


2024年江苏省南京市中考一模物理试题(解析版)
展开1. 随着全球变暖和“碳中和”目标的提出,要求我们大力开发清洁能源。下列能源中,属于清洁可再生能源的是( )
A. 风能B. 天然气C. 石油D. 煤炭
【答案】A
【解析】
【详解】根据可再生和不可再生能源的区别可以知道,风能可重复利用,在短时间内可以再次产生,是可再生能源。天然气、石油、煤炭等化石能源是短时间内不能再次产生的,是不可再生能源。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2. 下列测量仪器使用方法正确的是
A. 用刻度尺测量物块的长度
B. 用温度计测水的温度
C. 用天平测物体的质量
D. 读取液体体积
【答案】B
【解析】
【详解】A.图中所示刻度尺没有放正,故A错误;
B.图中温度计玻璃泡全部浸入被测液体中,
没有碰到容器底或容器壁,使用方法正确,
故B正确;
C.用镊子夹取砝码,用手拿砝码会腐蚀砝
码,故C错误;
D.量筒读数时,俯视读数,会造成读数偏
大,视线应该与凹液面相平,故D错误.
3. 下列事例中,属于光的反射现象的是( )
A. 夜晚墙壁上出现的手影B. 树底下太阳的圆形光斑
C. 湖水中天上飞鸟的倒影D. 水中石头看起来变浅
【答案】C
【解析】
【详解】A.夜晚墙壁上出现的手影,是由于光沿直线传播形成的,光在传播过程中,被不透明的手遮挡,在墙壁上形成了手的影子。故A不符合题意;
B.树底下太阳的圆形光斑,属于小孔成像,是由于光沿直线传播形成的,故B不符合题意;
C.湖水中天上飞鸟的倒影,属于平面镜成像,是光的反射形成的,故C符合题意;
D.水中石头看起来变浅,是光的折射形成的,光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,使得人眼看到的石头位置比实际位置偏高,所以看起来变浅。故D不符合题意。
故选C。
4. 某同学对身边一些常见的物理量进行估测,以下符合实际的是( )
A. 洗澡水温度约60℃
B. 42寸彩电正常工作时的功率约2W
C. 正常人的心率约70次/分钟
D. 一本物理课本的质量大约为20g
【答案】C
【解析】
【详解】A.洗澡水的温度约40℃,故A不符合题意;
B.42寸彩电正常工作时的功率约200W,故B不符合题意;
C.正常人的心率约60~80次/分钟,故C符合题意;
D.一本物理课本的质量大约为200g,故D不符合题意。
故选C。
5. 下列几种说法正确的是( )
A. 烧开水过程中,看到的“白气”是汽化现象
B. 向手掌“哈气”,感到暖和,利用了熔化放热原理
C. 植树时剪除大量枝叶是为了减少水分蒸发
D. “撒盐破冰”是为了增大冰的凝固点
【答案】C
【解析】
【详解】A.烧开水过程中,看到的“白气”是水蒸气变为液态的小水滴形成的,是液化现象,故A错误;
B.当用嘴向手上“哈气”时,呼出的大量水蒸气在手上液化时放出的热量被手吸收,所以手感到暖和,利用了液化放热原理,故B错误;
C.植树时剪除大量枝叶,减小表面积,可以减少水分蒸发,故C正确;
D.盐水的凝固点比水的凝固点低,“撒盐破冰”可以降低冰的凝固点,故D错误。
故选C
6. 下列诗句描述中涉及分子热运动的是( )
A. 逐舞飘轻袖,传歌共绕梁
B. 朱门酒肉臭,路有冻死骨
C. 月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠
D. 日照澄洲江雾开,淘金女伴满江隈
【答案】B
【解析】
【详解】A.诗句“逐舞飘轻袖,传歌共绕梁”描述了声音的传播,故A不符合题意;
B.诗句“朱门酒肉臭,路有冻死骨”中的“臭”是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故B符合题意;
C.霜是空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶,是凝华现象,需要放热,故C不符合题意;
D.诗句“日照澄洲江雾开,淘金女伴满江隈”中描述了太阳光照下,雾(液态的小水滴)汽化形成水蒸气,雾消失不见,故D不符合题意。
故选B。
7. 2022年4月16日,神舟十三号航天员翟志刚、王亚平、叶光富乘返回舱凯旋归来。返回舱在下落过程中能量转化与四冲程汽油机的哪个冲程相同( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】返回舱在下落过程中克服摩擦做功,产生大量的热,机械能转化为内能。
