2023年陕西省西安市莲湖区中考物理一模试卷
一、选择题(共10小题,每小题2分,计20分。每小题只有一个选项是符合题意的)
1.(2分)2022年元宵晚会我国航天员王亚平在中国空间站用古筝弹奏《茉莉花》,为全国人民送上太空音乐祝福,“此曲只应天上有,人间能得几回闻”。下列说法中正确的是( )
A.琴弦的长短不同,发出声音的音色不同
B.演奏古筝时通过弦的振动发声
C.用同样的力拨动琴弦,粗弦比细弦发声的响度大
D.拨动同一琴弦的力越大,发声的音调越高
2.(2分)下列现象属于光沿直线传播的是( )
A.图甲,湖中桥的倒影 B.图乙,人叉到水中的鱼
C.图丙,放大镜 D.图丁,小孔成像
3.(2分)北京第24届冬奥会火炬,其外壳由碳纤维复合材料制成,质量约为同体积钢的四分之一,强度为钢的7至9倍。火炬采用氢作燃料,燃烧时温度能达到800℃,但外壳温度却不高。关于碳纤维复合材料的特性,下列说法正确的是( )
A.密度大 B.硬度小 C.导热性好 D.耐高温
4.(2分)农历八月的西安金桂飘香,很远就能闻到桂花的香味。清晨走进观看,甚至会看到树叶上挂着晶莹的露珠。下列说法中正确的是( )
A.桂花树叶片上出现露珠,是因为叶片的温度高于外界的气温
B.晶莹的露珠到中午消失不见是液化现象,需要吸热
C.花香四溢不属于扩散现象
D.一般来说兰花中午比晚上更香,其中一个原因是温度越高,分子热运动越剧烈
5.(2分)C919的试飞成功使我国成为世界第三大民航飞机制造者。C919最大起飞质量达77吨,如此庞然大物能飞上天,下列说法中不正确的是( )
A.C919在跑道上滑行时,飞机对地面的压力等于地面对飞机的支持力
B.C919起飞原理是利用了流体中,流速快的地方压强小
C.C919在高空水平飞行时只受到重力的作用
D.C919降落时,由于惯性它无法立即停下来
6.(2分)戴口罩是防止新冠病毒传播的有效措施之一。如图所示,医用外科口罩由口罩体、鼻夹、口罩带组成,口罩体采用三层工艺制成。下列说法不正确的是( )
A.口罩体的长度约为175mm
B.一只医用外科口罩的质量约为50g
C.口罩体中带有静电的熔喷布具有吸引轻小物体的性质
D.佩戴口罩时,轻压鼻夹能使其与鼻梁贴合,说明力可以改变物体的形状
7.(2分)电网连着千万家,安全系着你我他。关于家庭电路及安全用电,下列说法正确的是( )
A.控制电灯的开关必须接在火线与电灯之间
B.发现空气开关跳闸后,应该立即重新合上
C.使用验电笔时,手不必接触笔尾金属部分
D.发现有人触电,立即用手把他拉离带电体
8.(2分)北京冬奥会期间,某“网红”智慧餐厅从厨师到服务员均是机器人,接到指令后,机器人内部的电动机会驱动其底部的轮子将美食送到指定位置。如图中与机器人驱动原理相同的是( )
A.
B.
C.
D.
