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2023
河南省
中考
物理
试卷
2023年河南省中考物理试卷
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1.(2分)从微观世界到无垠宇宙,人们一直在探索着自然的奥秘,1897年,物理学家汤姆孙发现了电子,揭示了 是可分的。物理学家 在前人的研究积累上,发现日月星辰的运转与苹果下落有着某些相似,建立了著名的万有引力定律。
2.(2分)箫是我国的一种传统乐器,如图所示,演奏者吹箫时,发出的声音是由于空气柱的 而产生的,演奏者用手指按压不同位置的气孔,是为了改变声音的 。
3.(2分)透过学习物理,我们要学会“见物识理”,用干毛巾擦过的镜子上会粘有细小绒毛,是由于镜子带了 能吸引轻小物体;中医理疗火罐时,罐子吸在皮肤上,是利用了 的作用。
4.(3分)如图所示,湖中的荷花清香四溢,这属于 现象;立于荷尖上的蜻蜓与水中的倒影相映成趣,若蜻蜓距水面0.8m,则它与其倒影之间相距 m,广阔的潮水可以调节周边的气温,这是由于水具有较大的 。
5. (2分)小亮与小华在课后利用木质黑板擦对滑动摩擦力进行探究。如图所示,先让黑板擦平整的一面轻触竖直黑板面。松手后黑板擦沿着黑板面竖直下落,黑板擦在下落过程中,小亮认为它受到黑板面的摩擦力作用。小华则认为黑板擦不受摩擦力。你认为
的观点正确,请简要说明理由: 。
6.(3分)如图所示,小明利用电磁继电器设计了一个水位自动报警装置。当水位未达到金属块M时,灯泡不亮。水位达到全属块M时,灯泡亮,则接线柱C应与 (选填“A”或“B”)相连,已知灯泡的规格为“12V 6W”,灯泡正常发光时的电流是 A。通电1min,灯泡消耗的电能是 J。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7-12题每小题只有一个选项符合题目要求;第13-14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全的得1分,有错选的得0分)
7.(2分)为避免引发安全事故,运输汽油的油罐车尾部需拴一条拖在地上的链子。下列最适合用来制作这种链子的材料是( )
A.橡胶 B.塑料 C.硅 D.铁
8.(2分)踢毽子是一项常见的健身运动。如图为一同学踢毽子的情景,毽子在向上运动的过程中,下列关于毽子的说法正确的是( )
A.重力势能减小 B.运动状态改变
C.受到惯性作用 D.在最高点时受力平衡
9.(2分)大美河南,风光无限,关于我省自然风景中涉及的物态变化,下列说法正确的是( )
A.云台山雾气环绕——雾的形成需要吸热
B.王屋山冰雪消融——雪的熔化需要放热
C.老君山霜打枝头——霜的形成是凝固现象
D.鸡公山朝露晶莹——露的形成是液化现象
10.(2分)如图展示了我国古人的智慧成果,对于其中所涉及的特理知识,下列说法正确的是( )
A.汲水用的桔槔利用了杠杆的原理
B.钻木取火是通过做功将内能转化为机械能
C.司南的南极静止时指向地磁场的南极
D.孔明灯升空利用了流体压强与流速的关系
11.(2分)如图是小聪设计的一款小制作,圆筒A中安装有磁铁和可转动的线圈。有风吹过时,扇叶带动线圈转动,可使接入的LED灯发光。下列设备与小制作的工作原理相同的是( )
A.电风扇 B.电熨斗 C.发电机 D.汽油机
12.(2分)如图所示,在200N的拉力F作用下,用滑轮组将重为300N的货物匀速提升,在20s内货物竖直上升了2m。不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是( )
A.滑轮组做的有用功为400J
B.拉力F做功的功率为30W
C.滑轮组的机械效率为75%
D.此滑轮组提升的货物越轻、机械效率越大
(多选)13.(2分)水平桌面上有两个完全相同的杯子,盛有等质量的水。将橘子放入左侧杯中,取出后剥皮再放入右侧杯中,橘子静止时的状态分别如图甲、乙所示。下列分析正确的是( )
A.甲图中的橘子所受的浮力大于其所受的重力
B.甲图中的橘子比乙图中的橘子所受的浮力大
C.甲图中杯子对桌面的压强小于乙图中杯子对桌面的压强
D.甲图中杯底所受水的压强大于乙图中杯底所受水的压强
(多选)14.(2分)近年来,我国在科技领域取得了辉煌的成就。下列说法正确的是( )
A.中国空间站利用的太阳能属于可再生能源