A.图中两个气门关闭,活塞上行,是压缩冲程,机械能转化为内能,故A符合题意;
B.图中排气门打开,活塞上行,是排气冲程,没有能量的转化,故B不符合题意;
C.图中两个气门关闭,火花塞点火,活塞下行,是做功冲程,内能转化为机械能,故C不符合题意;
D.图中进气门打开,活塞下行,是吸气冲程,没有能量的转化,故D不符合题意。
故选A。
8. 有种新型健身器材,不仅可供人们锻炼,还可以在锻炼时发电。该器材内部安装的发电装置与下列物体中原理相同的是( )
A. 指南针B. 电铃
C. 电动机D. 电吉他拾音器
【答案】D
【解析】
【详解】新型健身器材不仅可供人们锻炼,还可以在锻炼时发电,原理是电磁感应现象。
A.指南针的工作原理是磁极间的相互作用,故A错误;
B.电铃是根据电流的磁效应工作的,故B错误;
C.电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,故C错误;
D.当金属弦被拨动,相当于线圈做切割磁感线运动,在线圈中就会产生对应的音频电流,电流经放大后通过音箱,我们就听到了声音,这是电磁感应现象,故D正确。
故选D。
9. 如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作一段时间后,发现其中一只电压表示数变大,则( )
A. 灯L可能变亮B. 灯L可能断路C. 电阻R可能断路D. 电阻R可能短路
【答案】C
【解析】
【详解】如图所示,R与L串联,电压表V1测电源电压,V2测R两端电压,电源电压不变,则V1的示数不可能变大,则只可能是V2表变大了。
A.灯L如果变亮,表明电流变大,则R出现短路,R两端电压变为0,则V2表示数变小,故A不符合题意;
B.灯L如果断路,V2表未接入电路,示数变为0,即示数变小,故B不符合题意;
C.电阻R如果断路,V2表与L串联,V2表相当于测电源电压,则示数变大,故C符合题意;
D.电阻R如果短路,R两端电压变为0,则V2表示数变小,故D不符合题意。
故选C。
10. 汽车在公路上加速行驶,下列描述正确的是( )
A. 汽车速度越大,汽车的惯性越大
B. 汽车前行紧急刹车时,乘客身体将向后倾
C. 汽车的牵引力与汽车受到的阻力是一对平衡力
D. 汽车受到的支持力与汽车对地面的压力是一对相互作用力
【答案】D
【解析】
【详解】A.惯性与速度无关,只与质量有关,物体质量越大惯性越大,A错误;
B.汽车前行紧急刹车时,由于乘客具有惯性,身体将向前倾,B错误;
C.汽车在公路上加速行驶,汽车的牵引力大于汽车受到的阻力,因此汽车的牵引力与汽车受到的阻力是一对非平衡力,C错误;
D.汽车受到的支持力与汽车对地面的压力是一对相互作用力,D正确。
故选D。
11. 在研究浮力的大小时,小明将浮于水面的盆子向下按,用力越大,盆子浸入水中的部分越多(如图)。针对这一现象,同学们经过讨论形成了下面四个问题。你认为最有探究价值且易于探究的科学问题是( )
A. 物体所受浮力大小与哪些因素有关
B. 物体所受浮力大小与排开水的多少有什么关系
C. 物体所受浮力大小与排开液体体积多少有什么关系
D. 物体所受浮力大小与物体浸入水中的体积多少有什么关系
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.物体所受浮力大小与哪些因素有关,此问题宽泛,即自变量不清晰,不容易探究;
B.物体所受浮力大小与排开水的多少有什么关系,自变量没有表达清楚,即排开水的多少不准确;
C.物体所受浮力大小与排开液体体积的多少有什么关系,自变量清晰,容易进行探究;
D.物体所受浮力大小与物体浸入水中的体积多少有什么关系,此问题从阿基米德考虑,自变量不准确,即浸入水中的体积,应表达为排开水的体积,故D不够科学。
故选C。
【点睛】判断是否属于可探究的科学问题,一是要区别于一般问题,二是看问题中结果和影响结果的因素必须表达清楚,即必须包括自变量和因变量。
12. 如图甲所示,R1为定值电阻,滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过程中,R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图象如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. R1的阻值为20ΩB. 电源电压为8V
