江苏省扬州市2019-2020学年中考第四次大联考物理试卷含解析

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江苏省扬州市2019-2020学年中考第四次大联考物理试卷
一、单选题(本大题共10小题,共30分)
1.下列四种新能源,属于不可再生的是
A.太阳能B.风能C.地热能D.核能
D
【解析】
【分析】
【详解】
根据可再生和不可再生能源的区别,可知:核能是短时间内不能再次产生的,是不可再生能源.太阳能、地热能、风能等在短时间内可以再次产生,是可再生能源.
故D正确.
2.如图所示,物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体,不计绳重及摩擦.若每个滑轮质量相同,对比两个滑轮组,下列说法正确的是
A.甲更省力,甲机械效率大
B.乙更省力,机械效率一样大
C.乙更省力,乙机械效率大
D.甲更省力,机械效率一样大
B
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知,作用在乙上绳子的股数是3,更省力些;用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体,不计绳重及摩擦,只克服动滑轮重做额外功,若每个滑轮质量相同,则提升相同高度时,甲乙所做的有用功和额外功均相同,故机械效率一样大.故本题正确选项是B.
3.关于声现象,下列说法正确的是()
A.只要物体振动,人们就能听到声音
B.人们能分辨蛙声和蝉鸣,是因为它们的音调不同
C.学校周边“禁止鸣笛”,是在声源处控制噪声
D.人们利用超声检测锅炉是否有裂纹,说明声音可以传递能量
C
【解析】
A. 声音由物体的振动产生,但物体振动时,其频率可能不在人的听觉范围内,所以人们可能是听不到此声音的,故A错误;
B. 音色是发声体特有的特征,可以用来区分声源,所以人们能分辨蛙声和蝉鸣,是因为它们的音色不同,故B错误;
C. 学校周边“禁止鸣笛”,是在声源处控制噪声,故C正确;
D. 人们利用超声检测锅炉是否有裂纹,说明声音可以传递信息,故D错误;
故选C.
点睛:注意能正确区分声音的三个特征,即音调、响度、音色,其中音色是发声体特有的特征,由声源振动的材料、方式等决定,可以用来区分声源.
4.在探究光的反射规律时,老师把一块平面镜CD竖立在讲台上,坐在B点的甲同学通过平面镜看到了坐在A点的乙同学(如图).在这一现象中,光线的反射角是
A.∠1 B.∠2 C.∠3 D.∠4
B
【解析】
【详解】
由题意知,坐在B点的甲同学通过平面镜看到了坐在A点的乙同学,说明由AO入射的光线,反射后经过OB;
所以∠1为入射角,∠2为反射角,即B看到的是从A上发出的光线经过平面镜反射后进入B的眼中.
故选B.
【点睛】
牢记入射角和反射角的概念.入射光线与法线之间的夹角叫做入射角;反射光线与法线之间的夹角叫反射角.
5.如图所示,滑轮组的每个滑轮质量相同,用它们将重为G1、G2的货物提高相同的高度(不计绳重和摩擦),下列说法正确的是
A.用同一个滑轮组提起不同的重物,机械效率不变
B.若G1=G2,则甲的机械效率大于乙的机械效率
C.若G1=G2,则拉力F1与F2所做的总功相等
D.若G1=G2,则甲、乙滑轮组所做的额外功相等
B
【解析】
【分析】
(1)同一滑轮组提起重物不同时,所做的额外功相同,有用功不同,根据机械效率为有用功和总功的比值判断滑轮组机械效率是否变化;
(2)滑轮组所做的总功为克服物体的重力和动滑轮重力所做的功,根据W=Gh比较两者所做总功之间的关系;
(3)滑轮组所做的有用功为克服物体重力所做的功,根据W=Gh比较两者的大小,再根据机械效率为有用功和总功的比值比较两者机械效率之间的关系;
(4)根据W=Gh比较有用功的大小.
【详解】
A.用同一个滑轮组提起不同的重物时,额外功不变,但有用功不同,有用功和总功的比值不同,则滑轮组的机械效率不同,故A错误;
BC.若G1=G2,且货物被提升的高度相同,根据W有=G物h可知,两滑轮组所做的有用功相等;
不计绳重和摩擦,拉力所做的总功为克服物体重力和动滑轮重力所做的功,因甲滑轮组只有1个动滑轮(即
动滑轮重更小),所以由W总=(G物+G动)h可知,甲滑轮组做的总功小于乙滑轮组做的总功,由
W
W η=有