B.华龙一号核电机组利用的是核裂变释放的能量
C.复兴号动车组控制系统中的芯片由超导体制成
D.奋斗者号潜水器从海底采集的岩石到海面后质量变大
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15.(2分)在劳动实践活动中,小刚用平板车运送货物,使货物与车一起沿水平路面向右做匀速直线运动,请在图中以O为作用点,画出该货物的受力示意图。
16.(2分)图甲为一个带开关的插座,开关闭合时,插孔可以提供工作电压,请在图乙中,将对应的电路连接完整,并符合安全用电原则。
四、实验探究题(本题共3小题;第17题4分,第18题7分,第19题8分,共19分)
17.(4分)在“探究凸透镜成像的规律”实验中:
(1)小强发现用凸透镜看远处物体时,可以看见倒立、缩小的像;用该凸透镜看自己的指纹时,能看见正立、放大的像,由此猜想:凸透镜成像的特点可能与 有关。
(2)在光具座上,将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧,调节三者的高度时, (选填“需要”或“不需要”)点燃蜡烛;调节高度的目的是使像能呈现在
(3)实验中,当蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上承接到蜡烛清晰的像(像未画出),这个实验现象可以说明 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)的成像特点。
18.(7分)在“测量小灯泡的电阻”实验中,选用的器材有:两节新干电池,额定电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)正确连续好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数,造成这一现象的原因可能是 (选填字母代号)。
A.电流表短路
B.小灯泡短路
C.滑动变阻器断路
(4)排除故障后,移动滑片P,某次实验时,电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流为 A,小灯泡正常发光时的电阻约为 Ω(结果保留一位小数)。
(5)经过多次实验,测出并记录多组电压和电流的值。得到小灯泡的I﹣U图象如图丙所示;通过分析图象,写出一条你发现的结论: 。
19.(8分)家乡的土豆丰收了,小红想利用所学知识测量土豆的密度。
(1)把天平放到水平台上,将游码移至标尺左端的 处,调节 使横梁平衡。
(2)将土豆放在天平左盘,向右盘增减砝码并调节游码,当天平平衡时,砝码质量及游码在标尺上的位置如图所示,土豆的质量为
g。
(3)由于土豆较大,无法放入量筒,于是小红将它缓缓放入一个盛满水的溢水杯中,直至浸没,测得浸出水的质量为140g。已知水的密度为1.0g/cm3,则土豆的体积为 cm3,密度为 g/cm3。在测量溢出水的质量时,不小心有水溅出。测得土豆的密度与真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”)。
(4)回家后:小红又利用电子秤、杯子和水测出了土豆的密度。测量过程如下:
①把土豆放在水平放置的电子秤上,电子秤示数为m1;
②取下土豆,将装有适量水的杯子放在电子秤上,电子秤示数为m2;
③将用细线系好的土豆缓缓浸没在水中,水未溢出且土豆不触碰杯底。电子秤示数为m3。
④求出土豆的密度ρ= 。(用m1、m2、m3、ρ水表示)
五、综合应用题(本题共2小题,第20题8分,第21题9分,共17分)
20.(8分)我省农业已进入智能化时代,农用机械可以通过北斗导航系统实现精准作业。如图为一架无人机在农田中喷洒农药时的情景,无人机载满农药时的总质量为45kg。g取10N/kg,试问:
(1)北斗导航系统是利用 波传递信息的。水平匀速飞行的无人机在喷洒农药的过程中,该喷药无人机的机械能 (选填“增大”、“减小”或“不变”),无人机相对于 是运动的。
(2)载满农药的无人机不工作时,静止在水平地面上,底部支架与地面的总接触面积为90cm2,它对地面的压强是多大?
(3)无人机在农田上方持续喷洒农药时,以5m/s的速度沿水平方向做匀速直线运动。无人机载满农药时所载农药的质量为20kg,每分钟喷洒的农药量为2kg,则无人机从开始喷洒农药到喷洒完毕,飞行的路程是多少?
