2018-2019学年福建省福州文博中学九年级(下)期中物理试卷
一.选择题(共16小题,满分32分,每小题2分)
1.下列物态变化现象中,属于凝华现象的是( )
A.冬天的早晨,地面上有霜
B.秋天,树叶发黄变干
C.夏天清晨,树叶上有露水
D.春天,河里的冰化成水
2.图所示的四种现象中,由于光的直线传播形成的是( )
A.亭桥在水中形成倒影 B.日食
C.瓶子在平面镜中成像 D.铅笔好像被折断
3.伦敦奥运会期间英国军方配备了一种远程声波安保设备,该设备工作时可以产生高达150dB的声音,尖锐的声响会让人耳感到刺痛,既可用作高音喇叭,也可用作非致命性武器驱散人群。关于该设备,下面说法正确的是( )
A.该设备产生的是超声波
B.“150dB”是指所产生声音的响度
C.该设备产生的是次声波
D.“150dB”是指所产生声音的音调
4.关于热现象,下列说法正确的是( )
A.扩散现象不能在固体中发生
B.冰在熔化时温度不变内能增加
C.尘土飞扬说明分子在做无规则运动
D.用手捏海绵,海绵的体积变小了,说明分子间有间隙
5.如图所示的四种现象中,符合安全用电原则的是( )
A.在没有断开电源的情况下换灯泡
B.使用绝缘层破损的电线
C. 用湿抹布擦拭正在工作的台灯
D. 用绝缘棒挑开通电的裸导线
6.如图所示,所使用杠杆属于费力杠杆的是( )
A.镊子 B.扳手
C.羊角锤 D.老虎钳
7.通电螺线管和小磁针的位置如图所示,正确的是( )
A. B.
C. D.
8.去年6月24日,神舟九号与天宫一号手控交会对接成功完成,三名航天员进入天宫一号工作和生活。这意味着我国完整掌握空间交会对接技术,具备了建设空间站的基本能力。关于神舟九号与在轨运行的天宫一号目标飞行器进行载人交会对接,下面说法正确的是( )
A.神舟九号相对于天宫一号是静止的,相对于太阳也是静止的
B.航天员带到天宫一号内的物体的质量小于其在地面上时的质量
C.在天宫一号内,航天员可以直接进行语言交流,是因为声音可以在真空中传播
D.航天员和地面控制中心之间的信息是靠电磁波传递的
9.在下列过程中,由于做功而使物体内能增加的是( )
A.番薯在炉膛内烤熟
B.烧开水时蒸汽将壶盖顶起
C.把铁丝反复弯曲,弯曲处变热
D.用酒精灯对烧杯中的水加热
10.如图所示,是生活中常见的小汽车,下列有关说法中正确的是( )
A.轮胎上有凹凸不平的花纹是为了减小摩擦
B.小汽车高速行驶时对路面的压力小于汽车的重力
C.由于受到惯性作用,汽车关闭发动机后还能继续向前行驶
D.汽车静止在路面上时,汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力是一对平衡力
11.如图是宜宾天池公园内的“摩天轮”,一游客坐在“摩天轮”中在竖直平面内做速度大小不变的圆周运动,游客从最低点向最高点运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.游客的动能保持不变
B.游客的动能先增大后减小
C.游客的重力势能保持不变
D.游客的机械能保持不变
12.下列说法中错误的是( )
A.跳伞运动员在空中匀速降落时,机械能保持不变
B.作匀速直线运动的物体,其速度与运动路程和运动时间无关
C.茶壶盖上都留有小孔,与大气压有关
D.速度小的物体,所受的力不一定小
13.晓彤爸爸从淘宝市场淘得一金属块,想测出金属块的密度,晓彤立即设计出测量方案﹣﹣“漂浮法”测密度。如图所示,将边长为 10cm 的立方体木块 A 放入水中,有的体积没入水中,将金属块 B 放在木块中央静止后用刻度尺测出此时木块露出水面的高度 h1为 1cm,如图乙所示,再用轻质细线将金属块捆绑在木块中央,放入水中静止后测出此时木块露出水面高度 h2为 3cm,如图丙所示。则以下说法正确的是( )
A.金属块的密度 3×103kg/m3
B.丙图中容器底所受水的压力比甲图大 3N
C.甲图中木块的重力 4N
D.甲图中木块底部所受的压强 400Pa
14.如图所示的电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S后,滑动变阻器滑片P自b向a移动的过程中( )
A.电流表A的示数变小 B.电压表V1的示数变小
C.电压表V2的示数不变 D.电路消耗的总功率变大
15.在水平桌面上有一个盛有水的容器,木块用细线系住没入水中(水未溢出),如图甲所示。将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,且五分之二的体积露出水面,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两图中,水对容器底部的压强之比是1:1
B.甲、乙两图中,容器对水平桌面的压强之比是5:3
C.甲、乙两图中,木块受到水的浮力之比是5:2
D.甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比为2:5
16.将“6V 3W”、“12V 24W”和“6V 6W”三个灯泡串联起来,接在可调的电源两端,使其中一个灯泡正常发光,其它灯泡两端电压不超过额定电压,则下列说法正确的是( )
A.电源电压是24V B.电路的总电流是2A
C.电路的总功率是6W D.电路的总功率是33W
二.填空题(共6小题,满分13分)
17.小明爸爸在家里修理厨房里的桌子时,不断发出敲击物体的声音,小明爸爸为了尽量避免声音对小明的干扰,他采取了三种方案:①在被敲的地方垫一块抹布;②把房间、厨房门窗关严;③嘱咐小明暂时用耳机塞住耳朵。这种三种方案中,①是在 处减弱噪声;②是在 中减弱噪声;③是在 处减弱噪声。
18.如图中的甲所示是现代城市很多路口安装的监控摄像头,其镜头相当于一个凸透镜,它的工作原理与 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)相似。如图乙和丙是一辆汽车经过路口时与一辆自行车相撞后被先后拍下的两张照片,由图可以看出汽车是逐渐 (选填“靠近”或“远离”)摄像头。
19.二力平衡的条件:同时作用在 上的两个力,如果大小 ,方向 ,并且在 上,这两个力就彼此平衡。即平衡力的合力为 。
20.如图所示,A、B是分别盛有适量的煤油和水的相同容器,底面积均为100cm2,置于水平桌面上,将一实心小球浸没在A容器煤油中,排开煤油的体积为20cm3;将该实心小球放入B容器的水中,排开水的体积为18cm3;则小球的密度为 kg/m3;小球静止在B容器中时,水对容器底的压强增大了 Pa(小球放入容器中时均无液体溢出)。
21.(3分)有一电子式电能表表盘上标有“3000imp/(kW?h)”字样,“3000imp/(kW?h)”表示每消耗1kW?h的电能,电能表指示灯闪烁3000次。将某用电器单独接在该表上工作20min,该电能表指示灯闪烁了300次,该用电器的功率是 W。
22.木块与小车向右做匀速直线运动,遇到一障碍物时,小车停下,木块从车上的a点滑至b点(如图甲),是因为木块具有 ;木块能停在b点,说明木块在滑动过程中受到向 (填“左”或“右”)的摩擦力作用。为测量摩擦力的大小,小明在障碍物上固定了弹簧测力计拉住木块,用手拉着小车向左运动(如图乙)。则木块受到的摩擦力方向向 (填“左”或“右”),大小是 N,小明在做此实验时, (填:可以或不可以)变速拉动小车。
三.作图题(共2小题,满分4分,每小题2分)
23.根据图中给出的入射光线和折射光线,在虚线框内画出一个适当的透镜。
24.如图所示,轻质杠杆OA能绕O点转动,请在杠杆中的A端画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图(要求保留作图痕迹)。
四.解答题(共1小题,满分4分,每小题4分)
25.小汽车已逐步进入百姓家庭。小明坐着这辆汽车匀速行驶36km,用时30min,消耗汽油2.25kg,其发动机的功率为23kW.请运用所学的知识解答下列问题。(汽油的热值为4.6×107J/kg)
(1)汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大?
(2)汽车发动机的效率是多少?
(3)观察小汽车的外型,判断小汽车在水平路面高速行驶和静止时,对地面压力哪一个大?为什么?
