内容正文:
大庆市第六十九中学第(四)次模拟题
一、单项选择题(每题3分共30分)
1. 我国古代把女子一拃长称为“咫”,男子一拃长称为“尺”,实际“咫”与“尺”的长度相差大约为( )
A. 4cm B. 10m C. 10dm D. 4mm
2. 我们生活在声音的世界里,下列关于声音的说法正确的是( )
A. 公共场所不要高声喧哗,这里的“高”是指声音的音调高
B. 逐渐抽出真空罩内的空气,真空罩内闹钟发出的铃声逐渐变大
C. 有些地方禁止汽车鸣笛,目的是在声音传播途径上减弱噪声
D. 医生用B超检查身体是利用声音能传递信息
3. 生活现象中蕴含了丰富的光学知识,下列说法正确的是( )
A. “池水映明月”是由于光的折射形成的
B. “立竿见影”是光沿直线传播形成的
C. “潭清疑水浅”是由于光的反射形成的
D. “一叶障目”是光的折射造成的
4. 《齐民要术》中对醋的制作工艺有记载:“作大豆千岁苦酒(醋)法:用大豆一斗,熟汰之,渍令泽炊。暴极燥,以酒醅灌之。任性多少,以此为率。”蒸煮是酿醋过程中的一个重要工序,如图所示是将大豆进行蒸煮的过程,下列说法正确的是( )
A. 煮大豆是通过热传递的方式增加内能
B. 用火种引燃木柴的过程与钻木取火的原理相同
C. 灶里木柴燃烧的过程,将内能转化成了化学能
D. 将木柴架空一些火能燃烧更旺,是提高了木柴的热值
5. 下列四幅图选自中国古代科技著作《天工开物》,对图中场景解释正确的是( )
A. “场中打稻”中将稻粒从稻秆上摔打下来是因为稻粒具有惯性
B. “透火焙干”中把湿纸贴在墙上焙干利用了湿纸受到的重力
C. “水转筒车”中竹筒匀速转动时运动状态没有发生改变
D. “炒蒸油料”中油料随锅铲而动,说明力是维持物体运动的原因
6. 下列与物理知识有关的说法正确的是
A. 太阳能、风能、天然气是目前正在努力研究、开发的新能源,它们都是可再生能源
B. 如果所有的力突然全部消失,在空中运动的足球将做匀速直线运动
C. 水在凝固过程中不断放出热量,温度下降
D. 家庭电路中空气开关跳闸了.可能是电灯开关中的两根导线相碰
7. 下列说法错误的是( )
A. 船闸是利用连通器原理工作的
B. 潜水艇是靠改变自身重力实现上浮和下潜的
C. 过山车沿轨道向上运动的过程中重力势能减小
D. 飞机机翼的设计应用了气体流速越大的位置压强越小的原理
8. 如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体.下列说法正确的是( )
①容器对桌面的压力:F甲>F乙
②液体的密度:ρ甲=ρ乙
③液体对容器底部的压强:p甲>p乙
④容器对桌面的压强:p甲′=p乙′
A. 只有①和③ B. 只有①和④ C. 只有②和③ D. 只有③和④
9. 新能源电动汽车被越来越多的家庭所接受,其核心部件是电动机.下图能说明电动机工作原理的是
A. B.
C. D.
10. 在如图甲所示的电路中,电源电压为6V恒定不变,滑动变阻器R2的最大阻值是 20Ω。 闭合开关,当滑片P从一端滑到另一端的过程中,滑动变阻器的P—R图象如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. R1 的阻值为 20Ω
B. 当滑片 P 滑至最右端时,电流表的示数为 0.2A
C. 当滑片 P 滑至最右端时,R2 两端的电压为为 2V
D. 当滑片 P 滑至最左端时,R1消耗的功率为 4W
二、填空题(每空1分共12分)
11.