21.(9分)某物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置,其原理如图甲所示,电路中电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω,电压表的量程为0~3V,轻质绝缘的压力检测板M与力敏电阻R相连,R的阻值与压力F的关系如图乙所示。闭合开关S后,试问:
(1)当检测板所受压力增大时,电压表的示数 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)检测板不受压力时,电压表的示数为多少?
(3)该装置所能测量的最大压力为多少?
(4)在不改变电源电压和电压表量程的情况下,若要提高该装置所能测量的最大压力值,请写出一种简便可行的方法。
2023年河南省中考物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1.(2分)从微观世界到无垠宇宙,人们一直在探索着自然的奥秘,1897年,物理学家汤姆孙发现了电子,揭示了 原子 是可分的。物理学家 牛顿 在前人的研究积累上,发现日月星辰的运转与苹果下落有着某些相似,建立了著名的万有引力定律。
【解答】解:物理学家汤姆孙发现了电子,揭示了原子结构,它由原子核和电子组成;牛顿发现了万有引力。
故答案为:原子;牛顿。
2.(2分)箫是我国的一种传统乐器,如图所示,演奏者吹箫时,发出的声音是由于空气柱的 振动 而产生的,演奏者用手指按压不同位置的气孔,是为了改变声音的 音调 。
【解答】解:箫发出的声音是空气柱振动产生的;演奏者用手指按压不同位置的气孔,则发声的空气柱长度不同,振动频率不同,因此主要是改变声音的音调。
故答案为:振动;音调。
3.(2分)透过学习物理,我们要学会“见物识理”,用干毛巾擦过的镜子上会粘有细小绒毛,是由于镜子带了 电荷 能吸引轻小物体;中医理疗火罐时,罐子吸在皮肤上,是利用了 大气压 的作用。
【解答】解:用干毛巾擦过的镜子上会粘有细小绒毛,是因为毛巾与镜子摩擦起电,由于镜子带了电荷能吸引轻小物体;拔火罐使用时,先把酒精在罐内烧一下,罐内空气受热排出,此时迅速把罐扣在皮肤上,使罐内气体温度升高,等到罐内的空气冷却后压强降低,小于外面的大气压,外面的大气压就将罐紧紧地压在皮肤上。因此这是由于大气压强的作用引起的。
故答案为:电荷;大气压。
4.(3分)如图所示,湖中的荷花清香四溢,这属于 扩散 现象;立于荷尖上的蜻蜓与水中的倒影相映成趣,若蜻蜓距水面0.8m,则它与其倒影之间相距 1.6 m。广阔的潮水可以调节周边的气温,这是由于水具有较大的 比热容 。
【解答】解:
(1)湖中的荷花清香四溢,说明分子在不停地做无规则运动,这是扩散现象;
(2)蜻蜓距水面0.8m,则蜻蜓的像距水面也是0.8m,则它与其倒影之间相距为0.8m+0.8m=1.6m;
(3)潮水对周边气温有一定的调节作用,是因为水的比热容较大,同等条件下,吸收或放出的热量比其他物质多。
故答案为:扩散;1.6;比热容。
5.(2分)小亮与小华在课后利用木质黑板擦对滑动摩擦力进行探究。如图所示,先让黑板擦平整的一面轻触竖直黑板面。松手后黑板擦沿着黑板面竖直下落,黑板擦在下落过程中,小亮认为它受到黑板面的摩擦力作用。小华则认为黑板擦不受摩擦力。你认为 小华 的观点正确,请简要说明理由: 黑板擦在下落过程中不受压力 。
【解答】解:滑动摩擦力的产生条件是两个相互接触的物体,接触面粗糙,接触处有弹力,且在接触面上两物体间有相对运动,黑板擦在下落过程中不受到压力,因此,黑板擦不受摩擦力,小华的观点正确。
故答案为:小华;黑板擦在下落过程中不受到压力。
6.(3分)如图所示,小明利用电磁继电器设计了一个水位自动报警装置。当水位未达到金属块M时,灯泡不亮。水位达到全属块M时,灯泡亮,则接线柱C应与 B (选填“A”或“B”)相连,已知灯泡的规格为“12V 6W”,灯泡正常发光时的电流是 0.5 A。通电1min,灯泡消耗的电能是 360 J。
【解答】解:由图可知,当水位未达到金属块M时,控制电路开路无电流,电磁铁无磁性,不能吸引衔铁,此时灯泡不亮,则接线柱C与A没有连接;
当水位达到全属块M时,控制电路通电,电磁铁有磁性,吸引衔铁,灯泡L亮,说明工作接通,则接线柱C应该与B连接;
由P=UI可知,灯泡正常发光时的电流:I=PU=6W12V=0.5A;
通电1min,灯泡消耗的电能:W=Pt=6W×1×60s=360J。
故答案为:B;0.5;360。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7-12题每小题只有一个选项符合题目要求;第13-14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全的得1分,有错选的得0分)
