2023年安徽省中考物理模拟试卷(乾卷)(含解析)

2023年安徽省中考物理模拟试卷(乾卷)
一、填空题(每小题2分,共20分)
1.(2分)2023年元宵节我国许多地方恢复了烟花表演,增加了节日氛围。燃放烟花时,距离燃放点远近不同的人们听到声音的    (选填“音调”“响度”或“音色”)不同。
2.(2分)在吃牛油火锅时,将冰球的部分浸到火锅里面,片刻后拿起,会发现冰球表面有一层厚厚的油脂,如图所示。这是因为牛油在冰球表面发生了    (填物态变化名称)现象。
3.(2分)如图所示,荷花映在平静湖水里的“倒影”是荷花的    (选填“影子”“实像”或“虚像”)。
4.(2分)日常生活中使用的插座都设置有“保护门”,如图所示,“保护门”可有效防止儿童将手指插入插孔而造成触电事故,同时还可避免灰尘长期沉积而造成插孔内部    (选填“断路”或“短路”)。
5.(2分)如图所示是一种磁悬浮盆栽,盆栽底部装有磁铁,底座内装有电磁铁。当给盆栽浇水后为了保持盆栽与底座之间的距离不变,解决的办法有    (合理即可)。
6.(2分)如图所示,用一根细线拴着一块橡皮,手拉着细线甩动起来,橡皮绕手做圆周运动。不计空气阻力,请在图中画出橡皮所受力的示意图(O点为橡皮的重心)。
7.(2分)在一个标准大气压下做“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验时,用酒精灯把初温为20℃、质量为0.1kg的水加热至沸腾。如果酒精完全燃烧所释放的热量有40%被水吸收,则需要燃烧    g的酒精。[c水=4.2×103J/(kg ℃),q酒精=3.0×107J/kg]
8.(2分)小明在爷爷服药前仔细阅读了药品说明书,其中“用法用量”上注明“按体重一日220mg/kg”。爷爷的体重是60kg,每粒药的规格是0.2g,如爷爷一日需服药三次,每次服用    粒。
9.(2分)如图所示是工人用滑轮组提升重物的情景。已知动滑轮重为40N,当他用大小为200N的拉力提升重物时,不计绳重和摩擦,则此滑轮组的机械效率为    。
10.(2分)如图所示的电路中,电源电压恒定,R2=10Ω。当S闭合、S1断开时电流表示数变为0.3A;当S、S1都闭合时,电流表示数为0.4A;则10min电流通过电阻R1产生的热量为    焦耳。
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11.(2分)在实验中,常用胶头滴管吸取药液,下列现象中的“吸”字反映的物理知识与其相同的是(  )
A.鲜花的香味“吸”引过来很多蝴蝶
B.磁铁可以“吸”引大头针等铁制品
C.中医理疗拔火罐时,玻璃罐“吸”在皮肤上
D.汽车快速驶过时,尘土会被“吸”向汽车尾部
12.(2分)如图是战国时期就出现的现代冰箱雏形——青铜冰鉴。在冰鉴的两侧放入冰块,中间放入水果,过一会儿就能吃上冰镇水果了。酷暑时,在屋内多放几个冰鉴还能有效地降温避暑。关于青铜冰鉴,下列说法正确的是(  )
A.因为冰块的温度低于0℃,所以不具有内能
B.冰块熔化过程中温度不变,内能不变
C.青铜冰鉴降温利用了熔化吸热
D.冰镇水果是通过做功的方式减小水果内能
13.(2分)第22届卡塔尔世界杯,阿根廷最终在点球大战中战胜法国,捧起大力神杯。如图所示,在点球中有一种点球因球的运动轨迹类似于勺子,故被称为“勺子点球”。下列说法中正确的是(  )
A.足球离开人脚后还能继续在空中运动,是因为受到惯性力的作用
B.足球到达空中最高点时,其动能为零
C.足球开始上升和随后下落,在同一高度时,前者速度大于后者速度
D.足球从离开地面到落地过程中机械能守恒
14.(2分)正月十五是我国传统节日元宵节.这一天人们不仅要食用传统食物元宵,还要打灯笼、猜灯
谜,因此这一天也被称为灯节,如图所示,挂在绳子下端的灯笼处于静止状态,下列有关分析正确的是(  )
A.灯笼受到的重力和绳子对灯笼的拉力是一对平衡力
B.灯笼受到的重力和灯笼对绳子的拉力是一对相互作用力
C.若绳子断的瞬间,灯笼所受外力全部消失,灯笼将匀速竖直下落
D.灯笼对绳子的拉力和绳子对灯笼的拉力作用点相同
