物理提出问题与猜想专题(精品)
物理九年级上册 内能易错题(Word版 含答案)
物理九年级上册内能易错题(Word版含答案)一、初三物理内能易错压轴题(难)1.(提出问题)水和空气哪种物质的导热性能好?(猜想与假设)小明进行了如下猜想:猜想一:水的导热性能好;猜想二:空气的导热性能好(设计与进行实验)小明用两个相同的牛奶瓶,都装入热牛奶,一个放在温度与室温相同的水中,另一个放在空气中,为了尽量减少其他因素的影响,他把两个瓶都用木块垫起来,放在同一个桌面上,如上图所示,实验时他每隔一定的时间记录一次甲、乙两温度计的示数,得到的数据如下表:(实验结论)(1)分析表中数据,可得出结论:_____(评估与交流)(2)对甲、乙两个瓶中的牛奶,除了要控制它们的初温相同外,还要控制它们的_____相同(3)热牛奶放在水中温度下降是通过_____方式来_____(选填“增加”或“减少”)内能(4)进一步分析表中甲的示数,小明又发现,在冷却过程中,牛奶冷却的快慢前后并不一致,是越来越___的(实验拓展)(5)如果有一天,你要喝一杯奶茶,下列两种冷却方法中,效果较好的是_____A.将滚烫的热茶冷却5分钟,然后加适量冷牛奶B.先将适量的冷牛奶加进滚烫的热茶中,然后冷却5min(6)物理学中我们用速度来表示物体运动的快慢,若小明用“冷却速度”来表示物体冷却快慢,则“冷却速度”可定义为:质量为1千克的物体,_____叫做冷却速度【答案】在水中冷却比在空气中冷却效果要好质量热传递减少慢A单位时间内降低的温度【解析】【详解】(1)分析可知,在相同时间内水中冷却速度更快,所以在水中比空气中冷却效果更好;(2)在研究空气和水的导热性时,应该保证其它条件相同,除了水的初温外还要保证水的质量相等;(3)由于水与牛奶瓶有温度差,所以要发生热传递,即牛奶温度下降是由于热量传递减少其内能;(4)这是由于随着牛奶温度下降,周围水的温度在升高,使牛奶冷却的速度变慢,因此牛奶冷却的快慢还会受到温度的影响.所以当实验时间较长时,相同时间内牛奶降温的速度逐渐变慢,就是指冷却速率变慢.(5)根据(4)中的结论,物体冷却随时间推移是先快后慢,本质原因是温差逐渐缩小,奶茶热的时候温度下降得快,开始快后来越来越慢,开始先让它保持较高的温度,可以在五分钟内放出更多的热量,然后加入冷牛奶,利用热传递使其再次降温。
2022年高考物理命题猜想与仿真押题——专题09 带电粒子在复合场中的运动(命题猜想)(解析版)
【考向解读】1.2022年主要考试热点:(1)带电粒子在组合复合场中的受力分析及运动分析.(2)带电粒子在叠加复合场中的受力分析及运动分析.(3)带电粒子在交变电磁场中的运动.2.带电粒子在复合场中的运动应当是2022年高考压轴题的首选.(1)复合场中结合牛顿其次定律、运动的合成与分解、动能定理综合分析相关的运动问题.(2)复合场中结合数学中的几何学问综合分析多解问题、临界问题、周期性问题等.【命题热点突破一】带电粒子在组合场中的运动磁偏转”和“电偏转”的差别电偏转磁偏转偏转条件带电粒子以v⊥E进入匀强电场带电粒子以v⊥B进入匀强磁场受力状况只受恒定的电场力只受大小恒定的洛伦兹力运动状况类平抛运动匀速圆周运动运动轨迹抛物线圆弧物理规律类平抛学问、牛顿其次定律牛顿其次定律、向心力公式基本公式L=vt,y=12at2,a=qEm,tan θ=atvr=mvqB,T=2πmqB,t=θ2πT例1.如图所示,静止于A处的离子,经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器,从P点垂直CN 进入矩形区域的有界匀强电场,电场方向水平向左.静电分析器通道内有均匀辐射分布的电场,已知圆弧虚线的半径为R,其所在处场强为E、方向如图所示;离子质量为m、电荷量为q;QN=2d、PN=3d,离子重力不计.(1)求加速电场的电压U;(2)若离子恰好能打在Q点上,求矩形区域QNCD内匀强电场场强E0的值;(3)若撤去矩形区域QNCD内的匀强电场,换为垂直纸面对里的匀强磁场,要求离子能最终打在QN上,求磁场磁感应强度B的取值范围.(3)离子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力供应向心力,依据牛顿其次定律,有qBv=mv2r则r=1BEmRq离子能打在QN上,则既没有从DQ边出去也没有从PN边出去,则离子运动径迹的边界如图中Ⅰ和Ⅱ.由几何关系知,离子能打在QN上,必需满足:32d<r≤2d则有12dEmRq≤B<23dEmRq.答案(1)12ER(2)3ER2d(3)12d EmRq≤B <23dEmRq【变式探究】如图所示的坐标系中,第一象限内存在与x轴成30°角斜向下的匀强电场,电场强度E=400 N/C;第四象限内存在垂直于纸面对里的有界匀强磁场,x轴方向的宽度OA=203cm,y轴负方向无限大,磁感应强度B=1×10-4T.现有一比荷为qm=2×1011 C/kg的正离子(不计重力),以某一速度v0从O点射入磁场,α=60 °,离子通过磁场后刚好从A点射出,之后进入电场.(1)求离子进入磁场B的速度v0的大小;(2)离子进入电场后,经多少时间再次到达x轴上;(3)若离子进入磁场B后,某时刻再加一个同方向的有界匀强磁场使离子做完整的圆周运动,求所加磁场磁感应强度的最小值.解析离子的运动轨迹如图所示离子沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动,加速度为a,位移为l2Eq=ma l2=12at2由几何关系可知tan 60°=l2l1代入数据解得t=3×10-7s(3)由Bqv=mv2r知,B越小,r越大.设离子在磁场中最大半径为R由几何关系得R=12(r1-r1sin 30°)=0.05 m由牛顿运动定律得B1qv0=mv20R得B1=4×10-4T则外加磁场ΔB1=3×10-4T答案(1)4×106 m/s(2)3×10-7s(3)3×10-4T【感悟提升】带电粒子在组合场中的运动问题,一般都是单物体多过程问题,求解策略是“各个击破”:(1)先分析带电粒子在每个场中的受力状况和运动状况,抓住联系相邻两个场的纽带——速度(一般是后场的入射速度等于前场的出射速度),(2)然后利用带电粒子在电场中往往做类平抛运动或直线运动,在磁场中做匀速圆周运动的规律求解.【命题热点突破二】带电粒子在叠加复合场中的运动例2.如图所示,水平线AC和竖直线CD相交于C点,AC上开有小孔S,CD上开有小孔P,AC与CD间存在磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直纸面对里,∠DCG=60°,在CD右侧、CG的下方有一竖直向上的匀强电场E(大小未知)和垂直纸面对里的另一匀强磁场B1(大小未知),一质量为m、电荷量为+q的塑料小球从小孔S处无初速度地进入匀强磁场中,经一段时间恰好能从P孔水平匀速飞出而进入CD右侧,小球在CD右侧做匀速圆周运动而垂直打在CG板上,重力加速度为g.(1)求竖直向上的匀强电场的电场强度E的大小;(2)求CD右侧匀强磁场的磁感应强度B1的大小;(3)若要使小球进入CD右侧后不打在CG上,则B1应满足什么条件?解析(1)因小球在CD右侧受重力、电场力和洛伦兹力作用而做匀速圆周运动,所以有mg=qE,即E=mgq.(2)小球进入磁场后,由于重力作用,速率不断增大,同时在洛伦兹力的作用下小球右偏,当小球从小孔P水平匀速飞出时,受力平衡有Bqv =mg ,即v =mgBq从S 到P 由动能定理得mg CP =12mv 2,即CP =m 2g2q 2B2因小球从小孔P 水平飞入磁场B 1后做匀速圆周运动而垂直打在CG 上,所以C 点即为小球做圆周运动的圆心,半径即为r =CP 又因B 1qv =m v 2r联立得B 1=2B .答案 (1)mgq(2)2B (3)B 1≥4.3B【变式探究】如图所示,离子源A 产生的初速度为零、带电荷量为e 、质量不同的正离子被电压为U 1的加速电场加速后进入一电容器中,电容器两极板之间的距离为d ,电容器中存在磁感应强度大小为B 的匀强磁场和匀强电场.正离子能沿直线穿过电容器,垂直于边界MN 进入磁感应强度大小也为B 的扇形匀强磁场中,∠MNQ =90°.(不计离子的重力)(1)求质量为m 的离子进入电容器时,电容器两极板间的电压U 2; (2)求质量为m 的离子在磁场中做圆周运动的半径;(3)若质量为4m 的离子垂直打在NQ 的中点S 1处,质量为16m 的离子打在S 2处.求S 1和S 2之间的距离以及能打在NQ 上正离子的质量范围.解析 (1)设离子经加速电场后获得的速度为v 1,应用动能定理有U 1e =12mv 21离子进入电容器后沿直线运动,有U 2ed =Bev 1得U 2=Bd2U 1em又ON =R 2-R 1由几何关系可知S 1和S 2之间的距离ΔS =R 22-ON 2-R 1联立解得ΔS =2(3-1)2U 1mB 2e由R ′2=(2R 1)2+(R ′-R 1)2 解得R ′=52R 1再依据12R 1≤R x ≤52R 1解得m ≤m x ≤25m 答案 (1)Bd 2U 1em(2)2U 1mB 2e(3)m ≤m x ≤25m【命题热点突破三】带电粒子在交变电磁场中的运动及多解问题例3、如图甲所示,宽度为d 的竖直狭长区域内(边界为L 1、L 2),存在垂直纸面对里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图乙所示),电场强度的大小为E 0,E >0表示电场方向竖直向上.t =0时,一带正电、质量为m 的微粒从左边界上的N 1点以水平速度v 射入该区域,沿直线运动到Q 点后,做一次完整的圆周运动,再沿直线运动到右边界上的N 2点.Q 为线段N 1N 2的中点,重力加速度为g .上述d 、E 0、m 、v 、g 为已知量.(1)求微粒所带电荷量q 和磁感应强度B 的大小. (2)求电场变化的周期T .(3)转变宽度d ,使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域,求T 的最小值.(2)设微粒从N 1运动到Q 的时间为t 1,做圆周运动的周期为t 2,则d2=vt 1⑤(1分)qvB =m v 2R⑥(2分)2πR =vt 2⑦(1分)联立③④⑤⑥⑦得t 1=d 2v ;t 2=πvg⑧(2分)电场变化的周期T =t 1+t 2=d 2v +πvg⑨(1分)【感悟提升】空间存在的电场或磁场是随时间周期性变化的,一般呈现“矩形波”的特点.交替变化的电场及磁场会使带电粒子顺次经过不同特点的电场、磁场或叠加的场,从而表现出多过程现象,其特点较为隐蔽,应留意以下两点:(1)认真确定各场的变化特点及相应时间,其变化周期一般与粒子在磁场中的运动周期关联. (2)把粒子的运动过程用直观草图进行分析.【变式探究】如图甲所示,两竖直线所夹区域内存在周期性变化的匀强电场与匀强磁场,变化状况如图乙、丙所示,电场强度方向以y 轴负方向为正,磁感应强度方向以垂直纸面对外为正.t =0时刻,一质量为m 、电量为q 的带正电粒子从坐标原点O 开头以速度v 0沿x 轴正方向运动,粒子重力忽视不计,图乙、丙中E 0=3B 0v 04π,t 0=πm qB 0,B 0已知.要使带电粒子在0~4nt 0(n ∈N)时间内始终在场区运动,求:(1)在t 0时刻粒子速度方向与x 轴的夹角; (2)右边界到O 的最小距离; (3)场区的最小宽度.解析 (1)由牛顿其次定律,得E 0q =ma v y =qE 0mt 0(2分)E 0=3B 0v 04πtan θ=v yv 0(1分) θ=37°(1分)(2)x 1=v 0t 0(1分)如图所示,由几何关系得x 2=R 1-R 1cos 53°(1分)B 0qv =m v 2R 1(1分) v =v 0cos 37°(1分)x =x 1+x 2=(π+0.5)mv 0qB 0(1分)答案 (1)37° (2)(π+0.5)mv 0qB 0(3)(1.5n +1.5+π)mv 0qB 0【高考真题解读】1.(2021·福建理综,22,20分)如图,绝缘粗糙的竖直平面MN 左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,电场强度大小为E ,磁场方向垂直纸面对外,磁感应强度大小为B .一质量为m 、电荷量为q 的带正电的小滑块从A 点由静止开头沿MN 下滑,到达C 点时离开 MN 做曲线运动.A 、C 两点间距离为h ,重力加速度为g .(1)求小滑块运动到C 点时的速度大小v C ;(2)求小滑块从A 点运动到C 点过程中克服摩擦力做的功W f ;(3)若D 点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置,当小滑块运动到D 点时撤去磁场,此后小滑块连续运动到水平地面上 的P 点.已知小滑块在D 点时的速度大小为v D ,从D点运动到P 点的时间 为t ,求小滑块运动到P 点时速度的大小v P .(3)如图,小滑块速度最大时,速度方向与电场力、重力的合力方向垂直.撤 去磁场后小滑块将做类平抛运动,等效加速度为g ′g ′=(qE m)2+g 2⑥ 且v 2P =v 2D +g ′2t 2⑦解得v P =v 2D +⎣⎡⎦⎤(qE m )2+g 2t 2⑧ 答案 (1)E B (2)mgh -mE 22B 2(3)v 2D+⎣⎡⎦⎤(qE m )2+g 2t 22.(2021·重庆理综,9,18分)如图为某种离子加速器的设计方案.两个半圆形金属盒内存在相同的垂直于纸面对外的匀强磁场.其中MN 和M ′N ′是间距为h 的两平行极板,其上分别有正对的两个小孔O 和O ′,O ′N ′=ON =d ,P 为靶点,O ′P =kd (k 为大于1的整数).极板间存在方向向上的匀强电场,两极板间电压为U .质量为m 、带电量为q 的正离子从O 点由静止开头加速,经O ′进入磁场区域.当离子打到极板上O ′N ′区域(含N ′点)或外壳上时将会被吸取.两虚线之间的区域无电场和磁场存在,离子可匀速穿过,忽视相对论效应和离子所受的重力.求:(1)离子经过电场仅加速一次后能打到P 点所需的磁感应强度大小; (2)能使离子打到P 点的磁感应强度的全部可能值;(3)打到P 点的能量最大的离子在磁场中运动的时间和在电场中运动的时间. 解析 (1)粒子经电场加速一次后的速度为v 1,由动能定理得 qU =12mv 21①粒子能打到P 点,则在磁场中的轨道半径r 1=kd2②对粒子在磁场中由牛顿其次定律得qv 1B 1=mv 21r 1③联立①②③式解得B 1=22Uqmqkd④答案 (1)22Uqm qkd (2)22nUqmqkd(n =1,2,3,…,k 2-1)(3)(2k 2-3)πkmd22Uqm (k 2-1)h 2(k 2-1)mUq3.(2021·天津理综,12,20分)现代科学仪器常利用电场、磁场把握带电粒子的运动.真空中存在着如图所示的多层紧密相邻的匀强电场和匀强磁场,电场与磁场的宽度均为d .电场强度为E ,方向水平向右;磁感应强度为B ,方向垂直纸面对里,电场、磁场的边界相互平行且与电场方向垂直.一个质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子在第1层电场左侧边界某处由静止释放,粒子始终在电场、磁场中运动,不计粒子重力及运动时的电磁辐射.(1)求粒子在第2层磁场中运动时速度v 2的大小与轨迹半径r 2;(2)粒子从第n 层磁场右侧边界穿出时,速度的方向与水平方向的夹角为θn , 试求sin θn ;(3)若粒子恰好不能从第n 层磁场右侧边界穿出,试问在其他条件不变的状况 下,也进入第n 层磁场,但比荷较该粒子大的粒子能否穿出该层磁场右侧边界,请简要推理说明之.(2)设粒子在第n 层磁场中运动的速度为v n ,轨迹半径为r n (各量的下标均代表 粒子所在层数,下同). nqEd =12mv 2n ⑤qv n B =m v 2nr n⑥图1粒子进入第n 层磁场时,速度的方向与水平方向的夹角为αn ,从第n 层磁场右侧边界穿出时速度方向与水平方向的夹角为θn ,粒子在电场中运动时,垂直于电场线方向的速度重量不变,有v n -1sin θn -1=v n sin αn ⑦ 由图1看出r n sin θn -r n sin αn =d ⑧由⑥⑦⑧式得r n sin θn -r n -1sin θn -1=d ⑨由⑨式看出r 1sin θ1,r 2sin θ2,…,r n sin θn 为一等差数列,公差为d ,可得r n sin θn =r 1sin θ1+(n -1)d ⑩图2粒子穿出时的速度方向与水平方向的夹角为θn ,由于 q ′m ′>q m ⑮则导致 sin θn ′>1⑯说明θn ′不存在,即原假设不成立.所以比荷较该粒子大的粒子不能穿出该层磁场右侧边界.答案 (1)2qEd m 2BmEdq(2)B nqd2mE(3)见解析4.(2021·江苏单科,15,16分)一台质谱仪的工作原理如图所示, 电荷量均为+q 、质量不同的离子飘入电压为U 0的加速电场,其初速度几乎为零.这些离子经加速后通过狭缝O 沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B 的匀强磁场,最终打在底片上.已知放置底片的区域MN =L ,且OM =L .某次测量发觉MN 中左侧23区域MQ 损坏,检测不到离子,但右侧13区域QN 仍能正常检测到离子.在适当调整加速电压后,原本打在MQ 的离子即可在QN 检测到.(1)求原本打在MN 中点P 的离子质量m ;(2)为使原本打在P 的离子能打在QN 区域,求加速电压U 的调整范围;(3)为了在QN 区域将原本打在MQ 区域的全部离子检测完整,求需要调整U 的最少次数.(取lg 2=0.301,lg 3=0.477,lg 5=0.699) 解析 (1)离子在电场中加速: qU 0=12mv 2在磁场中做匀速圆周运动:qvB =m v 2r解得r =1B2mU 0q打在MN 中点P 的离子半径为r 0=34L ,代入解得m =9qB 2L 232U 0(2)由(1)知,U =16U 0r 29L 2离子打在Q 点时r =56L ,U =100U 081 离子打在N 点时r =L ,U =16U 09,则电压的范围 100U 081≤U ≤16U 09 (3)由(1)可知,r ∝U由题意知,第1次调整电压到U 1,使原本Q 点的离子打在N 点L 56L =U 1U 0此时,原本半径为r 1的打在Q 1的离子打在Q 上56L r 1=U 1U 0解得r 1=⎝⎛⎭⎫562L答案 (1)9qB 2L 232U 0 (2)100U 081≤U ≤16U 09(3)3次5.