五.解答题(共5小题,满分27分)
26.(3分)如图是“探究平面镜成像特点”的情景:竖立的透明玻璃板放在一块带刻度的木板上,玻璃板与木板垂直;两支相同的蜡烛A、B竖立于玻璃板两侧,以A蜡烛为成像物体。
(1)采用透明玻璃板代替平面镜,虽然成像不如平面镜清晰,但却能在察到A蜡烛像的同时,也能观察到 ,巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题;
(2)点燃A蜡烛,小心地移动B蜡烛,直到与A蜡烛的像 为止,这说明像与物的大小相等,这种确定像与物大小关系的方法是 (选填“控制度量法”、“等效替代”或“科学推理法”).进一步观察A、B两支蜡烛在木板上的位置发现,像和物到玻璃板的距离 ;
(3)为证实上述有关成像特点是否可靠,你认为接下来的操作应该是 ;
A.保持A、B两支蜡烛的位置不变,多次改变玻璃板的位置进行观察;
B.保持玻璃板位置不变,多次改变A蜡烛的位置,并移动蜡烛B,进行观察。
(4)在实验过程中,如果把玻璃板沿CD水平向右移动,可以观察到像相对于蜡烛A 移动(选填“向右”“向左”或“不”);如果将玻璃板绕EF轴顺时针转动,可以观察到像 (选填“顺时针转动”、“逆时针转动”或“不动”)。
27.小芳用如图甲所示的实验装置探究水的沸腾特点。
(1)请指出图甲中的操作错误: 。
(2)图乙是根据实验数据画出水的温度随时间变化的曲线。由图可知,水沸腾时的特点是 。
(3)为了说明水在沸腾过程中是否需要吸热,应 ,观察水是否继续沸腾。
(4)小芳再次实验时为了节省加热时间,减少了水的质量,请在图乙中大致画出能体现这项措施的图线。
28.(5分)小明在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示,实验中每个钩码重2N,测得的数据如下表。
实验次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3
2 6 0.1 2.4 0.3 83%
3 6 0.1 2.4 0.3 83%
4 4 0.1 1.4 0.5 57%
5 4 0.2 1.4 1.0 57%
(1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量竖直向上 拉动弹簧测力计且在拉动过程中计数。
(2)第1次实验测得机械效率为 。(结果保留两位有效数字)
(3)分析表中数据可知:第4次实验是用 图做的。(选填“a”、“b”或“c”)
(4)分析第1、2次实验数据可知:使用同一滑轮组, 可以提高滑轮组的机械效率;分析第1、4次实验数据可知:使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮个数越多(既动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率 。
(5)分析第4、5次实验数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 。
29.(9分)用伏安法测小灯泡的电功率和正常发光时的电阻,已知灯的额定电压为2.5V。
(1)在图1中,已完成了一部分的电路连接,请你继续完成实验电路的连接。
(2)在闭合开关之前,图中滑动变阻器的滑片应放在 端。
(3)测电功率的原理是 ;测电阻的原理是 。
(4)如果在调节滑动变阻器的时候,电压表的示数如图2所示,为了测定灯的额定功率,应将滑片向 调节。
(5)调节滑变P,使灯正常发光时,电流表的示数如图3所示,则灯泡的额定功率为 W,此时,灯泡的电阻为 Ω。
30.(6分)小斌同学想测量一块不规则瓷片的密度。
(1)他把天平放在水平桌面上,将游码移到零刻度处,然后调节 使天平平衡;
(2)用调节好的天平测量瓷片的质量,所用砝码的个数和游码的位置如图甲所示,则瓷片的质量为 g;
(3)他发现瓷片放不进量筒,改用如图乙所示的方法测瓷片的体积:
a.往烧杯中加入适量的水,把瓷片浸没,在水面到达的位置上作标记,然后取出瓷片;
b.再往量筒装入38ml的水,然后将量筒的水缓慢倒入烧杯中,让水面到达标记处,量筒里剩余水的体积如图丙所示,则瓷片的体积为 cm3;
(4)用密度公式计算出瓷片的密度ρ为 g/cm3;
(5)根据以上步骤,你认为小李同学测出的瓷片密度值 (选填“偏大”或“偏小”)。
六.计算题(共3小题,满分20分)
31.(6分)某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10L水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.3kg的煤,水的比热容为4.2×103J/(kg?℃),水的密度为l×l03kg/m3,煤的热值约为3×107J/kg。求:
(1)煤完全燃烧产生的热量;
(2)煤炉烧水时的热效率。
32.(6分)为了环保,旅游景点的短途平路交通工具通常采用电动旅游观光车。由于行驶速度不是很快,旅客在乘坐舒适的同时,还可从容地欣赏沿途的美景。
某品牌某型号的观光车相关技术参数如下表:
空车质量 1140kg 电动机额定功率 6kW
满栽乘员(含司机) 11人 电动机额定电压 48V
满载时轮胎与地接触面积 4×250cm2 最大车速 30km/h
电动机效率 80% 平路续驶里程 ≤80km
根据技术参数,求解下列问题:
(1)假设每位乘员质量均为60kg,求满载时人车总重量为多少?车轮对水平路面的压强为多少?
(2)某次运送旅客时,观光车在水平路面上以18km/h的速度沿水平路面匀速行驶了10min,电动机始终在额定电压下工作,求这一过程:
①电动机消耗的电能W电为多少?
②电动机对外做的机械功W机为多少?
③观光车行驶的路程为多大?
④观光车行驶时所受阻力多大?
33.(8分)如图甲所示,电源电压恒为18V,灯泡L上标有“10V 5W”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V.滑动变阻器R的最大阻值为200Ω,当只闭合S和S1,移动滑动变阻器的滑片P时,它两端的电压与其接入电路的电阻关系如图乙所示,当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4R1时,定值电阻R0的电功率变化了5.4W,灯泡的电阻不变,求:
(1)灯泡L正常发光时通过的电流。
(2)只闭合S和S2,且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时,灯泡的实际功率。
(3)只闭合S和S1,在保证电路安全的情况下,当电阻R0消耗电功率最小时,滑动变阻器R消耗的电功率。
2018-2019学年福建省福州文博中学九年级(下)期中物理试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共16小题,满分32分,每小题2分)
1.下列物态变化现象中,属于凝华现象的是( )
A.冬天的早晨,地面上有霜
B.秋天,树叶发黄变干
C.夏天清晨,树叶上有露水
D.春天,河里的冰化成水
【分析】(1)在一定条件下,物体的三种状态﹣﹣固态、液态、气态之间会发生相互转化,这就是物态变化;
(2)物质由固态直接变为气态叫升华,物质由气态直接变为固态叫凝华;物质由液态变为气态叫汽化,物质由气态变为液态叫液化;物质由固态变为液态叫熔化,物质由液态变为固态叫凝固。
【解答】解:A、霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的冰晶。故A符合题意;
B、树叶变干是其中的水蒸气吸热汽化成为了水蒸气。故B不符合题意;
C、露水是空气中的水蒸气遇冷液化形成的水珠。故C不符合题意;
D、冰化成水由固态变为液态,是熔化过程。故D不符合题意。
故选:A。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化,关键要看清物态变化前后,物质各处于什么状态;另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
2.图所示的四种现象中,由于光的直线传播形成的是( )
A.亭桥在水中形成倒影 B.日食
C.瓶子在平面镜中成像 D.铅笔好像被折断
【分析】(1)光在同种均匀物质中沿直线传播,在日常生活中,激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的;
(2)当光照射到物体界面上时,有一部分光被反射回来,例如:平面镜成像、水中倒影等;
(3)当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会偏折,发生折射现象,如:看水里的鱼比实际位置浅等。
【解答】解:A、水中倒影是平面镜成像,是光的反射现象,故A错误;
B、当月球转到太阳和地球中间并且三者在一条直线上时,月球挡住了太阳照射在地球上的光线,地球处在月球的影子里,这就形成了日食,属于光沿直线传播现象,故B正确
C、瓶子在平面镜中成像,是一种平面镜成像,是由光的反射形成的,故C错误;
D、铅笔好像被折断是光的折射产生的现象,是由于光从一种介质进入另一种介质引起的,故D错误。
故选:B。
