资源描述
安徽省亳州一中学南校国际部2025届3月初三阶段性训练物理试题
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、本大题包括10小题,每小题3分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求.
1.如图所示,在物理课上,同学们把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出其中的空气,结果发现,闹钟的铃声越来越小了,这种现象说明
A.闹铃在真空中无法振动 B.铃声在真空中音调变低
C.铃声在真空中音调变高 D.铃声不能在真空中传播
2.下图为“测滑轮组机械效率”的实验.在弹簧测力计拉力作用下,重6N的物体2s内匀速上升0.1m,弹簧测力计示数如图示(不计绳重与摩擦).下列说法错误的是( )
A.弹簧测力计的拉力是2.4N
B.物体上升的速度为0.05m/s
C.弹簧测力计拉力的功率为0.12W
D.滑轮组的机械效率约83.3%
3.灯泡L1标有“24V 12W”的字样,灯泡L2标有“12V 12W”的字样,将两个灯泡串联后接在电源电压为U的电路中,若要保证两个灯泡不损坏,则( )
A.电源电压U的最大值为30V
B.两灯泡的实际功率之比为1:4
C.灯泡L2两端电压与电源电压U之比为1:3
D.电源电压U为36 V时,灯泡L1、L2均能正常发光
4.如图所示,下列四幅图中所涉及的物理知识描述错误的是
A.甲图试管内的水蒸气推动塞子冲出去,水蒸气内能减小
B.乙图抽去玻璃板,两瓶中气体逐渐混合均匀,说明气体分子不停地做无规则运动
C.丙图厚玻璃筒内的空气被压缩时,空气的内能增大
D.丁图利用电磁波的反射制成声呐可确定潜艇的位置
5.下列说法正确的是
A.金属在熔化和凝固的过程中,温度均保持不变
B.物体吸收热量后,温度一定升高
C.任何情况下水的沸点都是100 ℃
D.冰的温度一定低于0 ℃
6.将电阻R与5欧的电阻并联后总电阻小于1欧,下列判断正确的是
A.R 一定小于 1 欧 B.R 一定大于 1 欧
C.R 可能大于 1 欧 D.R 不可能为 1 欧
7.对下列光现象所涉及的物理知识,解释合理的是
A.路口的反光镜是凸面镜,光射到上面会发生折射
B.宝塔在水中“倒影”是由于光的反射而形成的虚像
C.放大镜把字“放大”是由于放大镜具有发散作用
D.近视眼形成原因是晶状体太薄,折光能力太弱,需要凸透镜矫正
8.如图所示的四种物态变化的实例中,属于液化的是
A.冰雪遇暖消融 B.水烧开时冒出“白气”
C.草叶上形成“白霜” D.用干手器将手烘干
9.如图所示电路,电源电压保持不变.只闭合开关S,电流表的示数为0.2A,再闭合开关S1,电流表的示数变化了0.3A.那么闭合S、S1后,R1与R2的电功率之比是
A.2:3 B.3:2 C.5:2 D.1:2
10.如图所示,杠杆AOB用细线悬挂起来,在A、B两端分别挂上质量为m1、m2的重物时,杠杆平衡,此时AO恰好处于水平位置,AO=OB,不计杠杆自身重力,则m1、m2的关系为
A.m1=m2 B.m1<m2 C.m1>m2 D.无法判断
二、填空题(本大题包括7小题,每小题2分,共14分)
11.在家庭电路中,电热水器正常工作的电压为_____V,它与家中的空调是_____连接的,下图是家庭中测量每月的耗电量的仪表,图中读数为_____。
12.轮船是采用增大__________的方法增大可利用的浮力;潜水艇是靠改变自身的__________实现上浮和下沉的.
13.中国的许多诗词中既蕴涵着深刻的哲理,又蕴涵着丰富的物理知识.北宋诗人王安石的《梅花》,“墙角数枝梅,凌寒独自开.遥知不是雪,为有暗香来.”,其中“雪”的形成是_________(填物态变化),“为有暗香来”说明_____________.
14.如图所示,在15N的水平拉力F作用下,木板A 在水平地面匀速向右运动的过程中,物体B相对于地面静止,此时弹簧测力计的示数为3N,则B所受滑动摩擦力方向水平向 ______(选填“左”或“右”),A受到地面的摩擦力大小为______N.