(2022·浙江理综,25,22分)离子推动器是太空飞行器常用的动力系统.某种推动器设计的简化原理如图1所示,截面半径为R 的圆柱腔分为两个工作区.Ⅰ为电离区,将氙气电离获得1价正离子;Ⅱ为加速区,长度为L ,两端加有电压,形成轴向的匀强电场.Ⅰ区产生的正离子以接近0的初速度进入Ⅱ区,被加速后以速度v M 从右侧喷出.Ⅰ区内有轴向的匀强磁场,磁感应强度大小为B ,在离轴线R /2处的C 点持续射出肯定速率范围的电子.假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动,截面如图2所示(从左向右看).电子的初速度方向与中心O 点和C 点的连线成α角(0<α≤90°).推动器工作时,向Ⅰ区注入淡薄的氙气.电子使氙气电离的最小速率为v 0,电子在Ⅰ区内不与器壁相碰且能到达的区域越大,电离效果越好.已知离子质量为M ;电子质量为m ,电荷量为e .(电子遇到器壁即被吸取,不考虑电子间的碰撞)(1)求Ⅱ区的加速电压及离子的加速度大小;(2)为取得好的电离效果,请推断Ⅰ区中的磁场方向(按图2说明是“垂直纸面对里”或“垂直纸面对外”);(3)α为90°时,要取得好的电离效果,求射出的电子速率v 的范围;(4)要取得好的电离效果,求射出的电子最大速率v max 与α角的关系. 解析 (1)由动能定理得12Mv 2M=eU ①U =Mv 2M2e②a =eE M =e U ML =v 2M 2L③(4)电子运动轨迹如图所示, OA =R -r ,OC =R2,AC =r依据几何关系得r =3R4(2-sin α)⑨由⑥⑨式得v max =3eBR4m (2-sin α)答案 (1)Mv 2M 2e v 2M2L (2)垂直纸面对外(3)v 0≤v <3eBR 4m (4)v max =3eBR4m (2-sin α)6.(2022·重庆理综,9,18分)如图所示,在无限长的竖直边界NS 和MT 间布满匀强电场,同时该区域上、下部分分别布满方向垂直于NSTM 平面对外和向内的匀强磁场,磁感应强度大小分别为B 和2B ,KL 为上、下磁场的水平分界线,在NS 和MT 边界上,距KL 高h 处分别有P 、Q 两点,NS 和MT 间距为1.8h .质量为m 、带电荷量为+q 的粒子从P 点垂直于NS 边 界射入该区域,在两边界之间做圆周运动,重力加速度为g .(1)求电场强度的大小和方向.(2)要使粒子不从NS 边界飞出,求粒子入射速度的最小值.(3)若粒子能经过Q 点从MT 边界飞出,求粒子入射速度的全部可能值. 解析 (1)设电场强度大小为E . 由题意有mg =qE得E =mgq,方向竖直向上.(2)如图1所示,设粒子不从NS 边飞出的入射速度最小值为V min ,对应的粒子 在上、下区域的运动半径分别为r 1和r 2,圆心的连线与NS 的夹角为φ. 由r =mvqB有r 1=mv min qB ,r 2=12r 1由(r 1+r 2)sin φ=r 2 r 1+r 1cos φ=hv min =(9-62)qBhm答案 (1)mg q ,方向竖直向上 (2)(9-62)qBhm(3)见解析7.(2022·大纲全国,25,20分)如图,在第一象限存在匀强磁场,磁感应强度方向垂直于纸面(xy 平面)向外;在第四象限存在匀强电场,方向沿x 轴负向.在y 轴正半轴上某点以与x 轴正向平行、大小为v 0的速度放射出一带正电荷的粒子,该粒子在(d ,0)点沿垂直于x 轴的方向进入电场.不计重力.若该粒子离开电场时速度方向与Y 轴负方向的夹角为θ,求(1)电场强度大小与磁感应强度大小的比值; (2)该粒子在电场中运动的时间.解析 (1)如图,粒子进入磁场后做匀速圆周运动.设磁感应强度的大小为B ,粒子质量与所带电荷量分别为m 和q ,圆周运动的半径为R 0.由洛仑兹力公式 及牛顿其次定律得qv 0B =m v 20R 0①由题给条件和几何关系可知R 0=d ②答案 (1)12v 0tan 2θ (2)2dv 0tan θ。
物理实验步骤
物理实验步骤
物理实验步骤:
1、提出问题
2、猜想或假设
3、设计实验
4、进行实验
5、分析论证
6、评估
7、交流
具体解释:
1、提出问题:在问题的思考上,进行初始化的提问,力求问题得到最原始的提问。
2、猜想与假设:对于一个未知事物进行理论性上的猜想,以便于接下来进行情景的假设。
3、制定计划与设计实验:在符合一定科学依据的基础上,进行猜想与假设的实施,帮助这些猜想得到证明。
4、进行实验与搜集数据:严谨的进行实验,并且在过程中记录足够的数据,来完成最终论证的可靠性。
5、分析与论证:对所收集的数据进行科学性的讨论,帮助证明自己的假设。
6、评估:对自己实验中的不足,进行一定的误差分析,判断自己的数据是不是可以严谨的验证猜想。
7、交流与合作:把这份实验的结果进行大众交流,让更多人来分析自己的猜想与论证。
初中物理实验探究题 第一讲 提出问题,猜想与假设
二、猜想和假设:
例3. 小明想探究足球滚动的快慢和什么解析】
考点突破
练习1.
【解析】
练习2.
【解析】
练习3.
蜂蜜 冰箱中
室内 微波炉加热
温度 较低 一般 较高
流淌时间 较长 一般 较短
【解析】
练习4.
规律·方法·技巧
备考指津
科学探究之提出问题、猜想和假设: 提出问题的方法:
提出问题,猜想与假设
考点透视
新课程标准要求
➢考点 根据材料提出科学问题并合理假设.
知识梳理
实验探究的基本环节之提出问题、猜想和假设
例1. 【解析】
斜面的 倾斜程 度
1
较缓
10
0.1 5.0
1
2
较陡
10
0.3 6.7
1
45%
2.提出问题的途径和方法: (2)从真实现象中提问 例2.
【解析】
中考物理实验精练精解专题实验题16探究压力作用效果与哪些因素有关含解析
实验题16 探究压力作用效果与哪些因素有关一.实验:影响压力作用效果的因素1.提出问题: 压力的作用效果与哪些因素有关?2.猜想:压力大小受压面积3.设计方法:A:压力相等时,改变接触面积,观察两次实验中压力作用效果的强弱B:接触面积相等时,改变压力,观察两次实验中压力作用效果的强弱4.实验步骤:从以上两次实验可得结论:在受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
从以上两次实验可得结论:在压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
5.实验回顾与数据分析:要证明压力的作用效果和压力大小有关应选:甲乙要证明压力的作用效果和受力面积有关应选:乙丙6.结论:(1)在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显(2)在压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显二.真题精练1.(2020年四川省南充市中考真题)在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,小强利用了多个完全相同的木块和海绵进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的________来比较压力作用效果;(2)对比甲、乙两图可以得出:当________一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显;(3)由甲、丙两图可以探究压力作用效果与________的关系;(4)对比甲、丁两图,小强认为压力作用效果与压力大小无关,你认为他的观点________(选填“正确"或“错误”);理由是________。
【答案】 (1). 凹陷程度 (2). 压力 (3). 压力大小 (4). 错误 (5). 没有控制受力面积相同【解析】【详解】(1)[1]在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,利用转换法通过海绵的凹陷程度来比较压力作用效果。
(2)[2]对比甲、乙两图发现,相同的两个木块,一个竖放,一个平放,海绵受到的压力相同,接触面积不同,海绵的凹陷程度不同,可以得到:当压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(3)[3]分析甲、丙两图发现:海绵的受力面积相同,海绵受到的压力不同,海绵的凹陷程度不同;故可以探究压力的作用效果与压力大小的关系。
中考物理实验探究专项练习题及答案
实验探究专项练习题【复习目标】1、熟练掌握科学探究的各要素。
2、能够熟练掌握课本设计的各个探究实验。
3、能够对提出的生活中的现象和问题【知识储备】一个完整的实验探究包括提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作,在实验探究过程可只包含一个或多个要素。
【典型例题】一、对提出问题能力考查基本要求:●能从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理学有关的问题。
●能书面或口头表述这些问题。
例题:某生在河边玩耍,看见两女士在散步,一位穿高跟鞋,另一位穿平跟鞋,尽管看起来她们体重相当,但她们留在河边湿地上的脚印深浅有明显差异,高跟鞋后跟的印痕窄而深,平跟鞋的宽而浅。
请同学们经思考后提出一个相关问题?力对物体的破坏作用和受力面积有什么关系?解题方法:二、对猜想与假设的能力考查基本要求:●能根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想。
●能对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测与假设。
例题.用手将一块木板慢慢压向水中,当物体浸入水中的部分越多时,你的手感受到向上的力越大。
请你根据以上实验提出一个假设或猜想。
液体对物体的浮力跟浸入液体的深度有关练习:对影响液体蒸发快慢因素的研究中,学生发现衣服展开、晾在通风、向阳的地方干的快这一事实,情根据以上事实提出你的猜想猜想:液体温度高、表面积大、表面空气流速大,液体蒸发的快。
三、对制定计划与设计实验能力考查基本要求:●能明确探究的目的和已有条件,会制定计划与设计实验的过程。
●能选择正确的科学探究的方法与所需要的器材。
●能考虑影响问题的主要因素,有控制变量的初步意识例题:设计“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验方案时,通过推理得出电磁铁的线圈匝数越多、通过的电流越大、电磁铁的磁性将越强的假设之后,你认为在实验中你需要解决那些的问题?如何解决?需要解决的问题有三个:怎样测量磁性强弱,怎样改变和测量电流,怎样改变线圈匝数。
(1)怎样测量电磁铁磁性的强弱?学生A:看它能吸起多少根大头针或小铁钉。
提出问题:物理教学中的科学探究第一要素
提出问题:物理教学中的科学探究第一要素新教材下的物理教学已经不再提教师演示实验和学生分组实验的概念,取而代之的是科学探究。
新课标指出:“科学探究既是学生的学习目标,又是重要的教学方式。
”科学探究包括:提出问题、猜想与假设、制订计划和设计实验、进行实验和收集证据、分析与论证、评估、交流与合作,其中第一要素就是“提出问题”。
爱因斯坦曾说:“提出一个问题比解决一个问题更重要。
”可以说“提出问题的能力”是人们素质的一个重要组成部分,是创造发明的源泉之一,也是社会发展的动力之一,更是学生获得终身学习的基础和能力的一个重要方面。
因此,这也必然是在实施素质教育过程中,在使用新教材教学中必须重视的一个要素。
下面我就这方面的现状、成因及对策谈谈看法。
1.现状及其成因自从新课程标准实施以来,学生提出科学问题的能力总体上比未实施新课程标准以前有所改观,但绝大部分学生提出问题的能力还很弱,主要表现在提问意识不强烈,提问数量不够多,提出的问题质量不够高,缺乏深广度,探究价值不高。
造成学生不爱提出问题的原因是多方面的,有学生自身的因素,也有老师的因素。
1.1学生自身原因。
1.1.1胆子小,不敢在众人面前说话,没有自信心,害怕说错,怕遭到老师和同学的嘲笑。
1.1.2认为自己有问题不明白是不聪明的表现。
担心自己的问题没有新意,没有探究的价值。
1.1.3缺乏提问的技能与方法,不知从哪儿入手,不知提什么样的问题。
1.1.4对所学的知识一知半解。
1.2老师自身原因。
1.2.1课堂气氛紧张,老师比较严厉,对学生提出的问题没有予以积极的鼓励。
1.2.2没有教给学生提问的方法。
1.2.3没有给学生留有独立思考的时间,学生只好随大流。
2.对策2.1建立民主、平等、和谐的师生关系,团结友爱、互帮互助生生关系,克服学生心理上的障碍。
教师让学生提出问题的过程中要最大限度地发挥学生的主体作用,并让学生的自主性得到进一步发展。
思想的火花往往在开放的环境中产生,学生才可以放开思想充分发挥想象力,提出新颖的、有价值的问题。
2022年高考物理命题猜想与仿真押题——专题07 电场(命题猜想)(解析版)
【考向解读】1.静电场的性质与特点以及常见电场的分布规律问题是近几年高考的热点,分析近几年的高考命题,命题规律主要有以下几点:(1)以选择题形式考查电场的叠加.(2)以选择题形式考查等量电荷或不等量电荷的电场的分布与电场强度、电势、电势能的大小比较问题.(3)以选择题形式考查电场力做功与电势能的转变之间的关系.2.平行板电容器问题是近几年高考中时常消灭的考点,分析近几年的高考命题,命题规律主要有以下几点:(1)一般以选择题的形式考查电容器的定义式和平行板电容器的打算式.(2)以选择题的形式考查极板间场强、极板间的电势、带电粒子的电势能及电容器的充放电规律等问题.3.带电粒子在电场中的运动问题是近几年高考的重点和热点,综合分析近几年的高考命题,对于这一考点的命题规律有以下几个方面:(1)利用运动的合成和分解分析带电粒子的类平抛运动,考查粒子的运动轨迹、受力状况及能量转化,多以选择题形式消灭.(2)经常与动能定理、运动学方程、牛顿运动定律等学问相综合,以计算题的形式消灭.【命题热点突破一】对电场性质的考查例1.如图所示为某示波管内的聚焦电场,实线和虚线分别表示电场线和等势线.两电子分别从a、b两点运动到c点,设电场力对两电子做的功分别为W a和W b,a、b点的电场强度大小分别为E a和E b,则()A.W a=W b,E a>E b B.W a≠W b,E a>E bC.W a=W b,E a<E b D.W a≠W b,E a<E b【答案】A【变式探究】如图,在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点,M、N、P为直角三角形的三个顶点,F 为MN的中点,∠M=30°.M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示,已知φM=φN,φP=φF,点电荷Q在M、N、P三点所在平面内,则() A.点电荷Q肯定在MP的连线上B.连接PF的线段肯定在同一等势面上C.将正摸索电荷从P点搬运到N点,电场力做负功D.φP大于φM【答案】AD【感悟提升】1.分析电荷受电场力状况时,首先明确电场的电场线分布规律,再利用电场线的疏密分布规律或场强的叠加原理判定场强的强弱.2.分析电势的凹凸常依据电场线的指向进行推断.3.比较电势能的大小或分析电势能的变化,可以依据电场力做正功,电势能减小,做负功,电势能增大推断,也可依据正电荷在电势高处电势能大,负电荷在电势低处电势能大来推断.)【命题热点突破二】有关平行板电容器问题例2、一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地.两板间有一个正摸索电荷固定在P点,如图所示.以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、φ表示P点的电势,W表示正电荷在P点的电势能,若正极板保持不动,将负极板缓慢向右平移一小段距离l0的过程中,各物理量与负极板移动距离x的关系图象中正确的是()【答案】C【变式探究】如图所示,D是一个具有单向导电性的抱负二极管,水平放置的平行板电容器AB内部原有带电微粒P处于静止状态.下列措施下,关于P的运动状况的说法中正确的是()A.保持S闭合,增大A、B板间距离,P仍静止B.保持S闭合,减小A、B板间距离,P向上运动C.断开S后,增大A、B板间距离,P向下运动D.若B板接地,断开S后,A板稍下移,P的电势能不变【解析】保持开关S闭合,电容器的电压不变,增大A、B板间距离,则导致电容器的电容减小,则消灭电容器的电量减小,然而二极管作用导致电容器的电量不会减小,则电容器的电量不变,由于平行板电容器的电场强度与电容器的电量、电介质及正对面积有关,所以电场强度不变,故A正确;当减小A、B板间距离,则导致电容器的电容增大,则消灭电容器的电量增加,因此电场强度增大,所以P向上运动,故B正确;增大A、B板间距离,导致电容器的电容减小,由于断开开关S,则电容器的电量不变,所以极板间的电场强度不变,因此P仍处于静止,故C错误;A板稍下移,电容器的电容增大,当断开S后,则电容器的电量不变,所以电场强度也不变,由于B板接地,则P到B板的电势差不变,因此P的电势能也不变,故D正确.【答案】ABD 【命题热点突破三】应用动能定理分析带电粒子在电场中的运动例3.如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三条电场线,实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,由此可知()A.带电粒子在R点时的速度大于在Q点时的速度B.带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大C.