15.(2分)小明在网上买了一个计算自行车骑行速度的码表,包括表盘和计数装置两部分,它的计数装置主要由安装在前轮辐条上的磁铁和前叉上的感应线圈组成(如图)。车轮转动时,感应线圈便可捕捉到磁铁通过从而产生电流,记录相应信息。这种码表的工作原理是(  )
A.磁极间的相互作用 B.电流的磁效应
C.电磁感应现象 D.磁场对通电导线的作用
16.(2分)“一盔一带 安全常在”,小佳想制作一款智能头盔,只有戴上头盔扣上卡扣后,头盔上的信号发射器才能发出信号,当电动车上的信号接收器(S1)接收到信号,再转动电动车钥匙(S2),车才能正常启动,下列电路中符合要求的是(  )
A.
B.
C.
D.
17.(2分)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关S,在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片P从右端向左移动的过程中(  )
A.定值电阻R与滑动变阻器并联
B.电流表A的示数变大,电压表V2的示数变大
C.电压表V1的示数与电流表的示数之比不变
D.电压表V2的示数与电流表的示数之积变大
三、实验题(第18小题4分,第19小题4分,第20小题8分,共16分)
18.(4分)小思同学在进行“探究凸透镜成像规律”的实验,已知凸透镜的焦距为10cm。
实验序号 物距/cm 像的大小 像的正倒 光屏到凸透镜的距离/cm
1 40 缩小 倒立 13.3
2 30 缩小 倒立 15
3 20 等大 倒立 20
4 15 放大 倒立 30
5 10 光屏上没有像
6 8 光屏上没有像
(1)实验中各器材的摆放位置如图所示,要探究物距大于二倍焦距时的成像特点,可保持凸透镜的位置不变,将蜡烛移至光具座    cm刻度线的左侧区域,再移动光屏找到清晰的像。
(2)小思将自己观测到的实验数据和现象记录在上表中。
①分析1、2、3次数据可知,物距大于二倍焦距时,光屏上成倒立、缩小的像;
②分析1、2、3、4次数据可知,随着物距的减小,光屏上像的大小逐渐变    。
(3)在光具座足够长的情况下,第5、6次实验中小思无论怎样移动光屏上都得不到烛焰的像,于是他马上得出:物距等于或小于焦距时,凸透镜不能成像。这个得出结论的过程并不严谨,他应该增加的一步操作是:   。
19.(4分)如图所示是小明“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验,实验中用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、一块长木板和一条毛巾。
(1)如图甲所示,小明把木块平放在长木板上,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块,此时弹簧测力计的示数为4.2N,即木块所受滑动摩擦力为4.2N。
(2)完成图乙实验后,弹簧测力计的示数为4.5N,分析比较甲、乙两次实验数据可以初步得出结论,滑动摩擦力的大小与    有关。
(3)完成甲、乙两次实验后,在进行图丙实验时,小明发现弹簧测力计的示数达到最大值时仍没有拉动木块,为了用现有的器材继续顺利完成实验,可采取的措施是:   。
20.(8分)小轩和小旭在探究“电流与电阻的关系”时,所用的学生电源电压为6V,电流表、电压表、开关、滑动变阻器(规格为“50Ω,1A”)各一个,定值电阻五个(阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω),导线若干。
(1)请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,其接入电路的电阻变大。
(2)连接好电路,用5Ω的定值电阻完成实验后,先断开开关,将5Ω的定值电阻换成10Ω的,再闭合开关,此时应    ,这一过程中眼睛要一直观察    表示数的变化。
(3)图乙是他们根据实验数据画出的定值电阻的I﹣R图像,由图像可知,当导体两端的电压保持不变时,通过导体的电流与导体的电阻成    ;不同定值电阻两端保持不变的电压值为    V。
四、计算与推导题(第21小题5分,第22小题7分,第23小题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程)
