2021年湖北省黄石市中考物理试卷
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,满分24分。在每个小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1.(2分)古诗词是中华传统文化的精髓之一,我们在欣赏的时候,经常发现与物理知识息息相关。诗人胡令能的《小儿垂钓》全文如下:“蓬头稚子学垂纶,侧坐莓苔草映身。路人借问遥招手,怕得鱼惊不应人。”下列说法错误的是( )
A.“蓬头稚子”是根据响度辨别“路人”是陌生人 B.“遥招手”——是在声源处减弱“噪声”
C.“怕得鱼惊不应人”——说明声音可以在液体中传播 D.“借问”——是“路人”的声带振动产生的声音
2.(2分)鲁迅的《社戏》中有这样的描写:“漆黑的起伏的连山,仿佛是踊跃的铁的兽脊似的,都远远地向船尾跑去了……”,其中“山…向船尾跑去了”所选的参照物是( ) A.山
B.船
C.流水
D.河岸
3.(2分)关于家庭设备安装的说法错误的是( ) A.开关应和灯泡串联
B.为安全起见,电灯的控制开关可以安装在零线上
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C.三孔插座应有接地线
D.导线的绝缘皮破损后要及时更换
4.(2分)电与磁是紧密联系的,下列说法正确的是( ) A.铁和铝都能够被磁体吸引 B.磁感线是磁体周围真实存在的曲线
C.奥斯特实验说明电流的周围存在着磁场 D.电磁感应是将电能转化为机械能
5.(2分)下列关于信息传递和能量的有关说法正确的是( A.电磁波的传播需要介质 B.卫星是利用电磁波传递信息的
C.风能、水能和太阳能都是一次、不可再生能源 D.能量转化是守恒的,所以能源取之不尽用之不竭 6.(2分)下列关于力和运动的叙述正确的是( ) A.汽车紧急刹车,车上的人会向前倾,说明车有惯性 B.摩擦力总是阻碍物体的运动
C.物体受平衡力作用时,一定做匀速直线运动 D.互相不接触的物体,彼此间也可能发生相互作用 7.(2分)下列事例中,属于光的折射现象的是( )
A.小孔成像
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)
B.渔民叉鱼
C.潜望镜
D.古人日晷计时
8.(2分)下列选项中与图(蜘蛛网上的露珠)物态变化相同的是( )
A.干
湿毛巾降温 B.
冰冻的衣服晾
C.蜡烛熔化 D.雾的形成
9.(2分)在探究“凸透镜成像的规律”的实验中,光具座上各元件位置如图所示,此时在光屏上恰好成一个清晰的像,则下列说法
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正确的是( )
A.若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像,且像逐渐变大
B.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放在刻度线45cm处,适当移动光屏,也能在光屏上得到一个清晰的像
C.若在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜,则光屏应靠近凸透镜才能得到清晰的像
D.图中此时成像原理与显微镜物镜的成像原理相同
10.(2分)如图所示,重600N的物体在大小为100N的水平拉力F作用下,以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s,滑轮组的机械效率为60%。在此过程中下列选项正确的是( )
A.物体与地面间的滑动摩擦力为100N B.拉力F做的功为100J C.额外功的功率是8W
D.绳子自由端移动的速度为0.3m/s
11.(2分)如图甲所示,在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用
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竹签固定,如图乙为其截面图。做好后如图丙所示,将该罐子从不太陡的斜面A点由静止释放,滚到水平面D点停止,然后返回,自行滚上斜面的B点停止后又滚下斜面……如此往返,最后停在水平面上,下列说法正确的是( )
A.罐子在A点的重力势能最大,橡皮筋在D点的弹性势能最大
B.罐子从A点滚动到C点的过程中,重力势能只转化为动能
C.若罐内没有橡皮筋和小铁块,罐子可能返回滚上斜面 D.第一次返回斜面,向上滚动的过程中,罐子整体在C点时的机械能小于在B点时的机械能
12.(2分)如图所示电路,电源电压保持不变,R1和R2为定值电阻,闭合开关,在滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,下列选项正确的是( )
A.电压表的示数减小
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B.两电流表的示数均增大