可知,甲滑轮组的机械效率高,故B正确,C错误;
D.两物体被提升的高度相同,动滑轮的重力不同,根据W=G动h可知,甲、乙滑轮组所做的额外功不相等,故D错误.
故选B.
【点睛】
涉及机械效率的问题时,关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪,特别要清楚额外功是对谁做的功,
使用滑轮或滑轮组时,额外功为提高滑轮做的功、克服摩擦及绳子重做的功.
6.严寒冬季,我国北方哨兵脚上穿有电热靴.一只靴内加热电路如图所示,电源电压恒定,S 2为三档旋钮开关(金属片M 可分别拨至a 、b 、c 处),电阻丝R 1、R 2规格相同且阻值不变,b 为电阻丝R 1的中点.这只电热靴的低温档为6W ,则其中温档和高温档分别为 ( )
A .8W ,12W
B .8W ,24W
C .12W ,18W
D .12W ,24W
A
【解析】
【详解】
两电阻丝规格相同,设R 1=R 2=R ; 由P=2
U R
可知,在U 一定时,R 越小,电功率越大,R 越大,电功率越小; 由图示电路图可知,S 2接a 时两电阻丝串联,电路电阻最大,电功率最小,电热靴处于低温档, 当S 2接c 时,只有电阻丝R 2接入电路,电路电阻最小,电路电功率最大,电热靴处于高温挡, 当S 2接b 时,电阻丝R 2与R 1的右半部分接入电路,电热靴处于中温挡;
P 低温=2
2U R
=6W , 则
2
U R
=12W , 电热靴的高温挡:
P 高温档=2
U R
=12W , 电热靴的中温挡:
P 中温挡=2
2
U R R =23×2U R =23×12W=8W , 故A 正确;
故选A 。

7.如图所示,电源电压不变,闭合开关后,下列关于电压表示数变化的说法正确的是( )
A.滑片P向右移动,V1表示数变大,V2表示数不变
B.滑片P向右移动,V1表示数变小,V2表示数变大
C.滑片P向左移动,V1表示数不变,V2表示数变大
D.滑片P向左移动,V1表示数变大,V2表示数不变
C
【解析】
解:由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表V1测R两端的电压,电压表V2测电源的电压,因电源电压不变,所以,滑片移动时,电压表V2的示数不变,故BC错误;当滑片P向右移动时,
接入电路中电阻变大,电路中的总电阻变大,由I=U
R
可知,电路中的电流变小,由U=IR可知,R两
端的电压变小,即电压表V1的示数变小,故A错误;
同理可知,滑片P向左移动,接入电路中电阻变小,电路中的电流变大,R两端的电压变大,电压表V1的示数变大,故D正确.
故选D.
点睛:由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表V1测R两端的电压,电压表V2测电源的电压,根据电源的电压可知滑片移动电压表V2示数的变化,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R两端的电压变化.
8.如图所示,电源电压保持不变.闭合电键S,当滑动变阻器滑片P向右移动时,不变的是:①电流表A的示数;②电压表V的示数;③电流表A与A1示数的差值;④电压表V与电流表A示数的比值
A.只有①B.只有②C.②③D.②③④
C
【解析】
由电路图知道,R1和R2并联,电压表测量并联电路支路的电压(等于电源电压),电流表A1测R1 支路的电流,A测干路电流;因为电源的电压不变,所以,电压表V的示数不变,故②符合题意;因为并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过R2的电流不变,当滑动变阻器的滑片P向
右移动时,接入电路中的电阻变大,由I=U/R知道,通过滑动变阻器R1支路的电流变小,即电流表A1的示数变小,因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变小,即电流表A的示数变小,故①不符合题意;因为电流表A与A1示数的差值等于通过R2的电流,所以,电流表A与A1 示数的差值不变,故③符合题意;由电压表V的示数不变、电流表A的示数变小知道,电压表V与电流表A示数的比值变大,故④不符合题意,综上所述,只有C正确,故选C.
9.如图所示,当滑动变阻器的滑片向右移动时,电压表和电流表示数的变化情况是
A.电压表和电流表示数均变大
B.电压表和电流表示数均变小
C.电压表示数变小,电流表示数不变
D.电压表示数不变,电流表示数变小
C
【解析】
【分析】
根据题中“当滑动变阻器的滑片向右移动时,电压表和电流表示数的变化情况是”可知,本题考查动态电路的分析,根据串联电路的特点和欧姆定律进行分析判断。

