物理终极押题猜想(广州专用)2026年中考物理终极冲刺讲练测
2026-05-10
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3份
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340页
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摘要:
**基本信息**
以考情为纲构建18个专项模块,通过“试题前瞻-分析有理-精练通关”三阶训练,系统提炼解题方法与知识逻辑,强化物理观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|估测题|12题|结合生活场景估测物理量,侧重单位感知|从常见量(长度/质量)到复合量(压强/功率)递进|
|声现象|10题|三特性辨析+噪声控制,波形图分析|声音产生-传播-特性-应用逻辑链|
|动态电路|6题|滑片移动/开关通断分析电表示数变化|欧姆定律+串并联电路规律综合应用|
|力学综合|12题|浮力计算+机械效率,受力分析与公式联动|从单一机械到多机械组合,能量转化贯穿|
内容正文:
2026年中考物理终极押题猜想(广州专用)
物理·参考答案
押题猜想一 估测题
试题前瞻·能力先查
1
2
3
C
C
C
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
B
C
D
D
D
A
B
A
B
C
C
C
押题猜想二 声现象及其辨析
试题前瞻·能力先查
1
2
3
A
C
A
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
5
6
7
8
B
D
B
B
B
D
B
C
9.(1)响度 能
(2)①将机械闹钟放入鞋盒内,确保其位置固定;②在鞋盒四周分别塞入甲、乙、丙三组各自的隔音材料,确保材料的厚度和密度相同;③使用噪声监测仪在离鞋盒一定距离外(如1米)测量声音的强度;④记录下每个隔音盒在相同距离下的噪声监测仪读数。
10.(1)348.11 340.00
(2)由表格数据知,温度为30℃时,声音在空气中的传播速度随着湿度的增加而增大
(3)90%
押题猜想三 能源与信息的传递
试题前瞻·能力先查
1
2
D
C
3.(1)不可再生 80 电磁感应
(2)
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
5
6
7
D
C
D
C
D
B
B
8.B不受 静止 109
9.(1)电磁波 5 大于 路程
(2)大
(3)否
(4)240 1.5
10.AB A 20%
押题猜想四 内能与物态变化辨析
试题前瞻·能力先查
1
2
C
B
3.(1)增大
(2)减小
(3)大于 减小
4.(1)凝固
(2)熔化 低
(3)干冰升华
(4)干冰是固态二氧化碳,常温下可直接升华变为气态,升华过程吸热,能使周围温度迅速降低,且干冰升华后变为气体,不会像冰熔化后有残留的水,也不会像液氮使用过程中需要特殊的喷入设备等,操作相对简单,能使酸奶快速均匀地变成冰淇淋 。
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
5
6
B
A
C
B
C
B
7.(1)①
(2)否 沸腾是发生在液体表面和内部剧烈的汽化现象,此过程中液态的水会变为水蒸气,同时会产生气泡,在5-9min观察到烧杯内的水一直都没有出现气泡,说明烧杯内的水没有沸腾。此种情况可能是由于水吸收的热量等于水散出的热量造成的 8
(3)
8.(1)注水 不变
(2)变小 变小 分子在不停地做无规则运动
(3)变大 压缩 物体间力的作用是相互的
9.(1)增加 升高
(2)0.5 5 10.15 外界大气压力
10.(1)顺时针
(2)
(3) 60
押题猜想五 运动和力
试题前瞻·能力先查
1.D。
2.(1)<
(2)<
(3)< 物体沿水平地面做直线运动,处于平衡状态,故受力平衡,,由于,故
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
5
C
B
B
A
C
6.无关 探究金属球下落时间t与金属球的质量m的关系,可以用秒表分别测出大小相同、质量不同的小球从相同的高度自由下落到达地面的时间,若时间相同,说明金属球下落时间t与金属球的质量m无关,反之有关。
7.(1)匀速直线
(2)压力大小
(3)压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
(4)不科学 没有控制接触面的粗糙程度相同
8.(1)否
(2)向右运动
(3)
(4)0
(5)不变
9.(1)1.50 1.5
(2)150 50 50 7 减小桶的质量
10.(1)0.2kg
(2)等于
(3)受到摩擦力,力改变了物体的运动状态
(4) 10
押题猜想六 压强及应用
试题前瞻·能力先查
1
2
B
A
3.(1)2000 大于
(2)= >
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
D
A
D
B
5.(1)
(2)24
(3)
(4)3
6.(1)0.75
(2)等于
(3)把长方体正放在水平雪地上与把正放在水平地面上相比,长方体它对雪地的压力仍等于其重力,即压力不变,受力面积为长方体与雪地的接触面积,即为长方体正放时的底面积,所以受力面积不变,根据可知,把长方体正放在水平雪地上对雪地的压强等于它正放在水平地面时对地面的压强。
7.ρgh1 < A点的流速比B点的流速快
8.(1)等于 B
(2)不变 在标准大气压下体积随温度变化而变化,但其质量不变,重力不变,对容器底部的压力不变,容器的底面积不变,根据可知,液体丙对圆柱形容器底部的压强不变。
9.(1)<
(2)p0bc 水平向右
(3)>
10.(1)800
(2)=
(3)
11.(1)2kg
(2)等于
(3)受到摩擦力的作用
(4) 10
押题猜想七 电学基础知识
试题前瞻·能力先查
1
2
B
D
3.(1)0.6 化学
(2)串
(3)运动 正
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
5
6
C
D
C
B
D
D
7.(1)绝缘体
(2)大 上浮
8.凝华 放热 半导体 B
9.(1)
(2)BD
10.(1)电流表示数
(2)①将电路中的a、b两金属片分别竖直插入溶液中某深度处,闭合开关,记录电流表的示数I1;
②断开开关,保持a、b两金属片插入溶液中的深度不变, 改变a、b两金属片之间的距离,再闭合开关,记录电流表的示数I2;
③比较I1和I2:若I1=I2,说明食盐水溶液的电阻大小与溶液中两点间的距离无关;若I1≠I2,说明食盐水溶液的电阻大小与溶液中两点间的距离有关。
押题猜想八 电路故障与电路设计分析
试题前瞻·能力先查
1
2
B
B
3.(1)负
(2)
(3)L1断路 S1断路 将L1、L2互换位置
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
5
A
B
C
B
B
6.(1)b
(2)断开开关,将电压表并联在开关两端,若电压表的示数等于电源电压,则定值电阻R1短路,若电压表无示数,则滑动变阻器R2断路。
7.(1)
(2)
8.(1)串 L2
(2)不正确 闭合开关,L1、L2都不亮,且电压表、电流表均无示数,说明电路中存在断路;如果只是L2短路,电路中有电流通过,不影响L1和电流表工作,所以小红的判断是不正确的
(3)①
9.电源 不能 与灯座接触不良 断开 保护电路 短路 c
押题猜想九 机械能及其转化
1
2
C
D
3.不平衡 物体在AB段运动时动能增大,说明物体在做加速运动 2.6 不等于 小于 小于
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
5
6
D
D
B
C
A
B
7.(1)水平匀速直线运动
(2)E1>E2
(3)Ek3>Ek4
8.(1)变大
(2)=
9.(1)
(2)变大 不变
(3)[1]实验步骤:
①选取3条相同材质、相同长度粗细不同的橡皮筋;
②将较细的橡皮筋其安装在弹弓上,将弹弓拉到一定长度后将弹珠沿水平方向弹出,用刻度尺测量弹珠弹射的水平距离并记录;
③换一条较粗的橡皮筋,将弹弓拉到相同长度后将弹珠沿水平方向弹出,测量并记录弹珠弹射的水平距离;
④换一条最粗的橡皮筋,将弹弓拉到相同长度后将弹珠沿水平方向弹出,测量并记录弹珠弹射的水平距离。
[2]如表所示:
实验序号
橡皮筋的粗细程度
弹射水平距离/m
1
细
2
较粗
3
最粗
10.(1)大于 等于 7
(2)45 0 45
实验次数
抛射角(度)
抛出速度 (m/s)
抛出速度平方(m²/s²)
射程x(m)
1
45
5
25
2
45
10
100
3
45
15
225
4
45
20
400
5
45
25
625
6
45
30
900
11.(1)重力势能 动能
(2)减小 减小 减小 增大
(3)
12.(1)500N 等于
(2)B
(3)不能
(4)不相等
押题猜想十 动态电路分析
试题前瞻·能力先查
1
C
2.(1)小
(2)
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
A
D
C
C
5.(1)0.1A (2)30Ω (3)不变
(4)进行测试时电压表示数为2V,此时电压表所并联的电阻丝的电阻
已知推挡板P在B端时,坐位体前屈成绩为0,推挡板P在A端时,坐位体前屈成绩为30cm,故该成绩为20cm大于14.8cm,故成绩达到优秀。
6.(1)乙
(2)500 1 0.002A 0.004W 4J
押题猜想十一 家庭电路及作图
试题前瞻·能力先查
1
2
B
C
3.(1)①
(2)
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
5
D
C
C
A
D
6.(1)零 D 并
(2)高温挡 1.2×105 1.68×106 70%
7.②3×105J 2.5J C
8.(1) 不赞同 灯泡不亮,电流表没有示数,可能是灯泡没有拧紧,与灯座的接触不良造成的,也可能是灯泡的灯丝断了 灯L的实际功率太小
(2) 发光 AB S2
9.(1)5A,
(2)
押题猜想十二 光现象与透镜综合及作图
试题前瞻·能力先查
1
D
2.(1)
(2) 正立放大
3.(1)
(2)=
(3)能 凸透镜的焦距是10.0cm,而物距是24.0cm,满足u>2f,符合照相机成像原理,所以成倒立、缩小的实像
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
B
B
A
D
5. ④
6.(1)红光
(2)B
7.(1) 上移
(2) 放大 倒立
8.(1)不变 直接观察光屏 虚
(2)左 照相机
9.(1)
(2) 倒立 放大 实
10.(1)
(2) 倒立 放大
11.(1) 4 不变
(2)
押题猜想十三 杠杆和滑轮的应用
试题前瞻·能力先查
1
2
D
C
3.(1)25
(2)
终极猜想·精练通关
1
2
C
D
3.(1)1
(2)费力 拉力F为9N作为动力,物体M重3N对杠杆的力作为阻力,动力大于阻力,所以是费力杠杆
4.费力 60
5.3000 20 40
6.(1)定滑轮 改变力的方向
(2) 省力
7.(1)10.0
(2) 0.5
(3)换用质量更大的秤砣(增大)
8.(1)
(2) 等臂
9.(1)
(2)①
②
(3) B C 蜡烛向靠近凸透镜的方向移动适当距离
10.(1)是 此时长硬棒处于静止状态
(2)
(3)30000
(4)变大 根据杠杆平衡条件:F1L1=F2L2, 当长硬棒由图示位置移到水平位置时,L1和F2保持不变,L2变大,所有F1变大
押题猜想十四 浮力与机械效率综合
试题前瞻·能力先查
1
2
D
C
3.(1)由于物体从M到N的过程中完全浸没在水中,所以排开水的体积等于物体的体积,即
物体所受的浮力为
(2)物体在水中匀速上升,处于平衡状态。物体受到竖直向下的重力,以及竖直向上的浮力和绳子a的拉力。
根据力的平衡条件有
的大小
(3)在此过程中,滑轮组做的有用功为提升物体所做的功,即克服物体的视重(重力与浮力的差值)做的功
由图可知,承担动滑轮的绳子段数,绳子b端移动的距离为
拉力F2做的总功为
滑轮组的机械效率为
终极猜想·精练通关
1
2
3
4
5
B
D
A
D
D
6.(1)9.992
(2)漂浮
7.(1)120
(2)6
8.(1) 4
(2) 上浮
(3)变小
9.(1)A
(2)
(3)200N
(4)80%
(5)小杜正确;小彬的算法是在忽略绳重及摩擦等情况下才适用,题目中并没有说忽略这些因素
10.(1)在水平路面行驶时,卡车对路面的压力大小等于卡车的重力,卡车对水平路面的压强
(2)斜坡和水平面构成直角三角形,则
爬坡时的机械效率
解得,爬坡时的牵引力
(3)爬坡时的功率
爬坡时的速度
11.(1)小于 乙 两个容器内分别装入质量相等的甲、乙两种液体,甲液体的体积比乙液体大,根据密度公式可以得出甲液体的密度小于乙液体的密度
(2)相平 连通器
(3)3 物块b 0.75
12.(1)小球完全浸没在水中时受到水的浮力为
(2)图甲中小球处于平衡状态,此时小球受到了重力、水的浮力以及细线的拉力,且向上的浮力和拉力与向下的重力构成平衡力,如下图所示:
(3)由题意可知小球的重力为
则小球的质量为
小球的密度为
(4)小球放入水中后液面上升的高度为
则小球静止在水中时容器底部受到水的压强为
押题猜想十五 功和功率的计算
试题前瞻·能力先查
1
D
2.(1)福建舰航行时,处于漂浮状态,所受浮力等于总重力,若干架舰载机起飞后,总重力变小,故福建舰所受的浮力变小,根据可知福建舰排开海水的体积变小,则福建舰将上浮一些,即福建舰的吃水深度变浅。
(2)福建舰满载时的排水量为
故福建舰满载漂浮时,其受到的浮力
舰底所受到海水的压强
(3)福建舰沿水平方向匀速直线巡航时,所受推力与阻力平衡,大小相等,即
故福建舰推力做功的功率
(4)歼-15舰载机在万米高空水平匀速飞行时,由图3可知,它所受到的零升阻力与速度的平方成正比,
故速度为200m/s时,它所受到的零升阻力
终极猜想·精练通关
1
2
3
C
A
D
4.(1)
(2)
(3) 不变 不变 变小
5.A 1.5 18 ≠ =
6.100 改变 200 400
7.(1)由图甲可知,滑动为定滑轮,只改变力的方向。由图乙可知,物件完全离开水面后,汽车对绳子的拉力F=3000N,则汽车对绳子的拉力做的功W=Fs=3000N×1m=3000J
(2)由图乙可知,物件完全离开水面后匀速上升,处于平衡状态,则物件的重力G=F=3000N
物件浸没在水中时,绳子对物件的拉力F1=1750N,根据称重法可知,物件浸没时受到的浮力F浮=G-F1=3000N-1750N=1250N
(3)物件完全浸没在水中时,排开水的体积等于物件的体积,根据阿基米德原理可知,物件的体积
8.(1)货物从a点到b点作匀速运动,受到的推力800N,货物移动的距离为s= 1.5m,速度为
推力做功的功率大小
(2)货物从静止在d点时,对货车的压力跟货物的重力大小相等,得
因为是变长1m的正方体,受力面积为
货物静止在d点时,对货车的压强大小
9.解:(1)静止时轿车对水平地面的压力为
F=G=mg=1.0×103kg×10N/kg=1.0×104N
轿车对水平地面的压强为
(2)由图可知,轿车在20~40s时间内牵引力F保持不变,为F=2×103N,根据可得,在20~40s时间内通过的路程
s=vt=30m/s×(40s﹣20s)=600m
在20~40s内牵引力做的功为
W=Fs=2×103N×600m=1.2×106J
轿车发动机的功率为
答:(1)它空载静止时,对水平地面的压强为1.0×105Pa;
(2)轿车在20~40s时间内牵引力做的功1.2×106J;轿车发动机的功率为6×104W。
10.(1)影响滑动摩擦力的因素由接触面粗糙程度和压力大小,压力越大,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。由题意可知,斜面和水平面粗糙程度相同,木块对斜面的压力小于对水平面的压力,因此在斜面上运动时所受的摩擦力小于在水平面上运动时所受的摩擦力,即二者大小不等,即。
(2)由图甲得,木块从A点到B点的路程
已知拉力,则拉力F1所做功为
由图乙可知,木块在斜面上做匀速直线运动,运动所用的时间为3s,速度为
拉力的功率
(3)由图丙可知,木块在水平面上做匀速直线运动,速度,已知的功率,拉力
押题猜想十六 电功率综合应用
试题前瞻·能力先查
1
2
B
C
3.(1)
(2)灯泡断路
(3)0.75 25
(4)5 灯泡电阻受温度的影响会发生改变
4.(1)由电路图可知,加热电阻R与电风扇并联,电源电压,由图像可知,加热电阻R工作时的功率为1100W,根据电功率公式可得,加热电阻R的阻值
(2)空气炸锅处于“炸烤状态”时,电风扇与加热电阻R并联工作,由可得通过电风扇的电流
通过加热电阻R的电流
根据并联电路的电流特点,干路总电流
(3)由图像可知,在前4min内,加热电阻R的工作时间为4min,加热电阻R产生的热量
(4)在14min的焙烤过程中,电风扇一直工作,消耗的电能
由图像可知,在14min内,加热电阻R的总工作时间为
加热电阻R消耗的电能
该空气炸锅共消耗的电能
终极猜想·精练通关
1.(1)3600
(2)46.8
(3)6~100Ω
(4)60Ω或20Ω
2.(1)汽化
(2)不能
3.(1)0.08
(2)0.54W 5.4J
(3)> 电压一定,在90~100s阶段的电流小于30~40s的电流
4.(1)
(2)温度计
(3)多
(4)等于 2.5 增大 26
5.(1)方案二
(2)8Ω 990J 495
6.(1)
(2)B
(3)2.4 0.72
(4)I1 不动 I12R0
7.(1)电动机两端的实际电压为
(2)控制电路中R1与R串联,刚好触发电动机工作时,电路总电阻为
当时,由图丙可知,红外传感器的阻值为130Ω,根据串联电路电阻规律,可得R1的阻值为
(3)人离大门越远,人体红外传感器的阻值R越大;触发电动机工作需要电磁铁线圈电流达到120mA不变,若保持控制电路电源电压不变,电路中的总电阻不变,R增大后,需要减小R1的阻值才能让电流达到触发值,因此可减小定值电阻R1的阻值;若保持R1不变,增大控制电路的电源电压,也可以让电流达到触发值。
8.(1)
(2)de 旋转开关转至de时,电阻R2与R3并联,电路中的总电阻最小,电源电压恒定,由P=可知,电路中的总功率最大,电热敷腰带处于高温挡
(3)电热敷腰带在高温挡工作时间
消耗的电能
(4)当开关转至bc时,电路中的总电流
(5)当开关转至cd时,R1被短路,只有R2接入,电路中的总电阻
电热敷腰带的功率
押题猜想十七 电学综合类探究
试题前瞻·能力先查
1.(1)化学
(2)绿
(3)
(4)
2.(1)如图甲,当双触点开关S接触2和3时,、串联,当双触点开关S接触3和4时,被短路,电路为的简单电路,电路电阻较小,由可知,电路功率较大,故双触点开关S接触3和4时,为高温挡,等效电路如图
(2)[1][2]电热丝产生的热量被水吸收,将电能转换成内能,水的内能增加,温度升高,水变成水蒸气,因此图中能量A是内能,物质A是水,是液态。
(3)挂烫机在高温挡工作时,通电1.5min消耗的电能
(4)开关S接触2和3时,、串联,挂烫机工作的电功率为440W,电路的总电流
终极猜想·精练通关
1.(1)高温挡时电饭锅正常工作时电路中的总电流
处于高温挡时,电饭锅经过产生的热量
(2)由电路图知,当闭合,连接触点A时,处于高温挡,此时电阻R1和R2并联,通过R1的电流
并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以通过R2的电流
R2的阻值
(3)由电路图知道,当断开,连接触点B时,处于低温挡,电阻串联,串联电路总电阻等于各分电阻之和,所以电路的总电阻
此时电路的总功率
(4)开关S1闭合、S2连接触点B
2.(1)不符合
(2)化学能 不能
(3)25%
(4)22.5°
3.(1)电磁波 5 大于 路程
(2)大
(3)否
(4)240 1.5
4.(1)当C与A接触时,工作电路中只有R1接入电路,其中工作电路电源电压,,根据功率公式可得,工作电路的功率
(2)当C与B接触时,工作电路功率,通电时间,则工作电路产生的热量
(3)V/℃ 5×10-5V/℃ A 820
5.(1)电 内
(2)闭合 当开关S闭合时,只有R1工作,电路的总电阻最小,由可知,总功率最大,电热水壶处于高温挡
(3)水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
(4)电热水壶消耗的电能W=Pt=2000W×7×60s=8.4×105J
电热水壶的加热效率
6.(1)1.1A
(2),
(3)停止加热
(4)大
7.(1)C
(2)增大 汽化
(3)6.192×108 132kg
8.(1)熔化 凝固 内能
(2)
(3) 4.5 能 机器正常工作时总电流4.5A,小于保险丝的额定电流5A,所以这台机器能安全使用
(4)
押题猜想十八 力学综合类探究
试题前瞻·能力先查
1.(1)
(2)
(3)为了提高防洪安全性,使警戒水位比原设计低,在B的底面积不变、压力传感器位置不变的前提下,可以选用触发压力值更小的压力传感器,另外可以减小圆柱体对传感器的压力,而圆柱体对传感器的压力等于传感器等于圆柱体的压力,由可知,在圆柱体重力不变的情况下,可以通过适当减小B的密度、或适当增大B的高度而增大受到的浮力。
2.(1)0.87 =
(2)BE 下方 同一个密度计,无论是在第一种酒精中漂浮,还是在第二种酒精中漂浮,浮力都等于重力,两次浮力相等,第二种酒精密度大,由阿基米德原理可知密度计在第二种酒精中排开的酒精的体积小,所以B位置在A位置下方 小
终极猜想·精练通关
1.(1)漂浮
(2)0.24
(3)不变 下方
(4)750
(5)②
2.(1)匀速直线运动 2.5
(2)
3.(1)
(2) > 作出阻力F2的力臂l2,如下图所示,由图可知,l1<l2,由杠杆平衡条件可得,F1>F2。
(3)改变力的方向 1.8×106J 75%
4.(1)连通器 运动
(2)水底处受到水的压强p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×150m=1.5×106Pa
水底处0.2m2地面上受到水的压力F=pS=1.5×106Pa×0.2m2=3×105N
(3)承船厢载着水和游轮垂直匀速提升,6分钟提升108m后与上游江面齐平,承船厢内船与江水总质量为2×104吨,则电梯做的功W=Gh=mgh=2×104×1000kg×10N/kg×108m=2.16×1010J
电梯的功率为
5.(1)C
(2)
(3)> >
6.(1)地面受到物体的压力为,受力面积为2m2,它对地面压强为
(2)电动机钢索的拉力以恒定功率30kW将物体从静止开始竖直向上提升持续的时间为60s,在这60s的时间内拉力对物体做的功W=Pt=30×103W×60s=1.8×106J
(3)< 拉力对物体做功的过程中,电能转化为物体的机械能
(4)变小 根据,0~10s内P不变,v增大,所以F变小
7.(1)
(2)相同
(3)①
8.(1)0.72J (2)0.8N (3)> (4)无法判断 不变 M在水平面上做匀速直线运动,动能不变,重力势能不变,所以M的机械能不变。
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2026年中考物理终极押题猜想(广州专用)
考情为骨 密押为翼
押题猜想一 估测题 1
押题猜想二 声现象及其辨析 4
押题猜想三 能源与信息的传递 8
押题猜想四 内能与物态变化辨析 13
押题猜想五 运动和力 20
押题猜想六 压强及应用 25
押题猜想七 电学基础知识 31
押题猜想八 电路故障与电路设计分析 35
押题猜想九 机械能及其转化 41
押题猜想十 动态电路分析 47
押题猜想十一 家庭电路及作图 51
押题猜想十二 光现象与透镜综合及作图 57
押题猜想十三 杠杆和滑轮的应用 63
押题猜想十四 浮力与机械效率综合 69
押题猜想十五 功和功率的计算 76
押题猜想十六 电功率综合应用 82
押题猜想十七 电学综合类探究 90
押题猜想十八 力学综合类探究 97
押题猜想一 估测题
试题前瞻·能力先查
1.《孔子家语》中记载:“布指知寸,布手知尺……”其中“布手知尺”是指手掌张开,大拇指和食指的指尖距离,作为一尺的标准,这里的“一尺”折合成现代的长度约为( )
A.16nm B.16mm C.16cm D.16dm
2.下列数据符合生活实际的是( )
A.冰箱冷冻室的温度约为 B.教室门高约1.2m
C.中学生的质量约为50kg D.中学生步行的速度约为5m/s
3.根据你的生活经验,下列数值中最接近实际情况的是( )
A.中学生正常步行的速度约 B.人体感觉最舒适的温度约为
C.一枚一元硬币的质量大约是6g D.声音在空气中的传播速度是
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,与生活联系紧密。
主要考查生活中常见物理量的估测,如长度、质量、温度、时间、速度、电功率、电压等。命题多结合广州本地生活场景,例如课桌高度、学生质量、气温、家用电器功率等,侧重生活常识与物理单位感知,题型稳定、难度偏低。
终极猜想·精练通关
1.如图是我国自主研制的超微单兵无人侦察机“蜂鸟”,其超轻小的结构设计彰显了我国在无人机技术领域的卓越实力。下列对“蜂鸟”长度的估测,最接近实际的是( )
A.17mm B.17cm C.17dm D.17m
2.如图所示,2025年高考结束后,广西桂林考生刘燕用一根扁担挑着行李回家的视频被路人拍下后突然火遍全网,不少网民为她点赞,并亲切称她为“扁担女孩”。请你根据图片信息估测扁担的长度为( )
A.12m B.12cm C.1.2m D.1.2cm
3.在日常生活中,下列估测最符合实际的是
A.人正常眨眼一次的时间约为3s
B.一个中学生站在地上对地面的压强约为103Pa
C.小明骑自行车上学的速度约为1m/s
D.普通书桌高度约为80cm
4.下列估测值中,最接近实际的是( )
A.正常人脉搏跳动的频率为70次/秒 B.适合人们洗澡的热水温度约为70℃
C.一元硬币的面积约为4.5mm2 D.教室门的高度约为2m
5.下列物理量的估测值与实际情况相符的是( )
A.教室中一支粉笔的质量约为
B.一名普通中学生行走时的速度约为
C.正常人眼的明视距离大约是
D.某中学生的正常体温约为
6.下列估测的数据中最接近实际的是( )
A.托起两枚鸡蛋的力约为1N B.中学生立定跳远的成绩约为5m
C.中学生课间休息时间约为15s D.人体感觉舒适的空气温度约为37℃
7.在初中学业水平考试体育测试过程中,小明对相关物理量进行了估测,其中最合理的是( )
A.初中生跑50m的速度约为10m/s
B.篮球的直径大约为25cm
C.完成一次引体向上大约克服重力做功2500J
D.考试用跳绳的质量约为3kg
8.下列选项最符合实际的是( )
A.中学生双脚站立时对地面的压强大约为12000Pa
B.中学生在空气中受到的浮力大约为6N(空气密度约1.3kg/m)
C.中学生正常步行的速度大约为5m/s
D.将物理课本从地上捡起来放到课桌上对书做的功约10J
9.下面为小明对自身情况的一些估测,其中正确的是( )
A.身高160mm B.总体积约50dm3
C.奔跑速度可达15m/s D.爬楼梯时克服自身重力做功功率可达1kW
10.对于正处于生长发育期的同学们来说,只有健康为本,方可成长无忧,远离学业疲劳,提高学习效率,体育锻炼是一条简单有效的途径,下面是小明同学健康锻炼的一些数据,其中估测合理的是( )
A.完成一次引体向上时做功的功率约为1000W
B.进行体育锻炼后脉搏每秒钟跳动10次
C.双脚站立时对地面的压强约为1.5×104Pa
D.中学生1000m跑的平均速度约为1m/s
11.以下物理量的估测,最接近实际的是( )
A.橡皮擦从课桌掉落到地面所用时间为1min B.1元硬币的厚度约为0.1dm
C.托起两枚鸡蛋所用的力大约为1N D.家用电冰箱功率约为100kW
12.对生活中有关物理量的估测,符合实际的是( )
A.洗热水澡时的水温约为80℃
B.老师讲课的声音小于20dB
C.教室内空调的功率约为2000W
D.初中生从一楼走到五楼的时间约为3s
押题猜想二 声现象及其辨析
试题前瞻·能力先查
1.如图是歌曲《如愿》中的一段歌词与乐谱。小张同学正确演唱“遥遥的路”四个字时,这个旋律片段的音符及其频率如下表所示。下列说法正确的是( )
音符
1
2
3
4
音名
频率/
261
293
329
349
A.演唱音符4时的音调最高
B.音符2的频率293Hz表示声带每分钟振动293次
C.演唱音符1时的响度最小
D.演唱音符1到4时,声音在空气中的传播速度变大
2.儋州调声是海南省儋州市的传统音乐,节奏明快,旋律优美,是国家级非物质文化遗产之一。下列关于儋州调声演出发出的声音的说法,正确的是( )
A.演唱声是由演员舌头振动产生的
B.演唱声特别美妙,所以它一定不会成为噪声
C.演唱声是通过空气传到观众耳朵的
D.女声的音调高是由于振幅大
3.如图所示,是人和蝙蝠的听觉频率范围,下列说法正确的是( )
A.人有可能听到频率为10kHz的声波
B.人不可能听得到乙图的声波
C.200Hz的声波只要振幅足够大,蝙蝠有可能听得见
D.地震、海啸的预警中利用了频率高于20000Hz的超声波来传递信息
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,与生活联系紧密。
声现象核心内容包括声音的产生与传播、三特性(音调、响度、音色)区分、噪声控制途径、声的信息与能量利用。常结合乐器、生活降噪、日常听音场景出题,重在概念区分,不涉及复杂推导,是广州中考基础送分题型。
终极猜想·精练通关
1.钢琴调音器能监测琴声的频率。调音师参考该数值可校准琴声的( )
A.音色 B.音调 C.响度 D.音长
2.敲击甲、乙、丙三个音叉,将发出的声音输入到已经调试好的同一示波器上,甲、乙、丙三个声音的波形如图所示,若甲声波的响度为80dB,频率为400Hz,下列说法正确的是( )
A.乙声波的频率是800Hz B.丙声波的响度为160dB
C.敲击乙音叉的力度比甲大,乙的音调比甲高 D.丙音叉每分钟振动次数比甲多
3.监测器与发声体距离保持不变,测得发声体发出声音的数据如图,0至t1过程中,发声体( )
A.振动幅度变大 B.每秒振动次数不变
C.发出声音的音调变低 D.发出声音的响度不变
4.如图是某声音测试仪在同一位置测得同一声源发出的甲、乙声音强弱等级的示数,则下列选项正确的是( )
A.该仪器测出了声音在空气中传播的速度 B.声源发出甲声音时响度较大
C.甲声音的音色与乙声音的音色一定不同 D.声源发出甲声音时振动比较快
5.如图所示是河南舞阳出土的8000多年前的贾湖骨笛,比古埃及出现的笛子要早2000年,下列关于骨笛的说法正确的是( )
A.吹奏的笛声主要是由笛子振动发出的
B.按住不同的笛孔发出声音的音调会不同
C.笛声在空气中传播得越远速度越慢
D.为了不影响邻居,吹奏骨笛时将房间的窗户关闭,这是在人耳处减弱噪声
6.依据《噪声污染防治法》等法规,实时监测工地、交通等噪声源,及时对噪声超标的行为进行干预。下列措施中,与噪声监测仪作用属于同一物理目的的是( )
A.高速公路旁安装隔音板 B.工厂里的工人佩戴耳罩
C.在路口安装“禁止鸣笛”标志 D.使用分贝计检测公园的噪声等级
7.抖空竹是中国民间艺术的瑰宝。如图,空竹圆轮以竹木制成,其外侧开有若干矩形哨口,哨口内有大小不同的气腔,因其转动时会发出嗡嗡声,又名“空钟”。下列说法正确的是( )
A.空竹发出的声音是通过固体传入人耳的 B.空竹发出的声音是由气腔内空气振动产生的
C.空竹转速越快,声音的传播速度越快 D.发声体振幅越大,发出声音的音调越高
8.为全面贯彻落实新时代双减政策,我区各校都加强了艺术教育。如图所示是学生正在兴趣课堂上用古筝弹奏乐曲。下列说法中正确的是( )
A.听到的乐曲声是由学生的手指振动产生的
B.乐曲声在空气中的传播速度为3×108 m/s
C.用不同大小的力拨动弦,发出声音的响度不同
D.乐曲声悦耳动听,一定是乐音
9.物理课上老师让同学们分组制作隔音盒子,把正在响铃的闹钟放入封闭盒子中,看谁做的隔音盒子能让闹钟传出的声音最小,具有最好的隔音效果。其中甲乙丙三组分别用不同材料制作的隔音盒子如图1所示。
(1)将测量仪器M的接收器对着声源,仪器能够通过数字显示所在位置接收到声音的大小,分别用M测得丙组的隔音盒子与空盒子的数据如图2所示,M测可测声音的___________(选填“音调”“响度”“音色”),填充海绵能否让闹钟传出的声音变小?___________
(2)请利用M进行测量,来比较甲乙丙三组所制作的隔音盒子哪个的隔音效果最好,设计实验方案写出实验步骤(可以用画图或文字表述)。
10.下表记录了空气中不同温度和湿度下的声速数据。根据表格完成:
(1)当空气湿度为30%、温度为时,声速___________m/s。当空气湿度为70%、温度为时,声速可能为___________m/s;
(2)归纳“温度为时,空气中的声速与湿度的关系”:___________;
温度()
声速(m/s)
湿度
-10
10
30
50
10%
325.05
337.26
347.64
356.81
30%
325.09
337.39
348.11
358.19
50%
325.11
337.52
348.57
359.57
70%
325.14
337.63
349.03
360.94
90%
325.17
337.78
349.49
362.31
(3)图表示了温度均为,湿度在70%和90%时,声音在空气中的图像。其中:甲图线表示所在环境的湿度为___________。
押题猜想三 能源与信息的传递
试题前瞻·能力先查
1.“中国天眼”是当前最大单口径射电望远镜,可监测至频段的电磁波。结合图中信息判断,该频段电磁波( )
A.是X射线 B.波长比可见光短
C.可以被人眼看见 D.在真空中的传播速度约为
2.关于能源、信息、材料,下列说法正确的是( )
A.光纤利用电流传递信息 B.煤、石油、天然气属于二次能源
C.太阳能是可再生能源,核能是不可再生能源 D.目前核电站发电是利用可控的核聚变
3.(1)作为燃油汽车燃料的汽油是_________能源(选填“可再生”“不可再生”)。为了减少燃油汽车对环境的污染,我国大力发展新能源汽车,某型号的国产电动汽车的电池容量为,额定电压为,充满电后,它储存了_________的能量。很多新能源汽车都设计有能量回收制动功能,当汽车刹车时停止动力供电,内部线圈随轮转动,切割磁感线产生感应电流,其工作原理是__________________现象。
(2)新能源汽车中电动机的转速由电流大小控制,其工作原理如图所示,图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。当驾驶员踩下“油门”时,旋钮滑片逆时针转动,电流变大,加快电动机的转速,用笔画线代表导线完成电路连接。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,侧重现代科技应用。
能源部分考查可再生能源与不可再生能源的区分、核能的两种利用方式(裂变与聚变)、新能源开发;信息传递部分考查电磁波的应用(如广播、电视、移动通信)、光纤通信原理。命题常结合广州本地科技热点,以概念辨析为主,难度较低。
终极猜想·精练通关
1.如图所示是电磁波家族,已知射线在真空中的传播速度约为,则蓝光在真空中的传播速度约为( )
A. B.
C. D.
2.2025年4月,华为发布了Mate70系列手机,如图所示。该系列手机支持5G网络和北斗卫星消息功能,以下说法正确的是( )
A.Mate70系列手机靠超声波来传输声音信息
B.Mate70系列手机传输信息速度约为
C.Mate70系列手机的5G网络信号依靠电磁波传递信息
D.Mate70系列手机的北斗卫星消息功能是通过光导纤维来传输信息的
3.2025年4月24日,神舟二十号载人飞船发射取得圆满成功,中国航天事业一步一个脚印,一次次刷新“中国高度”,下列有关说法正确的是( )
A.“天问一号”减速着陆火星的过程,着陆器的机械能不变
B.火箭升空时,燃料在燃烧过程中热值不断增大
C.“天宫课堂”向地面授课时,太空站里的物体轻飘飘的,处于平衡状态
D.“天宫课堂”是利用电磁波向地面授课的
4.地球上几乎没有纯净的氢气大量天然存在。太阳能制氢是一种极具潜力的清洁能源技术,它利用光催化剂吸收太阳光,直接将水分解为氢气和氧气,氢气可以作为高效的能源载体,用于发电、交通、工业等领域,能实现零排放污染。下列有关说法正确的是( )
A.氢气作为能源可以实现零排放,所以能量利用效率可以达到100%
B.若氢气的热值比天然气高,完全燃烧氢气放出的热量一定比天然气多
C.氢能是二次能源
D.太阳能来源于太阳内部氢核的裂变
5.下列说法正确的是( )
A.用两颗地球同步卫星就可以实现全球通信
B.煤、石油、天然气称为化石能源,属于二次能源
C.核电站是利用核聚变释放的能量来发电的,核能是不可再生能源
D.若将超导材料应用于电能输送,就可以大大降低由导线电阻引起的电能损耗
6.中国“人造太阳”——磁约束核聚变实验装置“东方超环”(EAST)取得重大突破,实现403s稳态长脉冲高约束模式等离子体运行,创造了托卡马克装置高约束模式运行新的世器纪录。下列说法正确的是( )
A.核能属于二次能源 B.核能属于不可再生能源
C.太阳能属于不可再生能源 D.“人造太阳”获取核能的方式如图乙所示
7.2024年10月30日,神舟十九号载人飞船点火升空,并与空间站组合体成功对接,“太空之吻”再现苍穹。对此过程中,下列说法正确的是( )
A.对接后,以空间站为参照物,神舟十九号飞船是运动的
B.火箭表面的特殊涂层,高温下会升华,吸收大量的热
C.空间站利用太阳能提供能量,太阳能是不可再生能源
D.地面控制中心是通过超声波与空间站内的航天员相互交流信息的
8.“海洋石油122”(如图甲)是由我国自主设计建造的亚洲首艘圆筒型“海上油气加工厂”。“海洋石油122”总重约3.7 万吨,设计最大排水量达10万吨。
(1)海上石油资源一般蕴藏在海底岩石内,关于石油下列说法正确的是___________;
A.石油属于二次能源
B.石油是化石能源,是不可再生能源
C.蕴藏在岩石内的石油受到水的浮力作用
D.石油燃烧得越充分,其热值越大
(2)某次“海洋石油122”在向北匀速航行的过程中,站在水平甲板上的人_____(选填“受”或“不受”)摩擦力作用;以甲板为参照物,人是______的;
(3)“海洋石油122”漂浮在水面上达到最大排水量时,受到的浮力为_______N(g取10N/kg);
(4)图乙中(a)(b)分别为“海洋石油122”漂浮在某区域内装载石油前后的示意图,装载石油前后船身的吃水深度分别为、,此过程总共装载石油的体积为V。已知“海洋石油122”底面积为S,则石油密度为_______。(用已知符号表示,已知海水的密度为ρ)
9.无人机航拍影像具有高清晰、高实用性的优点。下表是某小型无人机的部分参数:
参数名称
最大飞行半径m
最大巡航速度km/h
电池电压V
电池容量mAh
电动机额定功率W
拍摄速度帧/秒
数据
50
24
2500
20
11000
(电池容量=放电电流×放电时间,例如,1mAh是指以1mA的电流能连续工作1h,帧/秒是指每秒拍摄的画面数)。
(1)人们是利用遥控器通过______(选填“声波”或“电磁波”)传输信息操控无人机的,其有效操控距离最大为______km;如图乙是无人机竖直向上运动的图象,由图象可知,在0~5s内,无人机受到的升力______(选填“大于”“等于”或“小于”)重力,其中阴影部分面积所表示的物理量为______。
(2)摄像机拍照镜头可看作凸透镜,当摄像机向被拍摄的物体靠近时,物体所成实像的像距将变______(选填“大”或“小”)。
(3)小轿车在高速公路上限速120km/h。如图甲所示,交警利用无人机进行高速公路通行情况的实时监测,一辆小轿车在通行0.6m的过程中,高速摄像机拍摄的帧数为220帧,据此判断小轿车是否超速?______(选填“是”或“否”)。
(4)电动机是控制无人机飞行状态的关键动力设备,当它正常工作时,12s内消耗的电能是______J。已知电动机消耗的能量是无人机电池储存最大能量的50%,则无人机在空中以额定功率飞行的时间不能超过______h。
10.汽车作为我们生活中不可缺少的交通工具,它的动力机械有些是内燃机,而内燃机分为汽油机和柴油机两大类
(1)汽油和柴油是从石油中提炼出来,石油属于不可再生能源。以下能源也属于不可再生能源的有__________(选填以下对应的字母);
A.煤炭 B.核能 C.水能 D.太阳能
(2)如图是汽油机的能量流向图,以下说法正确的有__________(选填字母);
A.E1=E2+E3
B.E1=E2+E3+E4+E5+E6+E7
(3)一辆小轿车行驶了一段路程,汽油机共消耗汽油5kg,汽油燃烧实际释放的热量是2×108J,汽油机输出的机械能为4.6×107J。此过程中该汽油机的效率是 __________。(汽油的热值q汽油=4.6×107J/kg)
押题猜想四 内能与物态变化辨析
试题前瞻·能力先查
1.如图所示是煮茶时的情景,下列说法中正确的是( )
A.壶中茶水在加热沸腾后继续加热温度和内能都不变
B.从壶中将沸腾的茶水刚倒入杯中时,杯中茶水所含的热量是最多的
C.沸腾后壶盖被顶起的工作过程和内燃机的做功冲程原理相同
D.壶内的沸水通过做功将热量传递给壶盖,从而将壶盖顶起
2.如图甲所示,物质M通过不同的过程出现三种不同物态。物质M在①过程中温度随时间变化如图乙的cd段所示,在②过程中温度随时间变化如图乙的ab段所示,③过程需要吸热。则物质M在甲、乙、丙的物态依次为( )
A.气、液、固 B.液、气、固 C.固、液、气 D.液、固、气
3.2025年2月27日,我国成功发射了长征二号丙运载火箭,将两颗卫星送入预定轨道。某中学的一个物理兴趣小组动手实践自制了一枚如图甲所示的水火箭,其原理是压缩空气使水从“火箭”尾部向下喷出,推动“火箭”飞向空中,图乙为水火箭的运动轨迹,其依次经过ABCD位置。
(1)向瓶中充气,气体内能______(选填“增大”“不变”或“减小”);
(2)水火箭在B点时,水已排尽,C点为最高点,则BC段动能______(选填“增大”“不变”或“减小”);
(3)A、D两点高度相同,水火箭在A点重力势能______(选填“大于”“等于”或“小于”)D点重力势能,CD段水火箭机械能______(选填“增大”“不变”或“减小”)。
4.跨学科实践项目:用液态酸奶做酸奶冰淇淋。
【项目分析】
(1)为了达成项目,液态酸奶会__________(填物态变化名称),小明想到了可以分别利用冰、干冰和液氮使酸奶快速变成酸奶冰淇淋。
【项目实施】
(2)方案一:把液态酸奶放入冰块中,冰块会__________(填物态变化名称),如图甲所示,他发现酸奶始终无法变为冰淇淋。为了完成实验,改用盐水冰块替换冰块,酸奶变成了冰淇淋,由此可以推理盐水冰块的熔点比冰的__________(选填“高”或“低”)。
(3)方案二:如图乙,把可食用干冰倒入液态酸奶中,不断搅拌,最终做成冰淇淋。制作过程中先观察到液体中有气泡,周围飘着“白气”。气泡中的主要物质是二氧化碳,它是___________形成的。如图丙,小洋发现装干冰的容器外壁出现一层白霜。
方案三:如图丁所示,把液氮喷入液态酸奶,酸奶也变成了冰激凌。
【交流评估】
(4)小明认为上述最佳的方案是二,理由是:________________________________。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,与生产、生活联系比较密切。
物态变化部分,以自然现象、生活日常情景为载体,辨析熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华六种变化,同时判断吸放热规律;内能部分考查改变内能的两种方式、比热容特性解释生活现象,命题贴近广州本地气候场景,侧重概念辨析,计算考查较少。
终极猜想·精练通关
1.以下过程不发生物态变化。质量相同的两块金属甲、乙吸收了相同的热量,甲升高的温度比乙低;那么,初温相同的甲、乙放出的热量Q甲<Q乙,( )
A.甲的末温比乙的低,但无法判断甲、乙比热容哪一个大
B.甲的末温比乙的高,且可以判断甲、乙比热容哪一个大
C.无法判断甲、乙比热容哪一个大,且无法判断甲、乙的末温哪一个高
D.可以判断甲、乙比热容哪个大,但无法判断甲、乙的末温哪一个高
2.用电热棒分别给甲、乙两种液体加热(比热容c甲=2c乙),两种液体每秒吸收的热量相同,这两种液体的温度—加热时间的图线如图所示,下面说法正确的是( )
A.甲的质量大于乙的
B.同时加热120s,甲吸收的热量比乙的大
C.同时加热120s,甲升高的温度比乙的多
D.如果相同质量的甲、乙液体,降低相同的温度,乙放出的热量比甲的多
3.根据表中给出物质的物理性质的数据,下列判断正确的是( )
物质
熔点/℃
密度/
比热容/[J/]
铝
660
铜
1083
银
961
A.用铝锅可以熔化铜块
B.体积相同的实心铜球和银球所含的物质一样多
C.初温和质量相同的铝块和铜块吸收相同的热量,铝块末温低
D.物质的比热容与它的质量或温度的变化、吸收或放出热量的多少有关
4.将某物质放入试管中,再将试管放入装有水的烧杯中,如图甲所示。图乙所示是该物质从固态变成液态再变成固态的过程中温度随时间变化的图像。在标准大气压下,BC、EF段出现了固液共存。AD段持续加热,D时刻撤去酒精灯和装有水的烧杯。以下说法正确的是( )
A.EG段持续放热,该物质内能先不变后减少
B.第13分钟,该物质一定是固态
C.AD段该物质从固态变成液态,发生的物态变化是液化
D.与第13分钟相比,该物质第1分钟的分子运动更剧烈
5.小明做了一个如图所示的简易热机,用酒精灯加热使易拉罐内的水沸腾后,水蒸气吹动小风扇转动(叶片横截面的设计原理如图所示,一面较平,另一面较弯曲),同时观察到扇叶周围出现“白气”。下列说法正确的是( )
A.根据,酒精燃烧过程中质量逐渐减少,热值变大
B.热机工作过程中将内能全部转化为机械能
C.扇叶周围的“白气”是液态的
D.此时扇叶会逆时针转动
6.下表为几种物质在标准大气压下的熔点和沸点,下列描述不正确的是( )
物质
固态氮
固态氧
固态酒精
固态水银
熔点/
物质
液态氮
液态氧
液态酒精
液态水银
沸点/
78
357
A.将氮和氧放在的环境中,慢慢提高环境的温度,氮气会比氧气更快分离出
B.在时水银是固态
C.在标准大气压下,不可以用酒精温度计测量沸水的温度
D.将液态氮置于的环境中,液态氮会不断吸热,沸腾,沸腾过程中温度不变
7.图1是“探究水沸腾前后温度变化特点”的实验装置。
(1)某同学在安装温度计时,玻璃泡接触到了烧杯底部,此时应适当将______调整(选填“①”或“②”);
①A十字夹处向上 ②B处十字夹向下
(2)实验中记录的数据如下表所示,同时在5-9min观察到烧杯内的水一直都没有出现气泡。此时烧杯内的水是否沸腾?______你的依据是:_______。表中第______min时水的温度值记录错误;
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
温度/℃
90
92
94
96
98
98
98
98
90
98
(3)删除错误数据后,请在图3中画出水的温度随时间变化的图像。
8.
