东营市2021年初中学业水平暨高中招生考试
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(满分:80分 考试时间:120分钟)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D C B B C D A D C C
一、选择题(本大题包括10小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.(2021山东东营,1,3分)下列过程,力的作用效果与其他三个不同的是 ( )
A.篮球受重力从篮筐内竖直下落
B.滚动的足球受阻力缓缓停下
C.用力将实心球掷出
D.把橡皮泥捏成不同造型
1.D 选项A,篮球受重力从篮筐内竖直下落,速度越来越快,力改变了物体的运动状态;选项B,滚动的足球受阻力缓
缓停下,足球由运动变为静止,力改变了足球的运动状态;选项C,用力将实心球掷出,实心球由静止变为运动,力改变
了物体的运动状态;选项D,把橡皮泥捏成不同造型,橡皮泥的形状发生变化,力改变了物体的形状;综合分析A、B、
C属于力改变物体的运动状态,D属于力改变物体的形状,故D与A、B、C不同类。故选D。
2.(2021山东东营,2,3分)下列说法正确的是 ( )
A.原子是由质子和中子构成的
B.电磁波不能在真空中传播
C.导体的电阻是导体本身的一种性质
D.铜丝、铅笔芯、玻璃都是导体
2.C 原子是由原子核和核外电子组成的,原子核是由质子和中子构成的,A错误;电磁波可以在真空中传播,B错误;
导体的电阻是导体本身的一种性质,其大小与导体两端的电压和通过它的电流大小无关,C正确;铜丝、铅笔芯容易导
电,是导体,而玻璃不容易导电,是绝缘体,D错误。故选C。
3.(2021山东东营,3,3分)关于质量、密度,下列说法正确的是 ( )
A.同种物质随着温度降低,密度会增大
B.质量是指物体所含物质的多少
C.固体的密度一定大于液体、气体的密度
D.物体的质量随着它的形状、状态和位置的改变而改变
3.B 密度是物质的一种特性,跟物质的种类、状态、温度有关,例如水凝固成冰后,温度降低,体积变大,密度变小,A
错误;质量是物体所含物质的多少,B正确;每种物质都有自己的密度,固体的密度不一定比液体、气体的密度大,C错
误;质量是物体的一个基本属性,与物体的状态、形状、所处的空间位置无关,D错误。故选B。
知识拓展 质量是物体所含物质的多少,是物体的一个基本属性,与物体的状态、形状、所处的空间位置无关。密度表示单位体积的物体所含质
量的多少,是物质的一种特性,密度跟物质的种类、状态、温度有关,每种物质都有自己的密度,固体的密度不一定比液体、气体的密度大。
4.(2021山东东营,4,3分)关于声现象,下列说法正确的是( )
A.声音的传播速度与介质的种类无关
B.B超是利用声音传递信息来诊断疾病的
C.调节电视机的音量是为了改变音调
D.在道路两旁植树造林可以从声源处减弱噪声4.B 声音的传播需要介质,声音的传播速度与介质种类和温度有关,A错误;B超是利用声音传递信息来诊断疾病的,
B正确;调节电视机的音量,是为了改变声音的强弱(或大小),即改变声音的响度,C错误;植树造林是在传播过程中减
弱噪声,D错误。故选B。
5.(2021山东东营,5,3分)下列说法正确的是 ( )
A.热值大的燃料完全燃烧,放出的热量一定多
B.物体的温度不变,它的内能一定不变
C.物体的内能增加,可能是从外界吸收了热量
D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
5.C 燃料燃烧放出热量的多少,与燃料的热值、质量和燃烧程度有关,A错误;晶体熔化时,物体不断吸热,其内能增
大,但是温度保持在熔点不变,B错误;物体的内能增加,可能是从外界吸收了热量,也可能外界对物体做了功,C正确;