【详解】
由电路图可知,电阻R1、R2串联,电压表与被测电路并联,因此测R1滑片右端部分和R2两端的总电压,电流表测串联电路的电流。

当滑动变阻器的滑片向右移动时,R1连在电路中的电阻不变,电路的总电阻不变,所以电流大小不变,电流表的示数不变;
因为电压表并联部分电阻变小,根据U=IR可得,电压表示数变小;
故C正确,选项ABD错误。

10.如图所示,光在玻璃和空气的界面CD同时发生了反射和折射,以下说法正确的是:
A.入射角为60°,界面右侧是空气
B.折射角为45°,界面右侧是玻璃
C.入射角为30°,界面左侧是空气
D.折射角为45°,界面左侧是玻璃
D
【解析】
【详解】
反射角、入射角与折射角分别指的是反射光线、入射光线与折射光和法线的夹角;同时光反射时,反射角等于入射角,光折射时,由空气斜射入玻璃时,折射角小于入射角,由玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角,由图知本是正确选项是D.
二、多选题(本大题共3小题,共12分)
11.有关压强知识的应用,下列说法正确的是
A.人用吸管吸饮料时利用了大气压
B.载重汽车装有许多车轮是为了减小车对路面的压强
C.水坝的下部比上部建造得宽,是由于水对坝的压强随深度的增加而增大
D.飞机的机翼能获得向上的升力,是应用了流速越大流体的压强越大的原理
ABC
【解析】
【详解】
A、用吸管从瓶子中吸饮料时,首先吸气时,吸管中的气压减小,饮料在大气压的作用下进入嘴里,是利用大气压工作的故A正确;
B、大型载重汽车有很多轮子,是为了在压力一定时,通过增大受力面积减小车对地面的压强,保护路面,故B正确。