21.(5分)当前高速公路收费站广泛采用ETC收费系统,它是对过往车辆无需停车即能实现收费的电子系统。如图是某高速公路入口处的ETC通道示意图,现有一辆总质量为m=1500kg的汽车,在进入ETC收费岛区域前s1=50m处开始减速,经t1=4s后运动至ETC收费岛,即图中阴影区域的左边界,再经t2=6s匀速通过ETC收费岛,其长s2=36m,车长忽略不计,g取10N/kg。
(1)求汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度;
(2)若汽车在ETC收费岛匀速行驶时所受阻力为汽车总重力的0.2倍,求汽车通过ETC收费岛过程中牵引力所做的功和功率。
22.(7分)如图甲是定值电阻R0和标有“6V 6W”灯泡L的信息图像。将它们接入图乙所示的电路,其中电源电压不变,滑动变阻器R最大阻值为8Ω,当只闭合开关S、S1,滑片P位于R最右端时灯泡L的实际功率为1W。求:
(1)灯泡正常发光时的电阻;
(2)电源电压;
(3)当只闭合开关S、S2,电路消耗的最小电功率。
23.(8分)在底面积为400cm2的薄壁柱形容器内装适量的水,将其放在水平桌面上,把体积为2.2×10﹣3m3、重为6N的木块A放入水中后,在其上方放一个小球B,待静止时小球B恰好浸没在水中,如图甲所示。已知小球B的体积为1×10﹣3m3(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)小球B受到的浮力;
(2)小球B对木块A的压力;
(3)若将小球B放入水中,如图乙所示,小球B沉底,木块A漂浮,则相比图甲水对容器底部的压强变化了多少?
2023年安徽省中考物理模拟试卷(乾卷)
参考答案与试题解析
一、填空题(每小题2分,共20分)
1.【分析】声音的大小叫响度,响度与发声体的振幅和距离声源的远近有关。
【解答】解:燃放烟花时,距离燃放点远近不同的人们听到声音的响度不同。
故答案为:响度。
2.【分析】物质由液态变为固态叫做凝固。
【解答】解:在吃牛油火锅时,将冰球的部分浸到火锅里面,片刻后拿起,会发现冰球表面有一层厚厚的油脂,这是因为冰球的温度远低于火锅里面牛油的温度,冰球吸收热量,因此液态的牛油在冰球表面发生了凝固现象,变为了固态。
故答案为:凝固。
3.【分析】光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的;平面镜成等大的虚像。
【解答】解:花映在平静湖水里的“倒影”属于平面镜成像,平面镜成等大的虚像。
故答案为:虚像。
4.【分析】处处连通的电路为通路;某处断开的电路为断路;电源短路是指电源两极不经过用电器直接连通的电路。
【解答】解:灰尘长期沉积会造成插座内部短路,从而烧坏插座,“保护门”可以有效的防止这一安全隐患。
故答案为:短路。
5.【分析】电磁铁的磁性强弱与电流的大小、线圈的匝数有关。
【解答】解:当给盆栽浇水后为了保持盆栽与底座之间的距离不变,可以增强电磁铁的磁性,解决的办法有:增大电磁铁中的电流。
故答案为:增大电磁铁中的电流。
6.【分析】(1)掌握力的示意图的画法:将力的大小、方向、作用点表示在图上;
(2)对橡皮进行受力分析,做出力的示意图。
【解答】解:细线拉着橡皮绕手做圆周运动,此时橡皮受重力和细线的拉力,重力方向竖直向下,拉力方向沿细线指向手,如图所示:
7.【分析】知道水的质量、比热容、初温和末温(一个标准大气压下水的沸点为100℃),根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量;
根据η=求出酒精完全燃烧释放的热量,再利用Q放=mq求出需要燃烧酒精的质量。
【解答】解:由题意可知,水的质量0.1kg,一个标准大气压下水的沸点为100℃,即水的沸点为100℃,
水吸收的热量:
Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×0.1kg×(100℃﹣20℃)=3.36×104J;
由η=可得,酒精完全燃烧释放的热量:
Q放===8.4×104J,
由Q放=mq可得,需要燃烧酒精的质量:
m酒精===2.8×10﹣3kg=2.8g。
故答案为:2.8。
8.【分析】1kg=103g=106mg,据此分析解答。
