【精品解析】吉林省第二实验学校2023年中考二模物理试题

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【精品解析】吉林省第二实验学校2023年中考二模物理试题

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吉林省第二实验学校2023年中考二模物理试题
一、单选题
1.(2021·桂林)云南野象群集体迁徙,“象”往何处、牵动人心。一头成年大象的质量约(  )
A.5毫克 B.5克 C.5千克 D.5吨
【答案】D
【知识点】质量及其特性
【解析】【解答】一头大象的质量约m=5t=5000kg=5×106g=5×109mg
故答案为:D。
【分析】该题目考查的是物体质量的估计,平时注意积累记忆即可。
2.(2022·青岛)辛弃疾的《西江月》中有“稻花香里说丰年,听取蛙声一片”,词人辨别出青蛙的声音,是依据声音的(  )
A.音调 B.响度 C.音色 D.速度
【答案】C
【知识点】音色
【解析】【解答】根据声音的特性,稻花香里说丰年,听取蛙声一片,人们能分辨出蛙声,主要是依据声音的音色不同,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】不同发声体的音色不同,是辨别发声体的依据。
3.(2022·大连)我国自主研发的C919大型商用客机采用了极轻的新型复合材料。“极轻”反映了这种材料的(  )
A.密度小 B.导电性强 C.导热性好 D.弹性大
【答案】A
【知识点】密度及其特性
【解析】【解答】“极轻”是指体积一定时,材料的质量小,反映了这种材料的密度小,与材料的导电性、导热性、弹性无关,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】体积一定时,材料的质量小,反映了这种材料的密度小。
4.(2023·吉林模拟)按尺度从大到小的排序是(  )
A.原子、原子核、电子 B.电子、原子、原子核
C.原子核、原子、电子 D.原子、电子、原子核
【答案】A
【知识点】原子结构
【解析】【解答】原子由原子核和核外电子构成,且原子核比电子大,所以按尺度从大到小的排序是原子、原子核、电子,A正确,BCD错误;
故答案为A。
【分析】根据原子结构判断原子、原子核、电子的大小关系。
5.(2023·吉林模拟)在北京冬奥会上,中国小将苏翊鹏在男了单板滑雪大跳台比赛中夺冠,为祖国争得荣誉。如图所示,苏翊鹏在加速下落过程中的(  )
A.动能不变 B.动能增加
C.重力势能不变 D.重力势能增加
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】AB、 苏翊鹏在加速下落过程中,速度增大,质量不变,所以动能增加,故A错误,B正确;
CD、高度减小,质量不变,所以重力势能减小,故CD错误;
故答案为:B。
【分析】由具体运动过程,提取有效信息,得出速度、质量、高度的变化情况,从而判断动能、重力势能的变化。
6.(2020·香洲模拟)下列设备工作时把机械能转化为电能的是(  )
A. 电铃 B. 电风扇
C. 电磁起重机 D. 动圈式话筒
【答案】D
【知识点】电磁感应
【解析】【解答】解:A、电铃通电工作时产生磁性,可以吸引铁锤运动,是将电能转化为机械能,A不符合题意;
B、电风扇中电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动,是将电能转化为机械能,B不符合题意;
C、电磁起重机通电工作时产生磁性,可以吸引铁质物体,是将电能转化为机械能,C不符合题意;
D、动圈式话筒的工作原理是电磁感应,是将机械能转化为电能,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】导体棒做切割磁感线运动时,电路中就会产生电流,这种现象叫做法拉第电磁感应定律。
7.(2023·吉林模拟)小明在做完“压缩点火”实验后,将桶盖拧开,用手甩一甩小桶,将桶中废气甩出,这个过程与四冲程汽油机相似的冲程是(  )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
【答案】D
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】 汽油机排除废气的冲程是排气冲程,所以“压缩点火”后,将桶中废气甩出,与汽油机的排气冲程相似,故D正确,ABC错误;
故答案为:D。
【分析】看图可知,“压缩点火”过程是做功改变物体内能,对应汽油机的压缩冲程,易错选为B;但题干问的是排废气过程,注意审题。
8.(2021·北部湾)图是一位同学眼球成像的示意图,他所患眼疾及矫正视力应配戴的透镜类型是(  )
A.远视眼,凸透镜 B.远视眼,凹透镜
C.近视眼,凸透镜 D.近视眼,凹透镜
【答案】D
【知识点】近视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】由图可知,平行光经过眼球后在视网膜前会聚成像,屈光能力变强,属于近视眼。此时要矫正的话,需要在眼球前加一个凹透镜,将光线提前发散,从而使得最后光线会聚在视网膜上,成清晰的像。
故答案为:D。
【分析】近视眼是晶状体过厚使得对光线的偏折能力过强导致的,像成在视网膜的前方,应该佩戴凹透镜进行校正。
9.(2019·自贡)某房间原来只接有一只标有“PZ220﹣40”的灯泡,小明又用一只完全相同的灯泡,将它俩串联在一起,在电源电压不变的情况下,房间内的总亮度将(  )
A.变亮 B.变暗 C.不变 D.无法确定
【答案】B
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】解:因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,两灯泡串联时的总电阻大于其中一个灯泡的电阻,
在电源电压不变的情况下,由P=UI= 可知,电路的总功率变小,房间内的总亮度变暗。
故答案为:B。
【分析】结合P=UI= 可知电功率变化情况,进一步可知灯泡亮度的变化情况.
