故选D。
13.水平桌面上的两个相同烧杯中分别盛有甲、乙两种液体,密度分别是ρ甲、ρ乙,完全相同的实心小球A、B,密度均为ρ,它们分别漂浮在液体甲、乙上,此时两液面相平,如图所示。
下列判断中正确的是( )
A.小球A和液体甲的密度关系是ρ=ρ甲
B.小球A和B所受浮力关系是F浮A=F浮B
C.甲、乙液体对其容器底部的压强关系是p甲>p乙
D.两烧杯对桌面的压强p甲
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由于小球A在液体甲中漂浮,所以ρ<ρ甲,故A错误;
B.小球A在液体甲中漂浮,故F浮A=GA,小球B在液体乙中漂浮,故F浮B=GB,由于小球A、B完全相同,密度均为ρ,根据
,所以A和B的质量相等,再根据
,A和B的重力相等,故小球A和B所受浮力关系为
F浮A=F浮B
故B正确;
C.由图可知,V排A大于V排B,由于F浮A等于F浮B,根据
,故
由于两液体深度相同,根据
,甲、乙液体对其容器底部的压强关系为
p甲
故C错误;
D.两烧杯对桌面的压力之比为
两烧杯对桌面的压力关系为
容器相同,则与桌面
接触面积相同,根据
可判断两烧杯对桌面的压强
p甲
故D正确。
故选BD。
14.如图所示,电源电压U恒定,闭合开关S,当滑动变阻器滑片向右移动过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A1的示数变小B.A2电流表的示数变大
C.电压表V与电流表A2的比不变D.电压表V的示数变大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.电流表A1测量滑动变阻器的电流,滑动变阻器与定值电阻并联,滑动变阻器电压等于电源电压,保持不变,当滑动变阻器滑片向右移动,其阻值增大,电流变小,即电流表A1示数变小,故A正确;
B.电流表A2测量定值电阻的电流,滑动变阻器与定值电阻并联,定值电阻电压等于电源电压,保持不变,其电流不变,即电流表A2示数不变,故B错误;
CD.电压表示数等于电源电压,所以电压表示数不变,电流表A2示数也不变,所以电压表V与电流表A2的比不变,故C正确,D错误。
故选AC。
三、作图题
15.如图所示,光源S发出的一条光线经平面镜反射后射向凹透镜右侧的焦点F。
请画出这条入射光线、反射光线和被凹透镜折射的光线。
()
【答案】
【解析】
【详解】根据平面镜成像的特点作光源S的像
,光源S发出的一条光线经平面镜反射后射向凹透镜右侧的焦点F,连接
与平面镜的交点为入射点,连接光源S、入射点为入射光线,则反射光线的延长线过凹透镜的右焦点,则反射光线经凹透镜折射后平行于凹透镜的主光轴,如图所示
16.如图甲是一种瓶起子。
只要手指轻轻钩动圆环处,就可以轻松起开瓶盖,它其实就是一个杠杆,其简化图如图乙所示,请在图乙中作出:
(1)作用在A点的最小动力F1;
(2)作用在B点的阻力F2及其力臂l2。
()
【答案】
【解析】
【详解】根据杠杆的平衡条件,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越大,动力越小;由图知,最长的动力臂l1是从O点到A点的距离,过A点作垂直于OA向下的力,即为最小动力F1。
阻力作用点为B点,方向竖直向下,过B点沿竖直向下方向画出阻力F2;由题可知O为支点,从O向F2的作用线引垂线,则垂线段的长度即为阻力臂l2。
如图所示:
四、实验探究题
17.某实验小组在做“探究凸透镜成像规律”的实验时(H点为凸透镜二倍焦点):
(1)为了确定凸透镜的焦距,小明同学让一束平行光射向凸透镜,移动光屏,直到在光屏上会聚成一点,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为_________cm;
(2)如图乙所示,他们将蜡烛、凸透镜固定在光具座上,点燃蜡烛后,调整实验器材,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,这样调整的目的是__________;
(3)小明把蜡烛移到A点处,此时光屏上的像很模糊,为了得到清晰的像,应把光屏向_________移动(填“左”或“右”);