带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小,比在P点时的大D.带电粒子在R点时的加速度小于在Q点时的加速度【答案】A【感悟提升】带电粒子在电场中的运动问题解题思路(1)首先分析粒子的运动规律,区分是在电场中的直线运动还是偏转运动问题.(2)对于直线运动问题,可依据对粒子的受力分析与运动分析,从以下两种途径进行处理:①假如是带电粒子在恒定电场力作用下做直线运动的问题,应用牛顿其次定律找出加速度,结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等.②假如是非匀强电场中的直线运动,一般利用动能定理争辩全过程中能的转化,争辩带电粒子的速度变化、运动的位移等.(3)对于曲线运动问题,一般是类平抛运动模型,通常接受运动的合成与分解方法处理.通过对带电粒子的受力分析和运动规律分析,应用动力学方法或功能方法求解.【变式探究】如图所示,虚线PQ、MN间存在如图所示的水平匀强电场,一带电粒子质量为m=2.0×10-11 kg、电荷量为q=+1.0×10-5C,从a点由静止开头经电压为U=100 V的电场加速后,垂直进入匀强电场中,从虚线MN上的某点b(图中未画出)离开匀强电场时速度与电场方向成30°角.已知PQ、MN间距离为20 cm,带电粒子的重力忽视不计.求:(1)带电粒子刚进入匀强电场时的速率v1;(2)匀强电场的场强大小;(3)ab两点间的电势差.【答案】(1)104 m/s(2)1.73×103 N/C(3)400 V【命题热点突破四】带电粒子在交变电场中的运动问题例4、如图甲所示,在y=0和y=2 m之间有沿着x轴方向的匀强电场,MN为电场区域的上边界,在x轴方向范围足够大.电场强度的变化如图乙所示,取x轴正方向为电场正方向,现有一个带负电的粒子,粒子的比荷为qm=1.0×10-2 C/kg,在t=0时刻以速度v0=5×102 m/s从O点沿y轴正方向进入电场区域,不计粒子重力.求:(1)粒子通过电场区域的时间;(2)粒子离开电场时的位置坐标;(3)粒子通过电场区域后沿x方向的速度大小.答案:见解析【感悟提升】(1)对于带电粒子在交变电场中的直线运动,一般多以加速、匀速或减速交替消灭的多运动过程的情景消灭.解决的方法:①依据力与运动的关系分析带电粒子一个变化周期内相关物理量的变化规律.②借助运动图象进行运动过程分析,找出每一运动过程(或阶段)中相关物理量间的关系,进行归纳、总结、推理,查找带电粒子的运动规律.(2)对于带电粒子在交变电场中的曲线运动,解决的方法仍旧是应用运动的合成与分解的方法,把曲线运动分解为两个直线运动,然后应用动力学或功能关系加以解决.【高考真题解读】1.(2021·江苏卷)静电现象在自然界中普遍存在,我国早在西汉末年已有对静电现象的记载,《春秋纬·考异邮》中有“玳琩吸”之说,但下列不属于静电现象的是()A.梳过头发的塑料梳子吸起纸屑B.带电小球移至不带电金属球四周,两者相互吸引C.小线圈接近通电线圈过程中,小线圈中产生电流D.从干燥的地毯上走过,手遇到金属把手时有被电击的感觉答案:C 2.(2021·安徽卷)已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为σ2ε0,其中σ为平面上单位面积所带的电荷量,ε0为常量.如图所示的平行板电容器,极板正对面积为S ,其间为真空,带电量为Q.不计边缘效应时,极板可看作无穷大导体板,则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为()A.Qε0S和Q2ε0S B.Q2ε0S 和Q2ε0SC.Q2ε0S和Q22ε0S D.Qε0S和Q22ε0S解析:每个板的电荷密度σ=QS,每个板单独在极板间产生的电场E0=σ2ε0=Q2ε0S,极板间的电场为两个极板单独产生的电场的矢量和,则E=2E0=Qε0S,每个极板受到的静电力F=QE0=Q22ε0S,选项D正确.答案:D3.(2021·新课标全国卷Ⅰ) 如图,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q是它们的交点,四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ.一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等,则() A.直线a位于某一等势面内,φM>φQB.直线c位于某一等势面内,φM>φNC.若电子由M点运动到Q点,电场力做正功D.若电子由P点运动到Q点,电场力做负功答案:B4.(2021·浙江卷) 如图所示,用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1 kg的小球A悬挂到水平板的M、N两点,A上带有Q=3.0×10-6 C的正电荷.两线夹角为120°,两线上的拉力大小分别为F1和F2.A的正下方0.3 m处放有一带等量异种电荷的小球B,B与绝缘支架的总质量为0.2 kg(重力加速度取g=10 m/s2;静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,A、B球可视为点电荷),则()A.支架对地面的压力大小为2.0 NB.两线上的拉力大小F1=F2=1.9 NC.将B水平右移,使M、A、B在同始终线上,此时两线上的拉力大小F1=1.225 N,F2=1.0 ND.将B移到无穷远处,两线上的拉力大小F1=F2=0.866 N答案:BC5.(2021·山东卷)如图甲,两水平金属板间距为d ,板间电场强度的变化规律如图乙所示.t =0时刻,质量为m 的带电微粒以初速度v 0沿中线射入两板间,0~T3时间内微粒匀速运动,T 时刻微粒恰好经金属板边缘飞出.微粒运动过程中未与金属板接触.重力加速度的大小为g .关于微粒在0~T 时间内运动的描述,正确的是( )A .末速度大小为2v 0B .末速度沿水平方向C .重力势能削减了12mgd D .克服电场力做功为mgd解析:0~T 3微粒做匀速直线运动,则E 0q =mg .T 3~2T 3没有电场作用,微粒做平抛运动,竖直方向上a =g .2T3~T ,由于电场作用,F =2E 0q -mg =mg =ma ′,a ′=g ,方向竖直向上.由于两段时间相等,故到达金属板边缘时,微粒速度为v 0,方向水平,选项A 错误,选项B 正确;从微粒进入金属板间到离开,重力做功mg d2,重力势能削减12mgd ,选项C 正确;由动能定理知W G -W 电=0,W 电=12mgd ,选项D 错误.答案:BC6.(2021·新课标全国卷Ⅱ) 如图,一质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子在匀强电场中运动,A 、B 为其运动轨迹上的两点,已知该粒子在A 点的速度大小为v 0,方向与电场方向的夹角为60°;它运动到B 点时速度方向与电场方向的夹角为30°.不计重力.求A 、B 两点间的电势差.答案:mv 20q7.(2021·四川卷)如图所示,粗糙、绝缘的直轨道OB 固定在水平桌面上,B 端与桌面边缘对齐,A 是轨道上一点,过A 点并垂直于轨道的竖直面右侧有大小E =1.5×106 N/C ,方向水平向右的匀强电场.带负电的小物体P 电荷量是2.0×10-6C ,质量m =0.25 kg ,与轨道间动摩擦因数μ=0.4.P 从O 点由静止开头向右运动,经过0.55 s 到达A 点,到达B 点时速度是5 m/s ,到达空间D 点时速度与竖直方向的夹角为α,且tan α=1.2.P在整个运动过程中始终受到水平向右的某外力F 作用,F 大小与P 的速率v 的关系如下表所示.P 视为质点,电荷量保持不变,忽视空气阻力,取g =10 m/s 2.求:v /(m·s -1) 0≤v ≤2 2<v <5 v ≥5 F /N263(1)小物体P 从开头运动至速率为2 m/s 所用的时间; (2)小物体P 从A 运动至D 的过程,电场力做的功.解析:(1)小物体P的速率从0至2 m/s,受外力F1=2 N,设其做匀变速直线运动的加速度为a1,经过时间Δt1速度为v1,则F1-μmg=ma1①v1=a1Δt1②由①②式并代入数据得Δt1=0.5 s.③x2=v3Δt3⑪设小物体P从A点至D点电场力做功为W,则W=-qE(x1+x2)⑫联立④~⑧,⑩~⑫式并代入数据得W=-9.25 J.⑬答案:(1)0.5 s(2)-9.25 J8.(2022·新课标全国卷Ⅰ)如图,O、A、B为同一竖直平面内的三个点,OB沿竖直方向,∠BOA=60°,OB=32OA.将一质量为m的小球以肯定的初动能自O点水平向右抛出,小球在运动过程中恰好通过A点.使此小球带电,电荷量为q(q>0),同时加一匀强电场,场强方向与△OAB所在平面平行.现从O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球,该小球通过了A点,到达A点时的动能是初动能的3倍;若该小球从O 点以同样的初动能沿另一方向抛出,恰好通过B点,且到达B点时的动能为初动能的6倍,重力加速度大小为g.求(1)无电场时,小球到达A点时的动能与初动能的比值;(2)电场强度的大小和方向.(2)加电场后,小球从O点到A点和B点,高度分别降低了d2和3d2,设电势能分别减小ΔE p A和ΔE p B,由能量守恒及④式得ΔE p A=3E k0-E k0-12mgd=23E k0⑦ΔE p B=6E k0-E k0-32mgd=E k0⑧在匀强电场中,沿任始终线,电势的降落是均匀的.设直线OB 上的M 点与A 点等电势,M 与O 点的距离为x ,如图,则有x 32d =ΔE p AΔE p B ⑨解得x =d .MA 为等势线,电场必与其垂线OC 方向平行.设电场方向与竖直向下的方向的夹角为α,由几何关系可得 α=30°.⑩即电场方向与竖直向下的方向的夹角为30°. 设场强的大小为E ,有qEd cos30°=ΔE p A ⑪ 由④⑦⑪式得E =3mg6q.⑫ 答案:(1)73 (2)3mg6q 方向:与竖直向下成30°夹角。
2022年高考物理命题猜想与仿真押题——专题05 功 功率 动能定理(命题猜想)(解析版)
【考向解读】猜测2022年高考命题特点:①功和功率的计算.②利用动能定理分析简洁问题.③对动能变化、重力势能变化、弹性势能变化的分析.④对机械能守恒条件的理解及机械能守恒定律的简洁应用.交汇命题的主要考点有:①结合v-t、F-t等图象综合考查多过程的功和功率的计算.②结合应用动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律,结合动力学方法解决多运动过程问题.【命题热点突破一】功和功率的计算在历年的高考中,很少消灭简洁、单独考查功和功率的计算,一般将其放在与功能关系、物体的运动等综合问题中一起考查,并且对于功和功率的考查一般以选择题形式消灭,题目难度以中档题为主.例1.一物体静止在粗糙水平地面上.现用一大小为F1的水平拉力拉动物体,经过一段时间后其速度变为v.若将水平拉力的大小改为F2,物体从静止开头经过同样的时间后速度变为2v.对于上述两个过程,用W F1、W F2分别表示拉力F1、F2所做的功,W f1、W f2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功,则()A.W F2>4W F1,W f2>2W f1B.W F2>4W F1 , W f2=2W f1C.W F2<4W F1,W f2=2W f1D.W F2<4W F1,W f2<2W f1【答案】C【感悟提升】1.功的计算(1)恒力做功的计算公式:W=Fl cosα;(2)当F为变力时,用动能定理W=ΔE k或功能关系求功.所求得的功是该过程中外力对物体(或系统)做的总功(或者说是合力对物体做的功);(3)利用F-l图象曲线下的面积求功;(4)利用W=Pt计算.2.功率(1)功率定义式:P =Wt.所求功率是时间t内的平均功率;(2)功率计算式:P=Fv cosα.其中α是力与速度间的夹角.若v为瞬时速度,则P为F在该时刻的瞬时功率;若v为平均速度,则P为F在该段位移内的平均功率.【变式探究】如图所示,水平传送带以v=2 m/s的速度匀速前进,上方漏斗中以每秒50 kg的速度把煤粉竖直抖落到传送带上,然后一起随传送带运动.假如要使传送带保持原来的速度匀速前进,则传送带的电动机应增加的功率为()A.100 W B.200 WC.500 W D.无法确定【答案】B【命题热点突破二】对动能定理应用的考查命题规律:该学问点是近几年高考的重点,也是高考的热点,题型既有选择题,也有计算题.考查的频率很高,分析近几年的考题,命题有以下规律:(1)圆周运动与平衡学问的综合题.(2)考查圆周运动的临界和极值问题.例3.一人用恒定的力F,通过图示装置拉着物体沿光滑水平面运动,A、B、C是其运动路径上的三个点,且AC=BC.若物体从A到C、从C到B的过程中,人拉绳做的功分别为W F A、W FB,物体动能的增量分别为ΔE A、ΔE B,不计滑轮质量和摩擦,下列推断正确的是()A.W F A=W FBΔE A=ΔE BB.W F A>W FBΔE A>ΔE BC.W F A<W FBΔE A<ΔE BD.W F A>W FBΔE A<ΔE B【答案】B【感悟提升】动能定理应用的基本步骤 (1)选取争辩对象,明确并分析运动过程.(2)分析受力及各力做功的状况,受哪些力?每个力是否做功?在哪段位移过程中做功?正功?负功?做多少功?求出代数和.(3)明确过程初、末状态的动能E k1及E k2.(4)列方程W =E k2-E k1,必要时留意分析题目的潜在条件,补充方程进行求解.【变式探究】一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动.当物块的初速度为v 时,上升的最大高度为H ,如图所示;当物块的初速度为v2时,上升的最大高度记为h .重力加速度大小为g .物块与斜坡间的动摩擦因数和h 分别为()A .tan θ和H 2 B.⎝⎛⎭⎫v 22gH -1tan θ和H 2 C .tan θ和H 4 D.⎝⎛⎭⎫v 22gH -1tan θ和H 4【解析】设物块与斜坡间的动摩擦因数为μ,则物块沿斜坡上滑时的加速度大小 a =μg cos θ+g sin θ①当物块的初速度为v 时,由运动学公式知 v 2=2a Hsin θ②当物块的初速度为v2时,由运动学公式知⎝⎛⎭⎫v 22=2a h sin θ③ 由②③两式得h =H 4由①②两式得μ=⎝⎛⎭⎫v 22gH -1tan θ. 【答案】D【命题热点突破三】机车启动问题机车启动问题在最近3年高考中消灭的频率并不高,但该部分内容比较综合,在考查功率的同时也考查功能关系和运动过程的分析以及匀变速直线运动规律的运用,估计可能在2021年的高考中消灭,题型为选择题或计算题都有可能.例3、提高机车运动速率的有效途径是增大发动机的功率和减小阻力因数(设阻力与物体运动速率的平方成正比,即F f =kv 2,k 是阻力因数).当发动机的额定功率为P 0时,物体运动的最大速率为v m ,假如要使物体运动的速率增大到2v m ,则下列方法可行的是( ) A .阻力因数不变,使发动机额定功率增大到2P 0 B .发动机额定功率不变,使阻力因数减小到k 4C .阻力因数不变,使发动机额定功率增大到8P 0D .发动机额定功率不变,使阻力因数减小到k8【变式探究】为登月探测月球,上海航天技术争辩院研制了“月球车”,如图甲所示,某探究性学习小组对“月球车”的性能进行了争辩.他们让“月球车”在水平地面上由静止开头运动,并将“月球车”运动的全过程记录下来,通过数据处理得到如图乙所示的v -t 图象,已知0~t 1段为过原点的倾斜直线;t 1~10 s 内“月球车”牵引力的功率保持不变,且P =1.2 kW,7~10 s 段为平行于横轴的直线;在10 s 末停止遥控,让“月球车”自由滑行,“月球车”质量m =100 kg ,整个过程中“月球车”受到的阻力f 大小不变.(1)求“月球车”所受阻力f 的大小和“月球车”匀速运动时的速度大小;(2)求“月球车”在加速运动过程中的总位移s ; (3)求0~13 s 内牵引力所做的总功.解析:(1)在10 s 末撤去牵引力后,“月球车”只在阻力f 作用下做匀减速运动,由图象可得a=v 13由牛顿其次定律得,其阻力f =ma7~10 s 内“月球车”匀速运动,设牵引力为F ,则F =f 由P =Fv 1可得“月球车”匀速运动时的速度v 1=P /F =P /f 联立解得v 1=6 m/s ,a =2 m/s 2,f =200 N.(3)在0~1.5 s 内,牵引力做功 W 1=F 1s 1=400×2.25 J =900 J 在1.5~10 s 内,牵引力做功W 2=P Δt =1 200×(10-1.5) J =10 200 J 10 s 后,停止遥控,牵引力做功为零0~13 s 内牵引力所做的总功W =W 1+W 2=11 100 J. 答案:见解析【易错提示】机车匀加速启动时,匀加速阶段的最大速度小于匀速运动的最大速度,前者用牛顿其次定律列式求解,后者用平衡学问求解.匀加速阶段牵引力是恒力,牵引力做功用W =Fl 求解.以额定功率启动时,牵引力是变力,牵引力做功用W =Pt 求解.) 【高考真题解读】1.(2021·高考全国卷Ⅱ,T17,6分)一汽车在平直大路上行驶.从某时刻开头计时,发动机的功率P 随时间t的变化如图所示.假定汽车所受阻力的大小f 恒定不变.下列描述该汽车的速度v 随时间t 变化的图线中,可能正确的是( )2.(2021·高考全国卷Ⅰ,T17,6分)如图,一半径为R 、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径POQ 水平.一质量为m 的质点自P 点上方高度R 处由静止开头下落,恰好从P 点进入轨道.质点滑到轨道最低点N 时,对轨道的压力为4mg ,g 为重力加速度的大小.用W 表示质点从P 点运动到N 点的过程中克服摩擦力所做的功.