【点评】本题题考查光的直线传播的具体生活实例,需要利用生活和物理之间的联系进行判断;能否区分三种光现象:光的直线传播、光的反射、光的折射,是本题的解题关键。
3.伦敦奥运会期间英国军方配备了一种远程声波安保设备,该设备工作时可以产生高达150dB的声音,尖锐的声响会让人耳感到刺痛,既可用作高音喇叭,也可用作非致命性武器驱散人群。关于该设备,下面说法正确的是( )
A.该设备产生的是超声波
B.“150dB”是指所产生声音的响度
C.该设备产生的是次声波
D.“150dB”是指所产生声音的音调
【分析】解答此题要知道:
(1)超声波是指高于20000Hz的声音,次声波是指低于20Hz的声音,人耳无法听到超声和次声。
(2)声音的强弱用分贝来表示,分贝是用来表示声音等级的单位,而不是用来计量音调的高低的。
【解答】解:
AC、人耳无法听到超声波和次声波;由题意可知,该声音是人耳能听到的,所以该设备产生的是不是超声波,也不是次声波;故AC错误;
BD、响度是指声音的强弱或大小,可以用分贝来计量,分贝是用来表示声音等级的单位,而不是用来计量音调高低的;因此,“150dB”是指所产生声音的响度,故B正确、D错误。
故选:B。
【点评】此题主要考查学生对分贝这一单位的理解和掌握,明确以分贝为单位来表示声音的等级,属于识记内容。
4.关于热现象,下列说法正确的是( )
A.扩散现象不能在固体中发生
B.冰在熔化时温度不变内能增加
C.尘土飞扬说明分子在做无规则运动
D.用手捏海绵,海绵的体积变小了,说明分子间有间隙
【分析】(1)分子动理论的基本观点:一切物质都是由分子组成,分子在不停地做无规则的运动,分子间同时存在相互作用的引力和斥力,分子间存在间隙;
(2)晶体熔化时吸收热量温度不变,内能增加。
【解答】解:
A、扩散现象能在固体中发生,比如长时间紧挨在一起的金板和铅板,金中有铅,铅中有金,故A错误;
B、冰在熔化时温度不变内能增加,故B正确;
C、尘土飞扬是固体小颗粒的运动,属于机械运动,不是分子的运动,故C错误;
D、用手捏海绵,海绵的体积缩小了,说明力可以改变物体的形状,不能说明分子间有空隙,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查分子的运动、分子间作用力、力的作用效果,以及晶体熔化特点,考查的知识点比较多,主要考查学生对所学物理知识的综合应用能力。
5.如图所示的四种现象中,符合安全用电原则的是( )
A.在没有断开电源的情况下换灯泡
B.使用绝缘层破损的电线
C. 用湿抹布擦拭正在工作的台灯
D. 用绝缘棒挑开通电的裸导线
【分析】(1)更换灯泡时,应先切断电源;
(2)绝缘层破损的电线要及时更换;
(3)湿物体是导体,接触带电体容易发生触电;
(4)发现有人触电时,可以用绝缘棒挑开通电的裸导线。
【解答】解:A、不断开开关,直接更换不亮的电灯泡,由于灯泡上带电,容易引起触电事故,所以更换灯泡时先断开开关,故A不符合安全用电原则;
B、电线绝缘层破损后,防止引发触电事故,故B不符合安全用电原则;
C、用湿布擦拭正在发光的电灯,湿布导电容易使人触电,故C不符合安全用电原则;
D、用绝缘棒挑开通电的裸导线,避免发生触电事故,故D符合安全用电原则。
故选:D。
【点评】本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识,值得注意的是:生活用水是导体,金属外壳的用电器一定要接地。
6.如图所示,所使用杠杆属于费力杠杆的是( )
A.镊子 B.扳手
C.羊角锤 D.老虎钳
【分析】结合图片和生活经验,判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解:A、镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
B、扳手在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
C、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
D、老虎钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
故选:A。
【点评】本题考查的是杠杆的分类,主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
7.通电螺线管和小磁针的位置如图所示,正确的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据右手螺旋定则判断出螺线管的NS极,再利用磁极间的相互作用判断小磁针的方向。
【解答】解:(1)根据右手螺旋定则,A、B螺线管的左端为N极,右端为S极,由磁极间的相互作用可知,小磁针左端应为S极,右端应为N极,故A正确,B错误;
(2)根据右手螺旋定则,C螺线管的左端为N极,右端为S极,由磁极间的相互作用可知,C小磁针左端应为S极,右端应为N极;故C错误;
(3)根据右手螺旋定则,D螺线管的右端为N极,左端为S极,由磁极间的相互作用可知,D小磁针右端应为S极,左端应为N极,故D错误。
故选:A。
【点评】对于电磁铁,不论是告诉电流方向判磁极方向还是由磁极方向判电流方向,都由安培定则进行判定。
8.去年6月24日,神舟九号与天宫一号手控交会对接成功完成,三名航天员进入天宫一号工作和生活。这意味着我国完整掌握空间交会对接技术,具备了建设空间站的基本能力。关于神舟九号与在轨运行的天宫一号目标飞行器进行载人交会对接,下面说法正确的是( )
A.神舟九号相对于天宫一号是静止的,相对于太阳也是静止的
B.航天员带到天宫一号内的物体的质量小于其在地面上时的质量
C.在天宫一号内,航天员可以直接进行语言交流,是因为声音可以在真空中传播
D.航天员和地面控制中心之间的信息是靠电磁波传递的
【分析】(1)判断一个物体是否运动关键是看被研究的物体与所选的标准及参照物之间的相对位置是否发生了变化。如果发生变化,则为运动的,如果未发生变化,则为静止的。
(2)质量不随物体位置的改变而改变。
(3)声音不可以在真空中传播。
(4)飞船在太空中是通过无线电波传递信号的。
【解答】解:A、神舟九号相对于天宫一号的相对位置没有发生变化,所以是静止的,相对于太阳的相对位置在不断发生变化,所以是运动的,故本选项说法错误。
B、质量不随物体位置的改变而改变,所以航天员带到天宫一号内的物体的质量等于其在地面上时的质量,故本选项说法错误。
C、因为声音不可以在真空中传播,所以在天宫一号内,航天员不能进行语言交流,而是依靠无线电。故本选项说法错误。
D、电磁波可以在真空中传播,所以航天员和地面控制中心之间的信息是靠电磁波传递的,故本选项说法正确。
故选:D。
【点评】通过“神舟九号飞船”的发射,考查运动与静止的相对性、质量及其特性、声音的传播条件等知识点;从一个大的场景挖掘物理知识,是近几年比较流行的题目。
9.在下列过程中,由于做功而使物体内能增加的是( )
A.番薯在炉膛内烤熟
B.烧开水时蒸汽将壶盖顶起
C.把铁丝反复弯曲,弯曲处变热
D.用酒精灯对烧杯中的水加热
【分析】(1)热传递是能的转移过程,即内能从高温物体向低温物体转移的过程,在此过程中能的形式不发生变化;
(2)做功实质是能的转化过程,做功的过程中能量的形式变了,是机械能和内能的转化过程。
【解答】解:
A、番薯在炉膛内烤熟,番薯从炉膛吸收热量,内能增加,是通过热传递的方式改变内能的,不符合题意;
B、烧开水时蒸汽将壶盖顶起,水蒸气膨胀对壶盖做功,水蒸气的内能减小、转化为机械能,不符合题意;
C、把铁丝反复弯曲,对铁丝做功,使铁丝的内能增加、温度升高,符合题意;
D、用酒精灯对烧杯中的水加热,水从火吸收热量,内能增加,是通过热传递的方式改变水的内能,不符合题意。
故选:C。
【点评】解决此类问题要知道改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,它们在改变物体内能上是等效的。热传递过程是能量的转移过程,做功过程是能量的转化过程。
10.如图所示,是生活中常见的小汽车,下列有关说法中正确的是( )
A.轮胎上有凹凸不平的花纹是为了减小摩擦
B.小汽车高速行驶时对路面的压力小于汽车的重力
C.由于受到惯性作用,汽车关闭发动机后还能继续向前行驶
D.汽车静止在路面上时,汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力是一对平衡力
【分析】(1)在压力一定时,增大接触面的粗糙程度可以增大摩擦力;
(2)根据流体压强与流速的关系可对压力与重力的大小做出分析;
(3)惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,惯性不是力;
(4)一对平衡力必须是大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在一条直线上。
【解答】解:A、轮胎上有凹凸不平的花纹是为了在压力一定时,增大接触面的粗糙程度可以增大摩擦力,故A错误;
B、小汽车高速行驶时,车身上方空气流速快、压强大,下方空气流速慢、压强小,产生向上的升力,所以汽车对路面的压力小于汽车的重力,故B正确;
