资源描述
2025年山东省潍坊市高密四中学文慧校初三下学期3月综合模拟考试物理试题
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.答题时请按要求用笔。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折暴、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题(本大题7小题,每题3分,共21分)
1.如图所示,对下列四幅图所描述的物理现象解释正确的是
A.霜的形成是凝固现象,放热
B.雪的形成是凝华现象,吸热
C.雾的形成是液化现象,吸热
D.露的形成是液化现象,放热
2.2019年1月3日,嫦娥4号在月球背面成功软着陆,并利用桥中继星进行月地之间信息的传递.如图所示为在月球背面行进的月球车“玉兔二号”,则下列说法正确的是
A.月球车的“脚印”说明力可以改变物体的形状
B.月球车的车轮表面应做得宽大以增大摩擦力
C.太阳能电池板的作用是将太阳能转化为机械能
D.月地之间信息的传递是通过次声波来实现的
3.如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯泡L1、L2都能正常发光,甲、乙两只电表的示数之比为3:5,则L1、L2的额定功率之比是( )
A.2:3 B.3:2 C.5:3 D.3:5
4.下列有关热和能的说法正确的是( )
A.对物体做功,物体内能一定增大
B.柴油机在压缩冲程中汽缸内空气的内能增大
C.晶体在熔化过程中内能保持不变
D.电流通过导体产生的热只与电流大小有关
5.以下有关电阻的观点中,错误的是
A.不同的导体,电阻一般不同
B.导体被加热后,电阻一般会随温度升高而增大
C.导体的电阻大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度
D.一个导体两端的电压越大,电流越大,则它的电阻就越小
6.下列有关热和能的说法中,正确的是
A.一块 0℃的冰熔化成 0℃的水后,温度不变,内能变大
B.墙内开花墙外香是扩散现象,它说明分子之间有引力
C.内燃机的压缩冲程,通过做功将内能转化为机械能
D.夏天在室内洒水降温,利用了水的比热容较大的性质
7.我国“天宫一号”航天器于2018年4月2日完成使命重返地球,落入南太平洋中。如图所示是“天宫一号”在轨道运行时的姿态。下列有关“天宫一号”的说法中错误的是( )
A.在轨道运行时,“天宫一号”的太阳能帆板可将太阳能转化为电能
B.在轨道运行时,“天宫一号”从远地点向近地点运行时将势能转化为动能
C.返回地球途中,“天宫一号”相对于地球是运动的
D.返回地球途中,“天宫一号”外壳经过大气层时被烧毁是通过热传递增大内能
二、填空题(本大题7小题,共21分)
8.一个质量45g,体积50cm3的物体,用手将其浸没在水中时,物体受到水的浮力为_____N;松手后,物体将_____(选填“上浮”或“下沉”).
9.在高速公路上做匀速直线运动的汽车,此时汽车的牵引力________(选填“大于”、“小于”或“等于”)汽车受到的阻力,坐在汽车里的小华,看见路边房子向北运动,他是以________为参照物;若以路旁树为参照物,小华的车是向________(选填“东”“南”“西”或“北”)行驶的.
10.用两个相同的滑轮组成的滑轮组固定在天花板上,如图所示,当匀速提升物体时,绳子自由端的拉力为20N,物体移动的速度为0.1m/s,每个滑轮重15N,忽略绳重和摩擦,则此时滑轮组的机械效率为_____,拉力的功率为_____W。
11.2017年5月18日,我国在南海开采可燃冰获得成功!可燃冰分布于深海沉积物或陆域永久冻土中,是由天然气和水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质,燃烧后仅会生成二氧化碳和水.1m3可燃冰可分解释放约168m3的天然气,完全燃烧168m3的天然气可以释放的热量为__________J,若这些热量全部被水吸收,可以将质量为_________t的水由20℃加热到70℃.请写出可燃冰的一条优点____________________________.[q天然气=4×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg.℃]
12.2018年12月8日凌晨,嫦娥四号探测器在西昌卫星发射中心成功发射升空(如图所示)。探测器加速上升,动能____________,控测器穿过大气层时,包裹探测器的整流罩与大气层发生剧烈摩擦,温度升高,这是通过______的方式增加了整流罩的内能。
13.如图,轻质杠杆的OA:OB=5:1.物体乙的重力G乙=150N,放在水平地面上的物体甲的重力G甲=100N,底面积S甲=1×10-2m2.当杠杆水平平衡时,物体甲对地面的压强p甲=___________.
