资源描述
湖南省邵阳市武冈三中学2025年初三下学期5月阶段检测试题物理试题
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.在我国云南生长着一种神奇的“跳舞草”每当音乐声响起,它的叶子就会随着音乐旋律的高低快慢上下跳动,音乐的节奏越快,它跳动就越快;音乐的节奏一慢,它也随之慢下来;音乐停止时,它也就停止了跳舞;如图所示,人对着它唱歌时,它也会“跳舞“.根据现象下列说法错误的是( )
A.将“跳舞草”置于月球上,“跳舞草”也会翩翩起舞
B.“跳舞草”能够跳舞是因为声音传播时引起空气的振动,振动的空气又会引起跳舞草叶子的振动
C.音乐节奏快时,声波频率大,叶子就振动得快
D.音乐停止时,没有了振动,它也就停止了跳舞
2.小美同学对冰加热,她将冰熔化成水直到沸腾的过程,绘制成如图所示的温度随时间变化的图象,下列分析正确的是
A.DE段是冰的熔化过程,水的凝固点是100℃
B.AB、CD段物质在吸热,BC、DE段物质没有吸热
C.BC段温度保持不变,说明冰是晶体
D.AB段物质为固态,B时刻物质一定是固液共存态
3.物体从距凸透镜12cm处移到距凸透镜18cm处的过程中,调整光屏的位置,总能在光屏上得到倒立、放大的像,由此可知,此凸透镜的焦距可能是( )
A.6cm B.10cm C.16cm D.20cm
4.五千年的华夏文明,创造了无数的诗歌辞赋,我们在欣赏这些诗歌辞赋时,不仅要挖掘其思想内涵,还可以探究其中所描述的自然现象与物理规律,下面是某位同学对部分诗句中蕴涵的物理知识的理解,其中正确的是
A.“露似珍珠月似弓”﹣露实际是小水珠,是由冰熔化形成
B.“孤帆一片日边来”﹣孤帆的运动,是以江岸为参照物的
C.“不敢高声语,恐惊天上人”﹣“高”是指声音的特性“音调”高
D.“人面桃花相映红”﹣桃花是光源,发出的红光映红了人的脸
5.二氧化碳气体被压缩、降温到一定程度,就会形成白色的、像雪一样的固体,俗称干冰.干冰被抛到空中,会迅速变为气体,促使其周围水蒸气凝结成水滴或小冰晶,实现人工降雨.下列关于上述描述中包含的物态变化的说法,正确的是
A.二氧化碳气体变成干冰,是凝华 B.水蒸气凝结成水,是凝固
C.干冰变成二氧化碳气体,放出热量 D.水蒸气凝结成小冰晶,吸收热量
6.电热水器出水口加接一段曲长管道,在电热水器漏电且接地线失效时,能形成“防电墙”,保障人的安全,原理如图所示,电热水器与大地间电压为220 V,由于曲长管道中水具有电阻(简称“隔电电阻”),因而人体两端的电压不高于12 V,对此状态分析正确的是
A.“隔电电阻”大于“人体电阻”
B.曲长管道应选用导电性能好的铜管
C.“防电墙”使人体内无电流通过
D.“隔电电阻”与“人体电阻”并联
7.物理学中对一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识,或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法.下列研究过程中采用了这种研究方法的是
A.用磁感线来表示磁场
B.在探究二力平衡条件的实验中,选用轻质卡片
C.通过电磁铁吸引大头针的数目来比较电磁铁磁性的强弱
D.在研究平面镜成像时,用一根相同的蜡烛来研究成像的性质
二、填空题(本大题7小题,共21分)
8.小明在做电学实验中需要一个量程为9V的电压表,可是他只能找到量程为0~3mA的电流表一只。通过查资料,小明知道电流表可以改装成电压表,这是因为电流表本身也有电阻,当电流通过电流表时,它的两接线柱之间具有一定的电压,这个电压的大小可从电流表的示数反映出来。已知该电流表的电阻为Rg=10Ω。若将这个电流表当作电压表使用,它所能测量的最大电压值为_____V。若要将该电流表改装成量程是9V的电压表,应_____联一个_____Ω的定值电阻。
9.如图重10N的物块放在水平而上,某时刻用竖直向上的5N的力F作用在物体的上端,则此时物块受到的合力为_________.
