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第四期
倒数第5天 电与磁、信息的传递
1.磁现象、磁场:磁性;磁体;磁极;磁极间的相互作用;磁化;磁场的性质;磁场的方向;磁感线;地磁场。
2.电生磁:奥斯特实验;通电螺线管的磁场;安培定则;电磁铁的特点;电磁继电器。
3.磁场对通电导线的作用:电动机。
4.电磁感应:发电机。
5.信息的传递:电话;电磁波;广播、电视、移动电话;微波通信;卫星通信;光纤通信等。
1.磁体的指向性:可以在水平面内自由转动的条形磁体或磁针,静止后总是一个磁极指南(叫南极,用S表示),另一个磁极指北(叫北极,用N表示)。无论磁体被摔碎成几块,每一块都有两个磁极。
2.磁极间的相互作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。若两个物体互相吸引,则有两种可能:(1)一个物体有磁性,另一个物体无磁性,但含有铁、钴、镍等物质;(2)两个物体都有磁性,且异名磁极相对。
3.对磁感线的认识:(1)磁感线是在磁场中的假想的曲线,本身并不存在,作图时用虚线表示;(2)在磁体的外部,磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极,在磁体的内部正好相反;(3)磁感线的疏密可以反应磁场的强弱,磁性越强的地方,磁感线越密,磁性越弱的地方,磁感线越稀;(4)磁感线在空间内不可能相交。
4.关于通电螺线管的题目有三种类型:(1)已知电源的正、负极和绕线方法,判断螺线管的极性;(2)已知螺线管的极性和绕线方法,判断电源的正、负极;(3)已知电源的正、负极和螺线管的极性,画出螺线管的绕线情况。解决这三种问题的切入点:(1)记住常见的几种磁感线的分布情况;(2)磁场中的小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向和该点的磁感线方向;(3)磁感线是闭合曲线,磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发回到磁体的S极,磁体的内部磁感线从磁体的S极出发回到N极;(4)解决有关通电螺线管的问题的关键是根据N、S极或电源的正负极判断出螺线管的电流方向,绕线的形状应像“S”或反“S”,螺线管朝向读者的一侧画绕线,内侧不画绕线,最后将绕线跟电源连接成闭合电路。21世纪教育网版权所有
5.电磁铁的特点:(1)电磁铁磁性的有无可由通断电控制,通电有磁性,断电无磁性;(2)电磁铁磁极的极性可由电流方向控制;(3)影响电磁铁磁性强弱的因素有电流大小、线圈匝数,电磁铁绕线中通入的电流越大,它的磁性越强;绕线中的电流一定时,外形相同的电磁铁,绕线线圈匝数越多,它的磁性越强。
6.磁场对通电导线的作用:(1)通电导体在磁场里受到力的作用,力的方向跟磁感线的方向垂直,跟电流的方向垂直;(2)通电导体在磁场里受力的方向,跟电流的方向和磁感线的方向有关。21教育网
7.产生感应电流的必要条件:(1)电路必须是闭合的;(2)部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
8.电磁波的产生:导线中的电流迅速变化会在周围空间激起电磁波。电磁波可以在真空中传播,不需要任何介质。真空中电磁波的传播速度c=m/s。(1)波长:电流每振荡一次电磁波向前传播的距离,用表示,单位是m。波长表示相邻两个波峰之间的距离,或相邻两个波谷之间的距离。(2)频率:一秒钟内电流振荡的次数,用f表示,单位是赫兹(Hz),比赫兹(Hz)大的还有千赫(kHz)、兆赫(MHz)。(3)波速:一秒钟内电磁波传播的距离,用c表示,单位是m/s。(4)波长、频率和波速的关系:。
9.电视信号的发射与接收:(1)电视用电磁波传送图像信号和声音信号,摄像机把图像信号转化成电信号,话筒把声音信号转化成电信号;(2)发射器把两路电信号同时加载到同一高频电磁波上;(3)发射天线把载有电视信号的电磁波发射到空中;(4)电视机天线把高频信号接收下来。移动电话既是无线发射台,又是无线接收台。
10.微波通信:它是无线通信的一种。微波的波长在10 m~1 mm之间,频率在30 MHz~MHz之间。微波的性质更接近光波,大致沿直线传播,不能沿地球表面绕射,因此,必须每隔50 km左右就要建设一个微波中继站。21·cn·jy·com
11.卫星通信:用通信卫星做微波通信的中继站。在地球的周围均匀地配置3颗同步通信卫星,能实现全球通信。
12.光纤通信:光纤通信是光从光导纤维的一端射入,在内壁上多次反射,从另一端射出,这样就把它携带的信息传到了远方。实际上光也是一种电磁波,与微波相比,光的频率更高。光纤通信传送的是一种频率单一、方向高度集中的激光,激光的频率比无线电波高得多,频率越高,传递信息的容量越大。
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1.(2016扬州卷)下列能源中属于可再生能源的是
A.煤炭 B.太阳能 C.石油 D.核能
【参考答案】B【试题解析】煤炭、石油、核能都不可能在短期内从自然界得到补充,都属于不可再生能源,只有太阳能可以在自然界里源源不断的得到补充,是可再生能源,故应选B。
2.(2016湘潭卷)如图所示的手摇式手电筒,筒内没有电池,只要转动手电筒的摇柄,灯泡就能发光。以下设备与这种手电筒工作原理相同的是2·1·c·n·j·y
A.发电机 B.电动机
C.汽油机 D.柴油机【来源:21·世纪·教育·网】
【参考答案】A【试题解析】由题意可知,手电筒的工作原理是电磁感应;发电机的原理是电磁感应;电动机的原理是通电导体在磁场中受力的作用;汽油机和柴油机都属于热机,都是把化学能转化为内能,再转化为电能的;故应选A。
3.(2016烟台卷)在如图所示的电路中,根据小磁针静止时的指向可知
A.a端是通电螺线管的N极,c端是电源正极
B.b端是通电螺线管的N极,d端是电源正极
C.a端是通电缧线管的N极,c端是电源负极
D.b端是通电螺线管的N极,d端是电源负极
【参考答案】A【试题解析】由图示可知,通电螺丝管内部中间的小磁针,静止时N极指向左端,可知,螺线管内部的磁场方向水平向左,根据安培定则,知螺线管中的电流从左侧流进,右侧流出,则c端为电源的正极,d端为负极,内部的磁场由b指向a,则a端是通电螺线管的N极,故A正确,BCD错误;故应选A。
4.(2016福州卷)下列措施中能增强通电螺线管磁性的是
A.减小螺线管的电流
B.减少螺线管的匝数
C.在螺线管内插入铁芯
D.改变螺线管的电流方向
【参考答案】C【试题解析】通电螺线管的磁性强弱与电流的大小、螺线管的匝数及有无铁芯等因素有关,而与电流的方向是无关的;AB选项是减弱磁性的;C选项是增强磁性的;D选项无法改变磁性;故应选C。
5.(2016济南卷)下列能源,属于可再生能源的是
A.煤炭 B.天然气 C.太阳能 D.核能21·世纪*教育网
【参考答案】C【试题解析】能源分为可再生能源与不可再生能源,煤炭、天然气和核能都属于不要再生能源,太阳能属于可再生能源,故应选C。
6.(2016河池卷)如图所示,POS刷卡机的广泛应用给人们的生活带来了便利,POS机刷卡位置有一个绕有线圈的小铁环制成的检测头,当信用卡的磁条在指定位置刷一下,线圈中就会产生变化的电流,POS机便可读出磁条上的信息。下列能反映其工作原理的www-2-1-cnjy-com
A.磁场的方向性
B.磁场对电流有力的作用
C.电磁感应现象
D.电流周围存在磁场
【参考答案】C【试题解析】当刷信用卡时,会切割磁感线,产生感应电流,属于电磁感应现象,故C正确;不论磁场的方向如何,都会产生感应电流,所以不能反应磁场的方向性,故A错;磁场对电流有力的作用是电动机原理,故B错;由于是产生电流,所以不能反映出电流周围存在磁场,故D错;应选C。
