(共19张PPT)
第二部分 题型突破·高分提能
题型一 物理学史、估测
[题型概览]
学好物理学史可以更好地掌握物理规律,了解物理规律发展的历程,能加深对物理规律的理解和掌握。常考的物理学家有伽利略、沈括、牛顿、托里拆利、阿基米德、欧姆、焦耳、奥斯特、法拉第、安培、瓦特等。该知识点通常在选择题中进行考查。
估测题是泰安中考近几年的必考题型,每年考查的知识点变化不大,都是对长度、时间、速度、温度、质量、密度、压强、电流、电压等基础物理量的考查,都来自于身边常见的事物。该题型需要学生对这些常见物理量有具体的认识,能运用到生活中。该知识点通常在选择题中进行考查。
[方法指导]
解答估测型选择题的常用方法
(1)直接判断法。
(2)单位换算法。
(3)排除法:将需要判断的物理量与自己熟悉物体的物理量比较后排除。
平时应多了解和积累一些常用的物理量及重要的物理常识。
题型二 组合式选择题
[题型概览]
泰安物理组合式选择题是一种综合性较强的题型,需要学生掌握扎实的物理知识,具备较强的分析和判断能力。通过认真审题、逐个分析选项、注意选项组合和复查答案等解题策略,可以提高解题的准确率。
[方法指导]
1.概念辨析型:主要考查学生对物理概念的理解和辨析能力。选项中会给出一些关于物理概念的描述,要求学生判断其正确性。
2.规律应用型:以物理规律为基础,给出具体的物理情境,要求学生运用规律进行分析和判断。选项中可能涉及规律的适用条件、推导过程、实际应用等方面。
3.实验探究型:结合物理实验,考查学生对实验原理、实验方法、实验数据处理等方面的掌握程度。选项中可能会涉及实验设计、实验现象、实验结论等内容。
4.计算推理型:需要学生进行一定的计算和推理,得出正确的结论。选项中可能会给出不同的计算方法、推理过程或结果,要求学生进行判断和选择。
题型三 作图题
[题型概览]
作图题是中考试题中的常见题型,它的特点是能形象、直观地反映出物理过程和物理问题的本来面目,主要考查学生的识图、作图、建构模型以及运用物理概念和规律解决实际问题的能力。分析近几年来的泰安中考物理试题,可以看出光学作图和力学作图一般以单独的作图题进行考查,而电学作图则一般在实验探究题中进行考查(设计电路、电路图的连接或错线改正等)。
[方法指导]
1.光学作图
(1)要借助工具(铅笔、刻度尺、圆规等),作图要规范。
(2)实际光线(如入射光线、反射光线、折射光线)要画实线,不是实际光线(如法线、光线的反向延长线、平面镜所成的像、像与物之间的连线)要画虚线。
(3)光线要标箭头,光线与光线之间要连接好,不要断开,同时注意箭头的方向。
(4)如光源、物点、像点有对应符号字母的要标上。
(5)法线与镜面或界面垂直,像与物之间的连线与镜面垂直,要画垂直符号。
2.力学作图
(1)力的作用点:重力的作用点在重心上,压力和支持力的作用点在接触面上,摩擦力的作用点在接触面上,一般都画在重心处。
(2)力的方向:重力的方向总是竖直向下,压力和支持力的方向与支持面垂直,摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反,绳上的拉力方向沿绳子收缩的方向。
(3)力的大小:在同一个图中,力越大,表示力的线段越长。
(4)表示力的线段要用实线。
3.电磁学作图
(1)画电路图时,电路元件符号要规范,连接导线要横平竖直,导线交叉相连处的节点要突出。
(2)电压表要并联在用电器的两端,电流表与所测电路串联。
(3)家庭电路的连接要符合安全用电的要求和原则。
(4)磁学作图时要明确磁场的方向,熟练运用安培定则。
题型四 实验题(声、光、力、热、电磁)
[题型概览]
物理学是一门以实验为基础的学科,实验题一直是中考考查的重中之重,主要考查学生的科学探究能力,对科学探究方法和意义的理解。分析近几年的中考物理试题,不难看出中考物理实验题考查的出发点主要有:一是对教材实验过程的考查,二是变换教材中常见实验的器材和实验环境进行考查,三是对操作过程和实验设计的考查,四是对实验失败原因的剖析。随着新的课程标准的颁布,中考物理实验命题已逐渐从知识、结果立意到过程、能力立意,并逐步向核心素养立意转化。
[方法指导]
1.审题清晰。认真阅读题目,理解实验的目的、原理、操作步骤和实验方法。注意题目中的细节,如使用的仪器、实验条件等。
2.基础知识扎实。掌握实验涉及的物理概念和定律,理解各物理量的意义和单位。这样才能更好地理解实验原理,分析实验数据和结论。
3.类型熟悉。对于不同类型的实验题,如直接测量型、间接测量型、探究型等,需要掌握相应的解题技巧和分析方法。
4.细节注意。在作图题中,应注意纵、横轴表示的物理量、单位、标度及坐标起点,转折点和终点都要有清楚的认识。对于电学实物图,要考虑电表量程、正负极性、变阻器接法、滑片位置等。
5.探究型实验。在探究型实验题中,要深入了解课本上的物理规律,了解探究的全过程,熟练运用各种探究方法,如“控制变量法”“等效替代法”“类比法”“科学推理法”等。
6.仪器的使用与操作。熟悉各种实验仪器的使用方法和操作步骤,如天平、游标卡尺、电流表等。注意仪器使用的注意事项和误差分析。
7.实验结论总结。根据实验数据和结论,总结实验目的、原理、操作步骤和结论。注意结论的准确性和完整性,特别是前提条件的交待,与题目要求相符合。
题型五 计算题
[题型概览]
计算题是综合考查学生对物理概念的理解及对物理规律的掌握情况的有效手段之一,是评价理论联系实际能力、分析归纳能力、演绎推理能力、运算能力高低的试金石,在中考中经常处于压轴地位,是区分度较高的一种题型。
近几年的泰安中考物理试题,计算题与实际联系越来越紧密,试题的情境素材大多来源于现代科技、新材料、新能源与信息通信等方面,注重计算的目的和意义,并致力于考查同学们在具体情境中运用物理基础知识去分析并解决实际问题的能力。有些情境以图形、新材料为载体,要求同学们能读图、识图,从图象、材料中提取信息,联系平时所学的物理知识,从多角度进行答题,关注多种能力,体现开放创新。
[方法指导]
1.首先要写“解”,代表开始作答。
2.一定要有必要的文字说明,阐明简要的解题思路。
3.计算之前一定要写物理公式。
4.公式之后不能直接写结果,要先代入数据。
5.所代的数据是物理量,单位不能省略。
6.计算过程在演算纸上完成,代入数据后,等号后面直接写计算结果。
7.数据未知的物理量,用相应的物理符号表示,不能设为“x”“y”。
8.物理解题不用除号(÷),用分式计算。
9.结果除不尽的,根据题目要求保留有效数字。
题型六 跨学科实践活动
[题型概览]
这部分题型的设计旨在发展学生跨学科运用知识的能力、分析和解决问题的综合能力、动手操作的实践能力,培养学生积极认真的学习态度和乐于实践、敢于创新的精神。题型一 物理学史、估测
[题型概览]
学好物理学史可以更好地掌握物理规律,了解物理规律发展的历程,能加深对物理规律的理解和掌握。常考的物理学家有伽利略、沈括、牛顿、托里拆利、阿基米德、欧姆、焦耳、奥斯特、法拉第、安培、瓦特等。该知识点通常在选择题中进行考查。
估测题是泰安中考近几年的必考题型,每年考查的知识点变化不大,都是对长度、时间、速度、温度、质量、密度、压强、电流、电压等基础物理量的考查,都来自于身边常见的事物。该题型需要学生对这些常见物理量有具体的认识,能运用到生活中。该知识点通常在选择题中进行考查。
[方法指导]
解答估测型选择题的常用方法
(1)直接判断法。
(2)单位换算法。
(3)排除法:将需要判断的物理量与自己熟悉物体的物理量比较后排除。
平时应多了解和积累一些常用的物理量及重要的物理常识。
题型二 组合式选择题
[题型概览]
泰安物理组合式选择题是一种综合性较强的题型,需要学生掌握扎实的物理知识,具备较强的分析和判断能力。通过认真审题、逐个分析选项、注意选项组合和复查答案等解题策略,可以提高解题的准确率。
[方法指导]
1.概念辨析型:主要考查学生对物理概念的理解和辨析能力。选项中会给出一些关于物理概念的描述,要求学生判断其正确性。
2.规律应用型:以物理规律为基础,给出具体的物理情境,要求学生运用规律进行分析和判断。选项中可能涉及规律的适用条件、推导过程、实际应用等方面。
3.实验探究型:结合物理实验,考查学生对实验原理、实验方法、实验数据处理等方面的掌握程度。选项中可能会涉及实验设计、实验现象、实验结论等内容。
4.计算推理型:需要学生进行一定的计算和推理,得出正确的结论。选项中可能会给出不同的计算方法、推理过程或结果,要求学生进行判断和选择。
题型三 作图题
[题型概览]
作图题是中考试题中的常见题型,它的特点是能形象、直观地反映出物理过程和物理问题的本来面目,主要考查学生的识图、作图、建构模型以及运用物理概念和规律解决实际问题的能力。分析近几年来的泰安中考物理试题,可以看出光学作图和力学作图一般以单独的作图题进行考查,而电学作图则一般在实验探究题中进行考查(设计电路、电路图的连接或错线改正等)。
[方法指导]
1.光学作图
(1)要借助工具(铅笔、刻度尺、圆规等),作图要规范。
(2)实际光线(如入射光线、反射光线、折射光线)要画实线,不是实际光线(如法线、光线的反向延长线、平面镜所成的像、像与物之间的连线)要画虚线。
(3)光线要标箭头,光线与光线之间要连接好,不要断开,同时注意箭头的方向。
(4)如光源、物点、像点有对应符号字母的要标上。
(5)法线与镜面或界面垂直,像与物之间的连线与镜面垂直,要画垂直符号。
2.力学作图
(1)力的作用点:重力的作用点在重心上,压力和支持力的作用点在接触面上,摩擦力的作用点在接触面上,一般都画在重心处。
(2)力的方向:重力的方向总是竖直向下,压力和支持力的方向与支持面垂直,摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反,绳上的拉力方向沿绳子收缩的方向。
(3)力的大小:在同一个图中,力越大,表示力的线段越长。
(4)表示力的线段要用实线。
3.电磁学作图
(1)画电路图时,电路元件符号要规范,连接导线要横平竖直,导线交叉相连处的节点要突出。
(2)电压表要并联在用电器的两端,电流表与所测电路串联。
(3)家庭电路的连接要符合安全用电的要求和原则。
(4)磁学作图时要明确磁场的方向,熟练运用安培定则。
题型四 实验题(声、光、力、热、电磁)
[题型概览]
物理学是一门以实验为基础的学科,实验题一直是中考考查的重中之重,主要考查学生的科学探究能力,对科学探究方法和意义的理解。分析近几年的中考物理试题,不难看出中考物理实验题考查的出发点主要有:一是对教材实验过程的考查,二是变换教材中常见实验的器材和实验环境进行考查,三是对操作过程和实验设计的考查,四是对实验失败原因的剖析。随着新的课程标准的颁布,中考物理实验命题已逐渐从知识、结果立意到过程、能力立意,并逐步向核心素养立意转化。
[方法指导]
1.审题清晰。认真阅读题目,理解实验的目的、原理、操作步骤和实验方法。注意题目中的细节,如使用的仪器、实验条件等。
2.基础知识扎实。掌握实验涉及的物理概念和定律,理解各物理量的意义和单位。这样才能更好地理解实验原理,分析实验数据和结论。
3.类型熟悉。对于不同类型的实验题,如直接测量型、间接测量型、探究型等,需要掌握相应的解题技巧和分析方法。
4.细节注意。在作图题中,应注意纵、横轴表示的物理量、单位、标度及坐标起点,转折点和终点都要有清楚的认识。对于电学实物图,要考虑电表量程、正负极性、变阻器接法、滑片位置等。
5.探究型实验。在探究型实验题中,要深入了解课本上的物理规律,了解探究的全过程,熟练运用各种探究方法,如“控制变量法”“等效替代法”“类比法”“科学推理法”等。
6.仪器的使用与操作。熟悉各种实验仪器的使用方法和操作步骤,如天平、游标卡尺、电流表等。注意仪器使用的注意事项和误差分析。
7.实验结论总结。根据实验数据和结论,总结实验目的、原理、操作步骤和结论。注意结论的准确性和完整性,特别是前提条件的交待,与题目要求相符合。
题型五 计算题
[题型概览]
计算题是综合考查学生对物理概念的理解及对物理规律的掌握情况的有效手段之一,是评价理论联系实际能力、分析归纳能力、演绎推理能力、运算能力高低的试金石,在中考中经常处于压轴地位,是区分度较高的一种题型。
