B. C. D.
6.在运动员高空跳伞的过程中,下列说法正确的是( )
A.在降落伞打开之前的下落过程中,机械能不变
B.开伞后在匀速直线下落的过程中,运动员相对于伞是运动的
C.运动员在匀速下落过程中动能不变
D.运动员在匀速下落过程中重力势能转化为动能
7.(2016葫芦岛物理)如图所示,一个未装满水的瓶子.正立放置在水平面上时,瓶对桌面的压强为p1,瓶底受到水的压力为F1.倒立放置时瓶对桌面的压强为p2,瓶盖受到水的压力为F2,下列关系正确的是( )
A.p1<p2,F1>F2 B.p1>p2,F1<F2 C.p1<p2,F1<F2 D.p1>p2,F1>F2
8.小强同学在探究串联电路电流规律的实验中,按如图连接好了电路,闭合开关S后,观察实验,两灯均不发光.为检测出电路故障,他做了以下操作:将电压表接到b、c两点,观察电压表、电流表均无示数;将电压表接到a、b两点,观察电压表有明显示数,而电流表示数几乎为零.则电路故障可能是( )
A.灯L1断路 B.灯L2短路 C.电流表烧坏了 D.灯L2断路
9.(2016葫芦岛物理)在生产生活中,如图所示的简单机械使用中,省力的是( )
A.独轮车 B.斜面
C.滑轮D.筷子
10.如图所示是一种风速测定装置,其中风速表是由电压表改装而成,R为定值电阻,R1为滑动变阻器,T型管道的竖直管内装有可上下无摩擦自由移动的轻质活塞,活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片P相连.S闭合后,当风速增大时( )
A.活塞上方气压变小,活塞向上运动,风速表的示数变大
B.活塞上方气压不变,活塞静止不动,风速表的示数不变
C.活塞上方气压变大,活塞向下运动,风速表的示数变大
D.活塞向上运动,电路消耗的总功率变大
11.(2016葫芦岛物理)如图所示,当滑动变阻器滑片P向右移动时,下列判断正确的是( )
A.电压表的示数不变,电流表A1的示数变大,A2的示数变小
B.电压表的示数不变,电流表A1的示数不变,A2的示数变小
C.电压表的示数与A1的示数的比值不变,A2的示数变小
D.电压表的示数与A1的示数的比值变大,A2的示数变小
12.如图所示,电源电压恒为12V,L1上标有“3V 3W”字样,当闭合S1,将S2拨至a处,滑动变阻器的滑片移至中点处,L1正常发光,电路的总功率为P1;将滑片移至最右端,S2拨至b时,L2恰好正常发光,此时电流表的示数为0.5A,电路的总功率为P2,忽略温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.P1:P2=2:1 B.滑动变阻器的最大电阻为9Ω
C.L2的额定功率为1.5W D.L2正常发光时电阻为6Ω
二、(2016葫芦岛物理)填空题(共9小题,每小题3分,满分26分)
13.磁悬浮列车是利用 的原理,让列车悬浮起来,使摩擦力 ,进而提高了列车的速度;中低速磁浮列车具有节能、环保、噪声小、转弯半径小、爬坡能力强等优点,其中,噪声小是在 处减弱噪声的.
14.秋天,稻子“笑弯了腰”,说明力可以改变物体的 ;跳高场上,运动员“腾空而起”,说明力可以改变物体的 ;我们提水桶时,会感到手也受到水桶向下的拉力,说明物体间力的作用是 .
15.端午节,妈妈在厨房蒸粽子,小明在客厅里就闻到了粽子的香味,这是 现象,说明了 .蒸粽子是通过 方式增大粽子的内能.妈妈蒸粽子用了0.2m3的煤气,完全燃烧这些煤气放出的热量是 J.(煤气的热值为3.9×107J/m3)
16.在我国核工业创建60周年之际,习近平指出,核工业是高科技战略产业,是国家安全的重要基石.目前的核电站是利用原子 (填“核聚变”或“核裂变”)释放的能量工作的,该能源属于 (填“可”或“不可”)再生能源.
17.小明用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律,他将烛焰放在距凸透镜15cm的位置,调节光屏位置,可以得到一个清晰的倒立、 (选填“等大”、“放大”或“缩小”)的实像,利用这个原理可以制成 .实验中他不慎用手指尖触摸到了凸透镜,此时光屏上 (选填“会”或“不会”)出现手指尖的像.
18.我国某型号潜水艇的艇壳是用高强度的特种钢板制造,最大下潜深度可达350m,潜水艇的总体积为1.5×103m3,水舱未充海水时总重为9.27×106N,此时它漂浮在海面上,则它排开海水的体积是 m3;该潜水艇完全潜入海水中,它受到的浮力是 N;潜水艇的艇壳用高强度特种钢板制造的原因是 .(ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg)
19.假期,小明坐客车去旅游.当客车行驶到高速公路保持车距标识牌0m处时,恰好后面一辆小汽车行驶到客车旁.此时客车上速度计显示为80km/h.当客车匀速行驶到标识牌100m处时,小汽车匀速行驶到了标识牌200m处,小汽车 (选填“已经”或“没有”)超速;若此时小汽车的功率为80kW,它的牵引力为 N.以小汽车为参照物,客车是向 (选填“前”或“后”)运动的.(此时高速路段限定小汽车最高速度为120km/h).
20.如图是某款电热水龙头的电路原理图,R1、R2为电热丝,通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点,实现冷水、温水、热水挡之间的切换,当开关同时接触2、3触点时,水龙头放出的是 水(选填“冷”、“温”“热”).若R2=2R1,水龙头在温水挡正常工作时电功率为2000W,则R1= ,它在热水挡正常工作lmin消耗的电能为 J.
21.(2016葫芦岛物理)某电阻R的阻值不变,标有“6V 6W”字样,它的电阻是 Ω,将R与灯泡L、电压表(量程为0~3V)、电流表(量程为0~0.6A)和开关及合适的电源,连成如图甲所示的电路,开关S闭合后,通过灯泡L的电流随它两端电压变化的图象如图乙所示.在保证电路中各器件都安全的情况下,灯泡L消耗的最大功率为 W,此时电源电压为 V.
三、解答题(共3小题,满分9分)
22.如图所示,请画出由S点发出的光经过凸透镜后的折射光线,并确定发光点S的像到S′.
23.(2016葫芦岛物理)如图所示是活塞式抽水机的示意图,其手柄相当于一个杠杆,O是支点.请画出阻力F2对支点O的力臂l2;并画出在a点施加的最小动力F1的示意图及F1对支点O的力臂l1.
24.如图甲所示,是小明常用的一个插线板.他在使用中发现:插线板上的指示灯在开关闭合时会发光,插孔正常通电;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能正常通电.根据上述现象,在图乙中画出插线板中开关、指示灯和插孔的连接方式,并与电源线接通.
四、解答题(共1小题,满分3分)
25.在生活中,我们会不知不觉地利用物理知识来解决问题.如:用勺从电饭锅中盛饭,有时饭团会粘在勺上,用勺向下轻敲锅边就能使粘在勺上的饭团掉落.请你用学过的物理知识解释:
(1)为什么饭团会粘在勺上?
(2)为什么用勺向下轻敲锅边就能使粘在勺上的饭团掉落?
五、解答题(共2小题,满分18分)
26.(8分)如图甲所示是一种常见的电热水袋,图乙是它的结构示意图,其性能指标如表所示,请完成下列各题:
额定电压 | 额定加热功率 | 指示灯功率 | 袋内充水 | 自动断电温度 |
220V | 500W | ≤0.2W | 1L | 55℃ |
(1)给它通电,当达到断电温度时,水共吸收了2.1×105J的热量,袋内水的初温是多少?(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃))
(2)电热水袋此次在额定电压下通电15分钟指示灯熄灭,则电热水袋发热效率是多少?
27.(2016葫芦岛物理)(10分)近年来,我市的轿车市场十分火爆,各种新型轿车驶进千家万户,如图甲为某新型轿车测定油箱内油面高度的电路原理图,其中电源电压恒为6V,R0是阻值为5Ω的定值电阻,A是油量指示表(实质是一只电流表,油量的变化通过电流的变化同步显示出来).压力传感器Rx的上表面面积为5cm2,压力传感器Rx的电阻与所受压力的关系如表.
压力/N | 0 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 |
电阻/Ω | 550 | 395 | 275 | 170 | 90 | 60 | 40 | 25 | 5 |
(1)当油与箱总重为300N时,压力传感器Rx受到的压强是多少?
(2)若轿车以90kW的恒定功率启动作直线运动,且整个运动过程中受到的阻力不变,速度v与时间t的关系如图乙所示,在0~25s时间内,轿车的牵引力与阻力关系可能是:牵引力 阻力(选填“大于”、“等于”、“小于”或“大于或等于”).
