2023年中考物理模拟考试题
(全卷共四个大题 满分80分 与化学共120分钟)
(全卷取g=10N/kg,水的密度)
一、选择题(本题共8个小题,每小题3分,共24分,每小题只有一个选项符合题意。)
1. 下列物理数据最接近实际的是( )
A. 一枚鸡蛋受到的重力约为0.5N
B. 成年人站立时对水平地面压强约为
C. 在空气中的声速约为
D. 普通家用电冰箱正常工作时电流约10A
2. 11月8日晚,2022年第二次月全食上演,在全食阶段,还上演了月掩天王星的罕见天象,如图情景中与“月全食”形成原理相同的是( )
A. 红墙上竹影 B. 渝中半岛的倒影
C. 雨后彩虹 D. 反光镜中的解放碑
3. 重庆人酷爱火锅,下列有关加热火锅时出现的各种现象说法正确的是( )
A. 火锅沸腾后,适当把火调小可降低汤汁的沸点
B. 汤汁烫嘴,主要原因是汤汁含有较多的热量
C. 火锅上方的“白气”是水蒸气液化吸热形成的
D. 闻到火锅的香味是因为分子在永不停息地做无规则热运动
4. 如图所示现象中涉及的物理知识正确的是( )
A. 图甲中两个物体一定带异种电荷
B. 图乙中设备工作时把电能转化为机械能
C. 图丙中原理可以制作电扇
D. 图丁中人站在干燥的木凳上同时接触火线和零线,不会触电
5. 近年来,中国科技成就让世人瞩目,探月“嫦娥”、入海“蛟龙”、中国高铁、“天舟一号”、国产大飞机C919等一大批对国民经济和社会发展有重大影响的标志性成果不断涌现。下列说法中正确的是( )
A. 高铁因为速度快所以惯性大
B. 国产大飞机减速下降时,其机械能守恒
C. 绕月飞行的“嫦娥”探测器,运动状态不断发生变化
D. “天舟一号”发射上升的过程中,受平衡力的作用
6. 如图甲所示是一种烟雾报警器的电路图,开关S处于闭合状态,R0是定值电阻,R为光敏电阻,光照强度与阻值关系如图乙所示。烟雾浓度增大时射向R的光被遮挡,R受到的光照变弱。当烟雾浓度增大时,下列判断正确的是( )
A. 电压表的示数不变
B. 电流表的示数变大
C. 电压表与电流表的示数之比变小
D. 电压表示数变化与电流表示数变化之比不变
7. 如图甲,盛有水的柱形容器放置在水平桌面上,木块用细线固定在容器底部且浸没,细线对木块的拉力为4N。将细线剪断,木块最终漂浮且有的体积露出水面,如图乙。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两图中,水对容器底部的压强大小相等
B. 木块密度为0.4g/cm3
C. 乙图中容器对桌面的压力小于甲图
D. 乙图中水对容器底的压力比甲图小4N
8. 如图甲所示的电路中,电源电压恒定,灯泡上标有“4V 2W”的字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,量程为0~3V。闭合开关在保证电路安全的情况下,滑动变阻器接入电路的最大阻值只能调到其总电阻的,最大范围内调节滑片,得到其中一个电压表与电流表示数的关系如图乙。下列说法正确的是( )
A. 灯泡正常发光的电阻为4Ω
B. 调节滑片过程中,电压表的变化范围是2~4V
C. 某一状态时,灯泡与滑动变阻器的功率之比为a,则
D. 灯泡正常工作10s,滑动变阻器消耗的电能为100J
二、填空作图题(本题共6个小题,第14小题作图2分,其余每空1分,共12分。)
9. 伽利略通过实验分析得出:物体的运动______(选填“需要”和“不需要”)力来维持。古筝是中华民族古老的民族乐器,演奏时拨动琴弦的力度越大,琴弦发声的______就越大(选填“音调”、“音色”或“响度”)。
10. 如图甲所示,是今年2月23日在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭搭载着中星26号卫星加速升空的情景。若以火箭为参照物,中星26号卫星是______(选填“运动”或“静止”)的。如图乙所示装置,当向塑料管B中用力吹气时,细管A中液面将会______(选填“上升”或“下降”)。
11. 为了有效利用资源、减少大气污染,可对锯末、稻壳和秸秆…进行回收加工制成木炭。完全燃烧2.8kg这种木炭可放出________J的热量,若这些热量完全被水吸收,能使质量为500kg、初温为24℃的水温度升高________°C。(这种木炭的热值q=3.0×107J/kg,水的比热容c=4.2×103J/(kg·°C),当地气压为1个标准大气压)
12. 如图所示,工人用滑轮组匀速提升重720N的货物A,所用的拉力F为400N,货物10s内匀速上升了3m。不计绳重和摩擦,在此过程中,拉力做功的功率是______W,滑轮组的机械效率是______%。
