江苏省镇江市2023年中考二模物理试题
一、单选题
1.最早发现电磁感应定律的物理学家是( )
A.法拉第 B.牛顿 C.瓦特 D.安培
【答案】A
【知识点】物理常识
【解析】【解答】最早发现电磁感应定律的物理学家是法拉第,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
【分析】根据相关的科学发展史判断。
2.下列关于声现象的描述,正确的是( )
A.声音在真空中传播速度最快
B.捂上耳朵听到雷声变小,这是在传播过程中减弱噪声
C.“闻其声而知其人”是根据音色来判断的
D.“震耳欲聋”是形容声音的音调高
【答案】C
【知识点】声音的传播条件;音调、响度与音色的区分;防治噪声的途径
【解析】【解答】A.声音在真空中无法传播,故A错误;
B.捂上耳朵听到雷声变小,这是在人耳处减弱噪声,故B错误;
C.“闻其声而知其人”是根据音色来判断的,故C正确;
D.“震耳欲聋”是形容声音的响度大,故D错误。
故选C。
【分析】A.声音的传播需要介质;
B.减弱噪声的方法:在声源处减弱;在传播过程中减弱;在人耳处减弱;
CD.声音的大小叫响度,声音的高低叫音调,声音的特点叫音色。
3.“白露”是“二十四节气”中的第15个节气,“白露”节气到来,路边草木附着一颗颗晶莹剔透的露珠,露形成过程中发生的物态变化是( )
A.液化 B.熔化 C.凝华 D.升华
【答案】A
【知识点】液化及液化放热
【解析】【解答】露珠,是空气中的水蒸气从气态变成液态发生液化现象形成的小水珠,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
【分析】根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称。
4.(2014·镇江)“端午佳节,粽叶飘香”,这现象说明了( )
A.分子间有空隙
B.分子间存在吸引力
C.分子间存在排斥力
D.分子在永不停息的做无规则运动
【答案】D
【知识点】分子热运动
【解析】【解答】解:因为分子是不断运动的,所以才能出现“端午佳节,粽叶飘香”这一现象,与分子间隙、分子间引力斥力无关.
故选D.
【分析】物质是由分子组成的,分子永不停息的作物规则运动,分子间有间隔,飘香就是闻到气味,分子间存在相互作用的引力和斥力.闻到气味都是说明分子运动的.
5.下列估测符合实际的是( )
A.人的头发丝的直径约1cm B.物理课本的质量约200g
C.人正常步行速度约15km/h D.电视机的额定功率约为2000W
【答案】B
【知识点】质量及其特性;长度的估测;速度与物体运动;电功率
【解析】【解答】A.人的头发丝的直径约0.02μm,故A错误;
B.物理课本的质量约200g ,故B正确;
C.人正常步行速度约4km/h,故C错误;
D.电视机的额定功率约为200W,故D错误。
故选B。
【分析】根据对长度、质量、速度和功率的认识判断。
6.下列表示四冲程汽油机处于做功冲程的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】热机
【解析】【解答】A.一个气门打开,活塞向下运动,为吸气冲程,故A不合题意;
B.两个气门关闭,活塞向下运动,为做功冲程,故B符合题意;
C.两个气门关闭,活塞向上运动,为压缩冲程,故C不合题意;
D.一个气门打开,活塞向上运动,为排气冲程,故D不合题意。
故选B。
【分析】根据气门的关闭和活塞的运动方向确定冲程的名称。
7.下列展示我国古代劳动人民智慧的成果,其中说法错误的是( )
A.杆秤的制作是利用杠杆原理
B.编钟是利用敲击大小不同的钟改变音调
C.日晷利用太阳投射的影子测定时刻是利用光沿直线传播
D.司南静止时长柄指南是受到重力的作用
【答案】D
【知识点】光的直线传播及其应用;音调及音调与频率的关系;杠杆的平衡条件;地磁场
【解析】【解答】A.杆秤的制作是利用杠杆原理,故A正确不合题意;
B.编钟是利用敲击大小不同的钟改变音调,因为它们的振动频率不同,故B正确不合题意;
C.日晷利用太阳投射的影子测定时刻是利用光沿直线传播,故C正确不合题意;
D.司南静止时长柄指南是受到地磁场的作用,故D错误符合题意。
故选D。
【分析】A.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断;
B.音调与频率大小有关;
C.根据光的直线传播的知识判断;
D.根据磁体的性质判断。
8.佩戴式“计步器”的构造是在塑料管中密封一块磁铁,管外缠绕着线圈,运动时磁铁在管中反复运动,线圈中产生变化的电流,显示出运动的步数。下图中与其工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】电磁感应
【解析】【解答】A.当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生偏转,说明电流周围存在磁场,故A不合题意;
B.当导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针发生偏转,这是电流的磁效应,为发电机的工作原理,故B符合题意;
C.闭合开关后,通过电流的导体在磁场中受力运动,为电动机的工作原理,故C不合题意;
D.两个电磁铁串联,则通过它们的电流相等,线圈匝数多的吸引的大头针数量多,说明电磁铁的磁场强弱与线圈匝数有关,故D不合题意。
故选B。
【分析】根据图片分析各个选项中包含的物理原理即可。
9.如图为常用的插线板,在开关断开时,插线板上的指示灯不发光,插孔不能提供工作电压;在开关闭合时,指示灯发光,插孔可以提供工作电压;如果指示灯损坏,不影响插孔的正常使用。下列说法正确的是( )
A.插线板工作时插孔L与N之间的电压是0V
B.将测电笔插入E孔后氖管会发光
C.开关安装在插线板的干路上
D.指示灯和每个插座之间是串联的
【答案】C
【知识点】插座的构造与工作方式
【解析】【解答】A.插线板工作时插孔L与N之间的电压是220V,故A错误;
B.E孔为地线,则将测电笔插入E孔后氖管不会发光,故B错误;
C.开关安装在插线板的干路上,因为干路开关控制所有用电器,故C正确;
D.指示灯和每个插座之间不相互影响,应该为并联,故D错误。
故选C。
【分析】根据三孔插座的接线方法分析判断。
10.如图为“探究凸透镜成像规律”实验装置。此时,光屏上能看到烛焰清晰的像,下列说法中正确的是( )
A.光屏上成的像一定是正立、缩小的实像
B.蜡烛向右移动,光屏上一定呈现烛焰放大的像
C.仅将凸透镜换成焦距相同,直径更大的凸透镜,此时光屏上的像将变大
D.保持凸透镜位置不变,对调蜡烛和光屏,则光屏上一定呈现烛焰放大的像
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A.根据图片可知,此时像距小于物距,则光屏上成倒立缩小的实像,故A错误;
B.蜡烛向右移动时,如果蜡烛在凸透镜的一倍焦距内时,那么光屏上不能成像,只能成正立放大的虚像,故B错误;
C.将凸透镜换成焦距相同,直径更大的凸透镜,则会聚的光线更多,因此成像更清晰,但是光屏上的像大小不变,故C错误;
D.根据光路的可逆性可知,保持凸透镜位置不变,对调蜡烛和光屏,则光屏上一定呈现烛焰放大的像,故D正确。
故选D。
【分析】A.比较像距和物距的大小,从而确定成像的特点;
B.当物体在一倍焦距以内时,蜡烛可能成正立放大的虚像;
C.凸透镜的会聚能力越大,则成的像越小;
D.根据光路的可逆性分析判断。
11.某款手持式电子测温仪如图甲,其工作原理如图乙,电源电压恒定,R是热敏电阻,R0是定值电阻,显示仪是由电流表或电压表改装而成,其示数会随被测者体温的升高而变大,则下列分析正确的是( )
A.显示仪是由电流表改装的
B.闭合开关后,若R发生断路故障,则显示仪示数变小
C.被测温者体温越高,整个电路消耗的电功率越小
D.热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小
【答案】C
【知识点】电压表的连接;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】根据乙图可知,定值电阻R与R0串联,电压表与R并联。
A.根据图片可知,显示仪与R并联,则显示仪为电压表,故A错误;
B.闭合开关后,若R发生断路故障,则电压表串联在电路中。此时电压表测总电压,因此显示仪的示数变大,故B错误;
D.当被测者的体温升高时显示仪的示数变大,根据串联电路电压与电阻成正比的规律可知,此时热敏电阻R的阻值变大,那么得到:热敏电阻的阻值随温度的升高而变大,故D错误;
C.被测者的体温升高时,热敏电阻的阻值变大,根据R总=R0+R可知,总电阻变大。根据可知,电路的总功率变小,故C正确。
故选C。
【分析】A.电流表与用电器串联,电压表与用电器并联;
B.根据欧姆定律分析判断;
D.根据“示数会随被测者体温的升高而变大”分析热敏电阻的阻值随温度的变化规律;
C.根据温度变化确定热敏电阻的阻值变化,再根据R总=R0+R分析总电阻的变化,最后根据分析总功率的变化。
12.如图A和B两个材料相同的正方体分别以①、②、③三种方式放置在相同的水平桌面上做匀速直线运动,其速度关系是v1
B.F1>F2>F3
C.三种方式中A物体所受到的摩擦力大小关系f1
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力产生的条件
【解析】【解答】A.方式②中,AB一起做匀速直线运动,则AB之间保持相对静止,那么二者之间没有相对运动或相对运动趋势,那么AB之间没有摩擦力,则B不受摩擦力,故A错误;
B.根据图片可知,将A和B看作一个整体,它们对桌面的压力相等,且与桌面的接触面的粗糙程度相同,因此二者整体受到的摩擦力是相同的。它们都做匀速直线运动,则推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,即F1=F2=F3,故B错误;
CD.图①中,物体A对地面的压力等于A的重力;图②中,A对地面的压力等于AB的总重力,接触面的粗糙程相同,则f2>f1;对于③图:A匀速直线运动,受力平衡,推力等于A受到的摩擦力,即f3=F3;综上所述:f2=f3>f1,故C正确,故D错误。
故选C。
【分析】A.摩擦力产生的条件:①相互接触有压力;②做相对运动或有相对运动的趋势;
B.将A和B看作一个整体,根据影响滑动摩擦力的因素的知识比较它们受到滑动摩擦力的大小,最后根据平衡力的知识比较推力的大小;
CD.根据A对桌面的压力大小比较①②中摩擦力大小,根据平衡力的知识比较③中摩擦力和F3的大小关系,最后比较三个摩擦力大小即可。
二、填空题
13.(2018·镇江)图中,物块的长度为 cm。
【答案】
【知识点】长度及其测量
【解析】【解答】图中刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表1mm,即刻度尺的分度值为1mm;
它的起始刻度从零刻度线开始,右侧对应的刻度为2.85cm,则物块的长度为 。
故答案为:2.85.