7.(2分)为避免引发安全事故,运输汽油的油罐车尾部需拴一条拖在地上的链子。下列最适合用来制作这种链子的材料是( )
A.橡胶 B.塑料 C.硅 D.铁
【解答】解:运输汽油的油罐车尾部拖在地上的链子的作用是将静电释放,故它的材料必须是导电能力强的物体,而橡胶、塑料是绝缘体,硅是半导体,铁是导体。
故选:D。
8.(2分)踢毽子是一项常见的健身运动。如图为一同学踢毽子的情景,毽子在向上运动的过程中,下列关于毽子的说法正确的是( )
A.重力势能减小 B.运动状态改变
C.受到惯性作用 D.在最高点时受力平衡
【解答】解:
A、毽子在向上运动的过程中,质量不变,高度变大,重力势能变大,故A错误;
B、毽子在向上运动的过程中,运动的速度发生了改变,运动状态改变,故B正确;
C、惯性是一种性质,不能说“受到惯性作用”,故C错误;
D、在最高点时,毽子只受到重力的作用,受力不平衡,故D错误。
故选:B。
9.(2分)大美河南,风光无限,关于我省自然风景中涉及的物态变化,下列说法正确的是( )
A.云台山雾气环绕——雾的形成需要吸热
B.王屋山冰雪消融——雪的熔化需要放热
C.老君山霜打枝头——霜的形成是凝固现象
D.鸡公山朝露晶莹——露的形成是液化现象
【解答】解:A.雾的形成是空气中的水蒸气遇冷出现的液化现象,需要放热,故A错误;
B.雪的熔化需要吸热,故B错误;
C.霜是空气中的水蒸气凝华形成的,凝华放热,故C错误;
D.露的形成是空气中的水蒸气遇冷发生的液化现象,需要放热,故D正确。
故选:D。
10.(2分)如图展示了我国古人的智慧成果,对于其中所涉及的特理知识,下列说法正确的是( )
A.汲水用的桔槔利用了杠杆的原理
B.钻木取火是通过做功将内能转化为机械能
C.司南的南极静止时指向地磁场的南极
D.孔明灯升空利用了流体压强与流速的关系
【解答】解:A、汲水用的桔槔利用了杠杆的原理,故A正确;
B、钻木取火是通过做功将机械能转化为内能,故B错误;
C、地磁的南极在地理的北极附近,地磁的北极在地理的南极附近,司南的南极静止时指向地磁场的北极,故C错误;
D、孔明灯升空时,受到的浮力大于重力,利用了物体的浮沉条件,故D错误。
故选:A。
11.(2分)如图是小聪设计的一款小制作,圆筒A中安装有磁铁和可转动的线圈。有风吹过时,扇叶带动线圈转动,可使接入的LED灯发光。下列设备与小制作的工作原理相同的是( )
A.电风扇 B.电熨斗 C.发电机 D.汽油机
【解答】解:装置A中有磁铁和可转动的线圈,当有风吹向风扇时扇叶转动,扇叶带动线圈在磁场中转动切割磁感线,会产生感应电流,使接入的LED灯发光,是利用电磁感应现象的原理工作的,说明磁能够产生电;在此过程中,机械能转化为电能;
A、电风扇的主要部件是电动机,原理是通电线圈在磁场中受力转动,故A错误;
B、电熨斗的原理是电流的热效应,故B错误;
C、发电机的原理是电磁感应现象,故C正确;
D、汽油机是内燃机,对外做功时将内能转化为机械能,故D错误。
故选:C。
12.(2分)如图所示,在200N的拉力F作用下,用滑轮组将重为300N的货物匀速提升,在20s内货物竖直上升了2m。不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是( )
A.滑轮组做的有用功为400J
B.拉力F做功的功率为30W
C.滑轮组的机械效率为75%
D.此滑轮组提升的货物越轻、机械效率越大
【解答】解:A、拉力做的有用功:W有=Gh=300N×2m=600J,故A错误;
B、由图可知n=2,绳子自由端移动的距离:s=nh=2×2m=4m,
拉力做的总功:W总=Fs=200N×4m=800J,
拉力做功的功率:P=W总t=800J20s=40W,故B错误;
C、滑轮组的机械效率:η=W有W总×100%=600J800J×100%=75%,故C正确;
D、由不计绳重和摩擦时η=W有W总=W有W有+W额外=GℎGℎ+G动ℎ=GG+G动=11+G动G可知,动滑轮的重力一定,提升的货物越轻,即G越小,机械效率越小,故D错误。
故选:C。
(多选)13.(2分)水平桌面上有两个完全相同的杯子,盛有等质量的水。将橘子放入左侧杯中,取出后剥皮再放入右侧杯中,橘子静止时的状态分别如图甲、乙所示。下列分析正确的是( )
A.甲图中的橘子所受的浮力大于其所受的重力
B.甲图中的橘子比乙图中的橘子所受的浮力大
C.甲图中杯子对桌面的压强小于乙图中杯子对桌面的压强
D.甲图中杯底所受水的压强大于乙图中杯底所受水的压强