(1)为了拔除外来入侵物种“一枝黄花”,农业专家自制轻质拔草器,如图所示,将拔草器左下端的叉子插入植株根部,用手对拔草器施力,可将植株连根拔起。若拔同一植株,手施力最小的是________。
A. B. C.
(2)黄旭华院士是中国核潜艇之父,研制出中国第一艘核潜艇。潜艇的动力来源于核反应堆,其主要利用图________(a/b)的过程获得能量,核能是一种________(可再生/不可再生)能源。
a. b.
(3)科学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图像中能用阴影面积表示相应的量是________。
A. 压强 B. 压力 C. 功率
12.
(1)寒假即将来临,电火桶的使用可以让同学们在寒冬更从容,但电能不足的问题也逐渐凸显出来。如图,为了从地向地输送电能,在相距的两地之间直线架设了两条输电线。为保证用户所有电器都能正常工作,地的输出电压必须为。若输电线中的电流是,地的输出电压为,地居民楼消耗的电功率为________________,则输电线每米的电阻为________________ 。
(2)小杜同学进行“探究冰熔化时温度的变化规律”实验。图甲是根据实验数据画出的图像,图像中________(选填“AB”“BC”或“CD”)段表示冰的熔化过程;若实验中冰的质量为100 g,它在BC段过程中吸收的热量为________[]。
13. 小华使用图甲装置来探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)某次正确实验中,弹簧测力计的指针位置如图乙所示,木块受到的滑动摩擦力大小为________,方向水平向________。
(2)小华利用图丙中场景①和②来探究滑动摩擦力与压力的关系,请指出她在实验中明显的不当之处:________________。
(3)在某次实验中,小华拉动木块在木板上运动,木块运动的路程-时间图像如图丁所示。若用和分别表示和时间内弹簧测力计的示数,则可判断________(填“>”、“<”或“=”)。
三、作图题(每题2分共4分)
14. 如图,“”表示凸透镜,其焦点为 ,光心为 ,请在图中画出 点发出的光线、 经过透镜后的折射光线。
15. 如图所示的杠杆,请画出动力F1的力臂L1和阻力F2的力臂L2.
( )
四、实验探究题(16题8分,17题11分,共19分)
16. 2020年11月10日,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,创造了10909m的中国载人深潜新纪录,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平。这激发了小杨同学探究液体内部压强的兴趣,实验如图所示。
(1)图甲是U形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用_______(选填“薄”或“厚”)一些的较好,从结构来看,压强计_______(选填“是”或“不是”)连通器。
(2)比较图乙、丙两次实验可知:同种液体内部压强随深度的增加而_______;比较乙,丁两次实验可初步判断:液体内部压强与液体密度_______(选填“有关”或“无关”)。
(3)根据液体内部压强的规律可知,“奋斗者”号深潜到10000m时每平方米的舱体受到的海水压力为_______N(取 海水=1.03×103kg/m3),相当于质量为_______t的物体受到的重力。
(4)若图丁的实验中U形管左右两侧水面的高度差为5cm,则橡皮管内气体的压强与管外大气压之差为_______Pa;在图乙的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),橡皮膜受到的液体压强将_______(选填“变大”“变小”或“无法判断”)。
17. 某小组进行电学实验探究。
(一)某同学探究“电流与电压”的关系,他用了3个干电池,一个定值电阻、一个滑动变阻器(20Ω,1A),一个电压表,一个电流表,导线若干。
(1)请补充实物图;______
(2)若电压表无示数,电流表有示数,此时原因可能是______(选填“R断路”或“R短路”);
(3)他用此电路做了若干组实验,以下第______组实验数据有误;
①
②
③
④
I
0.1
0.2
0.3
0.4
U
1
2
3
4
(4)根据此表格可知:电阻一定时,电流与电压成______(选填“正比”或“反比”)。
(二)某同学探究“电流与电阻”的关系,他有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻,一个电压表,一个电流表和导线若干,多次实验后得到电流与电阻的关系如图所示。
(1)电阻两端的电压为_______V;
(2)滑动变阻器的最大功率为_______W。
五、计算题(18题7分,19题8分,共15分)
18. 如图所示,工人师傅用150N的拉力,使重为1000N的物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动,已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍。不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。求:
(1)工人师傅拉力的功率;
(2)动滑轮的重;
(3)若物重增大到2000N,则滑轮组的机械效率是多少?