10.某导体两端的电压为6伏,10秒内通过该导体横截面的电荷量为4库,通过该导体的电流为________ 安,该导体的电阻为______欧,将该导体两端的电压降到0伏,其电阻为_______欧.
11.如图甲所示,验电器A带正电,B不带电.用带有绝缘柄的金属棒把验电器A、B两金属球连接起来的瞬间(如图乙所示),自由电子定向移动的方向为____,金属棒中电流方向______(填由A到B或由B到A)
12.丹麦物理学家奥斯特首先发现了电与磁之间存在本质联系,生产生活中的_____(选填“电磁起重机”“台灯”或“电热毯”)主要是利用电流磁效应工作的。飞机起飞时,利用了空气流速越大压强越_____(选填“大”或“小”)的原理。
13.某医院急诊室的氧气瓶中,氧气的密度为5 kg/m 1,给急救病人供氧用去了氧气质量的一半,则瓶内剩余氧气的密度是 kg/m 1;病人需要冰块进行物理降温,取450g水凝固成冰后使用,其体积增大了 cm1.(ρ冰=0.9×101kg/m 1)
14.中考考场为了杜绝利用无线通讯设施进行舞弊,采用了高科技手段来屏蔽______的传递.英语听力练习时每班教室里的扬声器同时发声,听力结束时又同时关闭,各教室内的扬声器是______联的.扬声器的工作原理是________
三、作图题(共7分)
15.根据图中小磁针静止时的指向,请在图中标出螺线管的 S 极和电源的正极.
16.根据平面镜成像特点,在图中画出AB在平面镜中成的像A′B′;
(_____)
17.如图所示,开关闭合时,电磁铁上端为N极,下端为S极,在图中括号内标出控制电路电源的正负极,并将工作电路图连接完整.要求:开关闭合时,电动机转,小灯泡不亮;开关断开时,小灯泡亮,电动机不转.
四、实验题(本大题共5小题,共20分)
18.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)若小雷连接实物路后闭合开关,灯L1几乎不发光,移动滑片P也不能改变灯的亮度。原因是他滑动变阻器_____。
(2)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
(3)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是小灯泡越亮,它的实际功率越_____。
(4)用L2替换L1重复上面的实验时,需要改变_____表的量程,一组的同学按同一电路连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光,并很快熄灭,检查后发现连线正确,请你找出实验中操作不当之处_____。
(5)有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确。“这种说法错误的原因是忽略了_____对小灯电阻的影响。
(6)有同学认为该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系。你认为这种说法_____(选填“正确”或“错误”)。
19.为了探究平面镜成像特点,小明准备了图甲所示的实验器材:
实验时,小明应选_____作为平面镜(填字母),这样选择的目的是便于_____.为了比较像与物的大小关系,小明应选_____两支蜡烛(填字母).实验时镜面与桌面必须_____.实验中小明把光屏放在烛焰所成像的位置上,他在光屏上并没有看到烛焰的像,说明平面镜所成的像是_____像.实验结束后,小明无意间从平面镜中看到墙上的电子钟的像如图乙所示,这时的时间是_____.
20.某小组同学在用杠杆测定机械效率的实验中
(一)小敏用如图所示的实验装置测定杠杆的机械效率.实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升.
(1)实验中,测力计的示数F为______N,钩码总重G为1. 0N,钩码上升高度h为0.1 m时,C点上升了30cm,则杠杆的机械效率为________%.
(2)实验中若提升的钩码重一定,则影响杠杆机械效率的主要因素是______________.
