2026年辽宁沈阳中考物理自编模拟练习卷(十四)
2026-03-13
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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 | DOCX |
| 文件大小 | 1.29 MB |
| 发布时间 | 2026-03-13 |
| 更新时间 | 2026-03-13 |
| 作者 | 乐趣物理 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-03-13 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56810454.html |
| 价格 | 2.00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练习卷(十四)
一.选择题(共9小题,满分16分)
1.(2分)下列发生的不是弹性形变的是( )
A.弹簧拉力器被拉开
B.撑竿跳高运动员将竿压弯
C.面团被压成面饼
D.跳板被跳水运动员压弯
2.(2分)如图所示的贾湖骨笛是我国迄今发现最早的管乐器。吹奏时手指按在不同的音孔上,就会改变空气柱的长度,从而改变声音的( )
A.音调 B.响度 C.音色 D.速度
3.(2分)如图,将筷子放入装有水的杯中,可以看到筷子竟然被水给“折断”了!儿时的我们也许十分惊讶,但是现在,你应该已经知道可为什么了。这其实是一种神奇的光现象。下列选项中的“影”与该现象原理相同的是( )
A.水中倒“影” B.相机摄“影”
C..立竿见“影” D.杯弓蛇“影”
4.(2分)对下面几幅图反映出来的各种现象的原因,解释正确的是( )
A.图甲是室外的两个人说话,呼出的白气是水汽化形成的水蒸气
B.图乙树杈上的霜是空气中水蒸气升华形成的
C.图丙中玻璃“冒汗”是水蒸气凝固形成的
D.图丁灯泡内壁变黑是钨蒸气凝华形成的
5.(2分)砖的制作工艺流传数千年,从晒制到烧制,从青砖到红砖,小小的砖块见证了人类迈向文明的历程,下列说法正确的是( )
A.晒制泥坯时,泥坯温度越高含有的热量越多
B.高温烧制时,通过热传递的方式改变砖块的内能
C.烧制红砖时,燃料燃烧越充分,其热值越大
D.在质地均匀的砖上雕刻花纹,砖的密度变小
6.(2分)如图所示是一款家用充电式电动螺丝刀,该电动螺丝刀在工作过程中,不仅比常规螺丝刀效率更高,还能够通过正转和反转来实现紧螺丝或松螺丝的双重功能。下列有关说法正确的是( )
A.电动螺丝刀紧螺丝时,与动圈式话筒的原理相同
B.电动螺丝刀松螺丝时,是将机械能转化为电能
C.电动螺丝刀在充电过程中,相当于一个电源
D.可以通过改变电流方向实现正、反转的调换
(多选)7.(2分)下列关于冬季体育运动项目的说法错误的是( )
A.跳台滑雪运动员在空中加速下落的过程中,所受重力做了功
B.短道速滑运动员在转弯滑行的过程中,运动状态发生改变
C.冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动,是由于冰壶受到惯性的作用
D.冰球运动员用球杆击出冰球后,冰球在水平冰面上滑动过程中,冰球所受重力和支持力不是一对平衡力
(多选)8.(2分)如图所示,是小红自制望远镜的结构示意图,下列说法正确的是( )
A.A镜应为物镜,B镜应为目镜
B.望远镜的目镜和物镜作用不相同
C.目镜的焦距应较长,物镜的焦距应较短
D.物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像
(多选)9.如图甲,电源电压恒定,R为定值电阻,滑动变阻器R'标有“20Ω,1A”电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。只闭合开关S和S1,滑片从最右端滑动到a点时,灯泡L恰好正常发光,只闭合开关S和S2,滑片从a点向某一方向移动,直到b点时,电压表示数与灯泡L正常发光时的电压相同,两次调节过程中,两电表示数关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V
B.定值电阻R的阻值为20Ω
C.灯泡正常发光时的电阻为6Ω
D.b 点在a点的右侧
二.填空题(共6小题,满分10分)
10.(2分)某同学自制了一个每秒滴下1滴水的“滴水计时器”。他把滴水计时器固定在玩具车上,并把玩具车放置在带有刻度的水平木板上,用来测量玩具车运动的速度,如图甲所示。释放玩具车后,水滴在木板上的位置如图乙所示。由图可知,玩具车在AD间做 (选填“加速”“减速”或“匀速”)直线运动,它在AD间的平均速度为 cm/s。
11.(2分)矿泉水瓶上有凹凸不平的花纹,这是通过增大接触面的 的方式来增大摩擦;如图所示,用8N的力握住重为5N的矿泉水瓶,使矿泉水瓶在竖直方向上保持静止,此时矿泉水瓶受到的摩擦力为 N。
12.(2分)每年的4月24日是中国航天日,以此纪念我国航天事业创造的以“两弹一星”“载人航天”“北斗工程”“月球探测”为代表的辉煌成就。“两弹”中的原子弹是利用不加以控制的核 反应,释放巨大的能量;“北斗”卫星导航系统是通过 (填“电磁波”“次声波”或“超声波”)向地面发送信息,提供全天候即时定位服务。
13.(2分)拔火罐具有促进血液循环、缓解肌肉疼痛等功效。如图所示,拔火罐时,用火加热玻璃罐内部后迅速扣在皮肤上,玻璃罐在 的作用下“吸”在皮肤上。请列举一个生产生活中应用该原理的实例: 。
14.(2分)如图所示,美丽乡村建设的工地上,工人使用一个 (选填“定”或“动”)滑轮匀速提升重400N的建筑材料(不计绳重和摩擦),则人的拉力为 N。
15.如图,一个底面积为300cm2的溢水杯重为6N,内装有20cm深的水置于升降台上,溢水杯中的水到溢水口的距离为3cm,弹簧上端固定,下端挂一个底面积为100cm2,高为10cm的实心柱形物体,重为30N,物体下表面刚好接触液面。此时溢水杯对水平桌面的压强是 Pa;升降台上移一段距离后,水面刚好到达溢水口,此时实心柱形物体受到的浮力大小为 N。
三.作图题(共2小题,满分4分,每小题2分)
16.(2分)如图,吊车用50牛的力,吊着一重物静止在空中,请画出拉力与重力的示意图。
17.(2分)请用笔画线表示导线,将图中有开关控制的电灯接入家庭电路中。
四.实验探究题(共4小题,满分24分,每小题6分)
18.(6分)为了探究光的反射规律,同学们进行了如图所示的实验。
(1)实验时,纸板与平面镜应互相 (填“平行“或“垂直”);
(2)小红将一束光贴着纸板A沿着EO射到镜面上的O点,纸板B上会显示出反射光束OF,接着将纸板B向后折,则纸板B上 (填“能“或“不能”)看到反射光线,此时反射光 (填“存在“或“不存在”)。这一实验是为了探究反射光线、入射光线和法线是否在 ;
(3)移动激光笔,使入射角为45°,测得反射角也为45°,由此就得出“光反射时,反射角等于入射角”的结论,你认为有何不妥之处?