9.(2分)图甲是探究欧姆定律的实验电路,电源电压恒定,R1是滑动变阻器,R2是定值电阻;图乙中的a、b分别是将滑动变阻器R1的滑片从最左端移动到最右端的过程中,电流表A的示数随两电压表V1、V2的示数变化关系图象。下列说法中正确的是( )
A.图线b是电流表A的示数随电压表V1的示数变化关系图象
B.当电压表V1、V2的示数相等时,滑片在滑动变阻器的中点位置
C.电源电压是6V
D.定值电阻阻值是1Ω
10.(2分)小明用如图所示滑轮组匀速提升500N的重物,10s内物体上升了1m,大滑轮重20N,每个小滑轮重10N,滑轮组的绕绳能承受的最大拉力为200N,不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,下列结论正确的是( )
A.此滑轮组不但省力而且省功
B.重物被提升的速度为10m/s
C.动滑轮对重物做的功为500J
D.若机械效率为80%,则提升的物重为160N
二、填空与作图题(共8小题,计22分)
11.(3分)如图在蔚蓝地球的映衬下,天舟四号货运飞船成功对接空间站天和核心舱。拍摄这张照片的镜头是一个 透镜,在镜头后面成的是一个倒立、缩小的 像。我们看到蔚蓝的地球,是因为地球反射出了大量的 色的光。
12.(3分)如图是我国古代发明的取火器的模型图,把木制推杆迅速推入牛角套筒时,杆前端的艾绒立刻燃烧起来,这是通过 的方式,使筒内空气内能 ,温度升高,达到艾绒的着火点。该过程的能量转化与四冲程汽油机的 冲程相同。
13.(3分)如图所示,有“3.8V”字样的两个小灯泡串联并接在电源电压为3V的电路中,在闭合开关时,两个小灯泡都发光。这两个灯泡组成的是一个 (选填“串联”或“并联”)电路。如果把一根完好导线接在小灯泡L2的两端,你所看到两小灯泡的变化情况是:L1 ;L2 (选填“熄灭”“变亮”或“变暗”)。
14.(3分)小明要用盐水泡菠萝,将烧杯中质量为63g的盐水全部倒入量筒中,如图所示,盐水的体积是 cm3,则盐水的密度是 g/cm3,采用这种方法测量的盐水密度将 (选填“偏大”或“偏小”)。
15.(3分)如图所示,ab为一根铅笔芯,闭合开关后,小灯泡发光,说明铅笔芯是 (选填“导体”或“绝缘体”)。将夹子在铅笔芯上向左移动时,观察到小灯泡变 (选填“亮”或“暗”),这些实验器材可以研究导体电阻与 的关系。
16.(3分)“巅峰使命”珠峰科考项目组成功将自主研发的浮空艇从海拔4300米的营地升空到9000米,创造了浮空艇大气科学观测世界纪录。假设在此前的一次实验中,浮空艇(表皮很薄的气囊)体积为9000m3,内部充有氮气和空气的混合气体,其密度为0.2kg/m3,浮空艇内气体的质量是 kg,浮空艇所受到的浮力是 N;浮空艇的表皮及外壁仪器舱总质量为2×103kg,浮空艇用缆绳系在一辆锚泊车上(如图)。该浮空艇周围空气的密度为1.2kg/m3,g取10N/kg,缆绳的重力不计,仪器舱体积可忽略不计。为了有效控制浮空艇,要求锚泊车的重力是缆绳拉力的三倍,则锚泊车的质量是 t。
17.(2分)如图所示,小明在跑步,只有后脚着地。请画出此时小明受到的支持力的示意图。
18.(2分)如图是一个简化了的玩具警车的电路图。灯泡L与小电动机M是并联的,开关S1控制灯泡L,S2控制电动机。请你将电路补充完整。
三、实验与探究题(共4小题,计22分)
19.(4分)
(1)如图(1)所示,刻度尺的分度值是 ,刻度尺的读数为 cm;
(2)如图(2)所示,在比较水和食用油吸热本领的实验中相比用酒精灯加热,用电加热器加热的优点是:更容易控制水和食用油吸收 相等,通过比较 ,知道哪种液体吸热本领强的。
20.(4分)在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调。
(2)调节杠杆在水平位置平衡后,某小组的同学得到了如下表所示的实验数据,由此可总结出杠杆的平衡条件: (用F1、F2、l1、l2表示)。
实验序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1 30 3 10
2 2 20 1 40
3 3 20 6 10