7.(2016岳阳卷)如图所示是一种环保型手电筒,只要将它来回摇动,小灯泡就能发光,能说明该手电筒工作原理的装置图是21cnjy.com
A. B. C. D.
【参考答案】B【试题解析】晃动手电筒时,手电筒中的永磁体在线圈中运动,运动是相对而言的,相对于永磁体而言,线圈在做切割磁感线运动,线圈中就会产生感应电流,小灯泡就会发光,所以上述现象是利用电磁感应现象的原理制成的;故A图中有电源,即磁场中的导体通电后受力运动,即说明通电导线在磁场中受力的作用,与题目无关,故A错误;B图中没有电源,即磁场中的金属棒做切割磁感线运动时,电路中就会产生感应电流,与题目原理一致,故B正确;C图是奥斯特实验,说明通电导线周围有磁场,故C错误;D图中有电源,磁场中的线圈通电后受力运动,即说明通电导线在磁场中受力的作用,与题目无关,故D错误;故应选B。
8.(2016武汉卷)关于信息的传递与能源,下列说法正确的是
A.手机是利用电磁波传递信号
B.“北斗”导航系统是利用超声波进行定位和导航
C.目前核电站是利用核聚变发电
D.太阳能的利用具有广阔的前景,所以人类不再有能源危机
【参考答案】A【试题解析】手机是利用电磁波传递信号,故A正确;“北斗”导航系统是利用电磁波波进行定位和导航,故B错;目前核电站是利用核裂变发电的,故C错;虽然太阳能的利用具有广阔的前景,但人类仍会有能源危机,故D错;应选A。
9.(2016盐城卷)我市地处沿海,能源丰富,下列能源中属于不可再生能源的是
A.太阳能 B.潮汐能 C.风能 D.石油
【参考答案】D【试题解析】能源分为可再生能源与不可再生能源,太阳能、潮汐能和风能都属于可再生能源,石油属于不可再生能源,故应选D。
10.(2016盐城卷)如图所示,小明用漆包线绕成线圈ABCD,将线圈一端的漆全部刮去,另一端刮去一半放入磁场,做成电动机模型,连接干电池后
A.线圈持续来回摆动
B.线圈沿固定方向持续转动
C.AB边中电流方向交替变化
D.CD边始终受到磁场力作用,且是动力
【参考答案】B【试题解析】将线圈一端的漆全部刮去,另一端刮去半圈,相当于添加一个换向器,使线圈能够持续转动,故应选B。
11.(2016盐城卷)2016年2月,美国科学家宣布他们在地球上探测到来自太空的引力波,根据这一信息,可以推断
A.引力波可以在真空中传播
B.引力波只能在空气中传播
C.引力波不能在真空中传播
D.引力波不能在空气中传播
【参考答案】A【试题解析】在太空中是真空的,没有介质,引力波能从太空传播到地球,说明引力波可以在真空中传播;在地面附近有大气层,说明引力波也能在空气中传播;故应选A。
12.(2016鞍山卷)研发太阳能汽车是未来的发展方向,其中太阳能是 (选填“可再生”或“不可再生”)。
【参考答案】可再生【试题解析】能源分为可再生能源与不可再生能源,太阳能属于可再生能源。
13.(2016营口卷)如图所示是太阳能LED照明路灯,LED是一种发光二极管,可以把电能直接转化成 能,太阳能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,它是太阳内部氢原子核发生 (选填“裂变”或“聚变”)时释放出的核能。
【参考答案】光 可再生 聚变【试题解析】太阳能电池板是把太阳转化成电能。LED是一种发光二极管,通过电流时不用经过加热灯丝直接能够发光,即把电能直接转化成光能;太阳能属于可再生能源,其主要特点是取之不尽用之不竭,并且环保无污染;在太阳内部,氢原子核在超高温作用下发生聚变,释放巨大的核能。
14.(2016乌鲁木齐卷)“重力电灯”是一种依靠重力做功产生电能的环保型电源,如图,在使用过程中,首先由人将沙袋举高,使人的生物能转化为沙袋的重力势能,然后沙袋通过减速器匀速下落带动发电机发电,点亮灯泡。
(1)发电机是“重力电灯”的核心部件之一,发电机的线圈在磁场中 磁感线产生电流,这种电流是电 (选填“直流”或“交流”)。发电的过程属于 (选填“电生磁”或“磁生电”),这个过程将_______能转化为电能。
(2)“重力电灯”灯泡的额定功率为1 W,额定电压为2 V,则该灯泡正常工作时电流为 A,它工作 h消耗0.01度的电能。
(3)将一个重为400 N的沙袋举高1.8 m后从静止开始释放至落地,重力做功 J,调节减速器,让沙袋匀速下落,且沙袋下落过程中重力势能减小量的80%转化为灯泡的电能,此时发电机的输出电压恰为灯泡的额定电压,则一次举高沙袋能让额定功率为1 W灯泡正常发光 s。此时沙袋通过减速器匀速下落的速度为 m/s。
【参考答案】(1)切割 交流 磁生电 机械 (2)0.5 10 (3)720 576 3.125×10–3【试题解析】(1)发电机的线圈在磁场中切割磁感线产生电流,由于没有换向器,故这种电流是交流电;发电的过程属于磁生电,这个过程消耗了机械能,得到了电能,将机械能转化为电能;(2)由P=UI可得,灯泡正常工作时的电流:I=P/U=1 W/2 V=0.5 A;根据W=Pt可得,消耗0.01度的电能,灯泡工作的时间:t=W/P=0.01 kW·h/0.001 kW=10 h;(3)重力做的功:W′=Gh=400 N×1.8 m=720 J;由ηW′=Pt可得:80%×720 J=1 W×t得:t=(80%×720 J)/1 W=576 s;沙袋通过减速器匀速下落的速度:v=s/t=1.8 m/576 s=3.125×10–3 m/s。
15.(2016扬州卷)通电螺线管的外部磁场与条形磁体周围磁场相似,其磁极可以用安培定则判定。
(1)图中螺线管的A端是 极。
(2)螺线管实际上就是由多个单匝圆形圈组成,通电螺线管的磁场可以看成由每一个单匝圆形通电线圈的磁场组合而成,因此应用安培定则也可以判断单匝圆形通电线圈的磁极。现一单匝圆形通电线圈中的电流方向如图所示,则其B端是 极。
(3)地球周围存在的磁场,有学者认为,地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的,地球自转的方向自西向东,则形成圆形电流方向与地球自转方向 (相同/相反),物理学规定正电荷定向移动方向为电流方向,那么地球带 (正/负)电。
【参考答案】(1)N (2)N (3)相反 负【试题解析】(1)根据安培定则,用右手握住螺线管,四指弯向电流的方向,拇指指向螺线管的A端,所以A端为N极;(2)根据安培定则,用右手握住单匝线圈,四指弯向电流的方向,拇指指向单匝线圈的B端,所以B端为N极;(3)由于地磁北极在地理南极附近,根据安培定则,拇指指向N极,四指的方向为电流的方向,所以电流自东向西,与地球自转的方向相反;物理学规定正电荷定向移动方向为电流方向,所以地球带负。
16.(2016盐城卷)在图丙中画出静止在通电直导线附近A点的小磁针,并标出其磁极。
【参考答案】如下图所示【试题解析】由右手定则可判断出导线周围的磁场方向是顺时针的,小磁针静止时N极所指的方向与该点磁场的方向是一致的,如上图所示。
17.(2016营口卷)将如图所示的电磁铁连入你设计的电路中(在虚线框内完成,器材自选)。要求:
(1)电磁铁磁性有无可以控制;
(2)能改变电磁铁磁性的强弱;
(3)电路接通后使小磁针静止时在如图所示的位置。
【参考答案】如下图所示【试题解析】电磁铁的磁性强弱跟电流大小、匝数多少、是否有铁芯插入有关。图中匝数多少、是否有铁芯插入已确定,故只能改变电流的大小,可以利用滑动变阻器来达到这个目的,滑动变阻器与电源串联;另外,我们还要画出电源;小磁针静止时N极所指示的方向——向右,为该点磁场的方向;在磁体外部,磁感线从N极指向S极,所以螺线管的右端为S极,左端为N极。根据右手定则,电流应该从电磁铁的右端流入,左端流出,所以通电螺线管右端的导线连接电源的正极,左端的导线连接电源的负极;电路图如上图所示。
1.(2016秋石家庄期末)如图所示的四幅图,和电磁感应现象有关的是
2.(2017驻马店一模)下列说法正确的是
A.磁场和磁感线都是真实存在的
B.磁场对放入其中的小磁针一定有力的作用
C.地磁场的南极在地理北极附近
D.磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的
3.(2016北京怀柔期末考试)下列说法中正确的是
A.导线通电后,通过附近的小磁针受力偏转可以推测出通电导线周围存在磁场
B.扬声器、电磁继电器、电铃都应用了电磁铁
C.物理学中,把小磁针静止时S极所指的方向规定为该点磁场的方向
D.产生感应电流的条件是闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动
4.(2016湖南湘潭期末考试)如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图,关于它的说法正确的是
A.当温度低于90 ℃时,报警装置就会响铃,同时绿灯亮
B.当温度低于90 ℃时,报警装置就会响铃,同时红灯亮
C.当温度达到90 ℃时,报警装置就会响铃,同时红灯亮
D.当温度达到90 ℃时,报警装置就会响铃,同时绿灯亮
5.(2017许昌二模)如图所示,电磁铁的左下方有一铁块,在弹簧测力计的作用下向右做匀速直线运动。当铁块从电磁铁的左下方运动到正下方的过程中,滑动变阻器的滑片逐渐向上滑动,下列判断正确的是
A.电磁铁的磁性逐渐增强
B.电磁铁的磁性逐渐减弱
C.铁块对地面的压强逐渐减小
D.铁块对地面的压强逐渐增大
6.(2016江苏泰州姜堰区期末考试)关于磁体、磁场和磁感线,以下说法中正确的是
A.铁和铝都能够被磁体吸引
B.磁体之间的相互作用是通过磁场发生的
C.磁感线是磁场中真实存在的曲线
D.磁感线从磁体的S极出发,回到磁体的N极
7.(2016广西钦州港经济技术开发区期末考试)为判断电源的正负极,小华同学找来了一个小铁钉,把导线的一部分绕在上面,制成了一个电磁铁连在电路中。当闭合开关S,小磁针静止时N极的指向如图所示。据此判断电源的________端是正极(选填“a”或“b”)
8.(2017漯河二模)通电螺线管附近的小磁针静止时,N极指向如图所示,则螺线管的a端是 极,电源的 端是正极,增大电源的电压,小磁针的指向 (选填“改变”或“不改变”)。
9.(2016江苏泰州姜堰区期末考试)小磁针静止时的指向如图所示,在图中标出通电螺线管的N极和电源的正极。
10.(2017信阳一模)如图所示,将一根直导线放在静止的小磁针的正上方,并与小磁针平行放置。
(1)当开关闭合时,导线下方的小磁针会发生偏转,说明通电导体周围存在着 。
(2)这是丹麦著名物理学家 发现电流的 (选填“热”、“磁”或“化学”)效应。
(3)实验中小磁针的作用有:① ;② 。
(4)移去小磁针,上述结论是否成立? (选填“成立”或“不成立”)。
11.(2016北京怀柔区期末考试)阅读《磁性材料的应用——录音》回答问题。
磁性材料的应用——录音
铁棒和钢棒本来不能吸引钢铁,当磁体靠近它或与它接触时,它便有了吸引钢铁的性质,也是被磁化了。软铁磁化后,磁性很容易消失,称为软磁性材料。而钢等物质在磁化后,磁性能够保持,称为硬磁性材料。硬磁性材料可以做成永磁体,还可用来记录声音、图像等信息。如图所示,录音机的磁带上就附有一层由磁性氧化物或合金薄膜制成的磁性材料小颗粒。录音时,声音先转变成强弱变化的电流,这样的电流通过录音磁头,产生了强弱变化的磁场。磁带滑过时,磁带上的小颗粒被强弱不同地磁化,于是记录了一连串有关磁性变化的信息。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)磁带上的 记录了声音、图像等信息;录音机在把声信号变成磁信号的过程中,要先把声信号变成 信号;
(2)利用磁性材料记录信息的应用非常广泛,请你举出一例日常生活用品 。
1.如图所示是机场的安检人员用手持金属探测器检查乘客的情景,基本原理是当探测线圈靠近金属物体时,在金属物体中就会产生电流。如果能检测出这种变化,就可以判定探测线圈下面有金属物体了。选项中能反映出金属探测器工作原理的是
2.如图所示,R0是一个光敏电阻,光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小,R是电阻箱(已调至合适阻值),它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯,白天灯熄,夜晚灯亮。下列说法正确的是
A.白天流过R0的电流比夜晚小
