一.不定项选择题(共4小题,满分20分,每小题5分)
1.(5分)(2006•黄冈)一锅沸腾的油,魔术师把手伸进去,一分钟、两分钟…再把手拿出来﹣﹣没事!对这一现象的分析正确的是( )
A. | 这是不可能的,是伪科学 | |
B. | 这是不可能的,油在沸腾时温度不断升高 | |
C. | 这是可能的,一定是这种油的沸点很低 | |
D. | 这是可能的,一定是手上沾有水,水从油中吸收了热 |
A. | P1增大,P2一定不变 | B. | Pl增大,P2可能增大 | |
C. | Pl不变,P2一定不变 | D. | P1不变,P2可能增大 |
A. | F大小不变 | |
B. | F在变小 | |
C. | F相对于铰链的力矩(力和力臂的乘积)不变 | |
D. | F相对于铰链的力矩在变大 |
A. | 若甲的力气比乙的大,甲先到达中点 | |
B. | 若甲的力气比乙的大,甲是加速前进,乙是减速前进 | |
C. | 不论谁的力气大,甲、乙两车均同时到达中点 | |
D. | 无论谁的力气大,甲、乙两车均是匀速前进 |
5.(6分)甲、乙、丙三幅图中,物块质量相等,均放在水平地面上,物块与地面间的滑动摩擦力均相同.细线水平,滑轮质量不计,其余阻力不计.各自在水平拉力F1、F2、F3的作用下使物块匀速前进相同的距离,他们做的功分别为W1、W2、W3.则三力的大小关系为_____________;三力做功的大小关系为_____________.(用“>、=、<”号连接)
6.(6分)如图,水平地面上的小车内,甲球用细绳悬吊在左侧壁上,P点在球心O的正上方:乙球与细绳a、c相连,物块用d绳连接,b、c、d、e连成一个结点,所有的绳子均不计重力且不可伸长.它们随车一起向右匀速运动,在此过程中,a、d竖直,e水平,c倾斜且刚好伸直.则甲球受_____________个力,终点受_____________个力.
7.(6分)为了缓解用电高峰期电力紧张的矛盾,我国有有些地区使用了“分时电(能)表”,下列表格是采用分时计费前、后的电费价目表:
原电表计费方法 | 分时电表计费方法 | ||
时间范围 | 全 天 | 高峰期 | 低谷期 |
6:00﹣22:00 | 22:00﹣次日6:00 | ||
单元(元/度) | 0.50 | 0.55 | 0.32 |
8.(6分)两根足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面.金属细杆ab放在水平轨道的上面,用手使cd杆靠在竖直轨道的左侧,ab、cd与导轨垂直接触形成闭合网路.两杆与导轨之间均有摩擦.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中.放手后要使cd杆保持不动,ab杆应向_____________方向运动.
9.(6分)在甲乙两个电路中,电源、定值电阻、电压表均相同.已知流经电压表的电流等于自身的示数与自身电阻的比值.将开关闭合后,甲中电压表示数为3V,乙中电压表示数均为2V.由以上信息可求得电源电压_________V.
三.解答题(共4小题,满分50分)
10.(10分)一位质量为60kg的同学为了表演“轻功”,他用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气,然后将这4只气球以相同的方式对称放在水平放置的木板上,如图(甲)所示,然后在气球的上方放置一轻质硬塑料板.人轻轻站在塑料板正静止不动,气球不破裂,即为表演成功,如图(乙)所示.他除了想表演“轻功”外,还想估算气球内气体的压强.这位同学在气球的外表面涂上颜料,在轻质塑料板面向气球一侧的表面上贴上方格纸.他站上去表演成功后,留下气球与方格纸接触部分的“印迹”如图(丙)所示.表演时场地的大气压强为Po=1.013×105Pa,表演过程中气体温度不发生变化,g取10N/kg.
(1)气球在没有贴方格纸的下层木板上也会留下“印迹”,这一“印迹”面积与上层木板的面积存在什么关系?
(2)经测算每个气球留下的印迹面积约为S=400cm2,则表演成功时,每个气球内的压强为多少帕?(取4位有效数字)
11.(10分)如图所示,在平面直角坐标系的两坐标轴上分别放着两个较大的平面镜,X轴上的平面镜的镜面与丫轴垂直,Y轴上的平面镜的镜面与X轴垂直.Y轴上的平面镜的下端在坐标原点处,X轴的平面镜的最左端在(1,0)处.其间有一小灯泡(视为点光源).问:可观察到小灯泡共有几个像?作出各自成像的光路图.
(说明:如果你感觉光线太多,互相影响看不清楚,可另外画图.)