(3)在完成实验后,陶子同学在A处挂了3个钩码(每个钩码重1N,杠杆上每格的长度为10cm),如图乙所示,他将弹簧测力计斜向下拉,杠杆水平平衡(OA=30cm,OB=40cm),此时拉力与水平方向的夹角为30°,则弹簧测力计的示数为 N。
21.(7分)如图甲所示是小明和同学们“探究电流与电压、电阻的关系”的实验电路图。选用的实验器材是:电源(3V)、电流表(0~0.6A)、电压表(0~3V),定值电阻R1=5Ω、R2=10Ω、R3=20Ω,滑动变阻器(40Ω 2A)、开关、导线若干。
实验序号 R/Ω I/A
1 5 0.60
2 10 0.30
3 20 0.16
(1)探究电流与电压关系:
①探究电流与电压的关系时,要保持 不变,改变导体两端电压;
②实验中滑动变阻器的作用是 ;
③小明选用5Ω和10Ω的两只电阻分别进行实验后,由实验数据画出的图象如图乙所示,其中M图象对应的是 Ω的电阻,由M图象得到的实验结论是:其它条件一定时,通过导体的电流与其两端电压成 比。
(2)探究电流与电阻的关系:
①小明在实验中,首先确定一个保持不变的电压值U,当AB间的电阻R由5Ω换成10Ω时,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“a”或“b”)移动,才能使电压表示数变为U;
②当AB间换接20Ω的电阻时,小明无论怎样移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数都无法达到U。请你告诉他,为完成实验,U的取值不能小于 V。
③如表所示是小明实验得到的数据,请分析,第三组实验数据不符合“导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比”的实验规律,是由于 造成的(选填“测量错误”或“测量误差”)。
22.(7分)如图弹弓是80、90后小时候都喜欢玩的玩具。小明看到爸爸玩弹弓引起了他的好奇。他根据所学知识知道弹珠的弹射距离与橡皮条的弹性势能有关,所以他想探究“橡皮条的弹性势能与橡皮条长度、宽度的关系。”于是小明同学利用相同的弹珠,材料和厚度相同,长宽不同的橡皮条进行实验,他依次将橡皮条固定在弹弓上。在弹性范围内,拉伸相同的伸长量,将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去,测得弹射的水平距离,数据如下表。
次数 橡皮条 橡皮条宽/cm 橡皮条长/cm 弹射的水平距离/m
1 a 0.50 15.00 13.20
2 b 0.50 20.00 10.10
3 c 0.50 25.00 9.10
4 d 0.50 30.00 8.20
5 e 0.50 35.00 6.00
6 f 0.50 40.00 3.00
7 g 0.80 20.00 12.00
8 h 1.00 20.00 14.00
9 i 1.00 20.00
(1)实验中,是通过 来反映橡皮条弹性势能大小的。
(2)比较第1﹣6次实验可以得到的实验结论是:其它条件不变时, 。
(3)对比 次实验数据可以得到:其它条件不变时,橡皮条越宽具有弹性势能越大。
(4)小明同学想进一步研究弹珠弹射水平距离与弹珠质量的关系,在前面实验基础上又用质量较大的铁弹珠进行了第9次实验,小明认为同样的橡皮条,拉伸相同的伸长量,橡皮条具有的弹性势能一样大,转化给弹珠的动能一样大,由于铁弹珠的质量大,其速度 ,因此可以判断出弹射的水平距离 14m。(选填“大于”“等于”或者“小于”)
(5)小明想做一个能将弹珠发射的更远,应选用 的橡皮条。
A.窄面长的
B.宽而长的
C.窄而短的
D.宽而短的
(6)你认为影响橡皮条弹性势能大小的因素还有 (写出一条即可)。
四、综合题(共2小题,计16分)
23.(8分)如图所示为小明家电热水器的简易电路图,电源电压220V,电热丝R1、R2的阻值分别为11Ω、22Ω,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高、中、低三个挡位的转换。
(1)电热器处于中温挡时,工作的电热丝是 ;
(2)电热器在低温工作时的电功率是多少W?
(3)在高温挡工作1min产生的热量是多少J?