C、汽车关闭发动机后还能继续向前行驶是因为汽车具有惯性,但不能说是汽车受到惯性的作用,故C错误;
D、汽车静止在路面上时,汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力分别作用在地面和汽车上,不是同一物体,所以不是一对平衡力,故D错误。
故选:B。
【点评】以汽车为背景,考查了多个与之相关的知识点,体现了物理知识在实际中的应用,有一定综合性,但难度不大。
11.如图是宜宾天池公园内的“摩天轮”,一游客坐在“摩天轮”中在竖直平面内做速度大小不变的圆周运动,游客从最低点向最高点运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.游客的动能保持不变
B.游客的动能先增大后减小
C.游客的重力势能保持不变
D.游客的机械能保持不变
【分析】动能的影响因素是质量和速度,重力势能的影响因素是质量和高度,机械能等于动能与势能的总和。结合其运动状态可做出判断。
【解答】解:
AB、游客随“摩天轮”做匀速圆周运动,游客的质量不变、速度不变,所以游客的动能不变,故A正确、B错误;
C、游客随“摩天轮”做匀速圆周运动,其高度在不断变化,因此游客的重力势能是变化的,故C错误;
D、机械能等于动能与势能的总和,游客的动能不变,但重力势能变化,所以其机械能是变化的,故D错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查了对动能、重力势能影响因素的分析,以及对机械能变化的判断,属基础知识的应用。
12.下列说法中错误的是( )
A.跳伞运动员在空中匀速降落时,机械能保持不变
B.作匀速直线运动的物体,其速度与运动路程和运动时间无关
C.茶壶盖上都留有小孔,与大气压有关
D.速度小的物体,所受的力不一定小
【分析】①物体的动能与势能之和是物体的机械能,根据物体动能与势能的变化,判断机械能的变化;
②做匀速直线运动的物体,速度是保持不变的;
③茶壶盖上的小孔可以保证茶壶内外气压始终相等;
④力是改变物体运动状态的原因,有力作用在物体上,物体的运动状态不一定改变,但物体的运动状态改变了,则一定有力作用在物体上。
【解答】解:
A、做匀速直线运动的物体动能不变,机械能的变化取决于物体重力势能的变化。跳伞运动员在空中匀速下降的过程中,动能不变,重力势能减小,机械能减小。此选项错误;
B、做匀速直线运动的物体,路程时间之比﹣﹣速度是确定的,与运动路程和运动时间无关。此选项正确;
C、若茶壶盖上没有留有小孔,壶中水倒掉一部分后,空间增大,气体压强减小,当茶壶内外的压强差大到一定程度的时候,壶中的水将倒不出来,因而在壶盖上打一小孔,与空气相通,利用了大气压。此选项正确;
D、物体的速度与力没有必然的联系,就比如刚刚启动的火车速度为零,但这时它的动力却要求很大。此选项正确。
故选:A。
【点评】此题是一道学科综合题,考查了机械能的影响因素、速度的物理意义、大气压的作用和力与运动的关系,熟练掌握相关知识是正确解题的前提与基础。
13.晓彤爸爸从淘宝市场淘得一金属块,想测出金属块的密度,晓彤立即设计出测量方案﹣﹣“漂浮法”测密度。如图所示,将边长为 10cm 的立方体木块 A 放入水中,有的体积没入水中,将金属块 B 放在木块中央静止后用刻度尺测出此时木块露出水面的高度 h1为 1cm,如图乙所示,再用轻质细线将金属块捆绑在木块中央,放入水中静止后测出此时木块露出水面高度 h2为 3cm,如图丙所示。则以下说法正确的是( )
A.金属块的密度 3×103kg/m3
B.丙图中容器底所受水的压力比甲图大 3N
C.甲图中木块的重力 4N
D.甲图中木块底部所受的压强 400Pa
【分析】(1)求出甲图中木块排开水的体积,利用F浮=ρ水gV排可求木块受到的浮力,根据物体漂浮条件得出木块的重力;
(2)求出甲图中木块浸入水中的深度,利用p=ρ水gh求出木块底部所受的压强;
(3)已知乙、丙两图中木块露出水面的高度,根据V浸=SAh浸可求出两图中木块浸入水中的体积;
乙、丙两图中,A和B的整体都处于漂浮状态,总浮力等于总重力,总重力不变,则两物体所受的总浮力相同,排开水的总体积相等,即V浸=V浸′+VB,据此可求出金属块B的体积;
已经求出乙图中木块排开水的体积,利用F浮=ρ水gV排可求木块受到的浮力,根据物体漂浮条件求出木块和金属块B的总重力,进而可得出金属块B的重力;再求出金属块B的质量,利用密度公式计算金属块B的密度。
(4)乙图和丙图中物体所受浮力相同,排开水的体积相等,则液面升高的高度相同,所以我们可以用乙图替代丙图进行比较,分别求出由乙图、甲图中放入物体后,与原来水面相比升高的高度,然后利用液体压强公式求出丙图中容器底所受水的压强比甲图中容器底所受水的压强的增大值,再利用p=求出压力增大值。
【解答】解:(1)立方体木块A的边长为10cm=0.1m,
则木块A的底面积:SA=(0.1m)2=1×10﹣2m2;木块A的体积:VA=(0.1m)3=1×10﹣3m3,
由题可知,甲图中木块排开水的体积:V排甲=VA=×1×10﹣3m3=6×10﹣4m3,
则甲图中木块受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣4m3=6N,
甲图中木块漂浮,所以木块的重:GA=F浮=6N,故C错误;
(2)由题可知,甲图中木块浸入水中的深度:h=×0.1m=0.06m,
则甲图中木块底部所受的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa,故D错误;
(3)图乙中木块浸入水中的体积:V浸=SAh浸=1×10﹣2m2×(0.1m﹣0.01m)=9×10﹣4m3,
图丙中木块浸入水中的体积:V浸′=SAh浸′=1×10﹣2m2×(0.1m﹣0.03m)=7×10﹣4m3,
乙、丙两图中,A和B的整体都处于漂浮状态,总浮力等于总重力,总重力不变,
所以,两物体所受的总浮力相同,排开水的总体积相等,即V浸=V浸′+VB,
则金属块B的体积:VB=V浸﹣V浸′=9×10﹣4m3﹣7×10﹣4m3=2×10﹣4m3=200cm3。
乙图中正方体木块A和金属块B受到的总浮力:
F浮′=ρ水gV排′=ρ水gV浸=1.0×103kg/m3×10N/kg×9×10﹣4m3=9N,
由于A和B的整体处于漂浮状态,所以GA+GB=F浮′,
则金属块B的重力:GB=F浮′﹣GA=9N﹣6N=3N,
金属块B的质量:mB===0.3kg,
所以金属块B的密度:ρB===1.5×103kg/m3.故A错误。
(4)乙图和丙图中物体所受浮力相同,排开水的体积相等,则液面升高的高度相同,
已求得,图乙中木块浸入水中的体积:V浸=9×10﹣4m3,
由乙图知,与原来水面相比升高△h1===0.09m,
甲图中,与原来水面相比升高△h2===0.06m,
所以,丙图中容器底所受水的压强比甲图中容器底所受水的压强的增大值为:△p=ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.09m﹣0.06m)=300Pa,
则压力增大值为:△F=△pSA=300Pa×1×10﹣2m2=3N.故B正确;
故选:B。
【点评】此题考查了液体压强的计算、物体漂浮条件的应用、阿基米德原理和密度公式的应用,关键是从图和题意中挖掘隐含条件,难度较大。
14.如图所示的电路中,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,闭合开关S后,滑动变阻器滑片P自b向a移动的过程中( )
A.电流表A的示数变小 B.电压表V1的示数变小
C.电压表V2的示数不变 D.电路消耗的总功率变大
【分析】闭合开关S后,滑动变阻器与电阻R1串联,电流表测量电路总电流,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压;根据滑片的移动确定接入电路电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流和电阻R1两端电压的变化,根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压变化;进一步可知电压表V2的示数与电流表A的示数之比的变化,根据P=UI可知电路消耗的总功率的变化。
【解答】解:电路的等效电路图如下图所示:
A、当滑片P自b向a移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小;根据公式I=可知,电路电流变大,即电流表示数变大,A错误;
B、R1的阻值不变,电路中的电流变大,根据公式U=IR可知,电阻R1两端的电压变大,即V1的示数变大,B错误;
C、电源电压不变,R1两端电压变大,根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知,滑动变阻器两端的电压变小,即电压表V2的示数变小,C错误,
D、电源电压不变,电路中的电流变大,根据P=UI可知,电路消耗的总功率变大,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了滑动变阻器的变阻原理、欧姆定律、串联电路的电压关系,分析电路图确定两电阻的连接方式和电表所测电路元件是本题关键。