19.(6分)寒冷的冬季,小融发现厨房的花生油已经凝固。将其取出时,小融想顺便研究花生油的熔化情况,于是他将等质量的花生油和冰放在如图甲所示的装置上加热,观察比较二者的熔化过程。
(1)要完成该探究实验,除了秒表和天平,还需要的测量工具是 。完成实验后绘制了图乙。其中 图象(选填“甲”或“乙”)是花生油的熔化图象。乙图象对应的物体在B点的内能 在C点的内能(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)小融看到已经成为液态的花生油和水,又想比较它们吸热能力强弱。于是对二者继续加热,并记录它们温度随时间变化的数据,如表格所示。小融是通过观察比较 (选填“加热时间”或“温度计示数变化量”)来比较水和油吸收热量的多少。该物理研究方法叫 法。由表格可知 (选填“花生油”或“水”)的吸热能力更强。
t/min
0
5
10
15
20
25
水温/℃
20
27
34
41
48
55
油温/℃
20
30
40
50
60
70
20.(6分)如图是某兴趣小组研究液体内部压强的实验。
(1)该实验是通过U形管两侧液面 来反映被测压强大小的。使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,可以通过 进行调节;
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内加适量水
(3)比较 两个实验可知,液体内部压强与液体的深度有关;小明由此联想到:汽车落水被淹,时间越长,车在水中的位置往往就会越深,推开车门所需要的力就越 ;
(4)小明用丁图所示的装置测量未知液体的密度:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,他测量了以下物理量:
①右侧待测液体液面到橡皮膜中间位置的深度h1
②左侧水面到橡皮膜中间位置的深度h2
请你推导出特测液体密度的表达式:ρ液= (用字母和ρ水表示)。
21.(6分)如图所示,在探究“通过导体的电流与导体两端电压关系”实验时,电源电压为3V不变,滑动变阻器规格为“30Ω;1A”。
(1)根据图甲连接电路时,开关闭合前,滑动变阻器滑片要移至 端(选填“最左”或“最右”);
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,测得多组电流、电压的数据,记录在表格中;
(3)根据表格数据,可以得到结论: ;
(4)增加5Ω、15Ω、20Ω的定值电阻,利用上述的实验器材和电路还可以探究“电流与电阻的关系”;
①先将5Ω的定值电阻接入电路中,调节滑动变阻器,当电压表示数为1V时,记录电流表的示数,那么该实验中滑动变阻器的主要作用是 ;
②不改变滑动变阻器滑片的位置,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,闭合开关,向 (选填“左”或“右”)移动滑动变阻器滑片,直至电压表的示数为 V;
③对“探究电流与电阻关系”的实验数据进一步处理、分析,绘制了“电流与定值电阻、电流与滑动变阻器,电流与总电阻”的三条图线,如图乙所示,其中反映电流与总电阻关系的是 (选填“a”、“b”或“c”),图中阴影部分面积表示的物理含义是 ;
④该小组用20Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验,发现实验无法进行下去,为完成第4次实验,同学们提出下列解决方案,其中可行的是( )
A.换成电压为4V的电源
B.更换最大阻值大于或等于40Ω的滑动变阻器
C.将电压表的量程换为0~15V
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.2
1.6
1.8
2.4
2.8
电流I/A
0.12
0.16
0.18
0.24
0.28
五.计算题(共3小题,满分14分)
22.(7分)用水平拉力F拉着重50牛的木块在水平地面上做匀速直线运动,木块在10秒内移动了2米。已知拉力F的功率为3瓦,求:
(1)木块移动的速度v。
(2)在10秒内拉力F所做的功W。
(3)木块在水平地面上运动时所受摩擦力f的大小。
23.(7分)小明爸爸给自家的小汽车安装了电加热座椅垫,如图甲。小明研究发现该座椅垫有“高温”、“低温”、“关”三个挡位,其电路示意图如图乙,电源电压为12V,R2=8Ω,低温挡工作时的电流为1A。求:
(1)座椅垫处于“高温”时,电路中的电流是多少?
(2)加热片R1的阻值是多少?
(3)座椅垫处于“高温”时,工作30分钟消耗的电能是多少?
24.综合实践活动:自制道闸。
【项目源起】为有效落实校园“人车分离”校安工作,科创社团开展“自制道闸:助力汽车进出管理”的项目研究。当车辆靠近道闸时,道闸打开。
【项目展示】社团小组齐心协力经历了以下两级设计和制作过程。
初级道闸:如图甲,道闸的横杆MON是一个均匀的金属杆,当车牌被识别后,车辆通行。
中级道闸:如图乙,在初级基础上改为电动机来抬杆,当P点在电机带动下绕着O点转动,电动机相应参数如表。
额定电压/V
220
额定功率/W
50
电机转速/(r/min)
300
【项目交流】
(1)结合初级、中级两组的设计,下列说法正确的是 ;
A.初级道闸中,装置MON相当于一个省力杠杆
B.为更轻松的抬起杆,金属杆应用密度大的材料
C中级道闸中电动机,工作原理是电磁感应现象
D.初级道闸中,始终用竖直向下的拉力F下拉过程中大小保持不变
(2)如图乙车辆通行时电动机正常工作5s能把横杆的重心抬高1.5m,若横杆的质量为12kg,则电机对横杆所做的有用功率为 W,工作效率为 %;
(3)为了让横杆平稳起落,电动机加装减速器进行减速,减速比是反映减速效能的参数,大小等于输入转速与输出转速之比。电动机通过转轴末端的单头蜗杆A(齿数为1的齿轮)带动齿轮B(B的轴承与乙图中的横杆MON相接),B的齿数为40,齿轮A、B严密咬合,当A转一周即转过1齿时,B也转1齿,B转动40个齿轮才一周,从而达到减速的效果。则该道闸整个系统的减速比是 ,道闸横杆起杆(从水平位置转动到竖直位置)时间约为 s;
【项目展望】为防止大型车辆进入校园,小组设计某压力监测装置简化电路如图丙,R0为20Ω的定值电阻,RF为压敏电阻,其阻值随压力F变化图象如图丁。测压力时,电源电压自动调节,通过RF的电流为某一定值,将电压表表盘刻度改成压力值刻度,就可直接从表上读出压力。
(4)该压力表的压力刻度值 (选填“均匀”或“不均匀”);
(5)若电源电压在2.5V~4.5V之间调节,通过RF的电流值恒为100mA,则压力表所测压力范围为100N~500N,若要让压力表测量的最小压力值更小一些,则应 。
2026年辽宁沈阳中考物理自编模拟练习卷(十四)
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
A
B
D
B
D
二.多选题(共3小题)
题号
7
8
9
答案
CD
ABD
ACD
一.选择题(共9小题,满分16分)
1.(2分)下列发生的不是弹性形变的是( )
A.弹簧拉力器被拉开
B.撑竿跳高运动员将竿压弯
C.面团被压成面饼
D.跳板被跳水运动员压弯
