2019年江苏省南京市中考物理试题与解析

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发布时间:07-0909:31

2019年江苏省南京市中考物理试题与解析

一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分,每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题意)

1.(2分)下列能源中,属于可再生能源的是(  )

A.天然气 B.煤

C.石油 D.风能

【分析】从能源是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源。化石能源、核能会越用越少,不可能在短期内从自然界得到补充,所以它们属于不可再生能源;而风能、水能、太阳能、生物质能,可以在自然界里源源不断的得到补充,所以它们属于可再生能源。

【解答】天然气、煤、石油都属于不可再生能源,只有风能可以在自然界里源源不断的得到补充,是可再生能源,故D正确、ABC错误。

故选:D

2.(2分)以下活动中,用来探究声音产生原因的是(  )

A.将发声的音叉触及面颊

B.用大小不同的力敲鼓

C.将发声手机置于密闭瓶内并抽气

D.用硬卡片在梳齿上快划、慢划

【分析】物体发声时一定振动,振动停止,发声停止;声音的传播需要介质,真空不能传声;声音三个特性:音调、响度、音色。音调跟频率有关,频率越大,音调越高。响度跟振幅有关。音色跟材料和结构有关。

【解答】将发声的音叉接触及面颊,感觉音叉振动,说明声音发声时振动,故A符合题意;用大小不同的力敲鼓,鼓面振幅不同,响度不同,研究的是响度跟振幅的关系,故B不符合题意;罩内抽出空气,闹铃铃声明显减小,说明声音传播需要介质,故C不符合题意;用硬卡片在梳齿上快划、慢划时听声音的变化,由于梳齿振动频率不同,频率增大,音调变高,声音变高,所以研究的是音调和频率的关系,故D不符合题意。

故选:A

3.(2分)关于家庭电路,下列说法正确的是(  )

A.用电器的金属外壳一定要接地

B.空气开关自动断开,一定是某处出现了短路

C.电能表测量的是家用电器的总功率

D.使用测电笔时,手不能接触笔尾的金属电极

【分析】有金属外壳的用电器,其外壳一定要接地,以防止漏电事故的发生;空气开关跳闸是因为电路中电流过大,电流过大的原因是短路或用电器的总功率过大;电能表是测量电路消耗电能的仪表;使用测电笔时,手必须要接触笔尾的金属体,才能分辨出火线、零线。

【解答】用带有金属外壳的用电器时,外壳必须接地,是为了防止触电,符合安全用电要求,故A正确;空气开关“跳闸”,可能是电路出现了短路,也可能是用电器的总功率过大,故B错误;电能表是测量电路消耗电能(或测量电功)的仪表,故C错误。使用测电笔辨别火线和零线时,手必须接触笔尾金属电极,故D错误。

故选:A

4.(2分)如图是小明春游时在水边看到的美景,下图中能正确反映他看到水中“树木”的光路图是(  )

【分析】平静的水面映出岸上树木的倒影是利用平面镜成像,平面镜成像的特点:成正立、等大的虚像,像与物体关于平面镜对称。

【解答】看到水中“树木”属于平面镜成像,平面镜成像原理是光的反射,所成的像是反射光线的反向延长线的会聚点,不是实际光线的会聚点,所以成的是虚像,而AC两图中光线从水中发出,D图中光线由眼睛处发出,故ACD错误,只有B正确。

故选:B

5.(2分)图甲为探究冰熔化特点的实验装置,图乙为观察“碘锤”中的物态变化实验装置。已知标准大气压下,冰和碘的熔点分别是0℃和113.5℃.对比两实验有以下判断:(1)冰和碘都经历了固态变为液态的过程;(2)冰和碘在物态变化过程中都需要吸收热量。这两个判断(  )

A.只有(1)正确

B.只有(2)正确

C.都正确

D.都错误

【分析】物体由固态直接变为气态的过程叫升华;固态的碘受热容易升华;在物态变化的六个过程中,熔化、汽化和升华过程都需要吸收热量,凝固、液化和凝华过程都需要放出热量。

【解答】甲图中试管中的冰放在装水的烧杯中,冰会在试管内吸热熔化;图乙酒精灯给“碘锤”中固态碘加热,固态碘吸热升华;升华是指物体直接从固态变成气态,没有液态这一中间状态,故碘没有经历固态到液态的过程。所以,题干中(1)说法错误,(2)说法正确。

故选:B

6.(2分)小明看到闪电后12.3s又听到雷声已知声音每3s传播的距离约为1000m,光速约为3×108m/s,于是他用12.3除以3很快估算出闪电发生位置到他的距离为41km。假设声速或光速发生以下变化,这种估算方法不再适用的是(  )

A.声速增大为原来的两倍

B.声速减小为原来的一半

C.光速减小为原来的一半

D.光速减小为声速的两倍

【分析】要求声源到人所在位置的距离,可根据s=vt进行求解即需要知道声速v和声音传播的时间t,而声速v的单位由m/s换算为km/s可知声源到人所在位置的距离s。从而判定该方法的正确与否。

【解答】他用12.3除以3很快估算出闪电发生位置到他的距离,这种估算方法原理是:

由于光速远远大于声速,故光传播的时间忽略不计来处理的,所以,故这种估算方法的前提是光速远远大于声速,ABC选项中的变化,仍满足光速远远大于声速的条件,但D选项中,光速减小为声速的两倍,光传播的时间就不能忽略不计了,故这种估算方法不能适用。

故选:D

7.(2分)关于粒子和宇宙,下列说法正确的是(  )

