【答案】D
【解析】此题比较灵活,就是对功和功率公式的运用。
由功公式
可知,MN、OP 两段F,s 都一样,故所做的功一样,故A、B 错。
由功率的公式P=W/t 可知,MN段时间较大,所以功率小,所以D 正确。
11.图6所示,规格相同的容器装了相同质量的纯净水,用不同加热器加热,忽略散热,得到图7所示的水温与加热时间的图线,则()
A.甲烧杯中的水温度升的比较快,说明比热容比乙杯中的水比热容小
B.加热相同时间,两杯水吸收的热量相同
C.吸收相同的热量,甲杯的水升温比乙杯的多
D.甲杯的水加热2min比乙杯的水加热3min吸收的热量相同
【答案】D
【解析】
A.由于两杯是相同质量的纯净水,只是用不同加热器加热,甲的升温快只能说明甲的加热器加热得比较快,不能说明甲的比热容大,因为都是相同的物质。
B.实验中,用不同加热器加热,相同时间内,加热器放出的热量不同,所以相同时间内两杯水吸收的热量不同,B错
C.两杯水的质量相同,根据
可知,吸收相同的热量,两杯水升高的温度相同,C错
D.根据图7可知,甲杯的水加热2min与乙杯的水加热3min升高的温度相同,根据
可知,两杯水的质量相同,所以吸收的热量相同,D正确
12.如图所示是一种水翼船,船体下安装了水翼.当船在高速航行时,水面下的水翼会使船体整体抬高从而减小水对船体的阻力.则水翼安装正确的是()
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
A.AD两个水翼相反放置,受到水的压力相反,对船体不会产生向上的升力作用,不符合题意
B.两个水翼都是上面弧形,下面平面,水经过上方的流速大于下方的流速,上方压强小于下方压强,水对船体产生一个向上的升力作用,符合题意
C.两个水翼都是上面平面,下面弧形,水经过上方流速小于下方流速,下方压强小于上方压强,水对船体产生一个向下的压力作用,不符合题意
故选B
第二部分非选择题(共64分)
二、填空作图题(每空1分,图8分,共20分)
13.如图9中玩具猩猩手中的香蕉以相同大小的速度转动如图10所示,香蕉(看成点)从最高位置转到最低位置的过程中,其动能_____、重力势能_____、机械能_____。
(选填“增大”、“不变”、“减小”)
图9图10
答案
不变;减小;减小
解析
本题考查动能、势能以及机械能。
由题意可知,香蕉从最高位置转到最低位置的过程中,其质量不变,速度不变,所以动能不变;高度降低,由于势能与位置有关,即重力势能减小;机械能等于动能和势能之和,所以机械能减小。
14.
拆开图9中玩具,发现电源、开关、发光二极管(简称“LED”)、电动机(符号“
”)各一个及连接导线,闭合开关,电动机顺时针转动,LED亮,将电动机一端连线断开,闭合开关,LED亮。
(1)在方框内画出玩具的电路图。
(2)把电动机断开的连线接回原处,将电源正、负极反接,闭合开关,电动机_____转动(选填“不”、“顺时针”、“逆时针”),而此时LED_____(选填“亮”、“不亮”)。
(3)如果将玩具中的电源拆下,换成一个小灯泡,利用该玩具要使小灯泡发光的操作方法是____________。
答案
(1)如图所示:
(2)逆时针;不亮
解析
分析:
本题考查电路设计和并联电路。
(1)将电动机一端连线断开,闭合开关,亮,说明电动机和独立工作、互不影响即符合并联的特点,闭合开关,电动机顺时针转动,亮,说明开关位于干路,据此设计电路图。
(2)把电动机断开的连线接回原处,将电源正、负极反接,闭合开关,电动机反向转动,即逆时针转动;发光二极管具有单向导电性,将电源正、负极反接时,该支路相当于断路,不亮。
(3)用外力转动动猩猩的香蕉使之做圆周运动,当转动的速度达到一定值的时候,就可以使灯泡发光了。
15.托里拆利测量大气压强值实验如图所示,当时的大气压强等于____mm高水银柱所产生的压强.若实验时玻璃管内水银柱上方不是真空,混有少量空气,测出的大气压强值与真实值相比________(选填“偏大”、“偏小”或“相同”)。
若实验时玻璃管内水银柱上方是真空,测出该大气压强值的可能原因是__________________________。