15.在水平桌面上有一个盛有水的容器,木块用细线系住没入水中(水未溢出),如图甲所示。将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,且五分之二的体积露出水面,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两图中,水对容器底部的压强之比是1:1
B.甲、乙两图中,容器对水平桌面的压强之比是5:3
C.甲、乙两图中,木块受到水的浮力之比是5:2
D.甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比为2:5
【分析】(1)将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,木块排开水的体积变小,容器内水的深度变小,根据p=ρgh可知容器底部受到水的压强变化,然后判断甲、乙两图中水对容器底部的压强关系;
(2)将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,容器和容器内水、木块的重力不变,对桌面的压力和受力面积都不变,根据p=比较甲、乙两图中容器对水平桌面的压强关系;
(3)根据题意得出甲中和乙中木块排开水的体积,根据阿基米德原理求出两种情况下受到的浮力关系,物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,甲中绳子的拉力等于受到的浮力减去木块的重力,然后求出甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比。
【解答】解:
(1)将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,木块排开水的体积变小,容器内水的深度变小,
由p=ρgh可知,甲中水对容器底部的压强大于乙,不可能两图中水对容器底部的压强之比是1:1,故A错误;
(2)将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,容器和容器内水、木块的重力不变,对桌面的压力和受力面积都不变,
由p=可知,容器对水平桌面的压强之比是1:1,故B错误;
(3)木块的体积为V,则甲中排开水的体积V甲=V,乙中排开水的体积V乙=(1﹣)V=V,
则甲、乙两图中木块受到水的浮力之比F甲:F乙=ρ水gV:ρ水gV=5:3,故C错误;
因木块漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,
所以木块的重力G=F乙=ρ水gV,
图甲中绳子的拉力F=F甲﹣G=ρ水gV﹣ρ水gV=ρ水gV,
则甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比:
F:F甲=ρ水gV:ρ水gV=2:5,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了液体压强公式和固体压强公式、阿基米德原理、物体浮沉条件的应用等,要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等。
16.将“6V 3W”、“12V 24W”和“6V 6W”三个灯泡串联起来,接在可调的电源两端,使其中一个灯泡正常发光,其它灯泡两端电压不超过额定电压,则下列说法正确的是( )
A.电源电压是24V B.电路的总电流是2A
C.电路的总功率是6W D.电路的总功率是33W
【分析】由功率公式可求得三灯的额定电流,根据欧姆定律求出灯泡的电阻,三灯串联则电流相等,要满足题中条件应让电流等于最小的额定电流,则由欧姆定律可求得电源电压,由功率公式可求得功率。
【解答】解:由P=UI得,三灯的额定电流分别为:
I1===0.5A,I2===2A,I3===1A;
由I=可知,三灯的电阻分别为:
R1===12Ω,R2===6Ω,R3===6Ω;
三灯泡串联,一灯正常发光,其他灯不超过额定值,则电流只能为0.5A,故B错误;
由I=可知,电源电压:
U=I(R1+R2+R3)=0.5A×(12Ω+6Ω+6Ω)=12V,故A错误;
电路的总功率:
P=U总I总=12V×0.5A=6W,故C正确,D错误;
故选:C。
【点评】本题要求准确算出额定电流及电阻值才能求得电源电压、电流及总功率;需要明确在串联电路中,允许通过的电流不得超过最小额定电流。
二.填空题(共6小题,满分13分)
17.小明爸爸在家里修理厨房里的桌子时,不断发出敲击物体的声音,小明爸爸为了尽量避免声音对小明的干扰,他采取了三种方案:①在被敲的地方垫一块抹布;②把房间、厨房门窗关严;③嘱咐小明暂时用耳机塞住耳朵。这种三种方案中,①是在 声源 处减弱噪声;②是在 传播过程 中减弱噪声;③是在 人耳 处减弱噪声。
【分析】控制噪声的途径有:噪声的产生、噪声的传播、噪声的接收。
【解答】解:①在被敲的地方垫一块抹布,是在声源处减弱噪声;
②把房间、厨房门窗关闭关严,是在传播过程中减弱;
③嘱咐小明暂时用耳机塞住耳朵,是在接收处减弱噪声;
故答案为:声源;传播过程;人耳
【点评】本题主要考查学生对:噪声的防治的了解和掌握,是一道基础题。
18.如图中的甲所示是现代城市很多路口安装的监控摄像头,其镜头相当于一个凸透镜,它的工作原理与 照相机 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)相似。如图乙和丙是一辆汽车经过路口时与一辆自行车相撞后被先后拍下的两张照片,由图可以看出汽车是逐渐 远离 (选填“靠近”或“远离”)摄像头。
【分析】解答此题从以下知识点入手:
凸透镜成像的规律:u>2f,成倒立缩小的实像,应用是照相机;
凸透镜成实像时“物远像近像变小”。
【解答】解:摄像机的镜头与照相机的镜头类似,其工作原理为:u>2f时,凸透镜成倒立、缩小的实像;
观察图乙和丙可知,汽车的像逐渐减小,根据“凸透镜成实像时,物远像近像变小”可知,汽车在逐渐远离摄像机镜头。
故答案为:照相机;远离。
【点评】本题主要考查凸透镜成像规律及应用,运用物理知识来解决实际问题,可激发同学们学习物理的兴趣,培养大家的思维能力和创新精神,使同学们能初步运用物理知识解释和解决一些简单的实际问题。
19.二力平衡的条件:同时作用在 同一物体 上的两个力,如果大小 相等 ,方向 相反 ,并且在 同一直线 上,这两个力就彼此平衡。即平衡力的合力为 0 。
【分析】(1)二力平衡条件:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上。
(2)静止的物体和匀速直线运动的物体都受到平衡力作用,平衡力的合力都为零。
【解答】解:
作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡彼;此平衡的两个力的合力为0。
故答案为:同一物体;相等;相反;同一直线上;0。
【点评】本题考查二力平衡条件和平衡力合力的计算,关键是记住二力平衡的四个条件,缺一不可。
20.如图所示,A、B是分别盛有适量的煤油和水的相同容器,底面积均为100cm2,置于水平桌面上,将一实心小球浸没在A容器煤油中,排开煤油的体积为20cm3;将该实心小球放入B容器的水中,排开水的体积为18cm3;则小球的密度为 0.9×103 kg/m3;小球静止在B容器中时,水对容器底的压强增大了 18 Pa(小球放入容器中时均无液体溢出)。
【分析】(1)两球在煤油和水中排开水的体积不同,则可以想到小球在这水中应该为漂浮状态,由浮力公式可求得小球在煤油和水中的浮力,由物体的浮沉条件可求得小球的重力。通过比较小球重力及小球在煤油中的浮力可知小球在煤油中应沉没于液体中。则可知小球的体积,由物体的浮沉条件可求得小球的密度;
(2)据小球升液面升高的高度,利用压强公式可求得对容器底的压强增大值。
【解答】解:(1)小球在煤油中排开煤油的体积大于在水中排开水的体积,因排开水的体积应小于或等于物体的体积,则可知小球在水中一定漂浮在水面上。
小球所受浮力F水=ρ水gV水=1.0×103kg/m3×10N/kg×18×10﹣6m3=0.18N。
由物体的浮沉条件可得,G=F水=0.18N。
小球在煤油中所受浮力F煤=ρ煤gV煤=0.8×103kg/m3×10N/kg×20×10﹣6m3=0.16N。
物体的重力大于在煤油中所受浮力,故小球在煤油中沉入底部,即在煤油中排开煤油的体积等于小球的体积,即V球=V煤=2.0×10﹣5m3
由密度公式可得球的密度:
ρ球====0.9×103kg/m3;
(2)小球静止在水中时,排开水的体积为1.8×10﹣5m3,则液面升高的高度:
△h水===1.8×10﹣3m;
则增加的压强△p=ρ水g△h水=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.8×10﹣3m=18Pa。
故答案为:0.9×103;18。
【点评】本题构思巧妙,利用两种液体让我们找到所需要的小球的质量和体积;本题对学生的能力要求较高,能否根据体积的不同并借助浮沉的条件判断出小球在不同液体中的浮沉状态是解决本题的关键。