B.给路灯供电的电源应接在b、c两端
C.白天R0两端的电压比夜晚大
D.白天,如果将电阻箱R的阻值调大,则路灯也可能变成亮
3.请标出下图中螺线管的S、N极和电流方向
4.学习了通电螺线管的磁场后,小华同学利用螺线管、小磁针、电键和电池等器材继续做实验。小华将小磁针放在螺线管内部,电键S断开,小磁针静止后如图(a)所示。闭合电键S,小磁针转动,静止后如图(b)所示。接着小华改变电池的接法,再闭合电键S,小磁针静止后如图(c)所示。请根据现象及相关条件归纳得出初步结论。
①比较图(a)和(b)可知: 。
②比较图(b)和(c)可知: 。
5.小勇利用如图所示的实验装置“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”,他将实验中观察到的现象记录在下表中。
次数 开关 磁场方向 导体AB的运动方向 电流表指针的偏转方向
1 断开 上N下S 向右运动 不偏转
2 闭合 上N下S 向右运动 向左偏转
3 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转
4 闭合 上N下S 向上运动 不偏转
5 闭合 上S下N 向下运动 不偏转
6 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转
7 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转
(1)分析得出:________电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流。
(2)比较实验2和3(或6和7)可知:在磁场方向一定时,感应电流的方向与______有关。
(3)比较实验_______可知:在导体切割磁感线运动的方向不变时,感应电流的方向与磁场的方向有关。
(4)这个现象在生产和生活中的重要应用是_______。
(5)针对这个实验,小勇进行了进一步的探究,他提出了“感应电流的大小可能与导体切割磁感线的运动速度有关”的猜想,于是他设计了如下的实验方案:
①保持磁场强弱不变,让导体AB以______(选填“相同”或“不同”)的速度沿相同方向做切割磁感线运动,观察电流表指针偏转幅度的大小。
②如果电流表指针偏转幅度不同,说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动的速度_______(选填“有关”或“无关”)。
名校预测
1.【答案】D【解析】B是奥斯特实验,研究电流的磁效应,不属于电磁感应现象;A是研究磁场对通电导体的力的作用的实验,不属于电磁感应现象;C是电动机的工作原理图,不属于电磁感应现象;D是发电机的原理图,属于电磁感应现象。故选D。
2.【答案】BC【解析】磁场是真实存在的,磁感线是为了描述磁场的分布而引入的,不是真实存在的,故A错误;磁场对放入其中的小磁针有力的作用,故B正确;地磁场的北极在地理的南极附近,地磁场的南极在地理的北极附近,故C正确;磁场中某点的磁场方向是一定的,可以由放在该点的小磁针来判断,但不是由小磁针决定的,故D错误。
3.【答案】ABD【解析】当小磁针受到力的作用时可发生偏转,所以可推测磁体周围有磁场,A正确;扬声器、电磁继电器、电铃在工作过程中都应用了电磁铁,故B正确;物理学中,把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向。小磁针静止时S极所指的方向与该点磁场的方向相反,C错误;产生感应电流的条件是闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,D正确。
4.【答案】C【解析】当温度低于90 ℃时,继电器不起动,触点接通绿灯,所以只有绿灯亮,故AB错误;当温度达到90 ℃时,继电器起动,触点接触下触点,红灯与电铃都接通了,此时红灯亮,电铃响,故C正确,D错误。
5.【答案】AC【解析】当滑动变阻器的滑片向上滑动时,滑动变阻器连入电路的阻值变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流增大,所以电磁铁的磁性会增强;当铁块在电磁铁的左下方时,铁块对地面的压力大小等于铁块的重力;当铁块逐渐向电磁铁的下方移动时,铁块除了受到重力以外,还受到电磁铁对它的吸引力,由于电磁铁对铁块的吸引力方向竖直向上,所以此时铁块对地面的压力等于重力减去吸引力,则铁块对地面的压力小于铁块的重力;在铁块从电磁铁左下方向电磁铁正下方移动的过程中,铁块受到的吸引力逐渐变大,所以铁块对地面的压力逐渐减小,因此在受力面积一定时,铁块对地面的压强逐渐减小,故选AC。
6.【答案】B【解析】磁体能够吸引铁、钴、镍等物质,不能吸引铝,故A错误;磁体周围存在磁场,磁场是客观存在的物质,磁体对处于其磁场内的磁性物质有磁力的作用,故B正确。根据课本中的相关基础知识可知,为了描述看不见但又客观存在的磁场,人们利用建立模型的方法引入了磁感线,故C错误。在磁体的外部,磁感线从磁体的N极出发,回到S极,故D错误。
7.【答案】a【解析】由题图可知,小磁针静止时N极指向左边,则电磁铁的右端是S极,左端是N极,用右手握住电磁铁,大拇指指向N极,则四指指向电磁铁线圈中电流的方向,电流方向为“前上后下”,由此可知,电源的a端是正极。
8.【答案】S c 不改变【解析】由磁极间的作用可知,异名磁极相互吸引,所以a端应是S极,b端是N极,由右手螺旋定则可判断出电源的c端为正极,增大电压,只能使螺线管的磁性增强,但不会改变其方向,所以小磁针的指向是不变的。
9.【答案】【解析】由小磁针的指向结合磁极间的相互作用规律得出通电螺线管的左端为N极,右端为S极,再根据右手螺旋定则得出电源的右端为正极,左端为负极。如图所示。
10.【答案】(1)磁场 (2)奥斯特 磁 (3)检验磁场的存在 判断磁场的方向 (4)成立【解析】(1)实验中,开关闭合时,小磁针发生偏转,说明通电导体周围存在着磁场;(2)这是著名的奥斯特实验,是丹麦著名物理学家奥斯特发现的电流的磁效应。(3)在本实验中,小磁针的作用有两个:①可以检验磁场的存在;②可以判断磁场的方向。(4)小磁针受到磁场力的作用能够发生偏转,故小磁针可以检测磁场的存在,但如果移去小磁针,其磁场依然是存在的,所以上述结论仍然成立。
11.【答案】(1)磁性材料 电 (2)银行卡【解析】(1)硬磁性材料可以做成永磁体,还可用来记录声音,录音机的磁带上就附有一层硬磁性材料制成的小颗粒用来记录声音和图像;录音时,声音先转变成强弱变化的电流,声信号变成了电信号;(2)磁性材料应用在信用卡、电话磁卡、第二代身份证、软磁盘、硬磁盘等上。
专家押题
1.【答案】B【解析】题图中所反应的现象是电磁感应现象,当扫描时,如果身上有金属,就会切割磁感线产生感应电流;四个选项中只有B是电磁感应原理,故应选B。
2.【答案】D【解析】因为白天时,光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小,由I= U/R可知,白天流过R0的电流比夜晚大,故A错误;光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小,所以白天时光敏电阻的电阻小,电路中的电流大,电磁铁将被吸住,接触点与c接通,晚上时的光线暗,光敏电阻的电阻值大,电路中的电流小,所以接触点与b接通。所以要达到晚上灯亮,白天灯灭,则给路灯供电的电源应接在a、b之间,B错误;根据串联分压的特点可知,白天时,电路中的电流较大,电阻箱分担的电压较多,R0分但的电压较少,晚上时,电路中的电流较小,电阻箱分担的电压较小,R0分但的电压较大,白天跟晚上的电压相等,都为电源电压,故C错误;由电路结构可知,当电阻箱R的阻值变大时,路灯亮,因此,白天如果将电阻箱R的阻值调大,路灯也可能变成亮,故D正确。
3.【答案】如图所示。【解析】小磁针的N极靠近螺线管的右端,所以螺线管的右端为S极,左端为N极,再结合题图的螺线管绕线的绕向,利用安培定则可以确定螺线管绕线中的电流方向是从右端流入左端流出。如图所示。
4.【答案】通电螺线管内部存在磁场 通电螺线管内部磁场的方向跟电流的方向有关【解析】①比较题图(a)和(b)可知,电键断开时,小磁针静止不动,当电键闭合时,小磁针发生了偏转,受到了磁场力的作用,说明通电螺线管内部存在磁场;②比较题图(b)和(c)可知,当螺线管中的电流反向时,小磁针的指向也发生了改变,说明通电螺线管内部磁场的方向跟电流的方向有关。
5.【答案】(1)闭合 (2)导体切割磁感线运动的方向(导体运动的方向) (3)2和6或3和7 (4)发电机 (5)①不同 ②有关【解析】(1)分析可知,产生感应电流的几次实验中,闭合电路中的部分导体在磁场里的运动方向与磁场方向垂直,即导体中产生感应电流时闭合电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动;(2)比较实验2和3(或6和7)可知:在磁场方向一定时,导体切割磁感线运动的方向改变,感应电流的方向就改变;(3)比较实验2和6(或3和7)可知:在导体切割磁感线运动的方向(或导体运动的方向)不变时,磁场方向改变,感应电流的方向改变;(4)实验过程中是机械能转化成电能,其在生产和生活中的重要应用是发电机;(5)探究感应电流的大小与导体切割磁感线运动的速度是否有关,应该保持磁场强弱不变,让导体AB以不同的速度沿相同方向做切割磁感线的运动,观察电流表指针偏转幅度的大小;如果电流表指针偏转幅度不同,说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动的速度有关,如果电流表指针的偏转幅度相同,说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动的速度无关。
磁悬浮列车
磁悬浮列车是一种现代高科技轨道交通工具,它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向,再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。磁悬浮列车由于其轨道的磁力 ( http: / / www.21cnjy.com" \t "_blank" \o "欢迎登陆21世纪教育网 )使之悬浮在空中,行走时不需接触地面,因此只受来自空气的阻力。磁悬浮列车的最高速度可达每小时500公里以上,比轮轨高速列车 ( http: / / www.21cnjy.com" \t "_blank" \o "欢迎登陆21世纪教育网 )的300多公里还要快。
由于磁铁有同性相斥和异性相吸两种形式,故磁悬浮列车也有两种相应的形式:一种是利用磁铁同性相斥原理而设计的电磁运行系统的磁悬浮列车,它利用车上超导体电磁铁形成的磁场 ( http: / / www.21cnjy.com" \t "_blank" \o "欢迎登陆21世纪教育网 )与轨道上线圈 ( http: / / www.21cnjy.com" \t "_blank" \o "欢迎登陆21世纪教育网 )形成的磁场之间所产生的相斥力,使车体悬浮运行的铁路;另一种则是利用磁铁异性相吸原理而设计的电动力运行系统的磁悬浮列车,它是在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁 ( http: / / www.21cnjy.com" \t "_blank" \o "欢迎登陆21世纪教育网 ),在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设反作用板和感应钢板,控制电磁铁的电流,使电磁铁和导轨间保持10~15毫米的间隙,并使导轨钢板的排斥力与车辆的重力平衡,从而使车体悬浮于车道的导轨面上运行。