C.电压表V与电流表A2的示数的比值增大 D.电压表V跟电流表A1的示数的乘积减小 二、非选择题(共8小题,共56分)
13.(3分)如图所示物块正在光滑的水平面上向右滑动,并拉伸弹簧,画出物块受力的示意图(不计空气阻力)。
14.(3分)如图所示在水面上方有一发光点S,发出三束光线分别射到容器底上的A点和B点,以及经水面反射后到达容器右侧壁上的C点(C点未标出),已知A点在S点的正下方,B点在A点的右侧,请根据光的折射、反射规律画出这三条光线到达A、B、C三点的传播路径并标出C点。
15.(4分)被摩擦过的甲棒与被丝绸摩擦过的玻璃棒相互排斥,则甲棒带 电荷。家庭和实验室里常用的温度计是根据 体的热胀冷缩的规律制成的。水在 ℃时密度最大。要让自行车更快地停下来,可以用力捏闸,这是通过增大 来增大轮与闸之间的摩擦力。
16.(3分)如图所示,通过观察和比较电磁铁A和B吸引大头针的
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多少,可以得出电磁铁磁性的强弱与线圈的 (选填“匝数”或“电流”)有关;电磁铁B的下端是 极。如只对U形管B上方的管口吹气,则 (选填“A”或“B”)的液面会下降。
17.(4分)搬运砖头的独轮车,车厢和砖头所受的总重力为800N,独轮车的有关尺寸如图所示,推车时,人手向上的力F= N。一根60Ω的电阻丝,通电5min产生了6480J的热量,则通过该电阻丝的电流为 A。
18.(8分)小明同学在探究“重力的大小跟质量的关系”实验中,得到下表中的实验数据。
(1)实验中,需要的测量工具包括弹簧测力计以及 。 试验次数 被测物体 物体质量m重力G(N)
(kg)
1
物体1
0.1
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比值G/m(N/kg)
0.99 9.9
2 3
物体2 物体3
0.4 0.5
3.88
9.7
(2)第3次实验“物体3”的重力如图所示(物体处于静止状态),根据实验结果完成表格中第3次实验的有关数据。
(3)根据上面实验结果可知;同一物体重力与质量的比值为 N/kg。
(4)月球对它表面附近的物体也有引力,这个引力是地球对地面附近同一物体引力的。若一个连同随身装备共90kg的航天员到达月球表面,根据上面实验结果,月球对他的引力是 N。 (5)小明对太空中的星球比较感兴趣,他从网上查得:甲、乙两个星球表面上物体的重力(G)与其质量(m)的关系如图所示。从图中信息可知,相同质量的物体在甲星球表面上的重力 (选填“大于”“等于”或“小于”)其在乙星球表面上的重力。
19.(7分)某兴趣小组为了比较水和煤油的吸热能力,进行了如下的实验: (1)提出问题
烈日炎炎的夏季,白天海滩上的沙子热得烫脚,但海水却非常凉爽;傍晚太阳西落,沙子很快凉了下来,但海水却仍然暖暖的。同样的日照条件,为什么不同物质的温度不一样呢?
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(2)设计实验 实验装置如图所示:
①除了图中所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平(或量筒)和 。
②本实验的主要探究方法是 法和转换法。 (3)进行实验
该兴趣小组设计了如下实验步骤,其中存在错误的是 A.在两个同样的试管中分别装入等体积的水和煤油 B.用温度计测量这两种液体的初温,发现温度计示数相同 C.把两个试管同时放入同一烧杯中加热(如图所示),且加热相同的时间
D.用温度计测出两种液体的末温,发现两温度计的示数不相同 (4)数据分析
改正错误后,下图是该兴趣小组绘制的“吸收热量—时间”和“温度—时间”图象,能正确描述这两种液体真实情况的图象是
(5)拓展应用
已知在标准大气压下,水、煤油的沸点分别为100℃、90℃。如图所示,如果烧杯中的水已沸腾,则两试管中液体的沸腾情况,下列
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判断正确的是 A.水、煤油都沸腾 B.水、煤油都不沸腾 C.水沸腾,煤油不沸腾 D.水不沸腾,煤油沸腾
20.(9分)如图甲所示是“探究电压一定时,电流跟电阻关系”的实验电路图,已知电源电压恒为4V,滑动变阻器(30Ω 1A)以及符合实验要求的电表,开关和导线。
(1)实验中小明同学多次改变R的阻值,记下对应电流表的示数,得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图象,由图象可以得出结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 比。
(2)由图乙可知,小明探究时,控制电阻两端电压 V不变。 (3)如果小明同学连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,