24.(8分)小明在外游玩时,经常看到如图甲所示的物流公司大卡车。(g=10N/kg,c水=4.2×103J/(kg ℃),c橡胶=2.0×103J/(kg ℃),q油=3.2×107J/L,ρ油=0.8×103kg/m3)
(1)运送快递的大卡车有很多宽大的车轮,这是为了 对地面的压强。
(2)小明发现在服务区里,有很多大卡车司机在给车轮胎喷水。经过和大卡车司机的交流他知道大卡车行驶时,轮胎和地面摩擦产生大量的热,使车胎升温,有爆胎的危险,喷水是为了降温。一个橡胶车胎的质量约为50kg,用水将它的温度从70℃降低到20℃,这辆大卡车一共18个轮胎,水要带走的热量是多少?
(3)①一辆大卡车将快递从成都运往西安,总路程为800km。这辆大卡车满载时发动机输出能量中有80%用来做功,大卡车柴油机(发动机)的效率是50%。这辆卡车满载时总质量为50t,它行驶时受到的摩擦为车辆总重的0.008倍。这辆大卡车全程要消耗多少kg的柴油?
②图乙是刹车装置示意图,其中液压油连通刹车闸,可以使汽车减速或停止。要让踩刹车更轻(用更小的力踩刹车,能达到相同的刹车效果)请你写出一条能达到目的措施: 。
2023年陕西省西安市莲湖区中考物理一模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共10小题,每小题2分,计20分。每小题只有一个选项是符合题意的)
1.【解答】解:A、琴弦的长短不同,振动快慢不同,发声的振动频率不同,音调不同,故A错误;
B、演奏古筝时靠的是弦的振动而发声的,故B正确;
C、琴弦响度大小与振幅有关,与琴弦的粗细无关,故C错误;
D、拨动琴弦的力越大,琴弦的振动幅度越大,发声的响度越大,故D错误。
故选:B。
2.【解答】解:A、湖中桥的倒影,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故A错误;
B、人叉到水中的鱼,是由于鱼反射的光线从水中斜射入空气中时,在水面发生折射形成的虚像,故B错误;
C、放大镜成像是由光的折射形成的,故C错误;
D、小孔成像的原理是光的直线传播,故D正确。
故选:D。
3.【解答】解:AB、由题意可知,“碳纤维质量约为同体积钢质量的四分之一”可知,碳纤维具有密度小、硬度大的特点;故AB错误;
CD、燃烧时温度能达到800℃,但外壳温度却不高,可判断耐高温,不易导热。故C错误、D正确。
故选:D。
4.【解答】解:A、兰花的叶片上出现露珠,是因为叶片的温度低于外界的气温,空气中水蒸气遇冷液化形成的,故A错误;
B、晶莹的露珠到中午消失不见是汽化现象,需要吸热,故B错误;
CD、花香四溢是分子无规则运动的结果,是扩散现象,一般来说兰花中午比晚上更香,其中一个原因是温度越高,分子热运动越剧烈,故C错误、D正确。
故选:D。
5.【解答】解:A.C919在跑道上滑行时,地面对飞机施加支持力的同时飞机对地面施加压力,这两个力是一对相互作用力,大小相等,故A正确;
B.C919飞机的机翼做成上凸下平的形状,机翼上方的空气流速大、压强小,机翼下方的空气流速小、压强大,所以机翼受到一个向上的压强差,从而产生向上的升力,故B正确;
C.C919在高空水平飞行时受到重力、升力、空气阻力、前进的动力的作用,故C错误;
D.C919降落时,由于具有惯性,会保持原来的运动状态,无法立即停下来,故D正确。
故选:C。
6.【解答】解:A、中学生伸开手掌,大拇指指尖到中指指尖的距离(一拃)大约15cm,口罩体的长度略大于此数值,在17.5cm=175mm左右。故A正确;
B、一个乒乓球的质量约3g,一只医用外科口罩的质量与此差不多,约为3g。故B不正确;
C、带电体能吸引轻小物体,口罩拥有很强的防护能力,是因为带静电的熔喷布能吸附轻小的飞沫。故C正确;
D、力可以改变物体的形状,所以轻压鼻夹能使其与鼻梁贴合。故D正确。
故选:B。
7.【解答】解:A、开关与被控制的灯泡串联,为了安全,开关应接在火线与灯泡之间,故A正确;
