浮力
江西王山而
【考点聚焦】
1.知道浮力产生的原因
2.知道阿基米德原理
3.理解物体的浮沉条件
4.知道轮船、气球、飞艇、潜水艇的浮沉原理
【呈现形式】
本部分的考点主要以填空题、选择、计算和实验题型出现,其中阿基米德原理和物体的漂浮条件应用可以用实验题型出现。在计算题中,阿基米德原理、浮力产生的原因、物体的浮沉条件和物体的漂浮条件常常紧密联系,增加了解题的难度,主要考查综合分析和解决问题的能力。
【知识结构】
1、 浮力的基本概念
1.浮力产生的原因;浸入液体中的物体,受到液体的压强和压力,由于物体上、下表
面在液体中的深度不同,因此物体上、下表面所受液体的压强不同,下表面受到液体向上的压强大于上表面受到液体向下的压强,从而使物体下表面受到向上的压力大于上表面受到向下的压力,向上和向下的压力差就是物体在液体中受到的浮力。
2.物体的浮沉条件:浸入液体里的物体同时受到重力和浮力两个作用力的作用,所以物体的浮沉取决于两个力的大小关系:
(1)当F浮>G时,上浮,最终结果漂浮。
(2)当F浮<G时,下沉,最终结果沉底。
(3)当F浮=G时,悬浮,即物体可以停留在任何深度。
3.阿基米德原理:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于排开的液体受到的重力。用公式表示为:F浮=G排=ρ液gV排
4.浮力的应用
应用浮力的关键是调节重力与浮力的关系,若保持浮力不变而减小自身重力,或保持重力不变而增大排水体积。
(1)轮船:是采用空心的方法来增大排开水的体积从而增大可以利用的浮力,使其漂浮在水面上,其大小用排水量表示。
(2)潜水艇:是靠改变水舱中水的多少,即靠改变重力来实现上浮或下潜的。
(3)气球和飞艇是通过充气、放气调整气囊的体积来改变浮力,实现上升和下降的。
(4)密度计是测量液体密度的仪器,是利用物体漂浮在液面的条件F浮=G物来工作的,密度计的刻度是“上小下大”。
【方法提示】
1.浮力的计算公式:F浮=G排=ρ液gV排
运用阿基米德原理及其公式,应注意理解以下几点:
(1)浮力作用在浸在液体(或气体)的物体上,方向竖直向上,其大小等于物体排开的液体(或气体)受到的重力,即F浮=G排。
(2)“浸入液体里的物体”包括两种状态:一是物体全部体积浸入液体里,即物体浸没在液体里。二是物体的一部分体积浸入液体里,另一部分露在液面以上。
(3)G排是指物体排开的液体所受的重力,F浮=G排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体的重。
(4)V排是表示被物体排开的液体的体积,当物体全部浸没在液体里时,V排=V物,当物体只有一部分浸入液体中时,则V排<V物。
(5)由公式可以看出,浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关,而跟物体本身的体积、密度、形状、质量、重力、所处的深度、液体的多少、物体在液体中是否运动等因素都无关。
【例题1】如图1所示,物体悬浮在水中,水对物体向上、向下的压力分别为F1和F2,下列说法正确的是 〔 〕
A. 由于物体静止不动,F1、F2是一对平衡力
B.因为物体上表面的面积较大,所以F1<F2
C. F1和F2的合力大小等于物体的重力
D.物体受到合力的方向是向上的
【解析】
物体悬浮在水中,所受的浮力等于其重力;浸在液体中的物体,受到液体对其向上和向下的压力差,就是液体对物体的浮力,所以F1和F2的合力(即压力差)与物体的重力是一对平衡力,C正确,因为F1与物体的重力之和等于F2,故F1与F2不是平衡力,A不正确。物体处于悬浮状态,所受总合力为0,无方向而言,D错,物体上下表面所受的液体压力不仅与表面大小有关,还与表面所处深度有关,所以B是错误的,故正确答案应为C。
【例题2】一种厕所不便桶水箱结构如图2(图中略去了向水箱中注水装置)出水口上的橡胶盖是空心的,放水时它漂浮在水面上,水从出口流出,如图2a,随着水的流出,水面下降,直到橡胶盖盖住出水口,放水过程结束,注水过程中和注满水后,橡胶盖都盖住出水口,如图2b。
(1)请你判断,图2a空心橡胶盖所受的重力
与它所受的浮力大小关系。
(2)请你说明,图2b中为什么橡胶盖能紧紧地盖住出水口而不浮起。
(3)这种装置的一个重要特点是每次便桶都要用掉一箱水,为节约用水,请你对橡胶盖做些改造,使得按下手柄时橡胶盖抬起放水,放开手柄后橡胶盖能立即盖上出水口,停止放水。
【解析】
根据空心橡胶盖漂浮条件判断(1)中的关系;根据浮力产生原因说明(2);要使放开手柄后橡胶盖立即盖上出水口,橡胶盖要满足下沉的条件。
(1)图2a中放水时空心橡胶盖漂浮在水面上,所以它所受重力与浮力相等。
(2)图2b中注水过程和注满水后橡胶盖能紧紧盖在出水口是因为橡胶盖与出水口紧密接触,此时橡胶盖下部没有水,不受水对它向上压力,所以不受浮力,则在其自身重力和上部水向下压力的作用下会盖住出水口而不浮起。
(3)若要使放开手柄后橡胶盖就立即盖上出水口,橡胶盖就要下沉,重力要大于浮力,因此要将橡胶盖适当加重,如配重物,或在橡胶盖内心部分注入沙粒等。
【例题2】把一铁块系在气球上,放入水中,恰好悬浮于水中某处,
如图3所示,现沿容器壁缓缓注入一些水,则铁块和气球将 〔 〕
A.仍然悬浮 B.下沉
C.上浮 D.都有可能
【解析】
比较注水前后F浮和G的变化即大小关系。因为液体内部压强P=ρ液gh,P与ρ液和h有关,注水后ρ液 不变,气体和铁块所处深度增大。对于铁块F浮铁=ρ液gV排铁,全部浸没时V排=V铁,始终不变,所以F浮铁不变;但对于气球内质量一定的气体,体积随着压强的增大而减小,由F浮气=ρ液gV排气可知,F浮起减小;气球和铁块所受总重力不变,总浮力F浮减少,小于G,所以将下沉。答案为B。
2.用密度表示物体的浮沉条件
这是浮沉条件的另一种表示方法,只有在物体由同一种材料制成而且是实心物体时才成立。
(1)F浮>G时,必有ρ液>ρ,物体上浮。
(2)F浮<G时,必有ρ液<ρ,物体下沉。
(3)F浮=G时,必有ρ液=ρ,物体悬浮。
【例题3】把一个自制的密度计分别放入两种不同的液体中。情况如图4所示,由此得出的下列判断正确的是 〔 〕
A.这个密度计在甲液体中受到的浮力较大
B.这换个密度计在乙液体中受到的浮力较大
C.甲中液体的密度较大
D.乙种液体的密度较大
【解析】
密度计漂浮时浮力与重力大小相等,即ρ液gV排=mg,故选项A、B错误。密度计测得的液体密度的表达式为:ρ液=m/V排,因密度计的质量m 不变,故V排越大,说明ρ液越小,V排越小,ρ液越大。正确答案为D。
3.计算与比较物体受到的浮力
(1)计算浮力的方法
①原理法:F浮=G排=ρ液gV排
②测量法:F浮=G-F
③原因法:F浮=F向上-F向上
④平衡法:F浮=G(漂浮、悬浮)
(2)解题思路
1 计算前要判断物体处于何种状态,是浮在液面,悬浮还是沉在液体底部
2 分析物体的受力情况,选取合适的公式
【例题3】如图5所示,将一块挂在弹簧测力计下的圆柱体金属缓慢浸入水中(水
足够深),在圆柱体接触容器底之前,能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面的距离h关系的图象是 〔 〕
【解析】
圆柱体金属块的底面积S 一定,则在刚开始浸入水中时,V排=Sh,F浮=ρ水gV牌=
ρ水g Sh,F浮与h成正比;当物体全部浸没以后,V排是一个定值,则F浮大小不变。金属块受到重力、浮力和弹簧测力计的拉力,且F示=G-F浮,G不变,所以F浮增大,F示减小;
F浮不变,F示不变;F浮为零时(h=0),F示=G最大。所以F示是先减小再不变。答案使A。
【对应训练】
1.利用空气浮力而升空的物体是 〔 〕
A.人造卫星 B.飞机 C.风筝 D.氢气球
2.把密度大于水的物质制成空心小球,用手将其置于盛水的容器中,使其浸没于水(如图6所示),放手后水球运动状态是 [ ]
A.上浮 B.悬浮 C.下沉 D.都有可能
3.浸没与水中的钢球,在继续下沉的过程中,它受到的 [ ]
A.浮力增大,压强减小 B.浮力减小,压强减小
C.浮力不变,压强减小D.浮力不变,压强增大
4.含有杂质的蜡块悬浮在水中,要使该蜡块漂浮,可以采用的方法是 [ ]
A.加纯酒精 B.加水 C. 加食盐 D. 加汽油
5.对于现代生活给人们带来的紧张感,可用漂浮疗法减轻。漂浮池内有一定深度的水,
水中加有大量的_________(填“盐”或“酒精”),任何人进入池内都会漂浮起来。
6.把水面的皮球慢慢压入水底,在皮球完全浸入水中前,应加的压力是______的;完
全浸入水中后,应加的压力是______。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
7.一金属块在空气中称重为27N,把它全部浸在水中弹簧测力计的示数为17N,则该金属快受到水对它的浮力是 ,物体的体积是 .
8.密度计是测 的仪器,它是利用 的原理制成,同一密度计在各种不同的液体中受到的浮力是 ,排开液体的体积是 (选填“相同”或“不同”).密度计的刻度是上 下 .
9. 某海滨浴场,水底布满了石头,在海水中游泳的人由深水走向浅水的过程中,赤脚踩在石块上的感觉有没有变化?为什么?
10.某同学在实验室里将体积为1.0×10-3m3的实心正方体木块放入水中,如图8所示,静止时其下表面距水面0.06m.请根据此现象和所学力学知识,计算出两个与该木块有关的物理量
11.如图7所示,用手提住弹簧测力计,下面吊着一个金属快.当金属块接触容器中的水时(图b),弹簧测力计的示数为5N;当金属块全部浸入水中时(图c),弹簧测力计的示数为3N.(取10N/kg)
(1) 求金属块全部进入水中时受到的浮力
(2) 求金属快的体积和密度
(3) 在使金属快由图(b)位置渐渐浸入水中图(c)位置的过程
中,试分析水对容器底部压力的变化情况.
12.小明和教练在大海里学潜水,看到海里的鱼儿口中吐出的
小气泡在升至水面的过程中,发生如图9所示的变化,小明认为气泡在上升过程中受到的重力和浮力应该是不变的,他把这一想法告诉教练,教练确说他的想法不对,你怎样想?
【参考答案】
1.D 2.D 3.D 4.C 5. 盐 6.增大 不变 7. 10N 10-3m3 8. 液体密度 物体漂浮条件 相等 不同 小 大 9. 脚会感到越来越痛,因为人所受到的浮力减小,石头对人的支持力就增大 10. 6N ρ= 0.6×103kg/m3 11. (1)2N;(2)2×10-4m3 2.5 ×103kg/m3;(3)变大 12.气泡在上升过程中由于受水的压强减小,体积增大,故所受浮力增大,但所受重力不变。
考点点拨17
图5
h
0 0 0 0
F F F F
h h h h
A B C D
图8
图7
图1
图2
图3
图3
图9
图6欧姆定律
江西 王山而
【考点聚焦】本部分知识涉及到的的考点有:
1.欧姆定律表达式及其所揭示的物理意义。
2.欧姆定律的表达式的变形和应用。
3.会用电压表、电流表测电阻。
4.电流与电压、电阻的关系。
5.欧姆定律实验的电路图的设计,实物图的连接,实验所得数据的分析。
【呈现形式】
欧姆定律是电学中的一个重要定律。它可以在各种题型中出现,例如运用欧姆定律的变形公式进行电学量的计算;进行实验设计,包括实验方案的设计,电路图的设计,以及实物连接和电路连接等等,同时还可以进行探究性试题的考查。如数据处理与分析,研究方法等,总之,这方面仍会有较大的加强。
【知识结构】
一、欧姆定律的表述:导体中电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
二、数学表达式及变形公式:I=U/R。U=IR,R=U/I
三、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,在根据欧姆定律公式变形后得出R=U/I,计算出这段导体电阻的一种方法
四、欧姆定律的应用
电流(I ) 电压(V) 电阻(R)
串联电路 I=I1=I2 U=U1+U2 R=R1+R2
并联电路 I=I1+I2 U=U1+U2 1/R=1/R1+1/R2
【方法提示】
1.控制变量法研究物理问题
用实验来探究一个量随两个两(或多个)量变化的关系时,要保持一个(或几个)量不变,只改变一个量,研究这个量与该变量之间的关系。把一个两因素(或多因素)的问题变成两个(或多个)单因素问题的研究方法,称为控制变量法。
“研究导体中电流与导体两端的电压之间的关系跟电压、电阻的关系”和“研究电流与电阻的关系”就是采用这一方法,从而总结出欧姆定律。
探究“通过实验研究电流跟电压、电阻的关系”时,可以采用下列一般程序:
①提出问题。电流跟电压、电阻有什么样的关系?
②猜想与假设.由电压是产生电流的原因猜想:电压越高,电流可能越大;有电阻是导体对电流的阻碍作用猜想:电阻越大,电流可能越小。
③设计实验.设计电路要有这样的功能:能使电阻不变,改变电压,从而测出电流;使电压不变改变电阻。电路图如图1所示
④结论与理解:“当电阻不变时,导体中电流跟导体两端电压成正比;当导体两端电压一定时,导体中的电流跟电阻成反比。”理解结论时,前提条件不能丢,不然就会容易出现错误。
【例题1】如图2所示闭合开关S后调节 ,使R两端电压 地变化,某同学记录如表一,请把漏掉项补上.
根据实验数据可得到结论: .
换用不同的定值电阻使电阻成 的变化,调节滑动变阻器的滑片,保持每次电阻两端的电压不变,记录的不同值和对应的电流见表二:
根据实验数据可得到结论: 。
【解析】为了方便地分析实验数据得到结论,实验时电压和电阻都应成“整数倍数”地变化,在电阻不变的情况下,导体中的电流是随导体两端电压的改变而改变,而不是电压随电流的改变而改变。在电压一定的情况下,电流随电阻的改变而改变,而不能说成电阻随电流的改变而改变,因为电阻是导体本身的特征,它是不会随电流的变化而变化的.
2.正确理解欧姆定律及其变形公式
欧姆定律中的“成反比”和“成正比”两个关系,实在当导体的电阻一定时,通过导体的电流跟它两端的电压成正比;当代替两端的电压一定时,通过导体的电流跟它的电阻成反比。
R=U/I,说明电阻等于导体两端的电压和通过它的电流的比值,但导体的电阻R与U和I无关。U=0时,R≠0,导体中的电阻取决于其材料、长度、横截面积和温度。
【例题2】对于公式R=U/I,下列说法正确的是 〔 〕
A.导体中的电流越大,则电阻越大
B.加在导体两端的电压越大,则电阻越大
C.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
D.导体的电阻等于导体两端的电压与通过导体的电流之比
【解析】对于I=U/R,当R不变时,I与U成正比;当U一定时,I与R成反比;I、U、R三者不能随意用正比、反比关系.对于R=U/I,它是电阻的计算式,R 的大小取决于导体本身的因素。
3.欧姆定律在解决实际电路中的灵活运用
利用欧姆定律可以解决的问题有:(1)电路中的电流强度;(2)导体两端的电压;(3)可以用电流表、电压表测电阻.
【例题3】如图3所示电路,电源电压U=4.5V且保持不变,R1=5Ω,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,电流表量程为0∽0.6A,电压表的量程为0∽3V,通过分析计算:说明滑动变阻器R2允许的取值范围
【解析】关于器材规格的计算问题,一般有根据器材规格进
行计算或根据计算选择器材规格.一般采用断值法来分析,即从问题的两个极断来考虑进行分析计算。
电路中R1与R2串联,电压表测量R2两端的电压.
(1)当滑片P向左端移动时,R2减小,电路中电流增大,R2两端的电压减小,电流表的量程为0∽0.6A,即电路中的电流最大值为0.6A,那么此时R2接入电路中的值为最小值R2min U1=I1R1=3V U2=4.5V-3V=1.5V 所以R2min=U2/I2=2.5Ω
(2)当滑片向右端移动时,R2增大,R2两端的电压增大,电压表的量程为0∽3V,即R2两端的最大值为3V,此时R2接入电路中的阻值为最大值R2max=10Ω
综上所述R2的取值范围为2.5Ω≤R2≤10Ω
4.伏安法测电阻
(1)实验原理;(2)实验器材;(3)实验记录表格设计;(4)实验电路图;(5)实验步骤;(6)实验数据分析;(7)实验结果。
【例题4】如图4甲是用伏安法测小灯泡电阻的实验电路图,已知滑动变阻器的阻值范围是0∽10Ω,电源电压为6V。电压表和电流表均为双量程学生用电表.灯的阻值大约为10∽15Ω,实验时电压表和电流表应分别选用说明量程?将图4乙的实物根据要求连成电路.若开关闭合时,电压表的示数为3V,要使灯两端电压为4V,滑动变阻器的滑片如何移动?为什么?
【解析】由题意可知,被测小灯泡与滑动变阻器R串联,当滑片P移到左端时电路中的电阻最小约为10Ω,此时电路中的电流最大值为I=0.6A,所以电流表的量程应选0∽0.6A.由于电源电压为6V,在滑动变阻器的滑片移动过程中,电压表的示数大于3V,故应选0∽15V的量程.
实物连接如图5所示.
若开关闭合时电压表示数为3V,要求灯两端的电压增大到4V,必须增大通过灯的电流,即减小电路中的电阻,滑动变阻器的滑片向左移.
【对应训练】
1.根据下列一组实验数据,可以得到的结论是 [ ]
A.导体电阻一定时,电压跟电流成正比
B.导体电阻一定时,电流跟电压成正比
C.电压一定时,电阻跟电流成反比
D.电压一定时,电流跟电阻成反比
2.由欧姆定律导出公式R=U/I,下列说法中正确的是 〔 〕 A.导体的电阻和它两端的电压成正比
B.导体的电阻和通过它的电流成反比
C.当导体两端电压为零时,它的电阻也为零
D.以上说法都不正确
3.在测电阻实验,如图6中a、b电表分别表示 〔 〕
A.a是电流表,b是电压表
B.a是电压表,b是电流表
C.a、b都是电压表
D.a、b都是电流表
4.图7所示为测定电阻的电路图。如果某同学在操作中两电表的量程选择正确,但不
慎将两电表的位置对调了一下,则开关闭合后 〔 〕
A.电流表、电压表均损坏 B.电流表损坏
C.电压表损坏 D.电流表、电压表都不损坏
5.在电压不变的情况下, 和_____成反比;在电阻一定的情况下,_____和_____成正比。
6.一段导体两端电压为5V时,导体中的电流强度为0.5A,若导体两端电压增加一倍,导体中的电流应为_____;当电压变为零时,导体的电阻为 。
7.在研究欧姆定律的实验中,我们先保持___ 不变,得出导体中的 跟这段导体两端的电压关系;然后保持___ 不变,得出导体中的 跟这段导体电阻的关系。
8.要测定某一导体的电阻,只要测出导体两端的____ 和导体中的____ ,即可用公式____ 计算出待测电阻。这种测电阻的方法叫做____ 法。
9.有两个电阻阻值分别为4Ω和6Ω,串联后接到某电源上,那么两电阻中的电流之比为____,两电阻两端的电压之比为____ ,电路的总电阻为____ Ω。如把这两个电阻改为并联后接到原电路中,那么两电阻中的电流之比为____ ,两个电阻两端的电压之比为____ ,电路的总电阻为____ Ω。
10. 图8为伏安法测电阻的实验电路图,要求:
(1)在图中填上电表的符号。
(2)在图中标出电表的正、负接线柱。
(3)如要使电流表的读数变小,滑动变阻器的滑片P
应向图中_______(左或右)端滑动。
11. 如图9所示,R1=10Ω,R2=20Ω,R3=30Ω,电源电压恒定不变,若开关S1闭合,S2断开时,电流表的读数是0.3A,求(1)电源电压多大?(2)当S1和S2都断开时,电流表的读数多大?(3)当S1、S2都闭合时,电流表的读数是多大?
12.一个电池组、一个开关,一只已知电阻R0和一只未知电阻Rx以及导线若干,如:
(1)只有一只电流表;(2)只有一只电压表。试分别设计测未知电阻Rx的值的电路(写出方法、画出电路图),并列出Rx的测量表达式。
【参考答案】
1.D 2.D 3. B 4.D 5. 电流 电阻 电流 电压 6. 1A 10Ω 7. 电阻 电流 电压 电流 8. 电压 电流 R=U/I 伏安 9. 1:1 2:3 10 3:2 1:1 2.4 10. (1)略 (2)略 (3) 右 11.(1) 6V (2) 0.2A (3) 0.3 A
12.
