资源简介

课时训练01声现象　
限时:30分钟
一、选择题
1.下列实验探究“声音传播需要介质”的是 (　　)
///
甲　　　　　乙　　　　　　丙　　　　　　丁
图K1-1
A.图甲:发声的闹钟放入钟罩,从钟罩中往外抽气
B.图乙:点燃的蜡烛放在音箱前,加大音量
C.图丙:改变钢尺伸出桌面的长度/,拨动钢尺
D.图丁:拨动绷紧的粗细不同的橡皮筋
2.[2018·山西]如图K1-2所示,号称“天下第一鼓”的山西威风锣鼓队正在表演。当队员用手按住正在发声的鼓面时,/鼓声就消失了,其主要原因是 (　　)
/
图K1-2
A.手不能传播声音
B.手吸收了声
C.手能使鼓面停止振动
D.手把声音反射回去了
3.[2018·攀枝花]在2018年《歌手2》的总决赛中,来自英国的歌手Jessie·J获得了冠军,当她在台上与帮唱嘉宾李玟一起高歌时,她们两人声音最大的不同是 (　　)
A.音调 B.响度
C.音色 D.声速
4.[2018·娄底]如图K1-3所示,小秦改变了钢尺伸出桌面的长度,用大小相同的力拨动钢尺,钢尺振动的 (　　)
/
图K1-3
A.音调与声源振动的频率有关/
B.音色与声源振动的幅度有关
C.响度跟人与声源的距离无关
D.声音只能在空气中传播
5.[2018·绵阳]在门窗关闭的空教室里说话,会感到声音比在门窗打开且放有桌椅的教室里响亮,原因是 (　　)/
A.声音的响度大些
B.声音的音调高些
C.原声与回声分开了
D.原声与回声混在一起了
6.[2018·岳阳]下列有关声学知识说法正确的是 (　　)
A.吉他发出的声音来自弦的振动
B.声音只能在气体中传播
C.岳阳开展“禁炮”行动,是从传播过程中控制噪声
D.汽车的倒车“雷达”是利用了次声波测距
7.[2018·长沙]关于声现象,下列说法正确的是 (　　)
A.高速公路两旁设置/隔音板,是为了在声源处减弱噪声
B.水中倒立的花样游泳运动员随着音乐表演,说明水能传播声音
C.逢年过节,当社区举行一些文艺表演活动时,从高音喇叭传出/的歌声一定不是噪声
D.声音在真空中的传播速度是340 m/s
8.下列关于声/现象说法正确的是 (　　)
A.剧院四壁做成凹凸不平或用蜂窝状的材料,是为了增强声音的响度
B.医生用“B超”给病人做检查,说明声音可以传递能量
C.百米赛跑时,终点计时员看到发令枪冒烟开始计时,而不是以听到枪声开始计时,是因为声速远小于光速
D.学校路段“禁鸣喇叭”是在传播过程中阻断噪声　
9.关于下列四个情景的说法错误的是 (　　)
///
甲　　　乙　　　丙　　　　丁
图K1-4
A.图甲:发声扬声器旁的烛焰晃动,说明声波能传递能量
B.图乙:不能听到真空罩中闹钟的铃声,说明声波的传播需要介质
C.图丙:发声的音又将乒乓球弹开,说明发声的物体在振动
D.图丁:8个相同玻璃瓶装不同高度的水,敲击它们时发出声音的音色不同
10.下列说法正确的是 (　　)
/
图K1-5
A.图甲:太空中宇航员能对话,说明声音可在真空中传播
B.图乙:手在小提琴上不同位置按弦,主要目的是改变响度
C.图丙:道路两旁的隔音墙是在声源处减弱噪声
D.图丁:“B超”检查身体是超声波在医学中的应用
11.[2018·武汉]如图K1-6所示,在筷子上捆一些棉花,做一个活塞,用水蘸湿棉花后/插入两端开口的竹管中,用嘴吹管的上端,可以发出悦耳的哨音。上下推拉活塞,并用相同的力吹管的上端时,下列说法错误的是 (　　)
/
图K1-6
A.哨音是由管内空气振动产生的
B.哨音是通过空气传到人耳的
C.向上推活塞时,吹出的哨音响度会变大
D.向/下拉活塞时,吹出的哨音音调会变低
12.[2018·德州改编]图K1-7为木制玩具青蛙刮鼓,用木棒在青蛙背上摩擦,就会发出类似青蛙的叫声,有时还能引起周围青蛙的附和共鸣。下列说法正确的是(　　)
/
图K1-7
A.快速刮过玩具青蛙后背时,音调较低
B.模拟青蛙的叫声是指音色相近
C.青蛙刮鼓发出的声音一定是噪声
D.能引起周围青蛙的附和共鸣说明声音能传递能量
二、填空题
13.[2017·怀化] 2016年10月17日,我国宇航员景海鹏、陈冬随“神州十一号”飞船前往“天宫二号”,他们在“天宫二号”中的讲话声是由于声带　　　　产生的,他们与地面控制中心的联系是通过　　　　来传递信息的。?
14.图K1-8是人和一些动物发声和听觉的频率范围。他们所发出的声音都是由于发声部位　　　　而产生的。地震前通常有次声波产生,人、海豚和大象能最先感觉到的是　　　　。?
/
图K1-8
15.[2018·江西]英语考试时,考生听到的英语听力材料声音是通过　　　　传播到人耳中;为了不影响考试,要求监考老师尽量不要走动发出声音,这是从　　　　处减弱噪声。?
16.[2018·泰/州]探究声音的传播时,将手机装入塑料袋,扎紧袋口后用细线悬于水中,如图K1-9所示。用另一部手机拨打袋中的手机,手机能接通,说明　　　　可在水中传播;能听到手机发出的铃声,还能说明　　　　可在水中传播;我们听出手机铃声是汪峰唱的《飞得更高》,这是根据声音的　　　　　　来辨别的。?
/
图K1-9
17.在飞机失事搜寻过程中,搜救舰船在定位和测量深度时都要用到超声测位仪(如图K1-10所示),它是利用声音可以在　　　　中传播来工作的。若海水的深度是6.75 km,声音在海水中的传播速度是1500 m/s,则测位仪发出信号后需经过　　　　s才能接收到信号。?
/
图K1-10
参考答案
1.A
2.C　[解析] 声音是由物体的振动产生的,振动停止,发声停止,因此鼓声消失的原因是手使鼓面停止了振动。故选C。
3.C　[解析] 声音的/三要素是指/音调、响度和音色。音调与频率有关,两人唱同一首歌,则歌声的频率应是相同的,即音调相同;响度与振幅有关,既然是帮唱,不是伴唱,两人歌声的响度应该差不多;不同的发声体有不同的音色,她们二人是不同的发声体,所以她们声音最大的不同是音色;在同一介质中,声音传播的速度是相同的。综上所述,C正确。
4.A　[解析] 改变钢尺伸出桌面的长度,用大小相同的力拨动钢尺,控制了钢尺振幅相等,改变了钢尺的振动频率,听到了音调不同的声音。该实验证明了音调与声源的频率有关,而声音的音色、响度在实验过程中没有改变,所以A正确,B、C错误。该实验证明声音能在空气中传播,但并不能证明声音不能在固体和液体中传播,所以D错误。
5.D　[解析] 人耳分辨原声与回声的时间至少/要0.1 s,由于在空教室内说话时,墙壁反射的回声到达人耳的时间与原声的时间差小于0.1 s,所以回声与原声混在一起,听起来会更响亮,故选D。
6.A
7.B　[解析] 高速公路两旁设置隔音板,是为了在传播过程中减弱噪声,故A错误;声音可以在固体、液体或气体中传播,水中倒立的花样游泳运动员随着音乐表演,说明水能传播声音,故B正确;凡影响人们正常的学习、休息或工作的声音,都属于噪声,/歌声也可能是噪声,故C错误;声音不能在真空中传播,故D错误。
8.C　9.D　10.D
11.C　[解析] 哨声是由管内空气振动产生的,且通过空气传到人耳,故A、B正确,不符合题意。用相同的力吹管时响度是相同的,故C错误,符合题意。管内空气柱越长,空气振动越慢,频率越低,音调就越低,故D正确,不符合题意。
12.B　[解析] 快速刮过玩具青蛙后背时,音调较高,故A错误。模拟青蛙的叫声是指声音的音色相近,故B正确。青蛙刮鼓发出的声音若干扰人们的学习、工作和休息就是噪声,但青蛙刮鼓发出的声音,有时也给夏季乘凉的人们带来一种享受,就不是噪声,故C错误。青蛙刮鼓发出的声音引起周围青蛙的共鸣,说明/附近的青蛙听到了蛙声,说明声音能传递信息,故D错误。
13.振动　电磁波
14.振动　大象
15.空气　声源
16.电磁波　声音　音色
[解析] 手机是利用电磁波传递信息的,放在水中的手机能接通,说明电磁波可在水中传播;能听到手机发出的铃声,说明声音可在水中传播;能听出手机铃声是汪峰唱的,是根据声音的音色来辨别的。
17.液体　9
课时训练02物态变化　
限时:30分钟
基础过关
一、选择题
1.每年冬季,张家界核心景区天门山国家森林公园山顶都会出现漫山遍野的雾凇景观,晶莹的雾凇一簇簇,美如仙境。雾凇是由于什么物态变化现象形成的 (　　)
/
图K2-1
A.液化 B.汽化
C.升华 D.凝华
2.夏季,汗流浃背的同学吹电风扇感觉凉爽,下列现象在物态变化上与此相同的是 (　　)
A.夏天,湿衣服变干
B.春天,冰雪消融
/C.深秋的早晨,树叶上挂满露珠
D.用久了的灯丝变细
3.[2018·南京]下列现象对应的/物态变化正确的是 (　　)
A.饮料杯中的冰块体积逐渐变小——液化
B.冬天窗户玻璃上的冰花——凝固
C.打开冰箱门时,门的附近出现“白气”——汽化
D.冬天,冰冻的衣服也能晾干——升华
/4.[2018·长沙]我国是严重缺水的国家,水资源人均占有量是世界平均值的25%,是世界上/人均水资源最贫乏的国家之一。了解地球的水循环知识,提高节水意识,培养良好的用水习惯,是我们每个公民的义务和责任。关于地球的水循环,下列说法正确的是 (　　)
A.海水吸热,汽化形成水蒸气
B.水蒸气与冷空气接触,熔化形成小水滴
C.小水滴遇到更寒冷的气流,凝华形成小冰珠
D.小冰珠在降落过程中,液化形成雨水
5.[2017·衡阳]下面描述的自然现象,在形成的过程中需要吸收热量的是 (　　)
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图K2-2
6.[2018·呼和浩特]在试管中放少量/碘,塞紧盖子放入/热水中。当固态碘变为紫色的碘蒸气并充满试管后,将试管从热水中取出,放入凉水中,碘蒸气又会变为固态碘附着在试管内壁上。关于物质碘的物态变化过程,下列说法正确的是 (　　)
A.先放热升华后吸热凝华
B.先吸热升华后放热凝华
C.先放热熔化后吸热凝固
D.先吸热熔化后放热凝固
7.关于热现象,下列说法正确的是 (　　)
A.雾的形成是液化现象,需要吸热
B.冰变成水是熔化现象,需要吸热
C.冬天呼出的“白气”是汽化现象,需要吸热
D.衣柜里的樟脑丸变小是升华现象,需要放热
8.[2018·河北]下列与物态变化相关的说法正确的是 (　　)
A.出汗时吹风扇感觉凉快,是因为风降低了室温
B.石蜡和冰的熔化一样,都吸热但温度保持不变
C.冬天人呼出的“白气”和露珠的形成原理相同
D.因为雪的形成过程中吸收热量,所以下雪时天气变冷
9.[2018·包头]关于热现象,下列说法正确的是 (　　)
A.雾是飘浮在空气中的水蒸气
B.霜是空气中的水蒸气凝固形成的小冰晶
C.高压锅内部液面气压增大,液体的沸点升高
D.加油时闻到刺鼻的气味,说明汽油在常温下易升华
10.[2018·安徽]图K2-3为某种物质熔化时温度随时间变化的图像。根据图像,下列判断正确的是 (　　)
/
图K2-3
A.该物质熔化过程持续了25 min
B.该物质是晶体,熔点为80 ℃
C.在第30 min,该物质处于固液共存状态
D.在第10 min到第25 min之间,由/于物质温度不变,所以不吸收热量
11.[2018·衡阳]在“观察水的沸腾”实验中,当水温升到89 ℃时,小华开始计时,每隔1 min记录一次水的温度,然后,小华根据实验数据绘制了如图K2-4甲所示的温度随时间变化的图像,下列说法正确的是 (　　)
/
图K2-4
A.此时的气压高于标准大气压
B.水从89 ℃加热到刚开始沸腾所需时间为4 min
C.通过图像可知,水沸腾时温度保持不变
D.水沸腾时气泡上升的情况如图丙所示
二、填空题
12.如图K2-5所示,温度计的示数是　　　　℃。我国第一个南极科学考察基地——中国南极长城站的平均气温为-25 ℃,最低气温可达-88.3 ℃,依据表格中提供的数据,在南极长城站测气温时应选用　　　　温度计。?
/图K2-5　　
熔点
沸点
酒精
-107 ℃
78 ℃
水银
-39 ℃
357 ℃
13.[2017·邵阳]人们在高温的天气里大汗淋漓,这是人体一种自我保护的生理现象。因为体表汗液蒸发　　　　(选填“吸收”或“放出”)热量,使体温不致升得太高。?
14.烧/开水时,沸腾前气泡在上升过程中逐渐变小,主要是因为气泡内的水蒸气遇冷液化导致的。而沸腾时气泡在上升过程中逐渐变大,主要是因为:①气泡周围的水不断　　　　(填物态变化名称)形成水蒸气进入气泡;②液体压强随深度减小而　　　　　。?
三、实验探究题
15.[2018·常州]某小组同学探究“冰的熔化特点”,实验装置如图K2-6甲所示。
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图K2-6
(1)图乙中的温度计示数为　　　　℃。?
(2)小明绘制的温度-时间图像如图丙所示。由图可知:冰是　　　　(选填“晶体”或“非晶体”),理由是　;?
0~2 min升温比5~10 min快,原因是　　　　　　　　。?
(3)小明实验后,小华重新加冰、温水,也做了该实验,绘制的温度-时间图像如图丁所示,丙、丁图像的差异是因为小华在实验中　　　　　　　　。(写出一条即可)?
16.[2018·娄底节选]小明在实验室探究“冰熔化和水沸腾时温度的变化特点”,根据测量结果绘出相关图像,如图K2-7甲所示。
/
图K2-7
(1)水沸腾时温度计示数如图丙所示,该示数是图甲或图乙中　　　　(选填“BC”和“EF”)段所对应的温度值。?
(2)如图甲所示,BC段该物质的状态为　　　　。?
(3)AB段与CD段的倾斜程度不同,这是因为　　　　　　　　　　　　。?
17.[2018·山西节选]小亮在探究“水沸腾时温度变化的特点”的实验中:
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图K2-8
(1)如图K2-8甲所示,某时刻温度计的示数是　　　　℃。?
(2)图乙是小亮根据实验数据绘制的温度-时间图像。由图像可知:水的沸点是　　　　℃;分析图像还可以获得的信息有:　　　　　　　　　　　　　(写出一条即可)。?
能力培优
18.[2018·黔东南、黔西南、黔南]异丁烷和甲基丙烷作为新的制冷剂,已经代替氟利昂成为电冰箱中新的热量“搬运工”(较多的氟利昂会破坏大气中的臭氧层),当液态制冷剂进入电冰箱的冷冻室后,吸走热量,此时制冷剂发生的物态变化是(　　)
A.汽化 B.液化
C.凝固 D.熔化
19.如图K2-9所示,烧杯中有水,水中倒扣着一玻璃瓶,瓶内水面比烧杯内水面低,当烧杯中的水被加热到一定温度时(　　)
/
图K2-9
A.烧杯和瓶内的水可能都会沸腾
B.烧杯中的水可能会沸腾,瓶内的水一定不会沸腾
C.烧杯中的水一定不会沸腾,瓶内的水可能会沸腾
D.烧杯和瓶内的水一定都不会沸腾
20.[2018·扬州]如图K2-10所示是甲、乙两种物质的熔化图像,下列说法正确的是 (　　)
/
图K2-10
A.0~4 min甲比乙吸热多
B.4~8 min甲不吸热
C.0~10 min甲和乙内能不断增加
D.0~10 min甲和乙温度不断升高
21.如图K2-11所示是小明同学设计的一个气体温度计的示意图。瓶中装的是气体,瓶塞不漏气,弯管中间有一/段液柱。
/
图K2-11
(1)这个温度计是根据气体的　　　　　　　来测量温度的。?
(2)在标准大气压下将此装置从热水中拿出放到冰水混合物中,此时液柱向　　　　(选填“左”或“右”)移动,等液柱稳定后,液柱处的刻度应标　　　　℃。?
(3)小明拿着此装置乘电梯从一楼到达十楼(环境温度不变),发现该气体温度计的液柱向左移动,于是他猜想该气体温度计可能会受到　　　的影响。?
22.小明猜想水中加入别的物质后,一定会对水的凝固点产生影响,为了验证这一猜想,他将一些盐放入水中,并把盐水用容器盛好放入冰箱,研究盐水的凝固过程。每隔一定时间,小明就观察一次盐水状态并测出温度,并将凝固过程记录的温度数据画成了凝固图像,如图K2-12甲所示。
//
图K2-12
(1)从图像中可以看出盐水凝固过程用了　　min。?
(2)从图像中得到晶体在凝固过程中的温度　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。?
(3)凝固点为　　　　。实验验证了小明的猜想,因为与水相比,凝固点变　　　　(选填“高”或“低”)了。?
(4)如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在/熔化的盐冰水混合物中,如图乙所示,试管中的冰水混合物中的冰会
　　　　(选填“变多”“变少”或“不变”)。?
参考答案
1.D　2.A
3.D　[解析] 冰块体积变小是熔化现象,故A错误;冬天窗玻璃上的冰花,是凝华现象,故B错误;打开冰箱门时,门的附近出现“白气”,是液化现象,故C错误;冬天冰冻的衣服也能晾干,是升华现象/,故D正确。
4.A　[解析] 海水吸热,由液态变为气态,是汽化现象,故A正确;水蒸气形成小水滴,由气态变为液态,是液化现象,故B错误;小水滴形成小冰珠,由液态变为固态,是凝固现象,故C错误;小冰珠变成雨水,由固态变为液态,是熔化现象,故D错误。
5.C　[解析] 雾凇是凝华现象,凝华放热,A错误。云雾是液化形成的,液化放热,B错误。冰雪消融是熔化现象,熔化吸热,C正确。露珠是液化形成的,液化放热,D错误。
6.B　7.B
8.C　[解析] 出汗时吹风扇感觉凉快,是因为风加速了汗液的蒸发,蒸发吸热,故A错误。石蜡是非晶体而冰是晶体,非晶体熔化吸热,温度不断变化;晶体熔化时,温度保持不变,故B错误。冬天人呼/出的“白气”是口腔内的水蒸气遇冷液化形成的,露珠也是液化形成的,故C正确。雪是水蒸气凝华而成的,凝华放热,故有“下雪不冷、化雪冷”的谚语,故D错误。
9.C　10.B　
11.C　[解析] 由图甲可知,水沸腾时的温度为99 ℃,低于100 ℃,说明此时的大气压低/于标准大气压,A错误;水从89 ℃加热到刚/开始沸腾所需时间为5 min,B错误;水沸腾时温度保持不变,C正确;水沸腾时气泡上升的情况如图乙所示,水沸腾前气泡上升的情况如图丙所示,D错误。
12.2　酒精
13.吸收
14.汽化　减小
15.(1)-2
(2)晶体　熔化过程中有一段时间内温度保持不变　冰的比热容比水小
(3)加入冰的质量较大(或温水温度较低,或温水质量较小)
16.(1)EF　(2)固液共存态
(3)冰的比热容比水的比热容小
17.(1)96　(2)100　水在沸腾过程中吸收热量且温度不变
18.A　[解析] 吸热的物态变化有熔化、汽化和升华,由液体吸热的只有汽化。故液态制冷剂在冷冻室吸热的物态变化属于汽化,A正确。
19.B
20.C　
21.(1)热胀冷缩　(2)右　(3)0　(4)大气压
22.(1)10　(2)不变　(3)-2 ℃　低　(4)变多
课时训练03光的直线传播　光的反射 限时:30分钟
基础过关
一、选择题/
1.2018年1月31日晚,天空中上演了一场万众瞩目的“超级蓝月月全食”的天文盛宴。月食是光的 (　　)
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　图K3-1
A.光的反射现象 B.光的折射现象
C.光的直线传播现象 D.光的色散现象
2.[2018·泰安]下列现象中,对应的物理知识是“光的直线传播”的是 /(　　/)
A.射击瞄准时要做到“三点一线”
B.游泳池注水后,看上去好像变浅了
C.在平静的湖面可以看到蓝天白云
D.太阳光经过三棱镜后可以产生彩色光带
3.[2018·长沙]图K3-2中与光的反射有关的是 (　　)
/
图K3-2
A.如图甲所示,透过树林的光束
B.如图乙所示,筷子好像在水面处折断了
C.如图丙所示,雨后天晴,挂在天空的彩虹
D.如图丁所示,把平面镜按一定规律排列,汇聚太阳光的塔式太阳能电站
4.[2018·威海]下列关于光现象及其形成原因的说法,错误的是 (　　)
A.黑板反光——光的漫反射
B.水中倒影——光的反射
C.树下光斑——光沿直线传播
D.雨后彩虹——光的折射
5.[2018·嘉兴]下列是观察对岸的树木在水中倒影的光路图,其中正确的是 (　　)
/
图K3-3
6.下列关于镜面反射和漫反射的说法中,正确的是 (　　)
A.镜面反射遵循光的反射定律,漫反射不遵循光的反射定律
B.只有发生镜面反射的物体我们才能看到它
C.我们能在不同的地区看见天上的月亮,是因为/月球表面对太阳光发生了漫反射
D.光污染是由漫反射造成的
7.上光学实验课时,小叶用激光灯对着光滑的大理石地面照射,无意中发现对面粗糙的墙壁上会出现一个明亮的光斑,而光滑地面上的光斑很暗,下列对此现象解释较合理的是 (　　)
/
图K3-4
A.地面吸收了所有的光
B.墙壁对光发生镜面反射
C.地面对光发生漫反射
D.墙壁对光发生漫反射
8.[2018·扬州]平面镜成像实验中,以下说法正确的是 (　　)
A.用光屏可以承接虚像
B.用玻璃板代替平面镜便于确定像的位置
C.平面镜所成像的大小与物到平面镜的距离有关
D.平面镜所成像的大小与平面镜的大小有关
二、填空题
9.[2018·河北]小/明在平静的湖边看到“云在水中飘,鱼在云上游”的现象。“云在水中飘”是小明以　　　　为参照物看到“云”在水中运动的现象。“鱼在云上游”是鱼通过水面的　　　　形成的虚像和云在水面的　　　　　形成的虚像同时出现的现象。?
10.[2018·怀化]小明身高1.6 m,站在距平面镜3 m处,能够看到自己的全身像。则他的像高　　　　m,像到平面镜的距离为　　　　m。?
11.[2018·玉林]如图K3-5甲所示,玉林园博园的飞虹桥桥/面距湖面3 m,它的“倒影”距桥面　　　　m。如图乙所示是从平面镜中看到的挂钟,挂钟显示的实际时间是　　　　。?
/
图K3-5
三、作图题
12.[2018·安徽]一棵小树生长在水塘中,图K3-6中用带箭头的线段AB表示小树露出水面的部分。请在图中画出AB通过水面反射所成的像A'B'。
/
图K3-6
13.[2018·贵州黔三州/]画出图K3-7中S发出的光线经平面镜反射后过P点的光路。
/
图K3-7
四、实验探究题
14.如图K3-8所示是做“探究平/面镜成像特点”实验的情景:竖立的透明玻璃板下方放一把刻度尺,刻度尺与玻璃板垂直,两支相同的蜡烛A、B竖立于玻璃板两侧的刻度尺上,以蜡烛A为成像物体。
/
图K3-8
(1)为便于观察,该实验最好在　　　　(选填“较明亮”或“较黑暗”)的环境中进行;此外,应采用　　　(选填“较薄”或“较厚”)的透明玻璃板代替平面镜,虽然成像不如平面镜清晰,但却能在观察到蜡烛A像的同时也能观察到　　　,巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题,这样的实验方法称为　　　　　　　。?
(2)点燃蜡烛A,小明应在　　　　(选填“A侧”或“B侧”)观察,小心地移动蜡烛B,直到与蜡烛A的像完全重合为止,但是无论他如何移动蜡烛A,发现蜡烛B都无法与蜡烛A的像重合,可能的原因是　　　　　　,问题解决后观察发现像与物的大小　　　　;进一步观察A、B两支蜡烛在刻度尺上的位置发现,像和物到玻璃板的距离　　　　,且像和物的连线与玻璃板　　　　。?
(3)为证实上述有关成像特点是否可靠,你认为应采取下列哪一项操作 (　　)
A.保持A、B两支蜡/烛的位置不变,多次改变玻璃板的位置进行观察
B.保持玻璃板位置不变,多次改/变蜡烛A的位置,进行与上述(2)相同的操作
(4)移去蜡烛B,在其原来的位置放一块光屏,光屏上不能承接到蜡烛A的像,这说明平面镜所成的像是　　　　(选填“虚”或“实”)像。?
能力培优
15.[2018·连云港]在“探究平面镜成像特点”的实验中,我们一般选用玻璃板代替平面镜,这样既能看见物体的像,也能透过玻璃板看见另一侧的物体,便于确定物体像的位置。但在实验中,由于玻璃板前后两个面都能成像,并且玻璃板的厚度对探究成像规律也有影响,聪明的小明利用生活中梳洗用的两块小镜子(该小镜子的前表面为反射面)也完成了实验,小明的实验步骤如下:
(1)如图K3-9甲所示,将两块小镜子分开一定距离固定于不锈钢框架上,将铅笔A放在小镜子前,/可以看见铅笔通过平面镜成上下两段不完整的　　　　(选填“虚”或“实”)像。此像虽然不完整,但比玻璃板成像要　　　　。?
/
图K3-9
(2)小明用与铅笔A完全一样的铅笔B找到了铅笔A像的位置,他具体的操作是?　。?
(3)为了消除小镜子厚度对物距和像距测量的影响,小明用图乙的方法测出了物距和像距,图丙为图乙的简化图,图丙中　　　　(选填“BD”或“BC”)表示像距/。?
参考答案
1.C
2.A　[解析] 射击时的“三点一线”说明了光沿直线传播,故A正确;池水看起来变浅以及太阳光经三棱镜后产生的彩色光带都属于光的折射现象,故B、D错误;平静的湖面看到蓝天白云,属于光的反射现象,故C错误。
3.D
4.A　[解析] 黑板反光说明黑板表面光滑,属于光的镜面反射,故A错误,符合题意;水中倒影是平面镜成像,属于光的反射,故B正确,不符合题意;树下光斑是光沿直线传播形成的,故C正确,不符合题意;雨后彩虹是光的色散,属于光的折射,故D正确,不符合题意。
5.B　6.C　7.D　8.B
9/.水　折射　反射
[解析] “云在水中飘”说明以水面为参照物,云是运动的;光线从水中斜射入空气时,介质种类变化,会发生折射,则人看到的是鱼通过水面折射形成的虚像;人看到的水中的云是云在水面反射形成的虚像。
10.1.6　3
[解析] 根据平面镜成像的特点可知,像与物的大小相等,像与物到平面镜的距离相等。小明的身高1.6 m,因此像高也是1.6 m;小明站在平面镜前3 m处,则像到平面镜的距离也是3 m。
11.6　7:25
12.如图所示
/
13.如图所示
/
14.(1)较黑暗　较薄　蜡烛B　等效替代法　(2)A侧
玻璃板倾斜　相同　相等　垂直　(3)B　(4)虚
15.(1)虚　清晰
(2)将铅笔B放在小镜子后,使/B与A的像看起来是一个完整的铅笔
(3)BD
[解析] (3)因为/前表面是反射面,故AD是物距,BD是像距。
课时训练04　光的折射　光的色散　看不见的光
限时:30分钟
一、选择题
1.潜水员在水中看岸上的小鸟,图K4-1中能正确表示其光线传播的大致路径的是 (　　)
/
图K4-1
2.[2018·自贡]下列关于光现象,下列说法正确的是 (　　)
A.漫反射不遵循光的反射定律
B.验钞/机利用红外线辨别钞票的真伪
C.开凿隧道时用激光束引导掘进机,利用了光的直线传播
D.自行车/的尾灯是靠光的折射来引起后方车辆司机注意的
3.[2018·淄博]下列关于光现象的说法正确的是 (　　)
A.物体逐渐靠近平面镜,所成的像逐渐/变大
B.光发生漫反射时,反射角一定等于对/应的入射角
C.光发生折射时,折射角一定小于入射角
D.我们看到“红花绿叶”,是/由于花吸收红光,叶子吸收绿光
4.[2018·重庆A卷/]如图K4-2所示的重庆网红图片,相关描述正确的是 (　　)
/
图K4-2
A.图甲中洪崖洞在平静江水中的倒影是等大的虚像
B.图乙中游客看到穿楼而过的轻轨列车是平面镜成的像
C.图丙中朝天门夜空中璀璨梦幻的光柱是光的折射形成的
D.图丁中用手机拍摄过江索道的照片利用了小孔成像的原理
5.[2018·哈尔滨]关于光现象的描述,下列说法不正确的是 (　　)
/
图K4-3
A.甲图:墙上出现手影——手挡住了光沿直线传播的路径
B.乙图:从不同角度能看见光屏上的实像——光发生镜面反射
C.丙图:平行光经凹透镜后的现象——凹透镜对光有发散作用
D.丁图:小聪通过平面镜看到小猫,同时小猫通过平面镜也看到小聪——反射时光路可逆
6.[2018·盐城]有一圆柱形敞口容器,从其左侧某一高度/处斜射一束激光,在容器底部产生一个光斑O,如图K4-4所示。下列操作使光斑向左移动的是 (　　)
/
图K4-4
A.保持水面高度不变,使激光笔向右平/移
B.保持激光射入角度不变,使水面上升
C.保持激光射入角/度不变,使水面下降
D.保持水面高度和入射点不变,使激光入射/角增大
二、填空/题
7.如图K4-5所示为一束光从空气斜射到某液面上,与液面的夹角为30°,且反射光与折射光相互垂直,则反射角是　　　　,折射角是　　　　。/?
/
图K4-5
/
图K4-6
三、/作图题
8.[2018·衡阳]如图K4-6所示,一束光从空气射向水面,已知入射光线AO,画出其折射光线和反射光线。
参考答案
1.C
2.C　[解析] 物体对光的反射可分为镜面反射和漫反射两类,漫反射同样遵循光的反射定律,故A错误;紫外线能使钞票上的荧光物质发光,从而判别钞票的真伪,/故B错误;开凿隧道用激光束引导掘进机,使掘进机沿直线前进,是利用光沿直线传播的特性,故C正确;自行车的尾灯是利用/了光的反射,故D错误。
3.B　4.A　5.B　6.B
7.60°　30°
8.如图所示
/
课时训练05　透镜及其应用
限时:30分钟
基础过关
一、选择题
1.[20/18·安徽]下列光路图错误的是 (　　)
/
图K5-1
2.[2018·长沙]现代生活,智能手机给人们带来了许多便利,但长时间盯着手机屏幕,容易导致视力下降。下列关于近视眼及其矫正的原理图正确的是 (　　)
/
图K5-2
A.甲　乙 B.甲　丁
C.丙　乙 D.丙　丁
3.[2018·衡阳]如图K5-3所示,下列光学现象及其解释正确的是 (　　)
/
图K5-3
A.图甲中,小孔成的是倒立的虚像
B.图乙中,人戴的凹透镜可以矫正远视眼
C.图丙中,海市蜃楼/由于光的折射形成的
D.图丁中,漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律
4.[2018·淄博]在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将点燃的蜡烛/放在凸透镜前某一位置,在凸透镜后20 cm的光屏上出现一个等大、倒立的像。如果将蜡烛移动到凸透镜前25 cm处/,则 (　　)
A.光屏上会出现倒立、放大的实像
B.将光屏靠近凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立、缩小的实像
C.将光屏远离凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立、放大的实像
D.无论怎样移动光屏,光屏上均找不到像
5.[2018·咸宁]一凸透镜的焦距为15 cm,将点燃的蜡烛从离凸透镜40 cm处沿主光轴移到20 cm处的过程中,像的大小和像距的变化情况是(　　)
A.像变大,像距变大 B.像变小,像距变小
C.像变大,像距变小 D.像变小,像距变大
6.[2018·衡阳]如图K5-4所示,小刚在做探究凸透镜成像规律的实验时,将焦距为10 cm的薄凸透镜固定在光具座上50 /cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上35 cm刻度线处,移动光屏至80 cm刻度线处,在光屏上得到烛焰清晰的像,以下说法正确的是 (　　)
/
图K5-4
A.此时光屏上成倒立、缩小的实像
B.此成像原理可以应用在放大镜上
C.保持凸透镜位置不变,将蜡烛向左移动,光屏也要向左移动才能再次在光屏上得到一个清晰的像
D.保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜在蜡烛与光屏之间移动,不可能再次在光屏上成清晰的像
7.用图K5-5甲所示的装置测出凸透镜的焦距,并探究凸透镜成像规律,当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙所示时,在光屏上可成清晰的像。下列说法正确的是 (　　)
/
图K5-5
A.凸透镜的焦距是30 cm
B.图乙中烛焰成的是倒立、放大的像
C.照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同
D.保持凸透镜、光屏位置不变,将蜡烛远离凸透镜,烛焰仍可在光屏上成清晰的像
8.[2018·广西北部湾]如图K5-6所示,使用手机摄像头扫描二维码时,成缩小的实像。下列仪器成像特点与其相同的是 (　　)
/
图K5-6
A.放大镜
B.照相机
C.投影仪
D.显微镜
9.[2018·深圳]用一个焦距为10 cm的放大镜来观察邮票细节,放大镜与邮票的距离应 (　　)
A.大于20 cm B.等于10 cm
C.小于10 cm D.在10 cm与20 cm之间
10.[2018·枣庄]近年来流行一种“自拍神器”给旅行者自拍带来方便,如图K5-7所示,与直接拿手机自拍相比,利用“自拍神器”可以 (　　)
/
图K5-7
A.增大像距
B.增大像的大小
C.缩短景物到镜头距离
D.增大取景范围
二、填空题
11.永州阳明山国家森林公园风景秀丽,园内严禁游客随地丢弃饮料瓶,这不仅是为了保护环境,更重要的是因为透明圆柱形饮料瓶装水后相当于一个　　　　镜,它对太阳光具有　　　　作用,可能引起森林火灾。?
12.[2018·眉山]如图K5-8所示,小红同学在探/究凸透镜成像规律的实验中,将焦距f=15 cm的凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处后,应将光屏向　　　　(选填“左”或“右”)移动,才能在光屏上观察到烛焰清晰的　　　/　(选填“正立”或“倒立”)的像。?