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发现电流表有示数,电压表无示数,则该故障可能是由R (选填“短路”或“断路”)造成的。
(4)小明为了能够完成上述实验,更换的电阻R的阻值不能超过 Ω。
(5)上述实验结束后,小明又设计了如图丙所示的电路,只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,已知滑动变阻器的最大阻值为10Ω,其测量过程如下:
①闭合开关S、S2,断开S1,将滑动变阻器的滑片移到最上端,电压表示数为4V;
②闭合S、S1,断开S2,移动滑动变阻器使电压表读数为 V时,小灯泡正常发光;
③闭合S、S2,断开S1,保持滑动变阻器的滑片与②步的位置相同,此时电压表示数为2V;
④根据上述测量,可知小灯泡的额定功率P= W。 三、解答题(共2小题,满分15分)
21.(7分)如图所示,将密度为0.6×103kg/m3、高度为8cm、底面积为20cm2的实心圆柱体竖直放在底面积为100cm2水平放置的容器中。(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg) 求:(1)没加水时,圆柱体对容器底的压强;
(2)向容器内加水,当水加到3cm深时,求容器底对圆柱体的支持力大小;
(3)继续向容器中加水,当水深为6cm时,求圆柱体竖直静止时,
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圆柱体浸入水中的深度h。
22.(8分)如图所示。电源电压恒定,灯泡L标有“9V 9W”字样,且灯丝电阻不受温度影响。当开关S和S1都闭合,滑片P在a端时,灯泡正常发光,电流表的示数为1.5A;当开关S闭合、S1断开,滑片P在中点和b端时,电流表的示数之比为L中:Lb=5:3。求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值;
(3)若开关S闭合,S1断开,且电流表的量程为0~0.6A时,求电路消耗的最大功率与最小功率的比值多大?
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答案
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,满分24分。在每个小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1.解析:(1)声音的特性包括音调、响度和音色,音调是声音的高低,由发声体振动的频率决定;响度指声音的大小,与发声体的振幅有关;音色指声音的品质与特色;
(2)减弱噪声的途径:在声源处、传播过程中、人耳处减弱; (3)声音的传播需要介质,声音可以在固体、液体、气体中传播; (4)声音是由物体的振动产生的。
参考答案:A、“蓬头稚子”是根据音色辨别“路人”是陌生人的,故A错误;
B、“遥招手”是为了不发出声音,是在声源处减弱“噪声”,故B正确;
C、“怕得鱼惊不应人”是怕水中的鱼听到声音而受惊,说明声音可以在液体中传播,故C正确;
D、“借问”是“路人”的声带振动产生的声音,故D正确。 故选:A。
2.解析:判断一个物体的运动情况时,必须先确定一个作为标准的参照物,分析研究对象和参照物之间的相对位置是否发生了改变,如果发生改变,则物体是运动的;如果未发生变化,则物体是静止的。分析题意可知,题中的研究对象是“山”,它的运动状态是
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“向船尾跑去了”,即山在“运动”。
参考答案:由题意可知,题中的研究对象是“山”,它的运动状态是“向船尾跑去了”,即山在“运动”。以船为参照物,船与山之间的距离发生了变化,而且船向前行,以船为参照物,山在“后退”,故所选的参照物是船。 故选:B。
3.解析:(1)(2)灯泡的接法:火线与灯泡串联,火线首先过开关,再接入灯泡,零线直接接入灯泡。
(3)三孔插座中多出的一个孔是用来接地线的,目的就是为了防止触电。
(4)导线的绝缘皮破损后要及时更换,否则易引发触电事故。 参考答案:A、控制灯泡的开关应与灯泡串联,若并联可能会造成电源的短路现象,故A正确;
B、为安全起见,电灯的控制开关必须安装在火线上,这样在断开开关后电灯不会带电,故B错误;
C、三孔插座有接地线,通过三脚插头与用电器的金属外壳相连,可防止因用电器外壳漏电而引发触电事故,故C正确;
D、导线的绝缘皮破损后容易引发触电事故,要及时更换,故D正确。 故选:B。
4.解析:(1)磁性是指一些物体具有吸引铁、钴、镍等磁性物质的性质,具有磁性的物体称为磁体。
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(2)在磁体的周围存在着磁场,为了形象直观地描述磁场而引入磁感线。
(3)奥斯特实验说明:通电导线周围存在磁场;磁场方向和电流方向有关。
