2021年河南省中考物理試卷含答案
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1、2021年河南省中考物理試卷 含答案 2021年河南省中考物理試卷 一、填空題(本題共6小題,每空1分,共14分) 1.為了保護(hù)地球,人們一直在從自然界中尋求清潔的“綠色”能源,請舉出一種你熟悉的“綠色”能源:_____,并寫出其在生產(chǎn)、生活中的一項應(yīng)用:_____。 2.洛陽牡丹甲天下,圖中花兒盛開時清香撲鼻,這是由于花香分子在做_____;我們能從不同角度觀賞花,是由于光在花的表面發(fā)生了_____現(xiàn)象;清風(fēng)吹過,露珠從花瓣上滾落,說明力可以改變物體的_____。 3.2021年5月17日,我國用火箭將第45顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星成功發(fā)射?;鸺诖┰酱髿鈱訒r劇烈升溫,通過____
2、的方式增大了它的內(nèi)能;衛(wèi)星升入太空后利用_____(選填“超聲波”或“電磁波”)傳遞信息。 4.少林功夫馳名中外,一武術(shù)愛好者在如圖所示的姿勢練功時,他對水平地面的壓力是由于_____發(fā)生形變而產(chǎn)生的;若他對地面的壓強(qiáng)為p ,則其中一只腳對地面的壓強(qiáng)為_____。 5.在家用電器調(diào)查活動中,小亮讓電熱水器單獨(dú)工作2min ,測得家中如圖所示的電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了70r ,熱水器的實際功率為_____W ;若不計能量損失,這段時間內(nèi)熱水器中50L 的水可升溫_____℃.由于熱水器的功率遠(yuǎn)大于冰箱,從安全用電的角度考慮,熱水器的電源線比冰箱的要_____(選填“粗”或“細(xì)”)。 [已知ρ水
3、=1.0103kg/m 3,c 水=4.2103J/(kg ?℃)] 6.如圖所示,一輕桿左端掛一矩形塑料框A ,右端掛一外形相同的金屬框B ,以O(shè) 為支點(diǎn)在水平位置靜止?,F(xiàn)使此裝置豎直勻速下降,其下方有一方向垂直紙面向里的磁場區(qū)域(用“”表示磁感線),當(dāng)A 、B 框下端一同剛進(jìn)入磁場時,發(fā)現(xiàn)桿沿逆時針方向轉(zhuǎn)動,請你分析并推測此現(xiàn)象產(chǎn)生的原因:_____;若將磁場方向改為垂直紙面向外,重復(fù)上述操作,桿將沿_________(選填“順時針”或“逆時針”)方向轉(zhuǎn)動。 二、選擇題(本題共8小題,每小題2分,共16分.第7~12題每小題只有一個選項符合題目要求,第13~14題每小題有兩個選項符合題
4、目要求,全部選對得2分,選對但不全的得1分,有選錯的得0分) 7.一款5G手機(jī)的折疊屏由柔性發(fā)光二極管制成,其中制成發(fā)光二極管的材料是() A.導(dǎo)體B.半導(dǎo)體C.超導(dǎo)體D.絕緣體 8.中華古詩詞、俗語中蘊(yùn)含著豐富的聲學(xué)知識,下列有關(guān)理解正確的是() A.“誰家玉笛暗飛聲”中的笛聲由笛管的振動產(chǎn)生 B.“響鼓還要重錘敲”說明聲音的音調(diào)與振幅有關(guān) C.“聞其聲而知其人”是根據(jù)聲音的響度來辨別的 D.“柴門聞犬吠,風(fēng)雪夜歸人”說明聲音可傳遞信息 9.購物支付已進(jìn)入“刷臉”時代,如圖所示,消費(fèi)者結(jié)賬時只需面對攝像頭(相當(dāng)于一個凸透鏡),經(jīng)系統(tǒng)自動拍照、掃描等,確認(rèn)相關(guān)信息后,即可迅速完
5、成交易。下列有關(guān)說法正確的是() A.光經(jīng)過攝像頭成像利用的是光的反射 B.?dāng)z像頭成像特點(diǎn)與投影儀相同 C.“刷臉”時,面部應(yīng)位于攝像頭兩倍焦距之外 D.“刷臉”時,面部經(jīng)攝像頭成正立縮小的實像 10.以下校園活動的場景中,有關(guān)說法正確的是() A.引體向上--人拉住單杠靜止時,單杠對人的拉力與人的重力平衡 B.50m測試--人沖過終點(diǎn)時不能立即停下來,是由于受慣性作用 C.排球比賽--將排球向上墊起后,球的動能不變,重力勢能增加 D.?dāng)S實心球--若球在最高點(diǎn)時所受外力全部消失,球?qū)⒇Q直下落 11 .如圖開瓶器開啟瓶蓋時可抽象為一杠桿,不計自重。下圖能正確表示它工作示意圖
6、的是( ) A . B . C . D . 12.如圖所示,水平桌面上放著底面積相等的甲、乙兩容器,分別裝有同種液體且深度 相同,兩容器底部所受液體的壓力、壓強(qiáng)分別用F 甲、F 乙、p 甲、p 乙表示,則( ) A .F 甲=F 乙,p 甲=p 乙 B .F 甲=F 乙,p 甲>p 乙 C .F 甲>F 乙,p 甲=p 乙 D .F 甲>F 乙,p 甲>p 乙 13.工人用如圖所示的滑輪組,在時間t 內(nèi),將重為G 的貨物勻速提升了h ,人對繩子豎直向下的拉力恒為F .以下說法正確的是( ) A .拉力F 的功率為
7、 2Fh t B .額外功為(2F-G )h C .滑輪組的機(jī)械效率為 G 3F D.滑輪組的機(jī)械效率隨h的增大而增大 14.如圖為一款“智能照明燈”的電路,燈L天暗時自動發(fā)光,天亮?xí)r自動熄滅??刂齐娐分?,電源電壓 恒定,R 1為定值電阻,R 2 為光敏電阻,其阻值隨光照強(qiáng)度而變化。以下說法正確的是() A.電磁繼電器利用電磁感應(yīng)原理工作 B.R 2 的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而增大 C.當(dāng)光照強(qiáng)度增大時,電壓表示數(shù)減小 D.若將R 1 換成阻值稍小的電阻,可縮短燈L的發(fā)光時間 三、作圖題(本題共2小題,每小題2分,共4分) 15.如圖所示,當(dāng)鐵球擺到最高
8、點(diǎn)A時,請畫出它此時的受力示意圖。 16.某額定電壓為220V的電動扶梯(已接地),只需在白天且有人時開啟,利用紅外線開關(guān)S 1 (有人 時閉合、無人時斷開)及可見光開關(guān)S 2 (白天閉合、夜間斷開)即可實現(xiàn)自動控制。請在圖中按要求正確完成電路連接。 四、實驗探究題(本題共3小題,第17題4分,第18題6分,第19題8分) 17.利用如圖甲所示裝置做“探究水沸騰時溫度變化的特點(diǎn)”的實驗。 (1)按規(guī)范組裝器材,在安裝溫度計時,玻璃泡碰到了燒杯底,此時應(yīng)適當(dāng)將____(選填“A 處向上”或“B 處向下”)調(diào)整。 (2)實驗前,向燒杯中倒入熱水而不是冷水,這樣做是為了_