C、由于液体的压强随着深度的增加而增大,所以水坝的下部比上部建造的宽,故C正确。

D、飞机的机翼能获得向上的升力,是应用了流速越大流体的压强越小的原理,故D错误。

12.小明在泉城路附近进行社会实践活动中时做了这样的笔记!其正确的是
A.在珍珠泉畔赏泉时发现的鱼翔浅底是光的折射形成的
B.在芙蓉街上购物时微信付费是利用电磁波传递信息的
C.街边的铜像对地的压力和地对铜像的支持力是平衡力
D.夏天湖边沙石温度比湖水高很多是由于水的比热容大
ABD
【解析】
【分析】
【详解】
A 看到水中的鱼和水底是由于光线从水中通过空气进入人的眼睛的,因此是光的折射现象形成的,并且像为虚像,故A正确;
B使用手机的信号要靠电磁波来传递,所以微信付费就是靠手机用电磁波传递信息这一功能,故B正确.
C铜像对地的压力作用在地面上,地对铜像的支持力作用在铜像上,这两个力没有作用在同一物体上,故C错误;
D. 夏天湖边沙石温度比湖水高很多,水和沙石吸收相同的热量,由于水的比热容比沙石的比热容大,温度变化较小,所以沙石温度比水的温度高,故D正确.
13.家庭常用电热水壶的铭牌数据如图表所示,若加热电阻的阻值不随温度的变化而改变(C水
=4.2×103J/kg•℃),下列选项正确的是
A.电热水壶正常工作时,其加热电阻的阻值是44Ω
B.电热水壶正常工作时的电流是0.5A
C.将1kg、20℃的水在1标准大气压下烧开,需要吸收的热量为5
3.3610J

D.将1kg、20℃的水在1标准大气压下烧开,电热水壶需正常工作5.5分钟,此电热水壶的效率为85% AC
【解析】
【详解】
A、由P=
2
U
R
可得,电热水壶正常工作时加热电阻的阻值:R
()2
2220V
1100W
U
P
===44Ω,故A正确;B.
由P=UI可得,电热水壶正常工作时的电流:I=P
U
=
1100W
220V
=5A,故B错误;
C、水吸收的热量:Q=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J,故C正确;
D、工作时间:t=5.5min=5.5×60s=330s,由P=W
t
可得,电热水壶正常工作5.5min消耗的电能:
W=Pt=1100W×330s=3.63×105J;电热水壶的效率:η=Q
W
吸=
5
5
3.3610J
3.6310J


=92.6%,故D错误;
三、填空题(本大题共5小题,共10分)
14.热气球是利用球内的热空气比球外的冷空气的密度要_____ 而能够上升的,当热气球加热时,球内的气体质量_____,体积_____,密度_____。

小不变增大减小
【解析】
【详解】
热气球是利用球内的空气温度高,密度小;球外的冷空气温度低,密度大。

从而密度小的热气球上升,充
气后气球内质量不变,当热气球体积变大,由ρ=m
V
可知密度变小。

15.(1)如图圆柱形容器杯中100g水,放在水平桌面上,小明往杯中加入4g的盐充分搅拌后发现液面几乎不变,说明_________.此时水对杯底的压强_________(填“变大”或“不变”或“变小”),若忽略加盐过程中溶液体积变化,则盐水的密度是_________kg/m1.
(2)小明记录一杯100g清水温度随时间变化并绘制出了图像,如图,但14分钟后图像遗忘了,他补充了a,b两条图像,其中正确的图线是_________.
分子间有空隙变大 1.04×101 kg/m1 a
【解析】
【分析】
【详解】
(1)小明往杯中加入4g的盐充分搅拌后发现液面几乎不变,说明分子间有空隙;
小明往杯中加入4g的盐充分搅拌后发现液面几乎不变,即液体的体积不变,但液体总质量变大,所以液体的密度变大,
根据p=ρgh可知,此时水对杯底的压强变大;
根据ρ=m
V
可得,水的体积:
V水=m
ρ

