资源描述
江苏省南通市如皋市丁堰镇初级中学2025届初三物理试题(下)期中试卷
请考生注意:
1.请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上,请用0.5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。
2.答题前,认真阅读答题纸上的《注意事项》,按规定答题。
一、单项选择题(本大题7小题,每题3分,共21分)
1.一块长为,质量分布均匀的木板放在水平桌面上,木板右端与桌边相齐(如图所示)。在板的右端施一水平力使木板右端缓慢地离开桌边,在木板移动过程中,下列说法正确的是:
A.对桌面的压强不断变小
B.对桌面的压力不变
C.对桌面的压强不变
D.对桌面的摩擦力不断变小
2.冬天用手去摸铁棍和木棍。觉得铁棍比木棍凉。这是因为
A.铁棍比木棍的温度低 B.铁棍比木棍的热能少
C.铁棍比木棍的导热能力强 D.铁棍比木棍比热容大
3.生产、生活中处处都离不开物理知识,对下列实例中的解释错误的是
A.滑雪者穿着长而宽的滑雪板滑雪,是为了减小对雪的压强
B.小朋友从滑梯上滑下后,还能在水平方向上滑行一段距离才停下来,是因为惯性
C.斜面既是一种省力机械,也是一种省功的机械
D.弯曲的撑杆将运动员撑起的过程中,弹性势能转化为运动员的动能和重力势能
4.下列四种常见的现象中,属于液化的是
A.春天,清晨河面上淡淡的白雾 B.夏天,玻璃上的水很快变干
C.深秋,早晨的地面上出现白霜 D.冬天,室外冰冻的衣服变干
5.首先发现电流磁效应的科学家是
A.法拉第 B.焦耳 C.奥斯特 D.牛顿
6.如图所示的充电鞋垫,利用脚跟起落驱动磁性转子旋转,线圈中就会产生电流,从而给鞋面上的充电电池充电,这种充电鞋垫的工作原理是
A.电磁感应现象 B.电流的磁效应
C.磁极间的相互作用 D.磁场对电流的作用
7.在原子核中,带正电的粒子是
A.质子 B.原子 C.电子 D.中子
二、填空题(本大题7小题,共21分)
8.如图所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,使细线处于拉直状态,由静止开始释放小球,不计阻力,小球摆到与A等高的B点沿原来的方向时,细线恰好断开,则小球将沿方向____(填数字序号)运动,你推理的依据是:_____.
9.夏日炎炎,小华从开着空调的屋内刚走到室外时,眼镜的镜片变模糊是由于空气中的水蒸气________形成的;他买了冰棒含在嘴里过了一会儿感觉到凉快是由于冰棒________了(以上两空均填物态变化名称),这一过程需要_______(吸热/放热)所致.
10.在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降(如图甲所示).圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止.如图乙所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像.分析图像可知,圆柱体重力是_____________N;圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是_____________N;圆柱体的密度是_____________g/cm1.
11.在图所示的电路中,闭合电键S,灯L不亮,已知电路中各处均接触良好,除灯L和电阻R外,其余元件均完好.
(1)请判断该电路中存在的故障可能是_____(请将几种可能填写完整).
(2)若将一个电压表正确并联在灯的两端,闭合电键S,若电压表有示数,说明故障是_____;若电压表无示数,说明故障是_____.
12.将一个木块放入盛满水的烧杯中,静止时如图所示,从烧杯溢出水的重力为5N,则木块的重力大小为_____,这个过程中,容器对水平面的压力将_____(选填“增大”、“不变”或“减小”)。若将这个木块放入盛满酒精的烧杯中,木块静止时从烧杯溢出酒精的重力为 _____。(ρ木<ρ酒<ρ水)
13.如图所示,磁悬浮地球仪应用了_______(选填“同”或“异”)名磁极相互排斥的规律:磁悬浮地球仪悬浮静止时,底座对地球仪的斥力与地球仪受到的重力_______(选填“是“或“不是”)一对平衡力.