9、____。 (3)由實驗數(shù)據(jù)繪制出溫度隨時間變化的圖象,如圖乙所示。分析圖象可知:水的沸點(diǎn)是 _____℃,還可獲得的信息有:_____。(寫出一條即可) 18.在探究“影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗中,裝置如圖所示,鋁塊和木塊的外形相同,一端帶有定滑輪的長木板固定不動,鋁塊通過細(xì)線與彈簧測力計相連。(忽略滑輪的摩擦) (1)圖甲中,將鋁塊放在水平木板上,豎直向上拉測力計,當(dāng)鋁塊沿水平方向做_____運(yùn)動時,鋁塊所受滑動摩擦力大小等于測力計的示數(shù)F 1,則F 1=____N 。 (2)比較甲、乙兩次實驗,可以得出:在_____相同時,_____越大,滑動摩擦力越大。 (3)圖乙實驗
10、完成后,利用原有器材,還可進(jìn)一步探究滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系,請你簡要說明實驗方案:_____。 (4)請你判斷:圖丙中,鋁塊水平運(yùn)動時所受滑動摩擦力_____(選填“大于”、“等于”或“小于”)圖甲中鋁塊所受滑動摩擦力。 19.在“探究小燈泡在不同電壓下工作時的電功率是否相同”的實驗中,實驗室提供了如下器材:電源電壓U 恒為8V ,滑動變阻器規(guī)格為“20Ω 2A “,小燈泡的額定電壓U 額=2.5V ,額定功率小于1.2W ,兩個阻值分別為10Ω、20Ω的定值電阻R 0可供選擇。 (1)為使小燈泡兩端電壓有一較大的調(diào)節(jié)范圍,小聰設(shè)計了如圖甲所示的電路,請用筆畫線代替
11、導(dǎo)線,完成圖乙中實物電路的連接。 (2)正確連接電路后,進(jìn)行實驗,記錄的數(shù)據(jù)如表所示。當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V 時,電流表示數(shù)如圖丙所示,小燈泡的額定功率為___W 。 1 (3)分析表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:小燈泡工作時,消耗的電功率隨電壓的增大而_____。根據(jù)數(shù)據(jù)還可判斷出,小聰在實驗中選用的是R 0=_____Ω的定值電阻。 (4)完成實驗后,愛動腦筋的小聰又想出一種測量小燈泡額定功率的方法,設(shè)計了如圖丁所示的電路,所用電壓表量程為“0~15V ”,請將以下實驗步驟補(bǔ)充完整。 ①檢查電路無誤后,閉合開關(guān)S ,將開關(guān)S 1撥至“1”,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片直至電壓表示數(shù)為_____
12、; ②滑片不動,再將開關(guān)S 1,撥至“2”,讀出電壓表示數(shù)為U 0; ③小燈泡的額定功率:P 額=_____。(用U 額、U 0、R 0表示) 若步驟②中,在將開關(guān)S 1撥至“2”時,不小心將滑片向右移動了少許,其他操作正確,則測出的小燈泡額定功率比真實值_____(選填“偏大”或“偏小”)。 五、綜合應(yīng)用題(本題共2小題,每小題9分,共18分) 20.我國從今年4月15日起,正式實施電動自行車新國標(biāo)。李強(qiáng)購置了一輛符合新國標(biāo)的電動車,其整車質(zhì)量為50kg ,最高速度為25km/h 。g 取10N/kg 。試問: (1)對蓄電池充電時,電能轉(zhuǎn)化為_____能;行駛時,電動機(jī)提供
13、動力,其工作原理是_____。 (2)當(dāng)蓄電池的電全部耗完后,若充電功率為100W ,充滿電需要5h ,不計能量損失,則充滿電后蓄電池儲存的電能為多少? (3)蓄電池充滿電后,其儲存電能的75%用于車克服阻力做功,當(dāng)質(zhì)量為70kg 的李強(qiáng)在水平路面上騎著車,以最高速度勻速電動行駛時,所受阻力為總重的 ,則車最多能行駛多少小時? (4)新國標(biāo)對電動車的整車質(zhì)量、最高速度都進(jìn)行了限制,這樣做主要是為了防止車的 _____較大,以減小行車危險。 21.某款水位自動測控儀的測量原理如圖甲所示,電源電壓U 恒為15V ,定值電阻R 0=10Ω,R 1為一豎直固定光滑金屬棒,總長40cm ,阻值為
14、20Ω,其接入電路的阻值與對應(yīng)棒長成正比。彈簧上端固定,滑片P 固定在彈簧下端且與R 1接觸良好,滑片及彈簧的阻值、重力均不計。圓柱體M 通過無伸縮的輕繩掛在彈簧下端,重80N ,高60cm ,底面積為100cm 2.當(dāng)水位處于最高位置A 時,M 剛好浸沒在水中,此時滑片P 恰在R 1最上端;當(dāng)水位降至最低位置B 時,M 的下表面剛好離開水面。已知彈簧所受拉力F 與其伸長量△L 的關(guān)系如圖乙所示。閉合開關(guān)S ,試問: (1)當(dāng)水位下降時,金屬棒接入電路的長度_____,電壓表示數(shù)_____。(兩空均選填“增大”或“減小”) (2)當(dāng)水位處于位置A 時,電壓表的示數(shù)為多少? (3)水位由位置
15、A 降至B 這一過程,彈簧的長度增加了多少?電壓表的示數(shù)變化了多少?(已知ρ水=1.0103kgm 3,g 取10N/kg ) 2021年河南省中考物理試卷 一、填空題(本題共6小題,每空1分,共14分) 1.為了保護(hù)地球,人們一直在從自然界中尋求清潔的“綠色”能源,請舉出一種你熟悉的“綠色”能源:_____,并寫出其在生產(chǎn)、生活中的一項應(yīng)用:_____。 【分析】清潔能源,即綠色能源,是指不排放污染物、能夠直接用于生產(chǎn)生活的能源,找出常見的綠色能源及其對應(yīng)的應(yīng)用,合理即可。 【解答】解:清潔能源,即綠色能源,是指不排放污染物、能夠直接用于生產(chǎn)生活的能源,主要有風(fēng)能、水能、太