(3)若只将钩码的悬挂点由A移至B,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将_________(选填“变大”、“变小”或“不变”) .
(二)小王用如图所示的另一实验装置测量杠杆的机械效率.O为杠杆的转轴,不计摩擦.实验时,给B端施加竖直向下的力,使挂在杠杆A端的钩码缓缓上升.(图中杠杆为质量分布均匀的直棒)下表是提升物体时采集到的数据:
实验序号
物重G(N)
拉力(N)
A端上升的高度h/m
B端下降的高度s/m
杠杆的效率
1
2
5
0.04
0.02
2
4
9
0.04
0.02
89%
3
2
5
0.06
0.03
80%
4
6
13
0.04
0.02
92%
(1)第①组实验中,杠杆的机械效率为_________.
(2)由________三组实验,可以初步得出的结论:相同的杠杆,提升的物体越重效率越高.
(3)该实验中杠杆的效率总小于100%的原因是杠杆有自重,分析实验数据可知道杠杆的自重为_______N.
21.小伟要探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”,他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有:
①接触面所受的压力大小;
②接触面的粗糙程度;
③接触面积的大小.
接下来小伟通过如图所示的实验操作来验证他的猜想:
(1)本实验用到了物理学中最常用的探究方法,即______________.
(2)实验中小伟应该用弹簧测力计水平拉动木块在长木板上_________滑动,这样做是根据二力平衡的知识得出拉力_________(选填“大于”、“等于”或“小于”)摩擦力,从而间接测出木块所受的摩擦力的大小.
(3)如果小伟要探究猜想②,他应该选择_____两幅图所示的实验步骤来操作,根据图中弹簧测力计的示数可得出结论:在压力相同的情况下,_________,滑动摩擦力越大.
(4)小伟要探究猜想③,他将木块切去一半,重复甲的操作过程,如图丁所示.他比较甲和丁的实验结果,得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关.你认为他的结论可靠吗?答:_______.小伟在实验中存在的问题是_______.
22.在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V。
如图甲是小白测量小灯泡额定功率的实物电路图(不完整),请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整。小白闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡不发光,电压表示数为零,电流表有示数,则电路故障是_____。实验时,电压表的示数如图乙所示,则应将滑片向_____(选填“A”或“B”)端移到合适位置,才能使小灯泡正常工作,若正常工作时电流表示数为0.5A,则灯泡额定电功率为_____W。完成上述实验后,小白又设计了如图丙所示的实验电路,借助实验室的器材,同样测出了小灯泡正常发光时电功率,请你完成下列实验步骤:
①接好实验电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点_____(选填“1”或“2”)移动滑片,使电压表的示数为灯泡的额定电压U1。
②滑片的位置保持不动,再将开关S1拨到另一个触点读出电压表的示数为U2;
③小灯泡正常发光时功率的表达式P=_____(用U1、U2、R0表示)。
五、计算题(本大题共2小题,共13分)
23.某同学想测量某种液体的密度,设计了如图所示的实验,已知木块的重力为1.2N,体积为200cm3 , 当木块静止时弹簧测力计的示数为2N,g=10N/kg,求:
木块受到的浮力是多少?液体的密度是多少?剪断细绳,木块稳定时处于什么状态,所受浮力又是多大?
24.如图甲所示的九阳豆浆机,由打浆和电热两部分装置构成.中间部位的打浆装置是电动机工作带动打浆刀头,将原料进行粉碎打浆;外部是一个金属圆环形状的电热装置,电热装置的简化电路图如图乙所示,开关S可切换加热和保温两种状态,R1、R2是发热电阻,豆浆机的主要参数如下表.请解答下列问题:
型号
额定电压
打浆装置
电热装置
JYD—P11S
220V
电机功率
加热功率
保温功率
60W
484W
121 W
(1)某次向豆浆机中加入黄豆和清水,打浆完成后浆的质量共400g,初温为40℃,加热该浆使其温度升高60℃,需要吸收多少热量?[设该浆的比热容为4.0×103J/(kg•℃)]
(2)电阻R1和R2的阻值分别为多大?