(1)如图甲,某次军事演习中,执行深海作业的潜水艇漂浮在海水中,要使潜水艇下潜,应对水舱要______(选填“注水”或“排水”),当潜艇在水面下继续下潜过程中,海水对潜水艇上下表面的压力差______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)如图乙所示,卫生部门利用雾炮车对城区街道喷洒消毒剂进行消毒和除尘,雾炮车在水平路面匀速前进喷洒消毒液的过程中,雾炮车的机械能______(选填“变大”“不变”或“变小”)、动能______(选填“变大”“不变”或“变小”),喷洒时离得较远的环卫工人也能闻到消毒液的气味,这说明______。
(3)如图丙为小明在科技节中自制的水火箭结构示意图。图丁为使用打气筒向水火箭内不断打气示意图,当水面上方空气压强增大到一定程度时,会使水向下喷出,从而使水火箭升空。结合材料,利用打气筒向水火箭内打气,水火箭中空气的内能______(选填“变大”“不变”或“变小”),打气筒将空气压入水火箭内的能量转化过程与汽油机的______冲程相同,水向下喷出会使水火箭升空是因为______。
9.学习“内能”后,某同学做了如下实验研究。
(1)如图a,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团脱脂棉,把活塞迅速压下去,脱脂棉燃烧起来,是因为活塞压缩气体做功,使筒内气体的内能____________(选填“增加”“减少”),温度____________(选填“升高”“降低”)。
(2)下压活塞过程中,越往下压越费力。该同学猜想手对活塞的压力越大,筒内气体的压强越大,设计以下实验进行验证。
①如图b,用弹簧测力计测出活塞的重力为____________N;
②把涂有润滑油的活塞安装于玻璃筒内,用推力计竖直向下压活塞,活塞下移;
③当推力计的示数为时,活塞静止如图c所示,已知,此时电子气压计测得筒内气体压强为____________Pa;
④增大推力,观察气压计示数的变化,得出结论;
⑤实验评估:该同学对图b和图c中的数据进行分析。活塞受到的压力和重力的合力为____________N;已知活塞的横截面积为,结合气压计的示数,计算筒内气体对活塞向上的压力为____________N.活塞静止,和不相等的原因可能是受摩擦力和__________的影响。
10.海油观澜号是中国首个深远海浮式风电平台,装机容量为7.25兆瓦,在水中漂浮并捕捉风能发电,如图所示。海油观澜号由浮式基础和风机组成,整体高度超过200m,总质量达。平台采用“半潜式”设计,底部是一个三角形浮式基础,包括3个边立柱和1个中间立柱;浮式基础上方是高为83m的圆筒状柱子,柱子上方安装有机舱,机舱前部的3只大扇叶在风力带动下驱动机舱中的发电机转子转动,生成绿色电力,年发电量达。
(1)当海风从左向右水平吹向水平扇叶A时,水平扇叶A将__________(选填“顺时针”或“逆时针”)转动;
(2)风平浪静叶片不动时,海油观澜号受到的浮力是多少__________?排开海水的体积是多少________?(海水密度取,g取)
(3)海油观澜号投产用来代替发电效率为36%的煤炭发电站,一年可以节约煤炭的质量是__________?请你通过计算分析,一标准大气压下,这些煤炭完全燃烧放出的热量能否让质量为、初温为50℃的水温度升高到__________℃。[,]
押题猜想五 运动和力
试题前瞻·能力先查
1.如图甲所示,A、B、C(,,)三个物体与桌面粗糙程度均相同,叠放在水平桌面,水平拉力作用于B上,A、B、C整体一起向右做匀速直线运动。如图乙用轻绳跨过定滑轮将A、C相连,水平拉力作用于B,B相对于地面做匀速直线运动,保持静止。下列说法正确的是( )
①图乙中A不受摩擦力 ②图甲中B所受重力与支持力是一对平衡力
③ ④图乙中地面对C的摩擦力为2N,方向水平向左
A.①③ B.②③ C.①④ D.③④
2.如甲图所示,物体沿水平地面做直线运动,段较段更粗糙;此物体在段的图像如图乙所示,受到的摩擦力为;此物体在段的图像如图丙所示,受到的摩擦力为,请回答下列问题:
(1)物体在、段运动时的速度分别为、,则_____(选填“”“”或“”);
(2)摩擦力_____(选填“”“”或“”);
(3)拉力_____(选填“”“”或“”),依据是_____。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,力学模块的核心内容。
运动部分考查参照物选择、运动与静止相对性、匀速直线运动特点及速度公式简单运算;力的部分侧重重力、摩擦力基础认知,区分平衡力与相互作用力,利用惯性解释生活现象。多以日常出行、运动场景切入,侧重概念辨析,不涉及复杂受力分析。
终极猜想·精练通关
1.如图是九年级一位男同学的部分体检数据,其中需要去医院复诊的项目是( )
身高
175cm
体重
68kg
血压
舒张压70mmHg
收缩压120mmHg
安静脉搏
120次/min
体温
36.9℃
视力
5.0
A.身高 B.体重 C.脉搏 D.体温
2.体育课上,老师向大家展示竖直向上垫排球,排球上升过程依次经过a、b、c三处,到达最高处d,查阅资料得知排球运动过程空气阻力和运动速度关系,如下图,则下列说法正确的是( )
A.排球在d点受力平衡 B.排球在上升过程a点所受力的合力最大
C.排球上升过程机械能守恒 D.排球加速下落过程所受合力一直增大
3.向前直线行驶的车内,小明连拍两张照片如图甲、乙所示。拍照过程中车可能( )
A.向西减速 B.向东减速 C.向西加速 D.向东加速
4.图中甲、乙两个质量不同的小球正随小车以相同的速度沿水平路面向东直线行驶。当小车突然加速,忽略小球与小车之间的摩擦和空气阻力的影响,若两球在小车加速过程中未离开小车。则甲球( )
A.相对乙球是静止的 B.相对乙球向东运动
C.相对小车是静止的 D.乙的运动状态会改变
5.如图甲,天宫一号绕地球运动一圈约1.5小时,速度大小不变;宇航员在天宫一号做实验,用软绳将小球系在铁架台上,以铁架台为参照物,观察到小球不动,如图乙所示;下列说法正确的是( )
A.软绳已发生了弹性形变
B.小球在天宫一号没有惯性
C.以地面为参照物,小球的运动状态不断改变,所以小球一定受到力的作用
D.绳对小球没有拉力,而且小球和天宫一号一起绕地球运动速度大小不变,所以小球不受任何力作用
6.质量为m的金属球从高度为h的位置静止释放,下落(空气阻力忽略不计)到达地面的时间,其中。g=9.8N/kg。请你根据推测,金属球下落时间t与金属球的质量m是否有关?______(选填“有关”、“无关”)。现有大小相同的金属球,这些金属球有的质量相等,有的质量不等,写出验证你的推测的实验步骤______(若有需要,可补充器材)。
7.探究影响滑动摩擦力大小的因素,实验如图所示,其中A为木块,B为金属块。
(1)实验甲中,将木块放在水平木板上,用弹簧测力计拉动木块做 ______ 运动,此时木块所受的摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)实验甲和乙探究的问题是:滑动摩擦力大小与 ______ 的关系。
(3)比较实验甲和丙,得出结论是:______ 。
(4)比较实验乙和丁,得出结论:接触面积越大,滑动摩擦力越大。你认为该结论是否科学:______ ,依据是:______ 。
8.如图1是小珠在测量“物块所受到的滑动摩擦力的大小”时采用的实验装置,轻质弹簧测力计一端固定在墙上,另一端拉着物块。木板在大小为的水平拉力的作用下向左移动。后,弹簧测力计的示数稳定为,此后木板在拉力的作用下继续向左移动,在此过程中物块相对于地面静止。
(1)木板是否一定要做匀速直线运动?________;
(2)弹簧测力计示数稳定后,以木板为参照物,物块是________(选填“向左运动”“向右运动”或“静止”)的;
(3)请在图2的方框内画出弹簧测力计示数稳定后物块(以黑点表示)在水平方向上所受到的力的示意图________;此时物块所受到的摩擦力大小为________;
(4)当弹簧测力计示数稳定为后,弹簧测力计对物块的拉力所做的功为________;
(5)如果对木板的水平拉力增大到,则物块所受到的摩擦力将________(选填“变大”“不变”或“变小“)。
9.利用弹簧的伸长规律,加上刻度尺可组合制成各种测量工具。(以下操作均不超过弹簧的弹性限度)
(1)制作弹簧测力计。把木板竖直放置,在弹簧下端挂钩码(每个质量为50g)对比甲乙两图,弹簧的伸长量是_____cm,此时图乙指针指向的刻度可标注力的数值是_____N。
(2)小明想用该装置设计一个直接测量液体密度的“密度秤”。他准备了一个小型空桶,并将其悬挂在弹簧上,如图丙所示,此时指针恰好指在处。在进行测量时,只需将待测液体装满小桶,通过指针对应的刻度,即可直接读取液体的密度值:
①空桶的质量为_____;
②在桶中加满水,指针指在“”刻度处,如图丁所示,则该小桶内水的质量为_____g,桶的容积是_____(已知:水的密度是);
③在桶中加满某种液体,指针指在“”刻度处,此处对应的密度值是_____;
④小明想增大该“密度秤”的量程,在不更换弹簧的前提下,你的办法是_____(一种即可)
10.如图1所示,一底面积为的物块A放置在水平地面上,其对地面的压强为200Pa。它在大小为10N的水平拉力F的作用下从O点向右做匀速直线运动。物块A运动到M点时水平拉力的大小变为15N,当物块A运动到N点时撤去水平拉力,它最后静止在Q点处。已知水平地面粗糙程度相同。(g取)
(1)物块A的质量为________;
(2)物块A在OM段所受到的摩擦力________(选填“大于”“等于”或“小于”)它在MN段所受到的摩擦力;
(3)撤去水平拉力后,物块A运动一段距离后最终静止下来是由于________;
(4)请在图2方框内画出物块A(以黑点表示)运动到位置P时所受到的力的示意图________,此时物块A所受到的摩擦力为________N。
押题猜想六 压强及应用
试题前瞻·能力先查
1.如图所示,“擦窗机器人”的质量为,它的“腹部”有两个吸盘,工作时,机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出,使它能牢牢地吸在竖直玻璃上。则下列说法正确的是( )()
A.机器人工作时,吸盘内部的气压大于外部大气压而产生吸力
B.若忽略吸盘内空气质量,当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,受到的摩擦力为
C.若在机器人身上挂一重物,则机器人对玻璃的压强变大
D.大气对机器人的压力与机器人受到的摩擦力是一对平衡力
2.托里拆利测量大气压强值的实验如图所示。以下判断正确的是( )
A.若此装置从广州塔首层乘电梯到达顶层过程管内的液面下降,则说明大气压变小
B.若用水代替水银来做实验,则大气压能支撑的水柱高度会变低
C.若换用更粗的玻璃管,则管内的液面会下降
D.此时大气压强等于760mm高水银柱所产生的压强
3.(1)如图甲把重力的测力计向上压在水平板上,测力计显示对板的压力,与板的接触面积,测力计对板的压强________Pa;如图乙把同一测力计向下压在水平板上,测力计显示对板的压力,此时测力计对板的压强是,则________(选填“大于”或“等于”或“小于”);
(2)如图丙所示的装置,首先向水槽里灌满水,然后松开铁夹,水流入a、b两管,稳定后,a管中水面的高度为,b管中水面的高度为,则________;如果再打开软木塞,在水流动的过程中,________。(后两空选填“>”“<”或“=”)
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,力学模块的重点内容。
固体压强考查增大、减小压强的方法,结合生活器具场景判断压强变化;液体压强考查影响因素、连通器应用;大气压及流体压强部分,考查大气压应用实例、流体压强与流速的关系(如飞机升力、火车站安全线),命题侧重规律判断和简单公式代入,整体难度适中。
终极猜想·精练通关
1.随着科技发展,汽车的安全系数越来越高。下列关于汽车的相关说法正确的是( )
A.安全带设计得较宽是为了减小发生事故时对人体的压力
B.紧急刹车时,随着汽车速度减小,汽车惯性逐渐减小
C.突发情况,紧急刹车时,头枕将会对人体起到保护作用
D.当汽车被追尾时,被追尾的车中头枕会对人体起到保护作用
2.测量发现某地水的沸点为93℃,通过表1、2推断此地的海拔可能是( )
表1:海拔与大气压的关系表
海拔/km
大气压/(×105Pa)
0
1.01
2
0.80
4
0.62
6
0.47
2:大气压与水的沸点的关系
大气压/(×105Pa)
水的沸点/℃
1.01
100
0.71
90
0.44
80
0.36
75
A.2km B.4km C.5km D.6km
3.U形管两端的液面原来相平,小红向粗细不一的管子吹气时,液面变成如图所示情形,以下分析正确的是( )
A.吹气时,A处的气体压强比B处的小
B.吹气时,B处的气体流速比A处的小
C.吹气时,A、B处气体压强相等
D.停止吹气后,U形管两端的液面会恢复相平
4.如图甲为我国古代科技著作《天工开物》的情景——“没水采珠”。可将水下的采珠人简化为一个带质量的点,则采珠人在水中以恒定的速度由位置1下潜到位置2时(如图乙所示),受到水的压强随时间变化的图象正确的是( )
A. B. C. D.
5.把一块质量为2.4kg的正方体木块放在水平地面上,其底面积为,用F=3N的拉力水平向右匀速直线拉动木块,其速度为;如图所示。(g=10N/kg)
(1)以“·”代表木块,在右边框内画出木块匀速运动时的受力示意图________;
(2)木块的重力为__________N;
(3)木块对地面的压强大小为___________Pa;
(4)木块受到地面的摩擦力为___________N;
6.如图所示的长方体,其面(最小面积的面)的面积为。把该长方体放在水平地面上,其摆放的方式及它对地面对应的压强大小如表所示。
摆放方式
正放
侧放
竖放
对地面的压强
(1)长方体的重力为________;
(2)长方体正放时对地面的压力________(选填“大于”“等于”或“小于”)它竖放时对地面的压力;
(3)把长方体正放在水平雪地上,发现雪地有明显的下陷。此时它对雪地的压强________(选填“大于”“等于”或“小于”)它正放在水平地面时对地面的压强,你的依据是:________。
7.如图所示,阀门k关闭,用抽气机在足够长的玻璃管内液面上方持续抽真空,液体密度为ρ,重力与质量的比值为g,管内液高h1,C点距离容器液面深度h2,此时容器液面上方的大气压强p0=___________(用题目出现的物理量符号表达)。关闭抽气机,打开阀门k,把液体从左侧抽出,此时A点的液体流速大于B点,数字液体压强计A、B的读数分别为pA、pB,pA___________pB(选填“>”、“=”或“<”),依据是:___________。
8.(1)两个完全相同的瓶子中装有不同的液体,放在横梁已平衡的天平上,比较结果如图(1)所示。则甲瓶中液体质量___________(选填“大于”、“等于”或“小于”)乙瓶中液体质量;根据甲、乙两瓶中液体的质量和体积关系画出图(2)的图像,可以得到___________(选填“A”或者“B”)图线表示甲瓶中液体。
(2)在一个固定形状的圆柱形容器中装有一定质量的某液体丙,不需要考虑容器的热胀冷缩和里面液体的蒸发,已知该液体丙在标准大气压下体积随温度变化如图(3)所示,则液体丙对圆柱形容器底部的压强___________(选填“变大”、“不变”或“变小”),请写出判断依据:___________。
9.如图甲所示,在水平桌面上并排靠近放置两个相同的木块(边长分别为a、b、c,且a>b>c,如图乙所示),当用细管沿水平方向对着两木块间的狭缝持续稳定吹气时,两木块保持静止。假设吹气时木块间的狭缝处气体压强保持为p,周围大气压强为p0,则:
(1)p______p0(选填“>”“=”或“<”);
(2)图甲中,木块B右侧面所受大气压力F=______(用题中的物理量符号表示),木块B所受桌面摩擦力f的方向是______(选填“水平向左”“水平向右”);
(3)此过程中,木块A和B所受摩擦力分别为fA和fB,则fA______fB(选填“>”“=”或“<”)。
10.图1中静放在水平地面上的长方体铁块和海绵块的大小完全相同,G铁=40N,G海绵=0.1N,铁块和海绵块上表面的面积均为0.05m2。
(1)铁块对水平地面的压强p1=______Pa;
(2)如图2,把铁块放在海绵块上,使两者上下表面重合,海绵块明显被铁块压扁,此时铁块对海绵块的压强p2______p1(选填“>”“=”“<”);
(3)在图3中,以“·”表示海绵块,画出海绵块的受力示意图。(虚线为竖直方向)
11.如图1所示,一底面积为的物块A放置在水平地面上,其对地面的压强为2000Pa。它在大小为10N的水平拉力F的作用下从O点向右做匀速直线运动。物块A运动到M点时水平拉力的大小变为15N,当物块A运动到N点时撤去水平拉力,它最后静止在Q点处。已知水平地面粗糙程度相同。(g取)
(1)物块A的质量为______;
(2)物块A在OM段所受到的摩擦力________(选填“大于”“等于”或“小于”)它在MN段所受到的摩擦力;
(3)撤去水平拉力后,物块A运动一段距离后最终静止下来是由于________;
(4)请在图2方框内画出物块A(以黑点表示)运动到位置P时在水平方向上所受到的力的示意图________。此时,物块A所受到的摩擦力为________N。
押题猜想七 电学基础知识
试题前瞻·能力先查
1.用毛皮摩擦过的橡胶棒去接触不带电的验电器,的金属箔片张角变大,如图所示。再用棒去同时接触、验电器的金属球,发现的金属箔片张角变小,的金属箔片张角变大。则下列说法正确的是( )
A.A验电器两个金属箔片带异种电荷
B.电子通过C棒从验电器转移到验电器
C.毛皮摩擦橡胶棒的过程中,电子是由橡胶棒转移到毛皮
D.当橡胶棒靠近带负电荷的轻小物体时,会相互吸引
2.在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片放在盐水中,这就是一个电池,又称它为原电池。将电压表接到铜片和锌片上观察到如图所示现象,则下列说法正确的是( )
A.此时的电路处于短路状态
B.原电池工作时将电能转化为化学能
C.原电池的锌片相当于是电源的正极
D.导线中的自由电荷从锌片经电压表流向铜片
3.如图所示,取一个橙子,把铜片、铁片插入其中,制成一个水果电池。
(1)用电压表测量电压,该水果电池电压为_________V,水果电池是将_________能转化为电能;
(2)为获得更高电压,可以将多个水果电池_________联;
(3)如图所示是一种利用海水盐差能发电的装置,甲、乙两块渗透膜将容器隔成三个区域,分别加入海水和纯水,由于分子处在永不停息的无规则_________中,而甲渗透膜只能让带正电的钠离子通过,乙渗透膜只能让带负电的氯离子通过,容器就变成了电池,电子从右向左通过小灯泡,则容器左端是电池的_________极。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,电学模块的入门内容。
电路的组成、三种状态,串并联电路的特点,电流、电压、电阻的基本概念,电流表与电压表的使用规则是核心考点。图形设置直观常规,以基础识图和电路基础规则考查为主,为后续欧姆定律、电功率学习奠定基础。
终极猜想·精练通关
1.当神经纤维某处受到刺激时,带正电的钠离子从细胞外定向移动到细胞内,形成电流。下列说法正确的是( )
A.钠原子核由质子和电子组成 B.钠原子核由中子和电子组成
C.电流方向是从细胞外到细胞内 D.电流方向是从细胞内到细胞外
2.如图,当带负电的人手触摸静电释放器时,可将人体多余的电荷转移到地上,则( )
A.制作静电释放器的材料为绝缘体 B.人手带负电是由于失去了正电荷
C.人手带负电是由于创造了负电荷 D.放电时电流方向是从释放器流向人手
3.在综合实践课堂上,小红和妈妈正在做如图所示游戏,用毛皮摩擦过的带负电荷的塑料勺吸引纸片。若游戏过程中塑料勺接触地面,就无法吸引纸片。下列有关该游戏的说法正确的是( )
A.塑料勺带负电荷,是因为它失去了电子
B.摩擦后塑料勺具有磁性,可以吸引纸片
C.与毛皮摩擦后的两把塑料勺,带同种电荷互相排斥
D.塑料勺接地的瞬间,电子定向移动方向即为电流方向
4.氧原子的原子核由8个质子和8个中子组成,当氧原子不显电性时下列说法正确的是( )
A.中子带负电 B.质子带正电
C.电子不带电 D.氧原子核外有16个电子
5.在某校举办的水果电池比赛上小华用一个柠檬制作了水果电池。为了知道如图甲中A、B哪个是正极,小华把铁片A、铜片B插入柠檬,并接入电压表,当其闭合开关S后,发现发光二极管发光,电压表示数如图乙,则( )
A.柠檬两端的电压为0.5V
B.甲图中,发光二极管的右侧为其负极
C.若断开开关,二极管不发光,说明A、B两金属片之间没有电压
D.柠檬电池工作时把化学能转化为电能
6.以下说法正确的是( )
A.半导体具有良好的导电性能 B.超导体是一种电阻很大的材料
C.超导体材料用在电热水壶上有很高的热效率 D.超导材料用于输送电力可以降低电能损耗
7.如图a,某种高压电线断路器的陶瓷套筒内充有六氟化硫气体。
(1)六氟化硫气体是__________(选填“导体”“绝缘体”),可使两高压电极之间处于断路状态;
(2)、标准大气压下,空气密度为。如图b,在容积为的密闭容器中,充满的六氟化硫气体,此时六氟化硫气体的密度比空气的密度____________(选填“大”“小”);将密度为的泡沫小球在P点静止释放,小球会____________(选填“上浮”“下沉”)。
8.北京冬奥会上给全世界带来了很多精彩的瞬间,其中开幕式更是令人感觉无与伦比,请你回答以下几个问题
(1)如图A是开幕式倒计时节目,导演组选用了非常大胆的尝试-中国24节气的完美结合,其中有一个节气是霜降,霜的形成其实是水蒸气__________形成(填一种物态变化名称),这个过程需要__________(吸热或者放热);
(2)如图B是开幕式第一节《立春》节目,演员们手持一支可变色的发光杆模仿小草和蒲公英两种春天的植物,其中杆里的LED灯是一种__________(选填“半导体”、“导体”或者“绝缘体”)材料。如要转换出绿色和白色两种灯光,LED灯的颜色上除了要有绿色之外,还得配有__________(选填答案代码)两种色光。
A.红色和黄色 B.红色和蓝色 C.蓝色和黄色
9.按要求完成题目。
(1)小明利用图甲电路图测量电动机的工作电压,请在图乙用笔画线代替导线,完成电路的连接。要求:①连接电路时导线不能交叉;②电流要从电动机a接线流入,b接线流出;
(2)连接好电路后闭合开关,发现电压表示数趋近于电源电压,可能的原因是( )。
A.电动机短路 B.电动机断路 C.电动机实际电功率过低 D.滑动变阻器短路
10.某物理兴趣小组学习了导体电阻的知识后,对食盐水溶液的电阻大小与什么因素有关提出了以下猜想:
①食盐水溶液的电阻大小与溶液的浓度有关;
②食盐水溶液的电阻大小与溶液的质量有关;
③食盐水溶液的电阻大小与溶液中两点间的距离有关;
……
为了验证猜想,他们设计了如图所示的装置(电源恒压),将电路中的a、b两金属片分别竖直插入溶液中(金属片a、b每次插入溶液中的深度都相同)进行探究。
(1)食盐水溶液的电阻大小可以由 _____的大小来判断;
(2)如果想验证“食盐水溶液的电阻大小与溶液中两点间的距离有关”猜想,请写出你的实验步骤。_____。
押题猜想八 电路故障与电路设计分析
试题前瞻·能力先查
1.某款送餐机器人,当接通机器人主电源(相当于闭合开关),电源指示灯亮,然后通过手机App选择自动送餐(相当于闭合开关)机器人才开始作。如图中的电路设计符合要求的是( )
A. B. C. D.
2.如图所示电路,闭合开关,两灯均不发光,小明同学打算用不同的方法进行故障检查。若电路中只有一盏灯出现故障,则下列判断正确的是( )
A.将导线并联在A、B,两灯均不亮,则L1断路
B.将另一个灯泡L3并联在A、B,L2、L3发光,则L1断路
C.将电流表并联在B、C,电流表无示数,则L2断路
D.将电压表并联在B、D,电压表示数为电源电压,则L1断路
3.小明同学利用灯泡L1、L2和三个开关S、S1、S2,一个电池组及导线若干组装电路,按要求设计的电路图如图甲所示:
(1)根据电路图中电流方向(黑色箭头),判断电源上端是______(填“正”或“负”)极;
(2)连接的实物电路如图乙所示,请你用笔划线代替导线将实物图中未连接好的导线补充完整______;
(3)三个开关都闭合后,只有灯泡L2发光,已知电路中仅有一处故障且导线和接线柱均完好无故障,则L1不发光的原因可能是______或______。为了准确判断故障原因,在不增加器材且不拆除导线的前提下,可行的操作是______。
分析有理·押题有据
本考点为常考中档题,与实验操作和生活电路联系密切。
电路故障分析考查断路、短路两种常见情况,结合电表示数变化判断故障位置,例如电流表无示数、电压表有示数接近电源电压,通常是与电压表并联的用电器断路;电流表有示数、电压表无示数,多为与电压表并联的用电器短路。
电路设计分析以生活场景为载体,如声光控灯、病房呼叫电路、交通信号灯控制电路等,考查串并联电路特点和开关控制作用,侧重逻辑分析和应用。解题时需结合电路的工作逻辑,分析每个元件的作用,判断电路设计的合理性。
终极猜想·精练通关
1.电冰箱冷藏室中的照明灯L由门控开关控制,压缩机(电动机)由温控开关控制,要求照明灯和压缩机既能单独工作又能同时工作,下列电路中符合上述特点的是( )
A. B. C. D.
2.小明所在的学习小组利用已有的知识和经验,设计出模拟东、北方向红灯和绿灯指令的简易电路图,下列四个电路中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
3.学完电路知识后,同学们热情很高,争相设计电路,如图所示是同学们设计出来的四个电路,你认为可以达到目的的是( )
A.抢答器电路:选择哪一个答案就闭合哪一个开关,对应的灯就亮
B.坐位体前屈电路:学生把挡板推得越远,电流表的示数就会越大
C.楼道照明电路:只有声控开关和光控开关都闭合,楼道的灯才会亮
D.电学黑箱:闭合开关两灯都亮,断开开关两灯都不亮,两只灯泡一定是并联关系
4.如图所示的电路,电源电压保持不变,灯泡和的规格不同,闭合开关S,发现两个电流表都有示数但示数不相等,且灯泡亮,灯泡不亮。下列分析判断正确的是( )
A.若电路有故障,则是灯泡的灯丝开路 B.若电路没有故障,则是灯泡实际功率太小
C.若电路有故障,则是灯泡的灯丝被短路 D.流过两个电流表的实际电流值一定是
5.如图所示,电源电压为保持不变,电阻、的阻值均为,闭合开关,电路正常工作。过了一会儿,电压表V的示数减小,已知电路中只有一处故障,且发生在电阻或处。为确定故障,下列操作可行的是( )
A.将电阻、的位置互换 B.用完好的电阻替换电阻
C.在电阻两端并联电压表 D.在电阻两端并联一根导线
6.在图1所示的电路中,电源电压未知但始终保持不变。闭合开关S,发现电压表V的示数为零。若电路中仅有一处故障,且故障只发生在或滑动变阻器上。
(1)小明通过移动变阻器的滑片来确定电路的故障情况。
若在将滑片P从右向左移过某一位置时,发现电压表V的示数突然变大,继续向左移动滑片,电压表V的示数继续变大。则存在的故障情况可能是图2中______所示的情况(打“×”处表示该处断路)。
(2)为确定电路的故障情况,请写出还可采取的实验操作、对应的电表示数情况和电路可能存在的故障。______
7.(1)如图所示是玩具电风扇的实物电路,请在虚线框内画出对应的电路图。电风扇可以用“”表示;
(2)如下图所示,在探究并联电路电流的关系时,语晨同学想把两个小灯泡并联起来,用电流表测量小灯泡的电流,请你用笔帮他画出完整的连接电路。
8.小红连接的电路如图,已知两灯规格相同,闭合开关后,灯泡和都不发光,电流表、电压表均无示数。
(1)灯泡和______联(选填“串”、“并”),电压表测量______两端电压。
(2)小红排查电路故障,用多用表检测电源正负极间电压为3V,并判断此时只有灯泡短路,你认为小红的判断是否正确?_________,理由是_______。
(3)小红用导线连接灯泡两端接线柱时,电流表和电压表均有示数,亮,不亮,则电路故障可能以下选项中的哪种?
①灯泡断路 ②灯泡断路 ③电流表短路 ④灯泡短路
9.(1)有一木盒如图1所示,当闭合开关时,两只小灯泡都亮了,断开开关,两灯泡又同时熄灭。
①请你判断:在这个木盒内,除了导线,一定还有另外一个电路元件,它是__________;
②根据上述现象,你__________(选填“能”或“不能”)断定这两只小灯泡是串联的。
(2)小明连接好电路如图2所示后闭合开关S,他发现、两只灯泡都不亮,他用手按一下灯泡,、仍然都不亮,按一下灯泡,两灯都亮,松开手两灯又不亮,则故障可能是__________(选填“灯丝断了”、“灯丝断了”、“短路”或“与灯座接触不良”);
(3)在连接电路时,如发现有连接错误,不少同学习惯于将电路全部拆散,重新连接。其实,有时只要思考一下,拆除或改接某些导线就能解决问题,如图3是小何同学连接的电路:
①连接电路时开关应__________,起__________作用;
②若直接闭合开关,将出现__________故障(选填“断路”、“短路”“被短接”或“被短接”);
③对于这个电路,只须拆除__________导线(填选“a”、“b”、“c”、“d”或“e”),就能成为一个正确的串联电路;
④请在错误的导线上打“×”,用笔画线代替导线使它成为一个正确的并联电路,并在方框内画出更正后的电路图__________。
押题猜想九 机械能及其转化
试题前瞻·能力先查
1.如图所示,放在M、N两水平桌面上的P、Q两物体,,分别在FP=5N、FQ=3N的水平拉力作用下做匀速直线运动,下列判断一定正确的是( )
A.桌面M一定比桌面N粗糙
B.物体P的动能一定大于物体Q的动能
C.物体P受到的摩擦力一定大于物体Q受到的摩擦力
D.物体P对桌面M的压力一定大于物体Q对桌面N的压力
2.如图所示,桌面上一小球被弹出后,经过A点水平运动到B点,图中虚线为小球的运动轨迹,其中D、E是同一高度的两点。则小球( )
A.小球在A点的重力势能比B点的大 B.从B点到C点动能转化为重力势能
C.在B点的机械能等于D点的机械能 D.在D点速度大于在E点速度
3.如图甲所示,水平地面BC段的长度大于AB段的长度。重为5N的物体在大小不变的水平拉力F作用下向右做直线运动,拉力F的大小如弹簧测力计所示,此过程物体的动能随时间变化的图像如图乙所示。
(1)物体在AB段运动时,水平方向受力是否平衡?____,判断依据是_____;
(2)结合图像分析,物体在BC段所受的摩擦力f BC=_____N;物体在AB段所受的摩擦力fAB____(选填“等于”或“不等于”)fBC;
(3)水平拉力F在AB段所做的功________其在BC段所做的功,水平拉力F在AB段所做功的功率________其在BC段所做功的功率(均选填“大于”“等于”或“小于”)。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,侧重能量的转化与守恒。
机械能包括动能和势能(重力势能、弹性势能),动能与质量和速度有关,重力势能与质量和高度有关,弹性势能与弹性形变程度有关。考查动能与势能的相互转化,以及机械能与内能的转化(如摩擦生热),常结合滚摆、单摆、过山车、蹦床等实例分析能量变化,例如过山车从高处滑下时重力势能转化为动能,上升时动能转化为重力势能。解题时需注意分析影响动能和势能的因素变化,同时考虑摩擦阻力对机械能的影响。
终极猜想·精练通关
1.如图所示,小伟乘坐的1号观光电梯以速度v1匀速上升,小朱乘坐的2号电梯以速度v2匀速上升,且v2>v1。图中所示时刻两人的重力势能刚好相等。下列说法正确的是( )
A.此刻小朱的动能一定大于小伟的动能 B.此刻小朱的动能一定小于小伟的动能
C.以小朱为参照物,小伟是向上运动 D.以小朱为参照物,小伟是向下运动
2.如图甲,大小相同的水平拉力F分别拉着物体M、N在不同的水平地面上做直线运动。此过程M、N的动能随时间变化的关系如图乙所示。用mM和mN、fM和fN、vM和vN分别表示M、N的质量、所受的摩擦力和运动速度的大小,下列判断一定正确的是( )
A. B. C.M所在的地面更粗糙 D.fM=fN
3.跳远是广州市的中考体育项目之一。如下图为跳远运动的几个阶段,整个过程不考虑空气阻力。起跳后,运动员( )
A.能继续往前是由于受到地面弹力的作用
B.在空中运动时,运动员受力不平衡
C.运动员机械能先减小后增大
D.若在最高点时运动员受的一切力都消失,则运动员静止在最高点
4.小白周末体验蹦极,从静止开始自由下落至第一次到达最低点的过程如图1,该过程中蹦极绳的弹力与时间关系如图2(空气阻力不计),下列分析正确的是( )
A.整个过程中,小白都只受重力 B.过程中,小白所受重力等于弹力
C.过程中,小白的机械能不变 D.过程中,小白的机械能不变
5.如图1所示,重物在拉力F作用下沿直线上升,依次经过M、N、O、P点,如图2所示,重物经过M点开始计时,其速度-时间图像如图3 所示,其中MN、NO、OP段用时分别为5s、10s、5s,忽略空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.重物在MN段机械能增大 B.重物在NO段机械能不变
C.重物在MN段重力势能转化为动能 D.重物在OP段重力势能减小
6.如图所示,一小球从固定轨道A点下滑,经过B点,再沿着轨道运动到右端的最高点C点。已知A点与C点离地高度相等,小球在A点时动能和重力势能的总和等于在C点时动能和重力势能的总和。下列说法正确的是( )
A.小球在B点时的机械能小于在A点时的机械能
B.小球在A点一定是从静止开始下滑
C.小球在A点一定是以某一速度开始下滑
D.小球从B点运动到C点,重力势能不断变大
7.小明和小红练习传球,如图是排球先后经过位置1、2、3、4的运动轨迹,其中位置1、位置2是小球前两次向上运动的最高点,位置3与位置4在同一水平高度。
(1)若小球运动到位置1时所有力都消失,小球将__________(选填“静止”、“水平匀速直线运动”、“竖直向下运动”);
(2)小球运动到位置1和位置2时的机械能E1、E2的大小关系为__________(选填“E1>E2”、“E1=E2”、“E1<E2”或“无法判断”);
(3)小球运动到位置3和位置4时的动能Ek3、Ek4的大小关系为__________(选填“Ek3>Ek4”、“Ek3<Ek4”、“Ek3=Ek4”或“无法判断”)。
8.
(1)如图所示,小红用平行于斜面的拉力把物体乙从C点匀速拉至D点,忽略空气阻力及物体与斜面间的摩擦,物体乙的机械能___________(选填“变小”、“变大”或“不变”);
(2)如图所示,忽略空气阻力,小东将与乙完全相同的物体甲,匀速提升至高度H。若小红对物体乙做的功为W1,则小东对物体甲做的功为W2,则W1___________W2(选填“>”、“<”或“=”)
9.如图展示了一个弹弓模型,忽略空气阻力,通过拉伸橡皮筋后,能够将模拟小鸟瞄准目标进行发射。
(1)用A点表示小鸟,请在方框中画出小鸟在位置B点的受力示意图;
(2)弹弓的橡皮筋伸长过程中,弹性势能_________;发射后离开橡皮筋的模拟小鸟上升到最高点的过程中机械能__________(选填“变小” “变大”或“不变”);
(3)某同学思考橡皮筋的弹性势能除了与橡皮筋的伸长量、材料有关,与橡皮筋自身长度、粗细是否有关呢?生活经验告诉我们水平飞出速度越大,飞行的水平距离越远,现有弹珠和弹弓一个、相同材质但粗细不同的橡皮筋若干条、剪刀、刻度尺等,请写出实验步骤并设计实验表格完成探究“橡皮筋的弹性势能与橡皮筋粗细的关系”这一实验。
实验步骤:__________;
设计实验表格:__________。
10.小明在进行足球训练时,看到发球装置将足球斜向上抛出。
(1)小明在训练中某次抛出足球轨迹如图1,A、B、C为足球下落过程先后经过的点。若此过程中足球在各点位置的机械能和动能如下表。
①足球在A点时的重力势能_________C点时的重力势能,在A点的速度_________C点的速度(以上两空均选填“大于”“小于”或“等于”);
②从A到B的过程中足球的机械能损失量为_________J;
位置
机械能/J
动能/J
A点
53
30
B点
46
19
C点
40
30
(2)小明发现发球装置可调节发射足球的抛射角和抛出速度,实现射程不同。小明查得:忽略空气阻力时,足球被抛出后运动轨迹如图2虚线所示。抛出方向与水平方向的夹角为抛射角,A点的速度为抛出速度v,A点到落地点的水平距离为射程x.同时,x与v之间满足公式,其中k的大小与抛射角的关系如图3所示(g=10N/kg)。
①v不变时,抛射角大小为_________度时,x最大。
②若抛射角为90度,v为10m/s,则x为_________m。
③小明想探究“抛射角一定时,x与v2的关系”,设计了以下步骤:
a.把抛射角调为45度,v设定为5m/s,将足球从A点抛出;
b.记录足球落地位置,用卷尺测出x并记录。
c.把抛射角调为_________度,将v逐次增加5m/s重复步骤a、b,进行多次实验,直到v增加到30m/s为止。
请帮他设计实验数据记录的表格_________。
11.如图1为蹦床运动简化示意图,其中运动员在O点时速度为零,A点是蹦床不发生形变时的位置。运动员到达B点时速度达到最大值,然后逐渐减慢,直至到达最低点C。若整个过程忽略空气阻力,则
(1)运动员从O点运动到A点的过程中,他的______转化为______(以上两空均选填“动能”或“重力势能”);
(2)运动员从B点运动到C点的过程中,他的动能______,重力势能______,机械能______,蹦床的弹性势能______(以上均选填“增大”“减小”或“不变”);
(3)以点代表运动员,请在图2中画出运动员在O点的受力示意图(虚线为运动员下落的方向)。
12.蹦极是一项极限运动。质量为的小吴参加蹦极,他从平台上点由静止开始下落,下降到点时弹性绳刚好自然伸直,到达点时速度最大,点是蹦极过程中的最低点,如图所示。(不变,且取)
(1)小吴在点受到的重力为________;他在点时的重力________(选填“大于”“等于”或“小于”)其在点时的重力;
(2)他在点________(选填“”“”或“”)时的动能最大;
(3)他从点反弹后,能不能重新上升到点处?________;
(4)若忽略空气阻力,他在点的机械能与在点的机械能是否相等?________。
押题猜想十 动态电路分析
试题前瞻·能力先查
1.如图甲所示是一个用电压表的示数反映温度变化的电路原理图,其中电源电压保持不变,电压表量程为0~3V,是阻值为的定值电阻,是热敏电阻,其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示,若闭合开关S,则( )
A.电压表V示数越小,环境温度越高 B.电压表的最小示数是1.5V
C.此电路允许测量的最高环境温度为60℃ D.增大的阻值可以增大测量环境温度的最大值
2.图甲是模拟地磅简化电路图,电源电压恒为3V,R2是定值电阻。力敏电阻R1上方紧密连接一质量不计的水平绝缘板,检测时将货车模型静置其上,R1的阻值随所受压力F变化关系如图乙所示。(g取10N/kg)
(1)图甲电路中,静置在水平绝缘板上的货车模型总质量越大,电压表示数越_______。
(2)计算:把电压表改接到定值电阻R2两端(如图丙所示),将电压表2V刻度线设为货车模型总质量最大值2kg的刻度线,超过此刻度线代表货车超载。
①当模型总质量为2kg时,R1的阻值。_______
②R2的阻值。_______
分析有理·押题有据
本考点为常考中档题,侧重电路变化的分析。
以滑动变阻器滑片移动、开关通断为情景,分析电路中电流、电压及灯泡亮度变化。命题只侧重基础串并联电路分析,不涉及超纲混联电路,结合欧姆定律和电功率公式分析电表示数变化,例如滑动变阻器滑片移动时,电路总电阻、电流、用电器两端电压的变化,以及灯泡亮度的变化。解题时需明确电路的连接方式,分析电阻的变化,再结合欧姆定律和电功率公式进行推导,注意电源电压不变的隐含条件。
终极猜想·精练通关
1.小明同学在做电学实验时,通过改变滑动变阻器接入电路的电阻大小,测量并记录了多组电压表和电流表的示数,已知电源电压恒定不变,根据数据分析他连接的电路可能是( )
U/V
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
I/A
0.12
0.18
0.25
0.30
0.36
0.42
A. B. C. D.
2.某小组自制肺活量比较装置,电源电压恒定不变,吹气时,气球胀大,隔板向上运动,下列说法正确的是( )
A.电路总电阻变大 B.电压表示数变大
C.电压表与电流表示数比值变大 D.电流表示数变大
3.在刚刚结束的体育测试中有一项目为坐位体前屈,对身体柔韧性测试,测试者向前推动固定在滑动变阻器滑片上的滑块,滑块被推动的距离越大,测试者身体柔韧性就越好。图甲所示是测试装置的实物图,图乙其工作原理电路,已知电压表、电流表示数分别为、,电压表、电流表示数变化量分别为、,下列说法正确的是( )
A.测试者身体柔韧性越好,整个电路中的总电阻越大
B.测试者身体柔韧性越好,电压表的示数就越大
C.无论测试者身体柔韧性如何,的值不变
D.无论测试者身体柔韧性如何,的值不变
4.如图所示是一款电子握力计的电路原理图,M、N均为金属板,N固定不动,电源两端的电压恒定不变,当握力F增大时,则( )
A.滑动变阻器R接入电路中的阻值变小 B.电路中电流增大
C.电路总功率减小 D.电阻R0两端电压增大
5.同学们对体质健康测试中的坐位体前屈项目非常感兴趣。他们利用家中器材自制了一个坐位体前屈项目测试仪,原理图如图所示,电源两端的电压恒为5V,R1的电阻为20Ω。其中电阻丝R2粗细均匀,总长度为30cm,推挡板P在B端时,电压表的示数为0,坐位体前屈成绩为0;推挡板P在A端时,电压表的示数为3V,坐位体前屈成绩为30cm。
(1)当推动挡板P到A端时,计算电流表的示数;______
(2)求电阻R2的阻值;______
(3)滑片P向右移动的过程中,电流表的示数将______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)已知R2的大小与其长度成正比,国家体质标准中初一年级男生坐位体前屈成绩大于14.8cm为优秀。进行测试时,当电压表示数为2V时。请计算判断该成绩是否达到优秀?______
6.图甲、乙是两种模拟地磅简化电路图,电源电压恒为3V,是定值电阻。力敏电阻上方紧密连接一质量不计的水平绝缘板,检测时将货车模型静置其上,的阻值随所受压力F变化关系如图丙所示。(取)
(1)若要静置在水平绝缘板上的货车模型总质量越大,电压表示数越大,则应采取图__________方案;(选填“甲”或“乙”);
(2)若采用图乙方案,当货车模型总重力为20N时,电压表示数为2V,此时的阻值为__________,的电压为__________V。求此时:
①电路中的电流大小________;
②的电功率________;
③经过,产生的热量________;
押题猜想十一 家庭电路及作图
试题前瞻·能力先查
1.如图所示是某同学家部分家庭电路的示意图。电能表上标有“(40)A”的字样,他家正在使用的所有用电器总功率为,其中电饭煲的功率为,饭煮熟后,他将这个电饭煲插头从插座中拔出,再将功率为的电热水壶插头接入插座中,其它用电器仍正常工作,闭合电热水壶上的开关,空气开关跳闸。空气开关跳闸的原因可能是( )
A.照明灯的开关接在了零线与灯泡之间 B.电热水壶的内部电路短路
C.用电器的总功率过大 D.接地线断路
2.如图甲家庭电路连接正确,电源电压恒为220V,各元件均正常,开关闭合时灯泡正常发光。不考虑电阻随温度的影响,现将图乙中电烤箱接入三孔插座,电烤箱高低温挡位的功率分别是1210w和440w。图丙是电烤箱内部简化电路,下列有关说法正确的是( )
A.电烤箱的金属外壳不需要接地线
B.图甲闭合开关时可以使试电笔氖管发光的有A、B、C三点
C.图丙中闭合开关、电烤箱处于高温挡
D.电烤箱高温挡正常工作10s产生的热量为4400J
3.家庭用电要提高安全用电意识。
(1)如图是简化了的部分家庭电路,其连接符合安全用电要求,由此判断相线是______(选填 “①”“②” 或 “③”)。
(2)某电热水壶铭牌如下表.其接入插座正常工作时,将1.5kg的水从20℃加热到100℃,用时250s,已知水的比热容为,求:
产品名称
电热水壶
额定电压
220V
容量
2.0L
额定频率
50Hz
额定功率
2200W
①电热水壶的工作电流______;
②电热水壶消耗的电能______;
③水吸收的热量______。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,侧重安全用电常识与规范作图。
家庭电路部分考查电路组成、火线零线辨别、安全用电原则、金属外壳接地、保险丝作用等常识,例如开关应接在火线上,用电器金属外壳必须接地,避免触电事故。作图部分考查家庭电路的连接(开关、插座、用电器的连接),侧重作图规范、标注完整,是广州中考常考的基础作图题型。解题时需注意家庭电路的连接顺序和安全用电规范,作图时要保证线条清晰、标注完整。
终极猜想·精练通关
1.某家庭电路的进户线如图所示。闭合开关S,灯L发光、电风扇正常工作,用试电笔检测插座,只有检测右孔时氖管发光。由于电路出现一处故障,灯L发光、电风扇仍工作,但用试电笔检测插座两孔,氖管均不发光。该故障可能是( )
A.插座两孔短路 B.输电线甲a、b两点之间断路
C.输电线甲b、c两点之间断路 D.输电线乙d、e两点之间断路
2.小亮家的部分电路简化图及元件如图所示,图中未连接完整。要求开关S1单独控制L1,三孔插座供大功率电器使用,甲、乙是模拟某人接触到电线的两种情况。下列说法正确的是( )
A.灯L1应该连接在火线和开关S1之间
B.甲情况,此人会触电,漏电保护器会马上切断电流
C.乙情况,此人会触电,漏电保护器会马上切断电流
D.空气开关跳闸,一定是因为家中用电器总功率过大,只要断开部分用电器就不会跳闸了
3.如图所示电路是家庭电路的一部分,图中A和B位置分别接入一盏电灯和开关,在符合安全用电原则的情况下,下列相关说法正确的是( )
A.应在A处接开关,B处接灯泡
B.用试电笔接触插座的左孔,氖管会发光
C.两孔插座上接入电视机后,电视机是与灯泡并联的
D.若控制灯泡的开关短路,则保险丝会熔断
4.如图所示的各种做法中,符合安全用电原则的是( )
A.图甲中,使用测电笔时手不能接触笔尖的金属部分
B.图乙中,在一个插线板上同时使用多个大功率用电器
C.图丙中,各元件的连接均符合安全用电原则
D.图丁中,空气开关跳闸,一定是家庭电路出现短路造成的
5.小明发现楼梯灯不亮,运用所学知识检查电路问题,楼梯灯电路如图所示。他闭合开关后,用试电笔分别检测接触三处,氖管均发光;接触处,氖管不发光,故障可能是( )
A.灯丝断了 B.灯短路了 C.开关处短路 D.间断路
6.(1)小明在刚装修的新家检验电工师傅安装线路是否符合常规安全用电要求时,如图甲所示,开关闭合,指示灯亮,用测电笔接触插座A孔,氖管发光,则B孔接的是______线,乙图是一个台灯的电路示意图,为了用电更安全,建议将台灯插头的_______插脚插入该插座的A孔,台灯与指示灯的连接方式是________联;
(2)如图所示,是一款家用电热水器的工作原理图。已知家庭电路电压为220V,。若开关旋到位置①时,电热器处于______(选填“高温挡”或“低温挡”),此情况下通电1min产生的热量是______J;小丽一次采用①挡位洗澡约用水20kg,用时约20min,需要把水从20℃加热到40℃,这个过程中水吸收的热量为______J;则该电热器在①挡位工作时的效率为______[水的比热容为]。
7.图1,是某保温电热水器接入家庭电路,其加热电阻R在是由虚线框内某一种或两种温控开关控制。现有K1和K2两款温控开关,当温度高于45℃时,K1保持闭合,K2保持断开;当温度低于45℃时,K1保持断开,K2保持闭合。
拉力
距离
(1)当在虚线框内串联接入图2装置___________(选填:①、②、③或④)时,能实现加热电阻R在水温低于45℃时工作,在水温高于45℃时不工作的功能。
(2)当保温电热水器工作时,已知流过b段导线的电流为5A,加热电阻R=40Ω。
①求加热电阻R工作5min,产生的热量___________;
②若b段导线的电阻为0.001Ω,求b段导线在100s内消耗的电能___________。
(3)使用过程中保温电热水器突然停止工作,但空气开关未跳闸。在检测故障时,分别用试电笔接触图1中a、b、c、d四个点,接触a、b两个点时,试电笔的氖管均发光;接触c、d两个点时,试电笔的氖管均不发光,则电路可能出现的故障是:___________
A.ab间断路 B.bc间短路 C.bc间断路 D.cd间断路
8.小明连接了如图甲所示的电路,灯泡上标有“2.5V 0.3A”字样。
(1)①根据实物图,画出电路图;______
②闭合开关,看到灯不亮,电流表无示数。小明用一根导线连接c、d两点,发现电流表有示数,他认为一定是灯丝断了。你赞同他的说法吗?______;理由是_____________;
③换一个完好的灯泡后,拧紧c、d接线柱,电流表有示数,灯泡还是不亮。小芳用电压表分别测量a、b接线柱间和c、d接线柱间的电压,记录示数如下表。根据数据判断可能导致灯不亮的原因是:_________(选填“灯L的实际功率太小”或“灯L发生了短路”);
Uab/V
Ucd/V
电流表示数I/A
2.20
0.40
0.14
(2)生活中我们有时候需要维修、安装灯座,此过程中有可能会碰到灯座接线处的金属芯,如图所示,小明将额定电压均为220V的电灯按如图所示两种方法接入家庭电路:
①根据试电笔的发光情况,将括号里的电源线补充完整______(选填“火”、“零”“地”)线:
②闭合开关S1,电灯L1发光,用试电笔接触A点,氖管______(选填“发光”“不发光”);
③开关断开时,站在地面上的人用手分别接触A、B、C三点,其中可能会触电的是__________,所以从安全角度考虑,应采取______(选填“S1”、“S2”)开关的连接方式。
9.如图所示是一种电压力锅的简易原理图,S1为电源开关,阻值为44Ω,L为指示灯,此保温电路的功率为100W。
(1)电压力锅处于加热状态时通过R1的电流是多少?电压力锅加热10min,消耗的电能是多少?