考点点拨13
导体两端电压 导体的电阻 通过导体的电流
2V 5Ω 0.4A
2V 10Ω 0.2A
2V 20Ω 0.1A
图8
图9
图3
图2
图1
电阻R=10Ω
电压(V) 3 6
电流(A) 0.3 0.9
电压U=6V
电阻(Ω) 5 10 15
电流(A) 1.2 0.6 0.4
图4
图5
图6
图7力和运动
江西王山而
【考点聚焦】
1.知道惯性定律和惯性现象。
2.理解合力的概念,理解同一直线上二力的合成,理解二力平衡条件。
3.知道滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,知道滚动摩擦,知道摩擦在实际中的意义。
【呈现形式】
这部分知识与生活、应用联系密切,是中考重要的考查点,从近几年的中考试题来看,这些考点常以填空、选择题题型出现,同一直线上二力的合成可能会以作图题的形式出现,例如作出某物体合力的图示。牛顿第一定律的得出可能会以实验题出现,考查的重点是将物体的受力情况与其运动情况的结合,复习时要求会根据物体的受力情况判断其运动情况,或者是会根据物体的运动情况判断其受力情况。
【知识结构】
一、牛顿第一定律、惯性
(一)牛顿第一定律及其研究
这是牛顿在概括伽利略、笛卡儿等科学家的研究成果的基础上通过实验推理出来的,它虽然阐述的是一种理想情况,但从定律得出的一切推论都是正确的。因此,它是力学基本定律之一。
(二)对牛顿第一定律的理解
1.“一切物体”包括静止的物体和运动的物体,即该定律对于所有的物体都普遍适用。
2.定律中的“没有受到外力作用”包含了两种情况:一是该物体没有受到任何外力对它的作用,这是理想状况;二是该物体所受合力为零,它的作用效果可以等效于不受任何外力作用时的效果。
3.定律结论中的“或”的含义是指两种状态必居其一,不能同时存在,即静止的物体不受力的作用时保持静止状态,运动的物体不受力的作用时保持匀速直线运动状态。
(三)力和运动的关系
力可以使物体由运动变为静止、由静止变为运动或使运动的速度大小或方向发生改变,即力可以改变物体的运动状态。分析物体运动状态改变的各种情况,都必须施加力,因此,力是改变物体运动状态的原因。
(四)对惯性的理解
1.惯性是物体固有的一种属性,是一切物体都具有的反抗运动状态改变的一种“惰性”。
2.一切物体在任何情况下都有惯性。一切物体包括气体、液体、固体;包括静止的物体和运动的物体、受力的物体和不受力的物体。
3.惯性有大小,惯性的大小由物体本身的质量决定,质量越大,惯性越大,与其他外界因素如速度大小、运动状态等无关。
二、二力平衡 摩擦力
(一)二力平衡条件:作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。
(二)对二力平衡的理解与判断
1.两个力彼此平衡,一定同时满足二力平衡的条件,且四个条件缺一不可。
2.彼此平衡的两个力,合力为零。
3.静止或匀速直线运动物体一定受到一对平衡力或者是作用在物体上的合力为零
4.判断“相互平衡的二力”与“相互作用的二力”
(三)摩擦力
1.影响滑动摩擦力大小的因素:(1)压力的大小;(2)接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。压力越大,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
2.增大有益摩擦,减小有害摩擦的方法。
增大有益摩擦的方法:(1)增大压力(2)增大接触面的粗糙程度
减小有害摩擦的方法:(1)减小压力(2)减小接触面的粗糙程度(3)用滚动代替滑动(4)使相互接触的摩擦面彼此离开。
【方法提示】
1.伽利略小车实验的思维方法
斜面实验中,同一小车沿相同高度的光滑斜面,从静止开始滑下,使小车滑到斜面底部时的速度相同,即开始时小车是以相同速度沿粗糙情况不同的水平表面运动。表面越粗糙,小车受到的阻力越大,因而小车在水平面上前进的距离越短;反之,表面越光滑,小车受到的阻力越小,因而小车在水平面上前进的距离越长,由此推理,如果小车所受阻力为零,那么它的速度就不会减慢,小车将以恒定不变的速度永远运动下去。
伽利略的理想化实验为我们创立了一种科学的研究方法,以可靠的实验事实为基础,经过抽象思维,抓住主要因素,忽略次要因素,揭示物理现象的本质,它是科学研究的一种重要方法。
【例题1】关于牛顿第一定律,下列说法正确的是 〔 〕
A.该定律通过斜面小车实验直接得到的
B.该定律不能用实验证明,只是一种猜想
C.该定律可以用实验来证明,因为它是力学的一个基本定律
D.该定律是在可靠的事实基础上,通过科学推理概括出来的,虽然不能用实验来证明,但能接受住实践的检验
【解析】由伽利略的理想化实验为我们创立了一种科学的研究方法,即在大量的事实经验基础上,经过抽象思维,抓住主要因素,忽略次要因素,通过推理概括出现象的本质。牛顿第一定律是牛顿在伽利略、笛卡儿的结论的基础上,通过进一步推理而概括出来的。该定律不能用实验直接来证明,但是,从定律得出的一切推论,都经受住了实践的检验,是一条大家公认的力学基本定律之一。
2.运用惯性知识解答有关问题
因为惯性是物体保持原来的运动状态不变的性质,因此要解释惯性现象,必须明确原来的状态,步骤如下:(1)判断物体原来的状态(2)物体发生的变化(3)物体由于惯性要保持原来的状态(4)结果出现了什么现象
【例题2】在无风的天气里,从水平匀速向右飞行的飞机上先后落下三包货物,若不计空气阻力,在地面上的人看到这三包货物下落过程中,在空中排列的情况应该是图1中的 〔 〕
【解析】货物从飞机上落下前,与飞机一起水平向右匀速飞行,具有向前的速度,从飞机上先后落下后,由于无风,又不计空气阻力,因此水平方向上没有受到力的作用,由于货物具有惯性而保持水平方向上的匀速直线运动状态,即三包货物沿水平方向和飞机具有相同的速度,在水平方向上通过的路程相等。由于重力的作用,先落下的在最下面。故C是正确的。
解答本题容易错选D,其原因是认为货物落下后,飞机以及机上的货物向前运动,落下的货物只在竖直方向上运动,而没有考虑到货物由于在水平方向上不受力而保持原来的水平速度继续运动。解决的关键要明确货物落下后在水平方向上不受力,具有惯性而与飞机以同样的速度向右飞行。
3.平衡力的应用
(1)如果一个物体受到平衡力作用,物体将处于静止状态或匀速直线运动状态。
(2)一个物体如果保持静止状态或匀速直线运动状态,则物体受到的力必定是平衡力。
(3)已知相互平衡的两个力中一个力的大小和方向,便可求出另一个力的大小和方向。
【例题3】下列说法中正确的是 〔 〕
A.物体的运动状态保持不变,它一定没有受到外力作用
B.物体受到了力,运动状态一定改变
C.在平衡力的作用下,物体一定做匀速直线运动
D.物体的运动状态发生改变,它一定受到外力的作用
【解析】物体的运动状态保持不变,也可能是受到平衡力的作用,,选A是错误;物体受到了,如果力互相平衡,运动状态就不改变,选项B错误;在平衡力作用下,物体可能做匀速直线运动,也可能处于静止状态,选项C错误;力是改变物体运动状态的原因,物体运动状态发生改变,一定受到力的作用,选项D正确。
解答本题时容易错选B,认为物体受到了力,运动状态一定改变,而没有考虑到物体受到的二力可能是平衡力。解题时应特别注意:物体的运动状态不变,不一定不受力;物体在平衡力作用下处于平衡状态,原来静止的保持静止状态,原来运动的做匀速直线运动;物体运动状态的改变,一定受到非平衡力的作用。
4.摩擦力大小的判断
(1)滑动摩擦力的大小只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与物体运动的速度、物体所受的拉力大小因素无关,当压力和接触面的粗糙程度一定时,改变拉力、改变物体的运动速度,其所受摩擦力不变。
(2)用平衡力的知识判断。物体受力处于静止状态或匀速直线运动状态时,它所受的力必为平衡力。物体做匀速直线运动时,滑动摩擦力与拉力平衡,根据平衡力的知识可知,摩擦力的大小与拉力的大小相等。静止的物体受力要发生相对运动时,在要发生相对运动的方向上,摩擦力与推力或拉力平衡。
【例题4】用手握住酒瓶,使其口朝上底朝下竖直静止在手中,对此下列说法中正确的是 〔 〕
A.酒瓶能静止在手中,是由于手对酒瓶的握力等于酒瓶的重力
B.酒瓶能静止在手中,是由于酒瓶受到手对它的摩擦力的作用
C.手握酒瓶的力增大,瓶子所受摩擦力也随着增大
D.向酒瓶注水的过程中,即使手握瓶的力不变,瓶所受的摩擦力也将增大
【解析】因为酒瓶静止在手中,所以酒瓶受到平衡力的作用,摩擦力和重力相等,选项A、B是错误的;手握酒瓶的力增大,而酒瓶的重力没有改变,故酒瓶所受摩擦力不变,选项C错误;在向酒瓶注水过程中,即使手握瓶的力不变,而重力增大,瓶仍握在手中静止,摩擦力仍与重力平衡,故瓶所受的摩擦力也将增大,选项D正确。
本题容易认为因受摩擦力的作用,所以瓶能静止在手中,出现错选B;解题时往往认为压力越大,摩擦力越大,从而导致错选C。解答本题的关键是抓住酒瓶静止在手中,在竖直方向的重力和手的摩擦力是一对平衡力,摩擦力始终等于酒瓶的重力。
【对应训练】
1.运用惯性知识填空:
(1)赛跑运动员到达终点后,由于 ,虽然不再用力,仍能继续前进一段距离。
(2)用铲子给锅炉送煤,铲子 (填“必须”或“不必”)进入炉内。
(3)一个人站在航行的船尾,往甲板上竖直向下投一石块,石块将落在 (填
“船尾的甲板上”或“水中”)。
(4)自行车紧急刹车后,轮子不转了,车子还会向 滑动。
如图2所示,在粗糙的水平地面上放一个斜面,
让一个小钢珠由斜面顶上滚下,则:
(1)钢珠在水平地面上滚动的速度会逐渐
(填“增加”、“减小”或“不变”)。最后 静止(填
“会”或“不会”)。
(2)如果地面上铺上光滑的玻璃板,则钢珠在水平面 图2
上滚动的距离 (填“增加”、“减少”或“不变”)。
(3)如果可以完全消除空气阻力与摩擦力,则钢珠在水平面上运动时,其速度 (填“会”或“不会”)改变。最后将 。
3.在探究二力平衡的条件的实验中,
(1)对于什么情况下二力平衡你的猜想是 。
提出猜想的依据是 。
(2)利用图3所给的器材和砝码,你设计了一个怎样的实
验来研究二力平衡的条件?
(3)通过实验,你得出的二力平衡的条件是:
。
4.摩托车做飞跃障碍物表演时为了减少向前翻的危险,下列说法中正确的是 〔 〕
A.应该前轮先着地 B.应该后轮先着地
C.应该前后轮同时着地 D.哪个轮先着地与翻车的危险没有关系
5.下列各现象中,表现出物体惯性的是 〔 〕
A. 用脚踢足球,足球由静止变为运动
B.在草地上滚动的小球,越滚越慢,最后停下来
C.行驶着的汽车突然刹车时,车上的乘客向前倾倒
D.熟了的柿子从树上掉下
6.学校升国旗时,当国旗匀速直线上升时,下列正确的是 〔 〕
A.旗受到的重力和绳对旗的拉力合力为零
B.旗对绳的拉力和绳对旗的拉力是一对平衡力
C.旗受到的重力和旗对地球的引力是一对平衡力
D.旗对绳的拉力和旗受到的重力是一对平衡力
8.关于摩擦力,下列说法中正确的是 〔 〕
A. 如果路面光滑,汽车将行驶的更快
B.摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
C.两个物体相互接触时,它们之间才可能产生摩擦力
D.鞋底、轮胎上有凸凹不平的花纹,是为了防止摩擦
9.如图4所示在横梁下边用细线系一质量较大的金属球,金属球的下面用同样的细线系
一小木棒,当用手向下猛拉小木棒时,会被拉断的细线是 〔 〕
A.金属球上面的细线 B.金属球下面的细线
C.金属球上面和下面的细线同时被拉断 D.无法判断
10.质量为60kg的物体在水平向右的拉力F的作用下,沿水平地面
做匀速直线运动,已知地面对它的摩擦力是它本身重力的0.2倍,求:
(1)水平拉力F的大小
(2)如果置于更粗糙的地面上,摩擦阻力变为本身重力的0.3倍,
而人的拉力增大为原来的2倍,则物体在水平方向上受到的合力是多大?方向如何?(g=10N/kg)
【参考答案】
1. (1)惯性 (2)不必 (3)船尾的甲板上 (4)前 2. (1)减小 会 (2)增加 (3)不会 永远运动下去 3.略 4.B 5.C 6.A 7.C 8.C 9.D 10.(1)120N (2)60N 方向与水平方向相同
考点点拨14
比 较 一对平衡力 相互作用的力
相 同 点 1 大小相等
2 方向相反
3 在同一条直线上
不 同 点 1 在同一物体上 在不同物体上
2 一个力消失后,另一个力可存在 同时存在,同时消失
3 不一定是同一种性质的力 一定是同一种性质的力
图3
图1
图4热现象
江西王山而
【考点聚焦】本部分涉及到的考点有:
1. 温度和温度计的使用。
2.物质三态间相互转化及吸热、放热的情况。
3.晶体的熔点,并会查熔点表。
4.液体的蒸发和影响蒸发快慢的因素。
5.液体的沸腾和沸点与压强的关系。
6.应用物态变化知识解释简单的热现象。
【呈现形式】
解释生产和生活中物态变化的实例,固体、液体、气体是物质存在的三种状态。由某种物态变化的现象判断属于何种变化(即物态变化的名称)并且判断物态变化中的吸放热情况,温度计的使用,物态变化的图像是中考试命题的重点。常以填空题、选择题和实验题形式出现。
【知识结构】
1、 温度
1.温度的意义
2.摄氏温度与热力学温度
3.温度计:(1)液体温度计的原理;(2)正确使用温度计。
二、物态变化
1.熔化和凝固:(1)晶体和非晶体熔化,凝固条件;(2)晶体和非晶体熔化,凝固特点。
2.汽化和液化:
(1)汽化:(a)蒸发:蒸发的特点及条件;影响蒸发快慢的因素。(2)沸腾:沸腾的特点及条件;沸点与压强的关系。
(2)液化:液化的两种方法。
3.升华和凝华
【方法提示】
1.熟记六种物态变化的名称:熔化、汽化、液化、凝固、升华、凝华。
2.日常生活中温度计如何正确使用:(1)“一看二清”。观察它的量程;认清它的分度值。(2)“三要”。(a)温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体中,不能碰到容器壁或底;(b)温度计的玻璃泡浸入液体后要稍候一会儿,待示数稳定后再读数;(c)读数时玻璃泡要继续留在被测液体中,视线与液柱的上表面相平。
3.运用熔化和凝固的条件和特点以及图像判断物态变化和吸放热过程。
4.自然界中,常见自然现象和三态变化关系。冰、
雹、霜、云、雪、雨、雾、露的形成与解释。
5.汽化两种方式的比较。日常生活中对“白气”
的比较与解释。入烧水时壶嘴冒“白气”,冬天
人能呼出“白气”,夏天冰棒周围冒“白气”等。
6.升华、凝华现象同其它物态变化的比较,判断
7.巧记物态变化特征,灵活运用和解释有关现象
【对应训练】
1.云、雾、雪、霜、露、雹、冰中由水蒸气液化形成的是 ,由水蒸气凝华形成的是 ;由水凝固形成的是 。
2.吹气和哈气都是从人口出来的气。用口“吹气”能使开水变凉,这是因为 ,使水温降低;冬天对着手“哈气”使手变暖,这是因为水蒸气遇冷 ,使手表面温度升高。
3.如图1所示是晶体萘的熔化图象,从图中可以看出80℃的萘是 〔 〕
A. 固态 B. 固、液共存状态
C. 液态 D. 以上几种说法都有可能
4.甲、乙两盆水里都有冰块,甲盆里比乙盆里冰块多些;甲盆放在阳光下,乙盆放在背阴处。在两盆里的冰块都还未完全熔化时,那么〔 〕
A.甲盆水的温度比乙盆高 B.乙盆水的温度比甲盆水的温度高
C.两盆水的温度相同 D.不用温度计测量无法比较两盆水的温度
5. 探究《 0℃水和0℃冰的有什么不同?》
器材: 水、冰块、容器(塑料杯、小口瓶、大口瓶)、布、锤子、纸巾
猜想: 小组讨论:请根据已有经验,讨论水和冰的不同,并提出猜想,记下讨论的结 果,采用控制 相等,
步骤:1. 拿一大块冰和一杯水,设法把它们分别装满两个大小相同的容器,你有什么发现?