(3)由(2)中的条件求在0~5s时间内轿车发动机做功多少?
(4)如果空油箱的质量为5kg,油量表的零刻度线对应于电流表上的示数是多少?(g=10N/kg)
(5)若电流表的量程为0~0.6A,该油箱加满油时,指针恰好指示最大刻度,求油箱的容积是多少?(ρ汽油=0.7×103kg/m3)
六、解答题(共5小题,满分36分)
28.(9分)在“探究冰和蜡熔化时温度的变化规律”的实验中:
(1)如图甲所示,温度计的玻璃泡要 固定粉末中,不要碰到试管底或试管壁.
(2)若某时刻温度计的示数如图甲所示,则此时温度计的读数为 ℃.
(3)图乙和图丙,是小明绘制的冰和蜡的熔化图象,则图 是蜡的熔化图象,判断的依据是 .
(4)实验中小林同学发现冰熔化时间短,不便于观察熔化时的现象,在不改变原来实验装置的情况下,请你告诉她一种延长冰熔化时间的方法: .
(5)小亮重新审视自己的实验数据,还有新的发现:熔化前的冰和熔化后的水,吸热升温快慢也是不同的, 吸热升温快,请你帮他解释其中的原因: .
(6)同组的小军想:如果一直加热下去(烧杯中水不烧干),试管中的水会沸腾吗?你的看法是 ,理由是 .
29.(2016葫芦岛物理)(7分)如图,在做“研究平面镜成像特点”的实验时:
(1)小华在玻璃板的前面放一支点燃的蜡烛A,在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛B,对蜡烛A、B的要求是 ,目的是为了 .
(2)在实验中用透明的玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃透明的特点,便于 .
(3)在寻找蜡烛像的位置时,小华无论怎样调节后面的蜡烛,都不能与蜡烛的像重合,可能的原因是 .
(4)小明用跳棋替代蜡烛进行实验,但看不清跳棋的像.请你帮他想个办法看清跳棋的像: .
(5)移开棋子B,用白纸做屏幕放在该位置,直接观察白纸能否出现棋子的像,结果是白纸上 (填“有”或“没有”)棋子的像,这说明平面镜所成的像是 像.
30.(4分)物理兴趣小组在测量滑轮组机械效率实验中,利用如图所示的滑轮组进行了4次测量,测得数据如下表所示.
次数 | 钩码所受的重力G/N | 钩码提升高度h/m | 拉力F/N | 绳端移动距离s/m | 机械效率η |
1 | 1 | 0.1 | 0.7 | 0.3 | 47.6% |
2 | 1 | 0.2 | 0.7 | 0.6 | 47.6% |
3 | 2 | 0.1 | 1.1 | 0.3 | 60.6% |
4 | 4 | 0.1 | 2.0 | 0.3 |
|
(1)实验中应竖直向上 拉动弹簧测力计
(2)第4次实验测得的机械效率为 %
(3)(2016葫芦岛物理)比较 两次实验,小组同学发现:同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关:比较第3、4次实验数据可知,同一滑轮组, 越大,机械效率越高,第4次拉力做的额外功与第3次相比 (选填“增大”、“减小”或“不变”),由此可见机械效率提高的原因是 .
31.(8分)为测量一只标有“2.5V 0.3A”小灯泡的额定功率,可供选择的器材有:电压表(量程0~3V、0~15V)一个、电流表(量程0~0.6A、0~3A)一个、“10Ω 2A”和“20Ω 1A”的滑动变阻器各一个,电源(电压为6V)一个,开关一个,导线若干.小组同学通过讨论、交流,设计了如图1所示的实验电路图,在根据实验电路图选用实验器材连接实物电路时,同组的三位同学产生了分歧.
甲同学:电压表选用大量程,电流表选用小量程,滑动变阻器选用“10Ω 2A”.
乙同学:电压表、电流表都选用小量程,滑动变阻器选用“10Ω 2A”.
丙同学:电压表、电流表都选用小量程,滑动变阻器选用“20Ω 1A”.
(1)你认为 同学的观点是合理的;请用笔画线代替导线,将图2中的实物图连接完整.
(2)开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P移到 端(选填“A”或“B”).
(3)某同学连好电路后闭合开关,发现灯不亮,电流表指针不动,电压表指针却迅速偏转,则电路故障可能是 ;故障排除后,再次闭合开关,发现电流表指针向左偏转,其原因是 .
(4)(2016葫芦岛物理)若将小灯泡换成待测定值电阻,小李同学通过实验读出了一组电流、电压值后,计算得出定值电阻的阻值,小李同学为获得测量结果而高兴,准备整理实验器材结束实验.你认为他的实验真的结束了吗?为得到更可靠的结果,接下去他应该 ,其目的是 .
32.(8分)实验室有如下器材:天平(含砝码)、量筒、烧杯(2个)、弹簧测力计、合金块、细线(质量和体积不计)、足量的水(密度已知)、足量的未知液体(密度小于金属块的密度).
(1)甲组选用上述一些器材测量合金块的密度,步骤是:
①在量筒中倒入20mL水;
②把合金块浸没在量筒的水中,如图甲所示,此时液面对应示数为 mL;
③把天平放在水平桌面上,如图乙所示,接下来的操作是:
a. ;
b.向 (填“左”或“右”)调节平衡螺母,使天平平衡;
c.在左盘放合金块,向右盘加减砝码并移动游码使天平重新平衡,如图丙所示,合金块的质量m= ;
④计算合金块的密度是 kg/m3.该实验所测密度与合金块实际的密度相比较 .(填“偏大”或“偏小”)
(2)乙组选用上述一些器材(没有天平),设计了一种测量未知液体密度的实验方案,请写出他们的实验过程.选用器材:弹簧测力计、合金块、细线、水、烧杯(2个).主要实验步骤:
①用弹簧测力计测合金块的重力G;
②用弹簧测力计测合金块浸没在未知液体中(未接触烧杯底)的示数F1;
③ ;
④未知液体密度的表达式:ρ= .(用字母表示,已知水的密度为ρ水)
2016葫芦岛物理参考答案与试题解析
一、选择题(共12小题,每小题2分,满分28分)
1.下列估测数据最接近实际的是( )
A.人的正常体温为37℃
B.跳绳的长度约为0.5m
C.正常人脉搏跳动一次的时间约为2s
D.一块学生常用橡皮的质量约为0.5kg
【考点】(2016葫芦岛物理)温度;质量的估测;时间的估测;长度的估测.
【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个.
【解答】解:A、正常情况下人的体温在37℃左右,变化幅度很小;故A符合实际;
B、一根跳绳的长度约为2 米,故B不符合实际;
C、正常人脉搏每分钟跳动60次,一次的时间约为1s,故C不符合实际;
D、一块学生常用橡皮的质量约为5g,故D不符合实际.
故选A.
【点评】物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中的常见量的值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务.
2.关于声现象下列说法正确的是( )
A.利用超声波能够测月球与地球之间的距离
B.振幅越大,人听到的声音响度一定越大
C.声音的音调越高,传播的速度越大
D.物体的振动产生声音
【考点】(2016葫芦岛物理)声音的传播条件;声音的产生;频率及音调的关系;响度与振幅的关系.
【分析】(1)声的传播需要介质,真空不能传播声音;
(2)响度与两个因素有关,一是振幅,二是距离声源的远近,需要同时考虑两个因素;
(3)音调的高低与发声体振动快慢有关;
(4)声音是由物体的振动产生的.
【解答】解:
A、超声波不能测地球与月球的距离,这是由于真空不能传声,该选项说法错误;
B、振幅越大,人听到的声音响度不一定越大,因为响度还跟距离声源的远近有关,该选项说法错误;
C、声音的传播速度与介质有关,与声音音调的高低无关,该选项说法错误;
D、声音是由物体的振动产生的,该选项说法正确.
故选D.
【点评】本题考查了声音的产生、传播、响度和音调,注意灵活应用所学知识解决实际问题.
3.下列对光现象描述的说法不正确的是( )
A.“手影”形成的原因是光的直线传播
B.彩虹是光的色散现象
C.人离平面镜越近,所成的像越大
D.在医院的手术室、病房里常用紫外线来杀菌
【考点】(2016葫芦岛物理)光在均匀介质中直线传播;平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案;光的色散;紫外线.
【分析】A、光在同种均匀介质中沿直线传播,利用这一特点,人们可以看到许多现象,例如日食、月食、影子、小孔成像等;
B、彩虹是太阳光经过空气中的小水珠,发生色散形成的;
C、平面镜成像所成的像是正立、等大的虚像,像的大小和物体的大小相等,和物体据平面镜的远近无关;
D、紫外线有消毒作用,红外线有显著的热效应.