【答案】C
【分析】物体受力后发生形变,外力撤销后能自动恢复原状的性质叫弹性;物体受力后发生形变,外力撤销后不能自动恢复原状的性质叫塑性。
物体受力后发生形变,外力撤销后能自动恢复原状的形变叫弹性形变;物体受力后发生形变,外力撤销后不能自动恢复原状的形变叫塑性形变。
【解答】解:ABD、弹簧拉力器被拉开、撑竿跳高运动员将竿压弯、跳板被跳水运动员压弯发生的是弹性形变,故ABD不符合题意;
C、面团被压成面饼发生的不是弹性形变,故C符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查的是弹性形变的概念,属于基础性题目。
2.(2分)如图所示的贾湖骨笛是我国迄今发现最早的管乐器。吹奏时手指按在不同的音孔上,就会改变空气柱的长度,从而改变声音的( )
A.音调 B.响度 C.音色 D.速度
【答案】A
【分析】声音的高低叫音调,音调与发声体的振动频率有关,频率越大,音调越高。
【解答】解:吹奏骨笛,当用手指按在不同的音孔上,改变了笛子内部空气柱的长度,改变了空气柱的振动频率,从而改变了声音的音调,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查声音的特征,难度不大。
3.(2分)如图,将筷子放入装有水的杯中,可以看到筷子竟然被水给“折断”了!儿时的我们也许十分惊讶,但是现在,你应该已经知道可为什么了。这其实是一种神奇的光现象。下列选项中的“影”与该现象原理相同的是( )
A.水中倒“影” B.相机摄“影”
C..立竿见“影” D.杯弓蛇“影”
【答案】B
【分析】筷子看上去折断了是光的折射形成的;“影”的形成包括光沿直线传播现象、光的反射现象以及光的折射现象;光沿直线传播形成的现象称之为影子;光的反射现象有平面镜成像;光的折射为透镜所成的像;根据不同原理所成的像分析各选项。
【解答】解:筷子看上去折断了是光的折射形成的;
A、平静的湖面相当于平面镜,而湖光倒“影”中的“影”是平面镜形成的像,属于光的反射现象,故A不符合题意;
B、相机摄影属于凸透镜成像,属于光的折射现象,故B符合题意;
C、立竿见“影”中的“影”是由于光线被竿遮挡光线形成的影子,属于光沿直线传播现象,故C不符合题意。
D、蛇杯弓“影”中的“影”是平面镜形成的像,属于光的反射现象,故D不符合题意;
故选:B。
【点评】本题考查光的折射现象、光的反射现象以及光沿直线传播现象,会根据其原理的不同,对光现象进行分类。
4.(2分)对下面几幅图反映出来的各种现象的原因,解释正确的是( )
A.图甲是室外的两个人说话,呼出的白气是水汽化形成的水蒸气
B.图乙树杈上的霜是空气中水蒸气升华形成的
C.图丙中玻璃“冒汗”是水蒸气凝固形成的
D.图丁灯泡内壁变黑是钨蒸气凝华形成的
【答案】D
【分析】物质由固态变为液态叫熔化,由液态变为固态叫凝固,由液态变为气态叫汽化,由气态变为液态叫液化,由固态直接变为气态叫升华,由气态直接变为固态叫凝华。
【解答】解:A.图甲中冬天户外活动时,口中呼出的“白气”是液态小水滴,是口中呼出的温度较高的水蒸气遇冷液化形成的,故A不符合题意;
B.图乙中树杈上的霜是由空气中的水蒸气凝华形成的,故B不符合题意;
C.图丙中玻璃上“冒汗”即水珠是由水蒸气液化形成的,故C不符合题意;
D.图丁中灯泡内壁上黑色物质,是钨丝先升华形成的蒸气,再冷却后钨蒸气凝华形成的钨,故D符合题意。
故选:D。
【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;另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
5.(2分)砖的制作工艺流传数千年,从晒制到烧制,从青砖到红砖,小小的砖块见证了人类迈向文明的历程,下列说法正确的是( )
A.晒制泥坯时,泥坯温度越高含有的热量越多
B.高温烧制时,通过热传递的方式改变砖块的内能
C.烧制红砖时,燃料燃烧越充分,其热值越大
D.在质地均匀的砖上雕刻花纹,砖的密度变小
【答案】B
【分析】(1)热量是一个过程量,不能用含有、具有等来修饰;
(2)物体放出热量,温度不一定降低,如水凝固过程中放出热量,内能减少,温度不变;
(3)1kg某种燃料完全燃烧放出的能量,叫做这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等均无关;
(4)密度是物质的特性,密度的大小与质量、体积无关。
【解答】解:A、热量是一个过程量,只能说吸收(或者放出)了多少热量,不能说某物体含有多少热量,故A错误;
B、高温烧制时,通过热传递的方法增加砖块的内能,故选项B正确;
C、燃料的热值仅与燃料的种类有关,而与燃料的燃烧程度、质量都无关,故C错误;
D、若在质地均匀的砖上雕刻花纹,砖的质量变小,砖的密度不会变化,故D错误。
故选:B。
【点评】本题是一道热学综合题,主要考查学生对热量、内能、热值以及密度等概念以及热传递条件的理解,难度不大。
6.(2分)如图所示是一款家用充电式电动螺丝刀,该电动螺丝刀在工作过程中,不仅比常规螺丝刀效率更高,还能够通过正转和反转来实现紧螺丝或松螺丝的双重功能。下列有关说法正确的是( )
A.电动螺丝刀紧螺丝时,与动圈式话筒的原理相同
B.电动螺丝刀松螺丝时,是将机械能转化为电能
C.电动螺丝刀在充电过程中,相当于一个电源
D.可以通过改变电流方向实现正、反转的调换
【答案】D
【分析】(1)电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用来工作的;动圈式话筒是利用电磁感应原理来工作的。
(2)电动机工作时将电能转化为机械能。
(3)电动螺丝刀在充电过程中,相当于一个用电器。
(4)电动机的转动方向与电流的方向有关。
【解答】解:A、电动螺丝刀紧螺丝时,与动圈式话筒的原理不同;电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用来工作的;动圈式话筒是利用电磁感应原理来工作的,故A错误;
B、电动螺丝刀松螺丝时,是将电能转化为机械能,故B错误;
C、电动螺丝刀在充电过程中,相当于一个用电器,故C错误;
D、可以通过改变电流方向实现正、反转的调换,故D正确。
故选:D。
【点评】知道电动机和动圈式话筒的原理;知道电源和用电器在电路中的作用;知道电磁感应现象和通电导体在磁场中受到力的作用。
(多选)7.(2分)下列关于冬季体育运动项目的说法错误的是( )
A.跳台滑雪运动员在空中加速下落的过程中,所受重力做了功
B.短道速滑运动员在转弯滑行的过程中,运动状态发生改变
C.冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动,是由于冰壶受到惯性的作用
D.冰球运动员用球杆击出冰球后,冰球在水平冰面上滑动过程中,冰球所受重力和支持力不是一对平衡力
【答案】CD
【分析】(1)做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离,二者缺一不可。
(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;