近几年的泰安中考物理试题,计算题与实际联系越来越紧密,试题的情境素材大多来源于现代科技、新材料、新能源与信息通信等方面,注重计算的目的和意义,并致力于考查同学们在具体情境中运用物理基础知识去分析并解决实际问题的能力。有些情境以图形、新材料为载体,要求同学们能读图、识图,从图象、材料中提取信息,联系平时所学的物理知识,从多角度进行答题,关注多种能力,体现开放创新。
[方法指导]
1.首先要写“解”,代表开始作答。
2.一定要有必要的文字说明,阐明简要的解题思路。
3.计算之前一定要写物理公式。
4.公式之后不能直接写结果,要先代入数据。
5.所代的数据是物理量,单位不能省略。
6.计算过程在演算纸上完成,代入数据后,等号后面直接写计算结果。
7.数据未知的物理量,用相应的物理符号表示,不能设为“x”“y”。
8.物理解题不用除号(÷),用分式计算。
9.结果除不尽的,根据题目要求保留有效数字。
题型六 跨学科实践活动
[题型概览]
这部分题型的设计旨在发展学生跨学科运用知识的能力、分析和解决问题的综合能力、动手操作的实践能力,培养学生积极认真的学习态度和乐于实践、敢于创新的精神。
题型突破专项卷(一) 物理学史、估测 组合式选择题
一、物理学史、估测
1.通过不断实验,提出原子核式结构模型的科学家是( )
A.卢瑟福 B.牛顿
C.哥白尼 D.开普勒
A [1911年,卢瑟福根据α粒子散射实验的结果,提出了原子核式结构模型,原子由带正电的原子核与带负电的电子组成,电子绕原子核旋转运动,故A符合题意。故选A。]
2.“一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态。”历史上首先发表这一规律的物理学家是( )
A.牛顿 B.爱因斯坦
C.伽利略 D.阿基米德
A [牛顿总结了笛卡尔、伽利略等人的研究成果,概括出牛顿第一定律:一切物体在不受外力时,总保持匀速直线运动状态或静止状态,综上分析知,A符合题意。故选A。]
3.(2024·泰安期中)下列估测的数据中最符合实际的是( )
A.全新的2B铅笔长约10 dm
B.一般自行车的行驶速度约为100 m/s
C.普通中学生100 m短跑成绩约为8 s
D.物理课本的宽度约为18 cm
D [一支刚买的2B铅笔,其长度在18 cm左右,故A不符合题意;自行车的行驶速度约为5 m/s,不可能达到100 m/s,故B不符合题意;男子百米世界纪录略小于10 s,中学生百米赛跑的成绩在14 s左右,故C不符合题意;初中物理课本的宽度大约为18 cm,故D符合题意。故选D。]
4.下列对生活中常见数据的估测,最符合实际的是( )
A.人步行的速度约为5 m/s
B.全新的2B铅笔长约为18 cm
C.人体感觉最舒适的环境温度约为36 ℃
D.一元硬币的质量约为100 g
B [人正常步行的速度在4 km/h=4× m/s≈1.1 m/s,故A不符合题意;中学生伸开手掌,大拇指指尖到中指指尖的距离大约15 cm,全新2B铅笔长度略大于此数值,在18 cm 左右,故B符合题意;人的体温在37 ℃左右,感觉舒适的温度在23 ℃左右,故C不符合题意;一枚一元硬币的质量是6 g,故D不符合题意。故选B。]
5.(2024·泰安二模)宽敞明亮的教室是学生在校期间学习、生活的主场地。对教室内常见物品的估测,最符合实际的是( )
A.刚跑完1 000 m的同学心跳一次约为0.2 s
B.讲桌上的一支粉笔质量约为20 g
C.光在教室的空气内传播速度约为3×105 m/s
D.上课时老师讲课的声音约为10 dB
B [根据生活实际可知,刚跑完1 000米的同学心跳一次约为0.5 s,故A不符合题意;讲桌上的一支粉笔质量约为20 g,故B符合题意;光在教室的空气内传播速度约为3×108 m/s,故C不符合题意;根据生活实际可知,上课时老师讲课的声音约为50 dB,故D不符合题意。故选B。]
6.(2024·泰安一模)下列有关物理量的估测,最符合实际的是( )
A.托起一个鸡蛋的力约为1 N
B.一名普通中学生站在水平地面上时,对地面的压强约为104 Pa
C.普通全新2B铅笔的长度约为18 dm
D.汽车在高速公路上正常行驶的速度约为100 m/s
B [托起两个鸡蛋的力约为1 N,故A不符合题意;中学生的体重在G=500 N左右,站在水平地面上时,受力面积约为S=500 cm2=0.05 m2,对地面的压强p====1.0×104 Pa,故B符合题意;普通全新2B铅笔的长度约为18 cm,故C不符合题意;汽车在高速公路上正常行驶的速度约为100 km/h,故D不符合题意。故选B。]
7.(2024·泰安期末)下列估测数据中,最接近生活实际的是( )
A.一本八年级物理课本的重力约为100 N
B.托起两个鸡蛋的力约为10 N
C.泰山山顶上的大气压强约为1.8×105 Pa
D.一名普通中学生从一楼走到二楼克服重力做的功约为1 500 J
D [一本八年级物理课本的质量约为250 g=0.25 kg,所受的重力为G=mg=0.25 kg×10 N/kg=2.5 N,故A不符合题意;托起两个鸡蛋的力约为1 N,故B不符合题意;大气压随高度的增加而降低,所以泰山山顶上的大气压强小于1标准大气压,即小于1×105 Pa,故C不符合题意;一名普通中学生重约500 N,从一楼走到二楼上升的高度约为3 m,克服重力做的功大约是W=Gh=500 N×3 m=1 500 J,故D符合题意。故选D。]
8.(2024·泰安期末)如图所示,人用力将两个鸡蛋提高1 m,所做的功大约是( )
A.2 N B.2 W
C.1 J D.1 Pa
C [两个鸡蛋的重力在1 N左右,由W=Fs可知,将两个鸡蛋举高1 m所做的功W=Fs=Gh=1 N×1 m=1 J,故C符合题意。故选C。]
9.(2024·泰安三模)以下估测数据最接近实际的是( )
A.初中生跑100 m所用的时间约为9 s
B.夏季人们感觉比较舒服的温度约为35 ℃
C.家用电冰箱正常的工作电流约为5 A
D.一名普通中学生身体的体积约为0.05 m3
D [初中生跑100 m所用的时间约为14 s,故A不符合题意;人体的正常体温是37 ℃,因此夏季人们感觉比较舒服的温度约为26 ℃,故B不符合题意;家用电冰箱正常的工作电流约为2 A,故C不符合题意;一名普通中学生身体的质量约为50 kg,人的密度与水接近,因此体积约为V===0.05 m3,故D符合题意。故选D。]
10.(2024·泰安二模)下列估测最接近生活实际的是( )
A.成人正常步行速度约1.1 m/s
B.一个鸡蛋的质量是500 mg
C.人体的安全电压是36 V
D.九年级物理教材的长度约为26 dm
A [人步行的速度在4 km/h≈1.1 m/s左右,故A符合题意;一个鸡蛋的质量约为50 g,比500 mg=0.5 g大得多,故B不符合题意;人体的安全电压是不高于36 V,故C不符合题意;九年级物理教材的长度约为26 cm,故D不符合题意。故选A。]
11.(2024·泰安一模)“估测”是物理学中常用的一种方法,下列估测最符合实际的是( )
A.一枚鸡蛋所受重力约为5 N
B.八年级物理课本的长度约为25 cm
C.一台空调的功率约为300 W
D.泰山顶上的大气压约为1.01×106 Pa
B [一枚鸡蛋的质量在50 g=0.05 kg左右,受到的重力为G=mg=0.05 kg×10 N/kg=0.5 N左右,故A不符合题意;一根筷子的长度在25 cm左右,八年级物理课本的长度与此差不多,在25 cm左右,故B符合题意;家用空调的额定功率在1 000 W以上,故C不符合题意;大气压随海拔高度的增加而减小,泰山顶上的大气压小于1.0×105 Pa,故D不符合题意。故选B。]
12.(2024·泰安三模)下列数据符合生活实际的是( )
A.山东夏季平均温度约为40 ℃
B.家用空调的电功率约为200 W
C.教室内课桌高约为70 dm
D.成年人步行的速度约为4 km/h
D [山东夏季高温炎热,但最高气温一般不超过40 ℃,所以平均温度更不可能达到40 ℃,故A不符合题意;家用空调属于大功率用电器,正常工作的电流在5 A左右,其功率在P=UI=220 V×5 A=1 100 W左右,故B不符合题意;中学生的身高在160 cm左右,课桌的高度大约是中学生身高的一半,在80 cm=8 dm左右,故C不符合题意;成年人正常步行的速度在1.1 m/s=1.1×3.6 km/h≈4 km/h,故D符合题意。故选D。]
13.(2024·泰安二模)关于生活中一些物理量的估测,下列数据最接近实际的是( )
A.一名中学生站立时对水平地面的压强约为1.25×105 Pa
B.家用空调正常工作时电流约5 A
C.冰箱冷冻室的温度约为20 ℃
D.一瓶500 mL的矿泉水质量约为500 kg
B [一名中学生重约500 N,站立时地面受力面积约为=5×10-2 m2,中学生对水平地面的压强约为p====1×104 Pa,故A不符合题意;家用空调是大功率用电器,功率约1 000 W,正常工作时电流约I===4.5 A,接近5 A,故B符合题意;冰箱冷冻室的温度约为-20 ℃,故C不符合题意;一瓶500 mL的矿泉水质量约为500 g,故D不符合题意。故选B。]
14.(2024·泰安二模)下列数据中最接近事实的是( )
A.我们所用物理教材的厚度约为5 cm
B.一部手机的质量大约180 g
C.洗澡水的温度是80 ℃
D.高速列车的最大速度已达到1 000 m/s
B [我们所用物理教材的厚度在1 cm以内,达不到5 cm,故A不符合题意;根据常见物体的质量可知,一部手机的质量大约180 g,故B符合题意;洗澡水的温度应略高于人的体温,42~45 ℃较适合,80 ℃的水做洗澡水太热,故C不符合题意;声音在空气中的传播速度约为340 m/s,高速列车的速度不大于340 m/s,更不可能达到1 000 m/s,故D不符合题意。故选B。]
15.(2024·泰安二模)下列对生活中常见物理量的估测,最接近实际的是( )
A.成年人正常步行的速度约为1.1 km/h
B.一名普通中学生的质量约为50 kg
C.人的正常体温约为38 ℃
D.一盏普通家用节能灯的正常工作电流约为1 A
B [成年人正常步行的速度约为1.1 m/s,故A不符合题意;一名普通中学生的质量约为50 kg,故B符合题意;人的正常体温约为37 ℃,且变化幅度很小,故C不符合题意;一盏普通家用节能灯的正常工作电流约为0.2 A,故D不符合题意。故选B。]
16.(2024·泰安二模)下列数据最符合实际的是( )
A.人体安全电压为不高于220 V
B.实验室用小灯泡的电流为0.2 A
C.一个中学生体积为50 m3
D.吹风机吹热风时电功率约为50 W
B [人体安全电压为不高于36 V,故A不符合题意;实验室用小灯泡的电流很小,约为0.2 A,故B符合题意;人体密度与水接近,约为1×103 kg/m3,一个中学生质量约为50 kg,体积约为V===0.05 m3,故C不符合题意;吹风机吹热风时电功率约为500 W,故D不符合题意。故选B。]
二、组合式选择题
1.(2024·泰安期末)甲、乙两车在同一平直路面上由南向北运动,其路程—时间图象如图所示,则( )
①开始时,甲、乙两车相距60 m ②以乙为参照物,甲一定向北运动 ③由图可知,甲车运动的速度始终大于乙车运动的速度 ④t=3 s时,甲和乙的速度相等,速度均为30 m/s
A.只有①②③正确 B.只有①②④正确
C.只有①③④正确 D.只有②③④正确
A [开始时,甲车从原点出发,乙车从距离甲车60 m 的位置出发,则甲、乙相距60 m,故①正确;由题图可知,前3 s内,甲车运动的路程s甲=90 m,乙车运动的路程s乙=90 m-60 m=30 m,则甲车的速度v甲===30 m/s,乙车的速度v乙===10 m/s,甲车的速度比较大,两车在同一平直路面上由南向北运动,以乙为参照物,甲向北运动;由题图可知,s-t图象都是一条斜线,则两车做的都是匀速直线运动,甲车运动的速度始终大于乙车运动的速度,t=3 s时,甲和乙的速度不相等,故②③正确,④错误,故A符合题意。故选A。]