B、发现空气开关跳闸后,应该检查跳闸原因,等处理好故障后才能合上空气开关,故B错误;
C、使用验电笔时,手必须接触笔尾金属部分,使电路通过人体到大地上,形成一个回路,才能检测是否有电,故C错误;
D、人是导体,有人触电,用手去拉,间接接触火线,会发生触电事故。这种操作是错误的,故D错误。
故选:A。
8.【解答】解:A、图中是探究通电导体的周围存在磁场,是电流的磁效应,故A错误;
B、图中电磁继电器是电流的磁效应的应用,故B错误;
C、图中是探究通电导体在磁场中受力运动,电能转化为机械能,与机器人驱动前行过程原理相同,故C正确;
D、图中是探究电磁感应现象,故D错误。
故选:C。
9.【解答】解:C、由图甲可知R1和R2串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压;
串联电路的电源电压等于各个用电器两端的电压之和,由图乙可知,当电流为0.1A时,两个电压表的示数分别为1V和5V,因此电源电压为:U=1V+5V=6V;故C正确;
AD、由于R2是定值电阻,由欧姆定律可知,通过R2的电流与其两端电压成正比,由图乙可知,图线b代表电流表A的示数随V2的示数变化关系图;则图线a代表电流表A的示数随V1的示数变化关系图;
定值电阻的阻值:R2===10Ω;故A、D错误;
B、由图乙可知,滑动变阻器的最大阻值:R1===50Ω;
当电压表V1、V2的示数相等时,由图可知,此时R1两端的电压U1′=3V,
通过的电流:I=0.3A,则R1′===10Ω,则滑片不在滑动变阻器的中点位置,故B错误。
故选:C。
10.【解答】解:A、由图可知n=3,因为不计绳重和摩擦,所以绳子自由端的拉力:F=(G+G动)=×(500N+20N)≈173N<500N,因此此滑轮组能省力,
但由功的原理可知,使用任何机械都不省功,因此,此滑轮组也不能省功,故A错误;
B、重物被提升的速度:v===0.1m/s,故B错误;
C、动滑轮对重物做的有用功:W有=Gh=500N×1m=500J,故C正确;
D、因为不计绳重和摩擦时η====,所以提升的物重:G'=×G动=×20N=80N,故D错误。
故选:C。
二、填空与作图题(共8小题,计22分)
11.【解答】解:拍摄这张照片的镜头是一个凸透镜,物距大于二倍焦距时,在镜头后面成的是一个倒立、缩小的缩小的像;我们看到蔚蓝的地球,是因为地球反射出了大量的蓝色的光。
故答案为:凸;实;蓝。
12.【解答】解:封闭的气体被推杆压缩过程中,活塞对气体做功,所以气体内能增加,则温度升高,达到艾绒的着火点,使艾绒着火达到去火的目的;此过程中是机械能转化为内能,与汽油机的压缩冲程的能量转化相同。
故答案为:做功;增大;压缩。
13.【解答】解:由图知:闭合开关,两只灯泡串联,都发光。
若把一根导线接在小灯泡L2的两端,L2被短路不能发光,但L1仍然有电流通过,照常发光。同时电源电压全部加在L1两端,所以L1变亮。
故答案为:串联;变亮;熄灭。
14.【解答】解:由图可知,量筒分度值2mL,盐水的体积:V=60mL=60cm3,
所以盐水的密度:ρ===1.05g/cm3;
分析实验的步骤可以看出,将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,烧杯壁不可避免地会有残留的盐水,使得测量的盐水的体积变小,所以采用这种测量方法得到的结果将偏大。
故答案为:60;1.05;偏大。
15.【解答】解:ab为一根铅笔芯,闭合开关后,小灯泡发光,说明铅笔芯是导体;
将夹子在铅笔芯上向左移动时,铅笔芯接入电路中的长度变短,电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,会观察到小灯泡变亮;这说明导体的电阻与长度有关。
故答案为:导体;亮;长度。
16.【解答】解:(1)由ρ=可得,浮空艇内气体的质量:m气=ρ气V=0.2kg/m3×9000m3=1800kg;