通俗的讲就是,在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电 ( http: / / www.21cnjy.com" \t "_blank" \o "欢迎登陆21世纪教育网 ),能将线圈变为电磁体。由于它与列车上的超导电磁体的相互作用,就使列车开动起来。列车前进是因为列车头部的电磁体(N极)被安装在靠前一点的轨道上的电磁体(S极)所吸引,并且同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体(N极)所排斥。当列车前进时,在线圈里流动的电流流向就反转过来了。其结果就是原来那个S极线圈,现在变为N极线圈了,反之亦然 ( http: / / www.21cnjy.com" \t "_blank" \o "欢迎登陆21世纪教育网 )。这样,列车由于电磁极性的转换而得以持续向前奔驰。根据车速,通过电能转换器调整在线圈里流动的交流电的频率和电压。
倒数第4天 专题复习——估测、图象
一、估测
1.常见长度的估测:
中学生身高 1.50~1.80 m
课桌的高度 0.8 m
日光灯管长 1.2 m
教室长 10 m
教室宽 6 m
教室高 3 m
2.常见物体质量和所受重力大小的估测:
一个鸡蛋 5×10–2 kg 0.5 N
中学生 50 kg 500 N
3.常见物体速度的估测:人步行 1.1~1.3 m/s
自行车 5 m/s
声速(15 ℃的空气中) 340 m/s
光和无线电波(真空中) 3×108 m/s
4.常见的压强:
一标准大气压 1.013×105 Pa 760 mmHg 约10 m水柱
5.常见的电流值和电压值:
普通白炽灯 0.1~0.3 A
彩色电视机 0.2 A
手电筒 0.3 A
家用电冰箱 1.1~1.7 A
家用空调 4~7 A
一节干电池 1.5 V
一节蓄电池 2 V
家庭电路 220 V
人体的安全电压 不高于36 V
一般交流电动机 380 V
6.常见功率:
人的心脏跳动功率 1.5 W
人在平直公路上骑自行车的功率 100 W
普通白炽灯 15~100 W
电视机 约200 W
微波炉 800~1 000 W
空调 约1 000 W
7.一些常见的物体的温度:
绝对零度 –273.15 ℃
标准大气压下水的沸点 100℃
通常情况下冰的熔点、水的凝固点 0 ℃
正常人的体温 36.8 ℃
人感觉舒适的温度 23 ℃
二、图象
1.速度和时间图象:
A图表示物体处于静止状态,B、C表示物体处于匀速直线运动状态
2.晶体的熔化、凝固曲线:
熔化过程:
(1)AB段,物体吸热,温度升高,物体为固态;
(2)BC段,物体吸热,物体温度达到熔点(50 ℃),开始熔化,温度不变,物体处在固液共存状态;
(3)CD段,物体吸热,温度升高,物体已经熔化完毕,物体为液态。
凝固过程:
(4)DE段,物体放热,温度降低,物体为液态;
(5)EF段,物体放热,物体温度达到凝固点(50 ℃),开始凝固,温度不变,物体处在固液共存状态;
(6)FG 段,物体放热,温度降低,物体凝固完毕,物体为固态。
3.密度问题:
由图象可知,对于同种物质来说,质量和体积成正比。
4.重力与质量的关系:
物体所受的重力跟它的质量成正比。
5.浮力与物体所处深度的关系:
图甲 图乙
图甲表示浮力的大小与物体所处深度的关系;图乙表示物体所受拉力与所处深度的关系。
6.电流与电压、电阻的关系:
当电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
当电压一定时,导体的电流跟导体的电阻成反比。
1.(2016天津卷)对于我们教室里一张单人课桌的下列估测,最接近实际值的是
A.课桌高度约为0.8 m B.课桌质量约为50 kg
C.课桌面积约为4 m2 D.书箱容积约为0.8 m3
【参考答案】A【试题解析】中学生课桌高度小于1 m;与0.8 m接近;故A正确;课桌质量约为5 kg;与50 kg相差较大;故B错误;桌面面积约为1 m2;与4 m2相差较大;故C错误;书箱容积约为0.2 m3;与0.8 m3相差较大;故D错误。
2.(2016四川卷)小李毎天坚持用“微信运动“来统计当天行走的步数,如图为她在6月12曰的步行情况。按照正常成年人的身体指标和通常的步伐及频率,可以估测出
A.小李的质量大约为500 kg
B.小李步行的平均速度大约为10 m/s
C.当天小李走过的路程大约为3 000 m
D.步行后小李心跳一次的时间大约为4 s
【参考答案】C【试题解析】成年人的质量在50 kg左右,小李的质量大约为50 kg,故A错误;人正常步行的速度在1 m/s左右,故B错误;常成年人一步大约0.4 m,小李走过的路程大约为0.5 m×6 001≈3 000 m,故C正确;正常成年人一次心跳时间约1 s,故D错误。
3.(2015山东滨州卷)下列估测最接近实际的是
A.一页纸的厚度约为0.01 m
B.一个鸡蛋的质量约为50 g
C.一个中学生从一楼走上二楼做的功约150 J
D.家用液晶电视的电功率约2 000 W
【参考答案】B【试题解析】如果一页纸厚度约为0.01 m,那么100页纸的厚度将是1 m,显然不符合实际,故A错;两个鸡蛋的重力约为1 N,一个鸡蛋的质量约为50 g,符合实际,故B对;中学生的质量约是50 kg,每层楼高约3 m,做功约为1 500 J,故C错;液晶电视的电功率约为200 W,故D错。
4.(2015江苏南京卷)一名普通中学生从地上拿起一个鸡蛋,并把它缓缓举过头顶,此过程中他对鸡蛋做的功约为
A.0.l J B.1 J
C.10 J D.100 J
【参考答案】B【试题解析】一个鸡蛋大约重0.5 N,中学生的身高大约为1.7 m,此过程中中学生对鸡蛋做的功约为W=Gh=0.5 N×1.7 m=0.85 J,最接近于1 J,故应选B。
5.(2016江苏连云港卷)一辆汽车沿平直公路行驶路程s与运动时间t关系如图所示,汽车运动平均速度最大的是
A.ab段 B.bc段 C.cd段 D.de段
【参考答案】A【试题解析】读图可知,ab与bc段、cd段相比,通过相同的路程,ab段所用时间最短,因此,ab段速度更大;cd段与de段相比,相同时间内,de段通过的距离最短,所以速度更慢,综上所述,在图中的四段运动过程中,ab段的平均速度最大,故选A。
6.(2016四川自贡卷)如图所示的图象中,描述的是同一种运动形式的是
A. B. C. D.
【参考答案】BC【试题解析】如果是s–t图象,则横轴表示时间,纵轴表示距离,因速度不变,s与t成正比,所以图象是过点O的射线,如图C;如果是v–t图象,则横轴表示时间,纵轴表示速度,因速度不变,所以图象是平行于横轴的射线,如图B;故选BC。
7.(2016天津卷)图是某种物质熔化是温度随时间变化的图象。根据图象中的信息,判断下列说法正确的是
A.该物质为非晶体 B.该物质的熔点是80 ℃
C.在第5 min是物质已全部熔化 D.第10 min是物质处于液态
【参考答案】B
【试题解析】由于物体在从5分钟到15分钟这个过程中,物体吸热,但温度并没有升高,结合晶体熔化的特点,可知这种物质是晶体,故A不正确;根据图象可知,熔化过程对应的温度为80 ℃,故其熔点为80 ℃,故B正确;第5 min时,物质开始熔化,所以从5分钟到15分钟这个过程中,既有液体又有固体,即固液共存状态,故CD错误。
8.(2015福建龙岩卷)一杯温水放入正常工作的冰箱冷冻室内,能正确反映其温度随时间变化的图象是
A B C D
【参考答案】D【试题解析】温水被冷冻的过程中,温度是降低的,并放出热量,故AB错;水在0 ℃时开始结冰,温度保持不变,所以C错,D对。
9.(2015贵州黔南州卷)下列物理图象,反映的物理量之间关系正确的是
A B C D
A.汽车做匀速直线运动的图象
B.铝的质量与体积关系图象
C.汽油的热值与体积间的图象
D.静止的物体受到的摩擦力f与它受到的唯一的水平推力F的大小关系
【参考答案】D【试题解析】图象A中速度不是固定的,而是随时间均匀增大,故A错误;对某种物质来说,密度是一定的,当物体的体积增大时,质量应变大,而图B中质量不随体积的变化而改变,故B错误;热值是燃料的一种属性,只与物质的种类有关,与燃料的体积、质量等因素无关,故C错误;由于物体是静止的,处于平衡状态,受力平衡,根据二力平衡的条件可知,物体受到的摩擦力和推力大小相等,故D正确。
10.(2015江苏扬州卷)在“探究通过导体的电流与电压的关系”实验中,得到的I–U图象为
A B C D
【参考答案】B【试题解析】此实验要用控制变量法来进行,在研究电流与电压之间的关系时,应让导体的电阻保持一定,当电阻一定时,电流与电压成正比,图象为通过原点的一条直线,故应选B。
11.(2016鄂州卷)已知甲、乙两灯的额定电压均为6 V,如图是甲、乙两灯电流随其两端电压变化的曲线。现将两灯串联后接在某一电源两端,要使其中一个灯泡正常发光,并保证电路安全,则电路的工作电流和电源最大电压为
A.0.5 A 12 V B.1.5 A 12 V C.1.5 A 8 V D.0.5 A 8 V
【参考答案】D【试题解析】已知甲、乙两灯的额定电压均为6 V,由图可以看出:甲灯的额定电流为1 A,乙灯的额定电流为0.5 A。两灯串联后通过两灯的电流相等,要使其中一个灯泡正常发光,并保证电路安全,正常发光的应是额定电流较小的乙灯,所以电路的工作电流I=0.5A。由图可知U甲=2 V,U乙=6 V,则电源电压U=U甲+U乙=2 V+6 V=8 V。答案为D。选项A、B、C不符合题意。
12.(2015湖南娄底)家庭中使用的电灯、电冰箱等用电器的正常工作电压为_____V;某小区居民在参加“地球一小时”活动中,自觉将总功率为2 000千瓦的用电器停止工作1小时,可节约用电_____千瓦·时。
【参考答案】220 2 000或2×103【试题解析】在我国家庭电路的电压为220 V,所以用电器正常工作时的电压为220 V;可节约的电能为W=Pt=2 000 kW×1 h=2 000 kW·h。
13.(2015甘肃天水卷)甲、乙两灯的额定电压均为9 V,测得其电流与电压变化的关系图象如图所示。则乙灯正常发光时的电阻是______Ω;若将甲、乙两灯串联接入9 V的电路中,通电1 min,两灯消耗的总电能为______J。
【参考答案】18 166【试题解析】由图可知,当乙灯正常发光时,通过的电流为0.5 A,则乙灯正常发光时的电阻为R乙=U/I=9 V/0.5 A=18 Ω;将甲、乙两灯串联接入9 V的电路中时,通过两灯的电流相等,两灯的工作点在平行横坐标轴的直线上,则可知甲灯分得的电压为3 V,乙灯分得的电压为6 V,电路中的电流为0.4 A,所以两灯消耗的总电能为W=UIt=9 V×0.4 A×60 s=216 J。
14.(2015广东揭阳卷)小红利用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系。已知电源电压为6 V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω。
图甲 图乙
(1)实验中多次改变R的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数保持不变,记下电流表的示数,得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图象,由图象可得出结论:______________________。
(2)在上述实验中,某同学在读取完电流表示数后,直接拆下阻值为5 Ω的电阻,改换成阻值为10 Ω的电阻,请你指出他在操作中的错误:________________;在读取电流表示数之前,他应进行的操作是:向____移动滑片,使电压表示数为_____V。
(3)若在实验过程中出现电流表示数为0,电压表的示数为6 V,则电路出现的故障可能是__________。
(4)小红想将定值电阻换成小灯泡来探究电流与电压的关系,你认为她的实验方案可行吗?_______(填“可行”或“不可行”),你的理由是:____________________。
【参考答案】(1)电压一定时,电流与电阻成反比 (2)没有断开开关 左 2.5 V (3)电阻R断路 (4)不可行 灯丝的电阻随温度的变化而变化【试题解析】(1)由图乙可以看出,随着导体电阻的增加,通过导体的电流越来越小,而电阻与对应的电流值的乘积却是定值,等于2.5 V,可以说明电压一定时,电流与电阻成反比。(2)取下电阻应在电路中没有电流的情况下进行,操作的错误是没断开开关;当换上大电阻后,电阻分得的电压增大,电压表示数增大,所以滑片应向左移动,增大电阻,减小电流,使电压表示数减小到2.5 V。(3)电流表示数为0,电压表的示数为电源电压6 V,这样的故障只能是与电压表并联的部分发生了断路。(4)由于小灯泡灯丝的电阻受温度的影响会发生变化,不能得出正确的结论,所以她的方案不可行。
