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2023
重庆市
中考
物理
试卷
2023年重庆市中考物理试卷(A卷)
一、选择题(本题共8个小题,每小题只有一个选项最符合题意,每小题3分,共24分。)
1.(3分)下列物理量最接近实际的是( )
A.托起两个鸡蛋的力约为500N
B.水分子的直径约为10m
C.我国家庭电路的电压约为36V
D.人的正常体温约为37℃
2.(3分)如图所示的光现象中,由于光的反射形成的是( )
A.水中的倒影 B.墙上的手影
C.太阳光色散 D.“折断”的铅笔
3.(3分)如图所示,国画描绘的美景中蕴含了丰富的物态变化知识。以下分析正确的是( )
A.图甲,湖面上厚厚的冰层是升华形成的
B.图乙,荷叶上晶莹的露珠是凝固形成的
C.图丙,山林间的缕缕薄雾是液化形成的
D.图丁,枝头上的奇景雾凇是熔化形成的
4.(3分)2023年川渝田径赛在重庆奥体中心举行,如图是100m短跑比赛的情境。以下描述正确的是( )
A.运动员鞋底有凹凸不平的花纹是为了减小摩擦力
B.运动员静止站立时受到的重力和支持力是平衡力
C.运动员快速冲刺使得周围空气流速变快压强变大
D.运动员到达终点时受到惯性作用不能立即停下来
5.(3分)关于电和磁的知识,下列说法正确的是( )
A.用电器的金属外壳应按规定接地
B.奥斯特发现了电磁感应现象
C.用丝绸摩擦过的玻璃棒带负电荷
D.同名磁极靠近时会相互吸引
6.(3分)小明按托盘天平的使用要求,正确测量正方体木块的质量,天平平衡时,如图所示。下列说法正确的是( )
A.天平的实质是省力杠杆
B.被测木块的质量为20.4g
C.图中木块对托盘的压强小于砝码对托盘的压强
D.测量结束后,可以直接用手将砝码放回砝码盒
7.(3分)在美丽乡村建设的工地上,如图所示,工人借助动滑轮用250N的拉力,将450N的重物匀速提升2m,用时10s。则( )
A.重物上升的速度为0.4m/s
B.动滑轮做的有用功为1000J
C.工人的拉力的功率为90W
D.动滑轮的机械效率为90%
8.(3分)将一个定值电阻接入图甲所示电路的虚线框处,并将一个电压表(图中未画出)并联在某段电路两端,闭合开关,移动滑片P,多次记录两电表示数;断开开关,只将定值电阻更换为小灯泡,再次获取数据并记录;将记录的数据绘制成如图乙所示的I﹣U图象。下列分析正确的是( )
A.电源电压为3.5V
B.图象b是用接入定值电阻时记录的数据绘制得到的
C.定值电阻和灯泡两端的电压各为3.5V时,灯泡的电阻较大
D.接入小灯泡后,将滑片P向右移动时,电压表的示数将变大
二、填空作图题(本题共6个小题,第14小题作图1分,第15小题作图1分,其余每空1分,共12分。)
9.(2分)扬声器(喇叭)是可以扩大声音的设备,它的工作原理是通电导体在磁场中受到 的作用而运动,“扩大”是指将声音的 增大。
10.(2分)2023年5月10日,天舟六号货运飞船搭乘火箭飞向中国空间站,如图所示,一起加速升空的过程中,以火箭为参照物,飞船是 (选填“静止”或“运动”)的,飞船的机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
11.(2分)新能源太阳灶是一种烧水做饭的器具,太阳灶烧水时将太阳能转化为水的 能,将2kg的水从20℃加热到70℃,水吸收的热量为 J。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
12.(2分)如图所示的电路,电源电压恒为6V,白炽灯泡L1标有“5V,0.25A”,白炽灯泡L2标有“6V,3W”,R的阻值为10Ω。忽略温度对灯丝电阻的影响,只闭合开关S1时,灯泡 更亮;只闭合开关S2时,R的功率为 W。
13.(2分)小莉模拟古人利用浮力打捞铁牛,模拟过程和测量数据如图所示。①把正方体M放在架空水槽底部的方孔处(忽略M与水槽的接触面积),往水槽内装入适量的水,把一质量与M相等的柱形薄壁水杯放入水中漂浮,如图甲所示;②向杯中装入质量为水杯质量2倍的铁砂时,杯底到M上表面的距离等于M的边长,如图乙所示,此时水杯浸入水中的深度h= cm;③用细线连接水杯和M,使细线拉直且无拉力,再将铁砂从杯中取出,当铁砂取完后,M恰好可被拉起,完成打捞后,如图丙所示。则M与水杯的底面积之比为SMS杯= 。