答案750偏小当地处于高原地区,大气压强比较低。
解:
1.读图可以知道,玻璃管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度为750mm,因此,当时的大气压强等于750mm高水银柱产生的压强;
2.实验中,玻璃管内水银柱上方是真空,当上端漏进少量空气时,因为空气会产生向下的压强,所以水银柱的高度将变小;
3.海拔越高,大气压强越低。
当地处于高原地区,大气压强比较低。
(2)如图12所示,静止时U型管两侧液面相平,下列选项包含图13中所用合理情形的是()
图12图13
答案:
甲、丙
解:
甲图:
气流从U型管右边上方吹过,此时右边上方空气流速大,压强小,而左边压强不变,所以在左右两边压强差的作用下,右边液面升高,故图示合理;
乙图:
气流从U型管左边上方吹过,此时左边上方空气流速大,压强小,而右边压强不变,所以在左右两边压强差的作用下,左边液面应该升高,而图中右边液面升高,故图示不合理;
丙图:
向U型管左边充气,其左边液面上方的大气压变大,而右边液面上方的大气压不变,左边的大气压大于右边的大气压,右边的液面上升,故图示合理;
丁图:
向U型管左边抽气,其左边液面上方的大气压变小,而右边液面上方的大气压不变,左边的大气压小于右边的大气压,左边的液面应该上升,而图中右边的液面升高,故图示不合理;
综上分析可知,甲、丙两图合理,乙、丁两图不合理。
故选甲、丙。
16.如图14是手臂的简化图,手托住重物时,肌肉对前臂的拉力沿图中ab线。
(1)在图中画出重物对手的压力;
(2)画出肌肉对前臂的拉力方向;
(3)画出拉力的力臂;
(4)根据公式_____判断肌肉对前臂的拉力_____重物对手的压力(选填“大于”“等于”“小于”)。
答案
(1)
(2)(3)
(4)F1L1=F2L2;大于
解答:
(1)重物对手的压力竖直向下,作用点在手掌上;
(2)肌肉对前臂的拉力沿ab方向向上;
(3)从支点O向ab引垂线段,即为拉力的力臂;
(4)由图知,相对于O点,重物的力臂远远大于拉力的力臂,由公式F1L1=F2L2知,前臂是一个费力杠杆,肌肉对前臂的拉力大于重物对手的压力。
17.被细绳拴着的小球在竖直平面绕O点做顺时针匀速圆周运动,轨迹如图15中虚
线所示,不计空气阻力
(1)在图15画出小球(黑点代表小球)在图中刚好转动如同位置时的受力分析
(2)如果小球运动到图中时绳子突然断了,同时小球所受的所有力都消失,小球(图15中黑点)将按照图16中的_______运动(选填“轨迹1”、”轨迹2”、“轨迹3”、“轨迹4”)
【答案】
(1)如图
(2)轨迹2
【解析】
(1)小球做匀速圆周运动,即小球所受的合外力提供向心力,此时看图我们发现,小球受到重力和绳子的拉力作用,它们的合力必不指向圆心,而绳子的拉力是指向圆心的,提供向心力,那么小球必然受到一个与重力大小相等,方向相反的力。
也就是说,小球受到竖直向下的重力,竖直向上、与重力大小相等的一个力,和绳子的拉力三个力。
(2)正在运动的物体不为零,当外力消失时,由于惯性物体将保持原来的运动状态,即做匀速直线运动。
18.
如右图17所示u,搬运师傅利用一条长为4m,机械效率为60%斜面匀速从底部将一个重为400N的物体推上1.5m高的车厢上,搬运过程中对物体的有用功是J,总功是J,物体受到的摩擦力是N。
图17
答案:
600;1000;100
解析:
有用功:
总功:
摩擦力:
19.请根据你所学过的物理知识,解释说明下面事例:
如图18所示,在装有适量水的盘子中央,固定一根点燃的蜡烛,然后将一个透明的玻璃杯倒扣在蜡烛上,会发现蜡烛很快熄灭并且盘中的水在的作用下进入杯中;在此过程中,杯中水柱对盘子底部产生的压强.(选填“不变”、“增大”或“减少”)
图18
答案:
大气压,增大
解:
将一个透明的玻璃杯倒扣在蜡烛上,蜡烛燃烧使杯内气体减少,气压减小、小于外界大气压,盘中水会在大气压的作用下被压入杯中.在此过程中,杯中水柱越来越高,产生水压越来越大.