13. 如图甲所示,将圆柱形水杯M竖直放置在具有一定高度的薄壁圆柱形容器中,容器自重为4N且装有一定量的水。M具有一定厚度,其质量为100g,外底面积为100cm2,高为10cm。现逐渐向M中加水,M外底到容器底部的距离h与加入水的质量m的关系如图乙所示,加水过程中M始终保持竖直,且不计杯壁上所沾的水。则最初未加水时,M所受浮力为__________N,当加水质量为m1时,容器对水平桌面的压强为__________Pa。
14. 如图所示,入射光线与水面成30°角斜射入水中,请画出大致的折射光线。
15. 请用笔画线代替导线,将图中开关和灯正确接入家庭电路中。
三、实验探究题(本题共3小题,15小题6分,16小题8分,17小题8分,共22分。)
16. 用图甲的装置“探究松香熔化时温度变化规律”,用图示的方法读取温度计的示数是温度______(选填“正确”或“错误”)的。实验中某时刻温度计示数如图乙是______℃;根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图丙,可知松香是______(选填“晶体”或“非晶体”)。
17. 如图所示,是用蜡烛、凸透镜和光具座等器材“探究凸透镜成像规律”的实验情景。一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜折射后,在光屏上形成了一个最小最亮的光斑,该凸透镜的焦距是______cm。如图乙所示的光屏上能观察到一个倒立、______(选填“放大”“等大”或“缩小”)的清晰的像,______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像规律工作的。
18. 物理兴趣小组利用以下器材测量小灯泡额定功率:利用一个电压可调的稳压电源(电源电压调为6V)、小灯泡(标有2.5V字样)、滑动变阻器(标有“60Ω 2A”字样)、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)在实验前检查仪器时,发现电流表的指针如图乙所示,则接下来的操作是______;
(2)请用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向左移动,灯泡变亮_____;
(3)正确连接电路后,闭合开关,他们发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表无示数,你认为造成这一现象的原因可能是______(选填字母);
A.电流表断路 B.小灯泡短路 C.小灯泡灯丝断了 D.滑动变阻器短路
(4)排除故障后,滑动滑片直到小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是______W;
(5)接下来他们继续探究“电流与电阻的关系”。找来阻值为5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各1个,拆去小灯泡,把4个定值电阻按由小到大的顺序依次接入电路中,移动滑动变阻器的滑片P,得到电流与电阻的示数如下表格,每次实验保持不变的电压是______V。在将第2次实验的定值电阻10Ω换成15Ω完成第3次实验时,未移动滑片的位置,闭合开关后,应将滑片P适当向______(选填“左”或“右”)移动,电压表的指针才能回到原来所指的位置;
次数 1 2 3 4
定值电阻/Ω 5 10 15 30
电流表示数/A 0.3 0.15 0.1
根据前3次实验数据,可以初步得出的结论是:______;
(6)继续完成上面第4次实验,接入30Ω后,移动滑片P无法测出符合要求的实验数据。同组的壮壮想到一种解决方案:将电压表示数调到3V,读出此时的电流I,然后将记入数据记录表格,壮壮的方案______(选填“可行”或“不可行”)。
19. 小开要探究“影响浮力大小的因素”,图是他的实验过程。
(1)图B中,物体受到的浮力为___________N:由A、B、C三图可知,浮力大小与___________有关;由A、___________三图可知,浮力大小与浸没深度无关;
(2)由A、D、E三图可知,浮力大小与___________有关;还可以算出盐水的密度为___________g/cm3;
(3)小开受上面实验的启发,制作了一个测质量的装置,如图甲。刻度标在底面积为100cm2透明薄壁柱形容器外壁,先加水至“0g”刻线处,再将被测物体放入水中漂浮时,水位处对应的刻度值即为被测物体的质量。则“0g”刻线上方1cm处对应的刻度值为___________g;