1.(2017启动模拟)将一本初二物理书平放在水平课桌中央,则书对课桌的压强约为
A.5 Pa B.50 Pa
C.500 Pa D.5 000 Pa
2.(2017太仓一模)一位质量为50 kg的同学从一楼登上五楼,用了40 s,楼层高约为3 m。则他上楼时的功率大约为(g=10 N/kg)
A.150瓦 B.187.5瓦
C.225瓦 D.300瓦
3.(2016福建龙岩月考)晓云同学对冰加热,她将冰熔化成水直到沸腾的过程,绘制成如图所示的温度随时间变化的图象,下列分析正确的是
A.图象中的DE段是冰的熔化过程
B.AB、CD段物质在吸热,BC、DE段物质没有吸热
C.水的凝固点是0 ℃
D.BC段物质的温度保持不变,内能不变
4.(2017建湖县)课外活动时,小明和小华均在操场上沿直线进行跑步训练。在某次训练中,他们通过的路程和时间的坐标系如图所示,则下列说法中正确的是
A.两人都做匀速直线运动 B.两人都不做匀速直线运动
C.前2 s内,小明跑得较快 D.全程中,两人跑步的平均速度相同
5.(2016江苏南通崇川区月考)测量苹果的密度:
方法一:如图甲,用天平测得苹果质量为_____g;若苹果体积为200 cm3,则苹果密度为_____g/cm3。
方法二:将苹果轻放入装满水的溢水杯中,静止时,苹果漂浮在水面上,测得从杯中溢出水的体积为V1;再用细针缓缓地将苹果全部压入水中,从杯中又溢出了体积为V2的水。已知水的密度为ρ0,则苹果密度的表达式为ρ苹果=__________。
1.下列物体中重力最接近1 N的是
A.一只大公鸡 B.一张学生课桌
C.一袋方便面 D.一枚大头针
2.根据生活经验,你认为下列数据符合实际情况的是
A.人洗澡水最适宜的温度是70 ℃ B.一个鸡蛋的质量大约是5 g
C.电饭锅正常工作时的电流约为200 mA D.人正常步行的速度约为5 km/h
3.两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示,根据图象可知
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.如果升高相同的温度,两种液体吸收的热量相同
C.加热时间相同,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.加热时间相同,甲液体比乙液体温度升高得更多
4.如图所示是A、B两定值电阻的U–I图象,由图象中信息可知
A.若将A、B两电阻串联在某电源两端,则B两端的电压大
B.若将A、B两电阻串联在某电源两端,则B的实际功率大
C.若将A、B两电阻并联在某电源两端,则通过A的电流大
D.若将A、B两电阻并联在某电源两端,则A的实际功率小
5.甲、乙两人同时从同一起跑线出发,同向做匀速直线运动,某时刻他们的位置如下图Ⅰ所示,图Ⅱ中分别作出了在这段时间内两人运动路程s、速度v与时间t的关系图象,其中正确的是
6.如图是“探究晶体熔化与凝固时温度的变化规律”的实验装置。
(1)把石棉网垫在烧杯下,并将装有固体粉末状晶体的试管放在水中加热,是为了使固体粉末受热______(填“均匀”或“不均匀”)。
(2)将温度计插入试管中时,温度计的玻璃泡要全部插入固体粉末中,不要碰到_________。
(3)某同学根据实验数据描绘出“温度时间”的图象,由图可获取到的信息有:①该晶体的熔点是______℃;②在D点时刻,物质属于_____态。③____________________;④____________________。
7.如图甲所示为探究“浮力大小与物体浸入水中深度的关系”的实验装置。先在弹簧测力计的下端挂一个金属圆柱体,测出金属圆柱体的重力,然后让圆柱体缓慢浸入水中,记录从圆柱体底面刚接触水面,到完全浸没水中(未接触容器底部),浸入不同深度h时弹簧测力计的示数,得到的弹簧测力计示数F示和圆柱体受的浮力F浮随h变化的图象如图乙所示。
(1)圆柱体受的浮力F浮随h变化的图象是图乙中的_______(填“①”或“②”)。
(2)从图乙中可以得出:浸在液体中的物体受到浮力的大小与物体排开液体的体积_______,浸没在液体中的物体受到浮力大小与浸没的深度_______。(均填“有关”或“无关”)
(3)从图乙可求得金属圆柱的质量为_______kg,体积为_______m3,密度为_______kg/m3。
名校预测
1.【答案】B【解析】由常识可知,初二物理课本质量约为200 g,重力约为2 N,面积约为400 cm2,课本放于水平桌面上对课桌的压力等于课本的重力,由压强计算公式P=F/S可知,书对课桌的压强约为50 Pa,故选B。
2.【答案】A【解析】该同学从一楼登上五楼克服重力做的功W=Gh=50 kg×10 N/㎏×4×3 m=6 000 J,他上楼时的功率大约为P=W/t=6 000 J/40 s=150 W,故选A。
3.【答案】C【解析】晶体的熔化和沸腾有共同点和不同,晶体熔化和沸腾时都需要吸热,且温度不变,它们的内能都在增大。对于同一种物质沸点高于熔点,所以在本题的图象中,BC段表示熔化,DE段表示沸腾,并且同一种物质其熔点等于凝固点,冰的熔点为0 ℃,水的凝固点也是0 ℃。
4.【答案】D【解析】小华的运动图象为曲线,小明的运动图象为直线,即小明做匀速直线运动,小华做变速直线运动。AB错误;前2 s内,小华通过的距离比小明通过的距离长,所以小华跑得较快,C错误;全程中,小华与小明在8 s内通过的路程都是40 m,平均速度相同,D正确。
5.【答案】162.4 0.812 ρ0V1/(V1+V2)【解析】由图甲知道苹果的质量是m1=100 g+50 g+10 g+2.4 g=162.4 g,因为苹果的体积V=200 cm3,所以苹果的密度ρ=m1/V=162.4 g/200 cm3=0.812 g/cm3。根据题意知道苹果质量m2=m排=ρ0V1,苹果体积V=V1+V2,所以苹果密度ρ=m2/V=m2/(V1+V2)=ρ0V1/(V1+V2)。
专家押题
1.【答案】C【解析】根据重力与质量的关系可得,1 N重物体的质量约为100 g,与一袋方便面质量接近,故选C。
2.【答案】D【解析】人的体温在37 ℃左右,洗澡水的温度应该略高于体温,在40 ℃左右,A不符合实际;1个鸡蛋的质量约为50 g,B不符合实际;电饭锅的额定功率在1 000 W以上,正常工作的电流有几安培,C不符合实际;5 km/h≈1.4 m/s,与人步行速度相近,D符合实际。
3.【答案】A【解析】根据图象可知:质量相同的甲乙两种液体升高相同的温度,甲的加热时间更长,吸收的热量更多,说明甲的比热容大,AB正确;同一热源加热,相同的时间内甲乙两种液体吸收的热量相同,C错误;根据图象可知:加热相同的时间,乙的温度升高更多,D错误。
4.【答案】D【解析】串联时通过两电阻的电流相等,当电流相等时,由图可知,A两端电压较大,A的功率较大,AB错误;并联时两电阻电压相等,当电压相等时,由图可知,通过B的电流较大,B的功率较大,C错误,D正确。
5.【答案】B【解析】由题意可知乙的速度大于甲的速度;A图表示,甲乙两人运动的路程和时间成正比,甲的速度大于乙的速度,不符合题意;B图表示,甲乙两人运动的路程和时间成正比,甲的速度小于于乙的速度,符合题意;C图表示甲乙两人做匀速直线运动,甲的速度大于乙的速度,不符合题意;D图表示甲乙两人做加速直线运动,不符合题意。
6.【答案】(1)均匀 (2)试管底和试管壁 (3)230 ℃ 液态 晶体在熔化过程中温度不变继续吸热 晶体在凝固过程中温度不变继续放热【解析】(1)把石棉网垫在烧杯下,并将装有固体粉末状晶体的试管放在水中加热,是为了使固体粉末受热均匀。(2)用温度计测量固体粉末的温度时,温度计的玻璃泡要全部浸入固体粉末中,不要碰到试管底或试管壁。(3)从图知该固体为晶体,熔点是230 ℃,AB段为固体升温阶段,BC段吸热但温度不变是固体熔化过程,CD段为液体升温阶段,DE段为液体降温阶段,EF段为液体凝固过程,FG段为固体降温阶段;晶体在熔化过程中温度不变,继续吸热;在凝固过程中温度不变,继续放热。
7.【答案】(1)② (2)有关 无关 (3)0.27 10–4 2.7×103【解析】(1)圆柱体从开始浸入到完全浸入水中的过程中,圆柱体排开水的体积逐渐变大,水的密度不变,由阿基米德原理知浮力是变大的;当圆柱体浸没以后,再向水中下沉的时候,圆柱体排开水的体积不再发生变化,浮力不变。(2)圆柱体排开水的体积在逐渐变大,测力计示数变小,浮力变大,可知浮力大小与物体排开液体体积有关;当圆柱体全部浸入水中后,深度变化,测力计的示数不变,可知浸没在液体中的物体受到浮力大小与浸没的深度无关。(3)由图乙可知,圆柱体的重力为2.7 N,圆柱体的质量m=G/g=0.27 kg;当圆柱体全部浸入水中后,圆柱体受到的浮力为1 N;由F浮=ρ水Vg,金属圆柱体的体积V=F浮/ρ水g=10–4 m3;密度ρ=m/V=2.7×103 kg/m3。
倒数第3天 专题复习——力学综合、电学综合
力学部分
一、运动和力
1.牛顿第一定律与惯性
牛顿第一定律的内容:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
惯性:物体具有保持原来运动状态不变的性质。
2.二力平衡及条件
二力平衡:如果一个物体在两个力的作用下能保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这两个力平衡。
二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体上、在同一条直线上。
3.二力平衡的应用
判断标准:物体处于静止或匀速直线运动状态。
结论:物体一定受到平衡力。
4.平衡力和相互作用力的异同点
平衡力和相互作用力的对比
相同点:两个力等大、反向、共线。
不同点:平衡力作用在同一物体上;相互作用力作用在两个物体上。
二、压强和浮力
1.增大或减小压强的方法
压强等于单位面积上所受到的压力,压强的大小与压力和受力面积的大小有关。
增大压强:增大压力或减小受力面积。
减小压强:减小压力或增大受力面积。
2.液体和气体压强的规律
液体压强的规律:
液体内部向各个方向都有压强;同一深度处向各个方向的压强都相等;液体的压强与液体的密度有关。
大气压强的规律:
随着高度的增加压强越来越小;液体的沸点随压强的增大而升高。
3.阿基米德原理
浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力;这一原理对于气体同样适用。
4.物体的浮沉
物体的浮沉取决于重力与浮力的大小关系,重力大于浮力,将下沉;重力等于浮力,漂浮或悬浮;重力小于浮力,将上浮,上浮的最终结果是漂浮。
三、功和功率、简单机械、机械效率
1.做功的两个必要因素
2.功、功率的概念及有关计算
3.有用功、总功、机械效率
4.探究影响动能大小的因素
5.杠杆
(1)支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂是杠杆的五要素。
(2)支点:杠杆绕着转动的点。
(3)力臂:指从支点到力的作用线的距离。(过支点向力的作用线画垂线就是力臂,垂足要落在力的作用线上)
杠杆的分类:
省力杠杆:动力臂大于阻力臂 动力小于阻力 省力、费距离
费力杠杆:动力臂小于阻力臂 动力大于阻力 费力、省距离
等臂杠杆:动力臂等于阻力臂 动力等于阻力 不省力、不费力
6.探究:杠杆的平衡条件
(1)杠杆平衡:杠杆静止不动或匀速转动。
(2)杠杆平衡条件:动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂或F1L1=F2L2。
7.滑轮、其他简单机械
轮轴:实质上是一个变形的杠杆,大小轮的半径就是两个力臂。作用在大轮上的力小但费距离。
应用:螺丝刀、钥匙、扳手、方向盘、车把、水龙头开关等。
斜面特点:省力、费距离。斜面越平缓,越省力。
8.机械效率:。
电学部分
一、电流
1.电流的形成和方向
(1)电流的形成:电流是电荷定向移动形成的。
(2)形成电流的电荷有:正电荷、负电荷。酸碱盐的水溶液中是正负离子,金属导体中是自由电子。
2.电流的方向