(2)请在图中画线把用于照明的LED灯,三孔插座和两孔插座、空气开关连入家庭电路中。要求开关S单独控制LED灯,空气开关控制整个电路,符合安全用电原则。
押题猜想十二 光现象与透镜综合及作图
试题前瞻·能力先查
1.如图所示,来自物体甲的三束光线a、b、c平行于主光轴,O是透镜的光心,a经过透镜后的光线过主光轴上的S点,以下说法正确的是( )
A.该透镜是一个凹透镜
B.该透镜的焦距是
C.物体甲经过透镜成倒立缩小的实像
D.若透镜不动,物体甲向右平移了,则a经过透镜后的光线过主光轴的S点
2.(1)如图为光线从水斜射向空气,请画出入射光线的折射光线和反射光线。
(2)如图,凸透镜的焦距为2cm,光心恰好位于刻度轴上的3cm处,某垂直于轴放置的物体上M点发出的三条光线经透镜折射后为图中的光线a、b、c,已知b与c平行。
①在图中画出光线a、b、c经透镜前的光线并找到M点________;
②如果物体所在位置不变,原透镜换成焦距为3.5cm的凸透镜,则能成一个的________像。(选填“倒立放大”、“倒立等大”、“倒立缩小”、“正立放大”)。
3.如图,凸透镜的焦距为f,光心为O。物体MN在凸透镜左侧,M点发出的光线a经过O,N点发出的光线b平行于主光轴,b经透镜后的折射光线c与主光轴相交于A。
(1)①画出a经过透镜后的光线;
②画出光线b;
(2)OA___________f(选填“>”“<” “=”);
(3)MN经凸透镜能否成像?___________。若能成像,则判断像的大小、正倒和虚实,若不能像,则给出判断依据:___________。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,侧重现象辨析与规范作图。
光现象部分考查光的直线传播、反射、折射、色散现象判断,例如影子的形成、平面镜成像、筷子在水中 “弯折”、彩虹的形成等;透镜部分考查凸透镜成像规律及应用,例如照相机、投影仪、放大镜的成像特点,以及近视眼、远视眼的矫正方法。作图部分考查光的反射/折射光路、平面镜成像、凸透镜特殊光线作图,侧重作图规范和规律应用。解题时需结合光的传播规律和透镜成像特点,准确绘制光路图,注意光线的方向和箭头标注。
终极猜想·精练通关
1.C是球形水滴的球心,入射球形水滴的光线与C点所在的一个圆在同一平面上,它进入并穿过水滴的传播径迹可能是( )
A.① B.② C.③ D.④
2.如图甲所示,轿车司机从右后视镜(凸面镜)中观察到同向驶来一辆越野车,下一时刻越野车在后视镜中的位置如图乙所示。设两车均匀速向前行驶,下列说法正确的是( )
A.后视镜中的像是因为光的折射 B.后视镜可以扩大视野范围
C.越野车比轿车行驶的速度小 D.越野车相对于轿车是静止的
3.如图所示,不锈钢勺子的凸表面可以成像。下列现象涉及的原理和不锈钢勺子成像原理相同的是( )
A.水中倒影 B.手影游戏
C.投影仪成像 D.早期照相馆的照相机成像
4.如图所示,是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分,甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的刻度尺的像,若凸透镜从远处逐渐贴近刻度尺,则看到刻度尺的像的先后顺序正确的是( )
A.丁、乙、丙、甲 B.甲、乙、丙、丁
C.乙、丁、甲、丙 D.丙、甲、丁、乙
5.如图,与水平面成放置的平面镜前有一物体A(未画出),图中点为物体A在平面镜中的像。请在图中画出物体A的位置______。当A水平向左运动时,它的像将向图中哪个方向运动?______(填编号)
6.如图甲所示,一束白光经三棱镜折射后,在白屏上形成一条彩色光带,红光和紫光从空气射入该玻璃砖(未画出),离开玻璃砖后沿同一路径射向空气;
(1)图乙中的①是_______ (选填“红光”或“紫光”);
(2)图丙是关于红光和紫光射入该玻璃砖和离开玻璃砖后的完整光路图,正确的是_____ (选填对应的字母)。
7.(1)如图甲所示,将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置,固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束,小明通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象。
①当水槽中未注水时侧壁上点A处有一光点,当注入如图甲所示的水量后,光点从A移至B处,同时水面下方的侧壁上有另一光点C,请在图甲中通过作图确定此时光点C的位置和光点B的大致的位置______;
②若小明适当增加水槽中的水量,发现B处的光点______(选填“上移”或“下移”);
(2)①图乙中M点发出过光心和平行于主光轴的两条光线,请在图乙中画出这两条入射光线经凸透镜后的光线______;
②与物比较,物体MN经凸透镜成______(选填“放大”“缩小”)、______(选填“正立”“倒立”)的像。
8.在以下两个光学实验中:
(1)图甲和乙为探究“平面镜成像特点”的实验:
①实验中将点燃的蜡烛靠近玻璃板,像的大小_________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
②在像的位置上放一光屏,应该__________(选填“直接观察光屏”或“透过玻璃板观察光屏”)发现光屏不能承接到蜡烛的像,说明平面镜成_________像(选填“实”或“虚”);
③如图乙所示,为烛焰上S点的像点,请在图中画出人眼O看到像点的一条完整光路;_______
(2)图丙为“凸透镜成像”的实验,小白使用的是焦距的透镜,按如图所示位置摆放好器材后,点亮左侧F光源,为让像清晰的成在右侧光屏上,保持透镜和光屏位置不动,应将F光源向_________(选填“左”或“右”)移动,_________(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是根据该成像特点制成的。
9.(1)如图,发光点A发出一束光线a射向平面镜甲,为发光点A在另一平面镜乙所成的像。
①请在图中画出a经平面镜甲反射后的反射光线,并标出反射角r;
②画出平面镜乙的位置,平面镜乙用“”表示。
(2)如图所示,凸透镜的焦距为2.0dm,是物体MN通过凸透镜所成的像,b、c是由M点发出通过凸透镜后的两条光线。
①请画出b、c在通过凸透镜前的入射光线并找出M点的位置________;
②相对于物体,像是___________(选填“正立”或“倒立”)、___________(选填“放大”或“缩小”)的___________(选填“虚像”或“实像”)。
10.如图,凸透镜的焦点为F。
(1)请做出光线a经平面镜反射和凸透镜折射后的光路图;
(2)MN为凸透镜前的一个发光物体,b为MN上某点P发出的一条光线通过凸透镜光心O后的光路。
①通过作图找出MN上P点并标出其位置_____;
②MN经过透镜所成的是_________(选填“倒立”“正立”)、_________(选填“放大”、“缩小”)的像;
11.(1)小赵同学到鞋店买鞋,他站在镜子前看试穿新鞋的效果,如图所示。
①画出代表新鞋的点在平面镜中的像_________。(保留作图痕迹)
②若他以的速度远离平面镜,则像以___________的速度远离他。新鞋在镜中像的大小___________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(2)凸透镜如图所示,MN为主光轴,O点为光心,F点为焦点,AB为发光物体。请在图中画出三条光线的折射光线,并作出物体的像(注意保留作图痕迹)。
押题猜想十三 杠杆和滑轮的应用
试题前瞻·能力先查
1.如图所示装置,在水平拉力的作用下,重为的物体沿水平地面做匀速直线运动,已知弹簧秤读数为10牛,物体的运动速度为1米/秒(若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦),那么在此过程中( )
A.绳子自由端的速度为0.5米/秒 B.物体与地面间的摩擦力为牛
C.秒内滑轮对物体做功为焦 D.地面对物体的支持力为
2.如图所示,小明和家人在自家果园栽种树苗,小明用铁锹铲起来一铲泥土,A点为泥土的重心,手对B点的力始终沿竖直方向,已知泥土的重力为20N,,铁锹的重力忽略不计。下列说法正确的是( )
A.铲起泥土时,以C点为支点,铁锹是一个省力杠杆
B.手对B点的力的力臂是BC
C.手对B点的力大小为40N
D.将B点的手向C点移动,该手对铁锹的力会变小
3.图(a)是常用的移动指示牌,其侧视图如图(b)所示,其中AB为指示牌的牌面,BE和CD为支架,AB=80cm,BE=60cm,CD=50cm,且E为CD中点。各部分材料均是质地均匀的,总重力为100N。
(1)如图(c)所示,当有风吹过,风力等效作用于板面AB中间,要使指示牌不被吹倒时,风力最大作用力不能超过______N;
(2)指示牌被风刮倒后如图(d)所示,请在图(d)中画出将指示牌扶起的最小力F1的示意图及其力臂L1。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,简单机械模块的核心内容。
杠杆部分考查杠杆分类(省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆)、力臂作图、杠杆平衡条件应用,例如撬棍、镊子、天平的杠杆类型判断,通过杠杆平衡条件计算力的大小;滑轮部分考查定滑轮、动滑轮、滑轮组的省力特点,例如定滑轮不省力但可以改变力的方向,动滑轮省力但不能改变力的方向,滑轮组的省力情况由承担物重的绳子段数决定。命题贴合课本经典模型,侧重规律识记、规范作图和基础判断,复杂机械效率繁琐计算考查较少。解题时需注意力臂的定义和滑轮组绳子段数的判断方法。
终极猜想·精练通关
1.图中赛艇运动员使用船桨划水时,桨能绕着赛艇上的点O转动,手加在桨上的动力F1比水对桨的阻力F2大,若把船桨看成一种杠杆,其特点是动力臂比阻力臂短,以下选项中符合船桨的杠杆简化图是( )
A. B. C. D.
2.利用滑轮组设计健身器材,配重质量为10kg,要求如下:始终竖直向下匀速拉动拉环,要求拉力大小范围为250N~350N(杠杆、滑轮、绳子、拉环的质量和摩擦均不计)。下列方案符合要求的是( )
A. B. C. D.
3.如图所示,在硬尺AB的7dm刻度处C点挂一重3N的物体M,并在3dm刻度处施加一个竖直向上、大小为9N的拉力F使硬尺AB保持水平静止,硬尺AB的质量不计,完成下列问题。
(1)根据数据分析,你认为支点O的位置在杠杆的______dm刻度处;并画出F的力臂ll______;
(2)如果拉力F作为动力,物体M对杠杆的力作为阻力,你认为作为杠杆使用硬尺AB,它是______(选填:省力或费力)杠杆,依据是____________。
4.如图甲所示,是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”,其简化示意图如图乙。A端挂有重为的石块,B端挂有重为的空桶,OA长为,OB长为。使用时,硬棒质量忽略不计,人向下拉绳放下空桶,此时桔槔为_________杠杆(选填“省力”、“费力”),将桶在井内装满重为120N的水后向上拉绳缓慢将桶提起,向上拉绳提起装满水的桶时拉力为_________N。
5.将物体A、B置于如图所示的装置中,物体B恰好匀速下降,已知A重,底面积为200cm2,B重,底面积为300cm2,则A对地面的压强为________Pa,A受到地面的摩擦力为___________N;若对A施加一个水平向左的拉力F,刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动,则拉力F大小为___________N。(不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦)
6.如图所示是古护城河上的吊桥使用原理图,吊桥以B为支点且质量分布均匀。
(1)图中装置C是___________,它的作用是___________。
(2)请你画出吊桥被吊起时的阻力和动力臂______;此时吊桥可以看成一个___________(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。
7.在“探究杠杆平衡条件”实验中:
(1)若在图甲中杠杆恰好水平平衡,的力臂为___,并在图甲中画出的力臂______;
(2)假设弹簧测力计的作用点不变,然后调整弹簧测力计方向,当的大小为时,为使杠杆继续在水平位置平衡,请在图甲中画出所需的最小力______,此时大小为______N;
(3)小明学过杠杆知识后,打算按照图乙自制了一根杆秤(自重不计),要想增大杆秤的测量范围,你有哪些方法?______(写出一种方法即可)。
8.如图所示,OB是一根质量可以忽略的硬棒,A为OB的中点,在A上悬挂一个物体P,物体P对硬棒的拉力为;在B点施加一个力使硬棒静止不动:
(1)画出力的力臂;
(2)的力臂___________(用杠杆平衡条件的变形式子来表示)可以得到,此时这根硬棒是一个___________(选填“省力”、“等臂”或者“费力”)杠杆。
9.(1)如图所示,在水面上方有一发光点S发出的两束光分别射到液面,在容器底面出现A和B两个光斑,以及经水面反射后在容器右侧壁出现一个光斑C(C未标出)。已知光斑A在发光点S的正下方,光斑B在光斑A的右侧,请根据光的反射定律和折射特点,画出光线到达A、B、C三点的传播路径并标出C点。
(2)如图所示,不计质量的硬杆处于水平静止状态,的作用线是图中圆的切线。
①以O为支点,画出的力臂。
②如果把的作用点A移动到B点,且让力的大小保持不变,要让杠杆仍处于水平静止的平衡状态,则这个力的方向必须改变。请你在图中画出这个力并标示为(保留作图痕迹)。
(3)如图所示探究凸透镜成像规律实验中,凸透镜的焦距为20cm,为凸透镜的主光轴。
<1>从A点发出的一束光a照射到凸透镜上,请在图中画出a经透镜折射后折射光线______。
<2>透镜的焦距太长会不利于找出像的位置,于是某同学更换了一个焦距为5cm透镜。
①若蜡烛和透镜的位置不变,经透镜所成的像会落在光具座上的哪个刻度范围内:______。
A.50cm-55cm B.55cm-60cm C.65cm-70cm D.75cm-80cm
②此时烛焰经凸透镜折射后能成一个像,这个像的特点是:______。
A.放大正立的虚像 B.放大倒立的实像 C.缩小倒立的实像
③若保透镜的位置不变,要让所成的像成在落在离透镜更远的地方,该如何移动蜡烛?______
10.物理兴趣小组的同学到动物园参加实践活动,他们仅用小小的弹簧测力计和一根长硬棒,粗略测出一头大象的重力。如图,测力计在A点垂直长硬棒向下拉长硬棒,使其静止。(g取10N/kg)
(1)此时长硬棒是否平衡?_____,你的依是:______________。
(2)请在图中画出杠杆受到测力计的拉力 F1及动力臂 l1。
(3)弹簧测力计的读数为200N,悬点O距弹簧测力计一端的距离为9m,距铁笼悬挂线的距离为6cm,不计长硬棒和铁笼的质量,大象的重力为______N。
(4)老师用一个垂直于杠杆的力F把长硬棒从图示位置移动到图中虚线水平位置的过程中,如图,力F___________(选填“变大”“变小”“不变”),判断依据________________ 。
押题猜想十四 浮力与机械效率综合
试题前瞻·能力先查
1.如图所示,用细绳(质量及体积均忽略不计)拴好质量相同的实心铁块、铜块、铝块,把它们分别浸没在装满水的溢水杯中保持静止(均未接触杯底),已知ρ铝<ρ铁<ρ铜。下列说法中正确的是( )
A.铝块在溢水杯中浸没时细绳受到的拉力最大 B.铁块浸没时溢水杯中溢出水的质量最大
C.铜块在溢水杯中浸没时受到的浮力最大 D.铜块浸没时溢水杯中溢出水的体积最小
2.如图所示,用甲、乙、丙三种机械装置使同一重为G的物体匀速升高2m,动滑轮重为G动(且G>G动),不计绳重及摩擦的情况下,下列说法正确的是( )
A.甲、乙的机械效率相等 B.甲比乙更省力,且
C.甲、乙、丙装置所做的有用功相等 D.若物重G=100N,F3=50N,丙的机械效率为75%
3.课外活动小组设计一个打捞沉船的模拟装置,用物体代替沉船。如图所示,使物体从位置匀速直线上升到位置,的高度,物体受到的重力,体积是,作用在绳子的拉力为,作用在绳子的拉力,(整个过程不考虑风浪、水流等因素的影响),,求:
(1)物体所受浮力的大小;
(2)的大小;
(3)使物体从M位置匀速直线上升到N位置,滑轮组的机械效率。
分析有理·押题有据
本考点为常考中档综合题,是力学模块的重难点内容,兼具计算与应用分析。
浮力部分,核心围绕阿基米德原理与物体浮沉条件展开,常见考查方向包括:利用阿基米德原理计算浮力大小、结合受力分析判断物体的浮沉状态、分析轮船、潜水艇、密度计等浮力应用实例的工作原理,还会涉及浮力与液体压强的结合分析,例如物体浸入液体时容器底部压力、压强的变化。
机械效率部分,重点考查滑轮组、斜面等简单机械的机械效率计算,核心公式为,其中有用功常为克服物体重力或摩擦力所做的功,总功为拉力所做的功,额外功多由克服机械自重、摩擦产生。该考点常将浮力与机械效率结合,例如利用滑轮组打捞水中物体,分析物体出水前后浮力、拉力、机械效率的变化,解题时需同时考虑浮力对拉力的影响,结合受力分析和功、机械效率公式综合求解,是区分度较高的题型,需注意受力分析的完整性和公式的灵活运用。
终极猜想·精练通关
1.取三块质量相等的橡皮泥,分别捏成碗状、实心球状和空心球状,放入三个装有相同质量水的相同的烧杯中,静止时它们的状态如图所示,已知橡皮泥的密度大于水的密度,下列说法中正确的个数有( )
①三个物体受到的浮力为F甲>F丙>F乙
②橡皮泥排开水的体积为V甲=V丙>V乙
③液体对容器底部的压强为p甲>p丙>p乙
④容器对桌面的压力为F甲'=F丙'=F乙'
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
2.如图所示,两个小球A和B(VA<VB),分别轻放入装着甲、乙两种不同液体的同规格溢水杯中(放入后两球均能浸没)。用两个相同的小桶分别收集溢出的两种液体(小桶均未满出),稳定后测出两小桶的质量相等。以下说法中正确的是( )
A.小球A和B所受到的浮力相等
B.小桶内甲液体的体积等于乙液体的体积
C.A球排开液体的体积与B球排开液体的体积相等
D.无法比较甲、乙两种液体密度的大小
3.小明自制的“温度计”中有密度随温度升高而变小的液体,液体中有a、b、c三个挂有温度标牌体积相同的小球,其热胀冷缩可以忽略,当小球悬浮时,它标记的温度与液体温度相等。如图1,标有“21℃”的小球悬浮,另外两个小球分别标记“17℃”“25℃”。图1、2、3中小球a、b、c均静止,则下列说法正确是( )
A.c小球标记的温度为17℃
B.b小球在图1中受到的浮力小于图2
C.图1液体的温度比图3中液体温度高
D.a小球在17℃液体中受到的浮力大于在21℃时的浮力
4.相同质量的甲、乙两人,用不同的装置(如图),在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台,不计绳重及绳与滑轮间的摩擦。下列说法正确的是( )
A.甲做的有用功比乙多 B.乙做的总功比甲多
C.甲所用装置的机械效率较大 D.甲对平台的压力比乙大
5.用如图所示的甲、乙两个滑轮组分别将A、B两个物体沿竖直方向匀速提升相同高度,竖直拉绳子自由端的力分别为F1、F2,此过程的有用功和总功如表所示。甲滑轮组的定滑轮、动滑轮所受的重力均为G甲,乙滑轮组的定滑轮、动滑轮所受的重力均为G乙。忽略绳重以及轮和轴之间的摩擦。下列说法正确的是( )
滑轮组
有用功/J
总功/J
甲
700
1200
乙
300
800
A.甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组低 B.两个滑轮组都是省力机械
C.G甲<G乙 D.F1=F2
6.如图甲所示,溢水杯装有4℃的水,此时水刚好不流出。已知水温从0℃升到15℃时,水的密度ρ和水温t关系如图乙所示。不考虑水的物态变化和溢水杯的热胀冷缩(g取10N/kg)。当水温为15℃时,在水中放入体积为1×10-3m3的物体,物体在水中悬浮。(不考虑物体热胀冷缩)
(1)物体所受浮力F15℃=______N;
(2)若水温降至0℃,物体静止时会______(选填“沉底”、“悬浮”或“漂浮”)。
7.如图甲所示,容器静止在水平地面上,容器受到的重力为60N,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。
(1)图甲中,该容器对地面的压强p=________ Pa;
(2)容器底某处固定一条细线(忽略细线的质量),细线的另一端系在物块的底部,物块受到的重力为5N、体积为6×10﹣4m3,往容器里注入适量的水后,物块在水中静止不动,如图乙所示。此时F浮=____N。
8.重力为3N画有四等分刻度线的均匀方柱被手压入水中,如图甲所示,已知方柱的体积为 4×10-4m3。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)方柱的密度是__________kg/m3,图甲方柱所受的浮力是__________N;
(2)放手瞬间,请在图甲中画出方柱此时的受力示意图__________,方柱将会_________(选填“静止”“上浮”或“下沉”);
(3)与放手瞬间比较,方柱最后静止时方柱底部受到水的压强___________(选填“变小”“不变”或“变大”),请在图乙中画出方柱最后静止时的位置__________。
9.小明利用如图1所示的滑轮组(绕线并没有画出)把重物匀速提升,用时,拉力为。已知每个滑轮重40N;重物M和绳子自由端的路程随时间变化的图像如图2所示;整个过程中,有用功和额外功的大小如图3所示。
(1)图2中表示绳子自由端的路程随时间变化的图线是________(选填“A”或“B”);
(2)结合图2所示的图像,请在图1中正确画出此次滑轮组的绕线方式_________;
(3)求重物的重力________;
(4)求滑轮组的机械效率_________;
(5)以下是小彬和小杜两位同学计算拉力大小的解题思路:
小彬:先算出重物以及动滑轮的总重力,然后数出吊着动滑轮的绳子段数,最后利用公式求出拉力的大小。
小杜:先根据图3算出总功,再根据图2得出绳子自由端移动的距离,最后利用公式求出拉力的大小。
你认为哪一位同学算出来的拉力的大小是正确的?并说明另一位同学的问题所在_______。
10.如图,重为的卡车,经过一段水平路面,再以的功率沿与水平地面成37°角的斜坡匀速向上爬行,已知车轮与地面接触的总面积为0.5m2,卡车爬坡长度s,爬坡高度为h,斜坡的机械效率为80%。(sin370=0.6)求卡车:
(1)对水平路面的压强;
(2)爬坡时的牵引力;
(3)爬坡时的速度。
11.(1)如图1,两个容器内分别装入质量相等的甲、乙两种液体,测得甲液体的体积比乙液体大,则甲液体的密度___________(选填“大于”“等于”“小于”)乙液体;甲、乙液体相比,对容器底部压强更大的是___________(选填“甲”“乙”“一样大”),判断依据是___________;
(2)如图2,洗脸池排水管设计了U形“反水弯”,起到隔绝下水道异味的作用。当水不流动时,“反水弯”两端的水面高度总是___________的,其利用了___________原理;
(3)把体积相同的物块a和b分别轻轻放入装满水的杯里,用干燥的小烧杯收集溢出的水。两物体静止后状态如图(3)①所示。()
①经测量甲杯中水的质量是0.3kg,乙杯中水的质量是0.4kg,则物块a在水中受到的浮力是___________N;
②用“”代替物块a,在图(3)②中画出物块a受力示意图___________;
③由物块的浮沉情况可判断:___________的密度较大;(选填“物块a”“物块b”)
④计算出物块a的密度是___________。
12.一底面积为200cm2的圆柱形容器置于水平桌面上,里面盛有30cm深的水,把一个体积为1×10-3m3的实心小球用细线拴好放入水中,当小球刚好完全浸没在水中时(如图甲所示),细线所受拉力刚好为5N;然后手放掉细线,当小球静止在水中时如图乙所示。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)小球完全浸没在水中时受到水的浮力;
(2)以“· ”代表小球,请在图丙中画出图甲中此时小球的受力情况;
(3)小球的密度;
(4)小球静止在水中时容器底部受到水的压强。
押题猜想十五 功和功率的计算
试题前瞻·能力先查
1.如图a,水平地面粗糙程度相同,用水平拉力F拉物体做直线运动,物体通过A、B、C、D段时“s﹣t”图像如图b,其中,物体经过各点的时刻在图像中已标注。与AB段相比,CD段( )
A.物体所受摩擦力较大 B.水平拉力F做的功较多
C.拉力F较小 D.水平拉力F做功的功率较小
2.2024年5月,福建舰(如图1所示)完成了首次航行试验任务。福建舰满载时的排水量为,吃水深度可达13m。其配备的“歼-15舰载机”(如图2所示)是福建舰战斗力的核心,它在万米高空水平飞行时受到的零升阻力f与速度的平方的关系图像如图3所示。(吃水深度是指船舶底部到水面的垂直距离)
(1)当福建舰上若干架舰载机起飞后,福建舰的吃水深度将________(选填“变深”“变浅”或“不变”);
(2)求福建舰满载漂浮时,其受到的浮力大小和舰底所受到海水的压强大小;(海水的密度取,g取)
(3)福建舰以10m/s的速度沿水平方向匀速直线巡航1000m,所受的阻力始终为,求福建舰推力所做的功的功率大小;
(4)歼-15舰载机以200m/s的速度在万米高空水平匀速飞行时,它所受到的零升阻力f为________N。
分析有理·押题有据
本考点为常考计算题,力学模块的重点内容。
核心公式:功W=Fs、功率,常结合滑轮组、斜面、水平拉动物体等场景命题,例如计算滑轮组的有用功、总功和额外功,以及拉力的功率。侧重公式书写、规范解题步骤,题干数据规整,注重基础公式运用,不设置偏难怪的复杂物理模型。解题时需明确有用功、总功和额外功的区别,根据题目给出的条件选择合适的公式,注意单位的统一和换算。
终极猜想·精练通关
1.如图所示,用一水平压力F将重为10N的物体压在粗糙程度相同的竖直墙壁上。当压力F为30N时,物体处于静止状态;当压力F为25N时,物体恰好匀速下滑。下列说法中正确的是( )
A.物体处于静止状态时,受到墙壁对它竖直向下的摩擦力为10N
B.若物体下滑0.2m,则压力做的功为5J
C.若物体下滑0.2m,则其重力做的功为2J
D.物体在匀速下滑过程中,受到墙壁对它竖直向上的摩擦力为15N
2.如图,工件被机械臂夹住,沿竖直方向匀速下降0.4m,用时2s。已知工件的质量为1.5kg,g取10N/kg。匀速下降过程中,工件( )
A.受到的摩擦力大小不变 B.受到的重力大于摩擦力
C.重力做功为0 D.重力做功的功率为0.3W
3.物块在水平拉力F(大小未知)的作用下,在水平直线轨道上运动(如图),其中AB段和BC段的轨道材质不同,其中。已知物块在AB段和BC段分别以2m/s和5m/s的速度匀速运动,且在BC段所受摩擦力为2N,则以下判断正确的是( )
A.该物块在BC段的惯性比AB段大 B.该物块通过AC段的平均速度为3.5m/s
C.物块在AB段所受摩擦力比BC段大 D.拉力F在BC段做功的功率为10W
4.如图甲所示,这是我国的056A型护卫舰,小明查阅相关资料后得到该护卫舰的参数如下表所示。某次执行任务时,护卫舰由静止出发,以恒定最大推进功率航行,加速航行1.2km后达到最大航速,图乙是本次航行的v-t图像。(g=10N/kg)求:
满载排水量
吃水深度
最大航速
最大推进功率
(1)护卫舰满载停泊在港湾时所受浮力大小________;
(2)护卫舰以恒定最大推进功率从静止出发,航行120s达到最大速度的过程中,求推力做的功________;
(3)护卫舰从密度较小的河永驶入密度较大的海水中,它受到的浮力__________;它排开水的重力___________;排开水的体积__________。(以上三空均选填“变大”、“变小”或“不变”)
5.木块A 和铁块 B 在一个方向不变、大小为3N 的水平拉力F 的作用下做沿同一水平面做直线运动。0~4s 内路程随时间变化图像如图所示,其中GA=GB。
(1)此过程做匀速直线运动的物体是________(选填“A” 、“B”或“A 和 B”), 速度为________m/s;
(2)此过程 F 对 A 做的功为________J;
(3)此过程, A 、B 所受的摩擦力分别为f1 、 f2,F对 A 、B 做功的功率分别为P1、P2,则f1________f2,P1________ P2(选填“=”或“≠”)。
6.在水平地面上有一长方体木箱,小明用水平推力F把木箱向前推动如图甲所示,此过程中,推力F随时间t的变化如图乙所示,木块前进的速度v的大小随时间t的变化如图丙所示。
(1)0~1s内,木箱受到摩擦力是____N;
(2)1~3s内,木箱的运动状态_______(选填“改变”或“不变”),受到的摩擦力是___N;
(3)3~5s内,推力对木箱做功_______J。
7.工人师傅利用汽车作为动力,从水中打捞一个方形物件,绳子通过滑轮,一端系着物件,另一端拴在汽车上,水底到地面的高度h是7m,如图甲所示,汽车拉着物件一直匀速上升,已知汽车对绳子的拉力F与绳子向前移动距离s的变化关系如图乙所示。物件露出水面而带出的水分、绳子的体积、绳重及摩擦均忽略不计,水的密度为,g取10N/kg,求:
(1)物件完全离开水面后上升1m,汽车对绳子的拉力做的功;
(2)物件浸没在水中时,受到的浮力大小;
(3)物件的体积。
8.图甲所示,工人将货物搬运到货车上,过程简化为图乙所示:某次工人先利用斜面将边长为1m的正方体货物匀速推到车上,再将货物水平匀速推到d点。这个过程中推力大小保持为800N,方向与运动方向保持一致,货物重为1000N,各段长度如图乙所示,推上斜面用时10s,水平推动用时5s,g=10N/kg,求:
(1)将货物从a点沿斜面推到b点的运动过程中,推力做功的功率大小;
(2)货物静止在d点时,对货车的压强大小。
9.某轿车的质量是1t,车轮与地面的总接触面积是0.1m2(g=10N/kg)
(1)轿车空载静止时,对水平地面的压强为多少?
(2)在平直的公路上以恒定的功率测试轿车性能时,轿车由静止开始运动,水平方向获得的动力F随运动时间t的变化关系如图所示。t=20s后,轿车以30m/s的速度做匀速直线运动,①则在20-40s时间内动力做的功为多少?②轿车发动机的功率为多大?
10.如图甲,一边长为0.1m的正方体木块在拉力F1和F2的作用下,分别沿粗糙程度相同的斜面及水平面做匀速直线运动,拉力方向始终与运动方向一致。木块在斜面运动的路程和时间的关系图像及其在水平面运动的速度和时间的关系图像如图乙、丙。已知F1为20N,求
(1)木块在斜面、水平面运动时所受的摩擦力分别为f1、f2,则f1_____f2(选填“=”或“≠”);
(2)木块在斜面上从A点运动到B点,F1做的功及功率;
(3)木块在水平面上从C点运动到D点,F2所做功的功率为2.5W,F2的大小。
押题猜想十六 电功率综合应用
试题前瞻·能力先查
1.如图1所示的空气炸锅能快捷烹制食物,图2是该空气炸锅加热部分的简化电路,有低温、中温和高温三个挡位,和是发热定值电阻。下列说法中正确的是( )
A.只闭合,该空气炸锅是高温挡 B.只闭合,该空气炸锅是低温挡
C.只闭合,该空气炸锅是高温挡 D.同时闭合和,该空气炸锅是低温挡
2.图甲所示的电路中,电源电压恒为6V,灯泡L标有“6V 3W”,超导部件与流过它的电流I的关系如图乙所示。电路通电10s。以下判断错误的是( )
A.L的实际功率为3W B.产生的电热为0J
C.若被短接,L会变亮 D.若灯被短接,电源不会被短路
3.小明利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率(电源为两节新干电池),小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中将实验电路连接完整(要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表示数变小)。
(2)实验中,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,两电表指针始终处于图乙所示位置,如果导线完好且连接无误,只有一个元件有故障,则故障原因是______。
(3)故障排除后,小明从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据,得到小灯泡图像如图丙所示,则小灯泡的额定功率是______W,所用滑动变阻器的最大阻值是______Ω。
(4)由图丙可以算出小灯泡两端电压为0.5V时灯丝的电阻为______,并且实验过程中得出图像不是一条直线,请分析出现这种现象的原因是______。
4.如图(甲)。所示,是一种名为“无油空气炸锅”的家用电器,其原理是先用加热电阻来加热空气,再利用电风扇将热空气对流加热食物。该款空气炸锅工作电路如图(乙)所示,其中空气炸锅的额定电压是、电风扇的额定功率为,为加热电阻,为定时开关,为温控开关。工作时,定时开关和温控开关都闭合,空气炸锅处于“炸烤状态”;当电烤箱内温度高于预设温度时,温控开关自动断开,空气炸锅处于“保温状态”。图(丙)是该空气炸锅正常工作时,在一次焙烤薯条过程中加热电阻R工作的“”图像,求:
(1)加热电阻的阻值;
(2)空气炸锅处于“炸烤状态”时,通过电风扇的电流和干路的总电流;
(3)空气炸锅在前4min内,加热电阻产生的热量是多少;
(4)使用该空气炸锅在这14min焙烤薯条的过程中,共消耗的电能。
分析有理·押题有据
本考点为常考计算题,电学模块的综合应用。
核心公式:电功W=UIt、电功率、焦耳定律Q=I2Rt,常以家用电器(如电热水壶、电饭煲、空调)为情景,考查电功率计算、电热计算,例如计算电热水壶加热水时消耗的电能、产生的热量和加热时间。侧重公式联动与单位规范换算,是广州中考电学常考的综合题型。解题时需注意纯电阻电路和非纯电阻电路的区别,合理选择公式,注意电功率的额定值和实际值的区别。
终极猜想·精练通关
1.某物理兴趣小组的同学组装了一个如图甲所示的电路,灯的电流与电压关系如图乙所示,额定电压是,定值电阻,滑动变阻器标有“ 1A”字样,电压表测量范围为。当只闭合时,灯正常发光,如:
(1)灯正常发光100s时消耗的电能是_________;
(2)当只同时闭合时,整个电路的电功率是_________;
(3)当只同时闭合时,为了保证电路安全,接入的电阻变化范围是_________;
(4)当只同时闭合时,再在电路中某处接入电流表,电流表的示数如图丙所示,此过程中电路一直安全,则此时接入电路的电阻值为_________。
2.小白发现每到回南天衣服很难晾干:
(1)湿漉漉的衣服晾干需经历______(填一种物态变化名称);
(2)小白发现有一款智能晾衣架,它集电动升降、风干和紫外线灯杀菌等多功能为一体,晾衣架的简化电路如图:电动机实现升降,压力感应开关在横杆没有悬挂衣物时自动断开,在悬挂衣物后又自动闭合。
①横杆不悬挂衣物时,风干机______正常工作(选填“能”或“不能”);
②紫外线灯正常工作时通过灯泡的电流是多大?______
③为了尽快晾干衣物,某次晾晒衣物的流程如下图所示,求该智能晾衣装置完成本次晾衣流程电流需做功多少焦?(钢丝绳的质量以及各种摩擦和能量损失不计)______
3.提供给一个某种类型的电阻器R两端电压恒为12V,电阻器R通电后,同时记录R的温度-时间图线、流过R的电流-时间图线如图所示;
(1)根据图线,R的温度为50℃时,流过R的电流为___________A;
(2)求在90s时R的电功率______,R在此状态下持续工作10s消耗的电能______;
(3)30~40s,R产生的热量为Q1;90~100s,R产生的热量为Q2,Q1___________Q2(选填“>”“=”“<”),写出判断依据:___________。
4.“探究电热与时间的关系”实验。
(1)在图a中用笔画线表示导线,把滑动变阻器串联接入电路,要求连线不要交叉,滑片P向B移动,电路的电流增大;
(2)安装____测量水温,通过水温变化比较电热丝产生的热量;
(3)闭合开关,观察到水温不断升高。该现象表明电热丝阻值和电流不变时,通电时间越长,电流产生的热量越____(选填“多”“少”);
(4)继续加热一段时间后,发现水未沸腾,但水温保持不变。拓展探究如下:
①从能量转化与守恒的角度分析,这一现象产生的原因是水每秒吸收的热量____(选填“大于”“小于”或“等于”)水每秒向外界散失的热量;
②用图b中电压表和电流表的示数计算,若电热丝产生的热量全部被水吸收,则为____J;
③为升高水温,可通过____(选填“增大”“减小”)电热丝的功率实现;
④移动滑片P,观测到水温上升后,仍会稳定在另一温度;
⑤重复步骤④,得到下表数据;
实验序号
1
2
3
4
5.0
10.0
15.0
20.0
0.5
1.0
1.5
2.0
____
10.0
22.5
40.0
28.5
36.0
48.5
66.0
⑥据表中数据画出图像,由图像推测实验时的室温约为____℃。
5.小敏有两块完全相同的金属块,总质量为0.1kg,他设计了一个实验夹测量该金属的比热容大小(如图1所示)夹在两金属块内侧,再把陶瓷发热片接入电路中,一段时间内温度的变化来计算该金属的比热容大小,如图2所示。
(1)金属块分别采用两种不同方案夹住陶瓷发热片和电子温度计的探头,具体如下:
方案一:金属块暴露于空气中
方案二:用隔热棉将金属块进行严密包裹
两种方案测得该金属的比热容的数值更接近真实值的是 ________ (选填“方案一”或“方案二”);
(2)小敏采用恰当的方案完成实验,其中测得一组实验数据如表所示(电源输出电压恒定,陶瓷发热片把电能全部转化为内能)。
电压表示数U(V)
电流表示数I(A)
金属块温度变化Δt(℃)
金属块加热时间t(s)
金属的比热容c[J/(kg•℃)]
6.0
0.75
20
220
①求此实验中陶瓷发热片的电阻大小是多少______?陶瓷发热片在这220s内产生多少热量?______
②若此实验中陶瓷发热片产生的热量全部被金属块吸收,则测得该金属的比热容c= _________ J/(kg•℃)。
6.有一只小灯泡的铭牌上仅能看清“0.3A”的字样,为了测量该小灯泡的额定功率,进行了如下实验:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中未连接完整的电路补画完整,要求滑动变阻器向右调节时阻值变小;
(2)连接完整电路后,闭合开关后移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,电流表的示数始终为零,电压表的示数接近3V且保持不变,出现的故障可能是 (选填字母);
A.小灯泡短路 B.小灯泡的灯座接触不良
C.电流表处断路 D.电压表的正、负接线柱接反了
(3)排除故障后,正确连接电路,使小灯泡正常发光,电压表示数如图乙所示为_________V,小灯泡的额定功率为_________W;
(4)利用如图丙所示的电路,对实验进行了拓展,测出了另一只已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率,请完成实验步骤:
①闭合开关S1,开关S2连接b,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为_________;
②再将开关S2连接a,滑动变阻器滑片的位置__________(选填“左移”“右移”或“不动”),调节电阻箱的阻值,使电流表示数为I1,读出电阻箱的示数为R0;
③则小灯泡的额定功率表达式P=__________(用字母表示)。
7.电动机铭牌上标有“”的字样,控制电路的电源电压为,为定值电阻,人体红外传感器的阻值随人体到大门距离的变化关系如图丙所示:当电磁铁线圈中的电流为时,衔铁刚好被吸下,触发电动机工作,大门打开。(不计电磁铁线圈的电阻)
(1)若电动机实际工作时通过的电流为,实际功率为,求电动机两端的实际电压?
(2)经测试时刚好触发电动机工作,则的阻值为多少?
(3)若要使人离得更远一些就可以触发电动机工作,可以采取的措施。
8.某电热敷腰带如图甲所示,有高温、中温和低温三个挡位,图乙是内部简化电路图,R1、R2、R3为加热电阻,其中R1、R2的阻值均为1100Ω,通过旋转开关可以实现挡位切换。把电热敷腰带接入220V的家庭电路中。
(1)旋转开关分别转至“bc”“cd”“de”时,电路中的总电阻为Rbc、Rcd、Rde,它们的大小关系是_________。
(2)旋转开关转至____(选填“ab”、“bc”、“cd”或“de”)时,电热敷腰带处于高温挡工作,理由是____________________。
(3)电热敷腰带在高温挡工作时的总电流为0.25A,求通电10min消耗的电能;
(4)旋转开关转至bc时,电热敷腰带的功率为22W,求电路的总电流;
(5)旋转开关转至cd时,求电热敷腰带的功率。
押题猜想十七 电学综合类探究
试题前瞻·能力先查
1.我国载人潜水器“奋斗者”号突破万米深潜。潜水器内氧气浓度过低会影响内部人员的生命安全。氧气可通过电解水的方式来制备。某科创小组设计了氧气浓度报警装置,其简化电路未连接完整如图甲所示。气敏箱可等效为一个电阻,其阻值R与氧气浓度c的关系如图乙所示。闭合开关,当氧气浓度时,绿灯正常发光;当时,红灯正常发光。已知电源电压及两灯的额定电压均为,电磁铁线圈的电阻忽略不计。
(1)电解水制备氧气的过程中,电能主要转化为______能。
(2)图甲中的A灯为______选填“红”或“绿”灯。
(3)闭合开关S,当时,通过电磁铁线圈的电流为______A。
(4)请根据文中信息,用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整,要求导线不能相交。
2.如图甲所示是一款利用高温水蒸气熨烫衣服的家用便携式挂烫机,该机器有高温、低温两个加热挡位,正常工作电压为220V,其内部简化电路如图乙所示,当双触点开关S接触1和2时为关机状态。、是两个阻值不变材质相同的电热丝,。求:
(1)在丙图中虚线框内画出挂烫机使用高温挡位工作时的等效电路图。
(2)图丁为挂烫机工作时主要能量流向图,图中能量A是______能,物质A是______(选填“固态”“液态”或“气态”)。
(3)挂烫机在高温挡工作时的总电流为4A,求通电1.5min消耗的电能
(4)开关S接触2和3时,挂烫机工作的电功率为440W,求电路的总电流:
分析有理·押题有据
本考点为常考实验探究题,电学模块的核心实验。
集中在伏安法测电阻、测小灯泡电功率、探究电流与电压/电阻的关系等课本核心实验,考查实验操作步骤、故障判断、数据处理与实验结论。例如伏安法测电阻中滑动变阻器的作用,测小灯泡电功率时不同电压下的亮度变化,探究电流与电阻关系时控制变量法的应用。侧重控制变量法的应用和实验误差分析,是广州中考实验题的重点考查方向。解题时需熟悉实验原理和操作流程,能分析实验中出现的故障原因,处理实验数据并得出正确结论。
终极猜想·精练通关
1.如图甲为新型电饭锅,它能智能化地控制食物在不同时间段的温度,以得到最佳的营养和口感。小明了解到电饭锅的简化电路如图乙所示,R1和R2均为电热丝,和为温控开关,其中有A、B两个触点,可实现“高温”“中温”和“低温”三挡的转换。当闭合,连接触点A时,处于高温挡,高温功率1100W。已知,问:
(1)处于高温挡时,电饭锅正常工作时电路中的总电流?处于高温挡时,电饭锅经过产生的热量?
(2)电阻的阻值?
(3)当断开,连接触点B时,处于低温挡,求此时电路的总功率?
(4)处于中温挡时,开关是如何连接:______。
2.我国太阳能、风能等新能源储量丰富,如何科学合理进行利用值得探究。深圳某学校学生开展了点亮小屋——为节能屋寻找新能源的跨学科项目式活动,要求基于地形特点利用新能源的具体途径,并利用新能源点亮所制作的节能屋。学生分组研究不同能源及利用方式形成调查报告,例如结合地理学、环境保护等知识设计风能的利用方案,结合数学地理学等知识设计太阳能的利用方案,通过工程和技术完成小屋模型的制作。
(1)为点亮小屋,追光组设计师对节能小屋的部分电路进行设计,如图1所示,它_______(选填“符合”或“不符合”)安全用电原则。
(2)小深组调研发现,风力发电有两种不同类型,一是独立运行的离网型(如图2)。离网型发电规模小,工作时将风能先转化为电能,再转化为________储存在蓄电池来解决供电问题。二是接入电力系统运行的并网型(如图3),并网型实际发电功率与风速关系如图4,发电功率稳定时才能直接接入电力系统运行。小深组查得深圳年平均风速为2.4m/s,推测深圳大部分地区________(选填“能”或“不能”)使用并网型风力发电。
(3)如图5,凤凰组制作的风力发电机叶片转过的面积为6.4×10⁻³m²,当风以5m/s的速度垂直通过叶片旋转面时,风能密度为75J/(m²·s)(空气在1秒内以速度为v流过单位面积产生的动能称为风能密度),发电机1s输出的电能为0.12J,则该风力发电机对风能的利用效率为________。
(4)如图6,追光组对太阳能电池板摆放纬度进行研究。角1为当地的太阳高度角,太阳高度角等于90°减去当地纬度与太阳直射点纬度的差值绝对值。深圳的纬度为22.5°,春分日太阳直射点纬度为0°,为最大限度利用太阳能,该日正午太阳能电池板摆放的角度为______。
3.无人机航拍影像具有高清晰、高实用性的优点。下表是某小型无人机的部分参数:
参数名称
最大飞行半径m
最大巡航速度km/h
电池电压V
电池容量mAh
电动机额定功率W
拍摄速度帧/秒
数据
50
24
2500
20
11000
(电池容量=放电电流×放电时间,例如,1mAh是指以1mA的电流能连续工作1h,帧/秒是指每秒拍摄的画面数)。
(1)人们是利用遥控器通过______(选填“声波”或“电磁波”)传输信息操控无人机的,其有效操控距离最大为______km;如图乙是无人机竖直向上运动的图象,由图象可知,在0~5s内,无人机受到的升力______(选填“大于”“等于”或“小于”)重力,其中阴影部分面积所表示的物理量为______。
(2)摄像机拍照镜头可看作凸透镜,当摄像机向被拍摄的物体靠近时,物体所成实像的像距将变______(选填“大”或“小”)。
(3)小轿车在高速公路上限速120km/h。如图甲所示,交警利用无人机进行高速公路通行情况的实时监测,一辆小轿车在通行0.6m的过程中,高速摄像机拍摄的帧数为220帧,据此判断小轿车是否超速?______(选填“是”或“否”)。
(4)电动机是控制无人机飞行状态的关键动力设备,当它正常工作时,12s内消耗的电能是______J。已知电动机消耗的能量是无人机电池储存最大能量的50%,则无人机在空中以额定功率飞行的时间不能超过______h。
4.图1为某款可控制加热炉温度的电路,工作电路电源电压恒为220V,R1、R2是加热电阻。温差电源的热点探头在炉内,冷点探头在20℃的恒温箱中,当炉内温度变化时,工作电路会切换高功率加热和低功率保温两种状态。闭合开关S1、S2,当电磁铁线圈中的电流小于0.01A时,动触点C与触点A接触;当电磁铁线圈中的电流达到0.01A时,衔铁被吸下,动触点C与触点B接触,此时工作电路功率为200W。已知R1=44Ω,R=4Ω,电磁铁线圈的电阻忽略不计。
(1)当C与A接触时,求工作电路的功率;
(2)当C与B接触时,求通电10min,工作电路产生的热量;
(3)此温差电源提供的电压U温差与两探头间的温度差Δt的关系如图2:
①分析图2中的数据,可得,则k的单位是___________,这个温差电源的k的值为___________;
②炉内温度为20℃时,闭合S1和S2,C将与___________(选填“A”“B”)接触使工作电路处于加热状态,炉内温度逐渐升高,炉内温度刚好达到___________℃时,工作电路由加热状态变为保温状态。
5.如图甲为某款电热水壶,其规格为表所示。简化电路图如图乙,有加热和保温两挡,由开关S调节。
额定电压
加热功率
保温功率
(1)电热水壶工作时把_________能转化为_________能;
(2)开关S_________时(选填“闭合”或“断开”),电热水壶处于加热挡,原因是__________________;
(3)该电热水壶在加热挡工作可将质量为的水从20℃加热到100℃,这段时间水吸收的热量为多少?[已知]
(4)此次电热水壶加热水的热效率为多少?
6.3D打印机的原理是把数据指令和原料导入打印机中,喷头将丝材原料热融后喷出,丝材遇冷迅速凝固成所构造物体。小勤家的3D打印机规格为“220V,250W”,其正常工作40s能将0.1kg的PLA塑料从加热到,所使用的丝材原料是PLA塑料,其比热容。
(1)打印机正常工作时的电流大小;(保留一位小数)
(2)此过程打印机消耗得电能和PLA塑料吸收的热量;
(3)下图是打印机喷头的温控电路。温度传感器的阻值随温度的变化情况如下表所示。,当设置喷头的最高温度是时,线圈的电流达到100mA时,衔铁被吸下来,喷头__________(选填“停止加热”“开始加热”)。若忽略电磁铁的线圈电阻,求此时滑动变阻器的阻值__________;
温度/℃
30
60
90
120
150
180
电阻/
140
90
58
40
35
30
(4)若要提高喷头最高温度,需要将滑动变阻器阻值调__________(选填“大”“小”)。
7.据统计,每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标,氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大,使用氢燃料电池的交通工具不断丰富,其应用流程如下。
(1)下列说法正确的是 ;
A.采用氢燃料是利用氢的比热容大
B.氢能源汽车工作过程,氢燃料电池将电能转化为化学能
C.氢能源汽车工作过程中,剩余氢的热值不变
D.使用热值更大的燃料,一定可以增大热机效率
(2)储氢瓶在高压下储存氢气时,瓶内气体的温度会升高,该过程中氢气的内能 __________(选填“增大”“减小”或“不变”);汽车冷却系统中,水箱内的液态水通过 __________(填写物态变化名称)吸收热量,有效降低发动机温度;
(3)以氢燃料电池卡车为例,若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h,功率为172kW;
①求以当前速度卡车行驶72km消耗的能量为 ____________J;
②与燃油卡车相比,氢燃料电池卡车行驶72km 可减排二氧化碳的质量为 _____________。(燃油机的效率取36%,燃油的热值q取 4.3×107 J/kg)
8.小明家新买了一台棉花糖机,一键启动,操作非常简单。说明书显现其工作参数如下:
额定功率
额定电压
电热丝
780W
220V
电动机
210W
220V
已知糖块的熔化温度为186℃,糖的比热容为1.5×103J/(kg·℃)(固态),糖的熔化热为3.0×105J/kg。(熔化热λ是指单位质量的晶体物质在熔化过程中吸收的热量。即在一定温度和压力下,1千克的晶体物质从固态转变为液态时所吸收的热量)。
(1)机器工作原理:电热丝通电后发热,将固态糖块_________(填物态变化名称)为液态糖浆。电动机带动金属网高速旋转,液态糖浆从细孔中甩出,遇冷空气_________(填物态变化名称)成丝状棉花糖。在整个实验的过程中,晶体的__________一直在持续增加;
(2)请画出棉花糖机的简化电路图_________。(用电源表示电源,用表示电热丝,用M表示电动机)
(3)机器正常工作时的总电流是多少_________?若电路中保险丝的额定电流为5A,这台机器能否安全使用_________?请说明理由_________。
(4)若将20g,26℃的糖块完全熔化为液态糖浆,糖块吸收的热量是多少_________?
