人教版物理中考模拟试卷检测(提高,Word版 含解析)含答案
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人教版物理中考模拟试卷检测(提高,Word 版 含解析)含答案一、中考物理力学问题 易错压轴题提优(难)1.边长为10cm 的立方体物块(ρρ<物水)放入圆柱形容器底部,如图1所示。
逐渐向容器内倒入水(水未溢出),测量容器内水的深度h ,分别计算出该物块对应受到的浮力F 浮,并绘制了如图2(实线)所示的图像。
(g 取10N/kg )(1)在水中,h =12cm 时,物块处于______状态(选填“漂浮”、“悬浮”、“沉底”),物块重为______N 。
(2)未倒水前物块对容器底部的压强为______Pa ,物体的密度为______kg/m 3。
(3)更换一种液体重复上述实验,绘制了如图2(虚线)所示的图像。
h =12cm 时,物块处于______状态(选填“漂浮”、“悬浮”、“沉底”),液体的密度为______kg/m 3。
如果圆柱形容器中水和液体的深度均为12cm ,则水中物块的重力势能______液体中物块的重力势能。
(选填“>”、“<”或“=”)【答案】漂浮 8 800 0.8×103 沉底 0.7×103 >【解析】【分析】【详解】(1)[1]由图2可知,在水中,当h =8cm 时,浮力就不再增大,物块排开水的体积也不再增大,结合ρρ<物水可知,当h =12cm 时,物块在水中处于漂浮状态。
[2]此时,物块受到的浮力为8N ,对物块进行受力分析可知,它在重力和浮力两个力的作用下处于平衡状态,根据二力平衡的条件可知,物块的重力等于它受到的浮力,为8N 。
(2)[3]未倒水前,物块对容器底的压强8N 800Pa 0.1m 0.1mF G p S S ====⨯ [4]物体的质量 8N 0.8kg 10N /kgG m g === 物体的密度 330.8kg 0.810kg /m 0.1m 0.1m 0.1mm V ρ===⨯⨯⨯ (3)[5]由图2可知,在另一种液体中,当h =12cm 时,物块浸没在液体中,所受浮力为7N ,浮力小于重力,所以物体处于沉底状态。
[6]根据阿基米德原理可得,液体的密度()3337N 0.710kg /m 0.1m 10N /kgF V g ρ===⨯⨯浮液排 [7]物块在水中处于漂浮状态,在另一液体中处于沉底状态,它在水中的位置高于在液体中的位置,所以它在水中的重力势能大于在液体中的重力势能。
2.如图甲为小明家新购买的足浴盆,其内部电路可分为工作电路和控制电路两都分(如图乙所示),工作电路的电源电压为220V ,控制电路的电源电压为6V ,加热功率和保温功率分别为2100W 和100W 。
控制电路中,R x 为热敏电阻,其阻值随温度变化而变化。
电磁铁线圈的电阻为100Ω,当线圈中的电流大于或等于20mA 时,控制电路中继电器的衔铁被吸合。
使用时手动闭合总开关S ,当足浴盆有水注入到一定量时压控开关S 1、S 2就会自动闭合,此时 R 1、R 2 会同时工作进入加热模式,加热至40℃时,控制电路中的电磁铁会将衔铁吸合,自动进入保温模式:(1)已知该足浴盆最大装水量为5kg ,它最多能装水__________m 3;(ρ =1.0×103kg/m 3)(2)图乙的工作电路中,处于保温状态时,工作的电阻是__________(选填“R 1”“R 2”或“R x ”);压控开关S 1 的作用是防止__________,达到保护电路的目的;(3) R x 阻值随温度变化的曲线可能为图丙中的__________;A .甲B .乙C .丙D .丁(4) R 2的阻值为__________Ω;(5)小明在某次使用过程中,保温时间是加热时间的4倍,整个过程中消耗了7.5×105J 的电能,则保温时间为多大_____?【答案】33510m -⨯ R 1 盆中没有水时电路也接通工作 D 24.2Ω 1200s【解析】【分析】【详解】(1)[1]水的体积为3333101.010k 5k 5m g/mg mV ρ-===⨯⨯ (2)[2]工作电路是R 1和R 2并联,所以保温时,只有R 1工作。
[3]当足浴盆有水注入到一定量时,压控开关才会闭合,电路才会工作;所以压控开关S 1 的作用是防止盆中没有水时电路也接通工作。
(3)[4]当水温到达40℃时,控制电路中的电磁铁会将衔铁吸合,自动进入保温模式,所以温度升高,R x 的阻值应该减小;加热到40℃时衔铁被吸下,此时电流为20mA ,控制电路的总电阻为36V 300Ω2010AU R I -===⨯ 所以此时R x 的阻值为 300Ω-100Ω=200Ωx R =综上分析,R x 的阻值随温度变化的曲线可能为图丙中的丁,故选D 。
(4)[5]由保温功率为100W ,加热功率为2100W ,可以求出R 2的功率为22100W-100W=2000W P =所以R 2的阻值为()222220V 24.2Ω2000WU R P === (5)[6]根据题意可知 5100421007.510J W t W t =⨯⨯+⨯解之得300s t =所以保温时间为300s 4=1200s ⨯3.阅读短文,回答问题。
可燃冰可燃冰是一种新型能源,主要成份是甲烷和水,分布在深海沉积物里或酷域的永久冻土中,如图所示,可燃冰形似冰块却能燃烧,燃烧后几乎不产生任何残渣,1m 3的可燃冰分解后可释放出约0.8m 3的水和164m 3的天然气,天然气中甲烷的含量占80%~99.9%。