16、陽能等; 其應(yīng)用:風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電、太陽能熱水器(太陽能電池)等。(合理即可) 故答案:太陽能;太陽能熱水器。 2.洛陽牡丹甲天下,圖中花兒盛開時清香撲鼻,這是由于花香分子在做_____;我們能從不同角度觀賞花,是由于光在花的表面發(fā)生了_____現(xiàn)象;清風(fēng)吹過,露珠從花瓣上滾落,說明力可以改變物體的_____。 【分析】(1)擴(kuò)散現(xiàn)象說明分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動; (2)人們能從各個方向看到本身不發(fā)光的物體,說明這個物體反射的光線能向四面八方傳播,這說明在這個物體上發(fā)生了漫反射; (3)力的作用效果:①力可以改變物體的形狀;②力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)。 【解答】解:我們能夠聞到
17、牡丹花的香味,這屬于擴(kuò)散現(xiàn)象,說明了分子在不停的做無規(guī)則的運(yùn)動; 我們能從不同角度觀賞牡丹花,說明反射光線向各個方向的都有,是發(fā)生了漫反射現(xiàn)象; 露珠受到風(fēng)的作用力從靜止變?yōu)檫\(yùn)動,說明力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)。 故答案為:無規(guī)則運(yùn)動;漫反射;運(yùn)動狀態(tài)。 3.2021年5月17日,我國用火箭將第45顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星成功發(fā)射。火箭在穿越大氣層時劇烈升溫,通過____的方式增大了它的內(nèi)能;衛(wèi)星升入太空后利用_____(選填“超聲波”或“電磁波”)傳遞信息。 【分析】改變內(nèi)能的方式:做功和熱傳遞; 電磁波和聲波都能傳遞信息,電磁波可以在真空中傳播,聲音不能在真空中傳播。 【解答】解:火箭在
18、穿過大氣層時,要克服摩擦做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,使火箭的內(nèi)能增大,溫度升高。 電磁波可以傳遞信息,并且電磁波可以在真空中傳播,而超聲波不能在真空中傳播,所以衛(wèi)星升入太空后利用電磁波傳遞信息。 故答案為:做功;電磁波。 4.少林功夫馳名中外,一武術(shù)愛好者在如圖所示的姿勢練功時,他對水平地面的壓力是由于_____發(fā)生形變而產(chǎn)生的;若他對地面的壓強(qiáng)為p,則其中一只腳對地面的壓強(qiáng)為_____。 【分析】物體受到的彈力是由施力物體發(fā)生形變產(chǎn)生的; 根據(jù)p= 分析一只腳對地面的壓力和面積即可判斷壓強(qiáng)的變化。 【解答】解:他對水平地面的壓力,施力物體是腳(鞋),則他對地面的壓力是由于腳(
19、鞋)發(fā)生形變而產(chǎn)生的。 人雙腳對地面的壓力F=G ,受力面積為S ,壓強(qiáng)為p ,且p= ; 結(jié)合圖中的姿勢可知,一只腳對地面的壓力則一只腳對地面的壓強(qiáng): , 故答案為:鞋(腳);p 。 5.在家用電器調(diào)查活動中,小亮讓電熱水器單獨(dú)工作2min ,測得家中如圖所示的電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了70r ,熱水器的實際功率為_____W ;若不計能量損失,這段時間內(nèi)熱水器中50L 的水可升溫_____℃.由于熱水器的功率遠(yuǎn)大于冰箱,從安全用電的角度考慮,熱水器的電源線比冰箱的要_____(選填“粗”或“細(xì)”)。 [已知ρ水=1.0103kg/m 3,c 水=4.2103J/(kg ?℃)] 【分析
20、】(1)先求出電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)70r 電熱水器消耗的電能,然后根據(jù)P= W t 求出該電熱水器的實際功率; (2)根據(jù)W=Pt 求出電熱水器消耗的電能,因為不計能量損失,Q 吸=W ,再利用Q=cm △t 求出水升高的溫度; (3)利用P=UI 、Q=I 2Rt 以及影響導(dǎo)體電阻大小的因素來分析即可。 【解答】解:(1)電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)70r ,電熱水器消耗的電能: W= =0.07kW ?h , 工作時間t=2min= h , 則該電熱水器的實際功率: (2)電熱水器消耗的電能: W ′=Pt=2100W 120s=2.52105J , 水的體積V 水=50L=0.05m
21、3, 由ρ= 可得,水的質(zhì)量: m 水=ρ水V 水=1.0103kg/m 30.05-3m 3=50kg ; 因為不計能量損失,所以水吸收的熱量:Q =W′=2.52105J, 吸 由Q=cm△t得,水升高的溫度: (3)由于電熱水器的功率遠(yuǎn)大于冰箱,根據(jù)P=UI可知,電熱水器工作時的電流遠(yuǎn)大于冰箱,相同條件下熱水器導(dǎo)線上產(chǎn)生的熱量較多。 為保證線路安全,在電流和通電時間一定時,電熱水器選擇較粗的電源線,可以減小導(dǎo)線電阻, 根據(jù)Q=I2Rt可知,電源線產(chǎn)生的熱量減少,可防止電源線快速老化而引發(fā)安全事故。 故答案為:2100;1.2;粗。 6.如圖所示,一輕桿左端
22、掛一矩形塑料框A,右端掛一外形相同的金屬框B,以O(shè)為支點(diǎn)在水平位置靜止?,F(xiàn)使此裝置豎直勻速下降,其下方有一方向垂直紙面向里的磁場區(qū)域(用“”表示磁感線),當(dāng)A、B框下端一同剛進(jìn)入磁場時,發(fā)現(xiàn)桿沿逆時針方向轉(zhuǎn)動,請你分析并推測此現(xiàn)象產(chǎn)生的原因:_____;若將磁場方向改為垂直紙面向外,重復(fù)上述操作,桿將沿_________(選填“順時針”或“逆時針”)方向轉(zhuǎn)動。 【分析】(1)從電磁感應(yīng)、通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用和杠桿平衡條件來分析即可; (2)感應(yīng)電流方向與導(dǎo)體運(yùn)動方向和磁場方向有關(guān);通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向與電流方向和磁場方向有關(guān)。【解答】解:(1)金屬框B下端剛進(jìn)入磁場時,閉合電
