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2007年四川省绵阳市中考物理试卷(教师版)
一、选择题(共11小题,每小题4分,满分44分)
1.(4分)我们每时每刻都在与声打交道,以下有关声的叙述,符合事实的是( )
A.鸽子靠次声波导航
B.外科医生利用超声波除去人体内结石
C.月球上两宇航员利用声波进行面对面交流
D.90dB是学生学习的理想环境
【微点】超声波与次声波;声音的等级和噪声的危害;声与能量;电磁波的传播与应用.
【思路】A、鸽子可以从2000km以外的地方飞回家里,靠的就是地磁场来导航的;
B、外科医生可以利用超声振动除去人体内的结石;
C、真空不能传声,但可以传播电磁波,月球上就是利用电磁波来传递信息的;
D、30~40db是较为理想的安静环境;70db会干扰谈话,影响工作效率;长期生活在90db以上的噪声环境中,听力会受到严重影响并产生神经衰弱、头疼、高血压等疾病;如果突然暴露在高达150db的噪声环境中,鼓膜会破裂出血,双耳完全失去听力。
【解析】解:A、鸽子是靠地磁场来导航的,所以A是错误的;
B、医生利用超声波可以除去人体内的结石,所以B是正确的;
C、真空不能传声,所以月球上利用电磁波来传递信息,进行交谈,所以C是错误的;
D、学生学习的理想环境是30~40db,所以D是错误的。
故选:B。
【点拨】解答此题需要知道:
①地磁场对动物的导航作用;
②超声波的利用;
③真空不能传声;
④我们对于噪声的等级和危害的了解。
此题考查的知识点比较多,是一道综合题。
2.(4分)下列说法中的物体,质量和密度都不变的是( )
A.被“神七”从地面带入太空的照相机
B.密闭容器内的冰熔化成水
C.一支粉笔被老师用去一半
D.矿泉水喝掉一半后放入冰箱冻成冰
【微点】质量及其特性;密度及其特性.
【思路】解决本题的关键是掌握质量和密度的定义,理解质量和密度是物质的特性。
【解析】解:A、被“神七”从地面带入太空的照相机,质量和密度都不变,符合题意;
B、密闭容器内的冰熔化成水,质量不变但密度改变,不符合题意;
C、一支粉笔被老师用去一半,质量变小但密度不变,不符合题意;
D、矿泉水喝掉一半后放入冰箱冻成冰,质量减小,密度也改变,不符合题意;
故选:A。
【点拨】本题型是考查质量和密度是物质的特性。
3.(4分)下述事例中,利用了红外线的是( )
A.验钞机验别钞票
B.自行车的红色尾灯提示后面车辆
C.光缆传递信息
D.电视遥控器遥控电视
【微点】红外线.
【思路】根据四个选项的内容逐一分析,找出利用红外线的一个就可。
【解析】解:A、验钞机验别钞票,这是利用紫外线,故A错误。
B、自行车的红色尾灯提示后面车辆,这是利用可见光的反射工作的,故B错误。
C、光缆传递信息,它是利用光在光缆中传播(反复反射)来工作的,故C错误。
D、电视遥控器遥控电视就是运用红外线工作的,故D正确。
故选:D。
【点拨】解此类题的关键是对可见光、红外线、紫外线的作用的熟练掌握,不能混为一谈。
4.(4分)如图所示的电路,开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中,有关电流表和电压表的读数以及灯泡亮度的变化,下列叙述正确的是( )
A.电流表的读数变大,电压表的读数变小,灯泡变暗
B.电流表的读数变小,电压表的读数变大,灯泡变亮
C.电流表、电压表的读数都变小,灯泡变暗
D.电流表、电压表的读数都变大,灯泡变亮
【微点】电路的动态分析.