14.如图所示,小华骑单车出行,沿途看到路旁树木向后退去,所选的参照物是_________;小华坐在宽大的车座上比较舒服,这是通过增大受力面积减小了___________的缘故.
三、作图题(共7分)
15.画出图中与入射光线对应的反射光线和大致的折射光线;
16.根据通电螺线管的N、S极和磁感线形状,在图中标出磁体A的N极,磁感线方向(任选一根标出即可)和电源“+”、“-”极.
17.请作出图中:① 物体A所受重力G的示意图;② 力F的力臂L.
四、实验题(本大题共5小题,共20分)
18.尽管电压表自身的电阻很大(一般几千欧姆),但在实际电路中它还是有一定电流通过的,此时它表盘的示数就是它自身两端的电压值。也就是说,电压表实质相当于一个能够显示自身两端电压值的特殊电阻。
现要测量电压表V的具体阻值,除了电压表V,另外提供的实验器材如下:一个满足实验需求的电压不变的电源,一个阻值足够大且已知阻值为R0的定值电阻,开关、导线若干。请你利用上述器材设计实验方案,要求:画出实验电路图(电路可以重组);写出主要实验步骤及所需测量的物理量;写出电压表V1阻值Rv的表达式(用已知量和测量量表示)。
19.同学们在探究“通过导体的电流与哪些因素有关”的实验时,提出了如下猜想:
猜想一:通过导体的电流与导体的电阻有关;
猜想二:通过导体的电流与导体两端的电压有关。
为了验证猜想,准备了如下实验器材:电源、电流表、电压表、滑动变阻器各一个,阻值分别为、、的定值电阻各一个,开关及导线若干。实验电路如图所示。请你完成下列内容:
(1)根据图所示的实验电路,画出电路图;
(__________)
(2)为了验证猜想一,小欣同学先把的电阻接入电路,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下的电阻,改换阻值为的电阻继续实验,闭合开关,电压表示数如图所示,其示数为______V;要正确完成这次实验,接下来她应将滑动变阻器的滑片向______(选填“”或“”)端移动,使电压表的示数为______V。
(3)设计出探究“猜想二”的记录数据表格。
(__________)
20.用如图所示的装置探究“电流做功与电压的大小之间的关系”.两瓶煤油中都浸泡着一段材料、横截面积均相同的电阻丝,瓶中温度计显示煤油的温度.
(1)实验中电流做功的多少是根据煤油_____变化的大小来判断的,为比较两电阻做功的多少,两瓶煤油的质量应_____.
(2)“水比较容易获得,为什么不用水代替煤油?”对此合理的解释是_____(填字母)
A.煤油有颜色便于观察 B.煤油密度较小 C.煤油比热容较小
(3)两瓶中电阻_____联使得通过它们的电流和通电时间相等,甲瓶中的电阻丝较长,电阻较_____,电压较高.
(4)实验发现,甲瓶温度升高较多.表明:在电流和通电时间相同的情况下,导体两端的电压越高,电流做功越_____.
21.小华同学在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,在弹簧测力计下悬挂一圆柱体物块,当圆柱体物块下表面与水面相平时开始缓慢下降,直到与烧杯底接触为止,如图1所示:(已知ρ水=1.0×103kg/m3;g取10N/kg)
分析图1四幅图可知,圆柱体物块浸没在水中时所受浮力F浮=_____N;综合分析上述实验可知,圆柱体物块的密度是_____kg/m3;小华完成图1所示的实验后,把水换成另一种液体重复上述实验,根据实验数据绘制出图2所示的弹簧测力计拉力F随物体下降高度h变化的图象,那么物体浸没在这种液体中受到的浮力F浮′=_____N,对比图1的实验,这表明浸在液体中的物体所受浮力的大小跟_____有关.
22.在探究“电流与电压、电阻的关系”的实验中,电源由三节干电池串联组成,如图甲所示,可选用的定值电阻有5Ω、10Ω、20Ω.