12.(12分)实验室的课桌上摆放着如下器材:电池组、灯泡、滑动变阻器、开关各一只,导线若干.小明同学想利用以上器材设计出这样的一个电路:开关闭合后,将水平放置的滑动变阻器的滑片由最左端滑到最右端的过稈中,灯泡的亮度逐渐增加.小华同学想利用以上器材设计出另一个电路:将水平放置的滑动变阻器的滑片由最左端滑到最右端的过程中,灯泡的亮度由熄灭状态逐渐达到最亮,滑片由最右端滑同到最左端的过程中,灯泡的亮度由最亮状态逐渐达到熄灭.请你帮助小明在图(甲)方框中,画出符合要求的实验电路:请你继续帮助小华在图(乙)方框中,画出符合要求的实验电路,并在图(丙)的实物上连线.
(说明:①仪器符号分别使用右图所示的形式:②开关闭合后,无论滑片滑到何处,电源不得出现短接现象.
13.(18分)高度为h、重力为G的实心合金长方体,其上端处系有一根细线,将其置于水平放置的底面积很大的杜形容器的底部,待水面稳定后,水面高度为2h,如图甲所示.已知合金密度为水的3倍.现用力将长方体缓慢拉出水面.求:
(1)从初始位置拉到其上表面与水面平齐的过程中拉力所做的功Wl
(2)从其上表面与水面平齐到下表面与水面平齐的过程中拉力所做的功W2
(3)若容器的底面积改为合金长方体横截面积的3倍,如图乙所示.再将长体刚好拉离水面的整个过程中,拉力所做的功为W3.试问:W3与(Wl十W2)是否相同?若你认为相同,请说明理由:若你认为不相同,请算出差值.
2011年浙江省温州中学高一自主招生考试物理试卷
参与试题解析
1、分析: | 不同的液体沸点是不同的,而且液体在沸腾时的温度是不再升高的; 魔术师的手放在沸腾的“油”中,手不会烫伤说明这种“油”的沸点比较低. | |
解答: | 解:手却未烫伤,说明锅内液体沸腾时温度并不很高,要想达到这一目的,可以掺入某种液体,在油的下方(即密度比油大)同时在温度很低就沸腾,而且沸腾时温度越低,对“表演”越有利.表演时,因为醋的密度大,所以会沉在油的下面.上面的植物油吸收的热量主要是来自下面的醋,醋达到沸点后温度不再升高,上面的油达到醋的沸点后,不再发生热传递,温度也不再升高.所以当人从锅里取物时,手不至于烫伤. 故选C. | |
2、分析: | 杯子里装满水,水对杯底的压强跟水的深度有关,跟其它因素无关. 杯子放在水平桌面上,杯子对水平桌面的压强,跟杯子以及杯子中物体的重有关. 比较物块放入杯子前后,水的深度、总重的变化,即可得到答案. | |
解答: | 解:杯子装满水,无论物块在水中是漂浮、悬浮、下沉的水底,水的密度和深度都不发生变化,所以水对杯底的压强不变. 如果物块小于水的密度时,物块漂浮在水面上,排出水的重力等于物块的重力,放入物块后物块、水、杯子的总重和放入物块之前杯子和水的总重是相同的.所以对水平桌面的压力不变,受力面积不变,压强不变. 如果物块等于水的密度时,物块悬浮在水中,排出水的重力等于物块的重力,放入物块后物块、水、杯子的总重和放入物块之前杯子和水的总重是相同的.所以对水平桌面的压力不变,受力面积不变,压强不变. 如果物块大于水的密度时,物块下沉到水底,排出水的重力小于物块的重力,放入物块后物块、水、杯子的总重大于放入物块之前杯子和水的总重.所以对水平桌面的压力增大,受力面积不变,压强增大. 故选D. | |
3、分析: | 掌握杠杆平衡条件:F1L1=F2L2,根据图示,分析杠杆在向上运动过程中,F和G力臂的变化,结合各项进行分析. | |
解答: | 解:A、做出G和F的力臂,如图所示: 由图知= 根据杠杆的平衡条件:G•LG=F•LF,则F=,在杆上升过程中,不变,G不变,所以F不变,A正确; B、由A知,B错误; C、由A知,F不变,杆在上升过程中,F的力臂增大,所以F的力矩增大,C错误; D、由C知,F的力矩增大,D正确. 故选AD. | |
4、分析: | 根据以下知识分析答题: 物体间力的作用是相互的,物体间的相互作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上; 物体受力不平衡,物体运动状态要发生改变,质量相等的物体受到相等的力作用,物体运动快慢相同. | |
解答: | 解:小车受到的拉力与人对绳子的拉力大小无关,小车受到的拉力等于绳子对车的拉力, 物体间力的作用是相互的,物体间的相互作用力大小相等, 甲、乙两人分别拉轻绳的一端进行拉车时,绳子对小车的拉力相等,小车受到的拉力相等, 由于水平面光滑,小车受到的合力相等,人与车的质量相同, 两小车在拉力作用下都加速前进,它们的运动快慢相同, 在相同时间内运动的距离相等,他们同时到达中点,故ABD错误,C正确; 本题选错误的,故选ABD. | |