/
图K5-8
13.[2018·达州]某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,绘制了如图K5-9所示的图像(v表示像到凸透镜的距离,u表示物体到凸透镜的距离),用该凸透镜作放大镜使用时,被观察的物体到凸透镜的距离应在　　　　m以内;把物体从距凸透镜5 cm处移动到距凸透镜20 cm处的过程中,像的大小将　　　　　　　　　(选填“变大”“变小”“先变小再变大”或“先变大再变小”)。?
/
图K5-9
14.[2018·呼和浩特]在玻璃板下放置一个用眼睛看不清楚的小物体,把一滴水滴在小物体正上/方的玻璃板上,水滴就是一个放大镜,如果还看不清小物体,再拿一个凸透镜位于水滴正上方,调节凸透镜与水滴间的距离,就能看清玻璃板下的小物体。此时看到的是小物体的　　　　(选填“正立”或“倒立”)、　　　　(选填“放大”或“缩小”)的　　　　(选填“实”或“虚”)像。这个组合与　　　　(选填“望远镜”或“显微镜”)的原理相同。?
三、作图题
15.[2018·昆明]完成图K5-10中经过凸透镜后的两条光线。
/
图K5-10
16.[2018·玉林]在图K5-11中画出与入射光线对应的折射光线。
/
图K5-11
四、实验探究题
1/7.[2018·德州]小莉同学用焦距为10 cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验。
(1)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图K5-12甲所示时,在光屏上可得到一个清晰的倒立、　　　　的实像。若/保持蜡烛和光屏位置不变,移动透镜至　　　　cm刻度线处,光屏上能再次呈现清晰的像。?
/
图K5-12
(2)如图乙所示,保持蜡烛位置不变,移动透镜至16 cm刻度线处,则人眼在　　　(选填“A”“B”或“C”)处能观察到蜡烛的像,像是图丙中的　　　　　(选填数字序号)。?
(3)实验完成之后,小莉把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,如图丁所示,光屏上原来清晰的像变得模糊了,若想在光屏上重新得到清晰的像,在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下,应将光屏　　　　(选填“靠近”或“远离”)凸透镜。?
能力培优
18.实验室备有甲、乙、丙三个凸透镜,三个实验小组分别用这三个凸透镜探究凸透镜成像规律,实验时,当蜡烛到透镜的距离都为12 cm时,甲、乙、丙三透镜分别成缩小的实像、放大的虚像、放大的实像,则这三个透镜的焦距f甲、f乙、f丙的大小关系为 (　　)
A.f甲>f乙>f丙 B.f乙>f丙>f甲
C.f乙>f甲>f丙 D.f丙>f乙>f甲
19.[20/18·包头]如图K5-13所示,将焦距为10 cm的凸透镜固定在光具座50 cm刻度线处,此时在光屏中心已成烛焰清晰的像,下列说法正确的是 (　　)
/
图K5-13
A.此时烛焰在光屏上的成像特点与投影仪成像特点相同
B.若蜡烛移至20 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰缩小的像
C.若蜡烛移至45 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰放大的像
D.在图示中的烛焰和凸透镜之间放一副近视眼镜,将光屏左移可再次承接到清晰的像
20.[2018·泰安]在“探究凸透镜成像的规律”时,将点燃的蜡烛放在距凸透镜30 cm处,在透镜另一侧距离透镜16 cm处的光屏上得到烛焰清晰的像。则下列相关说法正确的是 (　　)
①光屏上成倒立、放大的实像
②照相机是利用这一成像原理工作的
③该透镜的焦距f一定满足8 cm④将近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,要使光屏上出现清晰的像,光屏应靠近透镜
A.只有①和③ B.只有②和④
C.只有②和③ D.只有①和④
21.[2018·宁波]为了探究眼的成像原理,小科自主研制了如图K5-14所示的实验装置。用水透镜模拟眼的晶状体,通过注水或抽水可改变水透镜凸度大小。光屏和水透镜固定在光具座如图所示的位置。点燃蜡烛后,调节水透镜凸度,直
至光屏上成一个清晰倒立、　　　　(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。若将点燃的蜡烛向左移动一小段距离,要使光屏上重新得到清晰的像,应对水透镜　　　　(选填“注水”或“抽水”)。?
/
图K5-14
22.[2018·荆州]某同学在探究凸透镜成像规律时,如图K5-15甲所示,将凸透镜A固定在光具座上35 cm刻线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上5 cm刻线处,移动光屏,使烛焰在光屏上成清晰的像。由凸透镜A成像中物距和像距的变化关系画出图像如图乙所示;接着/他保持蜡烛在5 cm刻线处,将凸透镜A换成凸透镜B并保持位置在35 cm刻线处不变,移动光屏,使烛焰在光屏上成清晰的像,如图丙所示。
/
图K5-15
(1)请根据上述实验现象和凸透镜成像规律判断:凸透镜A的焦距是　　　　cm,凸透镜A的焦距　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)凸透镜B的焦距。?
(2)在图甲中,保持凸透镜不动,把蜡烛向右移动5 cm,要想在光屏上再次得到清晰的像,应该把光屏向　　　　(选填“左”或“右”)移动一段距离,像将　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。?
(3)图丙所示的实验现象可以说明　　　　(选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”)的成像特点;若将远视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变模糊了,若保持凸透镜和光屏的位置不动,应使蜡烛　　　　(选填“靠近”或“远离”)凸透镜,则又能在光屏上看到烛焰清晰的像。?
参考答案
1.C　[解析] 放大镜成正立、放大的虚像,像是由折射光线的反向延长线相交得到的,故A正确,不符合题意。小孔成像是实际光线通过小孔时沿直线传播会聚成的实像,故B正确,不符合题意。光由空气斜射入水中时,折射光线应靠近法线,折射角应小于入射角,故C错误,符合题意。近视眼看远处物体时,物体“发出”的光通过晶状体折射后形成的像会落在视网膜的前方,导致看不清远处的物体;为使像成在视网膜上,应让光线发散一些,所以近视眼应戴凹透镜加以矫正,故D正确,不符合题意。
2.A　[解析] 题图甲中,远处物体的像成在视网膜之前,是近视眼的成像原理;图丙中,近处物体的像成在视网膜之后,是远视眼的成像原理;近视眼要戴凹透镜进行矫正,图乙中戴的是凹透镜,图丁中戴的是凸透镜。故选A。
3.C　[解析] 小孔成像成的是倒立的实像,A错误;戴凹透镜可以矫正近视眼,B错误;海市蜃楼是由于光通过密度不均匀的空气时发生折射形成的,C正确;镜面反射和漫反射均遵循光的反射定律,D错误。
4.B　[解析] 光屏上出现倒立、等大的像,说明v=2f=20 cm,则f=10 cm;蜡烛移动到凸透镜前25 cm处,此时u>2f,成倒立、缩小的实像,则应有f5.A
6.C　[解析] 根据题意可知,物距u=50 cm-35 cm=15 cm,像距v=80 cm-50 cm=30 cm,像距大于物距,且在光屏上成清晰的像,所以此时成倒立、放大的实像,此原理应用于投影仪等设备上,故A、B错误;保持凸透镜位置不变,将蜡烛向左移动,物距变大,像距将变小,要再次在光屏上成一个清晰的像,光屏应向左移动,故C正确;保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜在蜡烛与光屏之间移动,当物距等于30 cm,像距等于15 cm时,在光屏上可以得到一个清晰的像,故D错误。
7.B　8.B　9.C
10.D　[解析] “自拍神器”拍照利用了凸透镜成实像的性质。凸透镜成实像时,物距变大,像和像距就都变小。利用“自拍神器”拍照与直接拿手机自拍相比,物距变大,像和像距都变小,这样做可以增大取景范围。故选D。
11.凸透　会聚
12.右　倒立
13.0.05　变小
[解析] 由题图可知,当物距u=10 cm时,像距v=10 cm,此时/物体是在二倍焦距处成倒立、等大的实像,因此该凸透镜的焦距为5 cm=0.05 m,用该凸透镜当作放大镜观察物体时,应将被观察物体放在一倍焦距以内,才能看到物体放大的虚像,故被观察物体到凸透镜的距离应小于0.05 m;把物体从距凸透镜5 cm处移动到20 cm处时,即物体从焦点向远离凸透镜方向运动时,根据成实像时“物近像远像变大,物远像近像变小”的规律可知,像将靠近凸透镜,且变得越来越小。
14.正立　放大　虚　显微镜
15.如图所示
/
16.如图所示
/
17.(1)放大　40　(2)B　4　(3)远离
[解析] (1)由题图甲可知,物距为15 cm,大于一倍焦距小于二倍焦距,此时成倒立、放大的实像。根据光路的可逆性可得,当第二次的物距等于第一次的像距时,此时第二次的像距是第一次的物距,即第二次的物距为30 cm,故将凸透镜移动到40 cm刻度处。(2)由图乙可知,此时物距为6 cm,小于一倍焦距10 cm,成正立、放大的虚像,且物、像在透镜的同侧,故人眼应在B处才能看到烛焰正立、放大的虚像。(3)近视眼镜的镜片是凹透镜,对光线有发散作用,会使像延迟汇聚,即像距变大,故应将光屏远离凸透镜。
18.B　19.B
20.C　[解析] 蜡烛距离凸透镜30 cm时,在透镜的另一侧16 cm处的光屏上得到一个清晰的像,此时物距大于像距,成倒立、缩小的实像,与照相机的成像原理相同,故①错误,②正确。此时蜡烛在二倍焦距以外,像在一倍焦距和二倍焦距之间,即30 cm>2f,2f>16 cm>f,解得8 cm21.缩小　抽水
[解析] 由题图可知,物距大于像距,并且能在光屏上成实像,所以物距一定是在二倍焦距之外,成倒立、缩小的实像。向左移动蜡烛,即物距变大,像距应该变小,光屏应该/向左移动,才能在光屏上再次呈现到清晰的像,但若保持光屏和透镜位置不变,仍使得烛焰在光屏上成清晰的像,即需要让凸透镜的会聚能力减弱,让凸透镜的凸度变小,故应该向外抽水。
22.(1)10　小于　(2)右　变大　(3)幻灯机　靠近
[解析] (1)根据图乙可知,蜡烛成等大的实像时u=v=2f=20 cm,所以f=10/ cm,即凸透镜A的焦距是10 cm。设凸透镜B的焦距为fB,由图丙知fB<30 cm<2fB,所以15 cm课时训练06　质量和密度　
基础过关
一、选择题
1.如图K6-1所示是我国自行研制的C919大型喷气客机,它的机身和机翼均采用了极轻的碳纤维材料。这种材料的优点是 (　　)
/
图K6-1
A.密度小 B.弹性小
C.体积小 D.硬度小
2.我国研制的“/全碳气凝胶”是目前世界上密度最小的固态材料,其密度仅为0.16 kg/m3,则 (　　)
A.该材料体积越大,密度越大
B.1 m3的该材料质量为0.16 kg
C.该材料制成的物品带到太空,质量减小
D.该材料适合做打桩用的重锤
3.在“用托盘天平称物体质量”的实验中,下列操作错误的是 (　　)
A.使用天平时,将天平放在水平桌面上
B.调节横梁平衡时,只调节了平衡螺母
C.称量时,左盘放置待测物体,右盘放置砝码
D.观察到指针静止时指在分度盘的中线处,确定天平已平衡
4.一箱汽油用掉一半后,剩下的汽油与原来一箱汽油相比较,大小变为原来一半的物理量是 (　　)
A.质量 B.密度
C.热值 D.比热容
5.[2017·株洲] 2017年5月18日,我国全球首次海域试采可燃冰(固态天然气水合物)在南海取得成功。已知1 m3的可燃冰质量约0.9 t,则可燃冰的密度最接近下列哪种物质 (　　)
A.水 B.空气
C.铁 D.铅
6.有四只如图K6-2所示形状的烧杯,盛有质量相等的煤油、植物油、水和硫酸(ρ硫酸>ρ水>ρ植物油>ρ煤油),其中盛水的烧杯应该是 (　　)
/
图K6-2
7.[2018·广西北部湾]甲、乙两种物体的质量和体积的关系图像如图K6-3所示,则甲、乙两物体的密度之比是 (　　)
/
图K6-3
A.8∶1 B.4∶3
C.4∶1 D.2∶1
二、填空题
8.[2017·益阳]一件200 kg的冰雕作品熔化成水后其质量为　　　　kg,体积是　　　　m3。(水的密度为1.0×103 kg/m3)?
9.[2018·淄博]两个完全相同的瓶子装有不同的液体,放在横梁已平衡的天平上,如图K6-4所示,则甲瓶液体的质量
　　　　乙瓶液体的质量,甲瓶液体的密度　　　　乙瓶液体的密度。(均选填“大于”“等于”或“小于”)?
/
图K6-4
10.[2018·盐城]小明将托盘天平放在/　　　　桌面上,调节天平平衡,测出小石块质量,天平平衡时,右盘所加砝码和游码的位置如图K6-5所示,则小石块的质量为　　　g;接着测出小石块的体积为10 cm3,则小石块的密度为　　　　kg/m3。?
/
图K6-5
11.小刚在实验室测量某液体的密度/。他先将该液体倒入量筒中,该液体的体积如图K6-6甲所示,接着用天平测出空烧杯的质量为30 g,然后他将量筒中的液体全部倒入烧杯中,用天平测量烧杯和液体的总质量,天平平衡时的情景如图乙所示,则烧杯和该液体的总质量为　　　g。根据上述实验数据计算出该液体的密度为　　　　　kg/m3。采用这种方法测量的液体密度将　　　(选填“偏大”或“偏小”),原因是　 ?　。?
/
图K6-6
三、实验探究题
12.[2017·湘潭]小聪用实验测量玻璃样品的密度,操作过程如下:
(1)将天平放在水平桌面上,把游码移到标尺左端　　　　处,发现指针静止时指在如图K6-7甲所示的位置,则应将平衡螺母向　　　　(选填“左”或“右”)调节使天平平衡。?
/
图K6-7
(2)把玻璃样品放在天平的左盘,往右盘加减砝码,调节游码,使天平重新平衡。右盘中砝码的质量及游码在标尺上的位置如图乙所示,则样品的质量为　　　　g。?
(3)将适量的水倒入量筒中,如图丙,量筒内水的体积为　　　　mL。用细线系住玻璃样品,轻轻放入装水的量筒内,如图丁,则可得玻璃样品的体积为　　　　cm3。由此可得出玻璃样品的密度为　　　　kg/m3。?
(4)测得玻璃样品密度后,小聪又查阅了相关的资料,得知玻璃在熔化的过程中,要不断　　　(选填“吸收”或“放出”)热量,没有固定的熔点,属于　　　　(选填“晶体”或“非晶体”)。?
13.[2018·岳阳]用天平和量筒测量某品牌牛奶的密度。
(1)天平放在水平台上,将游码移到零刻度线处,指针位置如图K6-8甲所示,应向　　　　(选填“/左”或“右”)调节平衡螺母,直至横梁平衡。?
/
图K6-8
(2)往烧杯中倒入适量牛奶,测得烧杯和牛奶的总质量为106 g。
(3)将烧杯中部分牛奶倒入量筒,如图乙,再测出烧杯和剩余牛奶的质量,如图丙。
(4)算出牛奶的密度为　　　　g/cm3。?
(5)若操作(3)中步骤时,不慎将少量牛奶附着在量筒内壁上,测得的牛奶密度将会　　　　(选填“偏小”“不变”或“偏大”)。?
(6)两个相同的杯子分别装满水和牛奶,总质量较大的是装　　　　的杯子。(ρ水=1 g/cm3)?
能力培优
14.[2018·南充]如图K6-9所示是将一个气球压入水中的过程(气球不会漏气且不会爆裂),球内气体的质量和密度变化情况是 (　　)
/
图K6-9
A.质量变大,密度变大
B.质量不变,密度变小
C.质量变小,密度不变
D.质量不变,密度变大
15.小花同学利用天平和量杯测量某种液体的密度时,记录实验的数据如下表。这种液体的密度和空量杯的质量分别是(　　)
液体与量杯的总质量m/g
30
50
70
液体的体积V/cm3
10
30
50
A.3.0×103 kg/m3,10 g
B.1.7×103 kg/m3,10 g
C.1.4×103 kg/m3,20 g
D.1.0×103 kg/m3,20 g
16.已知一个空瓶子装满水后的总质量为300 g,在装满水的瓶子中放入一个小石块,溢出水后其总质量为320 g,取出石块后,剩余的水和瓶子的总质量为290 g。则石块的质量为　　　　g,石块的密度为　　　　g/cm3。(不计取出石块的过程中带走的水,ρ水=1×103 kg/m3)?
17.[2018·十堰]小天妈妈买到一块绿松石小工艺品,小天想知道绿松石的密度,/进行了如下实验:
(1)按图K6-10甲调节天平横梁平衡,这一过程中的错误是　　　　　　　　　　。?
/
图K6-10
(2)纠正错误后,小天调节天平平衡并测量出该工艺品的质量,当天平平衡时,右盘砝码和游码在标尺上位置如图乙所示,工艺品的质量m石为　　　g。?
(3)小天利用量筒测量工艺品的体积如图丙所示,则该工艺品的体积V石为　　　　cm3。?
(4)计算出这块绿松石制作的工艺品的密度为　　　　g/cm3。?
(5)如果小天将实验步骤(2)、(3)互换一下,测出工艺品的密度将偏　　　　(选填“大”或“小”)。?
(6)实验完成后,小天还利用这块绿松石工艺品和一个弹簧测力计测出了家中食用油的密度,实验过程如图丁所示,弹簧测力计示数为F,则食用油的密度(写出字母表达式)ρ油=　　　　。(工艺品已经测出的质量和体积分别用m石和V石表示)?
18.[2018·遂宁]悠悠涪江水孕育了涪江两岸儿女。爱动脑筋的小红想知道涪江水的密度究竟有多大,于是她取了一些涪江水,在学校实验室找了下列器材:天平及砝码,量筒(刻度清晰但没有数字),烧杯,铜块(已知它的密度为ρ1),细线,利用这些器材按下列步骤测出了涪江水的密度,请你帮小红完善实验探究过程:
(1)把天平放在水平桌面上,将游码移到零刻度线处,指针偏向分度盘中线左侧,此时应向　　(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使天平横梁平衡。?
(2)用天平测出铜块的质量m1。
(3)在量筒内倒入适量的涪江水,用细线拴住铜块,将它缓慢浸没在量筒内的水中并记下水面到达的刻度线A,然后取出铜块。
(4)在烧杯内倒入适量的涪江水,用天平测出水和烧杯的总质量m2。
(5)　。?(请你写出这一步的操作方法)
(6)用天平测出烧杯内剩余涪江水和烧杯的总质量m3,砝码和游码位置如图K6-11所示,则m3=　　　　　　g。?
/
图K6-11
(7)涪江水密度的表达式为ρ=　　　　(物理量用符号表示)。根据以上实验方案,小红测出的涪江水密度比真实值
　　　　(选填“偏大”或“偏小”)。?
19.盐水选种是我国古代劳动人民发明的一种巧妙的选种子的方法,该法对盐水的密度有较高的要求,如果盐水密度太小,会导致瘪种下沉而使所选出/的种子整体质量降低;如果盐水密度过大,又会导致部分果实饱满的种子上浮而造成浪费。现有密度分别为ρ1和ρ2的盐水,且ρ1<ρ2,各取相同体积,且体积均为V。(假设盐水混合前后体积不变)
(1) 如果把这两种盐水混合,则混合后盐水的密度是多少?
(2) 如果要求配成密度为ρ0=
2
??
1
??
2
??
1
+
??
2
的盐/水,可得盐水最大体积为多少?
参考答案
1.A　2.B　3./B　4.A　5.A　6.B
7.A　[解析] 由图像可知,当V甲=1 cm3时,m甲=8 g;当V乙=4 cm3时,m乙=4 g,
则甲、乙两种物体的密度分别为ρ甲=
??
甲
??
甲
=
8g
1c
m
3
=8 g/cm3,ρ乙=
??
乙
??
乙
=
4g
4c
m
3
=/1 g/cm3,
则甲、乙两物体的密度比ρ甲∶ρ乙=/8 g/cm3∶1 g/cm3=8∶1。故选A。
8.200　0.2
9.等于　小于
10.水平　26　2.6×103
[解析] 使用天平时,应将天平放在水平桌面上;所测物体的质量为砝码的总质量与游码所对的刻度值之和,故小石块的质量为m=20 g+5 g+1 g=26 g;题中已知小石块体积V=10 cm3,则小石块的密度为ρ=
??
??
=
26g
10c
m
3
=2.6 g/cm3=2.6×103 kg/m3。
11.63　1.1×103　偏小　量筒中液体倒入烧杯中时会有残留,造成测得质量偏小,所以密度偏小
12.(1)零刻度线　左　(2)27　(3)30　10　2.7×103
(4)吸收　非晶体
13.(1)左　(4)1.1　(5)偏大　(6)牛奶
[解析] (1)指针偏向右侧,平衡螺母应向左侧调节。(4)量筒中牛奶的质量为m=106 g-62 g=44 g,由图乙知量筒中牛奶体积V=40 cm3,则量筒中牛奶的密度ρ=
??
??
=
44g
40c
m
3
=1.1 g/cm3。(5)将少量的牛奶附着在量筒的内壁上,测得牛奶的体积偏小,牛奶的质量一定时,体积偏小,牛奶的密度偏大。(6)体积相同的两个杯子分别装满水和牛奶,体积一定时,密度越大,质量越大,则装满牛奶的杯子总质量较大。
14.D　15.D
16.30　3
17.(1)未先将游码归零　(2)27　(3)10
(4)2.7　(5)大　(6)
??
石
??-??
??
石
??
[解析] (1)调节天平平衡时,应先将游码归零,然后再调节平衡螺母。(2)工艺品的质量等于砝码的质量加上游码所对的刻度值,即m石=20 g+5 g+2 g=27 g。(3)工艺品的体积为V石=30 mL-20 mL=10 mL=10 cm3。(4)工艺品的密度为ρ=
??
石
??
石
=
27g
10c
m
3
=2.7 g/cm3。(5)如果先测工艺品的体积再测质量,则由于测体积时会带出部分水,导致测量的质量会偏大,从而使测量的密度也偏大。(6)根据弹簧测力计的示数及工艺品的质量可计算出工艺品在食用油内所受的浮力为F浮=m石g-F,根据阿基米德原理可得:F浮=ρ油gV石,则食用油/的密度ρ油=
??
浮
??
石
??
=
??/
石
??-??
??
石
??
。
18.(1)右
(5)将烧杯中的涪江水倒入量筒中,直到液面上升到刻度线A　(6)47.4　(7)
??
2
-
??
3
??
1
ρ1　偏大
[解析] (5)量筒的刻度清晰但没有数字,因此借助于已知密度为ρ1的铜块测量涪江水的体积,即V水=V铜/,故要将烧杯中的涪江水倒入量筒中,直到液面上升到刻度线A。(6)由砝码质量和游码的位置可知,m3=20 g+20 g+5 g+2.4 g=47.4 g。(7)由密度的计算公式可知ρ=
??
??
=
??
2
-
??
3
??
1
??
1
=
??
2
-
??
3
??
1
ρ1;将铜块从量筒中取出时会带出一部分水,导致量筒内涪江水的体积偏小,因此将烧杯中的涪江水倒入量筒中,液面上升到刻度线A处时,倒入的涪江水的体积偏大,测得质量偏大,故测出的涪江水密度比真实值偏大。
19.解:(1)由ρ=
??
??
可得,两盐水的质量分别为m1=ρ1V,m2=ρ2V,则混合盐水的总质量m混=m1+m2=ρ1V+ρ2V,混合盐水的密度ρ混=
??
混
2??
=
??
1
??+
??
2
??
2??
=
??
1
+
??
2
2
。
(2)要配成密度为ρ0=
2
??
1
??
2
??
1
+
??
2
的盐水,设用密度为ρ1的盐水质量为m'1,用密度为ρ2的盐水质量为m'2,则所用两盐水的体积分别为V1=
??
'
1
??
1
,V2=
??
'
2
??
2
,所以配成的盐水的体积/为V'=V1+V2=
??
'
1
??
1
+
??
'
2
??
2
①。
配成后盐水质量m=m'1+m'2,则可得配成后盐水的体积为V'=
??
??
0
=
??
/'
1
+??
'
2
2
??
1
??
2
??
1
+
??
2
=
??
'
1
+??
'
2
2
??
2
+
??
'
1
+??
'
2
2
??
1
②。
联立①②可得m'1=m'2。
因为ρ1<ρ2,所以要配出ρ0=
2
??
1
??
2
??
1
+
??
2
的盐水,且要使所得盐水的体积最大,则密度为ρ1的盐水全部用完(即所用ρ1盐水体积为V),密度为ρ2的盐水有剩余(即所用ρ2盐水质量m'2=m'1=ρ1V),则所得盐水的最大体积V大=V+
??
'
2
??
2
=V+
??
1
??
??
2
=(1+
??
1
??
2
)V。
课时训练07　机械运动　速度
基础过关
一、选择题
1.[2018·广州]如图K7-1所示是常用的5号电池的示意图,其型号的另一种表示方法为“14500”,前两位数是直径,后三位数是高度,则该型号电池高度为 (　　)
/
图K7-1
A.14 mm
B.145 mm
C.500 mm
D.50.0 mm
2.某同学周末坐甲车回家,与之并排的乙车在超车,该同学感觉自己在后退,则他选择的参照物是 (　　)
A.甲车
B.乙车
C.地面
D.路旁的树
3.“频闪摄影”是探究物体运动时常用的一种实验方法,下面四个图是小严同学利用频闪照相机拍摄的不同物体运/动时的频闪照片(黑点表示物体的像),其中可能做匀速直线运动的是 (　　)
/
图K7-2
4.甲、乙两人同时从同一起跑线出发,同向做匀速直线运动,某时刻他们的位置如图K7-3Ⅰ所示,图Ⅱ中/能正确反映两人运动距离与时间关系的是 (　　)
/
/
图K7-3
5.[2018·成都]近来共享电动汽车成为人们低碳出行的交通工具,某共享汽车30 min行驶20 km,则该车的平均速度为(　　)
A.40 km/h B.1.5 km/min
C.15 m/s D.40 m/s
6.[2018·青岛]小明步行的平均速度是1.2 m/s,从家到学校要走15 min,那么他上学要走的路程是 (　　)
A.1080 m B.108 m
C.18 km D.0.3 km
7.[2018·娄底]在平直的公路上,小明坐在车上用电子手表的秒表功能记下了汽车连续通过5根电线杆的时间为10 s,相邻电线杆的距离为50 m,则汽车的平均速度约为 (　　)
A.90 km/h B.70 km/h
C.50 km/h D.40 km/h
8.[2018·临沂]在体育测试过程中,以下选项正确的是 (　　)
A.跳远测试时,必须选用分度值为1 mm的刻度尺进行测量
B.小明在50 m测试中看到旁边的看台向后运动,选取的参照物是跑道
C.小明50 m测试的成绩是7 s,则他的平均速度为6.25 m/s
D.1000 m测试中小明的平均速度为5 m/s、小亮的成绩是240 s,小明更快
9.[2018·自贡]如图K7-4所示是某物体做直线运动时的路程随时间变化的图像,由图像判断下列说法错误的是(　　)
/
图K7-4
A.5 s时,物体通过的路程为2.5 m
B.整个20 s时间内,物体的平均速度为0.2 m/s
C.物体在20 s内都做匀速直线运动
D.物体在0~5 s时间内的速度比10~20 s内的速度大
10.[2018·衡阳]在如图K7-5所示的斜面上测量小车运动的平均速度,让小车从斜面的A点由静止开始下滑,分别测出小车到达B点和C点的时间,即可测出不同阶段的平均速度。对上述实验,数据处理正确的是 (　　)
/
图K7-5
A.图中AB段的路程sAB=50.0 cm
B.如果测得AC段的时间tAC=2.5 s,则AC段的平均速度vAC=32.0 /cm/s
C.在测量小车到达B点的时间时,如果小车过了B点才停止计时,则测得AB段的平均速度vAB会偏大
D.为了测量小车在BC段的平均速度vBC,可以将小车从B点静止释放
二、填空题
11.[2017·怀化]如图K7-6所示,该刻度尺的分度值为　　　mm,被测物体的长度为　　　cm。?
/
图K7-6
12.[2018·怀化]小明五一期间跟爸爸一起乘火车去张家界游玩,火车在路上行驶时,以路边的房屋为参照物,火车是
　　　　的;以车窗为参照物,火车上的座椅是　　　　的。?
13.一辆正在高速公路上行驶的汽车,其速度表如图K7-7所示,指针显示汽车速度为　　km/h,合　　m/s。?
/
图K7-7
14.[2018·柳州]图K7-8记录了汽车在平/直的公路上行驶时,在相同时间内通过的路程。由图可知汽车在各段时间内平均速度是　　　　的,大小等于　　　　m/s。?
/
图K7-8
15.[2018·邵阳] 2017年9月28日,邵阳市区的雪峰大桥正式通车,如图K7-9所示,这是一座翼型伸展度居全国首位的翼型斜拉桥,设计时速60 km/h。一辆以15 m/s的速度匀速行驶的汽车通过大桥,用时43.4 s,请你计算出大桥长
　　　　m。(忽略车长)?
/
图K7-9
16.[2018·桂林]周末,小关和小超分别与家人驾车同时从同一地点前往桂林市乐满地主题乐园游玩,如图K7-10所示是两小车在某段平直公路上的运动图像,由图可知,两小车都在做　　　　　　　　(选填“加速直线运动”或“匀速直线运动”);小超家车的速度　　　　(选填“大于”或“小于”)小关家车的速度。?
/
图K7-10
17.[2018·烟台]甲、乙两小车同时同地向东做匀速直线运动,它们的s-t图像如图K7-11所示,甲车的速度为　　　　,5 s时两车相距　　　　。以甲车为参/照物,乙车向　　　　运动。?
/
图K7-11
三、实验探究题
18.[2018·内江]如图K7-12所示是某同学设计的测量小车在固定斜面上运动时的平均速度的实验装置图。小车从带有适当刻度的斜面顶端由静止自由下滑,图中的时刻是小车到达A、B两处时电子时钟所显示的两个不同的时刻,则:
/
图K7-12
(1)由图可知,斜面上的刻度尺的最小分度值为　　　　mm。?
(2)该实验原理是　　　　。?
(3)在实验中,为了方便计时,应使斜面的倾角适当　　　　(选/填“大”或“小”)一些。?
(4)由图可知:小车在A、B两点间运动的平均速度为　　　　m/s。?
四、计算题
19.某司机驾车前行,突然发现前方80 m处有紧急情况,经过0.6 s(反应时间/)后开始制动刹车,这段时间内汽车保持原速前行了15 m,又经过4.4 s滑行60 m车停止。
(1)求汽车制动前的速度。
(2)求汽车从发现情况到完全停止的这段时间内汽车的平均速度。
(3)若司机酒后驾车,反应时间是平时的4倍。请通过计算判断汽车是否会撞上障碍物。
/
图K7-13
能力培优
20.[2018·眉山] 2018年4月30日东坡国际半程马拉松比赛在眉山市湿地公园隆重举行,若甲、乙两位运动员同时从起跑线起跑并做匀速直线运动,他们的s-t图像是如图K7-14所示a、b、c三条图线中的两条,甲的速度大于乙的速度,运动5 s甲、乙间的距离大于2 m,则(　　)
/
图K7-14
A.甲的s-t图像一定为a
B.乙的s-t图像一定为c
C.甲的s-t图像可能为b
D.乙的s-t图像可能为a
21.沿同一条直线向东运动的物体A、B,其运动相对同一参考点O的距离s随时间t变化的图像如图K7-/15所示,以下说法正确的是(　　)
①两物体由同一位置O点开始运动,但物体A比B迟3 s才开始运动
②t=0时刻,A在O点,B在距离O点5 m处
③从第3 s开始,vA>vB,5 s末A、B相遇
④5 s内,A、B的平均速度相等
A.只有①④正确 B.只有③④正确
C.只有①③正确 D.只有②③正确
/
图K7-15
22.一个骑自行车的人与一个跑步的人在平直路面上运动,他们通过的路程随时间变化的图像如图K7-16所示。根据图线回答下列问题:
/
图K7-16
(1)骑车者和跑步者　　　　(选填“是”或“不是”)同时出发。?
(2)跑步者前进200 m路程所用的时间为　　s。?
(3)骑车者的速度为　　　m/s;跑步者的速度为　　　m/s。?
(4)在运动过程中,若以跑步者为参照物,骑车者是　　　　的。?
23.如图K7-17所示是空中加油机正在加油的情景,要想顺利完成空中加油,受油机相对于加油机应处于　　　　状态;两飞机在空中水平匀速飞行,进行空中加油的过程中,加油机的重力势能将　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。?
/
图K7-17
24.田径跑道的周长是400 m,小明匀速跑一圈用时80 s,则小明的速度为　　　m/s/。小明以原速与小丽同时从同一地点、反向匀速跑步,当小丽的速度为3 m/s时,小明与小丽从出发到第一次相遇需要的时间是　　　　s。?
25.[2018·济宁]下表是简化的2018年北京南/至上海虹桥的G101次列车时刻表。G101次列车从济南西至曲阜东的行车里程为　　　　km;G101次列车从北京南至曲阜东的平均速度为　　　　km/h。?
站名
到站时间
出发时间
里程/km
北京南
06:43
06:43
0
济南西
08:37
08:41
406
曲阜东
09:13
09:15
535
26.一位电/脑动画爱好者设计了一个“猫捉老鼠”的动画游戏,如图K7-18所示。在一个边长/为a的大立方体木箱的一个顶角G上,老鼠从猫的爪间逃出,选择了一条最短的路径,沿着木箱的棱边奔向洞口,洞口在木箱的另一顶角A处。若老鼠奔跑中保持速度大小v不变,并不重复跑过任何一条棱边及不再回到G点,聪明的猫也/选择了一条最短的路线奔向洞口(设猫和老鼠同时从G点出发),则猫奔跑的速度为　　　　时,猫恰好在洞口A再次捉到老鼠。(忽略洞口的大小,也忽略猫和老鼠的形状和大小)?
/
图K7-18
27.如图K7-19(a)所示,停在公路旁的公安巡逻车利用超声波可以监测车速:巡逻车上测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收到的信号间的时间差,就能测出车速。在图(b)中,P1、P2是测速仪先后发出的超声波信号,n1、n2分别是测速仪检测到的P1、P2经反射后的信号。设测速仪匀速扫描,P1与P2之间的时间间隔为0.9 s,超声波在空气中传播的速度为340 m/s。假设被测汽车沿直线匀速行驶,求汽车的速度是多少?
/
图K7-19
参考答案
1.D　[解析] 前两位数“14”表示直径,故A、B错误;表示高度的后三位数是“500”,根据日常生活经验可知,应为5 cm=50.0 mm,故C错误,D正确。
2.B　3.B　4.D
5.A　[解析] 该车行驶的速度v=
??
??
=
20km
0.5h
=40 km/h≈11.11 m/s,故选A。
6.A　[解析] 他上学要走的路程s=vt=1.2 m/s×900 s=1080 m。故选A。
7.B　[解析] 汽车连续通过5根电线杆,实际通过了4个相邻电线杆之间的距离,s=50 m×4=200 m,t=10 s,所以v=
??
??