热量是从高温物体向低温物体传递的或者从物体的高温部分传向低温部分,热传递只跟温度差有关,内能大的物体温
度不一定高,D错误。故选C。
6.(2021山东东营,6,3分)在学校组织的物理知识情景剧中,甲、乙、丙、丁四位同学分别扮演霜、雾、冰、水蒸气,
他们的台词正确的是 ( )
A.甲:我是由水凝华而来,期间需要吸热
B.乙:我是由水汽化而来,期间需要放热
C.丙:我是由水凝固而来,期间需要吸热
D.丁:我既可以变成甲,也可以变成乙,期间均需要放热
6.D 霜是空气中的水蒸气遇冷凝华而来的,凝华放热,A错误;雾是空气中的水蒸气遇冷液化而来的,液化放热,B错
误;冰是水凝固而来的,凝固放热,C错误;水蒸气可以直接凝华为霜,也可以液化为雾,凝华和液化都放热,D正确。故
选D。
解题关键 判断物态变化主要看物体由什么状态变为什么状态,然后根据各种物态变化的概念得出结论。
7.(2021山东东营,7,3分)下列现象不能说明大气压强存在的是 ( )
7.A 若橡皮膜左右两侧液体密度相同,橡皮膜向左凸出,说明液体压强与液体深度有关,A符合题意;纸外受到向上的
大气压的作用,纸内受到管中水产生的压强的作用,大气压远大于管中的水产生的压强,所以水和纸被大气压托着,不
会下落,利用了大气压,B不合题意;用吸管吸饮料时,吸出吸管中的部分空气,使吸管内的气压减小,瓶中饮料在大气
压的作用下上升,通过吸管进入口中,利用了大气压,C不合题意;使用吸盘时,首先将吸盘内的气体挤出,盘内气体变
少,气压几乎为零,在盘外大气压的作用下将吸盘压在墙壁上,利用了大气压,D不合题意。故选A。
8.(2021山东东营,8,3分)5月15日,天问一号着陆巡视器成功着陆于火星,这标志着我国首台火星车“祝融号”开启
探索之旅。下列表述与实际不相符的是 ( )A.火星车表面铺设“纳米气凝胶”板,是利用了该材料密度极小、导热性极差的属性
B.火星车上安装的“蝴蝶型”太阳能帆板可将太阳能转化为电能
C.着陆器在临近火星表面悬停时,它受到的力一定是平衡力
D.着陆器下降至着陆点的过程中,动能变大,重力势能变小,机械能变小
8.D 火星车表面铺设“纳米气凝胶”板,是利用了该材料密度极小、导热性极差(即较好的隔热性)的属性,这样能
减小火星车的质量,当外界温度过高或过低时,还能使火星车内部维持一个适宜的温度,A与实际相符;火星车上安装
的“蝴蝶型”太阳能帆板可以将太阳能直接转化为电能储存起来,B与实际相符;着陆器在临近火星表面悬停时,其运
动状态没有发生改变,则它受到的力是平衡力,C与实际相符;着陆器下降至着陆点的过程中,其质量不变,速度变小,
则动能变小,同时高度变小,则重力势能变小,机械能也变小,D与实际不相符。故选D。
9.(2021山东东营,9,3分)如图所示,小明同学在探究凸透镜成像的规律时,记录并绘制了物距u和像距v之间的关系
图像。下列说法正确的是 ( )
A.凸透镜焦距为20 cm
B.物距为5 cm时,可以通过移动光屏承接到清晰的像
C.物距为15 cm时,成放大的像,根据这一原理可以制成投影仪
D.物距由15 cm增大到30 cm的过程中,在光屏上看到的像一直是变大的
9.C u=v=2f,凸透镜成倒立、等大的实像,由图可知,u=v=2f=20 cm,所以f=10 cm,A错误;当u=5 cm时,u<f,凸透镜
成正立、放大的虚像,在光屏上得不到像,B错误;当u=15 cm时,f<u<2f,所以成倒立、放大的实像,应用为投影仪,C
正确;物体从距凸透镜15 cm处移动到30 cm处的过程中,物距变大,像距应该变小,像变小,D错误。故选C。
10.(2021山东东营,10,3分)如图所示,电路的电源电压恒为6 V,灯泡L标有“2.5 V 0.5 W”的字样,滑动变阻器标
有“30 Ω 1 A”字样,下列说法正确的是 ( )
A.同时闭合S、S、S,将会造成电源短路,烧坏电流表
1 2 3
B.同时闭合S、S,向右移动滑动变阻器的滑片,电流表示数变小