2.(2024·泰安期末)下列如图所示的现象中,说法正确的是( )
①图甲:吹笛子时,按住不同的气孔是为了改变声音的音色 ②图乙:闹钟放在真空罩里听不见铃声,说明声音只能通过空气传播 ③图丙:道路旁的隔音墙可以在传播过程中减弱噪声 ④图丁:医生用听诊器为病人检查身体,是利用声音传递能量
A.只有③正确 B.只有①②正确
C.只有②③正确 D.①②③④都正确
A [题图甲:吹笛子时,按住不同的气孔,是为了改变声音的音调,①错误;题图乙:闹钟放在真空罩里听不见铃声,说明真空不能传声,②错误;题图丙:道路旁的隔音墙,在传播过程中阻碍声音的传播,可以在传播过程中减弱噪声,③正确;题图丁:医生用听诊器为病人检查身体,是利用声音传递信息,④错误。综合上述分析,A正确。故选A。]
3.(2024·泰安期中)智能手机为人们的生活带来便利,手机扫描二维码支付已成为时下快捷、方便的支付方式。下列说法错误的是( )
①二维码是光源 ②二维码发生的是镜面反射 ③二维码反射的光在空气中的传播速度为340 m/s ④二维码的黑色部分能反射所有色光
A.①②③④ B.①②④
C.③④ D.①②③
A [自身能发光的物体称为光源,二维码本身不发光,因此二维码不是光源,故①符合题意;二维码表面粗糙,发生的是漫反射,故②符合题意;光在空气中的传播速度约为3×108 m/s,所以反射的光在空气中的传播速度约为3×108 m/s,故③符合题意;不透明物体的颜色由物体反射的色光决定的,白色反射所有的色光,黑色吸收所有的色光,彩色物体只反射和物体相同的色光,二维码的黑色部分能吸收所有色光,故④符合题意。故选A。]
4.(2024·泰安三模)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、焦距为10 cm的凸透镜、光屏位置如图所示时,光屏上恰好呈现烛焰清晰的像。下列说法正确的是( )
①若飞来一只小虫落在凸透镜上,遮住凸透镜的部分区域,则光屏上烛焰的像不再完整 ②投影仪就是利用这一规律成像的 ③用焦距为8 cm的凸透镜替换该透镜后,仅将光屏左移,能成清晰的像 ④将蜡烛放置在35 cm刻度处,仅向右移动光屏,能得到清晰、倒立、放大的实像
A.只有①④正确 B.只有③④正确
C.只有②③正确 D.只有④正确
B [若飞来一只小虫落在凸透镜上,遮住凸透镜的部分区域,则透镜的其它部位能使光线透过,光屏上烛焰的像仍完整,但由于透过的光线减少,像比以前暗一些,故①错误;如题图,物距大于像距,此时成倒立、缩小的实像,照相机就是利用这一规律成像的,故②错误;蜡烛、凸透镜位置不动,用焦距为8 cm的凸透镜替换该透镜,相当于增大了物距,要想在光屏上成清晰的像,要减小像距,即光屏向左移动,所以光屏若不移动,就不再成清晰的像,故③正确;将蜡烛放置在35 cm刻度处,物距在一倍焦距与二倍焦距之间,像应成在二倍焦距以外,而光屏到凸透镜的距离为 15 cm,仅向右移动光屏,能得到清晰、倒立、放大的实像,故④正确。故选B。]
5.(2024·泰安一模)如图所示,用6 N的水平拉力F拉动木板A在水平地面上向右匀速运动,物体B相对地面静止不动,弹簧测力计示数为2 N,下列说法正确的是( )
①必须使木板A做匀速运动才能测出B受到的摩擦力 ②A对B的摩擦力大小为2 N,方向水平向右 ③B对A的摩擦力大小为4 N,方向水平向左 ④地面对A的摩擦力大小为4 N,方向水平向左
A.只有①③ B.只有①④
C.只有②③ D.只有②④
D [拉动木板时,B始终处于静止状态,滑动摩擦力的大小与运动速度无关,所以实验中可以不匀速拉动A,故①错误;因B静止时处于平衡状态,水平方向受到的测力计向左的拉力和A对B向右的摩擦力是一对平衡力,所以,A对B水平向右的摩擦力fA对B=F示=2 N,故②正确;因A对B的摩擦力和B对A的摩擦力是一对相互作用力,所以B对A的摩擦力方向水平向左,大小为2 N,故③错误;因物体A做匀速直线运动,其受到水平向右的拉力和B对A向左的摩擦力、地面对A向左的摩擦力处于平衡状态,则地面对A水平向左的摩擦力f地=F-fB对A=6 N-2 N=4 N,故④正确。故选D。]
6.(2024·泰安一模)水平桌面上甲、乙两个质量和底面积均相同的容器中分别盛有适量的水,将两个体积相等、密度不同的小球A、B分别放入两个容器中,静止时两容器中水面高度相同,如图所示。下列说法正确的是( )
①A球的密度小于B球的密度 ②A球受到的浮力大于B球受到的浮力 ③甲容器底受到水的压力等于乙容器底受到水的压力 ④甲容器对桌面的压力一定小于乙容器对桌面的压力
A.只有①②④ B.只有①③
C.只有①③④ D.只有③④
C [A漂浮,可知A球的密度小于水的密度,B悬浮,可知B球的密度等于水的密度,故A球的密度小于B球的密度,①正确;A与B体积相等,由题图可知A排开水的体积小于B排开水的体积,根据F浮=ρgV排可知A球受到的浮力小于B球受到的浮力,②错误;两容器水面相平即容器底部距液面深度h相同,根据液体压强计算公式p=ρgh可知,p甲=p乙,容器的底面积相同,根据F=pS可知甲容器底受到水的压力等于乙容器底受到水的压力,③正确;已知水对容器底的压力相等,由于甲容器底与口面积相等,甲中水对容器底的压力等于重力,乙的开口大,有一部分液体压在了容器侧壁,液体对容器底的压力小于重力,所以乙中水和物体的总重力大于甲中水和物体的总重力,又因为容器质量相同,所以甲对桌面的压力小于乙对桌面的压力,④正确。故C符合题意。故选C。]
7.创新小组自制简易“浸没式液体密度计”,过程为:a:将一实心小球悬挂在弹簧测力计下方,示数如图甲所示;b:将小球浸没在水中,弹簧测力计示数如图乙所示;c:将小球浸没在某未知液体中,弹簧测力计示数如图丙所示。已知ρ水=1×103 kg/m3,g取 10 N/kg,则下列判断( )
①该小球的体积为1.2×10-4 m3 ②该小球的密度为5×103 kg/m3 ③该液体的密度为2.5×103 kg/m3 ④该密度计的最大测量值为5×103 kg/m3
A.只有②③正确 B.只有①②正确
C.只有①④正确 D.只有②④正确
D [由题图甲可知金属球的重力G=5 N,则小球的质量m===0.5 kg,由题图乙可知弹簧测力计的示数为F1=4 N,根据称重法可知小球在水中受到的浮力F浮1=G-F1=5 N-4 N=1 N,由于小球处于浸没状态,则根据F浮=ρ液gV排可得小球的体积V=V排1===1×10-4 m3,故①错误;小球的密度ρ===5×103 kg/m3,故②正确;由题图丙可知弹簧测力计的示数为F2=3 N,根据称重法可知小球在液体中受到的浮力F浮2=G-F2=5 N-3 N=2 N,由于小球处于浸没状态,则根据F浮=ρ液gV排可得液体的密度ρ液===2×103 kg/m3,故③错误;当测力计的示数为零时,所测的液体密度最大,则小球在密度最大的液体中受到的浮力F浮max=G-0=5 N-0=5 N,则根据F浮=ρ液gV排可得液体的最大密度ρmax===5×103 kg/m3,故④正确。故选D。]
8.(2024·泰安期末)如图甲所示,物块M放在水平面上,力F沿水平方向拉动物块做直线运动,拉力F的大小与时间t的关系如图乙所示,物块M移动的距离s与时间t的关系如图丙所示。下列说法中正确的是( )
①物块M在0~2 s内速度为2.5 m/s ②物块M在2~4 s内所受摩擦力大小为0 ③拉力F在2~4 s内做功为25 J ④拉力F在 0~2 s内做功的功率为25 W
A.只有①②③正确 B.只有③④正确
C.只有①③正确 D.只有①④正确
D [由题图丙可知,0~2 s内路程—时间图象是一条过原点的直线,说明物块做匀速直线运动,速度为v===2.5 m/s,故①正确;由题图丙可知,2~4 s内物块移动的距离为0,说明物块处于静止状态,受力平衡,摩擦力等于拉力,由题图乙可知,此时拉力为5 N,所以摩擦力为5 N,故②错误;物块在2~4 s内移动距离为0,由W=Fs可知,拉力F在2~4 s内做功为0,故③错误;拉力F在0~2 s内做功的功率P=Fv=10 N×2.5 m/s=25 W,故④正确。故选D。]
9.(2024·泰安三模)如图甲所示,某同学利用滑轮组将 4 kg 的实心正方体物块从空气中匀速缓慢的放入水中(图中柱形容器足够高),绳子末端拉力F随正方体浸入水中的深度h变化的关系如图乙。不计绳重和摩擦,g取10 N/kg,下列选项正确的是( )
①动滑轮的重力为10 N ②物块浸没在水中时受到的浮力为5 N ③物块的密度为4 g/cm3 ④物块浸没后在水中匀速下降时,该滑轮组的机械效率为75%
A.只有①② B.只有①③
C.只有②④ D.只有①③④
D [物块的重力为G=mg=4 kg×10 N/kg=40 N,由题图乙可知,物块在空气中时,绳子自由端的拉力F1=25 N,由题图甲可知绳子承重段数n=2,因为不计绳重和摩擦时F1=(G+G动),所以动滑轮的重力为G动=nF1-G=2×25 N-40 N=10 N,故①正确;由题图乙可知,物块浸没在水中时,绳子自由端的拉力F2=20 N,不计绳重和摩擦,由F2=(F拉+G动)可知,物块浸没在水中时受到的拉力为F拉=nF2-G动=2×20 N-10 N=30 N,因为物块浸没在水中时受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和浮力,所以物块浸没在水中时受到的浮力为F浮=G-F拉=40 N-30 N=10 N,故②错误;由F浮=ρ液gV排可知,物块浸没在水中时排开水的体积为V排===1×10-3 m3,因为物块浸没在水中,所以物块的体积为V=V排=1×10-3 m3,则物块的密度为ρ===4×103 kg/m3=4 g/cm3,故③正确;物块浸没后在水中匀速下降时,滑轮组的机械效率为η=====×100%=75%,故④正确。因此只有①③④正确。故选D。]
10.(2024·泰安二模)如图甲所示,电源电压为5 V,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~15 V。在保证所有元件安全的情况下,只闭合开关S、S1,最大范围移动滑动变阻器R1滑片,绘制出电流表示数与电压表示数关系的图象,如图乙所示。只闭合开关S、S2,最大范围移动滑动变阻器R2滑片,绘制出电压表示数与滑动变阻器R2接入电路中阻值关系的图象,如图丙所示。下列判断正确的是( )
①滑动变阻器R1的最大阻值为20 Ω ②灯泡的额定功率为1.5 W ③以上两种情况,电路最大功率为2.5 W ④只闭合开关S、S2,灯泡正常发光时R2连入电路的阻值是10 Ω
A.①③ B.①②③
C.②④ D.①②③④
B [只闭合开关S、S1,灯泡与滑动变阻器R1串联,电压表测R1两端的电压,根据串联电路的分压原理可知,当滑动变阻器R1接入电路的电阻最大时,滑动变阻器R1两端的电压最大,由题图乙可知,滑动变阻器R1两端的最大电压为U1大=4 V,通过的最小电流为I1小=0.2 A,由欧姆定律可知,滑动变阻器R1的最大阻值为R1大===20 Ω,故①正确;只闭合开关S、S1,当灯泡正常发光时,电路中的电流最大,由题图乙可知此时电路中电流为I1大=0.5 A,即灯泡的额定电流为I额=I1大=0.5 A,只闭合开关S、S2,灯泡与滑动变阻器R2串联,电压表测R2两端的电压,当灯泡正常发光时电路中的电流最大,由欧姆定律可知,此时滑动变阻器R2接入电路的电阻最小,由串联电路的分压原理可知,滑动变阻器R2两端电压最小,由题图丙可知此时滑动变阻器R2两端的电压为U2=2 V,由串联电路的电压特点可知,灯泡额定电压为U额=U-U2=5 V-2 V=3 V,所以灯泡的额定功率为P额=U额I额=3 V×0.5 A=1.5 W,故②正确;由P=UI可知,电源电压一定时,电路中的电流最大时,电路的电功率最大,由题意可知,两次电路中灯泡正常发光时电路中的电流最大,因此两次电路中的最大电流都等于灯泡的额定电流,所以两次电路消耗的最大功率为P=UI额=5 V×0.5 A=2.5 W,故③正确;只闭合开关S、S2,灯泡正常发光时,由题图丙可知此时滑动变阻器R2两端的电压为U2=2 V,通过R2的电流为I2=I1大=0.5 A,由欧姆定律可知,R2接入的电阻为R2===4 Ω,故④错误。故B正确。故选B。]