2. 拿质量相等的一大块冰和一杯水,设法让冰熔化成水。看它们的质量是否相等。
3. 拿质量相等的一大块冰和一杯水,分别用相同的酒精灯同时加热,看哪个容器内物质先达到10℃。
水和冰的不同
水 冰
预想的情况
比较的方法
验证的结果
6.在探究“影响蒸发快慢的因素”实验中,同学们作出了如下猜想:影响液体蒸发快慢的因素可能有:
A. 液体温度;B.液体的表面积;C.液面上气流的快慢;D. 液体的种类。
(1)某同学设计了如下实验:取两只相同的烧杯,分别盛等量的酒精,把一杯放在烈日下,另一杯放在荫凉处,一段时间后观察比较两杯中酒精的多少。该同学设计这个实验的目的是为了验证猜想 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)。
(2)请你设计一个实验来验证猜想D。要求简要写出实验的方法。
7.如图2所示,表示晶体的熔化图象的是( )
A.甲图 B.乙图 C.丙图 D.丁图
8.设计一个简易实验,验证“蒸发的快增与液体表面空气流动的快慢有关”(将设计思路及观察到的现象写出来)
9.张鹏家住农村,看到农民用明渠给稻田灌水时,感到水资源浪费太大,请你用学过的知识提出解决方案,并谈谈该方案的利与弊。
【参考答案】
1.雾云露 云雪霜 雹冰 2.吹气使水蒸发加快,蒸发吸热 液化,液化放热 3.D 4.C 5.略 6. (1)A;(2)取两只相同的杯子,分别装上等量和酒精和煤油;(注意液体的挥发性相同)放在相同的温度环境下,一段时间后,用天平分别称出它们的质量,若相等,则与液体的种类无关,不相等,与液体的种类有关 7.D 8.提示:同样多的水倒在碟子里干得快,装在瓶子里干的慢 9.略
考点点拨5
气态
液态
气态
汽化
熔化化
液化
凝固
凝华
升华化
吸热
放热化
图1
图1压强、液体内部的压强、大气压强
江西王山而
【考点聚焦】
1.知道压力的概念,理解压强的概念。
2.理解液体内部压强的规律和公式。
3.知道连通器的原理。
4.知道大气压强的现象、大气压强随高度的增加而减小。
5.知道在温度不变的情况下,一定质量的气体的压强跟体积的关系。
【呈现形式】
这部分知识是初中物理力学部分的一个重要知识点,中考考查中的小综合试题可能会与这部分知识有关,例如压强和浮力的小综合,压强与简单机械之间的小综合等等,因此,呈现的形式也会是多样化的,涉及到的题型会遍及中考常见的所有题型,特别是近几年的科学探究性试题都设计到这部分知识。
【知识结构】
这部分知识大体上可以划分为三个部分:固体压强、液体内部压强、大气压强
1、 固体压强
1.压力:把垂直压在物体表面上的力叫做压力,压力的特征:
(1)压力产生的条件是物体之间相互接触且发生挤压,物体发生形变。
(2)压力的方向总是垂直于物体的受力面指向物体内部。
(3)压力的作用点在被压物体的受力面上,一般在接触面中心。
(4)压力的大小可由物体的平衡条件和相互作用力大小相等这些规律来确定。
2.压强:衡量压力的作用效果。计算压强的公式p=F/S,单位:帕斯卡(Pa)
3.液体内部压强及其计算公式
(1)液体压强产生的原因:a.液体由于重力的作用,对支撑它的容器底产生压强;b.液体没有固定形状,具有流动性,对阻碍作用它流动的容器壁产生压强;c.液体内部由于各相邻部分之间的挤压,液体内部向各个方向都有压强。
(2)液体压强的特点和规律
a. 液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强。
b. 液体的压强随深度增加而增大,在同一深度,液体向各个方向的压强相等。
c. 不同液体的压强跟它的密度有关。
(3)液体压强的公式:p=ρgh,从公式可以看出,液体的压强只跟液体的密度和液体
的深度有关,而跟液体的质量、重力、体积以及容器的形状、底面积无关。
4.连通器与船闸
(1)连通器:上端开口、下部相连通的容器叫连通器。如果只有一种液体,在液体静止不流动的情况下,连通器的容器中的液面总保持相平。
(2)连通器的应用:a.船闸;b.茶壶、锅炉水位计、过路涵洞、乳牛自动喂水器。
5.大气压强及托里拆利实验
(1)大气对浸没在它里面的物体的压强叫作大气压强,大气压强产生的原因是空气受到重力的作用,而且能够流动,因而空气对浸在他里面的物体产生压强。
(2)托里拆利实验是最早测得大气压值的实验,该实验测得的大气压的值是760mm高水银柱。
【方法提示】
1. 重力与压力的区别
(1)重力是由于地球吸引而使物体受到的力,施力物体是地球,受力物体是地面附近
的一切物体。
(2)压力是垂直作用在物体表面上的力,是由于物体间的挤压形变而产生的,施力物体是施加压力作用的物体,受力物体是被压物体。
(3)重力的方向总是竖直向下;压力方向总是垂直于支撑面,由于物体支撑面有不同的方向,所以压力也有不同的方向。
【例题1】下列说法正确的是 〔 〕
A.压力是由于物体重力引起的 B.物体对支撑面的压力总等于重力
C.相互接触的物体间必存在压力 D.压力的方向不一定竖直向下
【解析】重力可以产生压力,但压力并非都是有重力产生,故A是错误的,压力与重力的大小并无直接联系,只有当物体在水平面上,且在竖直方向只有重力与支持力,且处于平衡状态,此时压力大小与重力大小相等。故B错。若两物体相互接触,而无挤压作用不产生压力,因此C错,正确答案应为D。
2.灵活运用压强公式进行计算
(1)利用p=F/S计算固体压强的关键是确定受力面积,解题时,要抓住“受力”二字,
分析物体表面到底有多大面积受到压力作用,而不能取任意的一个面积代入。
(2)解题的思路:①根据物体平衡条件和物体间相互作用规律求出压力F;②确认受力面积S;③再根据公式p=F/S求出压力对受力面的压强,要特别注意压力和重力的区别。
【例题2】芭蕾舞演员体重为475N,每只脚掌面积为150cm2,表演时足尖与地面的接触面积为9.5cm2;大象的体重为6×104N,每只脚掌面积600cm2。求:
(1)芭蕾舞演员足尖着地表演时和大象四脚着地时各自对地面的压强。
(2)芭蕾舞演员和大象是否都能在冰冻的河面上行走?(封冻河面能承受的最大压强是3.4×104Pa)
【解析】
(1)芭蕾舞演员表演时足尖对地的压强:P1=F1/S1=G1/S1=5×105Pa
大象四脚着地时对地的压强:P2=F2/S2=G2/S2=2.5×105Pa
(2)芭蕾舞演员行走时单脚着地,其对地压强:p2=F2/S2=3.17×104Pa
且P2<3.4×104Pa 芭蕾舞演员能在封冻的冰面上行走
大象行走时两只脚着地,对地压强:p3=F3/S3=5×105Pa
且p3>3.4×104Pa 大象不能在封冻的冰面上行走。
解答该题时,要求能够正确运用压强的概念、定义、公式。第二问,判断“人和动物”行走时有几只脚着地”,需要平常细心的观察和体会。
3.公式p=F/S和p=ρgh的综合运用
【例题3】如图1所示,放在水平面上容器内装有质量为1kg的水,若水深h=18cm,容器底面积S=50cm2,不计容器的质量。
求:(1)离容器底8cm处有一个A点,
A电处受到水的压强和方向;(2)水对容器底的压力和压强;(3)容器对桌面的压力和压强。
【解析】本题将液体压强与固体压强知识综合联系起来,考查学生是否弄清液体压强和固体压强的区别求水对容器底
部的压力和压强是液体压强的问题,求液体的压力,压强,应先求出水对容器底的压强,再求水对容器底的压力。求容器对桌面的压力和压强,属于固体的压力、压强问题。求固体的压力、压强,应先求出它对桌面的压强。
(1)hA=18cm-8cm=10cm=0.1m
pa=ρ水ghA=1.0×103×9.8×0.1=980(Pa)
(2)水对容器底的压强:p=ρ水gh水=1.1×103×9.8×0.18=1764(Pa)
水对容器底的压力:F=p水S容=1764×50×10-4=8.82(N)
(3)容器对桌面的压力F′=G水+G容,由于容器质量忽略不计所以F′=G水=m水g=1×9.8=9.8(N)
容器对桌面的压力p′=F′/S容=1960(Pa)
当遇到容器形状是规则的柱形,可以灵活运用公式p=F/S与p=ρgh解决问题,液体对容器底部的压力就等于液体的重力,即F=G,可以利用液体的压强公式:p=F/S进行分析或计算。
4.连通器的应用
【例题4】如图2所示,容器A、B内盛有液面在同一水平面的清水,用带有阀门K的斜管将两容器相连,当将阀门K打开时水将 流动。(填“会”或“不会”)
【解析】本题考查连通器的原理,题中要求判断斜管中的水会不会流动,这要取决于阀门两侧水对阀门的压力,哪侧压力小就往这侧流动。若压力相同,水就会不流动,阀门处于清水内部,且两侧受力面积相同,本题又转化为阀门两侧所受水的压强问题,即是液体内部压强的问题。
设想斜管中阀门处换用一竖直的“水片”,“水片”两侧承受
着容器A、B中水产生的压强pA和pB,比较这两个压强的大小,便可以判定水的流动情况。
答案:不会
5.托里拆利实验与大气压强
【例题5】在托里拆利实验中,要使管中的水银的长度增大一点,可以采用 〔 〕
A.将玻璃管向上提一提 B.将玻璃管向下插一插
C.给水银槽中再加些水银 D.将玻璃管倾斜一点
【解析】托里拆利实验中,玻璃管中的水银柱的竖直高度所表示的压强相当于当时的大
气压强。如果外界大气压不变,那么水银柱的竖直高度也无法改变,因此A、B、C三种做法不能影响管内水银柱的高度,在竖直高度一定的情况下,要想使水银柱的长度增大一点,只有让水银柱倾斜一点,应选D。
解此题应抓住托里拆利实验的本质――大气压支持着水银柱,就能准确地判断出外界大气压不变,则其管内水银柱高度也不变。如果“把玻璃管换粗一点”,“管内混有少量空气”、“在管的顶端或侧壁扎个小孔”?情况又会怎样?
【对应训练】
1.载重汽车的轮子比普通汽车的轮子多,轮胎比普通汽车的轮胎宽,这是为了增大 ,减小对路面的 。
2.拖拉机的履带有一块块的金属板连接而成,每块金属块上都有一两条凸起的棱,金属板的作用和物理原理 ,凸起的棱的作用和物理原理是 。
3.如图3所示,瓶中水从小孔A、B流出,说明液体对容器的 有压强,从B孔射出的水喷的更急,说明液体的压强随 增加而增大。
4.将杯子里装满水,用纸片把杯口盖严,按住纸片,把杯子倒过来,放手后,纸片不会掉下来,杯子里的水也不会流出来(如图4甲所示),这表明 。
把杯子放于如图4乙、丙所示位置,纸片都不会掉下来,这说明 。
5.大气压会随高度变化而变化。青藏高原的大气压比内陆盆地的大气压 。登山运动员把气压计从高山顶上拿到山脚下时,气压计的读数将 。
6. 物体A静止在水平桌面上如图5所示。若把A稍微
向右水平移动,则A对桌面的压力F、压强p的变化情况是 〔 〕
A.F变大,p变小 B.F不变,p变小
C.F不变,p变小 D.F变大,p变小
7.游泳的人潜入水中后,由于水对耳膜的压强作用,耳朵会有胀痛的感觉,下列说法正
确的是 〔 〕
A.潜入水中越深,胀痛的越厉害
B.在同一深度,耳朵向着水面下,比向着水面上,胀痛的感觉要好一些
C.在水中身体竖直向上时,左右耳朵都不感觉胀痛,因为两侧的压强都抵消了
D.以上说法都不正确
8.在冬季,剩下半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后,第二天拔瓶口的软木塞时护觉得很紧,不易拔出来,其主要原因是 〔 〕
A.软木塞受潮膨胀
B.瓶口因温度降低而收缩变小
C.瓶内气体温度降低而把瓶塞吸住
D.瓶内气体因温度降低而压强减小,大气压把瓶塞压紧
9.氢气球升到高空时会破裂,其主要原因是 〔 〕
A.高空温度低,橡皮膜的耐压能力减弱
B.高空中大气压变小,球内气压比外界气压大得多,将气球胀破
C.高空大气压较大,将气球压破
D.高空温度较低,球内气压较大,将球胀破
10.小华往墙上按图钉。已知图钉帽的面积是1cm2,图钉尖的面积是5×10-4cm2,手指对图钉帽的压力是20N,求图钉尖对墙的压强和手对图钉帽的压强。
11.今年夏天,爸爸带着小亮第一次去海边游泳,当小亮由浅水处往水的深处走时,感到胸口越来越闷,他问爸爸有没有这种感觉,爸爸说也游,并问他这是什么原因,你能帮小亮回答这个问题吗?
12.2003年5月13日,中央电视台播出一则新闻,我国最新生产一种专门用于运送SARS病人的救护车,救护车的驾驶室不仅与救护舱隔离,保障驾驶员不受感染,而且救护舱形成了一个负压区(即气压小于大气压的区域)。请你解释一下:救护舱形成负压区的目的是什麽?可以采用什么方法实现这个目的?
【参考答案】
1.受力面积 压强 2.增大受力面积 减小对地压强 使接触面粗糙 增大摩擦力
3.侧壁 深度 4.大气存在压强 地区向各个方向都存在压强 5.小 增大 6.B 7.A 8.B 9.B 10. 4×108 Pa 5×105Pa 11.水越深压强越大 12.病人的飞沫不向外传播 负压区的气压小于外界大气压
考点点拨16
图1
图2
图5
图3
图4声 现 象
江西 王山而
【考点聚焦】声现象涉及到的考点有:
1.声音是由物体振动发生的
2.声音的传播
3.声速及有关计算
4.乐音的三要素
5.噪声的危害与控制
【呈现形式】上述考点常以填空和选择题型出现。主要考查学生对概念规律的记忆和运用所学知识来解决日常生活中的现象的能力。
【知识结构】
一、声音的产生与传播
1.产生原因:振动
2.传播需要介质:固体、液体、气体都是介质
3.声速:340m/s(没有特别提示的情况下都视为该速度)
4.回声现象及其利用:(1)传播过程中遇到障碍物会反射回来形成的声音;(2)回声的区分与加强;(3)回声测距离及其它应用。
二、乐音的三要素
1.音调:声音的高低,由发声体的振动频率决定。
2.响度:人耳感觉到的声音的大小,它跟发声体的振幅有关。
3.音色:发声体的声音品质,由发声体本身的特征决定。
三、乐音和噪声
1.区别:(1)从物理学角度看;(2)从环境保护角度看。
2.减小噪声的途径:(1)在声源处减弱――消声;(2)在传播过程中减弱――吸声;(3)在耳朵处减弱――隔声
【方法提示】
1.声音是由物体的振动产生的。一切正在发声的物体都在振动,振动停止,发声也停止。
2.声音的传播需要介质,声音在真空中不能传播,声音在不同介质中的传播速度不同,声音在液体中传播速度比空气中大。
3.利用回声可求解路程、时间和速度等问题。
4.运用声音的三要素解释一些日常生活中常遇到的现象。
5.噪声的控制方法。
【对应训练】
1.遇到大风的天气,路旁架设的电线会“嗡嗡”地响,这种声音是由于电线 而产生的。
2.乐音有三个特征,音调是反映声音 的,响度是反映声音 的,我们通过声音区分不同乐器是靠 。
3.将手表放在枕头下面,隔着枕头能够清楚第听到手表“滴答”声,这说明枕头的传声能力比空气 。
4.拿一张硬纸片,让它从一木梳上很快地划过去,再让它慢一点从同一木梳上划过去,两次用力大小一样,则两次发出的声音 〔 〕
A.音调不同 B.响度不同 C.音色不同 D.前三项都不同
5.医生用听诊器可以清晰地听见患者心跳的声音,这是由于 〔 〕
A.听诊器能自动收集有用的声音 B.听诊器减少了声音的分散,增大了响度
C.听诊器减少了噪声的干扰 D.听诊器靠固体传声效果好
6.为了探究声音的产生条件,有人建议利用以下几个小实验现象。
A.放在钟罩内的闹钟正在响铃,把罩内的空气抽去一些后,铃声明显减小。
B.使正在发声的音叉接触水面,水面溅起水花
C.吹笛子时,手指按住不同的孔便会发出不同的声音
D.在吊着的大钟上固定一支细小的笔。把钟敲响后,用纸在笔尖上迅速拖过,可以在纸上画出一条来回弯曲的曲线。
你认为,能说明声音产生条件的实验是哪一个或哪几个?,其它现象虽然不能说明声音的产生条件,但分别说明了什么问题?
7.小明用不锈钢尺和塑料尺设计了验证乐音的三个特征的实验,请你帮他简述实验的做法。
8.科学家为了探测海底某处的深度,向海底垂直发射超声波,经过4 s收到回波信号,海洋中该处深度是多少m? (声音在海水中传播速度是1500 m/s) 科学家发现这种方法是不能用来测量月亮与地球的距离的,其原因是什么?
9.人体里许多器官,它们总在不停地运动,这些运动就引起了振动,人体器官里就发出了各种各样的声音,你能说出其中的三种吗?
10.小伟所在的实践活动小组设计了以下实验对声音进行探究。
实验一:使正在发声的音叉接触水槽中的水,发现溅起了水花。
实验二:用细线把一个小铃铛悬挂在软木塞的下端,并置于烧瓶中,轻轻摇一摇烧瓶,会听到清晰的“叮当”声,然后取下软木塞,将点燃酒精的棉球放入瓶中,待火熄灭后,迅速塞紧软木塞,再摇瓶子,听到瓶子中的响声比原来小的多。
实验三: 把自行车支起来,一只手转动自行车的脚踏板,另一只手拿着硬纸片,让纸片的一头伸到自行车后轮的辐条中。(要特别注意安全,不要把手伸到辐条中)先慢慢转,这时可以听到纸片的“轧轧”声;再加快转速,纸片发出的声调就会变高;当转速达到一定程度时,纸片就会尖叫起来了。
以上三个实验中,能表明发声体在振动的实验是______________,另外两个实验分别表明___________________________________________________________。
【参考答案】
1.振动 2.高低 大小 音色 3.强 4.A 5.B 6.B和D A说明声音的传播需要介质,C说明声音的音调与振动频率有关 7. 将不锈钢尺压在桌边沿,变换振动部分的长度,可体验音调与声源的振动频率有关;将不锈钢尺压在桌边沿,用不同的力拨动不锈钢尺,可体验响度与声源的振动幅度有关;可由拨动不锈钢尺和塑料尺发出的声音不同体验物体的音色不同。8. 3000m 原因是月亮与地球的距离有真空的 9.略 10. 实验一 声音的传播需要介质 频率越快,音调越高。
考点点拨3质量和密度
江西 王山而
【考点聚焦】
1.知道质量的单位。
2.会调节天平的平衡螺母,会使用游码,会使用天平称质量。
3.理解密度的概念。
4.会查密度表,知道水的密度。
5.会用量筒测体积,会用天平和量筒测体积
【呈现形式】
本部分涉及的考点:质量概念的理解,质量的单位。天平的调节,用天平测物体的质量,密度概念的理解,密度的公式和单位,测定物质的密度,密度公式的变形及应用,这些考点常以填空、选择、实验、计算和探究题的形式出现。质量和密度是物理学中两个重要的物理量,它们之间有区别也有一定的联系。中考主要考查学生对质量和密度概念的理解和运用,以及运用上述知识解决实际问题的能力,还考查学生学会用天平和量筒测量固体或液体的质量及密度的实验操作能力。
【知识结构】
一、质量
1.定义:质量是物体所含物质的多少。
2.单位:国际上通用的单位是kg。
二、用天平称固体和液体的质量
1.天平的正确使用
(1)调节底座水平。(2)调节横梁平衡。(3)正确读数
2.测量物体的质量
3.液体质量的测量
三、密度
1. 密度的概念:单位体积某种物质的质量叫做这种物质的密度。密度是物质的一种特性,它只
与物质的种类有关,与质量、体积无关。不同物质,密度一般是不相同的;同种物质的密度则是相同的。
2.密度的公式:ρ=m/V
3.密度的单位:国际单位制中密度的单位是:kg/m3。水的密度1.0×103kg/m3
四、用天平和量筒测定固体和液体的密度
1.测密度的原理:根据密度的公式ρ=m/V来测定。测量物体的密度时,需要测出物体的质量和体积,然后根据密度公式求出物质的密度。
2.测定固体的密度
3.测定液体的密度
五、密度知识的应用
1.求物体的质量和体积
2.利用密度鉴别物质
【方法提示】
1、 质量的测量
1. 测量工具:实验室、化验室常用的仪器是天平,生活中常用的测量工具有杆秤、案秤、
台秤、电子称等。
2.天平的使用方法:
①把天平放在水平台上,把游码放在标尺左端的零刻线处。
②调节横梁右端的平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处。
③把被测物体放在左盘里,用镊子向右盘里加减砝码并调节游码在标尺的位置,直到横梁恢复平衡,m物=m砝+m游。
【例题1】用调好的天平称物体的质量。当左盘中放入待测物体,右盘中加入35g砝码时,天平指针偏向分度盘右边,这时 〔 〕
A.向右盘中加砝码 B.减少右盘中的砝码
C.将游码向右移动 D.将右端的平衡螺母向左调节
【解析】
天平在正确使用的过程中, 有两次“调平”,一是使用前调节天平平衡螺母使其横梁平衡,二是在测量过程中向右盘中增减砝码并移动游码,使横梁再次平衡。已经调节好的天平,在使用时,就不应再调节平衡螺母,故选D是错误;左盘中放待测物体,右盘加砝码时,指针偏向分度盘右边,这时应减小右盘中的砝码,不可向右移动游码,向右移动游码等于向右盘增加砝码,故选项A、C也是错误。该题正确答案为B。
【例题2】某同学在使用托盘天平称物体质量时,采用了如下步骤:
1.把天平放在水平桌面上,把游码放在标尺左端零点上;
2.调节天平横梁右端螺母;
3.将被测物体放在右盘里;
4.根据估计用手将砝码放在左盘里,再移动游码直到横梁平衡;
5.计算砝码的总质量,并观察游码所对应的刻度值,得出所称物体的质量;
6.称量完毕把砝码放回盒内。
以上有三个步骤中各有遗漏和错误。请在下列横线上写出这些遗漏和错误步骤的序号,并在横线上加以补充或纠正:
A.
B.
C.