14.(1分)在图中小车的重心O处画出小车所受重力的示意图。
15.(1分)请在图中画出入射光线经凹透镜折射后的光线。
三、实验探究题(本题共3个小题,16小题6分,17小题8分,18小题8分,共22分。)
16.(6分)(1)小帅在探究水沸腾前后温度变化特点的实验中,安装烧杯和温度计时应先确定两者中 的位置;实验过程中,某时刻温度计的示数如图1甲所示为 ℃;图1乙是水的温度随时间变化的关系图象,分析图象可知:水在沸腾过程中温度 。
(2)小刚用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律,当蜡烛、凸透镜、光屏三者高度如图2所示时,适当调节 的高度后便可开始实验;当蜡烛距凸透镜25cm时,移动光屏,在光屏上承接到一个清晰缩小的像,生活中的 就是根据该成像规律制成的;把蜡烛适当靠近凸透镜,应将光屏 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜,才能再次承接到清晰的像。
17.(8分)在测量小灯泡电阻的实验中,小会选用标有“2.5V”字样的小灯泡进行实验。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示电路补充完整;
(2)连接电路时,开关应处于 状态。连接好电路,将滑片P移至最右端,接通电路后,发现小灯泡不发光,电压表示数约为3V,其原因可能是小灯泡 ;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,电压表示数如图乙所示为 V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向 端滑动;
(4)下表是记录的实验数据,则小灯泡正常发光时的电阻约为 Ω(结果保留小数点后1位);实验中发现灯泡越亮,温度越高,结合数据可知:灯丝温度越高,电阻越 ;
次数
1
2
3
4
U/V
1
2
2.5
2.8
I/A
0.18
0.28
0.30
0.31
(5)小会在实验过程中发现用力捏滑片与电阻丝接触处,灯泡发光明显变亮。请结合影响导体电阻大小的因素,分析产生这一现象可能的原因是 。
18.(8分)小婷在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,在U形管接头处加装了一个“三通接头”,如图甲所示。
(1)U形管与探头连接时,阀门K应处于 (选填“打开”或“关闭”)状态,以确保U形管内的水面相平;组装完成后,轻压探头的橡皮膜到一定程度,U形管内液面有明显的高度差并保持稳定,说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)比较图乙与 两图,可得出液体压强随深度的增加而增大;比较图丙与丁两图,还可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强 ;
(3)若需通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系,应将图戊中的探头向 移动适当的距离;移动探头后,观察到U形管水面高度差为Δh,此时探头受到盐水的压强为p盐,小婷取出探头放回水中,当U形管水面高度差再次为Δh时,测出探头在水中的深度为0.2m,则p盐= Pa;
(4)小婷发现探头所处深度较浅时,U形管两液面的高度差不明显,可将U形管中的水换成密度更 的液体以方便读数;探究过程中,保持探头所处深度不变,将U形管逐渐向后倾斜,偏离竖直方向,U形管中两液面所对刻度线间的距离将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
四、计算论述题(本题共3个小题,19小题6分,20小题8分,21小题8分,共22分。解题应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不能得分。)
19.(6分)如图所示的电路中,电源电压恒为2V,R1的阻值为10Ω,R2的阻值为20Ω,闭合开关S。求:
(1)通过R1的电流;
(2)通电50s,R2消耗的电能。