21.(3分)有一电子式电能表表盘上标有“3000imp/(kW?h)”字样,“3000imp/(kW?h)”表示每消耗1kW?h的电能,电能表指示灯闪烁3000次。将某用电器单独接在该表上工作20min,该电能表指示灯闪烁了300次,该用电器的功率是 300 W。
【分析】电能表是测量家庭电路中消耗电能多少的仪表;
3000imp/(kW?h)的含义是:电路中每消耗1kW?h的电能,指示灯闪烁3000次;
根据题目所给条件和电功率的公式P=进行解答。
【解答】解:因为电路中每消耗1kW?h的电能,指示灯闪烁3000次。
所以当指示灯闪烁300次时,消耗的电能为W==0.1kw?h,
t=20min=h
用电器的额定功率P===0.3kw=300W。
故答案为:300。
【点评】本题考查学生对电能表铭牌上数据的理解情况,同时要求掌握电功率的计算方法;注意题目中的单位换算。
22.木块与小车向右做匀速直线运动,遇到一障碍物时,小车停下,木块从车上的a点滑至b点(如图甲),是因为木块具有 惯性 ;木块能停在b点,说明木块在滑动过程中受到向 左 (填“左”或“右”)的摩擦力作用。为测量摩擦力的大小,小明在障碍物上固定了弹簧测力计拉住木块,用手拉着小车向左运动(如图乙)。则木块受到的摩擦力方向向 左 (填“左”或“右”),大小是 2.6 N,小明在做此实验时, 可以 (填:可以或不可以)变速拉动小车。
【分析】一切物体都有惯性;根据木块具有保持原来运动状态的性质进行分析;
物体在运动过程中会受到接触面阻碍物体运动力(即阻力),一般情况下,阻力与物体运动的方向相反;
根据物体相对于接触面运动的方向确定摩擦力的方向,并且根据影响摩擦力大小的因素确定摩擦力大小与弹簧测力计示数的关系。;
根据影响滑动摩擦力的因素确定是否可以变速拉动小车。
【解答】解:木块和小车一起向右运动,当小车受到障碍物作用处于静止时,木块由于惯性还要保持原来向右的运动状态;
由于木块从a运动到b的过程是向右运动,因此木块受到的摩擦力方向向左;
当如图乙所示固定木块时,向左拉的小车,木块相对于小车向右运动,因此木块受到的摩擦力与木块的运动方向相反,即摩擦力的方向向左;又因为弹簧测力计的拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力大小等于弹簧测力计的示数,即2.6N。
影响滑动摩擦力的大小的因素是压力和接触面的粗糙程度,因此,变速拉动小车时木块对小车的压力、木块和小车之间的接触面的粗糙程度不变,木块受到的摩擦力大小不变,因此可以变速拉动小车。
故答案为:惯性;左;左;2.6;可以。
【点评】本题考查了惯性的概念,并且通过惯性现象进一步理解惯性的概念;会判断摩擦力的方向,并会根据影响滑动摩擦力的大小因素分析摩擦力的大小变化以及计算摩擦力的大小,分析的摩擦力大小是本题的难点。
三.作图题(共2小题,满分4分,每小题2分)
23.根据图中给出的入射光线和折射光线,在虚线框内画出一个适当的透镜。
【分析】(1)凸透镜对光线有会聚作用,除过光心的光线之外的所有射向凸透镜的光线,经凸透镜折射后都会比原来会聚一些;从焦点发出的光线,经凸透镜后变为平行光线。
(2)凹透镜对光线有发散作用,除过光心的光线之外的所有射向凹透镜的光线,经凹透镜折射后都会比原来发散一些;射向虚焦点的光线,经凹透镜后变为平行光线。
【解答】解:平行的光线经透镜折射后变得发散,因此该透镜起发散作用,为凹透镜:
【点评】能够判断出光线经透镜后变得发散还是会聚,是解决此类题目的关键;起发散作用的就是凹透镜,起会聚作用的就是凸透镜。
24.如图所示,轻质杠杆OA能绕O点转动,请在杠杆中的A端画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图(要求保留作图痕迹)。
【分析】此题是求杠杆最小力的问题,已知点O是动力作用点,那么只需找出最长动力臂即可,可根据这个思路进行求解。
【解答】解:O为支点,所以力作用在杠杆的最右端A点,并且力臂是OA时,力臂最长,此时的力最小。确定出力臂然后做力臂的垂线即为力F.如图所示:
【点评】此题主要考查了杠杆中最小力的问题。解决此类题目的关键是确定出最长的力臂,并根据力臂的画法做出最小的力。
四.解答题(共1小题,满分4分,每小题4分)
25.小汽车已逐步进入百姓家庭。小明坐着这辆汽车匀速行驶36km,用时30min,消耗汽油2.25kg,其发动机的功率为23kW.请运用所学的知识解答下列问题。(汽油的热值为4.6×107J/kg)
(1)汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大?
(2)汽车发动机的效率是多少?
(3)观察小汽车的外型,判断小汽车在水平路面高速行驶和静止时,对地面压力哪一个大?为什么?
【分析】(1)已知汽车的功率和行驶的时间,根据公式W=Pt可求发动机做的功;再利用公式F=可求汽车匀速行驶时所受的牵引力;
(2)已知消耗的汽油的质量,根据公式Q=qm可求释放的能量,发动机做的功与汽油释放能量的比值就是发动机的效率;
(3)静止时对地面的压力等于汽车自身的重力,高速行驶时,用流体压强与流速的关系可以解释这个问题。
【解答】解:(1)发动机做的功:W=Pt=23000W×30×60s=4.14×107J
由W=Fs得,
汽车受的牵引力:F===1150N;
(2)汽油完全燃烧释放能量Q=qm=4.6×107J/kg×2.25kg=1.035×108J;
发动机的效率:η=×100%=×100=40%;
(3)因为高速行驶时,汽车上表面的空气流速大,对汽车的压强小,使汽车有一个向上托的力,所以静止时对路面的压力大。
答:(1)汽车匀速行驶时所受的牵引力为1150N;
(2)汽车发动机的效率是40%;
(3)静止时对路面的压力大;
因为高速行驶时,汽车上表面的空气流速大,对汽车的压强小,使汽车有一个向上托的力。
【点评】本题考查做功、牵引力、能量、效率等的计算,主要是公式及其变形的灵活运用,还考查了流体压强与流速的关系。
五.解答题(共5小题,满分27分)
26.(3分)如图是“探究平面镜成像特点”的情景:竖立的透明玻璃板放在一块带刻度的木板上,玻璃板与木板垂直;两支相同的蜡烛A、B竖立于玻璃板两侧,以A蜡烛为成像物体。
(1)采用透明玻璃板代替平面镜,虽然成像不如平面镜清晰,但却能在察到A蜡烛像的同时,也能观察到 B蜡烛 ,巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题;
(2)点燃A蜡烛,小心地移动B蜡烛,直到与A蜡烛的像 重合 为止,这说明像与物的大小相等,这种确定像与物大小关系的方法是 等效替代法 (选填“控制度量法”、“等效替代”或“科学推理法”).进一步观察A、B两支蜡烛在木板上的位置发现,像和物到玻璃板的距离 相等 ;
(3)为证实上述有关成像特点是否可靠,你认为接下来的操作应该是 B ;
A.保持A、B两支蜡烛的位置不变,多次改变玻璃板的位置进行观察;
B.保持玻璃板位置不变,多次改变A蜡烛的位置,并移动蜡烛B,进行观察。
(4)在实验过程中,如果把玻璃板沿CD水平向右移动,可以观察到像相对于蜡烛A 不 移动(选填“向右”“向左”或“不”);如果将玻璃板绕EF轴顺时针转动,可以观察到像 顺时针转动 (选填“顺时针转动”、“逆时针转动”或“不动”)。
【分析】(1)透明的玻璃板能在观察到A蜡烛像的同时、也能观察到蜡烛B能否与A的像完全重合,同时解决了位置和大小两个问题。
(2)用和物体一样的另一个物体来代替物体,和物体的像进行比较物像大小关系,这种方法是等效替代法。
(3)一次实验不具备代表性,具有很大的偶然性,所以应采取同样的实验方案多做几次,才能保证结论的正确。
(4)根据像与物体关于镜面对称的特点分析。
【解答】解:
(1)因为玻璃板是透明的,能在观察到A蜡烛像的同时。还可以透过玻璃清楚的看到放在后面B蜡烛,便于确定像的位置和大小。
(2)根据平面镜成像的特点可知,点燃A蜡烛,小心地移动B蜡烛,直到与A蜡烛的像完全重合为止,这时发现像与物的大小相等;进一步观察A、B两支蜡烛在直尺上的位置发现,像和物的连线与玻璃板互相垂直;像和物到玻璃板的距离相等;
实验时,用和A完全相同的蜡烛B和蜡烛A的像进行比较,是用蜡烛B来代替蜡烛A,这种方法是等效替代法。
(3)一次实验不具备代表性,应采取同样的实验方案多做几次,避免实验现象的偶然性,才能保证结论的正确。所以应采取B操作。
(4)小明在实验过程中,让玻璃板沿CD轴方向水平向右移动,A和平面镜之间的距离不变,根据物像到平面镜的距离相等,A的像和平面镜之间的距离也不变,所以他发现镜中的像相对于A不移动。
他又将玻璃板绕EF轴顺时针转动,平面镜所成的像与物体关于镜面对称,所以可以观察到A的像也顺时针转动。
故答案为:(1)B蜡烛;(2)重合;等效替代法;相等;(3)B;(4)不;顺时针转动。
【点评】本题主要考查了平面镜成像特点的实验及其应用。这是光学中的一个重点,也是近几年来中考经常出现的题型,要求学生熟练掌握,并学会灵活运用。
27.小芳用如图甲所示的实验装置探究水的沸腾特点。
(1)请指出图甲中的操作错误: 温度计的玻璃泡碰到容器壁 。
(2)图乙是根据实验数据画出水的温度随时间变化的曲线。由图可知,水沸腾时的特点是 继续吸热,温度保持不变 。
(3)为了说明水在沸腾过程中是否需要吸热,应 停止加热 ,观察水是否继续沸腾。