【分析】根据物体的两边对应的刻度尺的位置读数就是物体的长度,读数时要有估计值.
14.(2021八上·株洲期中)图中温度计的示数为 ℃。
【答案】-14
【知识点】温度及温度计的使用与读数
【解析】【解答】该温度计的刻度值往下逐渐增大,故温度应该是零下,一小格的所表示的刻度值,即分度值为1℃,所以图中温度计液柱的上表面所指的刻度值即为温度计的示数为-14℃。
【分析】看清温度计的分度值,结合对应刻度读数。
三、实验题
15.(2018·新疆)图中弹簧测力计的示数为 N。
【答案】2.2
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】图中弹簧测力计的分度值为0.2N,根据指针所指示的刻度读出的数据为 。
故答案为:2.2.
【分析】弹簧测力计的用法:(1)要检查指针是否指在零刻度,如果不是,则要调零;(2)认清最小刻度和测量范围;(3)轻拉秤钩几次,看每次松手后,指针是否回到零刻度,(4)测量时弹簧测力计内弹簧的轴线与所测力的方向一致;⑸观察读数时,视线必须与刻度盘垂直.(6)测量力时不能超过弹簧测力计的量程.
四、填空题
16.电影《流浪地球》中,宇航员从地球出发到达月球后,宇航员质量 (选填“变大”、“变小”或“不变”),在月球上,他利用 波将信息传回地面控制中心,当“流浪地球”发动机给地球加速时,发动机喷射“火焰”给地球提供动力,此时给地球提供动力的施力物体是 (选填“空气”或“火焰”)。
【答案】不变;电磁;火焰
【知识点】质量及其特性;电磁波的产生
【解析】【解答】(1)电影《流浪地球》中,宇航员从地球出发到达月球后,宇航员的位置不变,但是质量不变;
(2)在月球上,他利用电磁波波将信息传回地面控制中心;
(3)当“流浪地球”发动机给地球加速时,发动机喷射“火焰”给地球提供动力,此时给地球提供动力的施力物体是火焰。
【分析】(1)质量是物体本身的一种属性,不随物体的形状、状态、位置和温度的变化而变化;
(2)根据电磁波的应用解答;
(3)对地球进行受力分析即可。
17.用毛皮摩擦过的橡胶棒,该橡胶棒带 电荷,将该橡胶棒靠近细小的水流(如图甲)发现水流发生弯曲,这是因为带电体具有 (选填“吸引”或“排斥”)轻小物体的性质;若用吸管对着水流右侧吹气(如图乙),发现水流同样发生弯曲,这是因为流速越大的地方,压强 。
【答案】负;吸引;越小
【知识点】流体压强与流速的关系;两种电荷
【解析】【解答】(1)用毛皮摩擦过的橡胶棒,该橡胶棒得到电子带负电荷;
(2)将该橡胶棒靠近细小的水流发现水流发生弯曲,这是因为带电体具有吸引轻小物体的性质;
(3)若用吸管对着水流右侧吹气,发现水流同样发生弯曲,这是因为流速越大的地方,压强越小。
【分析】(1)在摩擦起电现象中,得到电荷带负电荷,失去电子带正电荷;
(2)根据带电体的性质分析解答;
(3)根据流体压强和流速的关系分析解答。
18.如图所示是我国国产歼-15舰载机在“辽宁号”航空母舰上起飞时的情景。在舰载机起飞升空的过程中,舰载机相对于“辽宁号”航空母舰是 (选填“运动”或“静止”)的,舰载机升空后,此时航空母舰所受海水的浮力 ,当舰载机执行完任务飞回航空母舰被阻拦索钩住减速时,舰载机的动能 (均选填“增大”、“不变”或“减小”)。
【答案】运动;减小;减小
【知识点】动能的影响因素;物体的浮沉条件及其应用;参照物及其选择
【解析】【解答】(1)在舰载机起飞升空的过程中,舰载机相对于“辽宁号”航空母舰的位置不断改变,即舰载机是运动的;
(2)航母始终在水面漂浮,则它受到的浮力始终等于自身重力。当舰载机升空后,航母的重力减小,则它受到的浮力减小;
(3)当舰载机执行完任务飞回航空母舰被阻拦索钩住减速时,舰载机的质量不变,速度减小,则动能减小。
【分析】(1)根据参照物的知识分析;
(2)根据物体的漂浮条件解答;
(3)动能与质量和速度大小有关。
19.密闭容器中装水(未满),静止在水平桌面上(如图甲),把容器倒置后(如图乙),则液面位置可能在 (选填“a”、“b”或“c”),容器对水平桌面的压强将 ,水对容器底压强将 (后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】a;变大;变大
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】(1)根据图片可知,当容器倒置后,下口小上口大,而容器内水的体积不变,因此容器内水面升高,即液面位置在a。根据液体压强公式p=ρ液gh可知,水对容器底部压强将变大。
(2)根据F=G总=G水+G容可知,容器对桌面的压力不变,但是容器与桌面的接触面积变小,根据可知,容器对桌面的压强变大。
【分析】(1)根据容器的形状分析导致后液面位置的变化,根据液体压强公式p=ρ液gh分析水对容器底部压强的变化。
(2)根据F=G总分析容器对桌面的压力变化,再根据比较容器对桌面的压强大小。
20.“曲水流觞”是古代诗酒唱酬的一种雅事。 酒盏装有质量为50g的酒,在溪水上随溪流动时会降低酒的温度,则酒的内能 (选填“变大”“变小”或“不变”),这是通过 方式在改变酒的内能;漂流过程中,酒的温度从30℃降低至26℃,会放出 J的热量。[c酒=3.4×103J/(kg·℃)]
【答案】变小;热传递;680
【知识点】热传递改变物体内能;热量的计算
【解析】【解答】(1)在溪水上随溪流动时会降低酒的温度,则酒的内能变小;
(2)在溪水上随溪流动时会降低酒的温度,这是通过热传递方式改变酒的内能;
(3)漂流过程中,酒放出的热量:Q=cm△t= 3.4×103J/(kg·℃) ×0.05kg×(30℃-26℃)=680J。
【分析】(1)物体的温度升高则内能变大,物体的温度降低则内能减小;
(2)改变物体内能的方式:①做功,本质为能量的转化;②热传递,本质为能量的转移;
(3)根据Q=cm△t计算酒放出的热量。
21.如图一轻质杠杆(质量忽略不计)支在支架上,O为支点。OA=10cm,物体G1通过一根轻质硬杆和杠杆的A点相连,G2重为5N。 当OC=20cm时,G1对地面的压力为20N,则轻质硬杆对A点施力方向为沿杆 (选填“向上”或“向下”),力的大小为 N。 G1重为 N,将G2的悬挂点C向右移动时,地面对G1的支持力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】向下;10;30;变小
【知识点】二力平衡的条件及其应用;杠杆的平衡条件
【解析】【解答】(1)由杠杆平衡条件F1L1=F2L2得:FA×OA=G2×OC,
即FA×10cm=5N×20cm,
解得:FA=10N;
此时杠杆的支点O在中间,则动力和阻力的方向应该相同。C点的拉力方向竖直向下,因此A点受到硬杆的力的方向竖直向下。
(2)G1对地面的压力等于它的重力与杠杆的拉力之差,即F压力=G-FA,那么20N=G-10N,解得:G=30N。
(2)由杠杆平衡条件F1L1=F2L2得:FA×OA=G2×OC。将G2的悬挂点C向右移动时,OC变大,FA变大。根据F压力=G-FA可知,G1对地面的压力减小。根据力的相互性可知,地面对G1的支持力变小。
【分析】(1)由杠杆平衡条件F1L1=F2L2列式计算作用在A点的力大小。根据支点的位置确定A点硬杆产生力的方向;
(2)对G1进行受力分析,从而计算它的重力;
(3)首先根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析A点作用力的变化,再根据F压力=G-FA分析G1对地面压力的变化,最后根据相互作用力的原理分析地面对它支持力的变化。
22.某家用电热水壶简化电路图如图甲所示,只闭合S1时电热水壶处于 (选填“高温”或“保温”)挡。已知电阻R1的阻值为220Ω,电阻R2的阻值为55Ω,同时闭合S1和S2时,电热水壶的总电流为 A;若关闭家中的其他用电器,仅使用该电热水壶的高温挡烧水6min,如图乙电能表的表盘要转 转。
【答案】保温;5;330
【知识点】欧姆定律及其应用;电能表参数的理解;电功率的计算
【解析】【解答】(1)根据甲图可知,只闭合开关S1时,只有R1自己工作;当两个开关都闭合时,则两个电阻并联。根据I总=I1+I2可知,电路电流变大。根据P=UI可知,此时总功率变大,即前者为保温状态,后者为高温档。
(2)当两个开关都闭合时,通过R1的电流为:;
通过R2的电流为:;
则通过电水壶的总电流为:I总=I1+I2=1A+4A=5A。
(3)电水壶高温档消耗的电能W=UIt=220V×5A×360s=3.96×105J;
根据得到:;
解得:n=330。
【分析】(1)根据P=UI分析开关变化时总功率的大小,从而确定对应的状态;
(2)根据分别计算通过两个电阻的电流,再根据I总=I1+I2计算通过电水壶的总电流;
(3)首先根据W=UIt计算电水壶消耗的电能,再根据计算电能表的转数。
23.图甲中电源电压恒定,定值电阻R0=3Ω。闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中,电路中的一些物理量的变化规律如图乙:图Ⅰ描述电压表示数随电流表示数的变化规律,图Ⅱ描述效率(滑动变阻器消耗的功率与电路消耗总功率之比)随滑动变阻器电阻的变化规律,电表、导线的电阻对电路影响不计。则电源电压为 V,滑动变阻器最大阻值为 Ω,图Ⅰ上经过a点的两条虚线与坐标轴围成的长方形面积为 W。
【答案】9;7;5.67
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】(1)根据图片可知,当变阻器的滑片在A端时,变阻器接入的阻值为零,只有定值电阻R0,此时电压表的示数等于电源电压。
根据图乙可知,电路中的最大电流为3A,
此时R0两端的电压:U0=I0R0=3A×3Ω=9V,
那么电源电压:U总=U0=9V;
(2)由P=I2R可得,滑动变阻器消耗功率与电源消耗总功率之比:,
由图Ⅱ可知,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,最大效率为70%,
则,
解得:R滑=7Ω;
(3)由图Ⅰ可知,a点表示电路中的电流最小,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
此时电路中的电流,