10.(2023·吉林模拟)“一盔一带,安全常在”,小明想制作一款智能头盔,只有戴上头盔扣上卡扣后,头盔上的信号发射器才能发出信号,当电动车上的信号接收器(S1)接收到信号,再转动电动车钥匙(S2),车才能正常启动,下列电路中符合要求的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】 头盔扣上卡扣触发信号发射器,接收器(S1)接收信号, 再转动电动车钥匙(S2),车才能启动,即S1 和 S2 相互影响,一起控制电动车,所以是S1 和 S2 是串联关系,并且与电动机串联,故A正确,BCD错误;
故答案为:A。
【分析】根据开关与开关,开关与用电器的影响情况,判断各元件之间的串并联关系。
二、填空题
11.(2023·吉林模拟)2022年2月5日,在北京冬奥会短道速滑混合团体接力赛中,中国队摘得金牌。比赛中运动员过弯道的情景如图所示。以看台为参照物,运动员是   (选填“运动"或“静止”)的;运动员在过弯道时惯性将   ,此过程中运动员是否是平衡状态    
【答案】运动;不变;不是
【知识点】惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用;运动和静止的相对性
【解析】【解答】 比赛中运动员过弯道,运动员与看台的相对位置发生变化,所以相对于看台,运动员是运动的;运动员质量不变,惯性就不变;由于运动员在过弯道,运动的方向时刻在变化,所以运动员不是平衡状态。
【分析】根据物体与参照物的相对位置是否发生变化,判断物体的动、静;惯性只与质量有关;只有静止或做匀速直线运动的物体才处于平衡态。
12.(2023·吉林模拟)2021年9月21日,我国大亚湾核电站已实现安全运营10000天,累计供电超3800亿度,等效减排效应相当于种植近90万公顷森林。核电站是利用反应堆发生   (选填“核裂变”或“核聚变”)发电的,反应堆用水作为“冷却系统”是利用水的   大,我国风能丰富地区也建造了风力发电站,风力发电机的原理是   。从短期内是否从自然界得到补充的角度来说风能属于   能源。
【答案】核裂变;比热容;电磁感应;可再生
【知识点】比热容;能源及其分类;核能;核裂变;电磁感应
【解析】【解答】核电站发电利用的是核反应堆发生核裂变;水作为“冷却系统”是利用水的吸热能力强,即比热容大;风力发电机的原理是闭合电路的部分导体切割磁感线时,导体中产生电流,即电磁感应;风能短期内可以从自然界得到补充,所以是可再生能源。
【分析】核电站发电利用的是核裂变;水的比热容大,可作为“冷却剂”;发电机应用的是电磁感应原理;短期内可从自然界得到补充的能源是可再生能源。
13.(2023·吉林模拟)如图是小明在做俯卧撑和引体向上的锻炼场景。
(1)图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F1,图乙中小明静止悬挂在单杠上时,单杠对他双手的作用力为F2,则F1   F2;
(2)小明上单杠之前在手上涂一层镁粉,是为了   (选填“增大”或“减小”)摩擦;
(3)重为600N的小明按图乙上升一次,需克服自身重力做功约为   J;
(4)运动中,上升一次用时2s,则上升一次小明做功的功率为   W;
【答案】(1)小于
(2)增大
(3)420
(4)210
【知识点】功率的计算;二力平衡的条件及其应用;增大或减小摩擦的方法;杠杆的分类;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)图甲中,小明脚尖是支点,重力G为阻力,双手对地面的压力F为动力,据图可知,阻力臂小于动力臂,所以阻力大于动力,即G>F;由于小明静止时地面对双手的支持力F1和双手对地面的压力F是一对相互作用力,所以F1=F;图乙中,小明静止悬挂在单杠上,单杠对他双手的作用力为F2与其重力G是一对平衡力,所以F2=G;综上,F1<F2。
(2)小明上单杠之前在手上涂一层镁粉,是为了增大接触面的粗糙程度,从而增大摩擦力;
(3)重为600N的小明按图乙上升一次,移动距离为0.7m,所以克服自身重力做功为W=Gh=600N×0.7m=420J;
(4)上升一次小明做功420J,用时2s,所以根据功率的定义式,可求功率。
【分析】根据动力臂、阻力臂大小关系,可判断动力、阻力的大小关系;增大接触面的粗糙程度和增大压力是增大摩擦力的两种方式;根据W=Fs,“知二”可求功;根据,“知二”可求功率。
三、实验题
14.(2023·吉林模拟)如图1所示,探究水沸腾时温度的变化特点。
(1)组装器材时酒精灯应   (选填“点燃”或“不点燃”);
(2)观察图中烧杯内气泡可知,此时水处于   (选填“沸腾前”或“沸腾时”);
(3)由图2中水沸腾时温度计的示数,读得水的沸点为   ℃;
(4)观察到水沸腾时烧杯的上方出现大量的“白气”,“白气”是由水蒸气   形成的,杯口附近   (选填“C”或“D”)处的“白气”更浓。
【答案】(1)点燃
(2)沸腾时
(3)98
(4)液化;D
【知识点】温度及温度计的使用与读数;液化及液化放热;探究水的沸腾实验
【解析】【解答】(1)“探究水沸腾时温度的变化特点”的实验中,需要用酒精灯外焰对烧杯加热,所以组装器材时,酒精灯应该先点燃,来确定上方铁圈以及烧杯的高度;
(2)烧杯内的气泡上升过程中,越来越大,所以此时水正在沸腾;
(3)图2温度计的示数为98℃,此为水沸腾时的温度,即水的沸点;
(4)“白气”的本质是小水珠(液态水),是由水蒸气(气态水)变化而来,液态变成气态是液化,所以“白气”是由水蒸气液化形成的;杯口附近D处比C处离烧杯更远,温度更低,更容易发生液化,所以D处的“白气”更浓。
【分析】用酒精灯外焰对烧杯加热,所以组装器材时酒精灯应点燃;水沸腾时,气泡上升过程中,液体压强越来越小,气泡越来越大;水沸腾时温度不在变化,此温度称为沸点;“白气”是由水蒸气液化形成的小水珠。
15.(2023·吉林模拟)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,利用长木板、毛巾、木块、砝码及弹簧测力计进行实验。
(1)实验中,为了测量滑动摩擦力的大小,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,应使其做匀速直运动。图甲中木块与木板表面间滑动摩擦力大小为   N;
(2)比较甲、乙两图中弹簧测力计示数,结论是滑动摩擦力大小与   有关;比较   两图中弹簧测力计示数,结论是滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关。
(3)实验现象说明,如果要取得拔河比赛的胜利,组队时应选体重   (选填“大”或“小”的。同学参加比赛,同时在比赛中选用图丁中   (选旗“a”、“b”或“c”)类型的鞋。
【答案】(1)3.6
(2)压力大小;甲丙
(3)大;a