19. 在实践活动中,物理老师带领学生利用电磁继电器(电磁铁线圈电阻不计)制作了具有加热、保温功能的恒温孵化器,用于天气突变时辅助孵化天鹅蛋,如图甲所示。在控制电路中,电源电压,定值电阻,热敏电阻阻值随温度变化的图像如图乙所示;在孵化器内的工作电路中,电源电压,、为电热丝,,。当孵化器内温度达到50℃时,衔铁会跳起。求:
(1)衔铁刚跳起时,通过电磁铁线圈的电流;
(2)工作电路在保温状态下的电功率;
(3)衔铁被吸下以后经过工作电路中产生的热量。
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大庆市第六十九中学第(四)次模拟题
一、单项选择题(每题3分共30分)
1. 我国古代把女子一拃长称为“咫”,男子一拃长称为“尺”,实际“咫”与“尺”的长度相差大约为( )
A. 4cm B. 10m C. 10dm D. 4mm
【答案】A
【解析】
【详解】“一拃”是张开手后拇指到中指的距离, 普通女子手掌较小,一拃长约16cm,男子手掌更大,一拃长约20cm,二者长度差约为。 故A符合题意,故BCD不符合题意。
故选 A。
2. 我们生活在声音的世界里,下列关于声音的说法正确的是( )
A. 公共场所不要高声喧哗,这里的“高”是指声音的音调高
B. 逐渐抽出真空罩内的空气,真空罩内闹钟发出的铃声逐渐变大
C. 有些地方禁止汽车鸣笛,目的是在声音传播途径上减弱噪声
D. 医生用B超检查身体是利用声音能传递信息
【答案】D
【解析】
【详解】A.公共场所不要高声喧哗,这里的“高”是指声音的响度(声音的强弱),并非音调,故A错误;
B.声音的传播需要介质,逐渐抽出真空罩内的空气,介质不断减少,真空罩内闹钟发出的铃声会逐渐变小,最终真空无法传声,故B错误;
C.禁止汽车鸣笛,是在声源处减弱噪声,并非在声音传播途径上,故C错误;
D.医生用B超检查身体,是利用声音能传递身体内部的信息,故D正确。
故选D。
3. 生活现象中蕴含了丰富的光学知识,下列说法正确的是( )
A. “池水映明月”是由于光的折射形成的
B. “立竿见影”是光沿直线传播形成的
C. “潭清疑水浅”是由于光的反射形成的
D. “一叶障目”是光的折射造成的
【答案】B
【解析】
【详解】A.“池水映明月”是平面镜成像,是由于光的反射形成的,故A错误;
B.“立竿见影”,影的形成是由于光的直线传播形成的,故B正确;
C.“潭清疑水浅”是由于光的折射形成的,故C错误;
D.“一叶障目”是光的直线传播造成的,故D错误。
故选B。
4. 《齐民要术》中对醋的制作工艺有记载:“作大豆千岁苦酒(醋)法:用大豆一斗,熟汰之,渍令泽炊。暴极燥,以酒醅灌之。任性多少,以此为率。”蒸煮是酿醋过程中的一个重要工序,如图所示是将大豆进行蒸煮的过程,下列说法正确的是( )
A. 煮大豆是通过热传递的方式增加内能
B. 用火种引燃木柴的过程与钻木取火的原理相同
C. 灶里木柴燃烧的过程,将内能转化成了化学能
D. 将木柴架空一些火能燃烧更旺,是提高了木柴的热值
【答案】A
【解析】
【详解】A.煮大豆时,大豆从水中吸收热量,温度升高,内能增加,这是通过热传递的方式实现的,故A正确;
B.用火种引燃木柴的过程是通过热传递的方式改变物体的内能,钻木取火是通过做功的方式将机械能转化为内能,使物体温度升高达到木材的着火点而燃烧,二者原理不同,故B错误;
C.木柴燃烧过程中,木材中的有机物与氧气发生化学反应,释放出能量,主要是将化学能转化为内能,同时也有少量转化为光能等其他形式的能,故C错误;
D.将木柴架空一些,火能燃烧更旺,是因为增大了木柴与空气的接触面积,使氧气与木柴接触更充分,燃烧更完全,但木柴的热值是其本身的一种属性,热值大小只与燃料种类有关,大小不会因燃烧情况的改变而改变,故D错误。