【解答】解:A、光被手遮挡后,在后边形成一个黑色的区域,叫做影子,即手影,是光的直线传播形成的,故A叙述正确;
B、彩虹是太阳光经过空气中的小水珠,发生色散形成的,色散现象属于光的折射,故B叙述正确;
C、平面镜所成像的大小和人离平面镜的远近无关,像和人永远是等大的,故C叙述错误;
D、在医院的手术室、病房里常用紫外线来杀菌,故D叙述正确.
故选:C.
【点评】本题考查光沿直线传播、平面镜成像的原理、光的色散及紫外线,知识点较多,属于中等题.
4.下列关于安全用电的说法中正确的是( )
A.家用电器的金属外壳应该接在零线上
B.发现有人触电应立即切断电源
C.照明电路中开关接在火线或零线上都可以
D.使用试电笔时,手不必接触笔尾的金属体
【考点】安全用电原则.
【分析】根据安全用电的注意事项逐一分析进行解答.
【解答】(2016葫芦岛物理)解:A、家用电器的金属外壳一定要接地线,可以防止电器漏电发生触电事故,故A错误;
B、发现有人触电应立即切断电源,切勿用手去拉触电者,故B正确;
C、控制电灯的开关必须接在电源的火线和电灯之间,不能接在零线和灯之间,故C错误;
D、使用试电笔时,手必须接触笔尾的金属体,这样氖管才能发光,故D错误.
故选:B.
【点评】安全用电的原则是:不接触低压带电体,不靠近高压带电体;开关接在电灯和火线之间是为了在换电灯时避免发生触电.
5.下列四幅图中,能够说明发电机工作原理的是( )
A. B. C. D.
【考点】电磁感应.
【分析】(1)发电机的工作原理是电磁感应,即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流;
(2)电动机的工作原理是磁场对电流的作用,即通电线圈在磁场中受力转动;
(3)奥斯特实验第一个揭示了电和磁之间的联系,说明了电流周围存在磁场.
【解答】(2016葫芦岛物理)解:A、图示的通电导体在磁场中受到力的作用,受力的大小与电流的大小有关,是电动机的工作原理,故该选项不符合题意;
B、图示的是闭合电路的导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生电流,是电磁感应现象,属于发电机的工作原理,故该选项符合题意;
C、图示的是奥斯特实验,说明了电流周围存在磁场,故该选项不符合题意;
D、图示的是电铃的示意图,是利用电流的磁效应的原理工作的,故该选项不符合题意.
故选B.
【点评】本题中学生容易混淆的是A和B两个图,要从有无电源上区分,有电源的是电动机,无电源的是发电机.
6.在运动员高空跳伞的过程中,下列说法正确的是( )
A.在降落伞打开之前的下落过程中,机械能不变
B.开伞后在匀速直线下落的过程中,运动员相对于伞是运动的
C.运动员在匀速下落过程中动能不变
D.运动员在匀速下落过程中重力势能转化为动能
【考点】动能和势能的转化与守恒;参照物及其选择.
【分析】(1)动能的影响因素是质量和速度,重力势能的影响因素是质量和高度,机械能包括动能和势能,据此判断.
(2)判断运动与静止时,关键是物体相对于参照物的位置是否改变.
【解答】解:A、在降落伞打开之前的下落过程中,重力势能转化为动能,但由于空气阻力的作用,仍有一部分机械能的消耗,即重力势能并没有全部转化为动能,机械能总量减少,故A错误;
B、开伞后在匀速直线下落的过程中,运动员相对于伞的位置没有发生改变,所以是静止的,故B错误;
C、运动员在匀速下落过程中,速度不变,所以动能不变,故C正确;
D、运动员在匀速下落过程中,重力势能减小,动能不变,因此不是重力势能转化为动能,故D错误.
故选C.
【点评】(2016葫芦岛物理)了解动能和重力势能的影响因素,知道机械能守恒的条件,会判断运动与静止的相对性,是解答本题的关键.
7.如图所示,一个未装满水的瓶子.正立放置在水平面上时,瓶对桌面的压强为p1,瓶底受到水的压力为F1.倒立放置时瓶对桌面的压强为p2,瓶盖受到水的压力为F2,下列关系正确的是( )
A.p1<p2,F1>F2 B.p1>p2,F1<F2 C.p1<p2,F1<F2 D.p1>p2,F1>F2
【考点】压强大小比较.
【分析】(1)水平桌面上物体的压力和自身的重力相等.倒置后,由液体压强公式得出压强的变化情况;
(2)水对瓶盖和瓶底的压力,可以根据水产生的压力和水重力的关系进行分析,注意上下粗细一样的容器中,水对容器底的压力等于水的重力;上面粗、下面细的容器中水对容器底的压力小于水的重力;上面细、下面粗的容器中水的压力大于水的重力.
【解答】解:(1)因为瓶对桌面的压力等于瓶和水的总重力,
所以无论正放还是倒放,它们的总重力不变,即对桌面的压力不变,倒置后,瓶与桌面的接触面积小,故据p=可知,倒置后瓶对桌面的压强大,即p1<p2;
(2)正放时,瓶子中的水柱是粗细相同的,瓶子底部受到的压力等于瓶中水的重力;
倒放时,瓶子中的水柱上面粗,下面细,一部分水压的是瓶子的侧壁,瓶盖受到的压力小于瓶中水的重力;
因此即F1>F2.
故选A.
【点评】(2016葫芦岛物理)比较液体压强的大小关系可以根据液体压强的计算公式P=ρgh进行分析;液体对容器底部的压力可以根据F=pS分析,也可以根据容器的形状比较压力与重力的关系分析,会灵活运用不同的比较方法.
8.小强同学在探究串联电路电流规律的实验中,按如图连接好了电路,闭合开关S后,观察实验,两灯均不发光.为检测出电路故障,他做了以下操作:将电压表接到b、c两点,观察电压表、电流表均无示数;将电压表接到a、b两点,观察电压表有明显示数,而电流表示数几乎为零.则电路故障可能是( )
A.灯L1断路 B.灯L2短路 C.电流表烧坏了 D.灯L2断路
【考点】电流表、电压表在判断电路故障中的应用.
【分析】开关闭合后,两个灯泡都不发光,电流表的指针几乎不动,说明电路是开路;电压表的指针有明显的偏转,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连.
【解答】解:电流表始终无示数,说明电路故障为断路;将电压表并联在b、c两点,电压表无示数,说明电压表的正负接线柱不能与电源两极相连,即L1完好;
将电压表接到a、b两点,观察电压表有明显示数,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,说明灯L2断路.
故选D.
【点评】(2016葫芦岛物理)本题考查了根据电流表和电压表的示数情况判断串联电路的故障,电流表示数为零说明故障是开路,电压表有示数,说明开路在电压表的两接线柱之间.
9.在生产生活中,如图所示的简单机械使用中,省力的是( )
A.独轮车 B.斜面
C.滑轮D.筷子
【考点】杠杆的分类.
【分析】结合图片和生活经验,先判断机械在使用过程中的特点,或动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它们的省力情况.
【解答】解:A、独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,符合题意;
B、使用斜面时,斜面长大于斜面的高,可以省力,符合题意;
C、使用滑轮组既可以省力又可以改变力的方向,符合题意;
D、根据图示可知,使用筷子时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,不合题意.
故选ABC.
【点评】此题考查的是杠杆的分类,以及斜面、滑轮组的使用特点等,难度不大.
10.如图所示是一种风速测定装置,其中风速表是由电压表改装而成,R为定值电阻,R1为滑动变阻器,T型管道的竖直管内装有可上下无摩擦自由移动的轻质活塞,活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片P相连.S闭合后,当风速增大时( )
A.活塞上方气压变小,活塞向上运动,风速表的示数变大
B.活塞上方气压不变,活塞静止不动,风速表的示数不变
C.活塞上方气压变大,活塞向下运动,风速表的示数变大
D.活塞向上运动,电路消耗的总功率变大
【考点】(2016葫芦岛物理)电路的动态分析;流体压强与流速的关系;欧姆定律的应用.
【分析】由电路图可知,R1与R串联,电压表测R两端的电压,根据流体压强与流速的关系(流速越快的地方压强越小)判断产生压力的方向,然后判断滑片移动的方向确定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定值电阻两端的电压变化,利用P=UI可知电路消耗总功率的变化.
【解答】解:由电路图可知,R1与R串联,电压表测定值电阻R两端的电压,
当风速增大时,活塞上方空气的流速变大,大于下方空气的流速,
由流速大的地方压强小可知,此时会产生向上的力,使滑片向上移动,R1接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,故BC错误;
由I=可知,电路中的电流变大,
由U=IR可知,R两端的电压变大,即电压表(风速表)的示数变大,故A正确;
由P=UI可知,电路消耗的总功率变大,故D正确.