=
200m
10s
=20 m/s=72 km/h,因B选项最接近此数值,故选B。
8.D　[解析] 跳远测试时,不能选用分度值为1 mm的刻度尺进行测量;小明在50 m测试中看到旁边的看台向后运动,是选取自己为参照物;小明50 m测试的成绩是7 s,则他的平均速度为v=
??
??
=
50m
7s
≈7.14 m/s;1000 m测试中小亮的速度为v'=
??'
??'
=
1000m
240s
≈4.17 m/s,小于小明的速度,所以小明更快。故选D。
9.C
10.B　[解析] sAB=80.0 cm-40.0 cm=40.0 cm,A错误;vAC=
??
????
??
????
=
80.0cm
2.5s
=32 cm/s,B正确;在测量小车到达B点的时间时,如果小车过了B点才停止计时,测得AB段所用的时间偏大,距离不变,根据公式v=
??
??
可知,平均速度vAB会偏小,C错误;测量小车在BC段的平均速度vBC,若将小车从B点静止释放,BC段的距离不变,但通过BC段的时间将变大,平均速度将变小,D错误。
11.1　2.85(2.83~2.87皆可)
12.运动　静止
13.90　25
14.相等　30
15./651
16.匀速直线运动　大于
17.0.2 m/s　0.5 m　西
18.(1)2　(2)v=
??
??
(3)小　(4)0.03
19.解:(1)汽车制动前的速度v1=
??
1
??
1
=
15m
0.6s
=25 m/s。
(2)从发现情况到完全停止的路程s=s1+s2=15 m+60 m=75 m,
所用时间t=t1+t2=0.6 s+4.4 s=5 s,
汽车平均速度v=
??
??
=
75m
5s
=15 m/s。
(3)此时司机反应时间t'=4t1,所以这段时间行驶的路程
s'=v1t'=v1×4t1=25 m/s×4×0.6 s=60 m,
s总=s'+s2=60 m+60 m=120 m;
因s总=120 m>80 m,所以汽车将撞上障碍物。
20.A　21.D
22.(1)是　(2)50　(3)6.67　4　(4)运动
23.静止　变小
24.5　50
25.129　214
[解析] G101次列车从济南西至曲阜东的行车里程s=535 km-406 km=129 km。
G101列车从北京南至曲阜东的运行时间t=09:13-06:43=2.5 h,
则G101次列车从北京南至曲阜东的平均速度v=
??'
??
=
535km
2.5h
=214 km/h。
26.
5
3
v
[解析] 经过分析可知,老鼠从顶角G点出发到达A点的洞口,走过的最短路程s老鼠=3a(三条棱)
因为v=
??
??
,
所以老鼠的运动时间t=
??
老鼠
??
=
3??
??/
。
题图中木箱的展开图如下图所示,由图可知:猫走的最短路程s猫=AG=
??
2
+(2??
)
2
=
5
a,
由题意可知:由于猫与老鼠同时抵达洞口A,
它们的运动时间相同,
则猫的速度v猫=
??
猫
??
=
5
??
3??
??
=
5
??
3
。
/
27.解:由图知P1、P2之间间隔的刻度值为4.5个大格,时间长为0.9 s,则P1、n1之间间隔的刻度值为1.5个大格,所以对应的时间为0.3 s;所以测速仪第一次发出超声波时,经过了0.15 s到达了汽车处,而信号从汽车处返回测速仪,也用了0.15 s的时间。
P2、n2之间间隔的刻度值为1个大格,所以对应的这两点之间的时间为0.2 s,即测速仪第二次发出超声波时,经过了0.1 s到达了汽车处,而信号从汽车处返回测速仪,也用了0.1 s的时间。
测速仪第一次发出的信号从汽车处返回到测速仪时,汽车距测速仪的距离为:
s1=v声t1=340 m/s×0.15 s=51 m;
第二次发出的信号从汽车处返回到测速仪时,汽车距测速仪的距离为:
s2=v声t2=340 m/s×0.1 s=34 m;
因此汽车在第一次发出的信号到达汽车时与第二次发出的信号到达汽车时行驶的路程为s'=s1-s2=51 m-34 m=17 m;
这17 m共用的时间为t'=Δt-
??
1
2
+
??
2
2
=0.9 s-0.15 s+0.1 s=0.85 s;
所以汽车的车速为v'=
??'
??'
=
17m
0.85s
=20 m/s。
课时训练08　力　弹力　重力　摩擦力
基础过关
一、选择题
1.关于力,下列说法中错误的是 (　　)
A.两个物体不接触也可以有力的作用
B.小孩用力推墙,他同时也受到墙的推力
C.推门时离门轴越近,用力越大,说明力的作用效果只与力的作用点有关
D.足球运动员用头顶球,球运动方向发生改变,表明力可以改变物体的运动状态
2.[2017·株洲]乒乓球比赛中,有时会出现“擦网球”(如图K8-1所示)。乒乓球擦网前后运动状态的变化情况是(　　)
/
图K8-1
A.只改变了运动快慢
B.只改变了运动方向
C.运动快慢和运动方向都发生了变化
D.运动快慢和运动方向都不发生变化
3.如图K8-2所示,一根弹簧,一端固定在竖直墙上,在弹性限度内用手水平向右拉伸弹簧另一端,下列有关“弹簧形变产生的力”描述正确的是(　　)
/
图K8-2
A.手对弹簧的拉力 B.弹簧对手的拉力
C.墙对弹簧的拉力 D.以上说法都正确
4.过春节时贴年画是我国的传统习俗,在竖直墙壁上贴长方形年画时,可利用重垂线来检查年画是否贴正。如图K8-3所示的年画的长边与重垂线不平行,为了把年画贴正,则下列操作方法中正确的是(　　)
/
图K8-3
A.换用质量大的重锤
B.上下移动年画的位置
C.调整年画,使年画的长边与重垂线平行
D.调整重垂线,使重垂线与年画的长边平行
5.如图K8-4所示的不同体育比赛场景所采取的不同措施中,主要为了减小摩擦的是(　　)
/
图K8-4
6.[2018·遵义]下列关于摩擦力的说法正确的是 (　　)
A.物体重力越大,则物体受到的滑动摩擦力越大
B.大型载重汽车增加轮胎数量是为了增大摩擦力
C.爬杆运动中,从杆顶下滑的过程运动员受到的摩擦力方向向上
D.用手把玻璃杯握住停在空中,增大手对玻璃杯的压力,/玻璃杯受到的摩擦力增大
7.[2018·杭州]如图K8-5所示,粗糙程度相同的水平地面上,重30 N的物块在AB段受F=10 N的水平拉力作用,向右做匀速直线运动,到B点时撤去水平拉力,物块仍继续运动,到C处静止。下列说法正确的是 (　　)
/
图K8-5
A.在AB段物块受到水平向右的摩擦力,大小为10 N
B.在AB段物块受到水平向左的摩擦力,大小为20 N
C.在BC段物块受到水平向左的摩擦力,大小为10 N
D.在C点物块受到水平向右的摩擦力,大小为30 N
8.如图K8-6所示,水平地面O点两侧粗糙程度不同,物体一直受到沿水平方向大小为3 N的力F。从物体经过M点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置,物体在MO段做匀速直线运动,物体在 (　　)
/
图K8-6
A.OQ段做匀速直线运动
B.MN段的速度大于OP段的速度
C.MN段受到的摩擦力为3 N
D.OQ段受到的摩擦力大小等于F
9.[2018·扬州]如图K8-7所示,物体A在斜面上处于静止状态,关于物体A所受的摩擦力,下列说法正确的是 (　　)
/
图K8-7
A.物体A受到的摩擦力方向一定沿斜面向上
B.物体A受到的摩擦力方向一定沿斜面向下
C.物体A受到的摩擦力方向不是沿斜面向上,
就是沿斜面向下
D.物体A受到的摩擦力可以为零
二、填空题
10.[2018·白银]游泳时小涛向后划水以获得向前的力,这说/明力的作用是　　　　;到达终点时,因受到池壁作用力而停止运动,这表明作用力改变了他的　　　　　　。?
11.如图K8-8所示是湖南张家界籍体操运动员商春松在2016年全国体操锦标赛暨里约奥运会选拔赛上的场景,比赛中她勇夺四枚金牌。商春松在上高低杠前,需在手上擦些镁粉,是为了　　　(选填“增大”或“减小”)摩擦,她在完成比赛的过程中,所受重力的方向是　　　　　的。?
/
图K8-8
12.用5 N的水平拉力拉着重10 N的长方体木块在水平桌面上做匀速直线运动,木块受到桌面的摩擦力是　　　　N。若拉着木块做加速运动,则木块受到桌面的摩擦力　　　　。若将木块的
1
3
切下后又叠放在一起(不考虑质量损失),并拉着木块在同一桌面上做匀速直线运动,木块受到桌面的摩擦力　　　　。(后两空均选填“增大”“减小”或“不变”)?
三、作图题
13.[2018·遂宁]如图K8-9所示,斜面上的小球被挡板A挡住,请作出小球受到的重力和小球对挡板A的压力示意图。
/
/
图K8-9
14.[2018·临沂]如图K8-10所示,物体沿斜面匀速下滑,请画出物体所受重力G、支持力F及滑动摩擦力f的示意图。(O为物体的重心)
/
图K8-10
四、实验探究题
15.[2018·玉林]为了探究“当接触面相同时,滑动摩擦力大小与压力的关系”,小明设计了如图K8-11所示的实验装置。
/
图K8-11
(1)实验过程中,弹簧测力计　　　　(选填“必须”或“不必”)沿水平方向拉着物块A做匀速直线运动,此时,滑动摩擦力的大小　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)/弹簧测力计的示数。?
(2)在同一次实验中,小明发现,当用不同的速度匀速拉物块A时,弹簧测力计的示数不变,说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小? (选填“有关”或“无关”)。
(3)在实验中小明通过改变物块A的重力进行多次实验,记录的数据如表所示。通过分析可知,当接触面粗糙程度不变时,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越　　　　;/如果滑动摩擦力与接触面受到的压力的比值等于接触面的滑动摩擦系数,则该接触面的滑动摩擦系数为　　　　。(结果保留一位小数)?
次数
1
2
3
4
5
6
A的重力/N
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
弹簧测力计示数/N
0.8
1.3
1.6
1.9
2.4
2.8
能力培优
16.如图K8-12所示,配备喷气背包的“火箭人”在新西兰上空大约1.5 km的地方翱翔。若不考虑空气阻力的作用,要使“火箭人”保持匀速飞行,背包喷出气体的方向应该是　　　　。?
/
/图/K8-12
17.学校初中部的科技活动小组的同学们准备自己动手制成弹簧测力计,它们选了A、B两种规格不同的弹簧进行测试,绘出如图K8-13所示的图像,图像中只有OA段和OB段是弹性形变。若他们要制作量程较大的弹簧测力计,应选用弹簧　　　　;若要制作精确程度较高的弹簧测力计,应选用弹簧　　　　。(均选填“A”或“B”)?
/
图K8-13
1/8.小明同学利用健身拉力器进行体育锻炼,发现拉力器是由几个相同的弹簧并列连接在拉手上,连接的弹簧越多,拉开时就越费力。他想:弹簧伸长相同的长度,需要的拉力与弹簧并列的个数一定有什么关系。他找来几个规格相同的弹簧和一个弹簧测力计,分别按图K8-14Ⅱ中甲、乙、丙装置的三种方式多次实验(实验中保证不损坏弹簧),记下拉力大小和对应的弹簧伸长量如下表。
/
图K8-14
弹簧伸长量/cm
1
2
3
拉一根弹簧的力F1/N
0.5
1.0
1.5
拉二根弹簧的力F2/N
1.0
2.0
3.0
拉三根弹簧的力F3/N
1.5
3.0
4.5
(1)分析实验数据得出:同一根弹簧所受拉力越大,弹簧的伸长量越　　　　;伸长相同的长度,两根并列/连接的弹簧所需拉力是一根弹簧所需拉力的　　　　倍。?
(2)由实验数据可推测:伸长相同的长度,n根并列连接的弹簧所需拉力是一根弹簧所需拉力的　　　　倍。?
(3)小明用上述三根规格相同的弹簧并列在一起做了一个拉力器,当弹簧的伸长量是8 cm时,小明施加的拉力是
　/　　　N。?
19.[2018·福建A卷]航天迷小伟利用自制降落伞模拟返回舱的降落过程,将带有降落伞的重物从高处释放,一段时间后打开降落伞,重物在离地4 m高处开始匀速下落,速度为5 m/s。若打开降落伞后,降落伞和重物受到的阻力f与速度v满足关系式f=kv2,k=3 N·s2/m2。求:
(1)降落伞与重物从开始匀速下落到落地所用的时间。
(2)降落伞和重物的总重。

参考答案
1.C　2.C　3.B　4.C　5.D
6.C　[解析] 物体受到摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关,与物体的重力无关,A错误。大型载重汽车增加轮胎数量是为了增大与地面的接触面积,从而减小压强,B错误。滑动摩擦力的方向与物体运动的方向相反,爬杆运动员从杆顶下滑时受到的摩擦力竖直向上,C正确。用手把玻璃杯握住停在空中,此时玻璃杯在竖直方向受到重力和手对其摩擦力的作用而处于平衡状态,摩擦力等于玻璃杯的/重力;增大手对玻璃杯的压力,玻璃杯仍处于平衡状态,所以此时摩擦力仍等于玻璃杯的重力,摩擦力大小不变,D错误。
7.C　[解析] 在AB段物块做匀速直线运动,木块处于/平衡状态,拉力与滑动摩擦力相等,物体向右运动,则受到水平向左的摩擦力,大小为10 N,故A、B错误;在BC段物块做减速运动,到C处静止,滑动摩擦力大小只与压力、接触面粗糙程度有关,故BC段滑动摩擦力不变,还是10 N,方向水平向左,故C正确;在C点物块静止,在水平方向不受力的作用,故D错误。
8.C
9.D　[解析] 物体A在斜面上处于静止状态,若物体A有向下运动的趋势,则受到一个沿斜面向上的静摩擦力;若物体A有向上运动的趋势,则/受到一个沿斜面向下的静摩擦力;若物体A没有向上或向下运动的趋势,则物体A不受静摩擦力,即此时物体A受到的摩擦力为零,故选D。
10.相互的　运动状态
11.增大　竖直向下
12.5　不变　不变
13.如图所示
/
14.如图所示
/
15.(1)必须　等于　(2)无关　(3)大　0.4
/16.竖/直向下
17.B　A
18.(1)大　2　(2)n　(3)12
19.解:(1)降落伞与重物匀速下落过程中,速度是5 m/s,距离是4 m,因此所用时间t=
??
??
=
4m
5m/s
=0.8 s。
(2)降落伞与重物匀速下落时满足关系式f=kv2,k=3 N·s2/m2,所以降落伞与重物匀速下降时所受阻力为
f=kv2=3 N·s2/m2×(5 m/s)2=75 N ,
因降落伞与重物匀速下落时处于平衡状态,受到平衡力的作用,因此总重为G=f=75 N。
课时训练09　牛顿第一定律　二力平衡
基础过关
一、选择题
1.[2018·衡阳]如图K9-1所示,若小球向右摆动到最低点时,绳子断裂,假设所有力同时消失,此后,小球的运动情况是(　　)
/
图K9-1
A.匀速直线下落
B.匀速直线上升
C.匀速直线斜向运动
D.沿水平方向向右做匀速直线运动
2.[2018·长沙]据统计,造成高速公路交通事故的主要原因之一是超速行驶,因为超速行驶的汽车刹车时,需要行驶更远的距离才能停下来。关于汽车刹车后还继续向前行驶一段距离的原因,下列说法正确的是 (　　)
A.刹车后,汽车没有受到摩擦力
B.汽车具有惯性
C.刹车后,汽车的惯性减小
D.刹车后,汽车所受的力平衡
3.[2018·广州]向前直线行驶的车内,小明给小芳连拍两张照片,如图K9-2所示,拍照过程中车可能(　　)
/
图K9-2
A.向西加速 B.向东加速
C.向西减速 D.向东减速
4.将重为G的物体挂于弹簧测力计下,使它们以大小为v1的速度向上做匀速直线/运动,而后又以大小为v2的速度向下做匀速直线运动,且v1>v2。已知前后两次弹簧测力计的示数分别为F1、F2,若不计空气阻力,则 (　　)
A.F1可能大于G B.F2可能小于G
C.F1一定大于F2 D.F1一定等于F2
5.[2018·青岛]下列关于物体的受力分析,错误的是 (　　)
/
图K9-3
6.如图K9-4所示,将木块放在粗糙程度相同的水/平桌面上,小王同学水平拉动木块,使木块做匀速直线运动,以下说法正确的是 (　　)
/
图K9-4
A.绳对木块的拉力和桌面对木块的摩擦力是一对平衡力
B.绳对木块的拉力和木块对绳的拉力是一对平衡力
C.木块受到的摩擦力逐渐增大
D.木块受到的摩擦力逐渐减小
7.[2018/·衢州]如图K9-5所示,手握着瓶子处于竖直静止状态,下列叙述正确的是 (　　)
/
图K9-5
A.瓶子处于静止状态,不具有惯性
B.手的握力越大,瓶子所受的摩擦力就越大
C.瓶子受到竖直向上的摩擦力
D.瓶子受到手的握力和重力是一对平衡力
8.[2018·荆门]关于运动和力,下列说法正确的是 (　　)
A.汽车速度越大越难以停下来,说明物体速度越大,惯性越大
B.甲、乙两队进行拔河比赛甲队获胜,说明甲队拉乙队的力大于乙队拉甲队的力
C.推门时手离门轴越远越省力,说明力的作用效果与力的作用点有关
D.汽车可处于静止状态,也可处于运动状态,但房子总处于静止状态
9.[2018·呼和浩特]如图K9-6所示,一铁块吸附在竖直放置的足够长的磁性平板上,在竖直向上的拉力F的作用下,铁块竖直向上做匀速直线运动。下列说法正确的是 (　　)
/
图K9-6
A.磁性平板对铁块的吸引力和铁块对磁性平板的吸引力是一对平衡力
B.拉力和重力是一对相互作用力
C.若一切外力突然消失,铁块会一直向/上做匀速直线运动
D.铁块受到的滑动摩擦力方向竖直向上
10.[2018·桂林]如图K9-7所示,骑自行车出行郊游,是一种时尚、环保的生活方式。当我们在平直路面上匀速向前骑行时,以下说法正确的是 (　/　)
/
图K9-7
A.若自行车停下,惯性就消失了
B.自行车受到的动力大于自行车受到的阻力
C.路面受到的压力与人受到的支持力是一对平衡力
D.人和车受到的重力与地面对人和车的支持力是一对平衡力
11.[2018·淄博]下列有关排球运动的说法中,正确的是 (　　)
A.运动员在发球时,手对排球的力大于排球对手的力
B.排球在上升过程中,如果它受到的力全部消失,排球将静止
C.排球在下落过程中,速度变快,惯性变大
D.排球触网后方向改变,说明力可以改变物体的运动状态
12.[2018·咸宁]现在全市各校都在开展“足球进校园”活动。关于同学们在足球比赛中涉及的物理知识,下列分析错误的是 (　　)
A.足球鞋底凹凸不平,是为了增大与地面的摩擦力
B.足球能在空中飞行,是因为运动员的脚对它有力的作用
C.用头顶足/球攻门时,头感到疼,说明物体间力的作用是相互的
D.守门员一下子抱住射门的足球,说明力可以改变物体的运动状态
13.[2018·丽水] 2018年2月22日,在短道速滑男子500米决赛中,武大靖为中国赢得平昌冬奥会首枚金牌,下列说法正确的是 (　　)
/
图K9-8
A.把冰刀磨得很锋利,是为了增大摩擦力
B.运动员冲过终点后不能立即停止滑行,是因为其具有惯性
C.以滑行中的运动员作为参照物,观众是静止的
D.运动员用力蹬冰面就会向前运动,说明力是维持物体运动的原因
二、填空题
14.如图K9-9所示,一小车在一水平拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动,如果知道物体受到的摩擦力是12 N,则水平拉力F的大小是　　N。如果某一时刻起,小车所受的所有力全部消失,那么这辆小车将　　　　(选填“会”或“不会”)继续做匀速直线运动。?
/
图K9-9
15.[2018·宜昌] 2018年1月,宜昌持续几天降下暴雪。小红父亲清晨驾驶汽车缓慢行驶在至喜长江大桥上,以车为参照物,桥栏杆是　　　　的;车里的小红观察到因桥面结冰发生了几起汽车追尾事故,发生这种事故时,坐在后车里面的人由于惯性会向　　　　(选填“前方”或“后方”)倾倒。?
16.[2018·泰安]如图K9-10所示,在水平拉力F1=10 N作用下,木板甲在水平地面上匀速向右运动,同时物块乙相对于地面静止,已知此时墙壁对物块乙的拉力F2=4 N。则木板甲与/地面间的摩擦力是　　　　N。?
/
图K9-10
三、实验探究题
17.[2018·眉山]如图K9-11所示,在探究“阻力对物体运动的影响”实验中,在将毛巾、棉布分别铺在水平木板上和只有木板的三种情况下,让小车分别从斜面顶端由静止下滑,观察小车在水平面上滑行的距离。
/
图K9-11
(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止下滑的目的是:使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小　　　　(选填“相等”或“不相等”)。?
(2)实验中改变小车所受阻力/大小,是通过改变　　　　　　　　　　来实现的。?
(3)实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近,在棉布表面滑行的距离较远,在木板表面滑行的距离最远。/说明小车受到的阻力越小,速度减小得越　　　　(选填“快”或“慢”)。?
(4)推理:如果小车在水平面上滑行,受到的阻力越来越小,直到变为零,它将做　　　　　　。?
(5)在大量经验事实的基础上,牛顿总结伽利略等人的研究成果概括出了牛顿第一定律,所以牛顿第一定律虽然不是直接由实验得出的,但是通过符合逻辑的　　　　得出的正确结论。?
(6)牛顿第一定律告诉我们物体的运动　　　　(选填“需要”或“不需要”)力来维持,一切物体都有保持原来　　　　　　不变的性质。?
18.[20/18·宿迁]如图K9-12所示,在“探究二力平衡的条件”实验中:
/
图K9-12
(1)定滑轮的作用是　　　　　　　　。?
(2)选择轻质卡片的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)用手将卡片转过一个角度,使卡片受到的大小相等、方向相反的两个拉力不在同一条直线上,然后由静止释放卡片,根据　　　　(选填字母),能够说明这两个拉力不是一对平衡力。?
A.松手前卡片静止　　B.松手瞬间卡片旋转
C.松手后卡片达到静止
能力培优
19.用弹簧测力计悬挂一个10 N重的物体,由静止开始竖直向上运动,弹簧测力计在不同时间段的示数如图K9-13所示,则物体在此过程中速度随时间变化的图像应为图K9-14中的(　　)
/
图K9-13
/
图K9-14
20.如图K9-15所示,一个铁球从竖立在地面的轻弹簧正上方某处自由下落,接触弹簧后将弹簧压缩至最短,设在弹簧被压缩的过程中小球的速度为v,小球受到的重力和弹簧弹力的合力为F,则 (　　)
/
图K9-15
A.F不断变小,v不断变小
B.F先变小后变大,v不断变小
C.F不断变小,v先变大后变小
D.F先变小后变大,v先变大后变小
21.如图K9-16所示,四个完全相同的环形磁铁a、b、c、d套在塑料支架的光滑杆上,静止时磁铁a、b、c悬浮在空中,d压在塑料支架底板上,若每个磁铁所受的重力均为G,则磁铁d对底板的压力是 (　　)
/
图K9-16
A.G
B.2G
C.3G
D.4G
22.[2018·昆明]如图K9-17(a)所示,玻璃桌面上有四个鸡蛋,其中两个是生的,两个是熟的。
(1)先对其中的甲、乙两个鸡蛋分别按图(b)的方式用相同的力捻一下,使它们在玻璃桌面上转动起来,结果鸡蛋乙转动的时间较长。
(2)再对其中的丙、丁两个鸡蛋分别按图(b)的方式用相同的力捻一下,使它们在玻璃桌面上转动起来,然后用手按住使之刚好停下后迅速把手移开,结果鸡蛋丙还能再转一、二圈,而鸡蛋丁却不再转动了。由上述现象判断熟鸡蛋分别是　　　　和　　　　　。?
/
图K9-17
24.[2017·株洲]孙扬在2012年伦敦奥运会400 m自由泳决赛中(泳道长50 m),从比赛开始,每50 m为一个赛段,八个赛段的成绩如下表:
赛段
1
2
3
4
5
6
7
8
时间/s
25.57
27.77
28.41
28.45
28.27
28.16
27.11
26.40
在这次比赛中,孙扬在第　　　　个赛段内运动最快,可能的原因是　?　(写一条)。?
24.[2017·娄底]为探究雨滴从高空下落的运动情况,小明用小木球从高处由静止释放来模拟雨滴的下落(如图K9-18所示)。他查阅资料了解到:物体下落过程中会受到空气阻力的作用,阻力f的大小与物体的速度v的平方成正比,公式为f=kv2(k为比例常数)。小木球质量为m,让木球从足够高处由静止下落,则小木球在整个下落过程中的速度是　　　　　(选填“一直增大”“先增大后不变”或“先增大后减小”),小木球/下落过程中能达到的最大速度为　　　　。?
/
图K9-18
参考答案
1.D　[解析] 根据牛顿第一定律可知,物体不受外力作用时,原来静止的物体将保持静止状态,原来运动的物体将做匀速直线运动,且速度的大小和方向都不改变。小球向右摆动到最低点时,恰好有水平向右的速度,当外力突然消失时,物体仍然保持原来的运动状态,所以物体将沿水平方向向右做匀速直线运动,故选D。
2.B　[解析] 汽车在路上行驶时,始终受到地面对它的摩擦力,故A错误;汽车刹车后还继续向前行驶一段距离,是因为汽车具有惯性,故B正确;汽车刹车后,质量不变,所以惯性不变,故C错误;刹车后,汽车在减速滑行过程中,处于非平衡状态,所受的力是非平衡力,故D错误。
3.C　[解析] 比较甲、乙两图中广州塔的位置,可确定车向西运动,故B、D错误;观察图乙中杯内水的流动情况,杯内的水向西洒出,是因为车减速时,杯内水由于惯性要保持原来的运动状态,而继续向西运动,所以出现向西洒出的现象,可确定车在减速,故A错误,C正确。
4.D　5.C　6.A　7.C　8.C
9.C　[解析] 铁块吸附在磁性平板上,磁性平板对铁块的吸引力和铁块对磁性平板的吸引力是一对相互作用力,故A错误。铁块在竖直向上的拉力F的作用下竖直向上做匀速直线运动,说明铁块受到的是平衡力,即拉力等于重力和摩/擦力之和,故B错误。根据牛顿第一定律可知,若一切外力突然消失,铁块会一直向上做匀速直线运动,故C正确。因为铁块竖直向上运动,所以铁块受到的滑动摩擦力方向竖直向下,故D错误。
10.D　[解析] 惯性是物体的/一种属性,其大小只与物体的质量有关,与物体的运动状态无关,故A错误。因为骑自行车做匀速直线运动,受力平衡,所以自行车受到的动力等于自行车受到的阻力,故B错误。路面受到的压力与人受到的支持力大小不相等且作用在两个物体上,不是一对平衡力,故C错误。人和车受到的重力与地面对人和车的支持力符合平衡力条件,是一对平衡力,故D正确。
11.D　12.B
13.B　[解析] 把冰刀磨得很锋利,是通过减小受力面积来增大压强,故A错误;运动员冲过终点后由于惯性继续向前运动,不能立即停止滑行,故B正确;以滑行中的运动员作为参照物,观众相对于运动员有位置的变化,是运动的,故C错误;运动员用力蹬冰面就会向前运动,说明力是改变物体运动的原因/,故D错误。
14.12　会
15.运动　前方
16.6
17.(/1)相等　(2)接触面的粗糙程度　(3)慢
(4)匀速直线运动　(5)推理　(6)不需要　运动状态
18.(1)改变力的方向
(2)消除(或忽略)卡片重力对实验的影响
(3)B
[解析] (3)二力平衡的条件是:作用在同一个物体上的两个力,大小相等,方向相反,并且作用在同一条直线上,受平衡力作用的物体将保持静止或匀速直线运动状态;若两个拉力不在同一条直线上,释放卡片的瞬间,卡片将旋转,直至两个拉力在同一条直线上,卡片才能静止,故选B。
19.D　[解析] 由题图可知,在0~t1时间内,F>G,则物体做加速运动;在t1~t2时间内,F=G,则物体做匀速直线运动;在t2~t3时间内,F20.D　21.D
22.(2)乙　丁
[解析] (2)生鸡蛋内有液体,转动时重心不稳定,会发生偏转而不能转快,;熟鸡蛋是一个整体,重心稳定,用相同的力捻一下使其转动时,熟鸡蛋转动更快些,转动时间更长些,可判定乙是熟鸡蛋。用手按住使鸡蛋停下后迅速把手移开,生鸡蛋内的液体由于惯性,要保持原来的运动状态,所以可以再转一、二圈;而熟鸡蛋为一整体,一旦停下,就不再转动,故可判定丁是熟鸡蛋。
23.1　起步阶段利用了蹬地的反作用力(或利用惯性;开放性试题,答案合理即可)
24.先增大后不变　
????
??
课时训练10　压强　液体压强
基础过关
一、选择题
1.[2018·德阳]在生产、生活中有很多物理知识的应用,下列说法中正确的 (　　)
A.把书包带做得扁而宽,是为了减小书包对人体的压强
B.滑雪板一般都有较大的面积,是为了增大压力
C.菜刀钝了磨一磨,是为了减小对被切物的压强
D.在铁轨下面铺设枕木,是为了减小对地面的压力
2.[2018·娄底]社团活动在娄底各校轰轰烈烈开展,小明参加了杂技社团,他常常在平整松软的土地上练习单脚站立和单手倒立。当他单脚站立时,在地面上留下了一个凹陷的鞋印,单手倒立时留下了一个凹陷的手掌印,那么 (　　)
A.单脚站立时对地面的压力大于单手倒立时对地面的压力
B.单脚站立时对地面的压力小于单手倒立时对地面的压力
C.手掌印凹陷的深度大于鞋印凹陷的深度
D.手掌印凹陷的深度等于鞋印凹陷的深度
3.[2018·武汉]如图K10-1所示,在“探究影响压力作用效果的因素”实验/中,下列说法正确的是 (　　)
①甲、乙两次实验中,小桌对海绵压力的大小相等
②图甲中小桌对海绵压力作用的效果比图乙中的明显
③甲、乙两次实验说明压力的作用效果跟压力的大小有关
④为了完成整个实验,可以将图乙中的砝码取下来,并将看到的实验现象和图甲中的对比
/
图K10-1
A.①② B.①②④
C.①③④ D.②③④
4.[2017·湘潭]一辆质量是40 t的坦克静止在水平面上,履带着地面积为5 m2,它对地面的压强是 (　　)
A.80 Pa B.8000 Pa
C.8×104/Pa D.4×104 Pa
/5.[2018·海南]如图K10-2所示,放在水平地面上的立方体、长方体和圆柱体都是由铁制成的实心物体,其高度从左到右逐渐增大,对地面的压强分别为p1、p2和p3,则下列关系正确的是 (　　)
/
图K10-2
A.p1=p2=p3 B.p1C.p1>p2>p3 D.缺少条件,无法判断
6.[2018·柳州]将8个完全相同的正方体物块分两部分叠放在水平地面上,如图K10-3甲、乙所示,它们对地面的压强之比p甲∶p乙等于 (　　)
/
图K10-3
A.5∶3 B.5∶2
C.10∶9 D.3∶2
7.[2018·盐城]如图K10-4所示,小明将压强计的金属盒分别放入甲、乙两种液体中,从图中可以得到的结论是(　　)
/
图K10-4
A.甲液体的密度大于乙液体的密度
B.甲液体的密度等于乙液体的密度
C.甲中金属盒处的压强等于乙中金属盒处的压强
D.甲中金属盒处的压强小于乙中金属盒处的压强
8.如图K10-5所示,薄壁容器的底面积为S,在容器中装入某种液体,液体的重力为G、密度为ρ、深度为h。则容器底部受到液体的压强和压力分别为(　　)
/
图K10-5
A.
??
??
和G B.ρgh和G
C.
??
??
和ρghS D.ρgh和ρghS
9.[2018·北京]如图K10-6所示,盛有水的杯子静止在水平桌面上。杯子重1 N、高9 cm、底面积30 cm2;杯内水重2 N、水深6 cm、水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。下列选项中正确的是(　　)
/
图K10-6
A.水对杯底的压强为900 Pa
B.水对杯底的压力为2 N
C.水杯对桌面的压强为1000 Pa
D.水杯对桌面的压力为2.8 N
二、填空题
10.[2018·长沙] 2017年,网上流传这样一段视频:一对外国老夫妇在海边拍摄风景照,无奈由于站立太久而深陷淤泥,一名中国渔夫见状,首先将他们身上的背包和摄影设备拿走,目的是减小他们对淤泥地的　　　力,然后渔夫无论是拖、抱、拽都无法使他们脱离淤泥,最后渔夫平趴在淤泥地上/,他们撑着渔夫的身体才爬出了淤泥。渔夫平趴在淤泥地的目的是:增大人体与淤泥地的接触面积,以减小人体对淤泥地的　　,使被困者脱离险境。?
11.[2018·岳阳]如图K10-7所示,质地均匀的长方体重7 N,放在水平桌面上,它与桌面的接触面积为0.01 m2,则它对桌面的压强为　　　　Pa;竖直切除该物体右边的阴影部分,剩余部分对桌面的压强会　　　　(选填“变小”“不变”或“变大”)。?
/
图K10-7
12.[2018·淄博]共享单车为人们的绿色出行带来便利。车把上凹凸不平的花/纹是通过　　　　　　　　　　　　增大摩擦的。小明骑着单车到公园游玩,10 min内沿水平路面行驶了3 km,他骑车的平均速度是　　　　m/s。若小明和单车的总质量是80 kg,每个车轮与水平地面的接触面积是25 cm2,骑行过程中单车对地面的压强是　　　　Pa。(g取10 N/kg)?
13.[2018·宜昌]我国“蛟龙号”载人潜水器已完成了7 km级的潜水实验,它潜入海面下7 km深处受到海水的压强是　　　　Pa(g取10 N/kg,ρ海水=1.03×103 kg/m3)。在逐渐上升返回海面的过程中,其所受海水的压强将　　　　(选填“变大”“不变”或“变小”)。?
14.如图K10-8所示的船闸中,仅阀门A打开,上游和闸室组成　　　　　　;当闸室内的水深为36 m时,水对闸室底部产生的压强是　　　Pa,对闸室底部0.01 m2的面积上产生的压力是　　　N。(ρ水=1.0×103 kg/m/3,g取10 N/kg)?
/
图K10-8
15.如图K10-9所示,一茶杯放在水平桌面上,茶杯底面积为20 cm2,杯中水深10 cm,杯和水的总重力为3 N,则杯对水平桌面的压强为　　　Pa;水对杯底的压力为　　　　N。(g取10 N/kg,茶杯壁厚度不计)?
/
图K10-9
三、实验探究题
16.[2017·湘潭]利用小桌、海绵、砝码等器材探究影响压力作用效果的因素,如图K10-10所示。
/
图K10-10
(1)图中压力的作用效果是通过海绵发生　　　　　　　　　(选填“形变”或“运动状态改变”)来体现的,我们
　　　　(选填“可以”或“不可以”)用沙子代替海绵来完成实验。?