押题猜想十八 力学综合类探究
试题前瞻·能力先查
1.科创小组设计了水库自动泄洪控制装置,其简易模型如图所示:A为压力传感器,B为密度小于水且不吸水的实心均匀圆柱体,并可在管径稍大的竖直管道内自由地上下移动,其重力,底面积。水位正常时,恰与圆柱体B底面平齐;当水面上升到传感器A的底端时,传感器受到圆柱体的压力为21N,触发预警并自动打开出水口进行泄洪。g取,,求:
(1)当水位正常时,求圆柱体B对模型底部的压强;________
(2)求圆柱体B的高度hB__________和密度________;
(3)为了提高防洪安全性,使警戒水位比原设计低,在B的底面积不变、压力传感器位置不变的前提下,可以采用的方法是 __________(写出一种方法即可)。
2.小明同学需要初步检查一批100mL的小瓶消毒酒精密度是否合格。于是他自制一个微型密度计来测量这些消毒酒精的密度。(密度计测量液体密度时漂浮在液体中,如图丙所示)
(1)首先,小明估算密度计的质量。对于100mL的小瓶消毒酒精来说,用微型密度计测量时排开1mL的酒精比较合适,这样不会导致酒精溢出。若酒精的密度为,质量为m的密度计正常测量时,排开1mL的酒精,则排开的酒精质量为______g,且______(选填“>”“<”或“=”);
(2)小明用制作棉签的实心塑料杆作为标度杆,塑料杆中部套一个密度较小的泡沫塑料球作为浮子,下端绕有铜丝作为配重,初步做成一个微型密度计,如图甲所示。
①若这个密度计放入酒精中会触碰瓶底,如图乙所示。为了使密度计漂浮,以下对密度计的调整,合理的有哪些?______(填写字母)。
A.去掉泡沫塑料球
B.适当减少铜丝的质量
C.适当上移浮子在标度杆上的位置
D.适当上移铜丝在标度杆上的位置
E.换一个同种材料、体积大一些的浮子
F.把塑料杆换成外形相同、密度更大的铜杆
②调整后,密度计漂浮在密度为的酒精中,液面位于标度杆的A位置,如图丙所示;密度计漂浮在密度为的酒精中,液面位于标度杆的B位置(图中未标出)。已知,则B位置在A位置的______(选填“上方”“下方”),判断依据是______。
③消毒酒精的密度在和之间是合格的。若A、B之间的距离过小,不利于检测,则应换用直径更______(选填“大”“小”)的实心塑料杆。
分析有理·押题有据
本考点为常考实验探究题,力学模块的核心实验。
集中在探究影响滑动摩擦力大小的因素、探究液体压强的特点、探究浮力大小与哪些因素有关、探究杠杆的平衡条件等课本核心实验,考查实验操作、数据处理、误差分析。例如探究滑动摩擦力时控制变量法的应用,探究液体压强时通过 U 型管压强计的液面高度差判断压强大小,探究浮力时通过称重法测量浮力大小。侧重控制变量法的应用和实验结论的推导,解题时需明确实验目的,根据实验现象和数据得出正确的结论,同时注意实验中的误差来源和改进方法。
终极猜想·精练通关
1.某物理兴趣小组在跨学科实践中研究了简易密度计的制作。他们取来一根粗细均匀的吸管,在吸管的下端装入适量的钢珠后用蜡封住并使底部平整,做好后测出该密度计的总重力为0.24N,吸管底面积为2×10-4m2,吸管总长为0.16m。
(1)吸管的下端装入适量的钢珠的目的是为了使它能在竖直方向上______在液体中;
(2)如图甲所示是将该密度计放入水中静止时的情形,A是在吸管上标记的此时水面的位置,则密度计受到水的浮力是______N;
(3)若将该密度计从水中取出擦干、放到密度为1.1×103kg/m3的盐水中,静止时密度计受到的浮力将会______,此时吸管上盐水液面的位置在A的______;
(4)该密度计能测量的液体最小密度值是______kg/m3;
(5)为了提高密度计精确度,小组同学利用不同吸管成功自制了两支密度计,如图乙所示,其中精确度最高的密度计是______(填序号)。
2.粗糙程度相同的水平地面上放着一个物块,对其施加一个方向不变的水平拉力,使其从静止开始运动,滑块的速度随时间变化的规律如图甲所示。拉力的功率随时间变化的规律如图乙所示。
(1)4~6s,物体处于___________状态,所受拉力F=___________N。
(2)0~2s,物体运动了4m,求出该过程中,物体克服摩擦力所做的功。(写出必要的计算过程)
3.图1是吊车将30t重集装箱由A点匀速运载到C点的简化图,图2是吊车的吊挂系统简化图,点为支点,吊臂液压缸对吊臂的力作用在点,沿线,绳索对吊臂的拉力作用在点,吊挂系统处于平衡状态,若不考虑吊臂的重力。(取)
(1)请在图2中画出及其力臂;
(2)判断_____(选填“”“”或“”),理由:_____;
(3)吊车吊装集装箱从A到C用时,吊挂系统的端是一个滑轮组见图3,钢丝绳拉力的功率为
①滑轮的作用是_____
②钢丝绳拉力所做的有用功;( )
③滑轮组的机械效率。( )
4.某时刻三峡大坝上下游的水位差达到,船舶要翻过大坝,可以选择“爬楼梯”或者“坐电梯”,这里的“楼梯”指的是船闸,“电梯”就是升船机。(g取,水的密度为)
(1)如图甲为一艘轮船通过大坝从上游驶向下游的情形。闸门A打开,闸室与上游水位等高,打开闸门C,轮船驶入闸室。船闸利用了_________原理;图中船相对于大坝是_________(选填“运动”或“静止”)的。
(2)如甲图中,船闸上游水深,请计算水底处0.2m2地面上受到水压力多大?
(3)升船机如图乙,与电梯原理相似。不考虑能量损耗,承船厢载着水和游轮垂直匀速提升,6分钟提升108m后与上游江面齐平,承船厢内船与江水总质量为吨,则电梯功率为多大?
5.小雯有两个质地均匀的实心物体M、N,它们的体积VM<VN,为了比较哪个物体更重,哪个物体的密度更大,小雯进行了以下实验:
①取一根长筷子,已知A、E为筷子的两个端点,O为筷子的中心点;
②将细绳系在筷子上,移动悬挂点,直到筷子水平平衡,如图甲所示;
③将金属块M、N分别系在B、D点,筷子静止时如图乙所示。
请根据上述信息,回答以下问题:
(1)筷子的重心在_____ 点(选填“B”或“C”或“O”或“D”);
(2)请在图乙中画出筷子的D点受到的拉力及其力臂;
(3)重力GM_____ GN,密度ρM_____ ρN(选填“>”或“=”或“<”)。
6.如图甲所示,在水平地面上有一重的物体,受到绳子竖直向上的拉力,此时地面受到物体的压力为,受力面积为2m2,它对地面压强为p。电动机钢索的拉力以恒定功率30kW将物体从静止开始竖直向上提升60s后,功率逐步减小,70s时功率为0W。此过程物体的“v-t”关系如图乙所示。忽略空气阻力。
(1)计算:压强p。
(2)计算:前60s,拉力对物体做的功。
(3)第60s时物体的机械能为;第70s时物体的机械能为。则_______(选填“<”“=”或“>”),判断依据_______。
(4)0~10s,钢索对物体的拉力_______(选填“变小”“不变”或“变大”),判断依据_______。
7.如图1所示,轻质弹簧一端固定在墙上,另一端与物体N连接,图1中所示为弹簧原长的状态,水平地面为粗糙表面,把N沿水平地面压缩弹簧,直至N的位置标记线到达A点(本题中N的位置,均指N的位置标记线所对的位置),静止释放N,运动到最远点B点后,返回通过C点。
(1)在图2方框内以点代N,画出N由A点释放瞬间的受力示意图;
(2)N在A点静止释放,先后两次通过C点时,N受到弹簧弹力的方向______(选填“相同”或“相反”);
(3)若把水平面换作光滑无摩擦表面,N运动到最右端B点速度为零时,弹簧与其连接恰好断开,则物体N将______。
①保持静止 ②向右匀速直线运动 ③向左加速运动 ④向左匀速直线运动
8.如图1、2,用拉力F1、F2分别拉着物体M、N做匀速直线运动,每隔0.1s记录它们的位置,sPQ=0.9m,sRS=1.2m,F1和F2做功的功率均为2.4W。
(1)求出F1在PQ段所做的功;( )
(2)求出F1的大小;( )
(3)M、N所受摩擦力分别是f1、f2,则f1___________ f2(选填“>”“=”“<”);
(4)若M、N动能随时间变化如图3所示,则M对应的是甲直线还是乙直线?或是无法判断对应关系? ___________;随着运动的持续,M的机械能___________(选填“变大”“不变”“变小”),请写出判断依据___________。
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2026年中考物理终极押题猜想(广州专用)
考情为骨 密押为翼
押题猜想一 估测题 1
押题猜想二 声现象及其辨析 8
押题猜想三 能源与信息的传递 16
押题猜想四 内能与物态变化辨析 26
押题猜想五 运动和力 38
押题猜想六 压强及应用 48
押题猜想七 电学基础知识 60
押题猜想八 电路故障与电路设计分析 48
押题猜想九 机械能及其转化 79
押题猜想十 动态电路分析 93
押题猜想十一 家庭电路及作图 100
押题猜想十二 光现象与透镜综合及作图 112
押题猜想十三 杠杆和滑轮的应用 127
押题猜想十四 浮力与机械效率综合 142
押题猜想十五 功和功率的计算 158
押题猜想十六 电功率综合应用 168
押题猜想十七 电学综合类探究 182
押题猜想十八 力学综合类探究 196
押题猜想一 估测题
试题前瞻·能力先查
1.《孔子家语》中记载:“布指知寸,布手知尺……”其中“布手知尺”是指手掌张开,大拇指和食指的指尖距离,作为一尺的标准,这里的“一尺”折合成现代的长度约为( )
A.16nm B.16mm C.16cm D.16dm
【答案】C
【详解】“布手知尺”是指成年人张开大拇指和食指之间的距离,俗称“一拃”。 现代测量表明,成年人的一拃大约在 15–20cm 之间,常见取值为16cm 左右。
故选C 。
2.下列数据符合生活实际的是( )
A.冰箱冷冻室的温度约为 B.教室门高约1.2m
C.中学生的质量约为50kg D.中学生步行的速度约为5m/s
【答案】C
【详解】A.电冰箱冷冻室的温度在0℃以下,约为-18℃,故A不符合题意;
B.中学生高度约为1.6m,教室门比初中生高60cm左右,故教室门的高度约为2.2m,故B不符合题意;
C.一般初中生质量在40–60 kg左右,50 kg较为合理,故C符合题意;
D.中学生步行时,每秒约走2步,每步长约0.5m,则中学生步行速度约为1m/s,故D不符合题意。
故选C。
3.根据你的生活经验,下列数值中最接近实际情况的是( )
A.中学生正常步行的速度约 B.人体感觉最舒适的温度约为
C.一枚一元硬币的质量大约是6g D.声音在空气中的传播速度是
【答案】C
【详解】A.中学生正常步行的速度约为1.1m/s,故A不符合题意;
B.人体感觉舒适的气温约为25℃,37℃是人体的正常体温,不是感觉舒适的温度,故B不符合题意;
C.一枚一元硬币的质量约为6g,符合实际情况,故C符合题意;
D.声音在15℃空气中的传播速度是340m/s,3×10⁸m/s是光在真空中的传播速度,故D不符合题意。
故选C。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,与生活联系紧密。
主要考查生活中常见物理量的估测,如长度、质量、温度、时间、速度、电功率、电压等。命题多结合广州本地生活场景,例如课桌高度、学生质量、气温、家用电器功率等,侧重生活常识与物理单位感知,题型稳定、难度偏低。
终极猜想·精练通关
1.如图是我国自主研制的超微单兵无人侦察机“蜂鸟”,其超轻小的结构设计彰显了我国在无人机技术领域的卓越实力。下列对“蜂鸟”长度的估测,最接近实际的是( )
A.17mm B.17cm C.17dm D.17m
【答案】B
【详解】一个成年人手掌的宽度约为,从图片中可以看出,无人机的长度比手掌的宽度要长,其整体长度与成年人手掌的长度相近。大约在厘米到厘米之间,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2.如图所示,2025年高考结束后,广西桂林考生刘燕用一根扁担挑着行李回家的视频被路人拍下后突然火遍全网,不少网民为她点赞,并亲切称她为“扁担女孩”。请你根据图片信息估测扁担的长度为( )
A.12m B.12cm C.1.2m D.1.2cm
【答案】C
【详解】普通中学生的身高约为1.5∼1.7m,观察图可知,扁担长度略小于人的身高。约1.2m,故选C。
3.在日常生活中,下列估测最符合实际的是
A.人正常眨眼一次的时间约为3s
B.一个中学生站在地上对地面的压强约为103Pa
C.小明骑自行车上学的速度约为1m/s
D.普通书桌高度约为80cm
【答案】D
【详解】A、人正常眨眼一次的时间很短,约0.2s;故A错误;
B、每只鞋的底面积大约为200cm2,即0.02m2;中学生的体重大约为50kg,压力约500N,压强,故B错误;
C、骑自行车上学的速度比步行快的多,约5m/s;故C错误;
D、书桌高度约为0.8m,即80cm;故D正确;
故选D.
【点睛】此类型的题目要求对所学的物理量有熟悉的认知,特别是单位大小要认识清楚,能对生活中常见的物理量进行估计,要多注意理论联系实际,生活中留心积累.
4.下列估测值中,最接近实际的是( )
A.正常人脉搏跳动的频率为70次/秒 B.适合人们洗澡的热水温度约为70℃
C.一元硬币的面积约为4.5mm2 D.教室门的高度约为2m
【答案】D
【详解】A.正常人脉搏跳动的频率为次分,次秒太快了,故A不符合题意;
B.适合人们洗澡的热水温度约为左右,的温度太高了,故B不符合题意;
C.一元硬币的面积约为左右,的面积太小了,故C不符合题意;
D.教室门的高度约为,故D符合题意。
故选D。
5.下列物理量的估测值与实际情况相符的是( )
A.教室中一支粉笔的质量约为
B.一名普通中学生行走时的速度约为
C.正常人眼的明视距离大约是
D.某中学生的正常体温约为
【答案】D
【详解】A.一支普通粉笔的质量大约是5g,50g差不多是一个鸡蛋的质量,明显偏大,故A不符合题意;
B.根据速度单位换算可得,接近自行车的速度,中学生正常步行速度约为 ,故B不符合题意;
C.正常人眼的明视距离(最舒适的阅读距离)约为25cm,即0.25 m,不是2.5 m,故C 不符合题意;
D.人体的正常体温在之间,是非常标准的正常体温,故D符合题意。
故选D。
6.下列估测的数据中最接近实际的是( )
A.托起两枚鸡蛋的力约为1N B.中学生立定跳远的成绩约为5m
C.中学生课间休息时间约为15s D.人体感觉舒适的空气温度约为37℃
【答案】A
【详解】A.一枚鸡蛋质量约50g,两枚鸡蛋质量,根据,其重力,托起鸡蛋的力等于重力,约为1N,故A符合题意;
B.中学生立定跳远的成绩约为2m,5m远大于实际水平,故B不符合题意;
C.中学生课间休息时间约为,15s不符合实际,故C不符合题意;
D.人体感觉舒适的空气温度约为25℃,37℃是人体正常体温,此时会感到燥热,故D不符合题意。
故选A。
7.在初中学业水平考试体育测试过程中,小明对相关物理量进行了估测,其中最合理的是( )
A.初中生跑50m的速度约为10m/s
B.篮球的直径大约为25cm
C.完成一次引体向上大约克服重力做功2500J
D.考试用跳绳的质量约为3kg
【答案】B
【详解】A.初中生跑50m的时间约7-8s,根据,可得速度约为 ,故A不符合题意;
B.标准篮球的直径约25cm,符合实际,故B符合题意;
C.初中生体重约50kg,重力
引体向上上升高度约0.5m,克服重力做功
故C不符合题意;
D.考试用跳绳质量较轻,约0.1~0.2kg,故D不符合题意。
故选B。
8.下列选项最符合实际的是( )
A.中学生双脚站立时对地面的压强大约为12000Pa
B.中学生在空气中受到的浮力大约为6N(空气密度约1.3kg/m)
C.中学生正常步行的速度大约为5m/s
D.将物理课本从地上捡起来放到课桌上对书做的功约10J
【答案】A
【详解】A.一名中学生的体重大约600N,则小明对地面的压力为
由可得,双脚站立时对水平地面的压强约为
故A符合题意;
B.中学生的体积约为0.06m3,由可得,在空气中受到的浮力约为
故B不符合题意;
C.一般情况下,中学生正常步行的速度大约为1.3m/s,远小于5m/s,故C不符合题意;
D.物理课本的质量约为0.4kg,课桌的高度约为80cm,由可得,将物理课本从地上拾起到课桌上做的功约为
故D不符合题意。
故选A。
9.下面为小明对自身情况的一些估测,其中正确的是( )
A.身高160mm
B.总体积约50dm3
C.奔跑速度可达15m/s
D.爬楼梯时克服自身重力做功功率可达1kW
【答案】B
【详解】A.初中生身高大约为,160mm仅为16cm,不符合实际,故A错误;
B.人的密度与水的密度相近,约,初中生质量约为,根据可得,体积约为
符合实际,故B正确;
C.初中生奔跑速度约为5m/s,而,远超人类正常奔跑速度,不符合实际,故C错误;
D.初中生重力约为
爬一层楼(高度为3m)约用时10s,根据可得,功率为
远小于1kW(1000W),不符合实际,故D错误。
故选B。
10.对于正处于生长发育期的同学们来说,只有健康为本,方可成长无忧,远离学业疲劳,提高学习效率,体育锻炼是一条简单有效的途径,下面是小明同学健康锻炼的一些数据,其中估测合理的是( )
A.完成一次引体向上时做功的功率约为1000W
B.进行体育锻炼后脉搏每秒钟跳动10次
C.双脚站立时对地面的压强约为1.5×104Pa
D.中学生1000m跑的平均速度约为1m/s
【答案】C
【详解】A.中学生的体重在500N左右,引体向上的高度约50cm=0.5m
完成一个引体向上做的功为W=Gh=500N×0.5m=250J
所用时间在3s左右,引体向上的功率约
故A不符合题意;
B.人体正常脉搏约每秒钟跳动1次,体育运动后稍快,但不会达到每秒10次,故B不符合题意;
C.学生的体重在G=600N左右,双脚与地面的接触面积约S=400cm2=0.04m2
他双脚站立时对地面的压强约
故C符合题意;
D.人正常步行时的速度为1m/s,跑步速度比步行速度快,中学生1000m跑的平均速度约为5m/s,故D不符合题意。
故选C。
11.以下物理量的估测,最接近实际的是( )
A.橡皮擦从课桌掉落到地面所用时间为1min
B.1元硬币的厚度约为0.1dm
C.托起两枚鸡蛋所用的力大约为1N
D.家用电冰箱功率约为100kW
【答案】C
【详解】A.课桌高度约0.8m,橡皮擦从课桌落到地面的时间不到1s,故A不符合题意;
B.1元硬币的厚度约为2mm(0.2cm),故B不符合题意;
C.两枚鸡蛋的质量约100g,重力约
因此托起两枚鸡蛋的力大约为1N,故C符合题意;
D.家用电冰箱的功率约为150W,故D不符合题意。
故选C。
12.对生活中有关物理量的估测,符合实际的是( )
A.洗热水澡时的水温约为80℃
B.老师讲课的声音小于20dB
C.教室内空调的功率约为2000W
D.初中生从一楼走到五楼的时间约为3s
【答案】C
【详解】A.洗热水澡的水温一般在40℃左右,故A错误;
B.老师讲课的声音通常在40dB到60dB之间,20dB是非常安静的环境,故B错误;
C.教室内空调的功率约为2000W,符合实际,故C正确;
D.初中生从一楼走到五楼的时间约为60s左右,3s不符合实际,故D错误。
故选C。
押题猜想二 声现象及其辨析
试题前瞻·能力先查
1.如图是歌曲《如愿》中的一段歌词与乐谱。小张同学正确演唱“遥遥的路”四个字时,这个旋律片段的音符及其频率如下表所示。下列说法正确的是( )
音符
1
2
3
4
音名
频率/
261
293
329
349
A.演唱音符4时的音调最高
B.音符2的频率293Hz表示声带每分钟振动293次
C.演唱音符1时的响度最小
D.演唱音符1到4时,声音在空气中的传播速度变大
【答案】A
【详解】A.音调与发声体振动频率有关,振动频率越高,音调越高。演唱音符4时振动频率最高,音调最高,故A正确;
B.音符2的频率293Hz表示声带每秒振动293次,故B错误;
C.本题提供了四个音符的振动频率,可以判断四个音符的音调高低;因为响度与振幅有关,题中没有关于振幅的信息,无法判断每个音符响度的大小,故C错误;
D.演唱音符1到4时,声音在空气中的传播速度是一样的,故D错误。
故选A。
2.儋州调声是海南省儋州市的传统音乐,节奏明快,旋律优美,是国家级非物质文化遗产之一。下列关于儋州调声演出发出的声音的说法,正确的是( )
A.演唱声是由演员舌头振动产生的
B.演唱声特别美妙,所以它一定不会成为噪声
C.演唱声是通过空气传到观众耳朵的
D.女声的音调高是由于振幅大
【答案】C
【详解】A.声音是由物体振动产生的,演唱声是由演员的声带振动产生,故A错误;
B.从环境保护角度看,凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音都属于噪声,美妙的演唱声如果出现在不合适的场景也会成为噪声,故B错误;
C.声音的传播需要介质,日常我们听到的声音是通过空气传播到耳朵的,故C正确;
D.音调由发声体振动的频率决定,频率越高音调越高;振幅影响的是响度,因此女声音调高是因为发声频率大,故D错误。
故选C。
3.如图所示,是人和蝙蝠的听觉频率范围,下列说法正确的是( )
A.人有可能听到频率为10kHz的声波
B.人不可能听得到乙图的声波
C.200Hz的声波只要振幅足够大,蝙蝠有可能听得见
D.地震、海啸的预警中利用了频率高于20000Hz的超声波来传递信息
【答案】A
【详解】A.由图可知,人耳的听觉频率范围是,所以人有可能听到频率为10kHz()的声波,故A正确;
B.乙图的声波每毫秒振动一次,频率为
人耳的听觉频率范围是,所以人能听得到乙图的声波,故B错误;
C.由图可知,蝙蝠的听觉频率范围是,所以蝙蝠听不见200Hz的声波,故C错误;
D.地震、海啸的预警中利用了频率低于20Hz的次声波来传递信息,故D错误。
故选A。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,与生活联系紧密。
声现象核心内容包括声音的产生与传播、三特性(音调、响度、音色)区分、噪声控制途径、声的信息与能量利用。常结合乐器、生活降噪、日常听音场景出题,重在概念区分,不涉及复杂推导,是广州中考基础送分题型。
终极猜想·精练通关
1.钢琴调音器能监测琴声的频率。调音师参考该数值可校准琴声的( )
A.音色 B.音调 C.响度 D.音长
【答案】B
【详解】频率决定音调的高低,钢琴调音器能监测琴声的频率。调音师参考该数值可校准琴声的音调,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2.敲击甲、乙、丙三个音叉,将发出的声音输入到已经调试好的同一示波器上,甲、乙、丙三个声音的波形如图所示,若甲声波的响度为80dB,频率为400Hz,下列说法正确的是( )
A.乙声波的频率是800Hz B.丙声波的响度为160dB
C.敲击乙音叉的力度比甲大,乙的音调比甲高 D.丙音叉每分钟振动次数比甲多
【答案】D
【详解】A.甲声波的频率为400Hz,根据图示可知,乙与甲的振动频率相同,同为400Hz;故A错误;
B.甲声波的响度为80dB,根据图示可知,丙的振幅与甲的振幅相同,同为80dB,故B错误;
C.声音的响度由振幅决定,敲击力度越大,振幅越大,响度越高,所以乙音叉发出的声音比甲音叉的响度大,故C错误;
D.根据图示可知,丙音叉每分钟振动次数比甲多,音调高,故D正确。
故选D。
3.监测器与发声体距离保持不变,测得发声体发出声音的数据如图,0至t1过程中,发声体( )
A.振动幅度变大 B.每秒振动次数不变
C.发出声音的音调变低 D.发出声音的响度不变
【答案】B
【详解】AD.声音的强弱用响度表示,其大小用分贝(dB)表示,分贝数越大表示声音的响度越大,响度与振动幅度有关,响度越大说明振动幅度越大,由图可知,0至t1过程中分贝数逐渐减小,所以发出声音的响度减小,振动幅度变小,故AD不符合题意;
BC.音调由振动频率决定,频率越高音调越高,而频率是指每秒振动的次数,由图可知,0至t1过程中,频率不变,所以每秒振动次数不变,发出声音的音调不变,故B符合题意,C不符合题意。
故选B。
4.如图是某声音测试仪在同一位置测得同一声源发出的甲、乙声音强弱等级的示数,则下列选项正确的是( )
A.该仪器测出了声音在空气中传播的速度
B.声源发出甲声音时响度较大
C.甲声音的音色与乙声音的音色一定不同
D.声源发出甲声音时振动比较快
【答案】B
【详解】A.该仪器是测量声音大小的,不能测出了声音在空气中传播的速度,故A错误;
B.据图可知,甲声音的响度大,响度的影响因素是振幅,因此声源发出甲声音时振动幅度较大,故B正确;
CD.声源发出甲、乙声音时每秒振动次数相同,因为是同一声源,音色也相同,故CD错误。
故选B。
5.如图所示是河南舞阳出土的8000多年前的贾湖骨笛,比古埃及出现的笛子要早2000年,下列关于骨笛的说法正确的是( )
A.吹奏的笛声主要是由笛子振动发出的
B.按住不同的笛孔发出声音的音调会不同
C.笛声在空气中传播得越远速度越慢
D.为了不影响邻居,吹奏骨笛时将房间的窗户关闭,这是在人耳处减弱噪声
【答案】B
【详解】A.吹奏的笛声是由于笛子中间的空气柱振动产生的,故A错误;
B.按住不同的笛孔会改变空气柱的长短,则空气柱振动的频率不同,因此笛子发出的声音的音调不同,故B正确;
C.声音传播的速度与介质有关,在同种介质中传播速度相同,故C错误;
D.吹奏骨笛时将房间的窗户关闭,这是阻断了声音的传播,因此是在传播过程中减弱噪声的,故D错误。
故选B。
6.依据《噪声污染防治法》等法规,实时监测工地、交通等噪声源,及时对噪声超标的行为进行干预。下列措施中,与噪声监测仪作用属于同一物理目的的是( )
A.高速公路旁安装隔音板
B.工厂里的工人佩戴耳罩
C.在路口安装“禁止鸣笛”标志
D.使用分贝计检测公园的噪声等级
【答案】D
【详解】噪声监测仪的作用是监测噪声的等级(响度大小),属于对噪声的检测,而不是减弱噪声。
A.高速公路旁安装隔音板,是在传播过程中减弱噪声,故A不符合题意;
B.工厂里的工人佩戴耳罩,是在人耳处减弱噪声,故B不符合题意;
C.在路口安装“禁止鸣笛”标志,是在声源处减弱噪声,故C不符合题意;
D.使用分贝计检测公园的噪声等级,和噪声监测仪一样,都是监测噪声的等级,故D符合题意。
故选D。
7.抖空竹是中国民间艺术的瑰宝。如图,空竹圆轮以竹木制成,其外侧开有若干矩形哨口,哨口内有大小不同的气腔,因其转动时会发出嗡嗡声,又名“空钟”。下列说法正确的是( )
A.空竹发出的声音是通过固体传入人耳的
B.空竹发出的声音是由气腔内空气振动产生的
C.空竹转速越快,声音的传播速度越快
D.发声体振幅越大,发出声音的音调越高
【答案】B
【详解】A.空竹发出的声音是通过空气传入人耳的,故A错误;
B.空竹发出的声音是由气腔内的空气振动产生的,故B正确;
C.气腔内空气振动越快,发出声音的频率越高,音调越高,但传播速度不一定越大,因为影响声音传播速度的因素是传声的介质和温度,故C错误;
D.响度与振动幅度有关,气腔内空气振动幅度越大,发出声音的响度越大,故D错误。
故选B。
8.为全面贯彻落实新时代双减政策,我区各校都加强了艺术教育。如图所示是学生正在兴趣课堂上用古筝弹奏乐曲。下列说法中正确的是( )
A.听到的乐曲声是由学生的手指振动产生的
B.乐曲声在空气中的传播速度为3×108 m/s
C.用不同大小的力拨动弦,发出声音的响度不同
D.乐曲声悦耳动听,一定是乐音
【答案】C
【详解】A.声音是由物体振动产生的,古筝的乐曲声是由古筝琴弦振动产生的,故A错误;
B.是真空中的光速,常温下乐曲声(声波)在空气中的传播速度约为,故B错误;
C.声音的响度和振幅有关,用不同大小的力拨动弦,琴弦振动的振幅不同,发出声音的响度不同,故C正确;
D.从环境保护的角度,凡是妨碍人们正常休息、学习、工作的声音都属于噪声,即使悦耳动听的乐曲声,如果影响了人们正常的生活,也属于噪声,不一定是乐音,故D错误。
故选C。
9.物理课上老师让同学们分组制作隔音盒子,把正在响铃的闹钟放入封闭盒子中,看谁做的隔音盒子能让闹钟传出的声音最小,具有最好的隔音效果。其中甲乙丙三组分别用不同材料制作的隔音盒子如图1所示。
(1)将测量仪器M的接收器对着声源,仪器能够通过数字显示所在位置接收到声音的大小,分别用M测得丙组的隔音盒子与空盒子的数据如图2所示,M测可测声音的___________(选填“音调”“响度”“音色”),填充海绵能否让闹钟传出的声音变小?___________
(2)请利用M进行测量,来比较甲乙丙三组所制作的隔音盒子哪个的隔音效果最好,设计实验方案写出实验步骤(可以用画图或文字表述)。
【答案】(1) 响度 能
(2)①将机械闹钟放入鞋盒内,确保其位置固定;②在鞋盒四周分别塞入甲、乙、丙三组各自的隔音材料,确保材料的厚度和密度相同;③使用噪声监测仪在离鞋盒一定距离外(如1米)测量声音的强度;④记录下每个隔音盒在相同距离下的噪声监测仪读数。
【详解】(1)[1]声音的大小叫响度,响度与振幅和距离声源的远近有关,由图可知,测量仪器M测可测声音的响度。
[2]减弱噪声的办法:在声源处减弱、在传播过程中减弱、在人耳处减弱。填充海绵可以让闹钟传出的声音变小,因为中空的海绵可以吸收部分声波。
(2)实验步骤:
①将机械闹钟放入鞋盒内,确保其位置固定;
②在鞋盒四周分别塞入甲、乙、丙三组各自的隔音材料,确保材料的厚度和密度相同;
③使用噪声监测仪在离鞋盒一定距离外(如1米)测量声音的强度;
④记录下每个隔音盒在相同距离下的噪声监测仪读数。
10.下表记录了空气中不同温度和湿度下的声速数据。根据表格完成:
(1)当空气湿度为30%、温度为时,声速___________m/s。当空气湿度为70%、温度为时,声速可能为___________m/s;
(2)归纳“温度为时,空气中的声速与湿度的关系”:___________;
温度()
声速(m/s)
湿度
-10
10
30
50
10%
325.05
337.26
347.64
356.81
30%
325.09
337.39
348.11
358.19
50%
325.11
337.52
348.57
359.57
70%
325.14
337.63
349.03
360.94
90%
325.17
337.78
349.49
362.31
(3)图表示了温度均为,湿度在70%和90%时,声音在空气中的图像。其中:甲图线表示所在环境的湿度为___________。
【答案】 348.11 340.00 见解析 90%
【详解】(1)[1]由表格数据知,当空气湿度为30%、温度30℃时,声速v=348.11m/s。
[2]由表格数据知,当空气湿度为70%,速度随着温度的升高而增加,温度为20℃时,声速介于337.63m/s到349.03m/s,所以声速可能为340.00m/s。
(2)[3]由表格数据知,温度为30℃时,声音在空气中的传播速度随着湿度的增加而增大。
(3)[4]由图像知,声音的速度甲的比乙的大,因为时间相同时,甲的路程比乙的大,由表格数据知,温度为50℃时,湿度越大,声速越大。所以甲所在的环境湿度为90%。
押题猜想三 能源与信息的传递
试题前瞻·能力先查
1.“中国天眼”是当前最大单口径射电望远镜,可监测至频段的电磁波。结合图中信息判断,该频段电磁波( )
A.是X射线
B.波长比可见光短
C.可以被人眼看见
D.在真空中的传播速度约为
【答案】D
【详解】A.根据题图,属于无线电波的频率范围,故A错误;
B.电磁波在真空中传播满足公式,真空中光速为定值,频率越小,波长越大。该频段的最大频率 远小于可见光的频率(约 ),因此该频段波长比可见光更长,故B错误;
C.只有可见光可以被人眼看见,该频段属于无线电波,不是可见光,因此不能被人眼看见,故C错误;
D.所有电磁波在真空中的传播速度都约为 ,故D正确。
故选D。
2.关于能源、信息、材料,下列说法正确的是( )
A.光纤利用电流传递信息
B.煤、石油、天然气属于二次能源
C.太阳能是可再生能源,核能是不可再生能源
D.目前核电站发电是利用可控的核聚变
【答案】C
【详解】A.光纤利用光传递信息,故A错误;
B.二次能源指由一次能源加工而来的能源,煤、石油、天然气可直接在自然界中获取,无需加工转换,属于一次能源,故B错误;
C.太阳能短时间可以源源不断地获得,是可再生能源,核能短时间内不能得到,是不可再生能源,故C正确;
D.目前核电站发电是利用可控的核裂变,核聚变不可控,故D错误。
故选C。
3.(1)作为燃油汽车燃料的汽油是_________能源(选填“可再生”“不可再生”)。为了减少燃油汽车对环境的污染,我国大力发展新能源汽车,某型号的国产电动汽车的电池容量为,额定电压为,充满电后,它储存了_________的能量。很多新能源汽车都设计有能量回收制动功能,当汽车刹车时停止动力供电,内部线圈随轮转动,切割磁感线产生感应电流,其工作原理是__________________现象。
(2)新能源汽车中电动机的转速由电流大小控制,其工作原理如图所示,图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。当驾驶员踩下“油门”时,旋钮滑片逆时针转动,电流变大,加快电动机的转速,用笔画线代表导线完成电路连接。
【答案】(1) 不可再生 80 电磁感应
(2)
【详解】(1)[1]汽油不能从自然界源源不断的获取,属于不可再生能源。
[2]充满电后的储电量W=UIt=400V×200A·h=80000W·h=80kW·h
[3]内部线圈做切割磁感线运动,进而产生感应电流,属于电磁感应原理。
(2)踩下油门,电路中的电流增加,所以接入电路的电阻减小,所以变阻器接EO,据此作图:
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,侧重现代科技应用。
能源部分考查可再生能源与不可再生能源的区分、核能的两种利用方式(裂变与聚变)、新能源开发;信息传递部分考查电磁波的应用(如广播、电视、移动通信)、光纤通信原理。命题常结合广州本地科技热点,以概念辨析为主,难度较低。
终极猜想·精练通关
1.如图所示是电磁波家族,已知射线在真空中的传播速度约为,则蓝光在真空中的传播速度约为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】蓝光是可见光,属于电磁波,与X射线的频率不同,不同频率的电磁波在同种介质中的传播速度是相同的,所以,蓝光在真空中的传播速度约为,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
2.2025年4月,华为发布了Mate70系列手机,如图所示。该系列手机支持5G网络和北斗卫星消息功能,以下说法正确的是( )
A.Mate70系列手机靠超声波来传输声音信息
B.Mate70系列手机传输信息速度约为
C.Mate70系列手机的5G网络信号依靠电磁波传递信息
D.Mate70系列手机的北斗卫星消息功能是通过光导纤维来传输信息的
【答案】C
【详解】Mate70系列手机传输信息、5G网络信号、北斗卫星消息功能均需要和同步卫星交汇,由于真空不能传声,因此是靠电磁波传递信息的,且电磁波传播的速度是3×108m/s,故C正确,ABD错误。
故选C。
3.2025年4月24日,神舟二十号载人飞船发射取得圆满成功,中国航天事业一步一个脚印,一次次刷新“中国高度”,下列有关说法正确的是( )
A.“天问一号”减速着陆火星的过程,着陆器的机械能不变
B.火箭升空时,燃料在燃烧过程中热值不断增大
C.“天宫课堂”向地面授课时,太空站里的物体轻飘飘的,处于平衡状态
D.“天宫课堂”是利用电磁波向地面授课的
【答案】D
【详解】A.“天问一号” 减速着陆火星过程中,质量不变,速度减小,动能减小;高度降低,重力势能减小。机械能等于动能与重力势能之和,所以着陆器机械能减小,故A错误;
B.热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧情况等均无关。即燃料在燃烧过程中,热值不变,故B错误;
C.“天宫课堂” 中,太空站里的物体轻飘飘的是因为处于失重状态,此时物体受非平衡力作用,不处于平衡状态,故C错误;
D.太空与地面之间有真空区域,电磁波可以在真空中传播,“天宫课堂”是利用电磁波向地面授课的,故D正确。
故选D。
4.地球上几乎没有纯净的氢气大量天然存在。太阳能制氢是一种极具潜力的清洁能源技术,它利用光催化剂吸收太阳光,直接将水分解为氢气和氧气,氢气可以作为高效的能源载体,用于发电、交通、工业等领域,能实现零排放污染。下列有关说法正确的是( )
A.氢气作为能源可以实现零排放,所以能量利用效率可以达到100%
B.若氢气的热值比天然气高,完全燃烧氢气放出的热量一定比天然气多
C.氢能是二次能源
D.太阳能来源于太阳内部氢核的裂变
【答案】C
【详解】A.氢气是清洁能源,作为能源可以实现零排放,但热损失不可避免,所以能量利用效率不可能达到100%,故A错误;
B.根据或,若氢气的热值比天然气高,但质量或者体积大小关系未知,所以完全燃烧氢气放出的热量不一定比天然气多,故B错误;
C.氢能的得到需要消耗一次能源,所以氢能属于二次能源,故C正确;
D.太阳能来源于太阳内部氢核的聚变,故D错误。
故选C。
5.下列说法正确的是( )
A.用两颗地球同步卫星就可以实现全球通信
B.煤、石油、天然气称为化石能源,属于二次能源
C.核电站是利用核聚变释放的能量来发电的,核能是不可再生能源
D.若将超导材料应用于电能输送,就可以大大降低由导线电阻引起的电能损耗
【答案】D
【详解】A.理论上,沿地球赤道上空均匀布置三颗地球同步轨道的通信卫星,除两极地区以外,几乎可以实现全球连续通信。两颗地球同步卫星无法实现全球通信,故A错误;
B.煤、石油、天然气是由古代生物的化石沉积而来,直接从自然界获取,是一次能源,不是二次能源,故B错误;
C.目前核电站都是采用核裂变技术,而不是核聚变。因为受控核聚变存在技术障碍,尚未进入实用阶段,核能燃料是矿产资源,是不可再生能源,故C错误;
D.超导材料的电阻为零,若将其应用于电能输送,根据焦耳定律可知,当R=0时,就不会有热量产生,从而大大降低由导线电阻引起的电能损耗,故D正确。
故选D。
6.中国“人造太阳”——磁约束核聚变实验装置“东方超环”(EAST)取得重大突破,实现403s稳态长脉冲高约束模式等离子体运行,创造了托卡马克装置高约束模式运行新的世器纪录。下列说法正确的是( )
A.核能属于二次能源 B.核能属于不可再生能源
C.太阳能属于不可再生能源 D.“人造太阳”获取核能的方式如图乙所示
【答案】B
【详解】A.能够从自然界直接获取的能源为一次能源,核能属于一次能源,故A错误;
B.核能短期内不能够从自然界源源不断得到补充,属于不可再生能源,故B正确;
C.太阳能可以从自然界源源不断得到补充,属于可再生能源,故C错误;
D.“人造太阳”获取核能的方式是核聚变,甲图是核聚变示意图,乙图是核裂变示意图,故D错误。
故选B。
【点睛】
7.2024年10月30日,神舟十九号载人飞船点火升空,并与空间站组合体成功对接,“太空之吻”再现苍穹。对此过程中,下列说法正确的是( )
A.对接后,以空间站为参照物,神舟十九号飞船是运动的
B.火箭表面的特殊涂层,高温下会升华,吸收大量的热
C.空间站利用太阳能提供能量,太阳能是不可再生能源
D.地面控制中心是通过超声波与空间站内的航天员相互交流信息的
【答案】B
【详解】A.对接后,以空间站为参照物,神舟十九号飞船位置不发生改变,是静止的,故A错误;
B.火箭表面的特殊涂层,高温下物质状态由固态直接变为气态,物态变化为升华,该过程会吸收热量,故B正确;
C.太阳能可以源源不断的从环境中获取,属于可再生能源,故C错误;
D.由于真空不能传声,因此地面控制中心是通过电磁波与空间站内的航天员相互交流信息的,故D错误。
故选B。
8.“海洋石油122”(如图甲)是由我国自主设计建造的亚洲首艘圆筒型“海上油气加工厂”。“海洋石油122”总重约3.7 万吨,设计最大排水量达10万吨。
(1)海上石油资源一般蕴藏在海底岩石内,关于石油下列说法正确的是___________;
A.石油属于二次能源
B.石油是化石能源,是不可再生能源
C.蕴藏在岩石内的石油受到水的浮力作用
D.石油燃烧得越充分,其热值越大
(2)某次“海洋石油122”在向北匀速航行的过程中,站在水平甲板上的人_____(选填“受”或“不受”)摩擦力作用;以甲板为参照物,人是______的;
(3)“海洋石油122”漂浮在水面上达到最大排水量时,受到的浮力为_______N(g取10N/kg);
(4)图乙中(a)(b)分别为“海洋石油122”漂浮在某区域内装载石油前后的示意图,装载石油前后船身的吃水深度分别为、,此过程总共装载石油的体积为V。已知“海洋石油122”底面积为S,则石油密度为_______。(用已知符号表示,已知海水的密度为ρ)
【答案】 B 不受 静止 109
【详解】(1)[1] A.石油从自然界直接获取的能源,属于一次能源,故A错误;
B.石油是化石能源,在短时间内不能再生,是不可再生能源,故B正确;
C.石油的密度大于水,在水的下面,不受到水的浮力作用,故C错误;
D.燃料的热值是燃料的一种特性,与燃烧的充分程度无关,故D错误。
故选B。
(2)[2]某次“海洋石油122”在向北匀速航行的过程中,站在水平甲板上的人与“海洋石油122”没有相对滑动的趋势,不受摩擦力作用。
[3]以甲板为参照物,人的位置不变,是静止的。
(3)[4]“海洋石油122”漂浮在水面上达到最大排水量时,受到的浮力为
(4)[5]装载石油前后,船均处于漂浮状态,由浮沉条件与阿基米德原理得,装载石油重力为
由、得,石油密度为
9.无人机航拍影像具有高清晰、高实用性的优点。下表是某小型无人机的部分参数:
参数名称
最大飞行半径m
最大巡航速度km/h
电池电压V
电池容量mAh
电动机额定功率W
拍摄速度帧/秒
数据
50
24
2500
20
11000
(电池容量=放电电流×放电时间,例如,1mAh是指以1mA的电流能连续工作1h,帧/秒是指每秒拍摄的画面数)。
(1)人们是利用遥控器通过______(选填“声波”或“电磁波”)传输信息操控无人机的,其有效操控距离最大为______km;如图乙是无人机竖直向上运动的图象,由图象可知,在0~5s内,无人机受到的升力______(选填“大于”“等于”或“小于”)重力,其中阴影部分面积所表示的物理量为______。
(2)摄像机拍照镜头可看作凸透镜,当摄像机向被拍摄的物体靠近时,物体所成实像的像距将变______(选填“大”或“小”)。
(3)小轿车在高速公路上限速120km/h。如图甲所示,交警利用无人机进行高速公路通行情况的实时监测,一辆小轿车在通行0.6m的过程中,高速摄像机拍摄的帧数为220帧,据此判断小轿车是否超速?______(选填“是”或“否”)。
(4)电动机是控制无人机飞行状态的关键动力设备,当它正常工作时,12s内消耗的电能是______J。已知电动机消耗的能量是无人机电池储存最大能量的50%,则无人机在空中以额定功率飞行的时间不能超过______h。
【答案】(1) 电磁波 5 大于 路程
(2)大
(3)否
(4) 240 1.5
【详解】(1)[1]人们是利用遥控器通过电磁波传输信息操控无人机的,因为电磁波可以在真空中传播,且传播速度快,能够满足远距离控制的需求。
[2]由题中信息可知,无人机的最大飞行半径为r=5×103m=5km
所以其有效操控距离最大为5km。
[3]在0~5s内,无人机的速度在不断增大,所以无人机受到的升力大于重力。
[4]在v-t图象中,阴影部分面积所表示的物理量为路程,这是因为v-t图象中,图象与坐标轴围成的面积表示物体的路程s=vt。
(2)摄像机拍照镜头可看作凸透镜,根据凸透镜成像规律,当物距减小时,像距会增大,所以当摄像机向被拍摄的物体靠近时,物体所成实像的像距将变大。
(3)已知摄像机拍摄速度为11000帧/秒,小轿车通行0.6m的过程中拍摄了220帧,则小轿车运动的时间
那么小轿车的速度
所以小轿车未超速。
(4)[1]电动机正常工作时,其额定功率P=20W,则12s内消耗的电能W=Pt=20W×12s=240J
[2]电池储存的最大能量E=UIt=24V×2.5A×3600s=216000J
因为电动机消耗的能量是无人机电池储存最大能量的50%,所以可用于电动机工作的能量为E'=50%×216000J=108000J
则无人机在空中以额定功率飞行的时间
10.汽车作为我们生活中不可缺少的交通工具,它的动力机械有些是内燃机,而内燃机分为汽油机和柴油机两大类
(1)汽油和柴油是从石油中提炼出来,石油属于不可再生能源。以下能源也属于不可再生能源的有__________(选填以下对应的字母);
A.煤炭 B.核能 C.水能 D.太阳能
(2)如图是汽油机的能量流向图,以下说法正确的有__________(选填字母);
A.E1=E2+E3
B.E1=E2+E3+E4+E5+E6+E7
(3)一辆小轿车行驶了一段路程,汽油机共消耗汽油5kg,汽油燃烧实际释放的热量是2×108J,汽油机输出的机械能为4.6×107J。此过程中该汽油机的效率是 __________。(汽油的热值q汽油=4.6×107J/kg)
【答案】 AB A 20%
【详解】(1)[1]煤炭、核能短时间内都无法再次获取,都属于不可再生能源;水能、太阳能短时间内可以再次获取,是可再生能源。
故AB符合题意,CD不符合题意。
故选AB。
(2)[2]能量的转化具有方向性,由图中信息可知,燃料完全燃烧放出的热量
而实际放出的热量
因此
故A正确,B错误。
故选A。
(3)[3]汽油完全燃烧放出的热量为
则汽油机的效率为
押题猜想四 内能与物态变化辨析
试题前瞻·能力先查
1.如图所示是煮茶时的情景,下列说法中正确的是( )
A.壶中茶水在加热沸腾后继续加热温度和内能都不变
B.从壶中将沸腾的茶水刚倒入杯中时,杯中茶水所含的热量是最多的
C.沸腾后壶盖被顶起的工作过程和内燃机的做功冲程原理相同
D.壶内的沸水通过做功将热量传递给壶盖,从而将壶盖顶起
【答案】C
【详解】A.壶中茶水在加热沸腾后继续加热,温度保持不变,但内能会增加,故A错误;
B.热量是过程量不能描述为含有或具有,故B错误;
C.沸腾后壶盖被顶起工作过程是通过做功的方式,将内能转化为机械能,与内燃机的做功冲程原理相同,故C正确;
D.壶盖被顶起,是由于水蒸气对其做功,将水蒸气的内能转化为壶盖的机械能,故D错误。
故选C。
2.如图甲所示,物质M通过不同的过程出现三种不同物态。物质M在①过程中温度随时间变化如图乙的cd段所示,在②过程中温度随时间变化如图乙的ab段所示,③过程需要吸热。则物质M在甲、乙、丙的物态依次为( )
A.气、液、固 B.液、气、固 C.固、液、气 D.液、固、气
【答案】B
【详解】由图乙可知,物质M从0~4min开始吸热升温,在ab段仍持续吸热但温度保持不变,然后继续吸热升温,在cd段温度再次保持不变,结合晶体熔化特征及液体沸腾特征可知,其在ab段是熔化过程,cd段是沸腾,即汽化,即在甲中①是汽化,说明物质M从液态变为气态,即甲是液态,乙是气态,又因为物质M在丙状态时能吸热变为乙状态即气态,以及变为甲,即液态,说明丙是物质M的固体状态,即③是升华,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.2025年2月27日,我国成功发射了长征二号丙运载火箭,将两颗卫星送入预定轨道。某中学的一个物理兴趣小组动手实践自制了一枚如图甲所示的水火箭,其原理是压缩空气使水从“火箭”尾部向下喷出,推动“火箭”飞向空中,图乙为水火箭的运动轨迹,其依次经过ABCD位置。
(1)向瓶中充气,气体内能______(选填“增大”“不变”或“减小”);
(2)水火箭在B点时,水已排尽,C点为最高点,则BC段动能______(选填“增大”“不变”或“减小”);
(3)A、D两点高度相同,水火箭在A点重力势能______(选填“大于”“等于”或“小于”)D点重力势能,CD段水火箭机械能______(选填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】(1)增大
(2)减小
(3) 大于 减小
【详解】(1)向瓶内充气时,压缩瓶内的气体做功,瓶内气体的内能增加。
(2)影响动能的因素有:质量和速度,水火箭在B点时,水已排尽,水火箭在BC段,质量不变,速度减小,动能减小。
(3)[1][2]A、D两点高度相同,水火箭在A点质量较大,水火箭在A点重力势能大于D点重力势能;由于存在空气阻力,克服摩擦做功,CD段水火箭机械能减小。
4.跨学科实践项目:用液态酸奶做酸奶冰淇淋。
【项目分析】
(1)为了达成项目,液态酸奶会__________(填物态变化名称),小明想到了可以分别利用冰、干冰和液氮使酸奶快速变成酸奶冰淇淋。
【项目实施】
(2)方案一:把液态酸奶放入冰块中,冰块会__________(填物态变化名称),如图甲所示,他发现酸奶始终无法变为冰淇淋。为了完成实验,改用盐水冰块替换冰块,酸奶变成了冰淇淋,由此可以推理盐水冰块的熔点比冰的__________(选填“高”或“低”)。
(3)方案二:如图乙,把可食用干冰倒入液态酸奶中,不断搅拌,最终做成冰淇淋。制作过程中先观察到液体中有气泡,周围飘着“白气”。气泡中的主要物质是二氧化碳,它是___________形成的。如图丙,小洋发现装干冰的容器外壁出现一层白霜。
方案三:如图丁所示,把液氮喷入液态酸奶,酸奶也变成了冰激凌。
【交流评估】
(4)小明认为上述最佳的方案是二,理由是:________________________________。
【答案】(1)凝固
(2) 熔化 低
(3)干冰升华
(4)见解析
【详解】(1)液态酸奶变成固态的酸奶冰淇淋,这符合物态变化中液态到固态的转变,这种物态变化称为凝固。
(2)[1]在实验中,冰块从固态变为液态,这是熔化。
[2]盐水冰块能让液态酸奶达到凝固点变成冰淇淋,说明它在较低温度就能熔化吸热,所以其熔点比普通冰低。
(3)把可食用干冰倒入液态酸奶中,干冰是固态二氧化碳,干冰会直接由固态变为气态二氧化碳,这个过程叫升华,所以气泡中的主要物质二氧化碳是干冰升华形成的。
(4)小明认为方案二最佳,理由是:干冰是固态二氧化碳,常温下可直接升华变为气态,升华过程吸热,能使周围温度迅速降低,且干冰升华后变为气体,不会像冰熔化后有残留的水,也不会像液氮使用过程中需要特殊的喷入设备等,操作相对简单,能使酸奶快速均匀地变成冰淇淋 。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,与生产、生活联系比较密切。
物态变化部分,以自然现象、生活日常情景为载体,辨析熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华六种变化,同时判断吸放热规律;内能部分考查改变内能的两种方式、比热容特性解释生活现象,命题贴近广州本地气候场景,侧重概念辨析,计算考查较少。
终极猜想·精练通关
1.以下过程不发生物态变化。质量相同的两块金属甲、乙吸收了相同的热量,甲升高的温度比乙低;那么,初温相同的甲、乙放出的热量Q甲<Q乙,( )
A.甲的末温比乙的低,但无法判断甲、乙比热容哪一个大
B.甲的末温比乙的高,且可以判断甲、乙比热容哪一个大
C.无法判断甲、乙比热容哪一个大,且无法判断甲、乙的末温哪一个高
D.可以判断甲、乙比热容哪个大,但无法判断甲、乙的末温哪一个高
【答案】B
【详解】根据题意可知,质量相同的两块金属甲、乙吸收了相同的热量,甲升高的温度比乙低,由可知,甲的比热容大于乙的比热容;初温相同的甲、乙放出的热量Q甲<Q乙,由可知甲的温度变化小,甲的末温高,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.用电热棒分别给甲、乙两种液体加热(比热容c甲=2c乙),两种液体每秒吸收的热量相同,这两种液体的温度—加热时间的图线如图所示,下面说法正确的是( )
A.甲的质量大于乙的
B.同时加热120s,甲吸收的热量比乙的大
C.同时加热120s,甲升高的温度比乙的多
D.如果相同质量的甲、乙液体,降低相同的温度,乙放出的热量比甲的多
【答案】A
【详解】B.由题意可知, “两种液体每秒吸收的热量相同”,所以在相同的时间内甲液体和乙液体吸收的热量相同,故B错误;
C.由图知同时加热120s,甲的温度变化是20℃,乙的温度变化是60℃,甲升高的温度小于乙升高的温度,故C错误;
A.在0~120min时间内,相同的时间甲乙吸收相同的热量,即Q甲=Q乙,因c甲=2c乙,根据可得,则,,故。故A正确;
D.相同质量的甲、乙两种液体,降低相同的温度,因c甲=2c乙,根据可知甲放出的热量多,故D错误。
故选A。
3.根据表中给出物质的物理性质的数据,下列判断正确的是( )
物质
熔点/℃
密度/
比热容/[J/]
铝
660
铜
1083
银
961
A.用铝锅可以熔化铜块
B.体积相同的实心铜球和银球所含的物质一样多
C.初温和质量相同的铝块和铜块吸收相同的热量,铝块末温低
D.物质的比热容与它的质量或温度的变化、吸收或放出热量的多少有关
【答案】C
【详解】A.由表格中数据知,铜的熔点高于铝的熔点,所以要熔化铜块不可以用铝锅来盛装,故A错误;
B.据表可知铜和银的密度不同,则体积相同的实心铜球和银球质量不同,即所含物质的多少不同,故B错误;
C.铜的比热容小于铝的比热容,初温和质量相同的铜球和铝球吸收相同热量的前提下,铜球温度变化量大,末温高,铝球温度变化量小,温度低,故C正确;
D.比热容是物质的属性,与物质的种类和物态有关,与物质的质量或温度的变化、吸收或放出热量的多少无关,故D错误。
故选C。
4.将某物质放入试管中,再将试管放入装有水的烧杯中,如图甲所示。图乙所示是该物质从固态变成液态再变成固态的过程中温度随时间变化的图像。在标准大气压下,BC、EF段出现了固液共存。AD段持续加热,D时刻撤去酒精灯和装有水的烧杯。以下说法正确的是( )
A.EG段持续放热,该物质内能先不变后减少
B.第13分钟,该物质一定是固态
C.AD段该物质从固态变成液态,发生的物态变化是液化
D.与第13分钟相比,该物质第1分钟的分子运动更剧烈
【答案】B
【详解】A.EG段是物质从液态变为固态的凝固过程,晶体在凝固过程中持续放热。EF段为晶体的凝固过程,温度不变,但内能减小。FG段温度继续下降,内能进一步减少,所以该物质内能减少,故A错误;
B.EF段是凝固过程,第13分钟时该物质处于FG段,该阶段物质已凝固结束,则一定是固态,故B正确;
C.AD段该物质从固态变成液态,发生的物态变化是熔化,故C错误;
D.第1分钟时物质处于固态,温度较低,第13分钟时物质处于固态,温度较高,分子运动剧烈程度与温度有关,温度越高,分子运动越剧烈,所以第13分钟时物质的分子运动更剧烈,故D错误。
故选B。
5.小明做了一个如图所示的简易热机,用酒精灯加热使易拉罐内的水沸腾后,水蒸气吹动小风扇转动(叶片横截面的设计原理如图所示,一面较平,另一面较弯曲),同时观察到扇叶周围出现“白气”。下列说法正确的是( )
A.根据,酒精燃烧过程中质量逐渐减少,热值变大
B.热机工作过程中将内能全部转化为机械能
C.扇叶周围的“白气”是液态的
D.此时扇叶会逆时针转动
【答案】C
【详解】A.热值是燃料的特性,与燃料的质量、燃烧放出的热量以及燃烧情况等无关,所以酒精燃烧过程中热值不变,故A错误;
B.因为存在热损失,热机工作过程中不可能将内能全部转化为机械能,故B错误;
C.扇叶周围的“白气”是易拉罐内喷出的水蒸气在空气中遇冷液化形成的小液滴,故C正确;
D.扇叶上平下凸,上方空气流速小,压强大,下方流速大,压强小,在向下的压力差的作用下会顺时针转动,故D错误。
故选C。
6.下表为几种物质在标准大气压下的熔点和沸点,下列描述不正确的是( )
物质
固态氮
固态氧
固态酒精
固态水银
熔点/
物质
液态氮
液态氧
液态酒精
液态水银
沸点/
78
357
A.将氮和氧放在的环境中,慢慢提高环境的温度,氮气会比氧气更快分离出
B.在时水银是固态
C.在标准大气压下,不可以用酒精温度计测量沸水的温度
D.将液态氮置于的环境中,液态氮会不断吸热,沸腾,沸腾过程中温度不变
【答案】B
【详解】A.将氮和氧放在-200℃的环境中,慢慢提高环境的温度,温度会先达到液态氮的沸点,故氮气会比氧气更快分离出,故A正确,不符合题意;
B.-30℃的温度高于水银的熔点,故在-30℃时水银是液态,故B错误,符合题意;
C.在标准大气压下,酒精的沸点是78℃,低于沸水100℃,故不可以用酒精温度计测量沸水的温度,故C正确,不符合题意;
D.将液态氮置于25℃的环境中,液态氮会不断吸热,沸腾,沸腾过程中温度不变,故D正确,不符合题意。
故选B。
7.图1是“探究水沸腾前后温度变化特点”的实验装置。
(1)某同学在安装温度计时,玻璃泡接触到了烧杯底部,此时应适当将______调整(选填“①”或“②”);
①A十字夹处向上
②B处十字夹向下
(2)实验中记录的数据如下表所示,同时在5-9min观察到烧杯内的水一直都没有出现气泡。此时烧杯内的水是否沸腾?______你的依据是:_______。表中第______min时水的温度值记录错误;
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
温度/℃
90
92
94
96
98
98
98
98
90
98
(3)删除错误数据后,请在图3中画出水的温度随时间变化的图像。
【答案】(1)①
(2) 否 见解析 8
(3)
【详解】(1)安装器材时要按照自下而上的顺序,实验中要用酒精灯外焰加热,所以B处石棉网的位置不能向下调,只能将A铁杆向上移动,使温度计的玻璃泡稍向上移动,不再接触烧杯底。故①符合题意,②不符合题意。
故选①。
(2)[1][2]沸腾是发生在液体表面和内部剧烈的汽化现象,此过程中液态的水会变为水蒸气,同时会产生气泡,在5-9min观察到烧杯内的水一直都没有出现气泡,说明烧杯内的水没有沸腾。此种情况可能是由于水吸收的热量等于水散出的热量造成的。
[3]由表中数据可知水从第4min开始温度为98℃,第8min时水温度为90℃,酒精灯始终加热,温度应保持98℃不变,故第8min的温度90℃是错误的。
(3)根据表格中的数据在图像中找到时间和温度的对应点,然后用平滑的曲线连接,如图所示:
8.