则图I上经过a点的两条虚线与坐标轴围成的长方形面积P滑=I滑2R滑=(0.9A)2×7Ω=5.67W。
【分析】(1)根据图片可知,当变阻器的滑片在A端时,变阻器接入的阻值为零,只有定值电阻R0,此时电压表的示数等于电源电压。首先根据U0=I0R0计算R0两端的电压,再根据U总=U0计算电源电压。
(2)根据P=I2R,结合变阻器的功率和总功率之比推导计算变阻器的最大阻值即可;
(3)由图Ⅰ可知,a点表示电路中的电流最小,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据计算通过电路的电流,再根据P滑=I滑2R滑计算虚线与坐标轴围成的面积。
五、作图题
24.在图中画出水中静止的小球所受浮力的示意图,O为重心。
【答案】
【知识点】浮力的示意图
【解析】【解答】根据图片可知,小球受到的浮力竖直向上,作用在小球的重心上,如下图所示:
【分析】分析小球受到浮力的三要素,然后沿力的方向画一条带箭头的线段即可。
25.小磁针静止时如图所示,在虚线框内标出通电螺线管的极性,在A点标出电流方向。
【答案】
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】小磁针的左端为N极,右端为S极,根据“异名磁极相互吸引”可知,电磁铁的左端为N极,右端为S极。右手握住螺线管,大拇指指向左端,此时弯曲的四指指尖向上,即线圈上电流方向向上,因此通过A点的电流向上,如下图所示:
【分析】首先根据磁极之间的相互作用规律确定电磁铁的磁极方向,再根据安培定则判断线圈上的电流方向即可。
26.当光从水中射向空气时,折射光线如图所示,画出对应的入射光线和反射光线。
【答案】
【知识点】作光的反射光路图;光的折射现象及其应用
【解析】【解答】①当光从水中斜射向空气时,折射角大于入射角,据此画出对应的入射光线;
②通过入射点O作垂直分界面的法线,然后在法线右侧根据“反射角等于入射角”画出对应的反射光线,如下图所示:
【分析】根据光的反射定律和折射规律分析解答。
六、实验题
27.在“测量矿石的密度”实验中:
(1)小华将天平放在水平桌面上并将游码归零后,发现指针静止时指在分度盘中央刻度线的右侧,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调节。
(2)图甲是正确测量矿石的质量时使用砝码情况和游码的位置,其质量为 g;图乙是用量筒测量矿石体积时的场景,则它的密度为 g/cm3
(3)矿石的吸水性将导致密度测量值 (填“大于”“小于”或“等于”)其真实密度。
(4)小丽发现自己只有天平没有量筒,经过思考她想到了测量矿石体积的办法,她找来一个溢水杯和小烧杯如图丙:
①用天平测出矿石的质量m1;②用天平测出空小烧杯的质量m2;③溢水杯装满水后,将小矿石放入溢水杯中,并用小烧杯承接溢出的水;④用天平测出小烧杯和溢出水的总质量m3.
则矿石的密度ρ石= (用所测物理量和ρ水表示)。
【答案】(1)左
(2)25.4;2.54
(3)大于
(4)
【知识点】固体密度的测量
【解析】【解答】(1)天平的指针指在分度盘的右侧,则天平的右盘重,左盘轻,那么平衡螺母应该向左调节。
(2)根据甲图可知,标尺的分度值为0.2g,则游码质量为0.4g,砝码质量为:20g+5g=25g,则矿石的质量为:m=25g+0.4g=25.4g。
根据乙图可知,小矿石的体积V=60cm3-50cm3=10cm3;
那么矿石的密度为:.
(3)如果矿石的吸水性较大,那么会导致水和石块的总体积偏小。根据V=V总-V水可知,会导致矿石的体积偏小。根据可知,会导致矿石的密度大于真实密度。
(4)根据题意可知,矿石的体积,则矿石的密度为:。
【分析】(1)平衡螺母应该向轻的一侧调节;
(2)根据甲图确定游码和砝码的质量,然后相加得到矿石的质量。根据乙图确定两个量筒的示数,然后相减得到矿石的体积,最后根据计算矿石的密度。
(3)根据矿石的吸水性确定对它的体积测量的影响,再根据分析矿石的密度值的变化;
(4)当小矿石浸没在水中时,它的体积等于排开水的体积,据此计算出矿石的体积,再根据计算矿石的密度。
28.在“探究物质的吸热能力”的实验中,实验装置如图所示:
(1)实验过程中温度计的玻璃泡不能碰到烧杯底部、侧壁和 ;实验中电加热器工作时,将 能转化为 能。
(2)实验中必须要选取初温相同且 (选填“质量”或“体积”)相等的甲、乙两种液体,两次选用规格相同的电加热器,是为了控制甲和乙两种液体在相同时间内 相同。
(3)根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图像,如图丙所示。则 的吸热能力更强。
【答案】(1)电加热器;电;内
(2)质量;吸热
(3)乙
【知识点】比热容
【解析】【解答】(1)①实验过程中温度计的玻璃泡不能碰到烧杯底部、侧壁和电热器;
②实验中电加热器工作时,将电能转化为内能。
(2)实验中必须要选取初温相同且质量相等的甲、乙两种液体,两次选用规格相同的电加热器,是为了控制甲和乙两种液体在相同时间内吸热相同。
(3)根据丙图可知,当加热5min时,甲的终末温度大于乙的终末温度,即甲升高的温度大。根据Q=cm△t可知,乙的吸热能力更强。
【分析】(1)①根据温度计的使用规范分析解答;
②根据能量转化的知识解答。
(2)①根据Q=cm△t可知,质量和初温相同的不同液体,当吸收相同的热量时,温度变化大的吸热能力小;
②根据W=Pt可知,相同的电加热器在相同时间内产生的热量相等。
(3)根据Q=cm△t,结合丙图分析解答。
29.小明利用图甲所示电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压恒为6V,实验提供的定值电阻R的阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω,滑动变阻器规格为“30Ω 1A”。
(1)用笔画线代替导线将图甲所示电路补充完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变大 ;
(2)正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至 (选填“左”或“右”)端;
(3)当定值电阻R为5Ω时,移动滑片至适当位置,记录两电表示数。其中电压表指针所指位置如图乙所示,它的示数为 V;电流表的示数应为 A;
(4)将R换为10Ω时,在记录数据前,小明应先调节 ,使 ,实验中可更换定值电阻的最大值是 Ω;
(5)小明重新调整电压的设定数值,进行了5次实验,根据实验数据画出电流与电阻关系的图像如图丙。实验中定值电阻两端的电压为 V不变。 根据图丙可得出“在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 ”(选填“正比”或“反比”)的实验结论。
【答案】(1)
(2)左
(3)2;0.4
(4)滑动变阻器;电压表示数为2V;15
(5)3;反比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)在探究电流与电阻的关系时,除了电压表与定值电阻并联时,其他的都是串联。当滑片向右移动时,电流表的示数变大,则变阻器的阻值变小,那么应该将变阻器右下角的接线柱与开关右端的接线柱相连即可,如下图所示:
(2)根据甲图可知,当变阻器的滑片在最左端时阻值最大,那么闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最左端。
(3)①根据乙图可知,电压表选择量程0~3V,分度值为0.1V,则示数为2V;
②此时电流表的示数为:。
(4)①将R换为10Ω时,在记录数据前,小明应先调节滑动变阻器,使电压表示数为2V;
②在串联电路中,电压与电阻成正比,即:;
解得:R=15Ω。
(5)①根据丙图可知,定值电阻两端的电压为:U=IR=0.6A×5Ω=3V;
②根据丙图可知,电流随电阻变化的图像为一条双曲线,那么得到:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【分析】(1)根据题目要求确定变阻器的接线方法即可;
(2)闭合开关前,为了防止电路电流太大而烧毁用电器,要求变阻器的滑片调到阻值最大的位置,
(3)根据乙图确定电压表的量程和分度值,根据指针位置读出示数。根据公式计算电流表的示数。
(4)①在探究电流与电阻关系的实验中,要控制电阻两端的电压不变,只改变定值电阻的阻值,并记录对应的电流值即可;
②在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,据此计算出变阻器的阻值最大时对应定值电阻的阻值即可。
(5)①根据丙图,利用U=IR计算电压表的示数;
②根据图像的形状确定电流与电阻的关系。
七、计算题
30.工人用如图所示的滑轮组提升重物,在10s内将240N的物体匀速提升2m。已知工人的拉力为100N(不计绳重与摩擦阻力),求:
(1)对重物做的有用功;
(2)工人做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率;
【答案】(1)解:对重物做的有用功W有=Gh=240N×2m=480J
答:对重物做的有用功是480J;
(2)解:由题知,承担物重绳子的股数是n=3,绳子自由端移动的距离是s=nh=3×2m=6m
工人做的总功是W总=Fs=100N×6m=600J
工人做功的功率
答:工人做功的功率是60W;
(3)解:滑轮组的机械效率
答:滑轮组的机械效率是80%。
【知识点】功率的计算;机械效率的计算;滑轮组绳子拉力的计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)根据 W有=Gh 计算对重物做的有用功;
(2)根据图片确定承担重力的绳子段数n,再根据s=nh计算绳子自由端移动的距离,根据 W总=Fs 计算工人做的总功,最后根据 工人做功的功率。
(3)根据 计算滑轮组的机械效率。
31.连镇高铁位于江苏省中北部,北起连云港市,向南经淮安、扬州市,跨过长江后到达镇江市。
(1)通车后,一列长200m的动车组(如图甲)以50m/s的速度匀速通过一座长1000m的高架桥。该列动车组通过高架桥所用的时间为多少?