因此,本题正确答案是:
大气压; 增大;
解析:
蜡烛燃烧消耗杯内空气使杯内气压减小.液体压强随深度的增加而增大
三、解析题(共18分)
20.如图19所示,一只体积为3m3的鲸鱼静止在海中.g取10N/kg.海水密度不变.
图19
(1)在方框内画出此时鲸的受力示意图(以点代替鲸).
(2)求这条鲸鱼受到的重力大小.
(3)鲸鱼这类海洋哺乳类需要呼吸空气,可以通过收缩胸腔压缩肺里的空气,达到鱼鳔的效果。
如果这条鲸在下潜过程中,鲸鱼要如何调整实现下潜?
分析在下潜过程中所受浮力的变化.
【答案】
(1)
(2)
(3)鲸鱼要收缩胸腔压缩肺里的空气实现下潜。
下潜过程中所受浮力减小。
解析:
因为
,压缩肺里的空气可以减小鲸鱼体积,减小排水的体积以减小浮力下潜,这个过程中浮力减小。
21.图20是小黄家一台快速电热水壶,铭牌如下表.为了测量它烧水时的实际功率,小黄和父亲合作进行了如下实验:
关掉家里所有用电器,将该电水壶装了0.6L(600cm3)20℃的水,接入家庭电路中,闭合壶的开关,测得壶中的水从20℃上升到100℃所用的时间是3.5min.请根据相关信息求:
(1)这个电能表在使用过程中,需要转动多少圈才能在读数上体现差异?
(2)这壶水加热过程中吸收的热量;
(3)如果不考虑能量损失,这个水壶的电功率是多少
(4)小黄在实验完成后,突然发现电能表读数变为2545.1kW·h,小黄想:
这不科学啊!
难道这个电热水壶会偷电?
电能表出现这个现象的原因是什么?
水的比热容:
4.2×103J/(kg·℃)
21.【解答】解:
(1)要使读数有差异,至少使用0.1kW·h的电能。
根据电能表的转动参数1200r/kW·h可知,使用1kw·h电能,电能表转动1200圈。
因此使用0.1kW·h电能,电能表转动120圈。
(2)∵
,
∴
(3)
,
(4)
可知实际耗电量大于有效的耗电量。
主要原因是:
1.电热水壶在加热时有热能的散失,未能做到电能100%转化为水的内能;
2.电热水壶会有灯等其他用电器,也会耗电;
3.导线会有一定的电阻,导线会消耗电能,实际消耗电能大于有效的耗电量。
答:
(1)需要转动120圈;
(2)吸收的热量是
(3)电功率是960W
(4)见上解答
四、实验探究题
22.小明想通过实验验证一下他经常把玩的一颗金属珠是否是钢质的,他的实验步骤如下:
(1)将金属珠放在天平左盘内,在天平右盘内放入砝码,当天平平衡时,右盘内砝码和游码位置如图21甲所示,则金属珠质量为m=________g
(2)将金属珠放入装有少量水的量筒内,金属珠放入前、后量筒内液面如图21乙所示,则金属珠的体积为V=_______cm3;
(3)根据密度公式,可以求出
该金属珠的密度ρ=_______kg/m3;
(4)查询教材中常见物质密度表得知钢铁的密度为7.9×103kg/m3,你对小明的金属珠的材质判断________(选填“是”或“不是”“可能是”)钢质的,判断的理由.
图21
解析:
(1)根据托盘天平天平上“左物右码”放置时,物体的质量等于砝码的质量与游码的对应的刻度值的和。
由图甲:
金属珠的质量:
m=20g+10g+5g+4.4g=39.4g
(2)金属珠的体积由量筒中水的体积和放入物体后的总体计算出。
由图乙:
金属珠的体积:
V=36cm3-32cm3=4cm3
(3)金属珠的密度为
(4)比较该金属珠的密度和钢铁的密度,发现两者密度不同,故小明的金属珠不是钢制的。
答案:
(1)39.4;
(2)4;(3)9.85×103:
(4)不是;该金属珠的密度与钢铁的密度不同。
23.
