河北省石家庄四十四中2024-2025学年九年级(上)期末物理试卷(含解析)

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河北省石家庄四十四中2024-2025学年九年级(上)期末物理试卷(含解析)

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2024-2025学年河北省石家庄四十四中九年级(上)期末物理试卷
一、单选题:本大题共10小题,共20分。
1.声让我们通过听觉感知世界,下列说法不正确的是(  )

A. 甲图:发声的音叉将乒乓球弹开,说明发声的物体在振动
B. 乙图:弹奏古筝时,手在不同的位置按弦,目的是改变发出声音的音色
C. 丙图:从玻璃罩里向外抽气,听到铃声逐渐减小,推理得出真空不能传声
D. 丁图:静止的烛焰随音箱发出声音的变化而“舞动”起来,说明声音能传递能量
2.关于惯性,下列说法正确的是(  )
A. 跳远时助跑是为了增大惯性
B. 百米赛跑的运动员到达终点后不能立即停下来是受到了惯性作用
C. 为了防止惯性带来的危害,驾车时必须系好安全带
D. 人造卫星绕地球运行时没有惯性
3.近年来我国在能源和通信领域都有所突破。关于能源和通信下列说法正确的是(  )
A. 空间站与地面控制中心利用超声波实现通讯
B. 华龙一号核电站核反应堆中发生可控核裂变
C. 风能、水能、太阳能、电能均属于一次能源
D. 新能源汽车的发动机能量转化率可达100%
4.如图所示的各种做法中,不符合安全用电原则的是(  )
A. 手要接触笔尾金属体
B. 同时使用多个大功率用电器
C. 开关要接在火线与用电器之间
D. 冰箱的金属外壳接地
5.霜、雾、露、雪是自然界中常见的现象,下列关于它们的说法正确的是(  )
A. 霜的形成是凝固现象,需要放热 B. 雾的形成是液化现象,需要放热
C. 露的形成是液化现象,需要吸热 D. 雪的形成是凝华现象,需要吸热
6.如图所示是安检使用的一种金属探测仪。当探测仪靠近金属物体时,会产生感应电流,发出报警信号。其工作原理与下列实验原理相同的是(  )
A.
B.
C.
D.
7.在体育测试中,小明同学掷实心球的场景如图所示,图中a点是球刚离开手的位置。球从a点上升到最高点b后下落到地面c点,然后滚动到d点停止,下列说法正确的是 (  )
A. 球从a点上升到b点,是因为球受到手的推力作用
B. 球在b点的速度为零
C. 若球在b点受到的力全部消失,则球做匀速直线运动
D. 球从c点运动到d点停止,说明物体运动需要力来维持
8.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时,在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是(  )
A. 该凸透镜的焦距是15cm
B. 图中成像特点与投影仪的成像特点相同
C. 燃烧的蜡烛不断变短,光屏上成的像会下移
D. 保持蜡烛与光屏不动,向左移动透镜至合适位置,光屏上仍能得到清晰的像
9.如图所示,用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G,已知滑轮重20N,杠杆(OB=2OA)重10N,手的拉力始终沿竖直方向,忽略绳重及摩擦,下列说法错误的是(  )
A. 甲图:该装置不省力也不省距离
B. 乙图:该装置的机械效率是三者中最低的
C. 丙图:在匀速拉动物体上升的过程中,拉力F3逐渐变小
D. 若提升的物体越重,乙、丙的机械效率就会越高
10.如图(甲)所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片由最右端向左端移动的过程中,电压表与电流表示数的变化关系如图(乙)所示。下列选项正确的是(  )
A. 电源电压为12V
B. 电路的最小功率为1.4W
C. 电压表与电流表对应的示数之比变大
D. 电路中,电流的最大值与最小值之比为5:1
二、填空题:本大题共6小题,共15分。
11.2023年5月10日,天舟六号货运飞船搭乘火箭飞向中国空间站,如图所示,一起加速升空的过程中,以地面为参照物,飞船是______(选填“静止”或“运动”)的,飞船的机械能______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