(2)通过比较图甲和图乙,说明受力面积一定时,压力　　　　(选填“越大”或“越小”),压力的作用效果越明显;通过比较图　　　　和图丙,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。?
(3)实验中主要采用的研究方法是　　　　　　(选填“控制变量法”或“理想实验法”)。?
17.[2018·衡阳]在“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验中:
(1)实验中液体压强大小的变化是通过比较U形管两侧液面　　　/　　的变化反映的,将探头放进盛水的容器中,探头的橡皮膜受到水的压强会　　　(选填“内凹”或“外凸”)。?
(2)通过比较图K10-11中C、D两图,可得到结论:同一种液体的压强随　　　　的增加而增大。?
/
图K10-11
(3)通过比较D、E两图,可得到结论:在深度相同时,液体的　　　　越大,压强越大。?
(4)通过比较A、B、C三图,可得到结论:?　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
四、计算题
18.[2018·衡阳]为了倡导绿色出行,衡阳市投放了大量的共享自行车,小明在水平路面上匀速骑行900 m,所用时间为3 min时,人与车总质量约60 kg,每个轮胎与地面接触面积约为0.01 m2。求:(g取10 N/kg)
(1)自行车行驶的速度。
(2)行驶中自行车对地面的压力。
(3)此时自行车对地面的压强。
/
图K10-12
19.中联重科是湖南省有名的重工企业,它生产的某型号载重卡车的技术参数如下表所示,当它匀速行驶时所受的摩擦力是其总重的0.2倍,g取10 N/kg,则:
(1)该卡车空载时,所受的重力是多少?
(2)该卡车空载时,在水平路面上匀速行驶所受的牵引力是多少?
(3)已知长沙南湖隧道的路面能承受的最大压强为9×105 Pa,该卡车满载时通过隧道是否会对路面造成损坏?(写出必要的计算过程)/
/图K10-13　
自重
2×104 kg
轮胎个数
12个
最大载货量
4×104/ kg
行驶时每只轮胎与
地面的接触面积
0.05 m2
行驶时的最大速度
90 km/h
能力培优
20.[2017·长沙]在两个完全相同的容器中分别倒入甲和乙两种不同的液体,如图K10-14所示,下列说法正确的是(　　)
/
图K10-14
A.若甲与乙的质量相等,则甲的密度小于乙的密度
B.若甲与乙对容器底部的压强相等,则甲的密度小于乙的密度
C.若甲与乙/对容器底部的压强相等,则甲的质量小于乙的质量
D.若甲与乙的质量相等,甲对容器底部的压强/小于乙对容器底部的压强
21.[2018·泰安]如图K10-15所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是 (　　)
/
图K10-15
①容器对桌面的压力:F甲>F乙
②液体的密度:ρ甲=ρ乙
③液体对容器底部的压强:p甲>p乙
④容器对桌面的压强:p甲'=p乙'
A.只有①和③ B.只有①和④
C.只有②和③ D.只有③和④
22.[2018·达州]如图K10-16所示,完全相同的圆柱形容器中装有不同的两种液体甲、乙,在两容器中同一高度处分别有A、B两点。若两种液体的质量相等,则A、B两点的压强关系是pA　　pB;若两点的压强相等,则两种液体对容器底的压强关系是p甲　　　p乙。(均选填“大于”“等于”或“小于”)?
/
图K10-16
23.[2018·乐山]小明将装满水的溢水杯放到电子秤上,再用弹簧测力计挂着铝块,将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图K10-17所示,浸没前,溢水杯所受水的压力将　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”),电子秤的读数将　　　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。?
/
图K10-17
24.[2018·湖州]一根均匀的长方体细长直棒重1.5 N,下底面积为20 cm2,将它放在水平桌面上,并有
1
4
的长度露出桌面外,如图K10-18所示。
/
图K10-18
(1)直棒对桌面的压强为　　　　Pa。?
(2)在棒的右端至少应施加　　　　N的竖直向下的力,才能让它的左端离开桌面。?
25.如图K10-19Ⅰ所示,甲、乙两个实心物体静止在水平地面上,其中甲为底面积为0.25 m2、高为2 m的均匀柱状体,乙为边长为1 m、密度为2×103 kg/m3的正方体。当沿水平方向截取不同高度的甲物体,并平稳地放在乙物体上时,甲、乙对地面的压强随截取的长度x的变化如图Ⅱ所示,则　　　　(选填“a”或“b”)图像代表甲的压强随截取的长度x的变化,图Ⅱ中p1∶p2=　　　　。?
/
图K10-19
26.[2018·昆明]如图K10-20所示,置于水平桌面上的容器,底面积为200 cm2,未装水时的质量为0.2 kg。容器盛水后水面的高度为15 cm,容器对桌面的压强为1.1×103 Pa,求水对容器向上的压力。(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,忽略容器壁的厚度)
/
图K10-20
参考答案
1.A　[解析] 书包带做得扁而宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小书包对肩膀的压强,故A正确;滑雪板一般都有较大的面积,是在压力一定时,通过增大受力面积,减小压强,故B错误;菜刀钝了磨一磨,是在压力一定时,通过减小受力面积,增大菜刀对被切物的压强,故C错误;在铁轨下面铺设枕木,是在压力一定时,通过增大受力面积,减小压强,故D错误。
2.C　[解析] 无论是单手倒立还是单脚站立,小明对地面的压力都等于他的重力,故A、B错误;手掌面积小于鞋底面积,所以单手倒立时,小明对地面的压强更大,手掌印凹陷的深度大于鞋印凹陷的深度,故C正确,D错误。
3.A　[解析] 甲、乙两次实验中,小桌对海绵的压力相同,均等于小桌和砝码的总重力,由于图甲中海绵的受力面积小,作用效果相对于图乙中更明显,说明压力的作用效果与受力面积有关,故①②正确,③错误。图乙中将砝码取下,受力面积不变,改变了压力,可以探究压力作用效果与压力的关系,但不能和图甲比较,故④错误。故选A。
4.C　[解析] 坦克对地面的压力F=G=mg=40×103 kg×10 N/kg=4×105 N,坦克对地面的压强p=
??
??
=
4×1
0
5
N
5
m
2
=8×104 Pa,故选C。
5.B　[解析] 因为放在水平地面上的立方体、长方体和圆柱体都是由铁制成的实心柱体,即ρ相同,且h1??
??
=
??
??
=
????
??
=
??????
??
=
???????
??
=ρgh可知,它们对地面的压强关系为p16.C　[解析] 由题意可知,甲、乙对地的压力之比F甲∶F乙=5G∶3G=5∶3,与地面的接触面积比S甲∶S乙=3S∶2S=3∶2,则压强之比p甲∶p乙=
??
甲
??
甲
∶
??
乙
??
乙
=
??
甲
??
乙
·
??
乙
??
甲
=
5
3
×
2
3
=
10
9
=10∶9。
7.A　[解析] 由图可知,压强计在两种液体的相同深度处,在甲液体中压强计的液面高度差大于在乙液体中的高度差,即该深度处甲液体的压强大,根据p=ρgh可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,甲中金属盒处的压强大于乙中金属盒处的压强,故选A。
8.D　[解析] 该种液体的深度为h,则容器底部受到的压强是p=ρgh,由p=
??
??
可得,容器底部受到液体的压力F=pS=ρghS,故选D。
9.C
10.压　压强
11.700　变小
12.增大接触面的粗糙程度　5　1.6×105
13.7.21×107　变小
14.连通器　3.6×105　3.6×103
15.1500　2
[解析] 杯对水平桌面的压力F=G总=3 N,则杯对水平桌面的压强p=
??
??
=
3N
20×1
0
-4
m
2
=1500 Pa;水的深度h=10 cm=0.1 m/,水对杯底的压强p'=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1000 Pa,水对杯底的压力F'=p'S=1000 Pa×20×10-4m2=2 N。
16.(1)形变　可以　(2)越大　乙　(3)控制变量法
17.(1)高度差　内凹　(2)深度　(3)密度
(4)在同一液体同一深度处,液体向各个方向的压强相等
18.解:(1)自行车行驶的速度v=
??
??
=
900m
3×60s
=5 m/s。
(2)行驶中自行车对地面的压力F=G=mg=60 kg×10 N/kg=600 N。
(3)自行车对地面的压强p=
??
??
=
600N
2×0.01
m
2
=3×104 Pa。
19.解:(1)该卡车空载时,所受重力G=mg=2×104 kg×10 N/kg=2×105 N。
(2)该卡车空载时,所受阻力f=0.2G=0.2×2×105 N=4×104 N。因为做匀速直线运动,故牵引力F牵=f=4×104 N。
(3)该卡车满载时,对地面的压力F=G总=(m+m物)g=(2×104 kg+4×104 kg)×10 /N/kg=6×105 N。
该卡车行驶时车轮与地面接触的总面积S=12×0.05 m2=0.6 m2。
该卡车满载时对地面的压强p=
??
??
=
6×1
0
5
N
0.6
m
2
=106 Pa>9×105 Pa,故会对路面造成损坏。
20.C　[解析] 从图中可以看出,甲的体积小于乙的体积,甲液体高度小于乙液体高度。若甲与乙的质量相等,则甲的密度大于乙的密度,A错误。若甲与乙对容器底部压强相等,则根据p=ρgh,甲的密度大于乙的密度,B错误。若甲与乙对容器底部的压强相等,则甲的密度大于乙的密度;设想把容器凹进去的部分补平填满液体,则需要添加的甲液体的质量较大,而填满后两容器底部受到的压强仍然相等,压力也相等且等于容器内液体的重力,这样可以得出填满之前甲液体质量较小,C正确。若甲与乙的质量相等,则甲的密度大于乙的密度;设想把容器凹进去的部分补平填满液体,则需要添加的甲液体的质量较大,这样填满后甲液体的总质量较大,对容器底部的压力较大,对容器底部的压强也较大,D错误。
21.D　[解析] 水平桌面受到的压力等于容器和内部液体的重力之和,由于容器质量和液体质量相同,则总重力相同,因此水平桌面受到的压力相同,故①错误;由于两个容器的底面积相等,根据p=
??
??
可知容器对桌面的压强相等,故④正确;由于乙容器向上开口逐渐增大,因此其内部液体的体积比甲容器中液体的体积大,液体质量相同,甲容器中液体的密度大,根据公式p=ρgh可知,两液体深度相同,则甲容器底受到的液体压强大,故②错误,③正确。故选D。
22.小于　大于
[解析] 若两种液体质量相等,因为乙容器中液体体积较大,因此ρ甲>ρ乙,又因为两容器完全相同,则底面面积相同,因此两容器中液体对容器底的压强相等,即p'甲=p'乙,而p'甲=pA+
??
??
下
,p'乙=pB+pB下,又因为A、B等高,pA下=ρ甲gh,pB下=ρ乙gh,即pA下>pB下,故pA若A、B两点压强相等,即p'A=p'B,由p=ρgh可知,ρ'甲>ρ'乙,此时p甲=p'A+p'A下,p乙=p'B+p'B下,又因为A、B等高,p'A下=ρ'甲gh,p'B下=ρ'乙gh,即p'A下>p'B下,故p甲>p乙。
2/3.不变　不变
24.(1)1000　(2)1.5
25.b　4∶5
26.解:水对容器底的压强p水=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.15 m=1.5×103 Pa,
水对容器底的压力F1=p水S=1.5×103 Pa×200×10-4 m2=30 N,
容器对桌面的压力F2=pS=1.1×103 Pa×200×10-4 m2=22 N,
容器重力G=mg=0.2 kg×10 N/kg=2 N,
容器中水的重力G水=F2-G=22 N-2 N=20 N,
容器壁对水的压力和水的重力之和等于水对容器底的压力,则水/对容器向上的压力F3=F1-G水=30 N-20 N=10 N。
课时训练11　大气压强　流体压强与流速的关系
基础过关
一、选择题
1.[2017·衡阳]下列用矿泉水瓶所做的实验中,能证明大气压存在的是 (　　)
/
图K11-1
2.[2018·成都]如图K11-2所示的“吸引”现象中/,由大气压强引起的是(　　)
/
图K11-2
A.图甲:拔火罐时将玻璃罐吸在皮肤上
B.图乙:塑料梳子吸引干燥的头发
C.图丙:条形磁铁吸引/小磁针
D.图丁:两个铅块挤压在一起吊住砝码
3.[2018·长沙]图K11-3中现象不能用流体压强与流速的关系来解释的是 (　　)
/
图K11-3
A.图甲:向两张纸中间吹气,纸张向中间靠拢
B/.图乙:装有液体的玻璃管,底部和侧壁的橡皮膜往外凸起
C.图丙:地铁站台边,人必须站在安全黄线以外的区域候车
D.图丁:飞机升力的产生原因
4.为解决某地下商城“工”字形通道中过道的通风问题,技术员设计了以下几种方案。如图K11-4所示,黑色部分为墙面凸出部分,/为安装在过道顶的换气扇,其中既有效又节能的是 (　　)
/
图K11-4
5.下列关于压强的说法正确的是 (　　)
A.飞机升力是由于机翼上下表面的空气流/速不同造成压强差所引起的
B.拦河坝设计成下宽上窄,利用了液体压强大小随深度增加而减小
C.菜刀的刀刃薄,是通过减小受力面积来减小压强
D.马德堡半球实验首次测出大气压强值
6.[2018·南充]下列与压强有关的实例的解释中正确的是 (　　)
A.书包的背带较宽,是为了增大压强
B.用吸管喝饮料,利用了大气压强
C.拦河大坝修成上窄下宽,利用了连通器原理
D.起风时,常看见屋内的窗帘飘向窗外,这是因为窗外空气流速大,压强大
7.关于压强,下列说法正确的是 (　　)
A.汽车上的破窗锤,前部做得较/尖锐主要是增大压力来增大压强
B.“蛟龙号”潜到7000 m深海处受到海水的压强约为7×106 Pa
C.客车行驶时窗帘向车外飘,是因为车内空气的流速比外面大
D.用吸管把杯中的饮料吸到嘴里是利用了大气压
8.[2018·衡阳]下列有关物理知识的应用,说法正确的是 (　　)
A.飞机的机翼能获得升力,是应用了流体中流速越大的地方压强越大的原理
B.人用吸管吸食饮料是靠大气压强把饮料“压”进了嘴里
C.体操运动员上杠前给手涂防滑粉是为了减小摩擦力
D.超导材料可应用于电饭锅和远距离输电线
三、填空题
9.小李用实验测量当地大气/压值。他在长约1 m一端封闭的玻璃管中灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中,放开手指,管内水银面降到一定高度时就不再下降,如图K11-5所示。(g取10 N/kg)
/
图K11-5
(1)已知水银的密度为13.6×103 kg/m3,他可计算出当地大气压的值为　　　　　　Pa。?
(2)如果另一名同学将此装置拿到海平面去测量,则测量结果将　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)小李的测量结果。?
(3)实验中如果不小心将玻璃管顶端碰破—个小口,则管内水银面会　　　　。?
10.[2017·益阳]如图K11-6所示,把饮料吸管A插入盛水的杯中,另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端。往B管中吹气,可以看到A管中的水面上升,这是因为A管上端口附近空气压强变　　　(选填“大”或“小”);当杯内水的深度为10 cm时,杯底受到水的压强为　　　Pa。(g取10 N/kg)?
/
图K11-6
11.[2017·岳阳]图K11-7/是一款新型无叶电风扇,与传统电风扇相比,具有易清洁、气流稳、更安全等特点。工作时,底座中的电动机将空气从进风口吸入,吸入的空气经压/缩后进入圆环空腔,再从圆环空腔上的缝隙高速吹出,夹带周边的空气一起向前流动,导致圆环空腔正面风速远大于背面风速,风扇正常运行时,圆环空腔正面气体压强　　　背面气体压强;相同时间内,圆缝/口流出空气的质量　　　进风口进入空气的质量。(均选填“大于”“等于”或“小于”)?
/
图K11-7
三、实验探究题
12.[2018·无锡]为了测量大气压强,某同学选择的器材有:2.5 mL的注射器、0~10 N的弹簧测力计、刻度尺和细线,实验步骤如下:
/
图K11-9
(1)如图K11-9甲所示,用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度l=　　　　cm。?
(2)如图乙所示,把注射器活塞推至筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞开始滑动时,记录弹簧测力计的示数F=　　　　N。?
(3)该同学所测得的大气压强值为　　　　Pa。?
能力培优
13.物理学家帕平发明了高压/锅,高压锅与普通锅不同,锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅体镶嵌旋紧,加上锅盖与锅体之间有橡皮制的密封圈,所以锅盖与锅体之间不会漏气,在锅盖中间有一排气孔,/上面再套上类似砝码的限压阀,将排气孔堵住。当加热高压锅,锅内气体压强增加到一定程度时,气体就把限压阀顶起来,这时蒸气就从排气孔向外排出。由于高压锅内的压强大,温度高,/食物容易煮烂。若已知排气孔的直径为0.2 cm,外界大气压为1.0×105 Pa,温度为27 ℃,要使高压锅内的温度达到127 ℃,求:(g取10 N/kg,π取3.14)
(1)此时锅内气体压强为多大?(结果保留三位有效数字)
(2)限压阀的质量应为多少千克?(结果保留两位小数)

参考答案
1.C　2.A
3.B　[解析] 向两张纸中间吹气,中间空气流速大,压强小,两张纸向中间靠拢,故A正确,不符合题意;图乙说明液体对底部和侧壁都有压强,不能用流体压强与流速的关系来解释,故B错误,符合题意;地铁进站时,若人站在站台旁,人与地铁间的空气流速大,压强小,人在外界大气压的作用下,会受到一个压向地铁的压力,故C正确,/不符合题意;飞机的机翼上方凸起,下方凹陷,起飞时,上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,从而产生一个向上的升力,故D正确,不符合题意。
4.C　5.A
6.B　[解析] 书包的背带较宽,是为了在压力一定时,通过增大受力面积来减小对人体的压强,A错误;用吸管喝饮料,吸气时,管内压强减小,饮料在外界大气压的作用下被压入嘴里,B正确;因为拦河坝里水产生的压强随深度增大而增大,所以底部的坝体受到的压强较大,因此拦河坝坝堤筑成上窄下宽,C错误;起风时常看见屋内的窗帘飘向窗外,这是因为窗外空气流速大,压强小,D错误。
7.D　[解析] 汽车上的破窗锤,前部做得较尖锐主要是通过减小受力面积来增大压强,故A错误。“蛟龙号”潜到7000 m深海处受到海/水的压强约为7×107 Pa,故B错误。客车行驶时窗帘向车外飘,是因为车/内空气的流速比外面小,故C错误。用吸管把杯中的饮料吸到嘴里是利用了大气压,故D正确。
8.B
9.(1)9.52×104(或95200)　(2)大于　(3)下降(或下降到与水银槽液面相平)
[解析] (1)p=ρgh=13.6×103 kg/m3×10 N/kg×70×10-2 m=9.52×104 Pa。(2)因海平面处的压强大于小李所在位置的压强,故结果会大于小李测得的结果。
10.小　1000
[解析] 往B管中吹气,吸管A上方空气的流速增大,压强减小,A管中液体受到向上的压强大于向下的压强,所以A管水上升;杯内水的深度为10 cm时,杯底受到水的压强p=ρ水gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1000 Pa。
11.小于　等于
12.(1)4.00　(2)6.4 　(3)1.024×105
[解析] (1)由图甲可知,所用刻度尺的分度值为1 mm,示数为l=4.00 cm。
(2)由图乙可知,弹簧测力计的示数为F=6.4 N。
(3)活塞的面积为S=
??
??
,则所测大气压强的值p=
??
??
=
????
??
=
6.4N×0.04m
2.5×1
0
-6
m
3
=1.024×105 Pa。
13.解:(1)选锅内气体为研究对象,则初状态T1=300 K,p1=1.0×105 Pa,末状态T2=400 K。锅内气体在温度升高时作等容变化,则由查理定律得
??
1
??
2
=
??
1
??
2
,则p2=
??
2
??
1
p1=
400K
300K
×1.0×105 Pa≈1.33×105 Pa。
(2)对限压阀受力分析可得mg=p2S-p1S=(p2-p1)S=(p2-p1)π·
??
2
4
,所以m=
??(
??
2
-
??
1
)
??
2
4??
=
3.14×(1.33×1
0
5
Pa-1.0×1
0
4
Pa)×(2×1
0
-3
m
)
2
4×10N/kg
≈0.01 kg。
课时训练12　浮力及其应用
基础过关
一、选择题
1.下列关于浮力的说法正确的是 (　　)
A.轮船从长江驶入大海,所受的浮力变大
B.悬浮在液体中的物体所受的浮力大小等于物体的重力
C.阿基米德原理说明物体所受的浮力大小等于物体的重力
D.鸡蛋放入清水中沉在杯子底部,是因为鸡蛋在清水中不受浮力
2.[2017·台州]用图K12-1中的实验装置验证阿基米德原理,当物块浸入溢水杯时,水会流入空桶中,下列说法正确的是 (　　)
/
图K12-1
A.实验前溢水杯未装满水,对实验结果没有影响
B.物块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压强越大
C.物块浸入水中越深,图乙中左侧弹簧测力计的示数越大
D.通过计算可知实验所用物块的密度为2×103 kg/m3
3.[2017·株洲]如图K12-2所示,将薄壁玻璃杯倒扣在水面上,漂浮时玻璃杯露出水面的高度为h1,杯子中空气柱的高度为h2。水的密度为ρ,玻璃杯的横截面积为S,g为已知常量,则玻璃杯受到的重力为 (　　)
/
图K12-2
A.ρgsh1
B.ρgSh2
C.ρgS(h1+h2)
D.ρgS(h2-h1)
4.一枚重量为G的鸡蛋悬浮在盐水中,如图K12-3甲所示。往盐水中持续均匀缓慢加盐,鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图像可能是图乙中的(　　)
/
/
图K12-3
5.如图K12-4甲所示,烧杯中装有某种液体,A为圆柱形木块,用外力F缓慢将A压入其中,h表示木块的下表面到液面的距离,图乙中关于木块所受浮力F浮和h的关系图像正确的是 (　　)
/
/
图K12-4
6.如图K12-5所示,把体积为300 cm3、密度为0.8×103 kg/m3的木块浸没在水中放手,木块先上浮,最终漂浮于水面,则下列说法错误的是(g取10 N/kg) (　　)
/
图K12-5
A.木块浸没在水中受到的浮力是3 N
B.木块上浮过程中,露出水面前受到的浮力不变
C.木块浸没与木块漂浮时,水对容器底部的压强一样大
D.如果把漂浮木块露出水面部分切去,余下部分仍将漂浮
7.将两个完全相同且质量分布均匀的木块分别按如图K12-6所示的方法放入甲、乙两个相同的水槽内,放入前两水槽内水面相平,且水足够深。已知ρ木<ρ水,则放入木块后(水未溢出),下列说法正确的是 (　　)
/
图K12-6
A.甲水槽内的木块受到的浮力大
B.乙水槽底部受到水的压强大
C.甲水槽内木块排开水的体积大
D.两水槽内木块排开水的体积相等
8.如图K1/2-7所示,a、b是两种物质质量与体积的关系图像,分别用a、b两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体,浸没在水中。松手稳定后 (　　)
/
图K12-7
A.乙漂浮,乙受到的浮力小
B.甲漂浮,甲受到的浮力大
C.乙下沉,甲受到的浮力大
D.甲下沉,乙受到的浮力大
9.[2018·淄博]如图K12-8所示,水平桌面上有两个完全相同的溢水杯甲和乙,杯中装满了水,将两个体积相同、材料不同的实心小球A和B分别放入溢水杯中。则下列/说法错误的是 (　　)
/
图K12-8
A.小球A的质量小于小球B的质量
B.小球A受到的浮力等于小球B受到的浮力
C.甲杯对桌面的压强等于乙杯对桌面的压强
D.水对甲杯底的压强等/于水对乙杯底的压强
10.建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障,核潜/艇是海军的战略重器,如图K12-9是我国094型战略核潜艇,关于它在海中状态的有关分析正确的是 (　　)
/
图K12-9
A.上浮过程中所受浮力逐渐增大
B.悬浮时所受浮力等于重力
C.悬浮和漂浮时所受的浮/力相等
D.漂浮和悬浮时排开海水质量相等
二、填空题
11.[2018·广东]我国最新研发的63A式轻型水陆两栖坦克的质量为24 t,它在陆地上行驶时与水平地面接触的总面积为8 m2,对地面的压强为　　　　Pa;坦克的前部和后部各装有一个浮控箱,当坦克在水面上浮渡时,它受到的浮力是　　　　N,排开水的体积为　　　　m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg/)?
12.[20/18·怀化]在平静的池水中漂浮着一个木球,木球的体积为4 dm3,露出水面的体积为总体积的
1
4
,那么木球受到的浮力为　　　　N,木球的密度为　　　　kg/m3。(g取10 N/kg)?
13.[2018·齐齐哈尔]如图K12-10甲所示的平底薄壁玻璃杯的底面积为30 cm2,装满水后水深0.1 m。如图乙所示,现将一个体积为50 cm3的木块缓慢放入水中,静止后有
2
5
的体积露出水面。则图乙中水对杯子底部的压强是　　　Pa,木块的密度是　　　　g/cm3。(g取10 N/kg)?
/
图K12-10
三、实验探究题
14.[2018·衡阳]为了直观验证阿基米德原理,实验装置如图K12-11所示,把弹簧测力计上端固定在铁架台上,用粗铁丝做一个框,挂在弹簧测力计挂钩上,在粗铁丝框上端悬吊一个金属块,下端放一小杯在金属块的正下方,有一个溢水杯,溢水杯放置在铁架台的支架上,溢水杯跟金属块、粗铁丝都不接触。
/
图K12-11
(1)平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块完全浸没入水中(如图甲→乙→丙),在此过程中,弹簧测力计示数:F甲　　　
(选填“大于”“等于”或“小于”)F丙。?
(2)再平稳缓慢地降低溢水杯支架,使金属块完全离开水面(如图丁所示)可以计算出图丙中金属块所受到的浮力约为
　　　　N,此时浮力的测量数值比真实数值将　　　　(选填“偏大”或“偏小”)。?
15.[2017·岳阳]图K12-12是探究“影响浮力大小的因素”的实验过程及数据。
/
图K12-12
(1)如图甲所示,物体重　　　　N。?
(2)如图乙所示,把物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数为3.2 N,物体受浮力的大小为　　　N。?
(3)分析甲、乙、丙三图所示实验数据可得:物体受浮力的大小与　　　　　　有关。?
(4)若要探究物体所受浮力大小与物体的密度是否有关,应选择图K12-13中　　　　(选填字母)两个物体,并将它们浸没在同种液体中,测出他们所受浮力的大小来进行比较。?
//
图K12-13
四、计算题
16.[2018·邵阳]某次物理活动举行了“造船”比赛,他们用的材料是密度为1.5×103 kg/m3的橡皮泥,其中王强同学选了一块竖立在水平桌面上的圆柱体橡皮泥,它的底面积为1.0×10-3 m2、高为0.2 m,最后造/出了最大排水体积为6.0×10-4 m3的小船。求:(g取10 N/kg)
(1)王强同学所选橡皮泥的质量。
(2)橡皮泥对桌面产生的压强。
(3)王强同学造的船在水中最大排水时受到的浮力。
17.[2018·安顺]如图K12-14所示,重为10 N的长方体木块静止在水面上,浸入水中的体积占木块总体积的
4
5
。(g取10 N/kg)
(1)求木块所受到的浮力大小。
(2)若木块下表面所处的深度为0.2 m,求木块下表面受到水的压强。
(3)若要将木块全部浸入水中,求至少需要施加多大的压力。
/
图K12-14
能力培优
18.[2018·十堰]将一底面积为0.01 m2的长方体木块用细线系在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平,如图K12-15甲所示,在这个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化图像如图乙所示,则木块所受到的最大浮力为　　　N,木块重力为　　　　N,细线对木块的最大拉/力为　　　　N。(g取10 N/kg)?
/
图K12-15
19.[2018·攀枝花]将一合金块轻轻地放入盛满水的溢水杯中,当其静止后有72 g水溢出,再将其捞出擦干后轻轻放入盛满酒精的溢水杯中,当其静止后有64 g酒精溢出,则合金块在酒精中受到的浮力为　　　　N,合金块的密度为
　　　　kg/m3。(ρ酒精=0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)?
20.[2018·广西北部湾]如图K12-16所示,桌子上有一个底面积为2×10-2 m2、内盛有某液体的圆柱形容器,物块A(不吸液体)漂浮在液面上,则物块A的密度　　　　(选填“大于”“小于”“等于”)液体的密度,若物块A的密度为0.5×103 kg/m3,体积为4×10-4 m3则物块A的质量为　　　　kg。现用力压物块A,使其缓慢向下,直到恰好浸没在液体中(液体未溢出),此时液体对容器底部压强增大了80 Pa,则该液体的密度为　　　　kg/m3。(g取10 N/kg)?
/
图K12-16
21.[2018·福建B卷]如图K12-17所示,薄壁圆柱形容器A、B放在水平桌面上,分别盛有不同的液体。A、B的底面积之比SA∶SB=2∶1,液面的高度之比hA∶hB=3∶2,液体对两个容器底部的压力大小相等。现将完全相同的两小球分别放入两容器中,液体均未溢出。静止时,A中的小球悬浮,B中的小球　　　　(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”),A、B两容器底部受到液体的压强之比pA∶pB=　　　　。?
/
图K12-17
22.[2018·安徽]重为200 N的方形玻璃槽,底面积为0.4 m2,放在水平台面上,向槽中加水至水深为0.3 m。(g取10 N/kg,玻璃槽的侧壁厚度不计)
(1)求水对玻璃槽底部的压强和槽底对水平台面的压强。
(2)将边长为20 cm的正方体物块轻轻放入水中,如图K12-18乙所示,当其静止时,测出该物块露出水面的高度为5 cm,求该物块的密度。
(3)如图丙所示,用力F垂直向下作用在物块的上表面,使物块露出水面的高度为2 cm并保持静止,求此时力F的大小。
/
图K12-18
/
参考答案
1.B　2.D
3.D　[解析] 物体漂浮时,所受浮力等于重力,即F浮=G ;由图可知,玻璃杯排开水的体积为V排=(h2-h1)S,G=F浮=G排=ρgV排=ρgS(h2-h1),故选D。
4.A　[解析] 鸡蛋悬浮在盐水中,说明它受到的浮力与重力相等;往盐水中持续均匀缓慢加盐,使盐水密度变大,鸡蛋/受到的浮力增大,它将会上浮,直至漂浮在水面上,浮力又等于自身的重力,此后,再加盐/,只能使鸡蛋露出水面的体积更大一些,但鸡蛋仍是漂在水面上,浮力仍等于重力,综合以上分析,只有A正确。
5.C　6.C　7.D　8.A　9.B　10.B
11.3×104　2.4×105　24
12.30　0.75×103
13.1×103　0.6
14.(1)等于　(2)1.2　偏大
[解析] (1)图甲中, F甲=G物+G支架+G空杯,图丙中,F丙=G物-F浮+G支架+G空杯+G排水 ,根据阿基米德原理可知, F浮=G排水,所以F丙=G物+G支架+G空杯=F甲。
(2)F浮=F丁-F丙=4.4 N-3.2 N=1.2 N;在图丁中,金属块离开水面时表面会粘有少量水,使弹簧测力计示数偏大,即使测得的浮力偏大。
15.(1)4.2　(2)1　(3)液体的密度　(4)C、D
16.解:(1)橡皮泥的质量m=ρV=ρSh=1.5×103 kg/m3×1.0×10-3 m2×0.2 m=0.3 kg。
(2)橡皮泥对桌面产生的压强p=
??
??
=
??
??
=
????
??
=
0.3kg×10N/kg
1.0×1
0
-3
m
2
=3×103 Pa。
(3)最大排水时受到的浮力为F浮=G排水=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3×6.0×10-4 m3×10 N/kg=6 N。
17.解:(1)由图可知,木块漂浮在水面上,所受浮力等于重力,F浮=G=10 N。
(2)木块下表面受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m=2000 Pa。
(3)当木块漂浮在水面上时,排开水的体积
V排1=
??
浮1
??
水
??
=
10N
1.0×1
0
3
kg/
m
3
×10N/kg
=1×10-3 m3,
则木块的体积V木=
5
4
V排1=
5
4
×1×10-3 m3=1.25×10-3 m3,
木块浸没在水中时,排开水的体积V排2=V木=1.25×10-3 m3,
木块浸没在水中时,所受浮力F浮2=ρ水V排2g=1.0×103 kg/m3×1.25×10-3 m3×10 N/kg=12.5 N,
则要使木块浸没在水中,需要加的压力F=F浮2-G=12.5 N-10 N=2.5 N。
18.15　9　6
[解析] 根据图乙可知,木块刚漂浮时,木块浸入水中的深度为L1=9 cm;水的深度为9 cm到16 cm时,木块一直处于漂浮,浸入水中的深度不变;当水面的高度为16 cm时,细线刚好拉紧,线的拉力为零;当木块上表面与水面相平时,此时水面的高度为22 cm;所以木块全部浸没时木块底部受到的压强最大,由图乙可知,此时压强为1500 Pa,则木块受到的最大浮力F浮大=1500 Pa×0.01 m2=15 N。由图乙可知,木块刚刚漂浮时木块底部受到水的压强为900 Pa,此时木块的重力与水向上的压力(浮力)平衡,所以木块重力G=F向上=p向上S=900 Pa×0.01 m2=9 N。当木块上表面与液面相平时,木块受到的浮力最大,由力的平衡条件可得,此时细线对木块的拉力最大,F拉大=F浮大-G=15 N-9 N=6 N。
19.0.64　0.9×103
[解析] 该合金块放在水中时,受到的浮力F浮=G排=m水g=72×10-3 kg×10 N/kg=0.72 N;该合金块放在酒精中时,受到的浮力F浮'=G排'=m酒精g=64×10-3 kg×10 N/kg=0.64 N;由以上可知,合金块在酒精中受到的浮力小于在水中所受的浮力,而合金块的重力不变,所以合金块放入酒精中是沉底的,则合金块的体积V=V排酒精=
??
浮
'
??
酒精
??
=
0.64N
0.8×1
0
3
kg/
m
3
×10N/kg
8×10-5 m3,排开水的体积V排水=
??
浮
??
水
??
=
0.72N
1×1
0
3
kg/
m
3
×10N/kg
=7.2×10-5 m3,因为排开水的体积小于排开酒精的体积,所以合金块在水中漂浮,则物体受到的重力等于在水中受到的浮力,即G=F浮=0.72 N,则合金块的密度ρ=
??
??
=
??
??
??
=
0.72N
10N/kg
8×1
0
-5
m
3
=0.9×103 kg/m3。
20.小于　0.2　0.9×103
21.漂浮　1∶2
[解析] 液体/的体积之比为
??
??
??
??
=
??
??
?
??
??
??
?
??
=
2×3
1×2
=
3
1
,
由于液体对两个容器底部的压力大小相等,则根据F=G=mg可知mA=mB,所以液体密度之比
??
??
??
??
=
??
??
??
??
??
??
??
??
=
??
??
??
??