可燃冰的生成有三个基本条件:首先要求低温,可燃冰在0~10℃时生成,超过20℃便会分解,海底温度一般保持在2~4℃在右;其次是高压,可燃冰在0℃时,只需海水产生29个标准大气压即可生成,而以海洋的深度,此高压容易保证;最后是充足的气源,海底的有机物沉淀,其中丰富的碳经过生物转化,可产生充足的气源,在温度、压强、气源三者都具备的条件下,可燃冰就会生成。
请回答下列问题:[1个标准大气压取1×105Pa ,海水的密度取1×103kg/m 3,g 取10N/kg ,c 水=4.2×103J/(kg·℃),甲烷的热值取4.2×107J/m 3](1)可燃冰的主要成分是_________和__________。
(2)若要在0℃的海底生成可燃冰,海水的深度至少要_______m 。
(3)如图所示,海底上有一块体积为100m 3且底部与海底紧密相连的可燃冰A ,其受到海水的浮力为_______N 。
(4)0.5m 3的可燃冰分解后,其中的甲烷完全燃烧放出的热量是______J ,在标准大气压下,这些热量全部被水吸收,至少可以将质量为____kg 温度为20℃的水加热至沸腾。
【答案】甲烷 水 290 0 2.7552×109 8.2×103【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]由文中信息可知,可燃冰的主要成分是甲烷和水。
(2)[3]当可燃冰在0℃时,只需海水产生29个标准大气压即可生成,则可燃冰形成的气压为56110Pa 2.910Pa 29p ⨯=⨯=⨯根据p gh ρ=可得,海水的深度6332.910Pa 110m kg/m 10N 2kg9/0p h g ρ===⨯⨯⨯ (3)[4]浮力产生的原因是上下表面的压力差,即F F F =-浮向上向下,当可燃冰的底部与海底紧密相连时,0F =向上,其受到海水的浮力为0。
(4)[5]0.5m 3的可燃冰分解出的天然气体积为331640.5m 82m V =⨯=甲烷最少为3380%82m 80%65.6m V V '=⨯=⨯=甲烷完全燃烧放出的热量3973 4.210J/m 10J 65.6m 2.7552Q V q ⨯⨯⨯'===放水吸收的热量与甲烷完全燃烧放出的热量相等,由Q cm t =∆吸可知。
水的质量()339k 2.7510J 10kg 528.2()04.210J/g 1002Q Q m c t c t ⨯⨯⨯⋅====∆∆⨯-放吸水水℃℃℃4.“海翼”是由中国科学院沈阳自动化研究所完全自主研发、拥有自主知识产权的水下滑翔机。
水下滑翔机是一种新型的水下机器人。
“海翼”的外形设计成流线型,使用碳纤维材料做成。
由于配备有油囊装置,需要上浮时,油囊会鼓起来,其利用净浮力和姿态角调整获得推进力,能源消耗极小,只在调整净浮力和姿态角时消耗少量能源,并且具有效率高、续航力大(可达上千公里)的特点。
虽然水下滑翔机的航行速度较慢,但其制造成本和维护费用低、可重复使用、并可大量投放等特点,满足了长时间、大范围海洋探索的需要。
水下滑翔机可以搭载各种传感器,可以大范围地观测和获取海水的温度、盐度、浊度、叶绿素、含氧量及洋流变化等信息,对开发海洋资源、预防灾害等都有重要作用。
2017年12月31日,由中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2017年中国十大科技进展新闻在京揭晓,“国产水下滑翔机下潜6329米刷新世界纪录”成功入选。
2018年7月28日,“海翼”号水下滑翔机首次应用于中国北极科考。
2019年5月16日,在第三届世界智能大会展示“海翼”号水下滑翔机。
(1)如图“海翼”的外形设计成流线型,是为了______(选填“增大”或“减小”)阻力;(2)在其外表穿上碳纤维材料特制的“衣服”可以减小重力,这是因为碳纤维材料密度比较______(选填“大”或“小”);(3) “海翼”配备油囊装置,需要上浮时,油囊会鼓起来,从而使得排开水的体积______(选填“增大”“减小”或“不变”),受到的浮力______(选填“大于”“小于”或“等于”)重力;(4) “海翼”号实现浮沉的原理与传统潜水艇浮沉的原理______。
(选填“相同”或“不同”)【答案】减小 小 增大 大于 不同【解析】【分析】(1)流线型是前圆后尖,表面光滑,略象水滴的形状。
具有这种形状的物体在流体中运动时所受到的阻力最小,所以汽车、火车、飞机机身、潜水艇等外形常做成流线型。
(2)在体积相同时,密度越小的材料,其质量越小;(3)物体的浮沉条件,浮力大于重力,物体上浮;(4)潜水艇的原理是靠改变自身的重力来实现浮沉。
【详解】(1)[1]水下滑翔机“海翼”的外形是仿照鸟类的体型设计建造的,一般设计成流线型,这属于仿生技术,流线型能减小运动时的阻力。
(2)[2]用碳纤维材料制成的“衣服”以减小重力,这是利用了碳纤维材料密度小的特点,在体积相同时,密度越小,其质量越轻,则其重力越小。
(3)[3][4]“海翼”配备油囊装置,需要上浮时,油囊会鼓起来,由F浮=ρgV排可知,浮力增大,使浮力大于重力,物体上浮。
(4)[5]潜水艇靠改变自身的重力来实现浮沉的,故“海翼”号实现浮沉的原理与传统潜水艇浮沉的原理不同。