【知识点】增大或减小摩擦的方法;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)木块做匀速直线运动,所以在水平方向上,弹簧测力计对木块的拉力和木板对木块的摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,由甲图可知,弹簧测力计对木块的拉力为3.6N,所以木板对木块的摩擦力为3.6N。
(2)乙图相较于甲图,木块上多加了一个物体(即木块对木板的压力变大),弹簧测力计示数更大(即木板对木块的滑动摩擦力变大),所以可得结论:滑动摩擦力大小与压力有关; 丙图相较于甲图,木板上铺了毛巾,增大了接触面的粗糙程度,弹簧测力计示数更大,即木板对木块的滑动摩擦力变大,所以比较甲、丙,可知滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关。
(3)拔河中,被对方拉动时,克服的是己方的滑动摩擦力,体重越大,对地面的压力越大,滑动摩擦力越大,越不容易被对方拉动,所以组队时应选体重大的同学参赛;滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关,压力一定时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大,图丁中a鞋底花纹较深,相较于b、c,接触面粗糙程度最大,所以拔河比赛时,选用图丁中a类型的鞋。
【分析】初中阶段,滑动摩擦力的大小只能根据二力平衡求解;甲、乙、丙三图各代表一步实验操作,注意辨别两步操作的异同、现象的异同,从而可将操作与结论相匹配,这是控制变量法的具体应用;拔河是用己方力气克服对方所受的摩擦力。
16.(2023·吉林模拟)小明做“伏安法测电阻”实验时,设计并连接了如图甲所示的电路。
(1)请用笔代替导线将电路图连接完整,要求:滑片右调变阻器连入阻值变小,导线不能交叉;
(2)在电路的连接过程中,开关应该处于   状态;
(3)闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P到某位置时,电压表的示数为3V,电流表示数如图乙所示为   A,此次测得电阻R的阻值为   Ω;
(4)移动滑片进行多次测量,其目的是   。
【答案】(1)
(2)断开
(3)0.3;10
(4)取平均值减小误差
【知识点】电流的测量及电流表的使用;欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)将滑动变阻器接入电路时,要“一上一下”接入电路。电路图中已经接了上接线柱,所以连接完整电路时,需连接下接线柱,又由于滑片右滑时阻值变小,所以用导线将滑动变阻器的下边右接线柱与开关右接线柱相连接,如图所示。
(2)为了用电安全,在电路的连接过程中,开关应该处于断开状态。
(3)乙图中电流表所用量程为0-0.6A,分度值为0.02A,所以读数为0.3A;根据欧姆定律,可求阻值。
(4)“伏安法测电阻”实验中,移动滑片进行多次测量,其目的是取平均值减小误差。
【分析】接滑动变阻器时,“一上一下”,滑片离下接线柱越近,阻值越小。在电路的连接过程中,开关应该处于断开状态,以确保用电安全;电流表读数要先看量程;已知电流和电压,根据欧姆定律,可求电阻。在实验中,多次测量的常见目的是求平均值减小误差、使结论具有普适性;实验目的若是测物理量,则多次测量的目的就是求平均值减小误差;目的若是探究规律,则多次测量的目的就是使结论具有普适性。
17.(2023·吉林模拟)为了“探究光反射时的规律"。实验小组的同学选用了平面镜、纸板、激光笔、量角器和几种不同颜色的笔,依据教材设计了如图1,图2所示的实验。
(1)让入射光沿AO方向射向镜面,在纸板NOF上可看到反射光OB;若将纸板NOF向后折,将   (选填“能”或“不能”)观察到反射光,这说明反射光线,入射光线应在   ;
(2)改变光束入射的角度,多做几次,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板,测量入射角和反射角∠r,将数据记录在表中,根据数据得出的结论是∠r   ∠i;
次数 i r
1 70° 70°
2 45° 45°
3 30° 30°
(3)请在图3中画出相应的反射光线;
(4)若在图1中将一束光贴若纸板沿BO方向射到O点,光会沿图中的OA方向射出,这说明在反射现象中,   。
【答案】(1)不能;同一平面上
(2)等于
(3)
(4)光路可逆
【知识点】光的反射定律;作光的反射光路图;光反射的可逆性
【解析】【解答】(1)将纸板NOF向后折,将不能观察到反射光,这说明反射光和入射光在同一平面上;
(2)每组数据中,反射角都等于入射角,所以可得结论:反射角等于入射角;
(3)图中已知入射光线、反射面、入射点,过入射点作垂直于反射面的虚线,即为法线,由此可得入射角,过入射点做反射光线,使反射角等于入射角,如图所示;
(4)在图1中将一束光沿BO方向射到O点,光会沿图中的OA方向射出,说明在反射现象中,光路可逆。
【分析】“三线共面”的实验操作是后折纸板,现象是在纸板上观察不到反射光;反射现象中,反射角等于入射角;严格根据反射定律可作反射光路图;反射现象中,光路可逆。
18.(2023·吉林模拟)2020年11月10日,“奋斗者"号在马里亚纳海沟成功坐底,创造了10909m的中国载人深潜新纪录,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平。这激发了小杨同学探究液体内部压强的兴趣,实验如图所示。
(1)图甲是U形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用   (选填“薄”或“厚”)一些的较好,从结构来看,压强计   (选填“是”或“不是”)连通器;
(2)比较乙、丙两次实验可知:同种液体内部压强随深度的增加而   ;比较乙、丁两次实验可初步判断:液体内部压强与液体密度   (选填“有关”或“无关”);
(3)根据液体内部压强的规律可知,“奋斗者”号深潜到10000m时受到的海水压强为   Pa(取)
【答案】(1)薄;不是
(2)增大;有关
(3)
【知识点】液体压强的计算;连通器原理;探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)U形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的,这样会更加灵敏,现象更加明显;与探头连接的U形管一端是封闭的,所以不是连通器;
(2)丙实验相较于丁实验,探头在海水中更深, U形管中液面高度差更大,所以可得结论: 同种液体内部压强随深度的增加而增大;丁实验相较于乙实验,液体的密度更小, U形管中液面高度差更小,所以可得结论: 液体内部压强与液体密度有关;
(3) 海水密度为1.03×103kg/m3,“奋斗者”号所处水深为10000m,所以根据液体压强公式,可有p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×10000m=1.03×108Pa。