【解答】解:已知爷爷的体重是60kg,按一日220mg/kg服药,他一天需服药的质量为m=60kg×220mg/kg=13200mg;
又因为每粒药的规格是0.2g=200mg,所以他一天需服药的粒数为n=;
又一日服药三次,则每次服用22粒;
故答案为:22。
9.【分析】由图可知,动滑轮上绳子的股数n=2,不计绳重和摩擦,由F=(G+G动)可知所提升重物的重力,根据η====得出滑轮组的机械效率。
【解答】解:由图可知,动滑轮上绳子的股数n=2,
不计绳重和摩擦,由F=(G+G动)可知,所提升重物的重力为G=nF﹣G动=2×200N﹣40N=360N,
则滑轮组的机械效率为η=====×100%=90%。
故答案为:90%。
10.【分析】由图可知,当S闭合、S1断开时,只有R1工作,当S、S1都闭合时,R1、R2并联;根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流;根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出R1两端的电压,根据Q=W=UIt求出10min电流通过电阻R1产生的热量。
【解答】解:由图可知,当S闭合、S1断开时,只有R1工作,电流表测量通过R1的电流;当S、S1都闭合时,R1、R2并联,电流表测量干路电流;
根据并联电路的电流特点可知,通过R2的电流I2=I﹣I1=0.4A﹣0.3A=0.1A,
由I=可知,R2两端的电压:U2=I2R2=0.1A×10Ω=1V,
根据并联电路的电压特点可知,R1两端的电压:U1=U2=1V,
10min电流通过电阻R1产生的热量:Q=W=U1I1t=1V×0.3A×10×60s=180J。
故答案为:180。
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11.【分析】(1)分子都在不停地做无规则运动;
(2)磁铁的性质:磁铁具有磁性,它能吸引铁、钴、镍等;
(3)由于大气有重力且具有流动性,故大气会对地球表面的物体产生压强;大气压在生活中有很广泛的应用,如:吸饮料、钢笔吸墨水、吸盘式挂钩等等;
(4)在流体中,流速越大的位置压强越小。
【解答】解:用胶头滴管吸取化学药液,要先把滴管橡胶内的空气挤出,在外界大气压的作用下,药液就被压进滴管里;
A.鲜花的香味“吸”引过来很多蝴蝶,说明分子都在不停地做无规则运动,与大气压无关,故A错误;
B.磁铁具有磁性,它能吸引钉子、大头针等铁制品,不是大气压引起的,故B错误;
C.拔火罐时,先把酒精在罐内烧一下,罐内空气受热排出,此时迅速把罐扣在皮肤上,使罐内气体温度升高,等到罐内的空气冷却后压强降低,小于外面的大气压,外面的大气压就将罐紧紧地压在皮肤上,所以这是由于大气压引起的,故C正确;
D.汽车驶过的地方空气流动速度大,压强小,其它地方的空气流速小压强大,灰尘受到的压强差不同,压力差不同,所以路旁扬起的灰尘会被吸向汽车,不是利用大气压,故D错误。
故选:C。
12.【分析】(1)一切物体在任何情况下都有内能;
(2)晶体熔化过程要不断吸热,温度保持不变;
(3)物质由固态变为液态的过程叫做熔化,熔化过程要不断吸收热量;
(4)做功和热传递都可以改变物体的内能。
【解答】解:A、一切物体在任何情况下都有内能,所以低于0℃的冰块也具有内能,故A错误;
B、冰块熔化过程中要不断吸热,内能增加,但是温度保持不变,故B错误;
C、青铜冰鉴内的冰在熔化过程中不断从空气中吸热热量,使屋内的温度下降,达到降温避暑的效果,故C正确;
D、冰从水果中吸收热量,使水果的内能减少,温度降低,这是通过热传递的方式减小水果的内能,故D错误。
故选:C。
13.【分析】(1)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质叫做惯性;
(2)动能与物体的质量和运动速度有关,质量越大,速度越快,动能就越大;重力势能与物体的质量和高度有关,质量越大,高度越高,重力势能就越大;机械能为动能和势能的和;物体克服摩擦做功,机械能转化为内能。
【解答】解:
A、足球原来是运动的,足球离开脚后由于惯性,仍保持原来的运动状态,还能继续运动,惯性是一种性质,不能说受到惯性力,故A错误;