(4)利用该装置还可测量物体密度:将物体A放入水中,如图乙所示,静止时示数为m1;然后将物体B放在A上方,如图丙所示,静止时示数为m2;最后将物体B放入水中,如图丁所示,静止时示数为m3,则物体B的密度ρB=___________(用m1、m2、m3、ρ水表示);
(5)小南发现该装置测量质量误差较大,为提高准确度,请你提出一条可行的改进方案:___________。
四、论述与计算题(本题共3小题,第18小题6分,第19小题8分,第20题小题8分,共22分。解答应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不能给分。)
20. 为打造健康重庆,倡导绿色出行,重庆北部新区建成了重庆市第一条彩色自行车专用车道,全长4500m,若自行车以5m/s速度在平直的道路上匀速行驶,如图所示,每个自行车车轮与水平地面的接触面积为,骑车人和自行车总重力为800N,请你根据提供的数据计算:求:
(1)行驶过程中,自行车对地面的压强;
(2)自行车匀速行驶时功率为200W,则行驶完车道全程牵引力所做的功。
21. 甲为实心圆柱体,底面积为,高为18cm,质量为540g,乙与甲完全相同。如图所示,甲置于水平地面,将细绳一端系于甲上表面的中央,另一端竖直拉着轻质杠杆的A端;将乙悬挂在杠杆的B端,并放入底面积为的薄壁圆柱形容器M中,现将体积为的水注入容器,此时水的深度为20cm,杠杆在水平位置平衡,已知,求:
(1)圆柱体甲的密度;
(2)圆柱体乙所受到的浮力;
(3)加水后,甲对水平地面压力。
22. 某品牌汽车安装有电加热座椅垫,该座椅垫有“高温”“低温”两个挡位,其电路简化原理图如图甲所示,其中电源电压为60V保持不变,熔断器(电阻忽略不计)的熔断电流为2.5A,高温功率为90W,低温功率为40W。求:
(1)的阻值;
(2)小明把电路原理图改为乙图,也设有两个挡位,但有一个挡位无法正常使用,请通过计算分析原因。
(3)小朋把电路原理图改为丙图,移动R滑片可以连续调节的电功率,使的最小功率与最大功率之比为4:25,滑动变阻器R的最大阻值应为多少?
试题答案解析
(全卷共四个大题 满分80分 与化学共120分钟)
(全卷取g=10N/kg,水的密度)
一、选择题(本题共8个小题,每小题3分,共24分,每小题只有一个选项符合题意。)
1. 下列物理数据最接近实际的是( )
A. 一枚鸡蛋受到的重力约为0.5N
B. 成年人站立时对水平地面压强约为
C. 在空气中的声速约为
D. 普通家用电冰箱正常工作时电流约为10A
【答案】A【解析】A.根据实际可知,一枚鸡蛋的质量为50g,则一枚鸡蛋受到的重力为
故A符合题意;
B.人的体重一般在500N左右,双脚站立时与水平面的接触面积为500cm2即0.05m2,所以成年人站立时对水平地面压强约为
故B不符合题意;
C.在空气中的声速约为340m/s,故C不符合题意;
D.根据实际可知,普通家用电冰箱正常工作时电流约为2A,故D不符合题意。
故选A。
2. 11月8日晚,2022年第二次月全食上演,在全食阶段,还上演了月掩天王星罕见天象,如图情景中与“月全食”形成原理相同的是( )
A. 红墙上的竹影 B. 渝中半岛的倒影
C. 雨后彩虹 D. 反光镜中的解放碑
【答案】A
【解析】
【详解】“月全食”是由于光的直线传播而形成的;
A.红墙上的竹影,是由于太阳光的直线传播,光线照在竹子上,在竹子后面形成影子,故A符合题意;
B.渝中半岛的倒影,是半岛的景象在水中成像,这是光的反射现象,故B不符合题意;
C.雨后彩虹,是由于雨后光线在传播时通过水滴发生折射形成的,属于光的色散现象,故C不符合题意;
D.反光镜中的解放碑,是凸面镜成像,属于光的反射现象,故D不符合题意。
故选A。
3. 重庆人酷爱火锅,下列有关加热火锅时出现的各种现象说法正确的是( )
A. 火锅沸腾后,适当把火调小可降低汤汁的沸点
B. 汤汁烫嘴,主要原因是汤汁含有较多的热量
C. 火锅上方“白气”是水蒸气液化吸热形成的
D. 闻到火锅的香味是因为分子在永不停息地做无规则热运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.沸点与气压有关,火锅沸腾后,适当把火调小,气压不变,不能改变汤汁的沸点,故A错误;
B.热量是过程量,不能表达为含有热量,故B错误;
C.火锅上方的“白气”是水蒸气放热液化形成的水珠,故C错误;
D.闻到火锅的香味是因为分子在永不停息地做无规则热运动,是扩散现象,故D正确。
故选D。