则( )A .W =12mgR ,质点恰好可以到达Q 点B .W >12mgR ,质点不能到达Q 点C .W =12mgR ,质点到达Q 点后,连续上升一段距离D .W <12mgR ,质点到达Q 点后,连续上升一段距离解析:选C.设质点到达N 点的速度为v N ,在N 点质点受到轨道的弹力为F N ,则F N -mg =mv 2NR ,已知F N =F ′N=4mg ,则质点到达N 点的动能为E k N =12mv 2N =32mgR .质点由开头至N 点的过程,由动能定理得mg ·2R +W f=E k N -0,解得摩擦力做的功为W f =-12mgR ,即克服摩擦力做的功为W =-W f =12mgR .设从N 到Q 的过程中克服摩擦力做功为W ′,则W ′<W .从N 到Q 的过程,由动能定理得-mgR -W ′=12mv 2Q-12mv 2N ,即12mgR -W ′=12mv 2Q,故质点到达Q 点后速度不为0,质点连续上升一段距离.选项C 正确. 3.(2021·海南单科,3,3分)假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率.假如摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍,则摩托艇的最大速率变为原来的( )A .4倍B .2倍 C.3倍D.2倍答案 D4.(2022·重庆理综,2,6分)某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶,受到的阻力分别为车重的k 1和k 2倍,最大速率分别为v 1和v 2,则( ) A .v 2=k 1v 1B .v 2=k 1k 2v 1C .v 2=k 2k 1v 1 D .v 2=k 2v 1解析 汽车以最大速率行驶时,牵引力F 等于阻力f ,即F =f =kmg .由P =k 1mgv 1及P =k 2mgv 2,得v 2=k 1k 2v 1,故B 正确.答案 B4.(2022·新课标全国Ⅱ,16,6分)一物体静止在粗糙水平地面上.现用一大小为F 1的水平拉力拉动物体,经过一段时间后其速度变为v .若将水平拉力的大小改为F 2,物体从静止开头经过同样的时间后速度变为2v .对于上述两个过程,用W F 1、W F 2分别表示拉力F 1、F 2所做的功,W f 1、W f 2分别表示前 后两次克服摩擦力所做的功,则( ) A .W F 2>4W F 1,W f 2>2W f 1 B .W F 2>4W F 1,W f 2=2W f 1 C .W F 2<4W F 1,W f 2=2W f 1 D .W F 2<4W F 1,W f 2<2W f 1解析 W F 1=12mv 2+μmg ·v 2t ,W F 2=12m ·4v 2+μmg 2v 2t ,故W F 2<4W F 1;W f 1= μmg ·v 2t , W f 2=μmg ·2v2t ,故W f 2=2W f 1,C 正确.答案 C5.(2021·浙江理综,18,6分)我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器.舰载机总质量为3.0×104 kg ,设起飞过程中发动机的推力恒为1.0×105 N ;弹射器有效作用长度为100 m,推力恒定.要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80 m/s.弹射过程中舰载机所受总推力为弹射 器和发动机推力之和,假设所受阻力为总推力的20%,则( )A .弹射器的推力大小为1.1×106 NB .弹射器对舰载机所做的功为1.1×108 JC .弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8×107 WD .舰载机在弹射过程中的加速度大小为32 m/s 2解析 设总推力为F ,位移x ,阻力F 阻=20%F ,对舰载机加速过程由动能定理得Fx -20%Fx =12mv 2,解得F =1.2×106 N ,弹射器推力F 弹=F -F 发=1.2×106 N -1.0×105 N =1.1×106 N,A 正确;弹射器对舰载机所做的功为W =F 弹x =1.1×106×100 J =1.1×108 J ,B 正确;弹射器对舰载机做功的平均功率P =F 弹·0+v2=4.4×107 W,C错误;依据运动学公式v 2=2ax ,得a =v 22x=32 m/s 2,D 正确.答案 ABD6. (2021·海南单科,4,3分)如图,一半径为R 的半圆形轨道竖直固定放置,轨道两端等高,质量为m 的质点自轨道端点P 由静止开头滑下,滑到最低点Q 时,对轨道的正压力为2mg ,重力加速度大小为g .质点自P 滑到Q 的过程中,克服摩擦力所做的功为( )A.14mgR B.13mgRC.12mgRD.π4mgR12 mgR ,C 正确.答案 C7.(2022·大纲全国,19,6分)一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动.当物块的初速度为v 时,上升的最大高度为H ,如图所示;当物块的初速度为v 2时,上升的最大高度记为h .重力加速度大小为g .物块与斜坡间的动摩擦因数和h 分别为( )A .tan θ和H2B .(v 22gH -1)tan θ和H 2C .tan θ和H4D .(v 22gH -1)tan θ和H 4答案 D8.(2021·浙江理综,23,16分)如图所示,用一块长L 1=1.0 m 的木板在墙和桌面间架设斜面,桌子高H =0.8 m ,长L 2=1.5 m .斜面与水平桌面的倾角θ可在0~60°间调整后固定.将质量m =0.2 kg 的小物块从斜面顶端静止释放,物块与斜面间的动摩擦因数μ1=0.05,物块与桌面间的动摩擦因数为μ2,忽视物块在斜面与桌面交接处的能量损失(重力加速度取g =10 m/s 2;最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(1)求θ角增大到多少时,物块能从斜面开头下滑;(用正切值表示)(2)当θ角增大到37°时,物块恰能停在桌面边缘,求物块与桌面间的动摩擦因数μ2;(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8) (3)连续增大θ角,发觉θ=53°时物块落地点与墙面的距离最大,求此最大距离x m . 解析 (1)要使小物块能够下滑必需满足 mg sin θ>μ1mg cos θ① 解得tan θ>0.05②(2)物块从斜面顶端下滑到停在桌面边缘过程中物块克服摩擦力做功W f = μ1mgL 1cos θ+μ2mg (L 2-L 1cosθ)③ 全过程由动能定理得:mgL 1sin θ-W f =0④ 代入数据解得μ2=0.8⑤(3)当θ=53°时物块能够滑离桌面,做平抛运动落到地面上,物块从斜面顶端由静止滑到桌面边缘,由动能定理得:mgL 1sin θ-W f =12mv 2⑥由③⑥解得v =1 m/s ⑦对于平抛过程列方程有:H =12gt 2,解得t =0.4 s ⑧x 1=v-t ,解得x 1=0.4 m ⑨ 则x m =x 1+L 2=1.9 m ⑩答案 (1)tan θ>0.05 (2)0.8 (3)1.9 m9. (2021·海南单科,14,13分)如图,位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab 和抛物线bc 组成,圆弧半径Oa 水平,b 点为抛物线顶点.已知h =2 m ,s = 2 m .取重力加速度大小g =10 m/s 2.(1)一小环套在轨道上从a 点由静止滑下,当其在bc 段轨道运动时,与轨道之间无相互作用力,求圆弧轨道的半径;(2)若环从b 点由静止因微小扰动而开头滑下,求环到达c 点时速度的水平重量的大小.依据运动的合成与分解可得sin θ=v 水平v c ⑥联立①②④⑤⑥可得v 水平=2103m/s. 答案 (1)0.25 m (2)2103m/s10.(2021·山东理综,23,18分)如图甲所示,物块与质量为m 的小球通过不行伸长的轻质细绳跨过两等高定滑轮连接.物块置于左侧滑轮正下方的表面水平的压力传感装置上,小球与右侧滑轮的距离为l .开头时物块和 小球均静止,将此时传感装置的示数记为初始值.现给小球施加一始终垂直于l 段细绳的力、将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成60°角,如图乙所示,此时传感装置的示数为初始值的1.25倍;再将小球由静止释放,当运动至最低位置时,传感装置的示数为初始值的0.6倍.不计滑轮的大小和摩擦,重力 加速度的大小为g .求:(1)物块的质量;(2)从释放到运动至最低位置的过程中,小球克服空气阻力所做的功.(2)设小球运动至最低位置时速度的大小为v ,从释放到运动至最低位置的过程中,小球克服阻力所做的功为W f ,由动能定理得 mgl (1-cos 60°)-W f =12mv 2⑥在最低位置,设细绳的拉力大小为T 3,传感装置的示数为F 3,据题意可知, F 3=0.6F 1,对小球,由牛顿其次定律得 T 3-mg =m v 2l ⑦对物块,由平衡条件得 F 3+T 3=Mg ⑧联立①②⑤⑥⑦⑧式,代入数据得 W f =0.1mgl ⑨答案 (1)3m (2)0.1mgl11.(2021·重庆理综,8,16分)同学们参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了如图所示的试验装置,图中水平放置的底板上竖直地固定有M 板和N 板.M 板上部有一半径为R 的14圆弧形的粗糙轨道,P 为最高点,Q 为最低点,Q 点处的切线水平,距底板高为H .N 板上固定有三个圆环.将质量为m 的小球从P 处静止释放,小球运动至Q 飞出后无阻碍地通过各圆环中心,落到底板上距Q 水平距离为L 处,不考虑空气阻力,重力加速度为g .求:(1)距Q 水平距离为L2的圆环中心到底板的高度;(2)小球运动到Q 点时速度的大小以及对轨道压力的大小和方向;(3)摩擦力对小球做的功.(2)联立①③式解得v 0=Lg 2H⑥ 在Q 点处对球由牛顿其次定律得F N -mg =mv 20R ⑦联立⑥⑦式解得F N =mg (1+L 22HR )⑧由牛顿第三定律得小球对轨道的压力大小为 F N ′=F N =mg (1+L 22HR )⑨方向竖直向下(3)从P 到Q 对小球由动能定理得mgR +W f =12mv 20⑩联立⑥⑩式解得W f =mg (L 24H -R )⑪答案 (1)34H (2)Lg 2H mg (1+L 22HR ),方向竖直向下 (3)mg (L 24H-R ) 12. (2021·四川理综,9,15分)严峻的雾霾天气,对国计民生已造成了严峻的影响,汽车尾气是形成雾霾的重要污染源,“铁腕治污”已成为国家的工作重点.地铁列车可实现零排放,大力进展地铁,可以大大削减燃油公交车的使用,削减汽车尾气排放.若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动,先匀加速运动20 s 达最高速 度72 km/h,再匀速运动80s ,接着匀减速运动15 s 到达乙站停住.设列车在 匀加速运动阶段牵引力为1×106 N,匀速运动阶段牵引力的功率为6×103 kW , 忽视匀减速运动阶段牵引力所做的功.(1)求甲站到乙站的距离;(2)假如燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同, 求公交车排放气态污染物的质量.(燃油公交车每做1焦耳功排放气态污染物 3×10-6克)解析 (1)设列车匀加速直线运动阶段所用的时间为t 1;距离为s 1;在匀速直 线运动阶段所用的时间为t 2,距离为s 2,速度为v ;在匀减速直线运动阶段所 用的时间为t 3,距离为s 3;甲站到乙站的距离为s .则s 1=12v-t 1①s 2=v-t 2②答案 (1)1 950 m (2)2.04 kg。
2022年高考物理命题猜想与仿真押题——专题10 直流与交流电路(仿真押题)(解析版)
1.如图所示,抱负变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=2∶1,和均为抱负电表,灯泡电阻R L=6 Ω,AB端电压u1=122sin 100πt (V),下列说法正确的是()A.电流频率为100 HzB.的读数为24 VC.的读数为0.5 AD.变压器输入功率为6 W答案 D2.热敏电阻是传感电路中常用的电子元件,其电阻R t随温度t变化的图线如图甲所示.如图乙所示电路中,热敏电阻R t与其他电阻构成的闭合电路中,当R t所在处温度上升时,两电表读数的变化状况是()A.A变大,V变大B.A变大,V变小C.A变小,V变大D.A变小,V变小解析由电路图可知,电压表和电流表与热敏电阻是间接并联关系,当R t所在处温度上升时,R t的阻值减小,利用“并同串反”知电流表和电压表的读数都减小.答案 D3.用220 V的正弦沟通电通过抱负变压器对一负载供电,变压器输出电压是110 V,通过负载的电流图象如图所示,则()A.变压器输入功率约为3.9 W B.输出电压的最大值是110 VC.变压器原、副线圈匝数比是1∶2D.负载电流的函数表达式i=0.05 sin(100 πt+π2)A解析由题意知:U1=220 V,U2=110 V,所以n1n2=U1U2=2∶1,U2m=110 2 V,选项B、C均错误.由图象可知:I2m=0.05 A,T=0.02 s,则负载电流的表达式为i=0.05 sin(100 πt)A,选项D错误.变压器的输入功率P1=P2=I2U2=0.052×110 W≈3.9 W,选项A正确.答案 A4.如图所示,电源电动势E=12 V,内阻r=3 Ω,R0=1 Ω,直流电动机内阻R′0=1 Ω,当调整滑动变阻器R1时可使甲电路输出功率最大,调整R2时可使乙电路输出功率最大,且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P0=2 W),则R1和R2连入电路中的值分别为()A.2 Ω,2 Ω B.2 Ω,1.5 ΩC.1.5 Ω,1.5 Ω D.1.5 Ω,2 Ω答案 B5.如图所示,一抱负变压器原线圈匝数n1=1 000匝,副线圈匝数n2=200匝,原线圈中接一交变电源,交变电源电压u=2202sin 100πt V.副线圈中接一电动机,电阻为11 Ω,电流表A2示数为1 A.电表对电路的影响忽视不计,则()A.此沟通电的频率为100 HzB.电压表示数为220 2 VC .电流表A 1示数为5 AD .此电动机输出功率为33 W解析 由ω=2πf 得沟通电的频率为50 Hz ,故A 错误;电压表、电流表测量所得的是交变电流的有效值,故电压表读数为220 V ,故B 错误;由I 1I 2=n 2n 1可知I 1=I 2n 2n 1=0.2 A ,故C 错误;由P 出=P 入-P 热=U 2I 2-I 22R =33 W ,故D 正确. 答案 D6.在某交变电流电路中,有一个正在工作的抱负变压器,如图所示.它的原线圈匝数n 1=600 匝,沟通电源的电动势e =311sin(100πt ) V(不考虑其内阻),电压表和电流表对电路的影响可忽视不计,原线圈串联一个额定电流为0.2 A 的保险丝,副线圈匝数n 2=120 匝,为保证保险丝不被烧断,则( )A .负载功率不能超过62 WB .副线圈电流最大值不能超过1 AC .副线圈电路中的电阻R 不能小于44 ΩD .副线圈电路中电压表的读数为62 V答案 C7.如图所示,某发电机输出功率是100 kW ,输出电压是250 V ,从发电机到用户间的输电线总电阻为8 Ω,要使输电线上的功率损失为5%,而用户得到的电压正好为220 V ,求升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数比分别是( )A .16∶1 190∶11B .1∶16 11∶190C .1∶16 190∶11D .16∶1 11∶190 解析 输电线损失功率 P 损=100×103×5% W =5×103 W ,所以,输电线电流I 2=P 损R 线=25 A , 升压变压器原线圈电流I 1=P 总U 1=400 A , 故升压变压器原、副线圈匝数比n 1n 2=I 2I 1=116.升压变压器副线圈端电压U 2=n 2n 1·U 1=4 000 V ,输电线损失电压U 损=I 2·R 线=200 V ,降压变压器原线圈电压U 3=U 2-U 损=3 800 V , 故降压变压器原、副线圈匝数比为n 3n 4=U 3U 4=19011.故选项C 正确. 答案 C8.如图所示,用抱负变压器给电灯L 供电,假如只增加副线圈的匝数,其他条件不变,则( )A .电灯L 亮度减小B .电流表示数增大C .电压表示数增大D .变压器输入功率不变答案 BC9.现用电压为380 V 的正弦式沟通电给额定电压为220 V 的电灯供电,以下电路中可能使电灯正常发光的有( )解析 由图可知,A 、B 选项中均有电阻分压,可以使电灯正常发光;C 选项为降压变压器,通过变压器降压也可以使电灯正常发光;D选项为升压变压器,电灯两端的电压要大于380 V,不行行.答案ABC10.如图所示,有一台沟通发电机E,通过抱负升压变压器T1和抱负降压变压器T2向远处用户供电,输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1,它的输出电压和输出功率分别为U2和P2;T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3,它的输出电压和输出功率分别为U4和P4.设T1的输入电压U1肯定,当用户消耗的电功率变大时,有()A.U2减小,U4变大B.U2不变,U3变小C.P1变小,P2变小D.P2变大,P3变大答案BD11.图甲为远距离输电示意图,升压变压器原副线圈匝数比为1∶100,降压变压器原副线圈匝数比为100∶1,远距离输电线的总电阻为100 Ω.若升压变压器的输入电压如图乙所示,输入功率为750 kW.下列说法中正确的有()A.用户端沟通电的频率为50 HzB.