(4)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,电路中会产生感应电流。根据这个原理制成了发电机。
参考答案:A、磁体能够吸引铁、钴、镍等物质,铜和铝都不是磁性材料,磁体都不能吸引,故A错误;
B、磁感线是为了描述磁场人们想象出来的曲线,磁感线是不存在的,故B错误;
C、奥斯特实验说明:通电导线周围存在磁场;且磁场方向和电流方向有关,故C正确;
D、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中有感应电流产生,这是电磁感应原理,根据这个原理可制成发电机,是机械能转化为电能,故D错误。 故选:C。
5.解析:(1)电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播; (2)广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的; (3)能从自然界直接获取的能源为一次能源;能够从自然界源源不断获得或可重复利用的能源是可再生能源;不能够从自然界源源不断获得或不可重复利用的能源是不可再生能源;
(4)能量是守恒的,但是能量的转化和转移是有方向性的。
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参考答案:A.电磁波的传播不需要介质,故A错误; B.卫星都是用电磁波传递信息的,故B正确;
C.风能、水能、太阳能可以直接从自然界源源不断的获得,属于一次能源、可再生能源,故C错误;
D.能量是守恒的,但是能量的转化和转移是有方向性的,能源的利用是有条件的,我们所能利用的能源是有限的,所以需要节约能源,故D错误。 故选:B。
6.解析:(1)惯性是物体保持原来运动状态不变的性质。我们在生活中可以利用惯性,但也要注意防止惯性; (2)摩擦力总是阻碍物体的相对运动; (3)物体受到平衡力,其运动状态不变;
(4)力是物体对物体的作用,不接触也能相互作用产生力。 参考答案:A、汽车急刹车时,人由于惯性仍然保持原来的运动状态,因此人会向前倾,这说明人有惯性,而不是车有惯性,故A错误;
B、摩擦力并不总是阻碍物体的运动,故B错误;
C、物体受到平衡力的作用时,其运动状态不变,可能是静止,也可能是匀速直线运动,故C错误;
D、力是物体对物体的作用,不接触也能产生力,两个磁体,间隔一段距离,两者之间也能产生力的作用,故D正确。 故选:D。
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7.解析:(1)光沿直线传播的事例有小孔成像、日食、月食及影子等;
(2)当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这就是光的折射现象;
(3)平面镜成像时是光的反射现象。 参考答案:
A、小孔成像是由光沿直线传播形成的,故A不符合题意; B、渔民叉鱼是一种由光的折射产生的现象,是光从水中传播到空气发生折射引起的,故B符合题意;
C、因潜望镜内部装有平面镜,且平面镜成等大正立的虚像,成像原理是光的反射现象,故C不符合题意;
D、由于光沿直线传播,当光遇到不透光障碍物后,被障碍物挡住,于是在障碍物后面就形成影子;日晷就是利用影子的方向、长短粗略判断时刻的计时仪器,故D不符合题意。 故选:B。
8.解析:物质由气态直接变为固态叫凝华,物质由固态直接变为气态叫升华;由气态变为液态叫液化,由液态变为气态叫汽化;由固态变为液态叫熔化,由液态变为固态叫凝固。据此分析判断。 参考答案:蝴蛛网上的露珠是大气中的水蒸气遇冷变成的小水滴,是液化现象;
A.湿毛巾降温是液态的水变成水蒸气,吸收热量,是汽化现象,故A错误;
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B.冰冻的衣服晾干是因为冰直接变成水蒸气,是升华现象,故B错误;
C.蜡烛熔化是由固态变为液态,是熔化现象,故C错误; D.雾是大气中的水蒸气遇冷变成的小水滴,是液化现象,故D正确。 故选:D。
9.解析:凸透镜成像的规律:
当u>2f时,成倒立、缩小的实像。照相机、摄像机就是根据这个原理制成的。
当u=2f时,成倒立、等大的实像。
当f<u<2f时,成倒立、放大的实像。幻灯机、投影仪就是根据这个原理制成的。
当u=f时,无像。经凸透镜折射后的光线是平行的,没有会聚点。 当u<f时,成正立、放大的虚像。放大镜就是根据这个原理制成的。
成实像时的动态变化规律是:物近像远像变大,物远像近像变小; 近视眼镜是凹透镜,对光线具有发散作用。 显微镜物镜成倒立、放大的实像。
参考答案:A、成实像时的动态变化规律是:物远像近像变小,则若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像,且像逐渐变小,故A错误;
BD、由图可知,物距小于像距,成倒立放大的实像,显微镜物镜