【分析】橡皮膜薄一些会使压强计更加灵敏,实验现象更加明显;连通器是上端开口、下端连通的容器;注意辨别两步操作的异同、现象的异同,从而可将操作与结论相匹配,这是控制变量法的具体应用;根据液体压强公式p=ρgh,可“知三求一”。
19.(2023·吉林模拟)小明同学利用小磁针和铁粉在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中:
(1)在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑,通电后铁屑分布无明显变化,这时需   纸板,观察到铁屑排列成如图所示的形状,可见,通电螺线管外部磁场与   磁体的磁场相似;
(2)如果想探究通电规线管的极性与电流方向的关系,接下来的操作是   并观察小磁针的指向。
【答案】(1)轻敲;条形
(2)对调电源正负极
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【解答】(1) 在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑,通电后铁屑被磁化,但由于铁屑受到纸板对它的摩擦力,所以铁屑分布无明显变化,所以这时需要轻敲纸板,使铁屑的排列呈现出其所在磁场的规律;由图可见,通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似;
(2) 探究通电螺线管的极性与电流方向的关系, 需要改变的是通电螺线管的极性,而实验中,要想改变极性,根据右手螺旋定则可知,对调电源的正负极即可。
【分析】通电螺线管外部磁场与条形磁体类似;根据根据右手螺旋定则可知,对调电源的正负极,即可对调通电螺线管的极性。
四、填空题
20.(2023·吉林模拟)为进行浮力相关实验,小明将支架与升降台放置于水平桌面上,将力传感器固定在支架上,底面积为40cm2的实心均匀圆柱体A通过轻质细线与力传感器相连,力传感器可测量细线拉力的大小。薄壁柱形筒水怀B放在水下升降台上,如图甲所示,从某时刻开始让升降台上升使A逐渐浸入水中,力传感器所测力的大小与升降台上升高度h的关系如图乙所示。不计细线的伸崩,A始终保持竖直,且不吸水。完成下列问题(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3。
(1)当升降台从5cm升到8cm,分析图像可知浮力大小与   有关;
(2)通过分析图像知圆柱体A的重力为   N;
(3)将升降台高度降到初始位置,换用与水深度相等的酒精,重复上述步骤,发现升降台上升18cm时,力传感器示数为F2,F1(4)请根据图乙中数据计算出圆柱体A的密度为   kg/m3。
【答案】(1)物体排开液体体积
(2)12
(3)液体密度
(4)2×103
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)圆柱体A浸入水中时,受竖直向下的重力G、水对其竖直向上的浮力F浮以及力传感器对其竖直向上的拉力F,且三力平衡,则有G=F浮+F;所以F随F浮的增大而减小。当升降台从5cm升到8cm过程中,A浸入水中越来越多,即A排开液体体积的体积越来越大,由乙图中F减小可知,A受到的浮力变大,所以浮力大小与物体排开液体体积有关。
(2)由图乙可知,当升降台从0cm升到5cm过程中,A未浸入水中,受竖直向下的重力G、力传感器对其竖直向上的拉力F,且二力平衡,则有G=F;此时传感器拉力F=12N,所以A重力G=12N。
(3)将水换成酒精,液体密度变小,传感器示数由 F1 变成更大的 F2 ,根据G=F浮+F,可知浮力变小了,所以可得结论浮力大小与液体密度有关。
(4)由图乙知,升降台升到5cm时,A底部刚接触水面;升到8cm时,A部分浸入水中,且水面正好上升到水杯的溢水口,此时F=10N,所以F浮1=G-F=12N-10N=2N,根据阿基米德原理,有。当升降台从8cm升到18cm过程中,A继续逐渐浸入水中直至浸没,A排开的水从溢水口排出,A浸入水的高度多了10cm,则此过程排开水的体积,所以A的体积为VA=V排=V排1+V排2=2×10-4m3+4×10-4m3=6×10-4m3。A重力为12N,所以根据重力公式,可求质量;再根据密度公式,可求A的密度。
【分析】本题关键在于辨析清楚乙图中每个阶段、每个临界值与圆柱体在液体中浸没情况的对应关系。
五、综合题
21.(2023·吉林模拟)小明在网上了解到力敏电阻的阻值与压力有关,于是想到用力敏电阻制作一个“重力称”,在网上购买一个力敏电阻,其阻值与压力的函数关系为Rx=42Ω-0.12Ω/NF,与创客小组同学合作,利用轻质硬杆电压表电流表、定值电阻、报警装置(图中未体现,阻值不计)开关等制作了一个“重力称”,如图所示,硬杆OP始终处于水平位置,杆上两个承重点A、B,在A承重点上方放置托盘,当放入物品电压表达到或超过3V时报警装置报警,OA=0.9m,OB=0.6m,OP=1.2m。小明将20kg的一袋大米放入托盘中时报警装置报警。(硬杆、支架及托盘的重力均忽略不计)(取g=10N/kg)
(1)当托盘上未放入物体时,力敏电阻R的阻值为   Ω;
(2)当托盘上放入物体质量变大时,电压表示数将   ;
(3)将托盘移到B承重点上方,调节报警装置使电压表示数达到或超过3.9V时报警:把20kg的一袋大米放入托盘中时,电压表示数为2.6V;请帮助小明计算出此时托盘放入物体的最大重力为多少牛顿   。
【答案】(1)42
(2)变大
(3)450
【知识点】杠杆的平衡条件;串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】(1) 当托盘上未放入物体时,力敏电阻所受压力F=0N,由于力敏电阻的阻值与压力的关系为Rx=42Ω-0.12Ω/NF,所以此时力敏电阻R的阻值为0Ω。
(2)当托盘上放入物体质量变大时,力敏电阻所受压力F增大,由于Rx=42Ω-0.12Ω/NF,所以力敏电阻阻值变小;在电路中,力敏电阻Rx与定值电阻R0串联,根据串联电路中电阻的分压规律,可知Rx变小,分压越少,R0分压越多,所以电压表示数变大。
(3)根据重力公式可知, 20kg大米的重力为G=mg=20kg×10N/kg=200N,将其放入托盘中,则托盘对承重点的压力F压=200N。承重点在A点时,根据杠杆平衡条件,力敏电阻受到的压力,则力敏电阻的阻值为RxA=42Ω-0.12Ω/N×150N=24Ω;此时电路中电流为,根据从串联电路中电压规律,可知电源电压U=U0+UR=3V+IARxA=3V+---①。承重点在B点时,根据杠杆平衡条件,力敏电阻受到的压力,则力敏电阻的阻值为Rx=42Ω-0.12Ω/N×100N=30Ω;此时电路中电流为,根据串联电路中电压规律,可知电源电压U=U'0+U'R=2.6V+IRx=2.6V+---②。联立①②可得R0=15Ω,U=7.8V。承重点在B点时,报警电压为3.9V,所以根据欧姆定律,可求此时电流,力敏电阻的阻值;根据Rx=42Ω-0.12Ω/NF,可求此时力敏电阻受到的压力FB=225N,根据杠杆平衡,可求盘中物重。