A.固体、液体很难被压缩,说明分子间存在吸引力

B.杨絮漫天飞舞,说明分子在做永不停息的无规则运动

C.电子、原子核、原子是按照由小到大的尺度排序的

D.“地心说”提出太阳是宇宙的中心

【分析】分子动理论内容为:物质是由大量分子组成的,分子在永不停息地做无规则运动,分子间存在相互的作用力;常见粒子尺度由小到大排序:电子、原子核、原子、分子;“地心说”提出地球是宇宙的中心。

【解答】固体和液体很难被压缩是因为分子间存在相互的斥力,故A错误;杨絮漫天飞舞,说明分子在做永不停息的无规则运动,柳絮飞舞属于宏观物体运动不是分子运动,故B错误;常见粒子尺度由小到大排序:电子、原子核、原子、分子。所以C正确;“地心说”提出地球是宇宙的中心。所以D错误。

故选:C

8.(2分)如图所示,两辆相同的小车上分别固定一块磁体和一个铁块,将它们靠近到一定距离后由静止释放,两小车同时运动下列说法正确的是(  )

A.两小车相互远离

B.小车运动起来是因为小车有惯性

C.磁体对铁块有作用力,同时铁块对磁体也有作用力

D.磁体对铁块的作用力和铁块受到的重力是一对平衡力

【分析】磁体对铁块具有吸引力;力是改变物体运动状态的原因;物体间力的作用是相互的;平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。

【解答】因为磁体对铁块具有吸引力,所以将它们靠近到一定距离后由静止释放,两小车将靠近,故A错误;力是改变物体运动状态的原因,小车运动起来是因为磁体和铁块之间彼此产生了力的作用,带动小车运动,故B错误;物体间力的作用是相互的,所以磁体对铁块有作用力,同时铁块对磁体也有作用力,故C正确;磁体对铁块的作用力和铁块受到的重力不在一条直线上,方向不相反,大小也不一定相等,不是一对平衡力,故D错误。

故选:C

9.(2分)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是(  )

A.温度相同的物体内能一定相等

B.汽油机做功冲程中燃气的内能减小

C.我们不敢大口喝热气腾腾的汤,是因为汤含有的热量较多

D.电能可以使灯泡发光,同时产生内能,这些内能又可以自动地转化为电能

【分析】物体的内能跟物体的质量、状态、温度有关。热量总是从温度高的物体传给温度低的物体;热机是燃料在气缸内燃烧,产生高温高压的燃气,燃气对活塞做功,内能转化为机械能;热量是个过程量,区别于状态量,只是在热传递这个过程中才有热量这个物理量,当两物体温差达到相等时,热传递就停止。所以只能说某物体吸收了多少热量,放出了多少热量,而不能说含有多少热量;能量在转化的过程中具有方向性,很多能量转化的实例都说明了这一点。

【解答】内能跟物体的质量、状态、温度有关,温度相同的物体,内能不一定相同,故A错误;汽油机的做功冲程中,燃气对活塞做功,燃气的内能转化为机械能,所以燃气的内能减少,故B正确;我们不敢大口地喝热气腾腾的汤,是因为热汤的温度高;热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,故C错误;电能可以使电灯发光,同时产生内能,而这些内能无法自动地转化为电能,是因为能量的转化是有方向性的,故D错误。

故选:B

10.(2分)如图是水位自动报警器的原理示意图,下图四个实验能反映其自动报警原理的是(  )

【分析】由水位的变化导致了控制电路的通断,进一步决定了电磁铁磁性的有无,从而控制了工作电路的动触点的位置的变化,改变了工作电路的连接情况。

【解答】当水位达到金属块A时,控制电路接通。电路中有了电流,电磁铁有磁性,向下吸引衔铁,使动触点与绿灯所在电路的静触点分开,绿灯灭。与红灯所在电路的静触点接通,导致了红灯所在的电路接通,红灯亮;由此可见:水位自动报警器的原理是通过电磁铁控制工作电路的。

条形磁铁的周围存在磁场,故A错误;是电动机的原理,故B错误;电磁感应现象,是发动机的原理,故C错误;是电磁铁的原理,能反映其自动报警原理,故D正确。

故选:D

11.(2分)利用图示甲、乙装置(燃烧皿内燃料和烧杯内液体未画出),既可以比较不同液体的比热容,又可以比较不同燃料的热值。要求仅根据温度计示数的变化完成实验,则两个实验都需要控制相同的(  )

A.液体种类 B.燃料种类

C.液体质量 D.燃料质量

【分析】比较不同物质的比热容,应使用相同的热源,控制质量相同的不同液体相同时间内吸热相同,通过温度的变化来判断不同液体的吸热能力;

比较不同燃料的热值,根据控制变量法,要使用质量相同的不同燃料完全燃烧后使相同质量的同种液体吸热,通过比较液体升高的温度,根据Q=cm△t,得出不同燃料放出热量的多少。

【解答】比较不同物质的比热容,应使用相同的热源,控制质量相同的不同液体相同时间内吸热相同,通过温度的变化来判断不同液体的吸热能力;

比较不同燃料的热值,根据控制变量法,要使用质量相同的不同燃料完全燃烧后使相同质量的同种液体吸热,通过比较液体升高的温度,得出不同燃料放出热量的多少,故两个实验都需要控制相同的液体质量,ABD错误,只有C正确。

故选:C

12.(2分)如图所示电路,电源电压恒为4.5V,定值电阻R↓0的阻值为10Ω,滑动变阻器的最大阻值为30Ω,电阻箱R↓x最大阻值为999.9Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,下列说法正确的是(  )