C. 电路电流的变化范围0.1~0.4AD. 该电路消耗的功率范围为0.6~3.6W
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图甲可知,两电阻串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器消耗的功率为0.8W时,其两端电压为2V,由P=UI可得,此时电路中的电流
由及串联电路的电压规律可得,电源的电压
U=I1R1+U1=0.4A×R1+2V--------①
当滑动变阻器消耗的功率为0.5W时,其两端电压为5V,由P=UI可得,此时电路中的电流为
由及串联电路的电压规律可得,电源的电压
U=I2R1+U2=0.1A×R1+5V---------②
由于电源电压不变,联立①②可得
0.4A×R1+2V=0.1A×R1+5V
解得R1=10Ω,故A错误;
B.电源电压
U=I1R1+U1=0.4A×10Ω+2V=6V
故B错误;
C.由图乙可知,当滑动变阻器两端电压最大为5V时,滑动变阻器全部接入电路中,其电阻最大,此时电流最小为0.1A,当滑动变阻器接入电路的电阻为0时,电路为R1的简单电路,电路中的电阻最小,电流最大,则电路中的最大电流为
电路电流的变化范围0.1~0.6A,故C错误;
D.电源电压不变,由P=UI可得,电路中电流最大时,电路消耗的电功率最大,最大电功率
P大=UI大=6V×0.6A=3.6W
电源电压不变,由P=UI可得,电路中电流最小时,电路消耗的电功率最小,最小电功率
P小=UI小=6V×0.1A=0.6W
该电路消耗的功率范围为0.6~3.6W,故D正确。
故选D。
二、填空题(共7小题,满分26分)
13. 如图,卫星从近地点向远地点运行时,动能在______ (选填“增大”、“减小”或“不变”);卫星是通过______ 波传递信息的。
【答案】 ①. 减小 ②. 电磁
【解析】
【详解】[1]卫星从近地点运行到远地点时,质量不变,相对高度增加,速度减小,所以重力势能增加,动能减小。
[2]电磁波可以在真空中传播,卫星是通过电磁波来传递信息的。
14. 按要求填空:
(1)如图甲,逐渐用力敲击音叉,音叉发出的音量增大,乒乓球弹开的距离变远,说明声音的响度与_____有关。
(2)图乙中,改变钢尺伸出桌边的长度,拨动钢尺使其每次振动幅度相同,尺子伸出桌面的长度越_____(选填“长”或“短”),声音的音调越_____(选填“高”或“低”)。
(3)如图丙,小车从图示位置静止滑下(不计车长),全程平均速度v1,上半程平均速度v2,下半程平均速度v3,这三者的大小关系是_____。
【答案】(1)振幅 (2) ①. 长 ②. 低
(3)v2<v1<v3
【解析】
【详解】(1)[1]如图甲,逐渐用力敲击音叉,因此振动幅度变大,音叉发出的音量增大,乒乓球弹开的距离变远,说明声音的响度与振幅有关。
(2)[2][3]图乙中,改变钢尺伸出桌边的长度,拨动钢尺使其每次振动幅度相同,尺子伸出桌面的长度越长,尺子振动越慢,声音的音调越低。
(3)[4]如图丙,小车从图示位置静止滑下(不计车长),小车由静止开始加速运动,速度越来越大,因而全程平均速度v1,上半程平均速度v2,下半程平均速度v3,关系为v2<v1<v3。
15. 在研究“冰熔化特点”的实验中,根据测得的数据描绘的“温度—时间”关系图象如图所示。图象中的______段是冰的熔化过程,已知冰块的质量是80g,比热容是2.1×103J/(kg·℃),则前4min冰块吸收的热量为______J;图象中段和段,倾斜程度不同的原因是水和冰具有不同的______。
【答案】 ①. BC ②. ③. 比热容
【解析】
【详解】[1]读图可知,冰从开始熔化到完全熔化是段。
[2]前4min冰块吸收吸收的热量为
[3]在图中,段与段的倾斜程度不同,这是因为水和冰的比热容不同,相同质量的水和冰,吸收相同的热量,其温度变化不同。
16. 使用天平和量筒测量时,将天平放在水平桌面上,先将____调到0刻度线处;发现指针指在分度标盘中央刻度线的左侧,此时应将天平的平衡螺母向____(选填“左”或“右”)调节。用调好的天平测金属块的质量时,砝码及游码的位置如图甲所示,则金属块的质量是____g;放入金属块前量筒内水的体积为26mL,放入金属块后量筒内水面位置如图乙所示,则金属块的体积是____cm3,则金属块的密度为____g/cm3。