15.如图所示,“蛟龙”号载人潜水器在马里亚纳海沟下潜后成功返回,在3小时内“蛟龙”号载人潜水器竖直下潜至4800m处,该处海水压强是_____Pa,“蛟龙”号下潜的平均速度为_____km/h.(取ρ海水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
16.如图所示,甲、乙两个圆柱形容器中盛有两种不同的液体A、B,液体对两个容器底的压强相等,则ρA______ρB,现将两个质量相等的物体分别放入两个容器中,静止时一个漂浮,另一个悬浮(液体均无溢出),此时两个容器底受到液体压强的大小关系是p甲________p乙。(均填“大于”“等于”或“小于”)
17.樟脑丸放在衣橱里会逐渐变小,发生的物态变化现象是_____;我们能够闻到樟脑的气味说明分子在_____。
三、作图、实验与探究题(本大题包括5小题,共34分)
18.如图所示,光线AO从空气中斜射向水面,请画出它的反射光线和折射光线的大致位置.
(_______)
19.请用笔画线代替导线,将如图所示中的开关、螺口节能灯正确地接入家庭电路。
20.在测量电阻的实验中,用两节干电池作为电源,待测电阻的阻值约为6Ω。
(1)在实验中,电流表应该选择的合适量程是____________。
(2)在实物电路图中,用“×”打在错误连线上,并用笔画线代替导线改正错误连线。
(________)
(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动到____________(填“左”或“右”)端。
(4)线路正确后,闭合开关时,若发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数始终为电源电压,电流表的示数几乎为零,你认为电路故障的原因可能是_____。
(5)排除故障后继续实验,某次测量的电压表和电流表的示数如图所示,此时测量的待测电阻R=____Ω。
(6)通常在使用电压表时认为其电阻无穷大,不考虑电压表中流过的电流:在使用电流表时认为其电阻为零,不考虑电流表两端分得的电压,在用电压表、电流表测量电阻有如图所示的甲、乙两种测量电阻的连接方式,若电压表的电阻不是很大,电流表电阻不是很小,你认为图____中测量出的电阻值比真实值偏大。
21.如图所示,是某验小组在做在“观察水沸腾”的实验,根据实验现象,回答下列问题:
①如图甲所示安装实验器材时应按照_____(“自上而下“或“自下而上”)的顺序进行;
②实验小组观察到水沸腾前和水沸腾时水中气泡的情况如图乙所示,图中_____(填“A”或B)是水在腾时的情况.
③在实验过程中,每隔1min记录温度计示数(见表),该实验小组测得水的沸点是_____℃.
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
88
90
92
94
96
97
98
98
98
④实验小组通过实验及数据分析,得出水沸腾条件:_____且继续吸热,但他发现撤掉酒精灯时,烧杯内的水没有立即停止沸腾,你认为可能的原因_____(写出一条即可)
22.小明同学利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率,设计并接了如图甲所示的实物电路.
(1)闭合开关 S2 前,应将滑片P移到变阻器的_____(“A”或“B”)端.
(2)闭合开关 S2,将单刀双掷开关 S1拨向“1”,调节滑动变阻器的阻值使电流表的示数为I1,如图乙所示,I1=______A;
(3)将开关 S3 拨向“2”,保持滑动变阻器的阻值不变,调节电阻箱的阻值R,使电流表的示 数仍为 I1,此时 R=5Ω;则步骤(2)中小灯泡的电阻 R1=_____Ω;
(4)步骤(2)小灯泡的实际功率 P1=______W;
(5)若小灯泡的额定电流为Ie=2I1,灯泡额定功率Pe为下面选项中的一个,你认为是_____.(选填“2P1”“3P1”“4P1”或“5P1”)
(6)老师又给了一个标有“3.8V”的小灯泡,下图所示电路中(R阻值已知),能测出该灯 泡额定功率的有______.
A. B. C. D.
四、计算题(本大题包括2小题,共22分.解答时应写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分)
23.如图是小明家里新买的电养生壶,铭牌如图所示,为了测它烧水时的效率,小明进行了如下实验:将养生壶装满,断开家里其他的用电器,将养生壶单独接入家庭电路中,闭合开关,加热6分钟之后,壶内的水恰好开始沸腾,已知加入的水为20℃,c水=4.2×103J/(kg•℃).
养生壶的电阻是多少?养生壶中的水吸收的热量是多少?壶的加热效率是多少?(保留1位小数)
24.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?
参考答案
一、本大题包括10小题,每小题3分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求.