【思路】由图可知滑动变阻器与灯泡串联,当滑动变阻器的滑片向右移动时,连入电路中的电阻变大,电路中的电流变小,则灯泡变暗,电流表的示数变小,灯泡两端的电压变小,电压表的示数变小。
【解析】解:滑动变阻器与灯泡串联,电流表测得的是电路中的电流,电压表测得的是灯泡两端的电压。当滑动变阻器的滑片向右移动时,连入电路中的电阻变大,则电路中的电流变小,灯泡变暗,电流表的示数变小;由灯泡两端的电压变小,电压表的示数变小。
故选:C。
【点拨】本题考查的是滑动变阻器在电路中的作用,难点是随着滑动变阻器连入电路中电阻的变化分析电路中其他物理量的变化情况。
5.(4分)同学们在学习光现象过程中有许多说法,我们从中选出四种:
①光年是一个非常大的时间单位;
②“坐井观天,所见甚小”隐含了光的直线传播原理;
③平静湖面上的“倒影”,说明平面镜成“与物等大正立的像”的规律不成立;
④透过书桌上的玻璃板看玻璃板下面的字,看到的是字的虚像。
对这些说法正误的判断,都正确的是( )
A.①②③④都正确 B.①②④正确,③错误
C.②③正确,①④错误 D.②④正确,①③错误
【微点】光的反射现象;平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案;光的折射现象及其应用.
【思路】光年是光一年所走的路程是长度单位;由于光沿直线传播所以“坐井观天,所见甚小”;平面镜所成的像与物体关于平面镜对称;光通过玻璃板会发生折射,会形成虚像。
【解析】解:光年是长度单位,不是时间单位,故①错误。
光沿直线传播所以“坐井观天,所见甚小”故②正确。
平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,平静湖面上的“倒影”也是平面镜成像,平面镜成“与物等大正立的像”的规律成立,故③错误。
光通过玻璃板会发生折射,会形成虚像。所以看到的是字的虚像,故④正确。
所以A,B C错误,D正确。
故选:D。
【点拨】本题看出学生对光年,光沿直线传播,平面镜成像,光的折射这些光学知识的综合应用。
6.(4分)目前常用的电冰箱利用了一种叫做氟利昂的物质作为热的“搬运工”,把冰箱里的“热”“搬运”到冰箱外面,因为氟利昂既容易汽化也容易液化。有关这种电冰箱工作过程的下列说法,正确的是( )
A.氟利昂进入冷冻室的管子里迅速液化、吸热
B.氟利昂进入冷冻室的管子里迅速汽化、吸热
C.氟利昂被压缩机压入冷凝器后,会液化、吸热
D.氟利昂被压缩机压入冷凝器后,会汽化、放热
【微点】汽化及汽化吸热的特点;液化及液化现象.
【思路】冰箱的原理即是利用氟利昂一类的物质,容易汽化和液化,汽化要吸热而液化要放热,从而将冰箱内部的热量搬运到冰箱的外部,起到制冷的目的。
【解析】解:氟利昂是一种既容易汽化又容易液化的物体;
工作时冷凝器里的液态氟利昂,经过一段很细的毛细管进入冰箱内冷冻室的管子里,在这里迅速汽化,从冰箱的内部吸收热量,使冰箱内部的温度降低;故A选项错误;B选项正确,符合题意;
电动压缩机使氟利昂蒸气压缩而液化,压入冰箱外的冷凝器管里将热量放出;故C、D选项都错误。
故选:B。
【点拨】此题是根据我们所学的物态变化知识来分析冰箱制冷的原理,这是今后中考的一个方向。
7.(4分)在绵阳新益大厦乘坐观光电梯上行的过程中,以下描述对所选参照物正确的是( )
A.观光者离地面越来越远,是以观光电梯为参照物
B.地面离观光者越来越远,是以观光电梯为参照物
C.地面离观光者越来越远,是以地面为参照物
D.观光者静止不动,是以地面为参照物
【微点】运动和静止的相对性.