11.(2024·泰安二模)如图所示,对于图中描述的物理现象,下列分析正确的是( )
①图甲:水蒸气把塞子推出去时,水蒸气的内能减小,部分内能转化为塞子的机械能 ②图乙:红墨水在热水中比在冷水中扩散得快,说明温度越高,分子无规则运动越剧烈 ③图丙:注射器里装入一些空气,用手可以推动活塞将空气压缩,说明分子之间不存在斥力 ④图丁:用电加热器(稳定热源)给食用油加热,随着温度的升高,食用油的内能减少
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
A [甲:水蒸气把塞子推出去时,对塞子做功,水蒸气的内能减小,部分内能转化为塞子的机械能,故①正确;乙:分子热运动受温度影响,题图乙中红墨水在热水中比在冷水中扩散得快,说明温度越高,分子无规则运动越剧烈,故②正确;丙:用手可以推动活塞将空气压缩,是因为分子之间的间隙比较大,并不能说明分子之间不存在斥力,故③错误;丁:用电加热器(稳定热源)给食用油加热,随着温度的升高,食用油不断吸收热量,内能增加,故④错误。故A正确。故选A。]
12.(2024·泰安期末)下列关于图中电磁现象的描述,正确的是( )
①图甲是电动机的工作原理 ②图乙,当电磁继电器的开关S闭合时,红灯亮 ③图丙是奥斯特发现的磁生电现象 ④图丁,动圈式话筒是利用电磁感应的原理工作的
A.只有①③ B.只有②④
C.只有②③ D.只有①④
D [题图甲为通电导体在磁场中受到力的作用,是电动机的工作原理图,故①正确;题图乙中,当电磁继电器的开关S闭合时,电磁铁有磁性,衔铁被吸下,绿灯接通,绿灯亮,故②错误;题图丙中,通电导线周围存在磁场,这是奥斯特发现的电流的磁效应,故③错误;动圈式话筒的原理是闭合回路的部分导体做切割磁感线运动,电路中产生感应电流,与发电机相同,是电磁感应现象,故④正确。故D正确。故选D。]
13.(2024·泰安二模)如图所示的家庭电路,闭合开关,电灯、电热壶均正常工作,三孔插座接入电饭煲,电饭煲正常工作几秒后,C、D间出现断路。下列说法( )
①电灯仍正常发光 ②用试电笔测A、B、E、F点,氖管均能发光 ③电热壶仍正常工作 ④取下电饭煲,用试电笔测三孔插座的左右两孔,氖管均能发光
A.只有②③正确 B.只有①④正确
C.只有①②④正确 D.只有②③④正确
B [如题图所示的家庭电路,闭合开关,电灯、电热壶均正常工作,三孔插座接入电饭煲,电饭煲正常工作几秒后,CD间出现断路。因为断路出现在CD间,由题图可知,电灯所在支路完好,即电灯仍能正常发光,故①正确;因为断路出现在零线CD间,开关闭合,则A、B、E点都与火线连接,用试电笔测A、B、E点,氖管均能发光,但F点与零线连接,所以用试电笔测F点时,氖管不能发光,故②错误;因为断路出现在CD间,电热壶所在支路零线断路,不能构成回路,所以电热壶不能正常工作,故③错误;因为断路出现在零线CD间,用试电笔测三孔插座的左右两孔,氖管均能发光,故④正确。综上所述,只有①④正确。故选B。]
题型突破专项卷(二) 作图题
题型一 光学作图
考向1 光的直线传播
1.(2024·泰安期末)“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉,如图甲所示,枯井中的青蛙位于井底“坐井观天”。请在图乙中画出青蛙(眼睛用点O表示)通过井口观察到的天空范围的光路图。
[解析] 题图乙中O点是青蛙的位置,将O点与井口左边的端点相连成一直线,再将O点与井口右边的端点相连成一直线,然后在直线上标出箭头,即得到两条射向青蛙眼睛的光线,这两条光线就决定了青蛙的观察范围。
[答案] 如图所示
考向2 光的反射
2.如图所示,一束光线与镜面成30°角射向平面镜。请作出反射光线并标出反射角的度数。
[解析] 入射光线与平面镜的夹角为30°,所以入射角为90°-30°=60°,反射角等于入射角,故反射角也为60°,在法线的右侧画出反射光线。
[答案] 如图所示
3.图甲为某潜水艇观察员通过潜望镜观察到海面一艘军舰的情形,图乙为此艘军舰反射的一束光水平射入潜望镜镜口后,通过潜望镜进入潜水艇观察员的眼睛中的情形。请画出光的传播路径。
[解析] 潜望镜内平面镜与水平面成45°角,由光的反射定律可知,反射光线与入射光线垂直;根据光的反射定律,过反射点作竖直向下的反射光线,再过二次反射点作垂直于入射光线的反射光线。
[答案] 如图所示
考向3 平面镜成像
4.(2024·泰安一模)如图所示是光源S发出的两条入射光线经平面镜反射后的两条反射光线,请你作出光源S的位置。(保留作图痕迹)
[解析] 两条反射光线的反向延长线会聚在一点,这点是光源S在平面镜中的像点S′,而像与物到平面镜的距离相等,据此作出光源S的位置。
[答案] 如图所示
5.如图所示,小明的房间里有一面大的穿衣镜,小明在房间里面写作业,当妈妈从外面进入到图示位置时,即使隔着木屏风。小明也能从平面镜里看到妈妈,请作出成像光路图(小明和妈妈的位置用“。”表示)。
[解析] 在镜中作出妈妈的像,连接小明和妈妈在镜中的像,与镜面相交于一点,这就是反射点。连接妈妈与反射点并标出光的传播方向为入射光线,连接反射点与小明并标出光的传播方向为反射光线。
[答案] 如图所示
考向4 光的折射
6.如图所示,一束光从水里斜射入空气中,请在图中画出反射光线和大致的折射光线。
[解析] 光由水中斜射向空气中,在界面发生反射,由光的反射特点,反射角等于入射角,作出反射光线;由于从水中斜射向空气中,由光的折射特点可知,折射角大于入射角,作出折射光线。
[答案] 如图所示
7.如图所示,眼睛看到水中的A物体的像在B处,请画出人眼看到A物体像的光路图。
[解析] 人之所以能看到水中的物体,是由于物体反射的光线经水面折射后进入人眼,因此光的传播方向大致为A→眼睛;物体的像是人眼逆着折射光线看到的,所以直接连接B与眼睛,与水面的交点O即为入射点;连接AO即为入射光线,连接O与眼睛为折射光线。
[答案] 如图所示
8.如下图,光从空气射入玻璃中时,完成折射光路图。
[解析] 题图中是光从空气斜射入玻璃,根据折射规律知,折射角小于入射角,先画出法线,然后画出折射光线。
[答案] 如图所示
考向5 透镜对光线的作用
9.(2024·泰安三模)如图所示,请根据两条入射光线分别画出经过凹透镜折射后的光线。
[解析] 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;过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变,据此画出两条入射光线的折射光线。
[答案] 如图所示
10.(2024·泰安期末)请根据凸透镜对光线的作用,将如图所示的光路图补充完整。
[解析] 经过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。
[答案] 如图所示
题型二 力学作图
考向1 单一力的作图
11.画出吸附在竖直磁性黑板上静止的黑板擦(重2 N)所受摩擦力的图示。
[解析] 吸附在竖直磁性黑板上的黑板擦处于静止状态,相对于黑板没有运动,但是在重力作用下,黑板擦相对于黑板有向下运动的趋势,所以受竖直向上的摩擦力。黑板擦受竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力处于静止状态,受到的这两个力是一对平衡力,两个力的大小相等,即f=G=2 N。
[答案] 如图所示
12.(2024·泰安期中)如图所示,一小球在水中静止,请画出该小球所受浮力的示意图。
[解析] 小球漂浮,所受浮力的方向竖直向上,作用点在球心。
[答案] 如图所示
考向2 两个力的作图
13.如图所示是网球拍在击球的瞬间照片,请在图中画出此时网球所受力的示意图。(忽略空气阻力和摩擦)
[解析] 网球拍在击球的瞬间,由于不计空气阻力和摩擦力,网球受到球拍的弹力和自身重力的作用,作用点在重心上,并且重力的方向是竖直向下的,弹力方向与球拍垂直并且指向球被弹出的方向(斜向上方)。
[答案] 如图所示
14.如图甲是某超市自动扶梯工作的情境,小丽站在自动扶梯上随扶梯匀速上行,请在图乙中画出小丽的受力示意图,点O是小丽的重心。
[解析] 小丽随自动扶梯一同匀速上行,相对于扶梯静止,处于平衡状态,根据二力平衡可知,其受到的支持力等于重力。
[答案] 如图所示
15.如图所示,请画出从斜面底端被弹簧弹出后的木块沿光滑斜面向上滑行过程中受到的力。
[解析] 木块沿光滑斜面向上滑行过程中受到竖直向下的重力和垂直于斜面向上的支持力。
[答案] 如图所示
考向3 杠杆作图
16.(2024·泰安阶段练习)如图所示,弯曲杠杆OBA的B点挂一重物,若在杠杆A端施加一个最小力F,使其在图示位置平衡,试画出最小力的示意图及绳的拉力的力臂。
[解析] 由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;题图中支点在O点,动力作用点在A点,当以OA作为动力臂时,动力臂最长,此时动力最小;为使杠杆在题图所示位置平衡,动力的方向应该垂直于OA向上。绳的拉力作用在B点,拉力的方向向下,其力臂为l2。
[答案] 如图所示
17.如图,工人要把汽油桶用人力推上台阶,画出用最小力F及其力臂l的示意图。
[解析] 当以油桶的直径为动力臂时,动力臂最长,由杠杆平衡条件得,此时动力最小,过支点做通过油桶圆心的直线,表示最小动力的动力臂,过动力臂的末端做垂直于力臂向上的带箭头的直线表示最小动力。
[答案] 如图所示
考向4 滑轮组作图
18.将两个滑轮连成滑轮组,要求人往下拉绳使重物升起。
[解析] 人用力往下拉绳使重物升起,说明最后绕过的是定滑轮,按此反向绕线,绳子的起始端系在定滑轮上。
[答案] 如图所示
19.用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来,请画出最省力的绕绳方法。
[解析] 只有一个动滑轮,要求最省力,绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,然后绕过左边的定滑轮,再绕过动滑轮。
[答案] 如图所示
题型三 电磁学作图
考向1 电路的连接与设计
20.如图所示实物电路,请用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求:电流表测电路电流;当滑动变阻器的滑片P向左移动时,灯泡L亮度变暗。
[解析] 电流表测电路电流,故电流表与灯泡串联;闭合开关S,向左端移动滑动变阻器的滑片P,灯泡L变暗,可知电路的电流变小,变阻器连入电路的电阻变大,故变阻器上端接线柱连入电路中与灯泡串联。
[答案] 如图所示
21.请根据实物图,在右侧方框内画出相应电路图。
[解析] 由实物图可知,两灯泡并联,A2在干路上测干路电流,A1在L1支路上测L1支路的电流,开关S在干路上。
[答案] 如图所示
22.电动车是我们常用的轻便的交通工具,它的调速手柄相当于一个滑动变阻器,可以调节电动机的速度;另外它的左右两个手刹相当于两个开关(S1、S2),在骑行时,只要其中一边刹车(相当于开关断开),电动机都会断电失去动力,在下面虚线框中画出关于调速和刹车对应的电路图。
[解析] 电动车行驶中用任一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动机停止工作,说明两开关应串联接在电路中。
[答案] 如图所示
23.如图乙所示,闭合开关S后如图甲所示,插线板上开关控制指示灯和插孔,若指示灯断路,插孔仍可正常使用。请在乙图中画出插线板开关、指示灯和插孔的连接方式,并与电源线接通。
[解析] 插线板上的指示灯在开关闭合时会发光,插孔正常通电,灯泡和插孔之间可能是串联,也可能是并联。如果两者并联,开关接在干路上。由题中信息可知,指示灯损坏,插孔仍可正常使用,说明灯泡和插孔之间互不影响,所以两者是并联的。开关接在灯泡、插孔和火线之间控制火线使用更安全。
[答案] 如图所示
考向2 电磁学作图
24.若假想地磁场是由地球内部一块大条形磁铁产生的,如图所示,请你标出磁铁的N、S极。