(2)若动车组以60m/s的速度匀速运动时电动机的总输出功率为4800kW,则此时动车组受到的阻力为多大?
(3)某地每秒每平方米面积吹过的风的能量约200J,若风机有效迎风面积约为500m2 ,风机把风能转换为电能的效率为25%。请估算一台风机一天的发电量可以供一列总输出功率为4800kW的动车组以60m/s的速度运动多远距离?(忽略其它能量损耗)
【答案】(1)解:列车全部通过高架桥所行驶的路程s=s桥+s车=1000m+200m=1200m
列车全部通过高架桥的时间
答:该列动车组通过高架桥所用的时间为24s;
(2)解:匀速运动时车受到的阻力等于动力,由
可得动车组受到的阻力
答:此时动车组受到的阻力为8×104N;
(3)解:一台风机产生的电能W=500m2×200J×24×3600s×25%=2.16×109J
一台风机产生的电能可供动车组运行的时间
动车组运行的距离s′=v′t′=60m/s×450s=27000m=27km
答:一台风机一天的发电量可以供一列总输出功率为4800kW的动车组以60m/s的速度运动的距离为27km。
【知识点】功率的计算;速度公式及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)首先根据 s=s桥+s车 计算列车通过高架桥行驶的路程,再根据 计算列车通过高架桥的时间。
(2)根据公式P=Fv计算动车受到的阻力;
(3)首先根据W=风机面积×每平方米能量×时间×效率计算一台风机产生的电能,再根据计算动车运行时间,最后根据s=vt计算安动车组运行的距离。
八、综合题
32.(2023·镇江模拟)图甲是一种自动蓄水装置示意图:力敏电阻固定不动,下方悬挂一圆柱体(其位置不随水面变化)。闭合开关S,水泵工作,向空水箱里缓慢注水,当水位达到设定高度h0时,水泵自动停止注水,此时柱体浸入水中的深度恰好为其高度的一半。已知:控制电路电源电压为4.5V,电阻箱R2阻值为10Ω,力敏电阻R1阻值与拉力F的关系如图乙所示,柱形物体的质量为1.5kg,底面积为10cm2,当线圈中电流I≤0.15A时,衔铁被释放,忽略线圈电阻,g取10N/kg。
(1)由图乙可知,随着力敏电阻所受拉力变大,其阻值 ,随着水位升高,柱体缓慢浸入水中,柱体对力敏电阻拉力 ,线圈中电流 (均选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)水位达到设定高度时,柱形物体浸入水中的深度h为 cm;
(3)柱形物体的密度为 g/cm3;
(4)若要降低水位设定高度h0,下列方法不可行的是____;
A.适当减小电源电压
B.将电阻箱R2的阻值调小一些
C.减少线圈的匝数
D.保持柱状体形状和体积不变,换用密度更大的柱形物体
【答案】(1)变小;变小;变小
(2)30
(3)2.5
(4)B;D
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)①根据图乙可知,随着力敏电阻所受拉力变大,其阻值变小;
②随着水位的升高,柱体浸入水中的体积增大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,柱形物体受到的浮力增大,由F拉=G-F浮可知,柱体对力敏电阻拉力变小;
根据图乙可知,拉力减小时,力敏电阻R1的阻值增大,电路中的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小;
(2)当水位达到设定高度时,线圈中电流减小为0.15A,
此时总电阻为:
此时力敏电阻R1的阻值:R1=R总-R2=30Ω-10Ω=20Ω;
根据图乙可知,当R1=20Ω时,力敏电阻受到拉力为12N;
柱形物体的重力为:G=mg=1.5kg×10N/kg=15N;
由力的平衡条件可得,柱形物体的浮力为:F浮=G-F拉=15N-12N=3N;
根据F浮=ρ水gV排可得柱形物体排开水的体积:;
则柱形物体浸入水中的深度:;
(3)当水位达到设定高度h0时,水泵自动停止注水,此时柱体浸入水中的深度恰好为其高度的一半,故物体的高度为:H=2h=2×0.3m=0.6m;
物体的体积为:V=SH=10cm2×0.6m=10×10-4m2×0.6m=6×10-4m3;
物体的密度为:;
(4)AB.若要使该自动蓄水装置最高警戒水位适当降低,柱体浸入水中的体积减小,根据F浮=ρ液gV排知,浮力减小,根据F浮=G-F拉知拉力增大,由图乙知R1的阻值减小;要保持衔铁被释放时的电流不变,若电源电压不变,根据可知,电路的总电阻不变,故应该增大R2的阻值,故B符合题意;
由于R1的阻值减小,要保持衔铁被释放时的电流不变,在R2的阻值不变时,根据可知,应当适当减小电源电压;故A不符合题意;
C.减少线圈的匝数,则电磁铁的磁性会减弱,若要衔铁被释放,就要增大线圈中的电流,在电源电压和R2的阻值均不变时,应减小R1的阻值,由图乙可知,此时应增大拉力F拉,根据F浮=G-F拉知,柱体受到的浮力应减小,因此会降低水位设定高度h0,故C不符合题意;
D.在电源电压和R2的阻值均不变时,且衔铁被释放时的电流不变,说明力敏电阻的阻值不变,则力敏电阻受到的拉力不变,根据F拉=G-F浮知,要使拉力不变,但水位设定高度h0降低,浮力减小了,则柱体的重力应减小;当保持柱体形状和体积不变,换用密度更小的柱形物体可以减小重力,故D符合题意。
故选BD。
【分析】(1)①根据乙图确定力敏电阻的阻值随拉力的变化规律;
②当水位升高时,根据排开水的体积变化,利用阿基米德原理浮=ρ液gV排分析浮力的变化,再利用F拉=G-F浮确定拉力的变化。接下来根据乙图确定力敏电阻的阻值变化,进而确定通过线圈的电流变化即可。
(2)当水位达到设定高度时,线圈中电流减小为0.15A,根据计算此时的总电阻,再根据R1=R总-R2计算此时R1的阻值,根据乙图确定此时力敏电阻受到的拉力。接下来根据F浮=G-F拉计算圆柱体受到的浮力,根据阿基米德原理计算出圆柱体排开液体的体积,最后根据计算物体浸入水中的深度。
(3)当水位达到设定高度h0时,水泵自动停止注水,此时柱体浸入水中的深度恰好为其高度的一半,根据H=2h计算物体的高度,根据V=SH计算物体的体积,最后根据计算物体的密度。
(4)根据二力平衡,金属棒受到的浮力等于浮力减去拉力,结合欧姆定律、电磁铁磁性强弱的影响因素、阿基米德浮力原理,可知通过改变电源电压、电阻箱R2的阻值、电磁铁线圈的匝数、柱形物的质量均可以改变储水深度。
江苏省镇江市2023年中考二模物理试题
一、单选题
1.最早发现电磁感应定律的物理学家是( )
A.法拉第 B.牛顿 C.瓦特 D.安培
2.下列关于声现象的描述,正确的是( )
A.声音在真空中传播速度最快
B.捂上耳朵听到雷声变小,这是在传播过程中减弱噪声
C.“闻其声而知其人”是根据音色来判断的
D.“震耳欲聋”是形容声音的音调高
3.“白露”是“二十四节气”中的第15个节气,“白露”节气到来,路边草木附着一颗颗晶莹剔透的露珠,露形成过程中发生的物态变化是( )
A.液化 B.熔化 C.凝华 D.升华
4.(2014·镇江)“端午佳节,粽叶飘香”,这现象说明了( )
A.分子间有空隙
B.分子间存在吸引力
C.分子间存在排斥力
D.分子在永不停息的做无规则运动
5.下列估测符合实际的是( )
A.人的头发丝的直径约1cm B.物理课本的质量约200g
C.人正常步行速度约15km/h D.电视机的额定功率约为2000W
6.下列表示四冲程汽油机处于做功冲程的是( )