六、综合能力题(本大题共3小题,共18分)
25.悬浮在海水中的潜艇排开海水的质量为3×106kg(g取10N/kg,海水的密度取1×103kg/m3)。
在如图上面画出潜艇的受力示意图(以点代替潜艇)。潜艇排开海水的体积是多少?潜艇所受浮力多大?潜艇所受重力多大?
26.根据图中通电螺线管,在磁感线上标出方向,并标出电源的右侧小磁针的N、S极.
如图所示,杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态,L1为F1的力臂.请在图中作出F2的力臂L2及力F1.
图中被测物体的外直径是_____cm。
27.随着人民生活水平的不断提高汽车经走进我们的家庭小明的爸爸最近也购买了车请完成下面两个与汽车有关的问题:
(1)请在图中用笔到线代替导线将汽车的启动原理图钥匙孔连接完整(说明:当钥匙插入仪表板土的钉匙孔并转动(相当于闭合开关),电动机(M)工作,启动轿车:电磁铁的工作电压小于电动机的工作电压)
(_____)
(2)电路接通后,电磁铁的上端是_____(选填“N或“S“)极
(3)若轿车在公路上以108km/h的速度匀速直线行驶2小时,已知该汽车行驶时每公里消耗0.1L,知汽油的热值为3×107J/L,轿车行驶过程中,汽油完全燃烧产生的内能有30%轿车前进时克服摩擦阻力所需要的能量求
①行驶2小时轿车通过的路程______?
②这2小时消耗汽油多少升_______?
③在上述行驶过程中受到的牵引力是多大__________?
参考答案
一、单项选择题(本大题7小题,每题3分,共21分)
1、A
【解析】
A. “跳舞草”之所以能跳舞,是这种草对声波的刺激很灵敏,声音传播时引起空气的振动,月球上没有空气,故“跳舞草”不会跳舞,故A错误;
BCD.“跳舞草”之所以能跳舞,可能是这种草对声波的刺激很灵敏,声音传播时引起空气的振动,空气的振动又会引起草叶的振动,音乐节奏快时,声波频率高,叶子振动的就快;反之,则慢,音乐一旦停止,没有了振动,“跳舞草”也就停止了振动,故BCD正确;
故选A。
2、C
【解析】
A.BC段是冰水混合物,是冰的熔化过程,水的凝固点是0℃,DE段是水的沸腾过程,水的沸点是100℃,故A选项错误.
B.AB、CD段物质在吸热,BC是冰的熔化过程、DE段是水的沸腾过程,温度虽保持不变,但都要吸热,故B选项错误.
C.晶体在熔化过程中吸收热量,温度保持不变,BC段温度保持不变,说明冰是晶体,故C选项说法正确.
D.B时刻物质可能是固态或固液共存态.故D选项错误.
3、B
【解析】
根据凸透镜成像规律,当物距f<u<2f时,成倒立、放大的实像.由题,物体距凸透镜12cm时得到倒立、放大的实像,则f<u=12cm<2f ,所以6cm<f<12cm;当物体距凸透镜18cm时,调整光屏的位置,在光屏上得到倒立、放大的像,则f<u=18cm<2f,所以9cm<f<18cm.综上可知,9cm<f<12cm,故B符合题意为答案.
4、B
【解析】
A、露是空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠,是液化现象,故A错误;
B、孤帆相对于江岸有位置的变化,是运动的,故是以江岸为参照物,故B正确;
C、“高声语”是指大声说话的意思,所以是指响度大,故C错误;
D、桃花红的原因是反射了红光,它本身并不发光,不是光源故D错误.
