2019年辽宁省营口市中考物理模拟试卷(三)
一、选择题(本题共13个小题,共30分,其中1-9题为单选题,每小题2分;10-13小题为多选题,每小题2分.对于多选题,漏选得2分,错选不得分)
1.(2分)下列估测最接近实际的是( )
A.正常人脉搏的跳动是每秒65次
B.教室一盏日光灯中的电流约为1A
C.人力三轮车的一般行驶速度为40m/s
D.一个鸡蛋的质量接近50g
2.(2分)下列有关声现象的说法正确的是( )
A.声音能在真空中传播
B.小提琴琴弦的松紧程度不同,发出声音的音调也会不同
C.外科医生利用次声波振动粉碎人体内的结石
D.学校附近禁止鸣笛是在传播过程中减弱噪声
3.(2分)丽丽放学回家,一开门就闻到从厨房飘来的香味,他来到厨房想看看是什么好吃的,打开锅盖,他戴的眼镜上立刻蒙上一层“雾气”。对此,正确的解释是( )
A.眼镜上的“雾气”是水蒸气
B.闻到香味说明分子间存在引力
C.丽丽戴的近视眼镜对光线有会聚作用
D.“雾气”的形成过程与自然界中“露”的形成相同
4.(2分)分别标有“6V 6W”和“6V 3W”的甲、乙两只灯泡,经实验测得其I﹣U特性曲线如图所示。现将甲、乙两灯串联8V的电源上,则两只灯泡消耗的总功率是( )
A.3W B.4W C.4.5W D.6W
5.(2分)下列说法中正确的是( )
A.跳远运动员在起跳之前的助跑是为了增大惯性
B.高压锅煮食物容易熟是因为锅内气压高沸点高
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C.人站在安全线以外候车,是因为人与行驶的列车之间的空气流速大,压强大
D.用力推桌子,桌子没动,是因推力小于桌子受到的摩擦力
6.(2分)如图表示平面镜和凸透镜成像情况的中,正确的是( )
A.
B.
C.
D.
7.(2分)如图所示,电源电压3V(保持不变)。当开关S闭合时,只有一只灯泡在发光,且电压表的示数约为3V,由此可以判断( )
A.灯L1被断路 B.灯L1短路 C.灯L2断路 D.灯L2被短路
8.(2分)能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱。关于能源、信息和材料,下列说法正确的是( )
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A.太阳能是不可再生能源
B.“北斗”导航是利用超声波进行定位和导航的
C.卫星通信、移动通信是利用电磁波来传递信息的
D.LED灯的核心元件发光二极管是由超导材料制成的
9.(2分)在商场或超市的收银台常常能看到如图所示的磁信息阅读器,俗称POS机。其工作原理是:当带有磁条的银行卡在阅读器上刷过时,阅读器的检测头就会产生感应电流,从而得到相应的信息。下面图示的四个实验中,能说明这一工作原理的是( )
A. B.
C. D.
10.(3分)如图所示,电源电压不变,开关闭合后能利用滑动变阻器改变灯泡亮度的是( )
A. B.
C. D.
11.(3分)汽车是当今社会的主要交通工具,当汽车在长距离下坡时,车速会越来越大,也会导致刹车片温度急剧升高,下列说法正确的是( )
A.汽车下坡越来越快,是重力势能转化为动能
B.汽车在刹车时,是内能转化为机械能
C.汽车轮胎表面制成凹凸不平的花纹是为了增大摩擦力
D.刹车片温度升高,是做功改变了物体的内能
12.(3分)下列说法正确的是( )
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A.一个物体在做匀速直线运动时,它的机械能不会改变
B.绕地球匀速运动的同步卫星运动状态保持不变
C.掷出去的实心球能够在空中继续飞行,是由于实心球具有惯性
D.游泳时向后划水,人就前进,这说明物体间力的作用是相互的
13.(3分)如图所示,电源电压为4.5V,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“10Ω1A”,小灯泡L标有“2.5V1.25W”(灯丝电阻不变),在保证小灯泡L电流不超过额定电流的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是( )
A.小灯泡的额定电流是0.6A
B.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω~10Ω
C.电压表示数变化范围是0~3V
D.电流表示数变化范围是0.3~0.5A
二、填空题(每空1分,共25分)
14.(4分)生活中常见的微波炉是利用 来加热食品的,它 (填“能”或“不能”)在真空中传播。太阳光通过三棱镜可以发生 现象,太阳光中的 可以灭菌。
15.(2分)在轿车行驶过程中,以轿车为参照物,路边的树木是 (填“运动”或“静止”)的;司机能通过车内的后视镜看到乘客,这是光的 (填“反射”或“折射”)现象。
16.(4分)用图甲所示的滑轮组运送货物上楼,每件货物重100N,每次运送的量不定,图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象,由图可知动滑轮重为 N,当某次运送4件货物时,绳子的拉力F是 N,滑轮组的机械效率为 。(不计绳重和摩擦),经过分析,发现使用同一滑轮组, ,可以提高滑轮组的机械效率。
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17.(2分)有的航天器火箭发动机用氢作燃料,这是因为氢气的 很大;燃烧1m3的煤气大约能放出热量3.9×107J.某市管道煤气收费标准为2元/m3,有一户人家在一个月内烧煤气消耗了1.17×109 J热量,这个月应该交煤气费 元。
18.(3分)小明体重500N,周末他去“六盘水市游泳馆”游泳,当他套着游泳圈漂浮在2m深水区休息时(游泳圈的重量忽略不计),他所受的浮力为 N,此时由于不小心,手牌滑落,沉到池底,则手牌受到的液体压强为 Pa.然后他潜入水中捞手牌,从他完全潜入到捞到手牌的过程中,他受到的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
19.(4分)如图是探究电流通过导体产生热量跟什么因素有关的实验装置,图甲所示的装置是用来探究电流产生的热量与 (填“电阻”或“电流”)的关系,该装置中电阻R1、R2两端电压之比为 ;若通过R1的电流为0.5A,则1min内电流通过R2产生的热量为 J;装置乙中电阻R3、R4产生的热量之比为 。
20.(3分)如图所示的电路中电源电压保持不变,闭合开关,当滑片P向左滑动时,电压表的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”),灯泡的亮度 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”). 灯泡的功率 (选填“变大”、“变小”或“不变”)
21.(3分)小华家的电能表上标有“600revs/(kW•h)”
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的字样,表示接在这个电能表上的用电器,每消耗1kW•h的电能,电能表上的转盘转过600转,她想用电能表测量家中空调的功率,便单独使用空调1min,同时观察到电能表上的转盘转过了10转,则空调的功率为 W.家庭电路如果电流过大,会导致温度升高,造成火灾,电流过大有两个原因,一是 ,二是 。
三、作图题(每小题3分,共9分)
22.(3分)平面镜与凹透镜的主光轴成30角放置,一束光线与平面镜成30度角入射到平面镜的O点,请画出反射光线和经凹透镜后的折射光线,并标出反射角的度数。
23.(3分)甲是一款水管扳手钳,用它夹水管时,AOB部分可视为一个杠杆,其简化示意图如图乙所示。请在乙图中画出:
(1)阻力F2的力臂L2;
(2)杠杆平衡时,作用在B点的最小动力F1及其力臂L1。
24.(3分)如图所示。请你根据通电螺线管的N、S极,在图中分别标出电源的正、负极和两个小磁针静止时的N、S极。
四、简答题(4分)
25.(4分)如图所示,由于人们没有按安全用电的原则用电,造成了电路中电流过大,从而使插座板发生热甚至要燃烧,利用你所学过的知识来回答下面问题。
(1)上面所说的“电路中电流过大”产生的原因是什么?
(2)在家庭电路中,人们安装了保险丝来防止这种现象所带来的危害。保险丝是根据什么原理制成的?
