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一个篮球玻璃板多少钱(迎战2022年中考物理一模-山东潍坊卷)

更新时间:2022-10-05 20:47:10

迎战中考2022年物理一模

山东潍坊卷

(本卷共26小题,全卷共六个大题,满分100分)

一、单项选择题(本题有10个小题,共20分。每个小题给出的四个选项中,只有一个是正确的,选对的每小题得2分。多选、不选、错选均不得分)

1.下列估测最接近实际情况的是(  )。

A. 一个篮球的质量约为5g;B. 一个鸡蛋的质量约为0.5kg;

C. 物理课本长约为26cm; D. 一张课桌高约为1.5m

【答案】C。

【解析】A、一个篮球的质量约为0.5kg

B、一个鸡蛋的质量大约是50g;

C、物理课本的宽度大约是26cm左右;

D、一张课桌高约为0.7--0.8m。 故选C。

2.下图是用带电小球探究电荷间相互作用规律的实验装置,其中符合事实的是( )。

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【答案】B。

【解析】A、同种正电荷之间相互排斥,两球应该远离;不符合题意。

B、正、负异种电荷之间相互吸引,两球相互靠近;符合题意。

C、同种负电荷相互排斥,两球应该远离;不符合题意。

D、正、负异种电荷之间相互吸引,两球相互靠近;不符合题意。故选B。

3.下列光现象中,由于光的折射而形成的是( )。

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A.阳光下的影子 B.镜中的倩影 C.放大的邮票 D.水中的倒影

【答案】C。

【解析】A、沿直线传播的阳光照到不透明的人身上,被人挡住,在人身后光照不到的黑暗区域形成影子,阳光下的影子是光的直线传播形成的,不是光的折射形成的。

B、镜中的倩影是人在平面镜中成的像,是光的反射形成的,不是光的折射形成的。

C、放大的邮票是光的折射形成的,符合题意。

D、水中的倒影是平面镜成像,是光的反射形成的,不是光的折射形成的。故选C。

4.自然界中的云、雨、雪、雾、露、霜等现象,都是水的物态发生变化形成的,图中描述的物理现象理解正确的是( )。

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A.“飘渺的雾”是气化现象

B.“晶莹的露”是熔化现象

C.“凝重的霜”是凝华现象

D.“轻柔的雪”是液化现象

【答案】C。

【解析】A、雾是空气中的水蒸气液化形成的,是液化现象,理解不正确。

B、露是由空气中的水蒸气遇冷形成的,是液化现象;理解不正确。

C、霜是空气中的水蒸气凝华形成的小冰晶,是凝华现象;正确。

D、雪是由空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶,是凝华现象,理解不正确。故选C。

5.下列有关声的说法正确的是( )。

A.只要物体振动就能听见声音;

B.考场周围禁鸣喇叭是在人耳处减弱噪声;

C.“听诊器”能使人的心脏振动幅度增大,音调升高;

D.用超声波能击碎人体内的结石,说明声波具有能量

【答案】D。

【解析】声音可以传递信息,也可以传递能量;人们用声音交流就是传递信息的例子,超声波碎石机是利用超声波高能量的特点制成的。能听见物体振动的声音,还需要有能传播声音的介质;物体振动,但没有传播声音的介质,也不会听见声音,所以A错误;

“只要物体振动就能听见声音”是错误的。“考场周围禁鸣喇叭是在人耳处减弱噪声”属于在声源处控制声音的产生,所以B错;

“听诊器”能使心脏产生的声音有效传播给医生,不可能使人的心脏声音的振幅增大,也不会改变音调,故C错;

超声波具有能量,利用此能量能够击碎人体内的结石,是超声波的一种应用,故D是正确的。

6.改革开放以来,我国的航天事业得到了空前的发展,并取得了举世瞩目的成就。如图所示,为我国神舟号飞船返回舱减速降落的情景。返回舱在此过程中(  )。

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A.动能减小,重力势能减小 B.动能增大,重力势能增大

C.动能不变,重力势能减小 D.动能减小,重力势能不变

【答案】A。

【解析】回舱减速降落的过程中,质量不变,速度变小,高度变小,则返回舱的动能减小、重力势能减小,故A正确、BCD错误。故选A。

7.许多家庭的卫生间都安装有照明灯和换气扇。使用时,有时需要各自独立工作,有时需要它们同时工作。如图所示的电路中,你认为符合上述要求的是( )。

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【答案】D。

【解析】分析题意要求电灯与风扇相互不影响,能独立工作,故应使电灯与风扇并联,且要“各自独立工作”说明各自的支路有一个开关控制,干路上没有开关。故选D。

8.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,此时烛焰在光屏上成一个清晰的像,由此判断下列说法正确的是(  )。