14.为时刻储备生活用水,图示为某具有自动蓄水功能模型示意图.图中容器为长方形的水池,A是一个底面积为10cm2的方形塑料盒,与塑料盒连接的直杆可绕固定点O转动,当蓄水量达到一定值时,活塞B堵住进水管,注水结束,水位为H.(水的密度是1.0×103kg/cm3,g取10N/kg)
(1)注水的过程中,随着水位上升,水对水池底部的压强逐渐_____.(填“变大”“变小”或“不变”)
(2)注水结束时,塑料盒浸入水中的深度是2cm,塑料盒所受的浮力是_____N.
(3)若在塑料盒内放入质量为20g的物体,注水结束时的水位H高了_____m.
三、作图题(共7分)
15.请在图中画出用羊角锤起钉时所用的最小力F.(要求保留作图痕迹)
16.光照到半圆形玻璃砖圆心处,有一部分光被反射,一部分进入玻璃砖的光发生折射后照到外面,画出光的路径.
(_____)
17.图中A和B两点,一个是发光点,一个是该发光点在平面镜中的像,请确定平面镜的位置,并画出平面镜,然后画出从发光点发出的一条经平面镜反射过C点的光线
(_____)
四、实验题(本大题共5小题,共20分)
18.如图所示,用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。
比较乙、丙和丁图,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强_____。在乙图中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两边液面的高度差将_____。(选填“变大”、“变小”或“不变”)若在步骤(2)时,图乙中U形管左右两侧水面的高度差h=5cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为_____Pa.(ρ盐水=1.2×103kg/m,ρ水=1.0×103kg/m)
19.根据给定的器材,设计实验测定未知电阻RX的电阻值.
器材:电压未知的稳压电源一台;已知电阻值的电阻R0一个;符合要求的电流表一块;单刀单掷开关两个;待测电阻RX以及导线若干.
要求:实验过程中不得拆改电路;
(1)画出电路图______;
(2)简述实验步骤;
①电流表调零,开关断开,按照电路图连接电路
②_____.
③_____.
(3)计算式RX=_____.
20.在测量额定电压为3.8 V的小灯泡电功率的实验中,电源电压为4.5 V,电路如图所示.
连接电路时,开关应_______,电压表的量程应选择_________.检查电路无误后闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表和电压表的指针都有偏转,接下来应进行的操作是_____________________.当小灯泡正常发光时,电流表的示数是0.3 A,则小灯泡的额定功率是_______ W.实验过程中会发现小灯泡两端的实际电压越大,小灯泡的_________越大,小灯泡越亮.
21.小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关。于是找来额定电流均小于0.6A,额定电压是2.5V的灯L1和额定电压是3.8V的灯L2,先后接在电源电压恒为6V的电路中,按照如图所示的电路开始探究。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲所示实物图连接完整。(要求滑片向右移动时,灯泡变亮。)
(________)
(2)在实验中,小雷不慎将电流表和电压表的位置接反了,则合上开关后看到的现象可能是______(填写序号)。
A.只有电流表有示数,灯不亮
B.两电表均有示数,灯亮
C.只有电压表有示数,灯不亮
D.只有电流表有示数,灯亮
(3)连接电路后,他进行了以下实验:闭合开关,移动滑片P,使灯L1发光,测出灯L1的相关物理量,记录和计算结果如下表:
①请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处。
次数
电压/V
______
实际功率/W
电阻Ω
1
1.6
0.20
0.32
8.00
2
2.5
0.24
0.60
10.42
3
2.8
0.26
0.73
10.77
②灯L1的额定功率是_________W。
(4)小雷注意到灯L1的亮度变化是:第二次比第一次亮,第三次比第二次更亮。结合表中数据得出的结论:_____。
22.如下图所示,是小明在探究“影响液体内部压强大小的因素”实验:
(1)小明从左管口向图A中的U形管内注入适量的水,当管内的水静止时,U形管左右两侧液面的高度________(选填“相同”或“不同”).他连接好橡皮管和金属盒,在使用压强计前,发现U型管内水面已有高度差(如图B),通过________(选填序号)方法可以进行调节.