故选AD.
【点评】本题是力学和电学的综合题,涉及到滑动变阻器和欧姆定律的应用,会利用流体压强和流速的关系是解题的关键.
11.如图所示,当滑动变阻器滑片P向右移动时,下列判断正确的是( )
A.电压表的示数不变,电流表A1的示数变大,A2的示数变小
B.电压表的示数不变,电流表A1的示数不变,A2的示数变小
C.电压表的示数与A1的示数的比值不变,A2的示数变小
D.电压表的示数与A1的示数的比值变大,A2的示数变小
【考点】(2016葫芦岛物理)电路的动态分析;欧姆定律的应用.
【分析】由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流.根据电源的电压可知滑片移动时电压表示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过的R1的电流不变,进一步可知电压表的示数与A1的示数的比值变化,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律求出通过R2电流的变化,利用并联电路的电流特点可知干路电流的变化.
【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电压表测电源的电压,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流.
因电源的电压不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,滑片移动时,通过R1的电流不变,即电流表A1的示数不变,故A错误;
由电压表和A1的示数不变可知,电压表的示数与A1的示数的比值不变,故D错误;
当滑动变阻器滑片P向右移动时,变阻器接入电路中的电阻变大,
由I=可知,通过R2的电流变小,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流变小,即电流表A2的示数变小,故BC正确.
故选BC.
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到并联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是电路连接方式的判断和电表所测电路元件的辨别.
12.(2016葫芦岛物理)如图所示,电源电压恒为12V,L1上标有“3V 3W”字样,当闭合S1,将S2拨至a处,滑动变阻器的滑片移至中点处,L1正常发光,电路的总功率为P1;将滑片移至最右端,S2拨至b时,L2恰好正常发光,此时电流表的示数为0.5A,电路的总功率为P2,忽略温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.P1:P2=2:1 B.滑动变阻器的最大电阻为9Ω
C.L2的额定功率为1.5W D.L2正常发光时电阻为6Ω
【考点】欧姆定律的应用;电功率的计算.
【分析】搞清开关转换时电路的关系及对应的变阻器连入电路中电阻的大小,灯在额定电压下才正常发光.
A.根据P1=U1I1求第1种情况下灯L1正常发光时的电流大小,根据P=UI求两种情况下总电功率之比;
B.因L1正常发光,根据串联电路电压的规律,求出滑动变阻器两端电压,根据欧姆定律定律求出滑片在中点时连入电路的阻值,从而求出其最大阻值;
C.根据L2恰好正常发光,根据欧姆定律求出此时变阻器的电压,根据串联电路电压的规律,求出L2的电压即额定电压UL2,根据PL2=UL2I2=求灯的额定功率;
D.根据RL2=求灯L2正常发光时的电阻大小.
【解答】(2016葫芦岛物理)解:
A、L1上标有“3V 3W”字样,灯L1正常发光的电流为I1==1A;
当闭合S1,将S2拨至a处,灯L1与变阻器串联,滑动变阻器的滑片移至中点处,L1正常发光,电路的总功率为P1=UI1;
将滑片移至最右端,S2拨至b时,L2恰好正常发光,此时电流表的示数为I2=0.5A,电路的总功率为P2=UI2,两种情况下总功率之比P1:P2=I1:I2=1A:0.5A=2:1,故A正确;
B,当闭合S1,将S2拨至a处,滑动变阻器的滑片移至中点,L1正常发光,所以U1=3V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器两端电压为U0=U﹣U1=12V﹣3V=9V,由A知灯正常发光时的电流大小为I1=1A,
滑动变阻器的最大阻值为R0=2×=18Ω.故B错误;
C、因将滑片移至最右端,S2拨至b时,灯L2与变阻器串联,L2恰好正常发光,此时电流表的示数为0.5A,此时变阻器的电压为U0′=I2×R0=0.5A×18Ω=9V,根据串联电路电压的规律,L2的电压即灯的额定电压为
UL2=12V﹣9V=3V,所以灯的额定功率PL2=UL2I2=3V×0.5A=1.5W,故C正确;
D、由C的数据可知,灯L2正常发光的电阻RL2==6Ω,故D正确.
故选ACD.
【点评】(2016葫芦岛物理)此题是一道电学综合题,考查了串联电路的特点、欧姆定律的应用和电功率有关公式的应用.综合性较强,正确分析电路连接关系,熟悉基本规律和公式,根据需要正确选择公式或公式变形是解答的关键.
二、填空题(共9小题,每小题3分,满分26分)
13.磁悬浮列车是利用 同名磁极相互排斥 的原理,让列车悬浮起来,使摩擦力 减小 ,进而提高了列车的速度;中低速磁浮列车具有节能、环保、噪声小、转弯半径小、爬坡能力强等优点,其中,噪声小是在 声源 处减弱噪声的.
【考点】磁极间的相互作用;增大或减小摩擦的方法;防治噪声的途径.
【分析】(1)磁极间相互作用规律:同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引;
(2)防治噪声的途径,从三方面考虑:①在声源处;②在传播过程中;③在人耳处.
【解答】解:磁浮列车是利用同名磁极相互排斥的原理悬浮在轨道上方的,使摩擦力减小;
噪音小是在声源处减弱噪声的.
故答案为:同名磁极相互排斥;减小;声源.
【点评】此题考查了速度的计算和控制噪声的途径.现代的城市已经把控制噪声列为环境保护的重要项目之一,因此,噪声污染也是现在中考的一个热点.
14.秋天,稻子“笑弯了腰”,说明力可以改变物体的 形状 ;跳高场上,运动员“腾空而起”,说明力可以改变物体的 运动状态 ;我们提水桶时,会感到手也受到水桶向下的拉力,说明物体间力的作用是 相互的 .
【考点】力的作用效果;力作用的相互性.
【分析】(1)物体间力的作用是相互;
(2)力的作用效果;力可以改变物体的运动状态、力可以改变物体的形状;
【解答】(2016葫芦岛物理)解:秋天,稻子“笑弯了腰”,说明力可以改变物体的形状;
跳高场上,运动员“腾空而起”,说明力可以改变物体的运动状态;
我们提水桶时,手对水桶施加了力,手是施力物体,水桶是受力物体;水桶向下拉手,水桶又变成了施力物体,此时受力物体是手.表明物体间力的作用是相互的.
故答案为:形状;运动状态;相互的.
【点评】本题考查的是运用所学知识解决实际问题的能力,体现了学以致用的思想.
15.端午节,妈妈在厨房蒸粽子,小明在客厅里就闻到了粽子的香味,这是 扩散 现象,说明了 分子在不停地做无规则运动 .蒸粽子是通过 热传递 方式增大粽子的内能.妈妈蒸粽子用了0.2m3的煤气,完全燃烧这些煤气放出的热量是 7.8×106 J.(煤气的热值为3.9×107J/m3)
【考点】扩散现象;热量的计算.
【分析】(1)不同物质的分子彼此进入对方的现象叫扩散,说明一切物体的分子都在永不停息的做无规则运动.改变物体内能的方法:一是做功,二是热传递;
(2)根据Q=mq求出煤气完全燃烧放出的热量.
【解答】解:(1)因分子在永不停息的做无规则运动,所以可以闻到厨房弥漫着粽子的香味,属于扩散现象;
煤炉燃烧,将化学能转化为火的内能,粽子从火吸收热量、温度升高,蒸粽子是通过热传递方式增加内能的;
(2)完全燃烧0.2m3煤气放出的热量:
Q=Vq=0.2m3×3.9×107J/m3=7.8×106J.
故答案为:扩散;分子在不停地做无规则运动;热传递;7.8×106.
【点评】本题考查了改变内能的方法(热传递)、分子的无规则运动和热量的计算,属于基础题目.
16.(2016葫芦岛物理)在我国核工业创建60周年之际,习近平指出,核工业是高科技战略产业,是国家安全的重要基石.目前的核电站是利用原子 核裂变 (填“核聚变”或“核裂变”)释放的能量工作的,该能源属于 不可 (填“可”或“不可”)再生能源.
【考点】核裂变;能源的分类.
【分析】(1)核裂变和核聚变都能释放能量,对于核裂变是可控的,如核电站的核反应堆就是通过核裂变提供能量的,对于核聚变过程不可控,如氢弹爆炸就是利用核聚变释放能量;
(2)从能源是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源.化石能源、核能会越用越少,不可能在短期内从自然界得到补充,所以它们属于不可再生能源.
【解答】解:
(1)目前核电站是利用核裂变释放的核能来发电的;
(2)核能随着使用不断减少,短时间内从自然界得不到补充,因此属于不可再生能源.
