。
20.(6分)如图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)压强计通过 U形管两侧液面高度差 反映液体内部压强大小。
(2)实验中必须先检验压强计的气密性。在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,其调节的方法是 B (选填“A”或“B”),调节好后U形管左右两侧的水面相平。
A.将右侧支管中高出的水倒出
B.取下软管重新安装
C.向U形管内添加适量水
(3)比较图乙和图丙,可以得到结论: 液体密度一定,深度越深,液体压强越大 。
(4)比较 丙、丁 两图,可以得液体的压强与液体密度有关。
(5)已知图丙中U形管左侧水面的高为4cm,右侧水面的高为10cm,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为 600 Pa(g=10N/kg)。
【答案】(1)U形管两侧液面高度差;
(2)B;
(3)液体密度一定,深度越深,液体压强越大;
(4)丙、丁;
(5)600。
【分析】(1)压强计通过U形管两侧液面高度差来反映液体内部压强大小的。
(2)在使用压强计前,U形管左右两侧的水面有一定的高度差,只需将软管拆除重新安装即可。
(3)液体密度一定,深度越深,液体压强越大。
(4)要想探究液体的压强与液体密度是否有关,就要控制液体密度不同,探头的深度相同。
(5)根据Δp=ρ水gΔh计算橡皮管内气体的压强与大气压强之差。
【解答】解:(1)压强计通过U形管两侧液面高度差来反映液体内部压强大小的,高度差越大说明液体压强越大。
(2)在使用压强计前,U形管左右两侧的水面有一定的高度差,说明两管上方的气压不相同,只需将软管拆除重新安装即可,故AC不符合题意,B符合题意。
故选:B。
(3)由图乙和图丙可知,液体相同,压强计的探头所处的深度不同,且深度越深U形管左右两侧的水面高度差越大,故可得出结论液体密度一定,深度越深,液体压强越大。
(4)要想探究液体的压强与液体密度是否有关,就要控制液体密度不同,探头的深度相同,故应比较丙、丁两图。
(5)橡皮管内气体的压强与大气压强之差为
故答案为:(1)U形管两侧液面高度差;
(2)B;
(3)液体密度一定,深度越深,液体压强越大;
(4)丙、丁;
(5)600。
【点评】本题研究探究影响液体内部压强大小因素实验,利用控制变量法和转换法分析。
21.(7分)如图甲所示是测量未知电阻Rx的实验电路,请完成下列问题。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动到最 左 端;(选填“左”或“右”)
(2)闭合开关后,移动滑片使电压表示数为2V,此时电流表的指针位置如图乙所示,则测得Rx的阻值为 5 Ω;
(3)如图丙所示为另外一种测Rx的电路图。电源两端电压不变,R0为定值电阻。实验步骤如下:
①闭合开关S,断开开关S1,记录电压表示数为U1;
②闭合开关S和S1,记录电压表示数为U2;
③用R0U1和U2表示Rx,则Rx= 。
【答案】(1)左;(2)5;(3)。
【分析】(1)为了保护电路,滑动变阻器的滑片移动阻值最大处;
(2)根据电流表选用小量程确定分度值读数,由欧姆定律I得出Rx的阻值;