(2)由题意可知,浮空艇排开空气的体积:V排=V=9000m3,
则浮空艇所受到的浮力:F浮=ρ空气gV排=1.2kg/m3×10N/kg×9000m3=1.08×105N;
(3)浮空艇和艇内气体的总重力:G总=m总g=(1800kg+2000kg)×10N/kg=3.8×104N,
由力的平衡条件可知,缆绳拉力:F=F浮﹣G总=1.08×105N﹣3.8×104N=7×104N,
因为锚泊车的重力是缆绳拉力的三倍,所以锚泊车的重力:G车=3F=3×7×104N=2.1×105N,
由G=mg可知,锚泊车的质量:m===2.1×104kg=21t。
故答案为:1800;1.08×105;21。
17.【解答】解:图中小明向右跑步,地面对他的支持力方向竖直向上,作用在鞋底与地面的接触点上,竖直向上的方向画一条带箭头的线段,并标明字母F,如图所示:
18.【解答】解:灯泡L与小电动机M并联的,开关S1控制灯泡L,开关S1与灯L串联,S2控制电动机,S2与电动机串联,如下所示:
三、实验与探究题(共4小题,计22分)
19.【解答】解:
(1)由图1可知,刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表1mm,即刻度尺的分度值为1mm;物体左侧与0.00cm对齐,右侧与2.70cm对齐,所以物体的长度为L=2.70cm;
(2)相比用酒精灯加热,用电加热器加热的优点是:更容易控制水和食用油吸收热量相等,通过比较升高的温度,知道哪种液体吸热本领强的。
故答案为:(1)1mm;2.70;(2)热量;升高的温度。
20.【解答】解:(1)杠杆静止在如图甲所示的位置,静止即为平衡状态;
为使杠杆在水平位置平衡,由于杠杆现在左高右低,所以平衡螺母向左调;
(2)由表格中数据知,
第一组数据:1N×30cm=3N×10cm;
第二组数据:2N×20cm=1N×40cm;
第三组数据:3N×20cm=6N×10cm;
可得杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,F1L1=F2L2;
(3)根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2,3N×30cm=F2×40cm×,解得F2=4.5N。
故答案为:(1)平衡;左;(2)F1L1=F2L2;(3)4.5。
21.【解答】解:(1)探究电流与电压关系:
①探究电流与电压的关系时,要保持电阻不变,采用的科学方法是控制变量法;
②为避免实验的偶然性,应多次测量通过定值电阻的电流随其两端电压的变化,才能得出具有普遍性的结论,所以实验中滑动变阻器的另一个作用是改变电阻两端的电压;
③小明选用5Ω和10Ω的两只电阻分别进行实验后,由图乙作图如下所示:
由图可知,当电压相等时,M对应的电流大,由欧姆定律R=,M图象对应的电阻小,故M图象对应的是5Ω;
由M图像得到的实验结论是:在电阻一定时,电流和电压成正比;
(2)探究电流与电阻的关系:
①根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向b端移动,才能使电压表示数等于U;
②由串联电路电压的规律和分压原理有:
=,方程左边为一定值,故右边也为一定值,当变阻器连入的电阻最大时对应的定值电阻也最大,
此时电压表的示数最小,
即=,
解得UV=1V,即控制的最小电压为1V;
③由表格数据知电压为:U=IR=0.60A×5Ω=0.30A×10Ω≠0.16A×20Ω,第三次实验虽然与前两次不同,但相差不大,这是由于电流表的分度值为0.02A,不能准确读出电流值造成的,是由于测量工具不精密造成的,属于测量误差。
故答案为:(1)①电阻;②改变电阻两端的电压;③5;正;(2)①b;②1;③测量误差。
22.【解答】解:(1)弹弓橡皮条弹性势能的大小是通过弹珠射出的距离来表示,射出的越远,弹弓的弹性势能越大;这里将弹性势能的大小转换为弹珠运动的距离,这就是物理中常用的转换法;