【答案】 ①. 游码 ②. 右 ③. 32.4 ④. 4 ⑤. 8.1
【解析】
【详解】[1][2]天平使用前要调节横梁平衡。将天平放在水平桌面上,先将游码调到0刻度线处;发现指针指在分度标盘中央刻度线的左侧,此时应将天平的平衡螺母向指针偏转的反方向,即向右调节。
[3]甲中标尺的分度值为0.2g,游码在标尺上对应的刻度值为2.4g,则金属块的质量是
m=20g+10g+2.4g=32.4g
[4][5]放入金属块前量筒内水的体积为26mL,放入金属块后量筒内水面位置如图乙所示,量筒的分值为2mL,水和金属块的总体积为
V=30mL=30cm3
金属块体积为
V金属=30cm3-26cm3=4cm3
金属块的密度为
17. 如图所示,工人用300N的拉力,在12s内将重为480N的物体竖直向上匀速提升了2m。此过程中拉力F所做的有用功为___________J,滑轮组的机械效率为___________,拉力做功的功率为___________W。
【答案】 ①. 960 ②. 80% ③. 100
【解析】
【详解】[1]有用功为
W有=Gh=480N×2m=960J
[2]由图知n=2,拉力F移动的距离
s=3h=2×2m=4m
拉力F所做的总功为
W总=Fs=300N×4m=1200J
滑轮组的机械效率为
[3]拉力做功的功率为
18. 如图甲所示,在铁桶内放少量的水,用火加热,水沸腾之后把桶口堵住,然后浇上冷水,在______作用下,铁桶被压扁了;手握如图乙所示的两张纸,让纸自由下垂,在两张纸中间向下吹气,结果发现两张纸向中间靠拢,这表明气体流动速度越大的位置,压强越______。
【答案】 ①. 大气压 ②. 小
【解析】
【详解】[1]在薄皮铁桶内放些水,烧开后把开口堵住,再浇上冷水,铁桶内的水蒸气遇冷液化成水,桶内气压减小,桶内的压强小于外界大气压,在大气压的作用下,铁桶被压扁了。
[2]当向中间吹气时,中间的空气流动速度增大,压强减小,纸外侧的压强不变,纸受到向内的压强大于向外的压强,受到向内的压力大于向外的压力,纸在压力差的作用下合拢;大量实验表明,在气体或液体中,流速越大的地方,压强越小。
19. 如图所示电路,电源电压不变,闭合开关S,当滑片P置于变阻器的B端时,电压表的示数为6V,在10s内定值电阻R1产生的热量为36J;当滑片P置于变阻器的中点时,电压表的示数变化了2V。
(1)R1先后两次消耗的电功率之比为___;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值为___;
(3)电源电压为___;
(4)R1的阻值为___。
【答案】(1)9︰16
(2)10Ω (3)12V
(4)10Ω
【解析】
【详解】由电路图可知,R1与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端电压,当滑片在B端时,由欧姆定律可知,电路中的电流
则滑动变阻器两端电压
①
由题意可知,当滑片滑到中点处时,滑动变阻器接入电阻变小,滑动变阻器分得电压变小,即电压表示数变小,所以滑片滑到中点时,滑动变阻器两端电压
同理可得,滑动变阻器两端电压
②
由①︰②可得
解得
R1=R2③
将③代入①可得
可得电源电压
当滑片滑到B端时,R1两端电压
由
可得,R1的阻值
由于R2=R1,所以滑动变阻器最大阻值为10Ω;滑片在中点时,R1两端电压
则R1前后两次电压之比
由可得R1前后两次消耗的电功率之比
三、作图题(共3小题,满分7分)
20. 如图所示,重为10牛的物体静止在水平地面上,用力的图示法画出物体对地面的压力F。
( )
【答案】
【解析】
【详解】物体对水平面的压力大小等于物体的重力,方向垂直于接触面向下,压力的作用点在被压物体的接触面上。如图所示
21. 如下图,光从空气射入玻璃中时,完成折射光路图。
【答案】
【解析】
【详解】图中是光从空气斜射入玻璃,根据折射规律知,折射角小于入射角,先画出法线,然后画出折射光线。如图所示:
22. 请将图中的“光控开关、声控开关”、灯泡用笔画线代替导线正确连入电路,设计出只有在夜间且有声音时灯才亮的楼道灯自动控制电路.