(1)小明在研究小灯泡的电功率与灯泡亮度之间的关系时,按图1连接实物、接通电路,电流表有示数,电压表示数为0.5V。
当移动滑动变阻器滑片时,电压表示数不变,检查发现只有滑动变阻器接线出错,该错误是 。
(2)按图1在图2中正确连接实物。
(3)正确连接后,小灯泡刚发光时电压表、电流表的示数如图3所示,完成表3。
(4)根据表3,归纳小灯泡电阻变化的规律:
。
表3小灯泡的实验数据
发光情况
刚发光
较亮
很亮
U/V
2.00
3.00
I/A
0.30
0.38
P/W
0.60
1.14
R/Ω
6.67
7.89
(5)现在去五金店购买灯泡,商店老板都推销LED灯泡,说是比普通小灯泡省电,小明也买了一个标有“3V”的LED灯泡回来,打算利用图23的电路不增加其他器材鉴定,商店老板是不是忽悠。
你认为小明需要进行的操作步骤是:
。
判断的LED是不是更省电方法是:
。
【答案】
(1)滑动变阻器的下面两个接线柱连入了电路
(2)如图所示:
(3)如表所示:
(4)灯泡两端的电压越高,灯越亮,灯泡的电阻越大。
(5)将小灯泡换成LED灯
LED灯在额定电压下工作时,功率是否比小灯泡小
【解析】
(1)当移动滑动变阻器滑片时,电压表示数不变,检查发现只有滑动变阻器接线出错,即滑动变阻器滑片滑动时,电路中的电阻没有改变,即滑动变阻器不能改变电阻有效值,由于电压表示数只有0.5V,而电源电压为4.5V,可知滑动变阻器接入电路的有效阻值比较大,所以该错误是:
将滑动变阻器的下面两个接线柱连入了电路(滑动变阻器以最大阻值接入电路,其分得电压较大)。
(2)由图3知,两表均选用小量程,滑动变阻器滑片左边部分连入电路,对照电路图连接实物图,连线时注意电表的正负极的连接,连线如图所示。
(3)由图知,两电表均选用小量程,电压表的分度值为0.1V,示数为1.0V;电流表的分度值为0.02A,示数为0.20A,此时小灯泡的功率:
,小灯泡的电阻:
。
(4)由表中数据可知:
灯泡两端的电压越高,功率越大,灯越亮,灯泡的电阻越大。
(5)省电的意思即为电功率更小。
前提需要是在同样工作状态(即额定电压)下,若电功率小于小灯泡,则更省电;反之则是更费电。
24.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法,分别做了如图甲、乙、丙3组实验,实验数据记录如下:
(1)实验要研究的是:
滑轮组的机械效率与____________的关系.
(2)进行第3次测量时,弹簧测力计示数为__________N,滑轮组做的有用功是__________J;
(3)进行第2次测量时,滑轮组的机械效率约为_____________.
(4)小明进一步猜测:
“图中滑轮组提升的物体时段数越少,机械效率越高”。
设计实验检验其猜测,并填写实验报告。
①实验步骤(若需要可补充器材):
_____________。
②滑轮组的机械效率(用所测出的物理量表达):
_____________。
24【答案】:
(1)物重;
(2)2.4;0.3;
(3)78.4%.
(4)
①仍然用原滑轮组,保持装置不变,依次把动滑轮上提升钩码绳子段数改为两根,仿照步骤依次提升1个钩码、2个钩码、3个钩码、,记录各次的
、
、
、
的数值;用
,计算出各次的机械效率,得出结论;
②
。
解答:
(1)同一滑轮组提起的物体越重,滑轮组的机械效率越高,所以同一滑轮组的机械效率主要于提起的物重有关。
(2)根据图示可知,测力计的分度值为0.2
,示数为2.4
;
第3次实验中有用功:
;
(3)进行第2次测量时,滑轮组的机械效率:
(4)
①仍然用原滑轮组,保持装置不变,依次把动滑轮上提升钩码绳子段数改为两根,仿照步骤依次提升1个钩码、2个钩码、3个钩码、,记录各次的
、
、
、
的数值;用
,计算出各次的机械效率,得出结论;
②
。