故选A。
5. 下列四幅图选自中国古代科技著作《天工开物》,对图中场景解释正确的是( )
A. “场中打稻”中将稻粒从稻秆上摔打下来是因为稻粒具有惯性
B. “透火焙干”中把湿纸贴在墙上焙干利用了湿纸受到的重力
C. “水转筒车”中竹筒匀速转动时运动状态没有发生改变
D. “炒蒸油料”中油料随锅铲而动,说明力是维持物体运动的原因
【答案】A
【解析】
【详解】A.摔打稻秆时,稻秆受力停止运动,稻粒由于惯性保持原来的运动状态,从而从稻秆上脱离,故A正确;
B.湿纸能贴在墙上依靠的是分子间的引力,“透火焙干”是利用热传递升高湿纸温度加快水分蒸发,并没有利用重力,故B错误;
C.运动状态不变需要速度大小和方向都不变,竹筒匀速转动时运动方向不断改变,因此运动状态一直在改变,故C错误;
D.根据力和运动的关系,力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因,故D错误。
故选A。
6. 下列与物理知识有关的说法正确的是
A. 太阳能、风能、天然气是目前正在努力研究、开发的新能源,它们都是可再生能源
B. 如果所有的力突然全部消失,在空中运动的足球将做匀速直线运动
C. 水在凝固过程中不断放出热量,温度下降
D. 家庭电路中空气开关跳闸了.可能是电灯开关中的两根导线相碰
【答案】B
【解析】
【详解】A.太阳能、风能是可再生能源,天然气不能在短时间内形成,天然气是不可再生能源;
B.如果所有的力突然全部消失,由牛顿第一定律可知物体将保持原有的运动状态不变,因此在空中运动的足球将做匀速直线运动;
C.水在凝固过程中不断放出热量,温度不变;
D.开关中的两个导线相碰,会导致开关无法控制用电器,用电器将一直工作,但不会导致电流过大空气开关跳闸.
7. 下列说法错误的是( )
A. 船闸是利用连通器原理工作的
B. 潜水艇是靠改变自身重力实现上浮和下潜的
C. 过山车沿轨道向上运动的过程中重力势能减小
D. 飞机机翼的设计应用了气体流速越大的位置压强越小的原理
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.船闸的闸室和上下游构成连通器,方便船只上下往来,故A正确,不符合题意;
B.潜水艇在水下工作时,受到的浮力大小不变,想要实现自身沉浮就要向储水箱内注水或者排水,改变自身重力,故B正确,不符合题意;
C.过山车沿轨道向上运动的过程中,质量不变,所处高度变大,重力势能变大,故C错误,符合题意;
D.飞机的机翼设计做成上凸下平的流线型,空气在其上表面流动速度快,压强小,在其下表面流动速度慢,压强大,是机翼上下表面产生压强差,使飞机受到向上的升力,故D正确,不符合题意。
故选C。
8. 如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体.下列说法正确的是( )
①容器对桌面的压力:F甲>F乙
②液体的密度:ρ甲=ρ乙
③液体对容器底部的压强:p甲>p乙
④容器对桌面的压强:p甲′=p乙′
A. 只有①和③ B. 只有①和④ C. 只有②和③ D. 只有③和④
【答案】D
【解析】
【详解】①容器质量相等,容器内的液体质量也相等,所以总重相等,即容器对桌面的压力相等:F甲=F乙,故①错误;
②液体的质量相等,由图知,乙容器越往上,口径越大,所以乙中液体体积大,根据可知,乙的密度小,故ρ甲>ρ乙,故②错误;
③因为ρ甲>ρ乙,且液面相平,根据可知,液体对容器底部的压强为:p甲>p乙,故③正确;
④总重相等,容器的底面积相等,根据得,容器对桌面的压强:p甲′=p乙′,故④正确;
故选D.