=
1
3
。由于A中的小球悬浮,根据悬浮条件可知ρ球=ρA;所以ρ球<ρB,根据物体的浮沉条件可知,B中的小球漂浮。将完全相同的两小球分别放入两容器中,液体均未溢出,则液体对容器底部的压力等于液体的重力和小球的重力之和,所以液体对容器底部的压力相等,即FA=FB;根据p=
??
??
可得,pA∶pB=
??
??
??
??
∶
??
??
??
??
=
??
??
??
??
×
??
??
??
??
=
1
1
×
1
2
=1∶2。
22.解:(1)水对玻璃槽底部的压强p水=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m=3×103 Pa;
槽底对水平台的压强p槽=
??
压
??
=
??
总
??
=
??
槽
+
??
水
?????
??
=
200N+1.0×1
0
3
kg/
m
3
×0.4
m
2
×0.3m×10N/kg
0.4
m
2
=3.5×103 Pa。
(2)因为物块漂浮,所以F浮=G物,即ρ水gV排=ρ物gV物①,又因为物体边长为20 cm,露出水面的高度为5 cm,所以
??
排
??
物
=
??
物
?
浸
??
物
?
物
=
?
浸
?
物
=
20cm-5cm
20cm
=
3
4
②,①②联立解得ρ物=
3
4
ρ水=
3
4
×1×103 kg/m3=0.75×103 kg/m3。　
(3)因为物体边长为20 cm,此时露出水面的高度为2 cm,
所以V排'=S物h浸'=0.2 m×0.2 m×(0.2 m-0.02 m)=7.2×10-3 m3,
此时受到水的浮力F'浮=ρ水gV排'=1.0/×103 kg/m3×10 N/kg×7.2×10-3 m3=72 N,
V物=(0.2 m)3=8×10-3 m3,
G物=ρ物gV物=0.75×103 kg/m3×10 N/kg×8×10-3 m3=60 N。
此时物体受力平衡,所以F+G物=F'浮,
则F=F'浮-G物=72 N-60 N=12 N。
课时训练13　功　功率　机械能及其转化
基础过关
一、选择题
1.[2018·长沙]下列关于功的说法正确的是(　　)
A.小明用力推发生故障的汽车而未推动时,推力对汽车做了功
B.吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时,吊车的拉力对重物做了功
C.足球在水平地面上滚动一段距离时,重力对足球做了功
D.举重运动员从地面将杠铃举起的过程中,举重运动员对杠铃做了功
2.[2018·常德]第二十一届足球世界杯已于2018年6月14日在俄罗斯莫斯科拉开帷幕。在足球赛场上涉及很多物理知识,下列说法中正确的是 (　　)
A.踢出的足球在场地上慢慢停下来是因为受到了摩擦力的作用
B.足球在空中下落过程中,动能转化为重力势能
C.静止在场地上的足球受到的重力和它对地面的压力是一对平衡力
D.守门员将足球踢出,守门员没有对足球做功
3.[2018·广州]如图K13-1所示,OQ是水平地面,物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q,OP段拉力F1为300 N,F1做的功为W1,功率为P1;PQ段拉力F2为200 N,F2做的功为W2,功率为P2。则 (　　)
/
图K13-1
A.W1>W2
B.W1C.P1>P2
D.P14.[2018·淄博]如图K13-2所示,AC>BC,在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端,推力分别为F1、F2,功率分别为P1、P2在不考虑摩擦的情况下 (　　)
/
图K13-2
A.F1B.F1>F2,P1>P2
C.F1=F2,P1=P2
D.F15.[2018·德州]两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的s-t图像如图K13-3所示。根据图像,下列判断正确的是(　　)
/
图K13-3
A.两次物体运动的速度v1B.两次物体所受的拉力F1>F2
C.0~6 s两次拉力对物体所做的功W1>W2
D.0~6 s两次拉力对物体做功的功率P16.每年的春运都会遇到类似的问题,即“春运返程高峰遭遇雨雪天气,高速关闭、高铁限速”,其中“限速”可以(　　)
A.减小列车的动能
B.减小列车的惯性
C.增大列车与轨道之间的摩擦
D.使列车的运动状态更易于改变
7.[2018·玉林] 2018世界杯在俄罗斯举行。如图K13-4所示是正在加速下降的足球,在此过程中,对其机械能的变化情况,下列分析正确的是 (　　)
/
图K13-4
A.动能增大,重力势能减小
B.动能减小,重力势能增大
C.动能增大,重力势能增大
D.动能减小,重力势能减小
8.[2018·常州]现代农业利用喷药无人机喷洒农药,安全又高效,如图K13-5所示,喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行,同时均匀喷洒农药。此过程中,喷药无人机的 (　　)
/
图K13-5
A.动能减小、重力势能减小
B.动能减小、重力势能不变
C.动能不变、重力势能减小
D.动能不变、重力势能不变
9.[2018·成都]如图K13-6所示,小邦在国色天乡玩蹦极,不考虑空气阻力,关于他在下降过程中的能量分析,下列说法正确的是 (　　)
/
图K13-6
A.弹性绳绷直前,重力势能增大,动能减小
B.弹性绳绷直前,重力势能减小,动能不变
C.下降到最低点,动能最小,弹性势能最大
D.下降到最低点,重力势能最大,弹性势能最大
10.如图K13-7甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图像分别如图乙、丙所示,下列说法正确的是(　　)
/
图K13-7
A.当t=2 s时,物体处于静止状态,摩擦力是0
B.当t=3 s时,物体受到摩擦力是7 N
C.4~6 s内,拉力F做的功是20 J
D.2~4 s内,物体的机械能保持不变
二、填空题
11.某次跳伞时,一运动员重为600 N,接近地面时,可认为是竖直向下做匀速直线运动,当运动员离地面12 m时速度为3 m/s,则运动员从此处落到地面所用的时间是　　　　s,这12 m内重力对运动员做的功是　　　　J。?
12.[2017·邵阳]/如图K13-8所示,物体在5 N的水平拉力F作用下,沿水平面以0.2 m/s的速度匀速运动了4 s,拉力F的功率为　　　　W。?
/
图K13-8
13.新/能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶12 km,用时10 min。已知该车的总质量为1.6×103 kg,行驶中阻力为车重的0.05倍,此过程中该车牵引力做功　　　　J,功率为　　　　kW。(g/取10 N/kg)?
三、实验探究题
14.[2018·宿迁]如图K13-9所示,在“探究影响重力势能大小的因素”实验中,有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C。A、C离沙地高度相同,现让三个小球同/时由静止释放,球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。
/
图K13-9
(1)根据　　　　　　　　可以判断出球　　　释放前的重力势能最大。?
(2)比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是　　　　。?
(3)球在空中下落时减少的重力势能主要转化为　　　　。?
15.[2018·包头]在“探究物体动能与质量和速度的关系”实验中,将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖/直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离,如图K13-10所示。
/
图K13-10
实验
次数
钢球质
量m/g
钢球下摆
高度h/cm
木块滑行
距离s/cm
1
20
30
35
2
40
30
65
3
60
30
(1)本实验使钢球获得动能的操作方法是? 　。?
(2)从上表数据可以看出,实验中控制了　　　相同,从而探究动能与　　　　的关系。?
(3)第1次实验时若不考虑能量损失,钢球对木块最多可做　　　　J的功;第3次实验时,木块被撞后滑出木板无法记录数据,需要重做第三次实验,甲同学建议换用同样较长的木板,乙同学建议换一个较大的木块,丙同学建议降低钢球下摆的高度,你认为应当采用　　　同学的建议。(g取10 N/kg)?
(4)由上述实验数据和现象可得出结论:? 　。?
四、计算题
16.[2018·岳阳] “沙场点兵,扬我军威”。2017年8月1日,习近平总书记在朱日和军事基地乘坐检阅车对三军将士进行检阅。某检阅车质量为2400 kg,在600 s内沿水平方向匀速前进了3000 m,牵引力大小为2000 N。求:(g取10 N/kg)
(1)检阅车的重力。
(2)/检阅车的速度。
(3)牵引力的功率。
17.美/国一家公司研制出了“会飞的汽车”(如图K13-11所示),这款车的车身和一般汽车相似,但车门多了两个可折叠的翅膀。在陆地行驶时,翅膀折叠;在空中飞行时,翅膀张开。从汽车到“飞机”的变形在30 s内完成,驾驶员在车内即可完成操作。该车已获准可在美国的空中飞行和公路行驶,是第一辆允许上路的飞行和地面行驶的混合车。下表是该车的一些信息:
汽车质量
600 kg
发动机功率
75 kW
空中最大
飞行速度
200 km/h
最大飞行
距离
800 km
地面最大
行驶速度
150 km/h
轮胎与地面
接触面积
4×0.03 m2
(1)该汽车静止在水平地面上时,对地面的压强是多少?(g取10 N/kg)
(2)该汽车以最大飞行速度飞/行了800 km,则汽车发动机做功多少?
/
图K13-11
能力培优
18.[2018·杭州]跳绳是大家喜爱的体育运动之一,小金的质量为50 kg,每次跳起高度约为6 cm(人整体上升,如图K13-12所示),一分钟跳100次,下列说法正确的是 (　　)
/
图K13-12
A.向上起跳过程中小金的动能持续增大
B.在整个跳绳过程中小金的机械能守恒
C.小金跳一次克服重力做功约3 J
D.小金在这一分钟内跳/绳的功率约为50 W
19.[2018·苏州]质量为m的小环穿在固定的光滑曲杆上,从某点A静止释放后沿曲杆运动,如图K13-13所示,/不计空气阻力,下列说法正确的是 (　　)
/
图K13-13
A.只要A点高于D点,小环就能到达D点
B.若小环能到达D点,离开D点后将竖直向下运动
C.小环从A点到D点/,重力势能一直减小,机械能不变
D.小环从A点到B点,动能一直增加,机械能不变
20.如图K13-14甲所示是一艘海事打捞船正在打捞一沉入海底的物体,图乙是钢绳将物体竖直向上匀速提起的简化示意图,物体从海底被提升到离开海面一定距离的整个过程中速度均保持不变,从提升物体开始经过时间120 s后物体刚好全部出水,已知物体的体积V=2 m3,密度ρ=3×10 3 kg/m3,已知物体浸没在水中的上升过程中,钢绳提升物体的功率P=40 kW,求:(忽略水的阻力和钢绳重量,海水的密度ρ水取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)物体浸没在水中的上升过程中,钢绳提升物体的拉力。
(2)物体全部离开水面后上升过程中,钢绳提升物体的功率。
(3)打捞处海水对海底的压强。
/
图K13-14
21.[2018·福建A卷]学校机器人兴趣小组进行“精准吊装”实验,7块长短不一的长方体木块均平放在水平地面上,机器人将木块按长度从大到小依次吊装并对称叠放。已知木块的密度相同,高度均为h=0.2 m,宽度均为b=0.2 m,不同序号木块的质量如下表,其中m=12 kg,g取10 N/kg。
(1)已知1号木块的长度a=1.2 m,求未叠放时1号木块对地/面的压强。
(2)如图K13-15所示,把2号木块吊装到1号木块的上面,求此过程中克服重力所做的功。
(3)机器人完成全部吊装叠放用时6 min,求整个过程克服木块重力做功的功率。
序号
1
2
3
4
5
6
7
质量
2m
m
??
2
??
3
??
4
??
5
??
6
/
图K13-15
参考答案
1.D　
2.A　[解析] 踢出的足球在场地上/慢慢停下来是因为受到了地面对足球的摩擦力的作用,A正确。足球在空中下落过程中质量不变,高度减小,速度增大,重力势能转化为动能,B错误。静止在场地上的足球受到的重力和地面对足球的支持力是一对平衡力,C错误。守门员将足球踢出,触球的时间很短,但也移动了距离,所以守门员对足球做了功,D错误。
3.C　4.A
5.C　[解析] 由题图可知,相同时间,第一次移动的距离大,则v1>v2,故A错误;拉动同一个物体在同一水平面上做匀速直线运动,物体受到的摩擦力不变,物体受平衡力作用,所以F1=F2=f,故B错误;由题图可知,0~6 s第一次物体运动了0.6 m,第二次物体运动了0.3 m,由W=Fs可得,W1>W2,故C正确;由P=
??
??
得,0~6 s内P1>P2,故D错误。
6.A　7.A　
8.A　[解析] 沿水平方向匀速飞行的无人机均匀喷洒农药的过程中,速度不变,高度不变,质量减小,所以动能和重力势能都减小,故选A。
9.C　[解析] 弹性绳绷直前,高度减小,重力势能减小,速度变大,则动能变大,故A、B错误。下降到最低点时,人的速度减小为0,动能最小;高度最小,重力势能最小;弹性绳的形变最大,则弹性势能最大,故C正确,D错误。
10.C
11.4　7200
12.2
[解析] 由图可知,该滑轮为动滑轮,物体运动的速度为0.2 m/s,则绳子自由端的速度为v=2×0.2 m/s=0.4 m/s;拉力F的功率P=Fv=5 N×0.4 m/s=2 W。
13.9.6×106　16
[解析] 由于汽车做匀速直线运动,该车的牵引力为
F=f=0.05G=0.05×1.6×103 kg×10 N/kg=800 N,
牵引力做功W=Fs=800 N×12000 m=9.6×106 J;
功率P=
??
??
=
9.6×1
0
6
J
600s
=16000 W=16 kW。
14.(1)球陷入沙中的深度　A　(2)质量　(3)动能
15.(1)让钢球从高处由静止摆下
(2)速度　质量
(3)0.06　甲
(4)速度一定时,质量越大,动能越大
[解析] (3)由题意可知,钢球的重力为G=mg=0.02 kg×10 N/kg=0.2 N,钢球下降的距离为h=30 cm=0.3 m,钢球的重力做的功即钢球获得的动能Ek=Gh=0.2 N×0.3 m=0.06 J,则钢球对木块最多做0.06 J的功;该实验是在速度一定时,改变物体的质量,探究动能的大小与质量的关系,动能的大小通过木块移动的距离来反映,因此钢球的高度和木块的大小均不能改变,应改变木板的长度,即采用甲同学的建议。
16.解:(1)检阅车的重力
G=mg=2400 kg×10 N/kg=2.4×104 N/。
(2)检阅车的速度v=
??
??
=
3000m
600s
=5 m/s。
(3)牵引力的功率
P=
??
??
=
????
??
=Fv=2000 N×5 m/s=1×104 W。
17.解:(1)该汽车停在水平地面上时,对地面的压力
F=G=mg=600 kg×10 N/kg=6×103 N,
对地面的压强
p=
??
??
=
6000N
4×0.03
m
2
=5×104 Pa。/
(2)该汽车以最大飞行速度飞行了800 km的时间
t=
??
??
=
800km
200km/h
=4 h=14400 s;
由P=
??
??
可得,汽车发动机做功
W=Pt=75×103 W×14400 s=1.08×109 J。
18.D
19.D　[解析] 小环从A到B沿光滑曲轩下滑,如果C点高于A点,小环就无法到达D点,故A错误。若小环能到达D点,离开D点后,小环只受重力作用,但由于惯性,要保持原来的运动状态,将会沿CD方向运动一段距离后落地,故B错误。小环从A点到B点,高度减小,重力势能减小;从B点到C点,高度增大,重力势能增加;从C点到D点,高度减小,重力势能减小,由于曲杆光滑无摩擦,且不计空气阻力,机械能不变,故C错误;小环从A点到B点,重力势能转化为动能,动能一直增加,机械能不变,故D正确。
20.解:(1)物体质量m=ρV=3×103 kg/m3×2 m3=6000 kg,
物体重力G=mg=6000 kg×10 N/kg=6×104 N,
物体浸没水中所受浮力F浮=ρ水gV=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2 m3=2×104 N,
提升物体匀速上升时,物体受向上的拉力和浮力,受向下的重力,所以F+F浮=G,
则拉力F=G-F浮=6×104 N-2×104 N=4×104 N。
(2)物体浸没在水中上升时的速度v=
??
??
=
4×1
0
4
W
4×1
0
4
N
=1 m/s,
离开水面后,速度不变,但是离开水面后,浮力等于0,根据二力平衡可知,此时拉力F'=G=6×104 N,此时的功率P'=F'v=6×104 N×1 m/s=6×104 W。
(3)从打捞处到离开水面历时120 s,上升的高度就是打捞处的深度h=vt=1 m/s×120 s=120 m。
打捞处海水对海底的压强p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×120 m=1.2×106 Pa。
21.解:(1)1号木块对地面的压力等于其重力,即
F=G1=m1g=2mg=2×12 kg×10 N/kg=240 N,
1号木块与地面的接触面积S1=ab=1.2 m×0.2 m=0.24 m2,
则1号木块未叠放时对地面的压强p=
??
??
1
=
240N
0.24
m
2
=1000 Pa。
(2)2号木块的重力G2=m2g=mg=12 kg×10 N/kg=120 N,
克服重力所做的功W2=G2h=120 N×0.2 m=24 J。
(3)吊装k(k≠1)号木块克服重力做功Wk=Gk(k-1)h=
1
??-1
mg(k-1)h=mgh=12 kg×10 N/kg×0.2 m=24 J,
由以上可知,吊装每一块木块克服重力做功相等。
则装完所有的木块克服重力做功为
W=6Wk=6×24 J=144 J,
则整个过程克服木块重力做功的功率
P=
??
??
=
144J
360s
=0.4 W。
课时训练14　简单机械　机械效率
基础过关
一、选择题
1.[2018·河南]下列工具中,使用时属于费力杠杆的是 (　　)
/
图K14-1
2.[2018·巴中]如图K14-2所示,在轻质杠杆OA的中点悬挂一个重物,在右端施加一个始终与OA垂直的力F,由水平位置匀速提到如图虚线所示的位置,在这个过程中,拉力F的大小(　　)
/
图K14-2
A.一直变大 B.始终不变
C.一直变小 D.先变小后变大
3.[2018·临沂]图K14-3(a)所示的杠杆是水平平衡的,如果在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体,如图(b)所示,则杠杆 (　　)
/
图K14-3
A.右端下沉
B.左端下沉
C.要保持平衡应将左端的物体向右移动
D.要保持平衡应在右端再加挂一个物体
4.[2018·福建B卷]《墨经》最早记述了秤的杠杆原理。图K14-4中“标”“本”表示力臂,“权”“重”表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是 (　　)
/
图K14-4
A.“权”小于“重”时,A端一定上扬
B.“权”小于“重”时,“标”一定小于“本”
C.增大“重”时,应把“权”向A端移
D.增大“重”时,应换用更小的“权”
5.[2018·黄石]为探究动滑轮和定滑轮的特点,设计如图K14-5所示的两种方式拉升重物。下面关于探究的做法和认识正确的是 (　　)
/
图K14-5
A.用动滑轮提升重物上升h高度,弹簧测力计也上升h高度
B.若拉升同一物体上升相同高度,用动滑轮拉力更小,且做功更少
C.减小动滑轮质量可以提高动滑轮机械效率
D.若用定滑轮/提升重物,当拉力竖直向下时最省力
6.如图K14-6所示,小华用250 N的力将重400 N的物体匀速提升2 m,共用10 s,在此过程中忽略绳重和摩擦,下列说法正确的是 (　　)
/
图K14-6
A/.绳子自由端下降了6 m
B.动滑轮重是10 N
C.滑轮组的机械效率为80%
D.提升的重物变为500 N时,此滑轮组的机械效率将变小
7.[2018·滨州改编]如图K14-7所示,重40/0 N的物体在30 N的水平拉力F的作用下,以0.1 m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10 s,滑轮组的机械效率为80%,则在此过程中,下列说法不正确的是 (　　)
/
图K14-7
A.绳子自由端移动的距离为3 m
B.有用功为400 J
C.拉力F的功率为9 W
D.物体与地面间的滑动摩擦力为72 N
8.[2018·广安]如图K14-8所示,斜面长3 m、高0.6 m,建筑工人用绳子在6 s内将重500 N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是150 N(忽略绳子的重力),则下列说法正确的是 (　　)
/
图K14-8
A.斜面上的摩擦力是50 N
B.拉力的功率是50 W
C.拉力所做的功是300 J
D.斜面的机械效率是80%
9.[2018·包头]关于下列四种情况说法正确的是 (　　)
/
图K14-9
A.图K14-9甲中,物体在2~7 s内的平均速度为2 m/s
B.图乙中,a、b两种物质的密度之比为1∶4
C.图丙中,物块M向左做匀速直线运动,该装置的机械效率为75%
D.图丁中,杠杆在水平位置平衡,OA∶AB=1∶2,则F∶G=1∶2
二、填空题
10.如图K14-10所示,小强同学用动滑轮将重400 N的物体匀速提升2 m,已知动滑轮的机械效率是80%,则小强同学做的有用功是　/　　　J,绳子末端的拉力是　　　　N。?
/
　图K14-10
11.如图K14-11所示的是滑轮组,每个滑轮的重为10 N(绳重、摩擦不计),用此滑轮组匀速提起重为490 N的重物A,人的拉力F大小为　　N;此滑轮组的机械效率为　　　　%。?
/
图K14-11
12.如图K14-12所示,用40 N的力向下拉绳子,使物体在5 s内匀速上升0.3 m,滑轮组的机械效率为80%,则物体的重力为　　　　N,拉力的功率为　　　　W,动滑轮的重力为　　　N。(不计摩擦和绳重)?
/
图K14-12
三、作图题
13.[2018·衡阳]如图K14-13所示,一根木棒以O点为支点撬动石块,画出作用在A点最小动力F1,并画出阻力F2的力臂l2。
/
图K14-13
14.如图K14-14所示,O是杠杆的支点,请画出作用在A点让杠杆保持平衡的最小力F的示意图并标出其力臂l。
/
图K14-14
四、实验探究题
15.[2018·长沙]在认识到杠杆转动跟力、力臂有关后,某实验小组通过实验进一步探究杠杆的平衡条件,以下是他们的部分实验过程:
(1)首先,将杠杆放在水平桌面上,在不挂钩码的情况下,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在　　　　位置平衡,以方便直接读出力臂。?
(2)接下来,他们使杠杆在如图K14-15位置静止,多次实验,记录数据如表格所示(每个钩码的重力为1 N,杠杆质量、刻度分布均匀);小玲认为杠杆的平衡条件应为F1=F2,l1=l2;而小军则认为实验还需要进一步改进。你认为小玲总结的杠杆的平衡条件是　　　　(选填“正确的”或“错误的”)。?
/
图K14-15
实验序号
F1/N
l1/cm
F2/N
l2/cm
1
2
3
2
3
2
3
3
3
3
3
4
3
4
3
(3)如果小军在杠杆的左端A点处再加挂2个钩码(即左端共4个钩码),接下来,他应该将右侧的两个钩码向右移动　　　　格,杠杆才会在原位置再次平衡。?
16.[2018·鞍山]斜面是在生活和生产中常见的简单机械,也是物理实验中常用的实验器材。
(1)使用斜面提升物体可以省力。如图K14-16甲所示,将重力为5 N的木块放在长1 m、高0.2 m的斜面上,沿斜面向上匀速拉动弹簧测力计,记下弹簧测力计的示数为1.6 N,则该斜面的机械效率η=　　　　%;木块在斜面上运动时受到的滑动摩擦力为　　　　N。继续探究,可以得出斜面越陡,省力越　　　　(选填“多”或“少”),机械效率越　　　　(选填“高”或“低”)。?
/
图K14-16
(2)用斜面探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验,如图乙所示,使一个小球从斜面上不同高度由静止开始滚下,撞击水平面上的小木块,通过观察　　　　　　　　　　　比较小球动能的大小,可以探究物体的动能跟　　　　这一/因素的关系。?
四、计算题
17.[2018·广东]如图K14-17是建筑工地上的起重机示意图,起重机的电动机功率为3×103 W,当它把质量为1 t的重物匀速提起24 m时,用时100 s。(g取10 N/kg)
(1)在这段时间内起重机提起重物做功的功率是多少?机械效率是多少?
(2)若起重机AB长为20 m,吊起重物时B端的配重质量为4 t,为使起重机不翻倒,则OB长为多少?(不计摩擦和起重机自重)
/
图K14-17
/
能力培优
18.[2018·温州]如图K14-18为吸盘式挂杆,将吸盘压在瓷砖上排尽其中的空气,挂杆就能被固定在瓷砖上。挂有平底锅的挂钩沿光滑水平横杆从P点开始向吸盘B移动,若吸盘与横杆的重力、吸盘大小均忽略不计,设挂钩与吸盘A的距离为l,则吸盘B受到的摩擦力F的大小与l的关系图像为 (　　)
/
图K14-18
/
图K14-19
19.图K14-20为一健身器材模型,杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动,OA∶OB=1∶4,质量为60 kg的小明站在水平放置的体重计上,通过该杠杆提起吊篮中的重物,吊篮重80 N,当边长为20 cm的正方体重物甲刚被提起时,体重计示数为43 kg;当边长为40 cm的正方体重物乙刚被提起时,体重计示数为18 kg,杠杆始终在水平位置保持平衡,AB两端绳子拉力保持竖直。不计绳重、杠杆自重和摩擦,g取10 N/kg。则重物甲与重物乙的密度之比为 (　　)
/
图K14-20
A.1∶3 B.2∶3
C.3∶2 D.3∶1
20.[2017·株洲改编]如图K14-21所示,一张重90 N的笔记本电脑桌放在水平地面上,桌面上不放任何物品时,工字型底座右侧两个滚轮对地面的压力共50 N,则左侧两个滚轮对地面的压力共　　　N。若底座的长度为63 cm,则桌子中间支柱到底座右侧的水平距离为　　　cm。?
/
图K14-21
21.[2018·衡阳]如图K14-22所示,用滑轮组提起一个重为7 N的物体,在拉力F=4 N的作用下,10 s内物体沿竖直方向匀速升高了2 m,不计绳重和摩擦,可知拉力F的功率为　　　　W,此滑轮组的机械效率为　　　　。?
/
图K14-22
22.[2018·泸州]如图K14-23甲所示的滑轮组装置,不计绳重和摩擦,绳对滑轮的拉力方向均为竖直方向。用该滑轮组提升放置在水平地面上重力G=80 N的重物到高处。用竖直向下的拉力拉绳的自由端,拉力F随时间t变化的图像如图乙所示,重物上升的速度v随时间t变化的图像如图丙所示。已知在2~4 s内重物上升的竖直高度为2 m,求:
(1)在4~6 s内,重物克服重力做功的功率。
(2)在2~4 s内,绳自由端下降的平均速度。
(3)在0~2 s内,重物对地面的压力大小。
/
图K14-23
23.图K14-24是小华利用杠杆提升浸没在水中的物体B的示意图。杠杆CD可绕支点O在竖直平面内转动,OC∶OD=1∶2,物体A为配重,其质量为200 g,烧杯的底面积为75 cm2,物体B的质量是320 g,体积是40 cm3。当物体B浸没在水中时,水对杯底的压强为p1。当用力拉物体A,将物体B从容器底提出水面一部分以后,杠杆恰好在水平位置平衡/,此时,竖直向下拉物体A的力为F,水对杯底的压强为p2。若p1与p2之差为40 Pa,则:(g取10N/kg)
(1)物体B浸没在水中时受到的浮力多大?
(2)水对烧杯底部的压力差多大?
(3)拉力F是多少?(杠杆的质量、悬挂物体A和物体B的细绳的质量均忽略不计)
/
图K14-24

参考答案
1.B
2.C　[解析] 由图可知,O为杠杆的支点,动力F始终与OA垂直,杠杆长即为/动力臂。将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B,动力臂不变,重物对杠杆的拉力为阻力,大小等于重物的重力,其力臂在杠杆由位置A到位置B过程中逐渐变小,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知拉力F一直变小,故选C。
3.A　4.C　5.C
6.C　[解析] 由图可知,滑轮的承重绳n=2,物体上升2 m,绳端应该下降2h=2×2 m=4 m,故A错误;因2F=G物+G动,故G动=2F-G物=2×250 N-400 N=100 N,故B错误;W总=G总h=(400 N+100 N)×2 m=1000 J,W有=G物h=400 N×2 m=800 J,则η=
??
有
??
总
=
800J
1000J
=80%,故C正确;由以上分析可知重物越重,滑轮组的机械效率越高,故D错误。
7.B　[解析] 由图可知,摩擦力由3段绳子承担,即n=3。物体10 s内移动的距离s1/=vt=0.1 m/s×10 s=1 m,则绳子自由端移动的距离为s2=ns1=3×1 m=3 m;拉力F做的功为总功其大小为W总=Fs2=30 N×30 m=90 J,则此过程中有用功为W有=W总η=90/ J×80%=72 J;拉力F的功率为P=
??
总
??
=
90J
10s
=9 W;物体与地面间的滑动摩擦力f=
??
有
??
1
=
72J
1m
=72 N。故选B。
8.A　9.C
10.800　250
11.250　98
12.96　7.2　24
13.如图所示
/
14.如图所示
/
15.(1)水平　(2)错误的　(3)3
[解析] (3)若A点挂4个钩码,即力变为原来的2倍,右端挂2个钩码不变,则力臂应为原来的2倍,即应将右侧的两/个钩码向右移动3格,杠杆才会在原位置再次平衡。
16.(1)62.5　0.6　少　高
(2)小木块移动的距离　速度
[解析] (1)木块/在斜面上运动时,拉力做的总功为W总=Fs=1.6 N×1 m=1.6 J,有用功为W有=Gh=5 N×0.2 m=1 J,则斜面的机械效率η=
??
有
??
总
=
1J
1.6J
=62.5%,额外功为W额=W总-W有=1.6 J-1 J=0.6 J,滑动摩擦力为f=
??
额
??
=
0.6J
1m
=0.6 N。继续探究,可得结论:斜面越陡,省力越少,机械效率越高。
17.解:(1)起重机做的功
W有=Gh=mgh=103 kg×10 N/kg×24 m=2.4×105 J,
功率P=
??
??
=
2.4×1
0
5
J
100s
=2400 W,
机械效率η=
??
有
??
总
=
??
??
总
=
2400W
3×1
0
3
W
=80%。
(2)根据杠杆平衡条件,有FA·OA=FB·OB,
即mAg·OA=mBg·OB①,
OA+OB=AB=20 m②,
①②联立,代入数/据解得,OB=4 m。
18.D　19.D
20.40　28
[解析] 桌子重90 N,由左右两侧各两个滚轮支持,右侧两个滚轮对地面的压力为50 N,则对桌子的支持力为50 N,可知左侧两个滚轮对桌子的支持力为90 N-50 N=40 N,对地面的压力共40 N;由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得50 N·l1=40 N·l2①,且l2+l2=63 cm②,联立①②可得l1=28 cm。
21.1.6　87.5%
22.解:(1)由图丙可知,在4~6 s内,重物匀速上升,速度为2 m/s,
重物克服重力做功的功率P=
???
??
=Gv=80 N×2 m/s=160 W。
(2)由图甲可知,该滑轮组n=2,2~4 s内重物做加速直线运动,重物上升的平均速度v'=
??
??'
=
2m
2s
=1 m/s,绳自由端下降的平均速度v拉=nv'=2×1 m/s=2 m/s。
(3)4~6 s内重物匀速上升,处于平衡状态,则动滑轮重力G动=nF-G=2×50 N-80 N=20 N,0~2 s内,重物静止,此时滑轮组绳子自由端的拉力为30 N,即F拉=
1
??
(G动+F绳),物体上方的绳子对物体的拉力F绳=nF拉-G动=2×30 N-20 N=40 N,
重物静止,受力平衡,则地面对重物的支持力F支=G-F绳=80 N-40 N=40 N,
重物对地面的压力和地面对重物的支持力是一对相互作用力,大小相等,则重物对地面的压力也是40 N。
23.解:(1)由阿基米德原理可知,物体B浸没在水中时的浮力F浮=ρ水V排g=1×103 kg/m3×40×10-6m3×10 N/kg=0.4 N。
(2)前后两次水对烧杯底的压强差Δp=40 Pa,
则前后两次水对烧杯底的压力差ΔF=Δp×S=40 Pa×75×10-4 m2=0.3 N。
(3)物体A的重力为GA=mAg=200×10-3 kg×10 N/kg=2 N,
物体B的重力为GB=mBg=320×10-3 kg×10 N/kg=3.2 N;
当用竖直向下的力F拉物体A,将物体B提出水面一部分后,杠杆在水平位置平衡时,物体B受到的浮力减小;因为容器中水的重力不变,容器底受到压力的变化是由浮力变化引起的,故浮力减小值为ΔF浮=ΔF/=0.3 N;
物体受到的浮力减小,则杠杆右端受到拉力增大量为ΔF'=ΔF浮=0.3 N,
此时杠杆/恰好在水平位置平衡,由杠杆的平衡条件可得
(GA+F)×OC=(GB-F浮+ΔF')×OD,
即(2 N+F)×OC=(3.2 N-0.4 N+0.3 N)×OD①,
已知OC∶OD=1∶2②,
联立①②解得F=4.2 N。
课时训练15　分子热运动和内能
一、选择题
1.[2017·岳阳]关于微观世界和宇宙,下列认识正确的是 (　　)
A.原子是由原子核和电子构成的
B.固体中分子作用力几乎为零
C.分子是比电子更小的微粒
D.地球是宇宙的中心
2.[2018·衡阳]关于分子动理论,下列说法正确的是 (　　)
A.打开香水瓶,不久就满屋子都/能闻到香气,说明分子在永不停息地做无规则的/运动
B.打扫教室地面/时,看到灰尘在空中飞舞,说明分子在永不停息地做无规则的运动
C.酒精和水混合后体积减小的实验,说明分子间有引力
D.堆在墙角的煤会使墙体内部变黑,说明分子间有引力
3.用细线把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面,使玻璃板水平接触水面,然后稍稍用力向上拉玻璃板,如图K15-1所示,则弹簧测力计的示数(　　)
/
图K15-1
A.不变,因为玻璃板重力不变
B.变大,因为玻璃板沾水变重了
C.变小,因为玻璃板受到了浮力作用
D.变大,因为玻璃板与水面间存在分子引力
4.[2017·邵阳]下列关于热和能的说法,正确的是 (　　)
A.海绵很容易被压缩,主要是由于分子间存在引力
B.给冷水加热,水的温度升高是利用做功改变水的内能
C.端午米粽飘香,能闻到米粽的香味是由于分子做无规则运动
D.冬天搓手,手变暖和,是利用热传递改变手的内能
5.[2018·广安]关于物体的/内能,下列说法中正确的是 (　　)
A.物体的内能增加,可能是从外界吸收了热量
B.0 ℃的冰熔化成0 ℃的水,内能不变
C.汽油机的压缩冲程是把内能转化为机械能
D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
6.[2018·邵阳]下列关于温度、内能、热量说法正确的是 (　　)
A.物体温度升高一定是吸收了热量
B.正在沸腾的水的温度一定是100 ℃
C.冬天搓手/变暖是通过做功使手的内能增大
D.热胀冷缩中的“热”“冷”是指内能
7.[2018·广东]如图K15-2所示,70 kg的消防员沿着钢管匀速下滑时感到手心发烫,此时受到钢管对他的摩擦力大小和导致手心内能改变的方
/
图K15-2
式是(g取10 N/kg) (　　)
A.70 N　热传递
B.70 N　做功
C.700 N　热传递
D.700 N　做功
8.小明放学回家,看到妈妈正在做饭,小明的以下分析正确的是 (　　)
A.回到家中就能闻到饭菜香味是分子无规则运动的结果
B.用高压锅煮饭,熟得比较快,是因为气压越大,水的沸点越低
C.用燃气灶炒菜,/燃料燃烧时将内能转化为化学能
D.盛热汤的碗很烫,是因为热汤把温度传给了碗
9.[2018·成都]小册在家煮汤圆,有关煮汤圆过程中的物理知识,下列说法正确的是(　　)
A.刚从冰箱冰冻室取出的速冻汤圆没有内能
B.汤圆内能增大是通过热传递方式来实现的
C.汤圆在煮的过程中体积/变大是因为分子间存在斥力
D.汤圆煮熟关火后水不再沸腾是因为水分子停止了运动
10.如图K15-3所示,将肉片直接放入热油锅里爆炒,会将肉炒焦或炒煳,大大失去鲜味。厨师预先将适量的淀粉拌入肉/片中,再放到热油锅里爆炒,炒出的肉片既/鲜嫩味美又营养丰富。下列对此现象说法不正确的是 (　　)
/
图K15-3
A.在附近能闻到肉香说明了分子在不停地做无规则的运动
B.附着在肉片外的淀粉糊有效防止了肉片里水分的蒸发
C.在炒肉片过程中,肉片内能增加主要通过热传递实现的
D.在炒肉片过程中,肉片的温度升高,内能不变
二、填空题
11.[2018·十堰]如图K15-4所示,十堰人都爱吃牛肉面。牛肉面在制作过程中,很远的地方都能闻到香味,这是由于分子的　　　　　造成的。将一碗牛肉面端起来感觉很烫手,是由于通过　　　　的方式增加了手的内能。夹起牛肉面的筷子是　　　　(选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆。?