用户端电压为250 V C.输电线中的电流为30 AD.输电线路损耗功率为180 kW答案AC12.如图所示的电路中,电源电动势为E、内阻为r,两平行金属板间有匀强磁场.开关S闭合后,当滑动变阻器滑片位于图示位置时,一带电粒子恰好以速度v匀速穿过两板.若不计重力,以下说法正确的是()A.假如将开关断开,粒子将连续沿直线运动B.保持开关闭合,将a极板向下移动一点,粒子可能向上偏转C.保持开关闭合,将滑片P向上滑动一点,粒子将可能从下极板边缘射出D.保持开关闭合,将滑片P向下滑动一点,粒子将可能从下极板边缘射出解析将开关断开,电容器将通过滑动变阻器放电,a、b板间的场强渐渐削减到零,所以粒子受到的洛伦兹力大于电场力,粒子将发生偏转,A错误.保持开关闭合,将a极板向下移动一点,电容增大,电容器充电,两极板之间电场强度增大,粒子所受电场力增大,粒子可能向上偏转,选项B正确.保持开关闭合,将滑片P向上滑动一点,平行金属板间电压降低,粒子所受电场力小于洛伦兹力.若粒子带负电,粒子将可能从下极板边缘射出,选项C正确.保持开关闭合,将滑片P向下滑动一点,平行金属板间电压上升,粒子所受电场力大于洛伦兹力.若粒子带正电,粒子将可能从下极板边缘射出,选项D正确.答案BCD13.(多选)如图所示,电流表A1(0~3A)和A2(0~0.6A)是由两个相同的电流计改装而成,现将这两个电流表并联后接入电路中.闭合开关S,调整滑动变阻器,下列说法中正确的是()A.A1、A2的读数之比为1∶1B.A1、A2的读数之比为5∶1C.A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1D.A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5【答案】BC【解析】电流表A1(0~3 A)和A2(0~0.6 A)是由两个相同的电流计改装而成,都是并联电阻,在题图中两电流计也是并联的,所以C正确;它们的量程之比为5∶1,即总电阻之比为1∶5,所以并联时读数之比5∶1,所以B正确.14.如图所示,电源内阻不行忽视,电路中接有一小灯泡和一电动机.小灯泡L上标有“6V12W”字样,电动机的线圈电阻R M=0.50Ω.若灯泡正常发光时,电源的输出电压为12V,此时()A.整个电路消耗的电功率为24WB.电动机的热功率为12WC.电动机的输出功率为12WD.电动机的输入功率为12W15.在一小型沟通发电机中,矩形金属线圈abcd的面积为S,匝数为n,线圈总电阻为r,在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动(如图甲所示),产生的感应电动势e随时间t的变化关系如图乙所示,矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路,下列说法中正确的是()A.从t3到t5这段时间穿过线圈磁通量的变化量为零B.从t3到t4这段时间通过电阻R 的电荷量为2E0R+rωC.t4时刻穿过线圈的磁通量变化率大小为E0D.t1时刻电阻R的发热功率为RE202R+r216.将硬导线中间一段折成半圆形,使其半径为R,让它在磁感应强度为B,方向如图所示的匀强磁场中绕轴MN匀速转动.导线在a、b两处通过电刷与外电路连接,外电路接有额定功率为P、电阻为r的小灯泡并正常发光.电路中除灯泡外,其余部分的电阻不计,则下列说法正确的是()A.半圆形硬导线的转速2rPπ2R2BB.半圆形硬导线的转速rPπ2R2BC.半圆形硬导线从图示位置转90°通过小灯泡的电荷量为πR2BrD.半圆形硬导线从图示位置转90°过程中通过小灯泡的电荷量为0【答案】A 【解析】设灯泡的额定电压为U,则P=U2r,得到U=Pr.由于除灯泡外,其余部分电阻不计,则U=22E m,而E m=BSω=2πBSn=2πB×12πR2n,故有:n=2Prπ2R2B,故A正确,B错误;从该位置旋转90°的过程中,穿过半圆形硬导线平面的磁通量的变化量为ΔΦ=B×12πR2=12πR2B,依据推论得到,通过小灯泡的电荷量为q=ΔΦr=πBR22r,故C、D错误.17.(多选)海洋中隐藏着巨大的能量,利用海洋的波浪可以发电.在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔,其原理示意图如图甲所示.浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上,浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动,且始终处于磁场中,该线圈与阻值R=15Ω的灯泡相连,浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图中斜线阴影部分),如图乙所示,其内为产生磁场的磁体,与浮桶内侧面的缝隙忽视不计;匝数N=200的线圈所在处辐射磁场的磁感应强度B =0.2T ,线圈直径D =0.4m ,电阻r =1Ω.取重力加速度g =10m/s 2,π2≈10.若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为v =0.4πsin (πt ) m/s.则下列说法正确的是( )A .波浪发电产生电动势e 的瞬时表达式为e =16sin (πt ) VB .灯泡中电流i 的瞬时表达式为i =4sin (πt ) AC .灯泡的电功率为120WD .灯泡两端电压的有效值为1522V18.(多选)如图11所示,一个抱负变压器上有三组线圈,三组线圈匝数之比为n 1∶n 2∶n 3=3∶2∶1,现将三只相同的灯泡分别接入三组线圈中,并把n 1的接线端接上交变电源,接通电源后,下列各项正确的是( )图11A .若L 1正常发光,那么L 2、L 3都不能正常发光B .若L 2正常发光,那么L 1将烧毁C .若L 2正常发光,那么L 1、L 3都不能正常发光D .若L 3正常发光,那么L 2将烧毁19.如图12为模拟远距离输电电路,两抱负变压器的线圈匝数n 1=n 4<n 2=n 3,A 1、A 2、A 3为相同的抱负沟通电流表,当a 、b 端接入低压沟通电源时,则( )图12A .A 1、A 2的示数相等B .A 2、A 3的示数相等C .A 1的示数大于A 2的示数D .A 2的示数大于A 3的示数【答案】C 【解析】依据变压器的规律电流与匝数成反比,得I 1I 2=n 2n 1,且n 1<n 2,故A 1的示数大于A 2的示数,故A 错误,C 正确;同理,A 2的示数小于A 3的示数,故B 、D 错误.20.(多选)某小型发电站通过升压变压器向60km 远处的用户供电,在用户端用降压变压器将高压电变为220V 供用户使用(设两个变压器均为抱负变压器),输电示意图如图13所示.已知输电线的电阻率为ρ=1.25×10-8Ω·m ,横截面积为1.5×10-4m 2,发电机输出功率为20kW ,输出电压为250V ,若线路损耗的功率为输出功率的5%.则下列说法正确的是( )图13A .发电机是将其他形式的能转化为电能的设备,发电原理是法拉第电磁感应定律B .输电线上的电流为10A C.n 2n 1>n 3n 4D .升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压21.(多选)一根粗细均匀的金属导线,在其两端加上电压U 时,通过导线的电流为I ,导线中自由电子定向移动的平均速率为v ,若将导线均匀拉长,使它的横截面半径变为原来的12,再给它两端加上电压2U ,则( )A .通过导线的电流为I8B .通过导线的电流为I16C .导线中自由电子定向移动的速率为v4D .导线中自由电子定向移动的速率为v2【答案】AD 【解析】将金属导线均匀拉长,因半径变为原来的一半,则横截面积为原来的14,其长度变为原来的4倍,依据电阻定律R =ρL S 分析得到,电阻变为原来的16倍,电压变为2U 时,依据欧姆定律I =UR 可知,电流变为I 8.故A 正确,B 错误.电流的微观表达式I =nevS ,其中n 、e 不变,电流I 为原来的18,横截面积S 变为原来的14倍,则自由电子定向移动的平均速率为v2.故C 错误,D 正确.22.(多选)如图所示的电路中,电源电动势为E ,内电阻为r ,平行板电容器C 的两金属板水平放置,R 1和R 2为定值电阻,P 为滑动变阻器R 的滑动触头,G 为灵敏电流计,A 为抱负电流表,开关S 闭合后,C 的两板间恰好有一质量为m 、电荷量为q 的油滴处于静止状态,则以下说法正确的是( )A .在P 向上移动的过程中,A 表的示数变大,油滴仍旧静止,G 中有方向由a 至b 的电流B .在P 向上移动的过程中,A 表的示数变小,油滴向上加速运动,G 中有由b 至a 的电流C .在P 向下移动的过程中,A 表的示数变大,油滴向下加速运动,G 中有由a 至b 的电流D .在P 向下移动的过程中,A 表的示数变小,油滴向上加速运动,G 中有由b 至a 的电流。
中考物理 专题复习与命题猜想《粒子与宇宙》(含解析)(2021-2022学年)
《粒子与宇宙》一、单选题:1.利用气球进行如图所示的各种实验,下列相关解释中错误的是()A.甲图:与羊毛衫摩擦过的气球会吸引头发—-说明气球摩擦后带电B.乙图:气球因向后喷气而前行--说明力是维持物体运动的原因ﻫC。
丙图:对气球充气,球面上的小圆点距离增大——可模拟宇宙膨胀现象ﻫD。
丁图:气球左右边的形变不同--说明压力的作用效果与受力面积有关2。
下列原子模型按照建立的先后顺序排列正确的是( )ﻫA。
①②③ B.③②①C。
②①③D。
③①②3.人类对原子结构的认识经历了一个相当长的时期.以下是科学家及提出的原子结构假设模型(如图所示),其中符合原子结构模型建立先后顺序的是( )ﻫ A.①→②→③B。
③→②→①C.①→③→② D.③→①→②4.2016年3月3日,物理学家杰拉德•杰克逊和史蒂芬•霍维试图就反物质湮灭释放巨大的能量来制造宇宙飞船的推进器.反物质是由反粒子构成的,反质子、正电子都属于反粒子,它们分别与质子、电子的质量、电量相等,但电性相反.那么,根据你的理解,如图关于反氢原子的结构示意图,正确的是( )ﻫA。
B。
C。
D.5.如图:下列说法中正确是( )ﻫA。
甲图中分子在不停的做无规则运动,乙图中分子静止ﻫB。
甲图表示的是气体分子排列情况、丙图表示的是固体分子排列情况C。
乙图中分子间距离比甲图中分子间距离小、分子间作用力也比甲图中分子间作用力小ﻬD。
若某种物质分子排列情况通过某一个过程由乙图变为丙图,忽略其它因素,则该物质的内能增大了6.“从粒子到宇宙”的知识后,有下列认识,其中正确的是()A.扫地时灰尘飞舞能说明分子在做无规则运动B。
碎玻璃不能拼在一起是由于分子间有斥力C。
在探索比分子更小的微观粒子的历程中,人们首先发现了质子ﻫD.宇宙是一个有层次的天体结构系统,它是有起源的、膨胀的和演化的7。
PM2。
5是指大气中直径小于或等于25μm的颗粒物,是造成雾霾天气的主要原因,它和电子、原子核、分子等粒子一起按照空间尺度由大到小排序,正确的是()A.PM2.5、分子、原子核、电子 B.分子、PM2。
对探究要素-“猜想与假设”建立的探讨
对探究要素——“猜想与假设”建立的探讨新课程理念下的物理科学探究,是指让学生亲身经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程,在学习中体验物理,在体验中感受物理,从而培养学生发现问题、解决问题的能力。
新课程标准特别强调学生对物理过程的体验,主张让学生在探究活动中发现物理规律,在创新和成功中学习物理思想和科学方法。
新课程标准将科学探究分为七个要素:提出问题、猜想与假设、制定计划和设计实验、进行实验和收集证据、分折和论证、评估、交流与合作。
在探究活动中,七个要素只是科学探究的“形”,并不是必须把科学探究搞成千篇一律的固定模式。
在教学活动中,只要渗透了科学探究的精神实质,哪怕你只引入了科学探究的某个或某几个要素,这样的活动也是科学探究。
但是,猜想与假设是使学生思维发散的最为活跃的阶段,也是科学探究的重要环节。
猜想与假设应该说都是一种科学假说,虽有所区别,但实质是一样的,它是在观察和实验材料的基础上,根据科学原理和科学事实进行理性思维和加工以后,对未知的自然现象及规律所作的的假定性解释和说明。
在课堂教学中,积极鼓励学生猜想与假设有时会遇到尴尬的局面;一是学生无论怎么猜也猜不到点子上;二是学生在猜想与假设时漫无边际。
这里谈一谈对“猜想与假设”建立的一些尝试。
一、应用直觉进行猜想与假设人的直觉就是利用以往的知识经验作基础,从整体上跳跃的、直接的、迅速的、抽象的把握事物本质的思维方式,它不需要具体的逻辑推理,也不需要一定的逻辑程序。
(1)操作流程:提出问题——凭直觉去感觉——提出猜想与假设(2)应用实例:在研究“光的反射中,反射角与入射角之间的关系”时,可这样进行:首先提出问题“反射角与入射角的关系是怎样的?”然后让学生凭借直觉马上作出回答。
每个学生的猜想不一定一致:相等、不相等、有时相等有时不相等、入射角大、反射角大……二、利用日常生活的经验或事实,建立猜想与假设在一般的学习中,通过日常生活的经验或事实进行猜想与假设是十分常见的。
高考物理 命题猜想与仿真押题 专题14 电学实验仿真押题(含解析)-人教版高三全册物理试题
电学实验仿真押题1.要测量某种合金的电阻率.图1(1)假设合金丝长度为L ,直径为D ,阻值为R ,如此其电阻率ρ=________. 用螺旋测微器测合金丝的直径如图1甲所示,读数为________mm.(2)图乙是测量合金丝阻值的原理图,S 2是单刀双掷开关.根据原理图在图丙中将实物连线补充完整. (3)闭合S 1,当S 2处于位置a 时,电压表和电流表的示数分别为U 1=1.35V ,I 1=0.30A ;当S 2处于位置b 时,电压表和电流表的示数分别为U 2=0.92V ,I 2=0.32A.根据以上测量数据判断,当S 2处于位置________(选填“a 〞或“b 〞)时,测量相对准确,测量值R x =________Ω.(结果保存两位有效数字) 答案 (1)πRD 24L 0.650 (2)见解析图 (3)b 2.9解析 (1)金属丝电阻:R =U I =ρL S =ρL πD22,如此电阻率:ρ=πRD24L;图示螺旋测微器可知,其示数为:0.5mm +15.0×0.01mm=0.650mm ; (2)实物连线图如下列图:(3)根据ΔU U 1=1.35-0.921.35≈0.32,而ΔI I 1=0.32-0.300.30≈0.07, 可知,使用电流表外接法测量相对准确,即S 2处于位置b , 根据欧姆定律,如此有:R x =0.920.32Ω≈2.9Ω2.如图4甲所示的金属工件,横截面外方内圆,外边长约为1cm 、内径约为0.5cm 、长度约为40cm. (1)某同学用游标卡尺测出横截面外边长如图乙所示,其读数a =__________cm.(2)应选用________来测量工件内径d ,选用________来测量工件长度L .(选填“毫米刻度尺〞、“游标卡尺〞或“螺旋测微器〞)(3)为了测出该金属工件的电阻率,该同学设计了如图丙所示的电路,请按设计的电路完成实物图丁的连线. (4)实验测得工件两端电压为U ,通过的电流为I ,写出该金属电阻率的表达式ρ=________.(用a 、d 、L 、U 、I 等字母表示)图4答案 (1)1.02 (2)游标卡尺 毫米刻度尺 (3)连线图见解析 (4)U 4a 2-πd 24IL解析 (1)游标卡尺读数a =1cm +0.1mm×2=1.02cm(2)应选用游标卡尺来测量工件内径d ,选用毫米刻度尺来测量工件长度L . (3)连线图如下列图.(4)因为R =U I =ρL S =ρL a 2-14πd2,解得ρ=U 4a 2-πd 24IL .3.某学习小组研究一个标有“3.6V1.8W〞的小电珠的伏安特性曲线,可供选用的器材如下: ①电流表A ,量程0~0.6A ,内阻约为0.2Ω; ②电压表V ,量程0~15V ,内阻约为15kΩ; ③滑动变阻器R ,阻值范围0~10Ω; ④学生电源E ,电动势为4V ,内阻不计; ⑤开关S 与导线假设干.图7(1)该学习小组中的某同学设计了如图7甲所示的电路进展测量,请按照图甲所示的实物图帮该同学将图乙中的电路图补充完整.(2)该同学在实验中发现,由于电压表的量程较大而造成读数误差很大,因而影响了测量结果.于是又从实验室找来一只量程为I g =100μA、内阻R g =1000Ω的灵敏电流计,想把该灵敏电流计改装成量程为5V 的电压表,如此需串联一个阻值为________Ω的电阻.(3)该同学用改装后的电压表进展实验,得到电流表读数I1和灵敏电流计读数I2如下表所示.请在图丙中的坐标纸上画出I1-I2图线.I1(A)00.190.300.370.430.460.480.49I2(μA)010203040506070(4)假设将该小电珠接在如图丁所示的电路中,如此该小电珠消耗的电功率约为________W.(电源的电动势为E=3.0V,内阻r=1.5Ω,定值电阻R0=4.5Ω,结果保存两位有效数字.提示:可作出该小电珠在此电路中的I-U图象帮助求解.)答案(1)如下列图(2)49000(3)如下列图(4)0.354.某同学设计了一个如图8甲所示的实验电路,用以测定电源的电动势和内阻,使用的实验器材为:待测一节干电池、电流表A(量程0.6A,内阻小于1Ω)、电流表A1(量程0.6A,内阻不知)、电阻箱(0~99.99Ω)、滑动变阻器(0~10Ω)、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个与导线假设干.考虑到干电池的内阻较小,电流表的内阻不能忽略.图8(1)该同学按图甲连线,闭合开关K,将开关S与C接通,通过调节滑动变阻器和电阻箱,读取电流表A的示数为0.20A、电流表A1的示数为0.60A、电阻箱(如图乙)的示数为________Ω,如此电流表A的内阻为________Ω.(2)利用图甲所示电路测定电源的电动势和内阻的实验步骤:①请同学们按图甲所示电路在图丙中的实物上完成实验所需的线路连接; ②断开开关K ,调节电阻箱R ,将开关S 接D ,记录电阻箱的阻值和电流表示数; ③重复实验步骤②进展屡次测量.