【解答】解:
A、甲图中的橘子在水中处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,浮力等于重力,故A错误;
B、乙图中的橘子处于沉底状态,受到的浮力小于自身的重力;由于乙中的橘子的重力小于甲中橘子的重力,所以甲图中的橘子比乙图中的橘子所受的浮力大,故B正确;
C、橘子剥皮后的重力变小,水和杯子的重力相同,所以甲杯子的总重力大于乙杯子的总重力;受力面积相同,根据p=FS可知,甲图中杯子对桌面的压强大于乙图中杯子对桌面的压强,故C错误;
D、甲中橘子受到的浮力大,根据F浮=ρ液gV排可知,甲中橘子排开的水的体积大,所以甲中水的液面高,根据p=ρgh可知,甲图中杯底所受水的压强大于乙图中杯底所受水的压强,故D正确。
故选:BD。
(多选)14.(2分)近年来,我国在科技领域取得了辉煌的成就。下列说法正确的是( )
A.中国空间站利用的太阳能属于可再生能源
B.华龙一号核电机组利用的是核裂变释放的能量
C.复兴号动车组控制系统中的芯片由超导体制成
D.奋斗者号潜水器从海底采集的岩石到海面后质量变大
【解答】解:A、中国空间站利用的太阳能属于可再生能源,故A正确;
B、华龙一号核电机组是利用核裂变来释放能量的,故B正确;
C、复兴号动车组控制系统中的芯片由半导体材料制成,故C错误;
D、奋斗者号潜水器从海底采集的岩石到海面后质量不变,故D错误。
故选:AB。
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15.(2分)在劳动实践活动中,小刚用平板车运送货物,使货物与车一起沿水平路面向右做匀速直线运动,请在图中以O为作用点,画出该货物的受力示意图。
【解答】解:货物随车一起水平向右做匀速直线运动,货物与车间没有相对运动,也没有相对运动趋势,所以货物不受摩擦力,只受两个力作用:重力和支持力,并且这两个力是一对平衡力;
重力方向竖直向下,作用点在重心,支持力方向竖直向上,作用点也画在重心上,其受力示意图如下:
16.(2分)图甲为一个带开关的插座,开关闭合时,插孔可以提供工作电压,请在图乙中,将对应的电路连接完整,并符合安全用电原则。
【解答】解:三孔插座的接法:上孔接地线、左孔接零线、右孔接火线,为了用电的安全,开关接在右孔与火线之间,如图所示:
四、实验探究题(本题共3小题;第17题4分,第18题7分,第19题8分,共19分)
17.(4分)在“探究凸透镜成像的规律”实验中:
(1)小强发现用凸透镜看远处物体时,可以看见倒立、缩小的像;用该凸透镜看自己的指纹时,能看见正立、放大的像,由此猜想:凸透镜成像的特点可能与 物距 有关。
(2)在光具座上,将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧,调节三者的高度时, 需要 (选填“需要”或“不需要”)点燃蜡烛;调节高度的目的是使像能呈现在 光屏中央
(3)实验中,当蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上承接到蜡烛清晰的像(像未画出),这个实验现象可以说明 照相机 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)的成像特点。
【解答】解:(1)观察远近不同的物体,小强看到了不同特点的像,说明凸透镜所成像的特点与物距有关;
(2)实验时需要调整烛焰的中心、透镜的中心和光屏的中心在同一高度,为了确定烛焰的中心,需点燃蜡烛,使烛焰的像成在光屏中央;
(3)实验中,当蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示,此时物距大于像距,根据凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像,照相机就是利用此原理制成的。
故答案为:(1)物距;(2)需要;光屏中央;(3)照相机。
18.(7分)在“测量小灯泡的电阻”实验中,选用的器材有:两节新干电池,额定电压为2.5V的待测小灯泡、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
(2)正确连续好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 A (选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数,造成这一现象的原因可能是 B (选填字母代号)。
A.电流表短路
B.小灯泡短路
C.滑动变阻器断路