20.(8分)桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具。如图所示,硬杆用细绳悬挂在树上,杆可绕O点自由旋转且与树之间无作用力,用细绳将重力为20N、容积为2.8×10﹣2m3的桶悬挂在B端,在A端重120N的拗石辅助下,人可轻松将一桶水从井中提起,OA:OB=3:2;悬挂桶的绳子始终保持在竖直方向上,忽略杆和绳的重力。
(1)桶装满水时,求水的质量;
(2)空桶在井中漂浮时,求桶排开水的体积;
(3)一重力为480N的人用桔槔将装满水的桶提出水面后(忽略桶外壁沾水),桔槔处于平衡状态时,人与地面的受力面积为500cm2,求人对地面的压强。
21.(8分)寒假期间,小丽在外婆家发现一闲置的旧电炉(如图甲),铭牌上标有“220V 484W”字样,电炉只有一根电阻丝。为检测电炉能否工作,将其单独接入家庭电路中,观察到表盘如图乙的电能表的指示灯在120s内闪烁了16次,忽略温度对电阻的影响。
(1)求电炉电阻丝的阻值;
(2)求检测时电炉的实际功率;
(3)小丽想为外婆制作一个可调温的发热坐垫。在父母的陪同下,她拆下整根电阻丝并分成两段,将其中一段制作为阻值可调的电阻丝;将两段均可发热的电阻丝接入电源电压恒为10V的电路中,在通过电阻丝的电流不超过其额定电流的情况下,坐垫的最大功率为27W,求发热坐垫在最小功率状态下工作10s产生的热量。
2023年重庆市中考物理试卷(A卷)
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共8个小题,每小题只有一个选项最符合题意,每小题3分,共24分。)
1.(3分)下列物理量最接近实际的是( )
A.托起两个鸡蛋的力约为500N
B.水分子的直径约为10m
C.我国家庭电路的电压约为36V
D.人的正常体温约为37℃
【解答】解:A.两个鸡蛋的质量约100g=0.1kg,托起两个鸡蛋的力约为F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N,故A不符合实际;
B.水分子的直径约为0.4nm,故B不符合实际;
C.我国家庭电路的电压约为220V,故C不符合实际;
D.人的正常体温约为37℃,故D符合实际。
故选:D。
2.(3分)如图所示的光现象中,由于光的反射形成的是( )
A.水中的倒影 B.墙上的手影
C.太阳光色散 D.“折断”的铅笔
【解答】解:A、水中的倒影是由于光的反射所形成的虚像,故A符合题意;
B、墙上的手影是由于光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C、太阳光色散是由于光的折射形成的,故C不符合题意;
D、“折断”的铅笔是由于光的折射形成的,故D不符合题意。
故选:A。
3.(3分)如图所示,国画描绘的美景中蕴含了丰富的物态变化知识。以下分析正确的是( )
A.图甲,湖面上厚厚的冰层是升华形成的
B.图乙,荷叶上晶莹的露珠是凝固形成的
C.图丙,山林间的缕缕薄雾是液化形成的
D.图丁,枝头上的奇景雾凇是熔化形成的
【解答】解:A、图甲,湖面上厚厚的冰层是凝固形成的,故A错误;
B、图乙,荷叶上晶莹的露珠是空气中的水蒸气遇冷液化形成的,故B错误;
C、图丙,山林间的缕缕薄雾是液化形成的,故C正确;
D、图丁,枝头上的奇景雾凇是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的,故D错误。
故选:C。
4.(3分)2023年川渝田径赛在重庆奥体中心举行,如图是100m短跑比赛的情境。以下描述正确的是( )
A.运动员鞋底有凹凸不平的花纹是为了减小摩擦力
B.运动员静止站立时受到的重力和支持力是平衡力
C.运动员快速冲刺使得周围空气流速变快压强变大
D.运动员到达终点时受到惯性作用不能立即停下来
【解答】解:
A、运动员鞋底有凹凸不平的花纹是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A错误;
B、运动员静止站立时受到的重力和支持力符合二力平衡条件,是平衡力,故B正确;
C、运动员快速冲刺时,使得周围空气流速变快,压强变小,故C错误;
D、运动员到达终点时不能立即停下来,是因为运动员具有惯性,仍要保持原来的运动状态,惯性不是力或作用,不能说受到惯性的作用,故D错误。
故选:B。