【分析】根据力敏电阻的阻值与压力的关系,已知压力可求阻值,已知阻值可求压力;串联电路中,电阻越大,分压越多;承重点在A点或B点时,可求力敏电阻受到的压力和阻值,从而过渡到对电路中物理量的研究;力敏电阻是杠杆平衡与电路的桥梁,由电路中物理量的计算也可过渡到杠杆平衡的相关计算。
1 / 1吉林省第二实验学校2023年中考二模物理试题
一、单选题
1.(2021·桂林)云南野象群集体迁徙,“象”往何处、牵动人心。一头成年大象的质量约(  )
A.5毫克 B.5克 C.5千克 D.5吨
2.(2022·青岛)辛弃疾的《西江月》中有“稻花香里说丰年,听取蛙声一片”,词人辨别出青蛙的声音,是依据声音的(  )
A.音调 B.响度 C.音色 D.速度
3.(2022·大连)我国自主研发的C919大型商用客机采用了极轻的新型复合材料。“极轻”反映了这种材料的(  )
A.密度小 B.导电性强 C.导热性好 D.弹性大
4.(2023·吉林模拟)按尺度从大到小的排序是(  )
A.原子、原子核、电子 B.电子、原子、原子核
C.原子核、原子、电子 D.原子、电子、原子核
5.(2023·吉林模拟)在北京冬奥会上,中国小将苏翊鹏在男了单板滑雪大跳台比赛中夺冠,为祖国争得荣誉。如图所示,苏翊鹏在加速下落过程中的(  )
A.动能不变 B.动能增加
C.重力势能不变 D.重力势能增加
6.(2020·香洲模拟)下列设备工作时把机械能转化为电能的是(  )
A. 电铃 B. 电风扇
C. 电磁起重机 D. 动圈式话筒
7.(2023·吉林模拟)小明在做完“压缩点火”实验后,将桶盖拧开,用手甩一甩小桶,将桶中废气甩出,这个过程与四冲程汽油机相似的冲程是(  )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
8.(2021·北部湾)图是一位同学眼球成像的示意图,他所患眼疾及矫正视力应配戴的透镜类型是(  )
A.远视眼,凸透镜 B.远视眼,凹透镜
C.近视眼,凸透镜 D.近视眼,凹透镜
9.(2019·自贡)某房间原来只接有一只标有“PZ220﹣40”的灯泡,小明又用一只完全相同的灯泡,将它俩串联在一起,在电源电压不变的情况下,房间内的总亮度将(  )
A.变亮 B.变暗 C.不变 D.无法确定
10.(2023·吉林模拟)“一盔一带,安全常在”,小明想制作一款智能头盔,只有戴上头盔扣上卡扣后,头盔上的信号发射器才能发出信号,当电动车上的信号接收器(S1)接收到信号,再转动电动车钥匙(S2),车才能正常启动,下列电路中符合要求的是(  )
A. B.
C. D.
二、填空题
11.(2023·吉林模拟)2022年2月5日,在北京冬奥会短道速滑混合团体接力赛中,中国队摘得金牌。比赛中运动员过弯道的情景如图所示。以看台为参照物,运动员是   (选填“运动"或“静止”)的;运动员在过弯道时惯性将   ,此过程中运动员是否是平衡状态    
12.(2023·吉林模拟)2021年9月21日,我国大亚湾核电站已实现安全运营10000天,累计供电超3800亿度,等效减排效应相当于种植近90万公顷森林。核电站是利用反应堆发生   (选填“核裂变”或“核聚变”)发电的,反应堆用水作为“冷却系统”是利用水的   大,我国风能丰富地区也建造了风力发电站,风力发电机的原理是   。从短期内是否从自然界得到补充的角度来说风能属于   能源。
13.(2023·吉林模拟)如图是小明在做俯卧撑和引体向上的锻炼场景。
(1)图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F1,图乙中小明静止悬挂在单杠上时,单杠对他双手的作用力为F2,则F1   F2;
(2)小明上单杠之前在手上涂一层镁粉,是为了   (选填“增大”或“减小”)摩擦;
(3)重为600N的小明按图乙上升一次,需克服自身重力做功约为   J;
(4)运动中,上升一次用时2s,则上升一次小明做功的功率为   W;
三、实验题
14.(2023·吉林模拟)如图1所示,探究水沸腾时温度的变化特点。
(1)组装器材时酒精灯应   (选填“点燃”或“不点燃”);
(2)观察图中烧杯内气泡可知,此时水处于   (选填“沸腾前”或“沸腾时”);
(3)由图2中水沸腾时温度计的示数,读得水的沸点为   ℃;
(4)观察到水沸腾时烧杯的上方出现大量的“白气”,“白气”是由水蒸气   形成的,杯口附近   (选填“C”或“D”)处的“白气”更浓。
15.(2023·吉林模拟)在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,利用长木板、毛巾、木块、砝码及弹簧测力计进行实验。
(1)实验中,为了测量滑动摩擦力的大小,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,应使其做匀速直运动。图甲中木块与木板表面间滑动摩擦力大小为   N;
(2)比较甲、乙两图中弹簧测力计示数,结论是滑动摩擦力大小与   有关;比较   两图中弹簧测力计示数,结论是滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关。
(3)实验现象说明,如果要取得拔河比赛的胜利,组队时应选体重   (选填“大”或“小”的。同学参加比赛,同时在比赛中选用图丁中   (选旗“a”、“b”或“c”)类型的鞋。
16.(2023·吉林模拟)小明做“伏安法测电阻”实验时,设计并连接了如图甲所示的电路。
(1)请用笔代替导线将电路图连接完整,要求:滑片右调变阻器连入阻值变小,导线不能交叉;
(2)在电路的连接过程中,开关应该处于   状态;
(3)闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P到某位置时,电压表的示数为3V,电流表示数如图乙所示为   A,此次测得电阻R的阻值为   Ω;
(4)移动滑片进行多次测量,其目的是   。
17.(2023·吉林模拟)为了“探究光反射时的规律"。实验小组的同学选用了平面镜、纸板、激光笔、量角器和几种不同颜色的笔,依据教材设计了如图1,图2所示的实验。
(1)让入射光沿AO方向射向镜面,在纸板NOF上可看到反射光OB;若将纸板NOF向后折,将   (选填“能”或“不能”)观察到反射光,这说明反射光线,入射光线应在   ;
(2)改变光束入射的角度,多做几次,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板,测量入射角和反射角∠r,将数据记录在表中,根据数据得出的结论是∠r   ∠i;
次数 i r
1 70° 70°
2 45° 45°
3 30° 30°
(3)请在图3中画出相应的反射光线;
(4)若在图1中将一束光贴若纸板沿BO方向射到O点,光会沿图中的OA方向射出,这说明在反射现象中,   。
18.(2023·吉林模拟)2020年11月10日,“奋斗者"号在马里亚纳海沟成功坐底,创造了10909m的中国载人深潜新纪录,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平。这激发了小杨同学探究液体内部压强的兴趣,实验如图所示。