实验序号
电压/V
电流/A
1
1.0
0.18
2
2.0
0.36
3
3.0
0.54
(1)请你用笔划线代替导线,将图甲所示的电路补充完整,要求滑动变阻器的滑片向右移动时连入电路中的阻值变大.
(_____)
(2)连接电路时,开关必须_____;闭合开关前,要将滑动变阻器滑片置于使接入电路的电阻值_____的位置.
(3)小明同学探究“电流与电压的关系”:
①滑动变阻器起到保护电路和_____的作用;
②多次改变R两端的电压,把对应的电流表示数填入表格中,分析表格中的数据可得出结论:_____.
(4)小华同学探究“电流与电阻的关系”:
①他把5Ω的电阻接入电路,闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,电路中的故障可能是_____.故障排除后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,达到实验要求,电流表的示数如图乙所示,则电路中的电流为_____A.
②将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向_____(选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数为_____V,记录电流表的示数.
③为了确保所给的3个定值电阻接入电路后都能正常进行实验,应该选取最大阻值不小于_____Ω的滑动变阻器.
(5)本实验探究主要运用的科学探究方法是控制变量法,下列实验探究没有采用控制变量法的是_____.
A.探究物质吸热或放热规律 B.液体蒸发的快慢与哪些因素有关
C.滑动摩擦力的大小与哪些因素有关 D.串联电路中各处的电流有什么关系
五、计算题(本大题共2小题,共13分)
23.一辆质量为3t的汽车,在平直公路上以额定功率90kW从静止开始运动,经15s运动125m恰好达到最大速度,接着匀速运动25s,再关闭发动机,滑行了100m之后停下.其v-t图象如图所示.已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍,(g取10N/kg)求:
汽车匀速运动时的牵引力;整个过程中发动机做的功;全程中汽车的平均速度v.
24.潮汐能是一种可再生的清洁能源.潮汐发电是在海湾或有潮汐的河口建筑一座水坝,形成水库,如图所示,水坝下方有通道,内置水轮发电机组,无论涨潮或落潮,海水经过通道均可推动发电机组发电.有一所电站,发电机组在工作过程中能将20%的水能转化为电能,平均功率达到1.8×104kW.该电站在某次涨潮前水库的水量为2×106m3,涨潮后水库的水量为7×106m3,并达到最高水位30m.涨潮过程中水流经过通道的平均流量(单位时间内通过的水的体积)Q为2×l06m3/h,海水密度为1.03×103kg/m3,那么在这次涨潮中:
(1)水库底部所受水的压强最大是多少?
(2)水流推动发电机组持续发电多长时间?
(3)水流对发电机组做了多少功?
六、综合能力题(本大题共3小题,共18分)
25.小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计.
取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口.塞入适量金属丝的目的是使吸管能竖直 _____在液体中,此时密度计受到的浮力______它的重力(选填“>”、“<”或“=”).将吸管放到水中的情景如图(a)所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图(b)所示,浸入的长度为h.用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液___ρ水(选填“>”、“<”或“=”),ρ液与ρ水、h及H的关系式是ρ液=________.小明取来食用油,先用天平和量筒测量其密度,测量的原理是______,然后再用这个密度计测量.但操作时却出现了如图(c)所示的情形,这是因为密度计的重力
_____它所受到的浮力(选填“>”、“<”或“=”).在不更换食用油和密度计的情况下,你认为可以进行怎样的尝试,才能使密度计能正常测量食用油的密度:_________写一种就行,合理即可).
26.如图所示的电路中,电源电压为8V,R2是阻值为20Ω的定值电阻,R1为压敏电阻。当开关S闭合后,问:
(1)当压敏电阻R1受到的压力从0增加到3N的过程中,电流表示数的变化是_____(填 “增大”、“减少”或“不变”)?
(2)当电流表示数为0.6A时,压敏电阻受到的压力为多少_____?
(3)当电路连续工作10min,电阻R2产生的热量为多少_______?
27.在物理学中,磁感应强度(用字母B表示,国际单位是特斯拉,符号是T)表示磁场的强弱,磁感应强度 B越大,磁场越强;磁感线形象、直观描述磁场,磁感线越密,磁场越强.图为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图.由图可知,若在1处放置一个小磁针, 当小磁针静止时,其指向应是图中的____.