5.(3分)关于电和磁的知识,下列说法正确的是( )
A.用电器的金属外壳应按规定接地
B.奥斯特发现了电磁感应现象
C.用丝绸摩擦过的玻璃棒带负电荷
D.同名磁极靠近时会相互吸引
【解答】解:A.家用电器的金属外壳接地,是为了防止因外壳带电导致人身触电,故A正确;
B.奥斯特发现了通电导体周围存在磁场,法拉第发现了电磁感应现象,故B错误;
C.玻璃棒在与丝绸摩擦的过程中会失去电子带正电,故C错误;
D.同名磁极靠近时会相互排斥,故D错误。
故选:A。
6.(3分)小明按托盘天平的使用要求,正确测量正方体木块的质量,天平平衡时,如图所示。下列说法正确的是( )
A.天平的实质是省力杠杆
B.被测木块的质量为20.4g
C.图中木块对托盘的压强小于砝码对托盘的压强
D.测量结束后,可以直接用手将砝码放回砝码盒
【解答】解:A.天平的动力臂等于阻力臂,实质是等臂杠杆,故A错误;
B.由图可知,游码在标尺左端的零刻度处,所以被测木块的质量为20g,故B错误;
C.天平衡量平衡后,木块和砝码的质量相同,对托盘的压力相同,因为木块的底面积较大,由p=FS可知,图中木块对托盘的压强小于砝码对托盘的压强,故C正确;
D.为了防止污染砝码,取放砝码必须用镊子,不能用手直接拿砝码,故D错误。
故选:C。
7.(3分)在美丽乡村建设的工地上,如图所示,工人借助动滑轮用250N的拉力,将450N的重物匀速提升2m,用时10s。则( )
A.重物上升的速度为0.4m/s
B.动滑轮做的有用功为1000J
C.工人的拉力的功率为90W
D.动滑轮的机械效率为90%
【解答】解:A、重物上升的速度:v=st=2m10s=0.2m/s,故A错误;
B、动滑轮做的有用功:W有=Gh=450N×2m=900J,故B错误;
C、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=250N×4m=1000J,
拉力做功的功率:P=W总t=1000J10s=100W,故C错误;
D、动滑轮的机械效率:η=W有W总×100%=900J1000J×100%=90%,故D正确。
故选:D。
8.(3分)将一个定值电阻接入图甲所示电路的虚线框处,并将一个电压表(图中未画出)并联在某段电路两端,闭合开关,移动滑片P,多次记录两电表示数;断开开关,只将定值电阻更换为小灯泡,再次获取数据并记录;将记录的数据绘制成如图乙所示的I﹣U图象。下列分析正确的是( )
A.电源电压为3.5V
B.图象b是用接入定值电阻时记录的数据绘制得到的
C.定值电阻和灯泡两端的电压各为3.5V时,灯泡的电阻较大
D.接入小灯泡后,将滑片P向右移动时,电压表的示数将变大
【解答】解:闭合开关,定值电阻(或灯泡)和滑动变阻器串联接入电路,根据U=IR可知定值电阻(或灯泡)两端的电压随电流的增大而增大,串联电路总电压等于各部分电压之和,则滑动变阻器两端的电压随电流的增大而减小,由乙图可知电压表与滑动变阻器并联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,
定值电阻的阻值不变,灯泡的电阻是变化的,所以a是接入定值电阻时记录的数据绘制得到的,b是接入灯泡时记录的数据绘制得到的,故B错误;
当滑动变阻器两端的电压为0.5V时,通过电路的电流为0.7A,当滑动变阻器两端的电压为3.5V时,通过电路的电流为0.1A,
串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律可得电源电压U=IR定+UV,
代入数据可得0.7A×R定+0.5V=0.1A×R定+3.5V,
解方程可得R定=5Ω,
则电源电压U=IR定+UV=0.7A×5Ω+0.5V=4V,故A错误;
定值电阻和灯泡两端的电压各为3.5V时,根据串联电路电压规律可知滑动变阻器两端的电压为4V﹣3.5V=0.5V,由乙图可知此时通过定值在的电流大于通过灯泡的电流,根据R=UI可知灯泡的电阻较大,故C正确;
接入小灯泡后,将滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据串联分压原理可知电压表的示数将变小,故D错误。
故选:C。
二、填空作图题(本题共6个小题,第14小题作图1分,第15小题作图1分,其余每空1分,共12分。)