2 3C.只闭合S,移动滑动变阻器的滑片,可使灯泡正常发光
3
D.只闭合S,向右移动滑动变阻器的滑片,电压表示数会变大
3
10.C 同时闭合S、S、S 时,定值电阻R与滑动变阻器并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路中的电流,所
1 2 3
以,不会造成电源短路,不会烧坏电流表,A错误;同时闭合S、S 时,电路为滑动变阻器的简单电路,电压表测电源两
2 3
U
端的电压,电流表测电路中的电流,向右移动滑动变阻器的滑片,变阻器接入电路中的电阻变小,由I= 可知,电路中
R
的电流变大,即电流表示数变大,B错误;只闭合S 时,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电
3
流表测电路中的电流,由电路图可知,电压表的量程为0~15 V,电流表的量程为0~0.6 A,因串联电路中总电压等于各
分电压之和,且灯泡正常发光时的电压U =2.5 V,所以,此时滑动变阻器两端的电压:U =U-U =6 V-2.5 V=3.5 V<15
L 滑 L
V,电压表安全,因串联电路中各处的电流相等,所以,由P=UI可得,电路中的电流:I= P
L
=0.5W=0.2 A<0.6 A,电流
U 2.5V
L
U 3.5V
表安全,滑动变阻器接入电路中的电阻R = 滑= =17.5 Ω<30 Ω,电路安全,所以,移动滑动变阻器的滑片,可
滑 I 0.2A
使灯泡正常发光,C正确;只闭合S 时,灯泡L与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中
3
的电流,向右移动滑动变阻器的滑片,变阻器接入电路中的电阻变小,由串联电路的分压特点可知,变阻器两端分得的
电压变小,即电压表的示数变小,D错误。
二、填空题(本大题包括7小题,每小题2分,共14分)
11.(2021山东东营,11,2分)如图所示,所测物体长度为 cm;选用精密的测量工具、改进测量方法等可以
(选填“消除”或“减小”)误差。
11.答案 1.85(1.83~1.87均可)(1分) 减小(1分)
解析 所测物体长度为:准确值+估计值=1.80 cm+0.05 cm=1.85 cm;选用精密的测量工具,改进测量方法等可以减小误差。
解题关键 刻度尺是初中物理中基本的测量工具,使用前要观察它的量程和分度值,读数时视线与尺面垂直。使用刻度尺时要估读到分度值的下
一位;注意误差不能消除,只能尽量减小。
12.(2021山东东营,12,2分)在家庭电路中,各用电器之间是 (选填“串联”或“并联”)连接的。炎热的夏
天,小明家里开着空调,当小明妈妈把烤箱插头插进插座时,空气开关立刻“跳闸”,其原因可能是
。
12.答案 并联(1分) 过载(或短路)(合理即可)(1分)
解析 家用电器之间是并联的,各家用电器都独立工作、互不影响;当小明妈妈把烤箱插头插进插座时,空气开关立刻“跳闸”,这
说明干路电流过大,其原因可能是烤箱的功率过大,造成总功率过大,也有可能是烤箱短路。
13.(2021山东东营,13,2分)如图是中国女子冰壶队参加比赛的精彩瞬间。冰壶离开手之后仍然会向前运动是因为冰
壶具有 。比赛时两位队员在冰壶前方“刷冰”,使冰面形成水膜,其目的是 (选填“增大”或“减
小”)冰壶与冰面间的摩擦力。
13.答案 惯性(1分) 减小(1分)
解析 冰壶离开手之后仍然会向前运动是因为冰壶具有惯性,仍要保持原来的运动状态;比赛时两位队员在冰壶前方“刷冰”,使
冰面形成水膜,其目的是通过使接触面脱离的方法来减小冰壶与冰面间的摩擦力。14.(2021山东东营,14,2分)“寒夜客来茶当酒,竹炉汤沸火初红”,中国茶文化源远流长。茶壶的壶嘴与壶身构成一
个 ,使液面总能保持相平。隔着很远,人们能闻到茶香是因为 。
14.答案 连通器(1分) 分子不停地做无规则运动(合理即可)(1分)