=33
0.1kg
110kg/m

=1×10﹣4m1,
忽略加盐过程中溶液体积变化,则盐水的体积:V盐水=V水=1×10﹣4m1,
则盐水的密度:
ρ盐水=m
V
盐水
盐水
=
m m
V
+


盐水
=
43
0.1kg0.004kg
110m
+
⨯﹣
=1.04×101 kg/m1.
(2)根据图象可知,14分钟后水全部凝固成冰,该过程中质量不变,但冰的比热容比水的比热容小,由Q=cm△t可知,在放出相同热量的情况下,比热容越小,温度降低的越快,所以冰降温要快;
由图可知,b段比水降温要慢些,a段比b段温度降低的要快些,所以正确的图线是a.
16.图甲为一磁悬浮地球仪.它能大致模拟地磁场的分布特点,给人以奇特新颖的感觉.球体中有一个磁铁,环形底座内有一金属线圈,其电路原理图如图乙.
(1)地球仪工作时,球体悬浮于空中,此时球体的重力与________(选填“浮力”或“磁力”)平衡.停止工作时,应先__________(选填“拿开球体”和“切断电源”);
(2)图乙中A端应连接电源的__________极;
(3)地球仪的额定功率为1W.则其连续正常工作一个月(30天)将耗电__________kW•h.
磁力拿开球体正极0.72
【解析】
【详解】
(1)通电后,电磁铁具有磁性,由于同名磁极排斥,所以球体在空中静止,因此球体受力平衡,即球体的重力与磁力是一对平衡力;
当磁悬浮地球仪停止工作时,应先“拿开球体”再“切断电源”,防止地球仪在重力作用下会落下来而摔坏。

(2)因为球体的下方磁极为N极,因此螺线管的上方为N极,由右手定则可知,电流从A流入,B流出,因此A端接电源正极;
(3)地球仪连续工作一个月消耗的电能:W=Pt=1×10−3kW×30×24h=0.72kW⋅h.
17.如图所示,是一工人师傅用于粉刷楼房外墙壁的升降装置示意图,上端固定在楼顶。

若动滑轮质量为2.5kg,工作台质量为7.5kg,涂料和所有工具质量为20kg,工人师傅的质量为60kg,绳重及摩擦不计。

当工作台停在距地面10m高处时,工人师傅对绳子的拉力为_____N;若工作台从距地面10m高处升到20m 高处,工人师傅最少需要做_____J的功。

(取g=10N/kg)
300 9000
【解析】
【详解】
动滑轮、工作台、涂料、工具、工人的总质量:m=2.5kg+7.5kg+20kg+60kg=90kg,
动滑轮、工作台、涂料、工具、工人的总重:G=mg=90kg×10N/kg=900N,
∵n=3,
∴F=1
3
G=
1
3
×900N=300N;
由图知绳子自由端移动的距离为物体上升距离的3倍,则: W =FS =300N ×3×10m =9000J ;
18.如图所示,电源电压保持不变,电阻 R 1、R 2的阻值相等,开关 S 闭合后,电流表的示数为I 0,电压表的示数为U 0,电路正常工作。

一段时间后,电阻R 1出现故障,若观察到电流表示数为零,电压表示数2U 0,则R 1____(选填“断路”或 “短路”),若观察到电压表示数为零,电流表示数为2I 0,则R 1____(选填“断路”或 “短路”)。

断路 短路 【解析】 【详解】
电流表示数为零,说明电路故障为断路,电压表示数变大,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此电路故障为R 1断路;电流表示数变大,由欧姆定律可知,在电源电压一定的情况下,电路总电阻减小,因此电路故障为短路,电压表示数为0,因此电压表测量的用电器发生短路,即R 1短路。

四、计算题(本大题共3小题,共29分)
19.济南玉函路隧道全长2.75 km ,贯通济南南北,双向四车道,设计限速50 km/h ,是目前中国最长、埋深最浅、工程地质最为复杂、施工难度最大的城市隧道.一辆质量为1.5×103 kg 的轿车在隧道内行驶,求:
在不超速的情况下,汽车通过隧道全长所用的最少时间;轿车的重力;若这辆轿车
匀速直线行驶的过程中,受到的阻力是车重的0.02倍,求汽车通过隧道牵引力所做的功.(g 取10N/kg ) (1)0.055h ;(2)41.510N ⨯;(3)5 8.2510J ⨯. 【解析】 【详解】
(1)由题意可知,该隧道全长 2.75km ,汽车的最大速度v=50km/h ,由s
v t
=
得通过该隧道所需时间:2.75km 0.055h 50km /h
s t v =
==; (2) 轿车的重力为341.510kg 10N /kg 1.510N G mg ==⨯⨯=⨯;
(3)这辆轿车匀速直线行驶的过程中,受到的阻力是车重的 0.02 倍,则阻力
40.020.02 1.510f G ==⨯⨯N=300N ,因为这辆轿车匀速直线行驶,所以牵引力300N F f ==,牵引力
所做的功35300N 2.75108.2510J W Fs m ==⨯⨯=⨯.
20.南极冰面上,科考队用拖拉机借助绳索水平牵引装有货物的轻质木箱来运输货物。