(1)规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向;
(2)电流的方向跟负电荷定向移动的方向相反;
(3)在电源外部,电流的方向是从电源的正极流向负极。
3.电流的效应:热效应、化学效应、磁效应
4.电流的测量
(1)单位及其换算:基本单位安(A),常用单位毫安(mA)、微安(μA)。
(2)测量工具及其使用方法:A.电流表;B.量程;C.读数方法;D.电流表的使用规则。
5.电流的规律:A.串联电路:I=I1=I2;B.并联电路:I=I1+I2。
二、电压
1.电压的作用:电压使电路中形成了电流,也就是说电压是使自由电荷发生定向移动形成电流的原因。
2.电压的测量
(1)电压的单位及其换算:基本单位伏(V),常用单位千伏(kV),毫伏(mV)。
(2)测量工具及其使用方法:A.电压表;B.量程;C.读数方法;D.电压表的使用规则。
3.电压的规律
(1)串联电路:U=U1+U2 (2)并联电路:U=U1=U2
4.常见的一些电压值:一节干电池的电压1.5 V;一节蓄电池的电压2 V ;家庭电路电压220 V;对人体安全的电压不高于36 V。
三、电阻
1.电阻的定义:导体对电流阻碍作用的大小。
2.电阻的单位及其换算:基本单位欧(Ω),常用单位千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。
3.影响导体电阻大小的因素:导体的电阻大小是由导体的材料、长度和横截面积决定的,还与温度有关。在其他因素相同的情况下,导体越长电阻越大;横截面积越小电阻越大;大多数导体温度升高时电阻增大,少数导体的电阻随温度的升高而减小。
4.变阻器
(1)滑动变阻器:A.构造;B.原理;C.用途;D.连接;E.注意事项。
(2)电阻箱:拔插式电阻箱和旋盘式电阻箱,优点是可直接读出连入电路中的阻值。
四、欧姆定律
1.欧姆定律的表述:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
2.数学表达式及变形公式:I=U/R,U=IR,R=U/I。
3.用电压表和电流表测电阻,简称“伏安法”测电阻。用电压表和电流表分别测出某个导体两端的电压和通过它的电流,再根据公式R=U/I,算出这段导体的电阻。
4.欧姆定律在串并、联电路中的应用
五、电功、电功率、电热
1.电功
(1)定义:电流所做的功。
(2)电流做功的实质:电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程,电功是电能转化的量度。电功是过程量,电流做功时,总伴随着能量状态的变化。电流通过用电器所做的功的数值与该用电器此时消耗的电能数值相同。
(3)电功的公式及其变换式:W=UIt,W=U2/Rt,W=I2Rt,即电流在某段电路上所做的功,等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。
(4)电功的单位;焦耳(J)、千瓦时(kW·h)
(5)电功的测量:电能表是测量电功的仪表。
2.电功率
(1)定义及意义:电流在单位时间内所做的功叫电功率。电流做功不仅有大小而且有快慢之分。用电器的功率表示做功的快慢。电功率大的用电器说明用电器的电流做功快,并不表示电流做功多。
(2)公式:P=W/t=UIt/t=UI,该公式适用于任何用电器。
(3)单位:瓦特(W),千瓦(kW)
(4)额定电压与额定功率:额定电压是用电器正常工作时的电压,额定功率是用电器在额定电压下的功率。
(5)测小灯泡的电功率:A.实验原理;B.实验电路图;C.实验步骤;D.数据处理。
3.焦耳定律
(1)焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
(2)焦耳定律的数学表达式:Q=I2Rt。
六、家庭电路与生活用电
1.家庭电路的组成
(1)家庭电路的组成:主要由低压供电线、电能表、闸刀开关、保险盒、开关、用电器、插座等部分组成。
(2)家庭电路中主要部分的作用
A.火线和零线:家庭电路靠低压供电线供电,分为火线和零线,火线和零线间的低压是220 V,火线和大地之间的电压也是220 V,零线和大地之间的电压为零。
B.电能表:用来测量用户消耗的电功(能)。
C.保险丝:家庭电路的保险盒和闸刀都装有保险丝,当电路中的电流过大时它能自动切断电路,起到保护作用。
D.插座:为了给家用电器供电,家庭电路中都装有插座,插座有两种。两孔插座:一孔接火线,一孔接零线;三孔插座:一孔接火线,一孔接零线,另一孔接地。
2.家庭电路中电流过大的原因
家庭电路中电流过大的原因有两种:
(1)电路中发生了短路,短路是指电流没有经过用电器而直接构成通路。这种情况下的电流将会很大,甚至远远超过保险丝的熔断电流。
(2)用电器的功率过大
3.安全用电
(1)触电的含义:触电是指一定大小的电流通过人体,影响人体健康或造成伤亡的现象。
(2)安全用电:只有不高于36 V的电压才是安全的。
(3)触电的类型:人体接触火线、大地触电;体接触火线、零线触电;电弧触电;跨步电压触电。
(4)安全用电原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体。
1.(2016长春卷)如图所示,分析小球从A点自由摆动到C点的过程,不考虑空气阻力,以下说法正确的是
A.小球从A点自由摆动到B点的过程中,动能转化为重力势能
B.小球摆动到最低点B时,动能为零
C.小球摆动到最高点C时,重力势能最小
D.小球在整个过程中的机械能守恒
【参考答案】D【试题解析】小球从A点自由摆动到B点的过程中,速度增大,高度减小,所以动能增大,重力势能减小,重力势能转化为动能,故A错;小球摆动到最低点B时,速度最大,动能最大,故B错;小球摆动到最高点C时,重力势能与在A点时相同都为零,故C错;由于不计空气阻力,只有重力做功,故机械能是守恒的,D正确;应选D。
2.(2016吉林卷)图是同一弹簧两次受力的情景。通过此实验可以探究力的作用效果与力的
A.大小有关 B.作用点有关
C.方向有关 D.大小、方向、作用点都有关
【参考答案】C【试题解析】力的作用效果与力的大小、方向、作用点有关。图中实验两个力的大小、作用点相同,只有方向不同,故探究的是力的作用效果与力的方向之间的关系。C选项符合题意,选填C。答案:C
3.(2015江苏镇江卷)如图甲所示,静止在水平面上的物块,受水平拉力F作用,F随时间t的变化关系如图乙所示。从t=0时刻开始,小兵每隔2 s记录的物块位置和时刻如图丙所示(用“·”表示物块),下列说法正确的是
甲 乙 丙
A.0~4 s内,物块受到的摩擦力为4 N
B.8~l0 s内,物块受到的摩擦力为6 N
C.t=l0 s时,物块的速度一定小于5 m/s
D.若16 s时撤去F,物块将做匀速直线运动
【参考答案】C【试题解析】由图丙可知,12 s到18 s物块在相同时间内通过的路程相等,物块做匀速直线运动,物块受到的摩擦力为滑动摩擦力,由图乙可知,此时f=F=4 N,由图乙可知,0~4 s内物体受到的拉力F1=2 N,小于滑动摩擦力,所以此时物块应处于静止状态,所受的摩擦力等于拉力,等于3 N,A错误;8~l0 s内,物块处于运动状态,受到的摩擦力等于滑动摩擦力,等于4 N,故B错误;10~12 s时物块受到的力F2=6 N,大于物块受到的摩擦力,故物块处于加速运动状态,而在这一过程中的平均速度为5 m/s,所以t=10 s时,物块的速度一定小于5 m/s,故C正确;若16 s时撤去F,物块只受到摩擦阻力的作用,将会做减速运动,故D错误。
4.(2016揭阳卷)如图所示电路中,甲、乙两处分别接入电流表或电压表。当S闭合后,为使两灯均能发光,则
A.甲接入电流表,乙接入电压表
B.甲、乙均接入电流表
C.甲、乙均接入电压表
D.甲接入电压表,乙接入电流表
【参考答案】A【试题解析】由图示可知,两灯都发光,只能是并联的,甲和乙不能同时为电流表,会形成短路,故B错;甲和乙不能同时为电压表,否则灯泡L2不能发光,故C错;甲应为电流表,乙应为电压表,故A正确,D错误;应选A。
5.(2015四川自贡卷)如图所示,在“○”处可以连接电流表或电压表测量电路中的电流、电压,为使L1与L2串联,以下做法正确的是
A.a为电流表,b为电压表,c为电流表
B.a为电压表,b为电压表,c为电流表
C.a为电流表,b为电流表,c为电压表
D.a为电流表,b为电流表,c为电流表
【参考答案】B【试题解析】a为电流表,b为电压表,c为电流表时,灯泡L1被短路不符合题意,A错误;a为电压表,b为电压表,c为电流表时,两灯是串联的,符合题意,B正确;a为电流表,b为电流表,c为电压表时,电路被短路,不符合题意,C错误;a为电流表,b为电流表,c为电流表时,电路被短路,不符合题意,D错误。
6.(2015湖北武汉卷)如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变。只闭合开关S1时,将滑动变阻器的滑片移至最左端,电流表A1的示数为1.2 A,再将滑片移至最右端,电压表V2的示数变化了4 V,电流表A1的示数变化了0.8 A;只闭合开关S1、S2时,电路消耗的的功率为P,只闭合开关S1、S3时,电路消耗的的功率为P'。已知P:P'=1:2。若将开关S1、S2和S3都闭合,则下列说法正确的是
A.R1、R3的阻值分别为2.5 Ω、5 Ω
B.电压表V1的示数始终为18 V
C.电流表A2的最小示数为0.6 A
D.电路消耗的最小功率为108 W
【参考答案】D【试题解析】电路中只闭合开关S1时,R1、R2、R3串联,电压表V2测量R3两端的电压,电流表A1测量电路电流,将滑动变阻器的滑片由最左端移至最右端的过程中,电压表V2的示数变化了4 V,电流表A1的示数变化了0.8 A,根据R3=ΔU/ΔI=4 V/0.8 A=5 Ω,当只闭合开关S1时,将滑动变阻器的滑片移至最左端,电流表A1的示数为I1=1.2 A,可得U=I1(R1+R3),将滑片移至最右端,电流表A1的示数变化了0.8 A,即此时电流表示数为I1'=0.4 A,可得U=I1'(R1+R2+R3),只闭合开关S1、S2时,电路中只有R1在工作,即P=U2/R1,只闭合开关S1、S3时,电路中只有R3在工作,即P'=U2/R3,已知P:P'=1:2,所以R3:R1=1:2,R3=5 Ω,R1=10 Ω,A错误;把R3=5 Ω;R1=10 Ω,带入U=I1(R1+R3),可得电源电压U=18 V。将已知量带入U=I1'(R1+R2+R3),解得R2=30 Ω,将开关S1、S2和S3都闭合时,三电阻并联,电压表V1测量的是电流表A2和开关S2两端电压,读数为零,B错误;电流表A2测量流过R1和R2的电流,I=U/R1+U/R2=18 V/10 Ω+18 V/30 Ω=2.4 A,C错误;电路中消耗的功率为P最小=U2/R1+U2/R2+U2/R3=108 W,D正确。
7.(2016长春卷)如图所示,分别用甲、乙两个不同的滑轮组竖直匀速提升A、B两个物体,使它们均升高0.2 m,测得A、B所受的重力为GA=4.5 N,GB=9 N,甲滑轮组中弹簧测力计的示数FA=2 N,则甲滑轮组的机械效率为 ,若两滑轮组机械效率相同,则乙滑轮组中,弹簧测力计的示数FB= N(不计绳重和摩擦)。
【参考答案】75% 4【试题解析】由图示可知,两个滑轮组都是由三段绳子吊着重物,故拉力通过的距离为物体上升高度的3倍,所以可得甲滑轮组的机械效率为η甲=GA/3FA=4.5 N/6 N=75%;若两滑轮组机械效率相同,则乙滑轮组中,弹簧测力计的示数FB=GB/3η甲=9 N/(3×75%)=4 N。
8.(2015湖北孝感卷)如下图所示,是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12 m,物体重G=6×103 N,汽车重G车=3×104 N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2.2×103 N,汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求:
(1)将物体从井底拉至井口的过程中,汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功?