(2)比较第1﹣6次实验,橡皮条宽相同,橡皮条越长,弹射的水平距离越短,可以得到的实验结论是:其它条件不变时,橡皮条越短,具有的弹性势能越大;
(3)探究橡皮条宽度对弹性势能大小的影响,应控制橡皮条的长度相同,故选2、7、8三次实验数据进行分析;
(4)弹珠射出时弹性势能转化为动能,弹性势能一定,动能一定,铁弹珠质量大,速度小,移动距离小,故弹射的水平距离小于14m;
(5)由以上可知,弹性势能的大小与宽度、长度有关;在拉伸相同的伸长量时,宽度越宽,弹性势能越大,长度越短,弹性势能越大,故弹性势能最大的橡皮条是宽而短的,若想做一个能将弹珠发射的更远的弹弓,应选宽而短的,故选D;
(6)橡皮条的长度、宽度、厚度、材料等都影响橡皮条的弹性势能大小。
故答案为:(1)弹珠射出的距离;(2)橡皮条越短,具有的弹性势能越大;(3)2、7、8;(4)小;小于;(5)D;(6)橡皮条的厚度。
四、综合题(共2小题,计16分)
23.【解答】解:(1)由电路图可知,开关S接触b、c两个触点时电路为R2的简单电路,开关S接触c、d两个触点时R1与R2并联,开关S接触d、e两个触点时电路为R1的简单电路,
因并联电路中总电阻小于任何一个分电阻,且R1<R2,
所以,开关S接触b、c两个触点时总电阻最大,开关S接触c、d两个触点时总电阻最小,
由P=UI=可知,电源的电压一定时,电路的总电阻越大时总功率越小,
则开关S接触b、c两个触点时电热器处于低温挡,开关S接触c、d两个触点时电热器处于高温挡,开关S接触d、e两个触点时电热器处于中温挡;
所以,电热器处于中温挡时,工作的电热丝R1;
(2)开关S接触b、c两个触点时,电路为R2的简单电路,电热器处于低温挡,
则在低温挡工作时电功率:P低===2200W;
(3)开关S接触c、d两个触点时,R1与R2并联,电热器处于高温挡,
则在高温挡工作时电功率:P高===6600W,
在高温挡工作1min产生的热量:Q=P高t=6600W×1×60s=3.96×105J。
答:(1)R1;
(2)电热器在低温工作时的电功率是2200W;
(3)在高温挡工作1min产生的热量是3.96×105J。
24.【解答】解:(1)运送快递的大卡车有很多宽大的车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对地面的压强;
(2)水带走的热量:
Q吸=Q放=c橡胶m橡胶Δt=2.0×103J/(kg ℃)×18×50kg×(70℃﹣20℃)=9×107J;
(3)①因大卡车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,大卡车受到牵引力的大小:
F=f=0.008G=0.008×50×103kg×10N/kg=4000N,
牵引力做的功:
W=Fs=4000N×800×103m=3.2×109J,
发动机输出能量为:
W输出===4×109J
由η=×100%可得消耗柴油完全燃烧释放的热量:
Q放===8×109J,
由Q放=Vq可得消耗柴油的体积:
V===250L=0.25m3,
由密度公式ρ=得柴油的质量为:
m油=ρ油V=0.8×103kg/m3×0.25m3=200kg;
②如下图所示,O为支点,液压装置对A点水平向右的力F2为阻力,脚对刹车踏板向左的力F1为动力;
想用更小的力踩刹车就能使车停止运动,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,在阻力大小不变时,需要减小阻力臂或增大动力臂,故可以减小OA间的距离或增大OB的长度。
答:(1)减小;
(2)水要带走的热量是9×107J;
(3)①这辆大卡车全程要消耗200kg的柴油;
②减小OA间的距离或增大OB的长度。
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