木箱底面积为5m2,质量不计,水平冰面能承受的最大压强为1×104Pa,
求木箱内可装货物的最大质量(g取10N/kg)某次运输过程中,拖拉机用绳索牵引装有货物的木箱在水平冰面上以36km/h的速度匀速直线行驶10km。

消耗柴油1kg,牵引木箱做功的功率为9kW,(q柴油=
4.5×107J/kg。

)求该运输过程中,柴油完全燃烧释放的内能转化为绳索牵引木箱做功的效率?
(1)5×103kg(2)20%
【解析】
【详解】
(1)由
F
p
S
=知道,水平冰面能承受的最压力是:F大=p大S=1×104Pa×5m2=5×104N;
在水平面上压力等于重力,即G=F;
木箱的质量不计,由G=mg知道,木箱内可装货物的最大质量是:
4
510N
=
10N/kg
G
m
g

=

=5×103kg;
(2)由
W Fs
P Fv
t t
===知道,木箱受到的牵引力是:
9000W
1
36m/s
3.6
P
F
v
==
⨯=900N;
牵引力做的功是:W=Fs=900N×10×103m=9×106J,
柴油完全燃烧放出的热量是:Q放=mq=1kg×4.5×107J/kg=4.5×107J;
柴油完全燃烧释放的内能转化为绳索牵引木箱做功的效率是:
6
7
910J
100%=100%
4.510J
W
Q
η

=⨯⨯



20%。

21.为应对菲律宾对我国领土“黄岩岛”的不断挑衅,中国“向阳红06”海监船已启程赴南海维权,如图所示.“向阳红06”船总长91米、船宽14.7米、船底深7.6米,满载排水量4900吨,最大航速13.5节(约25km/h),续航力15000海里,是一艘装备精良的现代化综合海监船.(海水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
满载时,“向阳红06”船受到的浮力有多大?若船底某处距海面的深
度为6m,则该处受到海水的压强是多少?“向阳红06”船在某处执行任务时,以18km/h的速度匀速航行6小时,巡航的路程为多少km?若巡航时海水阻力为1.0×106牛顿,则这一过程中船的推进力所做的功为多少?
(1)满载时,“向阳红06”船受到的浮力为4.9×107N;
(2)该处受到海水的压强是6×104Pa;
(3)巡航的路程为108km;
船的推进力所做的功为1.08×1011J.
【解析】
试题分析:
(1)船的排水量为:m排=4900t=4.9×106kg
“向阳红6号”所受到的浮力为F浮=m排g=4.9×106kg×10N/kg=4.9×107N;
(2)船底受到的压强为P=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×6m=6×104Pa;
(3)“向阳红6号“船巡航的路程为:S=vt=18km/h×6h=108km
因为船匀速行驶,所以F=f=1.0×106N
船的推进力所做的功为W=FS=1.0×106N×1.08×105m=1.08×1011J.
五、作图题(本大题共2小题,共4分)
22.如图所示,请画出使杠杆在图示位置保持平衡时所施加的最小力的示意图.
【解析】
【详解】
在阻力与阻力臂一定时,由杠杆平衡条件可知,动力臂越大,动力越小,由图示可知,OB是最大动力臂,当力F与OB垂直向上时,力F最小,如图所示.
23.如图所示,A′B′是物体AB在平面镜中所成的像,根据平面镜成像的特点在图中画出平面镜.
()
【解析】
【详解】
根据平面镜成像的特点:像与物关于平面镜对称,所以分别连接AA/、BB/,然后分别找出它们的中点,连接两中点便是平面镜的位置,如图:
六、实验探究题(本大题共3小题,共15分)
24.如图甲是把20g某种固体碾碎后放入试管中,插入温度计后,再将试管放在装有水的烧杯中加热.根据实验数据画出的图象如图乙所示,回答问题:
(1)这种物质的凝固点是________℃;试管中的物质从B到C时内能_______(增大、减少、不变)(2)若这种物质液态时的比热容c=3×103J/(kg•℃),则物质熔化过程中吸收的热量是_________J.固体时的比热容为c'=_______J/(kg•℃).
50 增大3600 6×103
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由图像可知,在BC段是熔化过程,不断吸收热量,内能增大,温度保持不变.所以该物质是晶体,熔点是50℃,同种物质的熔点等于它的凝固点,所以这种物质的凝固点是50℃;
(2)由图可知,CD段初温t0=50℃,末温t=90℃,液态物质由第6min到第8min内吸收的热量为:Q=cm
(t-t0)=3×103J/(kg•℃)×0.02kg×(90℃-50℃)=2400J;该物质的熔化过程经历了3min,吸收热量为Q
吸=
2400J
2min
×3min=3600J;
0-3min固态物质吸收的热量Q吸'= Q吸=3600J,初温是20℃,末温是50℃,
固态时的比热容为:c'=
3600J
0.02kg(50-20)
Q
m t
'
=
∆⨯