12.如图是“探究平面镜成像的特点”的实验,点燃的蜡烛放在玻璃板前,可以看到它在玻璃板后面的像。蜡烛与玻璃板的距离是12cm。则像与玻璃板的距离是______cm;当蜡烛靠近玻璃板时,像的大小______(填“变大”、“不变”或“变小”)。
13.随着科技发展,人们已经开始将氢能作为一种新能源加以利用。已知氢燃料的热值为1.4×108J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)。如果一辆汽车平均每月消耗氢燃料30kg,这些氢燃料完全燃烧释放的热量为______J,若这些热量完全被水吸收,可使______kg水的温度从20℃升高到100℃。
14.如图为某景区的盘山公路,汽车行驶过程中遇到陡坡时司机常常要换用低速挡,这样做是因为在发动机的输出功率一定时可以增大______。一辆总重为1×105N的汽车经过某一长为200m的路段时,竖直高度上升了20m,如果汽车的牵引力恒为2.5×104N,此过程中盘山公路斜面的机械效率为______。
15.小明利用电能表测量电热水器实际功率来判断家里的电压是否正常。他观察家中的电能表如图甲所示,现仅接通一台如图乙所示的电热水器,观察到电能表指示灯1min内闪烁80次,则1min内消耗电能为______J,其两端电压______(高于/等于/低于)220V。
16.根据如图所示的事例,在下面的空格处填入相应的内容。
(1)甲图中刹车时用力捏车闸是通过______来增大摩擦力的。
(2)乙图中所示船闸其原理是______。
(3)丙图中人吸饮料是靠______作用把饮料吸到嘴里的。
(4)丁图中候车时要站在安全线以外,是为了防止由于______而造成的事故。
(5)戊图中火箭喷射发动机工作时能量转化是______。
三、实验探究题:本大题共2小题,共13分。
17.如图所示是物理兴趣小组探究“影响浮力大小的因素”的实验,根据他的实验探究数据,请你回答下列问题:)
(1)由图可知物体浸没在水中受到的浮力F浮=______N。
(2)由图ACD可知,浮力大小与物体浸没深度______(选填“无关”或“有关”);
(3)分析此实验可得出:物体受到的浮力大小与______和______有关;
(4)经进一步计算可知物体的密度ρ=______kg/m3;
(5)若各烧杯均为相同的圆柱体,底面积均为100cm2,则物体浸没在E烧杯后与放入物体前相比,烧杯底部受到的液体压强变化了______Pa。
18.小宁和同学们在“测量小灯泡电阻”的实验中,选用额定电压为2.5V的小灯泡、三节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器(50Ω,1A)、开关、导线等实验器材进行实验。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右滑动时,小灯泡变亮。
(2)连接电路时,开关应该______,滑动变阻器的滑片调到阻值最大处。
(3)闭合开关,在移动滑动变阻器滑片的过程中,发现两个电表指针都左右摆动,同时看到小灯泡闪烁,用手捏紧滑动变阻器的滑片后,电路恢复正常,则电路故障的原因可能是______。
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记录多组数据,并绘制出图乙所示的I-U关系图像。当电压表的示数为______V时小灯泡正常发光,此时的电阻为______Ω。
(5)同学们交流后,发现该实验还可以测量小灯泡的电功率,并分析出小灯泡的实际电压为额定电压的一半时,小灯泡的实际功率______(选填“大于”“等于”或“小于”)额定功率的四分之一,其根本原因是______。
四、计算题:本大题共1小题,共6分。
19.如图所示,某长方体空心砖内有若干个柱形圆孔,空心砖的质量为1.5kg,空心部分(柱形圆孔)体积占长方体体积的,将其分别平放、侧放、竖放于水平地面上时,空心砖对水平地面的压强依次为p1、p2、p3,且p1:p2:p3=2:3:6,已知空心砖竖放时与水平地面的接触面积为50cm2,求:
(1)空心砖的重力;
(2)空心砖竖放时对水平地面的压强;
(3)空心砖的材料的密度。
五、综合题:本大题共1小题,共6分。
20.如图所示,小灯泡L规格为“5V1W”,R0=20Ω,电源电压不变,电流表的量程为“0~0.6A”、“0~3A”,闭合开关,小灯泡L正常发光。求:
(1)R0的功率;
(2)电源电压;
(3)拆除小灯泡L,从规格分别为R1“10Ω0.8A”、R2“30Ω 0.5 A”的滑动变阻器中选择其中之一,以及若干导线连入电路。选择哪种规格的变阻器电路消耗的功率最大?最大功率是多少?