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A.光屏上的像是倒立、放大的实像;

B.光屏上的像是正立、缩小的实像,照相机是根据该原理制成的;

C.若蜡烛和光屏位置不变,将凸透镜向左移动适当距离,仍可在光屏上得到清晰的像;

D.若换用材料与口径相同但更厚一些的凸透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,如果只移动光屏,光屏必须远离凸透镜

【答案】C。

【解析】AB、由图知,物距大于像距,此时物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像.照相机、摄像机就是根据这个原理制成的;故AB错。

C、根据光路是可逆的,若蜡烛和光屏位置不变,将凸透镜向左移动适当距离,当物距等于原来像距时,仍可在光屏上得到清晰的像,此时成倒立、放大的实像,故C正确。

D、若换用材料与口径相同但更厚一些的凸透镜,焦距更小、会聚能力更强,像距更小,仍要在光屏上得到清晰的像,如果只移动光屏,光屏必须靠近凸透镜,故D错。故选C。

9.在光滑的水平面上,使原来静止的物体运动起来以后,撤去外力,物体将不断地继续运动下去,原因是( )。

A.物体仍然受到一个惯性力的作用;

B.物体具有惯性,无外力作用时,保持原来运动状态不变;

C.由于运动较快,受周围气流推动;

D.由于质量小,速度不易减小

【答案】B。

【解析】在光滑的水平面上的物体不受力的作用,即合力为零,因此使原来静止的物体运动起来以后,撤去外力,物体由于惯性,将保持原来的速度永远运动下去。故选B。

10.

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关于家庭电路和安全用电,下列说法中正确的是( )。

A.使用试电笔时,手指不能触碰试电笔上端的金属帽;

B.金属外壳的用电器必须接地;

C.低于220V的电压对人体都是安全的;

D.若空气开关“跳闸”,一定是电路中出现了短路

【答案】B。

【解析】A、使用试电笔时笔尖应该接触被测导线,手指按住笔尾的金属帽。故A错误;

B、有些电器的外壳是金属的,为了防止漏电,把外壳接地让漏出来的电导入到大地,避免触电。故B正确;

C、经验证明,只有不高于36V的电压对人体才是安全的。故C错误;

D、空气开关“跳闸”,说明电路电流太大,原因是电路中出现了短路或用电器的总功率过大。故D错误。故选B。

二、多项选择题(本题有5个小题,共20分。每个小题给出的四个选项中,至少有两个是正确的,选对的每小题得4分,选对但不全的得2分,选错或不选的得0分)

11.我国北方的冬季气温很低,到处都是冰天雪地,人们有时会将冰雪融化取水,把冰雪放在水壶里热取水的过程中,下列说法正确的是( )。

A.冰在0℃时,内能为0;

B.这是通过做热传递的方式改变物体的内能;

C.在加热过程中,壶内的温度一直在上升;

D.水的温度越高,水分子运动越剧烈

【答案】BD。

【解析】A、一切物体在任何时候都有内能,因此冰在0℃时,内能不为0,故A错误。

B、把冰雪放在水壶里热取水,是利用热传递的方式改变物体内能的,故B正确。

C、在加热过程中,雪熔化的过程中,温度不变,内能增加,故C错误。

D、分子的运动快慢与温度有关,水的温度越高,水分子运动越剧烈,故D正确。

12.如图所示的电路,电源电压恒为4.5V,电流表的量程为0﹣0.6A,电压表的量程为0~3V,定值电阻阻值5Ω,滑动变阻器R的最大阻值50Ω,闭合开关S,移动滑片P的过程中,下列说法正确的是(  )。

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A.若滑片P向左移,电流表的示数变大;

B.电压表与电流表的比值不变;

C.滑动变阻器允许的调节范围是2.5Ω~50Ω;