(2)滑轮组的机械效率为多少?(保留一位小数)
(3)若汽车运动的速度为3 m/s,则将物体由井底拉至井口需要多长时间?
(4)在(3)的情况下,汽车牵引力为多少?牵引力的功率为多少?
【参考答案】(1)7.92×104 J (2)90.9% (3)12 s (4)1.56×104 W【试题解析】(1)滑轮组绳子股数n=3,汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口,此时物体上升高度为12 m,则汽车移动距离s=3 h=3×12 m=36 m,汽车做功W=Fs=2.2×103 N×36 m=7.92×104 J(2)。(3)若汽车运动的速度为3 m/s,则物体移动速度v物=1/3v=1/3×3 m/s=1 m/s,t物=h/v物=12 m/1 m/s=12 s。(4)汽车匀速拉绳,故汽车水平方向受力平衡,且F=F′,得F牵=F′+f=F′+0.1G车=2.2×103 N+0.1×3×104 N=5.2×103 N;P=W/t=F牵s/t=F牵v汽=5.2×103 N×3 m/s=1.56×104 W。
9.(2015四川资阳卷)如图所示,在物理课外科技活动中,小明受电子秤的启发设计了一种测量托盘所受压力的压力测量仪,他用电压表的示数来表示托盘所受压力的大小。电源电压为E=6 V,定值电阻R0=10 Ω,滑动变阻器R的规格为“10 Ω l A”。金属指针OP固定在安放托盘的轻弹簧M上,并能随轻弹簧一起在金属杆AB上滑动且与AB接触良好,金属指针和金属杆电阻忽略不计。轻弹簧M在弹性限度内被压缩的长度与其所受的压力大小成正比,当托盘所受压力为F1=0时P恰好位于R的最上端;当托盘所受压力为F2=100 N时P恰好位于R的最下端(此时弹簧的形变仍在弹性限度内)。求:
(1)电压表示数U与托盘所受压力F的关系式;
(2)当压力为F3=50 N时定值电阻R0消耗的功率P。
【参考答案】(1) (2)0.9 W【试题解析】(1)设滑动变阻器的总长度为L,托盘所受压力为F时弹簧被压缩的长度为x,则由题意和欧姆定律有: ①,②,联解①②得:③;(2)设此时电路中电流为I3,滑动变阻器上部分电阻为R3,则:④,⑤⑥⑦联解④⑤⑥⑦得:。
10.(2016河源卷)如图甲是某款电热水龙头。即开即热、冷热兼用。图乙是它的原理电路图R1、R2为电热丝。通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路,从而实现冷水、温水、热水之间切换。有关参数如表。不考虑温度对电阻丝值的影响,请回答下列问题:
(1)开关与1、2接触时,水龙头放出的水是 (填“温”、“热”)水,此时电路中的电流多大?
(2)水龙头放热水时,正常工作50 s,消耗的电能是多少?
(3)R2的电阻值多大?
产品名称 即热式热水龙头
应用场所 厨房、卫生间
额定功率 温水
热水
额定电压 220 V
额定频率 50 Hz
防触电类型 Ⅰ类(最高等级)
【参考答案】(1)温 10 A (2)1.65×105 J (3)R2=44 Ω【试题解析】(1)开关接1、2时,电阻R1单独接入电路,连入电阻较大,由可知电功率较小,为低温挡,所以水龙头放出的水是温水;电路中的电流;(2)开关接2、3时,电阻R1、R2并联,连入电阻较小,由可知电功率较大,为高温挡,水龙头放出的水是热水,P热水=3 300 W,正常工作50 s,消耗的电能:W=P热水t=3 300 W×50 s=1.65×105 J;(3)由P=UI得总电流,通过R2的电流I2=I–I1=15 A–10 A=5 A,由欧姆定律得。
11.(2015安徽卷)某家庭用燃气热水器将质量为100 kg、温度为20 ℃的自来水加热到50 ℃,消耗的天然气体积为1 m3(假设天然气完全燃烧)。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值为3.2×107 J/m3。求:
(1)天然气完全燃烧放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)该热水器工作时的效率。
【参考答案】(1)3.2×107 J (2)1.26×107 J (3)39.375%【试题解析】(1)天然气完全燃烧放出热量Q放=qv=3.2×107 J/m3×1 m3=3.2×107 J。(2)水吸收热量Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(50 ℃–20 ℃)=1.26×107 J。(3)该热水器工作时的效率η=W有/W总=Q吸/Q放=1.26×107 J/3.2×107 J=39.375%。
1.(2017盐城期月考)关于电流表和电压表的使用,下列说法错误的是
A.使用前都应检查指针是否指零
B.若有两个量程,一般都先用大量程“试触”
C.两表都能将两接线柱直接接到电源的两极上
D.接入电路时,都应使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出
2.(2016山东济南质量检测)如图所示,电源电压不变,当S闭合,滑动变阻器的滑片P向右移动过程中,下列说法正确的是
A.电流表示数变小,电压表示数变小,小灯泡变暗
B.电流表示数变大,电压表示数变小,小灯泡变亮
C.电流表示数变小,电压表示数变大,小灯泡变暗
D.电流表示数变大,电压表示数变大,小灯泡变亮
3.(2016湖南湘潭期末联考)用弹簧测力计缓慢的将放在桌面上的物体提起,其示数F与弹簧测力计上升的高度h之间的关系如图乙所示。试解答下列问题。
(1)图甲中拉力为______N,钩码所受的重力为 N。
(2)当h=4 cm时,弹簧测力计的示数是____N,桌面对钩码的支持力是____N。
4.(2017内蒙古一模)如图所示电路,将滑片移至a端,闭合开关时电压表示数为6 V,若将滑片移至中点时,电压表示数 (选填“等于”、“大于”或“小于”)3 V,电路消耗的总功率 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
5.(2016江苏南通月考)如图是某型号起重机从水中调起一重7.9 t的钢锭,L1、L2分别为2 m、6 m。(g取10 N/kg,ρ钢=7.9×103 kg/m3)求:
(1)钢锭全部浸在水中时受到的浮力是多大
(2)起重机将钢锭调离水面后,起重机的作用力F1是多大?
(3)调离水面后钢锭又匀速上升了3 m,这个过程中起重机做的功为3.95×105 J,这时,起重机的机械效率是多少?
6.(2017宜春二模)如图所示是我国自主生产的某型号的水陆两栖坦克,它的总质量为22 t,配备发动机的额定功率为420 kW。水上最大速度为14 km/h,陆地最大速度为54 km/h。(g=10 N/kg)
(1)该水陆两栖坦克在陆地上以最大速度匀速行驶30 min,通过的路程多大?
(2)该水陆两栖坦克漂浮在水面时,受到的浮力多大?(ρ水=1.0×103 kg/m3)
(3)该水陆两栖坦克漂浮在水面时,排开水的体积多大?
(4)该水陆两栖坦克停在水平地面上时,履带着地总面积为4 m2,坦克对地面的压强是多大?