1.【答案】
【解析】解:A、发声的音叉将乒乓球弹开,说明发声的物体在振动,故A正确;
B、弹奏古筝时,手在不同的位置按弦,改变了弦的有效长度,目的是改变发出声音的音调,故B错误;
C、当空气被不断抽出后,铃声逐渐减弱,说明声音的传播需要介质,真空不能传声,故C正确;
D、静止的烛焰随音箱发出声音的变化而“舞动”起来,说明声音能传递能量,故D正确。
故选:B。
(1)声音是由物体振动产生的;
(2)弦乐器发出声音的音调与弦的长短、粗细和松紧有关;
(3)声音的传播需要介质,真空不能传声;
(4)声音能传递信息和能量。
本题通过不同的物理情景考查了声与能量、声音的产生、声音的传播以及声音的三个特征:音调、响度和音色,并能够搞清影响它们的因素。
2.【答案】
【解析】解:A.跳远时助跑,质量不变,惯性大小不变,所以跳远时助跑是为了利用惯性,而不是增大惯性,故A错误;
B.惯性是一种性质,不是力,不能说惯性的作用,故B错误;
C.汽车紧急刹车时,人由于惯性身体会向前倾,所以汽车中的汽车驾驶员和乘客系安全带的作用是防止紧急刹车时由于惯性带来的危害,故C正确。
D.一切物体在任何情况下都有惯性,故D错误。
故选:C。
一切物体都有惯性,惯性是物体的固有属性;惯性只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。
此题考查了惯性现象,正确、全面理解基本规律,是解答的基础。
3.【答案】
【解析】解:A、空间站与地面控制中心利用电磁波实现通讯,故A错误;
B、华龙一号核电站的核反应堆中发生的链式反应是可控的,故B正确;
C、能直接开采利用的能源是一次能源,由一次能源转化的能源为二次能源,所以电能属于二次能源,故C错误;
D、能源汽车的发动机能量转化率高,但是达不到100%,故D错误。
故选:B。
(1)广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的;
(2)目前人类建造的核电站是依靠核裂变释放的核能来发电的,其中的链式反应是可控的;
(3)可以从自然界源源不断地得到的能源称之为可再生能源;一旦消耗就很难再生的能源称之为不可再生能源;
(4)能量使用时伴随有热能等损失。
本题考查了能源分类、核裂变、电磁波的应用、能量的利用效率等,属于基础题。
4.【答案】
【解析】解:A.使用试电笔检查家庭电路时,手应接触笔尾金属体,不能接触笔尖金属体,故A符合安全用电原则;
B.由P=UI得,同一个插座接入多个大功率用电器,会引起电流过大、引起火灾,故B不符合安全用电原则;
C.为了安全用电,在家庭电路的连接中,开关应接在火线和电灯之间,故C符合安全用电原则;
D.电冰箱的金属外壳接地,使金属外壳接地,防止万一漏电时人接触金属外壳发生触电事故,故D符合安全用电原则。
故选:B。
(1)使用试电笔时,手要接触笔尾的金属体,不能接触笔尖的金属体;
(2)家庭电路电流过大的原因:短路或用电器的总功率过大;
(3)在家庭电路中,开关应接在用电器与火线之间;
(4)金属外壳的用电器,外壳一定要接地。
本题考查的是日常生活中的一些安全用电常识,要掌握安全用电的原则:不接触低压带电体,不靠近高压带电体。
5.【答案】
【解析】解:A、霜是空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶,附着在建筑物或植被表面,此过程中放热,故A错误;
B、雾是空气中的水蒸气遇冷液化为液态的小水滴,此过程放热,故B正确;
C、露是空气中的水蒸气遇冷液化为液态的小水滴,附着在植被表面,此过程放热,故C错误;
D、雪是空气中的水蒸气遇冷凝华为固态的冰晶,此过程中放热,故D错误。
故选:B。
(1)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。
(2)六种物态变化过程中,都伴随着吸热或放热;其中放出热量的物态变化有:凝固、液化、凝华;吸热的有:熔化、汽化、升华。
分析生活中的热现象属于哪种物态变化,关键要看清物态变化前后,物质各处于什么状态;另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