【思路】坐在电梯里的观光者有两种可能,一种是运动的;一种是静止的。运动时一定选择和观光者位置发生变化的物体为参照物;静止时一定选择和观光者位置不变的物体为参照物。
【解析】解:A、观光者离地面越来越远,说明观光者是运动的,观光者和地面之间发生了位置的变化,故以地面为参照物。如果以观光电梯为参照物,观光者和电梯之间没有发生位置的改变,是静止的。不符合题意。
B、地面离观光者越来越远,说明地面是运动的,地面和观光者或电梯发生了位置的改变,故以观光者或电梯为参照物。符合题意。
C、地面离观光者越来越远,说明地面是运动的,物体以本身为参照物永远是静止的。不符合题意。
D、观光者和地面之间发生了位置的改变,以地面为参照物观光者是运动的。不符合题意。
故选:B。
【点拨】判断物体的运动和静止,首先确定被研究的物体,被研究的物体和参照物之间发生了位置的改变,物体是运动的,否则是静止的。
8.(4分)下列与内能有关的说法,正确的是( )
A.内能的改变必须通过做功才能实现
B.同一物体的机械能增加,其内能也增加
C.内能可以通过做功转变为机械能
D.热传递一定是从内能多的物体传到内能少的物体
【微点】内能的概念.
【思路】改变物体的内能有两种途径做功和热传递,物体的内能与温度有关,与其本身的机械能无关,内能可以通过做功转变成机械能,热传递的条件是物体之间有温度差。
【解析】解:A、改变物体的内能有两种途径做功和热传递,选项说法错误,不符合题意;
B、物体的内能与温度有关,同一物体的机械能增加,其内能不一定增加,选项说法错误,不符合题意;
C、内能可以通过做功转变为机械能,说法正确,符合题意;
D、热传递的条件是物体之间有温度差,即热传递一定是从温度高的物体传到温度低的物体,选项说法错误,不符合题意;
故选:C。
【点拨】解决此题要知道内能的概念及改变途径,还有发生热传递的条件。
9.(4分)如图所示是一种水位自动报警器的原理图,有关该报警器工作情况,下列叙述中错误的是( )
A.该报警器红灯是报警灯,报警器工作时,必须依靠一般水的导电性,且水位必须到达A
B.该报警器的红、绿灯不会同时亮
C.当水位没有达到A时,电磁铁没有磁性,只有绿灯亮
D.当该报警器报警时,红、绿灯会同时亮
【微点】电磁继电器的组成、原理和特点.
【思路】首先应弄清图中所示的自动报警器工作原理:当水位到达A时,由于一般水具有导电性,那么电磁铁所在电路被接通,吸引衔铁向下,从而接通 红灯所在电路,此时红灯亮,而绿灯不亮,可据此进行解答。
【解析】解:A、由分析知:当报警器报警时,红灯亮,此时是利用水位必须到达A,且槽中的水应具有导电性,故A正确;
B、当水位没有到达A时,电磁铁不工作,只有绿灯亮;水位到达A后,电磁铁工作,红灯亮,故B正确;
C、由B知:当水位没有到达A时,电磁铁所在电路是开路,电磁铁不工作,只有绿灯亮,故C正确;
D、当警报器报警时,电磁铁工作,吸引衔铁向下,从而接通红灯所在电路,断开绿灯所在电路,只有红灯亮,故D错误;
故选:D。
【点拨】此题考查的重点是电磁继电器的工作原理和特点,电磁继电器一般由电磁铁,衔铁,弹簧片,触点等组成的,其工作电路由低压控制和高压工作电路两部分构成。
10.(4分)小林乘公共汽车上学途中,突遇行人横穿马路,司机紧急刹车,这时小林看到司机叔叔旁边一平台上的杯子向前滑动,对杯子滑动过程中的运动描述正确的是( )
A.相对于地是静止的
B.相对于地越来越快
C.相对于地越来越慢
D.相对于地作匀速直线运动
【微点】运动和静止的相对性;惯性.