(1)图甲是U形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用   (选填“薄”或“厚”)一些的较好,从结构来看,压强计   (选填“是”或“不是”)连通器;
(2)比较乙、丙两次实验可知:同种液体内部压强随深度的增加而   ;比较乙、丁两次实验可初步判断:液体内部压强与液体密度   (选填“有关”或“无关”);
(3)根据液体内部压强的规律可知,“奋斗者”号深潜到10000m时受到的海水压强为   Pa(取)
19.(2023·吉林模拟)小明同学利用小磁针和铁粉在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中:
(1)在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑,通电后铁屑分布无明显变化,这时需   纸板,观察到铁屑排列成如图所示的形状,可见,通电螺线管外部磁场与   磁体的磁场相似;
(2)如果想探究通电规线管的极性与电流方向的关系,接下来的操作是   并观察小磁针的指向。
四、填空题
20.(2023·吉林模拟)为进行浮力相关实验,小明将支架与升降台放置于水平桌面上,将力传感器固定在支架上,底面积为40cm2的实心均匀圆柱体A通过轻质细线与力传感器相连,力传感器可测量细线拉力的大小。薄壁柱形筒水怀B放在水下升降台上,如图甲所示,从某时刻开始让升降台上升使A逐渐浸入水中,力传感器所测力的大小与升降台上升高度h的关系如图乙所示。不计细线的伸崩,A始终保持竖直,且不吸水。完成下列问题(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3。
(1)当升降台从5cm升到8cm,分析图像可知浮力大小与   有关;
(2)通过分析图像知圆柱体A的重力为   N;
(3)将升降台高度降到初始位置,换用与水深度相等的酒精,重复上述步骤,发现升降台上升18cm时,力传感器示数为F2,F1(4)请根据图乙中数据计算出圆柱体A的密度为   kg/m3。
五、综合题
21.(2023·吉林模拟)小明在网上了解到力敏电阻的阻值与压力有关,于是想到用力敏电阻制作一个“重力称”,在网上购买一个力敏电阻,其阻值与压力的函数关系为Rx=42Ω-0.12Ω/NF,与创客小组同学合作,利用轻质硬杆电压表电流表、定值电阻、报警装置(图中未体现,阻值不计)开关等制作了一个“重力称”,如图所示,硬杆OP始终处于水平位置,杆上两个承重点A、B,在A承重点上方放置托盘,当放入物品电压表达到或超过3V时报警装置报警,OA=0.9m,OB=0.6m,OP=1.2m。小明将20kg的一袋大米放入托盘中时报警装置报警。(硬杆、支架及托盘的重力均忽略不计)(取g=10N/kg)
(1)当托盘上未放入物体时,力敏电阻R的阻值为   Ω;
(2)当托盘上放入物体质量变大时,电压表示数将   ;
(3)将托盘移到B承重点上方,调节报警装置使电压表示数达到或超过3.9V时报警:把20kg的一袋大米放入托盘中时,电压表示数为2.6V;请帮助小明计算出此时托盘放入物体的最大重力为多少牛顿   。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】质量及其特性
【解析】【解答】一头大象的质量约m=5t=5000kg=5×106g=5×109mg
故答案为:D。
【分析】该题目考查的是物体质量的估计,平时注意积累记忆即可。
2.【答案】C
【知识点】音色
【解析】【解答】根据声音的特性,稻花香里说丰年,听取蛙声一片,人们能分辨出蛙声,主要是依据声音的音色不同,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】不同发声体的音色不同,是辨别发声体的依据。
3.【答案】A
【知识点】密度及其特性
【解析】【解答】“极轻”是指体积一定时,材料的质量小,反映了这种材料的密度小,与材料的导电性、导热性、弹性无关,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】体积一定时,材料的质量小,反映了这种材料的密度小。
4.【答案】A
【知识点】原子结构
【解析】【解答】原子由原子核和核外电子构成,且原子核比电子大,所以按尺度从大到小的排序是原子、原子核、电子,A正确,BCD错误;
故答案为A。
【分析】根据原子结构判断原子、原子核、电子的大小关系。
5.【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】AB、 苏翊鹏在加速下落过程中,速度增大,质量不变,所以动能增加,故A错误,B正确;
CD、高度减小,质量不变,所以重力势能减小,故CD错误;
故答案为:B。
【分析】由具体运动过程,提取有效信息,得出速度、质量、高度的变化情况,从而判断动能、重力势能的变化。
6.【答案】D
【知识点】电磁感应
【解析】【解答】解:A、电铃通电工作时产生磁性,可以吸引铁锤运动,是将电能转化为机械能,A不符合题意;
B、电风扇中电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动,是将电能转化为机械能,B不符合题意;
C、电磁起重机通电工作时产生磁性,可以吸引铁质物体,是将电能转化为机械能,C不符合题意;
D、动圈式话筒的工作原理是电磁感应,是将机械能转化为电能,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】导体棒做切割磁感线运动时,电路中就会产生电流,这种现象叫做法拉第电磁感应定律。
7.【答案】D
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】 汽油机排除废气的冲程是排气冲程,所以“压缩点火”后,将桶中废气甩出,与汽油机的排气冲程相似,故D正确,ABC错误;
故答案为:D。
【分析】看图可知,“压缩点火”过程是做功改变物体内能,对应汽油机的压缩冲程,易错选为B;但题干问的是排废气过程,注意审题。
8.【答案】D
【知识点】近视眼的成因与矫正办法
【解析】【解答】由图可知,平行光经过眼球后在视网膜前会聚成像,屈光能力变强,属于近视眼。此时要矫正的话,需要在眼球前加一个凹透镜,将光线提前发散,从而使得最后光线会聚在视网膜上,成清晰的像。
故答案为:D。
【分析】近视眼是晶状体过厚使得对光线的偏折能力过强导致的,像成在视网膜的前方,应该佩戴凹透镜进行校正。
9.【答案】B
【知识点】电功率的计算
【解析】【解答】解:因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,两灯泡串联时的总电阻大于其中一个灯泡的电阻,
在电源电压不变的情况下,由P=UI= 可知,电路的总功率变小,房间内的总亮度变暗。
故答案为:B。
【分析】结合P=UI= 可知电功率变化情况,进一步可知灯泡亮度的变化情况.