5、A
【解析】
选项A二氧化碳气体变成干冰是气态直接变为固态,属于凝华现象,此过程为放热过程,正确;
选项B水蒸气凝结成水,是气态变为液态的过程,属于液化现象,错误;
选项C干冰变成二氧化碳气体,物质由固态变为气态属于升华,升华是吸热过程,错误;
选项D水蒸气凝结成小冰晶是气态变为固态的过程,属于凝华现象,是放热过程,错误;故答案选A.
6、A
【解析】
AD.由图可知,“隔电电阻”与“人体电阻”是串联的,且隔电电阻能够起到分压作用,当热水器漏电且接地线失效时,其金属内胆与大地间电压为220V,也就是隔电电阻与人体的总电压为220V,且两者是串联的;已知人体两端的电压不高于12V,说明隔电电阻两端电压大于220V﹣12V=208V;由串联电路用电器两端电压与其阻值成正比可知,隔电电阻的阻值远大于人体电阻.故A正确;D错误.
BC.当热水器漏电且接地线失效时,漏电电流通过曲长管道、人体流入大地,为保证人身安全,通过人体的电流需要非常小,所以曲长管道不能采用导体材料,而应该使用绝缘材料.故BC错误;
7、C
【解析】
A. 利用磁感应线去研究磁场分布规律,这种研究方法叫模型法,不符合题意;
B. 在探究二力平衡条件的实验中,选用轻质卡片,忽略了纸片质量的影响,用到了理想实验法,不符合题意;
C. 电磁铁磁性强弱不能直接观察,通过观察被吸引的小铁钉数间接知道了电磁铁磁性的强弱,采用的是转换法,符合题意;
D. 探究平面镜成像特点时,选用两根相同的蜡烛是利用了等效替代法,不是转换法,不符合题意.
二、填空题(本大题7小题,共21分)
8、0.03 串 2990
【解析】
(1)当通过的电流表的电流I大=3mA=3×10﹣3A时,电流表两端的最大电压:U大=I大Rg=3×10﹣3A×10Ω=0.03V,即能测量最大电压值是0.03V;
(2)由题知,要串联电阻分担的电压:UR=U﹣U大=9V﹣0.03V=8.97V,∵=,∴R===2990Ω。
9、1
【解析】
由图知道,当重11N的物体受到竖直向上5N拉力作用时,物体仍然处于静止状态,所以,物体受到的合力为1.
10、0.4 15 15
【解析】
通过该导体的电流:,导体的电阻:,因电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以,将该导体两端的电压降到0V时,导体的电阻仍为15Ω不变.
11、由B到A 由A到B
【解析】
人们把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向,所以负电荷定向移动的方向与电流的方向相反.带有绝缘柄的金属棒把验电器A、B两金属球连接起来的瞬间,A带正电,电子从B到A移动,而电流方向与自由电子定向移动的方向相反,所以金属棒中的电流方向A→B.
本题考查对验电器使用原理、电流方向的掌握情况.在金属导体中,能够自由移动的电荷是负电荷(自由电子),所以在金属导体中,电流的方向始终与自由电荷的运动方向相反.
12、电磁起重机 小
【解析】
通电导线周围有磁场,这就是的电流的磁效应,电磁起重机、电磁继电器等都是利用该原理制成的;台灯工作时把电能转化为光和热,不是利用电流磁效应工作的;电热毯是利用电流流过导体时发热而工作的,应用了电流的热效应。
飞机的机翼通常都做成上面凸起,下面平直的形状。这样当飞机起飞时,流过机翼上方的空气流速大,压强小,流过机翼下方的空气流速小,压强大。机翼上下方所受到的压力差便形成向上的升力。故飞机起飞时,利用了空气流速越大压强越小的原理。
13、2.5 ; 50
【解析】
氧气瓶中,氧气的密度为5 kg/m1,给急救病人供氧用去了氧气质量的一半,但剩余氧气仍要占满氧气瓶,氧气的体积不变,则瓶内剩余氧气的密度是原密度的一半,为2.5kg/m1;
450g水的体积:V水=,
ρ冰=0.9×101kg/m 1=0.9g/cm1,
450g冰的体积:V冰=,
450g水凝固成冰后使用,其体积增大:△V= V冰- V水=500cm1-450cm1=50cm1.