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(3)小明家的保险丝经常熔断,在不改电路其它原件的情况下,小明的爸爸想换一个规格大些的是否可以?
五、计算题(本题共3个小题,共22分.要求写出必要的文字说明、公式、计算过程、数值、单位和答)
26.(7分)小明家购买某型号的四轮汽车的质量为1.8t,每个轮子与地面的接触面积为20cm2.假期全家开车去某地旅游,下车时观察里程表确定汽车行驶225km,所用时间是2.5h,消耗汽油20L(假设汽油完全燃烧),汽车发动机在这段时间内的功率为20kW.求:
(1)汽车静止时对路面的压强;
(2)汽车行驶过程的牵引力;
(3)汽车发动机的效率。(已知ρ汽油=0.8×103kg/m3,q汽油=4.5×107J/kg,g=10N/kg)
27.(7分)下表为某饮水机铭牌的部分参数,其内部简化电路如图所示。当S闭合,S1断开时,饮水机处于保温状态,当S、S1同时闭合时,饮水机处于加热状态。求:[C水=4.2×l03J/kg•℃]
额定电压
220V
额定功率
加热
1000W
保温
44W
热水器的容量
2L
(1)饮水机保温状态下正常工作时的电流。
(2)饮水机保温50min消耗的电能。
(3)若不计热损耗,该饮水机将2L的水从30℃加热至98℃,需要多长时间?
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28.(8分)如图所示的电路,电源电压恒定,滑动变阻器R0规格为“50Ω1A”灯泡L标有“3V0.3A”的字样且阻值不变。求:
(1)灯泡L的阻值。
(2)将滑片P移至R0的中点,闭合S1,断开S2、S3,电压表示数为2.5V,电源电压是多少。
(3)闭合S2、S3,断开S1,调节R0的滑片P直至电流表示数为0.3A,此时电路消耗的总功率是多少。
六、实验、探究题(本题共4个小题,共30分)
29.(6分)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)蜡烛、凸透镜(焦距为10cm)、光屏依次放在光具座上,要使烛焰的像能呈在光屏的中央,需调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在 上。当它们处于如图所示的位置时,在光屏上能得到清晰的像,则该像是 (填“倒立”或“正立”)、 (填“缩小”、“等大”或“放大”)的实像。
(2)将蜡烛稍远离凸透镜,光屏上的像变模糊。要再次在光屏上得到清晰的像,可采用下列方法:
①若移动光屏,则应将光屏 (填“远离”或“靠近”) 凸透镜;
②若不移动光屏,则可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的 (填“凸透镜”或“凹透镜”)。
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30.(8分)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择 两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量,是通过 来反映的(选“温度计上升示数”或“加热时间”);
(2)比较不同物质吸热升温的特点:
①应选择 两图进行实验;需要的测量器材:
②不同物质吸热的多少是通过 来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”);
③如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体,吸热后它们的温度随时间变化的图象如图所示, 液体的比热容较大。
④若液体B的比热容是4.0×103J/(kg•℃),液体A的比热容是 J/(kg•℃)。
⑤通过实验可以发现,不同物质吸热的能力不同,相同条件下吸热升温较快的物质,其吸热的能力较 (强/弱)。
31.(7分)小明发现橙子放入水中会下沉,于是想办法测量它的密度。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,将标尺上的游码移至零刻度线处,调节平衡螺母,直到指针在 ,表示天平平衡。
(2)用天平测量橙子质量,天平平衡时砝码和游码的示数如图所示,橙子质量为 g,小明利用排水法测得橙子的体积为150cm3,则橙子的密度是 kg/m3。
(3)做实验时,小明若先用排水法测出橙子的体积,接着用天平测出橙子质量,这样测得的密度值将比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)
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(4)小亮不用天平,利用弹簧测力计、细线、盛有水的大烧杯等器材,也巧妙测出了橙子的密度。请你将他的测量步骤补充完整,已知水的密度为ρ水
①用弹簧测力计测出橙子的重力G;
② ;
③橙子密度的表达式为:ρ橙= (用测出的物理量和已知量的字母表示)。
32.(9分)图甲是小亮同学测量标有“2.5V”字样的小灯泡额定功率实验的实物连接图。
(1)闭合开关前,老师检查发现小亮同学连接的导线有一根导线连接错误,请你再错误的连线上画“×”,并只移动一根导线,用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(2)连接电路时,开关应处于 状态,滑动变阻器的滑片应移到最 端。
(3)当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,是 A,由此可得,小灯泡的额定功率为 W.小灯泡正常发光时的电阻为
(4)在实验中,小亮把电流表与电压表的位置互换,闭合开关后造成 。
A.电流表被烧坏 B.电压表被烧坏 C.小灯泡被烧坏 D.小灯泡不亮
(5)小强的电流表损坏了,老师告诉他已经没有电流表可换,而给了他一个已知阻值为R的定值电阻和若干个开关,小强重新设计了如图丙所示的电路,在不改变该电路连接的情况下,也能正确测出小灯泡的额定功率。正确连接电路后,接下来的实验步骤是:
① ;
②保持滑片位置不动,断开开关S1,闭合开关S、S2,记下电压表的时数为U2;
③得出小灯泡的额定功率的表达式为 。
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2019年辽宁省营口市中考物理模拟试卷(三)
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共13个小题,共30分,其中1-9题为单选题,每小题2分;10-13小题为多选题,每小题2分.对于多选题,漏选得2分,错选不得分)
1.(2分)下列估测最接近实际的是( )
A.正常人脉搏的跳动是每秒65次
B.教室一盏日光灯中的电流约为1A
C.人力三轮车的一般行驶速度为40m/s
D.一个鸡蛋的质量接近50g
【分析】首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【解答】解:
A、正常情况下,人的脉搏1min跳动的次数在75次左右,跳动一次的时间接近1s,故A不符合实际;
B、家用电风扇正常工作的电流约0.2A,教室中日光灯正常工作电流与此差不多,在0.2A左右。故B不符合实际;
C、人力三轮车的一般行驶速度一般在4m/s左右,绝达不到40m/s(高速汽车的速度);故C不符合实际;
D、一斤(500g)鸡蛋可称8﹣﹣10个,那么一个鸡蛋的质量约为50g;故D符合实际。
故选:D。
【点评】物理学中,对各种物理量的估算能力,是我们应该加强锻炼的重要能力之一,这种能力的提高,对我们的生活同样具有很大的现实意义。
2.(2分)下列有关声现象的说法正确的是( )
A.声音能在真空中传播
B.小提琴琴弦的松紧程度不同,发出声音的音调也会不同
C.外科医生利用次声波振动粉碎人体内的结石
D.学校附近禁止鸣笛是在传播过程中减弱噪声
【分析】(1)声音传播需要介质,真空不能传声;
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(2)弦乐器发出的声音是靠琴弦的振动产生的,琴弦越短、越紧、越细音调越高;
(3)声音能够传递信息,声音能够传递能量;
(4)减弱噪声的途径有三种:在声源处减弱噪声;阻断噪声的传播;在人耳处减弱噪声。
【解答】解:A、声音传播需要介质,真空不能传声;故A错误;
B、小提琴琴弦的松紧程度不同,发出声音的音调会不同,故B正确;
C、外科医生利用超声波振动粉碎人体内的结石,是利用声音能够传递能量,故C错误;
D、“禁止鸣笛”,是在声源处减弱噪声,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了声现象中的基础知识,要知道声音是怎样产生、传播的;声音的特征及影响因素;声音的应用等。
3.(2分)丽丽放学回家,一开门就闻到从厨房飘来的香味,他来到厨房想看看是什么好吃的,打开锅盖,他戴的眼镜上立刻蒙上一层“雾气”。对此,正确的解释是( )