[解析] 地球是一个大磁体,地磁场的形状与条形磁铁相似,地磁场的南北极与地理南北极相反,即地磁的N极在地理的南极附近,地磁的S极在地理的北极附近。
[答案] 如图所示
25.若闭合开关后,小磁针沿顺时针方向偏转90°后静止,请在图中括号内标出电源的“+”“-”极,并标出通过通电螺线管外A点的磁感线的方向。
[解析] 闭合开关S后小磁针沿顺时针方向偏转90°后静止,则小磁针左端为S极,根据异名磁极相互吸引可知,螺线管右端为N极,根据右手螺旋定则可得,电流从螺线管左端流入、右端流出,所以电源左端为正极,右端为负极;螺线管外部,磁感线从N极出发回到S极,所以A点磁感线向左。
[答案] 如图所示
26.在下图中,标出通电螺线管的N、S极和电源的正负极。
[解析] 在磁体的外部,磁感线从磁体的N极出发回到S极,则甲中通电螺线管的右端为N极,左端为S极。根据安培定则,伸出右手,使大拇指指向螺线管的N极,则四指弯曲的方向为电流的方向,即甲中电流由螺线管的左端流入,故甲中电源的左端为正极,右端为负极;因为同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引,所以乙中通电螺线管的右端为N极,左端为S极。根据安培定则,伸出右手,使大拇指指向螺线管的N极,则四指弯曲的方向为电流的方向,即乙中电流由螺线管的左端流入,乙中电源的左端为正极,右端为负极。
[答案] 如图所示
27.如图所示,小磁针可自由转动,闭合开关,小磁针最后静止时右端的磁极为S极,请你用笔画线代替导线将电路连接完整,并完成螺线管上导线的绕线,使滑动变阻器滑片移动时可以改变螺线管的磁性强弱。
[解析] 滑动变阻器接入电路时应采用一上一下接法,题图中已接下接线柱,故只要接一个上接线柱;已知小磁针静止时右端的磁极为S极,则左端是N极,根据磁极间的相互作用可知,螺线管的右端是S极,左端是N极;题图中电流从螺线管右侧接线柱流入,根据安培定则可知,螺线管上连接右侧接线柱的导线应从螺线管正面开始绕起。
[答案] 如图所示
题型突破专项卷(三) 实验题(声、光、力、热、电磁)
一、声学实验
1.(2024·泰安期中)声学实验探究:
(1)探究真空不能传声
过程结论 将正在响铃的闹钟放在玻璃罩内密封,逐渐抽出罩内的________。我们无法将罩内空气全部抽出,通过逐渐抽出空气,使罩内空气逐渐变稀薄,听到闹铃声逐渐________,在此基础上可以推理,假如空气全部被抽出,就__________(选填“能”或“不能”)听见闹铃声,这说明真空________,也证明________可以传声
方法 用逐渐抽出罩内的空气来进行实验研究,运用的科学方法是________法
(2)探究声音的产生与特性
过程方法 如图所示,用小锤敲击音叉使其发声,并轻触细线上的乒乓球,发现乒乓球被弹开,说明音叉在________,此处运用的研究方法是________。用力敲音叉,发现乒乓球被弹开的幅度________,说明________越大,产生声音的响度越大
问题讨论 将钢尺的一端压在桌子上,另一端伸出桌面,拨动钢尺,听它发出的声音;使钢尺伸出桌面的长度变短,再次拨动,发现:钢尺振动变__________,音调变________
[解析] (1)探究真空不能传声:实验中,将正在响铃的闹钟放在玻璃罩内密封,逐渐抽出罩内的空气,仔细听声音的变化情况。在此过程中,我们无法将罩内空气全部抽出,只能通过逐渐抽出空气,使罩内空气逐渐变稀薄,听到闹铃声逐渐变弱。根据实验现象进行推理,因为空气越少,声音越弱,所以假如空气全部被抽出,就不能听见闹铃声,这说明真空不能传声,也证明空气可以传声。在实验中,用逐渐抽出罩内的空气来进行实验研究,运用的科学方法是推理法,也叫理想实验法。
(2)探究声音的产生与特性:用小锤敲击音叉使其发声,并轻触细线上的乒乓球,发现乒乓球被弹开,说明音叉在振动,得出声音是由物体的振动产生的。实验中观察到乒乓球被弹开,将微波的振动放大,此处运用的研究方法是转换法。用力敲音叉,发现乒乓球被弹开的幅度变大,说明振动的幅度越大,听到的声音越大,由此得出:振幅越大,产生声音的响度越大。使钢尺伸出桌面的长度变短,再次拨动,发现:钢尺振动变快,频率变高,音调变高,由此得出音调是由振动的频率决定的,频率越高,音调越高。
[答案] (1)空气 变弱 不能 不能传声 空气 推理 (2)振动 转换法 变大 振幅 快 高
二、光学实验
2.(2024·泰安二模)在探究光的反射规律时,在水平放置的平面镜上方竖直放一光屏,光屏由可以绕ON折转的A、B两个纸板组成,如图甲所示。
(1)实验时,应在较________(选填“黑暗”或“明亮”)的环境中进行。
(2)纸板上能显示光路是因为光在纸板上发生了__________(选填“漫反射”或“镜面反射”)。
(3)如果用另一束光沿FO方向射到O点,经镜面反射后光线将沿________方向射出。
(4)在实验过程中,若将纸板倾斜(即纸板与平面镜不垂直),如图乙所示,让光线仍贴着纸板沿EO方向射向镜面,此时纸板上__________(选填“能”或“不能”)看到反射光线。
(5)如图丙所示,小车的前挡风玻璃是倾斜的,这样不仅可以有效减小阻力,晚上开车时,还能将来自后方车辆的水平强光反射到________(选填“上方”或“下方”),以减少对司机视线的干扰。
[解析] (1)实验时,应在较黑暗的环境中进行,这样可以避免其他光的干扰。
(2)纸板上能显示光路是因为光在纸板上发生了漫反射。
(3)光路是可逆的,如果用另一束光沿FO方向射到O点,经镜面反射后光线将沿OE方向射出。
(4)在实验过程中,若将纸板倾斜(即纸板与平面镜不垂直),如题图乙所示,让光线仍贴着纸板沿EO方向射向镜面,此时反射光线、入射光线和法线仍在同一平面内,由于法线仍与镜片垂直,则反射光线不在纸板所在平面内,所以纸板上不能看到反射光线。
(5)如题图丙所示,晚上开车时,来自后方车辆的强光入射到前挡风玻璃,根据光的反射定律可知,光线将被反射到下方,以减少对司机视线的干扰。
[答案] (1)黑暗 (2)漫反射 (3)OE (4)不能 (5)下方
3.(2024·泰安期中)小明同学在探究平面镜成像特点时,利用如图甲所示器材进行了以下操作:
(1)实验中小明同学将一张白纸平铺在桌面上,玻璃板竖直放置在纸上。将蜡烛A点燃后竖立在玻璃板前面,透过玻璃板观察其另一侧的像。用玻璃板替代平面镜是便于确定像的__________(选填“位置”或“大小”)。
(2)实验中小明同学从点燃的蜡烛一侧透过玻璃板看到像有重影,改善重影问题的方法是换用________(选填“薄”或“厚”)玻璃板。
(3)改进器材后多次改变蜡烛A的位置,并移动蜡烛B确定像的位置,每次标记出蜡烛A和它像的位置(如图乙所示)。请根据小明完成的下列实验数据表格,在①、②处填写数据名称;
实验 次数 ①________ ②________ 蜡烛的像与蜡烛 的大小关系
1 12 12 相等
2 6 6 相等
3 11 11 相等
… … … …
分析实验数据得出,蜡烛A的像和蜡烛A到玻璃板的距离________。
(4)实验中,若将黑色的纸板放在玻璃板与蜡烛B之间,小明在蜡烛A侧________(选填“能”或“不能”)观察到蜡烛A的像。
(5)完成实验后,小明同学又将一枚硬币放在玻璃板前,能看到它在玻璃板后的像在a的位置,如图丙所示。若将玻璃板水平向右移动2 cm,该硬币的像__________(选填“向右移动2 cm”“在原位置”或“向左移动2 cm”)。
[解析] (1)玻璃板透光,且能成像,用玻璃板替代平面镜,为了便于观察像的位置。
(2)从点燃的蜡烛一侧透过玻璃板看到像有重影,可能是玻璃板较厚,需要换用薄玻璃板。
(3)改进器材后多次改变蜡烛A的位置,并移动蜡烛B确定像的位置,每次标记出蜡烛A和它像的位置,即物距和像距,就是①蜡烛A与玻璃板的距离/cm; ②蜡烛A的像与玻璃板的距离/cm,由实验数据可知,蜡烛A的像和蜡烛A到玻璃板的距离相等。
(4)平面镜成的像是虚像,是光的反射形成的,将黑色的纸板放在玻璃板与蜡烛B之间,在蜡烛A侧能观察到蜡烛A的像。
(5)一枚硬币放在玻璃板前,若将玻璃板水平向右移动 2 cm,硬币的位置不变,因为平面镜所成的像和物体关于镜面轴对称,所以该硬币的像在原位置。
[答案] (1)位置 (2)薄 (3)蜡烛A与玻璃板的距离/cm 蜡烛A的像与玻璃板的距离/cm 相等 (4)能 (5)在原位置
4.(2024·泰安期末)小华将水充入透明塑料模具中,制成水凸透镜,并用来探究凸透镜成像规律。
(1)如图甲所示,测出水凸透镜的焦距为________cm。
(2)实验前,应调节烛焰、水凸透镜和光屏三者中心在________上。
(3)将蜡烛、水凸透镜、光屏依次放在光具座上如图乙所示的位置上时,光屏上恰好呈现清晰倒立、________(选填“放大”或“缩小”)的实像,这与生活中________(选填“放大镜”“照相机”或“投影仪”)的成像原理相同。
(4)保持图乙中仪器位置不变,缓慢向透镜中注水(如图丙),水凸透镜厚度增加,光屏上的像逐渐模糊,为使像变清晰,应当向________(选填“左”或“右”)移动光屏。同组的小明认为,如果不移动透镜和光屏,只将蜡烛向________(选填“远离”或“靠近”)透镜的方向移动适当距离,也能使光屏上的像重新清晰。
[解析] (1)当平行光经过凸透镜时,会发生偏折,汇集于凸透镜焦点,焦点到凸透镜光心的距离,称为焦距,由题图甲可知,该凸透镜的焦距为f=60.0 cm-50.0 cm=10.0 cm。
(2)为了使像呈现在光屏中央,在实验前要将烛焰、水凸透镜和光屏三者中心调整至同一高度。
(3)题图乙中物距为15.0 cm,在一倍焦距和两倍焦距之间,成的是倒立、放大的实像,成像原理与投影仪相同。
(4)缓慢向透镜中注水,水凸透镜厚度增加,聚光能力变强,焦距变小,相当于增大了物距,此时像距会变小,为使像变清晰,应当向左移动光屏,若将蜡烛靠近水凸透镜,减小物距,也能使像变清晰。
[答案] (1)10.0 (2)同一高度 (3)放大 投影仪 (4)左 靠近
三、力学实验
5.(2024·泰安期中)同学们用如图所示的装置测量小车运动的平均速度。
(1)实验前必须学会熟练使用电子表,如果让小车过了A点后才开始计时,则会使所测AC段的平均速度v1________(选填“偏大”或“偏小”)。
(2)图中上半段距离s2=________cm;测得时间t2=2 s,则上半段平均速度v2=________m/s。
(3)实验中,能有效减少时间测量误差的是________。
A.将斜面等分成更多段
B.适当减小斜面的高度
C.换用质量更大的小车
D.听到撞击挡板声停止计时
[解析] (1)若过了A点才开始计时,会导致所测时间偏短,由速度公式v=可知,在路程一定时,平均速度偏大。
(2)题图中刻度尺的分度值为1 cm,上半段距离为s2=80.0 cm-40.0 cm=40.0 cm;上半段平均速度为v2===20 cm/s=0.2 m/s。
(3)实验时小车下滑的速度过快,不便于测量时间,因此可减小斜面的倾斜角度。将斜面等分成更多段、换用质量更大的小车、听到撞击挡板声停止计时均不影响小车的下滑速度,适当减小斜面的高度可减小小车的运动速度,便于测量时间,减少时间测量误差。故A、C、D错误,B正确。故选B。
[答案] (1)偏大 (2)40.0 0.2 (3)B
6.(2024·泰安一模)某兴趣小组的同学完成了以下实验。
(1)实验1:测量酸奶的密度。
①用调节好的天平测量烧杯和适量酸奶的总质量,当天平平衡时,如图甲所示,烧杯和酸奶的总质量为_________________g;
②将烧杯中的部分酸奶倒入量筒中,用天平测量烧杯和剩余酸奶的总质量为60.2 g;
③如图乙所示,量筒中酸奶的体积为________cm3;
④计算出这种酸奶的密度为________kg/m3。
(2)实验2:探究“浮力大小与哪些因素有关”。
实验步骤如下:如图丙所示,先将盛有水的容器放在电子秤上,然后用手提着系有细线的规则圆柱体将其缓缓地浸入水中,同时记下圆柱体下表面所处的深度h和电子秤显示的相应的质量m示,记录数据如下表所示。已知圆柱体的高度为8 cm,当h=8 cm 时,用弹簧测力计测得细线对圆柱体的拉力为0.8 N。水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。