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成倒立、放大的实像,原理相同;此时f<u<2f,v>2f,即f<15.0cm<2f,30.0cm>2f,则7.5cm<f<15.0cm,当将蜡烛放在刻度线45cm处时u=5.0cm,此时u<f时,成正立、放大的虚像,虚像不能在光屏上承接,故B错误,D正确;
C、若在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜,近视眼镜是凹透镜,对光线具有发散作用,像会推迟会聚,则光屏应远离凸透镜才能得到清晰的像,故C错误。 故选:D。
10.解析:B、n=2,先根据速度公式得出物体移动的距离,再得出绳子自由端移动的距离,根据W总=Fs绳得出拉力F做的功; A、物体与地面间的滑动摩擦力做的功为有用功,根据W有用=W总η得出有用功。根据f=
得出物体与地面间的滑动摩擦力;
得出额外功的
C、根据W额=W总﹣W有用得出额外功,根据P=功率;
D、根据速度公式得出绳子自由端移动的速度。
参考答案:B、n=2,物体移动的距离s物=vt=0.1m/s×10s=1m,绳子自由端移动的距离s绳=2×1m=2m,拉力F做的功W总=Fs
绳
=100N×2m=200J,故B错误;
有用
A、物体与地面间的滑动摩擦力做的功为有用功,W200J×60%=120J,物体与地面间的滑动摩擦力f=120N,故A错误;
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=W总η==
=
C、额外功W额=W总﹣W有用=200J﹣120J=80J,额外功的功率P=
=
=8W,故C正确;
=
=0.2m/s,故D错误。
D、绳子自由端移动的速度v′=故选:C。
11.解析:(1)重力势能的大小与质量、高度有关;弹性势能的大小与弹性形变的程度有关;动能的大小与质量、速度有关; (2)罐子最后停在水平面上,罐子的机械能变小了,这说明罐子在运动的过程中,机械能转化为了其他形式的能。 参考答案:
A、罐子在整个运动过程中的质量不变,在A点时的高度最高,重力势能最大;罐子从A点运动到D点,橡皮筋发生了弹性形变,在D点时的形变程度最大,所以在D点的弹性势能最大,故A正确;
B、罐子从A点滚动到C点的过程中,质量不变,高度变小,重力势能变小,质量不变,速度变大,动能变大;由于罐子最后停在水平面上,罐子的机械能变小了,这说明罐子在运动的过程中,罐子克服摩擦做功,机械能转化为了内能;此过程中,橡皮筋发生了弹性形变,具有弹性势能,所以罐子从A点滚动到C点的过程中,重力势能转化为了动能、弹性势能和内能,故B错误;
C、若罐内没有橡皮筋和小铁块,罐子的重力势能转化为内能和罐子的动能,罐子不具有弹性势能,所以不会返回斜面,故C错误; D、第一次返回斜面,向上滚动的过程中,由于一部分机械能转化
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为了内能,所以罐子整体在C点时的机械能大于在B点时的机械能,故D错误。 故选:A。
12.解析:由电路图可知,闭合开关,R1与R2并联后再与滑动变阻器串联,电压表测并联部分的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流。
(1)根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,从而得出总电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中的总电流变化和并联部分的电压变化,根据并联电路的电压特点和欧姆定律可知R2支路的电流变化,进一步得出电压表V跟电流表A1的示数的乘积变化; (2)根据欧姆定律结合R2的阻值判断电压表V与电流表A2的示数的比值变化。
参考答案:由电路图可知,闭合开关,R1与R2并联后再与滑动变阻器串联,电压表测并联部分的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流。
ABD.在滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中,变阻器接入电路中的电阻减小,电路的总电阻减小,
由I=可知,电路中的总电流增大,即电流表A1的示数增大, 由U=IR可知,并联部分的电压增大,即电压表V的示数增大,故A错误;
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,由I=可知,R2支路的电流增大,即电流表A2的示数增大,
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故B正确;
由电压表V的示数增大和电流表A1的示数增大可知,电压表V跟电流表A1的示数的乘积增大,故D错误;
C.由R=可知,电压表V与电流表A2的示数的比值等于R2的阻值,则其比值不变,故C错误。 故选:B。
二、非选择题(共8小题,共56分)