14、电磁波 并联 通电导体在磁场中受力运动
【解析】
考场为了杜绝利用无线通讯设施进行舞弊,采用了高科技手段来屏蔽无线电通信的载体−−电磁波;
每班教室里的扬声器同时发声,又同时关闭,但各教室内的扬声器工作情况是互不影响,所以各教室内的扬声器之间是并联;
扬声器内部有一个永久磁铁和一个通电螺线管,当螺线管中通过变化的电流时,由于通电导线在磁场中受力的作用,故该螺线管会在永久磁铁的磁场的作用下受力振动,即将电流转化为声音,故是利用通电导体在磁场中受力的原理来工作的.
三、作图题(共7分)
15、见解析
【解析】
试题分析:小磁针N极向右,则得螺线管左侧为S极,右侧为N极,由安培定则得电流由右侧流入螺线管,即电源左侧为正极,右侧为正极,如图所示:
考点:通电螺线管的极性和电流方向的判断
16、
【解析】
先作出物体AB的端点A、B在平面镜中的对称点A′、B′,连接A′、B′点即为物体AB在平面镜中的像,注意辅助线和像用虚线,如图所示:
17、
【解析】
磁铁上端为N极,下端为S极,根据安培定则可知,电源的左端为负极,右端为正极;开关闭合时,电磁铁具有磁性,会吸引衔铁,使电动机的电路接通;开关断开时,衔铁在弹簧拉力的作用下与电磁铁分离,使小灯泡的电路接通,如图所示.
四、实验题(本大题共5小题,共20分)
18、都接下面A、B两个接线柱 电流I/A 大 电压 连接电路时,开关未断开;②闭合电路前,滑动变阻器没有调到最大阻值处 温度 错误
【解析】
(1)闭合开关,灯几乎不发光,说明电路电流太小,电路电阻太大,并且移动滑动变阻器滑片,灯泡亮度不改变,说明滑动变阻器没有起到改变电路电阻的作用,即滑动变阻器都接下面A、B两个接线柱上了;
(2)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I/A;
(3)从实验1到实验2再到实验3,灯泡实际功率越来越大,灯泡越来越亮;
(4)L1的额定功率为2.5V,电压表选择0~3V量程。L2的额定功率为 3.8V,电压表选择0~15V量程。所以L2替换L1,同时更换电压表量程。连接好最后一根导线,灯泡立即发光,说明电路闭合,连接电路时没有断开开关;灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄灭,说明电路电流太大,电路电阻太小,滑动变阻器滑片没有置于最大阻值处;
(5)小灯泡温度越高,灯丝电阻越大,这种说法错误的原因是忽略了温度对小灯泡电阻的影响;
(6)研究导体中的电流与电压的关系时应控制电阻不变,所以说法错误。
19、G 确定像的位置 BC 垂直 虚 10:1
【解析】
(1)在本实验中要验证像与物体的大小相等,所以应选透明的玻璃作为平面镜,这样可以方便地确定像所在的位置;
(2)他应选用两支相同的蜡烛来验证像与物体的大小相等这一结论;
(3)为了保证像与物体的连线与桌面平行,所以应让镜面与桌面必须垂直;
(4)由于平面镜所成的像是虚像,所以这个像无法用光屏来接收,在光屏上不能成像;
(5)平面镜所成的像与物体关于镜面是对称的,所以在镜中看到像与物体的左右正好相反,故可以从纸的反面来看,可读出正确的读数应为10:1.