6.【答案】
【解析】解:当探测仪靠近金属物体时,相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线,从而会产生感应电流,是利用电磁感应原理制成的。
A、图为奥斯特实验的装置,说明电流周围存在磁场,故A不符合题意;
B、图中没有电源,导线在磁场中做切割磁感线运动,电路中产生感应电流,电流表指针发生偏转,故B符合题意;
C、图中有电源,闭合开关后,通电导线在磁场中受力的作用而运动,故C不符合题意;
D、图中有电源,通电后电磁铁具有磁性,能够吸引铁钉,利用了电流的磁效应,故D不符合题意。
故选:B。
由题意可知,当探测仪靠近金属物体时,相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线,从而会产生感应电流,这是电磁感应现象,则分析各实验现象可知能产生电流的选项。
本题考查电磁感应现象的应用,要求学生能通过题意找出探测器的原理。
7.【答案】
【解析】解:A、球从a点上升到b点,是因为球具有惯性,球离开手以后不再受手的推力,故A错误;
B、球b做斜向上运动,到最高点后,在水平方向速度不为零,所以球在b点的速度不为零,故B错误;
C、球在b点的速度不为零,由牛顿第一定律可知,若球在b点受到的力全部消失,则球做匀速直线运动,故C正确;
D、球最终到d点停止,说明力是改变物体运动状态的原因,物体运动不需要力来维持,故D错误。
故选:C。
(1)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性;
(2)球b做斜向上运动,到最高点后,在水平方向速度不为零;
(3)物体保持静止状态或匀速直线运动状态时运动状态不变;
(4)力是改变物体运动状态的原因。
本题考查了力学中的多个知识点,正确理解相关的物理概念和物理规律是解题的关键。
8.【答案】
【解析】解:
AB、由图可知,物距大于像距,则u>2f,f<v<2f,即2f<u=50.0cm-20.0cm=30.0cm,f<v=65.0cm-50.0cm=15.0cm<2f,解得7.5cm<f<15cm。
同时根据凸透镜成像的规律可知,此时光屏上成倒立、缩小的实像,这与照相机或摄像机的成像特点相同,故AB错误;
C、实验中,燃烧的蜡烛逐渐变短,向下运动,蜡烛成倒立的像,所以光屏上的像逐渐向上移动,故C错误;
D、根据折射现象中光路可逆,当保持蜡烛与光屏不动,向左移动透镜至合适位置,即当现在的物距大小变为原来的像距,则现在的像距大小为原来的物距大小时,光屏上仍能得到清晰的像,故D正确。
故选:D。
(1)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;
(2)根据经过光心的光线的传播方向不变分析作答;
(3)根据折射现象中光路可逆分析作答。
要熟记凸透镜成像的规律,搞清物距与像距之间的关系、成像规律在实际生活中的应用以及折射现象中光路可逆是解答此题的关键。
9.【答案】
【解析】解:A、甲图是定滑轮,定滑轮的实质是等臂杠杆,使用定滑轮不省力也不省距离,故A正确,不符合题意;
B、利用三个装置,将同一重物提升相同的高度,即做相同的有用功,已知滑轮重20N,杠杆(OB=2OA)重10N,即乙图滑轮比丙图杠杆重,乙克服机械重力所做的额外功最大,由η=可知,乙的机械效率最低,故B正确,不符合题意;
C、若始终保持拉力F3的方向竖直向上,则在杠杆匀速拉动物体上升过程中,动力臂总是阻力臂的2倍,由杠杆平衡条件可知,拉力F3保持不变,故C错误,符合题意;
D、若提升的物体越重,提升相同的高度,所做的有用功越大,而额外功不变,由η==可知,机械效率就会越高,故D正确,不符合题意。
故选:C。
(1)定滑轮实质上是等臂杠杆:定滑轮在力学原理上等同于一个等臂杠杆,其动力臂和阻力臂长度相等,因此不能省力。
(2)当有用功一定时,机械所做的总功越少(或额外功越少),由η=可知,机械效率就越高;
(3)根据杠杆平衡条件,重点是要分析在杠杆匀速拉动物体上升过程中,动力臂总是阻力臂的2倍,就可以判断出拉力的变化情况了。