解析 茶壶的壶嘴与壶身上端开口,底部相连通,构成一个连通器;隔着很远,人们能闻到茶香是因为发生了扩散现象,说明分子不
停地做无规则运动。
15.(2021山东东营,15,2分)劳动教育是素质教育的重要组成部分。在中学生劳动实践基地,同学们见到了收割麦子
的镰刀、挑水的扁担等农具。镰刀刀刃被磨得非常锋利,是通过 来增大压强的;扁担中段制作得稍宽,是通
过 来减小压强的。
15.答案 减小受力面积(1分) 增大受力面积(1分)
解析 刀刃磨得很锋利,是通过减小受力面积来增大压强,容易收割麦子;扁担中段制作得稍宽,是通过增大受力面积来减小压强。
16.(2021山东东营,16,2分)小明骑自行车2 min行驶600 m,他的平均速度为 m/s,马拉松运动员跑步的平均
速度为10 km/h。若二者在公路上以各自的平均速度同时向西运动,以自行车为参照物,马拉松运动员向 (选
填“东”或“西”)运动。
16.答案 5(1分) 东(1分)
s 600m
解析 小明骑自行车2 min行驶600 m,他的平均速度为v= = =5 m/s,马拉松运动员跑步的平均速度为10 km/h=
t 2×60s
10 000m
≈2.78 m/s;若二者在公路上以各自的平均速度同时向西运动,小明骑自行车的平均速度大于运动员的平均速度,则两人
3 600s
的距离越来越大,所以以自行车为参照物,马拉松运动员向东运动。
17.(2021山东东营,17,2分)晾晒衣服时,人们通常将湿衣服展开,放在太阳底下的通风处,这样衣服干燥得更快,请解
释其中蕴含的物理知识:
。
17.答案 液体温度越高、表面积越大、表面空气流动越快,液体蒸发就越快(2分)
解析 将湿衣服展开,可以扩大液体表面积,放在太阳下的通风处,可以加快液体表面附近的空气流速,提高液体的温度,这样都能
使水蒸发加快。
评分标准:每答对一项影响因素得1分,满分2分。
三、作图、实验与探究题(本大题包括5小题,共34分)
18.(2021山东东营,18,2分)如图所示,物体A放在斜面上处于静止状态,请在图中画出物体A对斜面的压力F的示意
图。
18.答案 答案如图解析 物体A对斜面的压力垂直于斜面向下,作用点可画在接触面的中点处;过压力作用点画一条垂直于斜面向下、带箭头的线
段,标出符号F,即为压力的示意图,如图所示。
评分标准:力的方向或力的作用点,任错一项该题不得分。
19.(2021山东东营,19,2分)如图所示,开关闭合的瞬间,位于螺线管右侧的小磁针发生顺时针旋转。请在图中合适的
位置标出通电螺线管的“N”“S”极和电源的“+”“-”极。
19.答案 如图所示
解析 已知开关闭合后,位于螺线管右侧的小磁针顺时针旋转,根据磁极间的相互作用可知,螺线管左端为N极,右端为S极,由右
手螺旋定则可得,电流由螺线管右侧流入,故电源右侧为正极,左侧为负极。
评分标准:答对“N”“S”极得1分,答对“+”“-”极得1分。
20.(2021山东东营,20,9分)如图为某实验小组“探究光的反射规律”的实验装置,平面镜M放在水平桌面上,E、F
是两块粘接起来的硬纸板,而且F板可绕ON转动。
(1)使用可以旋转的硬纸板,其目的是 ;
。
(2)将入射光线AO向ON靠近时,看到反射光线OB (选填“靠近”或“远离”)ON。
(3)若将一束光贴着纸板F沿BO射向O点,光将沿图中 的方向射出,说明在光的反射现象中,光路是
的。
(4)无意中,小明看到自己在平面镜中的像是 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的 (选填“实”
或“虚”)像。
(5)某同学在实验时,让入射光线AO沿纸板E射向镜面,然后转动纸板F,并使其与纸板E在同一平面内,但在F上没
有发现反射光线,其原因可能是 。
20.答案 (1)显示光的传播路径(1分) 探究反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内(1分) (2)靠近(1分) (3)OA(1