5、分析: | (1)物体在水平方向上做匀速直线运动,根据二力平衡的条件可知物体所受的拉力等于物体受到的摩擦力,然后根据定滑轮和动滑轮的工作特点,分别求出F1、F2、F3,即可比较其大小. (2)根据动滑轮和定滑轮的特点判断出距离的关系,根据功的公式判断功的大小关系. | |
解答: | 解:由图可见,本题中三个滑轮都是克服摩擦力做功,假设物体与水平面的摩擦力f,物体移动的距离为S,则对这三个图分析可得: (1)甲图:滑轮为定滑轮,因为定滑轮相当于一个等臂杠杆,不能省力,所以根据二力平衡,此时拉力F1=f;拉力的作用点移动的距离S1=S,做的功为W1=F1S1=fS. (2)乙图:滑轮为动滑轮,因为动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂2倍的杠杆,省一半的力,所以根据二力平衡,此时拉力F2=f;但是费2倍的距离,拉力的作用点移动的距离S2=2S,做的功为W2=F2S2=f×2S=fS. (3)丙图:滑轮为动滑轮,拉力的作用点在动滑轮的轴上,因此是个费力杠杆,费2倍的力,省2倍的距离,因此F3=2f,拉力的作用点移动的距离S3=S,做的功为W3=F3S3=2f×S=fS. 综上分析可知:F3>F1>F2;W1=W2=W3. 故答案为:F3>F1>F2;W1=W2=W3. | |
6、分析: | 根据物体的运动状态,确定物体的受力情况; 首先确定物体一定受到的力,然后根据平衡力的关系确定其它力. | |
解答: | 解:以甲为研究对象,受重力作用,方向竖直向下,因此物体做匀速直线运动,处于平衡状态,所以一定还受绳的拉力,绳对物体有水平方向向左的分力,所以甲还应受到墙向右的支持力,因此甲球受到3个力的作用; 以乙为研究对象,乙受竖直向下的重力作用,所以还应受到a对其竖直向上的拉力作用,因为乙做匀速直线运动,在水平方向没有向左的力,所以c对乙没有力的作用,同时c对终点也不会产生力的作用; d下面的物体受重力作用,所以d对物体一定有拉力作用,则e对终点具有竖直向下的拉力作用,b是斜向上的,要使结点处于平衡状态,则应受b的拉力作用,b对终点还有水平向左的分力,所以e对终点有水平向右的拉力作用,因此终点受3个力. 故答案为:3;3. | |
7、分析: | (1)知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温,可利用吸热公式Q吸=cm(t﹣t0)计算出水吸收的热量. (2)若不计热量损失,消耗的电能等于水吸收的热量,求出每天烧水所消耗的电能,然后求出每月节省的电费. | |
解答: | 解:(1)在一标准大气压下水的沸点为100℃, ∴水被烧开需要吸收的热量: Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×3kg×(100℃﹣20℃)=1.008×106J. (2)若不计热量损失,每天消耗的电能为: W=Q吸=1.008×106J=1.008×106J×=0.28kW•h, 则一个月节约的电费为:0.28kW•h×(0.50﹣0.32)元/kW•h×30=1.512元≈1.51元. 故答案为:1.008×106;1.51. | |
8、分析: | 解答此题需掌握以下知识: 静止状态是平衡状态,物体处于平衡状态时,受力平衡,二力平衡的条件是:作用在同一物体上,大小相等,方向相反,作用在同一直线上; 两物体间有压力才能有摩擦力; 利用左手定则可判断通电导体在磁场中的受力方向,左手定则内容:把左手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,手心面向N极(叉进点出),四指指向电流所指方向,则大拇指的方向就是导体受力的方向. 利用右手定则可判断感应电流的方向与磁场方向、运动方向的关系. | |
解答: | 解:因为放手后cd杆保持不动,所以cd受力平衡,竖直方向上重力和摩擦力是一对平衡力,所以cd与金属轨道间有压力,cd对金属轨道的压力方向向右,原因是cd受到向右的磁场力,根据左手定则判断出cd中电流方向是从d到c,则ab中电流方向从a到b,所以根据右手定则可判断出ab向右做切割磁感线运动. 故答案为:右. | |
9、分析: | 设电压表的内阻为R0,甲图中电压表的内阻和R串联,根据欧姆定律表示出电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压;乙图中两个电压表的内阻和R串联,根据欧姆定律表示出电路中的电流,再根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出R与R0的比值,然后求出电源的电压. | |