A.S↓1、S↓2均向左闭合,R↓x允许接入电路的最大阻值为20Ω

B.S↓1、S↓2均向右闭合,电路允许消耗的最大功率为2.7W

C.S↓1向左、S↓2向右闭合,R↓ x允许接入电路的最大阻值为60Ω

D.S↓1向右、S↓2向左闭合,只调R↓x使电流表示数减半后其阻值一定大于原来的2倍

【分析】(1)闭合开关S,S↓1、S↓2均向左闭合时,R↓0、R↓x、滑动变阻器串联,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大且电压表的示数U↓x=3V时,电阻箱Rx接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出R↓0和滑动变阻器两端的电压之和,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出R↓x允许接入电路的最大阻值;

(2)闭合开关S,S↓1、S↓2均向右闭合时,R↓0、Rx、滑动变阻器串联,电压表测R0两端的电压,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电压表的示数U0=3V时电路中的电流,然后与电流表的量程相比较确定电路中的最大电流,利用P=UI求出电路允许消耗的最大功率;

(3)闭合开关S,S↓1向左、S↓2向右闭合时,R↓0、R↓x、滑动变阻器串联,电压表测R↓0和R↓x两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大且电压表的示数U↓(0x)=3V时,电阻箱R↓x接入电路中的电阻最大,根据串联电路的电压特点求出此时滑动变阻器两端的电压,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出R↓0和R↓x的最大总阻值,利用电阻的串联求出R↓x允许接入电路的最大阻值;

(4)闭合开关S,S↓1向右、S↓2向左闭合,R↓0、R↓x、滑动变阻器串联,电压表被短路,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的总电阻,同理表示出只调R↓x使电流表示数减半时电路的总电阻,根据欧姆定律可知两种情况下电路的总电阻关系,然后比较判断得出答案。

【解答】(1)闭合开关S,S↓1、S↓2均向左闭合时,R↓0、R↓x、滑动变阻器串联,电压表测Rx两端的电压,电流表测电路中的电流,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大且电压表的示数U↓x=3V时,电阻箱Rx接入电路中的电阻最大。因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R↓0和滑动变阻器两端的电压之和:

U↓(0滑)=U﹣U↓x=4.5V﹣3V=1.5V,

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流:

I↓1=

=1.5V/(10Ω+30Ω)=0.0375A,

R↓x允许接入电路的最大阻值:

R↓(x大)=U↓x/I↓1=3V/0.0375A=80Ω,故A错误;

(2)闭合开关S,S↓1、S↓2均向右闭合时,R↓0、R↓x、滑动变阻器串联,电压表测R↓0两端的电压,电流表测电路中的电流。

当电压表的示数U↓0=3V时,电路中的电流:

I↓2=U↓0/R↓0=3V/10Ω=0.3A,

因串联电路中各处的电流相等,且电流表量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流为0.3A,则电路允许消耗的最大功率:

P↓大=UI↓2=4.5V×0.3A=1.35W,故B错误;

(3)闭合开关S,S↓1向左、S↓2向右闭合时,R↓0、R↓x、滑动变阻器串联,电压表测R↓0和R↓x两端的电压,电流表测电路中的电流。

当滑动变阻器接入电路中的电阻最大且电压表的示数U↓(0x)=3V时,电阻箱R↓x接入电路中的电阻最大,此时滑动变阻器两端的电压:

U↓滑=U﹣U↓(0x)=4.5V﹣3V=1.5V,

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流:

I↓3=U↓滑/R↓滑 大)=1.5V/30Ω=0.05A,

则R↓0和R↓x的最大总阻值:

R↓总=U↓(0x)/I↓3=3V/0.05A=60Ω,

所以,R↓x允许接入电路的最大阻值:

R↓(x大)′=R↓总﹣R↓0=60Ω﹣10Ω=50Ω,故C错误;

(4)闭合开关S,S↓1向右、S↓2向左闭合,R↓0、R↓x、滑动变阻器串联,电压表被短路,电流表测电路中的电流。设此时电路的总电阻为:

R↓总′=R↓x+R↓0+R↓滑,即R↓x=R↓总′﹣R↓0﹣R↓滑,

只调R↓x使电流表示数减半时,电路的总电阻R↓总″=R↓x′+R↓0+R↓滑,即R↓x′=R↓总″﹣R↓0﹣R↓滑,

由R=U/I可知,只调R↓x使电流表示数减半时,电路的总电阻R↓总″=2(R↓x+R↓0+R↓滑),则R↓x′﹣R↓x=(R↓总″﹣R↓0﹣R↓滑)﹣(R↓总′﹣R↓0﹣R↓滑)=R↓总″﹣R↓总′=2(R↓x+R↓0+R↓滑)﹣(R↓x+R↓0+R↓滑)=R↓x+R↓0+R↓滑>R↓x,所以,R↓x′>2R↓x,即只调R↓x使电流表示数减半后其阻值一定大于原来的2倍,故D正确。

故选:D

二、填空题(本题共7小题,每空1分,共26分)

13.(3分)南京长江大桥是我市的地标性建筑,现已焕然一新并顺利通车,如图甲所示。

(1)大桥上层的公路桥全长______m(填单位)。

(2)以江面上行驶的船为参照物,桥头堡是______的。

(3)图乙中,大桥上“玉兰花灯”内的钠灯全部换为LED灯后,总功率减少了约180kW。与原来相比,所有灯工作5h可节约电能______度。

【分析】生活的了解和对物理单位的认识,填上符合实际的单位;在研究物体的运动情况时,需要选取一个参照物,物体与参照物之间的位置发生变化,则物体是运动的;物体与参照物之间的位置没有发生变化,则物体是静止的;已知灯减小的总功率,直接利用W=Pt即可求出节约的电能。

【解答】大桥上层的公路桥全长4589m;以江面上行驶的船为参照物,桥头堡与船之间的位置发生了变化,所以桥头堡是运动的;灯工作5h可节约电能为:W=Pt=180kW×5h=900kWh=900度。