(3)任何物体都具有惯性,惯性是物体保持原运动状态不变的性质,惯性不是力;
(4)大小相等,方向相反,作用在同一物体上,作用在同一直线上,是一对平衡力。
【解答】解:A.跳台滑雪运动员在空中加速下落的过程中,所受重力的方向是竖直向下的,运动员在竖直方向上移动了距离,所以重力做了功,故A正确;
B.短道速滑运动员在转弯滑行的过程中,运动方向发生改变,所以其运动状态发生改变,故B正确;
C.冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动,是由于冰壶具有惯性要保持原来的运动状态,惯性是一种性质,不是一种作用,故C错误;
D.冰球运动员用球杆击出冰球后,冰球在水平冰面上滑动过程中,在竖直方向,冰壶所受的重力和支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对平衡力,故D错误。
故选:CD。
【点评】本题考查了力是否做功的判断、物体运动状态变化的判断、惯性现象的理解和平衡力的判断,考查较综合,难度一般。
(多选)8.(2分)如图所示,是小红自制望远镜的结构示意图,下列说法正确的是( )
A.A镜应为物镜,B镜应为目镜
B.望远镜的目镜和物镜作用不相同
C.目镜的焦距应较长,物镜的焦距应较短
D.物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像
【答案】ABD
【分析】物镜的焦距比较长,直径要大一些,目镜的焦距比较短,直径应小一些;
望远镜的物镜相当于照相机,目镜相当于放大镜。
【解答】解:AC、物镜的焦距比较长,直径要大一些,故A镜是物镜,目镜的焦距比较短,直径应小一些,B镜是目镜,故A正确,C错误;
B、望远镜的物镜相当于照相机,目镜作用相当于放大镜,故B正确;
D、观察最远处的物体时,物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像,故D正确。
故选:ABD。
【点评】本题考查了望远镜,属于基础题目。
(多选)9.如图甲,电源电压恒定,R为定值电阻,滑动变阻器R'标有“20Ω,1A”电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V。只闭合开关S和S1,滑片从最右端滑动到a点时,灯泡L恰好正常发光,只闭合开关S和S2,滑片从a点向某一方向移动,直到b点时,电压表示数与灯泡L正常发光时的电压相同,两次调节过程中,两电表示数关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.电源电压为6V
B.定值电阻R的阻值为20Ω
C.灯泡正常发光时的电阻为6Ω
D.b 点在a点的右侧
【答案】ACD
【分析】(1)只闭合开关S和S1,灯泡和变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡两端的电压;
在保障电路元件安全的情况下,将滑动变阻器的滑片从最右端滑动到a点,由于灯泡电阻随温度变化,故可知此过程中电流表与电压表示数变化关系图乙中的曲线,则另一次调节过程中电流表与电压表示数变化关系图像为图乙中的直线,滑动变阻器的滑片在最右端时,电路中总电阻最大,根据欧姆定律可知,电路中电流最小,从图中可知通过电路的最小电流和此时灯泡两端电压,根据欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源电压;
(2)只闭合开关S和S2,电阻R和变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测电阻R两端的电压;由图乙可知,两条图像中电压相等时(等于灯泡额定电压)电路中的电流,和变阻器滑片在a点时电路中的电流,以及此时电阻R两端的电压,根据串联电路的电压规律和欧姆定律计算变阻器的滑片在a点时接入电路的电阻和定值电阻R的电阻;
(3)只闭合开关S和S2,根据串联分压原理可知,小灯泡的电阻等于R的电阻;
(4)只闭合开关S和S2,滑片移动到b点,电压表示数与灯泡L正常发光时的电压相同,都为3V,由串联电路电压的规律求出滑动变阻器两端的电压,由欧姆定律求出此时滑动变阻器接入电路的电阻,进而判断出a、b点的位置关系。
【解答】解:
只闭合开关S和S1,灯泡和滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡两端的电压,
将滑动变阻器的滑片从最右端滑动到a点,因为灯泡电阻随温度变化,故可知此过程中电流表与电压表示数变化关系为图乙中的曲线,则另一次调节过程中电流表与电压表示数变化关系图像为图乙中的直线;
A、滑动变阻器的滑片在最右端时,电路中总电阻最大,根据欧姆定律可知此时电路中电流最小,
由图乙中可知最小电流是I小=0.25A,此时灯泡两端的电压为UL小=1V,
根据欧姆定律可知变阻器两端的最大电压为:U滑大=I小R滑大=0.25A×20Ω=5V,
电源电压:U=UL小+U滑大=1V+5V=6V,故A正确;
B、只闭合开关S和S2,电阻R和变阻器R′串联,电流表测电路中的电流,电压表测电阻R两端的电压,
由图乙可知,两条图像中电压相等时(等于灯泡的额定电压)电路中的电流为I′=0.3A,且变阻器滑片在a点时,电路中的电流为I=0.375A,电阻R两端的电压为UR=3.75V,
根据欧姆定律可知此时变阻器接入电路中的电阻:Ra6Ω;
根据欧姆定律可知定值电阻R的阻值为:R10Ω,故B错误;
C、只闭合开关S和S2,电阻R和变阻器R′串联,滑片从a点移动到b,直到电压表示数与灯泡L正常发光时的电压相同,
由图像可知此时电流为0.3A,则此时R两端的电压:UR′=I′R=0.3A×10Ω=3V,所以小灯泡正常发光的电压也为3V,
滑片在a点时,灯泡L恰好正常发光,此时Ra=6Ω,且灯泡正常发光的电压为3V,此时变阻器分压也为3V,由串联分压的规律可知灯泡正常发光时的电阻为RL=Ra=6Ω,故C正确;
D、只闭合开关S和S2,滑片移动到b点,电压表示数与灯泡L正常发光时的电压相同,都为3V,由串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压为:U滑′=U﹣UR′=6V﹣3V=3V,
根据欧姆定律可知此时滑动变阻器接入电路的电阻为:Rb10Ω>Ra,所以b点在a点的右侧,故D正确。
故选:ACD。
【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用和电功率的计算,并考查了分析图像获取信息的能力,综合性强,难度较大。
二.填空题(共6小题,满分10分)
10.(2分)某同学自制了一个每秒滴下1滴水的“滴水计时器”。他把滴水计时器固定在玩具车上,并把玩具车放置在带有刻度的水平木板上,用来测量玩具车运动的速度,如图甲所示。释放玩具车后,水滴在木板上的位置如图乙所示。由图可知,玩具车在AD间做 加速 (选填“加速”“减速”或“匀速”)直线运动,它在AD间的平均速度为 1.20 cm/s。
【答案】加速;1.20。
【分析】物体在一条直线上运动,如果在相等的时间内通过的路程相同,则物体做匀速直线运动,如果物体在相同的时间内通过的路程不相同,则物体做变速直线运动;读出小车在AD间通过的路程和所用的时间,利用v计算平均速度。