(1)如图甲,某次军事演习中,执行深海作业的潜水艇漂浮在海水中,要使潜水艇下潜,应对水舱要______(选填“注水”或“排水”),当潜艇在水面下继续下潜过程中,海水对潜水艇上下表面的压力差______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)如图乙所示,卫生部门利用雾炮车对城区街道喷洒消毒剂进行消毒和除尘,雾炮车在水平路面匀速前进喷洒消毒液的过程中,雾炮车的机械能______(选填“变大”“不变”或“变小”)、动能______(选填“变大”“不变”或“变小”),喷洒时离得较远的环卫工人也能闻到消毒液的气味,这说明______。
(3)如图丙为小明在科技节中自制的水火箭结构示意图。图丁为使用打气筒向水火箭内不断打气示意图,当水面上方空气压强增大到一定程度时,会使水向下喷出,从而使水火箭升空。结合材料,利用打气筒向水火箭内打气,水火箭中空气的内能______(选填“变大”“不变”或“变小”),打气筒将空气压入水火箭内的能量转化过程与汽油机的______冲程相同,水向下喷出会使水火箭升空是因为______。
【答案】(1) 注水 不变
(2) 变小 变小 分子在不停地做无规则运动
(3) 变大 压缩 物体间力的作用是相互的
【详解】(1)[1]潜水艇的工作原理是改变自身重力,重力大于浮力时会下沉,要使潜水艇下潜,应对水舱要注水,增大潜水艇的重力。
[2]当潜艇在水面下继续下潜过程中,排开水的体积不变,由可知,浮力不变,海水对潜水艇上下表面的压力差等于浮力,因此海水对潜水艇上下表面的压力差不变。
(2)[1][2] 雾炮车在水平路面匀速前进喷洒消毒液的过程中,质量变小,速度不变,动能变小,质量变小,高度不变,重力势能变小,机械能是动能和势能的总和,因此机械能变小。
[3]闻到消毒液的气味是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
(3)[1]利用打气筒向水火箭内打气,对水火箭中的空气做功,水火箭中空气的内能变大。
[2]打气筒将空气压入水火箭时机械能转化为内能,与汽油机的压缩冲程相同。
[3]水向下喷出会使水火箭升空,水火箭给水向下的力,水给水火箭向上的力,使水火箭升空,是因为物体间力的作用是相互的。
9.学习“内能”后,某同学做了如下实验研究。
(1)如图a,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团脱脂棉,把活塞迅速压下去,脱脂棉燃烧起来,是因为活塞压缩气体做功,使筒内气体的内能____________(选填“增加”“减少”),温度____________(选填“升高”“降低”)。
(2)下压活塞过程中,越往下压越费力。该同学猜想手对活塞的压力越大,筒内气体的压强越大,设计以下实验进行验证。
①如图b,用弹簧测力计测出活塞的重力为____________N;
②把涂有润滑油的活塞安装于玻璃筒内,用推力计竖直向下压活塞,活塞下移;
③当推力计的示数为时,活塞静止如图c所示,已知,此时电子气压计测得筒内气体压强为____________Pa;
④增大推力,观察气压计示数的变化,得出结论;
⑤实验评估:该同学对图b和图c中的数据进行分析。活塞受到的压力和重力的合力为____________N;已知活塞的横截面积为,结合气压计的示数,计算筒内气体对活塞向上的压力为____________N.活塞静止,和不相等的原因可能是受摩擦力和____________的影响。
【答案】(1) 增加 升高
(2) 0.5 5 10.15 外界大气压力
【详解】(1)压缩筒内气体时,活塞对气体做功,机械能转化为气体的内能,因此筒内气体内能增加,温度升高,达到脱脂棉的着火点,使脱脂棉燃烧。
(2)弹簧测力计分度值为,指针指向,因此活塞重力
向下的合力是推力与活塞重力之和,即
筒内气体对活塞向上的压力
活塞上方暴露在大气中,除摩擦力外,外界大气压还会对活塞产生向下的压力,因此我们计算的和不相等。
10.海油观澜号是中国首个深远海浮式风电平台,装机容量为7.25兆瓦,在水中漂浮并捕捉风能发电,如图所示。海油观澜号由浮式基础和风机组成,整体高度超过200m,总质量达。平台采用“半潜式”设计,底部是一个三角形浮式基础,包括3个边立柱和1个中间立柱;浮式基础上方是高为83m的圆筒状柱子,柱子上方安装有机舱,机舱前部的3只大扇叶在风力带动下驱动机舱中的发电机转子转动,生成绿色电力,年发电量达。
(1)当海风从左向右水平吹向水平扇叶A时,水平扇叶A将__________(选填“顺时针”或“逆时针”)转动;
(2)风平浪静叶片不动时,海油观澜号受到的浮力是多少__________?排开海水的体积是多少________?(海水密度取,g取)
(3)海油观澜号投产用来代替发电效率为36%的煤炭发电站,一年可以节约煤炭的质量是__________?请你通过计算分析,一标准大气压下,这些煤炭完全燃烧放出的热量能否让质量为、初温为50℃的水温度升高到__________℃。[,]
【答案】(1)顺时针
(2)
(3) 60
【详解】(1)由图可知,扇叶A的下表面凸起,上表面平直,当当海风从左向右水平吹向水平扇叶A时,扇叶A的下表面空气流速大,压强小,上表面空气流速小,压强大,在上、下表面的压强差下,扇叶A上下表面所受空气压力合力向下,所以水平扇叶A将顺时针转动。
(2)[1][2]海油观澜号的重力为
风平浪静叶片不动时,海油观澜号在水中漂浮,浮力等于重力,即海油观澜号受到的浮力为
排开海水的体积为
(3)[1][2]利用煤炭发电站产生与海油观澜号一年发电量相同的电量,煤炭完全燃烧所释放的热量为
完全燃烧煤炭的质量为
质量为、初温为50℃的水吸收以上煤炭完全燃烧所释放的热量,假设可以升高到t℃;则
押题猜想五 运动和力
试题前瞻·能力先查
1.如图甲所示,A、B、C(,,)三个物体与桌面粗糙程度均相同,叠放在水平桌面,水平拉力作用于B上,A、B、C整体一起向右做匀速直线运动。如图乙用轻绳跨过定滑轮将A、C相连,水平拉力作用于B,B相对于地面做匀速直线运动,保持静止。下列说法正确的是( )
①图乙中A不受摩擦力 ②图甲中B所受重力与支持力是一对平衡力
③ ④图乙中地面对C的摩擦力为2N,方向水平向左
A.①③ B.②③ C.①④ D.③④
【答案】D
【详解】①在乙图中,A相对于地面保持静止,但B在A的下方相对于地面运动,因此A和B之间存在相对滑动。B对A有滑动摩擦力作用。 B相对于A向右运动,所以B对A的滑动摩擦力方向水平向右。故①错误;
②图乙中,B相对地面匀速直线运动,处于平衡状态,竖直方向上所受的竖直向下的重力、A对B的压力和竖直向上的C对B的支持力是平衡力,所以B的重力比支持力小,故②错误;
③图甲中,A、B间没有摩擦力,把A、B、C三个物体看成一个整体,这个整体在水平方向上所受的拉力和地面对这个整体的滑动摩擦力是一对平衡力,地面对C,即地面对这个整体的摩擦力
A、B、C三个物体的重力分别为
三个物体与桌面的粗糙程度均相同,滑动摩擦力与压力成正比,设C对B的摩擦力为,则有
所以C对B的滑动摩擦力
同理,A对B的滑动摩擦力
B相对A、C都是向右运动,所受的两个摩擦力水平向左,B在水平方向上所受的摩擦力与拉力是平衡力,所以拉力
故③正确;
④A、C保持静止,B相对于地面向右做匀速直线运动,则A、C受到B的滑动摩擦力方向均水平向右。由A静止处于平衡状态可知,定滑轮上的绳子对A向左的拉力为3N,则C受到定滑轮上的绳子向左的拉力也为3N。C保持静止,处于平衡状态,应受平衡力的作用,分析C受力情况:绳子对C有水平向左的3N的拉力,B对C有水平向右的摩擦力5N,则地面对C应有2N水平向左的摩擦力,故④正确。
故选D。
2.如甲图所示,物体沿水平地面做直线运动,段较段更粗糙;此物体在段的图像如图乙所示,受到的摩擦力为;此物体在段的图像如图丙所示,受到的摩擦力为,请回答下列问题:
(1)物体在、段运动时的速度分别为、,则_____(选填“”“”或“”);
(2)摩擦力_____(选填“”“”或“”);
(3)拉力_____(选填“”“”或“”),依据是_____。
【答案】(1)<
(2)<
(3) < 见解析
【详解】(1)由图乙可知,物体的速度
由图丙可知,物体的速度,故
(2)物体沿水平地面做直线运动,s2段较s1段更粗糙,由于摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关,两段都是同一个物体,压力相等,故在s2段的摩擦力较大,即
(3)物体沿水平地面做直线运动,处于平衡状态,故受力平衡,,由于,故
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,力学模块的核心内容。
运动部分考查参照物选择、运动与静止相对性、匀速直线运动特点及速度公式简单运算;力的部分侧重重力、摩擦力基础认知,区分平衡力与相互作用力,利用惯性解释生活现象。多以日常出行、运动场景切入,侧重概念辨析,不涉及复杂受力分析。
终极猜想·精练通关
1.如图是九年级一位男同学的部分体检数据,其中需要去医院复诊的项目是( )
身高
175cm
体重
68kg
血压
舒张压70mmHg
收缩压120mmHg
安静脉搏
120次/min
体温
36.9℃
视力
5.0
A.身高 B.体重 C.脉搏 D.体温
【答案】C
【详解】A.中学男生的身高为170cm左右,不需要复检,故A不符合题意;
B.中学男生的体重为70kg左右,不需要复检,故B不符合题意;
C.中学男生的脉搏为60-100次/min,需要复检,故C符合题意;
D.人的正常体温为36-37℃之间,不需要复检,故D不符合题意。
故选C。
2.体育课上,老师向大家展示竖直向上垫排球,排球上升过程依次经过a、b、c三处,到达最高处d,查阅资料得知排球运动过程空气阻力和运动速度关系,如下图,则下列说法正确的是( )
A.排球在d点受力平衡
B.排球在上升过程a点所受力的合力最大
C.排球上升过程机械能守恒
D.排球加速下落过程所受合力一直增大
【答案】B
【详解】A.排球在d点是最高点,速度为0,由f和v的关系可知此时空气阻力为0,排球只受重力,受力不平衡,故A错误;
B.排球上升过程中,阻力方向向下,合力大小为
上升过程排球减速运动,从a到d速度逐渐减小,a点速度最大,由f-v图像可知,速度越大阻力越大,因此a点的f最大,对应合力最大,故B正确;
C.排球上升过程中,需克服空气阻力做功,机械能不断转化为内能,机械能不守恒,故C错误;
D.排球加速下落过程中,阻力方向向上,合力大小为
加速下落时速度逐渐增大,阻力逐渐增大,因此合力逐渐减小,故D错误。
故选B。
3.向前直线行驶的车内,小明连拍两张照片如图甲、乙所示。拍照过程中车可能( )
A.向西减速 B.向东减速 C.向西加速 D.向东加速
【答案】B
【详解】由图可知,以广州塔为参照物,车是向东运动的。当车向东减速时,吊环由于惯性会保持原来的运动状态继续向东运动,所以吊环会向东摆动,这与图中吊环的摆动情况相符。如果向东加速,吊环由于惯性会保持原来的运动状态,吊环将会向西摆动。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.图中甲、乙两个质量不同的小球正随小车以相同的速度沿水平路面向东直线行驶。当小车突然加速,忽略小球与小车之间的摩擦和空气阻力的影响,若两球在小车加速过程中未离开小车。则甲球( )
A.相对乙球是静止的
B.相对乙球向东运动
C.相对小车是静止的
D.乙的运动状态会改变
【答案】A
【详解】ABD.甲、乙两个质量不同的小球正随小车以相同的速度沿水平路面向东直线行驶,当小车突然加速,忽略小球与小车之间的摩擦和空气阻力的影响,两小球由于具有惯性继续以原来速度向东直线行驶,运动状态不发生改变;甲球相对乙球位置没有发生变化,相对乙球静止,故A符合题意,BD不符合题意;
C.甲球相对小车位置发生改变,相对小车是运动的,故C不符合题意。
故选A。
5.如图甲,天宫一号绕地球运动一圈约1.5小时,速度大小不变;宇航员在天宫一号做实验,用软绳将小球系在铁架台上,以铁架台为参照物,观察到小球不动,如图乙所示;下列说法正确的是( )
A.软绳已发生了弹性形变
B.小球在天宫一号没有惯性
C.以地面为参照物,小球的运动状态不断改变,所以小球一定受到力的作用
D.绳对小球没有拉力,而且小球和天宫一号一起绕地球运动速度大小不变,所以小球不受任何力作用
【答案】C
【详解】A.软绳已发生形变后,撤去力,软绳不能恢复原状,发生的是塑性形变,故A错误;
B.惯性大小只与质量有关,与位置无关,小球惯性大小不变,故B错误;
CD.由于天宫一号绕地球运动,则小球绕地球运动的方向不断改变,即运动状态不断改变,所以小球一定受到力的作用,故D错误,C正确。
故选C。
6.质量为m的金属球从高度为h的位置静止释放,下落(空气阻力忽略不计)到达地面的时间,其中。g=9.8N/kg。请你根据推测,金属球下落时间t与金属球的质量m是否有关?______(选填“有关”、“无关”)。现有大小相同的金属球,这些金属球有的质量相等,有的质量不等,写出验证你的推测的实验步骤______(若有需要,可补充器材)。
【答案】 无关 见解析
【详解】[1]根据,质量为m的金属球从高度为h的位置静止释放,下落(空气阻力忽略不计)到达地面的时间为
所以金属球下落时间t与金属球的质量m无关。
[2]探究金属球下落时间t与金属球的质量m的关系,可以用秒表分别测出大小相同、质量不同的小球从相同的高度自由下落到达地面的时间,若时间相同,说明金属球下落时间t与金属球的质量m无关,反之有关。
7.探究影响滑动摩擦力大小的因素,实验如图所示,其中A为木块,B为金属块。
(1)实验甲中,将木块放在水平木板上,用弹簧测力计拉动木块做 ______ 运动,此时木块所受的摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)实验甲和乙探究的问题是:滑动摩擦力大小与 ______ 的关系。
(3)比较实验甲和丙,得出结论是:______ 。
(4)比较实验乙和丁,得出结论:接触面积越大,滑动摩擦力越大。你认为该结论是否科学:______ ,依据是:______ 。
【答案】(1)匀速直线
(2)压力大小
(3)压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
(4) 不科学 没有控制接触面的粗糙程度相同
【详解】(1)将木块放在水平木板上,用弹簧测力计水平匀速拉动木块,根据二力平衡知识可知,此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)甲、乙两个实验接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,弹簧测力计的示数不同,说明滑动摩擦力的大小与压力的大小有关。
(3)甲、丙两个实验接触面的粗糙程度不同,压力大小相同,说明了滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关,且接触面越粗糙,弹簧测力计的示数越大,滑动摩擦力越大,故可得:压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(4)比较实验乙和丁,接触面的粗糙程度和压力大小都不同,没有控制接触面的粗糙程度相同,故不能得出接触面积越大,滑动摩擦力越大的结论。
8.如图1是小珠在测量“物块所受到的滑动摩擦力的大小”时采用的实验装置,轻质弹簧测力计一端固定在墙上,另一端拉着物块。木板在大小为的水平拉力的作用下向左移动。后,弹簧测力计的示数稳定为,此后木板在拉力的作用下继续向左移动,在此过程中物块相对于地面静止。
(1)木板是否一定要做匀速直线运动?________;
(2)弹簧测力计示数稳定后,以木板为参照物,物块是________(选填“向左运动”“向右运动”或“静止”)的;
(3)请在图2的方框内画出弹簧测力计示数稳定后物块(以黑点表示)在水平方向上所受到的力的示意图________;此时物块所受到的摩擦力大小为________;
(4)当弹簧测力计示数稳定为后,弹簧测力计对物块的拉力所做的功为________;
(5)如果对木板的水平拉力增大到,则物块所受到的摩擦力将________(选填“变大”“不变”或“变小“)。
【答案】(1)否
(2)向右运动
(3)
(4)0
(5)不变
【详解】(1)如图所示的实验装置,木块A相对于地面静止,根据二力平衡可知,木块受到的滑动摩擦力和弹簧测力计的拉力为一对平衡力,弹簧测力计的示数不变。则该装置的优点是不需要长木板做匀速直线运动。
(2)弹簧测力计示数稳定后,以木板为参照物,物块A相对于木板向右运动。
(3)弹簧测力计示数稳定后物块A水平方向受向左的摩擦力和向右弹簧测力计的拉力。如图所示:
此时物块A受力平衡,故木块受到的滑动摩擦力和弹簧测力计的拉大小相等,故此时物块A所受到的摩擦力大小为3N。
(4)物块A相对于地面静止,故当弹簧测力计示数稳定为3N后,弹簧测力计对物块A的拉力所做的功为0J。
(5)拉动过程压力、接触面的粗糙程度不变,故滑动摩擦力大小不变,如果对木板的水平拉力F增大到10N,则物块A所受到的摩擦力将不变。
9.利用弹簧的伸长规律,加上刻度尺可组合制成各种测量工具。(以下操作均不超过弹簧的弹性限度)
(1)制作弹簧测力计。把木板竖直放置,在弹簧下端挂钩码(每个质量为50g)对比甲乙两图,弹簧的伸长量是_____cm,此时图乙指针指向的刻度可标注力的数值是_____N。
(2)小明想用该装置设计一个直接测量液体密度的“密度秤”。他准备了一个小型空桶,并将其悬挂在弹簧上,如图丙所示,此时指针恰好指在处。在进行测量时,只需将待测液体装满小桶,通过指针对应的刻度,即可直接读取液体的密度值:
①空桶的质量为_____;
②在桶中加满水,指针指在“”刻度处,如图丁所示,则该小桶内水的质量为_____g,桶的容积是_____(已知:水的密度是);
③在桶中加满某种液体,指针指在“”刻度处,此处对应的密度值是_____;
④小明想增大该“密度秤”的量程,在不更换弹簧的前提下,你的办法是_____(一种即可)
【答案】(1) 1.50 1.5
(2) 150 50 50 7 减小桶的质量
【详解】(1)[1]刻度尺分度值是1mm,弹簧测力计不挂物体时指针指向刻度2.00cm,弹簧测力计挂钩码三个时指针指向刻度3.50cm,弹簧的伸长量是3.50cm﹣2.00cm=1.50cm。
[2] 乙图弹簧下端挂三个钩码,每个钩码质量为50g,三个钩码质量为150g,所受重力G=mg=150×10-3kg×10N/kg=1.5N,钩码处于静止状态,弹簧对钩码的拉力与钩码的重力二力平衡,钩码对弹簧的拉力与弹簧对钩码的拉力是一对相互作用力,大小相等,故此时图乙指针指向的刻度可标注力的数值是1.5N。
(2)[1]小明将一个小型空桶悬挂在弹簧上,如图丙所示,此时指针恰好指在3.50 cm处,由乙图可知空桶的质量等于三个钩码质量150g。
[2]由甲乙知当挂3个钩码时即150g时弹簧伸长1.50cm,所以伸长1cm时物体的质量为100g,故当质量为50g的小桶挂在弹簧下面的挂钩上时,弹簧伸长0.50cm,长度变为3.50cm,即该“密度秤”的零刻度线在3.50cm处。在桶中加满水,指针指在4cm刻度处,弹簧伸长4.00cm-3.50cm=0.50cm,故桶中水的质量为50g。
[3]根据得桶的容积
[4] 在桶中加满某种液体,则V液=V容,指针指在“ 7.00 cm”刻度处,弹簧伸长7.00cm-3.50cm=3.50cm,故桶中液体的质量为100g×3.50=350g
此处对应的密度值
[5]在测力计刻度一定的情况下,减小桶的质量,可增大该秤的称量范围。
10.如图1所示,一底面积为的物块A放置在水平地面上,其对地面的压强为200Pa。它在大小为10N的水平拉力F的作用下从O点向右做匀速直线运动。物块A运动到M点时水平拉力的大小变为15N,当物块A运动到N点时撤去水平拉力,它最后静止在Q点处。已知水平地面粗糙程度相同。(g取)
(1)物块A的质量为________;
(2)物块A在OM段所受到的摩擦力________(选填“大于”“等于”或“小于”)它在MN段所受到的摩擦力;
(3)撤去水平拉力后,物块A运动一段距离后最终静止下来是由于________;
(4)请在图2方框内画出物块A(以黑点表示)运动到位置P时所受到的力的示意图________,此时物块A所受到的摩擦力为________N。
【答案】(1)0.2kg
(2)等于
(3)受到摩擦力,力改变了物体的运动状态
(4) 10
【详解】(1)水平地面上, 物块的重力等于物块对地面的压力
物块的质量
(2)滑动摩擦力的大小只和压力大小、接触面粗糙程度有关,OM段和MN段相比,物块对地面的压力不变,水平地面粗糙程度也不变,因此滑动摩擦力大小不变。
(3)撤去拉力后,物块受到地面摩擦力的阻碍,运动状态改变,最终静止。
(4)[1][2]以黑点为作用点:竖直向下画重力G,竖直向上画支持力,二力平衡,即,故二者线段长度相等;物块向右运动,摩擦力方向与相对运动方向相反,即水平向左画滑动摩擦力f;OM段物块匀速直线运动,拉力与滑动摩擦力二力平衡,故;P点物块仍在向右运动,压力和粗糙程度不变,滑动摩擦力大小仍为10N。
押题猜想六 压强及应用
试题前瞻·能力先查
1.如图所示,“擦窗机器人”的质量为,它的“腹部”有两个吸盘,工作时,机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出,使它能牢牢地吸在竖直玻璃上。则下列说法正确的是( )()
A.机器人工作时,吸盘内部的气压大于外部大气压而产生吸力
B.若忽略吸盘内空气质量,当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,受到的摩擦力为
C.若在机器人身上挂一重物,则机器人对玻璃的压强变大
D.大气对机器人的压力与机器人受到的摩擦力是一对平衡力
【答案】B
【详解】A.机器人工作时,真空泵将吸盘内的空气向外抽出,导致吸盘内部的气压小于外部大气压,而外部大气压将机器人压在玻璃上,而产生吸力,故A错误;
B.“擦窗机器人”的质量为,重力为,若忽略吸盘内空气质量,当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,在竖直方向上受到的摩擦力与重力是一对平衡力,即摩擦力,故B正确;
C.若在机器人身上挂一重物,重物对机器人的拉力方向为竖直向下,而机器人对玻璃的压力是垂直于玻璃面,则在机器人身上挂一重物与机器人对玻璃的压强无关,故C错误;
D.大气从四面八方对机器人产生压力,且压力垂直于机器人表面;而机器人受到的摩擦力是与运动方向相反,这两个力没有作用在同一直线上,不是一对平衡力,故D错误。
故选B。
2.托里拆利测量大气压强值的实验如图所示。以下判断正确的是( )
A.若此装置从广州塔首层乘电梯到达顶层过程管内的液面下降,则说明大气压变小
B.若用水代替水银来做实验,则大气压能支撑的水柱高度会变低
C.若换用更粗的玻璃管,则管内的液面会下降
D.此时大气压强等于760mm高水银柱所产生的压强
【答案】A
【详解】A.管内液柱产生的压强等于外界大气压,若此装置从广州塔首层乘电梯到达顶层过程管内的液面下降,根据,管内液柱产生的压强变小,说明大气压变小,故A正确;
B.当地大气压不变,则管内液柱产生的压强不变,根据,若用水代替水银来做实验,液体密度变小,则大气压能支撑的水柱高度会变大,故B错误;
C.把玻璃管加粗既不能改变大气压的大小,又不能改变水银柱的压强,故不能使管内外高度差变化,故C错误;
D.读图可知,玻璃管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度为760mm-10mm=750mm,因此,当时的大气压强等于750mm高水银柱产生的压强,故D错误。
故选A。
3.(1)如图甲把重力的测力计向上压在水平板上,测力计显示对板的压力,与板的接触面积,测力计对板的压强________Pa;如图乙把同一测力计向下压在水平板上,测力计显示对板的压力,此时测力计对板的压强是,则________(选填“大于”或“等于”或“小于”);
(2)如图丙所示的装置,首先向水槽里灌满水,然后松开铁夹,水流入a、b两管,稳定后,a管中水面的高度为,b管中水面的高度为,则________;如果再打开软木塞,在水流动的过程中,________。(后两空选填“>”“<”或“=”)
【答案】(1) 2000 大于
(2) = >
【详解】(1)[1]由题意知,如图甲把重力G=4N的测力计向上压在水平板上,测力计显示对板的压力F=16N,与板的接触面积8×10-3m2, 测力计对板的压强
[2]如图乙把同一测力计向下压在水平板上,测力计显示对板的压力F=12N, 此时测力计对板的压强
所以p1大于p2。
(2)[1]松开铁夹,右边软木塞是塞紧的,水流入a、b两管,a管和b管上端开口,底部连通,二者构成了连通器,并且都盛有水,因此稳定后两管水面等高,即h1=h2;
[2]若将软木塞打开一会儿,水是流动的,由于b管底部较细,水的流速较大,产生的压强小,所以b管水面比a管水面低,即h1>h2。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,力学模块的重点内容。
固体压强考查增大、减小压强的方法,结合生活器具场景判断压强变化;液体压强考查影响因素、连通器应用;大气压及流体压强部分,考查大气压应用实例、流体压强与流速的关系(如飞机升力、火车站安全线),命题侧重规律判断和简单公式代入,整体难度适中。
终极猜想·精练通关
1.随着科技发展,汽车的安全系数越来越高。下列关于汽车的相关说法正确的是( )
A.安全带设计得较宽是为了减小发生事故时对人体的压力
B.紧急刹车时,随着汽车速度减小,汽车惯性逐渐减小
C.突发情况,紧急刹车时,头枕将会对人体起到保护作用
D.当汽车被追尾时,被追尾的车中头枕会对人体起到保护作用
【答案】D
【详解】A.安全带较宽是为了增大受力面积,减小压强,而不是减小压力,故A错误;
B.惯性只与质量有关,与速度无关,速度减小但质量不变,惯性不变,故B错误;
C.紧急刹车时,身体前倾,头枕主要是在被追尾时保护颈部,刹车时起不到保护作用。故C错误;
D.被追尾时,车突然加速,人体向后仰,头枕能支撑头部和颈部,防止颈椎受伤,故D正确。
故选D。
2.测量发现某地水的沸点为93℃,通过表1、2推断此地的海拔可能是( )
表1:海拔与大气压的关系表
海拔/km
大气压/(×105Pa)
0
1.01
2
0.80
4
0.62
6
0.47
2:大气压与水的沸点的关系
大气压/(×105Pa)
水的沸点/℃
1.01
100
0.71
90
0.44
80
0.36
75
A.2km B.4km C.5km D.6km
【答案】A
【详解】由表2可知,气压越大,沸点越高,当沸点在93℃,大气压应在之间且更接近,再查表1可知此时海拔高度最接近2km,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.U形管两端的液面原来相平,小红向粗细不一的管子吹气时,液面变成如图所示情形,以下分析正确的是( )
A.吹气时,A处的气体压强比B处的小
B.吹气时,B处的气体流速比A处的小
C.吹气时,A、B处气体压强相等
D.停止吹气后,U形管两端的液面会恢复相平
【答案】D
【详解】ABC.如果在左端往装置里急吹气,由于A处比B处粗,导致A处气流速度小于B处的气流速度,根据流体压强和流速的关系可知,A处气流压强大于B处的气流压强,在左右压强差的作用下A管水面下降,B管水面升高,故ABC错误;
D.如图所示,该容器上端开口底部互相连通,构成连通器,根据连通器原理可知,停止吹气后,U形管两端的液面将保持相平,故D正确。
故选 D。
4.如图甲为我国古代科技著作《天工开物》的情景——“没水采珠”。可将水下的采珠人简化为一个带质量的点,则采珠人在水中以恒定的速度由位置1下潜到位置2时(如图乙所示),受到水的压强随时间变化的图象正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】采珠人在水中下潜的深度与时间的关系为h=vt,采珠人在水中以恒定的速度由位置1下潜到位置2时,受到水的压强为p=ρgh=ρgvt
所以受到水的压强与时间成正比,随着时间的增大,压强也增大,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.把一块质量为2.4kg的正方体木块放在水平地面上,其底面积为,用F=3N的拉力水平向右匀速直线拉动木块,其速度为;如图所示。(g=10N/kg)
(1)以“·”代表木块,在右边框内画出木块匀速运动时的受力示意图________;
(2)木块的重力为__________N;
(3)木块对地面的压强大小为___________Pa;
(4)木块受到地面的摩擦力为___________N;
【答案】(1)
(2)24
(3)
(4)3
【详解】(1)木块匀速运动时受到四个力的作用:竖直向下的重力G、竖直向上的支持力F支、水平向右的拉力F、水平向左的摩擦力f。由于木块做匀速直线运动,这四个力平衡,受力示意图应显示两对平衡力(G= F支,F=f)。如图所示:
(2)根据重力计算公式G=mg,将m=2.4kg和g=10N/kg代入得木块的重力G= mg =2.4kg×10N/kg=24N
(3)根据二力平衡及力的作用是相互的,木块对地面的压力F压=G=24N
压强
(4)由于木块做匀速直线运动,拉力F与摩擦力f二力平衡,故f=F=3N
6.如图所示的长方体,其面(最小面积的面)的面积为。把该长方体放在水平地面上,其摆放的方式及它对地面对应的压强大小如表所示。
摆放方式
正放
侧放
竖放
对地面的压强
(1)长方体的重力为________;
(2)长方体正放时对地面的压力________(选填“大于”“等于”或“小于”)它竖放时对地面的压力;
(3)把长方体正放在水平雪地上,发现雪地有明显的下陷。此时它对雪地的压强________(选填“大于”“等于”或“小于”)它正放在水平地面时对地面的压强,你的依据是:________。
【答案】(1)0.75
(2)等于
(3) 等于 见解析
【详解】(1)该长方体竖放时对地面的压力为
(2)长方体正放时对地面的压力与竖放时对地面的压力相等,都等于其重力。
(3)把长方体正放在水平雪地上与把正放在水平地面上相比,长方体它对雪地的压力仍等于其重力,即压力不变,受力面积为长方体与雪地的接触面积,即为长方体正放时的底面积,所以受力面积不变,根据可知,把长方体正放在水平雪地上对雪地的压强等于它正放在水平地面时对地面的压强。
7.如图所示,阀门k关闭,用抽气机在足够长的玻璃管内液面上方持续抽真空,液体密度为ρ,重力与质量的比值为g,管内液高h1,C点距离容器液面深度h2,此时容器液面上方的大气压强p0=___________(用题目出现的物理量符号表达)。关闭抽气机,打开阀门k,把液体从左侧抽出,此时A点的液体流速大于B点,数字液体压强计A、B的读数分别为pA、pB,pA___________pB(选填“>”、“=”或“<”),依据是:___________。
【答案】 ρgh1 < A点的流速比B点的流速快
【详解】[1]根据托里拆利实验可知大气压等于上方是真空的液柱产生的液体压强,液柱高度是管内外液面的高度差,即为h1,所以大气压
[2][3]流体流速快的地方压强小。当阀门打开时,在流量一样的情况下,A点的流速快,故A点处的压强较小,即
8.(1)两个完全相同的瓶子中装有不同的液体,放在横梁已平衡的天平上,比较结果如图(1)所示。则甲瓶中液体质量___________(选填“大于”、“等于”或“小于”)乙瓶中液体质量;根据甲、乙两瓶中液体的质量和体积关系画出图(2)的图像,可以得到___________(选填“A”或者“B”)图线表示甲瓶中液体。
(2)在一个固定形状的圆柱形容器中装有一定质量的某液体丙,不需要考虑容器的热胀冷缩和里面液体的蒸发,已知该液体丙在标准大气压下体积随温度变化如图(3)所示,则液体丙对圆柱形容器底部的压强___________(选填“变大”、“不变”或“变小”),请写出判断依据:___________。
【答案】(1) 等于 B
(2) 不变 见解析
【详解】(1)[1]由图(1)可知天平横梁已平衡,且指针指向刻度盘中央;又因为两个瓶子完全相同,根据天平的平衡条件,左盘总质量等于右盘总质量,因此甲瓶中液体质量等于乙瓶中液体质量。
[2]由图(1)可知,甲瓶液体的体积大于乙瓶液体的体积,由可知,液体质量一定相同时,体积越大,密度越小,所以甲瓶液体的密度小于乙瓶液体密度;由图(2)可知,B图线表示甲瓶中液体。
(2)[1][2]圆柱形容器中液体丙对容器底部的压力等于液体的重力,如图(3)所示,液体丙在标准大气压下体积随温度变化而变化,但其质量不变,重力不变,对容器底部的压力不变,容器的底面积不变,根据可知,液体丙对圆柱形容器底部的压强不变。
9.如图甲所示,在水平桌面上并排靠近放置两个相同的木块(边长分别为a、b、c,且a>b>c,如图乙所示),当用细管沿水平方向对着两木块间的狭缝持续稳定吹气时,两木块保持静止。假设吹气时木块间的狭缝处气体压强保持为p,周围大气压强为p0,则:
(1)p______p0(选填“>”“=”或“<”);
(2)图甲中,木块B右侧面所受大气压力F=______(用题中的物理量符号表示),木块B所受桌面摩擦力f的方向是______(选填“水平向左”“水平向右”);
(3)此过程中,木块A和B所受摩擦力分别为fA和fB,则fA______fB(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】(1)<
(2) p0bc 水平向右
(3)>
【详解】(1)当用细管沿水平方向对着两木块间的狭缝持续稳定吹气时,两木块中间空气流速大,压强小,周围空气流速小,压强大,因此p<p0。
(2)[1]木块B右侧面所受大气压力为
[2]由于木块B左右两侧受力面积大小相等,右侧压强大于左侧压强,木块B会受到水平向左的压强差,产生向左的压力差,相对于桌面具有向左的运动趋势,会产生水平向右的静摩擦力。
(3)木块A左右两侧受力面积大于木块B左右两侧的受力面积,左右两侧的压强差相同,根据可知,木块A受到的压力差大于木块B受到的压力差,压力差使木块A相对于地面具有向右的运动趋势会产生向左的静摩擦力,且与左右两侧压力差大小相等,因此木块A受到的静摩擦力大于木块B受到的静摩擦力,即fA>fB。
10.图1中静放在水平地面上的长方体铁块和海绵块的大小完全相同,G铁=40N,G海绵=0.1N,铁块和海绵块上表面的面积均为0.05m2。
(1)铁块对水平地面的压强p1=______Pa;
(2)如图2,把铁块放在海绵块上,使两者上下表面重合,海绵块明显被铁块压扁,此时铁块对海绵块的压强p2______p1(选填“>”“=”“<”);
(3)在图3中,以“·”表示海绵块,画出海绵块的受力示意图。(虚线为竖直方向)
【答案】(1)800
(2)=
(3)
【详解】(1)铁块对水平地面的压强
(2)如图2,把铁块放在海绵块上,使两者上下表面重合,海绵块明显被铁块压扁,与放在水平地面上相比,压力不变,受力面积不变,所以压强不变,则铁块对海绵块的压强等于铁块对水平地面的压强。
(3)海绵块受到铁块竖直向下的压力、自身竖直向下的重力和竖直向上的支持力,作图如下:
11.如图1所示,一底面积为的物块A放置在水平地面上,其对地面的压强为2000Pa。它在大小为10N的水平拉力F的作用下从O点向右做匀速直线运动。物块A运动到M点时水平拉力的大小变为15N,当物块A运动到N点时撤去水平拉力,它最后静止在Q点处。已知水平地面粗糙程度相同。(g取)
(1)物块A的质量为______;
(2)物块A在OM段所受到的摩擦力________(选填“大于”“等于”或“小于”)它在MN段所受到的摩擦力;
(3)撤去水平拉力后,物块A运动一段距离后最终静止下来是由于________;
(4)请在图2方框内画出物块A(以黑点表示)运动到位置P时在水平方向上所受到的力的示意图________。此时,物块A所受到的摩擦力为________N。
【答案】(1)2kg
(2)等于
(3)受到摩擦力的作用
(4) 10
【详解】(1)由可知,当物块A对地面的压力
此时物块A对地面的压力等于其重力,物体重力
由G=mg可知,物体的质量
(2)滑动摩擦力只与压力和接触面粗糙程度有关,与运动状态无关,而物块A在OM段和在MN段对地面的压力和接触面的粗糙程度相同,所以它们受到的摩擦力大小相等。
(3)撤去水平拉力后,物块A在水平方向只受摩擦力的作用,而摩擦力的方向与物体运动的方向相反,使物体运动越来越慢,最终静止下来。
(4)[1][2]物块A运动到位置P时只受到地面摩擦力的作用,而摩擦力的方向与运动方向相反,即摩擦力方向向右,大小等于10N。如图所示:
押题猜想七 电学基础知识
试题前瞻·能力先查
1.用毛皮摩擦过的橡胶棒去接触不带电的验电器,的金属箔片张角变大,如图所示。再用棒去同时接触、验电器的金属球,发现的金属箔片张角变小,的金属箔片张角变大。则下列说法正确的是( )
A.A验电器两个金属箔片带异种电荷
B.电子通过C棒从验电器转移到验电器
C.毛皮摩擦橡胶棒的过程中,电子是由橡胶棒转移到毛皮
D.当橡胶棒靠近带负电荷的轻小物体时,会相互吸引
【答案】B
【详解】A.验电器的金属箔片张开是因为带同种电荷(同种电荷相互排斥),用带负电的橡胶棒接触A后,A的两个金属箔片会带同种负电荷,并非异种电荷,故A错误;