(4)若提升的物体越重,提升相同的高度,所做的有用功越大,而额外功不变,由η==可知,机械效率如何变化。
本题考查滑轮、杠杆机械效率的相关计算;杠杆平衡条件的应用,属于中等题。
10.【答案】
【解析】解:A、闭合开关,R1、R2串联,电流表测量电路电流,电压表测量R,两端的电压;当滑动变阻器的滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据欧姆定律可知此时电路中电流最小,根据串联电路电压特点可得电源电压:
U电=U1+U2=IR1+U2=0.1A×R1+12V......①
当电路中电流为0.5A时,滑动变阻器两端的电压为4V,同理可得电源电压
U电=U1'+U2'=I'R1+U2'=0.5A×R1+4V......②
解①②可得:U电=14V,R1=20Ω,故A错误;
B、电源电压不变,根据P=UI可知,电路中电流最小时,总功率最小,电路消耗的最小功率:P小=U电I小=14V×0.1A=1.4W,故B正确;
C、由欧姆定律的变形式R=可知,电压表与电流表示数的比值等于滑动变阻器接入电路的阻值,滑动变阻器的滑片由最右端向左移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,因此电压表与电流表示数的比值变小,故C错误;
D.若电流表选择的小量程为0~0.6A,因此电路中的最大电流值为0.6A,若电流表选择大量程,电路中的最大电流值为:I大===0.7A,均不是图象中的0.5A,电流的最小值为0.1A,故电路中电流的最大值与最小值之比不可能为5:1,故D错误。
故选:B。
(1)闭合开关,R1、R2串联,电流表测量电路电流,电压表测量R,两端的电压;当滑动变阻器的滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,根据欧姆定律可知此时电路中电流最小,根据串联电路电压特点可得电源电压;当电路中电流为0.5A时,滑动变阻器两端的电压为4V,同理可得电源电压,两式即可得到电源电压;
(2)电源电压不变,根据P=UI可知,电路中电流最小时,总功率最小,可得到电路消耗的最小功率;
(3)由欧姆定律的变形式R=可知,电压表与电流表示数的比值等于滑动变阻器接入电路的阻值,滑动变阻器的滑片由最右端向左移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,据此可做出判断;
(4)若电流表选择的小量程为0~0.6A,因此电路中的最大电流值为0.6A,若电流表选择大量程,由I=得到电路中的最大电流值,由图象可得电流的最小值为0.1A,据此解答即可。
本题考查串联电路特点、欧姆定律的应用和电功率的计算,关键是从图中得出有用信息。
11.【答案】
【解析】解:天舟六号货运飞船搭乘火箭飞向中国空间站,以火箭为参照物,飞船相对于火箭位置没有变化,所以飞船是静止的;
在火箭加速升空的过程中,火箭质量不变,高度增加,速度增大,飞船的动能和重力势能均增大,因此飞船的机械能是增大的。
故答案为:静止,增大。
根据飞船与地面位置有无变化,分析飞船相对于火箭的运动情况,根据重力势能和动能的变化,分析飞船机械能的变化。
解答本题时,要知道静止是相对的,是相对参照物的。本题也可以根据火箭对飞船做功,来分析飞船机械能的变化情况。
12.【答案】
【解析】解:像和物体到平面镜的距离相等,蜡烛与玻璃板的距离是12cm,像与玻璃板的距离是12cm;平面镜所成的像与物体大小相同,当蜡烛靠近玻璃板时,像的大小不变。
故答案为:12;不变。
平面镜成的像和物体到平面镜的距离相等,平面镜所成的像与物体大小相同。
本题主要考查了平面镜成像特点的实验及其应用。
13.【答案】
【解析】解:(1)氢燃料的质量为m=30kg,
氢燃料完全燃烧释放的热量为:Q放=mq=30kg×1.4×108J/kg=4.2×109J;
(2)氢燃料完全燃烧释放出热量全部初始温度为20℃的水吸收,
则水吸收的热量为:Q吸=Q放=4.2×109J;
由公式Q吸=cm水Δt得:
4.2×109J=4.2×103J/(kg ℃)×m水×(100℃-20℃);解得:m水=1.25×104kg;