【解答】解:由图可知,玩具车在同一直线上运动,在相等时间间隔内,玩具车的路程越来越大,则玩具车做加速直线运动;
由图可知,玩具车从A位置运动到D位置实际通过的路程s=4.10cm﹣0.50cm=3.60cm,
根据滴水频率结合图示得出玩具车从A位置运动到D位置所用的时间t=3s,
则此过程玩具车的平均速度v1.20cm/s。
故答案为:加速;1.20。
【点评】本题考查了测量平均速度的实验,解题关键是知道平均速度等于该段的路程与对应的时间的比值。
11.(2分)矿泉水瓶上有凹凸不平的花纹,这是通过增大接触面的 粗糙程度 的方式来增大摩擦;如图所示,用8N的力握住重为5N的矿泉水瓶,使矿泉水瓶在竖直方向上保持静止,此时矿泉水瓶受到的摩擦力为 5 N。
【答案】粗糙程度;5。
【分析】(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;(2)矿泉水瓶在握力作用下处于静止状态,受平衡力的作用,根据二力平衡条件分析即可。
【解答】解:矿泉水瓶上制有凹凸不平的花纹,这是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;因矿泉水瓶在握力作用下处于静止状态,所以矿泉水瓶受平衡力作用,在竖直方向上摩擦力与重力平衡,则摩擦力的大小f=G=5N。
故答案为:粗糙程度;5。
【点评】本题考查了增大摩擦的方法、二力平衡条件的应用,关键是确定哪两个力为一对平衡力。
12.(2分)每年的4月24日是中国航天日,以此纪念我国航天事业创造的以“两弹一星”“载人航天”“北斗工程”“月球探测”为代表的辉煌成就。“两弹”中的原子弹是利用不加以控制的核 裂变 反应,释放巨大的能量;“北斗”卫星导航系统是通过 电磁波 (填“电磁波”“次声波”或“超声波”)向地面发送信息,提供全天候即时定位服务。
【答案】裂变;电磁波。
【分析】目前人类获取核能有两种方式:核聚变和核裂变;
电磁波的传播不需要介质。
【解答】解:中子轰击铀核使其裂变的链式反应,若不加控制,就会在极短的时间内放出巨大的能量,以致引起威力强大的爆炸,“两弹”中的原子弹就是利用这个原理制成的;
电磁波可以在真空中传播,我国建立的“北斗”卫星导航系统是通过电磁波向地面传递信息的。
故答案为:裂变;电磁波。
【点评】本题考查的是裂变反应和电磁波的运用。
13.(2分)拔火罐具有促进血液循环、缓解肌肉疼痛等功效。如图所示,拔火罐时,用火加热玻璃罐内部后迅速扣在皮肤上,玻璃罐在 大气压强 的作用下“吸”在皮肤上。请列举一个生产生活中应用该原理的实例: 吸管吸饮料 。
【答案】大气压;吸管吸饮料。
【分析】拔火罐“粘”在皮肤上,是利用了大气压。外界大气压远大于瓶内气压,大气压力将“拔火罐”紧紧压在皮肤表面。
【解答】解:拔火罐时先用火将罐里的空气加热,然后迅速将罐子扣在患者的皮肤上,冷却后罐内的气压小于外界大气压,罐子就会吸附在皮肤上。生产生活中应用该原理的实例有吸管吸饮料。
故答案为:大气压;吸管吸饮料。
【点评】题考查大气压的综合应用,对于生活现象的解释,关键在于判断此现象与哪些物理知识有关。
14.(2分)如图所示,美丽乡村建设的工地上,工人使用一个 定 (选填“定”或“动”)滑轮匀速提升重400N的建筑材料(不计绳重和摩擦),则人的拉力为 400 N。
【答案】定;400。
【分析】定滑轮不随自由端移动而移动,动滑轮会随自由端移动而移动;
定滑轮不省力。
【解答】解:定滑轮不随自由端移动而移动,图中工人使用一个定滑轮匀速提升重400N的建筑材料(不计绳重和摩擦);
人的拉力与建筑材料重力是平衡力(不计绳重和摩擦),所以拉力为400N,定滑轮不省力。
故答案为:定;400。
【点评】本题考查了定滑轮工作特点,属于基础题目。
15.如图,一个底面积为300cm2的溢水杯重为6N,内装有20cm深的水置于升降台上,溢水杯中的水到溢水口的距离为3cm,弹簧上端固定,下端挂一个底面积为100cm2,高为10cm的实心柱形物体,重为30N,物体下表面刚好接触液面。此时溢水杯对水平桌面的压强是 2200 Pa;升降台上移一段距离后,水面刚好到达溢水口,此时实心柱形物体受到的浮力大小为 9 N。
【答案】2200;9。
【分析】根据压力等于杯子和液体的总重力,结合强公式p解答。根据液面升高的高度计算浸入的体积,结合阿基米德原理计算浮力。
【解答】解:内装有20cm深的水置于升降台上,此时溢水杯对水平桌面的压力等于杯子与水的总重力,故F=G+ρ水Vg=G+ρ水Shg=6N+1.0×103kg/m3×10N/kg×300×20×10﹣6m3=66N;
溢水杯对水平桌面的压强是p2200Pa;
溢水杯中的水到溢水口的距离为3cm,水面刚好到达溢水口,物体排开液体的体积等于液面升高的体积,即V排=300cm2×3cm=900cm3=900×10﹣6m3;
根据阿基米德原理知,浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×900×10﹣6m3=9N。
故答案为:2200;9。
【点评】本题考查压强和浮力的计算,属于中档题。
三.作图题(共2小题,满分4分,每小题2分)
16.(2分)如图,吊车用50牛的力,吊着一重物静止在空中,请画出拉力与重力的示意图。
【答案】
【分析】物体静止在空中,物体所受的重力和拉力是一对平衡力,作用点都在物体的重心上,重力方向竖直向下,拉力方向竖直向上。
【解答】解:物体静止在空中,物体所受的重力和拉力是一对平衡力,重力从重心竖直向下画,标出符号G,拉力从重心竖直向上画,标出符号F,注意两个力大小相等,所画的长度要相等。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)请用笔画线表示导线,将图中有开关控制的电灯接入家庭电路中。
【答案】见解答图
【分析】灯泡的接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点;零线直接接入灯泡的螺旋套。这样在断开开关时能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故。
【解答】解:灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套;如图所示:
【点评】本题考查家庭电路的连接,掌握家庭电路的灯泡、开关、三孔插座、两孔插座、保险丝的接法,同时考虑使用性和安全性。
四.实验探究题(共4小题,满分24分,每小题6分)
18.(6分)为了探究光的反射规律,同学们进行了如图所示的实验。
(1)实验时,纸板与平面镜应互相 垂直 (填“平行“或“垂直”);
(2)小红将一束光贴着纸板A沿着EO射到镜面上的O点,纸板B上会显示出反射光束OF,接着将纸板B向后折,则纸板B上 不能 (填“能“或“不能”)看到反射光线,此时反射光 存在 (填“存在“或“不存在”)。这一实验是为了探究反射光线、入射光线和法线是否在 同一平面内 ;
(3)移动激光笔,使入射角为45°,测得反射角也为45°,由此就得出“光反射时,反射角等于入射角”的结论,你认为有何不妥之处?