如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化,则这种电阻叫磁敏电阻.某磁敏电阻 R的阻值随磁感应强度B变化的图象如图所示.根据图线可知,磁敏电阻的阻值随磁感应强度 B的增大而___(填“增大”、“减小”或“不变”),图线没有过坐标原点,是因为________.
1
2
3
U/V
1.50
3.00
4.50
I/mA
3.00
6.00
9.00
利用该磁敏电阻的 R-B特性曲线可以测量上图磁场中各处的磁感应强度.
①将该磁敏电阻R放置在磁场中的位置1处.小利设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路,所提供的实验器材如上图所示,其中磁敏电阻所处的磁场未画出.请你将该实验电路连接完整.
②正确接线后,测得的数据如上表所示.该磁敏电阻的测量值为____Ω.
③根据该磁敏电阻的 R-B特性曲线可知,1处的磁感应强度为____T.
④在实验过程中,仅将磁敏电阻从 1 处移至 2 处,其他条件不变,那么电流表的示数____,电压表的示数____(填“增大”、“减小”或“不变”).在上述电路中,若所用电源为三节新的蓄电池,将该磁敏电阻从待测磁场中移出,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电流表的示数为 10.0mA 时,则滑动变阻器接入电路的阻值是____.
参考答案
一、单项选择题(本大题7小题,每题3分,共21分)
1、B
【解析】
木板A放在水平桌面上,木板被拉出的过程中,对桌面的压力大小始终等于木板A重力,即压力大小不变,故B正确;
在拉动过程中,受力面积逐渐减小,压力不变,由可得,A对桌面的压强逐渐增大,故A、C错误;
木板A与桌面接触面没变,压力没变,所以摩擦力不变,故D错误。
2、C
【解析】
寒冷冬天的夜晚,气温很低,铁棍和木棍的温度是一样的,但觉得铁棍比木棍凉,是因为铁棍的导热性比木棍好,把手上的热量迅速导走了,就觉得铁棍凉了,故C正确。
3、C
【解析】
A、滑雪者穿着长而宽的滑雪板滑雪,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A正确;
B、小朋友从滑梯上滑下后,还能在水平方向上滑行一段距离才停下来,是因为小朋友具有惯性,仍要保持原来的运动状态,故B正确;
C、斜面是一种省力机械,但不能省功,故C错误;
D、弯曲的撑杆将运动员撑起的过程中,撑杆形变恢复,运动员速度增大,高度增加,所以弹性势能转化为运动员的动能和重力势能,故D正确。
4、A
【解析】
A.春天,清晨河面上淡淡的白雾,由于清晨温度低,白雾是水蒸气遇冷液化而形成的小水珠,故A符合题意;
B.夏天,玻璃上的水很快变干,是水分蒸发了,属于汽化,故B不符合题意;
C.深秋,早晨的地面上出现白霜,是水蒸气的凝华形成的,故C不符合题意;
D.冬天,室外冰冻的衣服变干,是冰升华直接变成了水蒸气,故D不符合题意.
选A.
5、C
【解析】
A. 法拉第发现了电磁感应现象,不是首先发现电流磁效应的物理学家,故A错误;
B.焦耳发现了焦耳定律,故B错误;
C. 奥斯特发现了通电导体周围存在磁场,是第一个发现电流磁效应的科学家,故C正确;
D.牛顿建立了三大力学定律和发现了万有引力;故D错误.
6、A
【解析】
脚跟起落驱动磁性转子旋转,线圈中就会产生电流,这是电磁感应现象,故A正确,BCD错误.
7、A
【解析】
根据原子结构的相关知识可知,原子中带正电的微粒是质子。故A正确.BCD错误。
二、填空题(本大题7小题,共21分)
8、3 此时速度为零,绳子断开,只受重力,竖直向下运动
【解析】
解答:由于小球被静止释放,不计摩擦,它可在A. B两点间来回摆动.当小球摆到B点时,小球速度恰好为零,此时若细线恰好断开,则小球只受重力作用而竖直下落.所以,将沿竖直向下方向运动.