(3)图丁是由实验数据绘出的1I-R 图象,由此求出干电池的电动势E =________V 、内阻r =________Ω.(计算结果保存两位有效数字) 答案 (1)0.10 0.20 (2)如下列图(3)1.5 0.25解析 (1)电阻箱的读数为0.10Ω;根据串并联电路的规律可知,流过电阻箱的电流I =0.60A -0.20A =0.40A ;电压U =0.10×0.40V=0.040V ,如此电流表内阻R A =0.0400.20Ω=0.20Ω (2)根据原理图可得出对应的实物图,连线如下列图;(3)将电流表内阻等效为电源内阻,根据闭合电路欧姆定律可知,I =Er ′+R,变形可得:1I =R E +r ′E,根据图象可知,1E =3.0-0.34.0V -1=0.675V -1,解得E ≈1.5V;r ′E =0.3A -1,解得r ′=0.45Ω;如此可知,电源内阻r =0.45Ω-0.20Ω=0.25Ω.5.有一个电压表V ,其内阻为30 kΩ、量程约25 V ~35 V ,共有30个均匀小格,但刻度数值已经模糊.为了测量其量程并重新刻度,现提供如下器材选用: 标准电压表V 1:量程0~3 V ,内阻为3 kΩ 标准电压表V 2:量程0~6 V ,内阻为1 kΩ 电流表A :量程0~3 A ,内阻未知 滑动变阻器R :总阻值1 kΩ 稳压电源E :30 V ,内阻不能忽略 电键、导线假设干(1)根据上述器材,有一位同学设计了如下列图的实验电路图,请指出此电路中测量局部存在的问题:________.(2)请设计一个合理的电路图,画在方框内,将所选用的器材用相应的符号表示(要求测量多组数据,并尽可能提高测量的准确度);选用记录数据中任一组,写出计算量程的表达式U g =________;式中各字母的意义是:________.答案 (1)电流表量程太大,电压表与电流表串联时实际流过电流表的电流太小,电流表的指针偏转不明显 (2)电路图如下列图300U 1N;N 为V 表指针所指格数,U 1为V 1表读数.解析 (1)此电路设计存在的问题:电流表A 的量程太大,电压表的内阻较大,电压表与其串联时实际流过电流表的电流太小,即电流表的指针偏转不明显.(2)由题意可知,待测电压表内阻,如此将两表串联接入电路,两表中的电流相等,由标准电表可求得电流值,通过计算可求得待测电压表的量程;因两电压表阻值较大,而滑动变阻器阻值较小,故滑动变阻器采用分压接法;故电路如答案图所示;由欧姆定律可求得,通过两电压表的电流为:I =U 13 000, 如此待测电压表两端的电压为:I ×30 000=10U 1 此时指针指示的格数为N ,如此有:N30×U m =10U 1;解得量程为:U g =300U 1N,其中N :直流电压表V 指针所指格数,U 1:标准电压表V 1的读数.6.要测量一只量程的电压表的内阻,所备器材如下: A .待测电压表V(量程3 V ,内阻约几千欧) B .电流表A(量程3 A ,内阻0.01 Ω) C .定值电阻R (阻值2 kΩ,额定电流50 mA) D .蓄电池E (电动势略小于3 V ,内阻不计) E .多用电表F .开关K 1、K 2,导线假设干有一同学利用上面所给器材,进展如下实验操作:(1)首先,用多用电表进展粗测,选用×100倍率,操作方法正确.假设这时刻度盘上的指针位置如图甲所示,如此测量的结果是________ Ω.(2)为了更准确地测出此电压表内阻,该同学设计了如下列图的乙、丙实验电路,你认为其中较合理的电路图是________.其理由是_________________________________________________________.(3)在图丁中,根据你选择的电路把实物连接好.(4)用你选择的电路进展实验时,请简述实验步骤:__________________________________________________________;(5)用上述所测量的符号表示电压表的内阻R V=________.答案(1)3 000 (2)丙;乙图中电流表的示数太小,误差太大.丙图中R的阻值与电压表阻值接近,误差小.(3)实物图连接如下列图:(4)实验步骤:①闭合K1,再闭合K2,读得电压表示数U1;再断开K2,读得电压表示数U2.②U2U1-U2R7.测定一卷阻值约为30 Ω的金属漆包线的长度,实验室提供如下器材:A.电流表A:量程0.6 A,内阻R A约为20 ΩB.电压表V:量程15 V,内阻R V约为4 kΩC.学生电源E:可提供0~30 V直流电压D.滑动变阻器R1:阻值范围0~10 ΩE.滑动变阻器R2:阻值范围0~500 ΩF.电键S与导线假设干(1)为了较准确地测量该漆包线的电阻,滑动变阻器应选择________(选填“R1〞或“R2〞),并将方框中的电路图补画完整.(2)根据正确的电路图进展测量,某次实验中电压表与电流表的示数如图,如此电压表的示数U 为________V ,电流表的示数I 为________A.(3)这种漆包线金属丝的直径为d ,材料的电阻率为ρ,如此这一卷漆包线的长度L =________(用U 、I 、d 、ρ表示).答案 (1)R 1 图见解析 (2)13.5、0.46 (3)πd 2U 4ρI解析 (1)题目中给出的电源电压为30 V ,而给出的电压表量程为15 V ,为了便于控制,采用滑动变阻器分压接法,故滑动变阻器选小电阻D (R 1); 电路图如下列图:(2)电压表量程为15 V ,故最小分度为0.5 V ,故读数为13.5 V ,电流表量程为0.6 A ,最小分度为0.02 A ,如此指针示数为:0.46 A ;(3)由电阻定律可知:R L =U I =ρL S =ρLπd22漆包线的长度:L =πd 2U4ρI8.甲、乙两位同学要测量一未知电阻R x 的阻值(阻值约1 kΩ),实验室提供的器材如下: A .待测电阻R xB .电源E :电动势约为3 VC.电流表A1:量程为5 mA,内阻r1不超过10 ΩD.电流表A2:量程为1 mA,内阻r2为50 ΩE.滑动变阻器R:最大阻值为50 ΩF.电阻箱R′:阻值0~9 999.9 ΩG.开关、导线假设干(1)由于没有电压表,甲同学利用电流表A2和电阻箱改装成一个量程为3 V的电压表,如此电流表A2应与电阻箱________(填“串联〞或“并联〞),电阻箱的阻值应为________ Ω.用○V表示A2改装后的电压表,在测量R x的以下实验电路中误差较小的是________.(2)为测量电阻R x,乙同学设计了如下电路,实验中只要保持滑动变阻器的滑片P位置固定,无论怎样调节电阻箱,分压电路的输出电压变化都很小.他的操作步骤如下:A.将滑动变阻器的滑片P放在最左端,闭合开关S;B.将电阻箱的阻值调节到零,调节滑动变器,使电流表A2的指针达到满偏;C.保持滑动变阻器的滑片不动,调节电阻箱,使电流表的指针达到半偏;D.读出电阻箱的示数,记为R0;E.断开开关,整理器材.请你根据量与测量量,写出待测电阻R x 的表达式________.该测量值与真实值相比________(填“偏大〞或“偏小〞).答案 (1)串联 2 950 B (2)R 0-r 2 偏大(2)根据串并联规律,当电流表满偏时应有:I A2=UR x +r 2①电流表半偏时应有12I A2=UR x +r 2+R 0②联立以上两式解得R x =R 0-r 2由于以上实验是在认为变阻器的输出电压不变的情况下得出的,实际上当电阻箱从零变大后,由电路动态分析可知变阻器的输出电压应变大,所以当电流表半偏时, ②式应为:12I A2=U ′R x +r 2+R 0③即U <U ′,比拟①③两式可得R x +r 2<R 0,所以R x <R 0-r 2,即测量值偏大.9.实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联.测量实际电流表G 1内阻r 1的电路如图甲所示.供选择的仪器如下:①待测电流表G 1(0~5 mA ,内阻约300 Ω); ②电流表G 2(0~10 mA ,内阻约100 Ω); ③定值电阻R 1(300 Ω); ④定值电阻R 2(10 Ω);⑤滑动变阻器R 3(0~1 000 Ω); ⑥滑动变阻器R 4(0~20 Ω); ⑦干电池(1.5 V); ⑧开关S 与导线假设干.(1)定值电阻应选______,滑动变阻器应选______.(在空格内填写序号) (2)用连线连接如图乙所示的实物图.(3)测量多组电流表G 1、G 2的读数I 1、I 2,以I 2为纵坐标,I 1为横坐标,作出相应图线,如图丙所示.根据I 2-I 1图线的斜率k 与定值电阻(选定),写出待测电流表内阻的表达式________________________________________________________________________.(3)根据串、并联电路规律可知:I 2=I 1+I 1r 1R 1=R 1+r 1R 1I 1,所以k =R 1+r 1R 1,所以r 1=(k -1)R 1. 答案:(1)③ ⑥ (2)见解析图 (3)r 1=(k -1)R 110. (1)某同学用螺旋测微器测量一段粗细均匀的金属丝的直径,如下列图,直径d 为________mm.(2)该同学用多用电表测量其电阻阻值约为5 Ω,现用伏安法进一步准确测量其电阻,备有以下器材:直流电源E:电动势约4.5 V,内阻很小;直流电流表A1:量程0~3 A,内阻约0.025 Ω;直流电流表A2:量程0~0.6 A,内阻约0.125 Ω;直流电压表V:量程0~3 V,内阻约3 kΩ;滑动变阻器R1:最大阻值为50 Ω;开关、导线假设干.①在可选择的器材中应选用的电流表是________.(选填“A1〞或“A2〞)②仅从实验原理上看实验电路电阻的测量值________真实值.(选填“大于〞“小于〞或“等于〞)③如下列图实物连接图,还有两根导线没有连接,请补充完整.答案:(1)4.487(±0.002)(2)①A2②小于③如下列图11.为测定一节干电池(电动势约1.5 V,内阻约1.0 Ω)的电动势和内阻,实验室备有电流计G(满偏电流为3 mA,内阻为25 Ω)、定值电阻R0=0.126 Ω、开关和假设干导线与以下器材:A.量程0~3 V,内阻约1 000 Ω的电压表B.量程0~15 V,内阻约1 500 Ω的电压表C.总阻值为10 Ω、额定电流为2 A的滑动变阻器D.总阻值为100 Ω、额定电流为1 A的滑动变阻器(1)因电流计量程太小,需将R0与电流计________以扩大量程.(2)电压表应选择________;滑动变阻器应选择________.(填代号)(3)请在虚线框内完成实验电路图.(4)根据所画出的电路图,分析引起该实验系统误差的主要原因是________________________________________________________________________.答案:(1)并联(2)A C (3)如下列图(4)由于电压表的分流作用造成改装后电流表读数总是比电池实际输出电流小12.(1)某研究小组的同学为了测量某一电阻R x的阻值,甲同学先用多用电表进展粗测.使用多用电表欧姆挡时,将选择开关置于适宜的挡位后,必须先将两表笔短接,再进展________,使指针指在欧姆刻度的“0〞处.假设该同学将选择旋钮置于“×1〞位置,指针在刻度盘上停留的位置如图甲所示,如此所测量的电阻值为________Ω.(2)为进一步准确测量该电阻,实验台上摆放有以下器材:A.电流表(量程15 mA,内阻未知)B.电流表(量程0.6 A,内阻未知)C.电阻箱(最大电阻99.99 Ω)D.电阻箱(最大电阻999.9 Ω)E.电源(电动势3 V,内阻1 Ω)F.单刀单掷开关2只G.导线假设干乙同学设计的电路图如图乙所示,现按照如下实验步骤完成实验:①调节电阻箱,使电阻箱有适宜的阻值R1,仅闭合S1,使电流表指针有较大的偏转且读数为I;②调节电阻箱,保持开关S1闭合,闭合开关S2,调节电阻箱的阻值为R2,使电流表读数仍为I.a.根据实验步骤和实验器材规格可知,电流表应选择________,电阻箱应选择 ________.(填器材前字母) b.根据实验步骤可知,待测电阻R x=________(用题目所给测量量表示).(3)利用以上实验电路,闭合S2,调节电阻箱R,可测量出电流表的内阻R A,丙同学通过调节电阻箱R,读出多组R和I值,作出了1I-R图象如图丙所示.假设图象中纵轴截距为 1 A-1,如此电流表内阻R A=________Ω.答案:(1)欧姆调零18.0 (2)a.A D b.R2-R1(3)213.利用如图甲所示的电路测量某种电阻丝材料的电阻率,所用电阻丝的电阻约为20 Ω.带有刻度尺的木板上有a和b两个接线柱,把电阻丝拉直后固定在接线柱a和b上.在电阻丝上夹上一个带有接线柱c的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度.可供选择的器材还有:电池组E〔电动势为3.0 V,内阻约为1 Ω〕;电流表A1〔量程0~100 mA,内阻约为5 Ω〕;电流表A2〔量程0~0.6 A,内阻约为0.2 Ω〕;电阻箱R〔0~999.9 Ω〕;开关、导线假设干.实验操作步骤如下:A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径.B.将选用的实验器材,按照图甲连接实验电路.C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大.D.将金属夹夹在电阻丝上某位置,闭合开关,调整电阻箱的阻值,使电流表满偏,然后断开开关.记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L.E.改变金属夹与电阻丝接触点的位置,闭合开关,调整电阻箱的阻值,使电流表再次满偏.重复屡次,记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L.F.断开开关,整理好器材.〔1〕某次测量电阻丝直径d 时,螺旋测微器示数如图乙所示,如此d =mm ;〔2〕实验中电流表应选择〔选填“A 1〞或“A 2〞〕;〔3〕用记录的多组电阻箱的阻值R 和对应的接入电路中电阻丝长度L 的数 据,绘出了如图丙所示的RL 关系图线,图线在R 轴的截距为R 0,在L 轴的截距 为L 0,再结合测出的电阻丝直径d ,写出电阻丝的电阻率表达式ρ=〔用给定的物理量符号和常数表示〕.〔4〕本实验中,电流表的内阻对电阻率的测量结果〔选填“有〞或 “无〞〕影响.答案 〔1〕0.728~0.732 〔2〕A 1 〔3〕πd 24L 0R 0 〔4〕无14.某学习小组通过实验来研究用电器Z 的导电规律。
山东省临沂市中考物理 专题复习与命题猜想《新材料及其应用》(含解析)-人教版初中九年级全册物理试题
《新材料及其应用》一、单选题:2.下列关于半导体、超导体的说法中,正确的是()A.半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,可制作二极管B.半导体的导电性能良好,可制作远距离输电导线C.超导体是一种电阻很大的材料D.超导体的电阻为零,没有实际用途5.《舌尖上的中国》让海内外观众领略了中华饮食之美,下列对厨房中的现象解释不合理的是()A.能闻到饭菜的香味是分子扩散的结果B.抽油烟机能吸走厨房内的油烟是因为抽油烟机内部气体流速快气压小C.电饭煲的发热体是用超导材料制成的D.拎油瓶时手握住瓶颈没滑落的原因是:手给油瓶的摩擦力与油瓶受到的重力是一对平衡力二、填空题:11.如图所示,老师将废弃灯泡的玻璃外壳小心打碎,留下灯头和固定两根引线的玻璃心,将与之相连的灯丝去掉,利用灯头把玻璃心与一盏“220V40W”的灯泡串联接入家庭电路中,此时灯泡 ______ (选填“能”或“不能”)发光.然后用酒精灯加热玻璃心,当玻璃心发黄变红时,灯泡 ______ (选填“能”或“不能”)发光.这时移走酒精灯,灯泡 ______ (选填“能”或“不能”)发光.这个实验说明常温下的玻璃是 ______ ,高温下的玻璃变成了 ______ .某些物质在温度极低时,电阻会变成零,这就是 ______ 现象.12.电阻与导体自身的 ______ 、横截面积和长度有关,当温度降低到-273℃附近时,某些导体的电阻会变成零,这种现象称为 ______ 现象.13.核电站的核反应堆内部发生的是核 ______ (选填“聚变”或“裂变”);太阳能电池板是用 ______ 材料制成的(选填“超导体”或“半导体”).3G手机可以上网,其信息是依靠 ______ 传递的.在天然气、汽油、太阳能等中,既是新能源,又是可再生的能源有 ______ .在纳米材料、半导体材料、超导材料、隐性材料、形状记忆合金等新材料中,最适宜用来制作输电线的是 ______ .15.电视机有许多电子原件,其中的半导体二极管具有 ______ 性;电视机荧光屏上经常有许多灰尘.这主要是因为荧光屏带了电荷,能够 ______ 轻小物体.16.就导电性能来说,有些物质如硅、锗等,其导电性能介于导体和绝缘体之间,称作______ .某些物质在温度极低时,电阻会变成零,这就是 ______ 现象.三、实验探究题:17.中国科技馆里有一个“颜色屋”,如图甲所示,屋内摆放着家具,墙上有“光影之绚”四个大字.(1)“颜色屋”内的灯光颜色会在白、红、蓝、绿之间变化,家具在不同颜色灯光的照射下,呈现出的色彩是 ______ 的.(选填“变化”或“不变”)(2)图乙为白光通过三棱镜后发生色散现象,这说明白光是由 ______ 组成的;(3)在各种色光中红光波长最长,紫光波长最短.红光能传得很远,因此用红灯表示危险的信号效果明显.红光的波长在630nm至780nm之间.则630nm= ______ m.四、计算题:18.果汁也能做电池.先向杯中倒入芭乐汁,再把分别接有导线的铜棒和铝棒插入芭乐汁中,作为电池的正负极,如图所示,一个芭乐电池就做成了.那么芭乐电池的正极是铜棒还是铝棒呢?给你电流表、电压表、低压发光二极管、开关各一个,导线若干,请选择其中合适的器材设计-个实验方案进行探究.(也可画图辅助说明)19.阅读下面的短文,回答问题.半导体冰箱半导体冰箱,也称之为电子冰箱.