A.眼镜上的“雾气”是水蒸气
B.闻到香味说明分子间存在引力
C.丽丽戴的近视眼镜对光线有会聚作用
D.“雾气”的形成过程与自然界中“露”的形成相同
【分析】①水蒸气遇冷时会发生液化,从气态变为液态;
②凹透镜对光线有发散作用,近视眼需要佩戴由凹透镜制成的眼镜进行矫正;
③一切物质的分子都是不停的做无规则的运动。
【解答】解:
AD、眼镜上的“雾气”与自然界中“露”是空气中的水蒸气遇到冷的镜片,发生了液化现象,形成的小水滴。故A错误,D正确;
B、闻到香味,这说明分子不停地做无规则运动,故B错误;
C、近视眼是晶状体会聚能力增强,像成在视网膜的前方,应佩戴凹透镜矫正,凹透镜对光线具有发散作用,故C错误;
故选:D。
【点评】本题考查了液化现象、透镜的作用及分子动理论的应用,体现了物理与生活实际的结合,难度不大。
4.(2分)分别标有“6V 6W”和“6V 3W”的甲、乙两只灯泡,经实验测得其I﹣
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U特性曲线如图所示。现将甲、乙两灯串联8V的电源上,则两只灯泡消耗的总功率是( )
A.3W B.4W C.4.5W D.6W
【分析】两灯泡串联时通过它们的电流相等,且总电压等于各分电压之和,从图象中找出符合要求的电压和电流,根据P=UI求出两个灯泡消耗的总功率。
【解答】解:
由题意知,两灯泡串联,则电流相等,且两个灯泡两端的总电压等于8V,
由图象知,当一个灯泡两端等于6V,另一个灯泡两端的电压为2V,通过的电流均为0.5A时符合,
则两个灯泡消耗的总功率为:
P=UI=8V×0.5A=4W。
故选:B。
【点评】本题考查了串联电路的电压和电流特点,以及电功率的计算;难点是要通过图象分析找出当电源电压是8V时,灯泡的电压和电流。要找出灯泡的电压和电流,就需要根据我们所学的串联电路的特点去分析。
5.(2分)下列说法中正确的是( )
A.跳远运动员在起跳之前的助跑是为了增大惯性
B.高压锅煮食物容易熟是因为锅内气压高沸点高
C.人站在安全线以外候车,是因为人与行驶的列车之间的空气流速大,压强大
D.用力推桌子,桌子没动,是因推力小于桌子受到的摩擦力
【分析】(1)一切物体都具有惯性,惯性是物体本身的一种基本属性,其大小只与质量有关,质量越大、惯性越大;
(2)液体的沸点随气压的增大而增大;
(3)流体的压强跟流体的速度有关,流速越大,压强越小;
(4)物体处于平衡状态,一定受到平衡力的作用。
【解答】解:
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A、惯性的大小只与物体的质量有关,与其他因素无关,运动员的质量没有改变,所以惯性不变,故A错误;
B、用高压锅煮食物更容易熟是因为锅内液面上方气压大,液体沸点高的缘故,故B正确;
C、火车急速驶过站台时,人和车之间的空气流动速度加快,根据流体压强与流速的关系可知:此处压强减小,而此时人外侧的空气流动速度慢,压强大,故会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,易出现危险,故C错误;
D、用力推力桌子,桌子没动,是因推力等于桌子受到的摩擦力。故D错误。
故选:B。
【点评】此题考查惯性、气压与沸点的关系、二力平衡的条件的应用、流体压强和流速的关系,是一道综合性较强的题目,但总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
6.(2分)如图表示平面镜和凸透镜成像情况的中,正确的是( )
A.
B.
C.
D.
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【分析】(1)平面镜成像是初中重点考查的内容,像和物关于平面镜对称,可以通过轴对称的方法来作图和判定。
(2)凸透镜成像可用凸透镜的三条特殊光线作图即可得出答案。
【解答】解:A、图中物与像大小相等,左右一致,即像和物关于平面镜不对称,故本选项错误;
B、图中物与像大小相等,左右相反,即像和物关于平面镜对称,故本选项正确;
C、如图所示,物体通过凸透镜所成的像AB应该在主光轴的下面,故本选项错误;
D、由图可知,物体在凸透镜的二倍焦距以外,则物体通过凸透镜所成的像应该在主光轴的下面,并且应该是倒立缩小的,而图中是放大的,故本选项错误。
故选:B。
【点评】将平面镜成像情况和凸透镜成像的情况放在一块考查知识点,比较少见,相对来说,增加了一定的难度,但只要熟练掌握两种情况的成像规律,解答此题就不是很难。
7.(2分)如图所示,电源电压3V(保持不变)。当开关S闭合时,只有一只灯泡在发光,且电压表的示数约为3V,由此可以判断( )
A.灯L1被断路 B.灯L1短路 C.灯L2断路 D.灯L2被短路
【分析】当电路发生断路时,用电器不工作,且电路中电流为零;当电路发生短路时,用电器可能工作,并且电路中有电流;
该电路为串联电路,电压表测量L2两端的电压,根据灯泡工作情况以及电压表示数确定电路的具体故障。
【解答】解:
A、如果灯L1被断路,整个电路断路,两只灯泡都不能发光,电流表、电压表都无示数。不符合题意;
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B、如果灯L1短路不能发光,L2可以发光,电压表测量L2两端电压,也就是电源电压为3V.符合题意;
C、如果灯L2断路,L1也断路不能发光;电压表测量电源电压为3V.不符合题意;
D、如果灯L2短路不能发光,L1可以发光,电压表也被短路无示数。不符合题意。
故选:B。
【点评】注意当电路发生断路时,用电器不工作,且电路中电流为零;当电路发生短路时,用电器可能工作,并且电路中有电流;用电压表判断故障,并且电路为断路时,若电压表有读数(电源除外),则为断路之处。
8.(2分)能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱。关于能源、信息和材料,下列说法正确的是( )
A.太阳能是不可再生能源
B.“北斗”导航是利用超声波进行定位和导航的
C.卫星通信、移动通信是利用电磁波来传递信息的
D.LED灯的核心元件发光二极管是由超导材料制成的
【分析】(1)可再生能源指的是像水能、风能以及太阳能,可以长期提供或可以再生的能源;
(2)声波和电磁波都可以传递信息,但是声波不能在真空中传播,而电磁波可以在真空中传播,所以对于没有空气的情况下的信息传递一般都是通过电磁波实现的;
(3)电磁波和电流在生活中都有着广泛的应用,电磁波的应用主要是用来传递信息;
(4)二极管是由半导体做成的器件,它具有单向导电性。
【解答】解:A、对于太阳能等能够源源不断的从自然界得到的能源是可再生能源,故A错误;
B、超声波和次声波都属于声波,不能在真空中传播;电磁波可以在真空中传播。故“北斗”导航是利用电磁波进行定位和导航的,故B错误;
C、电磁波可以在真空中传播,故卫星通信、移动通信是利用电磁波来传递信息的,故C正确;
D、LED灯的核心元件发光二极管是由半导体材料制成的,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查学生能源、半导体、电磁波等相关知识的掌握情况,属于基础内容的考查,比较简单。
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9.(2分)在商场或超市的收银台常常能看到如图所示的磁信息阅读器,俗称POS机。其工作原理是:当带有磁条的银行卡在阅读器上刷过时,阅读器的检测头就会产生感应电流,从而得到相应的信息。下面图示的四个实验中,能说明这一工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【分析】按题意所说,刷卡机检测头利用的是电磁感应现象原理,闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动时,导体中有感应电流产生,这种现象是电磁感应现象,在选项中找出探究电磁感应的对应图即可。
【解答】解:当带有磁条的银行卡在阅读器上刷过时,阅读器的检测头就会产生感应电流,因此,阅读器的检测头利用的原理是电磁感应现象。
A、如图是奥斯特实验,说明了电流周围存在着磁场,故A错误;
B、该实验是研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,故B错误;
C、如图电路中有电源,说明了通电导体在磁场中受力而运动,故C错误;
D、如图电路中没有电源,闭合开关后,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中有感应电流产生,这是电磁感应现象,故D正确。
故选:D。
【点评】电动机和发电机的原理图非常相似,主要区别是电路中是否有电源,电路中有电源的是电动机,电路中没有电源的是发电机。
10.(3分)如图所示,电源电压不变,开关闭合后能利用滑动变阻器改变灯泡亮度的是( )
A. B.
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C. D.