1.在汽油机的一个工作循环中,机械能转化为内能的是 冲程;汽油是从石油中提炼出的能源,石油是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源;一辆小汽车行驶过程中消耗汽油4.0 kg,若这些汽油完全燃烧放出的热量全部被水吸收,可使20 ℃质量为0.5 t的水升高 ℃(标准大气压下)。[汽油的热值为4.6×107 J/kg,水的比热容为4.2×10 J/(㎏·℃)]
2.如图所示,轻质木板OB可绕O点转动,OB长1 m,细线AB能承受的最大拉力为60 N,在C点放一重为50 N的物体M,OC长10 cm,此时木板在水平位置处于静止状态。现在物体M上再加一水平向右的拉力F,使物体M在木板上匀速向右移动,经过5 s细线AB断裂。若F的大小为10 N。求:
(1)物体M受到的滑动摩擦力;
(2)当AB断裂时M距O点的距离;
(3)5 s内拉力做的功和拉力F的功率。
3.有一个玻璃瓶,它的质量为0.1 kg。当瓶内装满水时,瓶和水的总质量为0.4 kg。用此瓶装金属粒若干,瓶和金属颗粒的总质量是0.8 kg,若在装金属颗粒的瓶中再装满水时,瓶、金属颗粒和水的总质量为
0.9 kg。求:
(1)玻璃瓶的容积;
(2)金属颗粒的质量;
(3)金属颗粒的密度。
4.如图甲所示是小华同学设计的一种测定油箱内油量的装置,其中R0为定值电阻,R为压敏电阻,其阻值随所受压力变化的图像如图乙所示。油量表由量程为0~3 V的电压表改装而成。已知油箱重80 N,压敏电阻R能够承受的最大压力为800 N,电源电压保持6 V不变。
(1)若压敏电阻与油箱的接触面积是4×10–4 m2,则压敏电阻能承受的最大压强为多少;
(2)此油箱最多可装多少的油;(g=10 N/kg)
(3)若压敏电阻受到最大压力时,电压表的示数达到最大值,则定值电阻R0的阻值为多少。
5.阅读短文,回答问题。
无链条电动自行车
无链条电动自行车,整体外形时尚,没有了链条,外观变得与普通自行车或电动车有些不同,如图所示。无链条电动自行车被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。它结合了电子动力和人体动力,此车既可以通过给锂电池充电获得能量;也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板的动能,可通过车上的发电机转化为电能,存储在自行车框架中的锂电池内,之后通过电动机驱动后轮转化成动能,以此驱动自行车前进。因此使骑行者骑得更省力,同时也能减少对环境的污染。
图中所示这款无链条电动自行车,其锂电池容量为10 Ah、电压为36 V。与链条车相比,这种新型自行车具备许多优点。比如:省力、耐用、安全、灵便、干净卫生、结构简单、修理方便,骑行12 000 km也无须大修。因此,无链条电动自行车是城市中一种理想的交通工具。
请回答下列问题:
(1)无链条电动自行车可将骑行者踩脚踏板所产生的动能通过发电机转化为_______能,由车子的锂电池存储,之后再通过________驱动后轮再次转化成动能,驱动车子前进。
(2)图中这款车的锂电池最多所储存的电能约为_________J。
(3)图中这款车,若骑行者不踩脚踏板,仅靠锂电池驱动,这种“电力驱动”可使车连续行驶2×104 m;若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量,这种“混合动力驱动”可使车连续行驶3.5×104 m,则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为_________。
名校预测
1.【答案】C【解析】电流表和电压表使用前应检查指针是否指零,不指零应调至零,所以A说法正确;使用双量程电表时,在预先不知道被测电压和电流大小的时候,为保护电表,应使用大量程试触,估测电压和电流的大小,选择合适的量程,B说法正确;因为电流表电阻太小,相当于导线,若把电流表直接连接到电源两极,电流会很大,烧坏电流表,所以,不允许把电流表直接连接到电源两极,故C说法错误;接入电路时,都应使电流从正接线柱流入,从负接线柱流出,否则,电表的指针反偏,D说法正确。
2.【答案】B【解析】由图可知,灯泡和滑动变阻器串联,电压表与滑动变阻器并联。当S闭合,滑动变阻器的滑片P向右移动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变小,串联电路的等效电阻变小,由欧姆定律I=U/R可知,电路的电流变大,小灯泡变亮;由串联分压U1/U2=R1/R2可知,电压表的示数变小,选项B正确。
3.【答案】(1)2.4 4.5 (2)3 1.5
【解析】(1)图甲中弹簧测力计示数即拉力为2.4 N,钩码离开桌面后弹簧测力计的示数不再变化,此时示数即为钩码所受重力大小,故钩码所受的重力为4.5 N。(2)弹簧的伸长量与拉力成正比、由图像知:当h=6 cm时,弹簧测力计的示数为4.5 N,则,表示每伸长1 cm所需拉力为0.75 N则当h=4 cm时,弹簧测力计的示数是0.75 N/cm×4 cm=3 N此时测力计受重力、拉力、支持力的作用,支持力等于重力减去拉力即4.5 N–3.0 N=1.5 N。
4.【答案】大于 增大
【解析】由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑片移至a端时,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流:,电压表的示数:UR=IR=,当将滑片移至中点时,电路中的电流:,即电路中的电流变大,由P=UI可知,电路消耗的总功率增大;电压表的示数:
。
5.【答案】(1)1×104 N (2)2.37×105 N (3)60%【解析】(1)由题意知,钢锭的质量m=7.9 t=7 900 kg,ρ钢=7.9×103 kg/m3,所以钢锭的体积V=m/ρ=1 m3根据阿基米德原理知道,当钢锭全部浸在水中时受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1×104 N。(2)根据平衡条件知道,当起重机将钢锭调离水面后,起重机的作用力F2=G钢=7.9×104 N,由杠杠的平衡条件知道F1L1=F2L2,解得F1=F2L2/L1=2.37×105 N。(3)W有=Gh=7.9×104 N×3 m=2.37×105 J,起重机的机械效率。
6.【答案】(1)27 km (2)2.2×105 N (3)22 m3 (4)5.5×104 Pa
【解析】(1)时间t=30 min=0.5 h,根据可得坦克通过的路程:s=vt=54 km/h×0.5 h=27 km。(2)坦克漂浮时,受到的浮力F浮=G=mg=22×103 kg×10 N/kg=2.2×105 N。(3)由F浮=ρ液gV排得,排开水的体积:。(4)坦克对地面的压力:F=G=2.2×105 N,坦克对地面的压强。
专家押题
1.【答案】压缩 不可再生 80
【解析】汽油机的一个工作循环中,机械能转化为内能的是压缩冲程;石油属于化石能源,在短时间内无法再生,是不可再生能源;汽油放出的热量Q放=qm=4.6×107J/kg×4 kg=1.84×108 J;水吸收的热量Q吸=Q放=1.84×108 J,由Q吸=cm(t–t0)得,1.84×108 J=4.2×103 J/(㎏·℃)×0.5×103 kg× t,解得: t≈88 ℃。
水能升高到的温度为t=20 ℃+88 ℃=108 ℃,因为标准大气压下,沸水的温度为100 ℃,所以水升高的温度应为100 ℃–20 ℃=80 ℃。
2.【答案】(1)10 N (2)0.6 m (3)1 W【解析】(1)因为物体M在木板上匀速移动,水平方向上受到拉力和摩擦力的作用,由二力平衡的知识可得,物体M受到的滑动摩擦力f=F=10 N。(2)如图所示,设当物块到达D点时,细线断裂,木板受到物块的压力F=G=50 N,F′=60 N在Rt△OBE中,∠OBE=30°,由于木板平衡,则,即50 N×OD=60 N×0.5 m,解得OD=0.6 m。(3)5 s内物体移动的距离s=OD–OC=0.6 m–0.1 m=0.5 m拉力做功:W=Fs=10 N×0.5 m=5 J拉力做功功率:。
3.【答案】(1)300 cm3 (2)0.7 kg (3)3.5×103 kg/m3【解析】已知m瓶=0.1 kg,m瓶+水=0.4 kg,m瓶+金=0.8 kg,m瓶+金+水=0.9 kg(1)V容=V水=m水/ρ水=(m瓶+水–m瓶)/ρ水=0.3 kg/1×103 kg/m3=3×10–4 m3=300 cm3。(2)m金=m瓶+金–m瓶=0.8 kg–0.1 kg=0.7 kg。(3)V金=V容–V水'=300 cm3–m水'/ρ水=300 cm3–(m瓶+金+水–m瓶+金)/ρ水=200 cm3ρ金=m金/V金=0.7 kg/200×10–6 m3=3.5×103 kg/m3。
4.【答案】(1)2×106 Pa (2)72 kg (3)80 Ω【解析】(1)压敏电阻能承受的最大压强:p=F/S=800 N/4×10–4 m2=2×106 Pa。(2)油箱最多可装油的重力:G=800 N–80 N=720 N油箱最多可装油的质量:m=G/g=720 N/10 N/kg=72 kg 。(3)压敏电阻受到最大压力800 N时,由图像可知电阻R=80 Ω电阻R两端电压:U2=U–U1=6 V–3 V=3 V因为U2=U1=3 V,所以R0=R=80 Ω。
5.【答案】(1)电 电动机 (2)1.296×106 (3)3:4【解析】(1)“发电机”实现“自发电”的发电原理是电磁感应现象,无链条电动自行车可将骑行者踩脚踏板所产生的动能通过发电机转化为电能,由车子的锂电池存储之后再通过电动机驱动后轮再次转化成动能。(2)所储存的电能是W=UIt=36 V×10 A×3 600 s=1.296×106 J。(3)“混合动力驱动”时所提供的总能量W1=Fs1=F×3.5×104 m仅靠锂电池驱动所提供的能量W2=Fs2=F×2×104 m“混合动力驱动”时人所提供的能量W3=W1–W2=F×3.5×104 m–F×2×104 m=F×1.5×104 m则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比:W3/W2=F×1.5×104 m/F×2×104 m=3/4。
倒数第2天 题型专练——实验题与作图题
实验题部分
一、测量型实验:
1.直接测量型:(1)用刻度尺测长度;(2)用秒表测时间;(3)用量筒测固体、液体的体积;(4)用水表测家庭自来水使用量;(5)用天平测物体的质量;(6)用温度计测水的温度;(7)用弹簧测力计测力的大小;(8)用电流表测电流;(9)用电压表测电压;(10)用电能表测电功的大小。
2.间接测量型:(1)用刻度尺、秒表测平均速度;(2)用天平、量筒测物质密度;(3)用刻度尺、弹簧测力计测滑轮组的机械效率;(4)用电流表、电压表测电阻;(5)用电流表、电压表测小灯泡的电功率。
二、探究型实验:
1.探究型实验:(1)探究物质的一种属性——密度;(2)探究平面镜成像特点;(3)探究凸透镜成像规律;(4)探究摩擦力的大小与什么有关;(5)探究运动和力的关系;(6)探究液体压强的特点;(7)探究杠杆平衡条件;(8)探究动能(重力势能)大小与什么因素有关;(9)探究物质的比热容;(10)探究影响电阻大小的因素;(11)探究不同物质的导电性能;(12)探究电流与电压、电阻的关系;(13)探究电流热效应;(14)探究电磁铁磁性强弱的因素。
2.物理探究活动环节:(1)提出问题;(2)猜想与假设;(3)制定计划与设计实验方案;(4)进行实验和收集数据;(5)分析论证;(6)评估;(7)交流与合作。
探究型实验试题的解题方法强调应用性和开放性,突出物理知识的应用,强调灵活运用物理知识解释试题呈现的问题,故而在解答时,可附助已有的知识和结论,对试题所考查的内容和能力,做出正确的解答。
三、操作型实验:
操作型实验主要是指掌握基本测量工具的使用方法,复习这一部分,可以从器材的结构、作用、读数方法、测量范围、分度值、调零、使用规则等方面进行比较。对于天平、弹簧测力计、温度计等仪器除了上面所述外,还要了解它们的工作原理,正确使用的步骤及注意点等。
作图题部分
1.光的反射与折射
2.平面镜成像
3.凸、凹透镜的三条特殊光线
4.力的示意图
5.杠杆的力和力臂
6.滑轮组绕线
7.画电路图、连接实物图
8.通电螺线管部分
9.家庭电路连接
1.(2015青海卷)停表的示数如图所示,该停表所示的时间为_____________s。
【参考答案】218.4【试题解析】由题图知,在停表的中间表盘上,1 min中间有两个小格,所以一个小格代表0.5 min,指针在“3”和“4”之间,偏向“4”一侧,所以分针指示的时间为3 min;在停表的大盘上,1 s之间有10个小格,指针在38.4 s处,所以秒针指示的时间为38.4 s,即停表的读数为3 min38.4 s。
2.(2016厦门卷)利用如图装置探究平面镜成像特点。
(1)实验时应选较 (填“厚”或“薄”)的玻璃板竖立在水平桌面上。
(2)点燃蜡烛A,透过玻璃板观察到A的像,把与A完全相同的蜡烛B放在像的位置观察到B与像完全重合,说明像与物 。
(3)将光屏放到像的位置,无法直接在光屏上观察到像,说明说成的像是 像。
(4)用方格纸替代白纸,更方便探究像与物 关系。
【参考答案】(1)薄 (2)等大 (3)虚 (4)位置【试题解析】(1)玻璃板越薄,两个反射面所在的像距离越近,这样可以使确定的像的位置更加准确,厚玻璃板会形成两个像,会影响对实验结果的判断;(2)点燃蜡烛A,透过玻璃板观察到A的像,把与A完全相同的蜡烛B放在像的位置,观察到B与像完全重合,说明像与物大小相等;(3)因为虚像不能在光屏上承接,所以将光屏放到像的位置,无法直接在光屏上观察到像,说明所成的像是虚像;(4)若将玻璃板和蜡烛下面的白纸换成方格纸进行实验,这种做法的优点是便于探究像和物与平面镜的位置关系。
3.(2015上海卷)在“验证凸透镜成像规律”实验中,某小组同学利用焦距为10厘米的凸透镜、高为3厘米的发光体、光屏和光具座进行实验,将测得的物距u、像距v以及所成像的高