h/cm 0 2 4 6 8 10 12 14
m示/kg 2.00 2.04 2.08 2.12 2.16 2.16 2.16 2.18
①实验过程中,电子秤示数逐渐增大时,细线对圆柱体的拉力逐渐__________(选填“增大”或“减小”);
②当h=8 cm时,圆柱体受到的浮力大小为________N;
③分析表中数据可知:圆柱体的密度为________g/cm3。
[解析] (1)由题图甲可知,烧杯和酸奶的总质量为m1=100 g+20 g+1.2 g=121.2 g;由题图乙可知,量筒的分度值为2 mL,量筒中酸奶的液面正好在 50 mL 刻度处,故量筒中酸奶的体积为50 mL=;量筒中酸奶的质量为m′=m1-m2=121.2 g-60.2 g=61 g,这种酸奶的密度为ρ====1.22×103 kg/m3。
(2)设容器和水的总重力为G0,圆柱体重力为G,电子秤受到的压力为F,细线对圆柱体的拉力为F拉,则电子秤受到的压力F=G0+G-F拉,即m示g=G0+G-F拉,因G0、G一定,当电子秤示数(m示)逐渐增大时,则根据上式可知细线对圆柱体的拉力逐渐减小。由表格数据知,当h=0时,圆柱体还没有浸入水中,不受浮力,此时m示g=G0=2.00 kg×10 N/kg=20 N,当h=8 cm时,圆柱体刚好浸没,电子秤示数为2.16 kg,由m示g=G0+G-F拉,可得G-F拉=m示g-G0=2.16 kg×10 N/kg-20 N=1.6 N,所以圆柱体受到的浮力F浮=G-F拉=1.6 N;当h=8 cm时,圆柱体刚好浸没(V排=V),圆柱体受到的拉力为0.8 N,浮力为1.6 N,所以圆柱体的重力G=F浮+F拉=1.6 N+0.8 N=2.4 N,由阿基米德原理可得,圆柱体受到的浮力F浮=ρ水gV排,即1.6 N=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×V,可得V=1.6×10-4 m3,圆柱体的密度为ρ物====1.5×103 kg/m3=1.5 g/cm3。
[答案] (1)121.2 50 1.22×103 (2)减小 1.6 1.5
7.(2024·泰安二模)在研究影响滑动摩擦力大小因素的实验中:
(1)如图甲所示,小华将木块放在水平长木板上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块做________直线运动,根据____________知识,读出弹簧测力计所示的拉力就可以得到木块与长木板之间的滑动摩擦力。
(2)由____________两图可探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
(3)实验中弹簧测力计示数很难稳定,小华设计了如图丁所示的装置进行实验,细绳与滑轮的摩擦忽略不计。启动传送带,当弹簧测力计的示数稳定后如图所示,此时木块所受滑动摩擦力f1=________N,方向水平向__________;若增大传送带的速度,此时木块所受滑动摩擦力为f2,则f2________(选填“>”“=”或“<”)f1。
[解析] (1)只有沿水平方向用弹簧测力计拉着物体做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡条件,弹簧测力计所示的水平拉力大小才等于木块与长木板摩擦力的大小。
(2)要探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系,就要控制压力相同,接触面的粗糙程度不相同,所以选题图乙、丙。
(3)启动传送带,当弹簧测力计的示数稳定后,木块与地面的相对位置没有发生改变,木块相对于地面是静止的,此时弹簧测力计示数等于木块所受滑动摩擦力的大小,弹簧测力计的分度值为0.1 N,示数为1.1 N。传送带传送过程中,木块相对于传送带水平向右运动,木块所受滑动摩擦力的方向为水平向左。当弹簧测力计的示数稳定后,增大传送带速度,压力和接触面粗糙程度都没变,滑动摩擦力不变,木块所受滑动摩擦力的大小与传送带的速度大小无关,即f2=f1。
[答案] (1)匀速 二力平衡 (2)乙、丙 (3)1.1 左 =
8.(2024·泰安阶段练习)在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,在水平木板上先后铺上粗糙程度不同的毛巾和棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察和比较小车在毛巾表面、棉布表面和木板表面滑行的距离。
(1)实验中每次均让小车从同一斜面同一高度由静止下滑,目的是使小车在水平面上获得相同的________。
(2)实验中发现:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,在木板上滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越________(选填“快”或“慢”)。
(3)推理:本实验中,如果小车在水平面上滑行时受到的阻力为零,它将做________。
(4)在此基础上,牛顿总结了伽利略、笛卡尔等人的研究成果概括出牛顿第一定律。牛顿第一定律________(选填“能”或“不能”)直接由实验得出。
[解析] (1)为了使小车在水平面上获得相同的速度,需要让小车从同一斜面同一高度由静止下滑。
(2)给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体,目的是探究阻力对物体运动的影响,由毛巾表面到棉布表面再到木板表面,接触面的粗糙程度减小,小车受到的阻力也减小;表面越光滑,阻力就越小,小车运动的距离就越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢。
(3)假如小车受到的阻力为零,即小车水平方向不受力,小车的运动状态将不会改变,做匀速直线运动。
(4)由以上分析可知,牛顿第一定律是在实验的基础上,通过推理得出的,不是用实验直接得出的。
[答案] (1)速度 (2)慢 (3)匀速直线运动 (4)不能
9.(2024·泰安一模)小明和小华利用如下图所示的器材探究液体压强与哪些因素有关。
(1)连接好压强计后,小明观察到压强计U形管两侧的液面如图甲所示,为了测量准确,他接下来应该进行的操作是__________。
A.向U形管内添加适量水
B.拆掉软管,重新安装
(2)图乙、丙两图是探究液体压强与__________的关系,实验中液体内部压强的大小变化是通过_________________反映出来的,这种研究问题的科学方法是:__________。
(3)他们通过实验现象得出结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。你认为他们是选择了上图中________两图进行了分析。
(4)小华用如图A所示的容器探究液体内部的压强。用此容器进行的两次实验情形如图B、C所示。由此可推断:a、b、c三种液体密度ρa、ρb、ρc的大小关系是_________________(从小到大依次排序)。
[解析] (1)如题图甲所示,压强计U形管两侧的液面不平,为了测量准确,他接下来应该进行的操作是拆掉软管,重新安装,故B符合题意。故选B。
(2)由题图乙、丙可知,液体密度相同,压强计的探头方向相同,但是浸在水中的深度不同,所以是探究液体压强与深度的关系。根据转换法可知,实验中液体内部压强的大小变化是通过U形管两侧液面高度差反映出来的。
(3)要得到结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大,要选择深度相同、探头方向相同但是液体密度不同的两组实验,即题图丙、丁。
(4)由题图B可知,橡皮膜处a液体的深度要大于b液体的深度,橡皮膜没有发生形变,说明此处的压强相同,根据p=ρgh可知,a的密度要小于b的密度;题图C中,橡皮膜处c液体的深度要大于a液体的深度,橡皮膜向左发生了形变,说明右侧的压强大,根据p=ρgh可知,a的密度要大于c的密度。所以a、b、c三种液体密度ρa、ρb、ρc的大小关系为ρb>ρa>ρc。
[答案] (1)B (2)深度 U形管两侧液面高度差 转换法 (3)丙、丁 (4)ρc、ρa、ρb
10.(2024·泰安期末)为了探究“物体所受的浮力跟它排开液体的重力的关系”,小明同学利用弹簧测力计、溢水杯、小桶、实心物块、水等进行了如图所示的实验。
(1)从步骤C到步骤D的过程中,弹簧测力计的示数__________,物块所受的浮力________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)步骤B中,放入物块之前,若溢水杯中的水未装满,那么会导致__________(选填“物块所受浮力”或“排开水的重力”)测量有误差。
(3)通过分析可知,物块浸没在水中时所受浮力为__________N。
(4)由以上数据可求得物块的密度为________kg/m3。
(5)如图所示,同组的小华同学改用电子秤和已知密度为ρ的液体来测另一物体的密度。
①将溢水杯盛满水,把物体缓慢放入溢水杯中,物体漂浮,静止后用电子秤测出溢出水的质量为m1;
②将溢水杯盛满已知密度的液体,把物体缓慢放入溢水杯中,物体沉底,静止后用电子秤测出溢出液体的质量为m2;
③物体密度的表达式为ρ物=__________。(用已知物理量和所测物理量表示)
[解析] (1)从步骤C到步骤D的过程中,物体排开液体的体积变大,所受浮力将变大,弹簧测力计的示数将变小。
(2)步骤B中,放入物块之前,若溢水杯中的水未装满,则物块浸入溢水杯中的水时,液面先上升,当液面到达溢水口后才开始流出,导致排开水的重力测量偏小。
(3)由题图B可知,物块重力为4.2 N,由题图D可知,当物块浸没在水中时,受到弹簧测力计的拉力为3 N,可知物块浸没在水中时所受浮力为F浮=G-F拉=4.2 N-3 N=1.2 N。
(4)物块重力为4.2 N,物块浸没在水中时所受浮力为1.2 N,物块的密度为ρ物=====3.5×103 kg/m3。
(5)将溢水杯盛满水,把物体缓慢放入溢水杯中,物体漂浮,静止后用电子秤测出溢出水的质量为m1,则物体的重力等于受到的浮力,等于排开水的重力,即G物=F浮=m1g,则物体的质量为m1;将溢水杯盛满已知密度为ρ的液体,把物体缓慢放入溢水杯中,物体沉底,静止后用电子秤测出溢出液体的质量为m2,则物体的体积为V物=,则物体的密度为ρ物===。
[答案] (1)变小 变大 (2)排开水的重力 (3)1.2 (4)3.5×103 (5)
11.(2024·泰安三模)小明同学在研究“影响重力势能大小的因素”时,提出了如下猜想:
猜想一:重力势能的大小可能与物体的质量有关;
猜想二:重力势能的大小可能与物体所在的高度有关;
猜想三:重力势能的大小可能与物体的体积有关。
他为了验证猜想,准备了如下实验器材:花泥(易产生塑性形变)若干块,体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m、3m的小球各一个;体积不同的小球3个,将它们分别从不同位置由静止释放,小球陷入花泥里的深度情况如图所示。请你完成下列内容。
(1)本实验中,小球的重力势能大小是通过观察__________来反映的。
(2)分析A、B、C球的实验现象,可验证猜想________是正确的。
(3)为了验证猜想二,他应分析________(填写字母)三球的实验现象。
(4)为了验证猜想三,小明同学正确操作,G球和H球的质量应分别为________、________;实验后发现小球陷入花泥的深度相同,由此可知物体重力势能的大小与物体的体积________(选填“有关”或“无关”)。
[解析] (1)从题图中可以看出,小球的重力势能大小是通过小球下落后陷入花泥中的深度来反映的,采用了转换法。