【解析】
在用托盘天平称物体质量时,需熟练掌握天平的正确使用方法。如使用前的调平,使用中的调平、正确读数及注意事项。从题中所给的六个步骤看,第2步内容不完整,即调节天平横梁右端螺母,调到什么情况下才行呢,应予以叙述;第3步内容有错误,即被测物体应放在左盘里,不应放在右盘里;第4步内容也有错误,砝码不能用手拿,而应用镊子夹取,且砝码应放在右盘,不应放在左盘。
该题的正确答案为:A.2中时指针指在分度盘的中线处,这时横梁平衡;B.3中将“右”改为“左”;C.4中将“手拿”改为“镊子夹”,将“左”改为“右”。
使用天平测细小物体质量,要注意天平的最小称量。若被测物体的质量小于最小称量,应采用“测多数取平均值”的方法来求得,这种方法通常也叫“累积法”。例如,一张邮票、一粒纽扣、一颗黄豆、一小段棉线等的质量,都可用“累积法”测量。
二、对密度公式ρ=m/V的正确理解
1.物体的密度由公式ρ=m/V计算。
2.同种物质,密度相同,物体的质量m与体积V成正比,即当ρ一定时,m1/m2=V1/V2
3.不同的物质,密度不同,当体积一定时,物体的质量m与密度成正比,即当V一定时,m1/m2=ρ1/ρ2,当质量一定时,物体的体积与密度成反比,即当m一定时V1/V2=ρ2/ρ1。
【例题3】物体a的体积是物体b的体积的1/2,将物体a放在已调好的天平左盘,物体b放在天平的右盘,天平恰好平衡,则物体a的密度ρa与物体b的密度ρb的比值:
A.2:1 B.1:2 C.4:1 D.1:4
【解析】
比较两种物质的密度时,首先要确定两个物体的质量和体积关系,然后利用ρ=m/V进行分析计算。对不同的物质而言,它们的密度一般不相同,这时我们利用ρ=m/V来比较大小,必须明确体积。本题给出的条件是天平平衡,天平平衡是指质量相等,由此可以用:当m一定时Va/Vb=ρb/ρa。推出Va/Vb=2:1。
三、测定物质密度的有关技法
1.观察比较法
观察比较法是物理学中常用的方法之一,他要求对各种物理现象、物理实
验在观察的基础上,与确定的对象(或标准)进行比较后,做出正确的判断或结论。
【例题4】将16g盐完全溶解在如图1甲所示的量筒内的水中,液面升高后的位置如图1乙所示,则图乙中盐水的密度为 。
【解析】
运用观察比较法,首先要确定标准,这一般在“图”中已画出;然后观察对象与标准去比较;最后做出判断。这里的标准就是量筒的最大刻度和最小分度,只有认清它,才能准确读数。
本题要计算出盐水的密度,必须知道盐和水的质量和盐水的体积,水的质量可以通过图1甲读出,然后计算出水的质量,从而计算出盐水的密度。
2.程序法
物理现象的发生有其自身规律,物理实验的操作有一个合理的步骤,实验仪器的调节也有一定的次序,依据“步骤”、“次序”来分析现象、解答问题的方法就称为程序法。
例题2就是运用程序法解决问题的例子,用程序法解题的一般步骤是:(1)将事物发展的整体过程分解为若干个部分;(2)找出各个部分的特点及相互关系;(3)应用一定物理规律或法则将各个部分组合起来。具体到实验中来是先仪器调整,后观察记录,在分析计算。
3.替代法测密度
在缺少量筒的情况下,用替代的方法,也能测出物质的密度,例如在缺少量筒的情况下,常用水的体积来替代被测物体的体积。而水的体积是用天平先称出其质量后,运用V水=m水/ρb计算得来,这样就不需要量筒了。
对形状不规则的固体采用溢水法。将被测物体浸没在盛满水的容器中,细心收集被溢出的水,并用上述方法计算出体积,该水的体积就是这个固体的体积。
对液体采用标记法。将同一容器分别盛水与待测液体至同一记号处(或盛满),容器内水的体积就是待测液体的体积。
【例题5】给你天平、量筒和水,要测出石蜡的密度,还需要哪些辅助器材?写出实验步骤。
【解析】
该实验的关键是测出石蜡的体积,由于石蜡不下沉,可用细线把它和一铁块捆在一起浸入水中,用排水法测出体积,因此该实验还需要的辅助器材有:铁块、细线。
实验步骤:(1)用天平称出石蜡的质量m。
(2)将量筒内装入一定体积的水。
(3)把铁块放入量筒内,计下水面位置的读数V1。
(4)把铁块和石蜡用细线栓在一起,放入量筒内,让石蜡和铁块全部浸入水中,在记下水面的位置的读数V2。
(5)算出石蜡的体积V蜡=V2-V1,则ρ蜡=m蜡/(V2-V1)
四、判断物体是“空心”还是“实心”
(1) 比较密度:根据公式ρ物=m物/ V物,求出ρ物,再与该物质密度ρ比较,若ρ物<ρ,则
为空心,若ρ物=ρ,为实心。
(2)比较体积:把物体作为实心物体对待,由公式V=m/ρ,求出V,再与V物比较。若V<V物,
则该物体为空心,若V= V物,则该物体为实心。
(3)比较质量:把物体作为实心物体对待,由公式m=ρV,求出体积为V的实心物体的质量,然后将m与物体实际质量m物比较,若m>m物,则该物体为空心,若m=m物,则该物体为实心。
【例题6】有一铁球质量为50kg,体积为1×10-2m3,试判断此球是空心还是实心的?(已知铁的密度为7.9×103kg/m3)
【解析】
(1)比较体积 V=m/ρ铁=6.3×10-2m3 ∵V铁>V球 ∴该球是空心的
(2)比较质量 m铁=ρ铁V球=79kg ∵m铁<m球 ∴该球是空心的
(3)比较密度 ρ铁=m球/ V球 =5 ×103kg/m3 ∵ρ铁<ρ铁 ∴该球是空心的
【对应训练】
1.7.9×103kg/m3= g/cm3 1L= mL; 1mg= kg;
5.铝锅的质量540g,铝盆的质量是270g,铝块的质量是27g,则组成物体的密度之比为 。
3.质量相同的三种实心正方体金属块,分别是根
据如图2所示的高度,查表可知,a是 ;b是 ;
c 是 。
4.甲、乙两物体,甲的质量是乙的质量的3倍,乙的体积是甲的
体积3/5,则组成甲、乙两物体物质的密度之比为 ,若将甲的体积截去1/3,将乙物体截去
2/3,甲、乙两物体剩余部分的密度之比为 。
5.甲、乙两实心球,甲的体积大于乙的体积,有关甲、乙两球的质量和密度的关系,可能存
在的情况有(1) ;(2) ;(3) 。
6.甲、乙两个物质的密度之比为3:2,若用它们分别掳做成一个实心物体,则质量之比和体积
之比可能是 [ ]
A.5:2 3:5 B.4:1; 8:3 C.2:1 3:2 D.4:3 1:2
7.如图3所示,三个相同的烧杯,分别装有质量相同的酒精、水、盐水,则装酒精的是〔 〕
A.甲杯 B.乙杯 C.丙杯 D.无法判断
8.用天平测出质量100g的水,步骤有:
a.使天平的衡梁平衡
b.往可盘加入,100g的砝码
c.把空玻璃杯放在天平的左盘上,往右盘加砝码
以及移动游码,使天平横梁平衡
d.要空玻璃杯中慢慢注入水使横梁平衡,这时玻璃杯中的水这是所需称量的100g的水在上述
实验步骤中,正确的实验顺序是 〔 〕
A.a→b→c→d B.a→c→d→b
C.a→c→b→d D.a→d→c→b
9.质量为60g的无色透明液体,其体积为75mL,则该液体可能是 〔 〕
A.水 B.煤油 C.酒精 D.硫酸
10.冬天,水里的水结成冰后,常会使水缸破裂,因为水结成冰时,体积膨胀,500dm3的水结成冰后,它的体积和质量的变化分别是 〔 〕
A.增大10dm3;减小 B.增大56dm3;不变
C.增大100dm3;变大 D.增大56dm3;无法确定
11.使用托盘天平,如果在调节横梁平衡时,忘记将游码拨到标尺左端的“0”刻度线上,使用
它来测量物体的质量时,测量值比真实值偏大,为什么?
12.一架天平的砝码盒中各砝码的质量及个数见下表天平的游码标尺如图4所示,
砝码 100g 50g 20g 10g 5g
个数 1 1 2 1 1
(1)当他准备向右盘加砝码时,首先脑子时应想的问题是 。
(2)他在右盘加20g,10g,5g,砝码各一只发现天平横梁上的指针在标尺的两侧不断摆动,如图5所示
① 他用下列哪一步操作可正确称出物体的质量 〔 〕
A.将横梁上平衡螺母向右旋进一些
B.将横梁上平衡螺母向左旋进一些
C.在天平右盘加砝码
D.从天平右盘取出5g砝码并移动游码
② 该物体的质量 〔 〕
A.可能大于35g B.在30g与35g之间
C.可能小于30g D.条件不足,无法判断
(3)该天平的分度值是 g。测量范围是 。
13.以马铃薯为原料的淀粉厂的收购员,在选马铃薯时,需要测出马铃薯的密度,因为淀粉加
工厂是根据马铃薯的密度来确定收购价格,小宇用所学过的知识测定马铃薯的密度,根据下表确定其含淀粉的百分率和收购价:
马铃薯的密度(g/cm3) 1.08 1.10 1.12 1.14 1.15
所含淀粉百分率 14 18 22.5 26.5 29
收购价(元/kg) 0.40 0.44 0.50 0.60 0.80
(1)若手边有:天平;细线;水;量筒;尺;小刀;干净的马铃薯。
请你帮小宇同学选择其中部分器材,设计出一种测密度的方法。
①选用器材 ;
②实验量,所需要测量的量 ;
③根据测出的物理量,写出马铃薯密度的表达式: 。
(2)根据上表,你得出的结论是 。
14.一块长2m,宽0.5m,厚0.2m的金属块,质量为1.78×106g ,求此金属块的密度?并说出它
是哪种金属?若将它截去一半,剩余部分的密度是多少?试用密度公式证明。
15.有一只质量为10g的瓶子,单独装满某种液体时,总质量为40g,单独装金属块时总质量为90g,先装入金属块再加满上面液体,总质量为100g,金属块的密度为8×103 kg/m3,求这种液体的密度?
【参考答案】
1. 7.9 103 10-6 2. 1:1:1 3. 铝 铜 铂 4.9:5 9:5 5.(1)m1=m2 ρ1<ρ2 (2)m1>m2 ;ρ1<ρ2 (3)m1>m2 ;=6.B 7. A 8. C 9. C 10. B 11.在游码没有拨到“0”刻度线的情况下来调节横梁的平衡,等于是左盘加大了质量,待称量物体横梁平衡时,右盘砝码的总和与游码所对的刻度值肯定超过被称物体质量的真实值,故测量值大于真实值.12.(1)估计被测物的质量;(2)① D ② B (3) 0.2 210 13.(1)①天平、小刀、干净的马铃薯、量筒、水、细线;②马铃薯的质量m;量筒中水的体积V1;放入马铃薯后总体积V2;③ρ=m/(V2-V1)(2)马铃薯密度越大,含淀粉的质量分数越大收购价格越高。 14.可能是铜 密度不变。15. 2×103
考点点拨10
c
b
a
图2
丙
乙
甲
图3
图4
图5
图1电路
【考点聚焦】电路涉及到的考点有:
1.知道导体和绝缘体的区别,能区别常见导体和绝缘体。
2.知道电路各组成部分的基本作用。
3.知道常用电路元件的符号。
4.知道通路、短路和断路的区别及短路的危害,电流的形成及电流方向的规定。
5.理解串联电路和并联电路。
6.会连接简单的串联电路和并联电路,会画简单的串、并联电路图。
【呈现形式】
这部分知识常以实验题或作图题的形式出现,例如按照电路图连接实物图或反之;按照要求设计并画出电路图。同时这部分知识是电学部分考点的基础,会经常与电学的其它知识融合在一起进行考查。
【知识结构】
1、 电路的组成:
1.定义:把电源、用电器、开关、导线连接起来组成的电流的路径。
2.各部分元件的作用:(1)电源:提供电能的装置;(2)用电器:工作的设备;(3)开关:控制用电器或用来接通或断开电路;(4)导线:连接作用,形成让电荷移动的通路
二、电路的状态:通路、开路、短路
1.定义:(1)通路:处处接通的电路;(2)开路:断开的电路;(3)短路:将导线直接连接在用电器或电源两端的电路。
2.正确理解通路、开路和短路
三、电路的基本连接方式:串联电路、并联电路
四、电路图(统一符号、横平竖直、简洁美观)
五、电工材料:导体、绝缘体
1. 导体
(1) 定义:容易导电的物体;(2)导体导电的原因:导体中有自由移动的电荷;
2. 绝缘体
(1)定义:不容易导电的物体;(2)原因:缺少自由移动的电荷
【对应训练】
1.一个电源、一个电铃、一只小灯泡、两个开关和若干导线组成的电路,只闭合一个开关时铃响灯不亮,只闭合另一个开关时灯亮铃不响,则开关都打开时可能出现的情况是〔 〕
A.铃响灯也亮 B.铃响灯不亮 C.铃不响灯亮 D.铃不响灯也不亮
2.下列配对的哪两种物质都是导体 〔 〕
A.橡皮和人体 B.铅笔芯和红炽状态的玻璃 C.塑料尺和钢尺 D.纯水和盐水
3.指出如图1中各电路图的错误或不妥之处
4.如图2所示的A、B、C三个电路,哪个是串联电路?哪个是并联电路?
5.对应如图3所示实物图,画出相应的电路图。
6.如图4所示,两个灯泡通过灯座装在一个木匣子上,A、B、C、D分别是连接两灯泡底座的接线柱,在E、F两接线柱间接上电源后,两灯泡都发光,你如何判断这两只小灯泡是串联还是并联,简要叙述你的判断过程。
7.一商品仓库,后门进货、前门取货,现有红、绿两只电灯泡和一个电铃、一个电池组、两个开关,还有若干条导线。请你为仓库值班人员设计一个电路:电铃响时同时红灯亮,表示取货人在前门按开关;电铃响绿灯亮,表示送货人在后门按开关。要求画出设计的电路图,图中标明红灯、绿灯及对应的前门、后门的开关。
【参考答案】
1.A、D 2.B 3.(a)缺少电源 (b)缺少开关 (c)开关不能控制电路的通断 (d)开关S1、S2不应并联,如果这样连接S1、S2只相当于一只开关,起不到分别控制两盏灯的作用,正确的连接方法是将S1、S2分别串联在L1、L2 的支路中 (e)不够规范,多连了一只开关,去调S1或S2即可 (f)两盏灯不能形成电流的回路 4.A为串联电路,B、C为并联电路 5.略 6.取下一只灯泡,入另一只灯灭,则两灯串联;如另一灯亮则两灯并联 7.略
考点点拨二
图1
图2
图3
图4功和功率
江西王山而
【考点聚焦】
【呈现形式】
【知识结构】
【方法提示】
【对应训练】
【参考答案】
考点点拨20电磁联系、原子、分子
江西王山而
【考点聚焦】本部分知识涉及到的考点有:
1.两种电荷及它们间的相互作用,电荷量及其单位。
2.电荷的检验。
3.磁体的基本性质,包含磁体具有吸铁性和指向性。磁极间相互作用。
4.磁体周围存在磁场和磁场具有方向性。
5.磁感线和地磁场。
6.电流周围存在磁场,通电螺线管的一些基本性质。
7.会用右手螺旋定则确定相应磁体的磁极和通电螺线管的电流方向。
8.电磁铁的工作原理
9.电磁继电器的构造和工作原理。
10.原子和原子核的组成。
【呈现形式】
这部分知识涉及到的知识点较多,需要记忆的知识较多,但有许多知识点在小学自然中已经学过,只是在知识的层次上有所提高,但要求还是比较低,大都是知道这一层次,在这些知识中磁场、磁感线的分布、奥斯特实验、右手螺旋定则、电磁感应现象是本部分知识的重点,考试的侧重面是利用磁体的性质、磁极间的作用规律、电荷间的相互作用规律、右手螺旋定则、电磁感应现象解决实际问题。常见的题型可以涉及到所有中考试题的题型,但难度系数会较高,也就是说会较容易。
【知识结构】
一、简单的电现象
1.摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电。
2.两种电荷及其相互作用:规定:用绸子摩擦过的玻璃棒带的电荷叫作正电荷;用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫做负电荷。电荷之间同种电荷相互排斥,异种电和相互吸引。
二、简单的磁现象
1.磁性:(1)磁极:南极(S)、北极(N )(2)磁极间同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;(3)磁化和消磁。
2. 磁场:(1)磁场的基本性质和方向;(2)磁感线;(3)地磁场的方向。
三、电磁联系
1.电流的磁场:(1)奥斯特实验;(2)通电螺线管的磁场:①右手螺旋定则;②电磁铁的构造和应用。
2.电磁感应:(1)产生感应电流的条件;(2)影响感应电流方向的因素;(3)应用――发电机
3.磁场对电流的作用:(1)磁场对通电直导线的作用;(2)磁场对通电线圈的作用――电动机:①原理;②组成。
四、原子和原子核:(1)原子结构的实质:①原子是由原子核和核外电子组成,原子核带正电,核外电子带负电。②整个原子呈中性,原子核所带的正电荷数和负电荷数相等。
【方法提示】
1. 检验物体是否带电的方法:正负电荷的三个共同特点是:(1)具有吸引轻小物体
的性质。(2)能使验电器金属箔张角发生变化。(3)电荷之间相互作用力,检验的方法:(1)用验电器。(2)是否吸引轻小物体。(3)利用电荷间的相互作用。
【例题1】用一个带电体接触已带正点的验电器金属球,如果出现下列情况,试判断
带电体的带电性质
A.金属箔张开的角度变小 B.金属箔张开的角度变大
C.金属箔先闭合又张开
【解析】
(1)金属箔张开的角度变小,说明金属箔所带的正电荷减少,减少的这部分电荷是因为与带电体之间发生了中和而抵消了,所以带电体带的是负电荷,且所带电荷量小于验电器原有正电荷的电荷量。
(2)金属箔张开的角度变大,说明金属箔所带的正电荷增加,增加的这部分电荷是由带电体通过金属棒转移而来的,因此,带电体带的是正电。
(3)金属箔先闭合又张开,说明金属箔原来所带正电荷先全部被中和掉,所以带电体带负电;之后,金属箔又张开,说明带电体所带负电荷的电荷量大于原验电器所带正电荷的电荷量,中和现象发生后,金属箔又重新带上与带电体相同性质的负电荷。
2.摩擦起电的实质:由于不同物质的原子核对核外电子的束缚能力并不相同,当两个物体相互摩擦时,哪个物体的原子核束缚电子的本领弱,它的一些电子就会转移到另一个物体上,失去电子后带正电,得到电子的物体由于有了多余的电子而带负电。
【例题2】关于摩擦起电,下列说法正确的是 〔 〕
A.两个物体相互摩擦时会发生带电现象
B.摩擦起电的两个物体一定带有等量同种电荷
C.在摩擦起电现象中负电荷从一个物体转移到另一个物体
D.在摩擦起电现象中正电荷从一个物体转移到另一个物体
【解析】摩擦起电的原因是由于不同物体的原子核束缚电子的本领不同,两个物体相互摩擦时,哪个物体的原子核束缚电子的能力弱,它的一些电子就会转移到另一个物体上,因失去电子而带正电,另一个物体因获得多余电子而带负电。摩擦起电是电子从一个物体转移到另一个物体的过程,因此相互摩擦后的两个不同物体带上的是等量异种电荷。如果两个物体是相同的物体,它们的原子核束缚电子的能力相同,相互摩擦后不能起电,不会发生带电现象,所以选项A、B、D是错误的,正确答案为C。
3.通电螺线管与条形磁铁的异同点
相同点:(1)它们都有吸引铁类物质的性质;(2)都具有指北性;(3)磁感线的形状相同。
不同点:条形磁铁属永磁体,而通电螺线管只是在通电时才具有磁性;(2)通电螺线管的南北极与电流的方向有关,条形磁铁的南北极不变;(3)磁性强弱的变化。
【例题3】在图1中,根据小磁针静止时的指向(黑色为N极),标出电源的正负极。
【解析】(a)图中,小磁针静止时N极向右,说明该处磁场方向向右,则螺线管右端是S极,由安培定则知螺线管中电流方向正对你一面沿导线向上,即电流从电源右端流出,所以电源右端为正极,左端为负极。
(b)图中,小磁针静止时N 极向左,说明该处磁场方向向左,则螺线管右端是S极,由安培定则知螺线管中电流方向正对读者一面是沿导线向上,即电流从电源左端流出,因此电源左端是正极,右端是负极。
根据小磁针北极指向(或磁感线方向)判断电源正负极的思路是:小磁针北极指向(或磁感线方向)→通电螺线管磁场方向→通电螺线管两端的极性→用安培定则判定螺线管中电流方向→电源的正负极。
4.右手螺旋定则的运用
(1)知道电流方向及线圈绕线方式,判定磁极位置及磁场分布,进而判断周围小磁针的方向;(2)知道螺线管绕线方式及磁场方向,判定线圈中电流的流向及电源极性;(3)知道电流方向及磁场方向,判定螺线管绕线方式。
【例题4】如图2所示,电磁铁B通电后,悬挂软铁块A的弹簧被拉长,当滑动变阻器的滑片p向左移动时,弹簧的长度和电流表示数的变化情况是 〔 〕
A.弹簧被拉的更长,电流表的示数变小
B.弹簧缩短,电流表的示数变大
C.弹簧缩短,电流表的示数变小
D.弹簧被拉的更长,电流表的示数变大
【解析】
这是一道电磁学综合题,解题时应按一定的顺序分析,当滑片p向左移动时,电路中总电阻增大,而总电压不变,所以总电流减小,即电流表的示数较小,电磁铁B的磁性也随之减弱,所以电磁铁B对磁极附近的铁块A的吸引力也将减小,铁块A在弹簧作用下上移,弹簧缩短,所以本答案为C。如果将本题中铁块A换成磁铁A,那么,本题又要涉及磁极间的相互作用、吸引或排斥,题目难度将会增大,同学们可以试一试。
5.产生感应电流的条件:(1)电路要闭合;(2)闭合电路中一部分导体运动;(3)导体必须做切割磁感线运动
【例题5】在图3所示的装置中,要使电流表有电流通过的可行办法是 〔 〕
A.闭合开关S,使导体ab竖直向上移动 B.闭合开关S,使导体ab水平向外移动
C.保护开关S,使导体ab水平向右移动 D.断开开关S ,使导体ab斜向后移动
【解析】
本题考查电磁感应中感应电流产生的条件,这些条件应包括下面两点:
(1)电路必须是闭合的;(2)电路一部分导体(不是整个电路)在磁场中作切割磁感线的运动。因此对照上面两个条件,选项A不满足条件(2),选项C也不满足条件(2),选项D则不满足条件(1),而选项B则同时满足条件(1)、(2),所以有电流产生。有关电磁感应现象中感应电流产生的条件是中考中一个热点,要记住。
6.直流电动机和交流发电机的区别
直流电动机 交流发电机
原理 通电线圈在磁场里转动 电磁感应现象
构造 与电刷接触的是换向器 与电刷接触的是两个铜环
能量转化 电能 机械能 机械能 电能
在电路中的作用 用电器 电源
【对应训练】
1.雷电是云层与云层或云层与大地之间的放电现象,两云层尖放电时带的是 电荷,云层带的电荷是因为 而产生的。
2.判断小球是否带电,以下说法中不正确的是 〔 〕
A.用一个带电体靠近它,如果能够吸引小球,则小球一定带电
B.用一个带电体靠近它,如果能够排斥小球,则小球一定带电
C.用验电器的金属球接触它,如果验电器的金属片能够张开,则小球一定带电
D.如果小球能吸引小纸屑,则小球一定带电
3.用绸子摩擦过的玻璃棒上带正电,这是因为 〔 〕
A.摩擦过程中,玻璃棒上产生了正电荷 B.玻璃棒上的一些电子转移到丝绸上
C.丝绸上的一些正电荷转移到玻璃棒上 D.玻璃棒和丝绸上的正负电荷同时发生转移
4.任何磁体总是同时具有 、 两个磁极,它们是磁体上磁性最 的部分,磁极间的相互作用规律是 。
5.用一根钢棒的一端靠近小磁针的北极,结果磁针向钢棒靠近,由此可以判定〔 〕
A.钢棒原来一定有磁性,且靠近磁针的一端是北极
B.钢棒原来一定有磁性,且靠近磁针的一端是南极
C.钢棒原来一定没有磁性
D.钢棒原来不一定有磁性
6.如图4所示在条形磁铁周围放有甲、乙、丙、丁四个可以自由旋转的小磁针,当它们静止时,磁针的N极指向错误的 〔 〕
A.甲小磁针 B.乙小磁针 C.丙小磁针 D.丁小磁针
7. 地球本身是一个巨大的 。它的周围存在着磁场,叫做 。磁针指向南北就是因为受到了 的作用,地磁北极在 附近,地磁南极在 附近,地理两极和地磁两极并不完全重合,世界上最早准确记述这一现象的是我国 代的 。
8.在图5中,螺线管的一端悬挂一只小磁针,当开关接通后,小磁针将 〔 〕
A.只发生转动,N极转向螺线管
B.只发生转动,S极转向螺线管
C.发生转动,S极转向螺线管,同时又被螺线管吸引
D.发生转动,N极转向螺线管,同时又被螺线管排斥
9. 如图6所示,通电螺线管附近有甲、乙、丙、丁四个小磁针,在图中标出它们的N极。
10. 如图7所示。软铁棒m用橡皮筋悬吊着置于电磁铁的上方,当合上开关S的瞬间会发生什么现象?为什么?若增大通入螺线管的电流时又会发生什么现象?为什么?