B.用橡胶棒接触后,A带负电,B不带电;用C棒连接A、B时,电子会从带负电的A转移到不带电的B,导致A的电荷量减少,B获得电子带负电,故B正确;
C.毛皮摩擦橡胶棒时,橡胶棒的原子核束缚电子能力更强,电子会从毛皮转移到橡胶棒,使橡胶棒带负电,并非从橡胶棒转移到毛皮,故C错误;
D.橡胶棒带负电,带负电的轻小物体与橡胶棒是同种电荷,同种电荷相互排斥,并非吸引,故D错误。
故选B。
2.在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片放在盐水中,这就是一个电池,又称它为原电池。将电压表接到铜片和锌片上观察到如图所示现象,则下列说法正确的是( )
A.此时的电路处于短路状态
B.原电池工作时将电能转化为化学能
C.原电池的锌片相当于是电源的正极
D.导线中的自由电荷从锌片经电压表流向铜片
【答案】D
【详解】A.由于电压表的电阻特别大,所以该电路不是短路,故A错误;
B.盐水电池和干电池、蓄电池类似,都是将化学能转化为电能的装置,故B错误;
CD.由图可知,电压表的选量程为0~3V;因为与电压表正接线柱相连的为电池的正极,所以铜片是电池的正极,在电池外部电流从铜片经电压表流向锌片,导线中的自由电荷是电子,带负电,所以电子的移动方向与电流方向相反,导线中的自由电荷从锌片经电压表流向铜片,故C错误,D正确。
故选D。
3.如图所示,取一个橙子,把铜片、铁片插入其中,制成一个水果电池。
(1)用电压表测量电压,该水果电池电压为_________V,水果电池是将_________能转化为电能;
(2)为获得更高电压,可以将多个水果电池_________联;
(3)如图所示是一种利用海水盐差能发电的装置,甲、乙两块渗透膜将容器隔成三个区域,分别加入海水和纯水,由于分子处在永不停息的无规则_________中,而甲渗透膜只能让带正电的钠离子通过,乙渗透膜只能让带负电的氯离子通过,容器就变成了电池,电子从右向左通过小灯泡,则容器左端是电池的_________极。
【答案】(1) 0.6 化学
(2)串
(3) 运动 正
【详解】(1)[1]由图知电压表选择的量程为0~3V,分度值为0.1V,水果电池的电压为0.6V。
[2]水果电池工作时,将消耗化学能,产生电能,所以是将化学能转化为电能。
(2)根据串联电路电压规律可知,总电压等于各部分两端电压之和,所以,如果想增大水果电池的电压,可将多个水果电池串联。
(3)[1][2]一切物质的分子不停地做无规则运动,微粒处在永不停息地无规则运动中,甲渗透膜只能让带正电的钠离子通过,钠离子(正电)通过甲渗透膜向左移动,使左侧区域带正电,乙渗透膜只能让带负电的氯离子通过,氯离子(负电)通过乙渗透膜向右移动,使右侧区域带负电,电子从右向左通过小灯泡,则电流从左向右通过小灯泡,说明左端是正极,右端为负极。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,电学模块的入门内容。
电路的组成、三种状态,串并联电路的特点,电流、电压、电阻的基本概念,电流表与电压表的使用规则是核心考点。图形设置直观常规,以基础识图和电路基础规则考查为主,为后续欧姆定律、电功率学习奠定基础。
终极猜想·精练通关
1.当神经纤维某处受到刺激时,带正电的钠离子从细胞外定向移动到细胞内,形成电流。下列说法正确的是( )
A.钠原子核由质子和电子组成 B.钠原子核由中子和电子组成
C.电流方向是从细胞外到细胞内 D.电流方向是从细胞内到细胞外
【答案】C
【详解】AB.原子由原子核和核外电子构成,原子核由质子和中子组成,电子在原子核外,故AB错误;
CD.物理学规定正电荷定向移动的方向就是电流方向。带正电的钠离子从细胞外定向移动到细胞内,因此电流方向与钠离子移动方向一致,为从细胞外到细胞内,故C正确,D错误。
故选C。
2.如图,当带负电的人手触摸静电释放器时,可将人体多余的电荷转移到地上,则( )
A.制作静电释放器的材料为绝缘体
B.人手带负电是由于失去了正电荷
C.人手带负电是由于创造了负电荷
D.放电时电流方向是从释放器流向人手
【答案】D
【详解】A.静电释放器是利用导体导电的原理,将人体上的静电导入大地,所以静电释放器不可以由绝缘体材料制成,故A不符合题意;
B.物体带负电的原因是得到了多余的电子,即负电荷,而不是失去正电荷,故B不符合题意;
C.电荷不能被创造或消灭,只能发生转移,人手带负电是因为从其他物体转移得到了电子,故C不符合题意;
D.电流的方向被规定为正电荷定向移动的方向,与负电荷定向移动的方向相反。放电时,人体的负电荷(电子)从人手流向释放器,即电流方向是从释放器流向人手,故D符合题意。
故选D。
3.在综合实践课堂上,小红和妈妈正在做如图所示游戏,用毛皮摩擦过的带负电荷的塑料勺吸引纸片。若游戏过程中塑料勺接触地面,就无法吸引纸片。下列有关该游戏的说法正确的是( )
A.塑料勺带负电荷,是因为它失去了电子
B.摩擦后塑料勺具有磁性,可以吸引纸片
C.与毛皮摩擦后的两把塑料勺,带同种电荷互相排斥
D.塑料勺接地的瞬间,电子定向移动方向即为电流方向
【答案】C
【详解】A.摩擦起电的实质是电荷的转移,塑料勺带负电荷,是因为它获得了多余的带负电荷的电子,故A错误;
B.摩擦后塑料勺带电,能吸引轻小物体,可以吸引纸片,故B错误;
C.与毛皮摩擦后的两把塑料勺一定带同种电荷,根据电荷间的相互作用规律,同种电荷互相排斥;故C正确;
D.塑料勺接地的瞬间,电子带负电荷,定向移动方向与电流方向相反,故D错误。
故选C。
4.氧原子的原子核由8个质子和8个中子组成,当氧原子不显电性时下列说法正确的是( )
A.中子带负电 B.质子带正电
C.电子不带电 D.氧原子核外有16个电子
【答案】B
【详解】A.原子核中中子不带电,故A错误;
B.原子核中质子带正电,故B正确;
C.构成原子核的核外电子带负电,故C错误;
D.因为氧原子不显电性,所以氧原子正电荷数量与负电荷数量相等,因为氧原子核有8个质子,带8个单位的正电荷,所以原子核外带8个单位负电荷,即氧原子核外有8个电子,故D错误。
故选B。
5.在某校举办的水果电池比赛上小华用一个柠檬制作了水果电池。为了知道如图甲中A、B哪个是正极,小华把铁片A、铜片B插入柠檬,并接入电压表,当其闭合开关S后,发现发光二极管发光,电压表示数如图乙,则( )
A.柠檬两端的电压为0.5V
B.甲图中,发光二极管的右侧为其负极
C.若断开开关,二极管不发光,说明A、B两金属片之间没有电压
D.柠檬电池工作时把化学能转化为电能
【答案】D
【详解】A.由图甲得,电压表测量在水果电池的两端,由图乙得,电压表的分度值为0.1V,示数为0.2V,即柠檬两端的电压为0.2V,故A不符合题意;
B.甲图中,电压表的正极接在发光二极管的右侧,电压表正向偏转,则发光二极管的右侧为正极,故B不符合题意;
C.若断开开关,电路为断路,二极管不发光,不能说明A、B两金属片之间没有电压,故C不符合题意;
D.柠檬电池工作时发生化学反应,产生电能,把化学能转化为电能,故D符合题意。
故选D。
6.以下说法正确的是( )
A.半导体具有良好的导电性能 B.超导体是一种电阻很大的材料
C.超导体材料用在电热水壶上有很高的热效率 D.超导材料用于输送电力可以降低电能损耗
【答案】D
【详解】A.半导体的导电性能比导体的导电性能要差,但它有一些特殊的电学性质,故A不符合题意;
BC.超导材料是一种电阻趋近为零的材料,用于电热水壶发热效率会很低,故BC不符合题意;
D.用超导体做输电导线,可以减小由电能转化为内能的损耗,提高传输效率,故D符合题意。
故选D。
7.如图a,某种高压电线断路器的陶瓷套筒内充有六氟化硫气体。
(1)六氟化硫气体是__________(选填“导体”“绝缘体”),可使两高压电极之间处于断路状态;
(2)、标准大气压下,空气密度为。如图b,在容积为的密闭容器中,充满的六氟化硫气体,此时六氟化硫气体的密度比空气的密度____________(选填“大”“小”);将密度为的泡沫小球在P点静止释放,小球会____________(选填“上浮”“下沉”)。
【答案】(1)绝缘体
(2) 大 上浮
【详解】(1)不容易导电的物体是绝缘体,六氟化硫气体是绝缘体,可使两高压电极之间处于断路状态。
(2)[1]如图b,在容积为的密闭容器中,充满的六氟化硫气体,此时六氟化硫气体的密度为
即此时六氟化硫气体的密度比空气的密度大。
[2]物体的密度小于气体的密度,物体会上浮,将密度为的泡沫小球在P点静止释放,由于小球的密度小于六氟化硫气体的密度,所以小球会上浮。
8.北京冬奥会上给全世界带来了很多精彩的瞬间,其中开幕式更是令人感觉无与伦比,请你回答以下几个问题
(1)如图A是开幕式倒计时节目,导演组选用了非常大胆的尝试-中国24节气的完美结合,其中有一个节气是霜降,霜的形成其实是水蒸气__________形成(填一种物态变化名称),这个过程需要__________(吸热或者放热);
(2)如图B是开幕式第一节《立春》节目,演员们手持一支可变色的发光杆模仿小草和蒲公英两种春天的植物,其中杆里的LED灯是一种__________(选填“半导体”、“导体”或者“绝缘体”)材料。如要转换出绿色和白色两种灯光,LED灯的颜色上除了要有绿色之外,还得配有__________(选填答案代码)两种色光。
A.红色和黄色 B.红色和蓝色 C.蓝色和黄色
【答案】 凝华 放热 半导体 B
【详解】(1)[1][2]霜是由水蒸气直接从气态变为固态发生凝华现象形成的,凝华过程需要放热。
(2)[3]LED 是由半导体材料制作的,具有单向导电性。
[4]白光是复色光,发光杆中的光源是 LED,它发出的白光其实是由红、绿、蓝三种色光混合而成的,红、绿、蓝为色光的三原色,所以除了绿色外,还要有红色和蓝色光,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
9.按要求完成题目。
(1)小明利用图甲电路图测量电动机的工作电压,请在图乙用笔画线代替导线,完成电路的连接。要求:①连接电路时导线不能交叉;②电流要从电动机a接线流入,b接线流出;
(2)连接好电路后闭合开关,发现电压表示数趋近于电源电压,可能的原因是( )。
A.电动机短路 B.电动机断路 C.电动机实际电功率过低 D.滑动变阻器短路
【答案】(1)
(2)BD
【详解】(1)根据电动机与变阻器串联,电压表测量电动机的两端电压,电源是两节干电池,故选择0~3V量程,连接电路如图所示:
(2)A.若电动机短路,电压表测量的是导线两端的电压,示数应为0,故A不符合题意;
B.若电动机断路,电压表串联在电路中,由于电压表内阻很大,此时电压表测电源电压,示数趋近于电源电压,故B符合题意;
C.电动机实际电功率过低,不会导致电压表示数趋近于电源电压,故C不符合题意;
D.若滑动变阻器短路,此时电压表相当于测电源电压,所以,电压表示数趋近于电源电压,故D符合题意。
故选BD。
10.某物理兴趣小组学习了导体电阻的知识后,对食盐水溶液的电阻大小与什么因素有关提出了以下猜想:
①食盐水溶液的电阻大小与溶液的浓度有关;
②食盐水溶液的电阻大小与溶液的质量有关;
③食盐水溶液的电阻大小与溶液中两点间的距离有关;
……
为了验证猜想,他们设计了如图所示的装置(电源恒压),将电路中的a、b两金属片分别竖直插入溶液中(金属片a、b每次插入溶液中的深度都相同)进行探究。
(1)食盐水溶液的电阻大小可以由 _____的大小来判断;
(2)如果想验证“食盐水溶液的电阻大小与溶液中两点间的距离有关”猜想,请写出你的实验步骤。_____。
【答案】 电流表示数 见解析
【详解】(1)[1]a、b间的食盐水溶液和电流表串联,其电阻大小可以由电流表示数的大小来判断。
(2)[2]1、将电路中的a、b两金属片分别竖直插入溶液中某深度处,闭合开关,记录电流表的示数I1;
2、断开开关,保持a、b两金属片插入溶液中的深度不变, 改变a、b两金属片之间的距离,再闭合开关,记录电流表的示数I2;
3、比较I1和I2:若I1=I2,说明食盐水溶液的电阻大小与溶液中两点间的距离无关;若I1≠I2,说明食盐水溶液的电阻大小与溶液中两点间的距离有关。
押题猜想八 电路故障与电路设计分析
试题前瞻·能力先查
1.某款送餐机器人,当接通机器人主电源(相当于闭合开关),电源指示灯亮,然后通过手机App选择自动送餐(相当于闭合开关)机器人才开始作。如图中的电路设计符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题知,闭合开关S1,电源指示灯亮;再闭合开关S2,电动机开始工作,说明指示灯与电动机互不影响,所以是并联的;且S1闭合后,再闭合S2电动机才开始工作,说明S1在干路上控制整个电路,S2只控制电动机,即S2在电动机支路上,分析各图可知,只有B项中图符合要求,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.如图所示电路,闭合开关,两灯均不发光,小明同学打算用不同的方法进行故障检查。若电路中只有一盏灯出现故障,则下列判断正确的是( )
A.将导线并联在A、B,两灯均不亮,则L1断路
B.将另一个灯泡L3并联在A、B,L2、L3发光,则L1断路
C.将电流表并联在B、C,电流表无示数,则L2断路
D.将电压表并联在B、D,电压表示数为电源电压,则L1断路
【答案】B
【详解】如图所示电路中,L1与L2串联,闭合开关后两灯均不发光,若电路中只有一盏灯出现故障,说明电路存在断路故障(若为短路,另一灯应发光)。
A.将导线并联在A、B,两灯均不亮,说明A、B以外的电路部分断路,则是L2断路,故A错误;
B.将另一个灯泡L3并联在A、B,L2、L3发光,说明L2是完好的,则是L1断路,故B正确;
C.将电流表并联在B、C,电流表无示数,说明B、C以外的电路部分断路,则是L1断路,故C错误;
D.将电压表并联在B、D,电压表示数为电源电压,说明电压表两端与电源相通,则是L2断路,故D错误。
故选B。
3.小明同学利用灯泡L1、L2和三个开关S、S1、S2,一个电池组及导线若干组装电路,按要求设计的电路图如图甲所示:
(1)根据电路图中电流方向(黑色箭头),判断电源上端是______(填“正”或“负”)极;
(2)连接的实物电路如图乙所示,请你用笔划线代替导线将实物图中未连接好的导线补充完整______;
(3)三个开关都闭合后,只有灯泡L2发光,已知电路中仅有一处故障且导线和接线柱均完好无故障,则L1不发光的原因可能是______或______。为了准确判断故障原因,在不增加器材且不拆除导线的前提下,可行的操作是______。
【答案】(1)负
(2)
(3) L1断路 S1断路 将L1、L2互换位置
【详解】(1)在电源外部,电流从电源正极流出,经用电器回到电源负极,根据图甲中的箭头可知,电源上端是负极。
(2)根据电路图知,两灯并联,S在干路上,S1在L1支路上,S2在L2支路上,根据电路图连接实物图,如下所示:
(3)[1][2]三个开关都闭合后,若灯泡L1支路断路,对L2支路不影响,只有灯泡L2发光;若灯泡L1短路,整个电路短路,L2也不能发光;所以电路故障可能是L1断路或S1断路。为进一步确定故障原因,可将L1、L2互换位置,再次将开关都闭合后,发现只有L1发光,说明是L1完好的,则是S1断路了,如果L1不发光,则说明L1断路。
分析有理·押题有据
本考点为常考中档题,与实验操作和生活电路联系密切。
电路故障分析考查断路、短路两种常见情况,结合电表示数变化判断故障位置,例如电流表无示数、电压表有示数接近电源电压,通常是与电压表并联的用电器断路;电流表有示数、电压表无示数,多为与电压表并联的用电器短路。
电路设计分析以生活场景为载体,如声光控灯、病房呼叫电路、交通信号灯控制电路等,考查串并联电路特点和开关控制作用,侧重逻辑分析和应用。解题时需结合电路的工作逻辑,分析每个元件的作用,判断电路设计的合理性。
终极猜想·精练通关
1.电冰箱冷藏室中的照明灯L由门控开关控制,压缩机(电动机)由温控开关控制,要求照明灯和压缩机既能单独工作又能同时工作,下列电路中符合上述特点的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意可知,电动机和灯泡并联,各个支路各有一个开关。
A.图中灯泡和电动机并联,开关S1控制灯泡,开关S2控制电动机,故A符合题意;
B.图中灯泡和电动机并联,开关S1在干路中,只闭合开关S2,电动机不工作,故B不符合题意;
CD.图中灯泡和电动机串联,只有两个开关都闭合时,电动机和灯泡都工作,故CD不符合题意。
故选A。
2.小明所在的学习小组利用已有的知识和经验,设计出模拟东、北方向红灯和绿灯指令的简易电路图,下列四个电路中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】由生活实际可知,当东向绿灯亮时,北向红灯亮;当东向红灯亮时,北向绿灯亮。
A.图中,开关S接1时,东向绿灯和红灯同时亮,北向绿灯和红灯均不亮;S接2时,东,北方向红,绿灯均亮,故A不符合题意;
B.图中,开关S接1时,东向绿灯和北向红灯亮,东向红灯和北向绿灯短路,不亮;S接2时,东向红灯和北向绿灯亮,东向绿灯和北向红灯短路,不亮,故B符合题意;
C.图中,开关S接1时,会造成电源短路,故C不符合题意;
D.图中,开关S接1时,东,北方向绿灯同时亮;S接2时,东,北方向红灯同时亮,故D不符合题意。
故选B。
3.学完电路知识后,同学们热情很高,争相设计电路,如图所示是同学们设计出来的四个电路,你认为可以达到目的的是( )
A.抢答器电路:选择哪一个答案就闭合哪一个开关,对应的灯就亮
B.坐位体前屈电路:学生把挡板推得越远,电流表的示数就会越大
C.楼道照明电路:只有声控开关和光控开关都闭合,楼道的灯才会亮
D.电学黑箱:闭合开关两灯都亮,断开开关两灯都不亮,两只灯泡一定是并联关系
【答案】C
【详解】A.电路图中,开关、断开,两灯泡都不发光;开关闭合,开关断开,灯泡发光;开关断开,开关闭合,灯泡、都发光,不能达到一个开关控制一盏灯的目的,故A不符合题意;
B.坐位体前屈电路中,当向右的F越大时,滑片向右移动,变阻器连入电路的电阻不变,总电阻不变,根据欧姆定律可知,电路的电流不变,因此电流表示数不变;电压表测滑动变阻器两端的电压,滑片向右移动,变大,电压表示数变大,故B不符合题意;
C.由楼道照明电路可知,两个开关都闭合时,楼道照明灯才会亮,说明两个开关相互影响,不能独立控制楼道照明灯的亮与灭,因此两开关应串联,能达到目的,故C符合题意;
D.电学黑箱,闭合开关两灯都亮,断开开关两灯都不亮,两只灯泡可能串联,也可能是并联,并联时,开关在干路上,故D不符合题意。
故选C。
4.如图所示的电路,电源电压保持不变,灯泡和的规格不同,闭合开关S,发现两个电流表都有示数但示数不相等,且灯泡亮,灯泡不亮。下列分析判断正确的是( )
A.若电路有故障,则是灯泡的灯丝开路
B.若电路没有故障,则是灯泡实际功率太小
C.若电路有故障,则是灯泡的灯丝被短路
D.流过两个电流表的实际电流值一定是
【答案】B
【详解】A.由图可知,两灯串联,如果灯泡的灯丝开路,两灯都不能发光,故A错误;
B.若电路没有故障,灯泡不亮,则是灯泡实际功率太小,故B正确;
C.如果灯泡的灯丝被短路,灯泡不会发光,故C错误;
D.因为电流表和都测量串联电路电流,串联电路处处电流相等,流过两个电流表的实际电流值一定是,故D错误。
故选B。
5.如图所示,电源电压为保持不变,电阻、的阻值均为,闭合开关,电路正常工作。过了一会儿,电压表V的示数减小,已知电路中只有一处故障,且发生在电阻或处。为确定故障,下列操作可行的是( )
A.将电阻、的位置互换 B.用完好的电阻替换电阻
C.在电阻两端并联电压表 D.在电阻两端并联一根导线
【答案】B
【详解】闭合开关,电阻、串联,电压表测R1两端的电压,故障可能是R1短路,或者R2断路。
A.将电阻、的位置互换后,无论是R1短路,还是R2断路,电压表的示数都等于电源电压,不能确定故障,故A不符合题意;
B.用完好的电阻R0替换R1,电压表示数恢复原来示数,则故障为R1短路;若电压表无变化,则故障为R2断路,故B符合题意;
C.在电阻R2两端并联电压表V1,无论是R1短路,或者R2断路电压表示数都一样,接近电源电压,不能确定故障,故C不符合题意;
D.在电阻两端并联一根导线,无论故障是R1短路,或者是R2断路,电压表都会被短路,示数都为0。现象相同,无法区分故障,故D不符合题意。
故选 B。
6.在图1所示的电路中,电源电压未知但始终保持不变。闭合开关S,发现电压表V的示数为零。若电路中仅有一处故障,且故障只发生在或滑动变阻器上。
(1)小明通过移动变阻器的滑片来确定电路的故障情况。
若在将滑片P从右向左移过某一位置时,发现电压表V的示数突然变大,继续向左移动滑片,电压表V的示数继续变大。则存在的故障情况可能是图2中______所示的情况(打“×”处表示该处断路)。
(2)为确定电路的故障情况,请写出还可采取的实验操作、对应的电表示数情况和电路可能存在的故障。______
【答案】(1)b
(2)见解析
【详解】(1)由图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压,由题意知,闭合开关S,发现电压表V的示数为零,则可能的原因是定值电阻短路或滑动变阻器断路。若在将滑片P从右向左移过某一位置时,发现电压表V的示数突然变大,继续向左移动滑片,电压表V的示数继续变大,证明定值电阻没有短路,滑动变阻器的滑片也已经滑过断路部分,因此存在的故障情况可能是图2中b所示的情况。
(2)断开开关,将电压表并联在开关两端,若电压表的示数等于电源电压,则定值电阻R1短路,若电压表无示数,则滑动变阻器R2断路。
7.(1)如图所示是玩具电风扇的实物电路,请在虚线框内画出对应的电路图。电风扇可以用“”表示;
(2)如下图所示,在探究并联电路电流的关系时,语晨同学想把两个小灯泡并联起来,用电流表测量小灯泡的电流,请你用笔帮他画出完整的连接电路。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)分析实物电路可知,电流从电源正极出发后依次经过开关、灯泡和电动机回到电源负极,如图所示:
(2)依题意可知,两灯并联,开关控制整个电路,电流表在灯泡的支路上,因为不知电路中的电流大小,所以电流表先选用大的测量范围,如图所示:
8.小红连接的电路如图,已知两灯规格相同,闭合开关后,灯泡和都不发光,电流表、电压表均无示数。
(1)灯泡和______联(选填“串”、“并”),电压表测量______两端电压。
(2)小红排查电路故障,用多用表检测电源正负极间电压为3V,并判断此时只有灯泡短路,你认为小红的判断是否正确?_________,理由是_______。
(3)小红用导线连接灯泡两端接线柱时,电流表和电压表均有示数,亮,不亮,则电路故障可能以下选项中的哪种?
①灯泡断路
②灯泡断路
③电流表短路
④灯泡短路
【答案】(1) 串 L2
(2) 不正确 见解析
(3)①
【详解】(1)[1][2]由实物图可知,L1、L2串联,电压表与L2并联,所以电压表测量L2两端电压。
(2)[1][2]闭合开关,L1、L2都不亮,且电压表、电流表均无示数,说明电路中存在断路;如果只是L2短路,电路中有电流通过,不影响L1和电流表工作,所以小红的判断是不正确的。
(3)闭合开关,L1、L2都不亮,且电压表、电流表都无示数,说明电路中存在断路;用导线连接灯泡L1两端接线柱时,导线将L1短路,电流从该导线经过,不需要经过L1,此时电流表和电压表均有示数,L2亮,说明故障在L1处,是L1断路,故选①。
9.(1)有一木盒如图1所示,当闭合开关时,两只小灯泡都亮了,断开开关,两灯泡又同时熄灭。
①请你判断:在这个木盒内,除了导线,一定还有另外一个电路元件,它是__________;
②根据上述现象,你__________(选填“能”或“不能”)断定这两只小灯泡是串联的。
(2)小明连接好电路如图2所示后闭合开关S,他发现、两只灯泡都不亮,他用手按一下灯泡,、仍然都不亮,按一下灯泡,两灯都亮,松开手两灯又不亮,则故障可能是__________(选填“灯丝断了”、“灯丝断了”、“短路”或“与灯座接触不良”);
(3)在连接电路时,如发现有连接错误,不少同学习惯于将电路全部拆散,重新连接。其实,有时只要思考一下,拆除或改接某些导线就能解决问题,如图3是小何同学连接的电路:
①连接电路时开关应__________,起__________作用;
②若直接闭合开关,将出现__________故障(选填“断路”、“短路”“被短接”或“被短接”);
③对于这个电路,只须拆除__________导线(填选“a”、“b”、“c”、“d”或“e”),就能成为一个正确的串联电路;
④请在错误的导线上打“×”,用笔画线代替导线使它成为一个正确的并联电路,并在方框内画出更正后的电路图__________。
【答案】 电源 不能 与灯座接触不良 断开 保护电路 短路 c
【详解】(1)[1] 一个完整的电路由电源、用电器、开关和导线组成,此题的图中有用电器和开关,盒内除了导线,还需要有电源才能组成完整的电路。
[2] 根据上述现象,我们不能断定这两只小灯泡是串联的,因为如果开关在干路上,同样可以看到闭合开关时,两只小灯泡都亮了,断开开关,两灯泡又熄灭的现象。
(2)[3] 小明连接好电路如图2所示后闭合开关S,他发现、两只灯泡都不亮,他用手按一下灯泡,、仍然都不亮,按一下灯泡,两灯都亮,松开手两灯又不亮。如果灯丝断了或灯丝断了,他用手按一下哪只灯泡,两只灯泡都不会亮。如果被短接,灯泡不会亮。则故障可能是与灯座接触不良,按一下灯泡,灯泡与灯座接触良好,两灯都亮,松开手两灯又不亮。
(3)[4] [5]在连接电路过程中,开关应该是断开的,起保护电路作用;
[6] 如图所示,合上开关后,电流从正极经导线a、开关、导线b、c、e流回负极,会出现短路现象。
[7] 对于这个电路,只须拆除导线c,此时电流路径只有一条,L1、L2就会形成串联电路。
[8] 对于这个电路还可以只改动一根导线b,把b接L1右侧接线柱接到L1左侧,如下图所示
押题猜想九 机械能及其转化
试题前瞻·能力先查
1.如图所示,放在M、N两水平桌面上的P、Q两物体,,分别在FP=5N、FQ=3N的水平拉力作用下做匀速直线运动,下列判断一定正确的是( )
A.桌面M一定比桌面N粗糙
B.物体P的动能一定大于物体Q的动能
C.物体P受到的摩擦力一定大于物体Q受到的摩擦力
D.物体P对桌面M的压力一定大于物体Q对桌面N的压力
【答案】C
【详解】AD.根据二力平衡可知,物体P受到的滑动摩擦力为5N,物体Q受到的滑动摩擦力为3N,而滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,滑动摩擦力大小不同,接触面粗糙程度不一定相同,压力大小无法确定,故AD错误;
B.P、Q两物体分别放在同一桌面上,都在做匀速直线运动,由于无法确定物体的质量和做匀速直线运动的速度大小,而动能与物体的质量和速度大小有关,故无法确定两个物体的动能大小,故B错误;
C.水平方向受到的拉力与摩擦力是一对平衡力,所以有
FP=fP=5N
FQ=fQ=3N
物体P受到的摩擦力大于物体Q受到的摩擦力,故C正确。
故选C。
2.如图所示,桌面上一小球被弹出后,经过A点水平运动到B点,图中虚线为小球的运动轨迹,其中D、E是同一高度的两点。则小球( )
A.小球在A点的重力势能比B点的大
B.从B点到C点动能转化为重力势能
C.在B点的机械能等于D点的机械能
D.在D点速度大于在E点速度
【答案】D
【详解】A.A、B两点在同一高度,所以小球的重力势能相等,故A不符合题意;
B.从B点到C,小球的高度减小,所以重力势能减小,故B不符合题意;
C.小球向右运动过程中,这是因为小球受到空气阻力的作用会损失一部分机械能,即小球的机械能不守恒,D点时具有的机械能大于E点具有的机械能,故C不符合题意;
D.D点机械能大于E点机械能,重力势能相等,所以D点动能大于E点动能,动能大小与物体的质量和速度有关,则D点速度大于E点速度,D符合题意。
故选D。
3.如图甲所示,水平地面BC段的长度大于AB段的长度。重为5N的物体在大小不变的水平拉力F作用下向右做直线运动,拉力F的大小如弹簧测力计所示,此过程物体的动能随时间变化的图像如图乙所示。
(1)物体在AB段运动时,水平方向受力是否平衡?____,判断依据是_____;
(2)结合图像分析,物体在BC段所受的摩擦力f BC=_____N;物体在AB段所受的摩擦力fAB____(选填“等于”或“不等于”)fBC;
(3)水平拉力F在AB段所做的功________其在BC段所做的功,水平拉力F在AB段所做功的功率________其在BC段所做功的功率(均选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】 不平衡 物体在AB段运动时动能增大,说明物体在做加速运动 2.6 不等于 小于 小于
【详解】(1)[1][2]由图乙可知:AB段物体动能增大,但物体的质量不变,所以是物体的速度变大,即在AB段物体在做加速匀速,即:运动状态在改变,所以物体在水平方向上受力不平衡;
(2)[3][4]由图乙可知,物体在AB段的动能变大,物体的质量不变,则物体的速度变大,所以物体在AB段做加速运动,水平方向上受到的拉力要大于摩擦力,即
物体在BC段的动能不变,质量不变,速度不变,所以物体在BC段做匀速直线运动,此时受到的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等
所以物体在AB段所受的摩擦力不等于它在BC段所受的摩擦力fBC;由图甲可知,弹簧测力计分度值为0.2N,示数为
所以
(3)[5]拉力保持不变,BC段的长度大于AB段的长度,根据可知,水平拉力F在AB段所做的功小于其在BC段所做的功。
[6]物体在AB段和BC段运动的时间相同,根据可知,水平拉力F在AB段所做功的功率小于其在BC段所做功的功率。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,侧重能量的转化与守恒。
机械能包括动能和势能(重力势能、弹性势能),动能与质量和速度有关,重力势能与质量和高度有关,弹性势能与弹性形变程度有关。考查动能与势能的相互转化,以及机械能与内能的转化(如摩擦生热),常结合滚摆、单摆、过山车、蹦床等实例分析能量变化,例如过山车从高处滑下时重力势能转化为动能,上升时动能转化为重力势能。解题时需注意分析影响动能和势能的因素变化,同时考虑摩擦阻力对机械能的影响。
终极猜想·精练通关
1.如图所示,小伟乘坐的1号观光电梯以速度v1匀速上升,小朱乘坐的2号电梯以速度v2匀速上升,且v2>v1。图中所示时刻两人的重力势能刚好相等。下列说法正确的是( )
A.此刻小朱的动能一定大于小伟的动能
B.此刻小朱的动能一定小于小伟的动能
C.以小朱为参照物,小伟是向上运动
D.以小朱为参照物,小伟是向下运动
【答案】D
【详解】动能与物体的质量和速度有关;重力势能与物体的质量和高度有关。由于图中所示时刻两人的重力势能刚好相等,且小伟的高度小于小朱的高度,则小伟的质量大于小朱的质量;又因为小伟的速度小于小朱的速度,则小朱的动能不一定大于小伟的动能,即此刻小朱的动能可能小于小伟的动能;因为小伟速度小于小朱的速度,且是同向运动,则以小朱为参照物,小伟是向下运动。故D正确,ABC错误。
故选D。
2.如图甲,大小相同的水平拉力F分别拉着物体M、N在不同的水平地面上做直线运动。此过程M、N的动能随时间变化的关系如图乙所示。用mM和mN、fM和fN、vM和vN分别表示M、N的质量、所受的摩擦力和运动速度的大小,下列判断一定正确的是( )
A. B.
C.M所在的地面更粗糙 D.fM=fN
【答案】D
【详解】由图乙可知,M和N的动能随时间大小不变,运动过程中,M和N的质量不变,所以速度不变,即大小相同的水平拉力F分别拉着物体M、N在不同的水平地面上做匀速直线运动,则物体在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以两个物体受到的摩擦力是相同的,即fM=fN
由图乙可知,M的动能大于N的动能,由于不知道两个物体运动速度的大小,所以无法判定两个物体的质量大小关系,滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关,因两个物体受到的摩擦力是相同的,且两个物体的质量关系未知,因此无法比较M、N所在地面的粗糙程度,故D正确,ABC错误。
故选D。
3.跳远是广州市的中考体育项目之一。如下图为跳远运动的几个阶段,整个过程不考虑空气阻力。起跳后,运动员( )
A.能继续往前是由于受到地面弹力的作用
B.在空中运动时,运动员受力不平衡
C.运动员机械能先减小后增大
D.若在最高点时运动员受的一切力都消失,则运动员静止在最高点
【答案】B
【详解】A.由于运动员具有惯性,所以运动员起跳后能继续向前运动,故A不符合题意;
B.运动员在空中运动时,运动状态发生了变化,受到了非平衡力的作用,故B符合题意;
C.不考虑空气阻力,起跳后,运动员的机械能守恒,故C不符合题意;
D.在最高点时有水平方向的速度,若运动员受的一切力都消失,则运动员做匀速直线运动,故D不符合题意。
故选B。
4.小白周末体验蹦极,从静止开始自由下落至第一次到达最低点的过程如图1,该过程中蹦极绳的弹力与时间关系如图2(空气阻力不计),下列分析正确的是( )
A.整个过程中,小白都只受重力
B.过程中,小白所受重力等于弹力
C.过程中,小白的机械能不变
D.过程中,小白的机械能不变
【答案】C
【详解】A.据图2可知,t1~t2时间段内,绳子有拉力,因此时间段内,小白只受重力,t1~t2时间段内,小白受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力,故A错误;
B.过程中,速度逐渐增大,此时小白受到的重力大于弹力,当时间为t2时,速度最大,此时重力与弹力相等,故B错误;
C.过程中,小白只受重力的作用,且不计空气阻力,不需要克服阻力做功,不存在能量损失,因此小白的机械能守恒,故C正确;
D.过程中,蹦极绳的弹力逐渐增大,该过程中小白的机械能转化为蹦极绳的弹性势能,因此小白的机械能减小,故D错误。
故选C。
5.如图1所示,重物在拉力F作用下沿直线上升,依次经过M、N、O、P点,如图2所示,重物经过M点开始计时,其速度-时间图像如图3 所示,其中MN、NO、OP段用时分别为5s、10s、5s,忽略空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.重物在MN段机械能增大 B.重物在NO段机械能不变
C.重物在MN段重力势能转化为动能 D.重物在OP段重力势能减小
【答案】A
【详解】AC.依题意,由图3可知,重物上升过程速度在MN段变大,则重物动能增大;重物上升过程中,质量不变,高度增加,重力势能变大,所以机械能增大,故A正确,C错误;
B.依题意,由图3可知,重物上升过程速度在NO段不变,则重物动能不变,重物上升过程中,质量不变,高度增加,重力势能变大,所以机械能增大,故B错误;
D.重物上升过程速度在OP段不断减小,物体仍是在上升过程,重力势能增大,故D错误。
故选A。
6.如图所示,一小球从固定轨道A点下滑,经过B点,再沿着轨道运动到右端的最高点C点。已知A点与C点离地高度相等,小球在A点时动能和重力势能的总和等于在C点时动能和重力势能的总和。下列说法正确的是( )
A.小球在B点时的机械能小于在A点时的机械能
B.小球在A点一定是从静止开始下滑
C.小球在A点一定是以某一速度开始下滑
D.小球从B点运动到C点,重力势能不断变大
【答案】B
【详解】ABC.由题意可知,A点与C点离地高度相等,小球在A点时动能和重力势能的总和等于在C点时动能和重力势能的总和,说明运动过程中机械能守恒,不受摩擦力,则小球在B点时的机械能等于在A点时的机械能。由于A点与C点离地高度相等,重力势能相等,因此动能也相等,由于C点是最高点,速度为0,因此A点时小球的速度也为0,即小球在A点一定是从静止开始下滑,故AC错误,B正确;
D.小球从B点运动到C点,质量不变,高度先减小后增大,因此重力势能先减小后增大。故D错误。
故选B。
7.小明和小红练习传球,如图是排球先后经过位置1、2、3、4的运动轨迹,其中位置1、位置2是小球前两次向上运动的最高点,位置3与位置4在同一水平高度。
(1)若小球运动到位置1时所有力都消失,小球将__________(选填“静止”、“水平匀速直线运动”、“竖直向下运动”);
(2)小球运动到位置1和位置2时的机械能E1、E2的大小关系为__________(选填“E1>E2”、“E1=E2”、“E1<E2”或“无法判断”);
(3)小球运动到位置3和位置4时的动能Ek3、Ek4的大小关系为__________(选填“Ek3>Ek4”、“Ek3<Ek4”、“Ek3=Ek4”或“无法判断”)。
【答案】(1)水平匀速直线运动
(2)E1>E2
(3)Ek3>Ek4
【详解】(1)若小球运动到位置1时所有力都消失,小球竖直方向的速度为0,水平方向的速度不为0,则小球将沿水平匀速直线运动。
(2)小球运动过程中,需要克服摩擦力做功,机械能不断减小,则小球运动到位置1和位置2时的机械能E1、E2的大小关系为
(3)小球运动到位置3和位置4时机械能
机械能为动能与势能的总和,小球运动过程中质量不变,位置3和位置4高度相同,小球在位置3和位置4的重力势能相等,则小球运动到位置3和位置4时的动能Ek3、Ek4的大小关系为
8.