【答案】(1)垂直;(2)不能;存在;同一平面内;(3)实验次数太少,仅凭一组数据就得出结论具有偶然性。
【分析】(1)实验过程中法线要与平面镜垂直;如果不垂直,在纸板上看不到反射光线;
(2)在光的反射现象中,反射光线、入射光线、法线在同一平面内;
(3)为避免实验的偶然性,应该多做几次实验,然后才可以得出结论;
【解答】解:(1)入射光线、反射光线、法线在同一平面上,实验时,为了在纸板上同时显示入射光线、反射光线、法线,纸板与平面镜应互相垂直。
(2)小红将一束光贴着纸板A沿着EO射到镜面上的O点,纸板B上会显示出反射光束OF,接着将纸板B向后折,则纸板B上不能看到反射光线,此时反射光时存在的,只是不在纸板上。
这一实验与之前纸板在同一平面上进行对比,是为了探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面上。
(3)只进行一次实验,就得出结论,实验次数太少,结论具有偶然性。
故答案为:(1)垂直;(2)不能;存在;同一平面内;(3)实验次数太少,仅凭一组数据就得出结论具有偶然性。
【点评】本题考查了光的反射定律的应用,重点要掌握光的反射定律,结合实验数据,分析解决问题。
19.(6分)寒冷的冬季,小融发现厨房的花生油已经凝固。将其取出时,小融想顺便研究花生油的熔化情况,于是他将等质量的花生油和冰放在如图甲所示的装置上加热,观察比较二者的熔化过程。
(1)要完成该探究实验,除了秒表和天平,还需要的测量工具是 温度计 。完成实验后绘制了图乙。其中 甲 图象(选填“甲”或“乙”)是花生油的熔化图象。乙图象对应的物体在B点的内能 小于 在C点的内能(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)小融看到已经成为液态的花生油和水,又想比较它们吸热能力强弱。于是对二者继续加热,并记录它们温度随时间变化的数据,如表格所示。小融是通过观察比较 加热时间 (选填“加热时间”或“温度计示数变化量”)来比较水和油吸收热量的多少。该物理研究方法叫 转换 法。由表格可知 水 (选填“花生油”或“水”)的吸热能力更强。
t/min
0
5
10
15
20
25
水温/℃
20
27
34
41
48
55
油温/℃
20
30
40
50
60
70
【答案】(1)温度计;甲;小于;(2)加热时间;转换法;水。
【分析】(1)实验中需记录温度随时间的变化,所以要用到温度计测量温度,用秒表来记录时间,天平测量质量;
根据晶体与非晶体的熔化图像;
物质吸收热量,内能变大;
(2)实验中通过加热时间来反映水和花生油吸收热量的多少;
比较物质吸热能力的2种方法:
①使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强。
【解答】解:(1)实验中要用到温度计测量温度,用秒表来记录时间,天平来测量质量;
花生油不是晶体,所以图甲是花生油熔化图像;
冰在熔化的过程中,吸收热量,内能变大,所以冰在B点时的内能小于在C点时的内能;
(2)该实验中,可以通过加热时间来反映水和花生油吸收热量的多少,用到转换法;
由表中数据,质量相同的水和花生油加热25分钟,水升高的温度为:55℃﹣20℃=25℃;
花生油升高的温度为:70℃﹣20℃=50℃>25℃,即质量相同的水和花生油加热相同时间,水升温低,说明水的吸热能力强;
故答案为:(1)温度计;甲;小于;(2)加热时间;转换法;水。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法,综合性较强。
20.(6分)如图是某兴趣小组研究液体内部压强的实验。
(1)该实验是通过U形管两侧液面 高度差 来反映被测压强大小的。使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置 不漏气 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,可以通过 B 进行调节;
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内加适量水
(3)比较 乙、丙 两个实验可知,液体内部压强与液体的深度有关;小明由此联想到:汽车落水被淹,时间越长,车在水中的位置往往就会越深,推开车门所需要的力就越 大 ;
(4)小明用丁图所示的装置测量未知液体的密度:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,他测量了以下物理量:
①右侧待测液体液面到橡皮膜中间位置的深度h1
②左侧水面到橡皮膜中间位置的深度h2
请你推导出特测液体密度的表达式:ρ液= ρ水 (用字母和ρ水表示)。
【答案】(1)高度差;不漏气;(2)B;(3)乙、丙;大;(4)ρ水。
【分析】(1)液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;
(2)根据左侧管中液面上方气体压强大于大气压强分析;
(3)液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;由F=pS=ρghS分析;
(4)橡皮膜刚好变平,橡皮膜左侧和右侧的压强相等,根据液体压强公式分析。
【解答】解:(1)由转换法,该实验是通过U形管两侧液面高度差来反映被测压强大小的。使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气;
(2)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,左侧管中液面上方气体压强大于大气压强,只要取下软管重新安装,两管气体与大气相通,故选:B;
(3)研究液体内部压强与液体的深度有关,要控制液体的密度相同,比较乙、丙两个实验可知,液体内部压强与液体的深度有关;小明由此联想到:汽车落水被淹,时间越长,车在水中的位置往往就会越深,根据F=pS=ρghS,推开车门所需要的力就越大;
(4)橡皮膜刚好变平,所以橡皮膜左侧和右侧的压强相等,p左=p右,根据液体压强公式得
ρ水gh2=ρgh1,解得待测液体密度的表达式为ρρ水。
故答案为:(1)高度差;不漏气;(2)B;(3)乙、丙;大;(4)ρ水。
【点评】本题探究影响液体压强大小的因素,考查转换法、控制变量法及p=ρgh的运用。
21.(6分)如图所示,在探究“通过导体的电流与导体两端电压关系”实验时,电源电压为3V不变,滑动变阻器规格为“30Ω;1A”。
(1)根据图甲连接电路时,开关闭合前,滑动变阻器滑片要移至 最右 端(选填“最左”或“最右”);
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,测得多组电流、电压的数据,记录在表格中;