【答案】
【解析】
【详解】晚上,天黑光控开关闭合,有人走动发出声音,声控开关闭合,灯亮,说明两个开关不能独立工作,即两个开关串联,再和灯泡串联,注意开关接到火线上,如下图所示:
四、实验探究题。(共7小题,共40分)
23. 如图所示,某同学自制的水凸透镜可以通过推拉注射器活塞的方法改变焦距,向右拉活塞可以增大焦距,向左推活塞可以减小焦距。
(1)该同学完成如图凸透镜成像的实验,并在光屏上得到了一个清晰的、倒立的、_______的实像。
(2)保持光屏、水凸透镜位置不变,将蜡烛向右移动5cm,为了再次得到一个清晰的像,应______活塞。
(3)一个物体通过凸透镜在另一侧光屏上成像,若将透镜下半部分用纸遮住,物体的像将( )
A. 在屏上只被接到物体上半部分的像
B. 能得到物体不清晰但完整的像
C. 能得到物体完整的像,但亮度却减弱了
D. 能得到物体大部分的实像
【答案】(1)缩小 (2)向左推 (3)C
【解析】
【详解】(1)[1]由图可知,物距大于像距,则凸透镜成倒立、缩小的实像。
(2)[2]将蜡烛向右移动5cm,则物距减小,像距应变大,则清晰的像在光屏右侧,由于保持光屏、水凸透镜位置不变,应让凸透镜的会聚程度增大、折光能力增强(即焦距减小),所以应减小凸透镜的焦距,由题意可知,向左推活塞可以减小焦距。
(3)[3]凸透镜成实像时,所有透过透镜的光会聚到光屏上成像,当将透镜的下半部分挡住后,整个物体发出的光虽有一部分被挡住,但总会有一部分光通过上半部分凸透镜而会聚成像,因此,像与原来相同;由于透镜的一半被遮住,因此折射出的光线与原来相比减少了一半,故亮度会减弱,故选C。
24. 小明用U形管压强计作“探究液体内部压强的特点”的实验。
(1)U形管压强计________(选填“是”或“不是”)连通器。使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的水面能灵活升降,则说明该装置________(选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)小明将两个相同的压强计的探头分别放入液面相平的a、b两种不同的液体的相同深处,观察到现象如图乙所示,则两种液体密度的大小关系是ρa________ρb(选填“>”、“<”或“=”)。
(3)小华设计了创新实验器材来探究液体内部压强的特点,将透明塑料瓶底部剪去,蒙上橡皮膜并扎紧(如图A所示)。将塑料瓶压入水中(如图B所示),随着塑料瓶逐渐没入橡皮向瓶内凸起的程度变________(选填“大”或“小”),说明液体内部压强与液体的_________有关。
(4)接着将某种液体缓慢倒入瓶中,当内外液面相平时,橡皮膜仍向瓶内凸起(如图C所示),说明倒入瓶内的液体密度________(选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度。
(5)小颖也设计了创新实验器材,不但可以探究液体内部压强的特点,还可以测量液体的密度。她将两端开口的玻璃管的一端扎上橡皮膜并倒入水,底端橡皮膜向下微微凸起,用刻度尺测出玻璃管中水柱的高度为h1(如图D所示)。然后将玻璃管缓慢插入装有盐水的烧杯中,知道橡皮膜表面与水平面相平,测出管底到盐水液面高度h2(如图E所示,忽略玻璃管底端皮膜恢复原状后导致管中液面的变化)。
小颖用测得的物理推导出盐水密度的表达式ρ盐水=________。(水的密度用ρ水表示)
【答案】 ①. 不是 ②. 不漏气 ③. < ④. 大 ⑤. 深度 ⑥. 小于 ⑦.