(4)小芳再次实验时为了节省加热时间,减少了水的质量,请在图乙中大致画出能体现这项措施的图线。
【分析】(1)温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体中,并且玻璃泡不能接触容器底和容器壁;
(2)液体沸腾的特点:不断吸热,但温度保持不变;
(3)为了说明水沸腾过程中需要吸热,可以撤去酒精灯,观察水能否继续沸腾即可得出结论;
(4)液体从加热到沸腾需要的时间的长短与很多因素有关:水量的多少、水温的高低、火力的大小、是用酒精灯的外焰还是内焰加热等等。
【解答】解:(1)图中错误是温度计的玻璃泡接触容器壁;
(2)根据实验结果可以发现液体99℃开始沸腾,此时不断吸热,但温度保持不变。
(3)水沸腾后,若撤去加热源,则水不再吸收热量,也就不能维持沸腾状态,所以应停止加热,观察水是否能够继续沸腾;
(4)原来是10min开始沸腾,当减小水的质量后,水会提前进入沸腾状态,如图所示:
。
故答案为:(1)温度计的玻璃泡碰到容器壁;(2)继续吸热,温度保持不变;(3)停止加热;(4)见上图。
【点评】在做“观察水沸腾”的实验时,应能熟练装配实验的装置,并能分析实验条件对其结果的影响,同时要学会分析温度随时间变化的图象。
28.(5分)小明在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示,实验中每个钩码重2N,测得的数据如下表。
实验次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3
2 6 0.1 2.4 0.3 83%
3 6 0.1 2.4 0.3 83%
4 4 0.1 1.4 0.5 57%
5 4 0.2 1.4 1.0 57%
(1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量竖直向上 匀速 拉动弹簧测力计且在拉动过程中计数。
(2)第1次实验测得机械效率为 74% 。(结果保留两位有效数字)
(3)分析表中数据可知:第4次实验是用 c 图做的。(选填“a”、“b”或“c”)
(4)分析第1、2次实验数据可知:使用同一滑轮组, 增加物重 可以提高滑轮组的机械效率;分析第1、4次实验数据可知:使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮个数越多(既动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率 越低 。
(5)分析第4、5次实验数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 无关 。
【分析】(1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中计数;
(2)由表中数据,根据η==×100%求第1次实验机械效率;
(3)绳子自由端移动的距离与提升物体的高度的关系s=nh,由表中数据可知第4次实验绳子的有效段数,确定用哪个图做的实验;
(4)绳子自由端移动的距离与提升物体的高度的关系s=nh,可知1、2次实验绳子的有效段数为3,即分别用a、b图做的实验,
分别分析第1、2和1、4验数据可知得出结论;
(5)根据绳子自由端移动的距离与提升物体的高度的关系s=nh,可知第5次实验绳子的有效段数为5,用c分做的实验,分析第4、5次实验数据得出结论。
【解答】解:(1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中计数,此时系统处于平衡状态,测力计示数等于受到的拉力;
(2)第1次实验测得机械效率为:
η===×100%≈74%;
(3)绳子自由端移动的距离与提升物体的高度的关系s=nh,由表中数据可知:第4次实验绳子的有效段数:
n===5,故是用c图做的;
(4)绳子自由端移动的距离与提升物体的高度的关系s=nh,可知1、2次实验绳子的有效段数为3,即分别用a、b图做的实验,
分析第1、2次实验数据可知:使用同一滑轮组,第2次实验提升的物重增加了,机械效率提高了,故增加物重可以提高滑轮组的机械效率;
分析第1、4次实验数据可知,并对比图a、c知,使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮个数越多(既动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率越低;
(5)根据绳子自由端移动的距离与提升物体的高度的关系s=nh,可知第5次实验绳子的有效段数为5,用c分做的实验,滑分析第4、5次实验数据可知,轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。
故答案为:(1)匀速; (2)74%; (3)c;(4)增加物重;越低; (5)无关。
【点评】本题测量滑轮组机械效率的实验,考查注意事项、机械效率计算及绳子自由端移动的距离与提升物体的高度的关系s=nh运用、数据分析和控制变量法的运用。
29.(9分)用伏安法测小灯泡的电功率和正常发光时的电阻,已知灯的额定电压为2.5V。
(1)在图1中,已完成了一部分的电路连接,请你继续完成实验电路的连接。
(2)在闭合开关之前,图中滑动变阻器的滑片应放在 左 端。
(3)测电功率的原理是 P=UI ;测电阻的原理是 R= 。
(4)如果在调节滑动变阻器的时候,电压表的示数如图2所示,为了测定灯的额定功率,应将滑片向 右 调节。
(5)调节滑变P,使灯正常发光时,电流表的示数如图3所示,则灯泡的额定功率为 0.5 W,此时,灯泡的电阻为 12.5 Ω。
【分析】(1)根据灯泡的额定电压确定电压表的量程,把灯泡、电流表、电源串联接入电路,电压表并联在灯泡两端;
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值,根据滑动变阻器的接法判断滑片的位置;
(3)测灯泡电功率的原理是电功率公式P=UI,测量电阻的原理是欧姆定律的变形公式;
(4)先根据图2读出灯泡两端的电压值,然后根据串联电路的特点确定滑动变阻器移动的方向;
(5)根据图3读出电流表的示数,利用测电功率的原理和测电阻的原理分别求出灯泡的额定功率和灯泡的电阻。
【解答】解:(1)灯泡额定电压为2.5V,故电压表应选择3V量程;根据图2可知电流表选择0.6A的量程,把灯泡、电流表、开关串联接入电路,电压表并联在灯泡两端,如图所示:
(2)由电路图知,滑片在最左端时,滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值,因此闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放在左端;
(3)测电功率的原理是P=UI;测电阻的原理是R=;
(4)由图2可知,电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2.2V小于灯泡的额定电压,因此要使灯泡正常发光,则需将滑动变阻器接入电路的阻值减小,使灯泡分得的电压变大,故需将滑片向右端移动;
(5)由图3可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.2A,则灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;灯泡的电阻:R===12.5Ω。
故答案为:(2)左;(3)P=UI;R=;(4)右;(5)0.5;12.5。
【点评】本题考查了实物电路的连接、滑动变阻器的调节、电压表和电流表读数、伏安法测功率和测电阻的原理等问题;连接实物电路图时,要注意电表正负接线柱不要接反;对电表读数时要先确定其量程与分度值,然后再读数。
30.(6分)小斌同学想测量一块不规则瓷片的密度。
(1)他把天平放在水平桌面上,将游码移到零刻度处,然后调节 平衡螺母 使天平平衡;
(2)用调节好的天平测量瓷片的质量,所用砝码的个数和游码的位置如图甲所示,则瓷片的质量为 32 g;
(3)他发现瓷片放不进量筒,改用如图乙所示的方法测瓷片的体积:
a.往烧杯中加入适量的水,把瓷片浸没,在水面到达的位置上作标记,然后取出瓷片;
b.再往量筒装入38ml的水,然后将量筒的水缓慢倒入烧杯中,让水面到达标记处,量筒里剩余水的体积如图丙所示,则瓷片的体积为 12 cm3;
(4)用密度公式计算出瓷片的密度ρ为 2.67 g/cm3;
(5)根据以上步骤,你认为小李同学测出的瓷片密度值 偏小 (选填“偏大”或“偏小”)。
【分析】(1)把天平放在水平桌面上,将游码移到零刻度处,然后调节平衡螺母使横梁平衡;
(2)弄清楚天平的分度值,物体质量等于砝码质量加上游码对应刻度值;
(3)弄清楚量筒的分度值,在如图所示的方法中,向烧杯中所添加水的体积就是瓷片的体积,通过量筒两次的示数之差可以求出;
(4)瓷片的密度可利用密度的公式计算得出;
(5)实验的误差主要产生在从烧杯中取出瓷片时,上面容易带出一定量的水,使再补充的水体积增大,进而影响密度的结果。
【解答】解:(1)把天平放在水平桌面上,将游码移到零刻度处,然后调节平衡螺母使横梁平衡;