(3)根据电路图知:闭合开关S、S1,断开开关S2,两电阻串联,电压表测量未知电阻Rx的电压,电压表示数为U1,
闭合开关S、S2,断开开关S1,两电阻串联,电压表测量电源电压,电压表示数为U2,
已知定值电阻的阻值,由欧姆定律可以求出电路电流,已知待测电阻两端的电压,由欧姆定律可以求出待测电阻的阻值。
【解答】解:(1)闭合开关前,需将滑动变阻器滑片应移动阻值最大处,即左端;
(2)排除故障后,移动滑片使电压表示数为2V,此时电流表的指针位置如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.4A,由欧姆定律I得,Rx5Ω;
(3)①闭合开关S,断开开关S1,记录电压表示数为U1;
②根据电路图知,闭合开关S、S1,Rx短路,电路是电阻R0的简单电路,电压表测量电阻R0的电压,示数为U2,则电源电压U2;
则Rx两端的电压为Ux=U2﹣U1,根据欧姆定律可知电路中的电流:
I,则Rx。
故答案为:(1)左;(2)5;(3)。
【点评】本题考查注意事项、电路分析、欧姆定律的运用、设计电路测待测电阻的阻值等。
五.计算题(共3小题,满分22分)
22.(8分)如图所示,骑电动滑板车短距离出行深受青少年朋友喜欢。该款滑板车的部分参数如下,净重10kg,轮胎的接地总面积为10cm2。质量为50kg的小刚在水平路面上匀速行驶480m所用时间为2min。(g取10N/kg)求:
(1)滑板车在水平路面上匀速行驶时的速度;
(2)小刚站在滑板车上行驶时,滑板车对水平路面的压强;
(3)该滑板车在平直路面上匀速行驶时,受到的平均阻力是0.2倍的总重力,则此过程中滑板车克服阻力做的功。
【答案】(1)该过程中,滑板车在水平地面上匀速行驶时的速度为4m/s;
(2)滑板车对水平地面的压强为6×105Pa;
(3)此过程中,滑板车克服阻力做的功为57600J。
【分析】(1)根据v求滑板车在水平地面上匀速行驶时的速度;
(2)小刚站在滑板车上行驶时,滑板车对水平地面的压力等于人和车的总重力,根据p求滑板车对水平地面的压强;
(3)根据f=0.2G总可得阻力的大小,根据W=fs求滑板车牵引力做的功。
【解答】解:(1)滑板车在水平地面上匀速行驶时的速度为:v4m/s;
(2)小刚站在滑板车上行驶时,对水平地面的压力为:
F=G总=(m人+m车)g=(50+10)kg×10N/kg=600N,
受力面积S=10cm2=10﹣3m2
故滑板车对水平地面的压强为:;
(3)根据题意知道,滑板车的阻力为:f=0.2G总=0.2×600N=120N
此过程中滑板车的克服阻力做的功为:W=fs=120N×480m=57600J。
答:(1)该过程中,滑板车在水平地面上匀速行驶时的速度为4m/s;
(2)滑板车对水平地面的压强为6×105Pa;
(3)此过程中,滑板车克服阻力做的功为57600J。
【点评】本题考查速度、压强的计算、二力平衡条件以及功的计算,难度一般。
23.(8分)图甲是某款电热饭盒,图乙虚线内所示是电热饭盒内部的简化电路图,R1和R2均为电热丝,R1=374Ω(阻值不随温度变化,部分参数如表所示)。求:
额定电压
220V
额定功率
低温挡
高温挡
440W
(1)电热饭盒在高温挡正常工作时,通过它的电流;
(2)低温挡的功率;
(3)高温挡工作5分钟,低温挡工作3分钟放出的总热量是多少?