(1)如图所示,小红用平行于斜面的拉力把物体乙从C点匀速拉至D点,忽略空气阻力及物体与斜面间的摩擦,物体乙的机械能___________(选填“变小”、“变大”或“不变”);
(2)如图所示,忽略空气阻力,小东将与乙完全相同的物体甲,匀速提升至高度H。若小红对物体乙做的功为W1,则小东对物体甲做的功为W2,则W1___________W2(选填“>”、“<”或“=”)
【答案】(1)变大
(2)=
【详解】(1)物体乙匀速运动,动能不变;高度升高,重力势能变大,机械能等于动能与势能之和,所以机械能变大。
(2)由题意,忽略空气阻力,设
小东将与乙完全相同的物体甲,匀速提升至高度H,则小东做功
忽略空气阻力及物体与斜面间的摩擦,则小红做的额外功为零,则小红做功
所以
9.如图展示了一个弹弓模型,忽略空气阻力,通过拉伸橡皮筋后,能够将模拟小鸟瞄准目标进行发射。
(1)用A点表示小鸟,请在方框中画出小鸟在位置B点的受力示意图;
(2)弹弓的橡皮筋伸长过程中,弹性势能_________;发射后离开橡皮筋的模拟小鸟上升到最高点的过程中机械能__________(选填“变小” “变大”或“不变”);
(3)某同学思考橡皮筋的弹性势能除了与橡皮筋的伸长量、材料有关,与橡皮筋自身长度、粗细是否有关呢?生活经验告诉我们水平飞出速度越大,飞行的水平距离越远,现有弹珠和弹弓一个、相同材质但粗细不同的橡皮筋若干条、剪刀、刻度尺等,请写出实验步骤并设计实验表格完成探究“橡皮筋的弹性势能与橡皮筋粗细的关系”这一实验。
实验步骤:__________;
设计实验表格:__________。
【答案】(1)
(2) 变大 不变
(3)
见解析 见解析
【详解】(1)离开橡皮筋后,忽略空气阻力的情况下,小鸟只受重力,重力的方向总是竖直向下的,如图所示:
(2)[1][2]弹性势能的大小是随着橡皮筋的伸长量的增大而增大的,因此弹性势能变大;由于忽略空气阻力,仅受重力的情况下,小鸟在空中的机械能守恒。
(3)[1]实验步骤:
①选取3条相同材质、相同长度粗细不同的橡皮筋;
②将较细的橡皮筋其安装在弹弓上,将弹弓拉到一定长度后将弹珠沿水平方向弹出,用刻度尺测量弹珠弹射的水平距离并记录;
③换一条较粗的橡皮筋,将弹弓拉到相同长度后将弹珠沿水平方向弹出,测量并记录弹珠弹射的水平距离;
④换一条最粗的橡皮筋,将弹弓拉到相同长度后将弹珠沿水平方向弹出,测量并记录弹珠弹射的水平距离。
[2]如表所示:
实验序号
橡皮筋的粗细程度
弹射水平距离/m
1
细
2
较粗
3
最粗
10.小明在进行足球训练时,看到发球装置将足球斜向上抛出。
(1)小明在训练中某次抛出足球轨迹如图1,A、B、C为足球下落过程先后经过的点。若此过程中足球在各点位置的机械能和动能如下表。
①足球在A点时的重力势能_________C点时的重力势能,在A点的速度_________C点的速度(以上两空均选填“大于”“小于”或“等于”);
②从A到B的过程中足球的机械能损失量为_________J;
位置
机械能/J
动能/J
A点
53
30
B点
46
19
C点
40
30
(2)小明发现发球装置可调节发射足球的抛射角和抛出速度,实现射程不同。小明查得:忽略空气阻力时,足球被抛出后运动轨迹如图2虚线所示。抛出方向与水平方向的夹角为抛射角,A点的速度为抛出速度v,A点到落地点的水平距离为射程x.同时,x与v之间满足公式,其中k的大小与抛射角的关系如图3所示(g=10N/kg)。
①v不变时,抛射角大小为_________度时,x最大。
②若抛射角为90度,v为10m/s,则x为_________m。
③小明想探究“抛射角一定时,x与v2的关系”,设计了以下步骤:
a.把抛射角调为45度,v设定为5m/s,将足球从A点抛出;
b.记录足球落地位置,用卷尺测出x并记录。
c.把抛射角调为_________度,将v逐次增加5m/s重复步骤a、b,进行多次实验,直到v增加到30m/s为止。
请帮他设计实验数据记录的表格_________。
【答案】(1) 大于 等于 7
(2) 45 0 45 见解析
【详解】(1)①[1][2]由图1可知,A点比C点高,质量不变,足球在A点时的重力势能大于C点时的重力势能,由表中数据可知,A点的动能等于C点的动能,质量不变,所以在A点的速度等于C点的速度。
②[3]从A到B的过程中足球的机械能损失量为53J-46J=7J
(2)1①[1] x与v之间满足公式,可知,速度v不变时,x与k成正比,由图3可知,抛射角大小为45°时,k值最大,x最大。
②[2]若抛射角为90度,由图3可知,k值为0,v为10m/s,则
③[3]探究“抛射角一定时,x与v2的关系”, 把抛射角调为45度,将v逐次增加5m/s重复步骤a、b,进行多次实验,直到v增加到30m/s为止。
[4]实验数据中需要有抛射角,抛出速度,抛出速度的平方和射程,如下表
实验次数
抛射角(度)
抛出速度 (m/s)
抛出速度平方(m²/s²)
射程x(m)
1
45
5
25
2
45
10
100
3
45
15
225
4
45
20
400
5
45
25
625
6
45
30
900
11.如图1为蹦床运动简化示意图,其中运动员在O点时速度为零,A点是蹦床不发生形变时的位置。运动员到达B点时速度达到最大值,然后逐渐减慢,直至到达最低点C。若整个过程忽略空气阻力,则
(1)运动员从O点运动到A点的过程中,他的______转化为______(以上两空均选填“动能”或“重力势能”);
(2)运动员从B点运动到C点的过程中,他的动能______,重力势能______,机械能______,蹦床的弹性势能______(以上均选填“增大”“减小”或“不变”);
(3)以点代表运动员,请在图2中画出运动员在O点的受力示意图(虚线为运动员下落的方向)。
【答案】(1) 重力势能 动能
(2) 减小 减小 减小 增大
(3)
【详解】(1)[1][2]运动员在O点时处于最高位置,具有最大重力势能。随着下落,高度降低,重力势能逐渐减小。减小的重力势能转化为动能,使运动员速度逐渐增大。例如跳水运动员从跳台下落时,也是重力势能转化为动能的过程。
(2)[1][2][3]运动员到达B点时速度达到最大值,表明此时人体受到的重力与弹力相等,从B点到C点,由于这个过程,弹簧产生的弹力增加,弹力大于重力,故运动员速度逐渐减慢,动能减小。随着高度降低,重力势能持续减小。机械能等于动能与势能之和,运动员的动能与重力势能均减小,故其机械能减小。
[4]蹦床形变程度增大,储存的弹性势能增加。这类似于压缩弹簧时弹性势能增大。
(3)在O点时,运动员只受到竖直向下的重力作用(用带箭头的线段表示,箭头向下,标注G)。此时还未接触蹦床,不受弹力作用。如图所示:
12.蹦极是一项极限运动。质量为的小吴参加蹦极,他从平台上点由静止开始下落,下降到点时弹性绳刚好自然伸直,到达点时速度最大,点是蹦极过程中的最低点,如图所示。(不变,且取)
(1)小吴在点受到的重力为________;他在点时的重力________(选填“大于”“等于”或“小于”)其在点时的重力;
(2)他在点________(选填“”“”或“”)时的动能最大;
(3)他从点反弹后,能不能重新上升到点处?________;
(4)若忽略空气阻力,他在点的机械能与在点的机械能是否相等?________。
【答案】(1) 500N 等于
(2)B
(3)不能
(4)不相等
【详解】(1)[1]质量为的小吴在点受到的重力
[2]质量不变,同一地点,g值不变,根据G=mg可知,小吴在点时的重力等于在点时的重力。
(2)动能跟质量、速度有关,质量不变,速度越大,动能越大,小吴到达点时速度最大,则他在B点时的动能最大。
(3)小吴从点由静止开始下落,A点后弹性绳发生形变,小吴的机械能一部分转化为弹性绳的弹性势能,小吴的机械能减小,由于存在空气阻力,小吴从点反弹后,需要克服重力做功,部分机械能转化为其他形式的能,机械能进一步减小,所以他从点反弹后,不能重新上升到点处。
(4)小吴从点由静止开始下落,A点后弹性绳发生形变,小吴的机械能一部分转化为弹性绳的弹性势能,所以即使忽略空气阻力,他在点的机械能与在点的机械能也不相等。
押题猜想十 动态电路分析
试题前瞻·能力先查
1.如图甲所示是一个用电压表的示数反映温度变化的电路原理图,其中电源电压保持不变,电压表量程为0~3V,是阻值为的定值电阻,是热敏电阻,其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示,若闭合开关S,则( )
A.电压表V示数越小,环境温度越高 B.电压表的最小示数是1.5V
C.此电路允许测量的最高环境温度为60℃ D.增大的阻值可以增大测量环境温度的最大值
【答案】C
【详解】A.环境温度越高,热敏电阻连入电路的阻值越小,在电源电压不变时,电路中的电流越大。根据可知,定值电阻两端电压越大,即电压表示数越大。故A错误,不符合题意;
B.环境温度越低,热敏电阻连入电路的阻值越大,根据串联电路分压特点可知,定值电阻两端电压越小,即电压表示数越小。但不知道温度低于0摄氏度时,热敏电阻阻值与温度关系,故无法对电压表最小示数做出判断。故B错误,不符合题意;
C.环境温度越高,电压表示数越大。电压表测量范围为0~3V,当其示数为3V时,电路中的电流为
此时热敏电阻阻值为
读图乙可知,此时环境温度为60℃,故C正确,符合题意;
D.当电压表示数为3V时,定值电阻阻值越大,电路电流越小,说明热敏电阻连入电路的阻值越大。读乙图可知,热敏电阻阻值越大,说明它所处环境温度越低。故D错误,不符合题意。
故选C。
2.图甲是模拟地磅简化电路图,电源电压恒为3V,R2是定值电阻。力敏电阻R1上方紧密连接一质量不计的水平绝缘板,检测时将货车模型静置其上,R1的阻值随所受压力F变化关系如图乙所示。(g取10N/kg)
(1)图甲电路中,静置在水平绝缘板上的货车模型总质量越大,电压表示数越_______。
(2)计算:把电压表改接到定值电阻R2两端(如图丙所示),将电压表2V刻度线设为货车模型总质量最大值2kg的刻度线,超过此刻度线代表货车超载。
①当模型总质量为2kg时,R1的阻值。_______
②R2的阻值。_______
【答案】(1)小
(2)
【详解】(1)由甲图可知,力敏电阻R1和定值电阻R2串联,电压表测力敏电阻R1两端的电压。物体放置在水面上,压力等于重力,根据F=G=mg可知,静置在水平绝缘板上的货车模型总质量越大,R1所受压力F越大,由乙图可知,R1的阻值越小,电路中的总电阻越小,根据串联正比分压可知,R1分得的电压越小,即电压表示数越小。
(2)把电压表改接到定值电阻R2两端时,R1、R2仍串联,电压表测R2两端的电压。
[1]当模型总质量为2kg时,对水平地面的压力为
由图乙得,力敏电阻R1的阻值。
[2]当货车模型总质量最大值2kg时,电压表示数为2V,即R2两端的电压为2V,电阻R1两端的电压为U1=U-U2=3V-2V=1V
根据串联正比分压可得
解得R2=1000Ω。
分析有理·押题有据
本考点为常考中档题,侧重电路变化的分析。
以滑动变阻器滑片移动、开关通断为情景,分析电路中电流、电压及灯泡亮度变化。命题只侧重基础串并联电路分析,不涉及超纲混联电路,结合欧姆定律和电功率公式分析电表示数变化,例如滑动变阻器滑片移动时,电路总电阻、电流、用电器两端电压的变化,以及灯泡亮度的变化。解题时需明确电路的连接方式,分析电阻的变化,再结合欧姆定律和电功率公式进行推导,注意电源电压不变的隐含条件。
终极猜想·精练通关
1.小明同学在做电学实验时,通过改变滑动变阻器接入电路的电阻大小,测量并记录了多组电压表和电流表的示数,已知电源电压恒定不变,根据数据分析他连接的电路可能是( )
U/V
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
I/A
0.12
0.18
0.25
0.30
0.36
0.42
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由表可知,电压表示数变大时电流表示数减小,电压表示数减小时电流表示数变大。
A.图中定值电阻和变阻器串联,电压表测变阻器电压,电流表测电路电流。当滑片左移,变阻器阻值变小时,总电阻变小,根据,电流表示数变大,根据串联分压原理,电压表示数减小,故A符合题意;
B.图中定值电阻和变阻器串联,电压表测定值电阻电压,电流表测电路电流。根据欧姆定律,定值电阻的电流与电压成正比,所以电路中电压表示数变大时电流表示数变大,故B不符合题意;
CD.图中电压表测电源电压,改变滑动变阻器接入电路的电阻大小时,电压表示数不变,故CD不符合题意。
故选A。
2.某小组自制肺活量比较装置,电源电压恒定不变,吹气时,气球胀大,隔板向上运动,下列说法正确的是( )
A.电路总电阻变大 B.电压表示数变大
C.电压表与电流表示数比值变大 D.电流表示数变大
【答案】D
【详解】由电路图可知,定值电阻R1与滑动变阻器,串联,电压表测量R0两端的电压,电流表测量电路中的电流。
ABD.由题知,吹气时,气球胀大,隔板向上运动,带动滑片向上移动,R0接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,根据U=IR可知, R1两端的电压变大,因为串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,所以R0两端的电压变小,即电压表示数变小,故AB错误,D正确;
C.由可知,电压表与电流表的比值为R0接入电路的阻值,则该比值变小,故C错误。
故选D。
3.在刚刚结束的体育测试中有一项目为坐位体前屈,对身体柔韧性测试,测试者向前推动固定在滑动变阻器滑片上的滑块,滑块被推动的距离越大,测试者身体柔韧性就越好。图甲所示是测试装置的实物图,图乙其工作原理电路,已知电压表、电流表示数分别为、,电压表、电流表示数变化量分别为、,下列说法正确的是( )
A.测试者身体柔韧性越好,整个电路中的总电阻越大
B.测试者身体柔韧性越好,电压表的示数就越大
C.无论测试者身体柔韧性如何,的值不变
D.无论测试者身体柔韧性如何,的值不变
【答案】C
【详解】AB.据图可知,电路是定值电阻R2与变阻器R1串联,电压表测变阻器R1两端电压,电流表测电路中的电流,测试者身体柔韧性越好,变阻器R1接入电路中的阻值越小,电路中的总电阻变小,根据串联分压原理可知,变阻器R1两端电压会变小,故AB错误;
C.由于电源电压不变,因此电压表示数的变化量与定值电阻的变化量相同,因此的值是定值电阻R2的阻值,该比值保持不变,故C正确;
D.由于电压表测变阻器R1两端电压,因此的值是变阻器R1的阻值,测试者身体柔韧性不同,变阻器R1的阻值会发生改变,故D错误。
故选C。
4.如图所示是一款电子握力计的电路原理图,M、N均为金属板,N固定不动,电源两端的电压恒定不变,当握力F增大时,则( )
A.滑动变阻器R接入电路中的阻值变小 B.电路中电流增大
C.电路总功率减小 D.电阻R0两端电压增大
【答案】C
【详解】AB.如图所示,定值电阻R0和滑动变阻器R串联,电压表测量滑动变阻器R两端的电压,当握力F增大时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,由串联分压可知,电压表示数增大,电路中的总电阻增大,由可知电路中的电流减小,故AB不符合题意;
C.电源电压不变,通过电路的电流变小,根据P=UI可知电路总功率变小,故C符合题意;
D.电路中的电流减小,由U=IR可知,定值电阻R0两端电压减小,故D不符合题意。
故选C。
5.同学们对体质健康测试中的坐位体前屈项目非常感兴趣。他们利用家中器材自制了一个坐位体前屈项目测试仪,原理图如图所示,电源两端的电压恒为5V,R1的电阻为20Ω。其中电阻丝R2粗细均匀,总长度为30cm,推挡板P在B端时,电压表的示数为0,坐位体前屈成绩为0;推挡板P在A端时,电压表的示数为3V,坐位体前屈成绩为30cm。
(1)当推动挡板P到A端时,计算电流表的示数;______
(2)求电阻R2的阻值;______
(3)滑片P向右移动的过程中,电流表的示数将______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)已知R2的大小与其长度成正比,国家体质标准中初一年级男生坐位体前屈成绩大于14.8cm为优秀。进行测试时,当电压表示数为2V时。请计算判断该成绩是否达到优秀?______
【答案】 0.1A 30Ω 不变 见解析
【详解】(1)[1]由电路图可知,R1和R2串联,电压表测量与R2并联部分两端的电压,电流表测量电路电流,因此电压表此时测量BP段的电压。挡板P在A端时,电压表测量的是R2整段的电压,电压表的示数为3V,即U2=3V;因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压值,所以R1两端的电压
U1=U-U2=5V-3V=2V
由可知,R1的电流
串联电路中电流处处相等,故电流表示数为0.1A。
(2)[2]串联电路中电流处处相等,故
I2=I1=0.1A
电阻R2的阻值
(3)[3]由电路图可知,R1和R2串联,电压表测量与R2并联部分两端的电压,推动挡板P时没有影响接入电路的总电阻,接入电路的总电阻值总是等于R1+R2,电源两端的电压恒定,故电流表示数不变。
(4)[4]进行测试时电压表示数为2V,此时电压表所并联的电阻丝的电阻
已知推挡板P在B端时,坐位体前屈成绩为0,推挡板P在A端时,坐位体前屈成绩为30cm,故该成绩为
20cm大于14.8cm,故成绩达到优秀。
6.图甲、乙是两种模拟地磅简化电路图,电源电压恒为3V,是定值电阻。力敏电阻上方紧密连接一质量不计的水平绝缘板,检测时将货车模型静置其上,的阻值随所受压力F变化关系如图丙所示。(取)
(1)若要静置在水平绝缘板上的货车模型总质量越大,电压表示数越大,则应采取图__________方案;(选填“甲”或“乙”);
(2)若采用图乙方案,当货车模型总重力为20N时,电压表示数为2V,此时的阻值为__________,的电压为__________V。求此时:
①电路中的电流大小________;
②的电功率________;
③经过,产生的热量________;
【答案】(1)乙
(2) 500 1 0.002A 0.004W 4J
【详解】(1)由图甲可知,力敏电阻R1与定值电阻R2串联,电压表测R1两端的电压;由图乙可知,力敏电阻R1与定值电阻R2串联,电压表测R2两端的电压。当货车模型总质量越大时,它对水平绝缘板的压力越大,R1受到的压力越大,由图丙可知R1的阻值随压力的增大而减小,根据串联电路的分压关系可知R1两端的电压越小,根据串联电路的电压规律可知R2两端的电压越大,故若要静置在水平绝缘板上的货车模型总质量越大,电压表示数越大,则应采取图乙方案。
(2)[1][2]当货车模型总重力为20N时,水平绝缘板受到的压力为20N,由图丙可知,R1的阻值为500Ω,根据串联电路的电压规律可得R1的电压U1=U-U2=3V-2V=1V
①[3]电路中的电流大小
②[4]R2的电功率P2=U2I2=2V×0.002A=0.004W
③[5]R2产生的热量Q2=W=P2t=0.004W×103s=4J
押题猜想十一 家庭电路及作图
试题前瞻·能力先查
1.如图所示是某同学家部分家庭电路的示意图。电能表上标有“(40)A”的字样,他家正在使用的所有用电器总功率为,其中电饭煲的功率为,饭煮熟后,他将这个电饭煲插头从插座中拔出,再将功率为的电热水壶插头接入插座中,其它用电器仍正常工作,闭合电热水壶上的开关,空气开关跳闸。空气开关跳闸的原因可能是( )
A.照明灯的开关接在了零线与灯泡之间 B.电热水壶的内部电路短路
C.用电器的总功率过大 D.接地线断路
【答案】B
【详解】空气开关跳闸的原因是家庭电路中电流过大,造成电流过大的原因可能是短路,也可能是总功率过大;
A.照明灯的开关接在了零线与灯泡之间,这种接法不符合安全用电规范,因为即使断开开关,灯头仍然带电,但它不影响灯的正常工作,也不会导致电路电流过大,所以不会引起空气开关跳闸,故A不符合题意;
B.闭合电热水壶上的开关,空气开关跳闸,说明是接入电热水壶后导致电路电流过大。如果电热水壶内部电路短路,相当于火线和零线直接相连,电路电阻极小,会产生非常大的电流,导致空气开关立即跳闸,起到短路保护作用,故B符合题意;
C.更换用电器前,电路的总功率为6000 W。拔掉电饭煲,接入电热水壶后,电路的总功率变为
更换用电器后,总功率减小了,所以不可能是因为总功率过大导致跳闸,故C不符合题意;
D.接地线的作用是当用电器外壳带电时,将电流导入大地,防止人触电。接地线断路不影响用电器的正常工作,也不会导致电路中的电流过大,因此不会引起空气开关跳闸,故D不符合题意。
故选B。
2.如图甲家庭电路连接正确,电源电压恒为220V,各元件均正常,开关闭合时灯泡正常发光。不考虑电阻随温度的影响,现将图乙中电烤箱接入三孔插座,电烤箱高低温挡位的功率分别是1210w和440w。图丙是电烤箱内部简化电路,下列有关说法正确的是( )
A.电烤箱的金属外壳不需要接地线
B.图甲闭合开关时可以使试电笔氖管发光的有A、B、C三点
C.图丙中闭合开关、电烤箱处于高温挡
D.电烤箱高温挡正常工作10s产生的热量为4400J
【答案】C
【详解】A.为了防止电烤箱的金属外壳漏电时发生触电事故,电烤箱的金属外壳必须接地线,这样当金属外壳带电时,电流会通过地线导入大地,从而保证使用者的安全,故A错误;
B.图甲闭合开关时可以使试电笔氖管发光的有A、B两点,C、D与零线相连,氖管不发光,故B错误;
C.图丙中闭合开关、,只有电阻接入电路,电路中电阻最小,根据可知,电源电压一定,电功率最大,电烤箱处于高温挡,故C正确;
D.电烤箱高温挡正常工作10s产生的热量为
故D错误。
故选C。
3.家庭用电要提高安全用电意识。
(1)如图是简化了的部分家庭电路,其连接符合安全用电要求,由此判断相线是______(选填 “①”“②” 或 “③”)。
(2)某电热水壶铭牌如下表.其接入插座正常工作时,将1.5kg的水从20℃加热到100℃,用时250s,已知水的比热容为,求:
产品名称
电热水壶
额定电压
220V
容量
2.0L
额定频率
50Hz
额定功率
2200W
①电热水壶的工作电流______;
②电热水壶消耗的电能______;
③水吸收的热量______。
【答案】(1)①
(2)
【详解】(1)家庭电路安全用电规则要求:开关必须接在相线上,断开开关时用电器不带电;三孔插座遵循“左孔接中性线、右孔接相线、上孔接保护线”的接线规则。由图可知,③是保护地线,①是相线,②是中性线。
(2)由得电热水壶正常工作时的电流
电热水壶消耗的电能
水吸收的热量
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,侧重安全用电常识与规范作图。
家庭电路部分考查电路组成、火线零线辨别、安全用电原则、金属外壳接地、保险丝作用等常识,例如开关应接在火线上,用电器金属外壳必须接地,避免触电事故。作图部分考查家庭电路的连接(开关、插座、用电器的连接),侧重作图规范、标注完整,是广州中考常考的基础作图题型。解题时需注意家庭电路的连接顺序和安全用电规范,作图时要保证线条清晰、标注完整。
终极猜想·精练通关
1.某家庭电路的进户线如图所示。闭合开关S,灯L发光、电风扇正常工作,用试电笔检测插座,只有检测右孔时氖管发光。由于电路出现一处故障,灯L发光、电风扇仍工作,但用试电笔检测插座两孔,氖管均不发光。该故障可能是( )
A.插座两孔短路
B.输电线甲a、b两点之间断路
C.输电线甲b、c两点之间断路
D.输电线乙d、e两点之间断路
【答案】D
【详解】A.灯L发光,电风扇仍工作,说明家庭电路中灯和电风扇供电的线路正常。用试电笔检测插座两孔,氖管均不发光,说明插座的两孔均未与火线相连。因家庭电路各用电器以及插座都是并联的,若插座两孔短路,会导致保险丝熔断或空气开关跳闸,灯L和电风扇无法正常工作。与题意矛盾,故A不符合题意;
B.由家庭电路的连接规则可知,与开关S相连的乙导线为火线,则甲导线为零线。如果ab断路,灯泡L与进户零线无法构成通路,灯泡不能发光。而火线上的电可以通过灯泡L经bc到达插座的左孔,因电路中只出现一处故障,则火线可以到达插座的右孔,用试电笔测试插座的两孔均应发光,与题意不符,故B不符合题意;
C.如果bc断路,插座的左孔与进户零线断开,火线仍能到达插座的右孔,用试电笔测试插座的右孔时氖管应发光,与题意矛盾,故C不符合题意;
D.如果de断路,插座的左孔与进户的零线相通,右孔与火线断开,则试电笔检测两孔均不发光。此时灯L和电风扇仍与火线接通构成通路,灯L发光,电风扇工作,故D符合题意。
故选D。
2.小亮家的部分电路简化图及元件如图所示,图中未连接完整。要求开关S1单独控制L1,三孔插座供大功率电器使用,甲、乙是模拟某人接触到电线的两种情况。下列说法正确的是( )
A.灯L1应该连接在火线和开关S1之间
B.甲情况,此人会触电,漏电保护器会马上切断电流
C.乙情况,此人会触电,漏电保护器会马上切断电流
D.空气开关跳闸,一定是因为家中用电器总功率过大,只要断开部分用电器就不会跳闸了
【答案】C
【详解】A.灯L1应该连接在零线和开关S1之间,螺丝口灯泡的螺旋套一定要接在零线上,故A错误;
B.甲情况,此人会触电,但是由于火线和零线中的电流相同,漏电保护器不会跳闸,故B错误;
C.乙情况,此人会触电,由于火线和零线中的电流不相同,漏电保护器会跳闸,自动切断电路,故C正确;
D.空气开关跳闸,可能是因为家中用电器总功率过大,也可能是发生了短路,故D错误。
故选C。
3.如图所示电路是家庭电路的一部分,图中A和B位置分别接入一盏电灯和开关,在符合安全用电原则的情况下,下列相关说法正确的是( )
A.应在A处接开关,B处接灯泡
B.用试电笔接触插座的左孔,氖管会发光
C.两孔插座上接入电视机后,电视机是与灯泡并联的
D.若控制灯泡的开关短路,则保险丝会熔断
【答案】C
【详解】A.为了安全用电,开关要接在火线上,应在B处接开关,A处接灯泡,故A错误;
B.插座左零右火,用试电笔接触插座的左孔,氖管不会发光,故B错误;
C.两孔插座上接入电视机后,电视机与灯泡是并联的,各用电器各不干扰,故C正确;
D.若控制灯泡的开关短路,则灯泡接入电路,发光,保险丝不会熔断,故D错误。
故选C 。
4.如图所示的各种做法中,符合安全用电原则的是( )
A.图甲中,使用测电笔时手不能接触笔尖的金属部分
B.图乙中,在一个插线板上同时使用多个大功率用电器
C.图丙中,各元件的连接均符合安全用电原则
D.图丁中,空气开关跳闸,一定是家庭电路出现短路造成的
【答案】A
【详解】A.图甲中,手一定接触笔尾金属体,手一定不能接触笔尖金属体,会有触电危险,故A符合题意;
B.图乙中,在一个插线板上同时使用多个大功率用电器,这样会造成电路中的电流过大,可能引起火灾,故B不符合题意;
C.开关要接在火线和用电器之间,图丙中的开关接在零线上,故C不符合题意;
D.图丁中,空气开关跳闸,可能是家庭电路出现短路造成的,也可能是用电器的总功率过大造成的,故D不符合题意。
故选A。
5.小明发现楼梯灯不亮,运用所学知识检查电路问题,楼梯灯电路如图所示。他闭合开关后,用试电笔分别检测接触三处,氖管均发光;接触处,氖管不发光,故障可能是( )
A.灯丝断了 B.灯短路了 C.开关处短路 D.间断路
【答案】D
【详解】A.灯丝断了,则c、d处不能与火线相连接,用试电笔接触c、d处,氖管不发光,故A不符合题意;
B.灯短路了,则a、b、c、d处都与火线相连接,用试电笔接触a、b、c、d处,氖管都发光,故B不符合题意;
C.开关处短路,a、b、c、d处都与火线相连接,用试电笔接触a、b、c、d处,氖管都发光,故C不符合题意;
D.cd间断路,则a、b、c处都与火线相连接,用试电笔接触a、b、c处,氖管都发光;d处不能与火线相连接,用试电笔接触d处,氖管不发光,故D符合题意。
故选D。
6.(1)小明在刚装修的新家检验电工师傅安装线路是否符合常规安全用电要求时,如图甲所示,开关闭合,指示灯亮,用测电笔接触插座A孔,氖管发光,则B孔接的是______线,乙图是一个台灯的电路示意图,为了用电更安全,建议将台灯插头的_______插脚插入该插座的A孔,台灯与指示灯的连接方式是________联;
(2)如图所示,是一款家用电热水器的工作原理图。已知家庭电路电压为220V,。若开关旋到位置①时,电热器处于______(选填“高温挡”或“低温挡”),此情况下通电1min产生的热量是______J;小丽一次采用①挡位洗澡约用水20kg,用时约20min,需要把水从20℃加热到40℃,这个过程中水吸收的热量为______J;则该电热器在①挡位工作时的效率为______[水的比热容为]。
【答案】(1) 零 D 并
(2) 高温挡 1.2×105 1.68×106 70%
【详解】(1)[1]由题意知,试电笔测试插座的A孔,氖管发光,A孔接的是火线,则B孔接的是零线。
[2]为了用电安全,火线先连接开关,再接入灯泡,所以A孔接插脚D。
[3]台灯和指示灯在使用时互不影响,因此他们之间是并联。
(2)[1]分析电路可知,若开关旋到位置①时,R2单独工作,此时总电阻较小,根据,总功率较大,为高温挡。
[2]此情况下通电1min产生的热量为
[3]这个过程中水吸收的热量为
[4]这个过程中电热水器释放的热量为
则该电热器在①挡位工作时的效率为
7.图1,是某保温电热水器接入家庭电路,其加热电阻R在是由虚线框内某一种或两种温控开关控制。现有K1和K2两款温控开关,当温度高于45℃时,K1保持闭合,K2保持断开;当温度低于45℃时,K1保持断开,K2保持闭合。
拉力
距离
(1)当在虚线框内串联接入图2装置___________(选填:①、②、③或④)时,能实现加热电阻R在水温低于45℃时工作,在水温高于45℃时不工作的功能。
(2)当保温电热水器工作时,已知流过b段导线的电流为5A,加热电阻R=40Ω。
①求加热电阻R工作5min,产生的热量___________;
②若b段导线的电阻为0.001Ω,求b段导线在100s内消耗的电能___________。
(3)使用过程中保温电热水器突然停止工作,但空气开关未跳闸。在检测故障时,分别用试电笔接触图1中a、b、c、d四个点,接触a、b两个点时,试电笔的氖管均发光;接触c、d两个点时,试电笔的氖管均不发光,则电路可能出现的故障是:___________
A.ab间断路 B.bc间短路 C.bc间断路 D.cd间断路
【答案】 ② 3×105J 2.5J C
【详解】(1)[1]由题意知,当温度高于时,保持闭合,保持断开;当温度低于时,保持断开,保持闭合,所以若要实现加热电阻在水温低于45℃时工作,在水温高于45℃时不工作的功能,应在虚线框内串联接入,即接入装置②。
(2)[2]加热电阻工作5min,产生的热量
[3]电流通过段导线时,将电能转化为内能,则段导线在内消耗的电能为
(3)[4]由题意知,保温电热水器突然停止工作,但空气开关未跳闸,说明没有发生短路,而是发生了断路;分别用试电笔接触图1中、两个个点时,试电笔的氖管均发光,说明这两个点与火线是连通的;接触、两个点时,试电笔的氖管均不发光,说明点之间出现了断路,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
8.小明连接了如图甲所示的电路,灯泡上标有“2.5V 0.3A”字样。
(1)①根据实物图,画出电路图;______
②闭合开关,看到灯不亮,电流表无示数。小明用一根导线连接c、d两点,发现电流表有示数,他认为一定是灯丝断了。你赞同他的说法吗?______;理由是_____________;
③换一个完好的灯泡后,拧紧c、d接线柱,电流表有示数,灯泡还是不亮。小芳用电压表分别测量a、b接线柱间和c、d接线柱间的电压,记录示数如下表。根据数据判断可能导致灯不亮的原因是:_________(选填“灯L的实际功率太小”或“灯L发生了短路”);
Uab/V
Ucd/V
电流表示数I/A
2.20
0.40
0.14
(2)生活中我们有时候需要维修、安装灯座,此过程中有可能会碰到灯座接线处的金属芯,如图所示,小明将额定电压均为220V的电灯按如图所示两种方法接入家庭电路:
①根据试电笔的发光情况,将括号里的电源线补充完整______(选填“火”、“零”“地”)线:
②闭合开关S1,电灯L1发光,用试电笔接触A点,氖管______(选填“发光”“不发光”);
③开关断开时,站在地面上的人用手分别接触A、B、C三点,其中可能会触电的是__________,所以从安全角度考虑,应采取______(选填“S1”、“S2”)开关的连接方式。
【答案】(1) 不赞同 见解析 灯L的实际功率太小
(2) 见解析 发光 AB S2
【详解】(1)[1]变阻器灯泡串联,电流表测电流,滑片左移电阻增大,根据实物图连接电路图,如图所示:
[2][3]小明用一根导线连接c、d两点,发现电流表有示数,说明除了c、d两点间,电路的其他部分都是通路,故障一定在c、d之间。灯泡不亮,电流表没有示数,可能是灯泡没有拧紧,与灯座的接触不良造成的,也可能是灯泡的灯丝断了,总之是c、d之间出现断路情况。
[4]电流表有示数,说明电路是通路,ab、cd接线柱间均有电压,说明滑动变阻器、灯泡均完好,小灯泡的实际功率
小灯泡的实际功率太小,没有达到发光功率。
(2)[1]测电笔的用途:辨别火线和零线.容易导电的物体是导体,不容易导电的物体是绝缘体。笔尖属于导体;测电笔的使用方法:使用测电笔时,手要接触测电笔尾部的金属体,笔尖接触电线,氖管发光表明接触的是火线,不发光是零线,所以图中下面括号里填“火”,上面括号内填写“零”。
[2]因为A点与火线直接相连,所以用试电笔接触A,氖管发光。
[3]开关断开后,A点仍与火线直接相连,所以用试电笔接触A,氖管发光,B通过灯泡也与火线相连,用试电笔接触B,氖管也发光。C点由于因为开关的断开而与火线不相连,氖管不会发光。因此会触电的是A、B两点。
[4]从安全角度,应采取S2开关的连接方式,即将开关连在火线上,当开关断开时,灯泡不带电。
9.如图所示是一种电压力锅的简易原理图,S1为电源开关,阻值为44Ω,L为指示灯,此保温电路的功率为100W。
(1)电压力锅处于加热状态时通过R1的电流是多少?电压力锅加热10min,消耗的电能是多少?
(2)请在图中画线把用于照明的LED灯,三孔插座和两孔插座、空气开关连入家庭电路中。要求开关S单独控制LED灯,空气开关控制整个电路,符合安全用电原则。
【答案】(1)5A,
(2)
【详解】(1)加热状态时,电压力锅功率大,由可知,加热状态时电压力锅电阻小,接a,只有工作,此时,通过的电流为
电压力锅加热10min,消耗的电能为
(2)LED灯、三孔插座、两孔插座之间互不影响,需要并联接入电路;开关S单独控制LED灯时,火线首先接开关S,再接灯泡,零线直接接灯泡;两孔插座的连接方法:左孔接零线、右孔接火线;三孔插座的连接方法:左孔接零线、右孔接火线、上孔接地线。空气开关控制整个电路,接在干路上,控制火线。如图所示:
押题猜想十二 光现象与透镜综合及作图
试题前瞻·能力先查
1.如图所示,来自物体甲的三束光线a、b、c平行于主光轴,O是透镜的光心,a经过透镜后的光线过主光轴上的S点,以下说法正确的是( )
A.该透镜是一个凹透镜
B.该透镜的焦距是
C.物体甲经过透镜成倒立缩小的实像
D.若透镜不动,物体甲向右平移了,则a经过透镜后的光线过主光轴的S点
【答案】D
【详解】A.由图可知,该透镜对光有会聚作用,则该透镜是凸透镜,故A错误;
B.光线a平行于主光轴,O是透镜地光心,a经过透镜后的光线过主光轴上的S点,则S点为凸透镜的焦点,由图可知,该透镜的焦距为
故B错误;
C.由图可知,物距为
此时物体在一倍焦距和两倍焦距之间,则物体甲经过凸透镜成倒立、放大的实像,故C错误;
D.若透镜不动,物体甲向右平移了5cm,a是平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后过焦点S,故D正确。
故选D。
2.(1)如图为光线从水斜射向空气,请画出入射光线的折射光线和反射光线。
(2)如图,凸透镜的焦距为2cm,光心恰好位于刻度轴上的3cm处,某垂直于轴放置的物体上M点发出的三条光线经透镜折射后为图中的光线a、b、c,已知b与c平行。
①在图中画出光线a、b、c经透镜前的光线并找到M点________;
②如果物体所在位置不变,原透镜换成焦距为3.5cm的凸透镜,则能成一个的________像。(选填“倒立放大”、“倒立等大”、“倒立缩小”、“正立放大”)。
【答案】(1)
(2) 正立放大
【详解】(1)光线从水斜射空气中,在水面处发生反射和折射,过入射点O作法线,据反射角等于入射角,可作出反射光线,折射角大于入射角,可大致确定折射光线的位置,作图如下:
(2)①[1]根据凸透镜对光线的作用知道,平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后会过焦点,经过光心的光线的传播方向不变,据此做出点,折射光线c与凸透镜的交点C为该光线的入射点,连接M与C点,即c的入射光线。如图所示:
②[2]由图可知,物距约是2cm,如果物体所在位置不变,更换后的凸透镜的焦距是3.5cm,物距小于一倍焦距,根据凸透镜成像规律可知,成一个放大正立的虚像。
3.如图,凸透镜的焦距为f,光心为O。物体MN在凸透镜左侧,M点发出的光线a经过O,N点发出的光线b平行于主光轴,b经透镜后的折射光线c与主光轴相交于A。
(1)①画出a经过透镜后的光线;
②画出光线b;
(2)OA___________f(选填“>”“<” “=”);
(3)MN经凸透镜能否成像?___________。若能成像,则判断像的大小、正倒和虚实,若不能像,则给出判断依据:___________。
【答案】(1)
(2)=
(3) 能 凸透镜的焦距是10.0cm,而物距是24.0cm,满足u>2f,符合照相机成像原理,所以成倒立、缩小的实像
【详解】(1)光线a过凸透镜的光心,其传播方向不变;平行于主光轴的光线b经过凸透镜后会过焦点,如图所示:
(2)由题意知,平行于主光轴的光线经过凸透镜后会过焦点,则光线c与凸透镜主光轴的交点A为焦点F,所以OA=f。
(3)[1][2]MN经凸透镜能否成像,由图可知,凸透镜的焦距是10.0cm,而物距是24.0cm,满足u>2f,符合照相机成像原理,所以成倒立、缩小的实像。
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,侧重现象辨析与规范作图。
光现象部分考查光的直线传播、反射、折射、色散现象判断,例如影子的形成、平面镜成像、筷子在水中 “弯折”、彩虹的形成等;透镜部分考查凸透镜成像规律及应用,例如照相机、投影仪、放大镜的成像特点,以及近视眼、远视眼的矫正方法。作图部分考查光的反射/折射光路、平面镜成像、凸透镜特殊光线作图,侧重作图规范和规律应用。解题时需结合光的传播规律和透镜成像特点,准确绘制光路图,注意光线的方向和箭头标注。
终极猜想·精练通关
1.C是球形水滴的球心,入射球形水滴的光线与C点所在的一个圆在同一平面上,它进入并穿过水滴的传播径迹可能是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】B
【详解】根据光的折射规律可知,光从空气中斜射入球形水滴的时,折射光线和入射光线分居法线两侧,折射角小于入射角。然后在球形水滴中传播方向不变。光从球形水滴斜射入空气中时,折射光线和入射光线分居法线两侧,折射角大于入射角。故它进入并穿过水滴的传播径迹可能是②。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2.如图甲所示,轿车司机从右后视镜(凸面镜)中观察到同向驶来一辆越野车,下一时刻越野车在后视镜中的位置如图乙所示。设两车均匀速向前行驶,下列说法正确的是( )
A.后视镜中的像是因为光的折射
B.后视镜可以扩大视野范围
C.越野车比轿车行驶的速度小
D.越野车相对于轿车是静止的
【答案】B
【详解】A.后视镜是凸面镜,所成的虚像是由光的反射形成的,故A错误;
B.汽车车窗外的后视镜是凸面镜,利用了对光发散的原理,可以扩大视野,从而更好地注意到后方车辆的情况,故B正确;
C.从后视镜中可以看出越野车与轿车的距离变小,说明越野车比轿车行驶的速度大,故C错误;
D.越野车相对于轿车是运动的,因为越野车与轿车的距离变小,相对于轿车的位置发生了变化,故D错误。
故选B。
3.如图所示,不锈钢勺子的凸表面可以成像。下列现象涉及的原理和不锈钢勺子成像原理相同的是( )
A.水中倒影 B.手影游戏
C.投影仪成像 D.早期照相馆的照相机成像
【答案】A
【详解】不锈钢勺子的凸表面成像原理是光的反射,其光滑的凸面相当于一个凸面镜,平行光线投射到凸面镜上,反射的光线将成为散开光线,反射光线的反向延长线会聚形成正立、缩小的虚像。
A.水中倒影是光的反射现象,平静的水面相当于平面镜,物体反射的光在水面发生反射,反射光线进入人眼,形成与物体等大、正立的虚像,其原理与不锈钢勺子凸面成像原理相同,都是光的反射,故A符合题意;
B.手影游戏利用的是光沿直线传播的原理,光在传播过程中,遇到不透明的手,在后面形成光照不到的暗区,从而形成手影,故B不符合题意;
C.投影仪成像原理是利用凸透镜会聚光线,当物体位于凸透镜的二倍焦距与一倍焦距之间时,形成倒立、放大的实像,主要涉及光的折射,故C不符合题意;
D.早期照相馆的照相机利用凸透镜成像原理,当物体到凸透镜的距离大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,也是光的折射现象,故D不符合题意。
故选A。
4.如图所示,是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分,甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的刻度尺的像,若凸透镜从远处逐渐贴近刻度尺,则看到刻度尺的像的先后顺序正确的是( )
A.丁、乙、丙、甲 B.甲、乙、丙、丁
C.乙、丁、甲、丙 D.丙、甲、丁、乙
【答案】D
【详解】由甲、丙、丁三图可知,刻度尺成倒立的实像,根据凸透镜成像特点,此时u>f,物距越小,像距越大,像也越大,所以先后顺序是丙、甲、丁。图乙,刻度尺成正立的虚像,u<f,此时凸透镜距刻度尺最近,所以看到刻度尺的像的先后顺序是丙、甲、丁、乙。
故选D。
5.如图,与水平面成放置的平面镜前有一物体A(未画出),图中点为物体A在平面镜中的像。请在图中画出物体A的位置______。当A水平向左运动时,它的像将向图中哪个方向运动?______(填编号)
【答案】 ④
【详解】[1] 作点关于平面镜的对称点即为物体A的位置,作图如下:
[2] 因像和物体到平面镜的距离相等,像和物体的连线与镜面垂直,且平面镜与水平面夹角为45°,故像与物的连线与水平面夹角也为45°,物体A水平向左运动的距离等于像竖直向下运动的距离,所以当A水平向左运动时,它的像将向图中④方向运动。
6.如图甲所示,一束白光经三棱镜折射后,在白屏上形成一条彩色光带,红光和紫光从空气射入该玻璃砖(未画出),离开玻璃砖后沿同一路径射向空气;
(1)图乙中的①是_______ (选填“红光”或“紫光”);
(2)图丙是关于红光和紫光射入该玻璃砖和离开玻璃砖后的完整光路图,正确的是_____ (选填对应的字母)。
【答案】(1)红光
(2)B
【详解】(1)因红光的偏折程度小,紫光的偏折程度大,即红光折射能力弱,紫光折射能力强可知,图乙中的①偏折程度小于②,故①为红光。
(2)光路可逆性,从上向下看,红光和紫光以相同的入射角射入玻璃砖,红光折射角大,所以是①红光,②是紫光,因为玻璃砖上下两个面平行,所以两次折射时法线平行,则第2次折射时的入射角等于第1次折射时的折射角,所以第2次折射时两光的折射角都等于第1次的入射角,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
7.(1)如图甲所示,将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置,固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束,小明通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象。
①当水槽中未注水时侧壁上点A处有一光点,当注入如图甲所示的水量后,光点从A移至B处,同时水面下方的侧壁上有另一光点C,请在图甲中通过作图确定此时光点C的位置和光点B的大致的位置______;
②若小明适当增加水槽中的水量,发现B处的光点______(选填“上移”或“下移”);
(2)①图乙中M点发出过光心和平行于主光轴的两条光线,请在图乙中画出这两条入射光线经凸透镜后的光线______;
②与物比较,物体MN经凸透镜成______(选填“放大”“缩小”)、______(选填“正立”“倒立”)的像。
【答案】(1) 上移
(2) 放大 倒立
【详解】(1)[1]水槽中注入一定量的水后,光线从水中斜射入空气中时会发生折射,此时的折射角大于入射角,折射光线远离法线,侧壁上的光点B在A点的下方;光从水中射到空气和水的界面上时会发生反射现象,反射角等于入射角,据此做出反射光线和C点的位置。如图所示:
[2]适当增加水槽中的水量,入射光线与水面之间的夹角不变,入射角也不变,折射角不变,此时折射点向右偏移,折射光线向上移动,与原来折射光线平行,B点会向上移动。
(2)[1]根据凸透镜的特殊光线可知,过光心的光线传播方向不变;平行于主光轴的光线经过凸透镜会过焦点,作图如下所示:
[2][3]据图可知,此时物距满足一倍焦距和二倍焦距之间,根据凸透镜成像规律可知,成倒立、放大的实像。
8.在以下两个光学实验中:
(1)图甲和乙为探究“平面镜成像特点”的实验:
①实验中将点燃的蜡烛靠近玻璃板,像的大小_________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
②在像的位置上放一光屏,应该__________(选填“直接观察光屏”或“透过玻璃板观察光屏”)发现光屏不能承接到蜡烛的像,说明平面镜成_________像(选填“实”或“虚”);
③如图乙所示,为烛焰上S点的像点,请在图中画出人眼O看到像点的一条完整光路;_______
(2)图丙为“凸透镜成像”的实验,小白使用的是焦距的透镜,按如图所示位置摆放好器材后,点亮左侧F光源,为让像清晰的成在右侧光屏上,保持透镜和光屏位置不动,应将F光源向_________(选填“左”或“右”)移动,_________(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是根据该成像特点制成的。
【答案】(1) 不变 直接观察光屏 虚
(2) 左 照相机
【详解】(1)①[1]平面镜中的像的大小跟物体大小有关,跟物体到平面镜的距离无关,像和物体大小相等,所以将点燃的蜡烛逐渐靠近玻璃板,像的大小不变。
②[2][3]虚像不能成在光屏上,在像的位置上放一光屏,应直接观察光屏,如果在光屏上能够看到蜡烛的像,说明成的是实像。如果观察不到蜡烛的像,说明成的是虚像。结果是在光屏上看不到蜡烛的像,说明平面镜成虚像。
③[4]人眼能看到蜡烛的虚像,是因为S点发出的光,经平面镜反射后,有反射光线进入眼睛,人眼便在反射光线的方向延长线上看到蜡烛的虚像。光路如图:
(2)[1][2]焦距f=10.0cm的透镜,按如图所示位置摆放好器材后,点亮左侧F光源,此时物距为45.0cm-30.0cm=15.0cm
像距60.0cm-45.0cm=15.0cm
物距大于1倍焦距小于二倍焦距,像距也大于1倍焦距小于二倍焦距,为让像清晰的成在右侧光屏上,保持透镜和光屏位置不动,应将F光源向左移动,使物距大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像,应用于照相机。
9.(1)如图,发光点A发出一束光线a射向平面镜甲,为发光点A在另一平面镜乙所成的像。
①请在图中画出a经平面镜甲反射后的反射光线,并标出反射角r;
②画出平面镜乙的位置,平面镜乙用“”表示。
(2)如图所示,凸透镜的焦距为2.0dm,是物体MN通过凸透镜所成的像,b、c是由M点发出通过凸透镜后的两条光线。
①请画出b、c在通过凸透镜前的入射光线并找出M点的位置________;
②相对于物体,像是___________(选填“正立”或“倒立”)、___________(选填“放大”或“缩小”)的___________(选填“虚像”或“实像”)。
【答案】(1)
(2) 倒立 放大 实
【详解】(1)①②过入射点作出法线,根据反射角等于入射角,然后在法线左下方画出反射光线,反射光线与法线的夹角即为反射角;平面镜成像时,像与物关于平面镜对称,由此连接并作其中垂线,即平面镜的位置,如图所示:
(2)①[1]凸透镜的焦距为2.0dm,标出凸透镜右侧焦点F。过焦点的光线,经凸透镜折射后,折射光线平行于主光轴;过光心的光线经凸透镜后传播方向不变,由此画出光线的入射光线,它们的交点为发光点M,由M作主光轴的垂线MN即为发光物体,如图所示:
②[2][3][4]凸透镜的焦距为2.0dm,物体MN在1倍焦距与2倍焦距之间,由凸透镜成像规律可知,所成的像为倒立放大的实像。
10.如图,凸透镜的焦点为F。
(1)请做出光线a经平面镜反射和凸透镜折射后的光路图;
(2)MN为凸透镜前的一个发光物体,b为MN上某点P发出的一条光线通过凸透镜光心O后的光路。
①通过作图找出MN上P点并标出其位置_____;
②MN经过透镜所成的是_________(选填“倒立”“正立”)、_________(选填“放大”、“缩小”)的像;
【答案】(1)
(2) 倒立 放大
【详解】(1)光线竖直向上入射到平面镜的点,入射光线与主光轴垂直,平面镜与主光轴夹角为,因此入射角、反射角都为,反射光线沿水平主光轴向左射出;反射光线沿主光轴入射凸透镜,平行主光轴入射的光经凸透镜后,折射光线过凸透镜焦点,据此作图。
(2)[1]过凸透镜光心的光线传播方向不变。因为是发出、经过光心后的出射光线,因此反向延长光线,延长线与的交点就是点,据此作图。
[2][3]由图可知,发光物体MN在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像。
11.(1)小赵同学到鞋店买鞋,他站在镜子前看试穿新鞋的效果,如图所示。
①画出代表新鞋的点在平面镜中的像_________。(保留作图痕迹)
②若他以的速度远离平面镜,则像以___________的速度远离他。新鞋在镜中像的大小___________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(2)凸透镜如图所示,MN为主光轴,O点为光心,F点为焦点,AB为发光物体。请在图中画出三条光线的折射光线,并作出物体的像(注意保留作图痕迹)。
【答案】(1) 4 不变
(2)
【详解】(1)[1]过平面镜所在的直线作出点A的对称点,即为点A在平面镜中的像,如图所示:
[2]当她以的速度远离平面镜时,像也以的速度远离平面镜,因此像相对于她的速度为两者只和,即。
[3]根据平面镜成像的特点,像与物大小相等,因此当她远离平面镜时,新鞋的大小不变,故在镜中像的大小不变。
(2)过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不变,平行于主光轴的光经凸透镜折射后过焦点,这两条折射光线的反向延长线的交点即为发光点A的像,用虚线连接像点和最下面光线的入射点,并延长得出最下面光线的折射光线,如图所示:
押题猜想十三 杠杆和滑轮的应用
试题前瞻·能力先查
1.如图所示装置,在水平拉力的作用下,重为的物体沿水平地面做匀速直线运动,已知弹簧秤读数为10牛,物体的运动速度为1米/秒(若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦),那么在此过程中( )
A.绳子自由端的速度为0.5米/秒 B.物体与地面间的摩擦力为牛
C.秒内滑轮对物体做功为焦 D.地面对物体的支持力为
【答案】D
【详解】A.物体A移动的速度为1m/s,因为动滑轮,所以绳子自由端移动的速度为物体A移动速度的2倍,即
v=2×1m/s=2m/s
故A不符合题意;
B.因为物体A做匀速直线运动,所以物体A受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,拉起动滑轮的绳子段数为n=2,根据
得F拉=20N,故物体A与地面间的摩擦力为
f=F拉=20N
故B不符合题意;
C.1s内物体A移动的距离
s=vt=1m/s×1s=1m
所以1s内滑轮对物体A做功
W=F拉s=20N×1m=20J
故C不符合题意;
D.地面对物体的支持力和物体受到的重力是一对平衡力,大小相等,即
F支=G=100N
故D符合题意。
故选D。
2.如图所示,小明和家人在自家果园栽种树苗,小明用铁锹铲起来一铲泥土,A点为泥土的重心,手对B点的力始终沿竖直方向,已知泥土的重力为20N,,铁锹的重力忽略不计。下列说法正确的是( )
A.铲起泥土时,以C点为支点,铁锹是一个省力杠杆
B.手对B点的力的力臂是BC
C.手对B点的力大小为40N
D.将B点的手向C点移动,该手对铁锹的力会变小
【答案】C
【详解】A.铲起泥土时,以C点为支点,泥土对铁锹的压力等于泥土的重力,作用在A点,手对B点的力是动力,由图分析可知,即动力臂小于阻力臂。根据杠杆分类,动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆,所以铁锹是费力杠杆,故A错误;
B.力臂是支点到力的作用线的垂直距离,手对B点的力沿竖直方向,则支点C到该力作用线的垂直距离才是动力臂,并非BC,故B错误;
C.由题意可知,动力臂L1与阻力臂L2之比为
根据杠杆平衡条件,可知手对B点的力,即动力大小为
故C正确;
D.将B点的手向C点移动,动力臂L1会变小(因为支点C到力的作用线的垂直距离缩短)。阻力F2和阻力臂L2不变,根据杠杆平衡条件,动力臂L1变小,动力F1会变大,即手对铁锹的力会变大,故D错误。
故选C。
3.图(a)是常用的移动指示牌,其侧视图如图(b)所示,其中AB为指示牌的牌面,BE和CD为支架,AB=80cm,BE=60cm,CD=50cm,且E为CD中点。各部分材料均是质地均匀的,总重力为100N。
(1)如图(c)所示,当有风吹过,风力等效作用于板面AB中间,要使指示牌不被吹倒时,风力最大作用力不能超过______N;