9.(2分)扬声器(喇叭)是可以扩大声音的设备,它的工作原理是通电导体在磁场中受到 力 的作用而运动,“扩大”是指将声音的 响度 增大。
【解答】解:扬声器(喇叭)是可以扩大声音的设备,它的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用而运动,“扩大”是指将声音的响度增大。
故答案为:力;响度。
10.(2分)2023年5月10日,天舟六号货运飞船搭乘火箭飞向中国空间站,如图所示,一起加速升空的过程中,以火箭为参照物,飞船是 静止 (选填“静止”或“运动”)的,飞船的机械能 增大 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【解答】解:(1)一起加速升空的过程中,天舟六号货运飞船与火箭之间没有位置的变化,以火箭为参照物,飞船是静止的;
(2)在飞船加速升空的过程中,质量不变,速度增大,动能增大;高度增大,重力势能增大。动能增大,重力势能增大,故机械能增大。
故答案为:静止;增大。
11.(2分)新能源太阳灶是一种烧水做饭的器具,太阳灶烧水时将太阳能转化为水的 内 能,将2kg的水从20℃加热到70℃,水吸收的热量为 4.2×105 J。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【解答】解:太阳灶烧水时将太阳能转化为水的内能;
水吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(70℃﹣20℃)=4.2×105J。
故答案为:内;4.2×105。
12.(2分)如图所示的电路,电源电压恒为6V,白炽灯泡L1标有“5V,0.25A”,白炽灯泡L2标有“6V,3W”,R的阻值为10Ω。忽略温度对灯丝电阻的影响,只闭合开关S1时,灯泡 L1 更亮;只闭合开关S2时,R的功率为 0.4 W。
【解答】解:忽略温度对灯丝电阻的影响,根据R=UI可知,L1的电阻R1=U1I1=5V0.25A=20Ω,
根据P=U2R可知,L2的电阻R2=U22P2=(6V)23W=12Ω;
只闭合S1时,两灯泡串联,串联电路的电流处处相等,且R1>R2,根据P=I2R可知,L1的实际功率大,故小灯泡L1更亮;
只闭合开关S2时,L1和R串联,则电路中的电流为:
I=UR1+R=6V20Ω+10Ω=0.2A,
故R的功率为:
P=I2R=(0.2A)2×10Ω=0.4W。
故答案为:L1;0.4。
13.(2分)小莉模拟古人利用浮力打捞铁牛,模拟过程和测量数据如图所示。①把正方体M放在架空水槽底部的方孔处(忽略M与水槽的接触面积),往水槽内装入适量的水,把一质量与M相等的柱形薄壁水杯放入水中漂浮,如图甲所示;②向杯中装入质量为水杯质量2倍的铁砂时,杯底到M上表面的距离等于M的边长,如图乙所示,此时水杯浸入水中的深度h= 9 cm;③用细线连接水杯和M,使细线拉直且无拉力,再将铁砂从杯中取出,当铁砂取完后,M恰好可被拉起,完成打捞后,如图丙所示。则M与水杯的底面积之比为SMS杯= 29 。
【解答】解:甲图中杯子漂浮,浮力等于重力,F浮=G;假设水的密度为ρ,杯子底面积S,杯子高度H,
有:ρSh1g=mg,H=h1+12cm;
乙图中,同样漂浮,则有:ρShg=3mg,H=h+6cm;
解得:h=3h1;H=15cm,h=9cm;
图甲中,杯子的重力:G=F浮=ρSg×3cm=mg;
质量与M相等的柱形薄壁水杯,M的重力:GM=Mg=ρSg×3cm;
将铁砂从杯中取出,当铁砂取完后,M恰好可被拉起,
则Mg+F压M=F杯底﹣mg;
根据液体的压力F=pS=ρghS有:
ρSg×3cm+ρgSM(9cm+a)=ρgS×9cm﹣ρSg×3cm;
整理得:ρgSM×9cm+ρgSMa=ρgS×3cm;
由于M是正方体,即:ρgSM×9cm+ρga3=ρgS×3cm……①
丙图中漂浮时,总重力等于M受到的浮力加上杯底所受水向上的压强;
Mg+mg=ρga3+ρSg(15cm﹣10cm);
即ρSg×3cm+ρSg×3cm=ρga3+ρSg×5cm;
解得ρSg×1cm=ρga3;……②
将②代入①可得:ρgSM×9cm+ρSg×1cm=ρgS×3cm,
即:ρgSM×9cm=ρgS×2cm;
即SM:S=2:9,即:SMS杯=29。
故答案为:9;29。