【解析】
【详解】(1)[1]U形管本身是一个连通器,但与压强计的探头连接后,一端被封闭,不符合“上端开口,底部连通”这一特点,因此,不是连通器。
[2]用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中液体能灵活升降,则说明装置不漏气。
(2)[3]在乙图中,压强计的金属盒在两种液体的相同深度,但在b液体中U形管液面高度差更大,说明受到的压强更大。由公式p=ρgh可得ρa<ρb。
(3)[4][5]将瓶向下压,深度越深,压强越大,橡皮膜内凹的程度越大,说明液体的压强跟液体的深度有关。
(4)[6]如丙图所示,接着将某液体缓慢倒入瓶中,当内外液面相平时,橡皮膜仍向内凹,说明液体内部压强与液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大;液体压强的大小通过橡皮膜的凹陷程度表现出来,当塑料瓶内外液面相平时,橡皮膜向内凹,说明向上的水的压强大,故倒入液体的密度小于水的密度。
(5)[7]当橡皮膜的表面相平时,盐水对其向上的压强与水对其向下的压强相等。即
p盐水=p水
利用测得的盐水的深度h2和其密度ρ盐水,表示出p盐水;即
p盐水=ρ盐水gh2
同理表示出p水,即
p水=ρ水gh1
两者相等即
ρ盐水gh2=ρ水gh1
由此可以求得盐水的密度
25. 利用矿泉水瓶可以做很多物理小实验:
(1)如图甲所示,用刻度尺测量瓶盖的直径为______cm;
(2)如图乙所示,瓶盖侧壁有一条条竖纹,其作用是________________________;
(3)如图丙所示,用力挤压瓶子,瓶子变形,说明力可以____________________;
(4)如图丁所示,在一个盛水的瓶子内插入一根吸管A,用另一根吸管B对准A的管口上方吹气,看到A的管口有水喷出,这是因为流体的流速越______,压强越______。
【答案】 ①. 1.50(1.48~1.52) ②. 增大粗糙程度,增大摩擦 ③. 使物体发生形变 ④. 大 ⑤. 小
【解析】
【详解】(1)[1]刻度尺上最小格表示的长度是0.1cm,也就是刻度尺的分度值为0.1cm,瓶盖的左端对准的刻度是9.00cm,右端对准的刻度是10.5cm,所以用刻度尺测量瓶盖的直径为,1.5cm。
(2)[2] 瓶盖侧壁有一条条竖纹,这是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
(3)[3] 力可以改变物体的运动状态也可以使物体发生形变。用力挤压瓶子,瓶子变形,说明了力可以使物体发生形变。
(4)[4][5]吹起前,吸管A和烧杯构成连通器,吸管内和烧杯内液面相平。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,液面上升。
26. 学习了“热值”知识后,小明同学决定设计一个实验来探究比较煤油和菜籽油的热值大小:考虑到水的比热容已知,可利用水作为吸热物让燃料燃烧释放出的热量被水吸收!(注:燃料完全燃烧放热可用Q放=qm计算,其中q表示燃料的热值;m表示燃料的质量)。他采用的实验装置如图所示,实验记录见下表:
(1)为了保证实验结论的可靠性,小明同学选择了两套相同装置。同时在实验过程中还应控制:煤油和菜籽油的____相同、及水的初温和水的质量相同;
(2)分析得出:煤油与菜籽油两种燃料比较,热值较大的是____;
(3)小明同学还想利用这套实验方案计算出煤油和菜籽油的热值,为此,小明还需要补充的实验仪器是:____;利用此方法计算出的热值将比真实值____(偏大/偏小),理由是:____(任写一点)。
【答案】(1)质量 (2)煤油
(3) ①. 天平 ②. 偏小 ③. 燃料燃烧不充分(或燃烧放出的部分热量会散失到空气中等)
【解析】
【详解】(1)[1]要比较煤油和菜籽油的热值大小,应控制煤油和菜籽油的质量相同,则燃烧放出热量多的其热值大;另外还要控制水的初温和水的质量相同,通过水温升高的多少反映吸收热量的多少,也反映了燃料燃烧放出热量的多少。
(2)[2]由表中数据可知,燃料燃尽后用煤油加热的那杯水升高温度多,说明这杯水吸收的热量多,煤油燃烧放出热量的多,则煤油的热值较大。
(3)[3]要比较煤油和菜籽油的热值,需要燃烧相同质量的煤油和菜籽油,需要用天平来测量质量。
[4][5]由于燃料并不可能完全燃烧,燃料燃烧放出的热会散失到空气中,又或被烧杯等实验装置吸了热,使Q吸小于Q放,所以依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些。
27. 小明在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中。
(1)小明用长方体物块进行了三次实验,情况如图1甲、乙、丙所示,实验时,用弹簧测力计拉着木块在水平木板(或毛巾)上做____运动,这时滑动摩擦力的大小____弹簧测力计的示数;
(2)比较甲和乙两组数据可知,____,滑动摩擦力越大;
(3)小明比较甲和丙两次实验得出结论:压力越大,滑动摩擦力就越大,老师指出这样得出的结论是不对的,理由是:____;