故答案为:核裂变;不可.
【点评】核能分为裂变和聚变两种,裂变分为两种:可控链式反应和不可控链式反应,前者主要应用在核反应堆中,后者应用在原子弹中;聚变主要应用在氢弹上.
17.小明用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律,他将烛焰放在距凸透镜15cm的位置,调节光屏位置,可以得到一个清晰的倒立、 放大 (选填“等大”、“放大”或“缩小”)的实像,利用这个原理可以制成 投影仪(或幻灯机) .实验中他不慎用手指尖触摸到了凸透镜,此时光屏上 不会 (选填“会”或“不会”)出现手指尖的像.
【考点】凸透镜成像规律及其探究实验.
【分析】凸透镜成像的三种情况和应用:
u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机.
2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪.
u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜和老花镜.
【解答】解:①所用凸透镜焦距为10cm,将烛焰放在距凸透镜15cm的位置,物距2f>u>f,成倒立、放大的实像.生活中投影仪和幻灯机就是利用这个原理制成的.
②手指尖触摸到了凸透镜,物距u<f,手指成正立、放大的虚像,此时光屏上不会出现手指尖的像.
故答案为:放大;投影仪(幻灯机);不会.
【点评】此题主要考查凸透镜成像规律,关键是熟记凸透镜成像特点.
18.(2016葫芦岛物理)我国某型号潜水艇的艇壳是用高强度的特种钢板制造,最大下潜深度可达350m,潜水艇的总体积为1.5×103m3,水舱未充海水时总重为9.27×106N,此时它漂浮在海面上,则它排开海水的体积是 900 m3;该潜水艇完全潜入海水中,它受到的浮力是 1.545×107 N;潜水艇的艇壳用高强度特种钢板制造的原因是 海水的压强随深度的增加而增大 .(ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg)
【考点】物体的浮沉条件及其应用;物质的物理特征;阿基米德原理.
【分析】(1)潜艇漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,根据阿基米德原理求出排开海水的体积;
(2)潜艇完全潜入海水时,根据阿基米德原理求出潜艇受到的浮力;
(3)艇壳用高强度的特种钢板制造的原因与液体内部压强有关.
【解答】解:(1)水舱未充海水时,潜艇漂浮在海面上,
因潜艇漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,
所以,由F浮=G和F浮=ρgV排可得:F浮=ρgV排=G,
则漂浮时潜水艇排开海水的体积:
V排===900m3;
(2)潜艇完全潜入海水中时,潜水艇受到的浮力:
F浮′=ρ海水gV排′=ρ海水gV=1.03×103kg/m3×10N/kg×1.5×103m3=1.545×107N,
(3)潜水艇的艇壳用高强度的特种钢板制造是因为海水的压强随深度的增加而增大,这样可以在水下承受较大的压强.
故答案为:900;1.545×107;海水的压强随深度的增加而增大.
【点评】本题考查了物体浮沉条件和阿基米德原理、重力公式的应用以及液体压强的特点,要求灵活运用公式进行计算.
19.(2016葫芦岛物理)假期,小明坐客车去旅游.当客车行驶到高速公路保持车距标识牌0m处时,恰好后面一辆小汽车行驶到客车旁.此时客车上速度计显示为80km/h.当客车匀速行驶到标识牌100m处时,小汽车匀速行驶到了标识牌200m处,小汽车 已经 (选填“已经”或“没有”)超速;若此时小汽车的功率为80kW,它的牵引力为 1800 N.以小汽车为参照物,客车是向 后 (选填“前”或“后”)运动的.(此时高速路段限定小汽车最高速度为120km/h).
【考点】功率计算公式的应用;速度公式及其应用.
【分析】(1)利用速度公式求出小汽车的速度对比限速作出判断;
(2)利用P===Fv求出小汽车的牵引力;以小汽车为参照物,客车向后运动.
【解答】解:由v=得:
客车行驶时间为:t===h
则小汽车的速度为:v===160km/h>120km/h
故小汽车超速了;
由P===Fv得:小汽车的牵引力为:F===1800N,
以小汽车为参照物,客车向后运动.
故答案为:已经;1800;后.
【点评】此题主要考查学生对于速度、路程、时间的运算的掌握程度.
20.(2016葫芦岛物理)如图是某款电热水龙头的电路原理图,R1、R2为电热丝,通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点,实现冷水、温水、热水挡之间的切换,当开关同时接触2、3触点时,水龙头放出的是 温 水(选填“冷”、“温”“热”).若R2=2R1,水龙头在温水挡正常工作时电功率为2000W,则R1= 24.2Ω ,它在热水挡正常工作lmin消耗的电能为 1.8×105 J.
【考点】电功率与电压、电流的关系;电功的计算.
【分析】(1)根据开关位置的改变,判断出电路的连接情况,然后根据P=UI=判断功率的大小,由此可知热水或温水的档位;
(2)知道温水功率,利用P=求R1的阻值;
(3)知道R2的阻值,温水档的电功率是2000W.利用I=分别求出通过电阻的电流,然后根据串联电路的电流特点求总电流,利用焦耳定律求工作1min产生的热量.
【解答】解:
(1)当开关处于位置2时,只有电阻R1接入电路,电路电阻最大,根据P=可知:此时功率最小,故此时放出的是温水;
(2)由P=UI=可知,温水功率P温水=2000W,
R1===24.2Ω;
(3)S旋到热水档时,R2=2R1,电阻R1和R2并联接入电路,
根据欧姆定律得:I1===A,
I2===A,
所以I=I1+I2=A+A=A.
工作1min产生的热量:Q=UIt=220V×A×60s=1.8×105J.
故答案为:温;24.2;1.8×105.
【点评】本题考查电路分析、欧姆定律和电功率公式的应用,结合实际电路分析用电器的状态是解答此题的关键.
21.(2016葫芦岛物理)某电阻R的阻值不变,标有“6V 6W”字样,它的电阻是 6 Ω,将R与灯泡L、电压表(量程为0~3V)、电流表(量程为0~0.6A)和开关及合适的电源,连成如图甲所示的电路,开关S闭合后,通过灯泡L的电流随它两端电压变化的图象如图乙所示.在保证电路中各器件都安全的情况下,灯泡L消耗的最大功率为 1 W,此时电源电压为 5 V.
【考点】电功率与电压、电流的关系.
【分析】(1)根据P=的变形公式求出电阻的阻值;
(2)先根据电压表的量程和定值电阻确定通过通过电阻的最大电流,然后结合电流表的量程确定电路中的最大电流,再根据图乙读出此时灯泡两端电压,最后根据P=UI求出灯泡的最大功率.
【解答】解:(1)由P=可得,电阻R的阻值:R===6Ω;
(2)当电压表示数为3V时,通过电阻的电流最大:I最大===0.5A,而电流表选择的量程为0~0.6A,因此电路中允许的最大电流为0.5A;
根据图乙可知,当通过灯泡的电流为0.5A时,灯泡两端电压为2V,因此在保证电路中各器件都安全的情况下,灯泡L消耗的最大功率:P最大=ULI最大=2V×0.5A=1W.
此时定值电阻两端的电压是:U=IR=0.5A×6Ω=3V,而灯泡的电压是2V,故此时的电源电压是3V+2V=5V.
故答案为:6;1;5.
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,同时考查了学生的读图能力.
三、(2016葫芦岛物理)解答题(共3小题,满分9分)
22.如图所示,请画出由S点发出的光经过凸透镜后的折射光线,并确定发光点S的像到S′.
【考点】凸透镜成像的应用.
【分析】在作凸透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点作出折射光线,折射光线的交点即发光点S的像点S′.
【解答】解:过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点.两条折射光线的交点即为发光点S的像点S′.如图所示:
【点评】凸透镜的三条特殊光线:①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴.②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点.③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变.
23.如图所示是活塞式抽水机的示意图,其手柄相当于一个杠杆,O是支点.请画出阻力F2对支点O的力臂l2;并画出在a点施加的最小动力F1的示意图及F1对支点O的力臂l1.
【考点】力臂的画法.
【分析】根据杠杆平衡的条件,F1×L1=F2×L2,在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长.而在通常情况下,连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长,据此可解决此题.
【解答】解:过O点作阻力F2的垂线,即为阻力F2对支点O的力臂L2;
动力最小,即动力臂最长,阻力的方向向下,所以动力的方向应该向下,连接支点O与a点,过a点作Oa的垂线就得到在a点施加的最小动力F1,如图所示:
.
【点评】根据杠杆的平衡条件,要使杠杆上的力最小,必须使该力的力臂最大,而力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远,所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点,这两点的连线就是最长的力臂,过力的作用点作垂线就是最小的力.