℃℃
=6×103J/(kg•℃).
25.在探究质量与体积的关系时,小明找来大小不同的塑料块和某种液体做实验
图甲是
小明在水平桌面上使用托盘天平的情景,他的错误是__________.改正错误后,小明正确操作,根据实验数据分别画出了塑料块和液体质量随体积变化的图象,如图乙所示.
①分析图象可知:同种物质的不同物体,其质量与体积的比值____(选填“相同”或“不同),物理学中将质量与体积的比值定义为密度,塑料的密度为____kg/m1.
②往烧杯内倒入10cm1的液体,用天平称出烧杯和液体的总质量,天平平衡时,右盘中砝码的质量及游码的位置如图丙所示,则烧杯和液体的总质量为____g,若烧杯内液体的体积为20cm1,则烧杯和液体的总质量应为_____g.
称量时调节平衡螺母相同 1.2×101 kg/m117.445.4
【解析】
【详解】
(1)天平正确的调节方法是:将托盘天平放置在水平桌面上,将游码拨至标尺左端零刻度线上;调节横梁左右两端的平衡螺母,使横梁平衡;小明错误的在称量时调节平衡螺母;
(2)①由图象可知,塑料(或液体)的质量和体积成正比,说明同种物质的质量与体积的比值相同;物理学中将质量与体积的比值定义为密度;
由塑料的质量为10g时,对应的体积为25cm1,其密度:
ρ塑料===1.2g/cm1=1.2×101kg/m1;
②烧杯和10cm1液体的总质量:
m总=20g+10g+5g+2.4g=17.4g;
由乙图象中液体可知,液体质量为20g时,体积为25cm1,液体的密度:
ρ液===0.8g/cm1,
由ρ=得,10cm1液体的质量为:
m液=ρ液V1=0.8g/cm1×10cm1=8g,
则烧杯的质量:
m烧杯=m总﹣m液1=17.4g﹣8g=29.4g,
根据ρ=可知,同种液体密度相同,20cm1液体的质量:
m液2=ρV2=0.8g/cm1×20cm1=16g,
m总2=m烧杯+m液2=29.4g+16g=45.4g.
26.物理兴趣小组同学在总结物理实验的过程中,发现同样器材可以完成多个实验.于是他们选取如下实验器材,电源一组、开关、电流表、多个11Ω和31Ω的电热丝、滑动变阻器、玻璃瓶、导线、煤油和水若干.
探究实验一:探究不同液体吸热能力.
(1)将电热丝包裹绝缘外壳后串联入电路,完成实验电路,所选电热丝R=_________R乙.甲乙烧瓶中应装入________相同的水和煤油.实验记录数据,并绘制图像如图所示.从图像可以看出甲容器中装的是_________.
(2)此实验中用_________反映液体吸收热量的多少.
探究实验二:探究不同电热丝发热能力.
甲、乙两瓶中装入111g煤油,瓶内各安装一根电阻丝.两瓶中各插入了一支温度计.在测量两瓶煤油的温度后,闭合开关,记录数据如下表所示:
电流/A 通电时间/min 电阻/Ω初温/℃末温/℃
甲1.6 21 11 21 37
第一次
乙1.6 21 31 21 63