【思路】汽车刹车时,由于汽车运动状态的改变,由于惯性会导致汽车上面的杯子的运动状态也随之改变,利用机械运动可以确定杯子滑动过程中相对于地面的运动状态。
【解析】解:汽车急刹车时,由于杯子具有惯性,会保持刹车时的汽车速度向前滑动,所以杯子相对于地面是运动的;
此时杯子在水平方向受到桌面向后的摩擦力,由于摩擦力的作用,杯子的速度越来越小,因此滑动过程中,杯子相对于地面运动的越来越慢;
故选:C。
【点拨】在此题中,所以杯子相对于地面的运动情况取决于汽车的运动情况。
11.(4分)两个完全相同的凸透镜L1、L2如图放置,其中AO1=O1B=BO2,过A点的一条光线经L1折射后按如图方向到达L2,则关于该光线再经L2折射后的去向,以下判断正确的是( )
A.过L2的二倍焦距点
B.过L2的焦点
C.平行于L2的主光轴
D.过L2的二倍焦距以外的点
【微点】透镜的光路图.
【思路】因为两个凸透镜是相同的,我们可以通过分析第一个凸透镜光路的特点来完成第二个凸透镜的光路图。
【解析】解:过主光轴上的一点A发出的光线,经过凸透镜折射后交于主光轴上一点B,并且A、B两点到光心的距离相等,可知:AO1和O1B为凸透镜的二倍焦距。因为两个透镜完全相同,且AO1=O1B=BO2,所以BO2也是凸透镜L2的二倍焦距,所以光线再经L2折射后仍过L2的二倍焦距点。
故选:A。
【点拨】过凸透镜二倍焦点的光线经凸透镜折射后仍过二倍焦点。这个规律可结合凸透镜的成像规律来帮助理解。
二、填空题(共8小题,每空2分,满分30分)
12.(4分)物质是由分子组成的,分子又是由原子组成的,原子的中心是 原子核 ,周围有电子绕其运动。某些物质在温度很低时,电阻会变为零,这就是 超导 现象。
【微点】超导体的特点与作用;原子结构、元电荷与带电情况.
【思路】解答本题应掌握:(1)原子是由位于中心的原子核及核外绕其转动的电子组成的;
(2)有些金属导体的电阻会随温度的降低而减小,当温度很低时,电阻会减小到零。
【解析】解:原子核位于原子中心上,核外是绕核转动的电子;
某些物质随温度降低时电阻会减小,当达到特定温度时,电阻会减小到零,即发生了超导现象。
故答案为:原子核,超导。
【点拨】本题考查原子结构模型及超导现象,均为中考中考查的热点内容,应熟练掌握。
13.(4分)当今世界最主要的能源是 化石 能源;最方便的能源是 电 能。
【微点】能源.
【思路】要解答本题需掌握:现在社会人们利用最多的能源是什么能源,以及最方便的电能。
【解析】解:当今世界最主要的能源还是化石能源;最方便的能源是由其它能源转化来的电能。
故本题的答案为:化石;电。
【点拨】本题主要考查学生对能源的分类的理解和掌握,是一道基础题,是中招的热点。
14.(4分)如图是人造地球卫星的轨道示意图,人造地球卫星在大气层外环绕地球运行的过程中,它在近地点的动能 大于 (选填:大于、小于、等于)它在远地点的动能;它从近地点向远地点运行的过程中,机械能的变化情况是 不变 (选填:变大、变小、不变)。
【微点】动能和势能的大小变化;动能和势能的转化与守恒.