/
图K15-4
12.[2018·娄底]劣质的油/性油漆、板材、涂料、胶粘剂等材料含有较多的甲醛、苯、二甲苯等有毒有机物,用来装修房屋,会造成室内环境污染,这是因为有毒有机物分子都在做永不停息地做无规则运动,这种现象在夏天时特别严重,因为　　　　越高,　　　　　　越剧烈。?
13.[2018·宜昌]把磨得很光滑的铅片和金片紧压在一起,在室温下放置5年后再将它们切开,可以看到它们互相渗入约1 mm深,表明固体之间也能发生　　　　现象;将两个铅柱的底面削平、削干净,然后紧压在一起,两个铅柱就会结合在一起,甚至下面吊一个重物都不能把它们拉开,主要是因为铅柱的分子之间存在　　　　。?
14.[2018·临沂]大多数汽车防冻冷却液是以水和乙二醇为原料混合而成的,其中主要成分是水,这是利用了水的　　　　的特点。配制防冻冷却液时将乙二醇加入水中,二者混合后实际的总体积小于混合前水和乙二醇的总体积,这说明分子是运动的,同时也说明　　　　　　　　。?
15.[2018·怀化]铁水很热,冰块很冷,但它们都具有　　　　能。冬天搓手可以感到温暖,是通过　　　　的方式改变内能;用热水袋取暖,是通过　　　　的方式改变内能。/?
16.[2018·长沙]在太空中,把要合成的各种固态材料放进特制的太空炉,对材料加热使其内能　　　　(选填“增大”或“减小”)而熔化,再降温使其变成新的固态材料,然后随着卫星或飞船返回地球,这样加工的材料叫太空材料。当一块加工好的太空材料从太空返回地球时,其质量　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。?
17.实验装置如图K15-5所示,在一个厚壁玻璃筒里放一块浸有少量乙醚(乙醚极易挥发)的棉花,用力把活塞迅速下压,棉花就会立即燃烧。
/
图K15-5
(1)用力把活塞迅速下压,是用外力对里面的气体　　　　,使得气体的内能　　　　。?
(2)当里面气体的温度升高达到乙醚的　　时,/棉花便会燃烧。?
18.为了探究做功与物体内能变化的关系,某小组同学利用气压式喷雾器、数字式温度计、小叶轮等进行实验。实验中,他们先关闭喷嘴处的阀门,接着手压活塞快速打气,然后打开喷嘴处的阀门,迅速放出壶内一部分气体,并用温度计测出喷雾器内部的气体温度,探究过程如图K15-6(a)(b)(c)所示。请仔细观察图中的操作和测量结果。然后归纳得出初步结论。
/
图K15-6
(1)比较(a)和(b)两图可知:?　　　　　　　　。?
②比较(b)和(c)两图可知:?　　　　　　　　。?
参考答案
1.A
2.A　[解析] 打开香水瓶,不久就满屋子都能闻/到香气,这是分子扩散现象,说明分子在永不停息地做无规则的运动,A正确;看/到灰尘在空中飞舞,这属于机械运动,B错误;酒精和水混合后体积减小的实验说明分子间有空隙,C错误;堆在墙角的煤会使墙体内部变黑,说明分子在永不停息地做无规则的运动,D错误。
3.D　4.C
5.A　[解析] 物体内能增加,可能是从外界吸收了热量,也可能是外界对物体做功,A正确;内能的大小与物质的状态有关,在温度和质量一定的情况下,0 ℃的冰熔化成0 ℃的水需要吸热,其内能增加,B错误;汽油机在压缩冲程中,把机械能转化为内能,C错误;发生热传递时,热量总是从温度高的物体向温度低的物体转移,D错误。
6.C
7.D　[解析] 消防员匀速下滑,受到的摩擦力和重力是一对平衡力,大小相等,则f=G=mg=70 kg×10 N/kg=700 N,故A、B错误;下滑过程中,重力克服摩擦力做功,将重力势能转化为内能,即通过做功的方式导致手心内能发生改变,故C错误,D正确。
8.A　9.B　10.D
11.无规则运动　热传递　费力
12.温度　分子热运动
13.扩散　引力
14.比热容大　分子间有空隙
15.内　做功　热传递
16.增大　不变
17./(1)做功　增加　(2)着火点
18.(1)外界对气体做功,气体的内能增加
(2)气体对外界做功,气体的内能减小
课时训练16　比热容　热机
基础过关
一、选择题
1.[2018·淄博]下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是 (　　)
A.让热水流过散热器供暖
B.用循环水冷却汽车发动机
C.沿海地区昼夜温差较小
D.夏天在房间内洒水降温
2.[2018·滨州]如图K16-1所/示是内燃机工作循环中的一个冲程,它是 (　　)
/
图K16-1
A.压缩冲程,将化学能转化为内能
B.压缩冲程,将机械能转化为内能
C.做功冲程,将内能转化为机械能
D.做功冲程,将机械能转化为内能
3.[2018·淄博]关于热和能,下列说法正确的是 (　　)
A.热传递过程中,内能大的物体放出热量
B.热机做功冲程中,内能转化为机械能
C.物体内能减少,温度一定降低
D.燃料的热值越大,燃烧时放出的热量越多
4.[2018·桂林]经常下厨的小关发现,同时用相同的锅和燃气灶加热质量相等、初温相同的水和食用油,油的温度总是升高得快些,这是因为 (　　)
A.水的比热容小,吸热后温度升高得慢
B.油的比热容小,吸热后温度升高得快
C.在相同的时间内,水吸收的热量较多
D.在相同的时间内,油吸收的热量较多
5.[2017·株洲]图K16-2为海风形成的示意图。海风形成的根本原因是:与海洋相比,陆地的 (　　)
/
图K16-2
A.比热容较小,在相同日照条件下升温较快,气温较高
B.比热容较小,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
C.比热容较大,在相同日照条件下升温较快,气温较高
D.比热容较大,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
6.[2018·菏泽]关于热学知识,下列说法错误的是 (　　)
A.寒冷的冬天,双手互搓会使手的温度升高,这是用做功的方式改变内能
B.刚煮熟的鸡蛋放在冷水中,鸡蛋的温度降低
C.汽油机的压缩冲程是把内能转化为机械能
D.用水作为汽车发动机的冷却剂,是因为水的比热容较大
7.[2018·常德]在生活中热现象随处可见,下列说法中不正确的是 (　　)
A.端午米粽飘香,能闻到米粽的香味是由于分子做无规则运动
B.夏天在河边觉得沙子热得发烫而水却很清凉,是因为水的比热容大
C.塑料吸盘能牢牢吸在玻璃上,说明分子间存在引力
D.冬天很冷的时候搓手就感到暖和,是用做功的方式改变内能
8.[2018·达州/]对于图K16-3中所示的四幅图,下列说法正确的是 (　　)
/
图K16-3
A.图甲中软木塞飞出时,管内水蒸气的内能增加
B.图乙中两个压紧的铅块能吊起钩码,主要是因为分子间存在引力
C.图丙中活塞/向上运动是内燃机的做功冲程
D.图丁中小朋友下滑时,内能转化为机械能
9.[2018·成都]小李家使用的燃气热水器,将30 kg的水从20 ℃加热到45 ℃,消耗了0.15 m3的天然气。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值为4×107 J/m3,则下列与该过程有关的计算结果和分析正确的是 (　　)
A.水吸收的热量与水的末温成正比
B.水吸收的热量是3.15×105 J
C.热水器的能量转化效率是52.5%
D.热水器的能量转化效率与环境温度无关
10.[2018·泰安]某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9 km,用时5 min45 s,消耗燃油1.5 kg,已知汽车的牵引力是2000 N,燃油的热值为4.6×107 J/kg,假设燃油完全燃烧。通过计算可知,下列结果正确的是 (　　)
①汽车行驶速度是20 km/h
②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107 J
③汽车牵引力做功的功率是30 kW
④汽车发动机的效率是20%
A.只有①和② B.只有②和③
C.只有①和④ D.只有②和④
二、填空题
11.[2018·南充]某台汽油机飞轮的转速为1800 r/min,在1 s内,汽油机完成了　　　　个工作循环。如果汽油机在一段时间内消耗了500 g汽油,若这些汽油完全燃烧,可放出热量　　　J。(q汽油=4.6×107 J/kg)?
12.[2018·济宁]将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中(如图K16-4甲所示),通过　　　　方式改变牛奶的内能。图乙是250 g牛奶与热水的温度随时间变化的图像,则牛奶在加热过程中吸收的热量为　　　　　J。[c牛奶=2.5×103 J/(kg·℃)]?
/
图K16-4
13.[2018·连云港]天然气热水器将40 kg的水由22 ℃加热到42 ℃,水的内能增加了　　　　J,水内能的增加是通过　　　　方式实现的。若天然气燃烧放出的热量有84%被水吸收,需要消耗　　　　kg的天然气。[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),q天然气=4×107 J/kg]?
14.[2018·南京]天然气已经被广泛利用,它是一种　　　　(选填“可”或“不可”)再生能源,完全燃烧0.07 m3天然气释放的热量为　　　J,若这些热量的30%被水吸收,可以将4 kg的水由20 ℃加热到　　　℃。[q天然气=4×107 J/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]?
15.[2018·绵阳] 2018年5月8日,全球首条智能轨道快运系统在湖南株洲试开通。该智能轨道快运列车使/用新能源的快充钛酸锂电池,电池容量为170 kW·h,满载时电耗为4 kW·h/km,最高运行速度为70 km/h。该电池充满电时储存的能量与质量是　　　kg的汽油完全燃烧放出的热量相同(结果保留一位小数);若列车满载匀速行驶电动机驱动列车的效率为75%,则列车匀速行驶过程中受到的平均阻力大小是　　　N。(汽油的热值是4.6×107 J/kg)?
三、实验探究题
16.[2018·常德]在“比较不同物质吸热的情况”的实验中,加热相同质量的水和煤油,使它们升高相同的温度,比较它们吸收热量的多少,看这两种物质的吸热情况是否存在差异。
/
图K16-5
(1)为了得到质量相同的水和煤油,在实验室里通常使用的测量工具是　　　　。?
(2)在相同条件下用相同的电加热器分别给水和煤油加热,要使水和煤油升高相同的温度,对　　　　(选填“水”或“煤油”)加热的时间更长。?
(3)根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随时间变化的图像,如图K16-5丙所示。由图像可知,水的温度随时间变化的图像是　　　　(选填“a”或“b”),煤油的比热容为　　　　J/(kg·℃)。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]?
(4)若电加热器上标有“220 V　500 W”字样,则一个电加热器正常工作10 min,消耗的电能为　　　　J。?
四、计算题
17.[2018·聊城]在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中,用酒精灯给烧杯中的水加热,烧杯中盛有20 ℃、质量为100 g的水,在标准大气压下加热至沸腾,假如完全燃烧酒精3 g。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),酒精的热值为3.0×107 J/kg]
(1)求水吸收的热量。
(2)求此过程中酒精灯烧水的热效率。(结果精确到1%)
(3)科学研究表明:1 g、100 ℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收2.26×103 J的热量。水开始沸腾后持续观察沸腾现象,同时发现水的质量减少了5 g,求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量。
能力培优
18.[2018·南京]如图K16-6甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”的实验装置,两个相同的易拉罐中分别装有质量和初温都相同的a、b两种液体,用相同的装置加热,根据记录的实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示,下列说法中正确的是 (　　)
/
图K16-6
A.组装器材时,先固定上面铁圈的高度
B.升高相同温度,a液体吸收的热量更多
C.a液体的比热容小于b液体的比热容
D.不添加器材,利用本实验装置还可以比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量
19.[2018·达州]如图K16-7所示是小明同学在标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的关系图像,第6 min时的内能　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)第8 min时的内能;该物质在CD段的比热容是AB段比热容的　　倍/。(被加热的物质和吸、放热功率不变)?
/
图K16-7
20.[2018·抚顺]图K16-8是一辆警车,空车质量为2.72 t。某次执行任务时,警车以108 km/h的速度沿水平路面匀速直线行驶时的输出功率为60 kW。(g取10 N/kg)
(1)车上警察的总质量为280 kg,轮胎与路面接触的总面积为1000 cm2,车静止时对水平路面的压强是多少?
(2)警车以108 km/h的速度水平匀速直线行驶时,所受阻力是多少?
(3)若警车发动机的效率为40%,则以60 kW的输出功率行驶10 min,消耗多少千克的柴油?(柴油的热值取4.0×107 J/kg)
/
图K16-8
参考答案
1.D　[解析] 夏天在房间内洒水降温是利用水蒸发吸热的原理,与水的比热容无关,故选D。
2.C　3.B　4.B　5.A
6.C　[解析] 搓手时克服摩擦做功,是通过做功的方式改变物体内能的,A正确,不符合题意;刚煮熟的鸡蛋温度高于冷水的温度,放入冷水后,鸡蛋放出热量,温度降低,B正确,不符合题意;汽油机的压缩/冲程,机械能转化为内能,C错误,符合题意;水的比热容比较大,常用来做冷却剂,D正确,不符合题意。
7.C　8.B
9.C　[解析] 根据公式Q吸=cmΔt可知,水吸收的热量与水温度的变化量成正比,故A错误。水吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×30 kg×(45 ℃-20 ℃)=3.15×106 J,故B错误。天然气放出的热量Q放=Vq=0.15 m3×4×107 J/m3=6×106 J,η=
??
吸
??
放
=
3.15×1
0
6
J
6×1
0
6
J
=52.5%,故C正确。热水器的能量转化效率与环境温度有关,故D错误。
10.D　[解析] 汽车行驶的速度为v=
??
??
=
6900m
345s
=20 m/s=72 km/h,故①错误;消耗的燃油完全燃烧放出热量Q=qm=4.6×107 J/kg×1.5 kg=6.9×107 J,故②正确;汽车牵引力的功率P=Fv=2000 N×20 m/s=40×103 W=40 kW,/故③错误;汽车发动机的效率η=
??
??
=
????
??
=
2000N×6900m
6.9×1
0
7
J
=20%,故④正确。故选D/。
11.15　2.3×107
[解析] 汽油机的一个工作循环飞轮转2圈,该飞轮的转速为1800 r/min,则每秒转数n=
1800
60
=30,/完成15个工作循环,汽油燃烧放出的热量Q=mq汽油=0.5 kg×4.6×107 J/kg=2.3/×107 J。
12.热传递　1.25×104
13.3.36×106　热传递　0.1
[解析] 水吸收的热量Q吸=c水m1(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×40 kg×(42 ℃-22 ℃)=3.36×106 J;
天然气放出的热量Q放=
??
吸
??
=
3.36×1
0
6
J
84%
=4×106 J,需要天然气的质量m2=
??
放
??
天然气
=
4×1
0
6
J
4×1
0
7
J/kg
=0.1 kg。
14.不可　2.8×106　/70
[解析] 天然气是不可再生能源;完全燃烧0.07 m3天然气释放的热量Q放=q天然气V=4×107 J/m3×0.07 m3=2.8×106 J;水吸收的热量Q吸=ηQ放=30%×2.8×106 J=8.4×105 J,水升高的温度Δt=
??
吸
??
水
??
=
8.4×1
0
5
J
4.2×1
0
3
J/(kg·℃)×4kg
=50 ℃,则水的末温t=t0+Δt=20 ℃+50 ℃=70 ℃。
15.13.3　1.08×104
[解析] 电池充满电时储存的能量W=170 kW·h=6.12×108 J,则完全燃烧汽油的质量m=
??
??
=
??
??
=
6.12×1
0
8
J
4.6×1
0
7
J/kg
≈13.3 kg;满载时电耗/为4 kW·h/km,且其效率为75%,则每行驶1 km做的有用功为W有=ηW'=75%×4×3.6×106 J=1.08×107 J,由于电动车匀速行驶,所以所受阻力等于车的牵引力,即f=F=
??
有
??
=
1.0/8×
10
7
J
1000m
=1.08×104 N。
16.(1)天平　(2)水　(3)a　2.1×103　(4)3×105
17.解:(1)水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.1/ kg×(100 ℃-20 ℃)=3.36×104 J。
(2)3 g酒精完全燃烧放出的热量
Q=q酒精m酒精=3.0×107 J/kg×3×10-3kg=9×104 J,
效率η=
??
吸
??
=
3.36×1
0
4
J
9×1
0
4
J
≈37%。
(3)水汽化成水蒸气所吸收的/热量
Q'=2.26×103 J/g×5 g=1.13×104 J。
18.C　[解析] 组装器材时,应先放上酒精灯,固定下面铁圈的高度,再在下面铁圈上放上易拉罐,最后固定上面铁圈的高度,故A错误;由题图乙可知,升高相同的温度,a液体加热时间短,吸收的热量少,故B错误;两液体的质量和初温均相同,用相同的装置加热,在相等的时间内吸收的热量相等,而a液体上升的温度更多,根据Q=cmΔt可知,a液体的比热容小于b液体的比热容,故C正确;要比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量,必须至少用到两种燃料,不添加器材,利用本实验的装置无法完成,故D错误。
19.小于　2
[解析] 由图像可知,BC段温度不随时间的变化而变化,且整个图像是上升的趋势,因此这是晶体的熔化图像。BC段是该晶体的熔化过程,晶体熔化时吸收热量,温度不变,内能增加,因此第6 min时的内能小于第8 min时的内能;根据Q吸=cm(t-t0),有cABm[0 ℃-(-10 ℃)]=cCDm(5 ℃-0 ℃),解得
??
????
??
????
=
2
1
,即CD段比热容是AB段比热容的2倍。
20.解:(1)车静止时对水平路面的压力
F=G总=(2.72×103 kg+280 kg)×10 N/kg=3×104 N,
车静止时对水平路面的压强p=
??
??
=
3×1
0
4
N
1000×1
0
-4
m
2
=3×105 Pa。
(2)v=108 km/h=30 m/s,P=60 kW=60000 W;
匀速行驶时,警车水平方向受力平衡,所受阻力等于牵引力,
即f=F牵=
??
??
=
60000W
30m/s
=2000 N。
(3)警车做的功W=Pt=60000 W×10×60 s=3.6×107 J,
需要车燃烧柴油释放的能量Q=
??
??
=
3.6×1
0
7
J
40%
=9×107 J,
消耗柴油的质量m=
??
??
=
9×1
0
7
J
4.0×1
0
7
J/kg
=2.25 kg。
课时训练17　电流　电路
基础过关
一、选择题
1.[2018·河南]与头发摩擦过的塑料尺能“吸”起纸屑。下列现象中“吸”的物理原理与其相同的是 (　　)
A.挤压后的塑料吸盘“吸”在瓷砖上
B.削平的铅柱挤压后会“吸”在一起
C.干手搓开/的新塑料袋“吸”在手上
D.行驶的汽车的窗帘被“吸”出窗外
2.[2018·绵阳]甲、乙、丙三个轻质小球,已知甲带正电,甲与乙相互排斥,甲与丙相互吸引,则 (　　)
A.乙带正电,丙一定带正电
B.乙带正电,丙可能不带电
C.乙带负电,丙一定带负电
D.乙带负电,丙可能带负电
3.如图K17-1所示,两个相同的验电器A和B,A带正电,B不带电,用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来,下列说法不正确的是(　　)
/
图K1/7-1
A.A金属箔张角变小,说明它得到电子
B.B金属箔张角变大,说明两金属箔带上同种电荷
C.自由电子从B向A定向移动,形成瞬间电流
D.正电荷从A向B定向移动,形成瞬间电流
4.[2018·武汉]图K17-3所示电路图中,与实物电路图K17-2对应的是 (　　)
/
图K17-2
/
图K17-3
5.[2018·福建A卷]小明为养鸡场设计报警器电路/,养鸡场的前、后门分别装有开关S1、S2,动物闯入时开关会自动闭合,要求:只要动物闯入任意一个门,电铃都能报警,图K17-4中符合设计要求的是 (　　)
/
图K17-4
6.[2018·长沙]家庭厨房抽油烟机主要由排气扇和照明灯泡组成,它们既能同时工作,又能分别独立工作,小明设计了抽油烟机的简化电路图,其中合理的是 (　　)
/
图K17-5
7.[2018·临沂]小明家所在的小区安装了自动售水机。售水机既可以通过刷卡闭合“感应开关”,接通供水电机取水,也可以通过投币闭合“投币开关”,接通供水电机取水;光线较暗时“光控开关”自动闭合,接通灯泡提供照明。以下简化电路符合要求的是 (　　)
/
图K17-6
8.如图K17-7所示电路,闭合开关S1、S2,下列对电路的分析正确的是 (　　)
/
图K17-7
A.L1与L2串联
B.电流表A1测L1的电流
C.电流表A2测干路电流,A1测L2的电流
D.当开关S2断开时,通过L1的电流变小
二、填空题
9.[2018·济宁]打扫房间时,小易用干绸布擦穿衣镜,发现擦过的镜面黏上细小绒毛。擦过的镜面因　　　　而带了电,带电体有　　　　　　　的性质,所以绒毛被吸在镜面上。?
10.图K17-8是一种声光报警器的电路图,当开关　　　　　　时,灯亮、铃不响;当开关　　　　时,灯亮同时铃响。?
/
图K17-8
11.如图K17-9甲电路,当开关S闭合后,电流表的指针偏转如图乙所示,其中a电流表测量的是通过　　　　(选填“电源”“L1”或“L2”)的电流,通过L2的电流应为　　　　A。?
/
图K17-9
三、作图题
12.[2018·贵阳]如图K17-10所示是一个未完成/连接的实物电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整。要求:L1与L2并联,开关S控制两盏灯,导线不能交叉。
/
图K17-10
四、实验探/究题
13.[2018·济宁]用如图K17-1/1所示的电路探究并联电路中的电流关系。
/图K17-11　
电流表的
测量对象
/电流表的
示数I/A
L1所在
的支路
0.30
L2所在
的支路
0.20
干路
0.50

(1)闭合开关,发现L1亮,而L2不亮。小易认为L2不亮的原因是/L2短路,你认为他的判断是　　　　(选填“正确”或“错误”)的。?
(2)小易将电路中右侧的a导线与电流表“0.6”接线柱相连的那一端改接到“-”接线柱上,其他都不动。/他这样连接的目的是测　　　　　(选填“干路”或“L2支路”)的电流,请评价其可行性并说明理由:　。
(3)小易将实验数据记录在上表中。分析表中数据,可得出结论:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)根据/上表信息,若L1的电阻大小为10 Ω,则电路的总电阻为　　　　Ω。?
能力培优
14.摩擦起电跟物质的种类有很大关系,严格说来,与物质的结构和化学成分有关。各种物质中的电子脱离原子所需要的能量是不同的。因此,不同物质的起电顺序是不同的(见下方起电顺序表)。
起电顺序(正→负)
有机玻璃→玻璃→毛皮→丝绸→纸→金属→硬橡胶→石蜡→涤纶→硬塑料→聚乙烯/→聚丙烯
根据你所学的摩擦起电知识和起电顺序表,判断下列说法正确的是 (　　)
A.跟纸摩擦过的硬橡胶棒带正电
B.跟纸摩擦过的玻璃棒带负电
C.跟涤纶摩擦过的硬橡胶棒带正电
D.跟涤纶摩擦过的玻璃棒带负电
参考答案
1.C　[解析] 与头发摩擦过的塑料尺带电,带电后的塑料尺能吸引轻小物体,是物体摩擦起电现象。挤压后的塑料吸盘“吸”在瓷砖上,是大气压的作用;削平的铅柱挤压后“吸”在一起,是分子间吸引力的作用;干手搓开新塑料袋,塑料袋摩擦起电,从而“吸”在手上,是摩擦起电现象;行驶的汽车的窗帘被“吸”出窗外,是因为窗外空气流速大于窗内,窗外空气压强小于窗内空气压强,从而产生压力差,将窗帘压向窗外。故选C。
2.B　[解析] 由于甲带正电,甲与乙相互排斥,根据电荷之间的相互作用可知乙带正电;而甲与丙相互吸引,由于带电体可能吸引带相反电荷的物体,也可能吸引不带电的物体,所以丙带负电或不带电。故选B。
3.D　4.B
5.A　[解析] 只要动物闯入任意一个门,电铃都能响起,说明任何一个开关都可以单独控制电铃,因此两开关并联后,再跟电铃串联;串联一个电阻,是为了防止电路中的电流过大,故选A。
6.D
7.A　[解析] 由题知,售水机/既可以通过刷卡闭合“感应开关”,接通供水电机取水,也可以通过投币闭合“投币开关”,接通供水电机取水,说明刷卡和投币互不影响,可独立控制电机,故感应开关和投币开关应是并联的;光线较暗时“光控开关”自动闭合,接通灯泡提供照明,这说明灯泡能独立工作,故灯泡与电动机是并联的,故选A。
8.C
9.摩擦　吸引轻小物体
[解析] 发现擦过的镜面黏上细小绒毛,是因为擦过的镜面因摩擦而带了电,带电体有吸引轻小物体的性质,所以绒毛被吸在镜面上。
10.S1、S2均闭合　S1闭合,S2断开
11.L1　0.9
12.如图所示
/
13.(1)错误
(2) L2支路　不可行,电流表的正负接线柱接反了
(/3) 并联电路中干路电流等于各支路电流之和　(4) 6
[解析] (1)闭合开关,发现L1亮,而L2不亮。两灯是并联,若L2短路会造成电源短路,L1也不会亮,则故障原因应是L2断路。(4)根据表中信息/,若灯泡L1的电阻大小为10 Ω,电流是0.3 A,则电源电压U=U1=I1R1=0.3 A×10 Ω=3 V,则电路的总电阻R=
??/
??
总
=
3V
0.5A
=6 Ω。
14.C
课时训练18　电压　电阻
一、选择题
1.随着技术的进步,LED常被用作光源或信号显示器,制作LED的关键材料是 (　　)
A.绝缘体 B.普通导体
C.超导体 D.半导体
2.[2017·长沙]关于导体的电阻,下列说法正确的是(　　)
A.导体容易导电说明它对电流没有任何阻碍作用
B.导体的电阻越大,它对电流的阻碍作用越小
C.相同条件下,铜导线比铁导线导电性能好,说明导体的电阻与材料有关
D.导体的电阻由它两端的电压和通过的电流决定
3.实验室里将一根粗细均匀的铜导线减去一半,那么剩下部分与原来相比电阻将 (　　)
A.不变 B.变大
C.变小 D.不能判定
4.图K18-1中A、B是由同种材料制成的电阻,它们长度相等,A的横截面积是B的两倍,将它们串联在电路中,则A、B的电阻和通过它们的电流的关系是 (　　)
/
图K18-1
A.RA=RB B.RA>RB
C/.IA=IB D.IA>IB
5. [2018·嘉兴]如图K18-2是未连接完整的电路,若要求闭合开关后,滑动变阻器的滑片P向左移动时,灯泡变亮。则下列接法符合要求的是 (　　)
/
图K18-2
A.M接A,N接D B.M接B,N接C
C.M接A,N接B D.M接C,N接D
6.在如图K18-3所示的电路中,开关闭合/后电压表测量的是 (　　)
/
图K18-3
A.L1两端的电压 B.L1和L2两端的电压
C.L3和电源两端电压 D.电源两端电压
7.如图K18-4所示,当电压表的示数为2.5 V时,灯L2两端的电压 (　　)
/
图K18-4
A.有可能大于2.5 V B.有可能小于2.5 V
C.一定等于2.5 V D.无法判断
8.[2018·长沙模拟]图K18-5甲所示电路,当闭合开关S后,两个电压表指针偏转均如图乙所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为 /(　　)
/
图K18-5
A.8 V　2 V B.10 V　2 V
C.2 V　8 V D.2 V　10 V
9.[2018·盐城]在探究串联电路电压特点的实验中,小红按图K18-6正确连接好电路,闭合开关后发现两电压表指针偏转角度相同。为寻找电路故障,小红用一根检测导线分别并联在灯L1或L2的两端,发现两电压表指针所指位置没有任何变化。由此可以推断/ (　　)
/
图K18-6
A.L1一定短路
B.L2一定断路
C.L1短路,同时L2断路
D.检测导线一定断路
二、填空题
10.刘老师在课堂上做了一个演示实验,实验器材有:玻璃泡破碎但钨丝完好的废白炽灯、标有“6 V　6 W”的小灯泡L、蓄电池、开关、酒精灯、火柴以及若干导线。连接的电路如图K18-7所示,当闭合开关S时,小灯泡L正常发光,然后用点燃的酒精灯对白炽灯的钨丝加热,可观/察到小灯泡L的亮度明显变暗,此时通过小灯泡L的电流变　　　,这个实验说明了电阻跟　　　有关。?
/
图K18-7
11.如图K18-8所示的是插入式电阻箱的结构示意图。它的最大电阻值是　　　　Ω,图中A、B两个接线柱之间的电阻值是　　　　Ω。?
/
图K18-8
12.如图K18-9所示为小阳同学自制的一种测定油/箱内油量多少及油量变化情况的装置,其中电源电压保持不变,R是滑动变阻器,它的金属滑片是金属/杠杆的一端,小阳同学在装置中使/用了一只电压表(图中没有画出),通过观察电压表示数,可以了解油量情况。你认为电压表应该接在图中的　　　两点之间,按照你的接法请回答:当油箱中油量减少时,电压表的示数将　　　(选填“增大”或“减小”)。?
/
图K18-9
13.[2018·临沂]如图K18-10所示,在探究串联电路的电压关系实验时,小明先用电压表测量了电阻R1两端的电压为1 V,然后保持电压表接A点不动,将接B点的那一段导线改接到电路中的C点,电压表示数为3 V。已知R1=5 Ω,则电阻R2两端的电压为　　　　V,通过R2的电流为　　　　A。如果他保持电压表接B点不动,将电压表接A点的那段导线改接到电路中的C点,这/种接法是错误的,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　。?
/
图K18-10
三、实验探究题
14.[2018·自贡]在“探究串联电路电压的特点”活动中。
/
图K18-11
(1)如图K18-11所示,连接电路时,至少需要　　　　根导线;实验中应选择规格　　　　 (选填“相同”或“不同”)的小灯泡。?
(2)在测L1两端电压时,闭合开关S,发现电压表示数为零,原因可能是　　　　　　　　。(写出一种即可)?
(3)小芳保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测量L2两端电压。她能否测出L2两端电压?　　　　,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在下表中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对小明的做法进/行评价:　　　　　　　　　　　　　　　　　　,改进方法:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.6
1.8
4.4
15.[2018·娄底]某学习小组在探讨影响导体电阻大小因素时,找资料发现在导体材料和粗细相同时,其电阻与长度成正比,即可以用下述表达式表示:R=Kx,其中K为比例常数,x为导体的长度。于是他们用下面的器材:电压恒定的电源、开关、粗细均匀镍铬合金丝、电压表等及如图K18-12甲所示电路来探究此问题,图中AB为镍铬合金丝,P为活动端滑动片,图乙为实物连线图。
/
图K18-12
(1)他们的实验方法是控制了　　　　　　　　不变。?
(2)调节镍铬合金丝上的滑动片,电压表的示数　　　　(选填“能”或“不能”)反映导体AP间电阻的变化,理由　　　　　　　　　　　。?
(3)要完成此实验,除了记录电压表示数外,还需要的测量器材是　　　　。?
参考答案
1.D　2.C/　3.C　4.C
5.A　[解析] 灯泡变亮,表明通过灯泡的电流变大,即电路中的电阻减小,故滑动变阻器的滑片P向左移动时,其接入电路的电阻减小,则滑片左侧的A接线柱应接入电路,滑动变阻器采用“一上一下”的接法,故M接A,N接D或C。故选A。
6.B　7.C　8/.A
9.D　[解析] 从实物图可知:两个灯泡串联,一个电压表测量电源电压,另一个电压表测量灯泡L2两端的电压,且两电压表量程相同,闭合开关后,两个/电压表的示数相同,说明L2可能断路了,两个电压表实际上都测量的是电源电压。小红用一根检测导线分别并联在灯L1或L2的两端,发现两电压表指针所指位置没有任何变化。说明检测导线一定断路,故选D。
10.小　温度/
11.15　7
12.cd　减小
13.2　0.2　电压表正负接线柱接反
14.(1)6　不同
(2) 电压表断路(或灯L1短路等)
(3)不能　电压表的正负接线柱接反了
(4)根据一次实验得出的结论具有偶然性　应更换规格不同的灯泡进行多次实验
[解析] (3)测L1两端的电压时,A连接点与电压表的正接线柱相连。小芳将与A点相连的导线改接到C点,则会造成电流从电压表的负接线柱流入,即电压表的正负接线柱接反,不能测出L2两端电压。(4)本实验只做了一次实验,而没有进行多次测量,只凭一组实验数据得出结论带有偶然性,不能得出普遍规律,故应更换规格不同的灯泡进行多次/实验。
15.(1)材料和横截面积
(2)能　电阻越大,分担的电压越大
(3)刻度尺
[解析] (1)探究导体电阻大小与长度的关系,应控制导体的材料和横截面积不变。(2)由图可知,电压表并联在了电阻AP的两端,测量的是电阻AP两端的电压,调节镍铬合金丝上的滑动片,电路的总电阻不变,电流不变,电压表的示数会改变;因为电阻越大,分压越大,电压表示数越大。(3)实验中为了精确测量电阻的大小与长度的关系,应需要测量电阻丝的长度,故还需要的器材是刻度尺。
课时训练19　欧姆定律
基础过关
一、选择题
1.[2018·北京]如图K19-1所示的电路中,电阻阻值R1/
图K19-1
A.I1=I2 B.I1>I2
C.U1=U2 D.U1>U2
2.[2018·成都]如图K19-2所示的串联和并联电路,两个灯泡阻值不等,开关S闭合,关于电路中的电流或电压关系,下列说法正确的是 (　　)
/
图K19-2
A.甲电路中,U=U1=U2
B.甲电路中,U>U1=U2
C.乙电路中,I=I1+I2
/D.乙电路中,I>I1=I2
3.[2018·攀枝花]如图K19/-3所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1和L2都正常发光,甲、乙两个电表示数之比为4∶3,此时灯L1和L2的电阻之比为 (　　)
/
图K19-3
A.1∶3 B.3∶1
C.3∶4 D.4∶3
4.[2018·聊城]如图K19-4所示,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小,R1是定值电阻。闭合开关,逐渐增大光敏电阻上的光照强度,电表示数变化情况是(　　)
/
图K19-4
A.电流表示数变小,电压表示数变大
B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电压表和电流表示数的比值将变小
D.电流表和电压表示数均变大
5.[2018·安徽]如图K19-5所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,在保证电路元件安全的前提下,向左移动滑动变阻器的滑片。在移动滑片的过程中,下列说法正确的是 (　　)
/
图K19-5
A.电流表的示数变大,电压表的示数变大
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表的示数变小,电压表的示数变小
D.电流表的示数变大,电压表的示数变小
6.[2018·烟台]在如图K19-6所示的电路中,闭合开关后,当滑片P向左移动时,下列说法正确的是 (　　)
/
图K19-6
A.灯泡L变亮
B.电压表V示数变大
C.电流表A1示数变小
D.电流表A2示数变大
7.如图K19-7所示,电源电压恒定,闭合开关S1、S2,电压表示数为9 V,电流表示数为1.5 A;闭合开关S1,断开开关S2,电压表示数为3 V。则R1和R2的阻值分别是 (　　)
/
图K19-7
A.6 Ω　3 Ω B.6 Ω　12 Ω
C.3 Ω　6 Ω D.2 Ω　4 Ω
8.[201/8·台州]某同学利用如图K19-8甲所示的电路进行实验,电源电压恒为3 V,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图像。以下有关叙述正确的是 (　　)
/
图K19-8
A.该同学研究的是电流和电压的关系
B.实验中电压表的示数保持0.5 V不变
C.滑动/变阻器阻值变化范围为1~5 Ω
D.将Rx从5 Ω换成10 Ω后,应将滑片P向左移
二、填空题
9.[2018· 安徽]某定值电阻两端加上10 V的电压时,测得通过它的电流为2 A,则其阻值为　　　Ω;若电压为0,则它的阻值为　　　　Ω。?