20、0.5 66.7% 杠杆的重力 变大 80% 1、2、4 2
【解析】
(一)(1)由图可知,弹簧测力计的分度值是0.1N,所以它的示数是0.5N.在实验过程中,有用功是:,总功是:,所以杠杆的机械效率是:;
(2)有用功是提升钩码所做的功,额外功主要是克服杠杆重力做的功,影响机械效率的因素主要是有用功和总功所占的比例;提升的钩码重一定说明有用功一定,所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力;
(3)钩码的悬挂点在A点移到B点时,O点C点位置不变,仍将钩码提升相同高度,有用功不变;额外功是提升杠杆做的功,悬挂点A移到B后杠杆实际提升高度变小,所以额外功变小,总功变小,因此杠杆的机械效率变大.
(二)(1)第①组实验中,杠杆的机械效率为:
(2)根据控制变量法思想,为了比较同一杠杆在提升物体时机械效率与物重大小的关系,应保持物重大小不同,但提升物体高度必须相同的三组实验进行比较,所以只有1、2、4三组实验符合题意;
(3)假设杠杆自重为G杆,因为杠杆为质量分布均匀的直棒,所以它重心O′在杆的几何中心处,则以第三组实验数据为例,W有=G物hA=2N×0.06m=0.12J,W总=FhB=5N×0.03m=0.15J,W额=W总-W有=0.15J-0.12J=0.03J;
根据OA与OB所在的两个三角形相似的几何关系可知LOA:LOB=hA:hB=2:1,,所以其重心在杆的中点位置处,因为LOA:LOB =2:1,可以设LOA=2l,LOB= l,又所以可推知该重心O′到O的距离为0.5 l,则LO′O:LOB=0.5 l:l=1:2,根据几何关系可知重心O′垂直上升高度为B下降高度的一半即0.015m,则W额=0.015m×G杆=0.03J,所以G杆=2N;
21、控制变量法 匀速 等于 甲丙 接触面越粗糙 不可靠 没有控制压力大小相同
【解析】
(1)影响摩擦力的因素是压力和接触面的粗糙程度,研究与压力的关系时,要控制接触面的粗糙程度不变,研究与接触面粗糙程度的关系需要控制压力不变,这种方法叫控制变量法;
(2)实验中小伟应该用弹簧测力计水平匀速拉动木块在长木板上滑动,此时木块水平方向上受到的拉力与摩擦力来一对平衡力,根据二力平衡的知识得出拉力等于摩擦力,从而间接测出木块所受的摩擦力的大小.
(3)小伟要探究猜想②,即滑动摩擦力与接触面的粗糙程度要控制压力大小相同,只改变接触面的粗糙程度,故他应该选择甲丙两幅图所示的实验步骤来操作;
比较甲丙测力计示数,发现丙中测力计示数更大一些,即丙中木块木块受到的滑动摩擦力更大一些,可得出结论:在其他因素相同的情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大;
(4)小伟要探究猜想③,即研究滑动摩擦力大小与接触面积的大小关系,要控制压力大小和接触面粗糙程度相同,他将木块切去一半,压力也变小了,重复甲的操作过程,故比较甲和丁的实验结果不得出:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关的结论.即结论不可靠,没有控制压力大小相同.
22、 小灯泡短路 A 1.25 2 U1×
【解析】
(1)滑动变阻器与灯泡串联,电压表与灯泡并联,如图所示:
(2)闭合开关,灯泡不亮,电流表有示数,说明电路是连通的,因为电压表示数为零,分的电压为零,则该处电阻为零,故灯泡短路;
(3)图乙中电压表选用0﹣3V的小量程,分度值为0.1V,电压大小为1.4V;
灯在额定电压下正常发光,电压表示数为1.4V时,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向A端移动到合适位置,直到电压表示数为额定电压2.5V。
灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×0.5A=1.25W;
(4)①接好实验电路,闭合开关S,将S1拨到触点2,移动滑片,使电压表的示数为灯泡的额定电压U1;
②滑片的位置保持不动,再将开关S1拨到另一个触点读出电压表的示数为U2;
③由串联电路特点和欧姆定律可得,此时电路中的电流I=,由P=UI可得,小灯泡正常发光时功率的表达式为:P=U1×。
五、计算题(本大题共2小题,共13分)
23、(1)3.2N;(2)1.6×103kg/m3;(3)1.2N.