(2)指示牌被风刮倒后如图(d)所示,请在图(d)中画出将指示牌扶起的最小力F1的示意图及其力臂L1。
【答案】(1)25
(2)
【详解】(1)根据题意可知,指示牌可以看作杠杆,当指示牌的D端恰好被吹离地面时,动力为F风,支点为C点,阻力为重力。
如图,风力的力臂为
重力的力臂为
根据杠杆平衡条件,有
则
要使指示牌不被吹倒时,风力最大为25N。
(2)要将指示牌扶起,支点为C,根据杠杆平衡条件可知,动力臂越长,动力越小。AC为最长动力臂L1时,动力最小,从A点作垂直于AC向上的线段就是F1的示意图,如图所示:
分析有理·押题有据
本考点为常考基础题,简单机械模块的核心内容。
杠杆部分考查杠杆分类(省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆)、力臂作图、杠杆平衡条件应用,例如撬棍、镊子、天平的杠杆类型判断,通过杠杆平衡条件计算力的大小;滑轮部分考查定滑轮、动滑轮、滑轮组的省力特点,例如定滑轮不省力但可以改变力的方向,动滑轮省力但不能改变力的方向,滑轮组的省力情况由承担物重的绳子段数决定。命题贴合课本经典模型,侧重规律识记、规范作图和基础判断,复杂机械效率繁琐计算考查较少。解题时需注意力臂的定义和滑轮组绳子段数的判断方法。
终极猜想·精练通关
1.图中赛艇运动员使用船桨划水时,桨能绕着赛艇上的点O转动,手加在桨上的动力F1比水对桨的阻力F2大,若把船桨看成一种杠杆,其特点是动力臂比阻力臂短,以下选项中符合船桨的杠杆简化图是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.图中动力和阻力在支点O两侧,动力臂小于阻力臂,动力F1向上,杠杆逆时针转动,水对桨的阻力F2应该向上,故A不符合题意;
B.把船桨看成一种杠杆,动力和阻力在支点O两侧,图中动力和阻力在支点O的同侧,故B不符合题意;
C.图中动力和阻力在支点O两侧,动力臂小于阻力臂,动力F1向上,杠杆逆时针转动,水对桨的阻力F2向上,故C符合题意;
D.图中动力和阻力在支点O两侧,动力臂大于阻力臂,故D不符合题意。
故选C。
2.利用滑轮组设计健身器材,配重质量为10kg,要求如下:始终竖直向下匀速拉动拉环,要求拉力大小范围为250N~350N(杠杆、滑轮、绳子、拉环的质量和摩擦均不计)。下列方案符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A.配重质量为10kg,配重的重力为
滑轮、绳子、拉环的质量和摩擦均不计;由图可知,n=2,则拉力
故A不符合要求;
B.由图可知,n=3,拉力
故B不符合要求;
C.由图可知,拉力作用在动滑轮轴心上,图中n=2,则拉力
故C不符合要求;
D.由图可知,拉力作用在动滑轮轴心上,图中n=3,则拉力
故D符合要求。
故选D。
3.如图所示,在硬尺AB的7dm刻度处C点挂一重3N的物体M,并在3dm刻度处施加一个竖直向上、大小为9N的拉力F使硬尺AB保持水平静止,硬尺AB的质量不计,完成下列问题。
(1)根据数据分析,你认为支点O的位置在杠杆的______dm刻度处;并画出F的力臂ll______;
(2)如果拉力F作为动力,物体M对杠杆的力作为阻力,你认为作为杠杆使用硬尺AB,它是______(选填:省力或费力)杠杆,依据是____________。
【答案】(1) 1
(2) 费力 见解析
【详解】(1)[1]将拉力为动力,物重为阻力,由杠杆平衡条件知道,动力臂与阻力臂的关系为
要使杠杆在水平位置静止且动力大于阻力,且两力方向不同,支点只能在0dm刻度与3dm刻度之间,当支点在1dm处时,动力臂为2dm,阻力臂为6dm,满足比值关系,所以支点在杠杆的1dm处。
[2]过支点作动力F作用线的垂线段,即为动力臂,如下图所示:
(2)[1][2]拉力F为9N作为动力,物体M重3N对杠杆的力作为阻力,动力大于阻力,所以是费力杠杆。
4.如图甲所示,是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”,其简化示意图如图乙。A端挂有重为的石块,B端挂有重为的空桶,OA长为,OB长为。使用时,硬棒质量忽略不计,人向下拉绳放下空桶,此时桔槔为_________杠杆(选填“省力”、“费力”),将桶在井内装满重为120N的水后向上拉绳缓慢将桶提起,向上拉绳提起装满水的桶时拉力为_________N。
【答案】 费力 60
【详解】[1]向下拉绳放下空桶时,B端为动力,A端为阻力,动力臂小于阻力臂,桔槔为费力杠杆。
[2]根据杠杆的平衡条件可得G石×l1=FB×l2
由三角形相似得到
则FB=2G石=2×40N=80N
桶中装满水时,桶和水的总重力G=G桶+G水=20N+120N=140N
向上拉绳提起装满水的桶时拉力为F=G-FB=140N-80N=60N
5.将物体A、B置于如图所示的装置中,物体B恰好匀速下降,已知A重,底面积为200cm2,B重,底面积为300cm2,则A对地面的压强为________Pa,A受到地面的摩擦力为___________N;若对A施加一个水平向左的拉力F,刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动,则拉力F大小为___________N。(不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦)
【答案】 3000 20 40
【详解】[1]如图所示,A重,底面积为200cm2,因为A是做匀速直线运动,因此受力平衡,在竖直方向上,重力等于支持力,A对水平面的压力也等于支持力,即A对水平面的压力等于重力,根据公式可得A对水平面的压强为
[2]如图所示,物体A和B通过动滑轮相连,动滑轮上有2段绳子,已知B重10N,物体B恰好匀速下降,则A匀速向右运动,说明物体A处于平衡状态,则A所受地面的摩擦力与动滑轮的钩子拉A的力是一对平衡力,即
[3]若对A施加一个水平向左的拉力F,刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动,该过程中,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,仍为20N,此时物体A受到三个力的作用:水平向左的拉力F,水平向右的拉力2GB, 水平向右的摩擦力20N,所以水平刚好使A匀速向左运动,则拉力为
6.如图所示是古护城河上的吊桥使用原理图,吊桥以B为支点且质量分布均匀。
(1)图中装置C是___________,它的作用是___________。
(2)请你画出吊桥被吊起时的阻力和动力臂______;此时吊桥可以看成一个___________(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。
【答案】(1) 定滑轮 改变力的方向
(2) 省力
【详解】(1)[1][2]图中装置C是滑轮,它的轴的位置不会发生变化,所以是定滑轮,定滑轮的作用是改变力的方向。
(2)[1]阻力是桥面的重力产生的,吊桥被吊起时的阻力F2、支点为B点,过B点作到绳子的垂线段BA即为动力臂L1,如图所示:
[2]拉动吊桥在如图位置时,图中B点到桥面重心的距离为阻力臂,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
7.在“探究杠杆平衡条件”实验中:
(1)若在图甲中杠杆恰好水平平衡,的力臂为___,并在图甲中画出的力臂______;
(2)假设弹簧测力计的作用点不变,然后调整弹簧测力计方向,当的大小为时,为使杠杆继续在水平位置平衡,请在图甲中画出所需的最小力______,此时大小为______N;
(3)小明学过杠杆知识后,打算按照图乙自制了一根杆秤(自重不计),要想增大杆秤的测量范围,你有哪些方法?______(写出一种方法即可)。
【答案】(1) 10.0
(2) 0.5
(3)换用质量更大的秤砣(增大)
【详解】(1)[1]由图甲可知,杠杆是水平的,而力臂是支点到力的作用线的距离,杠杆上的分度值为1cm,所以的力臂。
[2]过支点O作力作用线的垂线段即为力臂,如图所示:
(2)[1][2]当的大小为1N时,为使杠杆继续在水平位置平衡,最小力的方向要垂直于水平杠杆,即竖直向上拉杠杆,如图所示:
此时的力臂,根据杠杆平衡条件,代入数据得大小为
(3)要想增大杆秤的测量范围,可以换用质量更大的秤砣。根据杠杆平衡条件,两力臂不变,秤砣重力变大,对秤杆的拉力变大,即动力变大,那么阻力会变大,即称量的物体重力变大,则杆秤的测量范围变大。
8.如图所示,OB是一根质量可以忽略的硬棒,A为OB的中点,在A上悬挂一个物体P,物体P对硬棒的拉力为;在B点施加一个力使硬棒静止不动:
(1)画出力的力臂;
(2)的力臂___________(用杠杆平衡条件的变形式子来表示)可以得到,此时这根硬棒是一个___________(选填“省力”、“等臂”或者“费力”)杠杆。
【答案】(1)
(2) 等臂
【详解】(1)图中的O点为支点,从O点向力的作用线引垂线段即为的力臂,如图所示:
(2)[1][2]根据杠杆的平衡条件可得
则的力臂,由数学知识可知,直角三角形中,30°角对应的边为斜边的一半,因A为OB的中点,故
OA即为的力臂,故,根据杠杆平衡条件可以得到,因此这根硬棒是一个等臂杠杆。
9.(1)如图所示,在水面上方有一发光点S发出的两束光分别射到液面,在容器底面出现A和B两个光斑,以及经水面反射后在容器右侧壁出现一个光斑C(C未标出)。已知光斑A在发光点S的正下方,光斑B在光斑A的右侧,请根据光的反射定律和折射特点,画出光线到达A、B、C三点的传播路径并标出C点。
(2)如图所示,不计质量的硬杆处于水平静止状态,的作用线是图中圆的切线。
①以O为支点,画出的力臂。
②如果把的作用点A移动到B点,且让力的大小保持不变,要让杠杆仍处于水平静止的平衡状态,则这个力的方向必须改变。请你在图中画出这个力并标示为(保留作图痕迹)。
(3)如图所示探究凸透镜成像规律实验中,凸透镜的焦距为20cm,为凸透镜的主光轴。
<1>从A点发出的一束光a照射到凸透镜上,请在图中画出a经透镜折射后折射光线______。
<2>透镜的焦距太长会不利于找出像的位置,于是某同学更换了一个焦距为5cm透镜。
①若蜡烛和透镜的位置不变,经透镜所成的像会落在光具座上的哪个刻度范围内:______。
A.50cm-55cm B.55cm-60cm C.65cm-70cm D.75cm-80cm
②此时烛焰经凸透镜折射后能成一个像,这个像的特点是:______。
A.放大正立的虚像 B.放大倒立的实像 C.缩小倒立的实像
③若保透镜的位置不变,要让所成的像成在落在离透镜更远的地方,该如何移动蜡烛?______
【答案】(1)
(2)见解析
(3) B C 蜡烛向靠近凸透镜的方向移动适当距离
【详解】(1)由题知,容器底上的A点在S点的正下方,S发出的光,垂直射向水面,传播方向不变,即这条光线可到达A点;S发出的光斜射向水面时,折射角小于入射角;连接SB,在SB与水面的交点右侧合适位詈选择一个点O,作为S发出光进入水中折射正好射到B点光路的入射点,连接SO为入射光线,OB为折射光线,过O点作法线,根据反射角等于入射角,在法线右侧的空气中画出反射光线与容器右壁交点为C点,如图所示:
(2)[1]已知FA的作用线是图中圆的切线,由支点O向FA的作用线作垂线,即为FA的力臂L,如图所示:
[2]作用在A点的力移动到B点,力的大小保持不变,由杠杆平衡条件知其力臂不变,所以作用在B点力的力臂仍等于圆的半径,由此作图如图所示:
(3)[1]凸透镜的焦距为20cm,由图可知物距为u=50.0cm-30.0cm=20.0cm
在焦点处的光经过凸透镜平行射出,如图所示:
[2]更换了一个焦距为5cm透镜,若蜡烛和透镜的位置不变,此时物距大于二倍焦距,像距应该大于一倍焦距小于二倍焦距,故像距应该在55cm-60cm这个范围,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
[3]物距大于二倍焦距,根据凸透镜成像的特点,此时烛焰经凸透镜折射后能成一个倒立、缩小的实像,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
[4]若保持透镜的位置不变,要让所成的像成在落在离透镜更远的地方,根据物近像远像变大可知,应该将蜡烛向靠近凸透镜的方向移动适当距离。
10.物理兴趣小组的同学到动物园参加实践活动,他们仅用小小的弹簧测力计和一根长硬棒,粗略测出一头大象的重力。如图,测力计在A点垂直长硬棒向下拉长硬棒,使其静止。(g取10N/kg)
(1)此时长硬棒是否平衡?_____,你的依是:______________。
(2)请在图中画出杠杆受到测力计的拉力 F1及动力臂 l1。
(3)弹簧测力计的读数为200N,悬点O距弹簧测力计一端的距离为9m,距铁笼悬挂线的距离为6cm,不计长硬棒和铁笼的质量,大象的重力为______N。
(4)老师用一个垂直于杠杆的力F把长硬棒从图示位置移动到图中虚线水平位置的过程中,如图,力F___________(选填“变大”“变小”“不变”),判断依据________________ 。
【答案】(1) 是 此时长硬棒处于静止状态
(2)
(3)30000
(4) 变大 根据杠杆平衡条件:F1L1=F2L2, 当长硬棒由图示位置移到水平位置时,L1和F2保持不变,L2变大,所有F1变大
【详解】(1)长硬棒处于静止状态,根据杠杆是否处于平衡状态的规定,杠杆保持静止不动,或绕支点匀速转动,我们说杠杆处于平衡状态。
(2)测力计的拉力F1方向垂直长硬棒向下,作用在A点。动力臂L1是从支点O到拉力F1作用线的垂直距离,即OA的长度。如图所示:
(3)根据杠杆平衡条件,已知F1=200N,L1=9m,L2=6cm=0.06m,代入公式可得大象的重力
(4)当长硬棒从倾斜位置移动到水平位置时,阻力臂L2(支点到大象重力作用线的垂直距离)逐渐增大,而动力臂L1和阻力F2(大象重力)不变。根据杠杆平衡条件,L2增大导致F1随之增大。
押题猜想十四 浮力与机械效率综合
试题前瞻·能力先查
1.如图所示,用细绳(质量及体积均忽略不计)拴好质量相同的实心铁块、铜块、铝块,把它们分别浸没在装满水的溢水杯中保持静止(均未接触杯底),已知ρ铝<ρ铁<ρ铜。下列说法中正确的是( )
A.铝块在溢水杯中浸没时细绳受到的拉力最大
B.铁块浸没时溢水杯中溢出水的质量最大
C.铜块在溢水杯中浸没时受到的浮力最大
D.铜块浸没时溢水杯中溢出水的体积最小
【答案】D
【详解】AC.根据密度公式可知:质量相同时,铝块的密度最小,体积最大,根据阿基米德原理,铝块浸没在水杯中时,受到的浮力最大,细绳受到的拉力为F=G﹣F浮
而铁块、铜块、铝块的质量相等,由G=mg知,铁块、铜块、铝块重力相等,所以铝块在溢水杯中浸没时细绳受到的拉力最小,故AC错误;
B.根据阿基米德原理知,铝块浸没时受到的浮力最大,排开水的重力最大,由G=mg知,排开水的质量最大,由于溢水杯装满了水,则溢出水的质量等于排开水的质量,所以铝块浸没时溢出的水的质量最大,故B错误;
D.根据密度公式可知:质量相同时,铜块的密度最大,体积最小,根据阿基米德原理,铜块浸没在水杯中时,受到的浮力最小,浸没时从溢水杯中溢出水的体积最小,故D正确。
故选D。
2.如图所示,用甲、乙、丙三种机械装置使同一重为G的物体匀速升高2m,动滑轮重为G动(且G>G动),不计绳重及摩擦的情况下,下列说法正确的是( )
A.甲、乙的机械效率相等
B.甲比乙更省力,且
C.甲、乙、丙装置所做的有用功相等
D.若物重G=100N,F3=50N,丙的机械效率为75%
【答案】C
【详解】A.不计绳重及摩擦,甲装置需对动滑轮做额外功,乙装置不需要做额外功,拉力做的有用功相同,甲、乙装置做的总功不相等,根据可知,甲、乙装置的机械效率不相等,故A错误;
B.由图可知,甲是动滑轮、乙是定滑轮,不计绳重及摩擦,则绳子受的拉力分别为,F2=G,又因为G>G动,所以,则,故B错误;
C.用甲、乙、丙三种机械装置使同一重为G的物体匀速升高2m,由W=Gh可知甲、乙、丙装置所做的有用功相同,故C正确;
D.若物重G=100N,F3=50N,拉力做的有用功W有=Gh=100N×2m=200J
使用丙装置拉力做的总功为W总=F3l=50N×5m=250J
丙装置的机械效率为
故D错误。
故选C。
3.课外活动小组设计一个打捞沉船的模拟装置,用物体代替沉船。如图所示,使物体从位置匀速直线上升到位置,的高度,物体受到的重力,体积是,作用在绳子的拉力为,作用在绳子的拉力,(整个过程不考虑风浪、水流等因素的影响),,求:
(1)物体所受浮力的大小;
(2)的大小;
(3)使物体从M位置匀速直线上升到N位置,滑轮组的机械效率。
【详解】(1)由于物体从M到N的过程中完全浸没在水中,所以排开水的体积等于物体的体积,即
物体所受的浮力为
(2)物体在水中匀速上升,处于平衡状态。物体受到竖直向下的重力,以及竖直向上的浮力和绳子a的拉力。
根据力的平衡条件有
的大小
(3)在此过程中,滑轮组做的有用功为提升物体所做的功,即克服物体的视重(重力与浮力的差值)做的功
由图可知,承担动滑轮的绳子段数,绳子b端移动的距离为
拉力F2做的总功为
滑轮组的机械效率为
分析有理·押题有据
本考点为常考中档综合题,是力学模块的重难点内容,兼具计算与应用分析。
浮力部分,核心围绕阿基米德原理与物体浮沉条件展开,常见考查方向包括:利用阿基米德原理计算浮力大小、结合受力分析判断物体的浮沉状态、分析轮船、潜水艇、密度计等浮力应用实例的工作原理,还会涉及浮力与液体压强的结合分析,例如物体浸入液体时容器底部压力、压强的变化。
机械效率部分,重点考查滑轮组、斜面等简单机械的机械效率计算,核心公式为,其中有用功常为克服物体重力或摩擦力所做的功,总功为拉力所做的功,额外功多由克服机械自重、摩擦产生。该考点常将浮力与机械效率结合,例如利用滑轮组打捞水中物体,分析物体出水前后浮力、拉力、机械效率的变化,解题时需同时考虑浮力对拉力的影响,结合受力分析和功、机械效率公式综合求解,是区分度较高的题型,需注意受力分析的完整性和公式的灵活运用。
终极猜想·精练通关
1.取三块质量相等的橡皮泥,分别捏成碗状、实心球状和空心球状,放入三个装有相同质量水的相同的烧杯中,静止时它们的状态如图所示,已知橡皮泥的密度大于水的密度,下列说法中正确的个数有( )
①三个物体受到的浮力为F甲>F丙>F乙
②橡皮泥排开水的体积为V甲=V丙>V乙
③液体对容器底部的压强为p甲>p丙>p乙
④容器对桌面的压力为F甲'=F丙'=F乙'
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【详解】①由图可知,甲中橡皮泥漂浮,则橡皮泥受到的浮力等于重力;乙中橡皮泥下沉,则橡皮泥受到的浮力小于重力;丙悬浮,则橡皮泥受到的浮力等于重力,因为橡皮泥的质量相等,重力相等,故浮力的大小关系为F甲=F丙>F乙
故①错误;
②因为浮力的大小关系为F甲=F丙>F乙
液体的密度相同,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,橡皮泥排开水的体积关系为V甲=V丙>V乙
故②正确;
③三个相同的烧杯中装入等量的水,水的深度相同;橡皮泥排开水的体积为V甲=V丙>V乙
容器的底面积相同,则水面上升的高度关系为Δh甲=Δh丙>Δh乙
故甲、丙中的水面高度相同,都大于乙中的水面高度,根据p=ρgh可知,液体对容器底部的压强关系为p甲=p丙>p乙
故③错误;
④容器对水平桌面的压力为F=G容+G水+G泥
它们的重力之和大小相等,所以容器对桌面的压力相同,即F甲'=F丙'=F乙'
故④正确。
综上所述,正确的个数有2个,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.如图所示,两个小球A和B(VA<VB),分别轻放入装着甲、乙两种不同液体的同规格溢水杯中(放入后两球均能浸没)。用两个相同的小桶分别收集溢出的两种液体(小桶均未满出),稳定后测出两小桶的质量相等。以下说法中正确的是( )
A.小球A和B所受到的浮力相等
B.小桶内甲液体的体积等于乙液体的体积
C.A球排开液体的体积与B球排开液体的体积相等
D.无法比较甲、乙两种液体密度的大小
【答案】D
【详解】A.根据阿基米德原理,因为两小桶质量相等,用两个相同的小桶分别收集溢出的两种液体(小桶均未满出),稳定后测出两小桶的质量相等。但是乙中液体开始时没有达到溢水杯口,因此B球排开液体的质量大于A球排开液体的质量,所以,故A错误;
B.两个小球A和B(VA<VB)分别放入装着甲、乙两种不同液体的同规格溢水杯中(放入后两球均能浸没),因两球均浸没,因此两球排开水的体积等于小球自身体积,但是乙中液体开始时没有达到溢水杯口,因此无法比较小桶内乙液体的体积与小桶内甲液体的体积,故B错误;
C.两个小球A和B(VA<VB),放入后液体后,两球均能浸没,故A球排开液体的体积小于与B球排开液体的体积,故C错误;
D.因为两个小球A和B的密度关系不知,放入后液体后,两球均能浸没,故无法比较甲、乙两种液体密度的大小,故D正确。
故选D。
3.小明自制的“温度计”中有密度随温度升高而变小的液体,液体中有a、b、c三个挂有温度标牌体积相同的小球,其热胀冷缩可以忽略,当小球悬浮时,它标记的温度与液体温度相等。如图1,标有“21℃”的小球悬浮,另外两个小球分别标记“17℃”“25℃”。图1、2、3中小球a、b、c均静止,则下列说法正确是( )
A.c小球标记的温度为17℃
B.b小球在图1中受到的浮力小于图2
C.图1液体的温度比图3中液体温度高
D.a小球在17℃液体中受到的浮力大于在21℃时的浮力
【答案】A
【详解】A.图2中小球c沉底,由浮沉条件可知ρc球>ρ2液,则当c球悬浮时,对应的液体密度等于c球的密度大于图2中液体的密度,因液体的密度随温度降低而变大,所以小球c对应的温度更低,应标记为17℃,故A正确;
B.图2中b漂浮,图1中悬浮,都是受到的浮力也等于其自身的重力,所以此时b所受浮力等于图1中b所受浮力,故B错误;
C.图1b悬浮,温度为21℃,由图3知,三个小球都下沉,由“环境温度越高时,液体的密度变小,浮力越小,悬浮的小球会下沉”可知液体的温度比25℃还高,图1液体的温度比图3中液体温度低,故C错误;
D.a小球在25℃时悬浮,因液体的密度随温度降低而变大,在17℃液体和在21℃时都是漂浮,浮力等于重力,故在17℃液体中受到的浮力等于在21℃时的浮力,故D错误。
故选A。
4.相同质量的甲、乙两人,用不同的装置(如图),在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台,不计绳重及绳与滑轮间的摩擦。下列说法正确的是( )
A.甲做的有用功比乙多 B.乙做的总功比甲多
C.甲所用装置的机械效率较大 D.甲对平台的压力比乙大
【答案】D
【详解】A.提升物体的重力相等,在相同的时间内物体升高了相同的距离,由W有用=Gh可知,两次提升物体所做的有用功相等,故A错误;
B.图甲使用的是动滑轮,不计绳重和摩擦,总功为W甲=(G+G动)h>Gh
使用乙定滑轮时,拉力F乙=G,拉力做功W乙=F乙s乙=Gh
所以乙装置中拉力F做的总功少,故B错误;
C.甲、乙的有用一样多,但甲做的总功多,根据
可知,甲的机械效率小,乙的机械效率大,故C错误;
D.甲对平台的压力F压=F+G甲
乙对平台的压力F乙=G乙-F=G乙-G
甲、乙两人质量相等,重力相等,则甲对平台的压力比乙大,故D正确。
故选D。
5.用如图所示的甲、乙两个滑轮组分别将A、B两个物体沿竖直方向匀速提升相同高度,竖直拉绳子自由端的力分别为F1、F2,此过程的有用功和总功如表所示。甲滑轮组的定滑轮、动滑轮所受的重力均为G甲,乙滑轮组的定滑轮、动滑轮所受的重力均为G乙。忽略绳重以及轮和轴之间的摩擦。下列说法正确的是( )
滑轮组
有用功/J
总功/J
甲
700
1200
乙
300
800
A.甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组低 B.两个滑轮组都是省力机械
C.G甲<G乙 D.F1=F2
【答案】D
【详解】A.甲滑轮组的机械效率为
乙滑轮组的机械效率为
故A错误;
BD.甲滑轮组承担物重的绳子段数,乙滑轮组承担物重的绳子段数,设物体上升高度均为h,则根据,甲滑轮组绳子自由端的拉力为
A物体的重力为
故甲为省力机械;乙滑轮组绳子自由端的拉力为
B物体的重力为
故乙为费力机械,故B错误,D正确;
C.甲滑轮组的额外功为
乙滑轮组的额外功为
忽略绳重以及轮和轴之间的摩擦,则额外功,甲乙滑轮组动滑轮上升的高度相同,则动滑轮所受的重力相同,即G甲=G乙,故C错误。
故选D。
6.如图甲所示,溢水杯装有4℃的水,此时水刚好不流出。已知水温从0℃升到15℃时,水的密度ρ和水温t关系如图乙所示。不考虑水的物态变化和溢水杯的热胀冷缩(g取10N/kg)。当水温为15℃时,在水中放入体积为1×10-3m3的物体,物体在水中悬浮。(不考虑物体热胀冷缩)
(1)物体所受浮力F15℃=______N;
(2)若水温降至0℃,物体静止时会______(选填“沉底”、“悬浮”或“漂浮”)。
【答案】(1)9.992
(2)漂浮
【详解】(1)由图乙可知,当水温为15℃时,水的密度为999.2kg/m3,此时物体悬浮,则
物体所受浮力
(2)若水温降至0℃时,水的密度为1000kg/m3,大于15℃时的密度,浮力变大,物体受到的重力不变,物体上浮,静止时漂浮在水中。
7.如图甲所示,容器静止在水平地面上,容器受到的重力为60N,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。
(1)图甲中,该容器对地面的压强p=________ Pa;
(2)容器底某处固定一条细线(忽略细线的质量),细线的另一端系在物块的底部,物块受到的重力为5N、体积为6×10﹣4m3,往容器里注入适量的水后,物块在水中静止不动,如图乙所示。此时F浮=_____ N。
【答案】(1)120
(2)6
【详解】(1)图甲中,容器对地面的压力为F=60N,故该容器对地面的压强
(2)图乙中,物块浸没在水中,故排开液体的体积为V排=6×10﹣4m3,由阿基米德原理知,此时所受浮力
8.重力为3N画有四等分刻度线的均匀方柱被手压入水中,如图甲所示,已知方柱的体积为 4×10-4m3。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)方柱的密度是__________kg/m3,图甲方柱所受的浮力是__________N;
(2)放手瞬间,请在图甲中画出方柱此时的受力示意图__________,方柱将会_________(选填“静止”“上浮”或“下沉”);
(3)与放手瞬间比较,方柱最后静止时方柱底部受到水的压强___________(选填“变小”“不变”或“变大”),请在图乙中画出方柱最后静止时的位置__________。
【答案】(1) 4
(2) 上浮
(3) 变小
【详解】(1)[1]方柱的密度
[2]图甲中方柱所受的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-4m3=4N
(2)[1][2]放手瞬间,浮力为4N,重力为3N,由于浮力大于重力,所以方柱将会上浮,最终漂浮在水面上,浮力大小等于重力大小,如图所示:
(3)[1][2]由于浮力变小,由知排开水的体积变小,方柱底部在水中的深度变小,由p=ρgh知方柱最后静止时方柱底部受到水的压强变小; 由于漂浮,浮力大小等于重力大小,即F浮=G,即ρ水gV排=ρ柱gV柱
则
即排开水的体积占总体积的,如图所示:
9.小明利用如图1所示的滑轮组(绕线并没有画出)把重物匀速提升,用时,拉力为。已知每个滑轮重40N;重物M和绳子自由端的路程随时间变化的图像如图2所示;整个过程中,有用功和额外功的大小如图3所示。
(1)图2中表示绳子自由端的路程随时间变化的图线是________(选填“A”或“B”);
(2)结合图2所示的图像,请在图1中正确画出此次滑轮组的绕线方式_________;
(3)求重物的重力________;
(4)求滑轮组的机械效率_________;
(5)以下是小彬和小杜两位同学计算拉力大小的解题思路:
小彬:先算出重物以及动滑轮的总重力,然后数出吊着动滑轮的绳子段数,最后利用公式求出拉力的大小。
小杜:先根据图3算出总功,再根据图2得出绳子自由端移动的距离,最后利用公式求出拉力的大小。
你认为哪一位同学算出来的拉力的大小是正确的?并说明另一位同学的问题所在_______。
【答案】(1)A
(2)
(3)200N
(4)80%
(5)小杜正确;小彬的算法是在忽略绳重及摩擦等情况下才适用,题目中并没有说忽略这些因素
【详解】(1)由滑轮组的特点可知,滑轮组可以省力,但费距离,所以图2中上面的倾斜直线A是绳子自由端的s-t图像,而下面的倾斜直线B是物体的s-t图像,故绳子自由端的路程随时间变化的图线是A。
(2)由图2可知,t=4s时,绳子自由端移动的距离s=3m
物体移动的距离h=1m
根据s=nh可知,绳子股数
根据奇动偶定可知,绳子应从动滑轮起头,依次缠绕。如图所示:
(3)由图3可知,滑轮组克服重力做的有用功为
则重物M的重力为
(4)由图3可知,滑轮组做的额外功为
则滑轮组的机械效率为
(5)不计绳重和摩擦,可以根据求出拉力F的大小;因题中没有不计绳重和摩擦,应根据求出拉力F的大小,故小杜计算拉力F的大小是正确,小彬计算拉力F的大小是错误的,因小彬同学忽略了绳重和摩擦对拉力的影响。
10.如图,重为的卡车,经过一段水平路面,再以的功率沿与水平地面成37°角的斜坡匀速向上爬行,已知车轮与地面接触的总面积为0.5m2,卡车爬坡长度s,爬坡高度为h,斜坡的机械效率为80%。(sin370=0.6)求卡车:
(1)对水平路面的压强;
(2)爬坡时的牵引力;
(3)爬坡时的速度。
【详解】(1)在水平路面行驶时,卡车对路面的压力大小等于卡车的重力,卡车对水平路面的压强
(2)斜坡和水平面构成直角三角形,则
爬坡时的机械效率
解得,爬坡时的牵引力
(3)爬坡时的功率
爬坡时的速度
11.(1)如图1,两个容器内分别装入质量相等的甲、乙两种液体,测得甲液体的体积比乙液体大,则甲液体的密度___________(选填“大于”“等于”“小于”)乙液体;甲、乙液体相比,对容器底部压强更大的是___________(选填“甲”“乙”“一样大”),判断依据是___________;
(2)如图2,洗脸池排水管设计了U形“反水弯”,起到隔绝下水道异味的作用。当水不流动时,“反水弯”两端的水面高度总是___________的,其利用了___________原理;
(3)把体积相同的物块a和b分别轻轻放入装满水的杯里,用干燥的小烧杯收集溢出的水。两物体静止后状态如图(3)①所示。()
①经测量甲杯中水的质量是0.3kg,乙杯中水的质量是0.4kg,则物块a在水中受到的浮力是___________N;
②用“”代替物块a,在图(3)②中画出物块a受力示意图___________;
③由物块的浮沉情况可判断:___________的密度较大;(选填“物块a”“物块b”)
④计算出物块a的密度是___________。
【答案】(1) 小于 乙 见解析
(2) 相平 连通器
(3) 3 物块b 0.75
【详解】(1)[1]两个容器内分别装入质量相等的甲、乙两种液体,甲液体的体积比乙液体大,根据密度公式可以得出甲液体的密度小于乙液体的密度。
[2][3]由于两种液体的质量相等,容器为柱形,因此它们对容器底部的压力也相等(都等于液体的重力)。甲液体的底面积大,由可知甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强。
(2)[1][2]洗脸池排水管设计的U形“反水弯”起到了隔绝下水道异味的作用。当水不流动时,“反水弯”两端的水面总是相平的,这是因为它们构成了连通器。在连通器内,如果装入同种液体,液体不流动时,各容器中的液面总保持相平。
(3)①[1]根据阿基米德原理知,浮力等于排开液体的重力,则物块a在水中受到的浮力
②[2]a漂浮,浮力等于重力,都为3N,浮力方向竖直向上,重力方向竖直向下,如图所示:
③[3]a漂浮,密度小于水的密度,而b沉底,密度大于水的密度,故a的密度小于b的密度,物块b的密度较大。
④[4]物块a和b体积相同,物块b受到的浮力等于排开液体的重力,即
物块b的体积为
则物块a的体积为
物块a的质量为
物块a的密度为
12.一底面积为200cm2的圆柱形容器置于水平桌面上,里面盛有30cm深的水,把一个体积为1×10-3m3的实心小球用细线拴好放入水中,当小球刚好完全浸没在水中时(如图甲所示),细线所受拉力刚好为5N;然后手放掉细线,当小球静止在水中时如图乙所示。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)小球完全浸没在水中时受到水的浮力;
(2)以“· ”代表小球,请在图丙中画出图甲中此时小球的受力情况;
(3)小球的密度;
(4)小球静止在水中时容器底部受到水的压强。
【详解】(1)小球完全浸没在水中时受到水的浮力为
(2)图甲中小球处于平衡状态,此时小球受到了重力、水的浮力以及细线的拉力,且向上的浮力和拉力与向下的重力构成平衡力,如下图所示:
(3)由题意可知小球的重力为
则小球的质量为
小球的密度为
(4)小球放入水中后液面上升的高度为
则小球静止在水中时容器底部受到水的压强为
押题猜想十五 功和功率的计算
试题前瞻·能力先查
1.如图a,水平地面粗糙程度相同,用水平拉力F拉物体做直线运动,物体通过A、B、C、D段时“s﹣t”图像如图b,其中,物体经过各点的时刻在图像中已标注。与AB段相比,CD段( )
A.物体所受摩擦力较大 B.水平拉力F做的功较多
C.拉力F较小 D.水平拉力F做功的功率较小
【答案】D
【详解】A.物体在AB段和CD段对水平地面的压力相等,水平地面粗糙程度相同,所以物体在AB段和CD段所受摩擦力大小相等,故A错误。
BC.由图可知,物体在AB段和CD段均做匀速直线运动,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,二者大小相等。由A知,物体在AB段和CD段所受摩擦力大小相等,所以物体在AB段和CD段所受拉力大小相等。由图可知,物体在AB段的速度为3m/s,时间是2s,在CD段的速度为2m/s,时间是3s,根据s=vt可知,物体在AB段和CD段通过的路程相等,所以AB段和CD段水平拉力F做的功相等,故BC错误。
D.水平拉力F做的功相等,物体在CD段所用时间大于AB段,根据可知,与AB段相比,CD段水平拉力F做功的功率较小,故D正确。
故选D。
2.2024年5月,福建舰(如图1所示)完成了首次航行试验任务。福建舰满载时的排水量为,吃水深度可达13m。其配备的“歼-15舰载机”(如图2所示)是福建舰战斗力的核心,它在万米高空水平飞行时受到的零升阻力f与速度的平方的关系图像如图3所示。(吃水深度是指船舶底部到水面的垂直距离)
(1)当福建舰上若干架舰载机起飞后,福建舰的吃水深度将________(选填“变深”“变浅”或“不变”);
(2)求福建舰满载漂浮时,其受到的浮力大小和舰底所受到海水的压强大小;(海水的密度取,g取)
(3)福建舰以10m/s的速度沿水平方向匀速直线巡航1000m,所受的阻力始终为,求福建舰推力所做的功的功率大小;
(4)歼-15舰载机以200m/s的速度在万米高空水平匀速飞行时,它所受到的零升阻力f为________N。
【详解】(1)福建舰航行时,处于漂浮状态,所受浮力等于总重力,若干架舰载机起飞后,总重力变小,故福建舰所受的浮力变小,根据可知福建舰排开海水的体积变小,则福建舰将上浮一些,即福建舰的吃水深度变浅。
(2)福建舰满载时的排水量为
故福建舰满载漂浮时,其受到的浮力
舰底所受到海水的压强
(3)福建舰沿水平方向匀速直线巡航时,所受推力与阻力平衡,大小相等,即
故福建舰推力做功的功率
(4)歼-15舰载机在万米高空水平匀速飞行时,由图3可知,它所受到的零升阻力与速度的平方成正比,
故速度为200m/s时,它所受到的零升阻力
分析有理·押题有据
本考点为常考计算题,力学模块的重点内容。
核心公式:功W=Fs、功率,常结合滑轮组、斜面、水平拉动物体等场景命题,例如计算滑轮组的有用功、总功和额外功,以及拉力的功率。侧重公式书写、规范解题步骤,题干数据规整,注重基础公式运用,不设置偏难怪的复杂物理模型。解题时需明确有用功、总功和额外功的区别,根据题目给出的条件选择合适的公式,注意单位的统一和换算。
终极猜想·精练通关
1.如图所示,用一水平压力F将重为10N的物体压在粗糙程度相同的竖直墙壁上。当压力F为30N时,物体处于静止状态;当压力F为25N时,物体恰好匀速下滑。下列说法中正确的是( )
A.物体处于静止状态时,受到墙壁对它竖直向下的摩擦力为10N
B.若物体下滑0.2m,则压力做的功为5J
C.若物体下滑0.2m,则其重力做的功为2J
D.物体在匀速下滑过程中,受到墙壁对它竖直向上的摩擦力为15N
【答案】C
【详解】A.当压力F为30N时,物体处于静止状态,在竖直方向上受到的重力和摩擦力是一对平衡力,所以f=G=10N,方向是竖直向上,故A错误;
B.若物体下滑0.2m,在压力的方向上没有移动距离,所以压力做功为0,故B错误;
C.若物体下滑0.2m,则其重力做的功
W=Gh=10N×0.2m=2J
故C正确;
D.当压力F为25N时,物体恰好匀速下滑,在竖直方向上受到的重力和摩擦力是一对平衡力,所以f滑=G=10N,方向是竖直向上,故D错误。
故选C。
2.如图,工件被机械臂夹住,沿竖直方向匀速下降0.4m,用时2s。已知工件的质量为1.5kg,g取10N/kg。匀速下降过程中,工件( )
A.受到的摩擦力大小不变 B.受到的重力大于摩擦力
C.重力做功为0 D.重力做功的功率为0.3W
【答案】A
【详解】AB.工件匀速下降,处于平衡状态,其受到的重力和机械臂对它的摩擦力是一对平衡力,大小相等,重力大小不变,因此摩擦力大小不变,故A正确;B错误;
C.重力方向竖直向下,工件沿重力方向移动了距离,重力做功,故C错误;
D.重力做功的功率 ,故D错误。
故选A。
3.物块在水平拉力F(大小未知)的作用下,在水平直线轨道上运动(如图),其中AB段和BC段的轨道材质不同,其中。已知物块在AB段和BC段分别以2m/s和5m/s的速度匀速运动,且在BC段所受摩擦力为2N,则以下判断正确的是( )
A.该物块在BC段的惯性比AB段大 B.该物块通过AC段的平均速度为3.5m/s
C.物块在AB段所受摩擦力比BC段大 D.拉力F在BC段做功的功率为10W
【答案】D
【详解】A.惯性的大小只与质量有关,与速度大小无关。该物块整个运动过程中质量不变,其惯性大小不变,故A不符合题意;
B.物块通过AC段的速度为
故B不符合题意;
C.滑动摩擦力大小受压力大小和接触面粗糙程度影响。物块对水平面的压力不变,由于AB段和BC段的轨道材质不同,所以无法比较两者的摩擦力大小,故C不符合题意;
D.物块在BC段以5m/s的速度匀速运动,所受摩擦力为2N,拉力等于摩擦阻力,拉力F在BC段做功的功率
故D符合题意。
故选D。
4.如图甲所示,这是我国的056A型护卫舰,小明查阅相关资料后得到该护卫舰的参数如下表所示。某次执行任务时,护卫舰由静止出发,以恒定最大推进功率航行,加速航行1.2km后达到最大航速,图乙是本次航行的v-t图像。(g=10N/kg)求:
满载排水量
吃水深度
最大航速
最大推进功率
(1)护卫舰满载停泊在港湾时所受浮力大小________;
(2)护卫舰以恒定最大推进功率从静止出发,航行120s达到最大速度的过程中,求推力做的功________;
(3)护卫舰从密度较小的河永驶入密度较大的海水中,它受到的浮力__________;它排开水的重力___________;排开水的体积__________。(以上三空均选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】(1)
(2)
(3) 不变 不变 变小
【详解】(1)根据阿基米德原理,浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于物体排开液体所受的重力,即
则
(2)推力做的功
(3)[1]护卫舰在河水中和海水中都处于漂浮状态,根据漂浮条件,物体漂浮时浮力等于重力,护卫舰自身重力不变,所以它受到的浮力不变。
[2]根据阿基米德原理,因为浮力不变,所以排开水的重力不变。
[3]浮力不变,g不变,海水密度大于河水密度,根据,可知排开海水的体积变小。
5.木块A 和铁块 B 在一个方向不变、大小为3N 的水平拉力F 的作用下做沿同一水平面做直线运动。0~4s 内路程随时间变化图像如图所示,其中GA=GB。
(1)此过程做匀速直线运动的物体是________(选填“A” 、“B”或“A 和 B”), 速度为________m/s;
(2)此过程 F 对 A 做的功为________J;
(3)此过程, A 、B 所受的摩擦力分别为f1 、 f2,F对 A 、B 做功的功率分别为P1、P2,则f1________f2,P1________ P2(选填“=”或“≠”)。
【答案】 A 1.5 18 ≠ =
【详解】(1)[1]s-t图像中,图像的斜率表示物体的速度,由图得,A的速度不变,B的速度改变,说明A做匀速直线运动,B做变速直线运动。
[2]A速度为
(2)[3]此过程 F 对 A 做的功为
(3)[4]A做匀速直线运动,受到的牵引力等于摩擦力;B做加速运动,受到的牵引力大于摩擦力,AB受到的牵引力相同,则
[5]AB受到的牵引力相同,运动路程相同,由得,AB做的功相同,运动时间相同,由得,AB的F对 A 、B 做功的功率
6.在水平地面上有一长方体木箱,小明用水平推力F把木箱向前推动如图甲所示,此过程中,推力F随时间t的变化如图乙所示,木块前进的速度v的大小随时间t的变化如图丙所示。
(1)0~1s内,木箱受到摩擦力是____N;
(2)1~3s内,木箱的运动状态_______(选填“改变”或“不变”),受到的摩擦力是___N;
(3)3~5s内,推力对木箱做功_______J。
【答案】 100 改变 200 400
【详解】(1)[1]0~1s内,由图乙可知,此时的推力为F1=100N,由图丙可知,此过程中木箱的速度为零,因此木箱受到的是静摩擦力作用,静摩擦力大小等于推力大小,即为100N。
(2)[2][3]3~5s内,由图丙可知,木箱做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的是平衡力作用,由图乙可知,此时推力为F3=200N,故此过程中木箱受到的滑动摩擦力为
f=F3=200N
1~3s内,由图丙可知,木箱做加速运动,运动状态改变,由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,因此木箱受到的摩擦力不变,即为
f′=f=200N
(3)[4]3~5s内,由(2)可知,此时的推力为F3=200N,木箱做匀速直线运动,运动的距离为
则推力对木箱做功为
7.工人师傅利用汽车作为动力,从水中打捞一个方形物件,绳子通过滑轮,一端系着物件,另一端拴在汽车上,水底到地面的高度h是7m,如图甲所示,汽车拉着物件一直匀速上升,已知汽车对绳子的拉力F与绳子向前移动距离s的变化关系如图乙所示。物件露出水面而带出的水分、绳子的体积、绳重及摩擦均忽略不计,水的密度为,g取10N/kg,求:
(1)物件完全离开水面后上升1m,汽车对绳子的拉力做的功;
(2)物件浸没在水中时,受到的浮力大小;
(3)物件的体积。
【详解】(1)由图甲可知,滑动为定滑轮,只改变力的方向。由图乙可知,物件完全离开水面后,汽车对绳子的拉力F=3000N,则汽车对绳子的拉力做的功W=Fs=3000N×1m=3000J
(2)由图乙可知,物件完全离开水面后匀速上升,处于平衡状态,则物件的重力G=F=3000N
物件浸没在水中时,绳子对物件的拉力F1=1750N,根据称重法可知,物件浸没时受到的浮力F浮=G-F1=3000N-1750N=1250N
(3)物件完全浸没在水中时,排开水的体积等于物件的体积,根据阿基米德原理可知,物件的体积
8.图甲所示,工人将货物搬运到货车上,过程简化为图乙所示:某次工人先利用斜面将边长为1m的正方体货物匀速推到车上,再将货物水平匀速推到d点。这个过程中推力大小保持为800N,方向与运动方向保持一致,货物重为1000N,各段长度如图乙所示,推上斜面用时10s,水平推动用时5s,g=10N/kg,求:
(1)将货物从a点沿斜面推到b点的运动过程中,推力做功的功率大小;
(2)货物静止在d点时,对货车的压强大小。
【详解】(1)货物从a点到b点作匀速运动,受到的推力800N,货物移动的距离为s= 1.5m,速度为
推力做功的功率大小
(2)货物从静止在d点时,对货车的压力跟货物的重力大小相等,得
因为是变长1m的正方体,受力面积为
货物静止在d点时,对货车的压强大小
9.某轿车的质量是1t,车轮与地面的总接触面积是0.1m2(g=10N/kg)
(1)轿车空载静止时,对水平地面的压强为多少?
(2)在平直的公路上以恒定的功率测试轿车性能时,轿车由静止开始运动,水平方向获得的动力F随运动时间t的变化关系如图所示。t=20s后,轿车以30m/s的速度做匀速直线运动,①则在20-40s时间内动力做的功为多少?②轿车发动机的功率为多大?
【详解】解:(1)静止时轿车对水平地面的压力为
F=G=mg=1.0×103kg×10N/kg=1.0×104N
轿车对水平地面的压强为
(2)由图可知,轿车在20~40s时间内牵引力F保持不变,为F=2×103N,根据可得,在20~40s时间内通过的路程
s=vt=30m/s×(40s﹣20s)=600m
在20~40s内牵引力做的功为
W=Fs=2×103N×600m=1.2×106J
轿车发动机的功率为
答:(1)它空载静止时,对水平地面的压强为1.0×105Pa;
(2)轿车在20~40s时间内牵引力做的功1.2×106J;轿车发动机的功率为6×104W。
10.如图甲,一边长为0.1m的正方体木块在拉力F1和F2的作用下,分别沿粗糙程度相同的斜面及水平面做匀速直线运动,拉力方向始终与运动方向一致。木块在斜面运动的路程和时间的关系图像及其在水平面运动的速度和时间的关系图像如图乙、丙。已知F1为20N,求
(1)木块在斜面、水平面运动时所受的摩擦力分别为f1、f2,则f1_____f2(选填“=”或“≠”);
(2)木块在斜面上从A点运动到B点,F1做的功及功率;
(3)木块在水平面上从C点运动到D点,F2所做功的功率为2.5W,F2的大小。
【答案】(1)≠
(2)10J,4W
(3)25N
【详解】(1)影响滑动摩擦力的因素由接触面粗糙程度和压力大小,压力越大,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。由题意可知,斜面和水平面粗糙程度相同,木块对斜面的压力小于对水平面的压力,因此在斜面上运动时所受的摩擦力小于在水平面上运动时所受的摩擦力,即二者大小不等,即。
(2)由图甲得,木块从A点到B点的路程
已知拉力,则拉力F1所做功为
由图乙可知,木块在斜面上做匀速直线运动,运动所用的时间为3s,速度为
拉力的功率
(3)由图丙可知,木块在水平面上做匀速直线运动,速度,已知的功率,拉力
押题猜想十六 电功率综合应用
试题前瞻·能力先查
1.如图1所示的空气炸锅能快捷烹制食物,图2是该空气炸锅加热部分的简化电路,有低温、中温和高温三个挡位,和是发热定值电阻。下列说法中正确的是( )
A.只闭合,该空气炸锅是高温挡 B.只闭合,该空气炸锅是低温挡
C.只闭合,该空气炸锅是高温挡 D.同时闭合和,该空气炸锅是低温挡
【答案】B
【详解】由图2可知,当只闭合开关S2时,R1、R2串联,根据串联电路的特点可知,此时电路的总电阻最大,由可知,电路的总功率最小,空气炸锅处于低温挡,当开关S1、S3都闭合时, R1、R2并联,根据并联电路的特点可知,此时电路的总电阻最小,总功率最大,空气炸锅处于高温挡;当只闭合开关S1时,只有R2工作,空气炸锅处于中温挡。只闭合开关S3时,电路开路,故ACD错误,B正确。
故选B。
2.图甲所示的电路中,电源电压恒为6V,灯泡L标有“6V 3W”,超导部件与流过它的电流I的关系如图乙所示。电路通电10s。以下判断错误的是( )
A.L的实际功率为3W B.产生的电热为0J
C.若被短接,L会变亮 D.若灯被短接,电源不会被短路
【答案】C
【详解】分析电路可知,灯泡L和超导部件串联,电流表测电路电流。灯泡的额定电流为
电源电压恒为6V,则电路中最大电流为0.5A,由乙图可知,超导部件阻值为零。
A.电源电压恒为6V,超导部件阻值为零,所以灯泡L实际电压等于额定电压,实际功率等于额定功率,为3W,故A正确,不符合题意;
B.超导部件阻值为零,不会产生热量,所以产生的电热为0J,故B正确,不符合题意;
C.超导部件阻值为零,所以若被短接,L亮度不变,故C错误,符合题意;
D.超导部件阻值为零,若灯被短接,电路中电流会大于0.6A,由乙图可知,超导部件阻值会变为,电源不会被短路,故D正确,不符合题意。
故选C。
3.小明利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率(电源为两节新干电池),小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中将实验电路连接完整(要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表示数变小)。
(2)实验中,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,两电表指针始终处于图乙所示位置,如果导线完好且连接无误,只有一个元件有故障,则故障原因是______。
(3)故障排除后,小明从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据,得到小灯泡图像如图丙所示,则小灯泡的额定功率是______W,所用滑动变阻器的最大阻值是______Ω。
(4)由图丙可以算出小灯泡两端电压为0.5V时灯丝的电阻为______,并且实验过程中得出图像不是一条直线,请分析出现这种现象的原因是______。
【答案】(1)
(2)灯泡断路
(3) 0.75 25
(4) 5 灯泡电阻受温度的影响会发生改变
【详解】(1)测量小灯泡的电功率时,电源、开关、灯泡、电流表串联,电压表并联在灯泡两端,由于电源为两节新干电池(即3V),因此电压表选用小量程,要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表示数变小,即滑动变阻器的阻值变大,因此滑动变阻器左下接线柱接入电路,如图所示:
(2)由题意知,发现无论怎样调节滑动变阻器,两电表指针始终处于图乙所示位置,电流表的示数为零,电压表的示数接近电源电压,由电流表示数为了可知电路发生了断路,电压表的示数接近电源电压,因此是灯泡断路。
(3)[1]由图丙可知,当灯泡在额定电压2.5V下工作时,通过的电流为0.3A,因此小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W
[2]当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时,电路中的电流最小,由图丙可知,此时的电流为0.1A,根据串联电路电压的特点可知,滑动变阻器两端的电压为U滑=U-UL=3V-0.5V=2.5V
则滑动变阻器的最大阻值为
(4)[1]由图丙可知,小灯泡两端电压为0.5V时,通过的电流为0.1A,则此时灯丝的电阻为
[2]因为灯泡电阻受温度的影响会发生改变,所以灯泡的电流与电压不成正比,所以U-I关系图像不是直线。
4.如图(甲)。所示,是一种名为“无油空气炸锅”的家用电器,其原理是先用加热电阻来加热空气,再利用电风扇将热空气对流加热食物。该款空气炸锅工作电路如图(乙)所示,其中空气炸锅的额定电压是、电风扇的额定功率为,为加热电阻,为定时开关,为温控开关。工作时,定时开关和温控开关都闭合,空气炸锅处于“炸烤状态”;当电烤箱内温度高于预设温度时,温控开关自动断开,空气炸锅处于“保温状态”。图(丙)是该空气炸锅正常工作时,在一次焙烤薯条过程中加热电阻R工作的“”图像,求:
(1)加热电阻的阻值;
(2)空气炸锅处于“炸烤状态”时,通过电风扇的电流和干路的总电流;
(3)空气炸锅在前4min内,加热电阻产生的热量是多少;
(4)使用该空气炸锅在这14min焙烤薯条的过程中,共消耗的电能。
【详解】(1)由电路图可知,加热电阻R与电风扇并联,电源电压,由图像可知,加热电阻R工作时的功率为1100W,根据电功率公式可得,加热电阻R的阻值
(2)空气炸锅处于“炸烤状态”时,电风扇与加热电阻R并联工作,由可得通过电风扇的电流
通过加热电阻R的电流
根据并联电路的电流特点,干路总电流
(3)由图像可知,在前4min内,加热电阻R的工作时间为4min,加热电阻R产生的热量
(4)在14min的焙烤过程中,电风扇一直工作,消耗的电能
由图像可知,在14min内,加热电阻R的总工作时间为
加热电阻R消耗的电能
该空气炸锅共消耗的电能
分析有理·押题有据
本考点为常考计算题,电学模块的综合应用。
核心公式:电功W=UIt、电功率、焦耳定律Q=I2Rt,常以家用电器(如电热水壶、电饭煲、空调)为情景,考查电功率计算、电热计算,例如计算电热水壶加热水时消耗的电能、产生的热量和加热时间。侧重公式联动与单位规范换算,是广州中考电学常考的综合题型。解题时需注意纯电阻电路和非纯电阻电路的区别,合理选择公式,注意电功率的额定值和实际值的区别。
终极猜想·精练通关
1.某物理兴趣小组的同学组装了一个如图甲所示的电路,灯的电流与电压关系如图乙所示,额定电压是,定值电阻,滑动变阻器标有“ 1A”字样,电压表测量范围为。当只闭合时,灯正常发光,如:
(1)灯正常发光100s时消耗的电能是_________;
(2)当只同时闭合时,整个电路的电功率是_________;
(3)当只同时闭合时,为了保证电路安全,接入的电阻变化范围是_________;
(4)当只同时闭合时,再在电路中某处接入电流表,电流表的示数如图丙所示,此过程中电路一直安全,则此时接入电路的电阻值为_________。
【答案】(1)3600
(2)46.8
(3)6~100Ω
(4)60Ω或20Ω
【详解】(1)灯泡正常发光的功率为
灯正常发光1$
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