13.解析:画力的示意图,首先要对物体进行受力分析,看物体受几个力,要先分析力的大小、方向和作用点,再按照力的示意图的要求画出各个力。 参考答案:
物块正在光滑水平面上向右滑动并拉伸弹簧,在水平方向上物块不受摩擦力,受到弹簧对它向左的弹力F弹;在竖直方向上受到重力G、支持力F支,且这两个力是一对平衡力,大小相等。 从物块的重心O,沿水平向左的方向画出弹力F弹,沿竖直向上的方向画出支持力F支,沿竖直向下的方向画出重力G,如图所示:
14.解析:发生光的折射时:光从空气斜射入水或其他介质中时,折射光线与入射光线、法线在同一平面内同一平面内,折射光线和入射光线分居法线分居法线两侧;折射角小于入射角;当光线垂
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直射向介质表面时,传播方向不改变。
光的反射定律的内容:反射光线与入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角。 参考答案:由题知,容器底上的A点在S点的正下方,S发出的光,垂直射向水面,传播方向不变,即这条光线可到达A点; S发出的光斜射向水面时,折射角小于入射角;连接SB,在SB与水面的交点右侧合适位置选择一个点O,作为S发出光进入水中折射正好射到B点光路的入射点,连接SO为入射光线,OB为折射光线;
过O点作法线,根据反射角等于入射角,在法线右侧的空气中画出反射光线与容器右壁交点为C点。如图所示:
15.解析:(1)根据电荷间的相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引分析判断;
(2)家庭和实验室里常用的都是液体温度计,液体温度计是根据液体的热胀冷缩原理制成的; (3)4℃水的密度最大;
(4)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增
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大摩擦力。
参考答案:丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,甲棒与玻璃棒排斥,说明甲与玻璃棒的电性相同,故甲棒也带正电;液体温度计是根据液体的热胀冷缩原理制成的;水在4℃时密度最大;要让自行车更快地停下来,可以用力捏闸,这是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力. 故答案为:正;液;4;压力。
16.解析:(1)电磁铁的磁性强弱跟电流大小、匝数多少、有无铁芯有关。电流越大、线圈匝数越多、有铁芯时,电磁铁的磁性越强;根据安培定则判定磁体的极性;
(2)根据流体压强和流速的关系,在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大可得出答案。
参考答案:(1)由图可知,两个电磁铁串联,则通过电磁铁的电流相同,A电磁铁的线圈匝数多,吸引大头针的个数越多,说明其磁性越强;由图可知,电流从B电磁铁的上端流入、下端流出,根据安培定则可知,B钉的下端为N极;
(2)若只对U形管B上方的管口吹气,根据流体流速与压强的关系可判断B处压强小,即管口A、B处的压强大小关系为pA>pB,故U形管左侧A液面会下降。 故答案为:匝数;N;A。
17.解析:(1)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可以求出作用在车把上竖直向上的力的大小;
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(2)知道通过电阻丝通电5min产生的热量和电阻丝的阻值,根据Q=I2Rt求出电流的大小。
参考答案:(1)由图可知:独轮车的车辆轮轴处是支点,其中重力G是阻力,支点到重力作用线的距离是阻力臂,故L2=0.2m;力F是动力,支点到力F作用线的距离是动力臂,故L1=1m;根据杠杆的平衡条件得:F×L1=G×L2,F×1m=800N×0.2m,解得:F=160N;
(2)根据Q=I2Rt可知,通过该电阻丝的电流为:I=
=0.6A。
故答案为:160;0.6。
18.解析:(1)测量物体的质量用天平,测量物体受到的重力用弹簧测力计;
(2)根据弹簧测力计的分度值读出“物体3”的重力,然后求出重力和质量的比值;
(3)多次测量求平均值可以减小误差;
(4)根据G=mg求出地球对航天员的引力,根据“月球对它表面附近物体的引力是地球对地面附近同一物体引力的”求出月球对他的引力;
(5)根据图像直接得出相同质量的物体在甲、乙两星球表面上的重力关系。
参考答案:(1)探究“重力的大小跟质量的关系”时,需要测量质量和重力,需要的测量工具是天平和弹簧测力计;
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=