分) 可逆(1分) (4)等大(1分) 虚(1分) (5)硬纸板没有竖直放置(2分)
解析 (1)硬纸板F的主要作用是:①呈现光路;②验证反射光线与入射光线及法线在同一平面内;
(2)若将入射光线AO靠近ON,入射角减小,反射角等于入射角,所以反射光线OB也靠近法线;
(3)当光逆着原来的反射光线入射时,反射光线也逆着原来的入射光线反射出去,即将一束光贴着纸板F沿BO射向O点,光将沿图
中的OA方向射出,这说明在光的反射现象中光路是可逆的;
(4)平面镜所成的像是正立、等大的虚像,所以小明看到自己在平面镜中的像是等大的虚像;
(5)当E、F在同一平面上时,让入射光线AO沿纸板E射向镜面,在F上没有发现反射光线,这说明硬纸板没有与镜面垂直,反射光
线从其他方向射出。
评分标准:其他答案只要合理均可得分
21.(2021山东东营,21,9分)图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。(1)挂钩码前,杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;要想使杠杆在
水平位置平衡,接下来应将杠杆两端的螺母向 (选填“左”或“右”)侧调节。
(2)图乙是一个平衡的杠杆,此时若推动右侧钩码的悬线(如图丙所示),就会发现杠杆 (选填“左端下沉”
“仍然平衡”或“右端下沉”)。
(3)在探究过程中,需要进行多次实验的目的是 。
(4)某同学提出,若支点不在杠杆的中点,杠杆的平衡条件是否仍然成立?于是该小组利用图丁所示的装置进行探究,
在杠杆O点处挂上2个钩码,用弹簧测力计在A点处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计示数为
N。以弹簧测力计的拉力为动力F,钩码处绳子拉力为阻力F,多次改变动力作用点的位置进行实验发现:当杠杆水
1 2
平平衡时,FL 总是 (选填“大于”“等于”或“小于”)FL,其原因可能是
1 1 2 2
。
(5)图丁中,弹簧测力计处在A点位置时,此杠杆属于 (选填“省力”或“费力”)杠杆,请举出它在生活生产
中的一个应用实例: 。
21.答案 (1)平衡(1分) 左(1分) (2)左端下沉(1分) (3)避免实验的偶然性,获得普遍规律(1分) (4)2.3(1分) 大于(1
分) 杠杆的自重对杠杆平衡有影响(1分) (5)费力(1分) 镊子(或钓鱼竿等)(1分)
解析 (1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆处于平衡状态;由图甲知,杠杆的左端较高,所以接下来应将两端的螺
母向左调节,使杠杆保持水平并静止;
(2)图乙中支点在中心时,杠杆平衡,根据杠杆平衡条件知F L =F L ,图丙中改变了右侧拉力的力臂,使右侧拉力的力臂减小,
左 左 右 右
此时F L >F L ,故左端会下沉;
左 左 右 右
(3)在探究过程中进行多次实验,是为避免偶然性,得出普遍结论;
(4)弹簧测力计分度值为0.1 N,示数为2.3 N;图丁中,设杠杆的重力为G,力臂为L ,当杠杆平衡时,根据杠杆的平衡条件得
G
FL=FL+GL ,由丁图可知L ≠0,所以杠杆的自重对杠杆平衡有影响,此时FL>FL;
1 1 2 2 G G 1 1 2 2
(5)由图丁可知此时L<L,故为费力杠杆,生活中常见的镊子、钓鱼竿等都是费力杠杆。
1 2
评分标准:(3)、(4)、(5)题只要答案合理均可得分
22.(2021山东东营,22,12分)某实验小组要探究电流与电压、电阻的关系:
【设计实验】
小组制订实验计划,选用合适的电源、滑动变阻器、电流表、电压表、内装三个定值电阻(R=5 Ω;R=10 Ω;R=15
1 2 3
Ω)的电阻盒等器材,并设计好电路图(如图甲所示)。