4. 如图所示现象中涉及的物理知识正确的是( )
A. 图甲中两个物体一定带异种电荷
B. 图乙中设备工作时把电能转化为机械能
C. 图丙中原理可以制作电扇
D. 图丁中人站在干燥木凳上同时接触火线和零线,不会触电
【答案】B
【解析】
【详解】A.由异种电荷相互吸引,带电体能吸引不带电的轻小物体可知,图甲中两个物体可能带异种电荷或者一个带电一个不带电,故A错误;
B.图乙中设备工作时,消耗电能,使线圈运转,把电能转化为机械能,故B正确;
C.图丙中原理说明通电导体的周围存在磁场,可以制作电磁铁,故C错误;
D.图丁中人站在干燥的木凳上同时接触火线和零线,有电流流过人体,人会触电,故D错误。
故选B。
5. 近年来,中国科技成就让世人瞩目,探月“嫦娥”、入海“蛟龙”、中国高铁、“天舟一号”、国产大飞机C919等一大批对国民经济和社会发展有重大影响的标志性成果不断涌现。下列说法中正确的是( )
A. 高铁因为速度快所以惯性大
B. 国产大飞机减速下降时,其机械能守恒
C. 绕月飞行的“嫦娥”探测器,运动状态不断发生变化
D. “天舟一号”发射上升的过程中,受平衡力的作用
【答案】C
【解析】
【详解】A.惯性是物体本身固有的属性,与物体的质量有关,与速度无关,故A错误;
B.国产大飞机减速下降时,质量不变,速度减小,动能减小;质量不变,高度降低,重力势能减小,所以机械能减小,故B错误;
C.绕月飞行的“嫦娥” 运动方向在不断的变化,说明其运动状态不断发生变化,故C正确;
D.“天舟一号”发射上升的过程中,速度不断变大,故受非平衡力的作用,故D错误。
故选C。
6. 如图甲所示是一种烟雾报警器的电路图,开关S处于闭合状态,R0是定值电阻,R为光敏电阻,光照强度与阻值关系如图乙所示。烟雾浓度增大时射向R的光被遮挡,R受到的光照变弱。当烟雾浓度增大时,下列判断正确的是( )
A. 电压表的示数不变
B. 电流表的示数变大
C. 电压表与电流表的示数之比变小
D. 电压表示数变化与电流表示数变化之比不变
【答案】D
【解析】
【详解】由电路图可知,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。
AB.因感光电阻的阻值随光照强度的增大而减小,所以,当烟雾浓度增大时,光照变弱,感光电阻R阻值变大,电路中的总电阻变大,由知道,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;由U=IR知道,R0两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R两端电压变大,即电压表的示数变大,故AB错误;
C.因电压表的示数变大,电流表的示数变小,电压表与电流表的示数之比变大,故C错误;
D.由欧姆定律知道,电压表示数变化与电流表示数变化之比是定值电阻R0的阻值,即保持不变,故D正确。
故选D。
7. 如图甲,盛有水的柱形容器放置在水平桌面上,木块用细线固定在容器底部且浸没,细线对木块的拉力为4N。将细线剪断,木块最终漂浮且有的体积露出水面,如图乙。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两图中,水对容器底部的压强大小相等
B. 木块密度为0.4g/cm3
C. 乙图中容器对桌面的压力小于甲图
D. 乙图中水对容器底的压力比甲图小4N
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙图容器内水的深度小,由可知,甲中水对容器底部的压强大于乙,故A错误;
B.图乙中,木块漂浮,根据
有
则木块的密度
故B错误;
C.将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,容器和容器内的水、木块的总重力不变,对桌面的压力仍等于总重力,故甲图中容器对水面的压力等于乙图中容器对水平桌面的压力,故C错误;
D.图甲中,木块用细线固定在容器底部且浸没,则木块所受浮力
,
图乙中,木块漂浮,则木块所受浮力
因此有
则有
两图中水对容器底的压力差等于图甲和图乙浮力之差
故D正确。
故选D。
8. 如图甲所示的电路中,电源电压恒定,灯泡上标有“4V 2W”的字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,量程为0~3V。闭合开关在保证电路安全的情况下,滑动变阻器接入电路的最大阻值只能调到其总电阻的,最大范围内调节滑片,得到其中一个电压表与电流表示数的关系如图乙。下列说法正确的是( )
A. 灯泡正常发光的电阻为4Ω