点睛:关键是判断出两液体密度大小的关系,根据图可知,乙液体体积大,而两液体质量相等,所以根据密度公式可判断密度大小,再判断其它就没有难度了.
9. 新能源电动汽车被越来越多的家庭所接受,其核心部件是电动机.下图能说明电动机工作原理的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A图说明了通电导体附近存在磁场;B图可研究电磁体的磁性强弱的影响因素;C图为发电机的原理图;D图为通电导体在磁场中受到力的作用,为电动机的原理图.
10. 在如图甲所示的电路中,电源电压为6V恒定不变,滑动变阻器R2的最大阻值是 20Ω。 闭合开关,当滑片P从一端滑到另一端的过程中,滑动变阻器的P—R图象如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. R1 的阻值为 20Ω
B. 当滑片 P 滑至最右端时,电流表的示数为 0.2A
C. 当滑片 P 滑至最右端时,R2 两端的电压为为 2V
D. 当滑片 P 滑至最左端时,R1消耗的功率为 4W
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.由图甲可知,R1与R2串联,电流表测电路中的电流,当滑片P滑至最右端时,R2接入电路中的电阻最大,由图乙可知,R2=20Ω时,P2=0.8W,因串联电路中各处的电流相等,电路中的电流
=0.2A
此时R2两端的电压
U2=IR2=0.2A×20Ω=4V
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,此时R1两端的电压
U1=U-U2=6V-4V=2V
则R1的阻值
=10Ω
故B正确,AC错误;
D.由图可知,当滑片P滑至最左端时,R2接入电路中的电阻最小,只有R1的简单电路,R1消耗的功率为
P1==3.6W
故D错误。
故选B。
二、填空题(每空1分共12分)
11.
(1)为了拔除外来入侵物种“一枝黄花”,农业专家自制轻质拔草器,如图所示,将拔草器左下端的叉子插入植株根部,用手对拔草器施力,可将植株连根拔起。若拔同一植株,手施力最小的是________。
A. B. C.
(2)黄旭华院士是中国核潜艇之父,研制出中国第一艘核潜艇。潜艇的动力来源于核反应堆,其主要利用图________(a/b)的过程获得能量,核能是一种________(可再生/不可再生)能源。
a. b.