【分析】当灯泡与变阻器串联时,通过改变滑动变阻器接入电路阻值的变化可以改变的灯泡亮度的变化,对四个选项逐个分析,找出符合题意的正确电路。
【解答】解:A、根据电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,因此可以改变灯泡的亮度,故A符合题意;
B、根据电路图可知,灯泡与滑动变阻器左半部分电阻并联,与右半部分电阻串联,因此灯泡亮度可以改变,故B符合题意;
C、根据电路图可知,灯泡被短路,因此灯泡不会发光,故C不符合题意;
D、根据电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,灯泡亮度不变,故D不符合题意。
故选:AB。
【点评】本题考查滑动变阻器的使用,关键会根据灯泡与变阻器的连接方式判断灯泡亮度是否改变。
11.(3分)汽车是当今社会的主要交通工具,当汽车在长距离下坡时,车速会越来越大,也会导致刹车片温度急剧升高,下列说法正确的是( )
A.汽车下坡越来越快,是重力势能转化为动能
B.汽车在刹车时,是内能转化为机械能
C.汽车轮胎表面制成凹凸不平的花纹是为了增大摩擦力
D.刹车片温度升高,是做功改变了物体的内能
【分析】①影响动能的因素是质量和速度,影响重力势能的因素是质量和物体所在高度。在一定条件下动能和势能可以相互转化;
②改变物体内能的方式有两种:做功和热传递。当对物体做功时,机械能转化为内能,使内能增加,温度升高;热传递是内能的转移过程;
③滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关。
【解答】解:
A、汽车在长距离下坡时,质量不变,高度减小,所以重力势能减小;速度越来越快,所以动能增加;此过程中重力势能转化为动能,故A正确;
BD、刹车片温度升高,是因为刹车时刹车片克服摩擦力做功,使刹车片的温度升高、内能增加;此过程机械能转化为内能,故B错误、D正确;
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C、汽车轮胎表面制成凹凸不平的花纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的,故C正确。
故选:ACD。
【点评】此题考查了机械能的相互转化及改变内能的两种方式,正确、全面理解规律是解答的基础。
12.(3分)下列说法正确的是( )
A.一个物体在做匀速直线运动时,它的机械能不会改变
B.绕地球匀速运动的同步卫星运动状态保持不变
C.掷出去的实心球能够在空中继续飞行,是由于实心球具有惯性
D.游泳时向后划水,人就前进,这说明物体间力的作用是相互的
【分析】(1)根据影响动能、势能的因素分析;
(2)处于平衡状态,受平衡力,合力为零,处于非平衡状态,合力不为零;
(3)一切物体都有惯性,惯性是物体的固有属性;惯性只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大;
(4)物体间力的作用是相互的。
【解答】解:
A、一个物体在做匀速直线运动时,如果是水平运动,动能、重力势能不变,机械能不变;如果向上运动,则动能不变,重力势能变大,机械能变大;如果向下运动,动能不变,重力势能变小,机械能变小,故A错误;
B、绕地球匀速圆周运动的同步卫星,速度发生了变化,处于非平衡状态,所受到的合力不为零,故B正确;
C、掷出去的实心球能够在空中继续飞行,是由于惯性,故C 正确;
D、游泳时向后划水,人对水有一个向后的力,由于物体间力的作用是相互的,所以水对人有一个向前的力,人就前进,故D正确。
故选:CD。
【点评】此题是一道力学的综合题,考查了运动和力的关系、平衡力的判断及重力的存在。正确、全面理解基本规律,是解答的基础。
13.(3分)如图所示,电源电压为4.5V,电压表量程为“0~3V”,电流表量程为“0~0.6A”,滑动变阻器规格为“10Ω1A”,小灯泡L标有“2.5V1.25W”
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(灯丝电阻不变),在保证小灯泡L电流不超过额定电流的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是( )
A.小灯泡的额定电流是0.6A
B.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω~10Ω
C.电压表示数变化范围是0~3V
D.电流表示数变化范围是0.3~0.5A
【分析】(1)由P=UI计算灯泡正常发光电流;
由P=计算灯泡电阻;
(2)根据串联电路的电流特点可知电路中的最大电流为灯泡额的电流和滑动变阻器允许通过最大电流中较小的一个,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;
当电压表的示数为3V时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,利用欧姆定律求出灯泡的电阻,利用串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,利用欧姆定律求出电路中的电流,进一步求出电路中电流变化的范围,利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的最大阻值即可得出滑动变阻器阻值变化的范围。
【解答】解:
(1)已知灯泡的额定电压和额定功率,由P=UI可得,灯泡正常发光电流:
I额===0.5A,故A错误;
(2)由题知,滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,电流表量程为“0~0.6A”,
串联电路中电流处处相等,所以电路中的最大电流Imax=0.5A,此时灯泡正常发光;
由欧姆定律知,此时滑动变阻器接入电路的电阻最小,最小为:
R滑min====4Ω;
灯泡的电阻:RL===5Ω,
当电压表示数最大为3V时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,
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此时灯泡两端的电压:UL′=U﹣U滑max=4.5V﹣3V=1.5V,
电路中的最小电流:Imin===0.3A,
所以电路中电流变化的范围是0.3A~0.5A,故D正确;
滑动变阻器接入电路中的最大阻值:
R滑max===10Ω,
所以滑动变阻器阻值变化的范围是4Ω~10Ω,故B正确;
电源电压为4.5V,灯泡额定电压为2.5V,灯泡两端最大电压为2.5V,
此时滑动变阻器两端电压最小为:4.5V﹣2.5V=2V;则电压表示数变化范围是:2V~3V,故C错误。
故选:BD。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律灵活应用,关键是根据灯泡的额定电流确定电路中的最大电流和电压表的最大示数确定电路中的最小电流,并且要知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等。
二、填空题(每空1分,共25分)
14.(4分)生活中常见的微波炉是利用 电磁波 来加热食品的,它 能 (填“能”或“不能”)在真空中传播。太阳光通过三棱镜可以发生 色散 现象,太阳光中的 紫外线 可以灭菌。
【分析】(1)微波炉是利用电磁波来加热食品的,它能在真空中传播;
(2)太阳光经过三棱镜折射后可以分解成七种颜色的光,分别是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,这就是光的色散现象;
(3)紫外线是一种不可见光,紫外线可以用来杀菌和消毒。
【解答】解:(1)微波炉是利用电磁波来加热食品的,电磁波能在真空中传播,且速度很大;
(2)太阳光经过三棱镜折射后可以分解成七种颜色的光,分别是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,这是光的色散现象;
(3)太阳光中的紫外线可以灭菌。
故答案为:电磁波;能;色散;紫外线。
【点评】本题考查电磁波的传播、利用,以及光的色散的了解和掌握,是一道基础题。
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15.(2分)在轿车行驶过程中,以轿车为参照物,路边的树木是 运动 (填“运动”或“静止”)的;司机能通过车内的后视镜看到乘客,这是光的 反射 (填“反射”或“折射”)现象。
【分析】判断物体的运动与静止时,看被研究的物体与参照物之间的相对位置是否发生了改变,如果发生改变,则物体是运动的;如果未发生变化,则物体是静止的;