①从U型管内向外倒出适量水
②拆除软管重新安装
③向U型管内添加适量水
(2)重新调节器材后,小明将金属盒深入水面以下进行了如图C、D、E、F所示的实验.由________(选填实验序号)两幅图可知,在同种液体内部,液体压强随着深度的增加而________.(选填“增大”或“减小”)
(3)小明将金属盒深入烧杯中水面以下某一深度处,完成了如图D、E、F的三次实验,由图中现象可知,同一深度,液体压强与橡皮膜所朝的方向________(选填“有关”或“无关”).
(4)小明保持C图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,他发现U形管两侧的液面的高度差变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强就越大”的结论.你认为他得出结论的过程是________(选填“可靠”或“不可靠”)的,原因是________
(5)实验中液体压强的大小是通过比较________来判断的,如果所用的压强计的U形管中可以选择染色的酒精、水和水银(ρ酒精<ρ水<ρ水银)中的一种液体,为了使实验现象更明显,小明应该选择上述三种液体中的________装入U型管中.
五、计算题(本大题共2小题,共13分)
23.如图甲所示是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。A是动滑轮,B是定滑轮,C是卷扬机,D是油缸,E是柱塞,OB=5OF。通过卷扬机转动使钢丝绳带动A上升,被打捞重物的体积是V=0.6m3,密度为4.0×103kg/m3,重物出水前滑轮组的效率为60%,重物出水前卷扬机牵引力做的功随时间变化图象如图乙所示,求:
被打捞物体的重力? 重物出水前匀速上升的速度?假设起重时E始终是沿竖直方向向上的力,忽略吊臂、滑轮及钢丝绳的重力和各种摩擦,物体离开水面后E对OB至少要施加多大的力才能吊起被打捞重物?
24.已知物体的重力势能表达式为Ep=mgh,动能的表达式为Ek=mv2,其中m为质量,h为物体距水平地面的高度,v为物体的运动速度,g为常量,取10N/kg。如图所示,距沙坑高h=7m处,以v0=10m/s的初速度竖直向上抛出一个质量为0.5kg的物体,不计空气阻力,物体从被抛出到落地前的瞬间,整个过程机械能守恒。求:
(1)物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek;
(2)物体上升到最高点时离抛出点的高度H;
六、综合能力题(本大题共3小题,共18分)
25.现有一架总质量为m的喷气式飞机,已知该飞机飞行时所受空气阻力的大小与速度平方成正比,即f=kv2(式中k为已知量).若飞机飞行过程中的耗油量可忽略不计. 该飞机在空中沿水平方向飞行时,飞机所受向上的升力是由机翼上、下表面气流速度不同所产生的.若以机翼为参照物,则机翼上表面附近气流的速度________机翼下表面附近气流的速度. 在该飞机沿水平直线匀速飞行时,它上、下表面所受到的压力差为________. 若该飞机以速度v沿水平方向匀速直线飞行的时间为t,则它在这段时间内克服空气阻力所做的功W为________.
26.如图是某型号电动轮椅工作原理示意图。开关S1和S2由绝缘操纵杆控制,能同时接“1”或接“2”,向前推操纵杆时轮椅前进且能调速,向后拉操纵杆时轮椅以恒定速度后退。已知蓄电池的电压为24V保持不变,R2的阻值为10Ω,电动机的额定功率为100W,额定电压为24V.请解答下列问题:
当开关S1和S2同时接_____时,电动轮椅前进;电动轮椅既能前进又能后退,是因为电动机线圈中电流的_____能够改变。当电动轮椅后退时,电流表示数为1A,此时电动机的实际功率是多少_______?当电动机以额定功率工作时,电动轮椅在水平路面上匀速前进的速度为2m/s,若此时电动机消耗的电能有75%转化为电动轮椅前进的机械能,此时电动轮椅受到的阻力是多大_______?