是一种在制冷原理上与普通冰箱完全不同的产品.简单结构为:将P型半导体,N型半导体,以及铜板,铜导线连成一个回路,铜板和导线只起导电作用,回路由12V直流电供电,接通电流后,一个接点变冷(冰箱内部),另一个接头散热(冰箱后面散热器).P型半导体和N型半导体,除了可以用于各种电子元件外,还可以用作制冷材料,如图是一个半导体体制冷单元的原理图,P型半导体和N型半导体的上端和铜片A连接,下端分别与铜片B连接后接到直流电源的两端,此时电路的电路流方向是从N型半导体铜片A流向P型半导体,铜片A会从空气吸收热量,铜片B会向空气放出热量;反之,改变直流电源的正负极方向,使电流方向从P型半导体铜片A流向N型半导体,这时铜片A会向空气释放热量,铜片B会从空气吸收热量.由于半个制冷单元制冷量小,为了满足实际需要,需要多个制冷单元同时工作.请回答下列问题(1)如图,若要使一个电冰箱箱内的温度下降,铜片A置于电冰箱的 ______ ,铜片B置于电冰箱 ______ (前两空选填“箱内”、“箱外”),这就是半导体冰箱的工作原理,若将图中的电源换成交流电源,此时电冰箱能否正常制冷?答: ______ .(2)若将图中P型半导体与N型半导体位置互换,其它条件不变,则铜片A上表面空气的温度将 ______ ,若将图中电源正负极互换,其他条件不变,则铜片B表面空气的温度将 ______ .五、综合题:20.阅读下面短文:导体容易导电,绝缘体不容易导电.有一些材料,导电能力介于导体和绝缘体之间,称做半导体,除了导电能力外,半导体有许多特殊的电学性能,使它获得了多方面的重要应用.有的半导体,在受热后电阻迅速减小;反之,电阻随温度的降低而迅速地增大.利用这种半导体可以做成体积很的热敏电阻.热敏电阻可以用来测量很小X围内的温度变化,反应快,而且精度高.回答下列问题:(1)如果将热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路,其他因素不变,只要热敏电阻所在区域的温度降低,电路中电流将变 ______ (选填“大”或“小”).(2)为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内能检测大棚内温度的变化,请用图中的器材(可增加元件)设计一个电路.21.“神舟十一号”飞船成功升入太空的壮观场景,根据你所学的物理知识,试回答下列问题.(1)神九运载火箭以液态氢为燃料的主要原因是什么?(2)当火箭加速上升时,飞船的机械能是如何变化的?(3)天宫二号是航天员宜居太空环境,照明系统用的是LED灯,是冷光源电灯(不产生热量),具有单向导电性,比天宫一号的灯更省电能,LED灯是由什么材料制成的?能量如何转化的?22.世界上重量最轻的固体金属材料可以放在蒲公英上面而不会压坏它的籽,这里说的“重量最轻”用确切的物理语言来说是指这种材料的 ______ 很小.纳米材料是由纳米颗粒用特殊设备制造的,纳米是 ______ 单位.(选填物理量的名称)23.请仔细阅读下文,并回答文后问题.纳米陶瓷纳米陶瓷作为高新科技材料应用广泛.贴于“神舟七号”飞船外表面的“太空”纳米陶瓷,具有永久、稳定的防静电性能,且有耐磨、耐腐蚀、耐高温、防渗透等特点.采用氧化锆材料精制而成的纳米陶瓷刀,具有金属刀无元法比拟的优点:刀刃锋利,能切割钢铁等物质.能削出如纸一样薄的肉片;硬度高,其耐磨性是金属刀的60倍;完全无磁性;不生锈变色,健康环保;可耐各种酸碱有机物的腐蚀;为全致密材料,无孔隙、不沾污、易清洁.纳米陶瓷充分体现新世纪、新材料的绿色环保概念,是高新技术为现代入奉献的又一杰作.(1)纳米陶瓷的晶粒尺寸小于 ______ m.(2)“神舟七号”飞船与空气摩擦, ______ 能转化为内能,使飞船舱呈炽热状态时,飞船舱不至于被烧毁的原因之一是飞船外表面的陶瓷具有 ______ 的特点.(3)纳米陶瓷刀 ______ (选填“能”或“不能”)被磁化.它的耐磨性好,是因为它的 ______ 高.(4)如图所示是纳米陶瓷刀、合金钢刀、普通菜刀磨损程度随时间变化的曲线,其中反映纳米陶瓷刀磨损特点的是曲线 ______ (填字母).24.阅读以下材料,回答相关问题.纳米材料的小尺寸效应物质的尺度加工到1~100nm,它的物理性质或者化学性能与较大尺度时相比,会发生变化,这些物质组成的材料称为“纳米材料”.纳米材料在声、光、电、磁、热、力学等性能呈现出“新奇”的现象.随着颗粒尺寸变小,在一定条件下会引起颗粒性质改变.由此引起的宏观物理性质的变化称为“小尺寸效应”.纳米材料小尺寸效应主要表现在如下方面:(1)特殊光学性质:所有金属在纳米状态时都呈现黑色.尺寸越小颜色愈黑,银白色的铂变成铂黑,金属“金属铬变成铬黑.金属超微颗粒对光的反射率很低,通常低于l%,约几微米厚度就能完全消光.利用此特性可制造高效率光热、光电转换材料“光电转换材料,以很高效率将太阳能“太阳能转变为热能、电能“电能.还可用于红外敏感元件、红外隐身技术等.(2)特殊热学性质:通常晶体具有固定的熔点,当晶体达到纳米尺寸时却截然不同.例如:金的熔点为1064℃,而直径为10nm的金粉熔点降低到940℃,直径为5nm的金粉熔点降低到830℃.此特性可应用于粉末冶金“冶金工业.(3)特殊电学、磁学性质:纳米材料的导电性有所改变.例如:铜颗粒达到纳米尺寸就变得不能导电;通常绝缘的二氧化硅颗粒在20nm时却开始导电.此外,纳米材料呈现出超顺磁性,科学家发现鸽子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趋磁细菌“趋磁细菌等生物体中都存在超微磁性颗粒,使这类生物在地磁场导航下能辨别方向,具有回归的本领.(4)特殊力学性质:氟化钙纳米材料在室温下可大幅度弯曲而不断裂.研究表明,人的牙齿具有高强度,是因为它由磷酸钙“磷酸钙等纳米材料构成.呈纳“纳米金属要比传统金属硬3~5倍.金属陶瓷复合纳米材料不但强度高且韧性好,制成的刀具比金钢石制品还要坚硬.纳米材料小尺寸效应还表现在超导电性“导电性,介电性能、声学特性以及化学性能等方面.纳米技术目前已成功应用于许多领域,在工业、农业、能源、环保、医疗、国家安全等都有广泛应用,图21是1993年中国科学院真空物理实验室自行操纵原子写出的“中国”二字,标志着我国开始在世界纳米领域占有一席之地.请回答下列问题:(1)铜颗粒达到纳米尺寸就可以变成 ______ .(选填:“导体”或“绝缘体”)(2)金属陶瓷复合纳米材料强度高且韧性好,请对此种材料提出一项可以应用于人体的设想: ______ .(3)小东针对纳米材料的“特殊光学性质”,提出了一个问题:金属的颜色会变黑吗?请你判断这是不是一个可以探究的科学问题.答: ______ .(4)请你针对纳米材料“特殊热学性质”,提出一个可以探究的科学问题: ______ .25.阅读《超导体》回答问题.超导体1911年,荷兰莱顿大学的H•卡茂林•昂内斯意外地发现,将水银冷却到-268.98℃时,水银的电阻突然消失;后来他又发现许多金属和合金都具有与水银相类似的低温下失去电阻的特性,由于材料的这种特殊导电性能,昂内斯称其为超导态.昂内斯由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖.科学家在研究过程中,将一个铅制的圆环,放入温度低于T c=-265.97℃的空间,利用电磁感应使环内产生感应电流.结果发现,从1954年3月16日始,到1956年9月5日止,在两年半的时间内电流一直没有减小;当温度上升到高于T c时,圆环由超导状态变成正常状态,感应电流立刻消失,这就是著名的昂内斯持久电流实验.物质的温度低于它的临界温度(转变为超导的温度),这种物质才会有超导性.一般金属或合金的临界温度都很低,例如铅的临界温度是-265.97℃.要维持这么低的温度也是很困难的,这就使超导体目前只能应用在科学实验和高新技术中,而不能在日常生活和生产中普遍应用.近几十年来,各国科学家一直在努力寻找能够在室温下工作的超导材料.在这方面,我国的研究走在了世界的前列.请根据上述材料,回答下列问题:(1)超导现象是指导体在温度降低到足够低时,有些材料的 ______ 变为零的特性.(2)科学家在研究过程中,将一个铅制的圆环,放入温度低于T c=-265.97℃的空间,利用电磁感应使环内产生 ______ (选填“感应电压”或“感应电流”)(3)下面生活中哪些用电器不宜用超导材料 ______A.电视机B.笔记本C.电饭煲D.电热水器.某某省某某太平中学2017年中考物理专题复习与命题猜想:《新材料及其应用》答案和解析【答案】11.不能;能;不能;绝缘体;导体;超导12.材料;超导13.裂变;半导体14.电磁波;太阳能;超导材料15.单向导电;吸引16.半导体;超导17×10-718.解:方案一:按如答图所示连接电路,再利用开关进行试触,若电压表指针正向偏转,说明与电压表正接线柱连接的铜棒是芭乐电池的正极;若电压表反向偏转,铝棒是电池的正极.方案二:将芭乐电池的铝棒用导线和电流表的负接线柱连接,然后用与铜棒连接的导线跟电流表的正接线柱试触,如果电流表指针正向偏转,说明铜棒是电池的正极;若电流表反向偏转,铝棒是电池的正极.方案三:按如答图所示连接电路,闭合开关,若低压二极管发光,说明铜棒是电池的正极;若二极管不发光,铝棒是正极.19.箱内;箱外;不能;上升;下降20.小21.解:(1)氢的燃烧值大,完全燃烧相同质量的氢和其它燃料相比,氢放出的热量多,所以运载火箭用液态氢为燃料;(2)火箭加速上升时,火箭的速度变大,动能变大;火箭的高度增加,重力势能增加,火箭动能与重力势能的和,即机械能增加;(3)LED灯是由半导体材料制成的发光二极管组成的;LED灯工作时几乎不发热,说明电能几乎没有转化成内能,绝大部分都转化成了光能.答:(1)运载火箭以液态氢为燃料的主要原因是液态氢的热值大;(2)当火箭加速上升时,飞船的机械能增大;(3)LED灯是由半导体材料制成的;工作时电能转化为光能.22.密度;长度23.10-9;机械;耐高温;不能;硬度;c24.绝缘体;人造牙齿;不是;纳米晶体的熔点与其直径有关吗25.电阻;感应电流;D【解析】1. 解:A、LED灯的核心元件发光二极管是由半导材料制成的,不是超导体,故A错;B、电磁波可以在真空中传播,故卫星通信、移动通信是利用电磁波来传递信息的,故B正确;C、超声波和次声波都属于声波,不能在真空中传播;电磁波可以在真空中传播.故“北斗”导航是利用电磁波进行定位和导航的,故C错误;D、对于太阳能等能够源源不断的从自然界得到的能源是可再生能源,故D错误.故选B.(1)二极管是由半导体材料制成的;(2)电磁波和电流在生活中都有着广泛的应用,电磁波的应用主要是用来传递信息;(3)声波和电磁波都可以传递信息,但是声波不能在真空中传播,而电磁波可以在真空中传播,所以对于没有空气的情况下的信息传递一般都是通过电磁波实现的;(4)可再生能源指的是像水能、风能以及太阳能,可以长期提供或可以再生的能源.本题考查学生能源、半导体、电磁波等相关知识的掌握情况,属于基础内容的考查,比较简单.2. 解:AB、容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体,半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,具有一些特殊的物理性质,可制作二极管.故A正确,B错误;C、超导体的电阻为零,故C错误;D、超导体的电阻为零,也就避免了内能的损耗,适合制作远距离输电导线,故D错误.故选:A.半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,具有一些特殊的物理性质.超导体的电阻为零,利用电流热效应工作的电器设备都不能用超导材料制作,但作远距离输电导线可以大大减小能量的损耗.本题主要考查学生对半导体、超导体材料的特点,以及应用的了解和掌握,是一道基础题.3. 解:A、电动机工作时,主要是将电能转化为机械能,所以线圈上产生的热量越少越好,故可以用超导材料制作电动机的线圈,故A不符合题意;B、远距离输电中的输电导线若用超导体材料制成,将降低输电过程中的电能损耗,节约能源,故远距离输电中的输电导线可以用超导材料制作,故B不符合题意;C、滑动变阻器的电阻丝是用来改变电阻的,所以不能用做超导材料,故C符合题意;D、磁悬浮列车主要是将电能转化为磁能,所以产生的电热越少越好,故可以用超导材料制成超导磁浮列车,故D不符合题意;故选C.解答本题需掌握:超导现象是电阻为零的现象,根据焦耳定律可知,电阻为零就不会产生电热.本题考查了几种物体的材料特点,解答本题的关键是超导体是零电阻,所有利用电流热效应工作的电器设备都不能用超导材料制作,特别是超导体材料在输电过程中的应用可以大大降低能源损耗,提高输电效率.4. 解:A、数码相机的图象传感器是用半导体材料制成的,故A叙述正确;B、超导材料电阻为0,应用于输送电能,根据公式P=I2R可知电流一定时,电阻越小,消耗的电能就越小,故B叙述正确.C、倒车雷达是超声波的应用;电视、移动、广播电台都是利用电磁波来传递信息的,故C叙述错误;D、核电站是利用可控的核裂变释放的核能发电的,故D叙述正确.故选:C.容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体,导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体;在输电的过程中输送的功率一定,根据P=UI,输送电压越高,输送电流越小,根据P损=I2R,知损失的功率小;倒车雷达是利用超声波工作的;电视、移动、广播电台都是利用电磁波来传递信息的;核电站是利用核裂变释放的能量.本题考查的知识比较广,包含了不同的物理层面,但都属于较简单的基础知识,是我们应该注意了解和积累的.5. 解:A、据课本知识可知,能闻到饭菜的香味是分子扩散的结果,故A正确;B、由流体压强与流速的关系:流速越大的位置压强越小,可知抽油烟机在工作时,由于转动的扇叶处气体的流速大,压强小,从而在周围大气压的作用下将油烟压向扇口排出,故B正确;C、电饭煲是利用电流的热效应工作的,不能用超导体来制作发热体,故C错误;D、拎油瓶时要用力握住,这是用在接触面粗糙程度一定时,增大压力的方法来增大摩擦.故D正确;故选C.(1)据分子运动论可知,分子是永不停息的做无规则运动;(2)在气体和液体中,流速越大的位置压强越小;(3)超导体是零电阻,所有利用电流热效应工作的电器设备都不能用超导材料制作;(4)增大摩擦的方法:增大压力、增大接触面的粗糙程度.此题考查了分子运动论、流体压强与流速间的关系、超导体的应用、增大摩擦力的方法等知识,要认真分析.6. 解:A、计算机工作时要消耗电能,电能属于二次能源,故A正确;B、计算机的集成电路中使用的二极管是用半导材料制成,故B错误;C、CD、VCD和DVD光盘是利用光来进行工作的,它在光驱中利用激光头发出的光来读取信息,没有用到磁性材料,故C错误;D、计算机主机箱的后盖上有很多孔是为了散热,故D错误.故选A.(1)计算机工作时消耗一部分电能,电能转化为其他形式的能量;电能属于二次能源;(2)二极管是由半导体材料制成的;(3)光盘不属于磁性材料;(4)计算机主机箱的后盖上的小孔是为了散热.本题考查能量转化、半导体材料、磁性材料、电热等,相对比较简单,属于基础题.7. 解:A、天然气不能在短时间内形成,天然气是不可再生能源,故A错误;B、光导纤维是利用激光来传递信息的,故B错误;C、超导体电阻为零,电流流过超导体时,超导体不能发热,超导体不能用来制作电饭锅中的电热丝,故C错误;D、某某核电站是利用原子核裂变释放的核能来发电的,D正确.故选D.(1)短期内从自然界得到补充,称之为可再生能源.短期内从自然界不能得到补充的,称之为不可再生能源.(2)光导纤维是利用频率比较高的激光来传递信息的.(3)超导材料是一种电阻为零的材料,电流流过超导体时,超导体不能发热,超导体不能用来制作电饭锅中的电热丝;(4)核电站是利用核裂变释放的能量发电的.本题考查了超导体的性质、光纤通信、能源的分类、核电站的工作原理,涉及的知识点较多,是一道学科综合题,但难度不大,是一道基础题.8. 解:A、常用的各种二极管是由半导体材料制成的,在社会各领域应用广泛,所以A错误;B、超导材料的特点就是在温度很低时电阻为零,制造电子元件时,由于没有电阻,不必考虑散热问题,所以B正确;C、核电站是利用核裂变释放的能量发电的,所以C错误;D、太阳能属于可再生能源,所以D错误.故选B.(1)生活中,我们常用的各种二极管是由半导体材料制成的,在社会各领域应用广泛;(2)超导材料的特点就是在温度很低时电阻为零.当电阻为零时用超导材料传输电能可以减少热损耗,用作输电导线或制作电子元件.制造电子元件时,由于没有电阻,不必考虑散热问题;(3)核电站是利用核裂变释放的能量发电的;(4)短期内从自然界得到补充,称之为可再生能源.短期内从自然界不能得到补充的,称之为不可再生能源;太阳能、风能、地热能等属于可再生能源.本题考查了超导体的性质、半导体的应用、能源的分类、核电站的工作原理,涉及的知识点较多,是一道学科综合题,但难度不大,是一道基础题.9. 解:A、卫星通信是依靠电磁波传递信息的,故A正确;B、手机通讯利用了超声波传递信息的,故B错误;C、验钞机利用紫外线可使荧光物质发光来辨别钞票真伪,故C错误;D、超导材料的电阻为零,电流通过时不会发热,所以不能应用于电饭锅的电热丝,故D错误.故选A.(1)卫星通迅利用了电磁波来传递信息;(2)移动通迅是利用电磁波来传递信息;(3)验钞机利用了紫外线可使荧光物质发光;(4)超导材料的电阻为零,电流通过时不会发热.本题考查了卫星通迅、移动通迅的特点,紫外线的应用,超导体的特点等,都是物理学中的基础知识,难度不大.10. 解:A、核能是新能源,只要安全使用就可以开发,而不能禁止,故A错误;B、“北斗”卫星导航是利用电磁波进行定位和导航的,超声波无法在真空中传播,故B 错误;C、能够源源不断地从自然界中获得或可重复利用的能源是可再生能源,太阳能是可再生能源,故C正确;D、LED灯的核心元件发光二极管是由半导体材料制成的,故D错误.故选C.(1)核能是新能源,只要安全使用就可以开发进行解答;(2)卫星导航、移动通信都是利用电磁波来传递信息的;(3)能从自然界源源不断得到的是可再生能源,一旦消耗就很难在短时间内得到补充的,是不可再生能源;(4)二极管是由半导体材料制成的.本题考查了关于能源、信息和材料等方面的一些基础知识,全面了解相关的基础知识可顺利解答.11. 解:常温下,玻璃是绝缘体,利用灯头把玻璃心与一盏“220V 40W”的灯泡串联接入家庭电路中,此时灯泡不发光;用酒精灯加热玻璃心,玻璃处于高温时变为导体,使电路连通,灯泡能发光;移走酒精灯,灯泡不能发光,说明常温下的玻璃是绝缘体,高温下的玻璃变成了导体.某些物质在温度极低时,电阻会变成零,这就是超导现象.故答案为:不能;能;不能;绝缘体;导体;超导.容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体,常见的导体包括:人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等.常见的绝缘体有陶瓷、玻。