答案:(1)m;(2)运动;(3)900

14.(3分)如图为一辆正在匀速行驶喷射水雾的环保车,它的动能______(选填“增大”、“减小”或“不变”),水雾喷出后一会儿就消失了,其中发生的物态变化是______,此过程需要______热。

【分析】根据影响动能和势能的因素判断其变化,得出机械能的变化;由液态变为气态的过程为汽化。

【解答】水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水,速度不变,质量减小,所以动能减小,则机械能减小;水雾喷出后一会儿就消失了,是由于水吸热后汽化变为水蒸气了。

答案:减小;汽化;吸

15.(3分)在干燥的天气里,用塑料梳子梳头,发现越梳头发越蓬松,同时梳子还能吸引碎纸屑。前者是因为头发带______(选填“同”或“异”)种电荷而相互______;后者是因为带电体有______的性质。

【分析】电荷间的作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;带电体具有吸引轻小物体的性质。

【解答】用塑料梳子梳头,发现越梳头发越蓬松,是因为头发带上同种电荷,同种电荷相互排斥的结果;梳子还能吸引碎纸屑。是因为梳子由于与头发摩擦而带电,带电体能够吸引轻小物体。

答案:同;排斥;吸引轻小物体

16.(4分)两个相同的圆柱形容器中分别装有体积相等的甲、乙两种液体,图示是同一只鸡蛋在两种液体中静止时的情景。图中两种液体的密度分别为ρ↓甲和ρ↓乙,鸡蛋所受浮力分别为F↓甲和F↓乙,容器底部所受液体压强分别为p↓甲和p↓乙,则它们的大小关系是:ρ↓甲_____ρ↓乙,F↓甲_____F↓乙,p↓甲____P↓乙,以下三种方案:①在鸡蛋上开小孔,用注射器抽取鸡蛋内蛋清,再用胶带封好小孔;②在鸡蛋上开小孔塞入大头针,用胶带封好小孔;③在容器中加入比原液体密度更大的液体,若想使鸡蛋在乙液体中下沉,可行的方案有____(填序号)。

【分析】(1)悬浮的物体密度等于液体的密度,漂浮的物体密度小于液体的密度;

(2)悬浮的物体受到的浮力等于物体的重力;漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力;

(3)由于是两个相同的圆柱形容器中,则容器底部所受液体压力等于液体和漂浮(悬浮)的物体的总重力,然后根据G=ρVg比较得出它们的总重力,利用p=F/S即可比较压强。

(4)根据浮沉条件判断即可。

【解答】(1)由图知:鸡蛋在甲液体中悬浮,说明ρ↓甲=ρ;鸡蛋在乙液体中漂浮,说明ρ↓乙>ρ。所以ρ↓甲<ρ↓乙;

(2)鸡蛋在甲液体中悬浮,则F↓甲=G;鸡蛋在乙液体中漂浮,则F↓乙=G。所以,F↓甲=F↓乙;

(3)由于甲、乙两种液体的体积相等,且液体的密度ρ↓甲<ρ↓乙,根据G=ρVg可知液体的重力:G↓甲<G↓乙;

由于是圆柱形容器中,则容器底部所受液体压力:F↓甲′=G↓甲+G,F↓乙′=G↓乙+G,所以,F↓甲′<F↓乙′;

由于圆柱形容器是相同的,则容器的底面积相同,根据p=F/S可知容器底部所受液体压强:p↓甲<p↓乙。

(4)图乙中鸡蛋处于漂浮,若想使鸡蛋在乙液体中下沉,根据浮沉条件可知:应增大重力或减小浮力;

①在鸡蛋上开小孔,用注射器抽取鸡蛋内蛋清,再用胶带封好小孔;此时鸡蛋的重力变小,故①方案不可行。

②在鸡蛋上开小孔塞入大头针,用胶带封好小孔;此时鸡蛋的重力变大,故②方案可行。

③在容器中加入比原液体密度更大的液体,若鸡蛋浸入液体中的体积不变,根据F↓浮=ρV↓排g可知浮力变大,鸡蛋会上浮,故③方案不可行。

答案:<;=;<;②

17.(5分)建筑工地上,起重机吊臂上的滑轮组如图所示在匀速起吊重4.2×10↑3N的物体时,物体5s内上升了6m,此过程中有用功为______J,钢丝绳移动的速度为______m/s;若滑轮组的机械效率为70%,则额外功为______J,拉力F为______N,其功率为______W。

【分析】根据有用功等于物重与物体升高的高度的积;根据速度公式可求物体上升的速度,由v↓绳=nv物可求钢丝绳移动的速度,根据η=W↓(有用)/W↓总可求总功,额外功等于总功减去有用功,再根据W=Fs=Fnh可求拉力;根据P=Fv可求功率。

【解答】有用功:

W↓(有用)=Gh=4.2×10↑3N×6m=2.52×10↑4J;

由图可知,n=3,钢丝绳移动的速度:

v↓绳=nv↓物=n×h/t=3×6m/5s=3.6m/s;

由η=W↓(有用)/W↓总可得,

总功:W↓总=W↓(有用)/η,

额外功:W↓额=W↓总﹣W↓(有用)=W↓(有用)/η﹣W↓(有用)=W↓(有用)[(1/η)﹣1]=2.52×10↑4J×[(1/70%)﹣1]=1.08×10↑4J;

总功:W↓总=Fs,

拉力:F=W↓总/s=W↓总/nh=W↓(有用)/ηnh=2.52×10↑4J/70%×3×6m=2000N;

拉力的功率:

P=Fv=2000N×3.6m/s=7.2×10↑3W。

答案:2.52×10↑4;3.6;1.08×10↑4;2000;7.2×10↑3

18.(4分)如图所示,电源电压恒定,R↓1、R↓2为定值电阻,R↓2=20Ω,灯泡L标有“6V 3W”字样。

(1)当S、S↓1、S↓2都闭合时,灯泡L正常发光,电流表示数为______A,电路消耗的总功率为______W;

(2)当S闭合,S↓1、S↓2断开时,电压表示数为2V,则R↓1的阻值为_____Ω,通电1minR↓1产生的热量为_______J。

【分析】(1)灯泡L标有“6V 3W”字样,表示灯的额定电压为6V,额定功率为3W,根据P=UI求出灯的额定电流;当S、S↓1、S↓2都闭合时,R↓1短路,R↓2与灯并联,电流表测干路电流,根据灯泡L正常发光(电流为0.5A)可知电源电压,由欧姆定律得出通过R↓2的电流;根据并联电路电流的规律求出电流表示数;根据P=UI得出电路消耗的总功率;

(2)当S闭合,S↓1、S↓2断开时,两电阻串联,电压表测R↓1的电压,根据串联电路电压的规律求出R↓2的电压,由分压原理求出R↓1,根据Q=(U↓1↑2/R↓1)t求出通电1minR↓1产生的热量。

【解答】(1)灯泡L标有“6V 3W”字样,表示灯的额定电压为6V,额定功率为3W,

根据P=UI可得,灯的额定电流为:

I↓L=P/U=3W/6V=0.5A,

当S、S↓1、S↓2都闭合时,R↓1短路,R↓2与灯并联,电流表测干路电流,由于此时灯泡L正常发光,所以通过灯的电流为0.5A,电源电压为6V。由欧姆定律可得,通过R↓2的电流为:

I↓2=U/R↓2=6V/20Ω=0.3A,

根据并联电路电流的规律,电流表示数为:

I=I↓2+I↓L=0.3A+0.5A=0.8A;

电路消耗的总功率为:

P=UI=6V×0.8A=4.8W;

(2)当S闭合,S↓1、S↓2断开时,两电阻串联,电压表测R↓1的电压,电压表示数为2V,根据串联电路电压的规律,R↓2的电压为6V﹣2V=4V,

因R↓1的电压为R↓2电压的2V/4V=1/2,由分压原理可得R↓1的阻值:

R↓1=(1/2)×R2=(1/2)×20Ω=10Ω,

通电1minR↓1产生的热量为:

Q=(U↓1↑2/R↓1)t=(2V↑2/10Ω)×1×60s=24J。

答案:(1)0.8;4.8;(2)10;24

19.(4分)如图所示是一款新型节能装置﹣空气能热水器,它的制热能效比(制热量和压缩机所耗电能之比)为4:1,用手机通过______波可以远程遥控。某同学洗一次澡用水30L,则所用水的质量为_______kg,这些水温度由12℃升高到42℃吸收的热量为______J,若这些热量分别由空气能热水器和电热水器(效率为90%)提供,则空气能热水器压缩机所耗电能与电热水器所耗电能相比,可节约电能______J。[c↓水=4.2×10↑3J/(kg℃)

【分析】(1)手机通信靠的是电磁波,手机既能发射电磁波也能接收电磁波;

(2)知道某同学洗一次澡用水的体积,利用ρ=m/V求出所用水的质量,又知道水的比热容和初温、末温,根据Q↓吸=c↓水m(t﹣t↓0)求出水吸收的热量,利用空气能热水器的制热能效比为4:1求出空气能热水器提供这些热量时消耗的电能,利用η=Q↓吸/W×100%求出用电热水器加热时消耗的电能,两者的差值即为空气能热水器压缩机所耗电能与电热水器所耗电能相比可节约的电能。

【解答】(1)手机既能接收电磁波也能发射电磁波,用手机通过电磁波可以远程遥控空气能热水器;

(2)某同学洗一次澡用水的体积:

V=30L=30dm↑3=0.03m↑3,

由ρ=m/V可得,所用水的质量:

m=ρV=1.0×10↑3kg/m↑3×0.03m↑3=30kg,

这些水温度由12℃升高到42℃吸收的热量:

Q↓吸=c↓水m(t﹣t↓0)=4.2×10↑3J/(kg℃)×30kg×(42℃﹣12℃)=3.78×10↑6J,

因空气能热水器的制热能效比为4:1,

所以,由空气能热水器提供这些热量时,消耗的电能:

W↓1=(1/4)Q↓吸=(1/4)×3.78×10↑6J=9.45×10↑5J,

已知电热水器的效率为90%,由η=Q↓吸/W×100%可得,用电热水器加热时消耗的电能:

W2=Q↓吸/η=3.78×10↑6J/90%=4.2×10↑6J,

则空气能热水器压缩机所耗电能与电热水器所耗电能相比可节约的电能:

△W=W↓2﹣W↓1=4.2×10↑6J﹣9.45×10↑5J=3.255×10↑6J。

答案:电磁;30;3.78×10↑6;3.255×10↑6

三、解答题(本题共11小题,共50分解答第2728题时应有公式和解题过程)

20.(2分)完成图中的光路。

【分析】在作凸透镜、凹透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。

【解答】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,如图下所示:

21.(2分)图中物块正水平向左滑动并压缩弹簧在O点画出物块水平方向受力示意图。

【分析】画力的示意图,首先要对物体进行受力分析,看物体受几个力,要先分析力的大小、方向和作用点,再按照画图的要求画出各个力。

【解答】物块正水平向左滑动并压缩弹簧,分析可知在O点时物块水平方向上受到弹簧对它向右的弹力、地面对它水平向右的摩擦力,过物块重心,沿水平向右的方向做出这两个力,如图下所示:

22.(2分)根据小磁针静止时所指方向,在图中画出通过小磁针中心的一条磁感线,并标出电源的正极。

【分析】由小磁针N极所指的方向可知磁感线的方向,由磁感线的特点可知磁极分布,根据安培定则可判断电源的正负极。

【解答】小磁针N极向下,则说明该点磁感线向下,而外部磁感线由N极指向S极,故上侧为N极,下侧为S极;由右手螺旋定则可知螺线管的绕向为由上向下,故可得电源上方为正极,如图下所示:

23.(4分)用图甲所示的实验装置做“观察水的沸腾”实验。

(1)按规范要求,调节铁圈2的高度时,______(选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯。

(2)当水温升到92℃时,每隔0.5min记录一次温度计的示数,部分数据记录如下表。分析数据可知:水的沸点是______℃。

(3)在其他条件不变的情况下,仅将水的质量减少,重复(2)的实验步骤,在图乙中大致画出“温度一时间”的关系图象。

【分析】(1)点燃酒精灯加热物体时,要使酒精灯的外焰加热,安装装置时,先从下到上,方便调节。

(2)液体沸腾时不断吸收热量,温度保持不变,这个不变的温度是液体的沸点。

(3)在时间和温度图象上,描出温度和时间的对应点,并把各点用光滑的曲线连接起来。

【解答】(1)按规范要求,要使酒精灯的外焰加热,调节铁圈2的高度时,需要点燃酒精灯。

(2)由表格数据知,水在第6min开始,水不断吸收热量,温度保持98℃不变,所以此时水的沸点是98℃。

(3)根据表格中数据,在时间和温度图象上描点,用光滑的曲线连接各点。如下图:

答案:(1)需要;(2)98;(3)如上图。

24.(5分)用橡皮做以下几个小实验。

(1)用刻度尺测量图中橡皮的长度为______cm。

(2)手用力压住橡皮,更易擦去写错的字应用的物理知识是_______越大,______越大。

(3)用细线吊住橡皮,将一本《物理》课本_______放在课桌面上,若发现______现象,则可以判断课桌面是水平的。

【分析】(1)刻度尺的分度值(或叫最小刻度值)为相邻的刻度线表示的长度;使用刻度尺测量物体长度时,要观察是否从0刻度线量起,起始端没从0开始,要以某一刻度当作“0”刻度,读出末端刻度值,减去前面的刻度即为物体长度,注意刻度尺要估读到分度值的下一位;

(2)滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关;

(3)重力的方向竖直向下,根据这个特点,制成重锤,检查墙砌的是否竖直,检查桌面是否水平。

【解答】(1)由图知:1cm之间有10个小格,所以1个小格代表的是0.1cm=1mm,即此刻度尺的分度值为1mm;橡皮左端与1.00cm对齐,右端与4.60cm对齐,所以橡皮的长度为L=4.60cm﹣1.00cm=3.60cm;

(2)用力压住橡皮,擦去写错的字,是在接触面粗糙程度相同时,增大压力来增大摩擦力;

(3)根据重垂线的原理,用细线吊住橡皮,将一本《物理》课本垂直放在课桌面上,若发现细线与书边平行(重合),说明课桌面是水平的。

答案:(1)3.60;(2)压力;摩擦力;(3)垂直;细线与书边平行(重合)

25.(4分)用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。图甲中一束平行光射向凸透镜,光屏上得到一个最小、最亮的光斑(未画出)。

(1)图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(未画出),则该像是倒立、______的实像。

(2)若在图乙中将凸透镜移到55cm刻度线处,则将光屏移动到______cm刻度线处,可以再次看到清晰的像。

(3)若在图乙中烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片,则将光屏向______(选填“左”或“右”,下同)移动才能再次看到清晰的像。

(4)若在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气,发现光屏上“烛焰尖部”变模糊,则将光屏向______移动,“烛焰尖部”又会变清晰。

【分析】(1)焦距是指从焦点到凸透镜的距离,根据甲图计算出焦距的大小;根据物距大于1倍焦距小于2倍焦距时,成倒立放大实像的原理进行分析;

(2)凸透镜u=v=2f时,成倒立等大的实像,据此分析;

(3)当凹透镜靠近凸透镜时,会聚能力减弱,使像呈在光屏的后方;

(4)在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气,流体大的位置压强小,火焰向左移动,根据凸透镜物远像近像变小分析解答。

【解答】解:(1)由图知,光斑即焦点处,所以焦距f=60cm﹣50cm=10cm;当蜡烛、凸透镜位于图乙中刻度对应的位置时,物距为50cm﹣35cm=15cm,大于1倍焦距小于2倍焦距,凸透镜能成倒立放大的实像;

(2)在图乙中将凸透镜移到55cm刻度线处,物距为u=55cm﹣35cm=20cm,u=2f,成倒立、等大的实像。像成在二倍焦距的位置,v=75cm﹣55cm=20cm,光屏在75cm的位置,所以光屏向左移动。

(3)凹透镜对光线有发散作用,靠近凸透镜时,使光线发散,像会聚在光屏的后方,像距增大,在光屏上要得到清晰的像,光屏要远离凸透镜,即要将光屏向右移动才能在光屏上成清晰的像;

(4)在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气,A点气体流速大,流体大的位置压强小,火焰向左移动,物距增大,像距减小,将光屏向左移动,“烛焰尖部”又会变清晰。

答案:(1)放大;(2)75;(3)右;(4)左

26.(3分)在科技节活动中,有一项挑战项目:如图所示,A、B、C、D是装满了某一种材料(细盐铁粉、米粉中的一种)的四个不透明的轻质密闭容器要求在不打开容器的前提下,将其中装有相同材料的两个容器挑选出来提供的器材有:

①与密闭容器同样的空容器各一个;

②天平和水按下列步骤在空白处填上适当的内容。

(1)用天平分别测出图中四个密闭容器的质量m↓A、m↓B、m↓C、m↓D;

(2)________

(3)若满足关系式:______=______(用测量的物理量表示),则A、C两容器中所装材料相同。

【分析】根据已知条件:A、B、C、D装满了某一种材料,其中两个装有相同材料的两个容器,现有与密闭容器同样的空容器各一个,轻质密闭容器,即质量可不计,可把这四个空容器都装满水,相同的两个容器所成盛物质的体积是相同,因密度是物质的一种特性,同种物质密度相同,根据密度公式的变形公式m=ρV,故若满足对应的容器质量之比相等,则A、C两容器中所装材料相同。

【解答】轻质密闭容器,即质量可不计,用天平分别测量出四个装满水后容器的质量m′↓A、m′↓B、m′↓C、m′↓D

即与四个容器容积相同的水的质量,根据密度是物质的一种特性和密度公式的变形公式m=ρV,若满足m↓A/m′↓A=m↓C/m′↓C,则A、C两容器中所装材料相同。

答案:(2)用天平分别测量出四个装满水后容器的质量m′↓A、m′↓B、m′↓C、m′↓D;

(3)m↓A/m′↓A;m↓C/m′↓C

27.(4分)如图所示为一拉杆旅行箱的示意图将其视为杠杆,O为支点,B为重心,BC为竖直方向,A为拉杆端点已知箱重为250N,OA为120cm,OC为24cm。

(1)图中在A点沿图示方向施加动力F,箱子静止则动力F的力臂为______cm,大小为______N。

(2)使拉杆箱在图示位置静止的最小动力为______N。

(3)生活中,常把箱内较重物品靠近O点摆放,这样使拉杆箱在图示位置静止的最小动力将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。

【分析】(1)画出F 的力臂,在直角三角形中30°所对的直角边是斜边的一半求出力臂。然后根据杠杆平衡条件求出F大小。

(2)要求最小的力一定找到最大的力臂,最大的力臂是连接支点和作用点做力臂。根据杠杆平衡条件求出最小力。

(3)分析阻力、阻力臂、动力臂的变化,杠杆杠杆平衡条件判断动力变化。

【解答】(1)如图,延长F画出力的作用线AM,然后过支点作力的作用线的垂线段ON,则F的力臂就是ON,

在Rt△ANO中,∠NAO=30°,

所以ON=(1/2)AO=(1/2)×120cm=60cm;

B为重心,BC为竖直方向,则图中OC为阻力臂,

由杠杆平衡条件可得:F×ON=G×OC,

即F×60cm=250N×24cm,

解得F=100N。

(2)F如红色方向时,动力臂最长为OA,动力最小,

由杠杆平衡条件可得:F'×OA=G×OC,

即F'×120cm=250N×24cm,

解得F'=50N;

(3)常把箱内较重物品靠近O点摆放,这样阻力臂减小,阻力不变,动力臂不变,根据杠杆平衡条件可以判断,最小动力将变小。

答案:(1)60;100;(2)50;(3)变小

28.(9分)有两只阻值未知的定值电阻R↓1、R↓2。

(1)图甲是用伏安法测R↓1阻值的实物电路,电源电压恒为3V,滑动变阻器最大阻值为10Ω。

①甲图中有一根导线连接错误,请在该导线上画“×”并在图上改正(所画的导线用实线且不能交叉)。

②改正电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,两电表均无示数,其原因可能是______(填字母)。

A.滑动变阻器断路 B.R↓1断路 C.R↓1短路

③故障排除后,正确操作实验器材,移动滑片,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示,则待测电阻R↓1=______Ω。

④现有以下三组数据,分析可知,不可能通过以上实验获得的数据有______(填序号)。

(2)图丙是能巧测R↓2阻值的实验电路图。图中R为电阻箱,R↓0为定值电阻(阻值未知)。要求仅利用电阻箱读数表达R↓2的阻值请在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______

②将开关接b,调节______,保持______不变,记下______

③则R↓2=______

【分析】(1)①电阻与变阻器并联,电压表串联在电路是错误的,电阻与电流串联,电压表与电阻并联;

②逐一分析每个选项,找出符合题意的答案;

③根据电流表选用小量程确定分度值读数,由欧姆定律求出待测电阻;

④根据电阻的串联和欧姆定律求出电路的最小电流为分析;

根据电流表分度值为0.02A分析;

(2)根据等效替代法分析回答。

【解答】(1)①电阻与变阻器并联,电压表串联在电路是错误的,电阻与电流串联,电压表与电阻并联,如下所示:

②A.若滑动变阻器断路,整个电路断路,两表都没有示数,符合题意;

B.若R↓1断路,电压表串联在电路中测电源电压,有示数,不符合题意;

C.若R↓1短路,电流表有示数,不符合题意;

故选A;

③故障排除后,正确操作实验器材,移动滑片,当电压表示数为1.2V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,由欧姆定律,则待测电阻:

R↓1=U/I=1.2V/0.3A=4Ω;

④根据电阻的串联和欧姆定律,电路的最小电流为:

I↓小=U/(U↓1+U↓滑大)=3V/(4Ω+20Ω)≈0.21A>0.2A,

电流表分度值为0.02A,故不能得到0.475A,

即不可能通过以上实验获得的数据有1、3;

(2)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,记下电流表的示数I和电阻箱的阻值R↓A;

②将开关接b,调节电阻箱,保持电流表示数I不变,记下电阻箱R的阻值R↓B;

③根据等效替代法,则R↓A=R↓2+R↓B,

故R↓2=R↓A﹣R↓B。

答案:(1)①如上所示;

②A;③4;④1、3;

(2)①电流表的示数I和电阻箱的阻值R↓A;

②电阻箱;电流表示数I;电阻箱R的阻值R↓B;

③R↓A﹣R↓B。

29.(5分)2019年,我国航天事业取得了世界瞩目的又一项成就﹣“玉兔二号”月球车成功登陆月球背面。图示为科技馆展厅内“玉兔二号”月球车的模型,质量为36kg。

(1)模型车静止在水平地面上时,它对地面的压力为多少牛?(g取10N/kg)

(2)若车轮与地面的总接触面积为400cm↑2,则车对地面的压强为多少帕?