1、D
【解析】
当把玻璃罩内的空气逐渐抽出时,传声介质越来越少,所以传声效果越来越不好,实验过程中听到声音越来越小,设想空气全部抽净时,就不传声了,也就听不到声音了。故这种现象说明铃声不能在真空中传播,所以D选项正确。
2、C
【解析】
分析:由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数n,拉力端移动的距离,利用求拉力做的总功,再利用求功率;已知物体的重力和上升高度,利用求有用功,滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
解答:由图可知,弹簧测力计的拉力是2.4N ,故A正确;物体2s内匀速上升0.1m,物体上升的速度为,故B正确;n=3,拉力端端移动距离,拉力做的总功为:;拉力的功率为:,故C错误;拉力做的有用功为:;滑轮组机械效率为:。故D正确;
故答案为C
【点睛】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率、机械效率的计算,根据题图确定n的大小(直接从动滑轮上引出的绳子股数)是本题的突破口,灵活选用公式计算是关键。
3、A
【解析】
根据题意知道,两灯泡的额定电流分别是:I1 =P1/U1=12W/24V=0.5A,I2 =P2/U2=12W/12V=1A;两灯泡的电阻分别是:R1 =U1/I1=24V/0.5A=48Ω,R2 =U2/I2=12V/1A=12Ω;因为将两个灯泡串联后,要保证两个灯泡不损坏,所以电路中的最大电流I=I1 =0.5A,故电源的最大电压是:U=I(R1 +R2 )=0.5A×(48Ω+12Ω)=30V,故A正确、D不正确;因为串联电路各处的电流相等,所以由P=I2 R知道,两灯泡的实际功率之比:P1:P2 =R1:R2 =48Ω:12Ω=4:1,故B不正确;由U=IR知道,灯泡L2 两端电压与电源电压之比:U2:U=R2:(R1 +R2)=12Ω:(48Ω+12Ω)=1:5,故C不正确,故选A.
4、D
【解析】
A.甲图中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气对塞子做功,水蒸气的内能减少,温度降低,故A正确;
B.乙图中抽去玻璃隔板,两瓶中气体逐渐混合均匀,说明分子在不停的做无规则运动,故B正确;
C.丙图中厚玻璃管内的空气被压缩时,活塞对空气做功,管内空气温度升高,空气的内能增加,故C正确;
D.丁图利用超声波的反射制成声呐可确定潜艇的位置,故D错误.
5、A
【解析】
A. 因为金属是晶体,晶体在熔化过程和凝固过程中温度保持不变.故A正确;B. 物体吸收热量后,温度不一定升高,比如晶体在熔化过程中虽然吸热,但是温度保持不变,吸收的热量用来完成熔化.故B不正确;C. 液体的沸点与液体上方的气压有关,气压越高,沸点越高,所以水的沸点只有在标准大气压下才是100℃.故C不正确;D. 冰在熔化过程,或者达到熔点的时候,温度就是0℃.故D不正确.故选A
要解答本题需掌握晶体熔化过程的特点以及液体的沸点与液体上方的气压有关,气压越高沸点越高.
6、C
【解析】
由于并联后的总电阻小于其中最小的一个,所以,将5欧的电阻与另一个定值电阻R并联后,要使电路的总电阻小于1欧,则另一只电阻可以大于或等于1欧,也可以小于1欧(如5欧的电阻和0.8欧的电阻并联,其总电阻一定小于1欧).
故选C.
7、B
【解析】
A、路口的反光镜是凸面镜,光射到上面会发生反射,故A错误;
B、倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的虚像,故B正确;
C、放大镜是凸透镜,对光线有会聚作用,故C错误;
D、近视眼形成原因是晶状体太厚,折光能力太强,来自远处的光会聚在视网膜前,需要用凹透镜矫正,故D错误。
8、B
【解析】
物质从固态到液态的过程叫做熔化,物质从液态变成固态的过程叫做凝固;物质从液态变为气态叫做做汽化,物质从气态变为液态叫做液化;物质从固态直接变成气态叫升华,物质从气态直接变成固态叫凝华.
【详解】
A. 冰雪消融是固态冰变为液态水的熔化现象,故A不符合题意;
B. “白汽”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故B符合题意;
C. “白霜”是空气中的水蒸气直接变为固态的凝华现象,故C不符合题意;
D. 干手机将手烘干的过程是液态水变为气态水蒸气的汽化现象,故D不符合题意.
故选B.
9、A
【解析】
当只闭合开关S时,电路为R1的简单电路,电流表的示数为通过R1的电流;
当再闭合开关S1时,两电阻并联,电流表测干路电流,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知闭合开关S1时通过R1的电流不变,根据并联电路的电流特点可知电流表的变化量即为通过R2的电流,根据并联电路的电压特点和P=UI求出闭合S、S1后,R1与R2的电功率之比。
【详解】
当只闭合开关S时,电路为R1的简单电路,电流表的示数为通过R1的电流,即
I1=0.2A;
当再闭合开关S1时,两电阻并联,电流表测干路电流,
∵并联电路中各支路独立工作、互不影响,
∴闭合开关S1时通过R1的电流不变,
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
∴通过R2的电流等于电流表的变化量,即
I2=0.3A,
∵并联电路中各支路两端的电压相等,
∴闭合S、S1后,R1与R2的电功率之比:
。
故选A。
本题考查了电功率公式的应用,关键是根据并联电路的特点判断出再闭合开关S1时电流表示数的变化量即为通过过R2的电流.