2020中考物理实验专题《探究电流与电阻的关系实验》
探究电流与电阻的关系实验【提出问题】:电流和电阻之间有什么样的关系?【猜想假设】:电流与电阻成反比。
【设计实验】:使用控制变量法,即保持定值电阻两端的电压不变,研究电压不变时,电流与电阻的关系。
电路图:【实验步骤】:①按图接好电路。
注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处,实物图如下所示。
②分别将5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻连入电路,检查电路后闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表示数保持3V不变,分别记下电流表的示数,填入表格。
U=3V次数电阻R/Ω电流I/A1 5Ω0.62 10Ω0.33 15Ω0.2③根据数据画出I-R图像。
【得出结论】:电阻两端的电压一定时,电流与电阻成反比。
【考点方向】:1、滑动变阻器的作用:①;②。
2、在闭合开关前滑动变阻器应将滑片置于端。
3、该实验中利用多个不同阻值电阻测出多组不同的数据,其目的是。
4、更换大电阻后如何滑动滑动变阻器的阻值:。
5、连接好电路,闭合开关,发现电压表示数接近于电源电压,电流表几乎无示数,则故障为定值电阻R发生了。
6、为了避免来回更换电阻,带来的麻烦,我们可以使用来替换定值电阻。
7、电阻箱阻值改变后,发现无论怎样调节滑动变阻器都不能达到实验要求,若电路无故障,则引起这种情况的原因可能是。
8、电路中滑动变阻器阻最大值Rx的确定方法:。
9、实验方法:法:。
10、结论:在电压一定时,。
【创新母题】:某班同学做“探究电流与电阻的关系”的实验,某小组连接了如图甲所示的实物电路。
乙丙(1)请在方框内画出对应的电路图(电阻箱符号为)(2)连接电路时,开关应,其目的是。
(3)连好电路后,将电阻箱调至某一阻值,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为一个适当的值U0,记录电流表的示数和。
(4)改变电阻箱的阻值,调节滑动变阻器的滑片,使,并记录相应数据。
(5)再次改变电阻箱阻值,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片都不能达到(4)中的要求,引起这种情况的直接原因是。
中考物理实验精练精解专题实验题20探究二力平衡条件含解析
实验题20 探究“二力平衡条件”一.实验:探究二力平衡的条件提出问题:二力平衡时,它们的大小、方向、作用点应该有什么关系猜想:物体在两个平衡力作用下静止或匀速直线运动,因此二力平衡时,两个力应该大小相等,方向相反,作用在同一物体上。
设计实验:(一)实验器材:小车、线、定滑轮2、等质量小盘2、砝码多个。
(二)实验方法:1、在细线的两端悬挂质量相同的钩码,木块能否静止?2、在细线的两端悬挂质量不同的钩码,木块能否静止?3、把木块扭转一下,使两个力的作用线不在同一直线上,木块能否静止?重新平衡后,两力的方向有啥特点?(三)记录实验现象分析论证:(1)两边砝码相同时,小车受到的拉力大小相等,方向相反,在一条直线上。
小车应静止。
(2)两边砝码不相同时,小车受到的拉力大小不等,方向相反,在一条直线上。
小车运动(3)两边砝码不相同时,小车受到的拉力大小不等,方向相反,不在一条直线上。
小车转动结论:二力平衡的条件作用在同一个物体上的两个力大小相等,方向相反,且作用在同一直线上,即合力为零。
二.真题精练1.(2020年泸州)小聪将一根橡皮筋左端固定在墙上,用弹簧测力计拉其右端来“探究两个分力与合力的关系”。
(1)实验中使用的弹簧测力计如图甲所示,其分度值为________N;(2)小聪用两个弹簧测力计一起沿相同方向作用于橡皮筋上拉到A点,此时两个弹簧测力计的示数分别为F1=3.0N、F2=4.0N;小聪只用一个弹簧测力计把橡皮筋也拉到A点,弹簧测力计的示数F =7.0N,如图乙所示。
F的作用效果与F1、F2共同作用的效果相同,即F为F1和F2的合力,这种探究物理规律的方法是________(选填“控制变量法”或“等效替代法”);(3)小聪在实验中突发奇想,将两弹簧测力计相互垂直作用在橡皮筋上拉到B点,记下两弹簧测力计的示数分别为F3=3.0N、F4=4.0N;然后只用一个弹簧测力计把橡皮筋也拉到B 点,如图丙所示,读出弹簧测力计的示数F'=________N。
(精品)初二物理知识梳理
引言1.科学探究:提出问题、猜想与假设、设计实验与制定计划、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作2.验证放入回形针的数量与杯子的大小如何验证:在其他条件相同的情况下,只改变杯子的大小,在装满水的两只大小不同的杯子里,小心地放入回形针,数出水溢出时的放入的回形针的个数。
如何判断:如果放入的回形针的数量不同,则放入的回形针的数量与杯子的大小有关。
反之,则无关。
第一章声现象1.声音的发生:由物体的振动而产生。
振动停止,发声也停止。
2.声音的传播:声音传播需要介质,声音可以在固体、液体和气体中传播,但真空不能传声,即声音传播需要介质。
通常我们听到的声音是靠空气传来的。
两个实验方法:转换法(把微小的振动放大)推理法或理想实验法(实验+推理法)3.声音是一种波——声波(声音以声波的形式向外传播)。
(水波类比声波)我们听到的回声,是声波反射形成的。
声能:声波(声音)具有能量。
4.声音速度:在空气中传播速度是: 340m/s 。
声音在固体传播比液体快,而在液体传播又比气体体快。
(我挥挥手,你听到声音了吗?(手振动产生的是次声波)在铁路旁,为什么下雨天能听到汽笛声,而晴天却听不到?(液体的传声效果比空气好)吃饼干时,自己听到咀嚼声,而别人却听不到?(固体的传声效果比空气好)利用回声可测海底的深度, S=1/2 vt测闪电的距离 S= vt5.乐音的三个特征:音色、音调、响度。
(1)响度:是指声音的大小,跟发声体的振幅有关 ,(还与声源与听者的距离有关系,声音集中沿某个方向传播,响度增大),振幅越大,响度越大。
如高声大叫与轻声细语,轻敲与重敲,轻拨与重拨等(2)音调:是指声音的高低,它与发声体的振动频率有关系,频率越高,音调越高。
如男高音、女高音、男中音,女生的声音比男生尖、脆,男生的声音比女生沉闷、浑厚,音乐上的 C、D 调,简谱中的1,2,3,4,5,6,7等(3)音色:不同乐器、不同人之间他们的音色不同如声音好听悦耳、区分不同的乐器、区分不同的人、区分不同的动物等。
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提出问题与猜想专题专题一:“假如没有了什么”猜想1、科学家发现地磁场的磁性正在逐年减弱,请你设想一下:假如地球没有了磁性,我们的世界将会发生什么变化?写出一个合理情景:答案:指南针不指南北、放飞的鸽子找不到回家的路2、自行车是我们熟悉的交通工具,请你发挥想象“假如没有摩擦”,自行车会出现什么样的情况?写出两个合理的猜想。
答案:(1)假如没有摩擦,车子就不能动;(2)假如没有摩擦,运动的自行车就不能停下来;(3)假如没有摩擦,手就抓不稳车把;(4)假如没有摩擦,脚就不能踩踏板。
3、请你设想一下,如果地球周围没有了大气层,那么物理现象中有哪些不再发生(请从力学、热学、光学等不同物理现象中任意选两种作答)答案:如果没有了大气层------光学:海市蜃楼(光的折射)现象就不会发生力学:吸盘挂衣钩不能用来挂衣服、钢笔不能吸钢笔水热学:水的沸点不会是100o C、没有办法点火煮饭,把饭煮熟专题二:根据生活中的场景进行猜想1、科学研究表明声的传播与光的传播非常相似,都可以发生反射和折射,烈日炎炎,在沙漠中两个相距不太远的人也难以听清对方的大声喊叫,请你猜想其原因是:答案:空气密度不均匀,声音在传播过程中发生折射(提示:光在密度不均匀的空气中会发生偏转,会向温度低的地方折射)2、科学研究表明声的传播与光的传播非常相似,都可以发生反射和折射,烈日炎炎,在沙漠中两个相距不太远的人也难以听清对方的大声喊叫,就此现象请提出一个值得探究的问题:答案:温度的高低不同会造成空气密度不均匀吗?或声音在温度不同的地方传播,传播方向会发生折射吗?3、当我们将一只熟鸡蛋松手后落在柔软的沙地上时,会发现鸡蛋不会破碎;若将熟鸡蛋落在旁边的水泥路面上,则它会四分五裂。
请根据这一事实,作出一个与“力”有关的科学合理的猜想:答案:力的作用效果与物体接触面的软硬程度有关。
(提示:物体相碰时,碰撞时间越短,碰撞时的作用力越大;若延长对物体的作用距离,则该物体受到的作用力会减小。
如跳高后落地时的海绵垫的作用,汽车里的安全气囊等)4、小强每天都骑自行车上学,他发现自己汽车匀速行驶时,车和自己都是和路面垂直的吗,转弯时车和自己都是倾斜的,而且转弯时车速越快,倾斜度也越大;他和爸爸妈妈出去旅游时也发现在公路的转弯处,路面也是倾斜的,你能否结合运动和力的知识,对这种路面的设计进行合理的猜想:答案:倾斜是让人和车受到非平衡力,以便改变人和车得运动状态,便于改变运动方向,达到拐弯的目的。
5、将2个纸杯轻轻套在一起,在杯口沿水平面吹起,请你猜想会观察的现象是,你猜想的依据是:。
答案:里面的纸杯会跳起来纸杯口上方气体流速大,气体压强变小,在纸杯上下方产生一个向上的压力差6、用力挤压气球,气球会被挤爆;用手堵住针管口,用力向内推活塞,越推越感到吃力。
根据以上现象,请你提出一个可探究的问题:?你对这个问题的猜想是:。
答案:封闭气体的压强与体积有什么关系?密闭气体的体积越小,气体的压强越大。
(提示:密闭气体的压强除了与体积有关外,还与气体的温度和质量有关。
如车胎会被晒爆、变扁的乒乓球放在温水中会鼓起来,都说明了:密闭气体的压强与温度有关,温度越高,密闭气体的压强越大。
还有气球会被吹爆、车胎会被打爆,都说明了密闭气体质量越大,密闭气体压强越大。
)7、小明同学的家到学校本是一条在同一水平面上的直路,爱动脑筋的小明做了这样的设想:要是将从甲到学校的路挖成“V”形,只要总家骑上自行车后,不用刹车也不用踩车,等车停下来就可以到学校了,请你简要说明,小明同学的设想在现实中可以实现吗?,为什么?。
答案:不能实现因为自行车运动过程中受到摩擦力的作用,使部分机械能转化为内能,机械能减小,所以不能到达学校。
8、小明在做早餐时发现,同样情况下,煮沸一锅牛奶要比煮沸同样多的水快,针对上述情景,请你提出一个值得探究的问题:?答案:牛奶的沸点比水的沸点低吗?牛奶比水的比热容小吗?9、太阳能集热器是直接利用太阳能的一种装置,它主要由集热管和贮水器两部分组成,小明发现所有的太阳能集热器的贮水器的位置都比集热管的位置高,这与冷水和热水的密度有关吗?为此,他提出了猜想:(1)请你写出小明的猜想是:冷水和热水(补完整)。
(2)贮水器的位置都比集热器的位置高的原因是。
答案:冷水和热水的密度不一样水在集热管中加热后温度升高,密度变小,热水向上流动,冷水密度大,会下降,以便于集热管对冷水继续加热。
10、某新型高速列车“和谐”号动车组开始驰骋在主要铁路线上,从而拉开了全国铁路第六次大提速的大幕。
如图所示的CRH2型动车组由5节车箱组成。
(1)请仔细观察车头的外形,谈谈这样设计的好处。
(2)乘客在站台边候车时,为什么要站在离轨道一定距离的地方才能确保人身安全?答案:(1)①车头为流线型可减小高速行驶时的空气阻力②车头上部空气流速大,下部流速小,高速行驶时可减小车头对轨道的压力(压强),从而减小阻力,降低噪声。
(2)告诉列车驶过时,列车附近的空气流速变大,压强变小,若有人离轨道较近则外侧的大气压会把人推向火车而发生危险。
11、冬天晚上,小明接了一杯热水,喝了一半后,拧紧盖子,第二天早上发现盖子拧不开了,请你用所学的物理知识想出两种打开瓶盖的方法:(1);(2)。
答案:瓶子在热水中烫一下,再拧开在瓶底用手拍几下,再拧开在瓶盖处垫上毛巾,再拧开(提示:第二天难题拧开的原因是:瓶内气体冷却后(即温度降低后),瓶内密闭气体的压强变小,大气压和瓶内气压的压强差变大,导致拧不开)12、如图所示,将两手的食指放在铅笔的两端下面,尽量使铅笔保持水平,向铅笔的中部移动手指(也可以用直尺做)。
重复几次,你观察到的现象是。
就观察到的现象,提出一个有价值且可探究的问题:。
答案:左右两手交替向中部移动, 几次实验手指在铅笔(或直尺)的同一位置相遇铅笔在什么情况下会向左或向右移动?铅笔向左或向右移动是由什么决定的?铅笔向左或向右移动的方向与接触面的粗糙程度有什么关系?铅笔左右移动的方向与中心到支点的距离有什么关系?铅笔左右移动的方向与手指移动的速度有什么关系?左右两手交替移动是否跟摩擦力大小有关?(以“为什么”提示的不得分)13、饺子是我国的传统美食,你知道吗?就是在煮饺子这一看似再平常不过的小事中,却蕴藏着丰富的物理知识。
如在煮饺子的过程中,可观察到如下现象:饺子刚放入时,沉在水底;煮一段时间后,就浮了起来。
饺子为什么会浮起来?请提出你的猜想并给出说明。
我猜想的原因可能是:__________________________;我的根据是:_______________________________。
还有可能的原因我认为是:______________________;我的根据是:__________________________。
答案:(1)沸水上下翻滚带起了饺子。
依据是饺子受到了沸水力的作用;(2)水沸腾后饺子表面吸附了一些气泡,托起了饺子。
依据是饺子表面吸附的这些气泡增大了饺子所受水的浮力;(3)煮熟后的饺子密度小,因此会浮起来。
依据是物体的浮沉条件,即当浸在液体中的物体的密度小于液体密度时,物体就会上浮;(4)饺子内的空气受热膨胀,使饺子体积变大。
依据是物体的浮沉条件,即当物体的重力小于所受浮力时就会上浮。
14、小明暑假和爸爸出去游玩,在火车站等火车的时候发现当火车从远处驶近时,汽笛声音调变高,当火车远离时,汽笛声音调变低。
爸爸告诉他这是多普勒效应,该效应也适用于光。
现在填完学家在观测星系时,发现来自星系的光波长变长,则该星系时(远离/靠近)地球,并请你说明原因。
答案:远离因为声源远离时,音调变低,即频率变小,而光的波长变长,频率也变小,由类比可知,光源在远离。
15、秋冬季节,为了保护皮肤,人们要抹一些化妆品;干旱地区,在早春季节为了保证庄稼苗成长,采用地膜覆盖技术。
从物理学角度看,以上两种做法的共同点是____________;针对上述现象提出一个你想探究的问题:_____________________________?答案:共同点,隔绝空气,减少水分挥发水分蒸发快慢是否与液体表面空气流动速度有关?16、撑杆运动员要落在厚厚的海绵上,警察与高楼人员施救时,在地上铺有空气垫……(1)请你也举出一个类似的例子:(2)根据以上现象,请提出两个有探究价值的问题:答案:跳远时人要落在沙坑里一个物体撞击其他物体时,撞击力的大小是否与相互作用的时间长短有关?一个物体撞击其他物体时,撞击力的大小可能与物体自身的质量有关。
17、小明用的拉杆箱,小明发现:直接拖着行李行走很费力,用带轮子的拉杆箱带同样多的行李却感觉轻松多了,请你针对这种情况提出一个可探究的物理问题:答案:同等条件下,滚动摩擦力比滑动摩擦力小吗?18、冰壶比赛,当投掷手将冰壶投出,冰壶向前运动时,同时有两名队员手持毛刷,在冰壶运动的前方用力左右擦刷冰面,提出一个问题作出合理猜想。
答案:运动员左右擦刷冰面的目的是什么?摩擦冰面通过做功增加冰面的内能,使冰熔化,减小摩擦19、小明家的冰箱天天都要打开再取放食品,小明发现雨天冰箱内的霜比平时厚了许多,为什么雨天比平时冰箱内的霜厚呢?请你提出合理猜想:雨天空气中的水蒸气比晴天多,当打开冰箱时,大量水蒸气进入冰箱,凝华成的霜也多。
20、我们都知道力的作用是相互的,地球和苹果之间存在相互作用力,苹果会向地球落去,而地球不会向苹果飞去,根据此现象提出问题:让足球和铅球都静止在地面上,足球轻轻一踢就能运动起来,但要使铅球运动起来却不怎么容易,针对以上情景,提出一个值得探究的问题:答案:惯性的大小(物体运动状态改变的难易程度)与物体的质量有关吗?在同样力的作用下,物体的运动状态的改变跟它的质量有关吗?专题三:“举例子”类型题1、有一些物理现象(如物体在光滑水平面上会怎样运动?),由于受实验条件所限,无法直接验证,需要我们先进行实验,再进行合理推理得出正确结论,这也是一种常用的科学方法。
如“物体在光滑的水平面上可以永远运动下去”就是这样得到的。
这些结论实际上是推理得到的,不可能用实验验证,因此,这种方法也称为“科学推理法”、“实验推理法”、“实验+ 推理法”等。
请举一课本上用到这种科学方法的例子________________________。
答案:真空不能传声实验,牛顿第一定律实验,功的原理实验2、在物理学中,对物体不同物理性质的比较,需要引入不同的物理量。
比较物体的冷热程度需要引入,比较物体做功的快慢时引入,比较相同体积内含有物质的多少引入。
答案:温度功率密度3、“严禁汽车超载“所涉及的物体知识:(1);(2)。
答案:减小重力,减小压力,从而减小了对地面的压强,减小了对地面的破坏减小了质量,也就减小了汽车的惯性,减少事故发生专题四:“依据”类型题(依据有两种,一是物理理论,一是生活事实)1、一玻璃球从高空落下,这个玻璃球将做运动,你的依据是:。