B、足球到达空中最高点时,质量不变,水平方向上有一定的速度,其动能不为零,故B错误;
C、足球开始上升和随后下落,在同一高度时,质量不变,重力势能相同,由于足球克服空气阻力做功,一部分机械能转化为内能,足球在运动过程中机械能逐渐减小,所以上升时的动能大于下落时的动能,则前者速度大于后者速度,故C正确;
D、足球从离开地面到落地过程中,足球克服阻力做功,机械能转化为内能,机械能不守恒,故D错误。
故选:C。
14.【分析】(1)平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上;
(2)(4)相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上;
(3)根据牛顿第一定律可知,当物体不受外力作用时,物体将保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解:AB、灯笼受到的重力和绳子对灯笼的拉力大小相等,方向相反,作用在同一个物体上,且作用在同一直线上,所以是一对平衡力,故A正确、B错误;
C、若绳子断的瞬间,灯笼所受外力全部消失,根据牛顿第一定律可知,灯笼保持静止状态,故C错误;
D、灯笼对绳子的拉力作用点在绳子上,绳子对灯笼的拉力作用点在灯笼上,二力作用点不相同,故D错误。
故选:A。
15.【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中有感应电流产生,这是电磁感应现象。
【解答】解:计算自行车骑行速度的码表,主要由安装于前轮辐条上的磁铁和前叉上的感应线圈组成。车轮旋转时,线圈在磁场中做切割磁感线运动,线圈中会产生感应电流,线圈便可以捕捉到磁铁通过时带来的信息,所以其工作原理是电磁感应现象。
故选:C。
16.【分析】根据电动车启动的条件分析两个开关与电动机的连接方式。
【解答】解:根据题意可知,当电动车上的信号接收器(S1)接收到信号,再转动电动车钥匙(S2),车才能正常启动,这说明两个开关相互影响,是串联在一起的,一起控制电动机,故A正确、BCD错误。
故选:A。
17.【分析】由电路图可知,闭合开关,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表V1测滑动变阻器两端的电压,电压表V2测电源两端的电压,电流表测电路中的电流;
根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R两端的电压变化,进而判断出电压表V1的示数与电流表的示数之比以及电压表V2的示数与电流表的示数之积的变化。
【解答】解:由电路图可知,闭合开关,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表V1测滑动变阻器两端的电压,电压表V2测电源两端的电压,电流表测电路中的电流,故A错误;
由于电源电压不变,所以电压表V2示数不变;
闭合开关S,将滑动变阻器滑片P从右端向左移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,在电源电压不变时,根据I=可知电路中的电流变大,电流表示数变大,故B错误;
根据U=IR可知定值电阻R两端的电压变大,根据串联电路的电压规律可知滑动变阻器两端的电压变小,电压表V1示数变小;
由于电压表V1的示数变小,电流表A的示数变大,则电压表V1的示数与电流表A的示数之比变小,故C错误;
由于电压表V2的示数不变,电流表A的示数变大,则电压表V2的示数与电流表A的示数之积变大,故D正确。
故选:D。
三、实验题(第18小题4分,第19小题4分,第20小题8分,共16分)
18.【分析】(1)根据u=v=2f,成倒立等大的实像,据此确定凸透镜的焦距;
(2)②根据凸透镜成实像时,物近像远像变大分析回答;
(3)物距等于焦距时,凸透镜不能成像;物距小于焦距时,成正立放大的虚像,物像同侧。
【解答】解:(1)由表中数据可知,当u=v=20cm时,成倒立等大的实像,故该凸透镜的焦距为f=10cm;要探究物距大于二倍焦距时的成像特点,即物距u>20cm,可保持凸透镜的位置不变,将蜡烛移至光具座30.0cm刻度线的左侧区域,再移动光屏找到清晰的像;