24(2016葫芦岛物理).如图甲所示,是小明常用的一个插线板.他在使用中发现:插线板上的指示灯在开关闭合时会发光,插孔正常通电;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能正常通电.根据上述现象,在图乙中画出插线板中开关、指示灯和插孔的连接方式,并与电源线接通.
【考点】家庭电路的连接;串、并联电路的设计.
【分析】干路开关控制所有的用电器.并联电路各用电器之间互不影响,串联电路的用电器互相影响.
【解答】解:(1)插线板上的指示灯在开关闭合时会发光,插孔正常通电,说明开关同时控制灯泡和插座,灯泡和插座之间可能是串联,也可能是并联,如果两者并联,开关应该在干路上;如果指示灯损坏,开关闭合时插孔也能正常通电.说明灯泡和插座之间是并联的.
(2)开关接在灯泡、插座和火线之间控制火线使用更安全.
故答案为:
【点评】(1)根据用电器之间是否相互影响是判断用电器串联和并联的方法之一.
(2)家庭电路中,开关控制用电器,开关一定接在用电器和火线之间,既能控制用电器,又能保证使用安全.
四、(2016葫芦岛物理)解答题(共1小题,满分3分)
25.在生活中,我们会不知不觉地利用物理知识来解决问题.如:用勺从电饭锅中盛饭,有时饭团会粘在勺上,用勺向下轻敲锅边就能使粘在勺上的饭团掉落.请你用学过的物理知识解释:
(1)为什么饭团会粘在勺上?
(2)为什么用勺向下轻敲锅边就能使粘在勺上的饭团掉落?
【考点】分子间的作用力;惯性.
【分析】(1)物质是由分子组成的,分子之间存在相互作用的引力和斥力;
(2)物体由于惯性要保持原来的运动状态继续运动.
【解答】答:
(1)因为组成物质的分子之间存在相互作用的引力,所以饭团会粘在勺上;
(2)用勺向下轻敲锅边时,先让勺和饭团一起向下运动,使它们处于运动状态,当勺子遇锅静止时,饭团由于惯性保持原来的运动状态,继续向下运动,从勺中掉落.
【点评】本题考查了分子运动论和惯性知识的应用,应用所学物理知识解决生活中的实际问题,学以致用,是一道好题.
五、(2016葫芦岛物理)解答题(共2小题,满分18分)
26.如图甲所示是一种常见的电热水袋,图乙是它的结构示意图,其性能指标如表所示,请完成下列各题:
额定电压 | 额定加热功率 | 指示灯功率 | 袋内充水 | 自动断电温度 |
220V | 500W | ≤0.2W | 1L | 55℃ |
(1)给它通电,当达到断电温度时,水共吸收了2.1×105J的热量,袋内水的初温是多少?(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃))
(2)电热水袋此次在额定电压下通电15分钟指示灯熄灭,则电热水袋发热效率是多少?
【考点】电功与热量的综合计算.
【分析】(1)由表格数据可知电热水袋中充水的体积,根据m=ρV求出电热水袋中充水的质量,又知道水的末温、吸收的热量,根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水的初温;
(2)(2016葫芦岛物理)电热水袋此次在额定电压下工作的功率和额定功率相等,根据W=Pt求出消耗的电能,利用η=×100%求出电热水袋的发热效率.
【解答】解:(1)电热水袋中充水的体积:
V=1L=1dm3=1×10﹣3m3,
由ρ=可得,电热水袋中充水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg,
由Q吸=cm(t﹣t0)可得,袋内水的初温:
t0=t﹣=55℃﹣=5℃;
(2)由P=可得,电热水袋在额定电压下通电15min消耗的电能:
W=Pt=500W×15×60s=4.5×105J,
则电热水袋的发热效率:
η=×100%=×100%≈46.7%.
答:(1)袋内水的初温是5℃;
(2)电热水袋此次在额定电压下通电10分钟指示灯熄灭,则电热水袋的发热效率是70%.
【点评】本题考查了密度公式、吸热公式、电功公式以及效率公式的理解和掌握,从表格中获取有用的信息是关键.
27.(2016葫芦岛物理)(10分)近年来,我市的轿车市场十分火爆,各种新型轿车驶进千家万户,如图甲为某新型轿车测定油箱内油面高度的电路原理图,其中电源电压恒为6V,R0是阻值为5Ω的定值电阻,A是油量指示表(实质是一只电流表,油量的变化通过电流的变化同步显示出来).压力传感器Rx的上表面面积为5cm2,压力传感器Rx的电阻与所受压力的关系如表.
压力/N | 0 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 |
电阻/Ω | 550 | 395 | 275 | 170 | 90 | 60 | 40 | 25 | 5 |
(1)当油与箱总重为300N时,压力传感器Rx受到的压强是多少?
(2)若轿车以90kW的恒定功率启动作直线运动,且整个运动过程中受到的阻力不变,速度v与时间t的关系如图乙所示,在0~25s时间内,轿车的牵引力与阻力关系可能是:牵引力 大于或等于 阻力(选填“大于”、“等于”、“小于”或“大于或等于”).
(3)由(2)中的条件求在0~5s时间内轿车发动机做功多少?
(4)如果空油箱的质量为5kg,油量表的零刻度线对应于电流表上的示数是多少?(g=10N/kg)
(5)若电流表的量程为0~0.6A,该油箱加满油时,指针恰好指示最大刻度,求油箱的容积是多少?(ρ汽油=0.7×103kg/m3)
【考点】欧姆定律的应用;密度公式的应用;压强的大小及其计算;功的计算.
【分析】(1)根据p=求压力传感器Rx受到的压强;
(2)根据汽车的运动状态(速度的大小)判断牵引力和阻力的关系;
(3)知道轿车以90kW的恒定功率做直线运动,利用W=Pt求轿车发动机做功;
(4)由G=mg计算出空邮箱的重力,压力等于油箱的重力,从表中数据可知对应的电阻值;由串联电路的电阻关系计算出电路中的总电阻,由欧姆定律计算出电路中的电流;
(5)油箱加满油时,电路中的最大电流为0.6A,根据欧姆定律计算出电路中的总电阻;由串联电路的电阻关系计算出Rx的阻值,从表中查出对应的压力,可计算出油箱和油的总质量;最后根据密度计算公式计算出油的体积,即油箱的容积.
【解答】解:(1)油与箱对压力传感器的压力为F=G=300N,
压力传感器Rx受到的压强:p==6×105Pa;
(2)从图象可以看出,在0~25s时间内,轿车的速度从逐渐变大,然后做匀速运动;速度逐渐变大时,车受到非平衡力的作用,牵引力大于阻力;速度不变时,受力平衡,牵引力等于阻力;所以轿车的牵引力与阻力关系可能的是大于或等于;
(3)轿车的功率P=90kW=9×104W,
在0~5s时间内轿车发动机做功:W=Pt=9×104W×5s=4.5×105J;
(4)空油箱的重力G油箱=m油箱g=5kg×10N/kg=50N,
从表中可以看出,50N压力对应的Rx阻值为395Ω,
电阻Rx与电阻R0串联,电路中的总电阻:R1=Rx+R0=395Ω+5Ω=400Ω,
此时电流表的示数为:I==0.015A,即油量表的零刻度线对应于电流表上的示数是0.015A;
(5)(2016葫芦岛物理)油箱加满油时,电路中的电流为I′=0.6A,
电路中的总电阻为:R′==10Ω,
压敏电阻的阻值为:R压=R′﹣R0=10Ω﹣5Ω=5Ω,
查表可知,此时压敏电阻受到的压力为400N,则油箱和油的总重力为400N,
油的重力:G油=G总﹣G油箱=400N﹣50N=350N,
则油的质量为:m==35kg,
加满油时,油的体积:V==0.05m3,
油箱的容积等于油的体积为0.05m3.
答:(1)压力传感器Rx受到的压强是6×105Pa;
(2)大于或等于;
(3)在0~5s时间内轿车发动机做功为4.5×105J;
(4)如果空油箱的质量为5kg,油量表的零刻度线对应于电流表上的示数是0.015A;
(5)油箱的容积是0.05m3.
【点评】本题以家用轿车为载体,为一力电综合题,考查了力和运动的关系、压强、功和功率、重力、密度、欧姆定律公式应用,以及串联电路特点知识的掌握,知识点多、综合性较强.
六、解答题(共5小题,满分36分)
28.在“探究冰和蜡熔化时温度的变化规律”的实验中:
(1)如图甲所示,温度计的玻璃泡要 全部浸没 固定粉末中,不要碰到试管底或试管壁.
(2)若某时刻温度计的示数如图甲所示,则此时温度计的读数为 48 ℃.
(3)图乙和图丙,是小明绘制的冰和蜡的熔化图象,则图 丙 是蜡的熔化图象,判断的依据是 蜡是非晶体,整个过程中温度都在升高 .