A. B.
C. D.
7.下列展示我国古代劳动人民智慧的成果,其中说法错误的是( )
A.杆秤的制作是利用杠杆原理
B.编钟是利用敲击大小不同的钟改变音调
C.日晷利用太阳投射的影子测定时刻是利用光沿直线传播
D.司南静止时长柄指南是受到重力的作用
8.佩戴式“计步器”的构造是在塑料管中密封一块磁铁,管外缠绕着线圈,运动时磁铁在管中反复运动,线圈中产生变化的电流,显示出运动的步数。下图中与其工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
9.如图为常用的插线板,在开关断开时,插线板上的指示灯不发光,插孔不能提供工作电压;在开关闭合时,指示灯发光,插孔可以提供工作电压;如果指示灯损坏,不影响插孔的正常使用。下列说法正确的是( )
A.插线板工作时插孔L与N之间的电压是0V
B.将测电笔插入E孔后氖管会发光
C.开关安装在插线板的干路上
D.指示灯和每个插座之间是串联的
10.如图为“探究凸透镜成像规律”实验装置。此时,光屏上能看到烛焰清晰的像,下列说法中正确的是( )
A.光屏上成的像一定是正立、缩小的实像
B.蜡烛向右移动,光屏上一定呈现烛焰放大的像
C.仅将凸透镜换成焦距相同,直径更大的凸透镜,此时光屏上的像将变大
D.保持凸透镜位置不变,对调蜡烛和光屏,则光屏上一定呈现烛焰放大的像
11.某款手持式电子测温仪如图甲,其工作原理如图乙,电源电压恒定,R是热敏电阻,R0是定值电阻,显示仪是由电流表或电压表改装而成,其示数会随被测者体温的升高而变大,则下列分析正确的是( )
A.显示仪是由电流表改装的
B.闭合开关后,若R发生断路故障,则显示仪示数变小
C.被测温者体温越高,整个电路消耗的电功率越小
D.热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小
12.如图A和B两个材料相同的正方体分别以①、②、③三种方式放置在相同的水平桌面上做匀速直线运动,其速度关系是v1
B.F1>F2>F3
C.三种方式中A物体所受到的摩擦力大小关系f1
二、填空题
13.(2018·镇江)图中,物块的长度为 cm。
14.(2021八上·株洲期中)图中温度计的示数为 ℃。
三、实验题
15.(2018·新疆)图中弹簧测力计的示数为 N。
四、填空题
16.电影《流浪地球》中,宇航员从地球出发到达月球后,宇航员质量 (选填“变大”、“变小”或“不变”),在月球上,他利用 波将信息传回地面控制中心,当“流浪地球”发动机给地球加速时,发动机喷射“火焰”给地球提供动力,此时给地球提供动力的施力物体是 (选填“空气”或“火焰”)。
17.用毛皮摩擦过的橡胶棒,该橡胶棒带 电荷,将该橡胶棒靠近细小的水流(如图甲)发现水流发生弯曲,这是因为带电体具有 (选填“吸引”或“排斥”)轻小物体的性质;若用吸管对着水流右侧吹气(如图乙),发现水流同样发生弯曲,这是因为流速越大的地方,压强 。
18.如图所示是我国国产歼-15舰载机在“辽宁号”航空母舰上起飞时的情景。在舰载机起飞升空的过程中,舰载机相对于“辽宁号”航空母舰是 (选填“运动”或“静止”)的,舰载机升空后,此时航空母舰所受海水的浮力 ,当舰载机执行完任务飞回航空母舰被阻拦索钩住减速时,舰载机的动能 (均选填“增大”、“不变”或“减小”)。
19.密闭容器中装水(未满),静止在水平桌面上(如图甲),把容器倒置后(如图乙),则液面位置可能在 (选填“a”、“b”或“c”),容器对水平桌面的压强将 ,水对容器底压强将 (后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
20.“曲水流觞”是古代诗酒唱酬的一种雅事。 酒盏装有质量为50g的酒,在溪水上随溪流动时会降低酒的温度,则酒的内能 (选填“变大”“变小”或“不变”),这是通过 方式在改变酒的内能;漂流过程中,酒的温度从30℃降低至26℃,会放出 J的热量。[c酒=3.4×103J/(kg·℃)]
21.如图一轻质杠杆(质量忽略不计)支在支架上,O为支点。OA=10cm,物体G1通过一根轻质硬杆和杠杆的A点相连,G2重为5N。 当OC=20cm时,G1对地面的压力为20N,则轻质硬杆对A点施力方向为沿杆 (选填“向上”或“向下”),力的大小为 N。 G1重为 N,将G2的悬挂点C向右移动时,地面对G1的支持力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
22.某家用电热水壶简化电路图如图甲所示,只闭合S1时电热水壶处于 (选填“高温”或“保温”)挡。已知电阻R1的阻值为220Ω,电阻R2的阻值为55Ω,同时闭合S1和S2时,电热水壶的总电流为 A;若关闭家中的其他用电器,仅使用该电热水壶的高温挡烧水6min,如图乙电能表的表盘要转 转。
23.图甲中电源电压恒定,定值电阻R0=3Ω。闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中,电路中的一些物理量的变化规律如图乙:图Ⅰ描述电压表示数随电流表示数的变化规律,图Ⅱ描述效率(滑动变阻器消耗的功率与电路消耗总功率之比)随滑动变阻器电阻的变化规律,电表、导线的电阻对电路影响不计。则电源电压为 V,滑动变阻器最大阻值为 Ω,图Ⅰ上经过a点的两条虚线与坐标轴围成的长方形面积为 W。
五、作图题
24.在图中画出水中静止的小球所受浮力的示意图,O为重心。
25.小磁针静止时如图所示,在虚线框内标出通电螺线管的极性,在A点标出电流方向。
26.当光从水中射向空气时,折射光线如图所示,画出对应的入射光线和反射光线。
六、实验题
27.在“测量矿石的密度”实验中:
(1)小华将天平放在水平桌面上并将游码归零后,发现指针静止时指在分度盘中央刻度线的右侧,则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调节。
(2)图甲是正确测量矿石的质量时使用砝码情况和游码的位置,其质量为 g;图乙是用量筒测量矿石体积时的场景,则它的密度为 g/cm3
(3)矿石的吸水性将导致密度测量值 (填“大于”“小于”或“等于”)其真实密度。
(4)小丽发现自己只有天平没有量筒,经过思考她想到了测量矿石体积的办法,她找来一个溢水杯和小烧杯如图丙:
①用天平测出矿石的质量m1;②用天平测出空小烧杯的质量m2;③溢水杯装满水后,将小矿石放入溢水杯中,并用小烧杯承接溢出的水;④用天平测出小烧杯和溢出水的总质量m3.
则矿石的密度ρ石= (用所测物理量和ρ水表示)。
28.在“探究物质的吸热能力”的实验中,实验装置如图所示:
(1)实验过程中温度计的玻璃泡不能碰到烧杯底部、侧壁和 ;实验中电加热器工作时,将 能转化为 能。
(2)实验中必须要选取初温相同且 (选填“质量”或“体积”)相等的甲、乙两种液体,两次选用规格相同的电加热器,是为了控制甲和乙两种液体在相同时间内 相同。
(3)根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图像,如图丙所示。则 的吸热能力更强。
29.小明利用图甲所示电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压恒为6V,实验提供的定值电阻R的阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω,滑动变阻器规格为“30Ω 1A”。
(1)用笔画线代替导线将图甲所示电路补充完整,要求滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数变大 ;
(2)正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至 (选填“左”或“右”)端;
(3)当定值电阻R为5Ω时,移动滑片至适当位置,记录两电表示数。其中电压表指针所指位置如图乙所示,它的示数为 V;电流表的示数应为 A;
(4)将R换为10Ω时,在记录数据前,小明应先调节 ,使 ,实验中可更换定值电阻的最大值是 Ω;
(5)小明重新调整电压的设定数值,进行了5次实验,根据实验数据画出电流与电阻关系的图像如图丙。实验中定值电阻两端的电压为 V不变。 根据图丙可得出“在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 ”(选填“正比”或“反比”)的实验结论。
七、计算题
30.工人用如图所示的滑轮组提升重物,在10s内将240N的物体匀速提升2m。已知工人的拉力为100N(不计绳重与摩擦阻力),求:
(1)对重物做的有用功;
(2)工人做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率;
31.连镇高铁位于江苏省中北部,北起连云港市,向南经淮安、扬州市,跨过长江后到达镇江市。
(1)通车后,一列长200m的动车组(如图甲)以50m/s的速度匀速通过一座长1000m的高架桥。该列动车组通过高架桥所用的时间为多少?