23、路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動會產(chǎn)生感應(yīng)電流,通電金屬框B在磁場中受到豎直向上的磁場力,使得杠桿右端受力減??; 而塑料框A是絕緣體,不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,也不會受到磁場力,杠桿左端受力情況不變,此時杠桿左端力和力臂的乘積不變,杠桿右端力和力臂的乘積減小, 根據(jù)杠桿平衡條件可知,杠桿將沿逆時針方向轉(zhuǎn)動。 (2)若將磁場方向改為垂直紙面向外,產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向改變,磁場方向和電流方向都改變時,金屬框B 受到的磁場力方向不變,仍為豎直向上,故桿仍然沿逆時針方向轉(zhuǎn)動。 故答案為:金屬框B下端剛進(jìn)入磁場時,做切割磁感線運(yùn)動會產(chǎn)生感應(yīng)電流,通電金屬框B在磁場中受到向上的磁場力;逆時針。 二、選
24、擇題(本題共8小題,每小題2分,共16分.第7~12題每小題只有一個選項符合題目要求,第13~14題每小題有兩個選項符合題目要求,全部選對得2分,選對但不全的得1分,有選錯的得0分) 7.一款5G手機(jī)的折疊屏由柔性發(fā)光二極管制成,其中制成發(fā)光二極管的材料是() A.導(dǎo)體B.半導(dǎo)體C.超導(dǎo)體D.絕緣體 【分析】二極管、三極管、集成電路和一些敏感電阻等是由半導(dǎo)體材料制成的。 【解答】解:二極管是由硅和鍺等材料制作成,而硅和鍺是半導(dǎo)體材料,所以發(fā)光二極管是用半導(dǎo)體材料制成的,故ACD錯誤,B正確。 故選:B。 8.中華古詩詞、俗語中蘊(yùn)含著豐富的聲學(xué)知識,下列有關(guān)理解正確的是() A.“
25、誰家玉笛暗飛聲”中的笛聲由笛管的振動產(chǎn)生 B.“響鼓還要重錘敲”說明聲音的音調(diào)與振幅有關(guān) C.“聞其聲而知其人”是根據(jù)聲音的響度來辨別的 D.“柴門聞犬吠,風(fēng)雪夜歸人”說明聲音可傳遞信息 【分析】(1)聲音是由物體振動產(chǎn)生,振動停止,發(fā)聲停止; (2)聲音的響度與振幅、傳播距離、分散程度等有關(guān); (3)不同發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)不同,發(fā)出聲音的響度不同,利用音色可以辨別發(fā)聲體; (4)聲音可以傳遞信息,也可以傳遞能量。 【解答】解: A、聲音是由物體振動產(chǎn)生的,笛聲是由笛管內(nèi)空氣柱振動產(chǎn)生的,故A錯誤; B、重錘敲鼓時,鼓面振動幅度大,聲音的響度大,所以,“響鼓還要重錘敲”說明
26、聲音的響度與振幅有關(guān);故B錯誤; C、不同發(fā)聲體的材料、結(jié)構(gòu)不同,發(fā)出聲音的音色不同,所以“聞其聲而知其人”是根據(jù)聲音的音色來辨別的,故C錯誤; D、詩人根據(jù)聽到的犬吠聲,猜想大概是芙蓉山主人披風(fēng)戴雪歸來了,說明聲音可以傳遞信息,故D正確。故選:D。 9.購物支付已進(jìn)入“刷臉”時代,如圖所示,消費(fèi)者結(jié)賬時只需面對攝像頭(相當(dāng)于一個凸透鏡),經(jīng)系統(tǒng)自動拍照、掃描等,確認(rèn)相關(guān)信息后,即可迅速完成交易。下列有關(guān)說法正確的是() A.光經(jīng)過攝像頭成像利用的是光的反射 B.?dāng)z像頭成像特點(diǎn)與投影儀相同 C.“刷臉”時,面部應(yīng)位于攝像頭兩倍焦距之外 D.“刷臉”時,面部經(jīng)攝像頭成正立縮小的實像
27、 【分析】(1)凸透鏡成像的原理是光的折射; (2)攝像頭是利用凸透鏡成倒立、縮小的實像的原理制成的,當(dāng)u>2f時,凸透鏡才成倒立、縮小的實像?!窘獯稹拷猓? A、攝像頭相當(dāng)于一個凸透鏡,光經(jīng)過攝像頭成像利用的是光的折射,故A錯誤; B、光通過攝像頭成倒立、縮小的實像,與照相機(jī)的成像特點(diǎn)相同,故B錯誤; CD、當(dāng)u>2f時,成倒立、縮小的實像,所以,“刷臉”時,面部應(yīng)位于攝像頭兩倍焦距之外,故C正確,D錯誤。 故選:C。 10.以下校園活動的場景中,有關(guān)說法正確的是( ) A .引體向上--人拉住單杠靜止時,單杠對人的拉力與人的重力平衡 B .50m 測試--人沖過終點(diǎn)時不能立
28、即停下來,是由于受慣性作用 C .排球比賽--將排球向上墊起后,球的動能不變,重力勢能增加 D .?dāng)S實心球--若球在最高點(diǎn)時所受外力全部消失,球?qū)⒇Q直下落 【分析】(1)物體處于平衡狀態(tài)(靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)功)時,所受的力就是平衡力; (2)慣性是物體固有的一種屬性,不能說“由于慣性的作用”“獲得慣性”。正確的是“具有慣性”; (3)動能的影響因素是質(zhì)量和速度,重力勢能的影響因素是質(zhì)量和高度,動能和勢能統(tǒng)稱機(jī)械能; (4)根據(jù)牛頓第一定律進(jìn)行分析,即當(dāng)物體受到的力突然消失,物體還會保持原來的運(yùn)動狀態(tài)運(yùn)動下去。 【解答】解: A 、人拉住單杠靜止時,處于平衡狀態(tài),此時單杠對人的拉力
29、與人的重力是一對平衡力,故A 正確; B 、人沖過終點(diǎn)時不能立即停下來,是由于人具有慣性,慣性不是力,不能說受到慣性的作用,故B 錯誤; C 、將排球向上墊起后,排球?qū)p速上升,質(zhì)量不變,速度減小,動能減小;同時高度增加,重力勢能增加,故C 錯誤; D 、擲出的實心球斜向上運(yùn)動,在最高點(diǎn)時的速度不為零,仍具有水平方向的速度,若此時所受外力全部消失, 由牛頓第一定律可知,球?qū)⒀厮椒较蜃鰟蛩僦本€運(yùn)動,故 D 錯誤。 故選:A 。 11.如圖開瓶器開啟瓶蓋時可抽象為一杠桿,不計自重。下圖能正確表示它工作示意圖的是( ) A . B . C .