(4)实验中小林同学发现冰熔化时间短,不便于观察熔化时的现象,在不改变原来实验装置的情况下,请你告诉她一种延长冰熔化时间的方法: 增加冰的质量 .
(5)小亮重新审视自己的实验数据,还有新的发现:熔化前的冰和熔化后的水,吸热升温快慢也是不同的, 冰 吸热升温快,请你帮他解释其中的原因: 冰的比热容比水的小,吸收相同的热量升温较快 .
(6)同组的小军想:如果一直加热下去(烧杯中水不烧干),试管中的水会沸腾吗?你的看法是 不会 ,理由是 试管中的水和烧杯中的水均可达到沸点,但试管中的水达到沸点后无法继续吸热,所以不会沸腾 .
【考点】熔化和凝固的探究实验.
【分析】(1)在使用温度计时,玻璃泡要与被测物体充分接触.在进行读数时,要注意其分度值;
(2)确定温度计的分度值,读出温度计的示数;
(3)冰是晶体,在熔化过程中温度保持不变;蜡是非晶体,在熔化过程中温度不断升高;
(4)开始熔化的时间到熔化结束,即为冰熔化的时间;延长熔化时间,可以从酒精灯火焰上和烧杯中水的数量上去考虑;
(5)根据比热容的知识进行分析,若质量和吸收热量相同,温度升高不同,是因为比热容不同;
(6)液体沸腾的条件是温度达到沸点,并且不断吸热.
【解答】(2016葫芦岛物理)解:(1)用温度计测量固体粉末的温度,则温度汁的玻璃泡要完全浸没在固体粉末中;
(2)由图甲知,温度计的分度值为1℃,示数为48℃;
(3)非晶体在熔化过程中温度不断升高,图丙,整个过程中温度都在升高,是非晶体的熔化图象,则为蜡的熔化图象;
(4)实验中小林同学发现冰熔化时间短,不便于观察熔化时的现象,可以增加冰的质量或者将酒精灯火焰调小,来延长加热时间;
(5)由于冰的比热容小于水的比热容,根据Q=cm△t可知,相同质量的冰和水吸收相同的热量,冰温度升高较快;
(6)当大烧杯中的水沸腾后,尽管不断吸热,但烧杯中的水温度不再升高,保持水的沸点温度不变;小试管中的水从大烧杯中吸热,温度达到水的沸点后,就和烧杯中的水的温度一样,就不能从烧杯中继续吸热,这时虽然达到了沸点,但不能吸收热量,所以不会沸腾.
故答案为:(1)全部浸没;(2)48;(3)丙;蜡是非晶体,整个过程中温度都在升高;(4)冰;冰的比热容比水的小,吸收相同的热量升温较快;(5)不会;试管中的水和烧杯中的水均可达到沸点,但试管中的水达到沸点后无法继续吸热,所以不会沸腾.
【点评】“探究冰和蜡熔化时温度的变化规律”的实验,考查了晶体和非晶体熔化图象的区别及比热容的知识,稍有难度.
29.如图,在做“研究平面镜成像特点”的实验时:
(1)小华在玻璃板的前面放一支点燃的蜡烛A,在玻璃板的后面放一支没有点燃的蜡烛B,对蜡烛A、B的要求是 大小相等 ,目的是为了 验证平面镜成像时物像大小相等 .
(2)在实验中用透明的玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃透明的特点,便于 确定像的位置 .
(3)在寻找蜡烛像的位置时,小华无论怎样调节后面的蜡烛,都不能与蜡烛的像重合,可能的原因是 玻璃板与桌面不垂直 .
(4)小明用跳棋替代蜡烛进行实验,但看不清跳棋的像.请你帮他想个办法看清跳棋的像: 用手电筒照亮跳棋子 .
(5)移开棋子B,用白纸做屏幕放在该位置,直接观察白纸能否出现棋子的像,结果是白纸上 没有 (填“有”或“没有”)棋子的像,这说明平面镜所成的像是 虚 像.
【考点】(2016葫芦岛物理)平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案.
【分析】(1)实验时采用两个完全相同的蜡烛,一支蜡烛放在玻璃板的前面并点燃,另一支放在玻璃板的后面,当玻璃板后面的蜡烛和玻璃板前面的蜡烛的像完全重合时,可以比较物像大小关系.
(2)探究平面镜成像实验中,要用透明的玻璃板代替平面镜,虽然成像不太清晰,但是在物体一侧能看到物体的像,同时还能看到代替物体的另一个物体,便于确定像的位置.
(3)无论怎样调节后面的蜡烛B,都不能与蜡烛A的像重合,可能玻璃板和水平面不垂直;
(4)平面镜成像时,成像物体越亮,环境越暗,物体成像越清晰;
(5)平面镜所成的像是反射光线的反向延长线会聚而成的,不是实际光线会聚成而,所以成的像是虚像,用光屏接收不到,只能用眼睛观察.
【解答】(2016葫芦岛物理)解:(1)蜡烛A.B的要求是大小相等目的是为了验证平面镜成像时物像大小相等关系.
(2)用透明的玻璃板代替平面镜,虽然成像不太清晰,但是在A一侧能看到物体A的像,同时还能看到代替A的另一个B物体,便于确定像的位置.
(3)玻璃板没有竖直放置,A蜡烛所成的像可能偏高或偏低,这样B蜡烛与A蜡烛的像就无法重合了;
(4)用手电筒照亮跳棋子,棋子反射出的光线增多,棋子成像更清晰;
(5)光屏能接收到实像,但接收不到虚像,因为平面镜成的是虚像,所以光屏上没有蜡烛的像.
故答案为:(1)大小相等;验证平面镜成像时物像大小相等;(2)确定像的位置;(3)玻璃板与桌面不垂直;(4)用手电筒照亮跳棋子;(5)没有;虚.
【点评】探究平面镜成像特点的实验过程,在近年中考题中较为热点.只要牢记平面镜成像的特点,解答此类题目就不难.
30.物理兴趣小组在测量滑轮组机械效率实验中,利用如图所示的滑轮组进行了4次测量,测得数据如下表所示.
次数 | 钩码所受的重力G/N | 钩码提升高度h/m | 拉力F/N | 绳端移动距离s/m | 机械效率η |
1 | 1 | 0.1 | 0.7 | 0.3 | 47.6% |
2 | 1 | 0.2 | 0.7 | 0.6 | 47.6% |
3 | 2 | 0.1 | 1.1 | 0.3 | 60.6% |
4 | 4 | 0.1 | 2.0 | 0.3 |
|
(1)实验中应竖直向上 匀速 拉动弹簧测力计
(2)第4次实验测得的机械效率为 66.7 %
(3)(2016葫芦岛物理)比较 1、2 两次实验,小组同学发现:同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关:比较第3、4次实验数据可知,同一滑轮组, 提起的物体重力 越大,机械效率越高,第4次拉力做的额外功与第3次相比 增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”),由此可见机械效率提高的原因是 有用功增加比额外功增加多得多,从而使有用功占总功的比值变大 .
【考点】滑轮(组)机械效率的测量实验.
【分析】(1)应竖直匀速拉动测力计,这样拉力大小不变,弹簧测力计的示数稳定;
(2)根据η==计算机械效率;
(3)探究滑轮组的机械效率与重物被提升高度关系时,应控制其他因素不变,只改变物体被提高高度;
由第3、4实验数据,找到不变量和改变的量,分析机械效率的影响因素;
根据W额=W总﹣W有=Fs﹣Gh计算3、4两次实验的额外功的大小比较,从而分析提高机械效率办法.
【解答】解:
(1)实验中应该竖直向上匀速拉动弹簧测力计,以保证拉力大小恒定,便于读数.
(2)由表格第4次实验数据,机械效率大小为:
η=×100%=×100%=×100%≈66.7%;
(3)(2016葫芦岛物理)探究滑轮组的机械效率与重物被提升高度关系时,应控制其他因素不变,只改变物体被提高高度,由表格数据可知,应比较1、2两次实验;
比较第3、4次实验数据可知,同一滑轮组提起的物体越重,滑轮组的机械效率越高;
根据W额=W总﹣W有=Fs﹣Gh,
W额3=F3s﹣G3h=1.1N×0.3m﹣2N×0.1m=0.13J,
W额4=F4s﹣G4h=2.0N×0.3m﹣4N×0.1m=0.2J,
所以第4次拉力做的额外功与第3次相比增大了0.07J;
W有3=G3h=2N×0.1m=0.2J,
W有4=G4h=4N×0.1m=0.4J,
有用功增大了0.2J.
由此可知,有用功增加比额外功增加多得多,从而使有用功占总功的比值变大,即机械效率增大.