10、B
【解析】
根据题中“杠杆平衡”可知,本题考查杠杆平衡条件的应用,根据杠杆平衡条件,判断杠杆两端所挂重物的重力大小,从而确定其质量关系。
【详解】
杠杆示意图如下:
根据杠杆平衡条件:F1L1=F2L2可知,G1L1=G2L2,
,
即,
力与相应的力臂成反比关系,已知AO=OB,从图中可以看出力臂L1>L2,所以物体的重力G1<G2,即m1<m2。
故B正确为答案。
二、填空题(本大题包括7小题,每小题2分,共14分)
11、220 并联 30.0kW•h
【解析】
家庭电路的电压是220V,电热水器正常工作的电压为220V;电热水器和空调工作时互不影响,所以它们是并联连接的;电能表表盘上最后一位是小数,单位是kW•h,由图知,电能表的读数为30.0kW•h;
12、物体排开液体的体积 重力
【解析】
(1)轮船是采用增大排开液体的体积的办法增大可以利用的浮力;
(2)在水中,潜水艇受到水的浮力和重力的作用,因为F浮=ρ水V排g,潜水艇的体积不变,排开水的体积不变,所以潜水艇受到水的浮力不变;
①把压缩空气压入潜水艇的压力舱,将海水排出,潜水艇自重G减小,当F浮>G时,潜水艇上浮;
②打开压力舱的阀门,让海水进入压力舱内,潜水艇自重G增大,当F浮<G时,潜水艇下沉;
③当F浮=G时,潜水艇悬浮,可以停留在任何深度;
由此可见,潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的.
故答案为排开液体的体积; 重力.
13、凝华 一切物质的分子都在不停地做无规则运动
【解析】
冬天,当高空气温降到零摄氏度以下时,空气中的水蒸气凝华为小冰晶,积少成多称为降雪;“为有暗香来”,是扩散现象,说明一切物质的分子都在不停地做无规则运动.
14、右 12
【解析】
弹簧测力计示数为3N,则弹簧测力计对B的拉力为3N,方向向左.B水平方向上受到拉力和摩擦力的作用处于静止状态,由二力平衡可得,摩擦力与拉力应大小相等,方向相反,所以,摩擦力大小为3N,方向水平向右.根据力的作用是相互的,B会给A一个向左的摩擦力,大小为3N,A匀速向右运动,所以A受B对其向左的摩擦力、地面对其向左的摩擦力和拉力F的作用,由力的平衡条件可知,地面对A的摩擦力f=15N-3N=12N,方向水平向左.
15、4.8×107 1.6
【解析】
“蛟龙”号受到海水的压强:p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×4800m=4.8×107Pa,蛟龙”号下潜的平均速度为v==1.6 km/h.
16、大于 小于
【解析】
根据两种液体对容器底的压强相等,结合图知hA<hB,由p=ρgh可知,ρA>ρB;
因为原来两容器中液体产生的压强相等,均匀柱形容器,则FA=GA=pSA;FB=GB=pSB;又因为SA>SB,可得GA>GB,
由将两个质量相等的物体分别放入两个容器中,静止时一个漂浮,另一个悬浮(液体均无溢出),由于两物体重力相等都为G,原来液体对两个容器底的压强相等都为p,放入物体后的压强分别为p甲=p+、p乙=p+,由SA>SB可知:p甲<p乙.
17、升华 不停地做无规则运动
【解析】
樟脑丸放在衣橱里会逐渐变小,是固态直接变成气态;发生的物态变化现象是升华;我们能够闻到樟脑的气味说明分子在不停地做无规则运动。
三、作图、实验与探究题(本大题包括5小题,共34分)
18、
【解析】
反射与入射的关系:反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角;
折射与入射的关系:折射光线、入射光线、法线在同一个平面内,折射光线与入射光线分居法线两侧,光由空气斜射入水中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角;
根据以上内容作出反射光线和折射光线.
【详解】
过入射点O垂直界面作出法线,根据反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,在空气中法线的另一侧作出反射光线,
根据折射光线与入射光线分居法线两侧,光由空气斜射入水中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角,在水中法线的另一侧作出折射光线,如图所示:
本题主要考查反射定律和折射定律的应用情况,注意真实光线为实线,法线为虚线;是一道基础题.