(2)由图可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,“物体3”的重力G=4.9N,比值=
=9.8N/kg;
(3)实验中物体1、2、3测量的G/m值不同,为了减小误差,需要求平均值,则同一物体重力与质量的比值为
=9.8N/kg;
(4)地球对航天员的引力G′=m′g=90kg×9.8N/kg=882N,由月球对它表面附近物体的引力是地球对地面附近同一物体引力的可得,月球对他的引力G月=G′=×882N=147N; (5)由图像可知,相同质量的物体在甲球表面上的重力大于其在乙星球表面上的重力。
故答案为:(1)天平;(2)4.9;9.8;(3)9.8;(4)147;(5)大于。
19.解析:(1)在探究不同的物质吸热能力的实验中,要控制物质吸收的质量相同,吸收的热量相同。通过比较物质温度的改变量来得出结论。
(2)液体的沸腾条件:持续吸热,温度达到沸点。
参考答案:(2)①本实验中,两只试管中的煤油和水处于同一杯水中,所以加热条件相同;为比较煤油和水的吸热能力,应控制二者的质量相同,利用天平(量筒)可以达到这样的目的;为绘制处“吸收热量—时间”和“温度—时间”图象,还需要计时工具,所以还应添加“停表”或其他计时工具。②本实验中需控制试管内煤油与水的质量相同、加热条件相同,所以采用了控制变量法;本实
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验是通过比较两只温度计的示数变化来比较煤油与水的吸热能力的,所以还用到了转化法。
(3)为比较煤油和水的吸热能力,应使试管中的煤油与水的质量相同,而不是体积相同,故步骤A错误。
(4)本实验中,两只试管中的煤油和水处于同一杯水中,所以加热条件相同,即两只试管内的煤油和水在相同时间内吸收的热量相同,即A、B两图中,煤油和水吸收热量的图线是重合的,故A、B错误。煤油的比热容小于水的比热容,所以在相同时间内(液体均未沸腾的情况下),水的温度改变量较煤油的小,即在初温相同的情况下,加热相同时间,水的末温低于煤油的末温。故C、D两图中,C图符合要求。
(5)烧杯中的水沸腾后,试管中的水虽然温度也可以达到其沸点,但是因与烧杯中水不存在温差,无法从烧杯中水处吸收到热量,所以试管中的水无法沸腾。煤油的沸点为90℃,在烧杯中水的温度超过90℃后,煤油的即使达到90℃仍可以继续吸取热量,所以煤油可以沸腾。
故答案为:(2)①停表;②控制变量法。(3)A。(4)C。(5)D。 20.解析:(1)由图像可得出实验结论; (2)根据实验数据,由公式
可知R两端的电压大小;
(3)根据串联电路特点,分析电路故障; (4)由串联电路电压电流规律,及公式
可得:
,在电
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压一定时,R越大,R滑越大,由此可求得R的最大值。 (5)①闭合开关S、S2,断开S1时,只有R接入电路,电压表的示数等于电源电压大小;
②闭合S、S1,断开S2时,小灯泡与R串联,电压表测R两端电压,根据串联电路电压规律可知,灯两端的电压为UL额,即电压表示数为UR=U﹣UL额时,灯正常发光;
③闭合S、S2,断开S1,只有R接入电路,电压表的示数为2V,为电源电压的一半,则与电压表并联部分的电阻为R最大值的一半,即5Ω;
④在②中,由③求得R接入电路的电阻,由公式电流,由公式P=UI求得小灯泡的额定功率。
【解答】(1)由图像可得结论:当导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(2)实验中,R两端的电压控制为:U=IR=0.5A×5Ω=2.5V; (3)串联电路只有一条电流的路径,电压表看作断开,当电流表有示数时,说明电路中没有断路,电压表无示数,说明与它并联的电阻R短路;
(4)串联电路电压电流规律,及公式=30Ω时,R的最大值为:
=
可得:
;
,当R滑
求得电路中的
(5)①闭合开关S、S2,断开S1时,小灯泡短路,只有R接入电路,电压表的示数等于电源电压大小,即U=4V;
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②闭合S、S1,断开S2时,小灯泡与R串联,电压表测R两端电压,根据串联电路电压规律可知,
灯两端的电压为UL额=2.5V,即电压表示数为UR=U﹣UL额=4V﹣2.5V=1.5V时,灯正常发光;
③闭合S、S2,断开S1,只有R接入电路,电压表测部分R两端的电压,示数为2V,为电源电压的一半,则与电压表并联部分的电阻为R最大值的一半,即5Ω;
④在②中,R接入电路的电阻为5Ω,电路中的电流为:I=IR==
,
小灯泡的额定功率为:P=U额IL=2.5V×0.3A=0.75W。 故答案为:(1)反;(2)2.5;(3)短路;(4)50;(5)②1.5;④0.75W。
三、解答题(共2小题,满分15分)
21.解析:(1)先计算圆柱体的体积,根据密度公式得出圆柱体的质量,根据重力公式得出圆柱体的重力,
没加水时,根据F=G得出圆柱体对容器底的压力,根据p=得出圆柱体对容器底的压强;