【思路】(1)动能大小的影响因素:质量和速度。质量不变时,速度越大,动能越大。
(2)地面附近的物体由于被举高具有重力势能,物体到太空中由于有相对高度,物体具有势能。
(3)没有空气阻力时,机械能是守恒的。
【解析】解:(1)卫星在运行过程中质量不变,卫星在近地点和地球的相对距离最小,速度最大,近地点势能最小,动能最大;卫星在远地点和地球的相对距离最大,速度最小,远地点的势能最大,动能最小。
(2)卫星在太空,运行过程中没有运行阻力,没有能量的损失,机械能是守恒的。
故答案为:大于;不变。
【点拨】(1)注意太空中由于物体之间有相对距离时,具有的是势能而不是重力势能。
(2)掌握动能和势能大小的影响因素,根据能量的影响因素能判断动能和势能的大小变化。
15.(4分)如图所示,一开口的杯子,装上8cm高的水后,放在水平桌面上。已知杯子内部底面积为50cm2,外部底面积为60cm2;杯子装上水后的总质量为0.6kg.则水对杯底的压力为 4 N.杯子对桌面的压强为 1000 Pa。
【微点】压强的大小及其计算;液体的压强的计算.
【思路】本题由液体压强公式p=ρgh求得水对杯底的压强,由P求得杯子对桌面的压强和水对杯底的压力。
【解析】解:由P=ρgh得:水对底部的压强为:P=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣2m=8×102Pa。
则水对杯底的压力为:F=Ps1=8×102Pa×50×10﹣4m2=4N。
杯子对桌面的压强为:P1000Pa。
故答案为:4,1000。
【点拨】在求压强时应注意区分液体压强和固体产生的压强的不同。
16.(4分)如图所示是一组合搬运机械,它由一个电动机和一个带有定滑轮的斜面组合而成。已知斜面长为6m、高为3m.现用该机械将一质量为0.6t的重物,从地面匀速搬运到3m高的平台,电动机消耗的电能为4.5×104J,电动机输出的机械功为3.6×104J.则此过程中,使用该机械所做的额外功为 2.7×104 J,该组合机械的机械效率为 40% (g取10N/kg)
【微点】功的计算;有用功和额外功;机械效率的计算.
【思路】根据重物的质量求出其重力,利用W有用=Gh求出有用功,然后利用电动机消耗的电能即W总=W有+W额外,即可求出额外功。
再利用公式%即可该组合机械的机械效率。
【解析】解:∵W有用=mgh=0.6×103kg×10N/kg×3m=1.8×104J
又∵W总=W有+W额外
∴W额外=W总﹣W有=4.5×104J﹣1.8×104J=2.7×104J;
由公式:%%。
故答案为:2.7×104J;40%。
【点拨】此题的关键是明确在计算有用功时,h为斜面3m,而不是斜面长;在计算机械效率时,电动机消耗的电能为4.5×104J是使用该机械所做的总功。不要被其它条件所干扰。
17.(2分)小勇同学用天平测量一块金属的质量,使用了3个砝码。其中有一个100g的,两个20g的,游码在标尺上的位置如图所示,这块金属的质量是 140.32 g。
【微点】天平的使用.
【思路】物体的质量等于砝码质量加上游码在标尺上对应的刻度值。认清标尺上的分度值。
【解析】解:标尺上的分度值为0.2g
金属块的质量m=100g+20g+20g+0.32g=140.32g
故答案为:140.32
【点拨】本题主要考查天平的使用方法。
18.(4分)如图所示,是探究实验“比较不同物质的吸热能力”的实验装置。1、2两图中,除杯内分别装的是质量相等的食用油和水外,其余都相同。完成该实验还需要 温度计 ,在相同的加热时间内食用油和水吸收的热量是 相同的 (选填:相同的、不同的)。
【微点】比热容的概念及其计算.
【思路】欲知吸热是否相同,需要根据吸热公式:Q=Cm△t来分析。
【解析】解:
已知食用油和水质量是相等的,根据吸热公式Q=Cm△t可知:实验还需要测量升高的温度,故需要温度计;
实验装置都相同,故相同加热时间两种液体吸收的热量是相同的。
故答案为:温度计;相同的。
【点拨】考查了学生对实验的器材的准备,实验所需器材是根据实验需要而定的。
19.(4分)小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况”,使用了如图所示的实验装。实验前,小军用弹簧秤测得动滑轮的重力为1.0N,每个钩码的重力为0.5N;实验过程中,小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量,分别记下每次所挂钩码的重力及对应的弹簧秤示数,并将其填写在预先设计好的记录表中(见下表).