19、
【解析】
开关控制灯泡时和灯泡是串联的.火线过开关入灯座,零线直接入灯座。
【详解】
解:火线首先进入开关,然后接到到灯泡顶端的金属点;零线直接接到灯泡的螺旋套,这样在更换灯泡时更安全,接法如图。
20、0-0.6A 右 电阻断路 5 甲
【解析】
(1)一节干电池的电压是1.5V,用两节干电池作为电源,电源电压U=2×1.5V=3V,通过待测电阻的电流I==0.5A,电流表的量程选择0-0.6A;
(2)变阻器按一上一下接入电路中与电阻串联,电压表与电阻并联,电流表与电阻串联,如下图所示:
(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移动到阻值最大处,即右端;
(4)闭合开关时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数几乎为零,说明电路出现断路,电压表的示数始终为电源电压,电路故障的原因可能是电阻断路;
(5)排除故障后继续实验,某次测量的电压表和电流表的示数如图所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为1.5V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,由欧姆定律,此时测量的待测电阻R== 5Ω;
(6)甲中电流表测量是准确的,电压表测电阻与电流的电压,根据并联电路电压的规律,电压表测量的电压偏大,由欧姆定律R=可知,测量的电阻偏大;乙中,电压表测量的电压是准确的,电阻与电压表并联,根据并联电路电流的规律,电流表示数大于R的实际电流,由欧姆定律R=可知,测量的电阻偏小。
21、自下而上 A 98 达到沸点 铁圈和石棉网的温度高于水的沸点,水能继续吸热
【解析】
①酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度,而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中,但不能碰到容器壁和容器底,所以先放好烧杯后,再调节温度计的高度,所以组装实验器材时,应按照自下而上的顺序;
②A图气泡在上升过程中气泡体积增大,所以是沸腾时的情况,B图气泡在上升过程中,体积逐渐减小,所以是沸腾前的情况;
③水从第6min开始就保持98℃不再改变,所以沸点就是98℃;
④水沸腾的条件:达到沸点,且继续吸热;酒精灯加热时,铁圈和石棉网的温度升高,高于水的温度,当移开酒精灯时,水还会从铁圈和石棉网吸收热量,继续沸腾.
22、B 0.2 5 0.2 5P1 C
【解析】
(1)为了保护电路,闭合开关S1前,应将滑片P移到动变阻器的阻值最大处的B端;
(2)闭合开关S1,将单刀双掷开关S2扳向“1”,调节滑动变阻器调节电阻箱的阻值使电流表的示数为I1,如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,I1=0.2A;
(3)将开关S2扳向“2”,保待滑动变阻器的阻值不变,调节滑动变阻箱的阻值R,使电流表的示数仍为I1,此时R=5Ω;则步骤(2)中小灯泡的电阻R1=5Ω,测量小灯泡电阻的方法是等效替代法;
(4)步骤(2)小灯泡的实际功率P1=I12RL=(0.2A)2×5Ω=0.2W;
(5)若小灯泡的额定电流为Ie=2I1,假设灯泡的阻值不变,则P额=Ie2R=(2I1)2R=4I12R=4P1。由于灯泡的阻值不是定值,且灯泡的阻值会随温度的升高而变大,所以,当灯泡在正常工作时,灯泡的阻值变大,则额定功率Pe>P额=4P1,所以最有可能的额定功率值为Pe=5P1;
(6)ABD、无论S1、S2、S3如何组合,都无法确定灯泡是否正常发光,故ABD不能测量灯泡的额定功率,故ABD不符合题意;
C、当开关S1、S3闭合时,灯泡和R并联,电流表测量通过R的电流,移动滑片使得电流表的示数IR=,当开关S1、S2闭合时,灯和R并联,电流表测量干路电流I,则通过灯的电流IL=I-IR,则RL=,根据P=I2R即可求出灯泡的额定功率,故C可以测量灯泡正常发光时的电阻,故C符合题意。
四、计算题(本大题包括2小题,共22分.解答时应写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分)
23、(1)22Ω;(2)3.36×105J;(3)42.4%.
【解析】
(1)养生壶正常工作时通过的电流:I==10A;
养生壶的电阻:R==22Ω;
(2)壶中水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg,
养生壶中水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J;
(3)加热6分钟消耗的电能:W=Pt=2200W×6×60s=7.92×105J,
壶的加热效率:η=≈42.4%.
答:(1)养生壶的电阻是22Ω;
(2)养生壶中的水吸收的热量是3.36×105J;
(3)壶的加热效率是42.4%.
24、(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。
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