30、 D . 【分析】先確定支點(diǎn),然后根據(jù)動力和阻力的定義以及力臂關(guān)系即可得出答案。 【解答】解:用開瓶器開啟瓶蓋時,支點(diǎn)是開瓶器與瓶蓋上方的接觸點(diǎn),即圖中杠桿的左端O ,阻力為瓶蓋對開瓶器豎直向下的作用力F 2, 動力為手對開瓶器右側(cè)豎直向上的作用力F 1,因為動力臂大于阻力臂,所以開瓶器為省力杠桿,即F 1<F 2,故ACD 錯誤,B 正確。 故選:B 。 12.如圖所示,水平桌面上放著底面積相等的甲、乙兩容器,分別裝有同種液體且深度 相同,兩容器底部所受液體的壓力、壓強(qiáng)分別用F 甲、F 乙、p 甲、p 乙表示,則( ) A .F 甲=F 乙,p 甲=p 乙 B .F 甲
31、=F 乙,p 甲>p 乙 C .F 甲>F 乙,p 甲=p 乙 D .F 甲>F 乙,p 甲>p 乙 【分析】先根據(jù)p=ρgh 可判斷兩容器底部受到液體的壓強(qiáng);然后根據(jù)F=pS 可判斷兩容器底部受到液體的壓力。 【解答】解:由題意知,兩容器中裝有同種液體且液面向平,則液體的密度相同,深度也相同,根據(jù)p=ρgh 可知,兩容器底部受到液體的壓強(qiáng)相等,即p 甲=p 乙; 又因為容器底面積相等,根據(jù)F=pS 可知,兩容器底部受到液體的壓力相等,即F 甲=F 乙;故A 正確,BCD 錯誤。 故選:A 。 13.工人用如圖所示的滑輪組,在時間t 內(nèi),將重為G 的貨物勻速提升了h ,人對繩子豎直
32、向下的拉力恒為F .以下說法正確的是( ) A .拉力F 的功率為 B .額外功為(2F-G )h C .滑輪組的機(jī)械效率為 D .滑輪組的機(jī)械效率隨h 的增大而增大 【分析】(1)由圖可知,連接動滑輪繩子的股數(shù)n ,根據(jù)s=nh 表示出繩端移動的距離,然后根據(jù)W 總=Fs 表示出拉力F 做的功,最后利用表示出拉力F 的功率; (2)拉力做的有用功,額外功等于總功減去有用功; (3)根據(jù)求出滑輪組的機(jī)械效率; (4)根據(jù)可判斷滑輪組的機(jī)械效率與提升的高度是否有關(guān)。 【解答】解:A、由圖可知,連接動滑輪繩子的股數(shù)n=2,繩端移動的距離s=nh=2h, 拉
33、力F做的功:W 總 =Fs=2Fh,則拉力F的功率:,故A正確; B、拉力做的有用功:W 有=Gh,則額外功:W 額 =W 總 -W 有 =2Fh-Gh=(2F-G)h,故B正確; C、滑輪組的機(jī)械效率:,故C錯誤; D、根據(jù)可知,滑輪組的機(jī)械效率與提升的高度h無關(guān),故D錯誤。 故選:AB。 14.如圖為一款“智能照明燈”的電路,燈L天暗時自動發(fā)光,天亮?xí)r自動熄滅??刂齐娐分?,電源電壓 恒定,R 1為定值電阻,R 2 為光敏電阻,其阻值隨光照強(qiáng)度而變化。以下說法正確的是() A.電磁繼電器利用電磁感應(yīng)原理工作 B.R 2 的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而增大
34、 C.當(dāng)光照強(qiáng)度增大時,電壓表示數(shù)減小 D.若將R 1 換成阻值稍小的電阻,可縮短燈L的發(fā)光時間 【分析】(1)電磁繼電器、電磁起重機(jī)、電鈴等是利用電流的磁效應(yīng)原理工作的; (2)要使天亮?xí)r自動熄滅,電流需增大達(dá)到一定數(shù)值時,銜鐵被吸合,燈L所在電路斷開,燈L自動熄滅, 進(jìn)而得出R 2 的阻值隨光照強(qiáng)度的變化而發(fā)生怎樣的變化; (3)由于R 2的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小,當(dāng)光照強(qiáng)度增大時,R 2 的阻值減小,根據(jù)串聯(lián)分壓可知電壓表 示數(shù)變化情況; (4)由于控制電路的電源電壓不變,銜鐵被吸合的電流不變,根據(jù)R=可知,控制電路的總電阻不變,若 R 1換成阻值較
35、小的電阻,R 2 的阻值變大,進(jìn)而分析得出燈L的發(fā)光時間變化。 【解答】解: A、電磁繼電器是利用電流的磁效應(yīng)原理工作的,故A錯誤; B、要使燈L在天亮?xí)r自動熄滅,電流需增大達(dá)到一定數(shù)值,銜鐵被吸合,燈L所在電路斷開,燈L自動熄滅,則可知天亮?xí)r光照強(qiáng)度增大,控制電路中電流增大,光敏電阻R 2 的阻值減小, 所以,R 2 的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小,故B錯誤; C、由于R 2的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小,當(dāng)光照強(qiáng)度增大時,R 2 的阻值減小,根據(jù)串聯(lián)分壓的規(guī)律可知, R 2 兩端的電壓減小,即電壓表示數(shù)減小,故C正確; D 、由于控制電路的電源電壓不變,銜鐵
36、被吸合的電流不變,根據(jù)R=可知,銜鐵被吸合時控制電路的總電阻不變,若R 1換成阻值較小的電阻,則R 2的阻值變大, 此時光照強(qiáng)度減弱,即燈L 在天不太亮?xí)r已經(jīng)熄滅,在天很暗時才自動發(fā)光。由此可見,將R 1換成阻值較小的電阻,可縮短燈L 的發(fā)光時間,故D 正確。 故選:CD 。 三、作圖題(本題共2小題,每小題2分,共4分) 15.如圖所示,當(dāng)鐵球擺到最高點(diǎn)A 時,請畫出它此時的受力示意圖。 【分析】對鐵球受力分析,鐵球在最高點(diǎn)受到重力和拉力的作用,然后根據(jù)力的示意圖的畫法進(jìn)行作圖即可。 【解答】解:鐵球A 在最高點(diǎn)時,受到重力和拉力的作用,過球心分別沿豎直向下方向和繩子斜向上方