(4)接下来,小明把蜡烛移到B点处,无论怎样移动光屏都承接不到像,这是因为此时透镜所成的是____像。
【答案】
(1).10.0
(2).使像成在光屏中央(3).右(4).虛
【解析】
【详解】
(1)[1]光线经凸透镜会聚于一点,该点为焦点,焦点到凸透镜的距离为焦距,由图可知,该凸透镜的焦距为10.0cm。
(2)[2]把烛焰和光屏的中心调整到凸透镜的主光轴上,这样调整的目的是使像成在光屏中央。
(3)[3]小明把蜡烛移到A点处,物距变小,根据凸透镜成像的规律可知,此时像距变大,所以应把光屏向右移动。
(4)[4]小明把蜡烛移到B点处,此时蜡烛在凸透镜的一倍焦距以内,成正立、放大的虚像,所以无论怎样移动光屏都承接不到像。
18.小明同学在测量小石块密度时:
(1)先将天平放在水平桌面上,然后将游码移至标尺左端零刻线处;若发现天平指针位置如图甲所示,则应将平衡螺母向_________侧调节(填“左”或“右”);
(2)调节天平平衡后,在正确测量的情况下,右盘内所加的砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示,则被测金属块的质量m0=_________g;
(3)在测量小石块体积的时候,他发现石块太大不能直接放到量筒中进行测量,他改用如下方法:
a.在玻璃杯中加入适量的水,用天平测出它们的质量m1;
b.在装水的玻璃杯中放入小石块,记下水面的位置;
c.将石块取出再向烧杯中加水,使水面达到刚才标记位置;
d.___________________________;
e.石块密度的表达式:
ρ=___________;(用测量的物理量和已知量的符号表示)
(4)小红在观察小明的实验之后指出,在将石块从水中取出时会带有一定量的水,导致所测密度偏小。
你认为小红的说法是否正确:
______(填“正确”或“错误”),理由是:
____________。
【答案】
(1).右
(2).62.4(3).测出加水后,水和烧杯的总质量m2(4).
(5).错误(6).石块是否带出水,对两次质量的差值没有影响
【解析】
【详解】
(1)[1]如图甲所示,分度盘指针向左偏,应该将平衡螺母向右调。
(2)[2]如图乙所示,标尺的分度值为0.2kg,标尺所指位置为2.4kg,则被测金属块的质量
m0=50kg+10kg+2.4kg=62.4kg
(3)[3]在玻璃杯中加入适量的水,用天平测出它们的质量m1;在装水的玻璃杯中放入小石块,记下水面的位置;将石块取出再向烧杯中加水,使水面达到刚才标记位置;此时加入水的体积就是石块的体积,已知加水前烧杯和水的总质量,接下来只需要测出加水后水和烧杯的总质量m2,则加水的质量为
,利用密度公式可得到加入水的体积即石块的体积
[4]则石块的密度
(4)[5][6]实验中是通过加水前后两次的质量差,根据放入石块后的标记,即使石块从水中取出时会带有一定量的水,加水至标记时也会把带出的部分补上,对两次质量的差值没有影响,利用密度公式来求加入水的体积即石块的体积,在求得石块的密度,所以小红的说法是错误的。
19.小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。
已知电源电压为6V且保持不变,实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω:
(1)请按图甲所示的电路图,将实物图乙连接完整;
()
(2)实验过程中,移动变阻器滑片时,眼睛应注视__________;
(3)接完最后一根导线,发现灯立即发光而且特别亮,这是因为______;
(4)改正错误后,小明用5Ω的电阻做完实验后,接下来的操作是,然后将10Ω的电阻接入电路,以此类推。
根据实验数据,小明做出了电流与电阻的关系图像如图丙,根据实验图像判断,小明每次实验,控制电压表示数为________V不变;
(5)有以下几种规格的滑动变阻器,请你判断,小明在实验中使用的滑动变阻器的规格可能是________;
A.20Ω2AB.50Ω2AC.500Ω2AD.50Ω0.4A
(6)小红在小明实验的基础上,又多进行了一次实验,所用定值电阻为32Ω,正确连接后,测得电流为0.1A,他的错误是______;由此推断,小军用32Ω电阻替换掉的是阻值为_______的电阻。
【答案】
(1).