D.电流表的变化范围是0.3A~0.6A

【答案】AD。

【解析】由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。

(1)若滑片P向左移动,接入电路中的电流变小,电路中的总电阻变小,

由I=

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可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故A正确;

(2)由R=

可知,电压表与电流表的示数比值等于滑动变阻器接入电路中电阻,

则滑片移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻发生变化,电压表与电流表的示数比值变化,故B错误;

(3)当电流表的示数I大=0.6A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,定值电阻的功率最大,此时电路中的总电阻:R总=

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=

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=7.5Ω,

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滑小=R总﹣R=7.5Ω﹣5Ω=2.5Ω,

定值电阻消耗的最大功率:PR大=I大2R=(0.6A)2×5Ω=1.8W;

当电压表的示数U滑=3V时,电路中的电流最小,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,定值电阻的电功率最小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,

所以,R两端的电压:UR=U﹣U滑=4.5V﹣3V=1.5V,

因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:I小=

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=

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=0.3A,

故电流表的变化范围是0.3A~0.6A。

滑动变阻器接入电路中的最大阻值:R滑大=

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=

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=10Ω,

则滑动变阻器的阻值变化范围为2.5Ω~10Ω,故C错误,D正确;故选AD。

13.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,如图是我国094型战略导弹核潜艇,关于它在海中状态的有关分析正确的是( )。

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.漂浮时比悬浮时排开海水质量小

【答案】BD。

【解析】A.上浮过程中所受浮力逐渐增大;此说法错误。物体受到的浮力与其排开液体的体积有关,上浮过程中潜艇排开水的体积不变,浮力不变。

B.悬浮时所受浮力等于重力;此说法正确。潜艇悬浮时,处于静止状态,潜艇受到平衡力的作用,故潜艇受到的浮力大于其重力。

C.悬浮和漂浮时所受的浮力相等;此说法错误。潜艇悬浮时,潜艇排开水的体积等于潜艇的体积;潜艇漂浮时,排开水的体积小于潜艇的体积。

D.漂浮时比悬浮时排开海水质量小;此说法正确。漂浮时,潜艇排开海水的体积小于悬浮时排开海水的体积,故排开海水的质量亦是如此。此题说法正确的是BD。

14.关于图中所示的通电螺线管,下列说法正确的是(  )。

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A.通电螺线管的右端是S极;

B.只对调电源正负极,通电螺线管的磁场方向不发生改变;

C.通电螺线管的外部磁感线是从N极发出回到S极的;

D.当滑动变阻器的滑片向右移动时,通电螺线管的磁性增强

【答案】CD。

【解析】A、由于电源右端为正极、左端为负极,由安培定则可知,用右手握住通电螺线管,让大拇指指向右侧,故通电螺线管的右端是N极;故A错误;

B、改变电源的正负极后,螺线管中的电流方向发生了改变,通电螺线管的磁场方向发生改变,故B错误;

C、通电螺线管的外部磁感线是从N极发出回到S极的,故C正确;

D、滑动变阻器P向右移动时,接入电路中的电阻变小,电流变大,通电螺线管的磁性将增强;故D正确。故选CD。

15.如图所示,用弹簧测力计沿水平方向拉木块,使木块在水平木板上做匀速直线运动。下列说法正确的是( )。

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A.木块只受到拉力、滑动摩擦力两个力;

B.弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小;

C.木块的速度越大,滑动摩擦力越大;

D.在木块上再放置一个砝码,则滑动摩擦力会变大

【答案】BD。

【解析】A:木块只受到拉力、滑动摩擦力两个力;此说法错误。木块在受到拉力和摩擦力的同时,还受到重力和桌面对它的支撑力的作用。

B:弹簧测力计的示数大于滑动摩擦力的大小;此说法错误。物体做匀速运动说明物体受到平衡力作用,拉力和物体受到的摩擦力是一对平衡力,故弹簧测力计的示数应等于物体受到的摩擦力。

C:木块的速度越大,滑动摩擦力越大;此说法错误。摩擦力与物体运动速度无关。

D:在木块上再放置一个砝码,则滑动摩擦力会变大;此说法正确。滑动摩擦力与物体受到的压力有关,压力大,摩擦力就大。

三、作图题(本题有2个小题,共5分)