故答案为:(1)匀速;(2)66.7;(3)1、2;提起的物体重力;增大;有用功增加比额外功增加多得多,从而使有用功占总功的比值变大.
【点评】在此实验中,对滑轮组的分析、机械效率公式的运用是实验的基础,同时,实验中分别探究了机械效率高低与动滑轮个数、提升物体重力等多个量的关系,因此控制变量法的运用也十分关键.
31.(2016葫芦岛物理)为测量一只标有“2.5V 0.3A”小灯泡的额定功率,可供选择的器材有:电压表(量程0~3V、0~15V)一个、电流表(量程0~0.6A、0~3A)一个、“10Ω 2A”和“20Ω 1A”的滑动变阻器各一个,电源(电压为6V)一个,开关一个,导线若干.小组同学通过讨论、交流,设计了如图1所示的实验电路图,在根据实验电路图选用实验器材连接实物电路时,同组的三位同学产生了分歧.
甲同学:电压表选用大量程,电流表选用小量程,滑动变阻器选用“10Ω 2A”.
乙同学:电压表、电流表都选用小量程,滑动变阻器选用“10Ω 2A”.
丙同学:电压表、电流表都选用小量程,滑动变阻器选用“20Ω 1A”.
(1)你认为 丙 同学的观点是合理的;请用笔画线代替导线,将图2中的实物图连接完整.
(2)开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P移到 A 端(选填“A”或“B”).
(3)某同学连好电路后闭合开关,发现灯不亮,电流表指针不动,电压表指针却迅速偏转,则电路故障可能是 小灯泡断路 ;故障排除后,再次闭合开关,发现电流表指针向左偏转,其原因是 电流表的正负接线柱接反了 .
(4)若将小灯泡换成待测定值电阻,小李同学通过实验读出了一组电流、电压值后,计算得出定值电阻的阻值,小李同学为获得测量结果而高兴,准备整理实验器材结束实验.你认为他的实验真的结束了吗?为得到更可靠的结果,接下去他应该 调节滑动变阻器,多测几组实验数据 ,其目的是 减小误差 .
【考点】电功率的测量.
【分析】(1)本实验中,灯泡、滑动变阻器、电流表应串联在电路中,根据灯泡规格确定电表选用量程,根据灯泡正常发光时变阻器连入的阻值确定变阻器的规格;连接电路时注意变阻器一上一下接;
(2)开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P移到最大值处;
(3)用电压表检测电路故障时,当电压表的示数为零时,故障有:①被测部分电路短路;②其它部分电路断路.当电压表有示数,且接近电源电压时,故障是:①被测部分电路断路;②其它部分电路短路;电表连入电路时,要让电流从正接线柱流进,负接线柱流出;
(4)为了减小误差应进行多次测量求平均值.
【解答】(2016葫芦岛物理)解:
(1)实验中电压表测灯泡两端电压,灯泡额定电压2.5V,所以电压表应选用0﹣3V量程;
灯泡正常工作时电流为0.3A,所以电流表应选用0﹣0.6A量程;
灯泡正常工作时变阻器连入的阻值:R变==≈11.7Ω.所以应选用“20Ω 1A”的变阻器.由以上分析可知,丙同学的观点合理.
测小灯泡的额定功率的实验中,滑动变阻器应一上一下串联接入电路,实物连接如图所示:
;
(2)为了电路安全,开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P移到最大值A端;
(3)闭合开关,发现电压表指针有明显的偏转,此时的故障有两种可能:①被测部分电路断路;②其它部分电路短路.如果是其它部分短路,小灯泡会亮、电流表指针会动,故不符合要求.因此电路故障可能是:小灯泡断路;
故障排除后,再次闭合开关,发现电流表指针向左偏转,其原因是电流表的正负接线柱接反了,所以指针左偏;
(4)(2016葫芦岛物理)只测一组数据,测量结果不准确,为了使测量结果更准确,应调节滑动变阻器,改变电路电流与电阻两端电压,多测几组数据,然后求平均值,使测量值更接近于真实值,减小误差.
故答案为:(1)丙;见上图;(2)A;(3)小灯泡断路;电流表的正负接线柱接反了;(4)调节滑动变阻器,多测几组实验数据;减小误差.
【点评】本题包括了测功率和测电阻实验,考查了器材选择、电路连接、故障分析和实验中注意事项等问题,实验时要注意电表量程的选择,电表量程过大,读数、测量误差较大,量程太小,容易损坏电表,因此电表量程的选择要适当.
32.实验室有如下器材:天平(含砝码)、量筒、烧杯(2个)、弹簧测力计、合金块、细线(质量和体积不计)、足量的水(密度已知)、足量的未知液体(密度小于金属块的密度).
(1)甲组选用上述一些器材测量合金块的密度,步骤是:
①在量筒中倒入20mL水;
②把合金块浸没在量筒的水中,如图甲所示,此时液面对应示数为 40 mL;
③把天平放在水平桌面上,如图乙所示,接下来的操作是:
a. 将游码移到标尺左端零刻度线处 ;
b.向 右 (填“左”或“右”)调节平衡螺母,使天平平衡;
c.在左盘放合金块,向右盘加减砝码并移动游码使天平重新平衡,如图丙所示,合金块的质量m= 157.8g ;
④计算合金块的密度是 7.89×103 kg/m3.该实验所测密度与合金块实际的密度相比较 偏大 .(填“偏大”或“偏小”)
(2)乙组选用上述一些器材(没有天平),设计了一种测量未知液体密度的实验方案,请写出他们的实验过程.选用器材:弹簧测力计、合金块、细线、水、烧杯(2个).主要实验步骤:
①用弹簧测力计测合金块的重力G;
②用弹簧测力计测合金块浸没在未知液体中(未接触烧杯底)的示数F1;
③ 用弹簧测力计测合金块浸没在水中(未接触烧杯底)的示数F2 ;
④未知液体密度的表达式:ρ= •ρ水 .(用字母表示,已知水的密度为ρ水)
【考点】(2016葫芦岛物理)液体密度的测量.
【分析】(1)①量筒的读数:确定每一个大格和每一个小格代表的示数,读出液面对应的刻度值;
②a.把天平放在水平台上,游码移到标尺左端的零刻度;
b.调节天平的平衡螺母使天平的横梁平衡;
c.物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值;
③物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值,物体的体积等于物体浸没水前后水面对应刻度值的差,根据密度公式求出物体的密度;
(2)利用比被测液体密度大的金属块,测量金属块在空气中的重力,把金属块分别浸没在被测液体和水中,分别读出弹簧测力计的示数,分别求出金属块在被测液体和水中受到的浮力;金属块都浸没在液体中,则排开液体的体积相等,均等于物体的体积V;根据阿基米德原理,分别表示出金属块在被测液体和水中受到的浮力;根据金属块在被测液体和水中受到的浮力之比,求出被测液体的密度.
【解答】解:
(1)②由图甲可知,量筒的分度值为1ml,水和金属块的总体积为40ml;
③a. 把天平放在水平桌面上,将游码移到标尺左端零刻度线处;
b.如图乙,指针偏向分度盘的左侧,则应将平衡螺母向右端移动,使天平横梁平衡;
c.金属块的质量:m=100g+50g+5g+2.8g=157.8g.
④水的体积是20ml,则金属块的体积:V=40ml﹣20ml=20ml=20cm3,
金属块的密度:ρ===7.89g/cm3=7.89×103kg/m3.
由于先测量金属块的体积,然后测量金属块的质量,金属块上会沾有一些水,导致质量测量值偏大,所以金属块密度测量值偏大.
(2)主要实验步骤:
①用弹簧测力计测合金块的重力G;
②用弹簧测力计测合金块浸没在未知液体中(未接触烧杯底)的示数F1;
③仿照步骤②可知,该步骤为用弹簧测力计测金属块浸没在水中(未接触烧杯底)的示数F2.
④未知液体密度表达式的推导过程:
金属块都浸没在液体中,则排开液体的体积相等,均等于物体的体积V;
金属块在被测液体中受到的浮力:F浮=G﹣F1,根据阿基米德原理得:G﹣F1=ρ液gV;
金属块在水中受到的浮力:F浮'=G﹣F2,根据阿基米德原理得:G﹣F2=ρ水gV;
则金属块在被测液体和水中受到的浮力之比:
===;
所以,ρ液=•ρ水.
故答案为:
(1)②40;③a、将游码移到标尺左端零刻度线处;b、右;c、157.8g;④7.89×103;偏大;
(2)主要实验步骤:
③(2016葫芦岛物理)用弹簧测力计测金属块浸没在水中(未接触烧杯底)的示数F2;④ •ρ水 .
【点评】本题考查了测量固体、液体的密度,难点是根据浮力知识测液体的密度,具有一定的综合性.