【解析】
(1)由图可知,木块浸没在水中时受到向下的重力、向下的拉力和向上的浮力,根据力的平衡可知,浮力等于重力与拉力之和,故受到的浮力:
F浮=F拉+G=2N+1.2N=3.2N;
(2)由F浮=ρ液gV排可得液体的密度:
ρ液===1.6×103kg/m3;
(3)根据G=mg可得木块的质量:
m===0.12kg,
则木块的密度:
ρ===0.6×103kg/m3,
因为ρ<ρ液,所以木块最终静止在液面上,木块稳定时受到的浮力:
F浮′=G=1.2N.
答:(1)木块受到的浮力是3.2N;
(2)液体的密度是1.6×103kg/m3;
(3)剪断细绳,木块稳定时处于静止状态,所受浮力是1.2N.
24、 (1)9.6×104J(2)100Ω 300Ω
【解析】
(1)加热该浆需要吸收的热量:
Q吸=cm(t−t0)=4.0×103J/(kg⋅℃)×0.4kg×60℃=9.6×104J,
(2)由图知,当S接a时,电路中只有R1,电阻较小,由P=可知,此时电功率较大,为加热档;当S接b时,电路中R1、R2串联,电阻较大,由P=可知,此时电功率较小,为保温档;
由P=可得R1的阻值:
R1= ==100Ω;
由P=可得串联时的总电阻:
R串===400Ω,
则R2的阻值:R2=R串−R1=400Ω−100Ω=300Ω;
六、综合能力题(本大题共3小题,共18分)
25、(1);(2)3×103m3;(3)3×107N;(4)3×107N。
【解析】试题分析:(1)潜艇是悬浮在海水的中,处于平衡状态,受到平衡力的作用。潜艇受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力。这两个力大小相等,故画力的示意图时要注意线段的长短一样。
(2)潜艇排开海水的质量和海水的密度是已知的,所以排开海水的体积是:
(3)潜艇所受浮力的大小等于它排开液体的重力,已知排开海水的质量可求出浮力:
(4)因为潜艇是悬浮的,根据二力平衡的条件,所以潜艇的重力等于它受到的浮力:
考点:画力的示意图,受力分析,浮力的计算
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26、 1.70
【解析】
(1)电流从螺线管的左端流入右端流出,结合线圈绕向,利用安培定则可以确定螺线管的右端为N极,左端为S极。磁感线的方向是:在磁体的外部从N极出发,回到S极。由于螺线管的左端为S极,由此可以确定磁感线的方向是向左的。根据异名磁极相互吸引可以确定与螺线管右端N极靠近的是小磁针的S极,则小磁针的左端为S极,右端为N极。如图所示:
(2)从支点O到F2作用线的距离,即为L2,过L1的上端作L1的垂线,交杠杆于一点,即为F1的作用点,F1的方向向上,如图所示:
(3)刻度尺是从10.00cm这个整刻线开始测起的,分度值是1mm,物体的外直径等于11.70cm-10.00cm=1.70cm。
27、 N 216km 21.6L 900N
【解析】
(1)根据题意分析可知,钥匙孔与一节电池、电磁铁组成控制电路,电动机与总电源组成工作电路,如下图:
(2)由图知,电流由电磁铁的下方流入,根据安培定则可知,电磁铁的上端为N极,下端为S极;
(3)①由 得,行驶2小时轿车通过的路程:;
②根据题意可知,这2小时消耗的汽油: ;
③汽油完全燃烧产生的热量: ,
根据可知,轿车前进时克服摩擦阻力做的功:,
汽车匀速行驶时,受到的牵引力和阻力是平衡力,由 得,汽车受到的牵引力:
.
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