37、向畫一條有向線段,用“G ”和“F ”表示。如圖所示: 16.某額定電壓為220V 的電動扶梯(已接地),只需在白天且有人時開啟,利用紅外線開關(guān)S 1(有人時閉合、無人時斷開)及可見光開關(guān)S 2(白天閉合、夜間斷開)即可實現(xiàn)自動控制。請在圖中按要求正確完成電路連接。 【分析】分析題意,兩個開關(guān)共同控制電動機(jī),根據(jù)安全用電的原則,開關(guān)接火線,開關(guān)與用電器串聯(lián)進(jìn)行連接即可。 【解答】解:由題意知,在白天且有人時電動扶梯才能啟動,說明兩個開關(guān)串聯(lián)后共同控制電動機(jī),根據(jù)安全用電的原則,開關(guān)應(yīng)接在火線上;所以,從火線開始,用導(dǎo)線將兩個開關(guān)S 1、S 2串聯(lián),再連接電動扶梯的電動
38、機(jī),最后回到零線。如圖所示: 四、實驗探究題(本題共3小題,第17題4分,第18題6分,第19題8分) 17.利用如圖甲所示裝置做“探究水沸騰時溫度變化的特點(diǎn)”的實驗。 (1)按規(guī)范組裝器材,在安裝溫度計時,玻璃泡碰到了燒杯底,此時應(yīng)適當(dāng)將____(選填“A 處向上”或“B 處向下”)調(diào)整。 (2)實驗前,向燒杯中倒入熱水而不是冷水,這樣做是為了_____。 (3)由實驗數(shù)據(jù)繪制出溫度隨時間變化的圖象,如圖乙所示。分析圖象可知:水的沸點(diǎn)是 _____℃,還可獲得的信息有:_____。(寫出一條即可) 【分析】(1)根據(jù)溫度計的使用規(guī)則進(jìn)行調(diào)整實驗裝置; (2)縮短
39、加熱至沸騰所用的時間:①提高水的初溫;②適當(dāng)減少水的質(zhì)量;③給燒杯加蓋等; (3)水沸騰時的溫度叫做沸點(diǎn),結(jié)合圖象分析沸騰前和液體沸騰時的溫度變化情況。(合理即可) 【解答】解:(1)由于溫度計的玻璃泡碰到了燒杯底,需要將溫度計向上調(diào)整,即將A 處向上調(diào)整。 (2)實驗前,向燒杯中倒入熱水而不是冷水,這樣可以提高水的初溫,縮短加熱至沸騰所用的時間。 (3)水沸騰時吸熱溫度不變,不變的溫度就是水的沸點(diǎn),由圖象可知,水的沸點(diǎn)是98℃; 可獲得的信息有:①水在沸騰過程中,繼續(xù)吸收熱量但溫度不變;②水在沸騰前,吸收熱量溫度升高(合理即可)。 故答案為:(1)A 處向上; (2)縮短加熱至沸騰所
40、用的時間; (3)98;水沸騰過程中,繼續(xù)吸收熱量但溫度不變。(合理即可) 18.在探究“影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗中,裝置如圖所示,鋁塊和木塊的外形相同,一端帶有定滑輪的長木板固定不動,鋁塊通過細(xì)線與彈簧測力計相連。(忽略滑輪的摩擦) (1)圖甲中,將鋁塊放在水平木板上,豎直向上拉測力計,當(dāng)鋁塊沿水平方向做_____運(yùn)動時,鋁塊所受滑動摩擦力大小等于測力計的示數(shù)F 1,則F 1=____N 。 (2)比較甲、乙兩次實驗,可以得出:在_____相同時,_____越大,滑動摩擦力越大。 (3)圖乙實驗完成后,利用原有器材,還可進(jìn)一步探究滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系,請你
41、 簡要說明實驗方案:_____。 (4)請你判斷:圖丙中,鋁塊水平運(yùn)動時所受滑動摩擦力_____(選填“大于”、“等于”或“小于”)圖甲中鋁塊所受滑動摩擦力。 【分析】(1)根據(jù)二力平衡知識可知,只有物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動時,拉力與摩擦力是一對平衡力;彈簧測力計的分度值為0.2N ,根據(jù)指針位置進(jìn)行讀數(shù); (2)比較甲、乙兩次實驗,相同的量和不同的量,進(jìn)而得出結(jié)論,注意下結(jié)論時控制變量; (3)要探究滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系,需控制壓力相同,使接觸面的粗糙程度不同,進(jìn)行設(shè)計方案即可; (4)滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān),與其他因素?zé)o關(guān)。 【
42、解答】解:(1)豎直向上拉測力計,通過定滑輪使鋁塊沿水平方向做勻速直線運(yùn)動時,鋁塊在水平方向上受到平衡力的作用,鋁塊所受滑動摩擦力大小等于測力計的示數(shù),摩擦力的大小。 測力計的示數(shù)如圖甲所示,圖中測力計分度值為0.2N ,示數(shù)為F 1=1.6N ,即木塊受到的滑動摩擦力大小為1.6N 。 (2)分析比較甲、乙兩次可知,接觸面粗糙程度相同,乙圖中接觸面間的壓力大,測力計示數(shù)大,滑動摩擦力大, 故可以得出滑動摩擦力大小與壓力大小有關(guān),在接觸面粗糙程度相同時,壓力越大,滑動摩擦力越大。 (3)要探究滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系,需控制壓力相同,接觸面的粗糙程度不同,故可設(shè)計方案: 將鋁
43、塊疊放在木塊上,然后放在水平木板上,豎直向上拉測力計,使它們沿水平方向做勻速直線運(yùn)動,記下測力計示數(shù)F 3,分析比較F 3與F 2的大小,得出結(jié)論。 (4)由圖丙可知,鋁塊在木板上運(yùn)動時,壓力也不變,接觸面的粗糙程度不變, 則所受的滑動摩擦力不變,故圖丙中鋁塊水平運(yùn)動時所受滑動摩擦力等于圖甲中鋁塊所受滑動摩擦力。 故答案為:(1)勻速直線; 1.6; (2)接觸面粗糙程度;壓力; (3)將木塊與鋁塊互換位置,重復(fù)實驗,比較兩次彈簧測力計的示數(shù); (4)等于。 19.在“探究小燈泡在不同電壓下工作時的電功率是否相同”的實驗中,實驗室提供了如下器材:電源電壓U 恒為8V ,滑動變阻器規(guī)格為
44、“20Ω 2A “,小燈泡的額定電壓U 額=2.5V ,額定功率小于1.2W ,兩個阻值分別為10Ω、20Ω的定值電阻R 0可供選擇。 (1)為使小燈泡兩端電壓有一較大的調(diào)節(jié)范圍,小聰設(shè)計了如圖甲所示的電路,請用筆畫線代替導(dǎo)線,完成圖乙中實物電路的連接。 (2)正確連接電路后,進(jìn)行實驗,記錄的數(shù)據(jù)如表所示。當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V 時,電流表示數(shù)如圖丙所示,小燈泡的額定功率為___W 。 1 (3)分析表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:小燈泡工作時,消耗的電功率隨電壓的增大而_____。根據(jù)數(shù)據(jù)還可判斷出,小聰在實驗中選用的是R 0=_____Ω的定值電阻。 (4)完成實驗后,愛動腦筋的小聰