9、液化 熔化 吸热
【解析】
夏日炎炎,小东从开着空调的屋内刚走到室外,温度骤然升高,室外的水蒸气遇到冷的镜片时会发生液化形成大量的小水珠附着在眼镜片上,所以眼镜变模糊了;物质从固态到液态为熔化,熔化过程吸热,所以,冰棒含嘴里过了一会感觉到凉快是由于冰棒熔化吸热所致.
10、12 8 1.5
【解析】
由乙图可看出,在0-1cm过程中,弹簧测力计示数最大,且不变,说明此过程中物体在空中下降,则弹簧测力计示数为物体的重力,所以物体重力G=12N;在1-7cm过程中,弹簧测力计示数在变小,说明物体从1cm高位置开始浸入水中,且浸入水中的体积越来越大,所受到的浮力越来越大;在7-9cm过程中,弹簧测力计示数不变,说明物体在7cm高位置完全浸没在水中,所以继续下降浮力大小不变.此时弹簧测力计示数为F示=4N,则物体浸没在水中受到的浮力F浮=G-F示=12N-4N=8N;物体重力G=12N,则物体质量为m===1.2kg.物体浸没在水中受到的浮力为F浮=8N,则物体的体积V=V排===8×10-4m1.所以物体的密度为ρ===1.5×101kg/m1=1.5g/cm1.
11、(1)L短路、L断路、R断路;(2)L断路; R断路、L短路.
【解析】
试题分析:(1)根据电路图可知,灯泡与电阻串联,闭合电键S,灯L不亮,说明故障可能为L短路或L断路或R断路.
(2)当L断路时,电压表的正负接线柱与电源两极相连,故电压表有示数;
当L短路时,电压表测量导线两端电压,示数为零;当R断路时,电压表不能与电源两极相连,示数仍然为零.
考点:电流表、电压表在判断电路故障中的应用
12、5N 不变 5N
【解析】
由题可知木块漂浮在盛满水的烧杯中,从烧杯溢出水的重力为5N 由阿基米德原理和浮沉规律可知G=F浮=G排= 5N ,这个过程中水的深度不变,根据公式p=ρgh可知容器底所受压强不变。若将这个木块放入盛满酒精的烧杯中,由ρ木<ρ酒知木块静止时将漂浮在酒精中,F浮=G排=G= 5N从烧杯溢出酒精的重力为 5N。
13、同 是
【解析】
同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.
因为球体与底座是相互分离的,所以球体与底座之间一定是相互排斥的,即该悬浮地球仪是利用的同名磁极相互排斥的原理制成的;
因为球体静止在空中时受两个力的作用,一个是竖直向下的重力,一个是竖直向上的底座对它的斥力.在这两个力的作用下地球仪保持静止,所以这两个力是一对平衡力.
牢记二力平衡的条件是:二力大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一个物体上.且要注意与相互作用力区分清楚.
14、单车 压强
【解析】
试题分析:小华骑单车出行,若以行驶的单车为参照物,树与单车之间的位置不断发生变化,是运动的,所以他会看到路旁的树向后退去;自行车车座比较宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,因此坐在宽大的车座上比较舒服.
【考点定位】减小压强的方法及其应用;参照物及其选择
三、作图题(共7分)
15、
【解析】
光反射时,反射光线与入射光线及法线在同一平面内,反射角等于入射角,故过入射点作垂直于界面的垂线即为法线,根据反射角等于入射角确定反射光线,光从空气斜射入水或其他透明介质中时,折射角小于入射角,作图如下:
16、
【解析】
通电螺线管的磁场与条形磁体磁场相似,磁体极性与导线的绕法和电流方向有关,磁体的极性和电流方向关系用安培定则记忆;磁体的磁感线都是从磁体的N极出发,回到磁体的S极;同名磁体磁极相互排出,异名磁体磁极相互吸引,如上图所示.