光的反射是指光线在传播的过程中遇到障碍物被反射出去的现象,比如面镜的应用。
【解答】解:轿车行驶过程中,路边的树木与轿车的位置发生了改变,所以树是运动的;
司机从后视镜看到汽车后面的景物,属于平面镜成像,是光的反射。
故答案为:运动;反射。
【点评】本题考查参照物的选择、光的反射现象,基础性题目。
16.(4分)用图甲所示的滑轮组运送货物上楼,每件货物重100N,每次运送的量不定,图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象,由图可知动滑轮重为 100 N,当某次运送4件货物时,绳子的拉力F是 250 N,滑轮组的机械效率为 80% 。(不计绳重和摩擦),经过分析,发现使用同一滑轮组, 增加物重 ,可以提高滑轮组的机械效率。
【分析】(1)由图乙可知,运送一件货物时滑轮组的机械效率,不考虑绳重和摩擦,根据η====求出动滑轮的重;
(2)由图可知,滑轮组绳子的有效股数,不考虑绳重和摩擦,根据F=(G+G动)求出运送4件货物时绳子的拉力,根据η==求出滑轮组的机械效率,然后比较两次滑轮组的机械效率得出规律。
【解答】解:
(1)由图乙可知,运送一件货物G=100N时,滑轮组的机械效率η=50%,
不计绳重和摩擦时,滑轮组的机械效率:
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η======50%,
解得:G动=100N;
(2)由图可知,n=2,则运送4件货物时绳子的拉力:
F=(NG+G动)=×(4×100N+100N)=250N,
不计绳重和摩擦,此时滑轮组的机械效率:
η′==×100%=80%;
由以上计算可知,使用同一滑轮组,增加物重,可以提高滑轮组的机械效率。
故答案为:100;250;80%;增加物重。
【点评】本题考查了滑轮组机械效率公式和滑轮组拉力公式的应用,从图象中获取有用的信息和利用好“η==”、“F=(G+G动)”是关键。
17.(2分)有的航天器火箭发动机用氢作燃料,这是因为氢气的 热值 很大;燃烧1m3的煤气大约能放出热量3.9×107J.某市管道煤气收费标准为2元/m3,有一户人家在一个月内烧煤气消耗了1.17×109 J热量,这个月应该交煤气费 60 元。
【分析】(1)热值是燃料的一种特性,热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时,释放出的热量越多;
(2)根据燃烧值公式的变形公式求出需要煤气的体积,然后求出需要交纳的费用。
【解答】解:(1)航天器发动机用氢做燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量;
(2)∵Q=qV,
∴一个月内燃烧的煤气体积V===30m3;
所以这个月应该缴煤气费为:2元/m3×30m3=60元;
故答案为:热值;60。
【点评】此类问题是考查热值的特性及利用燃烧值公式计算消耗气体的体积大小,并计算出燃气费用,体现了物理与生活的密切关系。
18.(3分)小明体重500N,周末他去“六盘水市游泳馆”游泳,当他套着游泳圈漂浮在2m深水区休息时(游泳圈的重量忽略不计),他所受的浮力为 500
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N,此时由于不小心,手牌滑落,沉到池底,则手牌受到的液体压强为 2×104 Pa.然后他潜入水中捞手牌,从他完全潜入到捞到手牌的过程中,他受到的浮力 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【分析】(1)物体漂浮,浮力等于重力,据此求出他所受的浮力;
(2)已知水深和水的密度,利用p=ρ液gh可求手牌受到的水的压强;
(3)根据浮力公式F浮=ρgV排,通过比较完全潜入到捞到手牌的过程中排开水的体积的大小,比较浮力的变化。
【解答】解:
(1)因为小明在水中漂浮,
所以小明受到的浮力:F浮=G=500N;
(2)手牌沉到池底时,手牌受到水的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×2m=2×104Pa;
(3)从他完全潜入到捞到手牌的过程中,小明排开水的体积不变,水的密度不变,由F浮=ρgV排可知,他受到的浮力不变。
故答案为:500;2×104;不变。
【点评】此题考查浮力的大小计算、物体的浮沉条件和液体压强的计算,难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
19.(4分)如图是探究电流通过导体产生热量跟什么因素有关的实验装置,图甲所示的装置是用来探究电流产生的热量与 电阻 (填“电阻”或“电流”)的关系,该装置中电阻R1、R2两端电压之比为 1:2 ;若通过R1的电流为0.5A,则1min内电流通过R2产生的热量为 150 J;装置乙中电阻R3、R4产生的热量之比为 4:1 。
【分析】根据甲图中的相同量和不同量,利用控制变量法分析;根据欧姆定律分析电压关系;根据Q=I2Rt即可求出R2产生的热量;根据图乙中的电流关系,根据Q=I2Rt即可求出相同时间里产生的热量之比。
【解答】
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解:由图甲可知,两个电阻串联,电流相同,通电时间也相同,电阻不同,故探究的是电流产生的热量与电阻的关系;
电流相同,电阻不同,根据U=IR可知,电压之比等于电阻之比,故电压之比为1:2;
1min内电流通过R2产生的热量:Q2=I22R2t=(0.5A)2×10Ω×60s=150J;
图乙中,R4与R5并联后,再与R3串联,由于R4与R5的阻值相同,通过的电流相同,则通过R3电流为通过R3电流的2倍,电阻相同,根据Q=I2Rt可知,电阻R3、R4产生的热量之比为4:1;
故答案为:电阻;1:2;150; 4:1。
【点评】本题考查控制变量法、欧姆定律和焦耳定律的应用,为比较常见的探究性实验,关键是明确装置中的电路结构。
20.(3分)如图所示的电路中电源电压保持不变,闭合开关,当滑片P向左滑动时,电压表的示数 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”),灯泡的亮度 变暗 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”). 灯泡的功率 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)
【分析】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和灯泡两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压变化,根据P=UI可知灯泡实际功率的变化和亮暗的变化。
【解答】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,
当滑片P向左滑动时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,
由I=可知,电路中的电流变小,
由U=IR可知,灯泡两端的电压变小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大,
因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,
所以,由P=UI可知,灯泡的实际功率变小,灯泡变暗。
故答案为:变大;变暗;变小。
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【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,要注意灯泡的亮暗取决于实际功率的大小。
21.(3分)小华家的电能表上标有“600revs/(kW•h)”的字样,表示接在这个电能表上的用电器,每消耗1kW•h的电能,电能表上的转盘转过600转,她想用电能表测量家中空调的功率,便单独使用空调1min,同时观察到电能表上的转盘转过了10转,则空调的功率为 1000 W.家庭电路如果电流过大,会导致温度升高,造成火灾,电流过大有两个原因,一是 电路中发生短路故障 ,二是 路中用电器的总功率过大,造成干路电流过大 。
【分析】由电能表铭牌“600r/kW•h”可知,每消耗1kW•h的电能,电能表转盘转过600转。据此求出空调工作1min消耗的电能,然后由电功率公式求出空调的功率。家庭电路中电流过大的原因有两个:发生短路或用电器的总功率过大。
【解答】解:
空调工作1min消耗的电能:
W==kW•h;
空调的功率:
P===1kW=1000W。
在家庭电路中,导致电流过大原因有:(1)电路中发生短路故障;(2)电路中用电器的总功率过大,造成干路电流过大。
故答案为:1000;电路中发生短路故障;电路中用电器的总功率过大,造成干路电流过大。
【点评】本题考查了使用电能表时用电器消耗电能和电功率的计算,知道电能表相关参数的含义是正确解题的前提与关键,计算时要注意单位换算。
三、作图题(每小题3分,共9分)
22.(3分)平面镜与凹透镜的主光轴成30角放置,一束光线与平面镜成30度角入射到平面镜的O点,请画出反射光线和经凹透镜后的折射光线,并标出反射角的度数。
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【分析】先画出法线,再根据反射角等于入射角画出反射光线,而反射角大小等于入射角;由图可知,反射光线与平面镜的夹角为30°,而平面镜与主光轴的夹角为30°,可确定反射光线又平行于凹透镜的主光轴入射到凹透镜上;平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点。
【解答】解:
过O点先画出法线,再根据反射角等于入射角画出反射光线,反射角大小等于入射角等于90°﹣30°=60°,由图可知,反射光线与平面镜的夹角为30°,而平面镜与主光轴的夹角为30°,则反射光线又平行于凹透镜的主光轴入射到凹透镜上;
平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点,如图所示:
【点评】(1)知道反射定律的内容,会根据反射定律完成反射光路,会根据角之间的关系计算角的大小。
(2)凹透镜三条特殊光线的作图:①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴。②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点。③过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。
23.(3分)甲是一款水管扳手钳,用它夹水管时,AOB部分可视为一个杠杆,其简化示意图如图乙所示。请在乙图中画出:
(1)阻力F2的力臂L2;
(2)杠杆平衡时,作用在B点的最小动力F1及其力臂L1。
【分析】(1)过支点作阻力作用线的垂线,支点到垂足的距离为阻力臂。
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(2)根据杠杆的平衡条件,在阻力、阻力臂一定时,动力臂越长、越省力,首先确定出最长的力臂、动力作用点,再确定动力的方向,画出动力的示意图。
【解答】解:
(1)由题知,O点为支点,从O点作F2作用线的垂线,支点到垂足的距离为阻力臂L2。
(2)若动力作用在B点,以OB为动力臂是最长的力臂,此时力最小,则连接OB为最长力臂L1,再过B点做OB的垂线,即动力F1的作用线,以O为支点,F1、F2作用效果相反,F2使杠杆顺时针转动,则F1使杠杆逆时针转动,F1的方向向上,如图所示:
【点评】本题考查了力臂的画法和最小力的示意图的画法,要画出最小的力,关键是确定最长的力臂,即从支点到作用点的距离。
24.(3分)如图所示。请你根据通电螺线管的N、S极,在图中分别标出电源的正、负极和两个小磁针静止时的N、S极。
【分析】通过图示的螺线管的绕向和电源的正负极,利用安培定则可以确定螺线管的NS极;
再利用磁极间的作用规律。即可确定小磁针的N极。
【解答】解:在螺线管中电流的方向是从右端流入,左端流出的,结合螺线管的绕向,根据安培定则,可以确定螺线管的左端为N极。
根据磁极间的作用规律可知,上面的小磁针靠近螺线管左端的为小磁针的S极,所以上面小磁针的左端为S极,右端N极。
右边小磁针左端为N极,右端为S极,故答案如下图:
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【点评】安培定则中共涉及三个方向:①电流方向;②线圈绕向;③磁场方向;关于这方面的考查,一般是直接或间接告诉其中的两个,利用安培定则来确定第三个方向。在此题中,就是告诉了电流方向、线圈绕向来确定电磁铁的NS极。
四、简答题(4分)
25.(4分)如图所示,由于人们没有按安全用电的原则用电,造成了电路中电流过大,从而使插座板发生热甚至要燃烧,利用你所学过的知识来回答下面问题。
(1)上面所说的“电路中电流过大”产生的原因是什么?
(2)在家庭电路中,人们安装了保险丝来防止这种现象所带来的危害。保险丝是根据什么原理制成的?
(3)小明家的保险丝经常熔断,在不改电路其它原件的情况下,小明的爸爸想换一个规格大些的是否可以?
【分析】(1)家庭电路中电流过大的原因有两个,即短路和总功率过大;
(2)保险丝通常安装在火线上,它是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的,当电路中有过大电流通过时,保险丝发热自动熔断,切断电路,从而起到保护电路的作用;
(3))家庭电路因故障导致保险丝熔断,更换上对应规格的保险丝后应当检查电路故障的原因后再合上闸刀开关,恢复供电。
【解答】答:(1)分析上图可知,此时导致家庭电路中电流过大的原因是由于总功率过大造成的;
(2)保险丝应串联在电路中,据焦耳定律可知,保险丝应选用电阻较大的、熔点较低的材料制成,即在电流过大时,产生热量较多,即此时会自动熔断,保护电路,即它是利用电流的热效应的原理制成的;
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(3)短路或总功率过大都会导致保险丝熔断,所以我们使用对应的规格的保险丝,且必须检查清楚电路的故障后再闭合开关,千万不能直接换上规格大些的保险丝直接供电。
【点评】该题考查了家庭电路中电流过大的原因、保险丝的作用和使用等知识点,是一道综合题。
五、计算题(本题共3个小题,共22分.要求写出必要的文字说明、公式、计算过程、数值、单位和答)
26.(7分)小明家购买某型号的四轮汽车的质量为1.8t,每个轮子与地面的接触面积为20cm2.假期全家开车去某地旅游,下车时观察里程表确定汽车行驶225km,所用时间是2.5h,消耗汽油20L(假设汽油完全燃烧),汽车发动机在这段时间内的功率为20kW.求:
(1)汽车静止时对路面的压强;
(2)汽车行驶过程的牵引力;
(3)汽车发动机的效率。(已知ρ汽油=0.8×103kg/m3,q汽油=4.5×107J/kg,g=10N/kg)
【分析】(1)汽车静止时对路面的压力和自身的重力相等,根据F=G=mg求出其大小,再利用p=求出汽车静止时对路面的压强;
(2)根据公式W=Pt求出汽车行驶过程牵引力所做的功,再利用W=Fs可求出牵引力的大小;
(3)知道汽油的密度和消耗汽油的体积,根据密度公式求出消耗汽油的质量,再根据Q放=mq求出汽油完全燃烧放出热量,最后根据η=×100%求出汽车发动机的效率。
【解答】解:(1)汽车静止时对路面的压力:
F=G=mg=1.8×103kg×10N/kg=1.8×104N,
受力面积:S=4×20cm2=80cm2=8×10﹣3m2,
汽车静止时对路面的压强:
p===2.25×106Pa;
(2)由P=可得,汽车行驶过程中牵引力所做的功:
W=Pt=20×103W×2.5×3600s=1.8×108J,
由W=Fs可得牵引力:
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F===800N;
(3)根据ρ=可得,消耗汽油的质量:
m=ρV=0.8×103kg/m3×20×10﹣3m3=16kg,
汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=16×4.5×107J/kg=7.2×108J,
汽车发动机的效率:
η=×100%=×100%=25%。
答:(1)汽车静止时对路面的压强为2.25×106Pa;
(2)汽车行驶过程的牵引力为800N;
(3)汽车发动机的效率为25%。
【点评】本题综合考查了重力公式、压强公式、功的公式、功率的公式、燃料燃烧放热公式、热机效率公式的灵活应用,涉及的知识点较多,有一定难度。
27.(7分)下表为某饮水机铭牌的部分参数,其内部简化电路如图所示。当S闭合,S1断开时,饮水机处于保温状态,当S、S1同时闭合时,饮水机处于加热状态。求:[C水=4.2×l03J/kg•℃]
额定电压
220V
额定功率
加热
1000W
保温
44W
热水器的容量
2L
(1)饮水机保温状态下正常工作时的电流。
(2)饮水机保温50min消耗的电能。
(3)若不计热损耗,该饮水机将2L的水从30℃加热至98℃,需要多长时间?