动滑轮重G/N
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
所挂钩的重力G/N
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
弹簧秤示数F/N
0.8
1.0
1.3
1.5
1.8
2.0
2.3
2.5
分析实验数据可以得出,在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下,弹簧秤的示数F与钩码的重力G以及动滑轮的重力G0的关系为 F(G+G0) ;在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下,使用动滑轮 不省力 。
【微点】动滑轮及其工作特点.
【思路】这是个实验题,要根据题目中的图确定滑轮为动滑轮,然后根据动滑轮的特点解题。
【解析】解:根据动滑轮可以省一半力的特点可得 F(G+G0),根据表中数据可以看出在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下拉力F大于物体的重力,所以不省力。
故答案为:F(G+G0)、不省力。
【点拨】这类题目只要分析对滑轮的性质就能解出来,另外,还要会分析表格中的数据,根据数据得出实验结论。
三、解答题(共4小题,满分46分)
20.(10分)某物理兴趣小组的同学为了用实验来探究“电流一定时,导体消耗的电功率与导体电阻的关系”,向实验室借来了如下实验器材:电源、开关、滑动变阻器、电阻箱(符号)、电压表、电流表及导线。他们通过实验完成了探究。
①请你在右边空白处画出他们探究的实验电路图。
②该电路中滑动变阻器的作用是 调节电路中的电流,使每次流过R的电流相等
③要完成该探究实验,需要记录的物理量为 R、I、U 。
【微点】探究用电器的电功率实验.
【思路】(1)电功率、电阻、电流的关系为P=I2R,研究电功率与电阻的关系时,控制电流一定;
(2)实验中,通过移动滑动变阻器的滑片,保持电路中的电流一定;
(3)实验中记录电压表U和电流表示数I,以及电阻箱电阻,根据P=UI计算出电功率和电阻箱电阻进行对比分析。
【解析】解:(1)电压表测电阻箱两端电压,电流表测电流,电阻箱与滑动变阻器串联,电路图如下:
(2)该电路中滑动变阻器的作用除保护电路外,还起到调节电路中的电流,使每次流过R的电流相等的作用;
答:该电路中滑动变阻器的作用是:调节电路中的电流,使每次流过R的电流相等的作用。
(3)该实验的主要步骤是:①将电阻箱调到一适当阻值,闭合开关,读出电压表、电流表的示数,并记下电阻箱的阻值;
②改变电阻箱为另一适当阻值,调节滑动变阻器阻值,使电流表示数与第①步相同,读出电压表示数,并记下此时电阻箱的阻值。
因此需要记录的物理量有:电压表示数U、电流表示数I、电阻箱阻值R。
答:要完成该探究实验,需要记录的物理量为U、I、R。
【点拨】(1)本探究实验也是控制变量法思想的运用,实验中要牢牢把握电流一定这一不变量;
(2)电压表的作用是测量电阻箱两端的电压,便于用公式P=UI计算电功率。
21.(12分)在探究“摩擦力的大小与什么因素有关”时,小华同学根据自己推箱子时,箱子越重,推起来越费力,提出了“影响摩擦力大小的因素可能与接触面受到的压力有关”的猜想;小辉同学根据自己推箱子时,地面越粗糙,推起来越费力,提出了“影响摩擦力大小的因素可能与接触面的粗糙程度有关”的猜想。如图1是验证他们猜想的实验装置图。
(1)小辉同学为了完成他自己的探究应按 甲、丙 两图进行。
(2)若小华选用正确的实验装置进行实验得到下表所记录的实验数据,请根据数据在所给坐标中作出摩擦力的大小f与接触面受到的压力大小N之间的关系图象。
N/N
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
f/N
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
(3)根据图2可以得出f与N的关系是 在接触面的粗糙程度一定时,摩擦力与压力成正比 。
(4)小华和小辉同学在实验中都应使木块做 匀速直线 运动。
【微点】探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验.