27.俗话说,瑞雪兆丰年,2019我省又迎来了一场大范围的降雪天气,大雪后,小明看到广场的雪地上有小朋友打雪仗,铲雪车在公路上进行铲雪作业,他用手机上网查阅到该型号铲雪车的额定功率是120kW,质量是5t,求:(g=10N/kg)小明看到一小朋友将一个雪球斜向上抛出后,若不计空气阻力,则雪球在下落过程中的机械能_____(选填“变小”“不变”或“变大”);铲雪车工作时,将_____能转化为_____能。假设铲雪车在一段长1.5km的平直路面上,以额定功率保持18km/h的速度匀速直线前进进行铲雪作业,求这一过程中铲雪车所做的功______和受到的阻力的大小______。该过程中共消耗柴油5L,该铲雪车的效率是多少______?(柴油的热值为4.0×107J/kg,柴油的密度ρ=0.8×103kg/m3)
参考答案
一、单项选择题(本大题7小题,每题3分,共21分)
1、D
【解析】
A选项,霜的形成是凝华现象,此过程放热,故A错误。
B选项,雪的形成是凝华现象,此过程放热,故B错误。
C选项,雾的形成是液化现象,此过程放热,故C错误。
D选项,露的形成是液化现象,此过程放热,故D正确。
2、A
【解析】
A.力可以改变物体的形状,可以改变物体的运动状态,月球车在月球表面上留下“脚印”说明力可以改变物体的形状;故A正确;
B.月球车的车轮表面做得宽大,是通过增大受力面积来减小压强;摩擦力的大小与接触面积无关,所以不是增大摩擦力;故B错误;
C.太阳能电池板的能量转化为太阳能转化为电能,故C错误;
D.声的传播需要介质,真空不能传声;电磁波能在真空中传播,则月地之间信息的传递是通过电磁波来实现的,故D错误;
3、A
【解析】
由电路图可知,开关S闭合后,如果乙为电流表,将会造成电源短路;如果甲为电流表,则L2被短路、不能工作;所以,甲、乙均为电压表,此时灯L1、L2串联连接,电压表甲测L2两端电压,电压表乙测电源电压;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,两灯泡两端的电压之比:,因串联电路中各处的电流相等,且灯泡L1、L2都能正常发光,所以,由P=UI可得,两灯泡的额定功率之比:,故应选A.
4、B
【解析】
A.对物体做功,但同时物体放出热量,物体内能不一定增大,故A错误;
B.柴油机在压缩冲程中,活塞压缩空气,对空气做功,汽缸内空气的内能增大,故B正确;
C.晶体在熔化过程中,温度不变,但吸收了热量,内能变大,故C错误;
D.电流通过导体产生的热与电流大小、通电时间、导体的电阻有关,故D错误.
牢记晶体熔化时吸热,温度不变的特征,虽然温度没有升高,但吸收了热量,所以内能是增大的.
5、D
【解析】
电阻是导体本身的阻碍电流的性质,其大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,而与导体两端的电压、通过的电流无关,不同的导体,材料不同,所以电阻一般不同,大多数导体的电阻随温度的升高而增大,如灯丝;也有少数导体,电阻随温度的升高而减小,综上所述ABC正确D错误.
点睛:电阻是导体本身的阻碍电流的性质,其大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,而与导体两端的电压、通过的电流无关.据此分析判断.
6、A
【解析】
A 0℃的冰熔化成0℃的水,虽然温度不变,但是要吸收热量,所以内能变大;故A正确;
B. 墙内开花墙外香是由于花的香味分子不停的做无规则运动扩散到墙外的原因,不能说明分子间有引力;故B错误;
C. 内燃机的压缩冲程,活塞压缩气缸内物质,活塞的机械能转化为燃气的内能,是通过做功改变物体的内能;故C错误;
D. 夏天在室内洒水,是因为水汽化吸收热量,起到降温的作用,不是利用了水的比热容较大的性质;故D错误。
7、D
【解析】
A.“天宫一号”的太阳能帆板工作时,直接将太阳能转化为电能,故A正确;
B.“天宫一号”从远地点向近地点运行时,质量不变,距离地面的高度变小,重力势能变小;速度变大,动能变大,重力势能转化为动能,故B正确;
C.“天宫一号”航天器完成使命重返地球时,“天宫一号”相对地球位置发生变化,故“天宫一号”相对于地球是运动的,故C正确;
D.“天宫一号”经过大气层时与大气摩擦,温度升高,内能增加,是通过做功的方式增大了内能,故D错误。
二、填空题(本大题7小题,共21分)
8、0.5;上浮
【解析】
试题分析:物体浸没时,,
则,
物体的重力为,
,所以物体上浮.