10.【答案】A
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】 头盔扣上卡扣触发信号发射器,接收器(S1)接收信号, 再转动电动车钥匙(S2),车才能启动,即S1 和 S2 相互影响,一起控制电动车,所以是S1 和 S2 是串联关系,并且与电动机串联,故A正确,BCD错误;
故答案为:A。
【分析】根据开关与开关,开关与用电器的影响情况,判断各元件之间的串并联关系。
11.【答案】运动;不变;不是
【知识点】惯性及其现象;二力平衡的条件及其应用;运动和静止的相对性
【解析】【解答】 比赛中运动员过弯道,运动员与看台的相对位置发生变化,所以相对于看台,运动员是运动的;运动员质量不变,惯性就不变;由于运动员在过弯道,运动的方向时刻在变化,所以运动员不是平衡状态。
【分析】根据物体与参照物的相对位置是否发生变化,判断物体的动、静;惯性只与质量有关;只有静止或做匀速直线运动的物体才处于平衡态。
12.【答案】核裂变;比热容;电磁感应;可再生
【知识点】比热容;能源及其分类;核能;核裂变;电磁感应
【解析】【解答】核电站发电利用的是核反应堆发生核裂变;水作为“冷却系统”是利用水的吸热能力强,即比热容大;风力发电机的原理是闭合电路的部分导体切割磁感线时,导体中产生电流,即电磁感应;风能短期内可以从自然界得到补充,所以是可再生能源。
【分析】核电站发电利用的是核裂变;水的比热容大,可作为“冷却剂”;发电机应用的是电磁感应原理;短期内可从自然界得到补充的能源是可再生能源。
13.【答案】(1)小于
(2)增大
(3)420
(4)210
【知识点】功率的计算;二力平衡的条件及其应用;增大或减小摩擦的方法;杠杆的分类;功的计算及应用
【解析】【解答】(1)图甲中,小明脚尖是支点,重力G为阻力,双手对地面的压力F为动力,据图可知,阻力臂小于动力臂,所以阻力大于动力,即G>F;由于小明静止时地面对双手的支持力F1和双手对地面的压力F是一对相互作用力,所以F1=F;图乙中,小明静止悬挂在单杠上,单杠对他双手的作用力为F2与其重力G是一对平衡力,所以F2=G;综上,F1<F2。
(2)小明上单杠之前在手上涂一层镁粉,是为了增大接触面的粗糙程度,从而增大摩擦力;
(3)重为600N的小明按图乙上升一次,移动距离为0.7m,所以克服自身重力做功为W=Gh=600N×0.7m=420J;
(4)上升一次小明做功420J,用时2s,所以根据功率的定义式,可求功率。
【分析】根据动力臂、阻力臂大小关系,可判断动力、阻力的大小关系;增大接触面的粗糙程度和增大压力是增大摩擦力的两种方式;根据W=Fs,“知二”可求功;根据,“知二”可求功率。
14.【答案】(1)点燃
(2)沸腾时
(3)98
(4)液化;D
【知识点】温度及温度计的使用与读数;液化及液化放热;探究水的沸腾实验
【解析】【解答】(1)“探究水沸腾时温度的变化特点”的实验中,需要用酒精灯外焰对烧杯加热,所以组装器材时,酒精灯应该先点燃,来确定上方铁圈以及烧杯的高度;
(2)烧杯内的气泡上升过程中,越来越大,所以此时水正在沸腾;
(3)图2温度计的示数为98℃,此为水沸腾时的温度,即水的沸点;
(4)“白气”的本质是小水珠(液态水),是由水蒸气(气态水)变化而来,液态变成气态是液化,所以“白气”是由水蒸气液化形成的;杯口附近D处比C处离烧杯更远,温度更低,更容易发生液化,所以D处的“白气”更浓。
【分析】用酒精灯外焰对烧杯加热,所以组装器材时酒精灯应点燃;水沸腾时,气泡上升过程中,液体压强越来越小,气泡越来越大;水沸腾时温度不在变化,此温度称为沸点;“白气”是由水蒸气液化形成的小水珠。
15.【答案】(1)3.6
(2)压力大小;甲丙
(3)大;a
【知识点】增大或减小摩擦的方法;探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)木块做匀速直线运动,所以在水平方向上,弹簧测力计对木块的拉力和木板对木块的摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,由甲图可知,弹簧测力计对木块的拉力为3.6N,所以木板对木块的摩擦力为3.6N。
(2)乙图相较于甲图,木块上多加了一个物体(即木块对木板的压力变大),弹簧测力计示数更大(即木板对木块的滑动摩擦力变大),所以可得结论:滑动摩擦力大小与压力有关; 丙图相较于甲图,木板上铺了毛巾,增大了接触面的粗糙程度,弹簧测力计示数更大,即木板对木块的滑动摩擦力变大,所以比较甲、丙,可知滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关。
(3)拔河中,被对方拉动时,克服的是己方的滑动摩擦力,体重越大,对地面的压力越大,滑动摩擦力越大,越不容易被对方拉动,所以组队时应选体重大的同学参赛;滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关,压力一定时,接触面粗糙程度越大,滑动摩擦力越大,图丁中a鞋底花纹较深,相较于b、c,接触面粗糙程度最大,所以拔河比赛时,选用图丁中a类型的鞋。
【分析】初中阶段,滑动摩擦力的大小只能根据二力平衡求解;甲、乙、丙三图各代表一步实验操作,注意辨别两步操作的异同、现象的异同,从而可将操作与结论相匹配,这是控制变量法的具体应用;拔河是用己方力气克服对方所受的摩擦力。
16.【答案】(1)
(2)断开
(3)0.3;10
(4)取平均值减小误差
【知识点】电流的测量及电流表的使用;欧姆定律及其应用;伏安法测电阻的探究实验
【解析】【解答】(1)将滑动变阻器接入电路时,要“一上一下”接入电路。电路图中已经接了上接线柱,所以连接完整电路时,需连接下接线柱,又由于滑片右滑时阻值变小,所以用导线将滑动变阻器的下边右接线柱与开关右接线柱相连接,如图所示。
(2)为了用电安全,在电路的连接过程中,开关应该处于断开状态。
(3)乙图中电流表所用量程为0-0.6A,分度值为0.02A,所以读数为0.3A;根据欧姆定律,可求阻值。
(4)“伏安法测电阻”实验中,移动滑片进行多次测量,其目的是取平均值减小误差。
【分析】接滑动变阻器时,“一上一下”,滑片离下接线柱越近,阻值越小。在电路的连接过程中,开关应该处于断开状态,以确保用电安全;电流表读数要先看量程;已知电流和电压,根据欧姆定律,可求电阻。在实验中,多次测量的常见目的是求平均值减小误差、使结论具有普适性;实验目的若是测物理量,则多次测量的目的就是求平均值减小误差;目的若是探究规律,则多次测量的目的就是使结论具有普适性。
17.【答案】(1)不能;同一平面上
(2)等于
(3)
(4)光路可逆
【知识点】光的反射定律;作光的反射光路图;光反射的可逆性