14.(1分)在图中小车的重心O处画出小车所受重力的示意图。
【解答】解:重力的方向是竖直向下的,从小车的重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示,如图所示:
15.(1分)请在图中画出入射光线经凹透镜折射后的光线。
【解答】解:
延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴,如图所示:
三、实验探究题(本题共3个小题,16小题6分,17小题8分,18小题8分,共22分。)
16.(6分)(1)小帅在探究水沸腾前后温度变化特点的实验中,安装烧杯和温度计时应先确定两者中 烧杯 的位置;实验过程中,某时刻温度计的示数如图1甲所示为 94 ℃;图1乙是水的温度随时间变化的关系图象,分析图象可知:水在沸腾过程中温度 不变 。
(2)小刚用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律,当蜡烛、凸透镜、光屏三者高度如图2所示时,适当调节 蜡烛 的高度后便可开始实验;当蜡烛距凸透镜25cm时,移动光屏,在光屏上承接到一个清晰缩小的像,生活中的 照相机 就是根据该成像规律制成的;把蜡烛适当靠近凸透镜,应将光屏 远离 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜,才能再次承接到清晰的像。
【解答】解:(1)酒精灯需用外焰加热,所以要先放好酒精灯,再固定铁圈的高度;而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中,但不能碰到容器壁和容器底,所以先放好烧杯后,再调节温度计的高度;
由图可知,温度计的分度值为1℃,所以温度计的读数为94℃;
由图像可知,水在沸腾时,温度保持不变,故水在沸腾过程中温度变化的特点是温度不变;
(2)调整凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度上,这样做的目的是使物体的像能够成在光屏的中心,如图所示,烛焰的中心位置过高,应适当向下调节;
当u=25cm>2f时,成倒立、缩小的实像,其应用是照相机;
将烛焰向右移动靠近,此时像距会变大,所以应将光屏向右移动远离透镜。
故答案为:(1)烧杯;94;不变;(2)蜡烛;照相机;远离。
17.(8分)在测量小灯泡电阻的实验中,小会选用标有“2.5V”字样的小灯泡进行实验。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示电路补充完整;
(2)连接电路时,开关应处于 断开 状态。连接好电路,将滑片P移至最右端,接通电路后,发现小灯泡不发光,电压表示数约为3V,其原因可能是小灯泡 断路 ;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,电压表示数如图乙所示为 2.2 V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应将滑片P向 左 端滑动;
(4)下表是记录的实验数据,则小灯泡正常发光时的电阻约为 8.3 Ω(结果保留小数点后1位);实验中发现灯泡越亮,温度越高,结合数据可知:灯丝温度越高,电阻越 大 ;
次数
1
2
3
4
U/V
1
2
2.5
2.8
I/A
0.18
0.28
0.30
0.31
(5)小会在实验过程中发现用力捏滑片与电阻丝接触处,灯泡发光明显变亮。请结合影响导体电阻大小的因素,分析产生这一现象可能的原因是 滑片与电阻丝接触不良 。
【解答】解:(1)在测量小灯泡电阻的实验中,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:
;
(2)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;
小灯泡不发光,说明电路可能断路,电压表示数约为3V,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即其原因可能是小灯泡断路;