B. 调节滑片过程中,电压表的变化范围是2~4V
C. 某一状态时,灯泡与滑动变阻器的功率之比为a,则
D. 灯泡正常工作10s,滑动变阻器消耗的电能为100J
【答案】C
【解析】
【详解】A.由得,灯泡正常发光的电阻为
故A错误;
B.由实物图得,灯泡与滑动变阻器串联,电压表V1测量灯泡电压,电压表V2量滑动变阻器电压,电流表测量电路电流,当变阻器接入电阻中电阻变大,电路电流变小,变阻器电压变大,灯泡电压变小,则图乙中的图像为滑动变阻器的U-I图,由图像得,滑动变阻器的最小电压为2V,此时滑动变阻器接入电路中电阻最小,电路电流最大,由得,灯泡正常发光电流为
电流表的量程为0~0.6A,则电路最大电流为0.5A,此时灯泡正常工作,灯泡电压为3V,电源电压为
V2量程为0~3V,则滑动变阻器最大电压为3V,此时灯泡电压为
则调节滑片过程中,电压表的变化范围是3~4V,故C正确;
C.串联电路中电流相等,由得,变阻器与灯泡电功率之比等于两者电压之比,当滑动变阻器电压最大为3V时,灯泡电压为3V,此时
当滑动变阻器电压最小为2V时,灯泡电压为4V,此时
则
故C正确;
D.灯泡正常工作10s,滑动变阻器消耗的电能为
故D错误。
故选C。
二、填空作图题(本题共6个小题,第14小题作图2分,其余每空1分,共12分。)
9. 伽利略通过实验分析得出:物体的运动______(选填“需要”和“不需要”)力来维持。古筝是中华民族古老的民族乐器,演奏时拨动琴弦的力度越大,琴弦发声的______就越大(选填“音调”、“音色”或“响度”)。
【答案】 ①. 不需要 ②. 响度
【解析】
【详解】[1]一切的物体都有惯性,物体的运动不需要力来维持。
[2]演奏时拨动琴弦的力度越大,琴弦振动幅度越大,发声的响度就越大。
10. 如图甲所示,是今年2月23日在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭搭载着中星26号卫星加速升空的情景。若以火箭为参照物,中星26号卫星是______(选填“运动”或“静止”)的。如图乙所示装置,当向塑料管B中用力吹气时,细管A中液面将会______(选填“上升”或“下降”)。
【答案】 ①. 静止 ②. 上升
【解析】
【详解】[1]升空过程中,火箭与中星26号卫星相对静止,若以火箭为参照物,中星26号卫星是静止的。
[2]当向塑料管B中用力吹气时,细管A上空空气流速较快,压强小,在大气压作用下,液面将会上升。
11. 为了有效利用资源、减少大气污染,可对锯末、稻壳和秸秆…进行回收加工制成木炭。完全燃烧2.8kg这种木炭可放出________J的热量,若这些热量完全被水吸收,能使质量为500kg、初温为24℃的水温度升高________°C。(这种木炭的热值q=3.0×107J/kg,水的比热容c=4.2×103J/(kg·°C),当地气压为1个标准大气压)
【答案】 ①. 8.4×107 ②. 40
【解析】
【详解】[1]由热值公式可得,完全燃烧2.8kg这种木炭放出的热量为
[2]由比热容公式可得,水升高的温度为
12. 如图所示,工人用滑轮组匀速提升重720N的货物A,所用的拉力F为400N,货物10s内匀速上升了3m。不计绳重和摩擦,在此过程中,拉力做功的功率是______W,滑轮组的机械效率是______%。
【答案】 ①. 240 ②. 90
【解析】
【详解】[1]由图可知,滑轮组上绳子的根数n=2,因此绳子自由端移动的距离
s=nh=2×3m=6m
拉力做功
W=Fs=400N×6m=2400J
拉力做功的功率
[2]拉动货物所做有用功
W有用=Gh=720N×3m=2160J
滑轮组的机械效率
13. 如图甲所示,将圆柱形水杯M竖直放置在具有一定高度的薄壁圆柱形容器中,容器自重为4N且装有一定量的水。M具有一定厚度,其质量为100g,外底面积为100cm2,高为10cm。现逐渐向M中加水,M外底到容器底部的距离h与加入水的质量m的关系如图乙所示,加水过程中M始终保持竖直,且不计杯壁上所沾的水。则最初未加水时,M所受浮力为__________N,当加水质量为m1时,容器对水平桌面的压强为__________Pa。
【答案】 ①. 1 ②. 2200
【解析】
【详解】[1]由题意和图像可知,最初未加水时,M处于漂浮状态,根据平衡法可知
F浮=G物=m物g=100×10-3kg×10N/kg=1N
[2]由图乙分析可知,开始时M外底到容器底部的距离h为14.5cm,当逐渐向M中加水时,M会逐渐下降,h会逐渐减小;当加水800g后,M内水装满,此时水会进入容器中,由于h又逐渐增加,则可知装满水的水杯M处于漂浮状态;当加水m1后,h不再变化,说明此时容器中的水已加满。综上所述可知,当加水800g后,水杯受到的浮力等于M的重力和加入水的重力,即