(2)天平的分度值为0.2g,瓷片的质量m=20g+10g+2g=32g;
(3)图中量筒的分度值为2cm3,量筒中剩余水的体积为26cm3,瓷片的体积V=38cm3﹣26cm3=12cm3;
(4)瓷片的密度ρ==≈2.67g/cm3;
(5)取出瓷片时,瓷片上会沾有一部分水,使得倒入量筒中水的体积会偏大,即水的体积大于瓷片的体积,由ρ=可知,密度测量值会偏小。
故答案为:(1)平衡螺母;(2)32;(3)12;(4)2.67;(5)偏小。
【点评】固体密度的测量是初中物理的重要实验,一定要熟练掌握。天平、量筒的读数,以及利用密度公式进行简单的计算,这都是测密度实验中最基本的技能,需要我们熟练掌握。难点是掌握用等效替代法测量瓷片的体积。
六.计算题(共3小题,满分20分)
31.(6分)某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10L水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.3kg的煤,水的比热容为4.2×103J/(kg?℃),水的密度为l×l03kg/m3,煤的热值约为3×107J/kg。求:
(1)煤完全燃烧产生的热量;
(2)煤炉烧水时的热效率。
【分析】(1)已知煤的质量和热值,利用Q放=mq求出煤完全燃烧产生的热量;
(2)由图象可知,经过6min加热水温度的变化,利用Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量,利用η=×100%求出煤炉烧水时的热效率。
【解答】解:(1)煤完全燃烧产生的热量:
Q放=mq=0.3kg×3×107J/kg=9×106J;
(2)水的体积:
V=10L=10dm3=0.01m3,
由ρ=可得,水的质量:
m′=ρV=1×103kg/m3×0.01m3=10kg,
由图可知,经过6min加热后水温由20℃达到80℃,
则水吸收的热量:
Q吸=cm′(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×10kg×(80℃﹣20℃)=2.52×106J,
煤炉烧水时的热效率:
η=×100%=×100%=28%。
答:(1)煤完全燃烧产生的热量为9×106J;
(2)煤炉烧水时的热效率为28%。
【点评】本题考查了燃料完全燃烧释放热量公式和密度公式、吸热公式、效率公式的应用,从图象中获取有用的信息是关键,计算过程要注意单位的换算。
32.(6分)为了环保,旅游景点的短途平路交通工具通常采用电动旅游观光车。由于行驶速度不是很快,旅客在乘坐舒适的同时,还可从容地欣赏沿途的美景。
某品牌某型号的观光车相关技术参数如下表:
空车质量 1140kg 电动机额定功率 6kW
满栽乘员(含司机) 11人 电动机额定电压 48V
满载时轮胎与地接触面积 4×250cm2 最大车速 30km/h
电动机效率 80% 平路续驶里程 ≤80km
根据技术参数,求解下列问题:
(1)假设每位乘员质量均为60kg,求满载时人车总重量为多少?车轮对水平路面的压强为多少?
(2)某次运送旅客时,观光车在水平路面上以18km/h的速度沿水平路面匀速行驶了10min,电动机始终在额定电压下工作,求这一过程:
①电动机消耗的电能W电为多少?
②电动机对外做的机械功W机为多少?
③观光车行驶的路程为多大?
④观光车行驶时所受阻力多大?
【分析】(1)车对水平地面的压力等于车的重力,由压强公式可以求出车对地面的压强。
(2)①根据公式W=Pt可求消耗的电能;
②已知电动机的效率可求电动机对外做的功。
③已知速度与时间,由速度公式的变形公式可以求出观光车的行驶路程。
④已求出电动机对外做的功,根据公式W=Fs可求牵引力,因为观光车匀速运动,牵引力等于阻力。
【解答】解:(1)车对水平地面的压力:
F=G=mg=(1140kg+60kg×11)×9.8N/kg=1.764×104N,
车对水平路面的压强:
p===1.764×105Pa;
(2)①消耗电能W电=Pt=6kW×h=1kW?h=3.6×106J;
②电动机对外做功W机=ηW电=80%×3.6×106J=2.88×106J;
③由v=得,
观光车的行驶路程:
s=vt=18km/h×h=3km;
④v=18km/h=5m/s,t=10min=600s
W机=F1s1=F1vt,
所以牵引力F1===960N,
因为车匀速行驶,f=F1=960N。
答:(1)满载时人车总重量为1.764×104N;车轮对水平路面的压强为1.764×105Pa;
(2)①电动机消耗的电能W电为3.6×106J;
②电动机对外做的机械功W机为2.88×106J;
③观光车行驶的路程为3km;
④观光车行驶时所受阻力960N。
【点评】本题考查了求重力、压强、行驶路程、牵引力所做功等问题,难度不大,应用压强公式、速度公式、功的计算公式等即可正确解题。
33.(8分)如图甲所示,电源电压恒为18V,灯泡L上标有“10V 5W”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V.滑动变阻器R的最大阻值为200Ω,当只闭合S和S1,移动滑动变阻器的滑片P时,它两端的电压与其接入电路的电阻关系如图乙所示,当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4R1时,定值电阻R0的电功率变化了5.4W,灯泡的电阻不变,求:
(1)灯泡L正常发光时通过的电流。
(2)只闭合S和S2,且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时,灯泡的实际功率。
(3)只闭合S和S1,在保证电路安全的情况下,当电阻R0消耗电功率最小时,滑动变阻器R消耗的电功率。
【分析】(1)灯泡正常发光时的功率和额定功率相等,根据P=求出灯泡的电阻,利用欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流;
(2)只闭合S和S2,且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时,L与R串联,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,利用P=I2R求出灯泡的实际功率;
(3)当只闭合S和S1时,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律分别表示出变阻器接入电路中的为R1和4R1时电路中的电路中的电流,再根据欧姆定律表示出电压表的示数,根据图乙可知两次电压表的示数,据此求出R0与R1之间的关系,根据P=I2R表示出定值电阻R0的电功率变化可求R0的阻值;根据串联电路的电压特点求出当电压表的示数为15V时R0两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流,再根据P=UI求出滑动变阻器消耗的电功率。
【解答】解:(1)由P=可得,灯泡正常发光时的电阻:
RL===20Ω,
灯泡L正常发光时的电流:
IL===0.5A;
(2)只闭合S和S2,且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时,L与R串联,
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:
I===0.15A,
灯泡的实际功率:
PL′=I2RL=(0.15A)2×20Ω=0.45W;
(3)当只闭合S和S1时,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,
则变阻器接入电路中的为R1和4R1时,电路中的电路中的电流分别为:
I1==,I2==,
由图乙可知,变阻器接入电路中的为R1和4R1时对应电压表的示数分别为U、2U,
则两次电压表的示数之比:
==×=×=×==,
解得:R1=R0,
由P=I2R可得,定值电阻R0的电功率:
△P0=I12R0﹣I22R0=()2R0﹣()2R0=()2R0﹣()2R0=5.4W,
解得:R0=20Ω,
当电压表的示数为15V时,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,R0两端的电压:
U0=U总﹣UR大=18V﹣15V=3V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中的电流:
I′===0.15A<0.6A,
所以,此时电阻R0消耗的电功率最小,则滑动变阻器R消耗的电功率:
PR=UR大I′=15V×0.15A=2.25W。
答:(1)灯泡L正常发光时通过的电流为0.5A;
(2)只闭合S和S2,且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时,灯泡的实际功率为0.45W;
(3)只闭合S和S1,在保证电路安全的情况下,当电阻R0消耗电功率最小时,滑动变阻器R消耗的电功率为2.25W。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,根据题意求出定值电阻R0的阻值是解题的关键和难点。