11.关于电磁感应现象,下列说法正确的是 〔 〕
A.一段导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生感应电流
B.导体切割磁感线产生感应电流的方向,跟导体运动方向和磁感线方向无关
C.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,机械能转化为电能
D.以上说法都是错误的
12. 如图8所示,a表示垂直于纸面的一根导体,它是闭合电路的一部分“→v”表示导体的运动方向,“×”表示电流方向垂直纸面面向内,请根据图甲中的电流方向画出其它各图中有感应电流的导体中电流的方向(用“ ”表示电流方向垂直纸面向外),没有感应电流产生的说明原因。
13.阅读分析下面一段话,并回答问题。
一天,小明在炉火旁烤火,他突然想到如果将磁铁放在火中烧,会有什么现象呢?磁性是变强了?还是变弱了?“也许是磁性会变强吧?”小明这样想。为了验证自己的想法,小明做了一个实验:将一条形磁铁的一段固定在铁架台上,另一端吸着一些小磁针,在用酒精灯给磁铁加热,一段时间后,当磁铁被烧红后,小明发现小铁钉纷纷落下,现在小明知道该怎样保护磁铁了。
请你回答下列问题:
(1) 阅读上述短文后,你可以得出什么结论?
(2) 根据这一现象,你认为生活中要保持磁体的磁性不消弱,应注意什么?
(3) 刚才你和小明在学习研究这一问题时,整个过程运用了怎样的学习程序?
14.如图9所示中所提供的元件,以笔画线为导线,设计一个可以改变磁性强弱的电磁铁,并要求滑片P向右运动时电磁铁的磁性增强;(2)若要求滑片P向左移动时磁性增强,只能改动电路中的一根虚线上的一根接头,应怎么改?
【参考答案】
1.异种 与大气层摩擦 2.C 3. B 4. 南(S)、北(N) 强 同名磁极
相互排斥,异名磁极相互吸引 5.D 6.C 7. 磁体 地磁场 地磁场 地理南极 地理北极 宋 沈括 8.D 9.略 10. 电流周围产生磁场,软铁棒被吸引,电流增大时,磁性加强,软铁棒被拉下的距离加大。11.C 12. 乙:向外 丙:无电流,因未切割磁感线;丁:向内 13. (1)在高温烧灼下,磁体将失去磁性(2)注意不要让磁体靠近高温热源(2)提出问题→合理猜想→实验验证→得出结论→实际应用。14.略
考点点拨11
图5
图4
图9
图6
图7
图8
图1
图2
图3电 阻
江西王山而
【考点聚焦】本部分知识涉及到的考点有:
1.电阻及其单位
2.决定电阻大小的因素
3.滑动变阻器和电阻箱的构造
4.连接滑动变阻器到电路,改变电流。
【呈现形式】
影响电阻大小的因素,滑动变阻器的接线,用滑动变阻器改变电流是本节知识的重点,考试时会把影响电阻大小因素与实验设计、作图等联系起来,常以填空题、选择题、实验题的形式出现。
【知识结构】
一、电阻的定义:导体对电流阻碍作用大小的物理量。
二、电阻的单位及其换算
三、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。在其它因素相同的情况下,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。
四、变阻器
1.滑动变阻器:(1)构造;(2)原理;(3)用途;(4)连接;(5)注意。
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。
【方法提示】
1. 研究物理问题的方法
当研究的问题与两个或多个因素有关时,可采用控制一个或几个量不变,只改变其中一个量,观察所研究的问题与这个量的关系。例如在“研究导体电阻的大小与哪些因素有关”的实验中,就是采用了这种方法。
【例题1】有关导体电阻的说法正确的是 〔 〕
A.粗细相同的两根导线,长度大的电阻一定大
B.长度相同的两根导线,横截面积小的电阻一定大
C.同种材料制成的长短相同的两根导线,横截面积小的电阻一定大
D.铝导线的电阻一定比铜导线的电阻大
【解析】本题主要考查用“控制变量法”研究问题的能力,控制变量法是一种非常重要的研究方法,也是近年来中考重点考查的一种方法,初中物理课本多次采用此法研究问题,比如说在研究压强大小与压力大小、受压面积大小的关系时,就用了此法,学习中注意研究掌握它。关于导体的电阻,它是导体本身具有的一种性质,它的大小只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。用控制变量法研究导体的电阻大小时,要保证三个因素(材料、长度、温度)一定时,才能确定电阻与另一个因素(横截面积)的关系,故本题答案为C。
2.滑动变阻器的使用:(1)滑动变阻器的连接方法是“一上一下”;(2)使用前应观察上面标的电阻值和允许通过的最大电流值;(3)闭合开关之前,应使滑片位于使电路的电阻最大位置,以保护电路和电表。
【例题2】在图1中电源电压不变,当滑片P向a端移动时,会出现的现象是〔 〕
A.电流表示数变小,灯泡变暗
B.电流表示数变大,灯泡变亮
C.电流表示数变大,灯泡变暗
D.电流表示数变小,灯泡变亮
【解析】
本题主要考查滑动变阻器接在电路中是如何改变电路中电流大小的。解题的关键是分析清滑动变阻器的哪部分电阻丝接在电路中的,滑片p移动时,该段电阻丝是变长还是变短,从而得知电阻在变大还是变小,进一步推得电流变化和灯泡亮度变化。本题中发现滑动变阻器接入电流的是pa段,电阻丝,当p向a移动时,pa段变短,电阻变小,所以电流增大,本题答案选B。
3.判断滑动变阻器接入电路的电阻的变化
(1)确定滑动变阻器与电路的接法;
(2)判断电流通过滑动变阻器的哪段;
(3)判断电阻丝长短的变化;
(4)由电阻丝长度的变化,判断接在电路中的滑动变阻器电阻大小的变化。
【例题4】如图2所示,电路的m、n两点间接一滑动变阻器来控制电灯的亮度,电路图上方为滑动变阻器结构示意图。要求变阻器的滑片向右滑动时电灯逐渐变亮,则变阻器连入电路的方式应采用 〔 〕
A.m接a,n接b B.m接d,n接b
C.m接b,n接a D.m接c,n接d
【解析】
从电路图可知,电灯与滑动变阻器串联。要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,电灯逐渐变亮,则滑片向右移动时,连入电路的电阻应减小,即连入电路的电阻丝长度应减小,故连入电路的应是滑片和d之间的哪段电阻丝。题目中给定选项A、C实质相同,都是把光滑金属杆连入电路;而D是把全部电阻丝连入电路。这三种接法,当滑片移动时都无法改变连入电路的电阻值。只有选项B 符合要求,故选B。
【对应训练】
1.导体电阻的大小决定于导体本身的 、 、 以及温度,导体的电阻是导体本身的一种 。
2.当导体的材料和横截面积一定时,导体越长,则其电阻 ,当导体的材料和长度一定时,则其横截面积越大,其电阻就 。
3.如图3所示电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器接入电路的是 段;当滑片P向下移动时,电路中电阻 ,电流表的示数 。(填“变大”、“变小”或“不变”)
4. 将一段电阻为R的均匀电阻丝截成等长的2段,再将它们的端点紧紧缠在一起,合并后的电阻丝的电阻是原来的( )
A.1倍 B.2倍 C.4倍 D.倍
5. 如图4所示的电路中,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动,则电压表和电流表的示数将( )
A.增大、减小 B.不变、增大 C.不变、减小 D.减小、增大。
6. 如图5所示的各电路中,灯泡和电阻均相同,能利用滑动变阻器
调节电灯从亮到熄灭的正确电路是〔 〕
7.如图6所示,甲图中AB和CD是长度不同,粗细相同的镍铬
合金线,乙图中AB和CD是长度相同,粗细不同的镍铬合金线,用图示装置可以研究同种材料导线电阻大小与什么因素有关,有什么关系。由甲图的实验可以得出的结论是: ;
由乙图的实验装置可以得出的结论是: 。
8. 如图7所示,给出了几种电路元件,要求用滑动变阻器来改变电路中的电流。请完成下列问题:
①设计电路图,并按电路图连接实物图。
②当电路中接入变阻器后,在闭合开关前,滑动片P应调到 端。
③滑动变阻器的作用是 。
④当接变阻器的 和 接线柱的两种情况下,变阻器不起变阻作用。
⑤请按照你的连接方法完成下表:
滑片P的移动 变阻器连入电路的电阻变化 小灯泡L的亮度变 化 电流表的示数变 化
向左
向右
9. 在温度一定的条件下,做“研究决定电阻大小因素”的实验时,采用了 的方法,即每次选用两根合适的导线,测出通过它们的电流,然后进行比较得出结论。下表给出了实验中所用到的导线的情况。
导体代号 A B C D E F G
材料 锰铜 钨 镍铬丝 锰铜 钨 锰铜 镍铬丝
长度(m) 1.0 0.5 1.5 1.0 1.2 1.5 0.5
横截面积(mm)2 3.2 0.8 1.2 0.8 1.2 1.2 1.2
⑴为了研究导线电阻与材料是否有关,应选用的两根导线是 。
⑵为了研究导线电阻与长度是否有关,应选择的两根导线是 。
⑶为了研究导体电阻与横截面积是否有关,应选择的两根导线是 。
21.综合考虑下表中各方面的因素,通过你的分析回答以下问题:
金属 全球年产量(104吨) 密度(103kg/m3) 熔点(℃) 导热性能1最强9最弱 导电性能1最强9最弱 市场价格大约(元/吨)
铝 1500 2.7 660 4 4 16000
铜 8000 8.9 1083 2 2 17700
金 2 19.3 1063 3 3 88000000
钢铁 301430 7.9 1540 8 7 2200
铅 3000 11.3 327 9 9 4900
镍 800 8.9 1453 7 6 103000
银 8 10.5 961 1 1 1365000
⑴哪两种金属的导电性能好?在你认为导电性能好的金属中,那种更适宜做导线?为什么?
⑵通过综合分析上表的各项指标,请写出你所发现的规律。
【参考答案】
1.材料 长度 横截面积 性质 2.越大 越小 3. AP 变大 变小 4.D 5. B 6. D 7.导体电阻大小与长度有关,长度越长,电阻越大;导体电阻大小与粗细有关,横截面积越大,电阻越小 8. ①略 ②最大阻值的一端 ③改变电路中电流的大小 ④AB CD ⑤略 9. 控制变量。 ⑴C和F。 ⑵C和G 。 ⑶A和D 。 10.(略)
考点点拨8
图6
图4
图3
图5
图7
图1
图2家庭电路、生活用电
江西王山而
【考点聚焦】
1.知道家庭电路的组成。
2.理解电路中的总电流随用电器功率的增大而增大。
3.知道保险丝和空气开关的作用
4.知道安全用电常识和安全电压
【呈现形式】
本部分知识与之相关的考点有:火线和零线及测电笔的使用,家庭电路的正确连接,家庭电路常见故障的判断分析,白炽灯的安装与功率的计算问题,过载和短路的概念,熔丝的特点与选择,家庭用电的计算,电能表的读数和作用,人体的安全电压值,触电发生的原因,安全用电常识。这部分知识的呈现形式多以实验、作图、简答和计算题的形式出现,例如电路的设计,电路故障分析,电能消耗的计算等。另外较新电器设备也将会越来越多地出现在中考试题中,如自动空气开关的使用。
【知识结构】
一、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
(1)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220V,火线和大地之间的电压也是220V,零线和大地之间的电压为零。
(2)电能表:用来测量用户消耗的电功(能)。
(3)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。
(4)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。
二、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
三、安全用电
安全用电主要是指:
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36V的电压才是安全的。
3.触电的类型
4.安全用电原则;不接触低压带电体,不靠近高压带电体
【方法提示】
一、家庭电路安装示意图
如图1所示是家庭电路的安装示意图,要注意家庭电路中的用电器及插座均是并联在电路中,电灯与控制它的开关要串联。
【例题1】安装家庭电路时,从进户线到用电器之间还接有一些必要的电路元件,请按顺序填写在横线上 。
【解析】进户线入户之后不能直接连接用电器,还必须接入测量用电器消耗多少电能的电能表、控制整个家庭电路的闸刀开关和对电路起到保护作用的保险盒,并且顺序不能颠倒,所以其顺序为:电能表;闸刀开关;保险盒。
二、保险丝的作用
保险丝的作用是在电路中电流增大到危险程度以前自动切断电路。选用保险丝的原则是使保险丝的额定电流等于或稍大于电路中最大的正常工作电流。
【例题2】随着人民生活水平的提高,家用电器不断增多,为了安全用电,以下措施正确的是 〔 〕
A.照明电路中保险丝应安装在地线上
B.在现有的照明电路中,增加用电器时只需换上足够粗的保险丝即可
C.在现有的照明电路中,增加用电器时一定要同时考虑电能表、输电线和保险丝的承受能力
D.在现有的照明电路中,增加用电器时只需将电能表和保险丝换成允许通过的电流足够大就可以了
【解析】家庭电路中的电流不能太大,限制家庭电路中电流一般是这样几个因素:输电线的安全电流值、电能表允许通过的最大电流值和保险丝的额定电流值。所以,我们在增加家用电器时,不能仅仅只考虑上述几个因素中的某一个,要进行全面考虑,本题正确答案应是C。B和D 选项将使保险丝失去保险作用,另外,保险丝应装在火线上,所以A项也错。
三、家庭电路故障分析
【例题3】某同学家中的四盏灯突然全部熄灭了,检查分析保险丝并未烧断,用测电笔测试室内各处电路时,无论测试火线还是零线,氖管均发光。于是,该同学对故障作了如下四种判断,其中正确的是 〔 〕
A.灯泡全部烧坏了 B.室内线路某处短路了
C.进户线短路了 D.进户零线短路了
【解析】
题中给出四种判断,都有可能导致电灯突然全部熄灭,但分析电灯熄灭后的检查结果,就会发现有些判断是错误的。首先。检查时发现保险丝并未烧断,这说明室内线路没有短路,因为如果发生短路,必有因电流过大而烧坏电路的现象发生。这样,选项B可以排除;其次,用测电笔测试各处电流时氖管均发光,说明线路中火线没有断。因此,选项C也可以排除;另外,用测电笔测试零线时,正常情况下氖管不应发光,现在氖管发光,说明零线通过灯泡的灯丝与火线连在了一起,所以,灯泡并未全部烧坏。这样,又排除了选项A;测试火线、零线时氖管均发光,同时也说明了进户线的零线是断开的,从而导致电路不通,电灯不亮,但室内各处都与火线相接,处于有电状态,因此,选项D是正确的。
四、家庭电路的连接与设计
家庭电路的连接与设计问题主要有三种类型:
(1)给定几种元器件的符号,要求按照有关的连接规则,把它们分别连入电路;
(2)根据生活用电常识和安全用电原则,对已知电路的连接情况,作出正确或错误的判断;
(3)根据已知的电路元件,运用有关的电路知识,设计具备某种功能的电路。
【例题4】根据家庭电路的组成原则,把图2中的引线a、b、c、d正确的连入电路。
【解析】
开关应该与被控制的电灯串联,且要接在靠近火线一端,因此,引线d要接在火线上,引线c要接在零线上,三孔插座上左右对称的两个插孔一个接火线,一个接零线,中间的插孔接地线,所以,引线a应接在零线上,引线b应接在地线上。
五、判断家庭电路中还能接入多少用电器
【例题5】某用户有下列几种家用电器:900W电饭煲一个,200W电冰箱一台,750W
电暖器一台,100W电视机一台,40W电灯三盏,1500空调器一台。如果上述六种用电器欲同时使用,则如何选择保险丝规格?如果该用户的电能表允许通过最大电流是10A,则应如何选择保险丝规格?使用时应注意什么?
【解析】
用电器的总功率为3570W
用户干路的总电流为16.2A
故应选择额定电流略大于16.2A的保险丝。
如果该用户电表的最大电流为10A,则不能使用10A的保险丝,这时上述用电器不能同时使用,此时同时使用的最大功率为
Pm=UI=220V×10A=2200W
如果不用空调器,其它五种用电器的总功率为2070W,小于Pm,故可同时使用;如果使用空调器,则既不能使用电饭煲,也不能使用取暖器,但可同时实用电冰箱、电视机和三盏电灯。
【对应训练】
1.在家庭电路中,熔丝的作用是 〔 〕
A.防止人们触电事故的发生 B.防止用电器连续工作时间过长
C.防止家庭电流过大,保护电路 D.防止电路开路,造成断电
2.关于保险丝的说法,下列正确的是 〔 〕
A.越粗的保险丝额定电流越大
B.在手边没有合适熔丝的情况下,可用铁铜丝替代熔丝
C.保险丝是有电阻大、熔点高的铅锑合金制成
D.保险丝越粗额定电流越大
3.照明电路中保险丝被熔断可能是因为 〔 〕
A.电路断路 B.用电器总功率过大 C.熔丝额定电流过大 D.有人触电
4.保险丝的工作原理是 〔 〕
A.电流的热效应 B.电流的磁效应 C.电流的化学效应 D.以上三种都有
5.某室内用电器正常工作,在台灯的开关未闭合的情况下,将台灯插头插入插座时,室内用电器便全部停止工作,那么下列原因可能的是 〔 〕
A.插座处原来有短路 B.台灯的插头处有短路
C.台灯灯座的两个接头短路了 D.开关中的两个接头短路了
6.某室内用电器正常工作,将台灯插头插入插座,闭合台灯开关,室内用电器便全部停止工作,那么下列原因可能的是 〔 〕
A.插座处原来有短路 B.台灯的插头处有短路
C.台灯灯座的两个接头短路了 D.开关中的两个接头短路
7.家庭中的空气开关突然跳闸,我们应该 〔 〕
A.抓紧时间检修电路 B.立即将空气开关复位
C.估计是停电了,等一段时间 D.应先找到发生故障的原因,排除之后恢复供电.
8.某保险管上标有“10A”字样,它的物理意义是___________________.
9.不能用铁铜丝替代保险丝的原因是___________________.
10.空气开关中,当电流过大时,开关中的_______起作用,使开关断开,切断电路.
11.保险丝应______联在电路中,它的作用是在电流增大到危险程度之前______电路,更换保险丝时,一定要先______电源.
12.电工师傅在检修电路时,手边备有的熔丝嫌粗,但又急着要用,你有什么办法 并请说明你这样做的理由.
13.图3甲所示是一种电磁限流器的示意图,当电路中电流过大时,电磁铁A吸引衔铁B,接点C、D被弹簧拉起,电路切断,图7-11乙所示是某同学设计的电磁限流器.两图相比,说明图3的最大优点.