(4)排除故障后,移动滑片P,某次实验时,电压表的示数为2.5V,电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流为 0.28 A,小灯泡正常发光时的电阻约为 8.9 Ω(结果保留一位小数)。
(5)经过多次实验,测出并记录多组电压和电流的值。得到小灯泡的I﹣U图象如图丙所示;通过分析图象,写出一条你发现的结论: 小灯泡的电阻随温度的升高而增大 。
【解答】解:(1)电流表与灯泡串联,电压表与灯泡并联,如图所示:
;
(2)为了保护电路,闭合开关实验前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图知,滑片右侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的A端;
(3)电流表有示数,说明电路不是断路,电压表无示数,可能是与电压表并联的电路短路,因此故障可能是与电压表并联的灯泡短路了,故选B;
(4)此时灯泡两端的电压等于灯泡的额定电压,灯泡正常发光,图乙中电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.28A,此时灯泡的电阻:R=ULIL=2.5V0.28A≈8.9Ω;
(5)由图丙可知,灯泡两端的电压增大,通过灯泡的电流也增大,但灯泡两端的电压增加比通过灯泡的电流增加的更快,由欧姆定律可知,小灯泡的电阻随电压增大而增大,由P=UI可知,电压和电流都增大时,电功率增大,温度升高,因此可得结论:小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
故答案为:(1)见解答图;(2)A;(3)B;(4)0.28;8.9;(5)小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
19.(8分)家乡的土豆丰收了,小红想利用所学知识测量土豆的密度。
(1)把天平放到水平台上,将游码移至标尺左端的 0刻度线 处,调节 平衡螺母 使横梁平衡。
(2)将土豆放在天平左盘,向右盘增减砝码并调节游码,当天平平衡时,砝码质量及游码在标尺上的位置如图所示,土豆的质量为 154 g。
(3)由于土豆较大,无法放入量筒,于是小红将它缓缓放入一个盛满水的溢水杯中,直至浸没,测得浸出水的质量为140g。已知水的密度为1.0g/cm3,则土豆的体积为 140 cm3,密度为 1.1 g/cm3。在测量溢出水的质量时,不小心有水溅出,测得土豆的密度与真实值相比 偏大 (选填“偏大”或“偏小”)。
(4)回家后:小红又利用电子秤、杯子和水测出了土豆的密度。测量过程如下:
①把土豆放在水平放置的电子秤上,电子秤示数为m1;
②取下土豆,将装有适量水的杯子放在电子秤上,电子秤示数为m2;
③将用细线系好的土豆缓缓浸没在水中,水未溢出且土豆不触碰杯底,电子秤示数为m3。
④求出土豆的密度ρ= m1m3−m2⋅ρ水 。(用m1、m2、m3、ρ水表示)
【解答】解:(1)把天平放在水平台上,将游码移至标尺左端的0刻度线处,调节平衡螺母使天平横梁平衡。
(2)由图可知,天平标尺上的分度值为0.2g,土豆的质量为:m=100g+50g+4g=154g;
(3)由密度公式ρ=mV求出溢出水的体积:
V水=mρ=140g1.0g/cm3=140cm3;
则土豆的体积为:V=V水=140cm3;
土豆的密度:ρ′=mV=154g140cm3=1.1g/cm3;
在测量溢出水的质量时,不小心有水溅出,造成溢出水的质量减小,从而导致土豆的体积减小,由ρ=mV可知,测出的土豆密度会偏大;
(4)由分析知,引起电子秤示数变化的原因是土豆浸没到水中时受到浮力,
故两次电子秤的示数之差Δm=F浮g,即(m3﹣m2)g=F浮=ρ水gV排,
则V排=m3−m2ρ水,
则土豆密度的表达式为ρ=mV物=m1V排=m1m3−m2ρ水=m1m3−m2⋅ρ水。
答案:(1)0刻度线;平衡螺母;(2)154;(3)140;1.1;偏大;(4)m1m3−m2⋅ρ水。
五、综合应用题(本题共2小题,第20题8分,第21题9分,共17分)
20.(8分)我省农业已进入智能化时代,农用机械可以通过北斗导航系统实现精准作业。如图为一架无人机在农田中喷洒农药时的情景,无人机载满农药时的总质量为45kg。g取10N/kg,试问:
(1)北斗导航系统是利用 电磁 波传递信息的。水平匀速飞行的无人机在喷洒农药的过程中,该喷药无人机的机械能 减小 (选填“增大”、“减小”或“不变”),无人机相对于 地面 是运动的。
(2)载满农药的无人机不工作时,静止在水平地面上,底部支架与地面的总接触面积为90cm2,它对地面的压强是多大?