(3)根据表格数据,可以得到结论: 当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 ;
(4)增加5Ω、15Ω、20Ω的定值电阻,利用上述的实验器材和电路还可以探究“电流与电阻的关系”;
①先将5Ω的定值电阻接入电路中,调节滑动变阻器,当电压表示数为1V时,记录电流表的示数,那么该实验中滑动变阻器的主要作用是 保持定值电阻两端电压不变 ;
②不改变滑动变阻器滑片的位置,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,闭合开关,向 右 (选填“左”或“右”)移动滑动变阻器滑片,直至电压表的示数为 1 V;
③对“探究电流与电阻关系”的实验数据进一步处理、分析,绘制了“电流与定值电阻、电流与滑动变阻器,电流与总电阻”的三条图线,如图乙所示,其中反映电流与总电阻关系的是 c (选填“a”、“b”或“c”),图中阴影部分面积表示的物理含义是 定值电阻两端的电压 ;
④该小组用20Ω的电阻替换15Ω的电阻进行了第4次实验,发现实验无法进行下去,为完成第4次实验,同学们提出下列解决方案,其中可行的是( B )
A.换成电压为4V的电源
B.更换最大阻值大于或等于40Ω的滑动变阻器
C.将电压表的量程换为0~15V
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.2
1.6
1.8
2.4
2.8
电流I/A
0.12
0.16
0.18
0.24
0.28
【答案】(1)最右;(3)当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;(4)①保持定值电阻两端电压不变;②右;1;③c;定值电阻两端的电压;④B。
【分析】(1)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处;
(3)根据表格数据,得出电流与电压的关系;
(4)探究“电流与电阻的关系”应控制电阻两端电压不变;根据串联分压原理可知滑动变阻器的滑片移动方向;I与R的乘积等于电压,根据电流I与电阻变化的图象分析可得结论;根据串联电路电压规律和欧姆定律进行分析,可得解决方案。
【解答】解:(1)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图可知,滑动变阻器滑片要移至最右端;
(3)根据表格数据可知,定值电阻的电压与电流的比值为定值,因此可得结论:当导体电阻一定时,通过导体的电流和导体两端的电压成正比;
(4)①先将5Ω的定值电阻接入电路中,调节滑动变阻器,当电压表示数为1V时,记录电流表的示数,那么该实验中滑动变阻器的主要作用是保持定值电阻两端电压不变;
②不改变滑动变阻器滑片的位置,将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,则定值电阻R两端的电压会变大,为了使电压表的示数仍为1V,应减小定值电阻的分压,增大滑动变阻器的分压,即增大滑动变阻器接入电路的阻值,因此应向右移动滑动变阻器滑片,直至电压表的示数为1V;
③由图乙可知,在电流一定时,a图像中I与R的乘积最小,b图像中I与R的乘积较大,c图像中I与R的乘积最大;由欧姆定律I可知,I与R的乘积等于电压,因为电源电压最大,所以c图像表示电流与总电阻的关系图像;实验中控制定值电阻两端电压为1V,则滑动变阻器两端电压为U滑=U﹣UR=3V﹣1V=2V;U滑>UR,所以b图像表示电流与滑动变阻器的关系图像,a图像表示电流与定值电阻的关系图像;
图中阴影部分横坐标表示总电阻与滑动变阻器电阻的电阻差,即定值电阻的电阻,纵坐标表示电流,所以阴影部分面积等于定值电阻的电阻与电流的乘积,即定值电阻两端的电压;
④A.用20Ω的电阻替换15Ω的电阻进行实验,为使电压表的示数保持1V不变,则所需滑动变阻器的阻值应更大,当滑动变阻器连入电路阻值最大为30Ω时,根据串联分压则有,
即,解得滑动变阻器两端电压U滑=1.5V,
电源电压U=U0+U滑=1V+1.5V=2.5V<4V,故A不符合题意;
B.电源电压为3V不变,则滑动变阻器两端分得的电压U滑=U﹣U0=3V﹣1V=2V;
根据串联分压则有,即 ,
此时滑动变阻器接入电路的阻值为R滑=40Ω,因此应更换最大阻值大于或等于40Ω的滑动变阻器,故B符合题意;
C.用20Ω的电阻替换15Ω的电阻进行实验,当R=20Ω时,要保持电阻两端电压为1V不变,改变电压表的量程不能解决问题,故C不符合题意。
故选:B。
故答案为:(1)最右;(3)当电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比;(4)①保持定值电阻两端电压不变;②右;1;③c;定值电阻两端的电压;④B。
【点评】本题考查探究电流与电压关系和探究电流与电阻关系实验,涉及实验注意事项、实验结论的归纳、滑动变阻器的作用、图像的分析、分析数据的能力。
五.计算题(共3小题,满分14分)
22.(7分)用水平拉力F拉着重50牛的木块在水平地面上做匀速直线运动,木块在10秒内移动了2米。已知拉力F的功率为3瓦,求:
(1)木块移动的速度v。
(2)在10秒内拉力F所做的功W。
(3)木块在水平地面上运动时所受摩擦力f的大小。
【答案】(1)木块移动的速度v为0.2m/s;
(2)在10秒内拉力F所做的功W为30J;
(3)木块在水平地面上运动时所受摩擦力f的大小为15N。
【分析】(1)由速度公式算出木块移动的速度;
(2)根据W=Pt算出在10秒内拉力F所做的功W;
(3)根据W=Fs算出拉力F,物体做匀速直线运动,受的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等。
【解答】解:(1)木块移动的速度为:
v0.2m/s;
(2)在10秒内拉力F所做的功为:
W=Pt=3W×10s=30J;
(3)根据W=Fs得拉力为:
F15N;
因为物体匀速直线运动,所以:
f=F=15N。
答:(1)木块移动的速度v为0.2m/s;
(2)在10秒内拉力F所做的功W为30J;
(3)木块在水平地面上运动时所受摩擦力f的大小为15N。
【点评】本题主要考查了速度公式、二力平衡条件的应用及功的相关计算,是一道基础题。
23.(7分)小明爸爸给自家的小汽车安装了电加热座椅垫,如图甲。小明研究发现该座椅垫有“高温”、“低温”、“关”三个挡位,其电路示意图如图乙,电源电压为12V,R2=8Ω,低温挡工作时的电流为1A。求:
(1)座椅垫处于“高温”时,电路中的电流是多少?
(2)加热片R1的阻值是多少?
(3)座椅垫处于“高温”时,工作30分钟消耗的电能是多少?