17、如下图所示
【解析】
试题分析:重力的作用点在物体的重心处,重力的方向是竖直向下的;力臂是支点到力的作用线的距离,从支点向力的作用线引垂线段,如上图所示.
【考点定位】力的示意图;力臂的画法
四、实验题(本大题共5小题,共20分)
18、答案见解析
【解析】
根据题中“现要测量电压表V的具体阻值”可知,本题考查测量电阻的方法。因为电压表实质相当于一个能够显示自身两端电压值的特殊电阻。故将电压表首先连接在电源两极,测出电源电压U1;然后再将电压表与定值电阻串联,测出电压表两端的电压U2,根据串联电路电压的关系和欧姆定律求得串联电路的电流和电压表的阻值。
【详解】
(1)实验电路图如下:
(2)主要实验步骤及所需测量的物理量
①对于图1电路,闭合开关,读出电压表V1的示数U1
②对于图2电路,闭合开关,读出电压表V1的示数U2
(3)Rv的表达式
由图2可知,电阻R0与RV串联,R0两端电压为U0=U1-U2,
串联电路的电流I=I0=,
因此电压表V的阻值
。
19、 2.5 2 电阻一定
电压
电流
【解析】
根据题中“同学们在探究“通过导体的电流与哪些因素有关”的实验时,……为了验证猜想一,设计出探究“猜想二”的记录数据表格。”可知,本题考查了电路图作图,实验操作,实验数据记录表格设计。电流与电压和电阻有关,在探究电流与电阻关系时要控制定值电阻两端电压一定,改变定值电阻的大小;在探究电流与电压关系的实验中要控制电阻不变,改变定值电阻两端电压;实验要测得不同电压下通过定值电阻的电流,由此设计表格。
【详解】
(1)根据图所示的实验电路,画出电路图如下:
(2)由图可知,电压表选用0~3V量程,分度值为0.1V,示数为2.5V;
探究电流与电阻的关系时,应保持电阻两端电压不变。由题意可知,拆下5Ω的电阻,改换阻值为10Ω的电阻继续实验,闭合开关,电压表示数变大。由串联分压原理可知,应增大滑动变阻器分得的电压,应增大滑动变阻器接入电路的阻值,将滑动变阻器的滑片向A端移动,使电压表的示数为2V。
(3)探究“猜想二”通过导体的电流与导体两端的电压有关。应控制电阻一定,测量不同电压下通过定值电阻的电流大小,设计表格如下:
电阻一定
电压
电流
20、温度 相等 C 串 大 多
【解析】
(1)电流通过电阻丝会产生热量,瓶中的煤油吸热温度会升高,利用转化法,根据煤油温度变化的大小来判断电流做功的多少,并且在此利用控制变量法,从公式△t=可知应控制两瓶中煤油的质量相等.
(2)借助煤油温度变化的大小来判断电流做功的多少,因此温度的变化越明显越好,质量相同的水和煤油,吸收相同的热量,由于煤油的比热容较小,所以温度变化较大.
(3)从串联和并联电路的电路的特点可知,要想使通过两瓶中电阻丝的电流和通电时间相等,应让两电阻丝串联,而两电阻丝的材料、横截面积均相同,但甲瓶中的电阻丝较长,所以其电阻较大,分担的电压较大.
(4)从(3)题中可知甲瓶中电阻丝的阻值大于乙瓶中电阻丝的阻值,根据串联分压的特点,甲瓶中电阻丝两端的电压大于乙瓶中电阻丝两端的电压,而甲瓶温度升高较多,所以在电流和通电时间相同的情况下,导体两端的电压越高,电流做功越多.
电流通过电阻丝做功,并且产生热量,在此应用了转换法,把电流做功的多少表现出来,并且利用控制变量法,在相同的条件下进行研究.为了便于观察实验现象,温度变化越明显越好,应从两者的物理特性进行选择.应该从串联电路和并联电路的特点进行分析,并且从影响电阻大小的因素来判断电阻的大小.首先判断两瓶中电阻丝的大小关系,再利用串联电路的特点判断导体两端电压的关系,最后由甲瓶温度升高较多,得出电流做功与电压的大小之间有什么关系.