(1)考虑到电流的大小与两个因素有关,该实验需要采用的研究方法是 。(2)该实验中,滑动变阻器的作用是 ; 。
【进行实验和收集数据】
(3)实验小组按照电路图连接好电路并检查无误后闭合开关,发现电压表无示数,电流表有示数但未超出量程,则产生
故障的原因可能是定值电阻 (选填“断路”或“被短接”)。
(4)移动滑动变阻器的滑片,实验小组测得多组数据并分别录入表格中,其中,换用R 做实验时少录入一个电流值,电
3
流表指针位置如图乙所示,该电流记作 A。
电压U/V 1 2 3 ……
R 电流I/A 0.2 0.4 0.6
1 1
R 电流I/A 0.1 0.2 0.3
2 2
R 电流I/A 0.06 0.2
3 3
【分析和论证】
(5)比较表中任何一行测得的数据,可以得出的结论是 ;
(6)比较表中任何一列测得的数据,可以得出的结论是 。
【评估】
在评估环节,有组员提出了“能否采用图像法进行数据分析”的意见。除此以外,你还能从哪两个方面对该实验进行
评估?
22.答案 (1)控制变量法(1分) (2)保护电路(1分) 改变电阻两端电压(1分) (3)被短接(2分) (4)0.14(1分) (5)在电阻
一定的情况下,通过导体的电流跟这段导体两端的电压成正比(2分) (6)在电压一定的情况下,通过导体的电流跟导体的电阻成
反比(2分)
【评估】(2分)
连接电路时,出现过哪些失误,又是如何更正的;
本小组得出的实验结论与其他小组的是否一致;
实验数据是否真实,得出的结论是否合理;
本实验的误差可能来自哪些因素;
有没有其他办法改变定值电阻两端的电压;
有没有其他更好的探究方案。
解析 (1)考虑到电流的大小与电压的大小和电阻的阻值有关,该实验需要采用的研究方法是控制变量法;
(2)滑动变阻器的基本作用是保护电路,探究电流与电压、电阻的关系时,为了得出普遍性的规律,需要多次测量,故滑动变阻器的
主要作用是保护电路和改变电阻两端的电压;
(3)实验小组按照电路图连接好电路并检查无误后闭合开关,由电流表有示数但未超出量程可知,电路为通路,由电压表无示数可知,
产生故障的原因可能是定值电阻被短路;
(4)由图乙知,电流表的量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,所以示数为0.14 A;
(5)比较表中任何一行测得的数据可知,同一电阻两端的电压和通过的电流之比不变,故可得结论:电阻一定时,通过导体的电流与
导体两端的电压成正比;
(6)比较表中任何一列测得的数据可知,电压一定时,通过导体的电流和对应电阻的乘积不变,故可得结论:电压一定时,通过导体的
电流与导体的电阻成反比;
【评估】可以从连接电路时,出现过哪些失误,又是如何更正的;本小组得出的实验结论与其他小组的是否一致;实验数据是否真实,
得出的结论是否合理;本实验的误差可能来自哪些因素;有没有其他办法改变定值电阻两端的电压;有没有其他更好的探究方案等
方面对实验进行评估。解题关键:本题考查了探究电流和电压、电阻关系的实验,涉及到控制变量法、滑动变阻器的作用、电路故障的判断、电流表的读
数和分析实验数据得出结论的能力以及实验的评估,利用好控制变量法是关键,同时要会对实验进行评估。
评分标准:(2)小题只要答案合理均可得分,(4)小题的读数为0.15的也可得分;(5)小题、(6)小题、【评估】只要答案合理均可得
分,其中【评估】中每答对一项得1分,满分2分。
四、计算题(本大题包括2小题,共22分。解答时应写出必要的文字说明,公式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能
得分)
23.(2021山东东营,23,10分)如图是某科技小组设计的打捞装置示意图,已知被打捞的合金块密度为4×103 kg/m3,体
积为0.01 m3。每个滑轮重100 N,绳重和摩擦均忽略不计。(水的密度ρ =1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