16.(2分)一束光AO从空气斜射入水中,请在图中画出它的反射光线以及折射光线的大致方向。

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【解析】过入射点作出法线,然后在空气中法线的另一侧作出反射光线,注意反射角等于入射角;再在水中法线的另一侧作出折射光线,注意折射角小于入射角,如图所示:

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17.(3分)如图所示,闭合开关S后小磁针沿顺时针方向偏转90°后静止,请在图中括号内标出电源的“ ”极,并标出通过通电螺线管外A点的磁感线的方向。

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【解析】小磁针偏转90°后,其N极向右,S极向左,根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引的规律,可判断出通电螺线管的右端是N极,据此得出磁感线在A处的方向是向左的;再根据安培定则可以判定出电源的正极在左端,负极在右端。如图所示。

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四、科普阅读题(本题有1个小题,共4分)

18.星期日,小王在家里写完作业后,小王的妈妈让小明去理发店理发,小王想绿色出行,因此就骑着家里的自行车去理发店了。骑在人行绿道上,小王就用力打着铃声,让路上的人注意安全,小王还看到路上内燃机车在奔驰,车还从排气筒中冒出黑烟。在上坡时小王就猛踩了几下自行车才上去,一会就到了理发店门口。进入店内,服务员先给他洗头,然后就用剪刀剪,最后就用吹风机给他吹风,小王刚开始感觉到风太热了,所以就让服务员不要吹热风,一会小王的头发就被吹干了,之后就骑着自行车回家去了。想想小王的经历,结合学过的物理知识,请你从中举出三例,并说出它们所包含的物理知识。


物理现象

物理知识

1



2



3



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【解析】结合短文给出的信息,学会利用物理现象解释这些生活中的问题,是此题解答的关键。

找出涉及到的物理知识和现象,例如:小王用力按铃,是让路人注意安全,利用了声音可以传递信息;在上坡时小王用力猛踩自行车来提高自行车的速度,是提高自行车动能,有足够的动能转换为重力势能;抽风机吹头发,是电能转化为热能和机械能;小王的头发很快吹干,是因为温度高并加快了空气流通,使蒸发加快等。

此题答案从下表中选取即可。

【答案】见表。


物理现象

物理知识

1

小王就用力打着铃声,让路上的人注意安全

声音可以传递信息

2

在上坡时小王就猛踩了几下自行车才上去

有足够的动能转化为重力势能

3

吹风机给他吹风,小王刚开始感觉到风太热了

电能转化为机械能(风能)和内能

4

一会小王的头发就被吹干了

加快空气流动可以加快液体蒸发

五、实验题(本题有4个小题,共25分)

19.(5分)如图所示是探究“平面镜成像特点”的实验装置。

(1)为了使观察到的实验现象更好一些,该实验最好选择在   (填“较亮”或“较暗”)的环境中进行。

(2)实验中选择薄玻璃板代替平面镜是为了便于确定   。

(3)实验中将点燃的蜡烛A放在玻璃板前,然后将未点燃的蜡烛B放在玻璃板后面并移动,直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。此实验现象说明像与物   。

(4)将蜡烛B拿走,然后在蜡烛B的位置上放一张白纸,在白纸上   (填“能”或“不能”)看到蜡烛A的像。说明平面镜所成的像是   (“实”或“虚”)像。

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【答案】(1)较暗;(2)像的位置;(3)大小相等;(4)不能;虚。

【解析】(1)在比较明亮的环境中,很多物体都在射出光线,干扰人的视线,在较黑暗的环境中,蜡烛是最亮的,蜡烛射向平面镜的光线最多,反射光线最多,进入人眼的光线最多,感觉蜡烛的像最亮,所以应在比较暗的环境中进行实验。

(2)用透明的玻璃板代替平面镜,在物体一侧能看到物体的像,同时还能看到代替物体的另一个物体,便于确定像的位置,也便于比较物像的大小关系。

(3)实验时,她在玻璃板前放置点燃的蜡烛A,将蜡烛B放在玻璃板后并移动,在玻璃板的A侧现察;当B和A的像完全重合时说明像和物的大小相等;

(4)移动玻璃板后的蜡烛B,使它与蜡烛A在玻璃板中所成的像重合,移开蜡烛B,用白纸做屏幕放在该位置,直接观察白纸,在白纸上不能看到蜡烛的像,可知平面镜所成的像是虚像。