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为2.2V,小于灯泡额定电压2.5V,为测量小灯泡正常发光时的电阻,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑片P向左端滑动;
(4)由表中数据可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.3A,则小灯泡正常发光时的电阻为:
RL=ULIL=2.5V0.3A≈8.3Ω;
同理,其余三次实验的电阻为:
R1=U1I1=1V0.18A≈5.6Ω,
R2=U2I2=2V0.28A≈7.1Ω,
R4=U4I4=2.8V0.31A≈9.0Ω,
故结合数据可知:灯丝温度越高,电阻越大;
(5)用力捏滑片与电阻丝接触处,灯泡发光明显变亮,说明电路中电流变大,电阻变小;同时也说明在没有用力捏滑片与电阻丝接触处之前,滑片与电阻丝接触处电阻较大,故产生这一现象可能的原因是滑片与电阻丝接触不良。
故答案为:(1)见解答图;(2)断开;断路;(3)2.2;左;(4)8.3;大;(5)滑片与电阻丝接触不良。
18.(8分)小婷在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,在U形管接头处加装了一个“三通接头”,如图甲所示。
(1)U形管与探头连接时,阀门K应处于 打开 (选填“打开”或“关闭”)状态,以确保U形管内的水面相平;组装完成后,轻压探头的橡皮膜到一定程度,U形管内液面有明显的高度差并保持稳定,说明装置 不漏气 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)比较图乙与 丙 两图,可得出液体压强随深度的增加而增大;比较图丙与丁两图,还可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强 相等 ;
(3)若需通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系,应将图戊中的探头向 上 移动适当的距离;移动探头后,观察到U形管水面高度差为Δh,此时探头受到盐水的压强为p盐,小婷取出探头放回水中,当U形管水面高度差再次为Δh时,测出探头在水中的深度为0.2m,则p盐= 2000 Pa;
(4)小婷发现探头所处深度较浅时,U形管两液面的高度差不明显,可将U形管中的水换成密度更 小 的液体以方便读数;探究过程中,保持探头所处深度不变,将U形管逐渐向后倾斜,偏离竖直方向,U形管中两液面所对刻度线间的距离将 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【解答】解:(1)为了保持内外气压平衡,U形管与探头连接时,阀门K应处于打开状态,以确保U形管内的水面相平;
按压探头的橡皮膜,U形管两边液面高度变化明显并保持稳定,说明实验装置密封良好,不漏气;
(2)研究液体压强与深度的关系,要控制液体的密度相同,比较图乙与丙两图,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大;
比较图丙与丁两图可知,探头在水中的深度相同,方向不同,U形管内液柱的高度差相同,因此可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强相等;
(3)由控制变量法可知,若需通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系,应将图戊中的探头向上移动适当的距离;
探头在盐水中和水中时,观察到U形管水面高度差均为Δh,说明探头在盐水中受到的压强与在水中受到的压强相同,
所以p盐=p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;
(4)由p=ρgh可知,压强相同时,密度越小的液体,深度越大,所以可将U形管中的水换成密度更小的液体以方便读数;
探究过程中,保持探头所处深度不变,探头所受的压强不变,所以将U形管逐渐向后倾斜,偏离竖直方向,U形管中两液面所对刻度线间的距离将不变。
故答案为:(1)打开;不漏气;(2)丙;相等;(3)上;2000;(4)小;不变。
四、计算论述题(本题共3个小题,19小题6分,20小题8分,21小题8分,共22分。解题应写出必要的文字说明、步骤和公式,只写出最后结果的不能得分。)