解答: | 解:设电压表内阻为R0,则 甲图中: 根据欧姆定律可得,电路中的电流: I==, ∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和, ∴电源的电压: U=3V+×R, 乙图中: 电源的电压U=2V+2V+×R, ∵电源的电压不变, ∴3V+×R=2V+2V+×R, 解得:=1, 则电源的电压: U=3V+×R=3V+3V×1=6V. 故答案为:6. | |
10、分析: | (1)印迹面积等于气球的受力面积,该面积取决于气球的形变程度,据此分析答题. (2)气球受到大气压力与人的压力作用,气球内气体对塑料板的压力等于大气压力与人的重力之和,由压强公式求出气球对塑料板的压力,然后答题. | |
解答: | 解:(1)印迹面积取决于气球的形变程度,由于气球本身(包括气球内的气体)有质量,气球与下面木板接触面的压力大,接触面的面积大, 因此气球在没有贴方格纸的下层木板上留下的“印迹”面积与上层木板的面积不相等. (2)气球与塑料板的接触面积等于每个球的接触面积与气球个数的乘积: S=400×10﹣4m2×4=0.16m2, ∵p=, ∴气球对塑料板的支持力F=pS, 气球对塑料板的支持力等于人的重力与大气压之和, 即pS=mg+p0S, 则气球内的气体压强: p=p0+=1.013×105Pa+=1.051×105Pa; 答:(1)这一“印迹”面积与上层木板的面积b相等; (2)表演成功时,每个气球内的压强为1.051×105Pa. | |
11、分析: | 解此题的关键是要注意到此处共有两面镜子,点S在两面镜子中都会成像,而这两个像点会再次在另一平面镜中成像. | |
解答: | 解:设X轴上的平面镜为X,Y轴上的平面镜为Y,则: S在平面镜Y中成的像为S′,在平面镜X中所成的像为S″;S′在平面镜X中成的像为S°,而S″在平面镜Y中所成的像点也是S°,即再次成像的像点是重合的,所以一共有3个像,如图所示: 答:可观察到小灯泡有3个像,如图所示. | |
12、分析: | (1)开关闭合后,将水平放置的滑动变阻器的滑片由最左端滑到最右端的过稈中,灯泡的亮度逐渐增加,可以把灯泡与滑动变阻器串联,滑动变阻器用右半段电阻丝,据此作出电路图. (2)将水平放置的滑动变阻器的滑片由最左端滑到最右端的过程中,灯泡的亮度由熄灭状态逐渐达到最亮,滑片由最右端滑同到最左端的过程中,灯泡的亮度由最亮状态逐渐达到熄灭,滑动变阻器可以采用分压接法,灯泡与滑动变阻器并联,据此作出电路图,然后连接实物电路图. | |
解答: | 解:(1)把电源、开关、滑动变阻器、灯泡组成串联电路,注意滑动变阻器用右半段电阻丝,则开关闭合后,将水平放置的滑动变阻器的滑片由最左端滑到最右端的过稈中,灯泡的亮度逐渐增加,电路图如图甲所示. (2)把电源、开关、滑动变阻器串联接入电路,注意滑动变阻器接下面两个接线柱,灯泡与左半端电阻丝并联,则将水平放置的滑动变阻器的滑片由最左端滑到最右端的过程中,灯泡的亮度由熄灭状态逐渐达到最亮,滑片由最右端滑同到最左端的过程中,灯泡的亮度由最亮状态逐渐达到熄灭,电路图如图乙所示,根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图丙所示. 故答案为:如图甲、乙、丙所示. | |
13、分析: | (1)由浮力公式求出浮力,然后求出拉力大小,由功的计算公式求出拉力的功. (2)求出平均拉力,然后求出拉力的功. (3)求出拉力的功,然后比较功是否相等,然后再求差值. | |
解答: | 解:(1)长方体受到的浮力: F浮=ρ水gSh=ρ长方体gSh=G, 拉力F1=G﹣F浮=G, 从初始位置拉到其上表面与水面平齐的过程中,物体的路程: s1=2h﹣h=h, 拉力的功: W1=F1s1=Gh; (2)从其上表面与水面平齐到下表面与水面平齐的过程中, 平均拉力F平均===, 拉力的功:W2=F平均s2=×h=; (3)容器的底面积改为合金长方体横截面积的3倍时, W1′=F1s1=Gh; 设在长方体被拉离水面的过程中,水面下降的距离为x, 则hS长方体=xS容器=3xS长方体,x=, W2′=F平均(h﹣x)=×(h﹣h)=Gh, W3=W1′+W2′=Gh, 则W3与(Wl十W2)不相同, △W=W3﹣(W1+W2)=Gh; 答:(1)从初始位置拉到其上表面与水面平齐的过程中拉力所做的功为Gh; (2)从其上表面与水面平齐到下表面与水面平齐的过程中拉力所做的功为; (3)W3与(Wl十W2)不相同,差值为Gh. |