故答案为:(1)较暗;(2)像的位置;(3)大小相等;(4)不能;虚。

20.(8分)在探究“电阻的大小与哪些因素有关”的实验中,采用如图甲所示的实验装置,a、b、c是镍铬合金制成的三根导线,a、b长度相同但粗细(横截面积)不同,a、c粗细相同而长短不同,导线d由锰铜合金制成,长短、粗细与导线b相同。

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(1)实验中电流表的示数越大,对应的导线电阻越   ;

(2)将导线a接在M、N之间,闭合开关,电流表示数如图乙所示,此时电流为   A;

(3)依次将导线b、c、d替换导线a接入电路,电流表对应的示数如下表所示:

导线代号

a

b

c

d

电流表的示数

1.3A

2.2A

2.7A

①选导线a、b比较是为了探究导线电阻的大小与   的关系;探究导线电阻的大小与材料的关系,应选用的两根导线是   (填写导线代号);

②由此可知:导线电阻的大小与材料有关,用相同材料制成的导线长度越   ,横截面积越   ,电阻越大:

(4)若想进一步用“伏安法”测量导线a的电阻,除了如图甲所示的器材外,至少还需要在此电路接入一个   表和一个变阻器,连好电路后,经多次测量,绘得导线a的U﹣I图象如图丙所示,则其电阻为   Ω。

【答案】(1)小;(2)1.1;(3)①粗细(或横截面积); b、d;②长;小;(4)电压;1.25。

【解析】(1)实验中通过电流表示数大小反映电阻大小,电流表示数越大,说明导线的电阻越小;

(2)图乙中,电流表的量程为0﹣3A,分度值为0.1A,示数为1.1A;

(3)①导线a、b的材料、长度都相同但粗细(横截面积)不同,b的横截面积较大,是为了探究导线电阻的大小与横截面积的关系,由表格数据可知通过a的电流小于b的电流,所以可以得出在材料、长度相同时,横截面积越大,电阻越小;

探究导线电阻的大小与材料的关系,需要控制长度、横截面积都相同,改变材料,故导线b、d符合题意;

②由表格数据可得出结论:用相同材料制成的导线长度越长,横截面积越小,电阻越大;

(4)根据R=

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知要测量导线a的电阻,需要用电流表测量电流,用电压表测量电压,所以缺少电压表;

由图象中的数据可知:当电压为1.25V时,对应的电流为1.0A,

则导线a的电阻为:R=

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=1.25Ω。

故答案为:(1)小;(2)1.1;(3)①粗细(或横截面积); b、d;②长;小;(4)电压;1.25。

21.(7分)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,所用小灯泡的额定电压为2.5V,电源为两节新干电池。

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(1)请用笔画线表示导线将图甲所示的电路连接完整。要求滑动变阻器滑片P向左滑动时,接入电路中的电阻变小。

(2)在连接完最后一根导线时,小灯泡立即发出明亮的光,检查后发现连线正确,请你找出实验中的两个操作不当之处:

①   ;

②   。

(3)改正不当操作后,连续4次测量,测得的数据和观察到的现象如下表所示,其中第2次测量时电流表的示数如图乙所示为   A;小灯泡的额定功率是   W。

实验次数

电压U/V

电流I/A

电功率P/W

小灯泡发光情况

1

1.5

0.24


很暗

2

2



较暗

3

2.5

0.28


明亮

4

3

0.31


很亮

(4)通过实验发现,小灯泡两端的   越大电功率越大,灯泡越   。

【答案】(1)如图所示;(2)①连接电路时开关没有断开;②滑动变阻器的滑片没有调到最大阻值处;(3)0.26; 0.7;(4)电压;亮。

【解析】(1)滑动变阻器滑片P向左滑动时,接入电路中的电阻变小,故变阻器滑片以左电阻丝连入电路中,如下所示:

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(2)在连接完最后一根导线时,小灯泡立即发出明亮的光,检查后发现连线正确,请你找出实验中的两个操作不当之处:

①连接电路时开关没有断开;

②滑动变阻器的滑片没有调到最大阻值处;

(3)其中第2次测量时电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.26A;灯在额定电压下的功率为额定功率,由表中数据,小灯泡的额定功率是:

P=UI=2.5V×0.28A=0.7W;

(4)纵向分析表中数据,小灯泡两端的电压越大电功率越大,灯泡越亮。

故答案为:(1)如上所示;(2)①连接电路时开关没有断开;②滑动变阻器的滑片没有调到最大阻值处;(3)0.26; 0.7;(4)电压;亮。

22.(5分)小林同学利用天平和量筒测量自己配制的盐水的密度。

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(1)实验步骤如下:

①把天平放在水平台上,发现指针位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向   移动,使天平平衡;

②在玻璃杯中盛入盐水,放在调节好天平左盘称量,当天平重新平衡时,记下祛码和游码的读数为6.2g;

③把玻璃杯中的部分盐水倒入量筒中,如图乙所示,记下量筒中盐水的体积为   cm3;

④把玻璃杯和剩余盐水放在天平左盘中称量,当天平重新平衡时,所用砝码、游码的位置如图丙所示为   g;

⑤计算出盐水的质量是   g,密度是   kg/m3。

(2)如果小林在实验过程中先测量盐水的体积,再测量盐水的质量,则测得的密度值会偏   。

【答案】(1)①右;③60;④54.2;⑤72;1.2×103;(2)小。

【解析】(1)①调节天平平衡时需先将游码移至标尺零刻线处,螺母向上翘的一端移动,如图甲所示,此时应将平衡螺母向右移动,使天平平衡;

③把玻璃杯中的部分盐水倒入量筒中,如图乙所示,记下量筒中盐水的体积为 60mL=60cm3;

④把玻璃杯和剩余盐水放在天平左盘中称量,当天平重新平衡时,所用砝码、游码的位置如图丙所示为20g 20g 10g 4.2g=54.2g;

⑤量筒中盐水的质量m=126.2g﹣54.2g=72g,

则盐水的密度:ρ=

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=1.2g/cm3=1.2×103kg/m3;

(2)如果小林在实验过程中先测量盐水的体积,再测量盐水的质量,在将盐水倒出时会有残留使测量盐水质量偏小,利用密度公式计算时测得的密度值会偏小;

故答案为:(1)①右;③60;④54.2;⑤72;1.2×103;(2)小。

六、计算题(本题有4个小题,共26分。解答时应写出必要的文字说明、公式和重要的计算步骤,只写出最后答案的不能得分)

23.(6分)小明家利用天然气灶烧水,把质量为1kg的20℃的水烧开(在标准大气压下)。

(1)通过观察天燃气表得知消耗了0.01m3的天然气,如果天然气的密度为0.7kg/m3,烧水时消耗天然气多少千克?

(2)在此过程中水需要吸收多少热量?

(3)用额定功率是800W的电热壶在220V额定电压下,烧开同样质量的水,若电能转化为内能的效率是84%,则通电时间是多少?

【解析】(1)烧水时消耗天然气的质量:m=ρV=0.7kg/m3×0.01m3=0.007kg;

(2)水吸收的热量:

Q吸=cm(t2﹣t1)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃﹣20℃)=3.36×105J;

(3)由题知,Q吸=W电×84%,电流做功:

通电时间:

答:(1)在此过程中水需要吸收3.36×105J的热量;(2)通电时间是500s。

24.(6分)如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上方连有正方体木块A,容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口,当容器中水深为20cm时,木块A有3/5的体积浸在水中,此时弹簧恰好处于自然状态,即没有发生形变(已知水的密度为1.0×103kg/m3,不计弹簧所受的浮力,g取10N/kg)。

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(1)求此时容器底部受到水的压强;

(2)求木块A的密度;

(3)先向容器内缓慢加水,直至木块A刚好完全浸没在水中,此时弹簧对木块的作用力为F1,再打开阀门B缓慢放水,直至木块A完全离开水面时,再关闭阀门B,此时弹簧对木块A的作用力为F2,求F1与F2之比。

【解析】(1)当容器中水深为20cm时,容器底部受到水的压强:

p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa;

(2)弹簧恰好处于自然状态时没有发生形变,则此时木块漂浮,所以,F浮=G,即:

ρ水gV排=ρ木gV木,已知V排=

V木。所以,ρ木=

ρ水=

×1.0×103kg/m3=0.6×103kg/m3。

(3)木块完全浸没时,物体A受到向上的浮力、向下的重力、弹簧向下的弹力而处于平衡状态,根据力的平衡条件可得,F浮=G F1,则弹簧对木块的作用力:

F1=F浮﹣G=ρ水gV木﹣ρ木gV木=ρ水gV木﹣

ρ水gV木=

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ρ水gV木;

木块A完全离开水面时,物体A受到竖直向上的弹力和竖直向下的重力处于平衡状态,则弹簧对木块的作用力:F2=G=ρ木gV木=

ρ水gV木,

所以F1:F2=

ρ水gV木:

ρ水gV木=2:3。

【答案】(1)此时容器底部受到的水的压强为2×103Pa;(2)木块A的密度为0.6×103kg/m3;

(3)F1与F2之比为2:3。

25.(4分)如图所示利用汽车液压起重机从矿井中提升重物。起重机起动时滑轮组将重物竖直向上匀速提起,其中N是柱塞,可向上支撑起起重臂ODC.重物和动滑轮总重为15000N,不计摩擦和滑轮组上钢丝绳重。问:

(1)钢丝绳自由端上作用力F的大小为 N。

(2)当柱塞向上支撑起起重管绕固定端O转动时,起重臂ODC是 力杠杆。

(3)当重物以0.4m/s的速度匀速上升时,钢丝绳自由端上作用力F的功率是多少?

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【解析】(1)由图知,承担物重的绳子股数n=3,

不计摩擦和滑轮组上钢丝绳重,则钢丝绳自由端上作用力:

F=

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(G G动)=

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×15000N=5000N;

(2)起重臂的支点在O点,滑轮组和重物对C端的拉力为阻力,

由图知,柱塞施加动力的力臂明显小于阻力的力臂,所以此设备是费力杠杆;

(3)钢丝绳自由端移动速度为v=3×0.4m/s=1.2m/s,

绳自由端上作用力F的功率:P=

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=Fv=5000N×1.2m/s=6000W。

答:(1)5000;(2)费;(3)钢丝绳自由端上作用力F的功率是6000W。

26.(8分)养生壶的原理如图所示,它有加热和保温两档。当加热到设定温度时,养生壶自动切换为保温档。(养生壶的部分参数如表所示)

(1)当开关S1闭合,S2 (填“闭合”或“断开”)时,养生壶处于加热状态。

(2)在保温档正常工作时,求电路中的电流是多少?

(3)求R1、R2的阻值。

(4)如果养生壶的效率为70%,那么在标准大气压下要将满壶的水从20℃加热至沸腾,请问需要多少分钟?

壶的容积

1.5L

额定电压

220V

加热功率

1000W

保温功率

44W

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【解析】(1)养生壶处于加热状态时,电路的总功率最大,

由P=UI=

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可知,电源的电压一定时,电路的总电阻最小,

由电路图可知,当开关S1、S2闭合时,电路为R1的简单电路,电路的总电阻最小,养生壶处于加热状态;

(2)在保温档正常工作时,由P=UI可得,电路中的电流:I=

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=0.2A;

(3)养生壶处于加热状态时,电路为R1的简单电路,

则R1的阻值:R1=

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=48.4Ω,

当开关S1闭合、S2断开时,R1与R2串联,电路的总电阻最大,总功率最小,养生壶处于保温状态,

由I=

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可得,此时电路中的总电阻:R总=

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=1100Ω,

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,

所以,R2的阻值:R2=R总﹣R1=1100Ω﹣48.4Ω=1051.6Ω;

(4)满壶水的体积:V=1.5L=1.5dm3=1.5×10﹣3m3,

由ρ=

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可得,水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3=1.5kg,

在标准大气压下水的沸点为100℃,则水吸收的热量:

Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1.5kg×(100℃﹣20℃)=5.04×105J,

由η=

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×100%可得,消耗的电能:W=

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=7.2×105J,

由P=

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可得,需要的加热时间:t′=

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=720s=12min。

答:(1)闭合;(2)在保温档正常工作时,电路中的电流是0.2A;(3)R1的阻值为48.4Ω,R2的阻值为1051.6Ω;(4)如果养生壶的效率为70%,那么在标准大气压下要将满壶的水从20℃加热至沸腾需要12min。