F浮=GM+G加水1=(100×10-3kg+800×10-3kg)×10N/kg=9N
根据F浮=ρ液V排g可知,此时排开水的体积
则M浸入的深度为
因M处于漂浮状态,则加水m1后,容器中水的总高度为
h总=h1+11cm=20cm
当加水800g时,增加的浮力等于水的重力,即
F浮增=G加水1=800×10-3kg×10N/kg=8N
根据F浮=ρ液V排g可知,此时增加排开水的体积
M浸入水的高度增加了
容器中水上升的体积,等于增加排开水的体积,即
V排增=(S容-SM)h增
由此可知容器的底面积为
当加水质量为m1时,容器对桌面的压力等于容器的重力与加入水的总重力及M的重;由于水杯漂浮,加入水的总重力与M的重力之和等于其排开水所受到的重力,即容器对桌面的压力
F=G容+G水+G排水=G容+G水总=4N+1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m×2×10-2m2=44N
容器对水平桌面的压强为
14. 如图所示,入射光线与水面成30°角斜射入水中,请画出大致的折射光线。
【答案】
【解析】
【详解】光从空气斜射入水中时,光线会发生偏折,折射角小于入射角,即折射光线靠近法线偏折,如图所示:
15. 请用笔画线代替导线,将图中开关和灯正确接入家庭电路中。
【答案】
【解析】
【详解】灯泡接法:火线进入开关,再进入灯泡顶端的金属点,零线直接接入灯泡的螺旋套,这样在断开开关能切断火线,接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡,又能更安全。如下图所示:
三、实验探究题(本题共3小题,15小题6分,16小题8分,17小题8分,共22分。)
16. 用图甲的装置“探究松香熔化时温度变化规律”,用图示的方法读取温度计的示数是温度______(选填“正确”或“错误”)的。实验中某时刻温度计示数如图乙是______℃;根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图丙,可知松香是______(选填“晶体”或“非晶体”)。
【答案】 ①. 不正确 ②. 73 ③. 非晶体
【解析】
【详解】[1]读数时,视线要与温度计液柱的上表面相平,不能俯视或仰视,所以图示方法错误,若采用这种俯视方法读数时,视线与刻度线相交点的温度高于相平视线与刻度线相交点,因此读数结果会偏大。
[2]由图可知,温度在0℃以上,分度值为l℃,故示数为73℃。
[3]晶体和非晶体最大的区别就在于,晶体有一定的熔点,而非晶体没有一定的熔点;晶体熔化时保持不变的温度;丙图一直发生温度改变、没有熔点,故是非晶体。
17. 如图所示,是用蜡烛、凸透镜和光具座等器材“探究凸透镜成像规律”的实验情景。一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜折射后,在光屏上形成了一个最小最亮的光斑,该凸透镜的焦距是______cm。如图乙所示的光屏上能观察到一个倒立、______(选填“放大”“等大”或“缩小”)的清晰的像,______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像规律工作的。
【答案】 ①. 10.0 ②. 缩小 ③. 照相机
【解析】
【详解】[1]光屏上最小最亮的光斑是焦点,在50.0cm位置上,凸透镜的光心在40.0cm位置,该凸透镜的焦距是
[2][3]由图乙得,像距小于物距,凸透镜成的像是缩小的实像;照相机应用的是凸透镜成倒立缩小的实像。
18. 物理兴趣小组利用以下器材测量小灯泡的额定功率:利用一个电压可调的稳压电源(电源电压调为6V)、小灯泡(标有2.5V字样)、滑动变阻器(标有“60Ω 2A”字样)、电流表、电压表、开关、导线若干。
(1)在实验前检查仪器时,发现电流表的指针如图乙所示,则接下来的操作是______;
(2)请用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向左移动,灯泡变亮_____;
(3)正确连接电路后,闭合开关,他们发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表无示数,你认为造成这一现象的原因可能是______(选填字母);
A.电流表断路 B.小灯泡短路 C.小灯泡灯丝断了 D.滑动变阻器短路