(4)小明撤去原来的装置,将木块放在海绵上,通过观察____的现象,可探究压力的作用效果与什么因素有关,出现三种不同情况,如图2所示,比较三种不同情况,可得到的正确结论是:
①由甲图和乙图表明,当____;
②由____两图表明,当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
【答案】(1) ①. 匀速直线 ②. 等于
(2)在压力一定时,接触面越粗糙
(3)没有控制接触面的粗糙程度不变
(4) ①. 海绵的凹陷程度 ②. 压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显 ③. 乙和丙
【解析】
【小问1详解】
[1][2]用弹簧测力计匀速拉动木块时,木块在水平方向上做匀速直线运动受到的力是平衡力,根据二力平衡的知识,此时摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块拉力的大小。
【小问2详解】
比较甲、乙实验,压力大小相同,接触面粗糙程度不同,滑动摩擦力大小不同,可得结论:在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
【小问3详解】
甲和丙两图中的压力不同,接触面的粗糙程度不同,而得出压力越大,滑动摩擦力就越大的结论是不正确的,原因是在研究摩擦力大小和压力大小的关系时,没有控制接触面的粗糙程度不变。
【小问4详解】
①[1]分析比较甲、乙两图知,压力相同,受力面积不同,海绵凹陷程度不同,乙中受力面积更小,海绵凹陷的更明显,故可得结论为压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
[2]分析比较乙、丙两图知,受力面积相同,压力不同,海绵凹陷程度不同,故可得结论为当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
28. 小明在“测小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,实验室有以下器材:电源(电压恒为4.5V)、标有2.5V的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器“20Ω 1A”、开关各一个,定值电阻三个(10Ω、20Ω、30Ω)导线若干。
(1)如图甲所示是小明同学连接的电路,请你在只改变一根导线连接的情况下,使电路成为能正确完成测量任务的电路(用“×”标出改动之处,画出改接导线)_______;
(2)电路连接好后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片进行多次实验,并将其中三次数据记录在表格中,根据数据求出小灯泡正常发光时的电阻为____Ω;(保留一位小数)
(3)上述实验结束后,小明同学想进一步“探究电流与电阻的关系”,他将小灯泡取下后,按图乙电路在R的位置依次换成已有的定值电阻10Ω、20Ω、30Ω先后接入电路,为保证每次都能将接入的定值电阻两端电压调为2.5V,应在电路中再串联一个阻值范围为____Ω至____Ω的电阻R′;
(4)小明同学想利用如图丙实验电路图测量Rx的阻值。图中R为电阻箱,请在以下空白处填上适当内容;
①将开关接a,调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置,记下电流表示数I和电阻箱阻值RA;
②将开关改接b,____,记下电阻箱阻值RB;
③则Rx=____(要求仅利用电阻箱读数表达Rx的阻值)。
(5)为测量某小灯泡两端电压为3V时的电阻,小明又设计了图丁所示实验电路,所用电源电压恒定,R1、R2均为电阻箱(0~999.9Ω),实验步骤如下:
①仅闭合S1,R2调至9Ω时,电压表的示数为3V;
②仅闭合S2,R1、R2分别调至10Ω和5Ω时,电压表的示数为3V;则小灯泡在3V电压下发光时的电阻为____Ω。
(6)小华思考后,设计了图戊的电路,也测量出了小灯泡两端电压为3V时的电阻,所用电源电压恒定不变(电压大小未知),已知滑动变阻器R2的最大阻值为R0,R1的最大阻值未知,实验过程中,各元件安全。
①仅闭合开关S、S1,调节R2的滑片位置,使电压表的示数为3V;
②仅闭合开关S、S2,调节R1的滑片位置,使电压表的示数仍为3V;
③接着将R2的滑片调至最左端,记下电压表的示数为U1;再将R2的滑片调至最右端,记下电压表的示数为U2;
④小灯泡两端电压为3V时的电阻的表达式为RL=____(用R0、U1、U2表示)。
【答案】(1) (2)10.4
(3) ①. 4 ②. 8
(4) ①. 调节电阻箱,使电流表示数不变 ②. RB-RA
(5)18 (6)
【解析】
【小问1详解】
原电路图中,电流表和滑动变阻器串联后与灯泡并联,电压表串联在电路中是错误的;在“测小灯泡正常发光时的电阻”的实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡两端,如下图所示:
【小问2详解】