【思路】(1)要探究摩擦力大小与接触面受到的压力关系,应控制接触面的粗糙程度相同,压力大小不同;探究摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系,应控制物体物体间的压力相同而接触面的粗糙程度不同,然后分析图示实验,找出符合要求的实验。
(2)在作图时,首先根据表格中的数据描点,后将各点用平滑的曲线连接起来。
(3)分析图象,观察摩擦力大小与压力大小的变化情况,得出摩擦力大小与压力之间的关系。
(4)弹簧测力计的示数就是摩擦力的大小前提条件是,小车在水平方向上处于平衡状态,受到平衡力的作用。
【解析】解:(1)要验证摩擦力大小与物体间的压力大小有关,应该控制物体间接触面的粗糙程度相同而压力不同,可以采用图1甲乙所示实验进行验证。
要验证摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系,应控制物体物体间的压力相同而接触面的粗糙程度不同,可以采用图1甲丙所示实验进行验证。
(2)根据表格中数据进行描点,并用平滑的曲线连接起来,得到摩擦力与压力关系图象,如图所示。
(3)由图象可知,摩擦力f与压力N大小关系是一条上升的直线,故可得出:在接触面粗糙程度一定的情况下,摩擦力与压力成正比。
(4)实验过程中,弹簧测力计显示拉力大小,要使摩擦力等于拉力,摩擦力和拉力是一对平衡力,必须使木块进行匀速直线运动。
故答案为:(1)甲丙;(2)如图所示;(3)在接触面的粗糙程度一定时,摩擦力与压力成正比;(4)匀速直线。
【点拨】本题主要考查了影响滑动摩擦力大小因素的探究实验,在此实验中要注意控制变量法的应用,要探究滑动摩擦力大小与其中一个量之间的关系,需要控制其它量不变,同时考查了二力平衡条件的应用以及作图。
22.(12分)学校运动场安装了一盏规格为“220VlkW”的碘钨灯。已知电控室的输出电压恒为220V,电控室到碘钨灯之间的电线长为100m,所用电线为某个品牌的铜芯橡皮绝缘线。下表所列是该品牌的不同横截面积的铜芯橡皮绝缘线在常温下的安全载流量(即长时间通电时的最大安全电流)。
导线横截面积S/mm2
0.5
1
1.5
2.5
4
6
10
铜芯橡皮绝缘线的安全载流量I/A
4
8
12
20
25
32
50
(1)要求所选铜线符合适用和经济的原则,请你通过计算说明,所用电线选用的是哪一种铜芯导线?
(2)若所使用的铜芯导线每米长电阻为1.7×10﹣2Ω,求使用碘钨灯时,输电线路上损失的电功率为多大?
(3)在额定功率下,照明一小时,碘钨灯所消耗的电能是多少?
【微点】电功与电能的计算;电功率的计算.
【思路】(1)利用I计算出灯的额定电流,根据导线的安全载流量要略大于额定电流的原则选择合适规格的导线;
(2)由P=UI和U=IR可得P=I2R;
由输电线的长度和铜芯导线每米长电阻计算出导线的电阻,再利用P=I2R计算出输电线损失的电功率;
(3)知道灯的额定功率和工作时间,利用公式W=Pt就可计算出灯消耗的电能。
【解析】解:(1)碘钨灯正常工作的电流是:I;
选用的铜芯橡皮绝缘线的安全载流量应略大于正常工作电流,所以应选横截面积为1mm2的导线;
(2)两根导线电阻为:R=1.7×10﹣2Ω/m×100m×2=3.4Ω;
输电线损失电功率为:P=I2R=(4.55A)2×1.7Ω≈70.4W;
(3)消耗电能为:W=P灯t=1kW×1h=1kW•h;
答:(1)选1mm2的导线;(2)损失的电功率为70.4W;(3)消耗电能为1kW•h。
【点拨】此题主要考查电功率和电能的计算,会选取合适的导线,属于中档题。
23.(12分)如图所示,一边长为10cm的立方体木块,在水中静止时,刚好有二分之一露出水面。若g取10N/kg,求:
①木块的密度是多大?