【参考答案】
1.C 2.D 3.B 4.A 5.B 6.C 7.D 8.该保险管的额定电流为10A 9.铁铜丝熔点太高,电流过大时无法熔断 10.电磁铁 11.串 切断 切断 12.嵌一个口子 减小横截面积,减小额定电流,减小熔断电流 13.略
考点点拨18
图3
甲
乙
图1
图2电功和电功率
江西王山而
【考点聚焦】
1.知道电功及其单位
2.理解电功的公式,会用电能表测量电功
3.理解电功率的概念
4.理解用电器的额定电压和额定功率
5.理解焦耳定律,知道电热器的原理和应用
【呈现形式】
本部分涉及到的内容有电功、电能和焦耳定律
1.电功与电能的关系、电功的计算:相关的主要考点有电功的计算,而电功计算最常见的是与电流的定义、串并联电路的特点、、欧姆定律、电能表及电功率、焦耳定律联系起来,并结合其它能量(如机械能、内能等)的知识综合考查,其中特别要熟练掌握串、并联电路的特点和欧姆定律与电功计算公式相结合的计算,要弄明白几个电功计算公式的应用范围。
2.电功率的概念及其计算,用电器额定电压、额定功率和实际电压、实际功率的联系、区别及计算,用电压表和电流表测定小灯泡的功率的实验是重点内容,其中电功率的计算公式的应用,用电器额定功率和实际功率的区别和计算,小灯泡的功率的测定实验的讨论是难点。与上述内容相关的考点有:电功率的基本概念、额定电压、额定功率和实际功率的概念,用电器电功率与电阻的变化关系,测定小灯泡的功率的实验,将功率与串并联电路特点及欧姆定律联系起来进行综合考查,同一电路中不同用电器的功率的比较。
3.焦耳定律及其应用,与其相关的考点有焦耳定律的内容及应用、用控制变量法研究焦耳定律的实验、电热器的构造特点和原理等。
这部分知识在中考中将大量以计算、实验、开放和探究性试题出现,其试题的难度也将会较大,应引起足够的重视。
【知识结构】
一、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它形式的能的过程,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完全相同。
3.电功的公式及其变换式:W=UIt(变换式W=U2/Rt,W=I2Rt),即电流在某段电流上所做的功,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(kwh)
5.电功测量:电能表是测量电功的仪表。
二、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。电功率大的用电器只能说明用电器电流做功快,并不表示电流做功的多少。
2.公式:P=W/t=UIt=UI,该公式适用于任何电器。
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:(1)实验原理;(2)实验电路图;(3)实验步骤;(4)数据处理。
三、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
【方法提示】
1、 电功公式的正确使用:
1.电功公式W=UIt是计算电功普遍适应的公式,对于任何电器(或电路)都通用。
2.变形公式W=U2/Rt,W=I2Rt只适用于电炉、白炽灯、电烙铁等纯电阻电路,而如
电动机及給蓄电池充电等电路则不适用。
【例题1】如图1所示,R1的阻值是2Ω,两端的电压是3V,R2的阻值是4Ω,则2s内在R3上所消耗的电能是多少?
【解析】
这是一道综合运用串联电路特点和欧姆定律来计算电功的问题。对于纯电阻器件而言,只要想办法求出该器件的电流、电压、电阻三个电学基本量的任意两个量和时间即可求出电功。在这一思想指导下,计算R3在2s内所消耗的电能:方法一是求R3的电压U3和电流I3;方法二是求U3和R3;方法三可先求I3和R3。在计算过程中要充分利用串联电路的特性、公式,注意欧姆定律在适用时各物理量应满足同一性原则。解决此类问题的方法是先弄清电路的连接方式,在运用相应的串、并联电路特性和欧姆定律去分头寻找研究对象的三个基本量中的任意两个(时间往往是已知的);如果研究对象是非纯电阻器件,计算电功只能适用定义式计算。该题在R3上消耗的电能是27J。
2、 电能表的问题
1.电能表是测量电功或者说是测量用户的用电器在一段时间内消耗电能的多少。
2.读数:窗口两次之差就是这段时间内使用的千瓦时数,最后一位是小数。
3.铭牌如图2所示的物理意义:
①“220V”表示电能表的额定电压是220V。
②“20A”表示允许通过这只电能表的最大电流是20A。
③“kWh”表示电能表测量电功所用的单位是kWh,即“度”。
④“2500R/kWh”表示每消耗1度电,电能表的表盘旋转2500转。
三、额定电压与额定功率
U实>U额,则P实>P额 U实=U额,则P实=P额 U实<U额,则P实<P额
【例题2】三盏电灯A(220V,40W)、B(110V,40W)、C(36V,40W),当它们各自正常
发光时,单位时间内所消耗的电能哪个最大?
【解析】
本题容易出错的地方在于不了解电功率的意义,误认为额定电压越高的电功率便越大。
正确分析方式是:电流通过电灯做功的过程就是消耗电能的过程,单位时间内做多少电功便消耗多少电能,当三盏电灯都正常发光时,虽工作电压各不相同,但其电功率都是40W,所以三盏灯每秒做的电功以及每秒消耗的电能都是40J,所以正确的答案是单位时间内三盏灯消耗的电能相同。
四、测量小灯泡的电功率
【例题2】如图3所示是测额定电压为2.5V小灯泡的额定功率的
电路图
(1)a是 表,b是 表。
(2)按图连接好器材,测量前开关应 ,滑片P应滑到 点。
(3)如果小灯泡的阻值约为10Ω,电源有两节干电池串联组成,电流表有量程0∽0.6A
和0∽3A两档,那么a表量程应选 挡,b表量程选 挡。
(4)闭合开关,发现小灯泡两端电压只有1.8V,滑动变阻器的滑片P向 端移动,才能使电压表示数为 V,此时灯泡实际功率就是额定功率。
(5)要测量的数据是 和 ,计算灯泡的额定功率公式为 。
【解析】
由图可知是用电流表和电压表测定小灯泡额定功率电路。解答:
(1)根据电流表、电压表的使用规则可以判断:a与电灯并联,是电压表;b与电灯串联是电流表。
(2)为了避免接线失误,损坏电器,串联前开关应断开。滑到变阻器在电路中起分压作用,分去一部分电压,以保证小灯泡的安全使用,并得到需要的电压,测量前串入电路的电阻应是变阻器的最大值,所以滑片P应在B点。
(3)电源选用两节干电池,则电源电压为3V,且小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表a表的量程应选“0∽3V”挡,小灯泡的电阻约为10Ω,它在正常工作时的电流约为I=U/R=0.25A<0.6A,所以电流表b的量程应选“0∽0.6A”挡。
(4)当小灯泡两端电压为1.8V时,因没有达到其额定电压2.5V,所以其实际功率小
于额定功率,为使小灯泡消耗的功率等于其额定功率,应提高小灯泡两端的电压,使其达到2.5V,所以减小滑动变阻器入电路的电阻,以减小滑动变阻器两端电压,故滑片P应向A端移动,
(5)测定小灯泡的额定功率,依据是功率的公式,P=UI,需要测量的是小灯泡两端的电压V和提高它的电流I。
五、熟记电学中基本量的规律和特点,进行电功、电功率和电热的计算
物理量(符号) 公 式 单位(符号) 测量仪器 串联电路特点 并联电路特点
电功(W) W=UIt 焦耳(J) 电能表 W=W1+W2W1: W2= R1: R2 W=W1+W2W1: W2= : R2 : R1
电功率(P) P = W /tP=UI 瓦特(W) 电流表电压表滑动变阻器(伏安法) P=P1+P2P1: P2= R1: R2 P=P1+P2P1: P2= R2 : R1
电热(Q) Q=I2Rt 焦耳(J) Q=Q1+Q2 Q=Q1+Q2Q1: Q2=R1: R2
【例题3】同为“36V 40W”的电灯、电扇、电烙铁都正常工作5min,它们产生热量是:
A.一样多 B.电灯最多 C.电扇最多 D.电烙铁最多
【解析】三个用电器消耗的功率、通电时间相同,由W=Pt可知它们消耗的电能一样多,但从能量转化的角度考虑,电灯将电能转化为大量热能及少量光能,电扇将电能转化为大量机械能和少量热能,而电烙铁将电能全部转化为热能,所以产生热量最多的用电器是电烙铁。正确答案应为D。
【例题4】如图4所示,灯泡L标有“220V 36W”字样,R=6Ω,通电10s且正常发光,根据这些已知条件,可以求出哪些物理量,请一一计算出来。
【解析】本题看起来虽然简单,但实际上是一道开放性试题,它可以几乎计算出所有电学中的基本物理量,能够涉及到所有的电学概念和定律。
题中隐含的条件:额定电压下,灯泡的额定功率,切灯泡正常发光。可求出的物理量有:
(1)灯泡两端的实际电压:U实=U额=12V
(2)灯泡的额定功率P实=P额=36W
(3)通过灯泡的电流I实=I额=P/U=3A
(4)灯泡的电阻RL=U2/P=4Ω
通电10s钟
(5)通过灯泡的电荷量Q=It=30C
(6)灯泡消耗的电能WL=Pt=360J
(7)灯泡、电阻两端的电压U总=UR=UL=12V
(8)通过电阻的电流IR=U/R=12V/6Ω=2A
(9)电阻消耗的电能WR=UIRt=12V×2A×10s=240J
(10)电阻的功率PR=UIR=12V×2A=24W
(11)电阻上的电热QR=IR2Rt=(2A)2×6Ω×10s=240J
【对应训练】
1.电能表是用来测定下列哪个物理量的 〔 〕
A.电能 B.电流 C.电压 D.电阻
2.将7.2×105J的电功用“度”作单位表示,则应为 〔 〕
A.20度 B.2度 C.0.2度 D.0.02度
3.采葳同学家在1月1日和2月1 日两次观察家里的电能表,如下表所示,那么该同学家一月用电 〔 〕
0 2 3 3 4 0 2 8 7 9
A.545度 B.54.5
C.455度 D.45.5度
4.下列关于电功率的说法中,正确的是 〔 〕
A.电功率越大,电流做功越多 B.电功率越大,所用的时间越短
C.电功率越大,用电器消耗的电能越多 D.电功率越大,用电器消耗电能越快
5.“220V 100W”的灯泡接入电压为210V的电路,则该灯泡的实际电功率 〔 〕
A.大于100W B.等于100W C.小于100W D.条件不足,无法判断
6.在测定一个小灯泡额定电功率的实验中,若小灯泡额定电压为2.5V,允许通过的最大电流为0.4A.电源是4节干电池串联成的电池组.另配有0-0.6A、0-3A两量程的电流表一个,0-3V、0-15V两量程的电压表一个,最大阻值为20Ω的滑动变阻器等,则在这个实验中电流表、电压表的量程分别应选用的量程是 〔 〕
A.电流表选0-0.6A,电压表选0-3V B.电流表选0-0.6A,电压表选0-15V
C.电流表选0-3A,电压表选0-3V D.电流表选0-3A,电压表选0-15V
7.有一阻值为40Ω的电热器,工作时产生热量的功率为1000W,则通过该电热器的电流和电热器两端的电压分别是 〔 〕
A.10A 100V B.2A 200V C.5A 100V D.5A 200V
8.要使电热器在单位时间产生的热量减少一半,应该 〔 〕
A.让它两端的电压减少一半 B.使它的电阻减少一半
C.让通过它的电流减少一半 D.使它的电阻和两端电压同时减少一半
9.根据你生活中的观察,电子手表、电灯、晶体管收音机、电烫斗这些常用电器中,电功率最大的是_______,电功率最小的是_______.
10.电灯泡上标着“PZ220-40”,这里的“220”表示_________________________,“40”表示的是灯泡______________.此灯泡正常工作时的电流为_______A,电阻为__________.
11.一个在某电压下工作的电烙铁,功率是100W,电流是454mA,加在这个电烙铁两端的电压是_______.
12.在测定小灯泡电功率的实验中:
(1)电源电压要_______小灯泡的额定电压,串联一个滑动变阻器是为了_______;
(2)闭合开关前,滑动变阻器应放在_______位置上,这样做的好处是_______;
(3)为了测定有“4.5V”字样的小灯泡的功率,除了要用电压表、电流表、小灯泡、开关、滑动变阻器、导线外,还应在下列器材中选用_______。
A.三节干电池 B.三节蓄电池 C.两节干电池 D.两节蓄电池
13.如上表所示的电器每天工作时间均有减少,照明电器每天减少一小时,厨房电器每
天工作时数减少0.5小时,洗衣机每天工作时时数减少0.5小时,其他用电器每天工作时数均减少1.5小时,则一个月能节约用电多少千瓦时 折合多少度 折合多少焦耳
14.按图5所示电路对额定电压为3.8V的小灯泡进行实验时,测得5组实验数据,并记录在表中,同时记录了小灯泡亮度变化的情况.
请你仔细分析实验数据和实验现象,回答下列问题:
次数 1 2 3 4 5
U/V 3.0 3.5 3.8 4.0 4.5
I/A 0.28 0.30 0.31 0.32 0.34
亮度 增加
(1)灯泡的额定功率是___.
(2)小灯泡的亮度变化规律是____________________.
(3)除了表格中列出的数据和现象外,你还能发现的问题是____________________.
【参考答案】
1.A 2.C 3.D 4.D 5.C 6.A 7.D 8.A 9.电熨斗 电子手表 10.该灯泡的额定电压为220V 该灯泡的额定功率为40W 0.18 1210Ω 11.220V 12. (1)大于 改变灯泡中的电流和灯泡两端的电压 (2)阻值最大 电路中的电流最小,保护电路 (3)B 13. 30.75KWh 14. 1.178 随着灯泡两端电压的增大,灯泡的实际功率变大,灯泡越来越亮 灯泡的阻值与温度有关
考点点拨15
图4
图5
图1
图2
图3电 流
江西 王山而
【考点聚焦】电流涉及到的考点有:
1.电流的概念:形成、方向、效应。
2.测量电流:会用电流表测电路中电流。
3.串联电路中电流的特点。
4.并联电路中电流的特点。
【呈现形式】这部分内容常以实验题的形式进行考查,根据我省中考的特点,实验题不单独设立,可以放在其它题型中考查,最常见的如:考查电流表的使用方法可以放在填空题、作图题或探究性试题中,串并联电路中电流的特点可以放在选择题中。电流表的考查是本节的重要考查点。
【知识结构】
一、电流的形成
1.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。
三、电流的效应:热效应、化学效应、磁效应
四、电流的大小:I=Q/t
五、电流的测量
1.单位及其换算:主单位安(A),常用单位毫安(mA)、微安(μA)
2.测量工具及其使用方法:(1)电流表;(2)量程;(3)读数方法(4)电流表的使
用规则。
六、电流的规律:(1)串联电路:I=I1+I2;(2)并联电路:I=I1+I2
【方法提示】
1.电流表的使用可总结为(一查两确认,两要两不要)
(1)一查:检查指针是否指在零刻度线上;
(2)两确认:①确认所选量程。②确认每个大格和每个小格表示的电流值。两要:一
要让电流表串联在被测电路中;二要让电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出;③两不要:一不要让电流超过所选量程,二不要不经过用电器直接接在电源上。
在事先不知道电流的大小时,可以用试触法选择合适的量程。
2.根据串并联电路的特点求解有关问题的电路
(1)分析电路结构,识别各电路元件间的串联或并联;
(2)判断电流表测量的是哪段电路中的电流;
(3)根据串并联电路中的电流特点,按照题目给定的条件,求出待求的电流。
【对应训练】
1. 关于电流的方向,下列说法正确的是 〔 〕
A.在金属导体中是自由电子定向移动形成的电流,所以自由电子定向移动的方向就是电流的方向
B.在导电溶液中有可能是自由移动的正、负离子,所以电流的方向不能确定
C.金属导体中的电流方向与其中的自由电子定向移动的方向相反
D.带电粒子移动的方向就是电流的方向
2.图1是一只电流表的示意图,当使用电流表“+”和“0.6”两接线柱时,它的最小刻度表示 A,指针指数是 A;当使用电流表“+”和“3”两接线柱时,它的最小刻度表示 A,指针指数是 A。
3.白炽灯是根据电流的 效应制成的;我们骑的自行车车圈,电镀的很亮,电镀是利用了电流的 效应。
4.如图2所示的电路中,三个电流表的示数分别I1、I2、I3,则它们的关系一定成立的是 〔 〕
A.I1=I2=I3 B.I1I2>I3
5. 用电流表测量灯泡L1中的电流,下图中正确的是 〔 〕
6.在用电流表测“电流”的实验中,某同学用图5-8中的接法来测灯泡的电流
(1)该图测得的是B灯的电流,其中电流表的连接有什么错误。
(2)现要测通过A灯的电流,只允许变动原图中一根导线的一个端点的接线柱位置,请在图中用虚线画出。
(3)在第二问已改动的基础上,若要测量通过A、B两灯的电流之和,而且又只允许再变动一根导线上的一个端点的接线位置,请在图中再用虚线标出。
7.某同学用两只电流表A1、A2同时连入如图5所示的电路中测电流,结果发现两只电流表的指针位置是一样的,如图6所示,求:
(1)电流表A1和A2的示数分别为多大?
(2)1min内有多少电量通过灯L2
【参考答案】
1.C 2.0.02 0.24 0.1 1.2 3.热 化学 4.D 5.C 6.(1)电流表的正负接线柱接反了 (2)将电源负极与电流表正接线柱之间的连线,改接在电源负极与电流表负接线柱之间即可如图所示 (3)将灯B与电流表负接线柱之间的连线,改接在电流表正接线柱上 7.2.5A 0.5A 12C
图1
A
B
C
D
图3
图4
图6
图5
图2
考点点拨4光的折射
江西王山而
【考点聚焦】本部分知识涉及到的考点有:
1.光的折射现象
2.凸透镜的焦点、焦距和主光轴
3.凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用
4.凸透镜成放大、缩小的实像和成虚像的条件
5.照相机、幻灯机、放大镜的原理
【呈现形式】
日常生活中常见的折射现象是填空题和简答题的最好物理模型。凸透镜对光线的作用在作图题中经常出现,特别是特殊光线经过凸透镜的折射光路图,同时,实验研究凸透镜成像规律,运用凸透镜成像规律,分析解决问题仍是这部分考试的重点。
【知识结构】
一、日常生活中的折射现象:插入水中的筷子“弯折”,河水变“浅”,游泳者看岸边的灯“变高”等。
二、光的折射规律
1.折射光线、入射光线和法线在同一平面上。
2.折射光线和入射光线分居法线两侧。
3.光从空气斜射入水或其它介质时,折射角小于入射角;反之,折射角大于入射角。入射角增大时,折射角也增大
4.当光线垂直射向介质表面时,传播方向不变。在折射中光路是可逆的。
三、应用
1.凸透镜:(1)凸透镜的主轴、焦点、焦距;(2)凸透镜对光线的作用;(3)凸透镜的成像特点
2.光学仪器:(1)照相机;(2)幻灯机;(3)放大镜。
3.凹透镜:(1)凹透镜对光线的作用;(2)凹透镜的主轴、焦点、焦距;(3)近视眼的矫正。
【方法提示】
1.光的反射和折射的异同点:(1)当光传播到两种介质的交界面时,一般要同时发生反射和折射现象。(2) 反射光线和折射光线都与对应的入射光线、法线在同一平面上。(3)反射光线、折射光线都和对应的入射光线分居法线两侧。(4)反射角和折射角都随对应的入射角的增大而增大。(5)光在反射和折射时光路都是可逆的。
【例题1】一束光线在水与空气的界面发生了折射,四位同学画出了四幅光路图,其中正确的是 〔 〕
【解析】
应将每幅光路图与光的折射规律进行逐条对照,符合折射规律即为正确。必须注意以法线为基准确定好入射角和折射角。光从空气斜射入水中。折射角应小于入射角,故A不正确;折射光线与入射光线应分居法线两侧,故B不正确;光从水中斜射入空气中,折射角应大于入射角,故C不正确,答案:D
2.三条特殊光线
(1)与主光轴平行的入射光线,经过透镜后通过焦点。
(2)通过光心的入射光线,经过透镜后方向不变。
(3)通过焦点的入射光线,经过透镜后为与主光轴平行的光线。
【例题2】完成如图2所示的光路图。
【解析】
在完成光路图的练习或考试中。重点要看是什么光学元件,然后再看缺少什么光线。A、B两图凸透镜,缺少折射光线;C、D两图是凹透镜,缺少入射光线。A图中通过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出;B图中平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后,会聚在主光轴的焦点上;C图中经凹透镜折射后发散且折射光线的反向延长线经过焦点上,所以入射光线是平行于主光轴射入的;D图中折射光线是平行射出的,可知入射光线是会聚射入凹透镜的,且入射光线的延长线交于主光轴的焦点上。
本题作图如图3所示,解答该题时要牢记三条特殊光线的性质,是作图的关键。
3.如何观察凸透镜成像实验
(1)凸透镜、蜡烛、光屏放在同一条直线上,使三者的中心大致在同一高度上。
(2)实验时可由大于2倍焦距之外开始,逐渐向凸透镜靠拢,逐一完成各项实验步骤。
【例题3】有A、B、C三只凸透镜,将这三块凸透镜放在光具座上做成像实验,当保持各透镜到烛焰距离相等的条件时,得到的实验记录如表:
由此可知A、B、C三只凸透镜的焦距关系为 〔 〕
A.fA>fB>fC B. fC >fA>fB,
C. fA<fB<fC D. fB>fC>fA
【解析】
根据凸透镜成像规律,可采用两种方法求解:一种是几何作图法方法,比较形象直观地求解;另一种采用数字推理的方法求解。
根据A、B、C成像情况,以及已知三种情况下物距相同这个条件,用作图法确定出三种情况下,一倍焦距及两倍焦距的位置,可直观判断出:fC >fA>fB
【例题4】在做“研究凸透镜成像规律”的实验中,某同学先把凸透镜固定在光具座上,然后将光屏和点燃的蜡烛分别放置在凸透镜两侧,如果它在光具座上无论怎样左右移动光屏,在光屏上都不能呈现烛焰的像,则可能有几种原因?