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【分析】(1)已知饮水机保温状态下的额定功率和额定电压,根据公式I=可求正常工作时的电流;
(2)已知饮水机保温状态下的额定功率和工作时间,根据公式W=Pt可求消耗的电能;
(3)知道热水器的容量,根据密度公式求出水的质量,根据公式Q=cm△t可求水吸收的热量,再利用公式Q=W=Pt求出所需的时间。
【解答】解:(1)由表格数据可知,饮水机保温状态下的功率为44W,
根据P=UI可得,正常工作时的电流:
I===0.2A;
(2)饮水机保温50min消耗的电能:
W=Pt=44W×50×60s=1.32×105J;
(3)2L水的体积:
V=2L=2dm3=2×10﹣3m3,
根据ρ=可得,水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3=2kg,
水吸收的热量:
Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(98℃﹣30℃)=5.712×105J,
不计热损耗时,消耗的电能和水吸收的热量相等,
根据W=Pt可得,加热时间:
t1===571.2s。
答:(1)饮水机保温状态下正常工作时的电流为0.2A;
(2)饮水机保温50min消耗的电能为1.32×105J;
(3)若不计热损耗,该饮水机将2L的水从30℃加热至98℃,需要571.2s。
【点评】本题考查了密度公式、吸热公式、电功率公式、电功公式、效率公式的应用,关键是知道铭牌参数含义的理解与掌握,难度适中,是一道好题。
28.(8分)如图所示的电路,电源电压恒定,滑动变阻器R0规格为“50Ω1A”灯泡L标有“3V0.3A”的字样且阻值不变。求:
(1)灯泡L的阻值。
(2)将滑片P移至R0的中点,闭合S1,断开S2、S3
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,电压表示数为2.5V,电源电压是多少。
(3)闭合S2、S3,断开S1,调节R0的滑片P直至电流表示数为0.3A,此时电路消耗的总功率是多少。
【分析】(1)根据欧姆定律的变形公式即可求出灯泡的阻值;
(2)滑片P移至R0的中点,闭合S1,断开S2、S3时与,灯泡与R0串联,电压表测量R0的电压,先根据电压表示数得出R0两端电压,然后根据欧姆定律求出电路电流,最后根据欧姆定律的应用求出电源电压;
(3)闭合S2、S3,断开S1时,R0的上半部分电阻与灯泡串联后,再与R0的下半部分电阻并联,电流表测量灯泡所在支路的电流;根据欧姆定律和串联电路电阻规律可求出R0的上半部分电阻,再进一步求出R0的下半部分电阻,最后根据欧姆定律、并联电路电流规律以及P=UI即可电路消耗的总功率。
【解答】解:(1)由I=可得,灯泡的阻值:RL===10Ω;
(2)滑片P移至R0的中点,闭合S1,断开S2、S3时,灯泡与R0串联,电压表测量R0的电压,且电压表的示数为2.5V,所以R0两端电压为5V;
此时电路中的电流:I===0.1A,
电源电压:U=IR=0.1A×(10Ω+50Ω)=6V;
(3)由I=可得,灯泡所在支路的总电阻:R′===20Ω,
故R0上半部分的阻值:R0上=20Ω﹣10Ω=10Ω,
R0下半部分的阻值:R0下=50Ω﹣10Ω=40Ω,
I″===0.15A,
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电路消耗的总功率:P=UI总=6V×(0.3A+0.15A)=2.7W。
答:(1)灯泡L的阻值为10Ω。
(2)将滑片P移至R0的中点,闭合S1,断开S2、S3,电压表示数为2.5V,电源电压是6V;
(3)闭合S2、S3,断开S1,调节R0的滑片P直至电流表示数为0.3A,此时电路消耗的总功率是2.7W。
【点评】本题考查了串、并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是弄明白开关在不同状态下的电路。
六、实验、探究题(本题共4个小题,共30分)
29.(6分)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)蜡烛、凸透镜(焦距为10cm)、光屏依次放在光具座上,要使烛焰的像能呈在光屏的中央,需调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在 同一高度 上。当它们处于如图所示的位置时,在光屏上能得到清晰的像,则该像是 倒立 (填“倒立”或“正立”)、 缩小 (填“缩小”、“等大”或“放大”)的实像。
(2)将蜡烛稍远离凸透镜,光屏上的像变模糊。要再次在光屏上得到清晰的像,可采用下列方法:
①若移动光屏,则应将光屏 靠近 (填“远离”或“靠近”) 凸透镜;
②若不移动光屏,则可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的 凹透镜 (填“凸透镜”或“凹透镜”)。
【分析】(1)为使像能成在光屏的中心,应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度。
根据告诉的物距和测定的焦距,利用凸透镜成像的规律可确定成像的性质。
(2)凸透镜成实像时,物近像远像变大,凹透镜对光线有发散作用。
【解答】解:(1)实验过程中,调整凸透镜和光屏的高度,使蜡烛、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度,目的是使烛焰的像成在光屏的中央。
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由题意知,f=10cm,当物距u=30cm时,u>2f.由凸透镜成像的规律可知,此时凸透镜成倒立、缩小的实像。
(2)将蜡烛稍远离凸透镜,光屏上的像变模糊。凸透镜成实像时,物近像远像变大,因此要再次在光屏上得到清晰的像,①若移动光屏,则应将光屏靠近凸透镜;
②凹透镜对光线有发散作用。因此若不移动光屏,则可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的凹透镜,可以使光线推迟会聚。
故答案为:(1)同一高度;倒立;缩小;(2)靠近;凹透镜。
【点评】此题是探究凸透镜成像的实验,考查了学生对实验操作的要求。一定要注意实验前的调整工作。为使像成在光屏的中央,应使凸透镜、烛焰、光屏的中心大致在同一高度处。同时还考查了凸透镜成像的规律及应用。
30.(8分)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择 甲、乙 两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量,是通过 温度计上升示数 来反映的(选“温度计上升示数”或“加热时间”);
(2)比较不同物质吸热升温的特点:
①应选择 甲、丙 两图进行实验;需要的测量器材: 温度计和天平及秒表
②不同物质吸热的多少是通过 加热时间 来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”);
③如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体,吸热后它们的温度随时间变化的图象如图所示, B 液体的比热容较大。
④若液体B的比热容是4.0×103J/(kg•℃),液体A的比热容是 2.0×103 J/(kg•℃)。
⑤通过实验可以发现,不同物质吸热的能力不同,相同条件下吸热升温较快的物质,其吸热的能力较 弱 (强/弱)。
【分析】
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(1)比较不同燃料的燃烧值,应控制被加热液体的种类相同而燃料不同;燃料完全燃烧释放的热量可以通过液体温度计示数变化来反应;
(2)我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法。根据实验中要测量的量确定所用的器材;
比较物质吸热能力的2种方法:
Ⅰ、使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;
Ⅱ、使相同质量的不同物质吸收相同的热量,比较温度的变化,温度变化大的吸热能力弱;
由图丁可知升高相同的温度加热时间的关系,即B吸收热量与A的关系,根据c=,求液体A的比热容。
【解答】解:(1)比较不同燃料的热值,应选择甲、乙两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量,是通过温度计上升示数来反应的;
(2)比较不同物质吸热升温的特点:
①为控制吸收的热量相同,应选择甲、丙两图进行实验;