21、5 1.2×103 4 排开液体的密度
【解析】
解答:(1)图a中弹簧测力计的示数即为物体的重力,图c中物体浸没时,弹簧测力计的示数为1N,物块浸没在水中时所受浮力F浮=G−F=6N−1N=5N;(2)根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排,图c中物体浸没,所以V物=V排=F浮/ρ水g=5N/103kg/m3×10N/kg=5×10−4m3,物体的密度ρ=G/gV物=5N/10N/kg×5×10−4m3=1.2×103kg/m3;(3)图2中,横坐标表示物体下降的高度,纵坐标表示弹簧测力计的示数大小,h从0−6cm对应的斜线表示物体正在逐渐浸入液体的过程中,弹簧测力计的示数逐渐减小;h从6−8cm的水平线表示当浸没在液体中下降时,弹簧测力计的示数不变,所以,物体浸没在这种液体中受到的浮力F′浮=6N−2N=4N.由实验知,浸在液体里的物体受到的浮力大小还跟排开液体的密度有关;
22、 断开 最大 改变电阻的电压和电流 在电阻不变时,电流与电压成正比 电阻(或电压表)短路 0.4 右 2 25 D
【解析】
(1)要求滑动变阻器的滑片向右移动时连入电路中的阻值变大,故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联,如下所示:
(2)连接电路时,为保护电路,开关必须断开;闭合开关前,要将滑动变阻器滑片置于使接入电路的电阻值最大的位置.
(3)①小明同学探究“电流与电压的关系”,为得出普遍性的规律要多次测量,故滑动变阻器起到保护电路和改变电阻的电压和电流的作用;②纵向分析表中数据,电压为原来的几倍,电流也为原来的几倍,即在电阻不变时,电流与电压与正比;
(4)小华同学探究“电流与电阻的关系”:①他把5Ω的电阻接入电路,闭合开关,发现电流表有示数,说明电路为通路,电压表无示数,电路中的故障可能是电阻(或电压表)短路;故障排除后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,达到实验要求,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电路中的电流为0.4A.②由欧姆定律,电压表示数:UV=IR=0.4A×5Ω=2V,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,使电压表的示数为2V,记录电流表的示数;③电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=4.5V﹣2V=2.5V,变阻器分得的电压为电压表示数的=1.25倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:R滑=1.25×20Ω=25Ω,为了确保所给的3个定值电阻接入电路后都能正常进行实验,应该选取最大阻值不小于25Ω的滑动变阻器.
(5)本实验探究主要运用的科学探究方法是控制变量法:A.探究物质吸热或放热规律,根据Q=cm△t,吸热或放热与c、m、△t有关,研究与其中一个因素的关系时要控制另下两个因素不变,采用了控制变量法;B.液体蒸发的快慢与液体温度、液体表面积和液体表面的空气流动速度有关,研究液体蒸发的快慢与其中一个因素有关时,要控制另外两个因素不变,采用了控制变量法;C.滑动摩擦力的大小与压力和接触面粗糙程度有关,研究与其中一个因素的关系时要控制另外一个因素不变,采用了控制变量法;D.串联电路中各处的电流有什么关系,为得出普遍性规律要多次测量,采用了归纳法.
五、计算题(本大题共2小题,共13分)
23、(1)6000N;(2)3.6×106J;(3)12m/s.
【解析】
(1)汽车的重力:G=mg=3000kg×10N/kg=3×104N,
由题意和图象可知,15-40s汽车的速度最大且做匀速直线运动,根据二力平衡条件和题意可得,汽车匀速运动时的牵引力:F=f=0.2G=0.2×3×104N=6000N;
(2)由题意可知,整个过程中发动机的工作时间:t=15s+25s=40s,
由P=可得,整个过程中发动机做的功:W=Pt=90×103W×40s=3.6×106J;
(3)根据P===Fv可得,v最大===15m/s;
由v=可得,匀速运动的路程:s2=ν最大t2=15m/s×25s=375m,
由图象可知,滑行100m用的时间t3=10s,
则全程中汽车的平均速度:ν====12m/s.