45、又想出一種測量小燈泡額定功率的方法,設(shè)計了如圖丁所示的電路,所用電壓表量程為“0~15V ”,請將以下實驗步驟補(bǔ)充完整。 ①檢查電路無誤后,閉合開關(guān)S ,將開關(guān)S 1撥至“1”,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片直至電壓表示數(shù)為_____; ②滑片不動,再將開關(guān)S 1,撥至“2”,讀出電壓表示數(shù)為U 0; ③小燈泡的額定功率:P 額=_____。(用U 額、U 0、R 0表示) 若步驟②中,在將開關(guān)S 1撥至“2”時,不小心將滑片向右移動了少許,其他操作正確,則測出的小燈泡額定功率比真實值_____(選填“偏大”或“偏小”)。 【分析】(1)先根據(jù)P=UI 估測燈泡的額定電流,進(jìn)而確定電流表的量
46、程,然后按電流的順順連接即可; (2)電流表選擇0~0.6A 量程,分度值為0.02A ,根據(jù)指針位置進(jìn)行讀數(shù),然后根據(jù)P=UI 求出小燈泡的額定功率; (3)由表中數(shù)據(jù)可知,隨著燈泡兩端電壓的增大,電流也增大,根據(jù)P=UI 可知小燈泡消耗的電功率變化情況; 由表中數(shù)據(jù)可知,第5次實驗電流最大,此時電路總電阻最小,根據(jù)I=求出第5次實驗時電路總電阻,進(jìn)而得出答案; (4)要測量小燈泡的額定功率,需使小燈泡兩端的電壓等于其額定電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可得出電壓表的示數(shù); 滑片不動,再將開關(guān)S 1撥至“2”,求出此時電路中的電流即為小燈泡的額定電流,根據(jù)P 額=U 額I 額求出小燈泡的額定功
47、率; 將開關(guān)S 1撥至“2”,滑片向右移動稍許,滑動變阻器接入電路的阻值變大,根據(jù)串聯(lián)分壓知識可知,滑動變阻器兩端的電壓和定值電阻R 0兩端的電壓變化, 最后根據(jù)P 額=U 額I 額可判斷測出的小燈泡的額定功率比真實值偏小還是偏大。 【解答】解: (1)由P=UI 得,小燈泡的額定電流約為: ,所以,電流表選擇0-0.6A 的量 程; 燈泡、R 0及滑動變阻器串聯(lián),故將電流表的“0.6”接線柱與電源的“+”極連接,小燈泡的左接線柱與R 0的左接線柱連接,如圖所示: (2)由(1)可知,電流表選擇0-0.6A 的量程,分度值為0.02A ,示數(shù)為0.42A , 則小燈泡的額
48、定功率:P 額=U 額I 額=2.5V 0.42A=1.05W 。 (3)由表中數(shù)據(jù)可知,隨著燈泡兩端電壓的增大,電流也增大,根據(jù)P=UI 可知,小燈泡消耗的電功率增大,即小燈泡工作時,消耗的電功率隨電壓的增大而增大。 由表中數(shù)據(jù)可知,第5次實驗電流最大,此時電路總電阻最小, 由I=可得,第5次實驗時電路總電阻:, 因R 總=R L +R 0+R 滑,已知定值電阻R 0的阻值為10Ω或20Ω, 故小聰在實驗中選用的是R 0=10Ω。 (4)要測量小燈泡的額定功率,需使小燈泡兩端的電壓等于其額定電壓, ①閉合開關(guān)S ,將開關(guān)S 1撥至“1”,小燈泡、R 0和滑動變阻器串聯(lián),電壓表測R
49、0和滑動變阻器兩端的電壓,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,燈泡正常發(fā)光時, 電壓表的示數(shù):U V =U-U 額=8V-2.5V=5.5V 。 ②滑片不動,再將開關(guān)S 1撥至“2”,電壓表測R 0兩端的電壓U 0,此時電路中的電流即為小燈泡的額定電流: 。 ③小燈泡的額定功率:P 額=U 額I 額=U 額?。 將開關(guān)S 1撥至“2”,滑片向右移動稍許,滑動變阻器接入電路的阻值變大,根據(jù)串聯(lián)分壓知識可知,滑動變阻器兩端的電壓變大,定值電阻R 0兩端的電壓U 0變小, 根據(jù)P 額=U 額I 額=U 額? 可知,測出的小燈泡的額定功率比真實值偏小。 故答案為:(1)如上圖所示; (2)1.05; (
50、3)增大; 10; (4)①5.5V ; ③U 額? ; 偏小。 五、綜合應(yīng)用題(本題共2小題,每小題9分,共18分) 20.我國從今年4月15日起,正式實施電動自行車新國標(biāo)。李強(qiáng)購置了一輛符合新國標(biāo)的電動車,其整車質(zhì)量為50kg ,最高速度為25km/h 。g 取10N/kg 。試問: (1)對蓄電池充電時,電能轉(zhuǎn)化為_____能;行駛時,電動機(jī)提供動力,其工作原理是_____。 (2)當(dāng)蓄電池的電全部耗完后,若充電功率為100W ,充滿電需要5h ,不計能量損失,則充滿電后蓄電池儲存的電能為多少? (3)蓄電池充滿電后,其儲存電能的75%用于車克服阻力做功,當(dāng)質(zhì)量為70k
51、g 的李強(qiáng)在水平路面上騎著車,以最高速度勻速電動行駛時,所受阻力為總重的 ,則車最多能行駛多少小時? (4)新國標(biāo)對電動車的整車質(zhì)量、最高速度都進(jìn)行了限制,這樣做主要是為了防止車的_____較大,以減小行車危險。 【分析】(1)蓄電池充電時,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,供電時,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能;電動機(jī)的工作原理是通電導(dǎo)體在磁場中受力轉(zhuǎn)動; (2)根據(jù)W=Pt 求出充滿電后蓄電池儲存的電能; (3)根據(jù)W=ηW 電求出克服阻力做的功,根據(jù)G 總=(m 車+m 人)g 求出人和車的總重力,由題意可知電動車在水平路面行駛受的阻力, 根據(jù)W=fs 求出電動車行駛的路程,最后利用v= 求出電