【分析】(1)模型车静止在水平地面上时,它对地面的压力等于其重力,利用G=mg求出;

(2)已知压力和受力面积,利用p=F/S计算车对地面的压强。

【解答】解:(1)模型车静止在水平地面上时,它对地面的压力:

F=G=mg=36kg×10N/kg=360N。

(2)车对地面的压强:

p=F/S=360N/4×10↑(-2)m↑2=9×10↑3Pa。

答:(1)模型车静止在水平地面上时,它对地面的压力为360N;

(2)若车轮与地面的总接触面积为400cm↑2,则车对地面的压强9×10↑3Pa。

30.(10分)在综合实践活动中,科技小组设计了一个由压敏电阻控制的报警电路如图所示,电源电压恒为18V,电阻箱最大阻值为999.9Ω。报警器(电阻不计)通过的电流达到或超过10mA会报警,超过20mA会损坏。压敏电阻R↓x在压力不超过800N的前提下,其阻值随压力F的变化规律如下表所示。

(1)为不损坏元件,报警电路允许消耗的最大功率是多少?

(2)在压敏电阻R↓x所受压力不超过800N的前提下,报警电路所选滑动变阻器的最大阻值不得小于多少?

(3)现要求压敏电阻受到的压力达到或超过200N时,电路报警按照下列步骤调试此报警电路:

①电路接通前,滑动变阻器滑片P置于b端;根据实验要求,应将电阻箱调到一定的阻值,这一阻值为_______Ω;

②将开关向____端(填数字)闭合,调节______,直至_______

③保持_______,将开关向另一端闭合,报警电路即可正常使用。

(4)对(3)中已调试好的报警电路,现要求压敏电阻受到的压力达到或超过700N时,电路报警,若电源电压可调,其它条件不变,则将电源电压调为_____V即可。

【分析】(1)知道电路的最大电流和电源电压,根据P=UI求出功率。

(2)从表格数据知,压敏电阻每增加50N,电阻减小20Ω,求出压力为800N时的电阻,知道电源电压和报警时的电流求出电路总电阻,根据电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值至少为多少。

(3)进行报警器调试时,

第一,确定设定的压力。

第二,在表格中找到压力对应的电阻,让电阻箱调到压敏电阻设定压力的电阻值,电路接通2时,滑动滑动变阻器的滑片,使电路电流为报警电流0.01A,此时可以计算滑动变阻器此时的电阻。

第三,保持滑动变阻器的滑片位置不变,用压敏电阻代替电阻箱,电路接通1,电路即可正常报警。

(4)由表格计算压敏电阻700N时的电阻,此时滑动变阻器的电阻不变,求出电路总电阻,知道报警电流,可以求出电源电压。

【解答】(1)由题知,电源电压为18V,电路中最大电流为20mA=0.02A,

则报警电路允许消耗的最大功率:P↓(最大)=UI↓(最大)=18V×0.02A=0.36W;

(2)报警时电路中的最小电流是10mA=0.01A,由欧姆定律可得,此时报警电路的总电阻为:

R↓总=U/I=18V/0.01A=1800Ω,

由表格数据可知,压敏电阻受到的压力每增加50N,其电阻会减小20Ω,

则压敏电阻受到的压力为800N时,其阻值为:R↓X=580Ω﹣(800N/50N)×20Ω=260Ω,

所以,滑动变阻器的最大阻值至少为:R↓滑=R﹣R↓X=1800Ω﹣260Ω=1540Ω;

(3)①由表格数据可知,压敏电阻受到的压力达到200N时,其对应的电阻值R↓X'=500Ω。

②为使报警电路可正常使用,应先让电阻箱调到压敏电阻达到设定压力时的电阻值500Ω,再将开关向2端闭合(电阻箱与滑动变阻器串联),调节滑动变阻器的滑片,使电路中的电流为报警电流0.01A,报警器报警。

此时滑动变阻器的阻值:R↓滑'=R↓总﹣R↓X'=1800Ω﹣500Ω=1300Ω;

③保持滑动变阻器的滑片P位置不变,将开关向1端闭合,压敏电阻和滑动变阻器串联,电路即可正常报警。

(4)对(3)中已调试好的报警电路,滑动变阻器的电阻不变,即R↓滑'=1300Ω,

因压敏电阻受到的压力每增加50N,其电阻会减小20Ω,

则压敏电阻受到的压力为700N时,其阻值为:R↓X″=580Ω﹣(700N/50N)×20Ω=300Ω,

此时电路的总电阻:R↓总′=R↓滑'+R↓X″=1300Ω+300Ω=1600Ω,

此时电源电压应为:U′=IR↓总′=0.01A×1600Ω=16V。

答案:(1)为不损坏元件,报警电路允许消耗的最大功率是0.36W;

(2)在压敏电阻R↓x所受压力不超过800N的前提下,报警电路所选滑动变阻器的最大阻值不得小于1540Ω;(3)①500;②2;滑动变阻器的滑片P;报警器报警;③滑动变阻器的滑片P位置不变;(4)16

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