10.[2018·达州]两个标有“5 Ω　1 A”和“10 Ω　0.6 A”定值电阻,将它们串联起来使用时等效电阻为　　　　　Ω,电源电压最大为　　　　V;将它们并联时干路电流最大是　　　　A。?
11.[2018·南充]一个电压恒定的电源,在其两端只接一个阻值为12 Ω的电阻R1,电流是0.5 A。如果在电阻R1两端并联一个阻值为8 Ω的电阻R2,并联电路的总电流为　　　A。若将R2改为与R1串联在原电路中,电路中电流为　　A。?
12.[2018·广安]如图K19-9甲所示的电路,当闭合开关后两只电压表的指针偏转均如图乙所示,则R1两端的电压是　　　　V,R1与R2的电阻之比为　　　　。?
/
图K19-9
13.[2018·长沙]如图K19-10是酒精测试仪的简化电路图,R0为定值电阻,R1为气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度增大而减小,闭合开关S,电源电压保持不变,若驾驶员呼出的酒精气体浓度越大,测试仪的电路中电流越　　　　,电压表示数越　　　　。?
/
图K19-10
14.[2018·广东]如图K19-11甲所示,闭合开关S时,电压表示数如图乙所示为　　　　V。将滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表示数将　　　　,电压/表示数将　　　　。(后两空选填“变大”“变小”或“不变”)?
/
图K19-11
15.[2018·淮安]如图K19-12甲所示是电阻R和灯泡L的I-U图像,由图甲可知,电阻R的阻值是　　　　Ω。将电阻R和灯泡L接在图乙电路中,开关S闭合,电流表示/数为0.3 A,则电源电压为　　　　V。?
/
图K19-12
三、实验探究题
16.[2018·长沙]小明用如图K19-13所示的电路做“探究一定电压下,电流与电阻的关系”实验时,保持定值电阻两端的电压为2 V不变,多次更换定值电阻进行实验,实验室提供的实验器材有:电源(3节新干电池串联),电流表、电压表各一个,开关一个,五个定值电阻(5 Ω,10 Ω,15 Ω,20 Ω,25 Ω),一个滑动变阻器(20 Ω　1.5 A),导线若干。
/
图K19-13
(1)请你用笔画线代替导线将图中的实物图连接完整。
(2)电路连接完整后,小明应将滑动变阻器的滑片移至　　　　(选填“A”或“B”)端后,再闭合开关进行实验。?
(3)在接入25 Ω的电阻进行实验时,小明发现,不管怎样移动滑片,都不能使电压表的示数为2 V,小明通过在原电路中增加或减少实验室提供的原有器材,解决了上述问题,并完成了实验,他采取的操作可能是　　　　　　　　(列举一种方法即可)。?
17.[2018·邵阳]有一实验小组用伏安法测量小灯泡的电阻,电源电压为3 V,待测小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)请用笔画线代替导线,完成图K19-14甲实物电路的连接。(要求:连线不要有交叉)
/
图K19-14
(2)检查电路连接无误后,闭合开关,灯泡不亮,电压表有示数,电流表示数为零。导致这一现象的原因可能是　　　。(选填序号)?
A.电压表断路 B.小灯泡断路
C.滑动变阻器断路 D.电压表短路
(3)故障排除后,闭合开关,当滑动变阻器滑片P移到某一位置时,电压表示数如图乙所示,要测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向　　　　(选填“左”或“右”)移。?
(4)通过移动滑动变阻器滑片P记录了多组数据,并作出了如图丙所示的I-U图像。由图可知小灯泡正常发光时的电阻为　　　　Ω。?
四、计算题
18.[2018·广东]如图K/19-15甲所示,已知定值电阻R1的阻值为30 Ω,闭合开关S时,整个电路正常工作,两电流表的指针都在同一/位置,示数如图乙所示。(设电源电压保持不变)
(1)求电源电压。
(2)求通过定值电阻R2的电流。
(3)现用一个阻值未知的定值电阻Rx替换电阻R1或R2,替换后只有一个电流表的示数发生了变化,请判断Rx替换的是电阻R1还是R2。
(4)若替换后电流表示数减少了0.3 A,求未知电阻Rx的阻值。
/
图K19-15
能力提升
19.如图K19-16所示是一种风速测定装置,其中风速表是由电压表改装而成,R为定值电阻,R1为滑动变阻器,“T”形管道的竖直管内装有可上下自由移动的轻质活塞,活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片相连,当风速变大时 (　　)
//
图K19-16
A.活塞上方气压变大 B.电压表示数变大
C.活塞向下运动 D.电压表示数变小
20.[2018·荆州]如图K19-17所示,将滑动变阻器R1与定值电阻R2接入电源电压不变的电路中,闭合开关S,各表均有一定示数,滑动变阻器的滑片向右滑动到某一位置,电压表V1、V2示数的变化量分别为ΔU1、ΔU2,下列说法正确的是(　　)
/
图K19-17
A.V1示数变大,V2示数不变
B.V1示数变大,ΔU1>ΔU2
C.V2示数变小,V2示数和电流表示数之比变小
D.V2示数变小,V2示数和电流表示数之比不变
21.[2018·达州]甲、乙两地相距30 km,在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线,已知输电线的电阻与其长度成正比,现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,甲地检修员先用如图K19-18所示的测量仪接入A、B时,电流表的示数为0.2 A,乙地检测员用相同的测量仪接入C、D时,电流表的示数为0.3 A。则短路位置离甲地 (　　)
/
图K19-18
A.18 km B.15 km
C.12 km D.10 km
22.[2018·广东]如图K19-19甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,下列说法错误的是 (　　)
/
图K19-19
A.电源电压是9 V
B.定值电阻R的阻值是6 Ω
C.滑动变阻器的阻值范围是0~18 Ω
D.若定值电阻R出现接触不良时,电流表示数为0,电压表示数为9 V
23.电子秤利用了压力传感器。某电子秤使用的压力传感器的结构如图K19-20所示。弹簧钢右端固定,其上、下表面各贴一完全相同的金属电阻丝,它的阻值对长度变化很敏感。电子秤工作时,给上、下电阻丝分别提供相等且大小恒定的电流I。若在弹簧钢自由端施加压力F,则上方电阻丝拉伸,下方电阻丝压缩,此时两电阻丝两端的电压变为U1、U2,传感器把两电压的差值输出,用来反映力F的大小。
/
图K19-20
(1)压力F增大时,上方电阻丝的电阻　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。?
(2)施加压力F时,两电阻丝两端电压的大小关系为U1　　　　(选填“>”“<”或“=”)U2。?
24.如图K19-21甲所示,某工厂对—种新型材料所能承受的撞击力进行测试,在测试时将材料样品(不计质量)平放在压力传感器上,闭合开关S,由静止自由释放重物,经撞击样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品的过程中,电流表的示数I随时间t变化的图像如图乙所示。压力传感器的电阻R随压力F变化的图像如图丙所示。电源电压U=24 V,定值电阻R0=10 Ω。
/
图K19-21
(1)在重物下落的过程中,电流表的示数是　　A,压力传感器的电阻为　　　　Ω。?
(2)在撞击过程中,样品受到的最大撞击力是　　　　N。?
25.[2018·娄底]图K19-22甲是测量高于湖水警戒水位装置的原理图。长方体形绝缘容器A内部左右两面插有竖直薄金属板并与电路连/接,底部有一小孔与湖水相通,且容器底面与警戒水位相平。已知电源电压恒为6 V,小灯泡标有“2 V　2 W”字样(灯丝电阻不变)。两金属板间的湖水电阻R与x的关系如图乙所示(x为容器内水柱高度h的倒数,即x=
1
?
)。求:
(1)小灯泡的电阻。
(2)湖水水位高于警戒水位多少米时,灯泡正常工作。
(3)将电流表改为水位计,水位计的刻度是否均匀,请说明理由。
/
图K19-22
26.[2016·长沙]科学小组设计了一个给工件镀膜的电路模型,通过改装电压表来观察和控制工件放入镀膜液中的深度。如图K19-23,电源电压恒定,R0为定值电阻,在压敏电阻Rx上放有托盘,托盘上放有容器(不计托盘和容器的质量),容器内装有40 N 的水。闭合开关,用轻质杠杆连接不吸水的圆柱体工件,将工件两次浸入水中(均未浸没且不触底,水未溢出),第一次工件下表面距水面 2 cm,电压表示数为 6 V,杆的作用力为 10 N;第二次工件下表面距水面6 cm,电压表示数为4 V,杆的作用力为6 N。压敏电阻上表面的受力面积为20 cm2,其电阻值Rx随压力F的变化关系如表。g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg//m3,求:
/
图K19-23
F/N
42
44
46
48
…
62
64
Rx/Ω
28
22
18
16
…
9
8
(1)工件未浸入水中时,压敏电阻所受的压强。
(2)工件下表面距水面 2 cm时,其下表面所受水的压强。
(3)为使工件浸入镀膜液中的深度越深(未浸没),电压表的示数越大,从而观察和控制镀膜情况,你认为应该怎样利用现有元件改进电路?
(4)在原设计电路中,如果工件两次浸入水中压敏电阻所受压强的变化量大于6000 Pa,求该电路的电源电

参考答案
1.A　2.C
3.A　[解析] 电流表要与用电器串联,电压表要与用电器并联,当开关S闭合后,灯L1和L2都正常发光,此时甲、乙两电表应都为电压表,其中甲表测量电源电压,乙表测量L2两端的电压,由题意可知电源电压与L2两端的电压之比4∶3,根据串联电路中电压特点可得,L1两端电压与L2两端的电压之比为1∶3,串联电路中电压跟电阻成正比,即R1∶R2=U1∶U2=1∶3,故选A。
4.D　5.D　6.C　7.B　8.C
9.5　5
10.15　9　1.5
11.1.25　0.3
12.6　4∶1
13.大　大
14.2.2　不变　变大
15.10　4
[解析] 由图甲可知,当R两端的电压为U=3 V时,通过它的电流为I=0.3 A,则R=
??
??
=
3V
0.3A
=10 Ω;图乙中,R与/L串联,通过它们的电流相等,则当I1=0.3 A时,由图甲可知,灯泡L两端的电压为1 V,电阻R两端电压为3 V,则电源电压U总=UL+U=1 V+3 V=4 V。
16.(1)如图所示
/
(2)A　(3)减少一节电池(或在电路中串联一个10 Ω或15 Ω或20 Ω的定值电阻)
17.(1)如图所示
/
(2)B　(3)右
(4)12.5
18.解:(1)两电阻并联,电流表A1测量通过R1的电流I1,电流表A测量干路电流I,则I>I1;两电流表指针位置相同,则电流表A1使用小量程,示数为I1=0.3 A,电流表A使用大量程,示数为I=1.5 A;则电源电/压U=U1=I1R1=0.3 A×30 Ω=9 V。
(2)通过定值电阻R2的电流I2=I-I1=1.5 A-0.3 A=1.2 A。
(3)替换后只有一个电流表的示数发生变化,若R1支路电流发生变化,则干路也发生变化,所以替换的是R2。
(4)通过Rx的电流Ix=I2-ΔI=1.2 A-0.3 A=0.9 A,Rx=
??
??
??
=
9V
0.9A
=10 Ω。
19.B　20.D
21.A　[解析] 短路处距离甲地的单线电阻R甲=
??
2
??
甲
=
3V
2×0.2A
=7.5 Ω,短路处距离乙地的单线电阻R乙=
??
2
??
乙
=
3V
2×0.3A
=5 Ω,因为输电线电阻与其长度成正比,则
30km
7.5Ω+5Ω
=
??
甲
7.5Ω
,解得s甲=18 km。故A正确。
22.C　[解析] 由图甲可知,R与滑动变阻器串联,电压表测R两端电压,当滑片P滑到a端时,电路为R的简单电路,电压表示数即电源电压,由图乙可知,电源电压是9 V,故A正确,不符合题意。定值电阻的阻值R=
??
??
=
9V
1.5A
=6 Ω,故B正确,不符合题意。当电压表示数为3 V时,通过电路的电流为0.5 A,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,则滑动变阻器两端的电压UP=U-UR=9 V-3 V=6 V,最大阻值RP=
??
??
??'
=
6V
0.5A
=12 Ω,即滑动变阻器的阻值范围是0~12 Ω,故C错误,符合题意。若R接触不良,即断路,则相当于将电流表、电压表和滑动变阻器串联在电路中,由于电压表内阻很大,所以此时电路中的电流几乎为零,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压9 V,故D正确,不符合题意。
23.(1)变大　(2)>
24.(1)0.2　110　(2)600
25.解:(1)小灯泡的电阻RL=
??
L
2
??
L
=
(2V
)
2
2W
=2 Ω。
(2)因串联电路中各处的电流相等,当灯泡正常发光时,
电路中的电流I=IL=
??
L
??
L
=
2V
2Ω
=1 A,
容器内湖水电阻两端的电压UR=U-UL=6 V-2 V=4 V,
则容器内湖水的电阻R=
??
??
??
L
=
4V
1A
=4 Ω。
由图乙可知,R=4 Ω时x=0.2 m-1,
则h=
1
??
=5 m,即湖水水位高于警戒水位5/ m时,灯泡正常工作。
(3)由已知,R与x成正比例,令R=kx,将R=4 Ω,x=0.2 m-1代入,k=20 Ω·m,则R与x的关系式为R=20 Ω·m×x=
20Ω·m
?
,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
则I=
??
??
L
+??
=
6V
2Ω+
20Ω·m
?
=
6V×?
2Ω×?+20Ω·m
,　
由表达式可知,将电流表改为水位计时,I与h不成比例关系,电流表的示数变化不/均匀,即水位计的刻度不均匀。
26.解:(1)不计托盘和容器的质量,压敏电阻受到的压力等于水的重力,即F=G水=40 N,
压敏电阻受到的压强p=
??
??
=
40N
20×1
0
-4
m
2
=2×104 Pa。
(2)工件下表面所受水的压强p'=ρ水gh=1.0×10 3kg/m3×10 N/kg×2×10-2 m=200 Pa。
(3)由题意可知,工件下表面距水面2 cm到6 cm时,电压表示数从6 V变为4 V,即电压表所测Rx两端的电压越小,由题图知压敏电阻Rx与定值电阻R0串联,且电源的电压不变,则可知R0两端的电压越大,故若使工件浸入镀膜液中的深度越深(未浸没),电压表的示数越大,电压表应并联在R0的两端。
(4)工件下表面距水面2 cm到6 cm时,
a.设两次杆的作用力都是拉力,把工件和水看作整体进行受力分析,受到竖直向上的支持力、拉力,竖直向下的工件和水的重力,由力的平衡条件可得,两种情况如下:
F支持+F拉=G水+G工件①,
F支持'+F拉'=G水+G工件②,
②-①可得:F支持'-F支持=F拉-F拉'=10 N-6 N=4 N,
因压敏电阻受到的压力与工件和水受到的支持力是一对相互作用力,所以,压敏电阻所受压力的变化ΔF=F支持'-F支持=4 N,
压敏电阻所受压强的变化量Δp=
Δ??
??
=
4N
20×1
0
-4
m
2
=2000 Pa<6000 Pa,此种情况不符合题意。
b.设两次杆的作用力都是压力,把工件和水看作整体进行受力分析,受到竖直向上的支持力,竖直向下的工件和水的重力以及杆的压力,由力的平衡条件可得,两种情况如下:
F支持=F压+G水+G工件③,
F支持'=F压'+G水+G工件④,
③-④可得:F支持-F'支持=F压-F压'=10 N-6 N=4 N,
则压敏电阻所受压力的变化量ΔF=F支持'-F支持=4 N,
压敏电阻所受压强的变化量Δp=
Δ??
??
=
4N
20×1
0
-4
m
2
=2000 Pa<6000 Pa,此种情况不符合题意。
c.工件下表面距水面2 cm到6 cm过程中,排开水的体积变大,受到的浮力变大,
所以,杆对工件的作用力开始为拉力,后为压力,
杆对工件的作用力为向上的拉力时,把工件和容器看作整体进行受力分析,受到竖直向上的支持力、拉力,竖直向下的工件和水的重力,由力的平衡条件可得,F支持+F拉=G水+G工件⑤,
杆对工件的作用力为向下的压力时,把工件和容器看作整体进行受力分析,受到竖直向上支持力,竖直向下的工件和水的重力、向下的压力,由力的平衡条件可得,
F支持'=G水+G工件+F压'⑥,
由⑥-⑤可得:F支持'-F支持=F拉'+F拉=6 N+10 N=16 N,
则压敏电阻所受压力的变化量ΔF=F支持'-F支持=16 N,
压敏电阻所受压强的变化量Δp=
Δ??
??
=
16N
20×1
0
-4
m
2
=8000 Pa>6000 Pa,满足要求。
当第一次工件下表面距水面h1=2 cm=0.02 m时,工件受到的浮力F浮=G工件-F拉,
由阿基米德原理可得:F浮=ρ水gV排=ρ水gS工件h1,
即ρ水gS工件h1=G工件-F拉⑦,
第二次工件下表面距水面h2=6 cm=0.06 m,工件受到的浮力F浮'=G工件+F拉'=G工件+6 N,
由阿基米德原理可得:F浮'=ρ水gV排'=ρ水gS工件h2,
即ρ水gS工件h2=G+F压'⑧,
⑧-⑦可得:S工件=
??
拉
+
??
压
??
水
??(
?
2
-
?
1
)
=
10N+6N
1.0×1
0
3
kg/
m
3
×10N/kg×(0.06m-0.02m)
=0.04 m2,
则工件第一次浸入水中受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gS工件h1=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.04 m2×0.02 m=8 N,
工件第二次浸入水中受到的浮力F浮'=ρ水gV排'=ρ水gS工件h2=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.04 m2×0.06 m=24 N,
因工件受到的浮力和工件对水的压力是一对相互作用力,所以,容器对压敏电阻的压力分别为F1=G水+F浮=40 N+8 N=48 N,F2=G水+F浮'=40 N+24 N=64 N,
由表格数据可知,对应压敏的电阻分别为R1=16 Ω,R2=8 Ω,
电路中的电流分别为I1=
??
??
??
1
=
6V
16Ω
=0.375 A,I2=
??
??
'
??
2
=
4V
8Ω
=0.5 A,
电源的电压U=I1(R1+R0)=I2(R2+R0),即0.375 A×(16 Ω+R0)=0.5 A×(8 Ω+R0),解得:R0=16 Ω,电源的电压U=I1(R1+R0)=0.375 A×(16 Ω+16 Ω)=12 V。
课时训练20　电能　电功率
基础过关
一、选择题
1.[2018·北京]有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙,甲的额定功率为1800 W,乙的额定功率为1200 W。两个电热水壶都正常工作时,下列说法中正确的是 (　　)
A.甲电热水壶两端的电压较高
B.电流通过甲电热水壶做功较快
C.通过两个电热水壶的电流相等
D.相同时间内,两个电热水壶消耗的电能一样多
2.[2017·鄂尔多斯]如图K20-1所示,AB和BC是由铝制成的长度相同、横截面积不同的两段导体。将它们串联后连入电路中,下列说法正确的是 (　　)
/
图K20-1
A.AB段的电阻小于BC段的电阻
B.通电相同时间,AB段消耗的电能大于BC段消耗的电能
C.这两段金属导体中的电流是由正电荷定向移动形成的
D.若将AB段材料换成铜,其他条件不变,这两段导体的总电阻将变大
3.3月初,小明家的电能表示数为/,电能表的部分参数及4月初的示数如图K20-2所示,下列说法正确的是(　　)
/
图K20-2
A.电能表是测量用电器消耗的电功率的仪表
B.小明家3月初至4月初消耗的电能是1200 kW·h
C.这个电能表的标定电流为20 A
/D.若电能表转盘在5 min内转过80转,则此时工作的用电器的总功率为0.8 kW
4.[2018·南充]如图K20-3所示的电路,电源电压为3 V,R1=15 Ω,R2=5 Ω,当开关S闭合时,下/列分析正确的是(　　)
/
图K20-3
A.R1、R2两端电压之比为3∶1
B.通过R1、R2电流之比为3∶1
C.R1、R2消耗的电功率之比为1∶3
D.R1的电功率/为1.8 W
5.[2018·内江]将规格为“2.5 V　0.3 A”的小灯泡L1和规格为“3.8 V　0.3 A”的小灯泡L2串联,接在3 V的电源上,下列判断正确的是 (　　)
A.L1的电阻大于L2的电阻
B.L1的亮度比L2的亮度小
C.两只灯泡都正常发光
D.两只灯泡实际功率相等
6.[2018·内江]图K20-4是电阻甲和乙的U-I图像,由图像可知下列判断正确的是 (　　)
/
图K20-4
A.甲乙都是定值电阻
B.当乙两端电压为1 V时,其电阻值为10 Ω
C.将甲和乙串联,若通过甲的电流为0.4 A,电路的总功率为1.2 W
D.将甲和乙并联,若甲两端电压为1 V,干路上的电流为0.4 A
7.[2018·淄博]如图K20-5所示,电源电压不变,只闭合开关S1,灯泡L发光,电压表有示数;再闭合开关S2,电路中出现的情况是 (　　)
/
图K20-5
A.电压表的示数变小 B.电路的总电阻不变
C.灯泡L的亮度不变 D.电路的总功率变大
8. [2018·常德]在如图K20-6所示的电路中,M为电子集成元件,其阻值/与两端所加的电压成正比(即RM=kUM,式中k为常数)且遵循欧姆定律,L是小灯泡(其电阻不随温度变化),R为滑动变阻器。现闭合开关S,调节R使其接入电路的电阻值逐渐减小。下列说法正确的是 (　　)
/
图K20-6
A.灯泡L变亮
B.通过电阻R的电流减小
C.电子元件M两端的电压不变
D.灯泡L的实际功率不变/
9.[2018·广安]如图K20-7所示的电路,闭合开关S后,当滑片P从中点向右移时/,下列说法中正确的是 (　　)
/
图K20-7
A.灯泡L变暗
B.电压表的示数变小
C.电流表A1的示数变大
D.电路消耗的总功率变小
10.[2018·德州]图K20-8是检测酒精浓度的测试仪原理图,图中电源电压恒定为8 V,R1为定值电阻,酒精气体传感器R2的阻值随酒精气体浓度的增大而减小。当酒精浓度为0时,R2=60 Ω,此时电压表示数为2 V。以下说法错误的是(　　)
/
图K20-8
A.若酒精气体浓度越大,电压表和电/流表示数都越大
B.定值电阻R1的阻值为20 Ω
C.酒精浓度为0时,电路消耗的总功率为0.6 W
D.若电流表示数达到0.2 A时,表示酒驾,此时R2消耗的电功率为0.8 W
二、填空题
11.如图K20-9所示的是某家庭电能表月初、月末的示数,若按电价为0.6元/(kW·h)计算,他家本月末应缴纳电费　　　　元。若该电能表的表盘在10 min内转了300转,则接在该电能表上的用电器在这段时间内消耗的电能为　　　kW·h,合　　　　　J。?
/
图K20-9
12.[2018·德州]小刚早上8:00出门前查看了他家的电能表示数如图K20-10甲所示,然后关闭家中其他用电器,只让电冰箱工作。下午18:00回家后再次查看电能表,显示的数字如图乙所示。则小刚家的电冰箱在这段时间内消耗的电能为　　　kW·h,电冰箱的实际电功率为　　　W。?
/
图K20-10
13.[2017·怀化]某电热水壶部分参数:额定电压220 V,额定功率模糊不清,容积1 L,加热效率90%,在额定电压下,将满壶水从10 ℃加热至沸腾(标准大气压下),用时5 min,则水吸收的热量是　　　J,电热水壶的额定功率是　　　W。[C水=4.2×103 J/(kg·℃)]?
14.[2018·岳阳]标有“6 V　3 W”的小灯泡,它的电流—电压图像如图K20-11所示,则它正常工作10 s消耗的电能是　　　　J;将它与一个10 Ω的定值电阻串联在8 V的电路中,则电路消耗的总功率为　　　　W。?
/
图K20-11
三、实验探究题
15.[2017·衡阳]如图K20-12甲所示是测量额定电压为2.5 V小灯泡额定功率的电路实物图。
/
图K20-12
(1)请你在图甲中用笔画线代替导线将电路补充完整,要求:滑动变阻器连入电路的电阻最大,导线不允许交叉。
(2)正确连接好电路后,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P,小灯泡始终不发光,电压表有明显示数,电流表无示数,导致这种情况出现的可能原因是小灯泡　　　　(选填“短路”或“断路”)。?
(3)排除故障后,调节滑动变阻器,使电压表示数达到额定电压时,电流表指针的位置如图乙所示,则通过小灯泡的电流是　　　　A,小灯泡的额定功率是　　　　W。?
(4)利用测出的几组数据,算出小灯泡的电阻,发现灯泡电阻有明显的变化,说明灯丝电阻与　　　有关。?
四、计算题
16.[2018·邵阳]某同学为自己设计了一盏调光灯,其原理如图K20-13所示,已知灯L的规格为“6 V　3 W”(不考虑灯丝电阻的变化),滑动变阻器R的阻值范围为0~12 Ω,电源电压恒为6 V。
(1)当开关S闭合,滑片滑至最左端后,求灯丝中的电流。
(2)求灯L正常工作1 min所消耗的电能。
(3)闭合开关S,再将滑片从右向左移动,求灯L发光最暗时的实际功率。
/
图K20-13
能力提升
17.[2018·岳阳]如图K20-14所示,电源电压恒为4.5 V,电压表/量程为0~0.6 A,电压表量程为0~3 V,灯/泡上标有“2.5 V　1.25 W”(不考虑灯丝电阻变化)字样,滑动变阻器R的规格为“20 Ω　1 A”。闭合开关S,在保证电路安全的情况下,移动滑片P的过程中 (　　)
/
图K20-14
A.电流表的示数最大为0.6 A
B.灯泡消耗的最小功率为0.12 W
C.电路消耗的最大总功率为2.7 W
D.滑动变阻器接入电路的最小电阻为4 Ω
18.如图K20-15所示,电源电压恒定,灯L的规/格为“24 V　72 W”且工作时电阻保持不变,电压表的量程为0~15 V,电流表的量程为0~3 A,在电路安全的前提下,操作如下:当只闭合开关S、S3时,电路中的总功率为P1,电流表示数为I1;当只闭合S2、S3时,移动滑片使滑动变阻器的阻值为R,电流表示数为I2,电阻R1和滑动变阻器的总功率为10 W;再移动滑片使滑动变阻器的阻值为2R,电流表示数为I3,灯L和滑动变阻器的总功率为9.72 W,当只闭合S、S1、S2时,移动滑动变阻器的滑片,使电路中的最小总功率为P4,此时电流表示数为I4。已知P1∶P4=5∶6,I2∶I3=10∶9,则灯L的电阻为　　　　Ω,I1∶I4=　　　　,当滑动变阻器R2的阻值为　　　　Ω时,该电路消耗的功率最小。?
/
图K20-15
19.[2018·长沙]如图K20-16甲、乙所示,某科技小组自制了测量水的深度的装置,它由测量头和控制盒构成,测量头的测量面是一个涂有绝缘漆面积为2 cm2的压敏电阻R1,R1的电阻随水对它的压力F的变化关系如图丙所示。控制盒内有一个定值电阻R0和一个最大阻值为90 Ω/的滑动变阻器R2,电源电压保持不变。通过电路调节,可以使控制盒的功率达到最大值Pm,科技小组通过控制盒的功率最小值和/Pm的比值来标记水的深度。不计导线的电阻,电压表的量程为0~3 V。科技小组在确保电路安全的情况下,进行如下的操作:(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
/
图K20-16
(1)R1未放入水中时,闭合S,断开S1,将R2的滑片移至最上端,此时电压表示数达到最大值,R0的电功率为P0,求R1未放入水中时的电阻为　　　　Ω。?
(2)测量头放/到水下深度h1=10 m时,闭合S、断开S1,将R2的滑片移至某一位置时,R0的电功率为P'0,电路的总功率为P总,R1的电功率为P1.已知P0∶P'0=9∶4,P总∶P1=6∶1,求此时R0两端的电压为　　　　V。?
(3)测量头放到水下深度h2=3 m时,调节电路,控制盒的最小功率与Pm的比值为　　　　。?

参考答案
1.B　2.B　3.D　
4.C　[解析] 由电路图可知,电阻R1与R2并联,因并联电路中各支路两端电压相等,所以R1、R2两端电压之比为1∶1,故A错误。由I=
??
??
可知,通过R1、R2的电流之比
??
1
??
2
=
??
??
1
∶
??
??
2
=
??
2
??
1
=
5Ω
15Ω
=
1
3
,故B错误。由P=UI可知,R1、R2消耗的电功率之比
??
1
??
2
=
??
??
1
??
??
2
=
??
1
??
2
=
1
3
,故C正确。R1消耗的电功率为/P1=
??
2
??
1
=
(3V
)
2
15Ω
=0.6 W,故D错误。
5.B
6.C　[解析] 电阻甲的U-I图像是直线,说明它是定值电阻,电阻乙的U-I图像是曲线,说明它是非定值电阻,故A错误。从图中可知,当乙两端电压为1 V时,通过的电流为0.4 A,此时它的电阻R=
??
??
=
1V
0.4A
=2.5 Ω,故B错误。将甲、乙串联,若通过甲的电流为0.4 A,则通过乙的电流也为0.4 A,从图像中可分别读出对应的电压分别为2 V、1 V,则总电压为3 V,电路的总功率P=U总I串`=3 V×0.4 A=1.2 W,故C正确。若将甲、乙并联,则其两端电压相等,甲两端电压为1 V时,乙两端电压也为1 V,从图像中读出对应的电流分别为0.2 A、0.4 A,则干路电流I总=I甲+I乙=0.2 A+0.4 A=0.6 A,故D错误。
7.D
8.D　[解析] 因为电子集成元件M的阻值与其两端所加的电压成正比(即RM=kUM,式中k为常数),M与L、R串联,所以电路中的电流I=
??
??
??
??
=
1
??
,是一个定值,即调节滑动变阻器R时电路中的电流不变。根据P=I2R可知,灯泡L的功率不变,即灯泡L的亮度不变,故A错误,D正确。串联电路中各处电流都相等,则通过电阻R的电流也不变,故B错误。调节R使其接入电路的电阻值变小,则R两端的电压变小,因为通过灯泡L的电流不变,其电阻是定值,所以灯泡L两端的电压不变,因为电源电压一定,所以M两端的电压变大,故C错误。
9.D　10.C
11.24　0.1　3.6×105
12.0.5　50
13.3.78×105　1400
[解析] 一壶水质量m=ρV=1.0×103 kg/m3×0.001 m3=1 kg;由10 ℃加热至沸腾吸收的热量Q吸=c水m(t2-t1)= 4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃-10 ℃)=3.78×105 J;电热水壶效率为η=
??
吸
??
,则电流做功为W=
/
??
吸
??
=
3.78×1
0
5
J
90%
=4.2×105 J, 则电热水壶额定功率为P=
??
??
=
4.2×1
0
5
J
300s
=1400 W。
14.30　3.2
15.(1)如图所示
/
(2)断路　(3)0.24　0.6　(4)温度
16.解:(1)当开关S闭合,滑片滑至最左端时,此时电路为灯L的简单电路。
因为电源电压为6 V,所以此时小灯泡正常发光,即I=
??
额
??
额
=
3W
6V
=0.5 A。
(2)灯L正常工作 1 min 消耗的电能W=P额t=3 W×60 s=180 J。
(3)灯L的电阻RL=
??
额
2
??
额
=
(6V
)
2
3W
=12 Ω,
当滑片在最右端时灯L发光最暗,此时电路中的电流I小=
??
??+
??
L
=
6V
12Ω+12Ω
=0.25 A,
P实=
??
小
2
RL=(0.25 A)2×12 Ω=0.75 W。
17.D　[解析] 由电路图可知,灯泡与滑动变阻器R串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。灯泡的额定电流IL=
??
L
??
L
=
1.25W
2.5V
=0.5 A,故A错误。因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6 A,滑动变阻器允许通过的最大电流为1 A,所以,电路中的最大电流I大=0.5 A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,电路消耗的总功率最大,灯泡的电阻和电路的总电阻分别为RL=
??
L
??
L
=
2.5A
0.5A
=5 Ω,R总=
??
??
大
=
4.5V
0.5A
=9 Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值R小=R总-RL=9 Ω-5 Ω=4 Ω,故D正确。电路消耗的最大总功率P大=UI大=4.5 V×0.5 A=2.25 W,故C错误。当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,灯泡消耗的电功率最小,电路的最小电流I小=
??
??
L
+
??
大
=
4.5V
5Ω+20Ω
=0.18 A,则灯泡消耗的最小功率PL小=
??