由表中数据可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.24A,则小灯泡正常发光时的电阻为
【小问3详解】
[1][2]图乙实验电路中,定值电阻R、滑动变阻器、需接入定值电阻R′三者串联,根据题意,定值电阻R两端电压
UR=2.5V
则滑动变阻器与需接入定值电阻R'共同分得的电压为
当接入电阻为R1=10Ω时,根据串联电路分压原理可得
即
解得
即当滑动变阻器接入阻值为0时,R'的阻值为8Ω即可;
同理,当接入电阻为R3=30Ω时,根据串联电路分压原理可得
即
解得
滑动变阻器最大阻值为20Ω,根据串联电路电阻规律,故
R'= 24Ω-20Ω=4Ω
所以为了保证定值电阻两端电压为2.5V,应在电路中再串联一个阻值范围为4Ω至8Ω的电阻。
【小问4详解】
[1][2]②电源电压不变,为保证两次电路中总电阻相同,故应调节电阻箱,使电流表示数不变;③根据欧姆定律,两次的电压与电流不变,所以总电阻也不变,即
RA+Rx+R滑=RB+R滑
所以
Rx=RB-RA
小问5详解】
该方案是利用等效法求得小灯泡正常发光的电阻;
在步骤①中,仅闭合S1,R2调至9Ω时,R2与L串联,电压表示数为3V,即小灯泡两端的电压3V,小灯泡正常发光,根据串联电路电压规律和分压原理有
即
……①
在步骤②中,仅闭合S2,R1、R2分别调至10Ω和5Ω时,R1与R2串联,当电路中电压表仍为3V时,即R1两端的电压3V,根据串联电路电压规律和分压原理有
即
……②
联立①②可得
【小问6详解】
①只闭合小灯泡所在支路,即闭合S、S1,通过调节滑动变阻器R2使灯泡两端电压为3V;②利用等效替代的方法,只闭合R 所在支路,即闭合S、S2,通过调节滑动变阻器R 使其 两端电压为3V,此时R =RL;
③将R2的滑片P调至最左端,记下电压表的示数为U1;再将R2的滑片P调至最右端,记下电压表的示数为U2,在③中,将R2的滑片P调至最左端,R2连入电路中的电阻为0,电压表的示数为U1即为电源电压;再将R2的滑片P调至最右端,此时两滑动变阻器串联,电压表的示数为U2,即为R1两端的电压,根据串联电路电压的规律和分压原理有
解得
故
29. 光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用,南南用它设计了一种“智能家居照明灯”电路,如图甲所示,R1为滑动变阻器,R2为光敏电阻,其阻值随照射在光敏电阻上的光强E(表示光照射强弱的量,单位cd)之间的变化关系如图乙所示。电磁继电器线圈的电阻不计,当线圈中的电流大于或等于0.2安时,衔铁将被吸下,照明灯熄灭。
(1)当光照强度增大时,电压表示数____(填增大、减小或不变)。
(2)当控制电路中电源电压U0保持6V不变,设定当光强E低于2.0cd时灯亮起,则滑动变阻器接入电路的阻值为多大?
(3)为减少照明灯的照明时间,可采取哪些措施?(写出两点)
【答案】(1)减小 (2)21Ω
(3)见解析
【解析】
【小问1详解】
由图乙可知,当光照强度增大时,光敏电阻R2阻值变小,控制电路中的总电阻变小,电源电压不变,根据欧姆定律可知电路中的电流I变大;滑动变阻器R1的滑片位置没变,变阻器接入电阻不变,变阻器R1两端的电压U1变大;根据串联电路的电压特点可知,光敏电阻R2两端的电压U2即电压表的示数减小。
【小问2详解】
由图乙可知,光强E等于2.0cd时,光敏电阻R2阻值为9.0Ω,由题意可知,此时电路中的电流为0.2A,由可得,电路中的总电阻
因串联电路总电阻等于各分电阻之和,所以滑动变阻器接入电路的阻值为
【小问3详解】
为减少照明灯的照明时间,应该在光照强度较低时再使受控电路工作,需要增强电磁继电器的磁性,根据影响电磁铁磁性的因素可知,采取的措施有:增加螺线管线圈的匝数,滑动变阻器R1的滑片向左移动减小接入电路中的电阻,增加增加控制电路的电压等。
五、计算题。(共1分,共6分)
30. 如图所示,一质量分布均匀的物体静止在斜面上。已知物体的质量为800g,当物体静止在斜面时对斜面的压力为6N,受力面积为200cm2.(g=10N/kg)
(1)请求出物体所受到的重力大小。
(2)请在图中画出静止时物体所受到的重力及物体对斜面的压力的示意图。
(3)请求出此时物体对斜面的压强。
【答案】(1)8N;(2) ;(3)300Pa
【解析】
【详解】解:(1)物体所受到的重力
G=mg=800×10﹣3kg×10N/kg=8N
(2)物体受到的重力方向竖直向下,作用点在物体的重心;斜面受到的压力的方向垂直斜面并指向斜面的内部,作用点在斜面上,据此画图如下:
(3)此时物体对斜面的压强
答:(1)物体所受到的重力大小为8N;
(2)见解析;
(3)此时物体对斜面的压强为300Pa。燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
25
44
菜籽油
25
34
实验次序
1
2
3
电压表示数U/V
2.0
2.5
2.8
电流表示数I/A
0.20
0.24
026
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