答:(1)汽车匀速运动时的牵引力为6000N;
(2)整个过程中发动机做的功3.6×106J;
(3)全程中汽车的平均速度v为12m/s.
24、(1)3.09×105Pa(2)2.5h(3)8.1×1011J
【解析】
(1)水库底部所受水的最大压强:
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×30m=3.09×105Pa;
(2)进入水库水的体积V=V1﹣V0=7×l06m3﹣2×l06m3=5×l06m3,
水流推动发电机组持续发电时间:
t===2.5h.
(3)由P=得,发电机组在工作过程中获得的电能:
W=Pt=1.8×l04kW×2.5h=4.5×104kW•h,
由于发电机组在工作过程中能将20%的水能转化为电能,
所以根据η=可得,水流对发电机组做的功:
W水===2.25×105kW•h=8.1×1011J.
六、综合能力题(本大题共3小题,共18分)
25、漂浮 = > ρ= > 再向容器中加食用油或换用直径较小的容器
【解析】
(1)为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中,吸管下端塞入一些金属丝作为配重,这样做目的是为了降低重心,让密度计竖直漂浮在液体中;
饮料吸管竖直的漂浮在液体中,根据漂浮条件可知;吸管所受浮力与重力相等;
(2)由于吸管在如图、2图中均漂浮,
所以F浮=G,
则在水和另一种液体中受到的浮力相等,
所以F浮=ρgV排,V排a>V排b,
所以ρ水<ρ液.
设吸管的底面积为S,根据物体浮沉条件可知,
F浮水=F浮夜,即ρ水gSH=ρ液gSh,
h=.
(3)测量其密度,测量的原理是ρ=;
密度计下沉,因为密度计的重力大于它所受到的浮力;
图(c)所示的情形,说明密度计的重力过大,应该使密度计漂浮在液体中,不能沉底,因此不再用这个密度计测量,再向容器中加油或者将容器换成直径细些的,以提高油的深度.
26、增大 2N 1920J
【解析】
(1)由甲图可知,R1与R2并联,电流表测干路总电路。由乙图可知,当R1受到的压力从0N增加到3N的过程中,R1的阻值在减小,则通过R1的电流会增大;R2是定值电阻,则通过R2的电流不变。所以干路电流等于两支路电流之和也在增大,即电流表示数增大。
(2)通过R2的电流为I2===0.4A,当电流表示数为I=0.6A时,通过R1的电流为I1=I-I2=0.6A-0.4A=0.2A,此时压敏电阻的阻值为R1===40Ω,对照乙图可知,此时压敏电阻R1受到的压力为2N。
(3)R2连续工作10min产生的热量为Q===1920J
27、乙 增大 放入磁场前,磁敏电阻不为零 500 5.0 增大 减小 500Ω
【解析】
(1)由图可知磁感线从磁体右端发出,故右端为N极、小磁针N极应指向磁感线的方向,即N极向右,乙符合条件;
(2)由图可以看出,磁场增强时,磁敏电阻的阻值增大;没有磁场时,磁敏电阻的阻值也不为零,故图象不过原点;
(3)①滑动变阻器串联在电路中,一上一下连接,如图所示:
②电阻;
③由图象中可看出电阻是500Ω时,磁感线强度为5.0T;
④将电阻由1移到2时,磁感线强度变小,磁敏电阻变小,则电路中电流增大,除磁敏电阻外,其他电阻不变,则得其他电阻上的电压增大,电源电压不变,由串联电路电压的规律得到加在磁敏电阻上的电压减小;
(4)三节新的蓄电池串联后总电压U总=3×2V=6V,由图可知,移出磁场时,磁敏电阻为R磁=100Ω,总电阻,滑动变阻器的阻值为R滑=R总-R磁=600Ω-100Ω=500Ω.
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