(3)科学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图像中能用阴影面积表示相应的量是________。
A. 压强 B. 压力 C. 功率
【答案】(1)A (2) ①. a ②. 不可再生
(3)B
【解析】
【小问1详解】
拔草器在使用时相当于一个杠杆。拔草器左下端的叉子插入植株根部,植株对拔草器的阻力作用在此处;拔草器与地面接触的拐角处为支点;手对拔草器施加的力为动力。根据杠杆的平衡条件 ,拔同一植株,这意味着阻力 是一定的。同时,拔草器的结构决定了阻力臂 也是固定的。因此,要使手施加的动力最小,就必须使动力臂最大。动力臂是从支点到动力作用线的垂直距离。由图可知,图 A 中,力的方向垂直杆斜向下,其作用线到支点的垂直距离最大。图 B 中,力竖直向下,其作用线到支点的垂直距离(动力臂)比 A 小,图 C 中,力水平向右,此时动力臂大小等于握点处的竖直高度,比A中的短,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
【小问2详解】
核潜艇的动力来源于核反应堆。目前的核反应堆主要是利用重核裂变释放的能量来工作的。由图可知,图 a 展示的是一个中子轰击铀核,导致铀核分裂成两个较轻的核,并释放出新的中子,这是核裂变的过程。图 b 展示的是氘核和氚核结合成氦核,并释放出中子,这是核聚变的过程。因此,潜艇的动力主要利用的是图 a 的过程;
核能是通过开采地下的铀矿等核燃料获得的。这些矿产资源在地球上的储量是有限的,且消耗后在短期内无法再生,所以核能属于不可再生能源。
【小问3详解】
阴影部分的面积等于纵坐标物理量与横坐标物理量的乘积;
图 A中纵坐标是压力,横坐标是受力面积 。阴影面积=FS。而压强的公式是 ,面积并不表示压强。
图 B中纵坐标是压强 ,横坐标是受力面积。阴影面积 = ps 。根据压强公式变形可得 ,即压力等于压强乘以受力面积。因此,该阴影面积表示的是压力。
图 C中 纵坐标是功 ,横坐标是时间。阴影面积 = 。而功率的公式是 ,面积并不表示功率,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
12.
(1)寒假即将来临,电火桶的使用可以让同学们在寒冬更从容,但电能不足的问题也逐渐凸显出来。如图,为了从地向地输送电能,在相距的两地之间直线架设了两条输电线。为保证用户所有电器都能正常工作,地的输出电压必须为。若输电线中的电流是,地的输出电压为,地居民楼消耗的电功率为________________,则输电线每米的电阻为________________ 。
(2)小杜同学进行“探究冰熔化时温度的变化规律”实验。图甲是根据实验数据画出的图像,图像中________(选填“AB”“BC”或“CD”)段表示冰的熔化过程;若实验中冰的质量为100 g,它在BC段过程中吸收的热量为________[]。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. BC ②. 4200##
【解析】
【12题详解】
由题可知,B地的输出电压 ,输电线中的电流,所以B地消耗的电功率
输电线上的电压损失等于A地的输出电压减去B地的输出电压
根据欧姆定律 ,可得输电线的总电阻
A、B两地相距4km,共有两条输电线,所以电流流过的总长度
所以每米输电线的电阻
【13题详解】
冰是晶体,晶体在熔化过程中会持续吸收热量,但温度保持不变。在温度-时间图像中,熔化过程表现为一段水平的线段。观察图像可知,BC段温度保持在0℃不变,这正是冰的熔点。因此,BC段表示冰的熔化过程;
实验中,使用相同的加热仪器加热,所以相同的时间内,物质吸收的热量相同,由图可知,BC段加热
CD段冰已全部熔化为水,加热时间为
水温从0℃升高到10℃,所以
13. 小华使用图甲装置来探究影响滑动摩擦力大小的因素。
(1)某次正确实验中,弹簧测力计的指针位置如图乙所示,木块受到的滑动摩擦力大小为________,方向水平向________。
(2)小华利用图丙中场景①和②来探究滑动摩擦力与压力的关系,请指出她在实验中明显的不当之处:________________。
(3)在某次实验中,小华拉动木块在木板上运动,木块运动的路程-时间图像如图丁所示。若用和分别表示和时间内弹簧测力计的示数,则可判断________(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1) ①. 3.4 ②. 左
(2)没有控制接触面粗糙程度一定
(3)=
【解析】
【小问1详解】
[1]如图所示弹簧测力计,分度值为0.2N,此时拉力为,木块受到的滑动摩擦力大小
[2]木块向右运动,滑动摩擦力方向:水平向左。
【小问2详解】
探究滑动摩擦力与压力的关系,按照控制变量的要求,需要控制接触面粗糙程度一定,图丙中场景①和②,明显的不当之处是:没有控制接触面粗糙程度一定。
【小问3详解】
由木块运动的路程-时间图像可知,木块在和时间内都做匀速直线运动,弹簧测力计的拉力都等于滑动摩擦力。这两段时间内滑动摩擦力是相等的(压力和接触面粗糙程度相同),所以这两次弹簧测力计的示数。
三、作图题(每题2分共4分)
14. 如图,“”表示凸透镜,其焦点为 ,光心为 ,请在图中画出 点发出的光线 、经过透镜后的折射光线。
【答案】
【解析】
【详解】光线 经过凸透镜的光心 ,根据凸透镜光学特性,过光心的光线传播方向不改变,故折射光线沿原方向直线传播。
根据凸透镜特殊光线规律,过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴,故光线 经凸透镜折射后平行于主光轴向右射出。
15. 如图所示的杠杆,请画出动力F1的力臂L1和阻力F2的力臂L2.