考点:浮力的计算及浮沉条件
9、等于 汽车(或自己) 南
【解析】
在高速公路上做匀速直线运动的汽车,处于平衡状态,在水平方向上受到的摩擦力与牵引力是一对平衡力,故牵引力等于阻力;
坐在汽车里的小华,看见路边房子向北运动,他是以汽车或自己为参照物;
若以路旁树为参照物,则小华的车向南运动;
10、75% 6
【解析】
由图知,n=3,忽略绳重和摩擦,拉力F=(G物+G动),
则提升物体的重力:
G物=3F﹣G动=3×20N﹣15N=45N,
滑轮组的机械效率:
η=====×100%=75%;
拉力端移动的速度:
v=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s,
拉力的功率:
P===Fv=20N×0.3m/s=6W。
11、6.72×109 32 污染小
【解析】
解:(1)由Q=qV可得,完全燃烧168m3的天然气可以释放的热量
(2)由题知,水吸收的热量:,
由可得加热水的质量:
(3)由题可知,可燃冰燃烧后仅会生成二氧化碳和水,所以使用可燃冰的优点是污染小.
12、变大 做功
【解析】
探测器加速上升,速度增大,动能变大,探测器穿过大气层时,克服摩擦做功,机械能转化为内能,使整流罩的温度升高,内能变大。
13、7000Pa
【解析】
由题知,OA:OB=5:1,G乙=150N,由杠杆平衡条件可得:FA×OA=G乙×OB,则甲对A端的拉力:FA=×G乙=×G乙=×150N=30N,因为力的作用是相互的,所以杠杆对甲的拉力:F拉=FA=30N;则甲对地面压力:F压=G甲−F拉=100N−30N=70N,受力面积S=S甲=1×10−2m2,物体甲对地面的压强:p甲===7000Pa.
14、变大 0.2 0.02
【解析】
(1)随着水位上升,由p=ρgh可知,水对水池底部的压强逐渐变大;
(2)塑料盒排开水的体积:V排=Sh=10cm2×2cm=20cm3=2×10-5m3;
塑料盒受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-5m3=0.2N;
(3)物体重力:G=mg=0.02kg×10N/kg=0.2N;
注水结束时,塑料盒受到的浮力应增加0.2N,
塑料盒排开水的体积增加值:
水位变化:
三、作图题(共7分)
15、见解析
【解析】
(2)由杠杆平衡条件可以知道,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长动力越小.力的示意图如下图所示:
16、
【解析】
光斜射向玻璃砖上,在表面发生反射,以法线为一边作一个角等于入射角,则角的另一边就是反射光线;
光斜射向玻璃砖上,在表面发生反射的同时还发生折射,且折射光线靠近法线;当通过圆心的光从玻璃砖射出时,光与圆弧表面垂直,光的传播方向不变,光路图如下:
.
17、
【解析】
因为A和B两点,一个是发光点,一个是该发光点在平面镜中的像,所以连接AB并做其垂直平分线,可得到平面镜的位置;因为经平面镜反射后的一条光线过C点,因此当A点为像点时,可以连接AC,交平面镜于点O,然后连接BO即为入射光线,再连接OC即为反射光线,如图所示:
四、实验题(本大题共5小题,共20分)
18、相等 变大 500
【解析】
(1)比较乙图、丙图和丁图,在相同液体的同一深度处,金属盒的朝向不同,而U形管两侧的液面高度差相等,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等;
(2)在乙图中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,控制了深度不变,把水换成盐水,液体密度变大,液体压强变大,则可以观察到U形管两边液面的高度差将变大;
(3)图乙中U形管左右两侧水面的高度差h=5cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为: =1×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa.
19、先只闭合开关S1,记下电流表的示数I0断开开关S1,再闭合开关S2,记下电流表的示数IX
【解析】
(1)根据题意,把已知定值电阻R0与未知电阻RX并联,每个支路各有一个开关单独控制,电流表在干路上,如图所示:
(2)实验步骤:
①电流表调零,开关断开,按照电路图连接电路;
②先只闭合开关S1,记下电流表的示数I0;
③断开开关S1,再闭合开关S2,记下电流表的示数IX.