52、動車最多能行駛的時間; (4)物體的質(zhì)量越大,速度越大,具有的動能越大,據(jù)此分析。 【解答】解:(1)對電池充電時,消耗了電能,獲得了化學(xué)能,是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。 電動機(jī)的工作原理是通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動。 (2)充滿電需要的時間t=5h=1.8104s , 充滿電后蓄電池儲存的電能: W 電=Pt=100W 1.8104s=1.8106J 。 (3)由題意知,克服阻力做的功: W=ηW 電=75%1.8106J=1.35106J 。 人和車的總重力: G 總=(m 車+m 人)g=(50kg+70kg )10N/kg=1200N , 電動車在水平路面行駛受的阻力:, 由W=f
53、s 得,電動車行駛的路程:, 由v= 得,電動車最多能行駛的時間: 。 (4)由于物體的質(zhì)量越大,速度越大,具有的動能越大,因此,新國標(biāo)對電動車的整車質(zhì)量、最高速度進(jìn)行限制,主要是為了防止車的動能較大,以減小行車危險。 故答案為:(1)化學(xué);通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動; (2)充滿電后蓄電池儲存的電能為1.8106J ; (3)車最多能行駛1.8小時; (4)動能。 21.某款水位自動測控儀的測量原理如圖甲所示,電源電壓U 恒為15V ,定值電阻R 0=10Ω,R 1為一豎直固定光滑金屬棒,總長40cm ,阻值為20Ω,其接入電路的阻值與對應(yīng)棒長成正比。彈簧上端固定,滑片P 固定在彈簧
54、下端且與R 1接觸良好,滑片及彈簧的阻值、重力均不計。圓柱體M 通過無伸縮的輕繩掛在彈簧下端,重80N ,高60cm ,底面積為100cm 2.當(dāng)水位處于最高位置A 時,M 剛好浸沒在水中,此時滑片P 恰在R 1最上端;當(dāng)水位降至最低位置B 時,M 的下表面剛好離開水面。已知彈簧所受拉力F 與 其伸長量△L 的關(guān)系如圖乙所示。閉合開關(guān)S ,試問: (1)當(dāng)水位下降時,金屬棒接入電路的長度_____,電壓表示數(shù)_____。(兩空均選填“增大”或“減小”) (2)當(dāng)水位處于位置A 時,電壓表的示數(shù)為多少? (3)水位由位置A 降至B 這一過程,彈簧的長度增加了多少?電壓表的示數(shù)變化了多少?(
55、已知ρ水=1.0103kgm 3,g 取10N/kg ) 【分析】(1)當(dāng)水位下降時,受力分析確定金屬棒接入電路的長度;分析滑片的移動方向,從而確定其阻值的變化,根據(jù)串聯(lián)分壓特點(diǎn)可知電壓表示數(shù)的變化; (2)當(dāng)水位處于位置A 時,滑片P 在R 1最上端,可知此時R 1的阻值,根據(jù)串聯(lián)電路電阻特點(diǎn)和歐姆定律求出R 1兩端的電壓; (3)當(dāng)水位處于位置A 時,M 剛好浸沒,根據(jù)阿基米德原理求出M 受到的浮力,進(jìn)而得出彈簧受到的拉力,由圖乙可知此時彈簧的伸長量; 當(dāng)水位降至位置B 時,M 的下表面剛好離開水面,所受浮力為零,可知此時彈簧受到的拉力,利用圖象看出彈簧的伸長量,進(jìn)而得出彈
56、簧的長度增加量; 當(dāng)水位降至位置B 時,可求出R 1接入電路的長度,根據(jù)R 1接入電路的阻值與對應(yīng)的棒長成正比,求出此時R 1接入電路的阻值, 根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律求出此時R 1兩端的電壓:兩次電壓表的示數(shù)之差即為變化量。 【解答】解: (1)當(dāng)水位下降時,M 所受的浮力減小,彈簧的拉力增大,彈簧的伸長量增大,滑片P 向下移動,金屬棒接入電路的長度減小; 則R 1接入電路的阻值減小,根據(jù)串聯(lián)分壓特點(diǎn)可知,R 1兩端的電壓減小,即電壓表示數(shù)減小。 (2)當(dāng)水位處于位置A 時,滑片P 在R 1最上端,此時R 1=20Ω, 根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知,電路的總電阻: R=R 0+R 1
57、=10Ω+20Ω=30Ω, 電路中的電流: , 由I=得,R 1兩端的電壓: U 1=IR 1=0.5A 20Ω=10V ,即電壓表示數(shù)為10V 。 (3)當(dāng)水位處于位置A 時,M 剛好浸沒,排開水的體積: V 排=V=Sh=100cm 260cm=6000cm 3=610-3m 3, 則M 受到的浮力: F 浮=ρ水gV 排=1.0103kg/m 310N/kg 610-3m 3=60N ; 則彈簧受到的拉力:F 1=G-F 浮=80N-60N=20N , 由圖乙可知,當(dāng)F 1=20N 時,彈簧的伸長量△L 1=10cm ; 當(dāng)水位降至位置B 時,M 的下表面剛好離開水面,所受
58、浮力為零, 則此時彈簧受到的拉力:F 2=G=80N , 由圖乙可知,當(dāng)F 2=80N 時,彈簧的伸長量△L 2=40cm ; 所以,水位由位置A 降至B 這一過程中,彈簧的長度增加量: △L=△L 2-△L 1=40cm-10cm=30cm 。 當(dāng)水位降至位置B 時,R 1接入電路的長度: L=L 總-△L=40cm-30cm=10cm , 因為R 1接入電路的阻值與對應(yīng)的棒長成正比,即:, 所以,此時R 1接入電路的阻值:, 此時電路中的電流: , 由I=得,此時R 1兩端的電壓: U 1′=I ′R 1′=1A 5Ω=5V ,即此時電壓表示數(shù)為5V , 所以,電壓表的示數(shù)變化量:△U=U 1-U 1′=10V-5V=5V 。 故答案為:(1)減??;減小; (2)當(dāng)水位處于位置A 時,電壓表的示數(shù)為10V ; (3)水位由位置A 降至B 這一過程,彈簧的長度增加了30cm ;電壓表的示數(shù)變化了5V 。
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