( )
【答案】
【解析】
【详解】已知支点为O,过点O作力F1的垂线段L1,作力F2的垂线段L2,那么L1、L2即为所求作的力臂.如图所示:
四、实验探究题(16题8分,17题11分,共19分)
16. 2020年11月10日,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,创造了10909m的中国载人深潜新纪录,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平。这激发了小杨同学探究液体内部压强的兴趣,实验如图所示。
(1)图甲是U形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用_______(选填“薄”或“厚”)一些的较好,从结构来看,压强计_______(选填“是”或“不是”)连通器。
(2)比较图乙、丙两次实验可知:同种液体内部压强随深度的增加而_______;比较乙,丁两次实验可初步判断:液体内部压强与液体密度_______(选填“有关”或“无关”)。
(3)根据液体内部压强的规律可知,“奋斗者”号深潜到10000m时每平方米的舱体受到的海水压力为_______N(取海水=1.03×103kg/m3),相当于质量为_______t的物体受到的重力。
(4)若图丁的实验中U形管左右两侧水面的高度差为5cm,则橡皮管内气体的压强与管外大气压之差为_______Pa;在图乙的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),橡皮膜受到的液体压强将_______(选填“变大”“变小”或“无法判断”)。
【答案】 ①. 薄 ②. 不是 ③. 增大 ④. 有关 ⑤. 1.03×108 ⑥. 1.03×104 ⑦. 500 ⑧. 变大
【解析】
【详解】(1)[1]在实验中,U形管压强计金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的为好,这样在测量时会较灵敏,实验效果明显。
[2压强计一端被封闭,不符合“上端开口,底部连通”这一特点,因此,不是连通器。
(2)[3]比较图乙、丙两次实验可知,液体的密度不变,探头的深度不同,且探头的深度越大,U形管两边液面的高度差越大,可得同种液体内部的压强随深度的增加而增大。
[4]比较乙,丁两次实验,探头在液体中的深度相同,U形管中液面的高度差不同,说明液体的密度不同,可见在同一深度,液体压强与液体的密度有关。
(3)[5]“奋斗者”号深潜到10000m时受到海水产生的压强
p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×10000m=1.03×108Pa
每平方米的舱体受到的海水压力
F=pS=1.03×108Pa×1m2=1.03×108N
[6]物体的质量
=1.03×107kg=1.03×104t
(4)[7]橡皮管内气体的压强与大气压之差约为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa
[8]图乙中实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),容器底部受到液体压力增大,压强增大;容器底压强可以分成金属盒以上和金属盒以下两部分,金属盒以下部分深度不变,加清水后液体密度变小,由p=ρgh知,金属盒以下部分液体压强变小,而容器底压强变大,所以金属盒(橡皮膜)以上的压强变大。
17. 某小组进行电学实验探究。
(一)某同学探究“电流与电压”的关系,他用了3个干电池,一个定值电阻、一个滑动变阻器(20Ω,1A),一个电压表,一个电流表,导线若干。
(1)请补充实物图;______
(2)若电压表无示数,电流表有示数,此时原因可能是______(选填“R断路”或“R短路”);
(3)他用此电路做了若干组实验,以下第______组实验数据有误;
①
②
③
④
I
0.1
0.2
0.3
0.4
U
1
2
3
4