甲1.6 31 11 21 44
第二次
乙1.6 31 31 21 76
(3)此实验中用此实验中用_________反映液体吸收热量的多少.
(4)分析表中第一次甲、乙数据,可得出:在通过导体的电流和通电时间相同时,_________越大,导体发热越多.
(5)有同学提出,煤油吸收的热量不一定等于电热丝放出的热量.经小组讨论后一致认为他的观点是正确的,并且提出在不同的加热过程中,加热效率很可能不同.请你计算第一次实验中甲的加热效率为_________.
(6)综合分析各组数据,发现加热效率都不相同.你认为影响此次实验加热效率的因素主要________. 1 质量 水 加热的时间 煤油升高的温度 电热丝电阻 82.6% 煤油与环境的温度差 【解析】 【详解】
探究实验一:探究不同液体吸热能力.
(1)为控制不同液体吸收的热量相同,应把两电阻丝串联接入电路中,根据串联电路电流的规律,通过的电流相同,相同时间内产生相同的热量,应控制电阻的阻值相同,即R 甲=R 乙;
比较不同物质的吸热能力,要控制质量相同,故甲乙烧瓶中应装入质量相同的水和煤油.根据实验记录绘制图象2可知,升高相同的温度(31℃﹣11℃=21℃),甲加热的时间为乙的2倍,质量相同的不同物质,升高相同的温度,加热时间长的吸热能力强,即甲容器中装的液体吸热能力强,故甲容器中装的为水; (2)加热时间越长,物质吸收热量越多,用加热的时间反映液体吸收热量的多少; 探究实验二:探究不同电热丝发热能力
(3)电热丝通电产生的热量被质量相等的煤油吸收,在比热容和质量相同的情况下,煤油吸收的热量越多,煤油升高的温度越高,即煤油升高的温度反映液体吸收热量的多少;
(4)分析表中第一次甲、乙数据,通过导体的电流和通电时间相同,乙电热丝电阻大于甲电热丝的电阻,乙中煤油温度升高的多,故可得出:在通过导体的电流和通电时间相同时,电热丝阻值越大,导体发热越多;
(5)根据焦耳定律,第一次实验中甲电热丝产生的热量: Q 放=I 2Rt =(1.6A )2×11Ω×21×61s =4.32×113J ;
由(1)可知,升高相同的温度,水加热的时间为煤油的2倍,即水吸收的热量为煤油的2倍,根据Q
c m t
=
∆,在质量和升高温度相同的情况 下,比热容与吸收的热量成正比,故水的比热容为煤油的2倍,故煤油的比热容:()()3311
= 4.210/? 2.110/?22
c c J kg J kg =
⨯⨯=⨯煤油水℃℃; 煤油吸收的热量:
Q 吸=c 煤油m △t =2.1×113J/(kg•℃)×1.1kg×(37℃﹣21℃)=3.57×
113J , 故第一次实验中甲的加热效率为;333.5710=82.6%4.3210Q J
Q J
η⨯=≈⨯吸放; (6)同理可求出第2次实验乙的加热效率:。

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