【答案】(1)电热饭盒在高温挡正常工作时,通过它的电流是2A;
(2)低温挡的功率是100W;
(3)高温挡工作5分钟,低温挡工作3分钟放出的总热量是1.5×105J。
【分析】(1)根据P=UI求出电热饭盒在高温挡正常工作时,通过它的电流;
(2)由图乙可知,当旋转开关接1时R1、R2串联,当选择开关接2时,只有R2工作,根据串联电路的电阻特点和P可知电热饭盒高温挡和低温挡的电路连接;根据高温挡功率和P可求出R2的阻值;根据串联电路的电阻特点求出R1、R2的总电阻,根据P可求出低温挡的功率;
(3)根据W=Pt分别求出高温挡工作5min和低温挡工作3min消耗的电能,据此求出消耗的总电能。
【解答】解:(1)由P=UI可知,电热饭盒在高温挡正常工作时,通过它的电流:I2A;
(2)当开关接触电1时,R1与R2串联,根据串联电阻规律可知,此时总电阻较大,由P可知,电路中的电功率较小,电热饭盒处于低温挡;
由图乙可知,开关接触电2时,只有R2工作,此时电阻较小,电功率较大,电热饭盒处于高温挡;
由P可知,R2的阻值:R2110Ω,
根据串联电路的电阻特点可知,R1、R2的串联总电阻:R=R1+R2=110Ω+374Ω=484Ω,
则低温挡的功率:P低100W;
(3)由P可知,高温挡工作5min消耗的电能:Q1=W1=P高t1=440W×5×60s=1.32×105J,
低温挡工作3min消耗的电能:Q2=W2=P低t2=100W×3×60s=1.8×104J,
消耗的总电能:Q=W=W1+W2=1.32×105J+1.8×104J=1.5×105J。
答:(1)电热饭盒在高温挡正常工作时,通过它的电流是2A;
(2)低温挡的功率是100W;
(3)高温挡工作5分钟,低温挡工作3分钟放出的总热量是1.5×105J。
【点评】本题考查串联电路的特点、电功率公式、电功公式以及焦耳定律的应用,难度中等。
24.(6分)小明感觉跑步时跑得越快,风的阻挡越明显。他猜想“空气阻力的大小跟物体在空气中运动的速度大小可能有关”。为此,他做了以下实验。
他向气球内充入空气,充气后体积不变,如图甲所示,在气球上悬挂不同数量的钩码(钩码体积可忽略)研究球形物体的空气阻力与速度的关系。实验前将充好气的气球和细线挂在电子测力计上,无风环境下示数为mg,让气球分别挂上重力为mg、3mg、5mg的钩码从五楼落下,以墙壁为背景,拍摄到气球悬挂钩码落到地面附近的频闪照片(每隔相等的时间会拍摄一张照片,连续记录绳上同一点的位置)分别如图乙中所示。请回答下列问题:
(1)由图乙可判断出悬挂钩码的气球下落到地面附近,此过程中气球质量 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”),处于 平衡 状态(选填“平衡”或“非平衡”),三次实验中气球的速度之比为 1:2:3 。
(2)第2次实验中气球所受的空气阻力为 4mg 。
(3)由此可以得出:球形物体所受的空气阻力与其速度的关系是 球形物体所受的空气阻力与其速度成正比 (用文字表述)。
(4)实验结束后,将气球中的空气排出,此时测得气球和细线的总重力 小于 mg(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】(1)不变;平衡;1:2:3;(2)4mg;(3)球形物体所受的空气阻力与其速度成正比;(4)小于。
【分析】物理学中对于多因素或多变量的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。
【解答】解:(1)气球质量:实验中气球内充入的空气量不变,所以气球质量不变。
运动状态:从频闪照片可以看出,气球在相同时间内通过的路程相等,说明气球做匀速直线运动,处于平衡状态。
速度之比:根据频闪照片,设相邻照片的时间间隔为t,第一次实验中,设第一个时间间隔t内通过的距离为s,则第二次实验中相同时间间隔t内通过的距离为2s,第三次实验中为3s。根据速度公式v,可知三次实验中气球的速度之比为1:2:3。
(2)对第二次实验中的气球进行受力分析,气球受到竖直向下的重力G=3mg+mg=4mg,竖直向上的空气阻力f。因为气球做变速运动,此时F=G﹣f,当气球速度稳定时,空气阻力f近似等于重力G,即f=4mg。
(3)由实验数据可知,随着气球速度的增大,空气阻力也增大。可以得出:球形物体所受的空气阻力与其速度成正比。
(4)实验前充好气的气球和细线在无风环境下电子测力计示数为mg,当把气球中的空气排出后,气球内的空气质量变小。根据力的平衡,此时测得气球和细线的总重力会小于mg。
故答案依次为:(1)不变;平衡;1:2:3;(2)4mg;(3)球形物体所受的空气阻力与其速度成正比;(4)小于。
【点评】控制变量法能排除干扰,直接显露单一因素对被研究对象变化的影响情况。
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