(3)无人机在农田上方持续喷洒农药时,以5m/s的速度沿水平方向做匀速直线运动。无人机载满农药时所载农药的质量为20kg,每分钟喷洒的农药量为2kg,则无人机从开始喷洒农药到喷洒完毕,飞行的路程是多少?
【解答】解:(1)北斗导航系统是利用电磁波传递信息的。
水平匀速飞行的无人机在喷洒农药的过程中,速度不变,质量变小,动能变小,高度不变,重力势能变小,该喷药无人机的机械能减小;
无人机相对于地面的位置发生了变化,是运动的。
(2)载满农药的无人机不工作时,静止在水平地面上,
它对地面的压力F=G=mg=45kg×10N/kg=450N,
压强p=FS=450N90×10−4m2=5×104Pa;
(3)所需时间t=20kg2kg/min=10min,
飞行的路程s=vt=5m/s×10×60s=3000m。
答案:(1)电磁;减小;地面;
(2)它对地面的压强是5×104Pa;
(3)飞行的路程是3000m。
21.(9分)某物理实践小组设计了一种工程上的压力测量装置,其原理如图甲所示,电路中电源电压恒为6V,定值电阻R0的阻值为20Ω,电压表的量程为0~3V,轻质绝缘的压力检测板M与力敏电阻R相连,R的阻值与压力F的关系如图乙所示。闭合开关S后,试问:
(1)当检测板所受压力增大时,电压表的示数 增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)检测板不受压力时,电压表的示数为多少?
(3)该装置所能测量的最大压力为多少?
(4)在不改变电源电压和电压表量程的情况下,若要提高该装置所能测量的最大压力值,请写出一种简便可行的方法。
【解答】解:(1)由图甲可知,R、R0串联,由图乙可知,当检测板所受压力增大时,R的阻值减小,根据串联的电阻特点可知,电路中的总电阻减小,
电源电压不变,由欧姆定律可知,电路中的电流增大,
R0是定值电阻,根据欧姆定律可知,R0两端的电压增大,即电压表示数增大;
(2)由图乙可知,当检测板不受压力时,R的阻值:R=80Ω,
根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻:R总=R+R0=80Ω+20Ω=100Ω,
此时电路中的电流:I=UR总=6V100Ω=0.06A,
由I=UR可知,R0两端的电压:U0=IR0=0.06A×20Ω=1.2V;
(3)根据电压表量程可知,R0两端的最大电压:U0大=3V,
电路中的最大电流:I大=U0大R0=3V20Ω=0.15A,
由I=UR可知,电路中的最小总电阻:R总小=UI大=6V0.15A=40Ω,
根据串联电路的电阻特点可知,R的最小阻值:R小=R总小=﹣R0=40Ω﹣20Ω=20Ω,
由图乙可知,当R小=20Ω时,该装置所能测量的最大压力为600N;
(4)压力越大,R的阻值越小,由于R0两端的最大电压一定,电源电压不变时,R两端的最小电压也不变,由串联电路的分压规律可知,要提高该装置所能测量的最大压力值的改进方法为:减小R0的阻值。
答:(1)增大;
(2)检测板不受压力时,电压表的示数为1.2V;
(3)该装置所能测量的最大压力为600N;
(4)减小R0的阻值。
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