【解析】在物距小于焦距时,凸透镜不会成实像;凸透镜到物体的距离在1倍焦距处时,成像在无穷远处;当凸透镜到物体的距离在1倍焦距外,但接近1倍焦距时,虽然成像,但像的位置离凸透镜很远,光具座的长度可能达不到,另外,因为光具座为一直线状,且光屏不可能太大,所以若光屏、凸透镜、烛焰三者的中心不在同一高度上,像将会或上或下离开光屏的位置,综上所述,主要原因有三个:(1)由于物距小于或等于焦距,凸透镜不能成实像。(2)凸透镜成实像,但由于物距太小,光屏调不到烛焰的像所在的位置。(3)凸透镜成实像,但光屏、凸透镜、烛焰三者的中心不在同一高度。
4.凸透镜成像规律
(1)列表法
(2)图像法
物距u和焦距f的关系 像的性质 位置 应用举例
正立或倒立 缩小或放大 实像或虚像 同侧或异侧
u>2f 倒立 缩小 实像 异侧 照相机
u=2f 倒立 等大 实像 异侧
fu=f 不成像
u【例题5】在研究凸透镜成像情况的实验中,当烛焰到凸透镜的距离是20cm时,在透镜另一侧的光屏上得到一个放大的像,则下列判断不正确的是 〔 〕
A.该透镜的焦距是20cm
B.该透镜可作放大镜
C.当蜡烛距透镜的距离是40cm时,光屏上可得到缩小的像
D.当蜡烛距透镜的距离是10cm时,在光屏上得不到像
【解析】本题是考查灵活运用凸透镜成像规律分析问题的能力,在凸透镜成像中,若要分析物体经过透镜后的成像性质,必须知道凸透镜的焦距和物距,按凸透镜成像规律“抓两点,观两变”,本题的关键是算出焦距f的大小及物体在镜前不同位置与焦点的相对位置,再判断像的性质,根据题意,当u=20cm时,在光屏上得到放大的像,可以知道此像一定是倒立的实像,则f2f,在光屏上可以得到缩小的像,当物距u"=10cm时,物体的位置u"【对应训练】
1.一束光从空气中斜着射入某种透明物质,已知入射光线跟界面成37o,且它的折射光线跟反射光线垂直,则它的反射角为_______,折射角为_______.
2.当你漫步在池塘边,常会看到池塘中的“白云”和在“白云”中游来游去的鱼.这一现象的正确解释是:看到的“鱼”是由于光的 形成的虚像;看到的“白云”是光的 形成的虚像(选填“折射”或“反射”)
3. 请你对下列光学仪器归类:a近视眼镜;b老花眼镜 c防盗门上的“猫眼”;d照相机镜头。(1)类: (2)类 。
4. 照相机照相时,如果被照的景物由远变近,应将镜头往 ,使胶片离镜片 些。完成这一动作是调节照相机上的 。
5.放大镜的原理是:当物体到凸透镜的距离 焦距时,透过凸透镜,可以看到一
个 像。
6.投影仪是利用 透镜来成像的,它上面的平面镜的作用是 ,使
射向天花板的光能在屏幕上成像。
7.焦距为10cm 的凸透镜,当物体放置在主光轴上距透镜16cm 处时,光屏上可以得
到一个清晰像的特点是
A.正立、放大的像 B.倒立、放大的像 C.正立缩小的像 D.倒立缩小的像
8.某同学在探究凸透镜成像实验时,将一厚纸片遮住透镜的上半部,则她在光屏上得
到的像与未遮住前相比
A.所成的像只是上部一半 B.所成像只是下部一半
C.所成像没有发生变化 D.像的大小、正倒、位置无没化,但像更暗些
9.当物体在凸透镜中成实像时,像的大小会随物距的减小而增大,那么物体在凸透镜中成虚像时,像的大小与物距有什么关系呢?请你设计一个实验去探究。
10.某同学在探究凸透镜成像的规律时,用了两个焦距不同的凸透镜分别进行了若干次操作,并把实验数据准确地记录在以下两个表中。
透镜的焦距 物体到透镜的距离 像到透镜的距离 像的正倒 透镜的焦距 物体到透镜的距离 像到透镜的距离 像的正倒
14 20 47 倒立 16 20 80 倒立
14 30 26 倒立 16 30 34 倒立
14 40 22 倒立 16 40 27 倒立
14 60 18 倒立 16 60 22 倒立
11.(1)手持凸透镜站在离窗户2米远,通过透镜观察窗外。你看到了什么?
(2)使凸透镜离你眼睛远一些,再观察,你发现了什么变化?
(3)现在把凸透镜旋转到窗户和一页纸之间,使其离纸近一些。看着纸,慢慢地向窗户方向移动透镜。这时,你看到了什么?当你移动凸透镜时发生了什么现象?
12.小明想替爷爷买一副老花镜,约了几位同学到眼镜店去选购。他看中一副样式新颖的眼镜,但不知道是老花镜还是近视眼镜,请你为小明提出一个既不伤害眼镜镜片,又能最简便最快的正确判断的方法,并简要说明你的理由。
【参考答案】
1.53度 37度 2. 折射 反射 3. 凸透镜:b d 凹透镜:a c 4. 前伸 远 调焦环 5.小于 正立、放大的虚像6.凸,改变光的传播方向 7..B 8.D 9.提示:u考点点拨9
图2
图1
图3
图4
透镜 像的性质
A 倒立放大实像
B 倒立缩小实像
C 正立放大实像力
江西王山而
【考点聚焦】这部分知识涉及到的考点有:
1.力是一个物体对另一个物体的作用,物体间的力是相互作用的
2.力可以改变物体运动速度的大小或运动的方向,力可以引起物体的形变。
3.重力、重力的大小、与质量的关系,及其方向。
4.测量力的大小――弹簧测力计
5.力的三要素,力的图示。
【呈现形式】
以上考点常以填空题、选择题、作图题、实验题的形式出现,主要考查对概念和规律的记忆、理解和应用,通过观察和实验会综合运用知识解决实际问题的能力。
【知识结构】
一、力
1.力的概念:物体对物体的推或拉的作用
2.力的作用效果:(1)可以改变物体的运动状态;(2)可以改变物体的形状。
3.力的单位:牛顿(N )
4.力的三要素:大小、方向、作用点
5.力的测量工具:(1)构造;(2)使用方法。
6.力的表示方法:(1)力的图示;(2)力的示意图。
二、重力:(1)定义;(2)施力物体(地球);(3)大小G=mg;(4)方向竖直向下;(5)作用点在物体的重心。
【方法提示】
1.如何理解力学中的力
力是物体对物体的作用,力力不开物体,发生力的作用时,至少有两个物体,剂施力物体和受力物体。物体间力的作用是相互的,接触的物体可能有力的作用,不接触的物体可能也有力的作用。力可以改变物体的运动状态,但不是一定改变物体的运动状态。
【例题1】关于力的说法正确的是 〔 〕
A.两个物体不接触,就不会产生力的作用 B.没有物体就没有力的作用
C.一个物体也会产生力的作用 D.两个物体学会接触,就一定会产生力的作用
【解析】
解答习题的关键是对力的概念的正确理解。力是物体对物体的作用,这表明力不能离开物体而存在,有力就必存在两个物体,故选项B 正确,选项C错误,当两个物体间有学会作用时,就会产生力,不一定要求两个物体相互接触,如磁铁间的引力等,而相互接触的物体,若没有相互作用,则不能产生力,故A、D答案均错误,因此,本题正确选项为B。
2.弹簧测力计的使用
(1)使用前来回轻轻拉弹簧测力计的挂钩,看看是否复原及避免指针被秤壳卡住。
(2)测量前必须调零。
(3)认清最小刻度及量程。
(4)测量时,拉力及弹簧的伸长方向与外壳平行,避免摩擦。
【例题2】关于弹簧测力计的使用,下列说法中错误的是 〔 〕
A.拉弹簧的力只能沿着竖直向下的方向
B.拉弹簧的力应沿着弹簧的轴线方向
C.测量前应先检查弹簧测力计指针是否指在零点
D.加在弹簧测力计上的力不能超过它的量程
【解析】
因为使用弹簧测力计测力时,不一定仅在竖直方向或水平方向测量,例如还可以测量在斜面上运动的小车受到的拉力等。只要拉弹簧的力沿着弹簧的轴线方向向弹簧施力即可。另外,使用弹簧测力计测量力的大小和使用其它测量工具一样,使用前都要观察零刻线、量程、最小分度值。加在弹簧测力计上的力不能超过它的量程,故本题的正确答案是选项A。
本题考查的是弹簧测力计的使用注意事项。在复习的过程中还应不断发现问题并加以解决。例如:(1)如果弹簧测力计到过来使用时,弹簧测力计的示数会由于其自重的影响而大于正常测量时的示数;(2)如果两个力作用在同一弹簧测力计的挂物钩和称环上,且大小相等、方向相反、作用在一条直线上,则此弹簧测力计的示数是不是等于这二力的大小之和呢?为什么?请同学们自己思考一下,作出正确的解答。
3.力的图示及其画图方法
力的图示就是把力的大小、方向和作用点以图形的形式直观地表示出来。
做力的图示是,要选取适当的标度,要使力的大小与标度大小的比值为大于1的整数。
两个或两个以上力的图示,应选择相同的标度,同时注意,为了直观且易于分析,往往把物体受理的作用点都花在物体的重心。
【例题3】如图1所示,将质量为1kg的铁球用绳悬挂起来,做成一个钟摆,用力的图示法画出铁球在摆动时所受的重力。
【解析】
要求画出重力的图示,必须指导重力的大小、方向和作用点。
根据G=mg求出铁球的重力大小为9.8N
重力的方向是竖直向下的,与球摆的方向无关,作用点在球的重心,对于质量分布均匀,
形状规则的物体,重心通常在它的几何中心。
作力的图示的步骤:首先将力的作用点O画在
受力物体的球心,然后确定比例标度;以O点为起点沿竖直方向画力的作用线;在根据力的大小确定线的长度;最后在线段内用箭头标明力的方向,注明力的大小。
4.对重力方向的理解:重力的方向总是竖直向下指向地心的。
【例题3】如图2所示,用三角板、重垂线测量桌面是否水平,正确的方法是〔 〕
【解析】
利用重垂线来检查桌面是否水平,是应用了重力的方向竖直向下的特点。当重垂线与直角三角板的一条直角边相平行时,标志着桌面水平,答案2是正确的
【对应训练】
1.指出下列个力的施力物体和受力物体,
(1)人推车是,给车一个向前的推力,施力物体是 ,受力物体是 。
(2)用力提水桶时,水桶对手的拉力,施力物体是 ,受力物体是 。
2.下列关于力的说法中不正确的是 〔 〕
A.力是物体对物体的作用 B.受力物体同时也是施力物体
C.只有接触的物体才有可能有力的作用 D.力能改变物体的运动状态
3.使用弹簧测力计前首先要对弹簧测力计进行观察,观察指针是否对准 ,还应当观察 和 。
4.下列关于弹簧测力计的几种说法中,错误的是 [ ]
A.用弹簧测力计测力时,被测力的大小应在测量范围之内
B.用弹簧测力计测力时,其读数应根据最小分度值确定
C.测量前一定要校零
D.实际测量力时,测力计内的弹簧伸长方向不一定要跟所测力的方向在一条直线上
5.用100N的力作用于A处竖直向上提一重物,若用力的图示法表示这个力,则图3所示各图中正确的应是[ ]
6.体育课上,只见小明用力将铅球沿斜上方推了出去,在空中运动了一段弧线后落到地面,地面被砸了一个坑。在这个过程中的各个阶段,都体现了力的作用效果。
(1)铅球受到小明的推力作用后,其运动状态发生了改变,由 变为 ;
(2)铅球脱离手后,不沿斜向直线运动,轨道向下弯曲,这是因为 ;
(3)铅球以某个速度砸向地面,最后处于静止,这是因为 ;求落地时,地面被砸了一个凹陷的坑,这是因为 。
7.在日常生活中,你有过下面的经验吗?请你用所学的知识填空解释这些现象。
(1)要让小船离开岸边,可以让岸上的人推一下小船,此时小船受到 对船的
,船由静止变为运动了,也可以将竹篙用力撑岸边,此时 对岸有力的作用,那么, 对 也有力的作用,船因此受到力的作用而运动。
(2)人如果要从地面上跳起来,必须用脚蹬地,此时, 对 有力的作用;同时, 对 也有力的作用,如果 力大于人的重力,人就跳起来了。
(3)小高用力去推一块大石块,大石块纹丝未动,而小高的脚向后滑。小高向后滑的原因是 。
8. 请你设计三个小实验,来分别说明(1)力可以使物体发生形变;(2)力可以使物体的运动状态发生改变;(3)物体间力的作用是相互的。
9. 小民同学设计了下面几个实验,想利用它们来说明本节课所学习的几个知识。
实验一:用力推动静止在水平桌面上的小球,小球若受到向左的推力,就会向左运动;受到向右的推力,就会向右运动。当推力的大小不同时,小球移动的快慢也会有所改变。
实验二:将两个相同的磁铁分别固定在小车上,
如图4所示,把左车移近右车时,两车相吸,右
车也在向左车靠拢。若将任一车上的磁铁两极位置对
调,则两车移近时相互排斥,松手后两车同时向后退。
实验三:课外活动时,用手将陶土捏成各种形状。 图4
请你:
(1)找到相同的器材(没有陶土可以用橡皮泥代替),重新做一下上面的实验。
(2)回答:以上三个实验分别说明的问题
实验一: 。
实验二: 。
实验三: 。
10.请你找一块塑料平板,将平板搁在几个大小相同的瓶子上,让一辆玩具小车无线遥控或上发条的小车均可)的车轮转动,随后把小车放在平板上,如图5所示。请你预测一下:小车会向前运动吗?平板会运动吗?如果会运动,向什么方向运动?说出你所预测的理由,然
后用实验来检验。
【参考答案】
1.(1)人 车 (2)水桶 手 2.C 3.零刻度线 量程 最小分度值 4.D 5.D 6.(1)静止 运动 (2)受到重力作用 (3)地面对铅球有力的作用,使铅球由运动变为静止,铅球对地面有力的作用,使地面发生形变 8.(1)人 作用力 篙 岸 篙(2)脚 地 地 人 地对人的作用 (3)石块对人也有推力,若该推力大于地面对人的摩擦力,脚就会打滑 8.略 9. (2)力可以使物体的运动状态发生改变 相互不接触的物体之间也能产生力的作用 力可以改变物体的形状 10.会 会 向后 提示:力的作用是相互的
考点点拨12
图3
EMBED PBrush
图1
图2
图10光的反射
江西王山而
【考点聚焦】本部分知识涉及到的考点有:
1.光的直线传播
2.光在真空中的传播速度
3.光的反射定律,会完成反射光路图
4.平面镜成像及其特点
【呈现形式】
常以填空题、选择题、作图题、实验题的形式出现,例如:对反射定律的实验验证可以通过实验题的形式进行考查。对反射现象和反射光路可以通过作图题进行考查。平面镜的成像的特点可以通过实验或选择题的形式进行考查。
【知识结构】
一、光的产生:光源
二、光的直线传播
1.条件:在均匀介质中沿直线传播
2.现象:(1)小孔成像;(2)影子的形成;(3)日、月食的形成;(4)三点一线。
3.真空中的光速:c=3×108m/s
三、光的反射
1.光的反射定律:反射光线与入射光线和法线在同一平面内;反射光线和入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角。即“三线共面,两角相等,法线居中。”
2. 光的反射类型:(1)镜面反射;(2)漫反射。
3. 平面镜成像特点:(1)平面镜所成的像为虚像;(2)像和物到镜面的距离相等(3)
像和物大小相等;(3)像和物的连线跟镜面垂直。
【方法提示】
1.应用光的直线传播解释有关现象
该类问题的解释掌握三点(1)光在均匀介质中沿直线传播;(2)光在传播过程中遇到了什么物体;(3)说明出现什么现象和结果。例如:影子的形成。由于光在均匀介质中是沿直线传播的,因而当光在传播中遇到不透明的物体时,正对准物体传播的光就会被挡住,在物体背光的一侧产生了与物体相似的暗区,这就是影子。
【例题1】不能用光的直线传播来解释的物理现象是 〔 〕
A.“一叶障目,不见泰山”
B.太阳光穿过大气层射向地面过程中发生弯曲
C.检查一块木头是否直,可闭上一只眼睛,用另一只眼睛沿棱的长度方向看过去
D.日食、月食的形成
【解析】
因为阳光的直线传播是有条件的,只有在同一种均匀介质中传播时,光才沿直线传播,而大气层并不均匀,靠近地球表面的大气层密度较大,越往高空越稀薄,因此光的传播过程中会发生弯折,像天上星星会眨眼;早晨,当太阳还在地平线以下时,我们就看见了它;夏日的晴天,站在马路边看到路上行驶的汽车飘忽不定等现象,都是由于空气密度在不断地变化,而引起光的传播方向不断变化而造成的,所以选项B不是光的直线传播现象。此题正确答案是B。
由此题可以看出:(1)人要想看见物体,必须有光线射入人的眼睛,才能引起视觉。(2)月食、日食的形成是光沿直线传播的重要现象。
2.有关反射面的转动
当反射面绕入射点转动时,注意法线也随着转动,且法线转过的角度同界面转过的角度相同,法线始终与界面垂直,弄清该关系,是解决此类问题的关键。
【例题2】如图1所示,光线与镜面成300角投射到镜面上,反射角与入射角夹角为多大?若把镜面旋转10 ,入射光线不变,这时反射光线与入射光线的夹角又为多大?
【解析】
如图2所示,先作法线,确定入射角为60 ,根据反射定律,反射角等于入射角,则反射光线与入射光线的夹角为二倍的入射角,等于120 。
当镜面发生旋转时,由于题目没有制定旋转方向,因此可能有两种转动方法:顺时针或逆时针。如图3所示,若镜面顺时针转10 ,则法线也顺时针转10 ,使入射角增大10 ,为70 ;故两线夹角为140 ;此时反射光线转动的角度为2×10 =20 。若镜面逆时针旋转10 ,同理可知入射角将减少10 ,两线夹角为100 。
由此题看出:在入射光线方向不变时,转动镜面,若镜面转过θ角,则法线转过θ角,反射光线将变化2θ角,反射光线与入射光线的夹角将增大或减小2θ。
3.判断平面镜的成像图是否正确
(1)观察各像点是否用虚线连接。因成的是虚像,应当用虚线表示;
(2)连接对应的物点与像点,观察它们的连线是否与镜面垂直,物、像点到镜面的距离是否相等。
【例题3】
【解析】
4.依据平面镜成像的特点作图问题
(1)类型:①已知物和镜画像;②已知像和镜画物;③已知物和像画镜
(2)注意:物用实线,像及物像连线用虚线,镜面要打斜线。
(3)具体作法:①根据反射定律作图:从物点任意画两条光线射向平面镜,根据反射定律作其反射光线,两条反射光线的反向延长线的焦点,即为虚像点。②根据平面镜成像特点作图(对称性)
这里重点介绍利用对称法作光路图,就是根据平面镜成像的对称性完成光路。平面镜成像的特点是物体在平面镜中所成的像是虚像,像和物体的大小相等,它们的连线垂直于镜面,它们到镜面的距离相等;简记为:正立、等大、对称、虚像。利用对称法可以方便地解决四种类型的平面镜作图题:(1)确定虚像的位置;(2)确定观察范围或光照范围;(3)确定光路;(4)确定发光点的位置。在作图过程中,我们可以发现,对称法的核心是平
面镜的成像规律,从根本上讲是光的反射定律的应用。
【例题4】如图4所示,请画出这位同学在平面镜中看到足球的光路(只画一条光线即可)
【解析】首先根据平面镜成像的对称法确定足球的虚像位置。可过足球(球心O)向平面镜镜作一垂线,使像与物体对于平面镜是等距的。由于人眼感觉光好像是从足球的虚像O/上射来的,故连接人眼
P与虚像O/,交平面镜于一点A,其实A点即为入射点,AP即为反射光线,因此AP要画成实线并带箭头(而O/A不是实际光线,要画成虚线)。最后连接OA即为入射光线。由此看来这位同学能看见足球是由于从足球上“发出”的光经过平面镜反射后射入人眼。
此题首先利用对称法找到虚线,然后根据平面镜成像原理确定了光路。属于对称法解题的第一种和第三种类型。
【对应训练】
1.下列物体中,都是光源的一组是 〔 〕
A.太阳、月亮 B.月亮、恒星
C.太阳、点燃的蜡烛 D.闪光的水晶、开亮的电灯
2.下列现象中不属于光的直线传播的是 〔 〕
A.海市蜃楼 B.小孔成像 C.手影游戏 D.穿过森林的阳光
3.一束光线垂直射到平面镜上,则入射角为 ,反射光线与平面镜的夹角为 ,若平面镜沿顺时针方向转动30度,则反射光线与入射光线夹角为 .