(3)根据欧姆定律,又因为并联电路电压相等,所以,I0R0=IXRX,即RX=
20、断开 0~15V 慢慢向右移动滑片,直到电压表示数为3.8V 1.14 实际功率
【解析】
(1)为防止电路出现短路现象,连接电路时电键应处于断开状态;灯泡额定电压为3.8V,所以电压表可选择0~15V的量程;
(2)小灯泡不发光,电压表、电流表正常偏转,说明电路不存在断路与短路,电路正常;偏角较小,说明电路电阻太大,应调节滑动变阻器滑片,直到电压表示数为3.8V;
(3)小灯泡正常发光时,电流表的示数是0.3A,则小灯泡的额定功率为:P=UI=3.8V×0.3A=1.14W;
(4)灯泡两端的电压越大,根据公式P=可知,灯泡的实际功率越大,灯泡发光越亮.
21、C电流/A0.60灯泡的亮度与其实际功率有关,实际功率越大,亮度越亮
【解析】
(1)电压表的负接线柱与灯泡的左接线柱相连,滑动变阻器的任意上方接线柱与电流表0.6的接线柱相连,如下图所示:
(2)电压表内阻很大相当于断路,若电压表与电流表位置接反了,电压表串联在电路中测电源的电压有示数,电路断路,电流表无示数,灯泡不亮,故C正确、ABD错误;
(3)从表中数据可知,实际功率等于表中前两项之积,由P=UI可知,第二项数据为通过灯泡的电流/A;
灯泡L1正常发光时的电压为2.5V,此时实际功率等于额定功率,即灯泡的额定功率0.60W;
(4)从实验1→实验2→实验3,灯泡越来越亮,灯泡实际功率越大;因此可得:灯泡的亮度与其实际功率有关,实际功率越大,亮度越亮。
22、相同 ② CD 增大 无关 不可靠 没有控制深度相同 U型管两液面胡高度差 酒精
【解析】
试题分析:本题是考查影响液体内部压强大小的因素,根据液体压强特点和数学表达式分析做答.
(1)图A中的U形管的两开口处和空气接触,所以两边的液柱高度相同;如果使用前液柱高度不一样,说明两玻璃管中压强不相等,所以应该拆除软管重新安装,选填序号②;
(2)要探究同种液体内部压强与深度的关系,需要控制液体种类相同,橡皮膜深度不同,朝向一样,所以选用CD两实验进行探究;
(3)D、E、F的三次实验,U形管中液柱高度差一样,说明橡皮膜所处位置压强相等,所以可以得出结论:同一深度,液体压强与橡皮膜所朝的方向无关;
(4)当向C中加浓盐水后,橡皮膜所处深度增大,密度增大,有两个变量,所以得出的结论不可靠,原因是没有控制深度相同;
(5)实验中液体压强的大小是通过比较U型管两液面胡高度差来判断的;为了让实验现象更明显,则U形管中液体要选用密度较小的液体,密度越小,高度差越大,所以选用染色的酒精 .
点睛:本实验中应用了转换法和控制变量法,(1)~(4)问通过液体压强公式和控制变量法分析,第(5)问需要理解U形管的工作原理.