(4)排除故障后,滑动滑片直到小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是______W;
(5)接下来他们继续探究“电流与电阻的关系”。找来阻值为5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值电阻各1个,拆去小灯泡,把4个定值电阻按由小到大的顺序依次接入电路中,移动滑动变阻器的滑片P,得到电流与电阻的示数如下表格,每次实验保持不变的电压是______V。在将第2次实验的定值电阻10Ω换成15Ω完成第3次实验时,未移动滑片的位置,闭合开关后,应将滑片P适当向______(选填“左”或“右”)移动,电压表的指针才能回到原来所指的位置;
次数 1 2 3 4
定值电阻/Ω 5 10 15 30
电流表示数/A 0.3 0.15 0.1
根据前3次实验数据,可以初步得出的结论是:______;
(6)继续完成上面的第4次实验,接入30Ω后,移动滑片P无法测出符合要求的实验数据。同组的壮壮想到一种解决方案:将电压表示数调到3V,读出此时的电流I,然后将记入数据记录表格,壮壮的方案______(选填“可行”或“不可行”)。
【答案】 ①. 对电流表校零 ②. ③. A ④. 0.75 ⑤. 1.5 ⑥. 右 ⑦. 电压不变时,电流与电阻成反比 ⑧. 可行
【解析】
【详解】(1)[1]由图乙得,电流表使用前,指针指向分度盘左边,接下来应该对电流表校零。
(2)[2]滑动变阻器的滑片向左移动,灯泡变亮,说明变阻器与灯泡相互影响,两者串联,且滑片向左移动,变阻器接入电路中电阻变小,滑动变阻器的左下接线柱接入电路中,如图所示:
(3)[3]正确连接电路后,闭合开关,他们发现小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路中没有电流,电路中出现断路,电压表无示数,说明电压表与电源两端断开,则故障是与电压表串联的滑动变阻器或电流表断路,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(4)[4]由图丙得,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,则小灯泡的额定功率是
(5)[5]由表格中数据与欧姆定律得,每次实验保持不变的电压是
[6]在将第2次实验的定值电阻10Ω换成15Ω完成第3次实验时,未移动滑片的位置,闭合开关后,定值电阻两端电压将变大,应将滑片P适当向右滑动,电压表的指针才能回到原来所指的位置。
[7]由表格中数据得,电流与电阻比值不变,可得结论:电压不变时,电流与电阻成反比。
(6)[8]继续完成上面的第4次实验,接入30Ω后,移动滑片P无法测出符合要求的实验数据。当电压表得示数为定值电阻电压保持不变的电压1.5V时,电路中电流为
当将电压表示数调到3V,电路中电流为
即
壮壮的方案是可行的。
19. 小开要探究“影响浮力大小的因素”,图是他的实验过程。
(1)图B中,物体受到的浮力为___________N:由A、B、C三图可知,浮力大小与___________有关;由A、___________三图可知,浮力大小与浸没深度无关;
(2)由A、D、E三图可知,浮力大小与___________有关;还可以算出盐水密度为___________g/cm3;
(3)小开受上面实验的启发,制作了一个测质量的装置,如图甲。刻度标在底面积为100cm2透明薄壁柱形容器外壁,先加水至“0g”刻线处,再将被测物体放入水中漂浮时,水位处对应的刻度值即为被测物体的质量。则“0g”刻线上方1cm处对应的刻度值为___________g;
(4)利用该装置还可测量物体密度:将物体A放入水中,如图乙所示,静止时示数为m1;然后将物体B放在A上方,如图丙所示,静止时示数为m2;最后将物体B放入水中,如图丁所示,静止时示数为m3,则物体B的密度ρB=___________(用m1、m2、m3、ρ水表示);
(5)小南发现该装置测量质量误差较大,为提高准确度,请你提出一条可行的改进方案:___________。
【答案】 ①. 1.4 ②. 排开液体的体积 ③. C、D ④. 液体的密度 ⑤. 1.1 ⑥. 100 ⑦. ⑧. 减小容器的底面积
【解析】
【详解】(1)[1]由图A可知,物体的重力是4N,由图B知道,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.6N,根据称量法知道,此时物体在水中时受到的浮力