(2)向容器内加水,当水加到3cm深时,假设圆柱体没有浮起,计算出圆柱体浸没的体积,根据阿基米德原理可知圆柱体所受浮力,并与圆柱体重力大小比较,得出浮沉情况,进而得出容器底对圆柱体的支持力;
(3)继续向容器中加水,当水深为6cm时,假设圆柱体没有浮起,
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计算出浸没的体积,根据阿基米德原理可知圆柱体所受浮力,并与圆柱体重力大小比较,得出浮沉情况,得出所受的浮力,根据阿基米德原理得出排开水的体积,进而得出圆柱体浸入水中的深度。 参考答案:(1)圆柱体的体积V=8cm×20cm2=160cm3=1.6×10﹣4m3,
圆柱体的质量m=ρ0.096kg,
圆柱体的重力G=mg=0.096kg×10N/kg=0.96N, 没加水时,圆柱体对容器底的压力F=G=0.96N, 圆柱体对容器底的压强p==
=480Pa;
圆柱体
V=0.6×103kg/m3×1.6×10﹣4m3=
(2)向容器内加水,当水加到3cm深时,假设圆柱体没有浮起,浸没的体积V1=20cm2×3cm=60cm3=6×10﹣5m3,
根据阿基米德原理可知圆柱体所受浮力F浮=ρ水gV1=103kg/m3×10N/kg×6×10﹣5m3=0.6N<0.96N,
所以此时圆柱体没有浮起,容器底对圆柱体的支持力F支=G﹣F浮=0.96N﹣0.6N=0.36N;
(3)继续向容器中加水,当水深为6cm时,假设圆柱体没有浮起,浸没的体积V2=2V1=2×6×10﹣5m3=1.2×10﹣4m3,
根据阿基米德原理可知圆柱体所受浮力F浮′=ρ水gV2=103kg/m3×10N/kg×1.2×10﹣4m3=1.2N>0.96N,
所以此时圆柱体漂浮,所受浮力F浮″=G=0.96N,
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排开水的体积V96cm3,
排
==
=9.6×10﹣5m3=
圆柱体浸入水中的深度h===4.8cm。
答:(1)没加水时,圆柱体对容器底的压强为480Pa;
(2)向容器内加水,当水加到3cm深时,容器底对圆柱体的支持力大小为0.36N;
(3)继续向容器中加水,当水深为6cm时,圆柱体竖直静止时,圆柱体浸入水中的深度h为4.8cm。
22.解析:(1)当开关S和S1都闭合,滑片P在a端时,灯泡与R1
并联,电流表测干路电流,灯泡正常发光,
则电源电压等于灯泡的额定电压9V,根据P=UI得出通过灯泡的电流,根据并联电路的电流特点得出通过电阻R1的电流,根据欧姆定律得出电阻R1的阻值;
(2)当开关S闭合、S1断开时,电路中灯泡与滑动变阻器串联,滑片P在中点和b端时,
电流表的示数之比为I中:Ib=5:3,
根据欧姆定律得出灯丝的电阻,根据欧姆定律分别得出滑片P在中点和b端时电流表达式,联立以上各式可得滑动变阻器R2的最大阻值;
(3)若开关S闭合,S1断开,且电流表的量程为0~0.6A时,L和滑动变阻器串联,
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根据P=UI可知,电路中电流最大时,总功率最大,根据P=UI得出电路消耗的最大功率,
滑动变阻器滑到最大值时,总电阻最大,根据P=功率最小, 并根据P=
得出电路消耗的最小功率,进而得出电路消耗的最大
可知电路的总
功率与最小功率的比值。
参考答案:(1)当开关S和S1都闭合,滑片P在a端时,灯泡与R1并联,电流表测干路电流,灯泡正常发光,
则电源电压等于灯泡的额定电压9V,根据P=UI得出通过灯泡的电流IL=
=
=1A,
根据并联电路的电流特点得出通过电阻R1的电流I1=I﹣IL=1.5A﹣1A=0.5A,
根据欧姆定律得出电阻R1的阻值R1=
=
=18Ω;
(2)当开关S闭合、S1断开时,电路中灯泡与滑动变阻器串联,滑片P在中点和b端时,
电流表的示数之比为I中:Ib=5:3......①, 灯丝的电阻RL=
=
=9Ω,
=
........②,
滑片P在中点和b端时电流为I中=Ib=
=
.........③,
联立①②③可得R2=36Ω;
(3)若开关S闭合,S1断开,且电流表的量程为0~0.6A时,L
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和滑动变阻器串联,
根据P=UI可知,电路中电流最大时,总功率最大, 故电路消耗的最大功率P大=UI大=9V×0.6A=5.4W, 滑动变阻器滑到最大值时,总电阻最大,根据P=可知电路的总
功率最小,
故电路消耗的最小功率P小=
=
=1.8W, 电路消耗的最大功率与最小功率的比值:=
==3:答:(1)电阻R1的阻值为18Ω; (2)滑动变阻器R2的最大阻值为36Ω;
(3)电路消耗的最大功率与最小功率的比值为3:1。
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