【答案】(1)座椅垫处于“高温”时,电路中的电流是1.5A;
(2)加热片R1的阻值是4Ω;
(3)工作30分钟消耗的电能是32400J
【分析】(1)开关打在“高”时,为高温挡,只有R2接入电路中,根据欧姆定律求出电路中的电流;
(2)低温时R1、R2串联,根据R求出串联的总电阻,再根据串联电路电阻的特点可求R1;
(3)根据W=UIt求出消耗的电能。
【解答】解:(1)开关打在“高”时,为高温挡,只有R2接入电路中,电路中的电流:I1.5A;
(2)由图知,低温时R1、R2串联,串联的总电阻:R12Ω;
根据电阻的串联可得,加热片R1的阻值:R1=R﹣R2=12Ω﹣8Ω=4Ω;
(3)座椅垫处于“高温”时,工作30分钟消耗的电能是:
W=UIt=12V×1.5A×30×60s=32400J。
答:(1)座椅垫处于“高温”时,电路中的电流是1.5A;
(2)加热片R1的阻值是4Ω;
(3)工作30分钟消耗的电能是32400J。
【点评】此题考查了欧姆定律的应用、电能的计算,根据电加热座椅垫所处的挡位确定电路的连接方式是解答此题的关键。
24.综合实践活动:自制道闸。
【项目源起】为有效落实校园“人车分离”校安工作,科创社团开展“自制道闸:助力汽车进出管理”的项目研究。当车辆靠近道闸时,道闸打开。
【项目展示】社团小组齐心协力经历了以下两级设计和制作过程。
初级道闸:如图甲,道闸的横杆MON是一个均匀的金属杆,当车牌被识别后,车辆通行。
中级道闸:如图乙,在初级基础上改为电动机来抬杆,当P点在电机带动下绕着O点转动,电动机相应参数如表。
额定电压/V
220
额定功率/W
50
电机转速/(r/min)
300
【项目交流】
(1)结合初级、中级两组的设计,下列说法正确的是 D ;
A.初级道闸中,装置MON相当于一个省力杠杆
B.为更轻松的抬起杆,金属杆应用密度大的材料
C中级道闸中电动机,工作原理是电磁感应现象
D.初级道闸中,始终用竖直向下的拉力F下拉过程中大小保持不变
(2)如图乙车辆通行时电动机正常工作5s能把横杆的重心抬高1.5m,若横杆的质量为12kg,则电机对横杆所做的有用功率为 36 W,工作效率为 72 %;
(3)为了让横杆平稳起落,电动机加装减速器进行减速,减速比是反映减速效能的参数,大小等于输入转速与输出转速之比。电动机通过转轴末端的单头蜗杆A(齿数为1的齿轮)带动齿轮B(B的轴承与乙图中的横杆MON相接),B的齿数为40,齿轮A、B严密咬合,当A转一周即转过1齿时,B也转1齿,B转动40个齿轮才一周,从而达到减速的效果。则该道闸整个系统的减速比是 40:1 ,道闸横杆起杆(从水平位置转动到竖直位置)时间约为 2 s;
【项目展望】为防止大型车辆进入校园,小组设计某压力监测装置简化电路如图丙,R0为20Ω的定值电阻,RF为压敏电阻,其阻值随压力F变化图象如图丁。测压力时,电源电压自动调节,通过RF的电流为某一定值,将电压表表盘刻度改成压力值刻度,就可直接从表上读出压力。
(4)该压力表的压力刻度值 均匀 (选填“均匀”或“不均匀”);
(5)若电源电压在2.5V~4.5V之间调节,通过RF的电流值恒为100mA,则压力表所测压力范围为100N~500N,若要让压力表测量的最小压力值更小一些,则应 减小R0的阻值 。
【答案】(1)D;(2)36;72;(3)40:1;2;(4)均匀;(5)减小R0的阻值。
【分析】(1)①根据图甲分析比较动力臂与阻力臂的大小关系,进而判断杠杆的类型;
②根据杠杆平衡条件和G=mg=ρVg分析金属杆材料的密度大小;
③电动机是根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的;
④根据杠杆平衡条件和相似三角形的知识分析拉力F下拉过程中大小是否变化;
(2)根据G=mg求横杆的重力,根据W有=Gh求有用功,根据P求电机对横杆所做的有用功率;
根据表中数据可知电动机的额定功率,根据W总=Pt求出电动机消耗的电能,根据η100%求出工作效率;
(3)根据当A转一周即转过1齿时,B也转1齿,B转动40个齿轮才一周结合减速比是反应减速效能的参数,大小等于输入转速与输出转速之比求出该道闸整个系统的减速比;
由图乙可知道闸横杆起杆(从水平位置转动到竖直位置)B齿轮转过90°,进而求出此过程中B齿轮转过的齿数,从而求出单头蜗杆A转过的圈数,结合电动机的转速求出此过程所需的时间;
(4)根据图丙,两电阻串联,电压表测RF两端的电压,由图丁可得电阻与压力的函数关系,根据欧姆定律表示出电压表示数,进而判断该压力表的压力刻度值是否均匀;
(5)根据电压和电流不变时,总电阻不变,压力更小时,RF的电阻更大,根据串联电路的电阻特点分析出改进方案。
【解答】解:(1)A.由图甲可知,初级道闸中,横杆的重力G为阻力,动力F的力臂小于阻力G的力臂,即动力臂小于阻力臂,因此装置MON相当于一个费力杠杆,故A错误;
B.为更轻松的抬起杆,由杠杆平衡条件可知,应减小阻力G,金属杆的体积V一定,由G=mg=ρVg可知,金属杆应用密度小的材料,故B错误;
C.电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的,故C错误;
D.动力F的方向和阻力G(金属杆的重力)的方向都始终竖直向下,在转动的过程中,阻力G大小不变,动力臂变小,阻力臂变小,根据相似三角形知识可知,动力臂和阻力臂的比值不变,根据杠杆的平衡条件可知,动力F的大小不变,故D正确。
故选D。
(2)横杆的重力G=mg=12kg×10N/kg=120N
电机对横杆所做的有用功W有=Gh=120N×1.5m=180J
则电机对横杆所做的有用功率
由表中数据可知,电动机的额定功率为50W,电动机正常工作5s消耗的电能W总=P总t=50W×5s=250J
则工作效率
(3)由当A转一周即转过1齿时,B也转1齿,B转动40个齿轮才一周可知,单位时间内输入端A转过40转时输出端B转过1 转,根据减速比大小等于输入转速与输出转速之比可知,该道闸整个系统的减速比是40:1。
由图乙可知道闸横杆起杆(从水平位置转动到竖直位置)B齿轮转过90°,此过程中B齿轮转过的齿数
由当A转一周即转过1齿时,B也转1齿可知,此过程中A需要转过的转数为10r,由表中数据可知,电动机的转速为n=300r/min=5r/s
则此过程所需的时间
(4)由图丁可知,RF的阻值与压力F的函数关系是一次函数,设RF的阻值与压力F的函数关系为RF=kF+b
由图丁可知,当压力F为0时,RF的阻值为30Ω,则30Ω=k×0N+b①
当压力F为300N时,RF的阻值为15Ω,则15Ω=k×300N+b②
①②两式联立可得k=﹣0.05Ω/N,b=30Ω
则RF的阻值与压力F的函数关系为RF=﹣0.05Ω/N×F+30Ω
由题意和图丙可知,两电阻串联,电路中的电流一定,RF两端的电压可表示为UF=IRF=I×(﹣0.05Ω/N×F+30Ω)
则电压表的示数与压力F是一次函数,则该压力表的压力刻度是均匀的。
(5)根据电压和电流不变时,总电阻不变,压力更小时,RF的电阻更大,为了保持总电阻不变,根据串联电路的电阻特点可知,此时可以减小R0的阻值。
故答案为:(1)D;(2)36;72;(3)40:1;2;(4)均匀;(5)减小R0的阻值。
【点评】本题考查杠杆平衡条件、串联电路的特点、功、功率和欧姆定律的应用,关键是根据图像读出相关的信息。
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