4.一竖直水井深10m,月球到地球间的距离是3.8×105m,则月亮在井中的像离水面 m.在猴子捞月的故事中,猴子始终捞不到月亮,原来是因为 .
5.人向竖直放置的平面镜走近的过程中,下列说法中正确的是
A.人在镜中的像越来越大,人从镜中观察到的范围越来越大
B.人在镜中的像大小不变,人从镜中观察到的范围越来越小
C.人在镜中的像越来越大,人从镜中观察到的范围越来越小
D.人在镜中的像大小不变,人从镜中观察到的范围越来越大
6.如图1所示,请作出三角形的像
7.如图2所示中,作出S点发出的一条入射光,经反射面反射后经过P点
8.小明从平面镜里看到镜子对面的电子钟示数的像如图3所示,这时的时刻应该是多少?请简述的判断方法,并请动手试一下.
9. 检查视力时人与视力表的距离应为5m。现在由于屋子太小,前后两面墙间的距离只有3m.请你想办法,使得能在这间屋子里进行视力检测.请画出示意图,并写出计算依据.
【参考答案】
1.C 2.A 3. 0°90°60° 4. 3.8×105 5.D 6.略 7.略 8. 10:51 9.略
考点点拨7
图2
图1
图3
图4简单机械
江西王山而
【考点聚焦】
1.理解力臂的概念。
2.理解杠杆的平衡条件。
3.知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用。
4.会组装简单的滑轮组。
【呈现形式】
上述考点常以填空、选择、作图、实验和计算题型出现。例如画出力臂则以作图题的形式出现,组装滑轮组则以实验题的形式出现。
【知识结构】
一、杠杆
一根硬棒,在力的作用下如果绕着固定点转动,这根硬棒叫做杠杆
1.杠杆的五要素:
(1)支点:杠杆绕其转动的点,一般用字母O表示该点。
(2)动力:使杠杆转动的力,一般用字母F1表示。
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力,一般用字母F2表示。
(4)动力臂:从支点到动力作用线的距离,一般用L1表示。
(5)阻力臂:从支点到阻力作用线的距离,一般用字母L2表示
2.力臂:从支点到力的作用线的距离。
3.杠杆平衡条件
(1)杠杆平衡是指杠杆处于静止或匀速转动的状态。
(2)杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1·L1=F2·L2
二、滑轮
1.定滑轮:定滑轮实质上是一个等臂杠杆,所以使用定滑轮不省力,但能改变动力的方向,在不少情况下,改变力的方向会给工作带来方便。
2.定滑轮:动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,动滑轮省一半力,但费距离,且动滑轮不能改变力的方向。
3.滑轮组:滑轮组是由定滑轮和动滑轮组合而成,可以达到既省力又改变力的作用方向的目的,在忽略滑轮组与轴之间的摩擦和绳重的情况下,使用滑轮组时,重物和动滑轮总重由几段绳子承担,提起重物所用的力就等于总重的几分之一。
【方法提示】
1、 正确画出力臂
画力臂时,要先找到杠杆的支点及力所在的那条直线,即力的作用线,再从支点向力
的作用线(或反向延长线)作垂线,支点到垂足间的距离就是该力的力臂。
【例题1】如图1甲所示,轻质杆OA可绕O点转动,B处悬挂重物,A端用细绳通过顶部定滑轮被拉住时(定滑轮质量及摩擦不计),整个系统静止,请在图中画出杆OA所受各力的力臂。
【解析】
力臂是从支点到力的作用线的距离,先找到支点的位置,可让杠杆试着运动看它绕哪一点转动,这一点即为该杠杆的支点(图中O点).力的作用线是通过力的作用点沿力的方向所画的直线,但作力臂时,应根据实际情况来确定是否需要画力的作用线及应沿力的方向还是逆力的方向画力的作用线,以本题为例,就不需要画力的作用线,由图示可以看出:轻质杆共受两个力的作用,即绳对杆斜向左上方的拉力F1,其大小等于F,其方向沿绳向左上方;另一个是物体对杆向下的拉力F2,其大小等于G,方向自B点竖直向下,故从支点到垂足的距离,分别是动力F1和阻力F2的力臂L1和L2。如图1乙所示。
二、杠杆平衡条件的应用
利用杠杆的平衡条件解题,首先要分析作用在杠杆上的各个力的大小及方向,确立支
点及各力的力臂,明确每个力将使杠杆如何转动,区分动力和阻力,然后应用平衡条件。
利用平衡条件解题步骤:
(1)确立杠杆支点的位置
(2)分析杠杆受到的各个力,排除作用在支点上的力,明确每个力的大小及方向,作出力的示意图。
(3)确定各个力的力臂,正确运用几何知识判断力臂的长短。
(4)根据力使杠杆的转动将力区分为动力和阻力。
(5)应用杠杆的平衡条件,代入相应的力和力臂,解方程,并适当进行讨论。
【例题2】某同学从市场买了一条6kg的鱼,他想粗略验证鱼的质量,他手中只有一支量程为20N的弹簧测力计和一根均匀直尺,在保证鱼的完整的情况下,请你设计一种验证方法。
【解析】
运用杠杆平衡条件,如图2所示,将直尺当杠杆,把直尺的一端放在桌子的边缘当支点,在直尺的另一端挂上弹簧测力计,在直尺的适当位置挂上鱼,调节鱼的位置,使杠杆平衡,利用杠杆的平衡条件可验证。
读出此时鱼的力臂L1和弹簧测力计拉力F的力臂L2
根据杠杆平衡条件可得:mgL1=FL2
m=FL2/GL1
三、浮力与杠杆平衡条件的综合运用
【例题3】将体积相同的铜块和铁块,分别挂在杠杆的两端,如图3所示,调节杠杆使杠杆处于平衡状态,若将两金属块同时浸没在水中时,则杠杆将 〔 〕
A.仍保持平衡 B.失去平衡,A端下降
C.失去平衡,B端下降 D.无法判断
【解析】
铜块和铁块的体积相同,铜的密度大,铜块的重力大于铁块的重力,由图知FA>FB,由杠杆的平衡条件可知LA<LB,同时浸没在水中时,由阿基米德原理可知,受到的浮力相等,(FA-F浮)LA将大于(FB-F浮)LB,杠杆的A端下沉。答案B。
四、定滑轮与动滑轮的判断
在使用滑轮时,滑轮的轴是否随物体移动,是识别定滑轮和动滑轮的依据,判别时,要先确定滑轮轴的位置,分析它是与某个固定不动的物体连在一起,还是随物体一起移动,如果滑轮与固定物体连在一起,不随重物移动,则为定滑轮,如果滑轮与运动的物体相连接,随物体一起移动,这个滑轮就是动滑轮。
【例题4】如图4所示,不计滑轮及绳重,以及滑轮与绳之间的摩擦,水平拉力为F,
物体的重力为G,且在水平面上匀速向右滑动,物体所受的摩擦力的大小等于 〔 〕
A.F B.G C.G/2 D.F/2
【解析】
通常我们使用动滑轮时,动力作用在绳子未端,阻力作用在轴上,此时使用动滑轮省
一半力。此题中动力加在轴上,相当于前面的阻力,而此时作用在绳子上的力与地面对物体的摩擦力相等,这个力相当于一般情况
下的动力,因此可得关系f=F/2。
解决此类问题时,一定要认清动滑轮的实质及受力的特点,须根据物体的运动特点及滑轮情况具体分析哪些力之间存在具体的关系,而不能误认为使用动滑轮时,所加的力F总等于物体重量的二分之一,即F=G/2.
五、组装和设计滑轮组
(1) 利用F=G总/n。求出承担总重的绳子段数n,若n不是整数,则小数点后“只
入不舍”使它取为整数。
(2)判定绳子固定端位置:n为偶数,采用“上结法”,即绳子固定在定滑轮上;n为奇数,采用“下结法”,即绳子固定在动滑轮上,又称“奇动偶定”。
(3)确定定、动滑轮的个数:
①不改变力的方向,需(n-1)个滑轮。n为奇数,定、动滑轮各半,若n为偶数,动滑轮比定滑轮多一个。
②改变动力方向,需n个滑轮。若n为偶数,定、动滑轮各半,若n为奇数,定滑轮比动滑轮多一个。
(4)若使用的动滑轮个数为N,且使用时动力最小,即最省力,则绳子应结在动滑轮上,此时承担物重的绳子段数n=2N+1
【例题4】要用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来,试在图5中画出最省力的绕绳方法。
【解析】
使用滑轮组时,要使加在绳子末端的力最小,即最省力,在阻力一定的情况下,就需承担总阻力的绳子段数最多,题中只有一个动滑轮,绳子应结在动滑轮上,此时承担阻力的绳子段数最多为3段。答案如图6所示。
【例题5】根据图7所示的要求,画出滑轮组的绕法
(忽略动滑轮重和摩擦)
【解析】
绕制滑轮组时,应确定承担重物绳子的股数n的值,对于甲图n=2、乙图n=3、丙图n=4、丁图n=5,然后根据“奇动偶定”的原则确定绳头的位置进行绕线。各滑轮组的绕法如图8所示。
【对应训练】
1.下列应用杠杆原理工作的工具中, 费力的是 〔 〕
A.铡刀 B.汽水瓶起盖器的使用 C. 钓鱼杆 D.剪铁皮的剪子
2.下列关于杠杆的说法中,错误的是 〔 〕
A.杠杆可以是直的,也可以是弯的
B.动力、阻力使杠杆转动方向相反,但他们的方向不一定相反
C.支点可以在杠杆的端点,也可以在力的作用线之间
D.杠杆的长度等于动力臂和阻力臂之和
3.如图9所示。把一把米尺,在O点支起,两边分别挂相同砝码各4个和2个,下列情况下,哪种情况还能保持平衡( )
A.两边砝码组各向支点处移近一个格
B.两边砝码组各向支点处移远一个格
C.两边钩码组各减少一个钩码
D.两边钩码组各减少一半钩码
4.如图10所示的轻质杠杆OA上悬挂着一重物G,O为支点,在A端用力使杠杆平衡。下列叙述正确的是( )
A.此杠杆一定是省力杠杆
B.沿竖直向上方向用力最小
C.此杠杆可能是省力杠杆,也可能是费力杠杆;
D.沿杆OA方向用力也可以使杠杆平衡
5.图11中,O为一根轻质杠杆的支点,OA=2m,OB=2.5m,
A点处挂着重100N的物体。若在B端施加一个竖直方向的力,使杠杆在水平位置上保持静止,则这个力的大小和方向是 〔 〕
A.20N,竖直向上 B.20N,竖直向下
C.80N,竖直向上 D.80N,竖直向下
6.如图12 用三个力沿不同的方向拉绳子, 则 〔 〕
A.F1最大 B.F2 C.F3最大; D.一样大
7.如图13所示的装置处于静止状态, 不计滑轮
重量和摩擦的情况下,G1和G2之比为 ( )
A.1:2 B.1:1 C.2:1 D.4:1
8.图14是用滑轮组把陷入沟里的汽车拉出来的两种方
法,你看哪种方法更省力? ( )
A.甲图的方法 B.乙图的方法
C.两图的方法一样 D.无法比较
9.使用滑轮组时,拉起重物所用力大小决定于( )
A.定滑轮的个数. B.动滑轮的个数.
C.定滑轮和动滑轮的个数. D.连接动滑轮绳子的条数.
10.使用如图15所示的装置来提升重物时,既能省力又能改变力的方向的装置是〔 〕
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
11.在力的作用下,绕某一_________转动的硬
棒叫杠杆。 杠杆的五个要素是_______、________、________、________、_________。从支点到____________________的距离
叫动力臂。
12.用某杠杆匀速提起重物可以省五分之二的
力,这个杠杆阻力臂跟动力臂之比L2∶L1=_______。
13.在“研究杠杆平衡条件”的实验中,要调节
杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置
平衡,这样做的目的是为了便于___________的测量。
14.一个带有刻度的均匀杠杆,在中点支起,如图16所示。当在B处挂300N的钩码时,在A处应挂___________N的钩码,杠杆才能平衡,杠杆平衡后,如果再在杠杆两侧钩码的下面同时挂100N的钩码,则A端将向___________转动。(填“顺时针”或“逆时针”)
15.画出图17杠杆示意图中的动力臂和阻力臂。
16.若有三种独轮车如图18所示,请你挑选一下,哪一种最适合?
17.使用___________滑轮不能省力,但可以改变__________;使用____滑轮可以省一半力。就杠杆的力臂长短关系来看,定滑轮实际上就是___________杠杆,而动滑轮是______________________的杠杆。
18.使用滑轮组时,若动滑轮重和摩擦不计,动滑
轮和重物被n股绳子吊起,所用的力就是___________ ,其关系是___________。
19.如图19所示,物体重G=500N,滑轮重10N,当物体G匀速上升时,则挂钩B承受拉力为__________N,挂钩A承受_______N的拉力,拉力F为_________N,若绳子自由端向上拉动0.5m,则物体向上移动________m。
20.用一根结实的绳子,在两根光滑木棒或竹竿上绕上几圈如图20所示,小朋友用力一拉,两位大力士竟撞在一起了。你信不信?试一试,并说明其中的道理。
【参考答案】
1.C 2.D 3.D 4.C 5.C 6.D 7.A 8.A 9.D 10.D 11.固定点 动力 阻力 支点 动力臂 阻力臂 动力作用线的垂直距离 12. 3:5 13.力臂 14.450 逆时针 15.略 16.C 17.定滑轮 力的方向 动 等臂 动力臂2倍于阻力臂的杠杆 18.物重的几分之一 1/n 19.500 250 250 1 20.略
考点点拨19
图1
图2
图3
图4
图5
图6
图7
图8
图9
图10
图11
图16
图17
图15
图14
图19
图20
图18
图13
图12电 压
江西王山而
【考点聚焦】本部分知识涉及到的考点有:
1. 电压与电流的关系。
2. 电压的单位及换算关系。
3. 电压表的正确使用。
4. 串并联电路中电压分布的特点。
5. 常见的一些电压值。
【呈现形式】电压的测量、串、并联电路中电压分布的特点是重点。电压表的正确使
用是技能考查的重要知识点。考试中常以实验题形式出现,如电路分析、电路中的电压分布,电压表的正确使用;电路图的简化等等。
【知识结构】
一、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了电流的原因。
2、 电压的测量
1.电压的单位及其换算。
2.测量工具及其使用方法。
三、电压的规律
1.串联电路:U=U1+U2
2.并联电路:U=U1=U2
四、常见的一些电压值:一节干电池的电压1.5V;一节蓄电池的电压2V ;家庭电路电压220V;对于人体的安全电压不高于36V。
【方法提示】
1.关于电源、电流、电压三者关系。电源在工作中不断使正极聚集正电荷,负极聚集负电荷,保持电路两端有一定的电压;电压的作用是使自由电荷发生定向移动形成电流的原因,电源是提供电压的装置;电压两端有电压,不一定有电流,但是电路中有电流通过,电路两端一定有电压。
2.如何正确使用电压表
(1)必须把电压表并联在被测电路中;
(2)必须让电流从电压表的“+”接线柱流入,从电压表的“-”接线柱流出;
(3)被测电压不得超过电压表的量程。
3.电压表和电流表的异同点
电压表 电流表
用途 测量电路两端的电压 测量电路中的电流
与电源相接 能够直接并联在电源两极上 绝对不允许不经过用电器直接连接到电源的两极上
连接方法 并联在被测电路两端 串联在被测电路中
相同点 使用前要调指针指在零刻度,弄清最小刻度值、量程,使用时都要使电流从正接线柱流进,负接线主流出,都要选择合适量程,都要等指针稳定时再读数值,不能估计出电流值电压值时可用试触法判断是否超过量程。
【对应训练】
1.电源工作时,不断地使正极聚集正电荷,负极聚集负电荷,保持电路两端有一定的电压,这个电压可以使电路中的自由电荷发生 ,从而在电路中形成 ,所以说 是提供电压的装置。
2.当使用电压表的“+”和“3”接线柱时,图1甲、乙两刻度盘上的示数分别是 V和 V;若用“+”和“15”两个接线柱时,则图2示数分别是 V和 V。
3.下面关于电压的说法不正确的是〔 〕
A.某段导体中有电流时,在这段导体的两端一定有电压
B.在一段电路的两端如果有电压,在这段电路中就可能有电流
C.电压是产生电流的原因,在电路的两端如果没有电压,电路中就没有电流
D.电源的电压可以是电源负极聚集的负电荷通过电路流向正极,与正极聚集的正电荷中和
4.关于电压表,下列说法中不正确的是 〔 〕
A.若不能预先估计被测电压的大小,应先用大量程试触
B.电压表必须并联在被测电路的两端
C.电流必须从电压表的“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出
D.绝对不允许不经用电器而把电压表直接连到电源两极上
5.在图2中的“○”内填上适当的电流表或电压表的符号,并标明正负接线柱。
6.如图3所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S后,灯L1、L2都发光,一段时间后,其中一灯突然熄灭,而电流表和电压表的示数都不变,请分析产生这一现象的原因?
7.如图4所示,开关闭合后,灯泡发光,电压表和电流表分别测出了灯泡两端的电压和通过的电流,并且两表的示数分别不超过3V和0.6A。
(1)根据要求将图中实物图连接起来
(2)画出电路图
(3)电压表和电流表的示数各是 V, A。
【参考答案】
1.定向移动 电流 电源 2. 定向移动 电流 电源 3.D 4.D 5.略 6. 短路 7. (1)略 (2)略(3)2.5V 0.18A
考点点拨6
图2
图1
图3
图4测量的初步知识
江西 王山而
【考点聚焦】测量的初步知识涉及到的考点有:
1.长度的单位及其换算,长度的测量。
2.体积的单位及其换算,体积的测量。
3.误差和错误。
4.长度的测量方法。
【呈现形式】上述考点常以填空题和选择题型出现。其中长度和体积的测量,长度的特殊测量方法也能以实验题型或探究性试题题型出现。
【知识结构】
一、长度的测量
1.长度的单位:主单位:米(m),其它单位km、dm、cm、mm、μm、nm
2.长度的测量工具:①基本工具:刻度尺;②精密工具:游标卡尺、螺旋测微器、激光测距仪。
3.刻度尺正确使用:
①会选:观察刻度尺的零刻度线、量程、最小分度值;
②会放:尺要放正,零刻度线与被测物体一端对齐,刻度线紧贴被测物;
③会读:视线正对刻度线,读出准确值和估计值;
④会记:准确值+估计值+单位。
二、体积的测量
1.体积的单位:主单位:立方米(m3)其它单位:dm3、cm3、mm3、L、mL。
2.体积的测量工具:量筒或量杯
3.量筒的正确使用:①量筒放在水平桌面上;②视线要与液面齐平
三、测量误差
1.定义:测量值与真实值之间差异
2.误差不可避免,但可以减小。错误可以避免。
3.减小误差的方法:①采用精密测量工具;②改进测量方法(常用多次测量求平均值的方法)
【对应训练】
1.单位换算:8.5m= cm; 36000nm= km 15cm3= m3。
2.如图1所示,用刻度尺测量A、B两个小木条的长度,其中对木条 的测量是正确的,这个木条的长度是 cm。
3.用刻度尺测量木块的长度,图2的四种方法正确的是 〔 〕
4.如图3所示,某同学用量筒、足够多的水,一定重的铁块和细线,测量某一木块的体积,所作的步骤如下:
A.往量筒内倒入适量的水,并记录下水的体积V1;
B.用细线栓住铁块,轻轻放入量筒内水中,并使之全部浸没,记下铁块和水的总体积V2;
C.取出铁块,用细线把铁块和木块捆在一起浸没在量筒内的水中,记下此时的总体积V3;
D.计算出木块的体积;
①以上步骤中多余的是 (填步骤前的序号)
②写出求木块体积的公式,即V= = cm3
5.关于误差下列说法中正确的是 〔 〕
A.误差是实验中产生的错误
B.测量中误差和错误是不可避免的
C.误差是不可避免的,但可以尽量减小
D.使用精密仪器和改进实验方法可以避免误差
6.把一根刻度尺均匀但不准确的直尺跟标准直尺进行比较,当两尺零刻度线对齐时,不准确尺的30.00cm刻度线正好与标准尺的29.50cm刻度线平齐,由上面读数可知标准尺的分度值是 。若用不准确的直尺测得笔盒的长度为15cm,则用标准尺测得笔盒的长度为 cm。
7.有一个量程为1m的卷尺,请你设计一套简单的方法测出你家到学校的路程,写出必要的方法、步骤,并将路程表达出来。
【参考答案】
1.850 3.6×10-8 1.5×10-5 2.B 3.35 3.A 4.A V3-V2 15 5.C
6.1mm 14.75 7.a.用卷尺测出自行车前轮的周长L;b.推车从家到学校,数出自行车前轮转动的圈数n;c.路程s=nL
考点点拨1
图1
图2
图3