19.(6分)如图所示的电路中,电源电压恒为2V,R1的阻值为10Ω,R2的阻值为20Ω,闭合开关S。求:
(1)通过R1的电流;
(2)通电50s,R2消耗的电能。
【解答】解:(1)由图可知,R1、R2并联,
根据并联电路的电压特点可知,R1、R2两端的电压:U1=U2=U=2V,
通过R1的电流:I1=U1R1=2V10Ω=0.2A;
(2)通电50s,R2消耗的电能:W2=U22R2t=(2V)220Ω×50s=10J。
答:(1)通过R1的电流为0.2A;
(2)通电50s,R2消耗的电能为10J。
20.(8分)桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具。如图所示,硬杆用细绳悬挂在树上,杆可绕O点自由旋转且与树之间无作用力,用细绳将重力为20N、容积为2.8×10﹣2m3的桶悬挂在B端,在A端重120N的拗石辅助下,人可轻松将一桶水从井中提起,OA:OB=3:2;悬挂桶的绳子始终保持在竖直方向上,忽略杆和绳的重力。
(1)桶装满水时,求水的质量;
(2)空桶在井中漂浮时,求桶排开水的体积;
(3)一重力为480N的人用桔槔将装满水的桶提出水面后(忽略桶外壁沾水),桔槔处于平衡状态时,人与地面的受力面积为500cm2,求人对地面的压强。
【解答】解:(1)由ρ=mV可得,桶装满水时水的质量:
m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×2.8×10﹣2m3=28kg;
(2)空桶在井中漂浮时,受到的浮力F浮=G桶=20N,
由F浮=ρ水gV排可得,桶排开水的体积:
V排=F浮ρ水g=20N1.0×103kg/m3×10N/kg=2×10﹣3m3;
(3)水的重力G水=m水g=28kg×10N/kg=280N,
桶和水的总重力G总=G桶+G水=20N+280N=300N,
由杠杆平衡条件可得:G拗石×OA=(G总﹣F)×OB,
120N×3=(300N﹣F)×2
解得,作用在此人手上的拉力F=120N;
人对地面的压力F压=G人+F=480N+120N=600N,
人与地面的受力面积为S=500cm2=5×10﹣2m2,
人对地面的压强:
p=F压S=600N5×10-2m2=1.2×104Pa。
答:(1)桶装满水时水的质量为28kg;
(2)空桶在井中漂浮时,桶排开水的体积为2×10﹣3m3;
(3)人对地面的压强为1.2×104Pa。
21.(8分)寒假期间,小丽在外婆家发现一闲置的旧电炉(如图甲),铭牌上标有“220V 484W”字样,电炉只有一根电阻丝。为检测电炉能否工作,将其单独接入家庭电路中,观察到表盘如图乙的电能表的指示灯在120s内闪烁了16次,忽略温度对电阻的影响。
(1)求电炉电阻丝的阻值;
(2)求检测时电炉的实际功率;
(3)小丽想为外婆制作一个可调温的发热坐垫。在父母的陪同下,她拆下整根电阻丝并分成两段,将其中一段制作为阻值可调的电阻丝;将两段均可发热的电阻丝接入电源电压恒为10V的电路中,在通过电阻丝的电流不超过其额定电流的情况下,坐垫的最大功率为27W,求发热坐垫在最小功率状态下工作10s产生的热量。
【解答】解:(1)由P=U2R可知,电炉电阻丝的阻值:R=U2P=(220V)2484W=100Ω;
(2)1200imp/kW•h表示电路中用电器每消耗1kW•h电能,电能表的指示灯闪烁1200次,
指示灯闪烁16次,电炉消耗的电能:W=16imp1200imp/kW⋅h=2150kW•h=4.8×104J,
检测时电炉的实际功率:P实=Wt=4.8×104J120s=400W;
(3)根据串联电路的电阻特点可知,当两段电阻丝串联,并将可调节的电阻丝调到最大阻值时,电路中的总电阻最大,根据P=U2R可知,发热坐垫的总功率最小,
电路中的最大总电阻:R大=R=100Ω,
发热坐垫在最小功率状态下工作10s产生的热量:Q=W′=U′2R大t′=(10V)2100Ω×10s=10J。
答:(1)电炉电阻丝的阻值为100Ω;
(2)检测时电炉的实际功率为400W;
(3)发热坐垫在最小功率状态下工作10s产生的热量为10J。
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