(2)②分析1、2、3、4次数据可知,随着物距的减小,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大可知,光屏上像的大小逐渐变大;
(3)物距等于焦距时,凸透镜不能成像;物距小于焦距时,成正立放大的虚像,物像同侧,故他应该增加的一步操作是:取下光屏,从光屏一侧透过透镜看能否观察到烛焰的像。
故答案为:(1)30.0;(2)②大;(3)取下光屏,从光屏一侧透过透镜看能否观察到烛焰的像。
19.【分析】(1)根据二力平衡的条件分析;
(2)(3)影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,据此分析回答。
【解答】解:(2)完成图乙实验后,弹簧测力计的示数为4.5N,分析比较甲、乙两次实验数据可以初步得出结论,滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
(3)完成甲、乙两次实验后,在进行图丙实验时,小明发现弹簧测力计的示数达到最大值时仍没有拉动木块,可知丙中滑动摩擦力过大,为了用现有的器材继续顺利完成实验,要减小滑动摩擦力;根据影响滑动摩擦力大小的因素,在接触面粗糙程度不变的条件,可减小压力大小,故可采取的措施是:拿掉砝码,在毛巾表面上测出木块所受滑动摩擦力的大小,然后与图甲实验进行比较。
故答案为:(2)压力大小;
(3)拿掉砝码,在毛巾表面上测出木块所受滑动摩擦力的大小,然后与图甲实验进行比较。
20.【分析】(1)要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,其接入电路的电阻变大确定变阻器的连接;
(2)根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向;
(3)由图乙得出电阻的电流与电阻之积为一定值分析。
【解答】解:(1)要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,其接入电路的电阻变大,故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻器阻,如下所示:
(2)根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数不变,这一过程中眼睛要一直观察电压表示数的变化;
(3)由图乙知,电阻的电流与电阻之积为:
UV=IR=0.5A×5Ω=……=0.1A×25Ω=2.5V
电流与电阻之积为一定值,得出的结论是:在电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比。
不同定值电阻两端保持不变的电压值为 2.5V。
故答案为:(1);
(2)将滑动变阻器的滑片P向右移动;电压;
(3)反比;2.5。
四、计算与推导题(第21小题5分,第22小题7分,第23小题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程)
21.【分析】(1)根据v=求出全过程的平均速度;
(2)根据G=mg求汽车的总重力,根据汽车在ETC收费岛匀速行驶时所受阻力为汽车总重力的0.2倍求出汽车受到的阻力,根据二力平衡条件求出汽车的牵引力,利用W=Fs求汽车通过ETC收费岛过程中牵引力所做的功;利用P=求做功的功率。
【解答】解:(1)汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度:v====8.6m/s;
(2)汽车的总重力:G=mg=1500kg×10N/kg=15000N,
汽车在收费岛匀速行驶时,处于平衡状态,
由二力平衡条件可知,汽车受到的牵引力:F=f=0.2G=0.2×15000N=3000N,
汽车牵引力所做的功:W=Fs2=3000N×36m=1.08×105J;
汽车牵引力做功的功率:P===1.8×104W。
答:(1)汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度为8.6m/s;
(2)汽车通过ETC收费岛过程中牵引力所做的功为1.08×105J,功率为1.8×104W。