【解析】【解答】(1)将纸板NOF向后折,将不能观察到反射光,这说明反射光和入射光在同一平面上;
(2)每组数据中,反射角都等于入射角,所以可得结论:反射角等于入射角;
(3)图中已知入射光线、反射面、入射点,过入射点作垂直于反射面的虚线,即为法线,由此可得入射角,过入射点做反射光线,使反射角等于入射角,如图所示;
(4)在图1中将一束光沿BO方向射到O点,光会沿图中的OA方向射出,说明在反射现象中,光路可逆。
【分析】“三线共面”的实验操作是后折纸板,现象是在纸板上观察不到反射光;反射现象中,反射角等于入射角;严格根据反射定律可作反射光路图;反射现象中,光路可逆。
18.【答案】(1)薄;不是
(2)增大;有关
(3)
【知识点】液体压强的计算;连通器原理;探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)U形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的,这样会更加灵敏,现象更加明显;与探头连接的U形管一端是封闭的,所以不是连通器;
(2)丙实验相较于丁实验,探头在海水中更深, U形管中液面高度差更大,所以可得结论: 同种液体内部压强随深度的增加而增大;丁实验相较于乙实验,液体的密度更小, U形管中液面高度差更小,所以可得结论: 液体内部压强与液体密度有关;
(3) 海水密度为1.03×103kg/m3,“奋斗者”号所处水深为10000m,所以根据液体压强公式,可有p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×10000m=1.03×108Pa。
【分析】橡皮膜薄一些会使压强计更加灵敏,实验现象更加明显;连通器是上端开口、下端连通的容器;注意辨别两步操作的异同、现象的异同,从而可将操作与结论相匹配,这是控制变量法的具体应用;根据液体压强公式p=ρgh,可“知三求一”。
19.【答案】(1)轻敲;条形
(2)对调电源正负极
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【解答】(1) 在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑,通电后铁屑被磁化,但由于铁屑受到纸板对它的摩擦力,所以铁屑分布无明显变化,所以这时需要轻敲纸板,使铁屑的排列呈现出其所在磁场的规律;由图可见,通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似;
(2) 探究通电螺线管的极性与电流方向的关系, 需要改变的是通电螺线管的极性,而实验中,要想改变极性,根据右手螺旋定则可知,对调电源的正负极即可。
【分析】通电螺线管外部磁场与条形磁体类似;根据根据右手螺旋定则可知,对调电源的正负极,即可对调通电螺线管的极性。
20.【答案】(1)物体排开液体体积
(2)12
(3)液体密度
(4)2×103
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)圆柱体A浸入水中时,受竖直向下的重力G、水对其竖直向上的浮力F浮以及力传感器对其竖直向上的拉力F,且三力平衡,则有G=F浮+F;所以F随F浮的增大而减小。当升降台从5cm升到8cm过程中,A浸入水中越来越多,即A排开液体体积的体积越来越大,由乙图中F减小可知,A受到的浮力变大,所以浮力大小与物体排开液体体积有关。
(2)由图乙可知,当升降台从0cm升到5cm过程中,A未浸入水中,受竖直向下的重力G、力传感器对其竖直向上的拉力F,且二力平衡,则有G=F;此时传感器拉力F=12N,所以A重力G=12N。
(3)将水换成酒精,液体密度变小,传感器示数由 F1 变成更大的 F2 ,根据G=F浮+F,可知浮力变小了,所以可得结论浮力大小与液体密度有关。
(4)由图乙知,升降台升到5cm时,A底部刚接触水面;升到8cm时,A部分浸入水中,且水面正好上升到水杯的溢水口,此时F=10N,所以F浮1=G-F=12N-10N=2N,根据阿基米德原理,有。当升降台从8cm升到18cm过程中,A继续逐渐浸入水中直至浸没,A排开的水从溢水口排出,A浸入水的高度多了10cm,则此过程排开水的体积,所以A的体积为VA=V排=V排1+V排2=2×10-4m3+4×10-4m3=6×10-4m3。A重力为12N,所以根据重力公式,可求质量;再根据密度公式,可求A的密度。
【分析】本题关键在于辨析清楚乙图中每个阶段、每个临界值与圆柱体在液体中浸没情况的对应关系。
21.【答案】(1)42
(2)变大
(3)450
【知识点】杠杆的平衡条件;串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】(1) 当托盘上未放入物体时,力敏电阻所受压力F=0N,由于力敏电阻的阻值与压力的关系为Rx=42Ω-0.12Ω/NF,所以此时力敏电阻R的阻值为0Ω。
(2)当托盘上放入物体质量变大时,力敏电阻所受压力F增大,由于Rx=42Ω-0.12Ω/NF,所以力敏电阻阻值变小;在电路中,力敏电阻Rx与定值电阻R0串联,根据串联电路中电阻的分压规律,可知Rx变小,分压越少,R0分压越多,所以电压表示数变大。
(3)根据重力公式可知, 20kg大米的重力为G=mg=20kg×10N/kg=200N,将其放入托盘中,则托盘对承重点的压力F压=200N。承重点在A点时,根据杠杆平衡条件,力敏电阻受到的压力,则力敏电阻的阻值为RxA=42Ω-0.12Ω/N×150N=24Ω;此时电路中电流为,根据从串联电路中电压规律,可知电源电压U=U0+UR=3V+IARxA=3V+---①。承重点在B点时,根据杠杆平衡条件,力敏电阻受到的压力,则力敏电阻的阻值为Rx=42Ω-0.12Ω/N×100N=30Ω;此时电路中电流为,根据串联电路中电压规律,可知电源电压U=U'0+U'R=2.6V+IRx=2.6V+---②。联立①②可得R0=15Ω,U=7.8V。承重点在B点时,报警电压为3.9V,所以根据欧姆定律,可求此时电流,力敏电阻的阻值;根据Rx=42Ω-0.12Ω/NF,可求此时力敏电阻受到的压力FB=225N,根据杠杆平衡,可求盘中物重。
【分析】根据力敏电阻的阻值与压力的关系,已知压力可求阻值,已知阻值可求压力;串联电路中,电阻越大,分压越多;承重点在A点或B点时,可求力敏电阻受到的压力和阻值,从而过渡到对电路中物理量的研究;力敏电阻是杠杆平衡与电路的桥梁,由电路中物理量的计算也可过渡到杠杆平衡的相关计算。
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