(2)若动车组以60m/s的速度匀速运动时电动机的总输出功率为4800kW,则此时动车组受到的阻力为多大?
(3)某地每秒每平方米面积吹过的风的能量约200J,若风机有效迎风面积约为500m2 ,风机把风能转换为电能的效率为25%。请估算一台风机一天的发电量可以供一列总输出功率为4800kW的动车组以60m/s的速度运动多远距离?(忽略其它能量损耗)
八、综合题
32.(2023·镇江模拟)图甲是一种自动蓄水装置示意图:力敏电阻固定不动,下方悬挂一圆柱体(其位置不随水面变化)。闭合开关S,水泵工作,向空水箱里缓慢注水,当水位达到设定高度h0时,水泵自动停止注水,此时柱体浸入水中的深度恰好为其高度的一半。已知:控制电路电源电压为4.5V,电阻箱R2阻值为10Ω,力敏电阻R1阻值与拉力F的关系如图乙所示,柱形物体的质量为1.5kg,底面积为10cm2,当线圈中电流I≤0.15A时,衔铁被释放,忽略线圈电阻,g取10N/kg。
(1)由图乙可知,随着力敏电阻所受拉力变大,其阻值 ,随着水位升高,柱体缓慢浸入水中,柱体对力敏电阻拉力 ,线圈中电流 (均选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)水位达到设定高度时,柱形物体浸入水中的深度h为 cm;
(3)柱形物体的密度为 g/cm3;
(4)若要降低水位设定高度h0,下列方法不可行的是____;
A.适当减小电源电压
B.将电阻箱R2的阻值调小一些
C.减少线圈的匝数
D.保持柱状体形状和体积不变,换用密度更大的柱形物体
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】物理常识
【解析】【解答】最早发现电磁感应定律的物理学家是法拉第,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
【分析】根据相关的科学发展史判断。
2.【答案】C
【知识点】声音的传播条件;音调、响度与音色的区分;防治噪声的途径
【解析】【解答】A.声音在真空中无法传播,故A错误;
B.捂上耳朵听到雷声变小,这是在人耳处减弱噪声,故B错误;
C.“闻其声而知其人”是根据音色来判断的,故C正确;
D.“震耳欲聋”是形容声音的响度大,故D错误。
故选C。
【分析】A.声音的传播需要介质;
B.减弱噪声的方法:在声源处减弱;在传播过程中减弱;在人耳处减弱;
CD.声音的大小叫响度,声音的高低叫音调,声音的特点叫音色。
3.【答案】A
【知识点】液化及液化放热
【解析】【解答】露珠,是空气中的水蒸气从气态变成液态发生液化现象形成的小水珠,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
【分析】根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称。
4.【答案】D
【知识点】分子热运动
【解析】【解答】解:因为分子是不断运动的,所以才能出现“端午佳节,粽叶飘香”这一现象,与分子间隙、分子间引力斥力无关.
故选D.
【分析】物质是由分子组成的,分子永不停息的作物规则运动,分子间有间隔,飘香就是闻到气味,分子间存在相互作用的引力和斥力.闻到气味都是说明分子运动的.
5.【答案】B
【知识点】质量及其特性;长度的估测;速度与物体运动;电功率
【解析】【解答】A.人的头发丝的直径约0.02μm,故A错误;
B.物理课本的质量约200g ,故B正确;
C.人正常步行速度约4km/h,故C错误;
D.电视机的额定功率约为200W,故D错误。
故选B。
【分析】根据对长度、质量、速度和功率的认识判断。
6.【答案】B
【知识点】热机
【解析】【解答】A.一个气门打开,活塞向下运动,为吸气冲程,故A不合题意;
B.两个气门关闭,活塞向下运动,为做功冲程,故B符合题意;
C.两个气门关闭,活塞向上运动,为压缩冲程,故C不合题意;
D.一个气门打开,活塞向上运动,为排气冲程,故D不合题意。
故选B。
【分析】根据气门的关闭和活塞的运动方向确定冲程的名称。
7.【答案】D
【知识点】光的直线传播及其应用;音调及音调与频率的关系;杠杆的平衡条件;地磁场
【解析】【解答】A.杆秤的制作是利用杠杆原理,故A正确不合题意;
B.编钟是利用敲击大小不同的钟改变音调,因为它们的振动频率不同,故B正确不合题意;
C.日晷利用太阳投射的影子测定时刻是利用光沿直线传播,故C正确不合题意;
D.司南静止时长柄指南是受到地磁场的作用,故D错误符合题意。
故选D。
【分析】A.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断;
B.音调与频率大小有关;
C.根据光的直线传播的知识判断;
D.根据磁体的性质判断。
8.【答案】B
【知识点】电磁感应
【解析】【解答】A.当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生偏转,说明电流周围存在磁场,故A不合题意;
B.当导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针发生偏转,这是电流的磁效应,为发电机的工作原理,故B符合题意;
C.闭合开关后,通过电流的导体在磁场中受力运动,为电动机的工作原理,故C不合题意;
D.两个电磁铁串联,则通过它们的电流相等,线圈匝数多的吸引的大头针数量多,说明电磁铁的磁场强弱与线圈匝数有关,故D不合题意。
故选B。
【分析】根据图片分析各个选项中包含的物理原理即可。
9.【答案】C
【知识点】插座的构造与工作方式
【解析】【解答】A.插线板工作时插孔L与N之间的电压是220V,故A错误;
B.E孔为地线,则将测电笔插入E孔后氖管不会发光,故B错误;
C.开关安装在插线板的干路上,因为干路开关控制所有用电器,故C正确;
D.指示灯和每个插座之间不相互影响,应该为并联,故D错误。
故选C。
【分析】根据三孔插座的接线方法分析判断。
10.【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A.根据图片可知,此时像距小于物距,则光屏上成倒立缩小的实像,故A错误;
B.蜡烛向右移动时,如果蜡烛在凸透镜的一倍焦距内时,那么光屏上不能成像,只能成正立放大的虚像,故B错误;
C.将凸透镜换成焦距相同,直径更大的凸透镜,则会聚的光线更多,因此成像更清晰,但是光屏上的像大小不变,故C错误;
D.根据光路的可逆性可知,保持凸透镜位置不变,对调蜡烛和光屏,则光屏上一定呈现烛焰放大的像,故D正确。
故选D。
【分析】A.比较像距和物距的大小,从而确定成像的特点;
B.当物体在一倍焦距以内时,蜡烛可能成正立放大的虚像;
C.凸透镜的会聚能力越大,则成的像越小;
D.根据光路的可逆性分析判断。
11.【答案】C
【知识点】电压表的连接;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】根据乙图可知,定值电阻R与R0串联,电压表与R并联。
A.根据图片可知,显示仪与R并联,则显示仪为电压表,故A错误;
B.闭合开关后,若R发生断路故障,则电压表串联在电路中。此时电压表测总电压,因此显示仪的示数变大,故B错误;
D.当被测者的体温升高时显示仪的示数变大,根据串联电路电压与电阻成正比的规律可知,此时热敏电阻R的阻值变大,那么得到:热敏电阻的阻值随温度的升高而变大,故D错误;
C.被测者的体温升高时,热敏电阻的阻值变大,根据R总=R0+R可知,总电阻变大。根据可知,电路的总功率变小,故C正确。
故选C。
【分析】A.电流表与用电器串联,电压表与用电器并联;
B.根据欧姆定律分析判断;
D.根据“示数会随被测者体温的升高而变大”分析热敏电阻的阻值随温度的变化规律;
C.根据温度变化确定热敏电阻的阻值变化,再根据R总=R0+R分析总电阻的变化,最后根据分析总功率的变化。
12.【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;摩擦力产生的条件
【解析】【解答】A.方式②中,AB一起做匀速直线运动,则AB之间保持相对静止,那么二者之间没有相对运动或相对运动趋势,那么AB之间没有摩擦力,则B不受摩擦力,故A错误;
B.根据图片可知,将A和B看作一个整体,它们对桌面的压力相等,且与桌面的接触面的粗糙程度相同,因此二者整体受到的摩擦力是相同的。它们都做匀速直线运动,则推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,即F1=F2=F3,故B错误;
CD.图①中,物体A对地面的压力等于A的重力;图②中,A对地面的压力等于AB的总重力,接触面的粗糙程相同,则f2>f1;对于③图:A匀速直线运动,受力平衡,推力等于A受到的摩擦力,即f3=F3;综上所述:f2=f3>f1,故C正确,故D错误。
故选C。
【分析】A.摩擦力产生的条件:①相互接触有压力;②做相对运动或有相对运动的趋势;
B.将A和B看作一个整体,根据影响滑动摩擦力的因素的知识比较它们受到滑动摩擦力的大小,最后根据平衡力的知识比较推力的大小;
CD.根据A对桌面的压力大小比较①②中摩擦力大小,根据平衡力的知识比较③中摩擦力和F3的大小关系,最后比较三个摩擦力大小即可。
13.【答案】
【知识点】长度及其测量
【解析】【解答】图中刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表1mm,即刻度尺的分度值为1mm;
它的起始刻度从零刻度线开始,右侧对应的刻度为2.85cm,则物块的长度为 。
故答案为:2.85.
【分析】根据物体的两边对应的刻度尺的位置读数就是物体的长度,读数时要有估计值.