(4)根据此表格可知:电阻一定时,电流与电压成______(选填“正比”或“反比”)。
(二)某同学探究“电流与电阻”的关系,他有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的电阻,一个电压表,一个电流表和导线若干,多次实验后得到电流与电阻的关系如图所示。
(1)电阻两端的电压为_______V;
(2)滑动变阻器的最大功率为_______W。
【答案】 ①. ②. R短路 ③. ① ④. 正比 ⑤. 2.5 ⑥. 1
【解析】
【分析】
【详解】(一)(1)[1] 探究“电流与电压”的关系时,控制定值电阻不变,电压表并联在定值电阻两端,电路如下
(2)[2]电流表有示数,说明不是断路,电压表无示数,说明与电压表并联的电阻短路。
(3)[3]根据欧姆定律,在第1次实验中,电阻为
由电阻的串联的规律和欧姆定律知道,此时电路中的最小电流为
故第1组数据是有误的。
(4)[4]由表中数据,电压表电流之比为10Ω,为一定值,可以得出结论:在电阻一定的情况下,通过导体的电流和导体两端的电压成正比。
(二)(1)[5]根据题意知道,探究“电流与电阻”的关系时,电压表测量的是电阻两端的电压,由电流I随电阻R变化的图象知道,电流I与电阻R之积
U=IR=0.5A×5Ω=0.1A×25Ω=2.5V
为一定值,即说明电阻两端的电压是2.5V。
(2)[6]由于探究“电流与电阻”的关系时,需要保持电阻两端的电压不变,所以,由[5]知道,实验过程中滑动变阻器两端的电压是
根据题意知道,他使用5Ω的电阻是电路的电流最大,
由知道,滑动变阻器的最大功率为
五、计算题(18题7分,19题8分,共15分)
18. 如图所示,工人师傅用150N的拉力,使重为1000N的物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动,已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍。不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。求:
(1)工人师傅拉力的功率;
(2)动滑轮的重;
(3)若物重增大到2000N,则滑轮组的机械效率是多少?
【答案】(1)60W;(2)100N;(3)80%
【解析】
【分析】
【详解】解:(1)该滑轮组动滑轮上有两段绳子承载,整个过程克服摩擦力做功。绳端移动的速度
拉力做功的功率
(2)根据F=,动滑轮重力为
G动=nF-f=nF-0.2G=2×150N-0.2×1000N=100N
(3)若物重增大到2000N,则此时物体与地面之间的摩擦力
绳端拉力
滑轮组的机械效率
答:(1)工人师傅拉力的功率为60W;
(2)动滑轮重力为100N;
(3)滑轮组的机械效率为80%。
19. 在实践活动中,物理老师带领学生利用电磁继电器(电磁铁线圈电阻不计)制作了具有加热、保温功能的恒温孵化器,用于天气突变时辅助孵化天鹅蛋,如图甲所示。在控制电路中,电源电压,定值电阻,热敏电阻阻值随温度变化的图像如图乙所示;在孵化器内的工作电路中,电源电压,、为电热丝,,。当孵化器内温度达到50℃时,衔铁会跳起。求:
(1)衔铁刚跳起时,通过电磁铁线圈的电流;
(2)工作电路在保温状态下的电功率;
(3)衔铁被吸下以后经过工作电路中产生的热量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
衔铁刚跳起时孵化器温度为,由图乙得此时热敏电阻阻值。控制电路中与串联,线圈电阻不计,总电阻为
根据欧姆定律,得通过线圈的电流
【小问2详解】
当温度升高,控制电路中电流减小,电磁铁磁性减弱,衔铁跳起,动触点与静触点a接通,工作电路中与串联,此时电路总电阻较大,功率较小,总电阻为
根据电功率公式,得保温功率
【小问3详解】
衔铁被吸下后,被短路,只有接入工作电路,工作时间,纯电阻电路中 ,得工作电路产生的热量
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