故答案为:4.2×109;1.25×104。
(1)根据公式Q放=mq进行计算;
(2)氢燃料完全燃烧释放出热量完全被初始温度为20℃的水吸收,可知水吸收的热量,根据公式Q吸=cmΔt可计算水的质量。
本题考查燃料完全燃烧放热公式、吸热公式的应用,属于中档题。
14.【答案】
【解析】解:由P===Fv可知,当汽车的发动机的输出功率一定时,减小行驶速度时,可以增大牵引力。
有用功:W=Gh=1×105N×20m=2×106J,
总功:W=Fs=2.5×104N×200m=5×106J,
则此过程中盘山公路斜面的机械效率:
η=×100%=×100%=40%。
故答案为:牵引力;40%。
(1)根据P===Fv分析解答。
(2)利用W=Gh求出有用功,利用W=Fs求出总功,然后利用η=×100%计算此过程中盘山公路斜面的机械效率。
此题考查使用斜面时机械效率的计算、功率推导公式的应用,属于常考题目,难度不大。
15.【答案】
【解析】解:1min内电热水器消耗的电能:W=×3.6×106J=9.0×104J;
它的实际电功率为:P===1500W,此时它的实际电功率等于它的额定电功率,故它的实际电压也等于它的额定电压。
故答案为:9.0×104;等于。
先计算出电热水器消耗的电能和实际电功率,再判断其两端的电压。
本题考查了电功率的有关计算和电能表的使用,属于基础题。
16.【答案】
【解析】解:(1)刹车时用力捏车闸是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力。
(2)船闸属于连通器,在水不流动时,两侧水面保持相平,利用了连通器原理。
(3)用吸管吸饮料,是因为吸管内的气压小于外界气压,在大气压的作用下将饮料压入口中。
(4)高铁站候车时要站在安全线外,是为了防止由于流速大的地方压强小而造成的事故。
(5)火箭喷射发动机工作时消耗了内能,获得了机械能,故将内能转化为机械能。
故答案为:(1)增大压力;(2)连通器;(3)大气压;(4)流速大的地方压强小;(5)将内能转化为机械能。
(1)增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度。
(2)上端开口下部连通的容器称为连通器,若内部装有同种液体,在液体不流动时液面总是保持相平的;
(3)大气压强随着高度的增加而减小,当内外压强差增大时,管内水柱的高度增大;
(4)流体的压强跟流体的流速有关,流体流速越大的地方,压强越小。
(5)判断是哪种能量转化成了另一种能量的方法是:减少的能量转化为增多的能量。
本题考查了减小压强的方法和应用、流体压强与流速的关系、连通器的原理,以及大气压的综合应用和能量转化等,是一道综合性较强的题目,但总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
17.【答案】
【解析】(1)比较图A、C,根据称重法得,物体浸没在水中受到的浮力F浮=G-FC=2N-1.5N=0.5N;
(2)由图A、C、D可知,液体密度、物体排开液体的体积相同,物体浸没深度不同,受到的浮力相等,所以,浮力大小与物体浸没深度无关;
(3)由图A、B、C可知,液体密度相同,物体排开液体的体积不同,受到的浮力不同;由图A、D、E可知,物体排开液体的体积相同,液体密度不同,受到的浮力不同;分析此实验可得出:物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积和液体密度有关;
(4)利用(1)的数据,根据阿基米德原理得,物体体积V=V排===5×10-5m3,
根据G=mg得,物体的质量为:m===0.2kg,
物体的密度ρ===4×103kg/m3;
(5)物体浸没在E中受到的浮力F浮液=G-FE=2N-1.6N=0.4N,
由阿基米德原理可知,液体的密度为:ρ液===0.8×103kg/m3,
烧杯的底面积为200cm2,则物体全部放入E中后液面升高的高度:
Δh===0.0025m,
烧杯底部所受到的液体的压强增加:
p=ρgh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.0025m=20Pa。