22.【分析】(1)根据P=得灯泡正常发光时的电阻;
(2)当只闭合开关S、S1,滑片P位于R最右端时,灯泡L与R最大值串联,
灯泡L的实际功率为1W,根据P=UI,结由图甲可得灯泡两端的电压合通过灯泡的电流;因串联电路中各处的电流相等,根据欧姆定律可知滑动变阻器两端的电压;因串联电路中总电压等于各分电压之和,据此得出电源的电压;
(3)当S、S2闭合时,R0与R串联,滑片移到最右端时,电路的总电阻最大,电源电压不变,根据P=可知电路的总功率最小。
由图甲可知,U0=2V时,通过的电流I0=0.2A,根据欧姆定律得出R0的阻值,根据电阻串联的特点得出电路的最大电阻,根据P=得出电路的最小功率。
【解答】解:
(1)根据P=得灯泡正常发光时的电阻为RL===6Ω;
(2)当只闭合开关S、S1,滑片P位于R最右端时,灯泡L与R最大值串联,
灯泡L的实际功率为1W,由图甲可得,灯泡两端的电压UL=2V,通过的电流IL=0.5A时符合,因串联电路中各处的电流相等,所以,滑动变阻器两端的电压UR=IRR=ILR=0.5A×8Ω=4V;
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压:U=UL+UR=2V+4V=6V;
(3)当S、S2闭合时,R0与R串联,滑片移到最右端时,电路的总电阻最大,
电路的总功率最小。
由图甲可知,U0=2V时,通过的电流I0=0.2A,由得R0的阻值R0===10Ω;
电路的最大电阻为:R总=R0+R=10Ω+8Ω=18Ω,则电路的最小功率为Pmin===2W。
答:(1)灯泡正常发光时的电阻为6Ω;
(2)电源电压为6V;
(3)当只闭合开关S、S2,电路消耗的最小电功率为2W。
23.【分析】(1)浸没在水中,排开水的体积等于其自身体积,根据F浮=ρ水gV排计算B受到的浮力;(2)根据F浮=ρ水gV排计算木块A受到的浮力;
根据F浮总=F浮A+F浮B算出AB整体受到的浮力,根据AB整体处于漂浮状态时浮力与重力的关系算出B的重力,对B受力分析根据F浮B+F支=GB算出B受到的支持力,由相互作用力算出球体B对木块A的压力;
(3)B放入水中后,A漂浮,有一部分体积露出水面,造成液面下降,根据A漂浮,利用F浮=G,求出A排开水的体积,然后可知液面下降的高度,进而求出此时容器内水的深度,再利用p=ρ水gh即可求出水对容器底部的压强变化量。
【解答】解:(1)球体B浸没时受到的浮力为:
F浮B=ρ水gV排B=1×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=10N;
(2)木块A浸没时受到的浮力为:
F浮A=ρ水gV排A=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.2×10﹣3m3=22N;
AB整体受到的浮力为:F浮总=F浮A+F浮B=22N+10N=32N,
AB整体处于漂浮状态,浮力等于重力,即GA+GB=F浮总=32N,
因为A重6N,
所以GB=F浮总﹣GA=32N﹣6N=26N,
球体B受竖直向下的重力GB、竖直向上的浮力F浮B以及竖直向上的支持力F支;
球体B处于静止状态,故F浮B+F支=GB;
则B受到的支持力:F支=GB﹣F浮B=26N﹣10N=16N;
因为B对A的压力和A对B的支持力是一对相互作用力,大小相等,
故球体B对木块A的压力为16N;
(3)B放入水中后,A漂浮,有一部分体积露出水面,造成液面下降,
A漂浮,则F浮A=GA,
结合阿基米德原理可得:ρ水gVA排=GA,
则此时A排开水的体积:
VA排===6×10﹣4m3。
B放入水中后,水面下降的高度:
Δh====0.04m,
水对容器底部压强变化量:
Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa。
答:(1)小球B受到的浮力为10N;
(2)小球B对木块A的压力为16N;
(3)若将小球B放入水中,如图乙所示,小球B沉底,木块A漂浮,则相比图甲水对容器底部的压强变化了400Pa。
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