水
(1)合金块下表面距水面5 m时,求合金块下表面所受水的压强。
(2)合金块未露出水面时,求合金块受到的浮力。
(3)完全露出水面后,合金块在5 s内匀速上升了2 m,求人的拉力及其功率。
23.答案 解:(1)合金块下表面所受水的压强:p=ρ gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×5 m=5×104 Pa(2分)
水
(2)合金块浸没时所受浮力:F =ρ gV=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.01 m3=100 N(2分)
浮 水
(3)合金块的质量:m=ρV=4×103 kg/m3×0.01 m3=40 kg(1分)
合金块受到的重力:G=mg=40 kg×10 N/kg=400 N
1 1
合金块完全露出水面后,人所用的拉力:F= (G+G )= ×(400 N+100 N)=250 N(2分)
n 动 2
绳子自由端移动的距离:s=nh=2×2 m=4 m
拉力所做的功:W=Fs=250 N×4 m=1 000 J(2分)
W 1 000J
拉力功率:P= = =200 W(1分)
t 5s
评分标准:其他解法只要正确,即可得分。
24.(2021山东东营,24,12分)为实现自动控制,小明同学利用电磁继电器(电磁铁线圈电阻不计)制作了具有延时加热、
保温、消毒等功能的恒温调奶器,其电路图如图甲所示。控制电路中,电压U=3 V,定值电阻R=50 Ω,热敏电阻R阻
1 0
值随温度变化的图像如图乙所示;工作电路中,电压U=220 V,R=836 Ω,R=44 Ω。已知恒温调奶器容量为2 kg,水温
2 1 2
达到80 ℃时衔铁会跳起。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]甲
乙
(1)请结合此电路,简要说明电磁继电器的工作原理。
(2)求衔铁刚跳起时,通过电磁铁线圈的电流。
(3)求工作电路在保温状态下的电功率。
(4)当调奶器加满温度为25 ℃的水,加热元件工作500 s后衔铁跳起,求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热
效率。
24.答案 解:(1)水温达到80 ℃前,电磁铁把衔铁吸下,使衔铁与b触点接通,R 接入工作电路,处于加热状态;水温达到80 ℃时,
2
衔铁被弹簧拉起,与a触点接通,R、R 串联接入工作电路,处于保温状态。 (2分)
1 2
(2)由图像可知:温度为80 ℃时,热敏电阻R为100 Ω。控制电路总电阻为:R =R+R=100 Ω+50 Ω=150 Ω(1分)
控 0
衔铁刚跳起时,通过电磁铁线圈的电流:I=U = 3V =0.02 A (1分)
1
R 150Ω
控
U
(3)R、R 串联接入到工作电路中时,处于保温状态。由P=UI和I= 得:
1 2
R
保温功率P 温 = U 2 2 =(220V )2 =55 W(2分)
R +R 836Ω+44Ω
1 2
(4)水吸收的热量:Q =cm(t-t)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(80 ℃-25 ℃)=4.62×105 J(2分)
吸 0
恒温调奶器加热状态下的电功率:P 热 = U 2 2 =(220V )2 =1 100 W (1分)
R 44Ω
2500 s内消耗的电能:W=P t=1 100 W×500 s=5.5×105 J(1分)
热
恒温调奶器的加热效率:η=Q =4.62×105 J×100%=84% (2分)
吸
W 5.5×105 J
评分标准:其他解法(说法)只要正确,即可得分。(1)小题,未结合此电路分析的不得分;只答出要点但不完整的酌情扣分。