②用手将木块缓慢压入水中,当木块刚好全部没入水中时,手对木块的压力是多大?
③盛水容器中水的深度为15cm.若忽略将木块压入水中的过程中容器内水面的上升,则将木块从如图所示位置缓慢压至容器底部,压力所做的功是多少?已知将木块从如图所示位置缓慢压到刚好全部没入水中的过程中,压力是变化的,该变化的压力所做的功,可以用一个恒力所做的功来代替,这个恒力的大小等于最大压力的二分之一。
【微点】密度公式的应用;重力的计算;阿基米德原理的应用;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用;功的计算.
【思路】(1)知道立方体木块的边长求出木块的体积;知道木块漂浮,木块受到的浮力等于木块重,利用阿基米德原理木块受到的浮力等于排开水的重,得出F浮=ρ水gV排=ρ水g V木=G木=ρ木gV木,据此求木块密度;
(2)利用漂浮条件和阿基米德原理求木块重;当木块刚好全部没入水中时,木块受到的浮力等于木块重加上手对木块的压力,据此求出手对木块的压力;
(3)分两个过程计算功:①从如图所示位置缓慢压到刚好全部没人水中的过程中,恒力大小等于最大压力(刚好全浸入时手的压力)的二分之一,做的功等于压力与木块下移距离的乘积;②从刚好全浸入到容器底,压力等于木块完全浸没时受到的浮力与木块重力之差,压力做的功等于压力与木块下移距离的乘积,最后相加得答案。
【解析】解:(1)木块的体积:
v=(10cm)3=1000cm3=1000×10﹣6m3,
∵木块漂浮,有v露出水面,
∴F浮=ρ水gV排,F浮=G木,
即:ρ水gV排=ρ水g V木=ρ木gV木,
∴ρ木ρ水1×103kg/m3=0.5×103kg/m3,
(2)∵木块漂浮,
∴木块的重:
G木=F浮=ρ水gV排=ρ水g V木=1×103kg/m3×10N/kg103×10﹣6m3=5N,
木块完全浸没后的浮力:
F浮′=ρ水gV排′=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×103×10﹣6m3=10N,
∵木块完全浸没时:
F浮′=F压+G木,
∴手对木块的压力(最大压力):
F压=F浮′﹣G木=10N﹣5N=5N;
(3)由题知,从如图所示位置缓慢压到刚好全部没人水中的过程中,
恒力F1F压5N=2.5N,木块下移距离h110cm=0.05m,
该过程手的压力做功:
W1=F1h1=2.5N×0.05m=0.125J;
从刚好全浸入到容器底,
手对木块的压力不变,大小为F2=F压=5N,
木块下移距离:
h2=15cm﹣10cm=5cm=0.05m
该过程手的压力做的功:
W2=F2h2=5N×0.05m=0.25J;
将木块从如图所示位置缓慢压至容器底部,压力所做的功
W=W1+W2=0.125J+0.25J=0.375J。
答:①木块的密度是0.5×103kg/m3;
②当木块刚好全部没入水中时,手对木块的压力是5N;
③将木块从如图所示位置缓慢压至容器底部,压力所做的功是0.375J。
【点拨】本题是一道力学综合题,考查了密度的计算、重力的计算、浮力的计算、功的计算,知识点多、综合性强,属于难题。本题关键有二:一是阿基米德原理和漂浮条件的联合使用,二是两个过程中压力的求解。
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