(2)对于A、B、C三球,体积和所处高度相同,质量不相同,根据小球陷入花泥的深度可以看出,当物体所在高度和物体体积相同时,物体质量越大,重力势能越大,可以验证猜想一是正确的。
(3)为了验证猜想二,探究重力势能的大小与物体所在高度的关系,应控制球的质量和体积相同,故应分析A、D、E三个小球的实验现象。
(4)探究重力势能的大小与物体的体积的关系时,应控制球的质量和所处高度相同,故G球和H球的质量应与F球的质量相同,均为2m。由题图中可以看出,三个小球陷入花泥的深度相同,所以物体重力势能的大小与物体的体积无关。
[答案] (1)小球陷入花泥的深度 (2)一 (3)A、D、E (4)2m 2m 无关
12.(2024·泰安期中)小聪所在的课外兴趣小组需要密度为 的盐水,为检验配制的盐水是否合格,小聪利用刻度尺、细绳(若干)、橡皮筋、铝块(已知铝的密度ρ铝)、石块、容器测量了盐水的密度。
实验步骤如下:
(1)如图甲,在刻度尺左端扎上橡皮筋(橡皮筋相当于平衡螺母),用细绳悬挂刻度尺。若此时刻度尺的右端比左端高,应向________(选填“左”或“右”)调节橡皮筋位置,使刻度尺在水平位置平衡。
(2)如图乙,将悬挂铝块的细绳固定于a位置并保持不变,记录Oa的长度l1,调节悬挂石块的细绳b的位置,使刻度尺在水平位置平衡,记录Ob的长度l2。
(3)如图丙,将铝块浸没于待测液体中,调节右侧细绳至c位置,使刻度尺在水平位置平衡,记录Oc的长度l3。
①位置c应在位置b的__________(选填“左”或“右”)侧。
②用已知物理量和测量量的符号表示出待测液体的密度ρ液=________。
[解析] (1)橡皮筋相当于平衡螺母,若刻度尺的左端下沉,即刻度尺的右端比左端高,则应调节橡皮筋向右移动,使刻度尺在水平位置平衡。(3)利用阿基米德原理,则此时作用在杠杆a处的拉力为F1′=G铝-ρ液V铝g,根据杠杆的平衡条件有F1L1=F2L2,因为动力变小,动力臂不变,阻力不变,所以阻力臂变小,故位置c应在位置b的左侧。根据杠杆的平衡条件,铝块浸没在液体前,有G铝l1=G石,即ρ铝V铝=G石l2,铝块浸没在液体中时(ρ铝V铝g-ρ液V铝g)×l1=G石l3,联立可得=,可得待测液体的密度为ρ液=ρ铝。
[答案] (1)右 (3)①左 ②ρ铝
13.(2024·泰安二模)小华在测滑轮组效率的实验中得到的数据如表所示,实验装置如图所示。
实验 次序 钩码重 力G/N 钩码上升 高度h/m 绳端拉 力F/N 绳端移动 距离s/m 效率η
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5 ① ②
(1)实验中要竖直向上________拉动弹簧测力计,使物体升高。小华同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法________(选填“正确”或“不正确”)。
(2)表格中,①、②两处的数据应该是________和________。
(3)通过比较________(填实验次序)两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的效率与绳子段数无关。
(4)有的同学认为,要测量绕法确定的滑轮组的效率,钩码上升的高度和绳端移动的距离________(选填“可以不测量”或“一定要测量”)。
(5)结合生产生活实际,用提升重物时,下列选项中可以提高效率的是________。
A.增加物体提升的高度
B.加快提升物体的速度
C.减小动滑轮的重力
D.减小物体的重力
[解析] (1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使物体匀速升高,此时系统处于平衡状态,测力计示数才等于拉力大小。小华同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,他的想法不正确,因为他没有考虑到绳子与轮之间的摩擦对测力计示数的影响,从而影响滑轮组的机械效率。
(2)由题图丁知,绳子的有效段数n=4,在第4次实验中,绳端移动的距离为s=4h=4×0.1 m=0.4 m,第4次实验测得的机械效率为η=×100%=×100%=×100%=80%。
(3)根据绳子自由端移动的距离与物体升高的高度的关系:s=nh,在实验1、2、3、4中,绳子的有效段数分别为2、3、3、4,即分别是用甲、乙、丙、丁装置做的实验;通过比较1、2两次实验数据可得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关。
(4)根据η=×100%=×100%=×100%=×100%,故钩码上升的高度和绳端移动的距离可以不测量。
(5)根据η=×100%=×100%=×100%=×100%,可知滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关,与物体提升的速度无关,故AB不符合题意;减小动滑轮重,减小了额外功,有用功与总功的比值变大,机械效率变大,故C符合题意;减小物重,减小了有用功,有用功与总功的比值变小,机械效率变小,故D不符合题意。故选C。
[答案] (1)匀速 不正确 (2)0.4 80% (3)1、2 (4)可以不测量 (5)C
四、热学实验
14.(2024·泰安二模)利用如图所示装置探究水在沸腾前后温度变化的特点。
(1)在图甲中,温度计的使用方法存在的错误之处是________。
(2)正确组装实验装置,当水温上升到90 ℃时,实验小组每隔1 min记录一次温度,并绘制了温度随时间变化的图象如图乙所示,从图中可以看出水的沸点是________℃。同时观察到图甲中烧杯上方出现大量“白气”。发现________(选填“M”或“N”)点“白气”多一些。
(3)学习了水的沸腾知识后,做了“纸锅烧水”实验如图丙所示。用酒精灯加热,水沸腾后纸锅并没有燃烧。这是因为水沸腾时要继续________,温度________,且低于纸的着火点,所以纸锅没有燃烧。
[解析] (1)在题图甲中,温度计的玻璃泡与杯底接触,会导致示数偏高。
(2)水沸腾过程中,温度保持不变,由题图乙得,水的沸点是98 ℃。N处的温度较低,水蒸气更易遇冷放热液化成“白气”。
(3)水沸腾时要继续吸热,温度保持不变,且沸点低于纸的着火点,所以纸锅没有燃烧。
[答案] (1)玻璃泡与杯底接触 (2)98 N (3)吸热 保持不变
15.(2024·日照二模)为了探究固体的熔化特点,小明分别取了50 g的a、b两种固体粉末,利用如图甲所示相同的实验装置来进行探究。(已知当地气压为标准大气压)。
(1)小明根据实验数据绘制了如图乙所示的温度—时间图象,由图可知:b物质第12 min的内能________(选填“<”“>”或“=”)第4 min时的内能,第8 min时b物质为________(选填“固”“液”或“固液共存”)态。
(2)前4 min内,a、b两物质的比热容ca________(选填“>”“<”或“=”)cb,若b物质在固态时的比热容为1.8×103 J/(kg·℃),则熔化后的比热容为________J/(kg·℃)。
(3)通过查阅资料得知b物质是海波(又叫硫代硫酸钠——Na2S2O3),属于____________(选填“晶体”或“非晶体”),其沸点为100 ℃。如不改变现有装置,一直加热下去,当烧杯中的水沸腾时,试管中的海波________(选填“会”或“不会”)沸腾。
(4)将装置甲中的试管取出,继续加热烧杯中的水至沸腾后停止加热,烧杯中的水停止沸腾,说明水沸腾的条件是:达到________还需要继续________。有同学认为水沸腾需要的时间有点长,你认为可以怎样改进?___________________ ____________________________________________________________________。
[解析] (1)晶体熔化时,吸收热量,温度不变,内能增加,所以b物质第12 min的内能大于第4 min时的内能。晶体熔化过程中,处于固液共存状态,所以第8 min时b物质为固液共存态。
(2)前4 min内,a、b两物质吸收的热量相同,b物质升高的温度大于a物质升高的温度,根据Q=cmΔt可知,a物质的比热容大于b物质的比热容。0~4 min,b物质熔化过程吸收的热量,Q=cmΔt=1.8×103 J/(kg·℃)×0.05 kg×(50 ℃-20 ℃)=2 700 J,12~16 min,b物质熔化后升高的温度Δt′=70 ℃-50 ℃=20 ℃,12~16 min与0~4 min 内b物质吸收的热量相同,根据Q=cmΔt可知,熔化后的比热容c′===2.7×103 J/(kg·℃)。
(3)由图象可知,b物质有固定的熔化温度,所以b物质是晶体。当烧杯中的水沸腾时,温度不再变化,试管中的海波虽然达到沸点,但不能继续吸热,所以不能沸腾。
(4)将装置甲中的试管取出,继续加热烧杯中的水至沸腾后停止加热,烧杯中的水停止沸腾,说明水沸腾的条件是:达到沸点还需要继续吸热。增加水的初温、减少水的质量、加大火力等均可。
[答案] (1)> 固液共存 (2)> 2.7×103 (3)晶体 不会 (4)沸点 吸热 增加水的初温、减少水的质量、加大火力等均可
五、电磁学实验
16.(2024·济南期末)小华在实验室研究并联电路电流规律。
(1)若要测量干路电流,则电流表应__________联在甲图中的__________(选填“A”“B”或“C”)处。
(2)若要测量B处的电流,连接电路前,发现电流表指针位置如图乙所示,他应进行的操作是_________________;调整正确后连接电路,闭合开关,发现指针又偏向图乙位置,其原因是______________________________________________
____________________________________________________________________。
位置 A B C
电流/A 0.48 0.24 0.24
(3)纠正(2)中错误后,测出A、B、C三处的电流值如上表所示。由此得出结论:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等。这个实验在设计方案上存在的不足之处是___________________________________________
_____________________________________________________________________(写出一条即可)。
[解析] (1)电流表与待测电路串联,若要测量干路电流,则电流表应串联在题图甲中的A处。
(2)若要测量B处的电流,闭合开关前,发现电流表指针位置如题图乙所示,指针偏向零刻度线左侧,说明电流表没有调零,需要将电流表“调零”。调整正确后闭合开关,发现指针又偏向题图乙位置,即反向偏转,其原因是因为电流表正负接线柱接反了。
(3)原实验中得出各支路的电流相等是因为选用灯的规格相同,且只做了一次实验,得出的结论有偶然性,为得出普遍性的结论,要换用不同规格的灯泡多次测量。
[答案] (1)串 A (2)将电流表“调零” 电流表的正负接线柱接反了 (3)只做一次实验,结论具有偶然性
17.(2024·枣庄一模)“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图所示。
(1)检查电压表时,发现电压表指针如图甲所示,接下来的操作是______________________。
(2)为了使探究得出的结论具有普遍意义,L1、L2应该选择________(选填“相同”或“不相同”)的小灯泡。
(3)小明根据图乙连接好电路,闭合开关,电压表示数如图丙所示,为了使实验结果更准确,接下来他应该______________________。
(4)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在表格中,分析实验数据得出结论:串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和。同组的小红认为他的实验存在缺陷,改进方法是_____________________________________________