故答案为:(1)0.5;(2)无关;(3)物体排开液体的体积;液体密度;(4)4×103;(5)20。
(1)比较图A、C,根据称重法可求出物体浸没在水中受到的浮力;
(2)比较图C、D,液体密度、物体排开液体的体积相同,深度不同,受到的浮力相等,由此进行解答;
(3)物体浸没液体受到的浮力大小与物体排开液体的体积和液体的密度有关;
(4)根据阿基米德原理求出物体排开水的体积,即物体的体积;根据G=mg求出物体的质量,根据密度公式可求出物体的密度;
(5)根据称重法可求出物体浸没在液体中受到的浮力,根据阿基米德原理可求出液体的密度,根据体积关系可求出物体全部放入E中后液面升高的高度,根据p=ρgh可求出烧杯底部所受到的液体的压强增加量。
本题考查了称重法求浮力、阿基米德原理、控制变量法、密度公式、液体压强公式的应用,难度较大。
18.【答案】
【解析】解:(1)由题知,灯泡额定电压2.5V,所以电压选用0-3V量程与灯泡并联,滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮,说明电路中电流变大,变阻器连入阻值变小,所以应将滑动变阻器右端接入电路中且与灯泡串联,实物连接如图所示:

(2)为了保护电路,连接电路时,开关必须断开;
(3)当停止移动滑片P时,发现电表指针左右摆动,再观察小灯泡也忽明忽暗,其原因是移动滑片引起的,所以原因可能是滑动变阻器接触不良;
(4)根据制出如图丙所示的I-U图象,灯的额定电压下的电流为0.25A,
小灯泡正常发光时的电阻是:
R===10Ω;
(5)灯丝电阻随灯泡两端的电压升高,灯丝的温度升高而变大,实际电压是额定电压一半时的灯丝电阻小于额定电压时的电阻;
由P=可知,灯泡两端的实际电压为其额定电压的一半时,它的实际功率大于额。
故答案为:(1)如图所示;
(2)断开;
(3)滑动变阻器的滑片接触不良;
(4)2.5;10
(5)大于;灯丝的电阻随温度的升高而增大。
(1)本实验中,电压表应与灯泡并联,滑动变阻器应与灯泡串联,根据滑片P向右滑动时灯泡变亮确定其接线;
(2)为了保护电路,连接电路时,开关必须断开;
(3)滑动变阻器接触不良,会出现停止移动滑片P时,发现电表指针左右摆动,再观察小灯泡也忽明忽暗;
(4)根据制出如图丙所示的I-U图象找出灯的额定电压下的电流,根据欧姆定律求小灯泡正常发光时的电阻;
(5)如果灯泡电阻不随温度变化,则灯泡电压为其额定电压一半时的电流等于额定电流的一半,其实际功率等于额定功率的四分之一;实际上灯泡电阻随温度升高而增大,据此分析。
本题考查测量小灯泡正常发光时的电阻实验的相关知识点,难度适中。
19.【答案】
【解析】(1)根据重力和质量的关系公式即可计算。
(2)根据压力和面积,利用压强的计算公式即可。
(3)根据空心占比算出材料部分体积,再利用质量密度关系计算。
本题考查了重力的计算、固体的压强,以及含有空心部分的密度计算,尤其最后一问结果带根号,容易出错,对计算能力有一定的要求,整体有一定的难度。
20.【答案】
【解析】(1)小灯泡正常发光时,电路中的电流为;
R0的功率为:。
(2)R0正常工作时,U0=IR0=0.2A×20Ω=4V;
电源电压为:U总=U+U0=5V+4V=9V。
(3)已知R1允许通过的最大电流为0.8A,R2允许通过的最大电流为0.5A,所以要使电路消耗的功率最大,选择R1接入电路,此时电流表量程选0~3A,电路的最大功率P最大=UI最大=9V×0.8A=7.2W。
答:(1)R0的功率为0.8W;
(2)电源电压为9V;
(3)选择R1“10Ω 0.8 A”的变阻器时电路消耗的功率最大,最大功率是7.2W。
(1)根据串联电路的特点和电功率的公式进行计算。
(2)根据欧姆定律和串联电路的特点进行计算。
(3)根据电流表和滑动变阻器的规格和电功率的公式计算电路中的最大功率。
本题考查串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用,难度中等。
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