[2]由B、C两图知道,液体的密度相同,排开水的体积不同,弹簧测力计的示数不同,浮力也不同,故由A、B、C三图知道,浮力大小与排开液体的体积有关。
[3]要探究浮力大小与浸没深度的关系,需要控制液体的密度相同、排开液体的体积相同,改变深度,故图A、C、D符合题意。
(2)[4]由D、E两图知道,排开液体的体积相同,液体的密度不相同,弹簧测力计的示数不同,浮力也不同,故由A、D、E三图知道,浮力大小与液体的密度有关。
[5]由D图知道,物体受到水的浮力
由E图知道,物体受到盐水的浮力
由以上两式解得
(3)[6]物体放入水中漂浮时,受到的浮力
由 知道,此时“0g”刻线上方1cm处对应的刻度值
(4)[7]由图乙可知,物体A的质量为m1,由图丙可知,物体A和B总质量为m2,则物体B的质量为m2-m1,由图丙可知,物体B的体积为增加的水的体积,即
则物体B的密度为
(5)[8]为了使测量结果更准确,可以减小容器的底面积,测量时液面变化更明显,测量更准确。
四、论述与计算题(本题共3小题,第18小题6分,第19小题8分,第20题小题8分,共22分。解答应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不能给分。)
20. 为打造健康重庆,倡导绿色出行,重庆北部新区建成了重庆市第一条彩色自行车专用车道,全长4500m,若自行车以5m/s的速度在平直的道路上匀速行驶,如图所示,每个自行车车轮与水平地面的接触面积为,骑车人和自行车总重力为800N,请你根据提供的数据计算:求:
(1)行驶过程中,自行车对地面的压强;
(2)自行车匀速行驶时功率为200W,则行驶完车道全程牵引力所做的功。
【答案】(1)4×105Pa;(2)1.8×105J
【解析】
【详解】解:(1)行驶过程中,自行车对地面的压力
自行车对地面的压强
(2)由得,自行车行驶的时间
由得,行驶完车道全程牵引力所做的功
答:(1)行驶过程中,自行车对地面的压强4×105Pa;
(2)自行车匀速行驶时功率为200W,则行驶完车道全程牵引力所做的功1.8×105J。
21. 甲为实心圆柱体,底面积为,高为18cm,质量为540g,乙与甲完全相同。如图所示,甲置于水平地面,将细绳一端系于甲上表面的中央,另一端竖直拉着轻质杠杆的A端;将乙悬挂在杠杆的B端,并放入底面积为的薄壁圆柱形容器M中,现将体积为的水注入容器,此时水的深度为20cm,杠杆在水平位置平衡,已知,求:
(1)圆柱体甲的密度;
(2)圆柱体乙所受到浮力;
(3)加水后,甲对水平地面压力。
【答案】(1);(2)1N;(3)2.7N
【解析】
【详解】解:(1)甲的质量为
甲的体积为
由可得甲的密度
(2)注入水的体积为
由题意知
圆柱体乙所受到的浮力为
(3)由题意知
根据杠杆平衡条件可得加入水前杠杆对A的拉力为
甲对地面的压力为
答:(1)圆柱体甲的密度是;
(2)圆柱体乙所受到的浮力是1N;
(3)加水前后,甲对水平地面压力为2.7N。
22. 某品牌汽车安装有电加热座椅垫,该座椅垫有“高温”“低温”两个挡位,其电路简化原理图如图甲所示,其中电源电压为60V保持不变,熔断器(电阻忽略不计)的熔断电流为2.5A,高温功率为90W,低温功率为40W。求:
(1)的阻值;
(2)小明把电路原理图改为乙图,也设有两个挡位,但有一个挡位无法正常使用,请通过计算分析原因。
(3)小朋把电路原理图改为丙图,移动R滑片可以连续调节的电功率,使的最小功率与最大功率之比为4:25,滑动变阻器R的最大阻值应为多少?
【答案】(1)50Ω;(2)高温挡工作时,熔断器会熔断;(3)75Ω
【解析】
【详解】(1)由图甲知,开关接cd时,电路中只有R2接入电路中,电路中电阻较小,电压一定,由知,此时电路消耗的功率较大,为高温挡,R2的阻值
当开关接bc时,两电阻串联,电路中电阻较大,电压一定,由知,此时电路消耗的功率较小,为低温挡,由串联电路特点和有
即
解得
(2)由图乙知,开关接cd时,两电阻并联,此时电路的电流最大,电功率最大,为高温挡,由并联电路特点和欧姆定律可得,电路中电流
此时电路中电流大于熔断器的熔断电流2.5A,即高温挡工作时,熔断器会熔断,所以高温档无法正常使用。
(3)由丙图可知,滑动变阻器与R1串联,根据,则滑动变阻器为0时,R1功率最大
因为的最小功率与最大功率之比为4:25,所以
小灯泡的最小功率为11.52W时
即
解得U电阻=24V,则滑动变阻器的电压为
U滑=U-U电阻=60V-24V=36V
电路中电流为
则滑动变阻器最大阻值为
答:(1)R1的阻值为50Ω;
(2)高温挡工作时,熔断器会熔断;
(3)滑动变阻器R的最大阻值应为75Ω。