____________________________________________________________________。
UAB/V UBC/V UAC/V
2.6 1.8 4.4
[解析] (1)由题图甲可知,电压表指针不在零刻线上,接下来他要对电压表进行机械调零,使指针指向零刻线。
(2)为了使探究得出的结论具有普遍意义,避免结果的偶然性,L1、L2应该选择不同的小灯泡。
(3)由题图丙可知,电压表指针偏转角度太小,电压表的所选的量程太大,为了使测量结果更准确,接下来应换小量程。
(4)本实验只做了一次实验,而没有进行多次测量,只凭一组实验数据得出的结论带有偶然性,不能得出正确规律,故应更换规格不同的灯泡多次测量找普遍规律。
[答案] (1)机械调零 (2)不相同 (3)换小量程 (4)更换规格不同的灯泡多次测量找普遍规律
18.小蜀同学在探究影响导体电阻大小的因素时,他做出了如下猜想。
猜想一:导体的电阻可能与导体的长度有关;
猜想二:导体的电阻可能与导体的横截面积有关;
猜想三:导体的电阻可能与导体的材料有关。
为了验证上述猜想,小蜀设计了如图的电路,其中A、B、C、D是四根导体,这四根导体的材料、长度、横截面积如图所示。
(1)连接电路时,开关应处于__________状态。实验中,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察______________________来比较导体电阻的大小会更加准确。
(2)为了验证猜想二,应该选用序号为__________的两根电阻丝进行实验;如果选用序号为A、D的两根电阻丝进行实验,是为了验证猜想________。
(3)小蜀又做了如下实验:将镍铬合金丝A接入电路,闭合开关,然后用大功率吹风机对镍铬合金丝吹一段时间热风,发现电流表示数变小,这说明导体的电阻与__________有关。
[解析] (1)在连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。实验中,在两个金属夹子之间接上不同的导体,闭合开关,通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小,这里采用了转换法。
(2)为了验证猜想二,即电阻与导体的横截面积的关系,要控制导体的长度和材料均相同,而导体的横截面积不同,由题中信息可知应选择序号为A、C的两根电阻丝分别接入电路进行实验。如果选用序号为A、D的两根电阻丝进行实验,此时导体的长度和横截面积均相同,导体的材料不同,所以是为了验证猜想三。
(3)用大功率吹风机先对镍铬合金丝吹一段时间热风,此时会改变导体的温度,故所做的这一实验基于的假设是导体的电阻与温度有关。
[答案] (1)断开 电流表示数大小 (2)A、C 三 (3)温度
19.(2024·泰安三模)在“测量未知电阻Rx的阻值”实验中,电源电压恒定,小明设计并连接了如图甲所示的实验电路。
(1)在连接甲图电路时,开关应处于________状态。
(2)如图甲,小明连接好的实物图中有一条导线连接错误,请在错误导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确连线。
(3)改正错误并检查线路连接正确后再进行实验,实验前应将滑动变阻器的滑片P移到最________(选填“左”或“右”)端。
(4)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为2.4 V时,电流表示数如图乙所示,则其示数为________A,未知电阻Rx=________Ω。
(5)若实验中电压表损坏,小明添加一个已知阻值为R0的定值电阻,设计了如图丙所示的电路,同样测出了未知电阻Rx的阻值,请将实验步骤补充完整。
①保持开关S2断开,闭合开关S、S1,读出并记录电流表示数I1;
②________________________,读出并记录电流表示数I2;
③处理实验数据,则得Rx=________(用I1、I2和R0表示)。
[解析] (1)为了保护电路,在连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)在“测量未知电阻Rx的阻值”实验中,滑动变阻器、未知电阻Rx和电流表应串联,而原电路中,未知电阻Rx被短路,如答案所示。
(3)为了保护电路,连接正确后,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大的左端。
(4)由题图乙可知,电流表接的是小量程,分度值为0.02 A,示数为0.3 A,此时电压表示数为2.4 V,所以未知电阻Rx的阻值为Rx===8 Ω。
(5)保持开关S2断开,闭合开关S、S1,此时两电阻并联,电流表测通过R0的电流,读出电流表示数I1,则电源电压为U0=I1R0;断开开关S1,闭合开关S、S2,此时两电阻仍并联,电流表测通过R0和Rx的总电流,读出电流表示数I2,则通过Rx的电流为Ix=I2-I1,根据并联电路电压特点可知,未知电阻Rx两端的电压为Ux=U0=I1R0,则未知电阻的阻值为Rx==。
[答案] (1)断开 (2)如图所示
(3)左 (4)0.3 8 (5)断开开关S1,闭合开关S、S2
20.(2024·泰安二模)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,给小丽同学提供的器材有电压恒为6 V的电源、额定电压为2.5 V的小灯泡(灯丝电阻约为10 Ω),电流表、电压表、开关各一个,导线若干,两种规格的滑动变阻器R1(50 Ω;1 A)、R2(10 Ω;1 A)。
(1)为方便完成实验,滑动变阻器应选择________(选填“R1”或“R2”)。在图甲中用笔画线代替导线,将实物图连接完整(要求:滑片P向右端移动时,灯变亮)。
(2)正确连接电路后,闭合开关,但发现灯泡几乎不亮,于是小丽立刻举手要求老师更换灯泡,其实小丽做法欠妥,正确的做法应该先__________。
A.更换电池
B.更换电表
C.移动滑动变阻器的滑片
(3)闭合开关S,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示为__________V。
(4)小丽同学又设计了如图丙所示的电路,利用阻值为R0的定值电阻和电流表等器材,测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率,经检查无误后进行实验。
①闭合开关S、S1,断开S2,调节滑动变阻器滑片直至电流表示数为I1=__________时,小灯泡正常发光;
②滑动变阻器滑片不动,断开S1,闭合S2,读出电流表的示数为I2;
③小灯泡的额定功率P额=________(用R0、I1、I2表示)。
[解析] (1)实验中,灯泡与变阻器串联,当灯泡正常发光时,变阻器的电压为UP=U-UL=6 V-2.5 V=3.5 V,此时电路电流约为I=IL===0.25 A,由欧姆定律得,此时变阻器接入电路中的电阻为RP===14 Ω,则为方便完成实验,滑动变阻器应选择R1。灯泡与变阻器串联,电压表测量灯泡的电压,电流表测量电路电流;滑片P向右端移动时,灯变亮,说明此时变阻器接入电路中的电阻变小,则变阻器的右端接入电路中,如答案图。
(2)灯泡不亮的原因有:灯泡的电压、电流过小,电功率过小,灯泡不足以发光;灯泡断路或短路,则正确的做法应该先移动滑动变阻器的滑片,观察灯泡的亮暗,再进一步排查,故C符合题意。故选C。
(3)由题图乙得,电压表的分度值为0.1 V,示数为2.2 V。
(4)①闭合开关S、S1,断开S2,灯泡与定值电阻R0并联后再与变阻器串联,电流表测量定值电阻R0的电流,调节滑动变阻器滑片直至电流表示数为I1=,小灯泡正常发光。③小灯泡的额定电流为I额=I2-I1=I2-,小灯泡的额定功率P额=U额I额=U额=I1R0=-I1)。
[答案] (1)R1 如图所示
(2)C (3)2.2 (4) I1R0(I2-I1)
21.(2024·泰安期末)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,实验室准备的器材有电源、开关、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干。小明利用上述器材,制成了简易电磁铁,并设计了如图所示的电路。
(1)通过观察电磁铁吸引大头针数目的不同,可以判断电磁铁磁性强弱的不同。下列研究方法与本实验相同的是__________。
A.用磁感线描述磁场
B.学习电压时可以通过对比水压来认识它
C.探究导体电阻的大小跟哪些因素有关时,控制相关物理量保持不变
D.探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关时,用温度计示数变化的大小反映导体产生热量的多少
(2)当滑动变阻器的滑片向左移动时,发现电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加,这说明电流越__________,电磁铁磁性越强。
(3)根据上图可知,________(选填“甲”或“乙”)的磁性强,说明电流一定时,_________________,电磁铁磁性越强。
[解析] (1)通过观察电磁铁吸引大头针数目的不同来判断电磁铁的磁性强弱不同用的是转换法。A.用磁感线描述磁场,是理想模型法;B.学习电压时,我们可以通过对比水压来认识它,是类比法,不是转换法;C.探究导体电阻的大小跟哪些因素有关时,控制相关物理量保持不变,是控制变量法;D.探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关时,用温度计示数变化的大小反映导体产生热量的多少,是转换法。则以上研究方法与本实验相同的是D,故选D。
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,接入电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知电路中的电流变大,发现电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加,说明电流越大,电磁铁磁性越强。
(3)根据题图所示的情境可知,甲电磁铁吸引的大头针多,说明甲的磁性强,究其原因,电流相同,甲缠绕的线圈的匝数多,便得出:电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强。
[答案] (1)D (2)大 (3)甲 线圈匝数越多
22.小刚做“探究什么情况下磁可以生电”实验的装置如图甲所示。在蹄形磁体的磁场中悬挂一根导线,导线两端跟电流表连接组成闭合回路。
(1)实验中若观察到灵敏电流表指针偏转不明显;可以再换用________的磁体,或换用________的线圈,从而增大产生的感应电流。
(2)如图乙所示,a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分,它在磁场中按箭头方向运动时,会产生感应电流的是________。(填标号)
(3)小刚的实验记录表格如下:
序号 磁体(磁极) 放置方式 导体AB运动情况 电流表指针偏转情况
1 上N下S 静止、竖直上下运动 不偏转
2 上N下S 向左运动 向右偏转
向右运动 向左偏转
3 上S下N 向左运动 向左偏转
向右运动 向右偏转
①分析实验数据可知,产生感应电流的条件是导体在磁场中做________运动;
②通过第2次实验可以得出的结论是_________________________________;
③在此实验过程中,能量转化情况是____________________________________。
[解析] (1)灵敏电流表指针偏转不明显,可能是感应电流太小的缘故,可以换用磁性更强的磁体