五、计算题(本大题共2小题,共13分)
23、(1)2.4×104N(2)0.4m/s(3)1.2×105N
【解析】
(1)由计算物体质量;再利用G=mg计算其重力;
(2)利用阿基米德原理计算物体出水前受到的浮力,滑轮组对物体的拉力等于重力减去浮力;由图知道,n=3,拉力端移动距离s=3h,利用计算牵引力;由图乙知道40s牵引力做的功,由此计算牵引力做功功率,利用,计算拉力端移动速度,重物出水前匀速上升的速度等于拉力端移动速度三分之一;利用W=Fs计算拉力端移动距离,而s=3h,据此求物体升高的高度,利用速度公式求重物出水前匀速上升的速度;
(3)吊臂支点为O,画出动力臂、阻力臂,利用相似三角形的边的关系求力臂大小关系,知道物体出水后滑轮组对吊臂B端的作用力,利用杠杆平衡条件求E对OB施加的力。
【详解】
(1)根据题意知道,被打捞重物的体积是:V=0.6m3,密度是ρ=4.0×103kg/m3,
由知道,物体的质量是:
故被打捞的重力是:
(2)由阿基米德原理知道,物体出水前受到的浮力是:
滑轮组对物体的拉力是:
由图甲知道,n=3,拉力端移动距离是:s=3h,滑轮组对物体的拉力做功为有用功,
又因为,所以,牵引力的大小是:
由图乙知道,40s牵引力做功是:W=4.8×105 J,故牵引力做功的功率是:
由知道,拉力端移动的速度是:
又因为v=3v物 ,所以,重物出水前匀速上升的速度是:
(3)由图知道,吊臂支点为O,柱塞E竖直向上的力为动力,则动力臂为OP;出水后滑轮组对B端的拉力为阻力,且阻力臂为OQ(如图),
由于吊臂、滑轮及钢丝绳的重力和各种摩擦不计,
所以,物体出水后,滑轮组对吊臂B端的作用力是:;
又因为△OPF∽△OQB,所以,,
由杠杆平衡条件知道:,
所以E对OB至少施加的力是:
本题考查的知识点较多,涉及重力公式、速度公式、密度公式、阿基米德原理、功的公式、效率公式、杠杆的平衡条件的应用,难度较大,综合性较强,一般的处理方法是,根据题中条件找关系列方程,然后整理求解。
24、35J 25J 5m
【解析】
(1)由题知,物体质量和被抛出时的高度和速度,物体的重力势能:Ep=mgh=0.5kg10N/kg7m=35J;动能EK1=mv2=0.5kg(10m/s)2═25J;(2)不计空气阻力,物体从被抛出到落地前的瞬间,整个过程机械能守恒,故E′p=EpEk,0.5kg10N/kg(H7m)=35J25J,解得:H=5m。
点睛:(1)由重力势能和动能公式计算物体被抛出时的重力势能EP和动能EK1;(2)根据能量转化和守恒分析解答。
六、综合能力题(本大题共3小题,共18分)
25、大于 mg kv3t
【解析】
(1)若以机翼为参照物,等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面,由于上表面弯曲,下表面平直,所以空气通过上表面的流速大,通过下表面的流速较小;
(2)该飞机沿水平直线匀速飞行时,飞机受到平衡力的作用,即△F=G,它上、下表面所受到的压力差为△F=G=mg;
(3)已知飞机匀速行驶时所受阻力与速度平方成正比,即f=kv2,当飞机在水平轨道上匀速行驶时,牵引力等于阻力,即F=f=kv2,所以它在这段时间内克服空气阻力所做的功W=Pt=Fvt=fvt=kv2×vt=kv3t.
26、 1 方向 14W 37.5N
【解析】⑴ 如图当开关S1和S2同时接1时,滑动变阻器串联在电路中能够高速前进,符合题意;
分析电路图可知,开关接1和2时,电动机的电流方向相反,所以电动轮椅既能前进又能后退,是因为电动机线圈中电流的方向能够改变。
⑵ 当电动轮椅后退时,电流表示数为1A,电路中电动机和R2串联工作,
电动机的电压为:
此时电动机的实际功率是:
⑶ 当电动机以额定功率工作时,电动轮椅在水平路面上匀速前进的速度为2m/s,若此时电动机消耗的电能有75%转化为电动轮椅前进的机械能,此时电动轮椅受到的阻力是多大?________
此时电动机消耗的电能有75%转化为电动轮椅前进的机械能,
可得:
则做机械功的功率为:
匀速前进时,阻力与牵引力平衡,
所以阻力等于牵引力:
27、不变 内 机械 3.6×107J 2.4×104N 22.5%
【解析】
(1)雪球在下落过程中,高度减小,重力势能减小;速度增大,动能增大,因此由重力势能转化动能。因不计空气阻力,雪球在下落的过程中,重力势能全部转化为动能,故机械能的总量守恒;铲雪车工作时,内能减小,机械能增大,故将内能转化为机械能。
(2)除雪车前进1.5km所用的时间:t====300s,
除雪车做的功:W=Pt=1.2×105W×300s=3.6×107J,
除雪车的推力F===2.4×104N,
因为匀速直线运动,受到的阻力推力是平衡力,阻力f=F=2.4×104N;
(3)消耗汽油的体积V=5L=5×10﹣3m3,
消耗汽油的质量m=ρV=0.8×103kg/m3×5×10﹣3m3=4kg,
汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq=4kg×4.0×107J/kg=1.6×108J,
该铲雪车的效率η===22.5%。
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