14.【答案】-14
【知识点】温度及温度计的使用与读数
【解析】【解答】该温度计的刻度值往下逐渐增大,故温度应该是零下,一小格的所表示的刻度值,即分度值为1℃,所以图中温度计液柱的上表面所指的刻度值即为温度计的示数为-14℃。
【分析】看清温度计的分度值,结合对应刻度读数。
15.【答案】2.2
【知识点】弹簧测力计及其使用
【解析】【解答】图中弹簧测力计的分度值为0.2N,根据指针所指示的刻度读出的数据为 。
故答案为:2.2.
【分析】弹簧测力计的用法:(1)要检查指针是否指在零刻度,如果不是,则要调零;(2)认清最小刻度和测量范围;(3)轻拉秤钩几次,看每次松手后,指针是否回到零刻度,(4)测量时弹簧测力计内弹簧的轴线与所测力的方向一致;⑸观察读数时,视线必须与刻度盘垂直.(6)测量力时不能超过弹簧测力计的量程.
16.【答案】不变;电磁;火焰
【知识点】质量及其特性;电磁波的产生
【解析】【解答】(1)电影《流浪地球》中,宇航员从地球出发到达月球后,宇航员的位置不变,但是质量不变;
(2)在月球上,他利用电磁波波将信息传回地面控制中心;
(3)当“流浪地球”发动机给地球加速时,发动机喷射“火焰”给地球提供动力,此时给地球提供动力的施力物体是火焰。
【分析】(1)质量是物体本身的一种属性,不随物体的形状、状态、位置和温度的变化而变化;
(2)根据电磁波的应用解答;
(3)对地球进行受力分析即可。
17.【答案】负;吸引;越小
【知识点】流体压强与流速的关系;两种电荷
【解析】【解答】(1)用毛皮摩擦过的橡胶棒,该橡胶棒得到电子带负电荷;
(2)将该橡胶棒靠近细小的水流发现水流发生弯曲,这是因为带电体具有吸引轻小物体的性质;
(3)若用吸管对着水流右侧吹气,发现水流同样发生弯曲,这是因为流速越大的地方,压强越小。
【分析】(1)在摩擦起电现象中,得到电荷带负电荷,失去电子带正电荷;
(2)根据带电体的性质分析解答;
(3)根据流体压强和流速的关系分析解答。
18.【答案】运动;减小;减小
【知识点】动能的影响因素;物体的浮沉条件及其应用;参照物及其选择
【解析】【解答】(1)在舰载机起飞升空的过程中,舰载机相对于“辽宁号”航空母舰的位置不断改变,即舰载机是运动的;
(2)航母始终在水面漂浮,则它受到的浮力始终等于自身重力。当舰载机升空后,航母的重力减小,则它受到的浮力减小;
(3)当舰载机执行完任务飞回航空母舰被阻拦索钩住减速时,舰载机的质量不变,速度减小,则动能减小。
【分析】(1)根据参照物的知识分析;
(2)根据物体的漂浮条件解答;
(3)动能与质量和速度大小有关。
19.【答案】a;变大;变大
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】(1)根据图片可知,当容器倒置后,下口小上口大,而容器内水的体积不变,因此容器内水面升高,即液面位置在a。根据液体压强公式p=ρ液gh可知,水对容器底部压强将变大。
(2)根据F=G总=G水+G容可知,容器对桌面的压力不变,但是容器与桌面的接触面积变小,根据可知,容器对桌面的压强变大。
【分析】(1)根据容器的形状分析导致后液面位置的变化,根据液体压强公式p=ρ液gh分析水对容器底部压强的变化。
(2)根据F=G总分析容器对桌面的压力变化,再根据比较容器对桌面的压强大小。
20.【答案】变小;热传递;680
【知识点】热传递改变物体内能;热量的计算
【解析】【解答】(1)在溪水上随溪流动时会降低酒的温度,则酒的内能变小;
(2)在溪水上随溪流动时会降低酒的温度,这是通过热传递方式改变酒的内能;
(3)漂流过程中,酒放出的热量:Q=cm△t= 3.4×103J/(kg·℃) ×0.05kg×(30℃-26℃)=680J。
【分析】(1)物体的温度升高则内能变大,物体的温度降低则内能减小;
(2)改变物体内能的方式:①做功,本质为能量的转化;②热传递,本质为能量的转移;
(3)根据Q=cm△t计算酒放出的热量。
21.【答案】向下;10;30;变小
【知识点】二力平衡的条件及其应用;杠杆的平衡条件
【解析】【解答】(1)由杠杆平衡条件F1L1=F2L2得:FA×OA=G2×OC,
即FA×10cm=5N×20cm,
解得:FA=10N;
此时杠杆的支点O在中间,则动力和阻力的方向应该相同。C点的拉力方向竖直向下,因此A点受到硬杆的力的方向竖直向下。
(2)G1对地面的压力等于它的重力与杠杆的拉力之差,即F压力=G-FA,那么20N=G-10N,解得:G=30N。
(2)由杠杆平衡条件F1L1=F2L2得:FA×OA=G2×OC。将G2的悬挂点C向右移动时,OC变大,FA变大。根据F压力=G-FA可知,G1对地面的压力减小。根据力的相互性可知,地面对G1的支持力变小。
【分析】(1)由杠杆平衡条件F1L1=F2L2列式计算作用在A点的力大小。根据支点的位置确定A点硬杆产生力的方向;
(2)对G1进行受力分析,从而计算它的重力;
(3)首先根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析A点作用力的变化,再根据F压力=G-FA分析G1对地面压力的变化,最后根据相互作用力的原理分析地面对它支持力的变化。
22.【答案】保温;5;330
【知识点】欧姆定律及其应用;电能表参数的理解;电功率的计算
【解析】【解答】(1)根据甲图可知,只闭合开关S1时,只有R1自己工作;当两个开关都闭合时,则两个电阻并联。根据I总=I1+I2可知,电路电流变大。根据P=UI可知,此时总功率变大,即前者为保温状态,后者为高温档。
(2)当两个开关都闭合时,通过R1的电流为:;
通过R2的电流为:;
则通过电水壶的总电流为:I总=I1+I2=1A+4A=5A。
(3)电水壶高温档消耗的电能W=UIt=220V×5A×360s=3.96×105J;
根据得到:;
解得:n=330。
【分析】(1)根据P=UI分析开关变化时总功率的大小,从而确定对应的状态;
(2)根据分别计算通过两个电阻的电流,再根据I总=I1+I2计算通过电水壶的总电流;
(3)首先根据W=UIt计算电水壶消耗的电能,再根据计算电能表的转数。
23.【答案】9;7;5.67
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【解答】(1)根据图片可知,当变阻器的滑片在A端时,变阻器接入的阻值为零,只有定值电阻R0,此时电压表的示数等于电源电压。
根据图乙可知,电路中的最大电流为3A,
此时R0两端的电压:U0=I0R0=3A×3Ω=9V,
那么电源电压:U总=U0=9V;
(2)由P=I2R可得,滑动变阻器消耗功率与电源消耗总功率之比:,
由图Ⅱ可知,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,最大效率为70%,
则,
解得:R滑=7Ω;
(3)由图Ⅰ可知,a点表示电路中的电流最小,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
此时电路中的电流,
则图I上经过a点的两条虚线与坐标轴围成的长方形面积P滑=I滑2R滑=(0.9A)2×7Ω=5.67W。
【分析】(1)根据图片可知,当变阻器的滑片在A端时,变阻器接入的阻值为零,只有定值电阻R0,此时电压表的示数等于电源电压。首先根据U0=I0R0计算R0两端的电压,再根据U总=U0计算电源电压。
(2)根据P=I2R,结合变阻器的功率和总功率之比推导计算变阻器的最大阻值即可;
(3)由图Ⅰ可知,a点表示电路中的电流最小,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,根据计算通过电路的电流,再根据P滑=I滑2R滑计算虚线与坐标轴围成的面积。
24.【答案】
【知识点】浮力的示意图
【解析】【解答】根据图片可知,小球受到的浮力竖直向上,作用在小球的重心上,如下图所示:
【分析】分析小球受到浮力的三要素,然后沿力的方向画一条带箭头的线段即可。
25.【答案】
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】小磁针的左端为N极,右端为S极,根据“异名磁极相互吸引”可知,电磁铁的左端为N极,右端为S极。右手握住螺线管,大拇指指向左端,此时弯曲的四指指尖向上,即线圈上电流方向向上,因此通过A点的电流向上,如下图所示:
【分析】首先根据磁极之间的相互作用规律确定电磁铁的磁极方向,再根据安培定则判断线圈上的电流方向即可。
26.【答案】
【知识点】作光的反射光路图;光的折射现象及其应用
【解析】【解答】①当光从水中斜射向空气时,折射角大于入射角,据此画出对应的入射光线;
②通过入射点O作垂直分界面的法线,然后在法线右侧根据“反射角等于入射角”画出对应的反射光线,如下图所示:
【分析】根据光的反射定律和折射规律分析解答。
27.【答案】(1)左
(2)25.4;2.54
(3)大于
(4)
【知识点】固体密度的测量
【解析】【解答】(1)天平的指针指在分度盘的右侧,则天平的右盘重,左盘轻,那么平衡螺母应该向左调节。
(2)根据甲图可知,标尺的分度值为0.2g,则游码质量为0.4g,砝码质量为:20g+5g=25g,则矿石的质量为:m=25g+0.4g=25.4g。
根据乙图可知,小矿石的体积V=60cm3-50cm3=10cm3;
那么矿石的密度为:.