因要测量温度的变化和控制不同物质质量相同及控制加热时间,测量温度的工具为温度计,测量质量的工具是天平,测时间的工具为秒表故需要的测量器材:温度计和天平及秒表;
②不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的;
③如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体,吸热后它们的温度随时间变化的图象如图2所示,由图可以看出,A温度升高80℃用10分钟,B温度液体升高80℃用20分钟,根据比较吸收能力的第1种方法,即B液体的比热容较大;
④由③,升高相同的温度,B吸收热量是A的2倍,根据c=,在质量和升高温度相同的情况下,比热容c与Q成正比,故液体A的比热容是:
cA=×4.0×103J/(kg•℃)=2.0×103J/(kg•℃);
⑤通过实验可以发现,不同物质吸热的能力不同,相同条件下吸热升温较快的物质,根据比较吸热能力的第2种方法,其吸热的能力较弱。
故答案为:(1)甲;乙;温度计上升示数;
(2)①甲;丙;温度计和天平及秒表;②加热时间;③B;④2.0×103;⑤弱。
【点评】
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本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、测量工具的判断、转换法的应用和比较吸热能力的方法、c=的运用,为热学中的重要实验。
31.(7分)小明发现橙子放入水中会下沉,于是想办法测量它的密度。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,将标尺上的游码移至零刻度线处,调节平衡螺母,直到指针在 分度盘中央 ,表示天平平衡。
(2)用天平测量橙子质量,天平平衡时砝码和游码的示数如图所示,橙子质量为 162 g,小明利用排水法测得橙子的体积为150cm3,则橙子的密度是 1.08×103 kg/m3。
(3)做实验时,小明若先用排水法测出橙子的体积,接着用天平测出橙子质量,这样测得的密度值将比真实值 偏大 (选填“偏大”或“偏小”)
(4)小亮不用天平,利用弹簧测力计、细线、盛有水的大烧杯等器材,也巧妙测出了橙子的密度。请你将他的测量步骤补充完整,已知水的密度为ρ水
①用弹簧测力计测出橙子的重力G;
② 用弹簧测力计提着橙子缓慢浸入水中,直到橙子浸没水中,此时橙子排开水的体积就等于橙子的体积,读出弹簧测力计的示数F ;
③橙子密度的表达式为:ρ橙= •ρ水 (用测出的物理量和已知量的字母表示)。
【分析】(1)调节天平平衡时,平衡螺母向上翘的方向移动。直到指针在分度盘中央表示天平平衡。
(2)在读取物体的质量时,应将砝码质量与游码示数相加,并注意标尺的分度值和读取游码的左边缘;
(3)利用公式ρ=可将质量和体积的数据代入进行计算,得出橙子的密度。
(4)若先用排水法测出橙子的体积,接着用天平测出橙子质量,由于橙子上沾有水,则测出的橙子的质量偏大,根据密度公式分析测得的密度值;(4)知道橙子的重力G,橙子浸没在液体中称的示数为F,橙子受到的浮力为:F浮=G﹣F。
橙子浸没在水中,知道橙子受到的浮力和水的密度,根据阿基米德原理求出橙子的体积;知道橙子的质量和体积,根据密度公式求出橙子的密度。
【解答】
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解:(1)将托盘天平放在水平桌面上,将标尺上的游码移至零刻线处,调节平衡螺母,直到指针在分度盘中央表示天平平衡。
(2)图中天平的示数为100g+50g+10g+2g=162g;
橙子的密度ρ===1.08g/cm3=1.08×103kg/m3。
(3)若先用排水法测出橙子的体积,接着用天平测出橙子质量,由于橙子上沾有水,则测出的橙子的质量偏大,
由ρ=可知,这样测得的密度值将比真实值偏大;
(4)①用弹簧测力计测出橙子的重力G,橙子的质量m=。
②用弹簧测力计提着橙子缓慢浸入水中,直到橙子浸没水中,此时橙子排开水的体积就等于橙子的体积,读出弹簧测力计的示数F。
③橙子受到的浮力为:F浮=G﹣F。
F浮=ρ水gV排=G﹣F,
橙子浸没在水中,
橙子的体积:V=V排=,
橙子的密度:ρ===•ρ水。
故答案为:(1)分度盘中央;(2)162;1.08×103;(3)偏大;(4)用弹簧测力计提着橙子缓慢浸入水中,直到橙子浸没水中,此时橙子排开水的体积就等于橙子的体积,读出弹簧测力计的示数F;•ρ水。
【点评】本题考查了阿基米德原理的实验和利用称重法测量物体的密度实验,将实验中的各过程分解、验证,充分考查学生对基础知识的掌握程度。
32.(9分)图甲是小亮同学测量标有“2.5V”字样的小灯泡额定功率实验的实物连接图。
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(1)闭合开关前,老师检查发现小亮同学连接的导线有一根导线连接错误,请你再错误的连线上画“×”,并只移动一根导线,用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(2)连接电路时,开关应处于 断开 状态,滑动变阻器的滑片应移到最 右 端。
(3)当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,是 0.3 A,由此可得,小灯泡的额定功率为 0.75 W.小灯泡正常发光时的电阻为 8.3Ω
(4)在实验中,小亮把电流表与电压表的位置互换,闭合开关后造成 BD 。
A.电流表被烧坏 B.电压表被烧坏 C.小灯泡被烧坏 D.小灯泡不亮
(5)小强的电流表损坏了,老师告诉他已经没有电流表可换,而给了他一个已知阻值为R的定值电阻和若干个开关,小强重新设计了如图丙所示的电路,在不改变该电路连接的情况下,也能正确测出小灯泡的额定功率。正确连接电路后,接下来的实验步骤是:
① 闭合开关S、S1断开S2滑动滑片到某一位置使电压表示数为2.5V ;
②保持滑片位置不动,断开开关S1,闭合开关S、S2,记下电压表的时数为U2;
③得出小灯泡的额定功率的表达式为 P=2.5V×。 。
【分析】(1)实验中,电流表应串联入电路中,电压表应与灯泡并联,由此分析并改接电路;
(2)连接电路时应断开开关,滑片调到最大值端;
(3)根据图示电流表确定其量程与分度值,然后读出其示数;再由P=UI求出灯泡功率,由R=计算灯泡正常发光时的电阻;
(4)根据电流表和电压表的阻值特点进行分析,电流表的阻值很小,并联时相当于短路,电压表的阻值很大,串联时相当于断路;
(5)要测量小灯泡的额定功率,需测量出小灯泡的电压和电流,由图知,根据定值电阻两端的电压和电阻能计算出电路中的电流,通过开关的变化测出灯泡两端的电压,得出小灯泡的电功率的表达式。
【解答】
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解:(1)由图甲所示电路图可知,电路连接错在电压表串联入电路中了,修改电路连接如图所示:
(2)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态,滑动变阻器的滑片应移到最大值右端;
(3)灯泡正常发光时电压等于额定电压2.5V,由图乙所示电流表可知,其量程为0~0.6A,分度值为0.02A,此时通过灯泡的电流为0.3A,
所以灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
灯泡电阻R==≈8.3Ω;
(4)把电流表与电压表的位置互换后,电压表串联在电路中,由于电阻很大,相当于断路,所以即使将电流表与灯泡并联,电路中的电流几乎为0,电流表无示数,灯泡不发光,电压表示数几乎等于电源电压,电源由三节蓄电池组成,电压为6V,而电压表应选择0~3V量程,所以电压表会被烧坏,故选BD。
(5)①连好电路后,可先闭合开关S、S1,断开S2,此时电压表测量灯泡两端的电压,移动滑片至某一位置,使电压表的示数为2.5V;
②保持滑片位置不动,断开开关S1,闭合开关S、S2,此时电压表测量灯泡和电阻两端的总电压,记下电压表的示数U2;
③定值电阻两端的电压UR=U2﹣2.5V;此时电路中电流I==,
所以小灯泡的额定功率P=2.5V×I=2.5V×。
故答案为:(1)见上图;(2)断开;右;(3)0.3;0.75;8.33Ω;(4)BD;(5)①闭合开关S、S1 断开S2 滑动滑片到某一位置使电压表示数为2.5V;③P=2.5V×。
【点评】本题考查了连接电路图、实验注意事项、电表读数、求灯泡电功率、特殊方法测灯泡功率等,对电表读数时要先确定其量程与分度值,然后再读数,读数时视线要与电表刻度线垂直。
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