小
2
RL=(0.18 A)2×5 Ω=0.162 W,故B错误。
18.8　5∶6　 40
19.(1)30　(2)2　 (3)
5
18
课时训练21　焦耳定律
基础过关
一、选择题
1.[2018·柳州]如图K21-1所示的用电器中,利用电流热效应工作的是 (　　)
/
图K21-1
2.[2018·深圳]图K21-2为“探究焦耳定律”的实验装置。两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油,通电一段时间后,右侧玻璃管中液面比左侧高。下列说法正确的是 (　　)
/
图K21-2
A.通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少,这种方法是控制变量法
B.右侧电阻丝的阻值比左侧小
C.通过右侧电阻丝的电流比左侧小
D.该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系
3.如图K21-3所示的实验中,三个相同的烧瓶A、B、C内都盛有质量和初温相等的液体,其中A、B烧瓶中装的是水,C烧瓶中装的是煤油,A、B、C瓶中电阻丝的阻值分别为RA、RB、RC,且RA>RB=RC。闭合开关通电一定时间后,下列关于该实验探究的说法,错误的是(均不计热量损失,c水>c煤油)(　　)
/
图K21-3
A.电流通过导体时,电能转化成内能,这种现象叫电流的热效应
B.在A、B两烧瓶中,相同的时间内,A烧瓶中的电阻产生的热量多
C.B、C两烧瓶可探究不同物质的吸热能力
D.B、C两烧瓶加热相同的时间,B瓶中温度计的示数高
4.[2018·宜昌]两个定值电阻R1、R2并联在电路中,如图K21-4甲所示。它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示,闭合开关S,则R1、R2产生的热量之比为 (　　)
/
图K21-4
A.2∶1 B.1∶2
C.4∶1 D.1∶4
5.[2018·深圳]如图K21-5甲所示,闭合开关后,在滑片P由b端向a端移动的过程中,电压表示数U随滑动变阻器接入电路的电阻R2变化的关系图像如图乙所示,下列说法错误的是(　　)
/
图K21-5
A.电源电压是6 V
B.R2的最大阻值是20 Ω
C.R1的电阻是10 Ω
D.当滑片P移动到中点时,10 s内电流通过R1产生的热量是18 J/
二、填空题
6.[2018·攀枝花]额定功率均为“220 V　500 W”的电吹风和电熨斗,都在额定电压下工作2 min,　　　产生的热量多,产生的热量为　　　　J。?
7.[2018·成都]如图K21-6所示的电热水壶上标有“220 V　1800 W”,小明发现烧水过程中电热水壶的发热体部分很快变热,但连接的电线却不怎么热,是因为导线的电阻比发热体的电阻　　(选填“大”或“小”)。在额定电压下,烧开一壶水用时3 min 20 s,这段时间内电热水壶发热体产生的热量为　　　/　J。?
/
图K21-6
8.[2018·荆门]有一台电动机,额定电压3 V,额定电流1 A,电动机线圈电阻0.5 Ω。这台电动机正常工作1 min,消耗的电能为　　　　J,产生的热量为　　　　J/,输出的机械能为　　　　J。?
三、实验探究题
9.[2018·河/北]用如图K21-7甲所示的装置探究“电流通/过导体产生的热量与电流的关系”。相同烧瓶内装满了煤油。
/
/
图K21-7
(1)烧瓶中装/入的煤油是　　　　　(选填“导体”或“绝缘体”)。?
(2)请根据实物图甲,在图乙所示的虚线框内画出对应的电路图。
(3)为/达到实验目的,选用的两电阻丝R1与R2的阻值应　　　　,通过R1的电流　　　　通过R2的电流。?
(4)通电一段时间后,乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大。说明? 　。?
(5)小红用如图丙所示的装置,进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。经多次实验测量,收集实验数据,绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系/图像。根据焦耳定律可知,图丁中能正确反映h-I关系的是　　　　。?
[拓展] (6)用Q=I2Rt可以计算电流通过任何用电器产生的热量,能用Q=UIt计算电流通过任何用电器产生的热量吗?回答:　　　。请用实例说明原因:　? ?　。?
四、计算题
10.[2018·黔三州]图K21-8甲为某款新型电饭煲,额定电压为220 V,它采用了“聪明火”技术,智能化地控制不同时间段的烹饪温度,以得到食物最佳的营养和口感。图乙为其电路原理图,R1和R2为电阻不变的电热丝,S是自动控制开关。将电饭煲接入220 V电路中,在电饭煲工作的30 min内,它消耗的电功率随时间的变化如图丙所示。求:
(1)5~10 min,电饭煲的功率。
(2)20~30 min内电饭煲产生的总热量。
/
图K21-8
能力培优
11.[2018·泸州]/如图K21-9甲所示的某品牌豆浆机,由打浆和电热两部分装置构成。中间部位的打浆装置是电动机工作带动打浆刀头,将原料进行粉碎打浆;外部是一个金属圆环形状的电热装置,电热装置的简化电路图如图乙所示,开关S可切换加热和保温两种状态,R1、R2是发热电阻,豆浆机的主要参数如下表所示。
/
图K21-9
额定电压
打浆装置
电/热装置
220 V
电机功率
加热功率
保温功率
180 W
1000 W
242 W
(1)某次向豆浆机中加入黄豆和清水共1.0 kg,打浆完成后浆的初温为40 ℃,加热该浆使其温度升高到100 ℃,需要吸收多少热量?[设该浆的比热容为4.0×103 J/(kg·℃)]
(2)求电阻R1和R2的阻值。
(3)该豆浆机同时处于打浆和加热状态时,正常工作1 min所消耗电能为多大?
12.[2018·滨州]图K21-10甲是一家用电暖器,有“低温”“中温”“高温”三挡,铭牌见下表(“高温”挡功率空出)。图乙为其简化的电路原理图,S是自我保护开关,电暖器跌倒,S自动断开,切断电源,保证安全。闭合S1时为“低温”挡,请完成下列问题:
额定电压
220 V
额定功率
低温挡
550 W
中温挡
1100 W
高温挡
频率
50 Hz
/
图K21-10
(1)“低温”挡正常工作时的电阻是多少?
(2)“高温”挡正常工作时的总电流是多少?
(3)若某房间内空气质量为60 kg,空气温度为10 ℃,空气的比热容为1.1×103 J/(kg·℃)且保持不变,用该电暖器的“高温”挡正常工作20 min,放出热量的50%被房间内的空气吸收,那么可使此房间的空气温度升高多少摄氏度?

参考答案
1.B　2/.D　3.D
4.A　[解析] 由图乙可知,当两电阻两端的电压均为3 V时,通过它们的电流分别为0.6 A和0.3 A,可知R1∶R2=I2∶I1=1∶2;将它们并联起来,产生的热量之比等于其电阻之比的倒数,即Q1∶Q2=R2∶R1=2∶1,故选A。
5.D
6.电熨斗　6×104
7.小　3.6×105
8/.180　30　150
9.(1)绝缘体
(2)如图所示
/
(3)相等　小于
(4)在电阻和通电时间相同的条件下,通过导体的电流越大,导体产生的热量越多
(5)A
(6)不能　因为用Q=UIt计算出来的是电路产生的总功,而总功除了用电器产生的热量,另外一部分可能转化为其他能量,例如电风扇电路产生的总功一部分转化为电热,一部分转化为机械能
10.解:(1)由图丙可知5~10 min的功率为P1=660 W。
(2)由图丙可知20~30 min的功率为P2=440 W,
时间为t2=30 min-20 min=10 min=600 s,
由Q=W=Pt可得,20~30 min内电饭煲产生的总热量
Q2=P2t2=440 W×600 s=2.64×105 J。
11.解:(1)豆浆吸收的热量为
Q吸=cm(t-t0)=4×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃-40 ℃)=2.4×105 J。
(2)当S接a时,只有R1接入电路,电路处于加热状态,此时电路的功率为加热功率1000 W,所以R1的电阻为R1=
??
2
??
加
=
(220V
)
2
1000W
=48.4 Ω。
当S/接b时,R1和R2串联,电路处于保温状态,此时电路的电功率为保温功率242 W,
此时电路总电阻R=R1+R2=
??
2
??
保
=
(220V
)
2
242W
=200 Ω,
所以R2的电阻为R2=R-R1=200 Ω-48.4 Ω=151.6 Ω。　
(3)消耗的电能为W=P加t'+P电机t'=(1000 W+180 W)×60 s=70800 J。
12.解:(1)由题图可知,闭合S、S1时,电路为R1的简单电路,处于低温挡,电暖器功率为550 W,家庭电路电压为220 V,则R1=
??
2
??
1
=
(220V
)
2
550W
=88 Ω。
(2)分析电路图可知,开关S、S2闭合时为中温挡,开关S、S1、S2同时闭合时,电路中电阻最小,功率最大,电暖器处于高温挡,此时R1和R2同时连入电路,总功率为P=P1+P2=550 W+1100 W=1650 W,
则电路中的电流为I=
??
??
=
1650W
2/20V
=7.5 A。
(3)t=20 min=1200 s,电暖器高温挡/工作20 min放出的热量是Q放=W=Pt=1650 W×1200 s=1.98×106 J,
则空气吸收的热量为Q吸=Q放η=1.98×106 J×50%=9.9×105 J,
升高的温度Δt温=
??
吸
????
=
9.9×1
0
5
J
1.1×1
0
3
J/(kg·℃)×60kg
=15 ℃。
课时训练22　生活用电
基础过关
一、选择题
1.[2017·株洲]某家庭电路如图K22-1所示,下列说法正确的是 (　　)
/
图K22-1
A.家庭电路用直流供电
B.家庭电路电压为36 V
C.灯泡L1和L2串联
D.开关S2位置接错
2.[2017·长沙]下列关于家庭电路的说法正确的是 (　　)
A.家庭电路中的各用电器都是串联在电路中的
B.发现触电事故时,应该先切断电源再想办法施救
C.控制用电器的开关应接在该用电器与零线之间
D.当干路中电流过大时,漏电保护器就会自动切断电路/
3.[2018·长沙] “安全用电,珍惜生命”是每个公民应有的意识。/下列关于家庭电路说法正确的是 (　　)
A.家庭电路起火时,应先用水扑灭,然后再断开电路
B.空气开关跳闸,一定是家庭电路出现短路导致的
C.当有人触电时,漏电保护器会迅速切断电路
D.家庭多个大功率用电器,应接在同一插线板上使用
4.[2017·邵阳] “节能减排,从我做起”。芳芳同学养成了随手断开家中暂时可以不用的用电器的习惯。当她断开一个用电器后,家庭电路中会变大的物理量是 (　　)
A.总电流 B.总电压
C.总电阻 D.总功率
5.一种试电笔的构造如图K22-2所示,下列说法正确的是 (　　)
/
图K22-2
A.使用试电笔时手可以接触笔尖
B.使用试电笔时手不要接触笔卡
C.试电笔中的电阻/可以用铁丝代替
D.当氖管发光时有微弱电流通过人体
6.[/201/8·怀化]图K22-3中符合安全用电原则的是 (　　)
/
图K22-3
A.图甲中,雷雨时在大树下躲雨
B.图乙中,在高压线下钓鱼
C.图丙中,在同一插座上同时使用多个大功率用电器
D.图丁中,发现有人触电时立即切断电源
7.[2017·益阳]下列关于生活用电的说法中正确的是 (　　)
A.家庭电路中用电器与插座是串联的
B.使用螺丝刀形状试电笔时,手指不能接触其顶部的金属帽
C.发生触电事故时,不能用手去拉触电者,而应先切断电源
D.电/能表只准接在空气开关之后
8.[2018·常德]现代家庭的生活离不开电,但也时常因为用电不规范造成火灾,以下用电措施不可能造成火灾的是(　　)
A.同时使用许多大功率用电器
B.电线绝缘皮破损后用普通胶带包裹
C.电冰箱的金属外壳接地
D.保险丝熔断后,用铜丝来代替保险丝
9.下列关于安全用电、防范触电的说法错误的是 (　　)
A.家庭用电一定不要让总电流超出家里供电线和电能表所允许的最大/值
B.及时更换已达到使用寿命的保险装置、插座、导线、家用电器等
C.可以使用湿润的抹布去擦拭正在工作的家用电器
D.更换灯泡、搬动电器前应断开电源开关
10.[2018·衡阳]关于家庭电路和安全用电,下列做法中错误的是 (　　)
A.为了防止因漏电而造成触电事故,微波炉的外壳应与地线相连
B.螺旋口灯泡的螺旋套要接在零线上
C.为了防止触电,必须把用电器的开关装在零线上
D.不可以用铜丝代替保险丝
11.[2018·枣庄]在生活中,我们有时会遇到以下几种情况,在下列情况中可能引起家庭电路中空气开关跳闸的是(　　)
①电路中增加大功率的用电器;②插座中的两个线头相碰;③开关中的两个线头相碰;④户外输电线绝缘皮破损。
A.①和② B.②和③
C.①和③ D.②和④
二、填空题
12.小明学习了电学知识以后,想在家里安装一盏照明灯和一个三孔插座,他设计的电路如图K22-4所示,图中虚线框A和B内分别接入开关或灯泡,则虚线框A内应接　　　　,图中三孔插座的插孔　　　　(选填“a”“b”或“c”)应与地线相连。?
/
图K22-4
13.为了推进“节能减排”措施,现在市场上出现了一种新型的节能灯——LED灯。李雨同学家中买了5只这样的灯,他看到灯上标有“220 V　5 W”的字样,这些灯要正常发光,需要的供电电压是　　　　V,这些灯在家中应该是　　　　(选填“串联”或“并联”)连接的。?
14.家庭中使用的电灯、电冰箱等用电器的/正常工作电压为　　V;某小区居民在参加“地球一小时”?
活动中,自觉将总功率为2/000 kW的用电器停止工作1 h,可节/约用电　　　　kW·h。?
15.在家庭电路中,电冰箱、洗衣/机等用电器的电源插座都用三孔插座。为了安全,三脚插头的接地脚应与用电器的　　　　相连。如果电路出现故障,电工师傅一般会用试电笔进行检查,图K22-5甲、乙两种使用方法中,正确的是图　　　　。
/
图K22-5
三、作图题
16.[2018·恩施州]如图K22-6所示,要求开关控制螺旋灯泡,将图中元件分别正确连接到电路中。
/
图K22-6
能力培优
17.[2018·泰州]如图K22-7所示为某家庭卫生间电路,电灯和电热器都在正常工作。在三孔插座上刚插上洗衣机(开关未闭合)的插头时,所有用电器都停止工作,拔出洗衣机的插头后,用试电笔测试三孔插座的左右两孔,氖管都发光,发现有一根熔丝熔断了。下列分析不合理的是 (　　)
//
图K22-7
A.一定是零线上的熔丝熔断了
B.断开S1、S2,再用试电笔检测三孔插座的左右两孔,氖管都发光
C.只断开S1,再用试电笔检测开关S1的两个接线柱,氖管都/发光
D.只断开S2,再用试电笔检测开关S1的两个接线柱,氖管都发光
18.某家用榨汁机有两个开关S1、S2,要合上S1而且要用力压下盖子(闭合开关S2)榨汁机才会工作,在图K22-8中连接榨汁机的电动机及S1、S2使其按要求工作。
/
图K22-8

参考答案
1.D　2.B　3.C　4.C
5.D　[解析] 使用试电笔时手不能接触笔尖,否则会发生触电,故A错误。使用试电笔时手一定要接触笔卡,氖管才会发光,故B错误。试电笔中的电阻不能用铁丝代替,否则会有较大的电流通过人体,发生触电,故C错误。当氖管发光时有微弱电流通过人体,故D正确。
6.D　7.C　8.C　9.C　10.C
11.A　[解析] 家庭电路中空气开关跳闸,说明家庭电路中的电流过大,家庭电路中的电流过大,有可能是电路中增加了大功率的用电器,还有可能是插座中的两个接线头相碰,引起短路;电路中的电流过大,与开关中的两个线头相碰、户外输电线绝缘皮破损无/关。故选A。
12.灯泡　b
13.220　并联
14.220　2000
15.外壳　甲/
16.如图所示
/
17.B
18.如图所示
/
课时训练23　电与磁
基础过关
一、选择题
1.关于电与磁及其应用,下列说法正确的是 (　　)
A.法拉第发现了电流的磁效应
B.奥斯特发现了电磁感应现象
C.电动机应用了电磁感应原理
D.电磁铁应用了电流的磁效应
2.[2017·长沙]小天利用手中的条形磁铁做了以下小实验,其中结论正确的是 (　　)
A.条形磁铁能够吸引小铁钉
B.同名磁极相互吸引
C.将条形磁铁用细线悬挂起来,当它在水平面静止时北极会指向地理南方
D.条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后就不可能有相互作用了
3.[2018·临沂]小磁针静止时的指向如图K23-1所示,由此可知 (　　)
/
图K23-1
A.a端是通电螺线管的N极,c端是电源正极
B.a端是通电螺线管的N极,c端是电源负极
C.b端是通电螺线管的N极,d端是电源正极
D.b端是通电螺线管的N极,d端是电源负极
4.在“探究通电螺线管外部磁场分布”的实验中,开关断开时小磁针甲、乙的指向如图K23-2所示,当开关闭合时,通电螺线管有磁性,则下列说法正确的是 (　　)
/
图K23-2
A.小磁针甲偏转,小磁针乙不偏转
B.小磁针乙偏转,小磁针甲不偏转
C.小磁针甲、乙均偏转
D.滑动变阻器滑片P从右向左滑动时,通电螺线管的磁性逐渐增强
5.[2018·衡阳]巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象,且磁场越强电阻越小,图K23-3是说明巨磁电阻特性原理的示意图,图中GMR是巨磁电阻,如果闭合S1、S2,滑片P向左移动时,电表的变化情况是 (　　)
/
图K23-3
A.电流表和电压表示数均变小
B.电流表和电压表示数均变大
C.电流表示数变小,电压表示数变大
D.电流表示数变大,电压表示数变小
6.[2018·天津]图K23-4中的a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分。当它在磁场中按箭头方向运动时,能产生感应电流的是 (　　)
/
图K23-4
7.[2018·德州]如图K23-5所示的充电鞋垫,利用脚跟起落驱动磁性转子旋转,线圈中就会产生电流从而能给鞋面上的电池充电。图K23-6中与充电鞋垫的工作原理相同的是 (　　)
/
图K23-5
/
/
图K23-6
8.[2018·淄博]如图K23-7所示是探究“通电导线在磁场中受力”的实验装置。瞬间接通电路,原来静止的导线ab向右运动。要使导线ab向左运动,可行的措施是/ (　　)
/
图K23-7
A.将磁体的N、S极对调
B.增大电源电压
C.换用磁性更强的磁体
D.将磁体的N、S极对调/,同时改变电流/的方向
9.[2018·盐城]图K23-8乙中四个选项可表示图甲电动剃须刀工作原理的是 (　　)
/
图K23-8
10.[2018·连云港]如图K23-9所示的四个装置,关于它们的说法正确的是 (　　)
/
图K23-9
A.图甲可用来演示电流的磁效应
B.图乙可用来演示电磁感应现象
C.图丙可用来演示磁场对电流的作用
D.图丁可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系
11. [2018·呼和浩特]如图K23-10所示,关于电磁现象,下列说法正确/的是 (　　)
/
图K23-10
A.图甲,把小磁针放在地理赤道附近,小磁针静止时磁针N极指向地理南极附近
B.图乙,通电线圈在磁场作用下转动,机械能转化为电能
C.图丙,利用“电生磁”将铁钉磁化,利用安培定则可判定铁钉上端为N极
D.图丁,当用力让线圈转动时,小灯泡中就有电流通过,工作原理是法拉第电磁感应现象
12. [2018·包头]下列说法正确的是 (　　)
/
图K23-11
A.图K23-11甲中磁铁静止时A端总是指向地理北方,则A端是磁铁的北极
B.图乙为动圈式话筒的结构示意图,它的工作原理是磁场对电流的作用
C.图丙为水位自动报警器,当水位上升到金属块A时,红灯不亮、绿灯亮
D.图丁所示的现象中,同时工作的用电器过多不会使家庭电路电流过大
二、填空题
13.[2018·娄底]研究物理问题时常常用到“控制变量法”“等效替代法”“模型法”“类比法”等方法,下面是初中物理中的几个研究实例:①用总电阻表示同一段电路上串联的两个电阻;②弹簧形变时具有势能,互相吸引或排斥的分子也具有势能;③研究电流时把它与水流相比;④利用磁感线来描述磁场。上述几个实例中,采用了相同研究方法的是　　　　。(填数字序号)?
14.[2018·连云港]将/小磁针放在磁场中,小磁针静止时　　极所指的方向规定为该点的磁场方向。磁场越强的地方,磁感线分布越　　。?
15.[2018·怀化]信鸽是靠地球的　　来导航的。指南针静止时S极指的是地理的　　　　(选填“南方”或“北方”)。?
16.[2018·扬州]如图K23-12甲所示,小磁针在力的作用下偏转,说明力可以改变　　　　　　;图乙中小磁针发生偏转,说明螺线管周围存在磁场,对小磁针有力的作用,图中螺线管左端为　　　　极,电源左端为　　　　极。?
/
图K23-12
17.[2018·娄底]如图K23-13所示,闭合开关,将滑动变阻器滑片向右滑动,弹簧将　　　　(选填“伸长”或“缩短”)。如果用电流表替代虚线框内仪器,然后将条形磁体迅速插入线圈中,与之相连的电流表的指针会发生偏转,这是
　　　　现象。?
/
图K23-13
18.如图K23-14所示,是一种“闯红灯违规证据模拟器”的工作原理图。光控开关接收到红光时会自动闭合,压敏电阻同时受到车辆的压力其阻值变小,电磁铁中的电流　/　　(选填“变大”或“变小”),电磁铁的磁性变　　　(选填“强”或“弱”);当电流变化到一定值时,衔铁与触点　　　(选填“1”或“2”)接触,电控照相机工作,拍摄违规车辆。照相机所拍摄车辆的像是　　　　(选填“实”或“虚”)像。?
/
图K23-14
三、作图题
19.闭合开关S,给螺线管通电后,小磁针静止时N极的指向如图K23-15所示,请你在图中标出通电螺线管的N、S极和电源的“+”“-”极。
/
图K23-15
20.[2018·辽阳]如图K23-16所示,将条形磁体放在水平桌面上的两个圆柱形铅笔上,条形磁体静止不动,S极正对电磁铁。闭合开关S,条形磁体因受磁力向左运动,请在图中标出。
(1)电磁铁右端的极性。
(2)磁感线的方向。
(3)电源左端的极性(用“+”或“-”表示)。
/
图K23-16
三、实验探究题
21.[2018·长沙]小明同学在做“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验时,实验装置如图K23-17所示。
/
图K23-17
(1)闭合开关后,通电螺线管周围小磁针的指向如图所示,小明根据通电螺线管右端小磁针a的指向判断出通电螺线管的右端为N极,则可知电源的A端为　　　　极。?
(2)当电源的正负极方向对换时,小磁针a的磁极指向也对换,由此可知:通电螺线管的外部磁场方向与螺线管导线中的
　　　　有关。 ?
22.[2018·泰州]如图K23-18所示,导体AB棒放在处于蹄形磁体磁场中的水平金属轨道上。
/
图K23-18
(1)接通电源,这时会看到导体AB运动起来,这表明　　　　　　　　有力的作用。?
(2)保持磁场方向不变,改变导体AB中的电流方向,导体AB的运动方向　　　　(选填“不变”或“改变”)。?
(3)通电后导体AB运动的过程中,是把　　　　能转化为　　　　能的过程。?
23.[2018·福建A卷]图K23-19是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置,闭合开关后,导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如下表。
/
图K23-19
实验
序号
磁场
方向
导体棒ab
运动方向
灵敏电流计
指针偏转情况
1
向下
向上
不偏转
2
向下
不偏转
3
向左
向右偏
4
向右
向左偏
5
向上
向上
不偏转
6
向下
不偏转
7
向左
向左偏
8
向右
向右偏
(1)实验时通过观察　　　　　　　　　来判断电路中是否产生感应电流。?
(2)由实验可知,闭合电路中的部分导体在磁场中做　　　　　　运动时,电路中产生感应电流。?
(3)比较第4次和第　　　　次实验可知,导体棒运动方向相同时,感应电流的方向与磁场的方向有关。?
(4)比较第7次和第8次实验可知? 　。?
能力培/优
24.[2018·威海]如图K23-20所示,GMR是一个巨磁电阻,其阻值随磁场的增强而急剧减小,当闭合开关S1、S2时,下列说法正确的是 (　　)
/
图K23-20
A.电磁铁的右端为N极
B.小磁针将顺时针旋转
C.当滑片P向左滑动时,电磁铁的磁性增强,指示灯变暗
D.当滑片P向右滑动时,电磁铁的磁性减弱,电压表的示数减小
25.[2018·南京]图K23-21甲为热敏电阻的R-t图像,图乙为用此热敏电阻R和电磁继电器组成的一个简单恒温箱温控电路(U为恒压电源),继电器线圈的电阻为150 Ω,图中的“电源”是恒温箱加热器的电源,当继电器线圈中的电流大于或等于20 mA时,衔铁被吸合,加热器停止工作,实现温控。
/
图K23-21
(1)恒温箱内的加热器应接在　　　　(选填“A、B”或“C、D”)之间。?
/(2)要实现/对50~100 ℃之间任一温度的控制,该装置恒压电源U至少为　　　　V。若恒压电源U为6 V,则滑动变阻器R'的最大阻值至少为　　　　Ω。?
参考答案
1.D　2.A　3.B　4.B/　5.D　6.C　7.A　8.A
9.C　10.C　11.D
12.A　[解析] 由于地磁的S极在地理的北极附近,地磁的N极在地理的南极附近,所以若图甲中磁铁静止时A端总是指向地理北方,则A端是磁铁的北极,故A正确。动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象,故B错误。由图丙可知,当水位上升到金属块A时,控制电路接通,电磁铁产生磁性,吸引衔铁,则红灯所在电路接通,红灯发光,故C错误。由于家庭电路中的用电器是并联的,所以同时工作的用电器过多会使家庭电路中的电流过大,故D错误。
13.②③
14.北(或N)　密
15.磁场　南方
16.物体的运动状态　N　负
17.缩短　电磁感应
18.变大　强/　2　实
19.如图所示
/
20.如图所示
/
21.(1)正
(2)电流方向
22.(1)磁场对电流　(2)改变　(3)电　机械
[解析] (3)通电后导体AB运动的过程中,消耗电能,获得机械能,是把电能转化为机械能的过程。
23.(1)灵敏电流计指针是否/偏转　(2)切割磁感线　(3)8
(4)磁场方向相同时,感应电流方向和导体棒运动方向有关
24. D　[解析] 当闭合开关S1、S2时,由安培定则可知电磁铁的左端为N极,小磁针将逆时针旋转,故A、B错误。当滑片P向左滑动时,电路中电阻变小,电流变大,电磁铁的磁性增强,则GMR阻值减小,指示灯变亮,故C错误。当滑片P向右滑动时,电路中电阻变大,电流变小,电磁铁的磁性减弱,GMR阻值增大,指示灯变暗,电压表的示数减小,故D正确。
25.(1)A、B　 (2)4.8　100
[解析] (1)当继电器线圈中的电流大于或等于20 mA时,衔铁被吸合,/加热器停止工作,则加热器应接在A、B之间。
(2)由图甲可知,当温度为50~100 ℃时,R的阻值从90 Ω 降至50 Ω,当衔铁被吸合时,电路中电流I=20 mA=0.02 A,U为恒压电源,则R吸=
??
??
=R磁+R+R'为一定值,滑动变阻器接入电路的阻值越大,热敏电阻R的阻值越小,该装置的控制温度越高。
当电压最小时,要实现对50~100 ℃之间任一温度的控制,应使此电压下滑动变阻器接入电路电阻最小时,控制温度为50 ℃,滑动变阻器接入电路的电阻最大时,控制温度为100 ℃。
则R'接入电阻为0时,U小=IR吸=I(R磁+Rt小)=0.02 A×(150 Ω+90 Ω)=4.8 V。
当U'=6 V时,控制温度为100 ℃时,R'接入电路的电阻最大,
此时R吸'=
??'
??
=R磁+Rt大+R',
/则R'=
??'
??
-R磁-Rt大=
6V
0.02A
-15/0 Ω-50 Ω=100 Ω,
即滑动变阻器R'的最大阻值至少为100 Ω。
课时训练24　信息的传递　能源与可持续发展
一、选择题
1.[2018·怀化]下列技术应用中,不是利用电磁波工作的是(　　)
A.利用微波雷达跟踪飞行目标
B.利用北斗导航系统进行定位和导航
C.用手机打电话
D.利用声呐系统探测海底深度
2.[2018·内江]在下面所列举的电磁波谱大家族中,频率最高的是(　　)
A.无线电波/ B.红外线
C.紫外线 D.X射线
3.[2018·昆明]下列说法中,正确的是 (　　)
A.电磁波的频率越高,传播的速度就越大
B.电磁波可以在真空中传播
C.手机间通话靠超声波传递
D.微波不具有能量
4.下列能源中,属于可再生能源的是 (　　)
A.天然气 B.风能
C.石油 D.煤炭
5.[2018·岳阳]下列关于能源和能量的说法正确的是 (　　)
A.煤和石油都是不可再生能源
B.汽车可以从排放的尾气中吸收能量,不消耗新的能源,返回原地
C.达·芬奇设想的永动机是可以制成的
D.目前的核电站是利用核聚变来发电的
6.[2018·武汉]关于能量和能源,下列说法错误的是 (　　)
A.电能必须通过消耗一次能源才能得到,是二次能源
B.我们今天使用的煤、石油、天然气,都是化石能源
C.能量的转化和转移有时是有方向性的
D.自然界的能量是守恒的,它既不能创生,也不能消灭
7.[2018·常德]许多城市在推广利用太阳能,城市交通指示灯及路灯照明系统已大量使用太阳能,下列关于太阳能的说法不正确的是 (　　)
A.太阳是一个巨大的“核能火炉”
B.太阳能为二次能源
C.太阳能属于可再生/能源
D.太阳能清洁、无污染
8.当今世界的很多地区冲突或战争都与能源和资源有关。下列说法中错误的是 (　　)
A.太阳能、风能、水能、地热能和潮汐能都是一次能源
B.人类在耗用各种能源时,不可避免地会对环境造成影响
C.能量的转化和转移都是有方向性的
D.人类社会面临能源危机,总有一天能源会被消耗殆尽
9.[2018·无锡]电影纪录片《厉害了,我的国》中介绍:“在无锡的国家重点实验室里,年轻的双手刚刚创造出全球晶硅太阳能电池效率的世界纪录”太阳能电池能直接将光能转化为电能,以下说法错误的是 (　　)
A.太阳能只能转化为电能
B.太阳能是可再生能源
C.硅是制作太阳能电池的重要材料
D.太阳能电池给我们提供了新的电能来源
10.[2018·邵阳]下列关于能源和信息的说法正确的是 (　　)
A.核电站是利用核裂变释放的能量来发电的
B.太阳能、水能、石油是可再生能源
C.因为能量是守恒的,所以能源是“取之不尽,用之不竭”的
D.移动电话是利用超声波来通信的
11.[2018·河南]下列关于信息与能源的说法中,正确的是 (　　)
A.不同频率的电磁波在真空中的传播速度不同
B.光纤通信是利用光的反射传递信/息的
C.当前运行的核电站是利用核聚变发电的
D.任何形式的能量都可以自发地相互转化
12.[2018·衡阳]下列有关能源和信息传递的做法或说法正确的是 (　　)
A.频率越高的电磁波在空气中的传播速度越大
B.核电站利用核裂变释放的核能发电
C.节约能源只要提高节能意识就行,与科技进步无关
D.因为能量在转化过程中是守恒的,所以能源是“取之不尽,用之不竭”的
二、填空题
13.科学家研制了一种新型装甲飞车——“飞行的悍马”(如图K24-1所示),它是汽车和/直升飞机的结合体。
/
图K24-1
(1)“飞行的悍马”飞行时与地面联系所用的对讲机是通过　　　　传递信息的。?
(2)“飞行的悍马”装有宽大的轮胎,是为了增大　　　　,减小　　　　。?
14.电磁波在信息的传递中扮演着非常重要的角色,电磁波在传播过程中　　　(选填“需要”或“不需要”)介质。鄂尔多斯交通广播电台其中一个频道的频率为106.5 MHz,它的波长为　　　m。(结果保留一位小数,1 M=106)?
15.[20/18·南充]中国在核电事业上/已取得辉煌成就,其援建巴基斯坦的核电站即将于201/9年投入使用,核电站的核心设备是核反应堆,核反应堆是利用原子核的　　　　(选填“裂变”或“聚变”)来/发电的。手机是我们现在应用越/来越普遍的通信工具,手机是利用　　　　传递信息的。?
/16.[2018·滨州]太阳核心的温度高达1500万摄氏度,在太阳内部,氢原子核在超高温下发生　　　　(选填“裂变”或“聚变”),释放出巨大的核能。?
/
图K24-2
17.[2018·常州]印度的月球卫星“月船1号”已失联八年,地面测控中心/通过计算预测“月船1号”会经过月球北端上空165 km高处的A点,便在某时刻向该处发射　　　　(选填“电磁波”或“超声波”)信号,2.6 s后收到回波信号,从而确信“月船1号”依然在轨道运行,则测控中心距离A点　　　　　km。(v电磁波=3×108 m/s,v声=340 m/s)?
18. [2018·泰州]如图K24-3所示是汽油机的　　冲程。汽油属于　　　　　(选填“可再生”或“不可再生”)能源,完全燃烧0.1 kg的汽油,放出的热量为　　　　　J,如果这些热量全部被质量为100 kg、初温为20 ℃的水吸收,能使水的温度升高约　　　。[q汽油=4.6×107 J/kg,c水=4./2×103 J/(kg·℃)]?
/
图K24-3
19.为了倡导开发利用绿色能源,某市在一些重要路段安装了一种如图K24-4所示的“风光互补路灯”。这种路灯顶部多出了两顶“小帽子”,一顶是小型风能发电机,一顶是太阳能电池板,这两顶“帽子”既可以独立发电,也/可以联合发电。/
(1)“风光互补发电”装置中的风能发电机是根据　　　　的原理来工作的。?
(2)“风光互补发电”装置的发电功率为500 W,则正常工作4 h可产生　　　　kW·h的电能。?
(3)你认为使用“风光互补发电”装置的优点是　(写出两条即可)?。
/
图K24-4
参考答案
1.D　2.D　3.B
4.B　[解析] 天然气、石油和煤炭等化石能源,一旦消耗,很难在短时间内从自然界得到补充,因而是不可再生能源;风能可以从自然界中源源不断地获取,是可再生能源,故选B。
5.A
6.C　[解析] 能量的转化和转移是有方向性的,不能说成有时是有方向性的,C说法错误,符合题意。
7.B　[解析] 太阳能为一次能源,选项B的说法错误,符合题意。
8.D　9.A　10.A　11.B　12.B
13.(1)电磁波　(2)受力面积　压强
14.不需要　2.8
15.裂变　电磁波
16.聚变
17.电磁波　3.9×105
18.压缩　不可再生　 4.6×106　11 ℃
[解析] 完全燃烧0.1 kg汽油放出的热量Q放=mq汽油=0.1 kg×4.6×107 J/kg=4.6×106 J,水温度升/高值Δt=
??
吸
??
水
??
水
=
??
放
??
水
??
水
=
4.6×1
0
6
J
4.2×1
0
3
J/(kg·℃)×100kg
≈11 ℃。
19.(1)电磁感应　(2)2　(3)节约能源、清洁、无污染、可再生、保护环境

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