(2).电压表(3).连接电路时没有断开开关,滑动变阻器没有调到最大阻值处(4).2.5(5).B(6).更换电阻后,没有调节滑动变阻器(7).20Ω
【解析】
【详解】
(1)[1]电压表的“3”接线柱已接入电路,需要把接线柱接到定值电阻的右边接线柱,使电压表并联在定值电阻两端。
滑动变阻器下面的接线柱已连入电路,只要把上面任意一个接线柱与定值电阻右边的接线柱相连即。
要注意导线不要交叉。
连好的实物图如下图所示:
。
(2)[2]该实验为探究电流跟电阻的关系,所以定值电阻两端电压应该保持不变,在实验过程中眼睛应注视电压表示数。
(3)[3]接完最后一根导线灯立即发光,说明电路马上通电,即开关没有断开。
灯特别亮,说明电流很大电路电阻很小,即滑动变阻器没有滑到最大阻值处。
(4)[4]因为该实验要保持电压表示数不变,所以我们任取一组数据,当I=0.5A,R=5Ω
时:
U=IR=0.5A×5Ω=2.5V
(5)[5]当定值电阻最小为5Ω时,电路电流为
滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器的阻值为
当定值电阻最大为25Ω时,电路电流为
滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器的阻值为
所以滑动变阻器阻值范围是7Ω~35Ω,为了调整时的精确性,故选B。
(6)[6]此时电阻电压两端电压为
他的错误是,没有调节滑动变阻器,使电压表示数保持为2.5V。
[7]此时滑动变阻器的阻值为
被换之前,电压表示数为2.5V,则通过滑动变阻器的电流为
定值电阻为
五、综合运用题
20.如图所示的养生壶(类似于电水壶)采用一种新型的电加热材料,其工作原理与电水壶相似。
其额定电压为220V,额定功率为1210W:
[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(1)下列用电器,与养生壶工作原理相同
是___________;
A.电磁起重机B.电流表C.电热毯D.金属探测仪
(2)养生壶正常工作时,流过电热丝的电流是多少________?
(3)用养生壶将1.2kg的水从25℃加热到85℃,需要吸收的热量是多少_______?
(4)若某次加热用时378s,电热水壶加热效率为80%,则它的实际工作电压是多少________?
【答案】
(1).C
(2).5.5A(3).3.024×105J(4).200V
【解析】
【详解】
(1)[1]A.电磁起重机的工作原理是电流的磁效应,与养生壶工作原理不同,故A不符合题意;
B.电流表的工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用,与养生壶工作原理不同,故B不符合题意;
C.电热毯的工作原理是电流的热效应,与养生壶工作原理相同,故C符合题意;
D.金属探测仪原理是电磁感应现象,与养生壶原理不同,故D不符合题意。
故选C。
(2)[2]由
得,养生壶正常工作时,流过电热丝的电流
(3)[3]由
得,水吸收的热量
(4)[4]由
得,养生壶消耗的电能为
养生壶的电阻
由
得,实际电压
答:
(2)养生壶正常工作时,流过电热丝的电流是5.5A;
(3)用养生壶将1.2kg的水从25℃加热到85℃,需要吸收的热量3.024×105J;
(4)它的实际工作电压是200V。
21.在新冠病毒肆虐期间,无人机凭借其独特优势,冲到了抗疫的前线,化身战“疫”天使:
隔空喊话!
消毒妙手!
运输大佬!
这都是无人机的新代号。
如图所示为某型号“无人机”(多功能飞行器),它具有4个旋翼,可通过无线电进行操控,整机质量为2kg:
(1)无人机起飞时,启动四个旋翼电动机,带动风扇转动,向下吹风,它就会上升,这根据的原理是_______;
(2)该无人机静止在水平地面上时,与地面接触总面积为40cm²,此时无人机对水平地面的压强为多少Pa__?
(3)若该机在30s内匀速竖直上升120m进行空中拍摄,则此过程中无人机克服自身重力做功的功率是多少W____?
(4)在疫情期间,某无人机操作员发现前方550m处同方向运动的一个人未佩戴口罩,于是操作无人机前去喊话。
若无人机的最大速度为12m/s,人步行的速度为1.2m/s,无人机喊话在10m内可以被准确听到,无人机要多长时间通知到此人_____?
(忽略风速影响、忽略声音传播的时间、无人机和人都是按直线运动)
【答案】
(1).力的作用是相互的
(2).5×103Pa(3).80W(4).150s
【解析】
【详解】
(1)[1]起飞时,四个旋翼高速旋转向下吹风,风对无人机产生反作用力,无人机就会上升,这是因为物体间力的作用是相互的。
(2)[2]无人机自身的重力为
该无人机静止在水平地面上时,无人机对
水平地面的压强为
(3)[3]克服自身重力做功为
无人机克服自身重力做功的功率是
(4)[4]无人机的速度比人步行速度快
无人机需要飞行距离
s=550m-10m=540m
通知到此人,无人机需要时间