(3)如果矿石的吸水性较大,那么会导致水和石块的总体积偏小。根据V=V总-V水可知,会导致矿石的体积偏小。根据可知,会导致矿石的密度大于真实密度。
(4)根据题意可知,矿石的体积,则矿石的密度为:。
【分析】(1)平衡螺母应该向轻的一侧调节;
(2)根据甲图确定游码和砝码的质量,然后相加得到矿石的质量。根据乙图确定两个量筒的示数,然后相减得到矿石的体积,最后根据计算矿石的密度。
(3)根据矿石的吸水性确定对它的体积测量的影响,再根据分析矿石的密度值的变化;
(4)当小矿石浸没在水中时,它的体积等于排开水的体积,据此计算出矿石的体积,再根据计算矿石的密度。
28.【答案】(1)电加热器;电;内
(2)质量;吸热
(3)乙
【知识点】比热容
【解析】【解答】(1)①实验过程中温度计的玻璃泡不能碰到烧杯底部、侧壁和电热器;
②实验中电加热器工作时,将电能转化为内能。
(2)实验中必须要选取初温相同且质量相等的甲、乙两种液体,两次选用规格相同的电加热器,是为了控制甲和乙两种液体在相同时间内吸热相同。
(3)根据丙图可知,当加热5min时,甲的终末温度大于乙的终末温度,即甲升高的温度大。根据Q=cm△t可知,乙的吸热能力更强。
【分析】(1)①根据温度计的使用规范分析解答;
②根据能量转化的知识解答。
(2)①根据Q=cm△t可知,质量和初温相同的不同液体,当吸收相同的热量时,温度变化大的吸热能力小;
②根据W=Pt可知,相同的电加热器在相同时间内产生的热量相等。
(3)根据Q=cm△t,结合丙图分析解答。
29.【答案】(1)
(2)左
(3)2;0.4
(4)滑动变阻器;电压表示数为2V;15
(5)3;反比
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验
【解析】【解答】(1)在探究电流与电阻的关系时,除了电压表与定值电阻并联时,其他的都是串联。当滑片向右移动时,电流表的示数变大,则变阻器的阻值变小,那么应该将变阻器右下角的接线柱与开关右端的接线柱相连即可,如下图所示:
(2)根据甲图可知,当变阻器的滑片在最左端时阻值最大,那么闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至最左端。
(3)①根据乙图可知,电压表选择量程0~3V,分度值为0.1V,则示数为2V;
②此时电流表的示数为:。
(4)①将R换为10Ω时,在记录数据前,小明应先调节滑动变阻器,使电压表示数为2V;
②在串联电路中,电压与电阻成正比,即:;
解得:R=15Ω。
(5)①根据丙图可知,定值电阻两端的电压为:U=IR=0.6A×5Ω=3V;
②根据丙图可知,电流随电阻变化的图像为一条双曲线,那么得到:在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【分析】(1)根据题目要求确定变阻器的接线方法即可;
(2)闭合开关前,为了防止电路电流太大而烧毁用电器,要求变阻器的滑片调到阻值最大的位置,
(3)根据乙图确定电压表的量程和分度值,根据指针位置读出示数。根据公式计算电流表的示数。
(4)①在探究电流与电阻关系的实验中,要控制电阻两端的电压不变,只改变定值电阻的阻值,并记录对应的电流值即可;
②在串联电路中,电压的分配与电阻成正比,据此计算出变阻器的阻值最大时对应定值电阻的阻值即可。
(5)①根据丙图,利用U=IR计算电压表的示数;
②根据图像的形状确定电流与电阻的关系。
30.【答案】(1)解:对重物做的有用功W有=Gh=240N×2m=480J
答:对重物做的有用功是480J;
(2)解:由题知,承担物重绳子的股数是n=3,绳子自由端移动的距离是s=nh=3×2m=6m
工人做的总功是W总=Fs=100N×6m=600J
工人做功的功率
答:工人做功的功率是60W;
(3)解:滑轮组的机械效率
答:滑轮组的机械效率是80%。
【知识点】功率的计算;机械效率的计算;滑轮组绳子拉力的计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)根据 W有=Gh 计算对重物做的有用功;
(2)根据图片确定承担重力的绳子段数n,再根据s=nh计算绳子自由端移动的距离,根据 W总=Fs 计算工人做的总功,最后根据 工人做功的功率。
(3)根据 计算滑轮组的机械效率。
31.【答案】(1)解:列车全部通过高架桥所行驶的路程s=s桥+s车=1000m+200m=1200m
列车全部通过高架桥的时间
答:该列动车组通过高架桥所用的时间为24s;
(2)解:匀速运动时车受到的阻力等于动力,由
可得动车组受到的阻力
答:此时动车组受到的阻力为8×104N;
(3)解:一台风机产生的电能W=500m2×200J×24×3600s×25%=2.16×109J
一台风机产生的电能可供动车组运行的时间
动车组运行的距离s′=v′t′=60m/s×450s=27000m=27km
答:一台风机一天的发电量可以供一列总输出功率为4800kW的动车组以60m/s的速度运动的距离为27km。
【知识点】功率的计算;速度公式及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)首先根据 s=s桥+s车 计算列车通过高架桥行驶的路程,再根据 计算列车通过高架桥的时间。
(2)根据公式P=Fv计算动车受到的阻力;
(3)首先根据W=风机面积×每平方米能量×时间×效率计算一台风机产生的电能,再根据计算动车运行时间,最后根据s=vt计算安动车组运行的距离。
32.【答案】(1)变小;变小;变小
(2)30
(3)2.5
(4)B;D
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理;欧姆定律及其应用
【解析】【解答】(1)①根据图乙可知,随着力敏电阻所受拉力变大,其阻值变小;
②随着水位的升高,柱体浸入水中的体积增大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,柱形物体受到的浮力增大,由F拉=G-F浮可知,柱体对力敏电阻拉力变小;
根据图乙可知,拉力减小时,力敏电阻R1的阻值增大,电路中的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小;
(2)当水位达到设定高度时,线圈中电流减小为0.15A,
此时总电阻为:
此时力敏电阻R1的阻值:R1=R总-R2=30Ω-10Ω=20Ω;
根据图乙可知,当R1=20Ω时,力敏电阻受到拉力为12N;
柱形物体的重力为:G=mg=1.5kg×10N/kg=15N;
由力的平衡条件可得,柱形物体的浮力为:F浮=G-F拉=15N-12N=3N;
根据F浮=ρ水gV排可得柱形物体排开水的体积:;
则柱形物体浸入水中的深度:;
(3)当水位达到设定高度h0时,水泵自动停止注水,此时柱体浸入水中的深度恰好为其高度的一半,故物体的高度为:H=2h=2×0.3m=0.6m;
物体的体积为:V=SH=10cm2×0.6m=10×10-4m2×0.6m=6×10-4m3;
物体的密度为:;
(4)AB.若要使该自动蓄水装置最高警戒水位适当降低,柱体浸入水中的体积减小,根据F浮=ρ液gV排知,浮力减小,根据F浮=G-F拉知拉力增大,由图乙知R1的阻值减小;要保持衔铁被释放时的电流不变,若电源电压不变,根据可知,电路的总电阻不变,故应该增大R2的阻值,故B符合题意;
由于R1的阻值减小,要保持衔铁被释放时的电流不变,在R2的阻值不变时,根据可知,应当适当减小电源电压;故A不符合题意;
C.减少线圈的匝数,则电磁铁的磁性会减弱,若要衔铁被释放,就要增大线圈中的电流,在电源电压和R2的阻值均不变时,应减小R1的阻值,由图乙可知,此时应增大拉力F拉,根据F浮=G-F拉知,柱体受到的浮力应减小,因此会降低水位设定高度h0,故C不符合题意;
D.在电源电压和R2的阻值均不变时,且衔铁被释放时的电流不变,说明力敏电阻的阻值不变,则力敏电阻受到的拉力不变,根据F拉=G-F浮知,要使拉力不变,但水位设定高度h0降低,浮力减小了,则柱体的重力应减小;当保持柱体形状和体积不变,换用密度更小的柱形物体可以减小重力,故D符合题意。
故选BD。
【分析】(1)①根据乙图确定力敏电阻的阻值随拉力的变化规律;
②当水位升高时,根据排开水的体积变化,利用阿基米德原理浮=ρ液gV排分析浮力的变化,再利用F拉=G-F浮确定拉力的变化。接下来根据乙图确定力敏电阻的阻值变化,进而确定通过线圈的电流变化即可。
(2)当水位达到设定高度时,线圈中电流减小为0.15A,根据计算此时的总电阻,再根据R1=R总-R2计算此时R1的阻值,根据乙图确定此时力敏电阻受到的拉力。接下来根据F浮=G-F拉计算圆柱体受到的浮力,根据阿基米德原理计算出圆柱体排开液体的体积,最后根据计算物体浸入水中的深度。
(3)当水位达到设定高度h0时,水泵自动停止注水,此时柱体浸入水中的深度恰好为其高度的一半,根据H=2h计算物体的高度,根据V=SH计算物体的体积,最后根据计算物体的密度。
(4)根据二力平衡,金属棒受到的浮力等于浮力减去拉力,结合欧姆定律、电磁铁磁性强弱的影响因素、阿基米德浮力原理,可知通过改变电源电压、电阻箱R2的阻值、电磁铁线圈的匝数、柱形物的质量均可以改变储水深度。